(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ裏面にフィルム状のダイボンド材が添着された半導体チップ完成体が該半導体チップ完成体搭載領域に少なくとも１個の貫通する気孔を有するインターポーザに搭載され、前記半導体チップの接続電極と該インターポーザのボンディングパッド間がボンディング接続された状態で樹脂封止されてなる半導体装置において、
前記インターポーザの前記半導体チップ完成体搭載領域の全面は、段差を持たない平坦面とされ、
前記平坦面には、前記半導体チップ完成体搭載領域において配線回路を有し且つ該各配線回路間に該配線回路の高さと等しい厚さのソルダーレジスト層が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体チップ裏面にフィルム状のダイボンド材が添着された半導体チップ完成体が該半導体チップ完成体搭載領域に少なくとも１個の貫通する気孔を有するインターポーザに搭載され、前記半導体チップの接続電極と該インターポーザのボンディングパッド間がボンディング接続された状態で樹脂封止されてなる半導体装置において、
前記インターポーザの前記半導体チップ完成体搭載領域の全面は、段差を持たない平坦面とされ、
前記平坦面には、前記半導体チップ完成体搭載領域をカバーする大きさの接地電極が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
半導体チップ裏面にフィルム状のダイボンド材が添着された半導体チップ完成体が該半導体チップ完成体搭載領域に少なくとも１個の貫通する気孔を有するインターポーザに搭載され、前記半導体チップの接続電極と該インターポーザのボンディングパッド間がボンディング接続された状態で樹脂封止されてなる半導体装置において、
前記インターポーザの前記半導体チップ完成体搭載領域の全面は、段差を持たない平坦面とされ、
前記平坦面の前記半導体チップ完成体搭載領域の四隅には配線回路及び、該配線回路形成領域内側の全面には接地電極が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記半導体チップ完成体搭載領域より外側で樹脂封止されていないインターポーザ上のボールパッド上に形成されたはんだボールが、前記封止樹脂の上面を越える高さに形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインターポーザを有してパッケージされた半導体装置の構成に係り、特に回路基板実装時におけるはんだリフロー工程での熱で発生し易いパッケージ膨れやクラックの発生を抑制しながら半導体装置としての構成の容易化を実現して生産性の向上を図った半導体装置に関する。
【０００２】
近年の電子機器分野では装置としての小型化，軽量化，薄肉化等の要請に伴って半導体装置の分野でもかかる顧客要請に対応するものとして、例えばＣＳＰタイプのパッケージ構造を有する半導体装置が種々開発されているが、回路基板への実装時等にパッケージ膨れやクラックなどが発生し易いことからその対応が強く望まれている。
【０００３】
【従来の技術】
図９は従来の一般的なＣＳＰタイプ半導体装置を説明する図であり、図１０は図９のＣＳＰタイプ半導体装置の組立工程を時系列的に示した図、図１１は従来の他のＣＳＰタイプの半導体装置を説明する図、図１２は従来の第三のＣＳＰタイプの半導体装置を説明する図である。
【０００４】
図９で、（ａ）は一部断面視した側面図、（ｂ）は（ａ）の底面図である。
【０００５】
図で従来のＣＳＰタイプ半導体装置（以下単に半導体装置とする）１は、ポリイミド樹脂やガラスエポキシ基板・セラミック基板等からなるインターポーザ１１の片面にペースト状のダイス付け剤１２を介して接着固定された半導体チップ１３の全周囲が該インターポーザ１１の上記片面と共に封止樹脂１４で覆われ、且つ該インターポーザ１１の裏面側に上記半導体チップ１３の各電極に繋がるはんだボール１５が該裏面から突出して形成されているものである。
【０００６】
なお上記はんだボール１５は、図（ｂ）に示す如く例えば一定したピッチ“ｐ”のマトリックス状に配置されている。
【０００７】
一方該半導体装置１に対応する回路基板１９は、破線Ａで示す如くその片面の上記はんだボール１５と対応するそれぞれの位置に図示されない回路に繋がる接続電極１９ａがパターン形成されているものである。
【０００８】
そこで上記半導体装置１を、それぞれの上記はんだボール１５と上記回路基板１９上の接続電極１９ａとが対応するように該基板上に搭載し、そのままの状態で該回路基板１９を該半導体装置１と共に図示されない通常のはんだリフロー装置等に通すことで、上記半導体装置１が上記回路基板１９に実装できるようになっている。
【０００９】
ここで上記半導体装置１の組立工程を図１０で時系列的に説明する。
【００１０】
なお図では上記インターポーザ１１がポリイミド樹脂からなる可撓性を有する回路基板である場合を例として説明する。
【００１１】
図１０で、（１０−１）はインターポーザを示し、（１０−２）はダイス付け剤塗布後の状態を、（１０−３）は半導体チップ接続後の状態を、（１０−４）は半導体装置としての完成状態を、また（１０−５）ははんだボールの形成状態をそれぞれ示している。
【００１２】
図の（１０−１）でインターポーザ１１は、上記半導体チップ１３の平面視サイズを越える大きさのポリイミド樹脂からなる基板１１１の片面（図では上面）の周辺に沿った領域に該半導体チップ１３に設けられている接続電極に対応する数でパターニング形成されたボンディングパッド１１１ａが形成されていると共に、該ボンディングパッド形成領域の内側に該ボンディングパッドと同じ数のボールパッド１１１ｂが例えば上述した一定ピッチ“ｐ”のマトリックス状にパターン形成され、更に上記各ボンディングパッド１１１ａと該各ボンディングパッドに対応するボールパッド１１１ｂの間はパターン形成されたリード１１１ｃによって繋がれているものである。
