(57)【要約】【課題】半田ボールの高さを高くすることで、半導体基板と配線基板との隙間を大きくすることが可能な、基板装置、電子機器及び基板装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板装置は、基板と、基板上に設けられた電気接続部と、電気接続部上に設けられた金属ポストと、金属ポストの先端面から側面の少なくとも一部にかけて一体的に設けられ、半田材料に対する濡れ性が、半田材料に対する金属ポストの濡れ性よりも低い金属膜と、を備える。【選択図】図１
2017228565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた電気接続部と、
前記電気接続部上に設けられた金属ポストと、
前記金属ポストの先端面から側面の少なくとも一部にかけて一体的に設けられ、半田材料に対する濡れ性が、前記半田材料に対する前記金属ポストの濡れ性よりも低い金属膜と、
を備えた、基板装置。
【請求項２】
前記金属膜が、ニッケル膜である、請求項１に記載の基板装置。
【請求項３】
前記金属ポストの側面の前記金属膜が、前記金属ポストの先端から少なくとも５μｍ以上の範囲に設けられる、請求項１に記載の基板装置。
【請求項４】
前記金属ポストの先端面に位置する前記金属膜の厚さが１．５〜４．０μｍの範囲内である、請求項１に記載の基板装置。
【請求項５】
前記金属膜上に、前記半田材料からなる半田ボールを備え、
前記基板装置を前記金属ポストの高さ方向に沿って見たときに、前記半田ボールの直径が、前記金属ポストの直径よりも大きい、請求項１に記載の基板装置。
【請求項６】
前記半田ボールの直径が、前記金属ポストの直径よりも２０％以上大きい、請求項５に記載の基板装置。
【請求項７】
前記基板が半導体基板であり、前記基板装置が半導体装置である、請求項１に記載の基板装置。
【請求項８】
基板面に第１の電気接続部を有する第１の基板と、
基板面に第２の電気接続部を有する第２の基板と、
前記第１の電気接続部上に設けられた金属ポストと、
前記第２の電気接続部と前記金属ポストとを電気的に接続する半田ボールと、
前記金属ポストと前記半田ボールとの間に、前記金属ポストの先端面から側面の少なくとも一部にかけて一体的に設けられ、前記半田ボールに対する濡れ性が、前記半田ボールに対する前記金属ポストの濡れ性よりも低い金属膜と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隙に充填された封止樹脂と、
を有する半導体装置の実装構造を備えた電子機器。
【請求項９】
基板面に電気接続部を有する基板上に、前記電気接続部に重なる開口部を有する感光材料層を形成することと、
前記感光材料層の前記開口部内に金属ポストを形成することと、
前記感光材料層の前記開口部に重なり、かつ、前記開口部よりも外径の大きい光透過部を有するフォトマスクを用いて前記感光材料層を露光処理することと、
半田材料に対する濡れ性が、前記半田材料に対する前記金属ポストの濡れ性よりも低い金属膜を、前記金属ポストの先端面から側面の少なくとも一部にかけて一体的に形成することと、
前記感光材料層を除去することと、
を含む、基板装置の製造方法。
【請求項１０】
前記フォトマスクの前記光透過部の直径が、前記感光材料層の前記開口部の直径よりも２０％以上大きい、請求項９に記載の基板装置の製造方法。
【請求項１１】
前記光透過部、前記フォトマスク及び前記露光処理を、それぞれ第２の光透過部、第２のフォトマスク及び第２の露光処理としたときに、
前記感光材料層の前記開口部を形成するための第１の露光処理において用いた第１のフォトマスクの第１の光透過部の外径よりも大きい前記第２の光透過部を有する前記第２のフォトマスクを用いて、前記第２の露光処理を行う、請求項９に記載の基板装置の製造方法。
【請求項１２】
前記感光材料層は、ポジ型の感光材料からなり、
前記第１の露光処理後のポストベーク処理は、前記感光材料層の感光能力を残すように行われ、前記感光材料層に対してさらに前記第２の露光処理を行う、請求項１１に記載の基板装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第２の露光処理は、前記感光材料層の底面まで現像されないように行われる、請求項１１に記載の基板装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第２の露光処理を行うことにより、前記金属ポストの少なくとも先端側の側面を露出させる、請求項１１に記載の基板装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１の露光処理により形成される前記開口部を第１の開口部としたときに、