【００１３】
そして例えば円形状をなす上記各ボールパッド１１１ｂの位置には、該ボールパッドの領域を抽出して拡大視した断面図（ａ）に示す如く該ボールパッドの径より小さい径のはんだ孔１１１ｄが基板１１１を貫通して形成されているものである。
【００１４】
そこで、上記インターポーザ１１におけるボンディングパッド１１１ａの形成領域とボールパッド１１１ｂの形成領域の境界線を周辺とする内側に例えばペースト状のダイス付け剤１２を塗布して、（１０−２）で示す状態にする。
【００１５】
次いで、厚さが 100〜150 μm の上述した半導体チップ１３をその裏面側から上記ダイス付け剤１２上に押圧して接着固定し、更に該半導体チップ上の各接続電極１３ａとそれに対応する上記ボンディングパッド１１１ａとの間を通常のワイヤボンディング技術によってボンディングワイヤ１１１ｅで接続して（１０−３）で示す状態にする。
【００１６】
更に、該（１０−３）の状態にあるインターポーザ１１を上記半導体チップ１３と共に図示されない通常の射出成形装置に装着し、該インターポーザ上面側の上記ボンディングパッド１１１ａを含むほぼ全面の該半導体チップ１３とボンディングワイヤ１１１ｅの全周囲を封止樹脂１４で覆うように樹脂封止して（１０−４）で示す状態にする。
【００１７】
その後、（１０−５）の（ｂ）で示す上述したはんだ孔１１１ｄに回路基板裏面側から（ｃ）で示すようにはんだを注入することで、回路基板裏面側に該裏面から突出するはんだボール１５を備えた所要の半導体装置１を図９に示すように構成することができる。
【００１８】
かかる半導体装置１では、半導体チップ１３の全周囲がボンディングワイヤ１１１ｅの領域を含めて封止樹脂１４で封止されているので、外界からの耐湿性が確保できると言うメリットがある。
【００１９】
しかし、半導体装置としての構成時に上記インターポーザ１１や封止樹脂１４、ダイス付け剤１２等に湿気を含む水分が含まれていると、該半導体装置を図９で説明した如く回路基板１９に実装するときのはんだリフロー工程での温度上昇で上述したインターポーザや封止樹脂、ダイス付け剤等に含まれる湿気や水分が蒸気となることからパッケージ外面が膨れたり半導体装置としてクラックが発生する場合がある。
【００２０】
そしてかかるパッケージ外面の膨れやクラックを抑制するにはリフロー工程での温度上昇で発生する内部の湿気を外部に逃すことが必要でありそのための貫通孔を予めインターポーザにあけておくことが考慮されるが、この場合には半導体チップをインターポーザに接着固定するためのダイス付け剤が一般的にペースト状であるため上記貫通孔から裏面側に流出したり該貫通孔に詰まり易いことから湿気抜きの孔として機能しなくなる欠点がある。
【００２１】
一方、かかる欠点を抑制する手段を備えた半導体装置が「特開平10-189820 」, 「特開平10-223795 」, 「特開平11-243160 」等に開示されている。
【００２２】
以下図 6と図 7でかかる公知技術に対応する半導体装置を説明するが、いずれも図９における半導体装置に適用させる場合を例としているので、図９と同じ対象部材には同一の記号を付すと共に重複する説明についてはそれを省略する。
【００２３】
図１１は図９の（ａ）同様に一部断面視した側面図で示したものであり、（ａ）は全体構成図であり、（ｂ）は（ａ）におけるインターポーザの平面図、（ｃ）は半導体チップ接着固定時の状態をそれぞれ示している。
【００２４】
すなわち図の（ａ）で半導体装置２は、ポリイミド樹脂からなるインターポーザ２１の片面に貼付されているフィルム状のダイボンド材２２を介して、ペースト状の上記ダイス付け剤１２が裏面すなわち接続電極非形成面に塗布された上記半導体チップ１３をその裏面側で該インターポーザ２１に接着固定されているものである。
【００２５】
そして特にこの場合の上記インターポーザ２１は、図（ｂ）に示す如く、前述した基板１１１の片面の周辺には前記ボンディングパッド１１１ａが、また該ボンディングパッド形成領域の内側の前面に前記ボールパッド１１１ｂが上記ボンディングパッドに繋がるリード１１１ｃと共にそれぞれパターン形成され、且つ上記ボールパッド１１１ｂの列間の複数箇所に上記基板１１１を貫通する気孔２１ａが形成されているものである。
【００２６】
なお上記各ボールパッド１１１ｂの位置に図１０で説明したはんだ孔１１１ｄが設けられていることは、前記インターポーザ１１の場合と同様である。
【００２７】
そして上記ボールパッド形成領域における破線Ｂで示す領域が半導体チップ１３の搭載領域になっているものである。
【００２８】
そこで、上記インターポーザ２１にフィルム状のダイボンド材２２を貼付して（ｃ）に示す状態にした後、片面にペースト状のダイス付け剤１２が塗布された半導体チップ１３をそのダイス付け剤側から上記ダイボンド材２２に押圧して両者を接着固定し、該半導体チップ１３上の前記各接続電極１３ａと上記インターポーザ２１上のそれに対応する上記各ボンディングパッド１１１ａとの間をボンディングワイヤ１１１ｅで接続し、更に該インターポーザ２１上面側に前述したように樹脂封止した後、前述したはんだボール１５を上記各ボールパッド裏面側に設けられているはんだ孔１１１ｄに形成することで所要の半導体装置２を（ａ）で示すように構成することができる。
【００２９】
かかる半導体装置２では、前記回路基板１９に実装するときのはんだリフロー工程での温度上昇で発生する内部からの湿気が上記気孔２１ａから外部に流出するので、前記パッケージ外面の膨れやクラックを抑制することができる。
【００３０】
しかしこの場合の半導体装置２では、半導体チップ１３を接着固定するインターポーザ１１の該チップ搭載領域の全面にボールパッド１１１ｂとそれに繋がるリード１１１ｃとが該チップ搭載面から突出して形成されているため上述したフィルム状のダイボンド材２２のインターポーザ２１への貼り付け条件を調整するのが難しいばかりでなく、貼り付け時に上記気孔２１ａをふさいでしまう場合がある。
【００３１】
また従来の他の半導体装置を図１１同様に示した図１２で、（ａ）は全体構成図、（ｂ）はインターポーザの平面図、（ｃ）は半導体チップ接着固定時の状態を示している。
【００３２】
すなわち図の（ａ）で半導体装置３は、裏面すなわち接続電極非形成面にフィルム状のダイボンド材３１が接着固定されている上記半導体チップ１３が、その裏面側のポリイミド樹脂からなるインターポーザ４１の片面への押圧で接着固定されているものである。
【００３３】
そしてこの場合の上記インターポーザ４１は、図（ｂ）に示す如く、前述した基板１１１の片面に前記ボンディングパッド１１１ａとボールパッド１１１ｂ及びリード１１１ｃがそれぞれパターン形成されているが、一点鎖線Ｃで示す半導体チップ搭載領域の内部には配線に繋がる回路すなわち上記ボールパッド１１１ｂとそれに繋がるリード１１１ｃとが少なくなるように、例えば上記半導体チップ搭載領域の周辺内側だけに形成されている如くに形成され、且つ上記半導体チップ搭載領域の内部の複数箇所に上記基板１１１を貫通する気孔２１ａが形成されているものである。
【００３４】
なお上記各ボールパッド１１１ｂの位置に図１０で説明したはんだ孔１１１ｄが設けられていることは、前記インターポーザ１１の場合と同様である。
【００３５】
そこで、（ｃ）に示す如く接続電極非形成面にフィルム状のダイボンド材３１が接着固定されている上記半導体チップ１３を該ダイボンド材側から上記インターポーザ４１上の一点鎖線Ｂで示す半導体チップ搭載領域に押圧して両者を接着固定し、該半導体チップ１３上の前記各接続電極１９ａとそれに対応する上記インターポーザ４１上の各ボンディングパッド１１１ａとの間をボンディングワイヤ１１１ｅで接続し、更に該インターポーザ４１上面側に前述したように樹脂封止した後、前述したはんだボール１５を上記各ボールパッド裏面側に設けられているはんだ孔１１１ｄに形成することで所要の半導体装置３を（ａ）で示すように構成することができる。
【００３６】
かかる半導体装置３では、前記回路基板１９に実装するときのはんだリフロー工程での温度上昇で内部で発生する湿気が上記気孔２１ａから外部に流出するので、前記パッケージ外面の膨れやクラックを抑制することができる。
【００３７】
しかしかかる半導体装置３では、半導体チップ１３のインターポーザ４１に対する当接面が上述したように半導体チップ搭載領域の周辺内側に沿った領域だけに限定されることから両者間の接着面積が小さくなって密着性の低下をもたらす場合があり、また半導体チップの厚さが前述した如く薄いこともあって樹脂封止時の樹脂圧が該半導体チップの中央部に集中し結果的に半導体チップ自体にクラックが発生する場合がある。
【００３８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、上述した半導体装置２ではフィルム状のダイボンド材のインターポーザへの貼り付けに特別な技術が必要になると共に該貼り付け時に気孔をふさいでしまうことがあると言う問題があり、また半導体装置３では半導体チップとインターポーザ間の密着性の低下や半導体チップ自体へのクラック発生の危惧があると言う問題があった。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、半導体チップ裏面にフィルム状のダイボンド材が添着された半導体チップ完成体がその裏面側で少なくとも１個の貫通する気孔を有するインターポーザに搭載され、前記半導体チップの接続電極とインターポーザのボンディングパッド間がボンディング接続された状態で樹脂封止されてなる半導体装置において、前記インターポーザの前記半導体チップ完成体搭載領域の全面は、段差を持たない平坦面とされ、前記平坦面には、前記半導体チップ完成体搭載領域において配線回路を有し且つ該各配線回路間に該配線回路の高さと等しい厚さのソルダーレジスト層が設けられている半導体装置によって解決される。
【００４０】
また、半導体チップ裏面に導電性フィルム状のダイボンド材が添着された半導体チップ完成体が該半導体チップ完成体搭載領域に少なくとも１個の貫通する気孔を有するインターポーザに搭載され、前記半導体チップの接続電極と該インターポーザのボンディングパッド間がボンディング接続された状態で樹脂封止されてなる半導体装置において、前記インターポーザの前記半導体チップ完成体搭載領域の全面が、接地電極に形成されている半導体装置によって解決される。
【００４１】
インターポーザ上の少なくとも半導体チップ搭載領域を段差のない平坦な面にすると、インターポーザと半導体チップ間の密着性が向上できると同時に樹脂封止時の半導体チップ自体のクラック発生を抑制することができる。
【００４２】
更にインターポーザを構成するポリイミドの基板を透水率の高い材料で形成すると特別な気孔を設けることなくパッケージの膨れやクラックが抑制できることを確認している。
【００４３】
そこで本発明では、半導体チップ搭載領域に少なくとも上述したボールパッドとそれに繋がるリードがないファンアウト構造のインターポーザでは該インターポーザを透水率の高い材料で形成した上で該半導体チップ搭載領域に少なくとも１個の気孔を設けるようにし、また半導体チップ搭載領域の周辺近傍にのみボールパッドとそれに繋がるリードが設けられているファンイン−アウト構造のインターポーザや半導体チップ搭載領域の全面にボールパッドとそれに繋がるリードが設けられているファンイン構造のインターポーザでは該各インターポーザを透水率の高い材料で形成した上で少なくとも半導体チップ搭載領域に上記ボールパッドとリードの高さ以上の厚さの絶縁樹脂層を形成し更に該半導体チップ搭載領域に少なくとも１個の気孔を設けるようにしている。