前記第２の露光処理により、前記第１の開口部の外径よりも大きい第２の開口部を形成し、
前記金属膜を形成した後、前記金属ポストの高さ方向に見たときに前記金属ポストの直径よりも大きい直径を有する球状の半田材料を前記第２の開口部内に配置し、リフロー処理することにより、前記金属ポストの先端の前記金属膜上に半田ボールを形成する、請求項１１に記載の基板装置の製造方法。
【請求項１６】
前記金属膜を、ニッケルの電解メッキ処理により形成する、請求項９に記載の基板装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板装置、電子機器及び基板装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）又はノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器の小型化及び高性能化が進んでいる。そのため、これらの電子機器に組み込まれる半導体装置は、より高密度の実装に対応することが必要になっている。高密度の実装に対応するためには、端子及び配線パターンを微細化し、半導体装置を小型化することが求められる。
【０００３】
ここで、半導体装置の小型化に伴って、半導体装置の実装構造として表面実装型が採用されている。表面実装型の半導体装置の実装構造として、例えば、フリップチップ実装方法がある。フリップチップ実装方法では、例えば、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）型やＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）型の半導体装置が用いられ、半導体装置と配線基板との接合は、バンプを介して行われる。半導体装置と配線基板とを接合した後には、半導体装置と配線基板との間に封止樹脂を流し込んで硬化させることにより、接合強度が増大される。
【０００４】
半導体装置が小型化され、端子及び配線パターンが微細化されることに対応して、バンプは狭ピッチ化される。狭ピッチ化に対応するためのバンプとして、例えば、半導体基板上に銅等の金属からなる金属ポストを設け、当該金属ポストの先端に低融点の半田ボールを配置した構造のピラーバンプが用いられている。さらなるバンプの狭ピッチ化が進む中、封止樹脂を流し込む空間を確保するために、ピラーバンプの高さを高くしたいという要求がある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、半導体基板に設けられた柱状電極（金属ポスト）を複数備え、各柱状電極が露呈した状態で提供される半導体装置であって、柱状電極が、導電材料からなる柱状部と、柱状部よりも融点の低い導電材料からなる金属ボール部とを備え、柱状部と金属ボール部とは柱状部の上面のみで接合されるとともに、柱状部の側面には処理が施されていない半導体装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１０８１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献１にも記載されているように、柱状部は電解メッキ法等により形成されることが一般的であり、柱状部の高さを高くするには時間がかかる。また、電解メッキ法等により形成される柱状部は基板と一体となり得る部分であり、半導体装置と配線基板との接合後に塑性変形等によって接合部分に応力がかかったときには、主に金属ボールの部分によって応力が吸収される。このため、ピラーバンプの高さを高くするにあたり、金属ボールの高さを高くすることが望まれている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の半導体装置は、柱状部の上面に、半田メッキにより直接低融点層を形成した後に、低融点層を加熱溶融してボール状に加工して製造される。金属ボールの構成材料である錫は、柱状部の構成材料である銅に対して比較的濡れ性が高いため、金属ボールの直径を大きくしようとすると半田材料をリフロー処理した際に半田材料が柱状部の側面側に垂れ落ちやすく、金属ボールの直径を大きくするには限界がある。
【０００９】
そこで、本開示では、半田ボールの高さを高くすることで、半導体基板と配線基板との隙間を大きくすることが可能な、基板装置、電子機器及び基板装置の製造方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示によれば、基板と、基板上に設けられた電気接続部と、電気接続部上に設けられた金属ポストと、金属ポストの先端面から側面の少なくとも一部にかけて一体的に設けられ、半田材料に対する濡れ性が、半田材料に対する金属ポストの濡れ性よりも低い金属膜と、を備えた、基板装置が提供される。
【００１１】
また、本開示によれば、基板面に第１の電気接続部を有する第１の基板と、基板面に第２の電気接続部を有する第２の基板と、第１の電気接続部上に設けられた金属ポストと、第２の電気接続部と金属ポストとを電気的に接続する半田ボールと、第１の基板と第２の基板との間の間隙に充填された封止樹脂と、金属ポストと半田ボールとの間に、金属ポストの先端面から側面の少なくとも一部にかけて一体的に設けられ、半田ボールに対する濡れ性が、半田ボールに対する金属ポストの濡れ性よりも低い金属膜と、を有する半導体装置の実装構造を備えた電子機器が提供される。
【００１２】
また、本開示によれば、基板面に電気接続部を有する基板上に、電気接続部に重なる開口部を有する感光材料層を形成することと、感光材料層の開口部内に金属ポストを形成することと、感光材料層の開口部に重なり、かつ、開口部よりも外径の大きい光透過部を有するフォトマスクを用いて感光材料層を露光処理することと、半田材料に対する濡れ性が、半田材料に対する金属ポストの濡れ性よりも低い金属膜を、金属ポストの先端面から側面の少なくとも一部にかけて一体的に形成することと、感光材料層を除去することと、を含む、基板装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本開示によれば、半田ボールの高さを高くすることでバンプの高さが高くなり、半導体基板と配線基板との隙間を大きくすることができる。
【００１４】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、又は本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の実施の形態に係る半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図２】同実施形態に係る半導体装置の実装構造を模式的に示す断面図である。
【図３】同実施形態に係る半導体装置の製造方法の電気接続部を形成する工程を示す説明図である。
【図４】同実施形態に係る半導体装置の製造方法の感光材料層を形成する工程を示す説明図である。
【図５】同実施形態に係る半導体装置の製造方法の第１の露光処理工程を示す説明図である。
【図６】感光材料層に形成された第１の開口部を示す説明図である。
【図７】同実施形態に係る半導体装置の製造方法の金属ポストを形成する工程を示す説明図である。
【図８】同実施形態に係る半導体装置の製造方法の第２の露光処理工程を示す説明図である。
【図９】感光材料層に形成された第２の開口部を示す説明図である。
【図１０】同実施形態に係る半導体装置の製造方法の金属膜を形成する工程を示す説明図である。
【図１１】同実施形態に係る半導体装置の製造方法の球状の半田材料を配置する工程を示す説明図である。
【図１２】同実施形態に係る半導体装置の製造方法の半田材料をリフロー処理する工程を示す説明図である。
【図１３】感光材料層が除去された状態を示す説明図である。
【図１４】半導体装置を配線基板上に載置する工程を示す説明図である。
【図１５】半田材料をリフロー処理する工程を示す説明図である。
【図１６】封止樹脂を供給する工程を示す説明図である。
【図１７】本開示の第２の実施の形態に係る電子機器の外観例を示した斜視図である。
【図１８】同実施形態に係る電子機器の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施の形態
１−１．半導体装置の構成例
１−２．半導体装置の実装構造
１−３．半導体装置の製造方法
２．第２の実施の形態
２−１．電子機器の概略
２−２．電子機器の構成例
【００１８】
＜１．第１の実施の形態＞
［１−１．半導体装置の構成例］
まず、図１を参照して、本開示の第１の実施の形態に係る半導体装置１０の構成例について説明する。図１は、本実施形態に係る半導体装置１０の断面構造を模式的に示す断面図である。
【００１９】
図１に示すように、半導体装置１０は、半導体基板２０を備える。図１において、半導体基板２０は、単層の基板として示されているが、２層以上の多層配線基板であってもよい。半導体基板２０は、例えば、シリコン基板等からなり、一方の面Ｓ１上に図示しない接着剤等を介して載置された半導体チップを備えてもよい。半導体基板２０の一方の面Ｓ１及び半導体チップ上には、それぞれ電極端子が形成され、両電極端子は、例えば金線により電気的に接続され得る。また、半導体基板２０の一方の面Ｓ１、半導体チップ及び金線は、エポキシ樹脂等の封止樹脂により封止されていてもよい。
【００２０】