【００４４】
このことは上記いずれの場合でも、インターポーザの半導体チップ搭載領域が平坦であるため該半導体チップのインターポーザに対する貼り付けの容易化と両者間の密着力向上が実現できると共に、パッケージの膨らみやクラックの発生が抑制できることを示している。
【００４５】
従って、半導体装置としての生産性向上を期待することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明になる半導体装置を説明する図であり、図２は本発明になる第二の半導体装置を説明する図、図３は本発明になる第三の半導体装置を説明する図である。
【００４７】
また図４は本発明になる第四の半導体装置を説明する図であり、図５は本発明になる第五の半導体装置を説明する図、図６は本発明になる第六の半導体装置を説明する図、図７は本発明になる第七の半導体装置を説明する図、図８は本発明になる第八の半導体装置を説明する図である。
【００４８】
なお図では、いずれも本発明を図１０乃至図１２で説明した半導体装置に適用させる場合を例としているので、図１０乃至図１２と同じ対象部材や部位には同一の記号を付して表わすと共に重複する説明についてはそれを省略する。
【００４９】
本発明になる半導体装置を説明する図１で、（ａ）は全体構成図であり、（ｂ）は（ａ）におけるインターポーザの平面図、（ｃ）は半導体チップ完成体接着固定時の状態をそれぞれ示している。
【００５０】
すなわち図の（ａ）でファンアウト構造の半導体装置５は、ポリイミド基板からなるインターポーザ５１と、該インターポーザ５１上に搭載される半導体チップ完成体５２と、前記インターポーザ５１と該半導体チップ完成体５２とを接続する前記ボンディングワイヤ１１１ｅと、該半導体チップ完成体５２を前述したように樹脂封止する封止樹脂１４と、上記インターポーザ５１に形成される前記はんだボール１５とからなるものである。
【００５１】
そして図（ｂ）に示すこの場合のインターポーザ５１は、前記“特開平11-243160 ”に記載された試料ＮＯ４（新日鐵化学株式会社製  エスパネックス、タイプＳＣ１８−４０）、または試料ＮＯ５（東レ・デュポン株式会社製  カプトン、タイプ２００ＥＮ）の如く透水率１０以上のポリイミド樹脂からなる基板５１１の片面の周辺に沿った領域には前記ボンディングパッド１１１ａが、該ボンディングパッド形成領域内側の一点鎖線Ｄで示す半導体チップ完成体５２の搭載領域を除く領域には前記ボールパッド１１１ｂが、また上記ボンディングパッドとそれに対応する該各ボールパッド間には前記リードリード１１１ｃがそれぞれパターン形成され、更に上記半導体チップ完成体搭載領域には上記基板５１１を貫通する気孔２１ａが例えば等ピッチのマトリックス状に設けられているものである。
【００５２】
そして、上記各ボールパッド１１１ｂの位置に図１０で説明したはんだ孔１１１ｄが設けられていることは、前記インターポーザ１１の場合と同様である。
【００５３】
一方上記半導体チップ完成体５２は、前述した半導体チップ１３の裏面すなわち接続電極非形成面に前述したフィルム状のダイボンド材２２を貼り付けたものである。
【００５４】
そこで、上記インターポーザ５１のＤで示す半導体チップ完成体搭載領域に上記半導体チップ完成体５２をそのダイボンド材側から（ｃ）に示す如く押圧することで、該半導体チップ完成体５２をインターポーザ５１に接着固定することができる。
【００５５】
その後、上記半導体チップ１３の各接続電極と上記インターポーザ５１の対応するボンディングパッド１１１ａとの間を図１０の（１０−３）で示すようにボンディングワイヤ１１１ｅでボンディング接続し、図１０同様に封止樹脂１４で樹脂封止した後に、前記はんだボール１５を前述した如く上記インターポーザ５１のはんだ孔１１１ｄに形成することで、所要の半導体装置５を図１（ａ）で示すように構成することができる。
【００５６】
かかる半導体装置５では、半導体チップ１３ひいては半導体チップ完成体５２をインターポーザ５１上の段差のない半導体チップ完成体搭載領域に押圧して接着固定するので貼り付けの容易化と両者間の密着力向上が実現できると共に、回路基板１９に対する実装時の温度上昇に起因する前記パッケージの膨らみやクラックの発生が抑制できるメリットがある。
【００５７】
本発明になる第二の半導体装置を説明する図２で、（ａ）は全体構成図であり、（ｂ）は（ａ）におけるインターポーザの平面図、（ｃ）は半導体チップ完成体接着固定時の状態をそれぞれ示している。
【００５８】
すなわち図の（ａ）でファンイン−アウト構造の半導体装置６は、ポリイミド基板を構成要素とするインターポーザ６１と、該インターポーザ６１上に搭載される前記半導体チップ完成体５２と、前記ボンディングワイヤ１１１ｅと、前記封止樹脂１４と、前記はんだボール１５とからなるものである。
【００５９】
そして図（ｂ）に示すこの場合のインターポーザ６１は、図１で説明したインターポーザ５１におけるボンディングパッド形成面側の全面に、上面が上記ボンディングパッド１１１ａやボールパッド１１１ｂ、リード１１１ｃの高さと一致するようにソルダーレジスト層６１ａを絶縁層として形成したものである。
【００６０】
従って（ｂ）で示した如く、上記ソルダーレジスト層６１ａの表面に上記ボンディングパッド１１１ａやボールパッド１１１ｂ、リード１１１ｃが露出した状態にある。
【００６１】
なおこの場合の上記ソルダーレジスト層６１ａにも、インターポーザ５１における気孔２１ａと対応するそれぞれの位置に該ソルダーレジスト層を貫通する孔が設けられているが、この場合の上記ソルダーレジスト層６１ａの形成は基板上に電極パッドや配線を形成する手段の一つである通常技術のアディティブ法によって容易に形成することができる。