半導体チップは、例えば、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の演算処理素子、ＰＭＩＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）又は認証チップ等の集積回路素子、あるいは、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）又はフラッシュメモリ等の記憶素子などであってもよい。
【００２１】
半導体基板２０の他方の面Ｓ２には、電気接続部（第１の電気接続部）としての電極パッド２１が複数形成されている。半導体基板２０の他方の面Ｓ２上に、銅（Ｃｕ）等からなるシード層を有していてもよい。電極パッド２１は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料からなる。電極パッド２１は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。また、電気接続部は、電極パッド２１ではなく、電極パッドから引き出されて形成された再配線層であってもよい。
【００２２】
それぞれの電極パッド２１上には、バンプ３０が形成されている。バンプ３０は、図示しない配線基板等と電気的に接続され、半導体チップ等の外部への入出力端子として機能する。バンプ３０は、例えば、電極パッド２１、コンタクトビア、配線層、再配線層及び端子等を介して、半導体チップ等に電気的に接続されていてもよい。本実施形態に係る半導体装置１０のバンプ３０は、金属ポスト２５の上面に半田ボール３１を配置したピラーバンプとして構成されている。
【００２３】
金属ポスト２５は、例えば、金（Ａｕ）又はＣｕからなり、バンプ３０の高さを高くする機能を有する。本実施形態に係る半導体装置１０では、金属ポスト２５が、Ｃｕにより形成されている。かかる金属ポスト２５は、例えば、電解メッキ法や無電解メッキ法により形成される。このため、金属ポスト２５の高さが高すぎると、金属ポスト２５の形成に時間がかかることになる。また、金属ポスト２５がＡｕからなる場合には、金属ポスト２５に要するコストが高くなるおそれがある。また、金属ポスト２５の高さが低いと、形成されるバンプ３０の高さが低くなって、半導体基板２０と、半導体装置１０が実装される配線基板との隙間が小さくなるおそれがある。金属ポスト２５の高さは、例えば、２５〜５０μｍであってもよい。
【００２４】
金属ポスト２５上の半田ボール３１は、錫（Ｓｎ）等の半田材料に対する金属ポスト２５の濡れ性よりも低い濡れ性を有する金属膜２７を介して配置されている。かかる金属膜２７は、半田材料に対して濡れ性を有するものの、半田材料が濡れ拡がるには至らない程度の濡れ性を有する層であり、例えばニッケル（Ｎｉ）により構成され得る。金属膜２７は、金属ポスト２５の上面（先端面）から、側面の少なくとも一部にかけて一体的に形成されている。半田ボール３１と金属膜２７との接合界面では、Ｎｉと半田材料（Ｓｎ）との合金であるＳｎ−Ｎｉ合金が形成され、半田ボール３１と金属膜２７とが合金接続された状態となっている。
【００２５】
かかる金属膜２７が、金属ポスト２５の側面の少なくとも一部にかけて一体的に設けられているために、半田ボール３１は、金属ポスト２５の上面全体に対して接合される一方、金属ポスト２５の側面に垂れ落ちていない。つまり、半田材料に対する濡れ性が金属ポスト２５より低い金属膜２７が、金属ポスト２５の先端面だけでなく側面側にも設けられているために、半田材料のリフロー処理時に、半田材料が金属ポスト２５の側面に垂れ落ちにくくなっている。このため、半導体装置１０を金属ポスト２５の高さ方向に見たときに、金属ポスト２５上に配置された半田ボール３１の直径Ｒ１が、金属ポスト２５の直径Ｒ２よりも大きくされている。これにより、金属ポスト２５上に配置される半田ボール３１の直径Ｒ１及び高さが大きくなり、バンプ３０の高さを高くすることができる。
【００２６】
半田ボール３１の直径Ｒ１は、例えば、金属ポスト２５の直径Ｒ２より２０％以上大きくされ得る。具体的に、半田ボール３１の直径Ｒ１と金属ポスト２５の直径Ｒ２との差は、例えば、８〜２０μｍの範囲内であってもよい。例えば、金属ポスト２５の直径Ｒ２が３５〜７０μｍであり、半田ボール３１の直径Ｒ１が４０〜９０μｍであってもよい。この場合、配線基板に接合する前の半導体装置１０において、例えば、金属ポスト２５の高さが２５〜５０μｍであり、半田ボール３１の高さが３５〜８０μｍであってもよい。これにより、半導体装置１０を配線基板上に実装した後において、半導体基板２０と配線基板との隙間が大きくされ、当該隙間に封止樹脂が流れ込みやすくなる。
【００２７】
Ｎｉ膜により形成された金属膜２７は、例えば、１．５〜４．０μｍの厚さであり、電解メッキ法又は無電解メッキ法により形成され得る。また、金属ポスト２５の側面に形成される金属膜２７は、金属ポスト２５の上面（先端面）から少なくとも５μｍ以上の範囲に形成されてもよい。例えば、金属ポスト２５の側面のうち、上面から５μｍの範囲に金属膜２７を形成した場合、上面に形成された金属膜２７の厚さと合わせて、金属膜２７の上面から６．５〜９．０μｍの範囲に金属膜２７が形成される。このため、金属膜２７の上面に載置された半田ボール３１のリフロー時に、半田材料に対する濡れ性の高い金属ポスト２５に対して半田材料が接しにくくなって、半田材料の垂れ落ちを防ぐことができる。
【００２８】
金属膜２７は、金属ポスト２５の上面から５μｍを超える範囲に形成されてもよく、金属ポスト２５の側面全体に形成されてもよい。ただし、半田材料の垂れ落ちを防ぎつつも、導電材料の使用量を低減して、材料のコストを抑制するには、金属膜２７が、金属ポスト２５の上面から少なくとも５μｍ以上の範囲に形成されていればよい。
【００２９】
また、例えば、金属膜２７を設けない場合には、Ｃｕからなる金属ポスト２５と半田材料とが反応しすぎて、半田材料と金属ポスト２５とが互いに溶け込みやすくなり、バンプ３０の高さを高くすることが困難になる。また、Ｃｕからなる金属ポスト２５の表面に自然酸化膜が形成されたとしても、やはり、当該酸化膜と半田材料との濡れ性が高く、半田材料が金属ポスト２５の側面に垂れ落ちやすくなる。したがって、金属ポスト２５の上面から側面の少なくとも一部にかけて、半田材料に対する濡れ性が金属ポスト２５よりも小さい金属膜２７を一体的に形成することが有効である。
【００３０】
［１−２．半導体装置の実装構造］
次に、図２を参照して、本実施形態に係る半導体装置１０の実装構造の一例について説明する。図２は、本実施形態に係る半導体装置１０の実装構造の断面構造を模式的に示す断面図である。
【００３１】
図２に示すように、半導体装置１０は、バンプ３０を介して、配線基板４０上に実装される。配線基板４０の一方の面には、電気接続部（第２の電気接続部）としての電極パッド４１が複数形成されている。かかる電極パッド４１に対して、半導体装置１０のバンプ３０の半田ボール３１が電気的に接続されている。また、半導体基板２０と配線基板４０との隙間には、エポキシ樹脂等の封止樹脂５１が充填され、硬化されている。これにより、半導体基板２０と配線基板４０との電気接続部分が周囲に対して電気的に絶縁されるとともに、半導体基板２０と配線基板４０との接合強度の向上が図られている。
【００３２】
本実施形態に係る半導体装置１０の実装構造の場合、半導体装置１０の実装時においても、半田材料が金属ポスト２５の側面に回り込みにくく、半田ボール３１の高さが所定程度に維持され、半導体装置１０の実装後のバンプ３０の高さを高くすることができる。したがって、半導体基板２０と配線基板４０との隙間が大きくなり、半導体装置１０と配線基板４０との間に流し込まれる封止樹脂が隙間なく充填されやすくなって、電気接続部分の電気的絶縁性や、半導体装置１０と配線基板４０との接合強度を高めることができる。
【００３３】
［１−３．半導体装置の製造方法］
次に、図３〜図１３を参照して、本実施形態に係る半導体装置１０の製造方法の一例について説明する。図３〜図１３は、半導体装置１０の製造方法の各工程を説明するための模式的な断面図であって、半導体基板２０上に２つのバンプ３０が形成される様子を示している。なお、以下の説明では、各層が積層される方向を「上」と表現する。
【００３４】
まず、図３に示すように、半導体基板２０の図示しない回路が形成された回路面上に電極パッド２１が形成されている。半導体基板２０としては、例えばシリコン基板等の、一般的な半導体装置に適用される半導体基板を用いることができる。半導体基板２０の表面には、Ｃｕ等からなる図示しないシード層が形成されていてもよい。かかるシード層は、後の工程でメッキ処理を行う際の導体となる。電極パッド２１も、例えばＡｌ等の、一般的な半導体装置に適用される導体層により構成され得る。図示されていないが、電極パッド２１の中央部分が露出するように、電極パッド２１の周縁と半導体基板２０とを被覆するパッシベーション膜が形成されてもよい。パッシベーション膜は、例えば、ＳｉＮやＳｉＯ2により構成される。
【００３５】
次いで、図４に示すように、電極パッド２１が形成されている半導体基板２０上に感光材料層８１を形成する。例えば、１００μｍピッチ、高さ７０μｍのバンプ３０を形成する場合、感光材料層８１の厚さは、８０〜１，０００μｍの範囲内とすることができる。このような厚さの感光材料層８１を形成するには、例えば、ロールラミネート法によりドライフィルム状の感光材料を半導体基板２０に圧着して貼付してもよい。ただし、感光材料層８１は、スピンコート法等の他の方法により形成されてもよい。本実施形態においては、ポジ型の感光材料からなる感光材料層８１が半導体基板２０上に形成される。