【００６２】
なお図では、インターポーザ６１をファンイン−アウト構造に対応させているので、一点鎖線Ｅで囲まれている領域を半導体チップ搭載領域としている。
【００６３】
そこで、上記インターポーザ６１のＥで示す半導体チップ完成体搭載領域に上記半導体チップ完成体５２をそのダイボンド材側から（ｃ）に示す如く押圧することで、該半導体チップ完成体５２をインターポーザ６１に接着固定することができる。
【００６４】
その後、上記半導体チップ１３の各接続電極と上記インターポーザ６１の対応するボンディングパッド１１１ａとの間を図１０の（１０−３）で示すようにボンディングワイヤ１１１ｅでボンディング接続し、図１０同様に封止樹脂１４で樹脂封止した後に、前記はんだボール１５を前述した如く上記インターポーザ６１における前記はんだ孔１１１ｄに形成することで、所要の半導体装置６が図（ａ）で示すように構成できることは前記半導体装置５の場合と同様である。
【００６５】
かかる半導体装置６では、インターポーザがファンイン−アウト構造でありながら上記半導体装置５と同様に貼り付けの容易化と両者間の密着力向上が実現できると共に、回路基板１９に対する実装時の温度上昇に起因する前記パッケージの膨らみやクラックの発生が抑制できるメリットがある。
【００６６】
なお、上記半導体装置６ではファンイン−アウト構造のインターポーザを使用しているが、該インターポーザを半導体チップ搭載領域全面にボールパッドとそれに繋がるリードが設けられているファンイン構造のインターポーザにしても同等の効果が得られることは明らかである。
【００６７】
本発明になる第三の半導体装置を説明する図３で、（ａ）は全体構成図であり、（ｂ）は（ａ）におけるインターポーザの平面図、（ｃ）は半導体チップ完成体接着固定時の状態をそれぞれ示している。
【００６８】
すなわち図の（ａ）でファンイン−アウト構造の半導体装置７は、ポリイミド基板を構成要素とするインターポーザ７１と、該インターポーザ７１上に搭載される前記半導体チップ完成体５２と、前記ボンディングワイヤ１１１ｅと、前記封止樹脂１４と、前記はんだボール１５とからなるものである。
【００６９】
そして図（ｂ）に示すこの場合のインターポーザ７１は、図１で説明したインターポーザ５１におけるボンディングパッド形成面側の前記ボンディングワイヤ形成領域を除く全面に、上面が上記ボンディングパッド１１１ａやボールパッド１１１ｂ、リード１１１ｃの高さを越える厚さのソルダーレジスト層７１ａを絶縁層として形成したものである。
【００７０】
従って、図（ｂ）に示す如く、上記ボンディングパッド１１１ａやボールパッド１１１ｂ、リード１１１ｃが該ソルダーレジスト層７１ａの内部に埋設された状態になる。
【００７１】
また、インターポーザ７１をファンイン−アウト構造に対応させているので、一点鎖線Ｆで囲まれている領域が半導体チップ搭載領域となることは前記インターポーザ６１の場合と同様である。
【００７２】
なお、上記ソルダーレジスト層７１ａにも、前記ソルダーレジスト層６１ａと同様にインターポーザ５１の各気孔２１ａとの対応位置に該ソルダーレジスト層７１ａを貫通する孔が設けられているが、この場合の該ソルダーレジスト層７１ａの形成も上述したアディティブ法によって容易に形成することができる。
【００７３】
そこで、前記同様に上記インターポーザ７１のＥで示す半導体チップ完成体搭載領域に上記半導体チップ完成体５２をそのダイボンド材側から（ｃ）に示す如く押圧することで、該半導体チップ完成体５２をインターポーザ７１に接着固定することができる。
【００７４】
その後、上記半導体チップ１３の各接続電極と上記インターポーザ７１の対応するボンディングパッド１１１ａとの間をボンディングワイヤ１１１ｅで接続し、封止樹脂１４で樹脂封止した後に前記はんだボール１５を前記同様にインターポーザ７１における前記はんだ孔１１１ｄに形成することで、所要の半導体装置７を図（ａ）で示すように構成することができる。
【００７５】
かかる半導体装置７では、インターポーザがファンイン−アウト構造でありながら上記半導体チップ完成体５２の搭載面がソルダーレジスト層７１ａだけによる平坦面なることから上記半導体装置６の場合よりも更に貼り付けの容易化と両者間の密着力向上が実現できると共に、回路基板１９への実装時の温度上昇で発生する内部の水蒸気が前記気孔２１ａから出て前記パッケージの膨らみやクラックの発生が抑制できるメリットがある。
【００７６】
なお、上記半導体装置７におけるインターポーザをファンイン構造のインターポーザにしても同等の効果が得られることは前記半導体装置６の場合と同様である。
【００７７】
更に本発明になる第四の半導体装置を説明する図４で、（ａ）が全体構成図であり、（ｂ）が（ａ）におけるインターポーザの平面図、（ｃ）が半導体チップ完成体接着固定時の状態をそれぞれ示している。
【００７８】
すなわち図の（ａ）でファンアウト構造の半導体装置１０は、ポリイミド基板からなるインターポーザ１０１と、該インターポーザ１０１上に搭載される前記半導体チップ完成体５２と、前記インターポーザ１０１と該半導体チップ完成体５２とを接続する前記ボンディングワイヤ１１１ｅと、該半導体チップ完成体５２を前述したように樹脂封止する封止樹脂１４と、上記インターポーザ５１に形成される前記はんだボール１５とからなるものである。
【００７９】
そしてこの場合のインターポーザ１０１は、図に示す如く、図１で説明したインターポーザ５１の基板１０１１における複数のボンディングパッド１１１ａの内の四隅に位置する４個のみを上記半導体チップ完成体５２の接地用接続電極に対応する接地電極用ボンディングパッド１０１１ａに変えると共に、一点鎖線Ｄで示す半導体チップ完成体搭載領域または該搭載領域を僅かに越える領域の全面に接地電極１０１１ｂがパターン形成され、更に該接地電極１０１１ｂと上記接地電極用ボンディングパッド１０１１ａとの間が上記接地電極と同時にパターン形成されたリード１０１１ｃによって繋げられているものである。
【００８０】
なお、上記接地電極１０１１ｂには前記インターポーザ５１における各気孔２１ａと対応するそれぞれの位置に該気孔２１ａより大きい径の孔１０１１ｄが設けられているので、インターポーザ１０１としては平面視した図（ｂ）に示す如く、上記各気孔２１ａと対応するそれぞれの位置に段差付の貫通孔が形成されていることになる。
【００８１】
そこで、上記インターポーザ１０１の破線Ｄで示す半導体チップ完成体搭載領域に上記半導体チップ完成体５２をそのダイボンド材２２の側から図（ｃ）に示す如く押圧することで、該半導体チップ完成体５２をインターポーザ１０１に接着固定することができる。
【００８２】
その後、前記半導体チップ１３の各接続電極と上記インターポーザ１０１の対応するボンディングパッド１１１ａとの間を図１０の（１０−３）で示すようにボンディングワイヤ１１１ｅで接続し、図１０同様に封止樹脂１４で樹脂封止した後に、前記はんだボール１５を前述した如く上記インターポーザ１０１の各はんだ孔１１１ｄに形成することで、所要の半導体装置１０を図（ａ）で示すように構成することができる。
【００８３】
かかる半導体装置１０では、半導体チップ１３ひいては半導体チップ完成体５２をインターポーザ１０１上の段差のない接地電極１０１１ｂ上に押圧して接着固定するので、前記回路基板１９に対する実装時の温度上昇に起因する前記パッケージの膨らみやクラックの発生が抑制できると同時に、電源ノイズの低減が実現できるメリットがある。
【００８４】
更に本発明になる第五の半導体装置を説明する図５で、（ａ）が全体構成図であり、（ｂ）が（ａ）におけるインターポーザの平面図、（ｃ）が半導体チップ完成体接着固定時の状態をそれぞれ示していることは前述した通りである。
【００８５】
すなわち図の（ａ）で図４同様のファンアウト構造をなす半導体装置２０は、ポリイミド基板からなるインターポーザ２０１と、該インターポーザ２０１に搭載される半導体チップ完成体５３と、前記インターポーザ２０１と該半導体チップ完成体５３とを接続する前記ボンディングワイヤ１１１ｅと、該半導体チップ完成体５３を前述したように樹脂封止する封止樹脂１４と、上記インターポーザ５１に形成される前記はんだボール１５とからなる。
【００８６】
そしてこの場合のインターポーザ２０１は、図４で説明したインターポーザ１０１における基板１０１１のみを、該基板の各気孔２１ａの間に前記はんだ孔１１１ｄと同じ大きさのはんだ孔１１１ｄ′を追加形成した基板２０１１に代えたものである。
【００８７】
従って該インターポーザ２０１は、図（ｂ），（ｃ）に示すように、図４で説明した接地電極１０１１ｂの裏面（図では下面）側に複数の上記はんだ孔１１１ｄ′が位置していることとなる。
【００８８】
一方上記半導体チップ完成体５３は、前述した半導体チップ１３の裏面すなわち接続電極非形成面に、導電性フィルム（日本エイブルスティック株式会社製  ＡＢＬＥＦＩＬＭ  ECF571  等) ５３１を添着したものである。
【００８９】
そこで、上記インターポーザ２０１の一点鎖線Ｄで示す半導体チップ完成体搭載領域に上記半導体チップ完成体５３を導電性フィルム５３１の側から図（ｃ）に示す如く押圧することで、該半導体チップ完成体５３をインターポーザ２０１に接着固定することができる。
【００９０】
その後、前記半導体チップ１３の各接続電極と上記インターポーザ２０１の対応するボンディングパッド１１１ａとの間を図１０の（１０−３）で示すようにボンディングワイヤ１１１ｅで接続し、図１０同様に封止樹脂１４で樹脂封止する。
【００９１】
次いで、前記はんだボール１５を前述した如く上記インターポーザ２０１の各はんだ孔１１１ｄに形成すると共に、上記接地電極１０１１ｂ裏面側の複数のはんだ孔１１１ｄ′の全部または一部にはんだボール１５′を装着することで、所要の半導体装置２０を図（ａ）で示すように構成することができる。
【００９２】
かかる半導体装置２０では、例えば図９で説明した回路基板１９を、図５の破線Ａ′で示すように半導体チップ完成体搭載領域の全面に接地電位に繋がる金属電極１９ａ′が形成された回路基板１９′に代えることで、回路基板実装時の温度上昇に起因する前記パッケージの膨らみやクラック発生が抑制できると同時に、上記半導体チップ完成体５３と接地電極１０１１ｂとの間が電気的にもまた熱的にも接続できるので電源ノイズの更なる低減と熱抵抗の低減とが共に実現できるメリットがある。
【００９３】
また図６は本発明になる第六の半導体装置を説明する図であり、（ａ）は全体構成図、（ｂ1 ）（ｂ2 ）は（ａ）におけるインターポーザの平面図、（ｃ）は半導体チップ完成体接着固定時の状態をそれぞれ示している。
【００９４】
すなわち図の（ａ）でファンイン構造をなす半導体装置３０は、ポリイミド基板からなるインターポーザ３０１と、該インターポーザ３０１に搭載される前記半導体チップ完成体５２と、前記インターポーザ３０１と該半導体チップ完成体５２とを接続する前記ボンディングワイヤ１１１ｅと、該半導体チップ完成体５２を前述したように樹脂封止する封止樹脂１４と、上記インターポーザ５１に形成される前記はんだボール１５とからなる。
【００９５】
そしてこの場合のインターポーザ３０１は、該インターポーザ３０１を平面視した図（ｂ1 ）とその部分拡大図（ｂ2 ）に示す如く、ポリイミド樹脂からなり周辺を除く領域のほぼ全面には前記はんだ孔１１１ｄがマトリックス状に設けられ、更に一点鎖線Ｄで示す半導体チップ完成体搭載領域内側で該各はんだ孔１１１ｄの間には前記気孔２１ａが設けられている基板３０１１を使用して構成されるものである。