【００３６】
次いで、図５に示すように、感光材料層８１上に、第１の光透過部７３を有する第１のフォトマスク７１を用いて、紫外線Ｌ等によって第１の露光処理を行う。第１の露光処理において用いられる第１のフォトマスク７１に設けられた第１の光透過部７３は、形成する金属ポスト２５の平面形状に対応する平面形状及び大きさとなっている。例えば、第１の光透過部７３の平面形状が円形であり、その直径が５０μｍであってもよい。かかる第１のフォトマスク７１を用いて第１の露光処理を行った後に現像処理を行い、第１の光透過部７３を介して露光された一部の感光材料層８１を除去する。
【００３７】
現像処理後には、感光材料層８１のポストベーク処理を行い、残存する感光材料層８１を焼き締めて固化させる。これにより、図６に示すように、電極パッド２１に重なる第１の開口部８２を有する感光材料層８３が形成される。第１の開口部８２は、電極パッド２１の中央の領域に位置してもよい。このとき、ポストベーク処理条件を適宜設定することにより、形成される感光材料層８３の感光能力を残すようにする。例えば、感光材料の通常の使用条件に比べて、ポストベーク温度を低くしたり、又は、ポストベーク時間を短くしたり、あるいは、それらの組み合わせにより、最適な条件を設定することができる。
【００３８】
次いで、図７に示すように、感光材料層８３の第１の開口部８２内に金属ポスト２５を形成する。金属ポスト２５は、例えばＣｕからなり、その高さ（厚さ）は３０〜４０μｍの範囲内であってもよい。かかる高さの金属ポスト２５は、例えば、電解メッキ法により形成され得る。この場合、導電材料としての電気的特性や、メッキ成長速度、材料のコスト等を考慮して、金属ポスト２５はＣｕを用いて形成されてもよい。形成される金属ポスト２５は、感光材料層８３の第１の開口部８２の直径と同等の直径を有する。
【００３９】
次いで、図８に示すように、感光材料層８３上に、第２の光透過部７７を有する第２のフォトマスク１１５を用いて、紫外線Ｌ等によって第２の露光処理を行う。第２の露光処理においては、感光材料層８３に形成された第１の開口部８２の開口面積を拡げるために、第１のフォトマスク７１の第１の光透過部７３の外径よりも大きい外径の第２の光透過部７７を有する第２のフォトマスク１１５が用いられる。つまり、第２のフォトマスク１１５の第２の光透過部７７は、感光材料層８３の第１の開口部８２の外径よりも大きくなっている。例えば、第２の光透過部７７の直径が６０μｍであってもよい。第２のフォトマスク１１５の第２の光透過部７７は、感光材料層８３の第１の開口部８２に重なるように配置される。第１の開口部８２が、第２の光透過部７７の中央の領域に位置するように配置されてもよい。したがって、第２の露光処理では、第１の開口部８２の周囲の感光材料層８３に対して露光処理が行われ得る。
【００４０】
また、第２の露光処理においては、露光される感光材料層８３の底面まで現像されないように、露光時間が短くされる。あるいは、第２の露光処理において、露光時の光量を小さくしてもよい。これにより、金属ポスト２５の周囲の感光材料層８３が底面まで除去されて、電極パッド２１の下層のシード層が露出するおそれを低減することができる。かかる第２のフォトマスク１１５を用いて第２の露光処理を行った後に現像処理を行い、第２の光透過部７７を介して露光された一部の感光材料層８３を除去する。現像処理後には、感光材料層８３のポストベーク処理を行い、残存する感光材料層８３を焼き締めて固化させる。
【００４１】
これにより、図９に示すように、感光材料層８５に、第１の開口部８２の開口面積よりも大きい開口面積の第２の開口部８４が形成され、金属ポスト２５の周囲の電極パッド２１を大きく露出させることなく、金属ポスト２５の側面を露出させることができる。図９においては、第２の開口部８４の壁面が模式的に傾斜状に示されているが、第２の開口部８４の壁面は、必ずしも傾斜状にならなくてもよい。
【００４２】
このとき、金属ポスト２５の側面のすべてを露出させてもよく、金属ポスト２５の側面のうち、上端（先端）から所定範囲のみを露出させてもよい。ただし、後の工程で、金属ポスト２５の側面のうち、上端から少なくとも５μｍ以上の範囲に金属膜２７を形成するに、金属ポスト２５の側面のうち、上端から少なくとも５μｍ以上の範囲を露出させてもよい。また、第２の露光処理後のポストベーク処理においては、感光材料層８５の感光能力が残らないように焼き締められてもよい。
【００４３】