【００９６】
そして、該基板３０１１の片側の対向する二辺に沿った領域には図１で説明したボンディングパッド１１１ａと等しいボンディングパッド３０１１ａが形成され、また上記はんだ孔１１１ｄと対応するそれぞれの領域には図１で説明したボールパッド１１１ｂに対応するボールパッド３０１１ｂが形成され、上記ボンディングパッド３０１１ａとボールパッド３０１１ｂとの間は細いリード３０１１ｃによって繋がれている。
【００９７】
そして、上記各ボールパッド３０１１ｂは少なくとも上記半導体チップ完成体搭載領域内では隣接するボールパッドとの間を小さい隙間３０１１ｄで絶縁しているので、結果的に半導体チップ完成体搭載領域のほぼ全面が複数の上記ボールパッド３０１１ｂで覆われていることとなる。
【００９８】
なお上記気孔２１ａそれぞれの領域は、上記ボールパッド３０１１ｂやリード３０１１ｃが該気孔の径より大きい円弧からなる孔３０１１ｅで気孔周辺を避けるようになっている。
【００９９】
従って上記インターポーザ３０１を平面視すると、上記ボールパッド３０１１ｂそれぞれの裏面側に上記はんだ孔１１１ｄが位置すると共に、上記気孔２１ａが上記孔３０１１ｅの中に露出した状態になる。
【０１００】
そこで、上記インターポーザ３０１の上記半導体チップ完成体搭載領域に上記半導体チップ完成体５２を上記ダイボンド材２２の側から図（ｃ）に示す如く押圧することで、該半導体チップ完成体５２をインターポーザ３０１に接着固定することができる。
【０１０１】
その後、前記半導体チップ１３の各接続電極と上記インターポーザ３０１の対応するボンディングパッド３０１１ａとの間を前述したようにボンディングワイヤ１１１ｅで接続し更に封止樹脂１４で樹脂封止するがこの場合の樹脂封止領域は図（ｂ1 ）と（ｂ2 ）の二点鎖線Ｅで示す範囲すなわち上記ボンディングパッド３０１１ａとボールパッド３０１１ｂの全域を含む領域にする。
【０１０２】
しかる後に前記はんだボール１５を前述した如く上記インターポーザ３０１の各はんだ孔１１１ｄに装着することで、所要の半導体装置３０を図（ａ）で示すように構成することができる。
【０１０３】
かかる半導体装置３０では、上述したように半導体チップ完成体搭載領域のほぼ全面が複数の上記ボールパッド３０１１ｂによって平坦化されていると共に該半導体チップ完成体搭載領域に複数の気孔２１ａが位置しているので、前述したソルダーレジスト層を使用することなく半導体チップ完成体５２としてのボールパッド３０１１ｂに対する密着性が上げられると同時に回路基板実装時の温度上昇に起因するパッケージの膨らみやクラックの発生が抑制できるメリットがある。
【０１０４】
本発明になる第七の半導体装置を説明する図７で、（ａ）は全体構成図、（ｂ1 ）（ｂ2 ）は（ａ）におけるインターポーザの平面図、（ｃ）は半導体チップ完成体接着固定時の状態をそれぞれ示している。
【０１０５】
すなわち図の（ａ）でファンイン構造をなす半導体装置４０は、ポリイミド基板からなるインターポーザ４０１と、該インターポーザ４０１に搭載される前記半導体チップ完成体５２と、前記ボンディングワイヤ１１１ｅと、前記封止樹脂１４と、前記はんだボール１５とからなる。
【０１０６】
そしてこの場合のインターポーザ４０１は、該インターポーザ４０１を平面視した図（ｂ1 ）とその部分拡大図（ｂ2 ）に示す如く、ポリイミド樹脂からなり片側の対向する二辺に沿った領域には前記はんだ孔１１１ｄが設けられ、該はんだ孔形成領域の間には複数の前記気孔２１ａが設けられている基板４０１１を使用して構成されるものである。
【０１０７】
そして他方の対向する二辺に沿った領域には上記はんだ孔の数に対応する数のボンディングパッド４０１１ａが図１で説明したボンディングパッド１１１ａ同様に形成され、また上記はんだ孔と対応するそれぞれの位置には図１で説明したボールパッド１１１ｂ同様のボールパッド４０１１ｂが形成され、更に上記ボンディングパッド４０１１ａとそれに対応するボールパッド１１１ｂ間は一点鎖線Ｄで示す半導体チップ完成体搭載領域の中央部を避けるように該領域の四隅近傍を通る細いリード４０１１ｃによって繋がれている。
【０１０８】
更に上記半導体チップ完成体搭載領域の中央部に上記リード４０１１ｃによって形成されるほぼ菱形状の空間域には、一端で上記ボンディングパッド４０１１ａに繋がる接地電極４０１１ｄが上記気孔２１ａそれぞれの対応位置に該気孔より大きい孔４０１１ｅを備えて形成されている。
【０１０９】
従って上記インターポーザ４０１を平面視すると、上記ボールパッド４０１１ｂそれぞれの裏面側に上記はんだ孔１１１ｄが位置すると共に、上記気孔２１ａが上記接地電極４０１１ｄ上に露出した状態になる。
【０１１０】
そこで、上記インターポーザ４０１の上記接地電極４０１１ｄ上に上記半導体チップ完成体５２を前述したように押圧することで、該半導体チップ完成体５２をインターポーザ４０１に接着固定することができる。
【０１１１】
その後、前記半導体チップ完成体５２と上記インターポーザ４０１間を前述したようにボンディングワイヤ１１１ｅで接続し、更に封止樹脂１４で樹脂封止した後、前記はんだボール１５を上記インターポーザ４０１の各はんだ孔１１１ｄに装着することで、所要の半導体装置４０を図（ａ）で示すように構成することができる。
【０１１２】
かかる半導体装置４０では、該半導体装置４０がファンイン構造であるにもかかわらず半導体チップ完成体搭載領域のほぼ全面が複数の気孔を備えた上記接地電極４０１１ｄでカバーされていることから、前記回路基板１９に対する実装時の温度上昇に起因する前記パッケージの膨らみやクラックの発生が抑制できると同時に、電源ノイズの低減効果が前記半導体装置３０よりも大きくできるメリットがある。
【０１１３】