次いで、図１０に示すように、電解メッキ法を用いて、感光材料層８５の第２の開口部８４内の金属ポスト２５の表面に金属膜２７を形成する。金属膜２７は、例えば、Ｎｉ膜により構成され、金属ポスト２５の上面から側面にかけて一体的に形成される。このとき、金属膜２７は、金属ポスト２５の側面のうち、例えば金属ポスト２５の上端から少なくとも５μｍ以上の範囲に形成される。
【００４４】
次いで、図１１に示すように、感光材料層８５の第２の開口部８４内に球状の半田材料３２を載置する。球状の半田材料３２の表面に、ＮｉやＡｕ等を用いて所定の膜厚の無電解金属メッキが形成されていてもよい。このとき、ボールドロップ方式により、球状の半田材料３２が第２の開口部８４内に配置されてもよい。本実施形態に係る半導体装置１０の製造方法では、金属ポスト２５の直径（Ｒ２）よりも大きい直径（Ｒ１）を有する半田ボール３１を金属ポスト２５上に形成するために、例えば金属ポスト２５の直径（Ｒ２）が５０μｍの場合に、直径（Ｒ１）が６０μｍの球状の半田材料３２が用いられる。
【００４５】
ボールドロップ方式により配置した球状の半田材料３２をリフロー処理する方法では、あらかじめ金属ポスト２５の直径（Ｒ２）よりも大きい直径（Ｒ１）に形成された球状の半田材料３２を用いることができ、所望の直径（Ｒ１）の半田ボール３１を容易に形成することができる。特に、本実施形態に係る半導体装置１０の製造方法では、第２の露光処理により、感光材料層８５には金属ポスト２５の直径（Ｒ２）よりも大きい直径の第２の開口部８４が形成されていることから、球状の半田材料３２を第２の開口部８４内に収容することが可能になっている。
【００４６】
球状の半田材料３２を金属ポスト２５上に配置した後、スプレー法等によりフラックスを全面的に塗布し、リフロー炉に投入してリフロー処理を施す。これにより、低融点の半田材料３２が溶融して、図１２に示すように、半田ボール３１と金属膜２７との界面が合金接合される。このとき、半田材料に対する濡れ性が金属ポスト２５よりも低い金属膜２７が、金属ポスト２５の上面だけでなく、側面にかけて一体的に形成されているために、半田材料が金属ポスト２５の側面に垂れ落ちることがない。したがって、形成されるバンプ３０の高さを高くすることができる。
【００４７】
また、形成される半田ボール３１の中心は、金属ポスト２５の中心軸上に位置するようになる。したがって、金属ポスト２５の直径（Ｒ２）よりも大きい直径（Ｒ１）を有する半田ボール３１は、金属ポスト２５の径方向に均等にはみ出すようにして、金属ポスト２５上に形成される。これにより、半導体基板２０上に形成される複数のバンプ３０の半田ボール３１のピッチが均等にされる。したがって、半導体装置１０の実装時に半導体基板２０と配線基板との間に流し込まれる封止樹脂が通過しにくい領域が形成されることがない。
【００４８】
半導体基板２０をリフロー処理した後、半導体基板２０上に付着したフラックスを洗浄し、さらに、感光材料層８５を除去することにより、図１３に示すように、金属ポスト２５及び半田ボール３１を合わせた高さが、例えば７０μｍ程度のバンプ３０が形成される。本実施形態に係る半導体装置１０の製造方法では、フィルム状の感光材料を半導体基板２０上に貼付しているため、かかるフィルム状の感光材料を剥離することにより、感光材料層８５が除去され得る。
【００４９】
ここまで、本実施形態に係る半導体装置１０の製造方法について説明したが、引き続き、図１４〜図１６を参照して、半導体装置１０を配線基板４０上に実装する方法を説明する。
【００５０】
図１４に示すように、基板面上に電極パッド４１を有する配線基板（第２の基板）４０上に、半導体基板（第１の基板）２０のバンプ３０が形成された面を対向させて半導体装置１０を載置する。次いで、配線基板４０及び半導体装置１０をリフロー炉に投入してリフロー処理することにより、図１６に示すように、低融点の半田ボール３１が溶融して、半田ボール３１と配線基板４０上の電極パッド４１との界面が合金接合される。例えば、リフロー処理の前に７０μｍ程度の高さとなっていたバンプ３０の高さは６５μｍ程度になる。
【００５１】
次いで、図１６に示すように、半導体基板２０と配線基板４０との間に封止樹脂５１を流し込み、硬化させる。封止樹脂５１としては、例えばエポキシ樹脂が用いられ得るが、その他の樹脂材料が用いられてもよい。かかる封止樹脂は、電気絶縁性を有し、例えば加熱処理することで硬化される。このとき、本実施形態に係る半導体装置１０は、半田ボール３１の直径Ｒ１が金属ポスト２５の直径Ｒ２よりも大きくされ、バンプ３０の高さが高くなっているために、半導体基板２０と配線基板４０との隙間が大きくなっている。したがって、半導体基板２０と配線基板４０との間に封止樹脂５１が流れ込みやすくなっている。