一方、最近では半導体チップとしての薄形化が進展しつつあり、かかる半導体チップを使用した半導体装置が種々実用化されている。
【０１１４】
かかる半導体装置を第八の実施例として説明する図８で、（ａ）は全体構成図、（ｂ1 ）（ｂ2 ）は（ａ）におけるインターポーザの平面図、（ｃ）は半導体チップ完成体接着固定時の状態をそれぞれ示している。
【０１１５】
すなわち図の（ａ）でファンイン構造をなす半導体装置５０は、前記インターポーザ４０１と、該インターポーザ４０１に搭載される半導体チップ完成体５４と、前記ボンディングワイヤ１１１ｅと、前記封止樹脂１４と、前記はんだボール１５とからなる。
【０１１６】
そしてこの場合の半導体チップ完成体５４は、（ｃ）に示す如く、薄形の半導体チップ５４１の裏面側に図１１で説明したフィルム状のダイボンド材２２を添着したものである。
【０１１７】
そこで、前記インターポーザ４０１で説明した上記接地電極４０１１ｄ上に上記半導体チップ完成体５４を前述したように押圧して、該半導体チップ完成体５４をインターポーザ４０１に接着固定する。
【０１１８】
その後、上記半導体チップ５４１の各接続電極とインターポーザ４０１の対応するボンディングパッド４０１１ａ間を前述したようにボンディングワイヤ１１１ｅで接続し更に封止樹脂１４で樹脂封止するが、この場合の樹脂封止領域は図（ｂ1 ）（ｂ2 ）の二点鎖線Ｅで示す如く、ボールパッド４０１１ｂの形成領域のみを除いた状態で行うことで、該ボールパッド４０１１ｂを露出させる。
【０１１９】
更に前記はんだボール１５を上記インターポーザ４０１に装着するが、この場合の該はんだボール１５のインターポーザへの装着を露出させた上記ボールパッド４０１１ｂ面に行うことで、所要の半導体装置５０を図（ａ）に示すように構成することができる。
【０１２０】
かかる半導体装置５０では、上記はんだボール１５の高さ“ｈ1 ”を半導体装置５０としての封止樹脂部の高さ“ｈ2 ”より大きくすることで、前記半導体装置４０におけるメリットと半導体装置同士が積層できるメリットとが同時に実現できる効果を得ることができる。
【０１２１】
【発明の効果】
上述の如く本発明により、回路基板実装時におけるはんだリフロー工程での熱で発生し易いパッケージ膨れやクラックの発生を抑制しながら半導体装置としての構成の容易化を実現して生産性の向上を図った半導体装置を提供することができる。
【０１２２】
なお、本発明の説明ではインターポーザを構成する基板が透水率１０以上のポリイミド樹脂を使用する場合を例としているが、上述した気孔が予め形成されているガラスエポキシ基板やセラミック基板等に本発明を適用させても同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明になる半導体装置を説明する図。
【図２】  本発明になる第二の半導体装置を説明する図。
【図３】  本発明になる第三の半導体装置を説明する図。
【図４】  本発明になる第四の半導体装置を説明する図。
【図５】  本発明になる第五の半導体装置を説明する図。
【図６】  本発明になる第六の半導体装置を説明する図。
【図７】  本発明になる第七の半導体装置を説明する図。
【図８】  本発明になる第八の半導体装置を説明する図。
【図９】  従来の一般的なＣＳＰタイプ半導体装置を説明する図。
【図１０】  図９のＣＳＰタイプ半導体装置の組立工程を時系列的に示した図。
【図１１】  従来の他のＣＳＰタイプの半導体装置を説明する図。
【図１２】  従来の第三のＣＳＰタイプの半導体装置を説明する図。
である。
【符号の説明】
５，６，７        半導体装置
１０，２０，３０，４０，５０    半導体装置
１３        半導体チップ
１４        封止樹脂
１５，１５′      はんだボール
１９，１９′      回路基板
１９ａ，１９ａ′  接続電極
２１ａ      気孔
２２        ダイボンド材
５１，６１，７１  インターポーザ
５２，５３，５４      半導体チップ完成体
６１ａ      ソルダーレジスト層
７１ａ      ソルダーレジスト層
１０１，２０１，３０１，４０１    インターポーザ
１１１ａ    ボンディングパッド
１１１ｂ    ボールパッド
１１１ｃ    リード
１１１ｄ，１１１ｄ′    はんだ孔
１１１ｅ    ボンディングワイヤ
５１１，１０１１，２０１１，３０１１，４０１１    基板
５３１      導電性フィルム
５４１      半導体チップ
１０１１ａ  接地電極用ボンディングパッド
１０１１ｂ  接地電極
１０１１ｃ  リード
１０１１ｄ  孔
３０１１ａ  ボンディングパッド
３０１１ｂ  ボールパッド
３０１１ｃ  リード
３０１１ｄ  隙間
３０１１ｅ  孔
４０１１ａ  ボンディングパッド
４０１１ｂ  ボールパッド
４０１１ｃ  リード
４０１１ｄ  接地電極
４０１１ｅ  孔
【図１】
0003899755.tif 000002
【図２】
0003899755.tif 000003
【図３】
0003899755.tif 000004
【図４】
0003899755.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003899755.tif 000007
【図７】
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【図８】
0003899755.tif 000009
【図９】
0003899755.tif 000010
【図１０】
0003899755.tif 000011
【図１１】
0003899755.tif 000012
【図１２】
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