これにより、半導体装置１０と配線基板４０との電気接続部分の絶縁性が保証され、かつ、半導体装置１０と配線基板４０との接続強度の向上が図られる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態に係る半導体装置１０は、バンプ３０を構成する金属ポスト２５の先端面から側面の少なくとも一部にかけて形成された、半田材料に対する濡れ性が金属ポスト２５よりも低い金属膜２７を有する。したがって、半田材料のリフロー処理時に、半田材料が金属ポスト２５の側面に垂れ落ちにくくなっている。このため、半導体装置１０を金属ポスト２５の高さ方向に見たときに、半田ボール３１の直径Ｒ１を金属ポスト２５の直径Ｒ２よりも大きくすることができ、半田ボール３１の高さを高くすることができる。したがって、バンプ３０の高さが高くなって、半導体基板２０の実装時に置いて、半導体基板２０と配線基板４０との間に封止樹脂が流れ込みやすくなる。その結果、電気接続部分の絶縁性が向上し、かつ、半導体装置１０と配線基板４０との接合強度が向上する。
【００５３】
また、半田ボール３１の高さが高くなることでバンプ３０の高さを高くすることにより、半導体装置１０の実装後に、接合部分に応力がかかったときに、バンプ３０により応力が吸収されやすくなって、電気接続特性が向上される。
【００５４】
また、本実施形態に係る半導体装置１０の製造方法は、感光材料層８１に対して、第１の光透過部７３を有する第１のフォトマスク７１を用いて第１の露光処理を行い、金属ポスト２５を形成する第１の開口部８２を形成する。この後、感光能力が残されるようにポストベーク処理が行われる。また、残された感光材料層８３に対して、第１の光透過部７３の外径よりも大きい第２の光透過部７７を有する第２のフォトマスク１１５を用いて第２の露光処理を行い、第１の開口部８２を拡径する。これにより、金属ポスト２５の側面が露出され、金属ポスト２５の上面から側面にかけて一体的に金属膜２７を形成することができるようになる。
【００５５】
また、感光材料層８５に形成された第２の開口部８４は、金属ポスト２５の直径Ｒ２よりも大きいことから、金属ポスト２５の直径Ｒ２よりも大きい直径Ｒ１の球状の半田材料３２を、第２の開口部８４内に投入することができる。したがって、かかる球状の半田材料３２をリフロー処理することにより、金属ポスト２５上に、所望の直径Ｒ１の半田ボール３１を容易に形成することができる。これにより、金属ポスト２５上の半田ボール３１の高さを高くすることができ、形成されるバンプ３０の高さを高くすることができる。したがって、半導体基板２０と配線基板４０との隙間に封止樹脂が流れ込みやすくなる。
【００５６】
＜２．第２の実施の形態＞
続いて、図１７及び図１８を参照して、本開示の第２の実施の形態に係る電子機器について説明する。第２の実施の形態に係る電子機器は、第１の実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器である。
【００５７】
［２−１．電子機器の外観例］
まず、図１７を参照して、本実施形態に係る電子機器１００の概略について説明する。図１７は、本実施形態に係る電子機器１００の外観例を示した斜視図である。
【００５８】
図１７に示すように、電子機器１００は、例えば、横長の扁平な形状に形成された筐体１０１の内外に各構成が配置された外観を有する。電子機器１００は、例えば、ゲーム機器として用いられる機器であってもよい。
【００５９】
筐体１０１の前面には、長手方向の中央部に表示パネル１０２が設けられる。また、表示パネル１０２の左右には、それぞれ周方向に離隔して配置された操作キー１０３、及び操作キー１０４が設けられる。また、筐体１０１の前面の下端部には、操作キー１０５が設けられる。操作キー１０３、１０４、１０５は、方向キー又は決定キー等として機能し、表示パネル１０２に表示されるメニュー項目の選択、及びゲームの進行等に用いられる。
【００６０】
また、筐体１０１の上面には、外部機器を接続するための接続端子１０６、電力供給用の供給端子１０７、及び外部機器との赤外線通信を行う受光窓１０８等が設けられる。
【００６１】
［２−２．電子機器の構成例］
次に、図１８を参照して、電子機器１００の回路構成について説明する。図１８は、本実施形態に係る電子機器１００の構成を示すブロック図である。
【００６２】
図１８に示すように、電子機器１００は、メインＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１０と、システムコントローラ１２０とを備える。メインＣＰＵ１１０、及びシステムコントローラ１２０には、例えば、図示しないバッテリー等から異なる系統で電力が供給される。
【００６３】
メインＣＰＵ１１０は、各種情報の設定又はアプリケーションの選択をユーザに行わせるためのメニュー画面を生成するメニュー処理部１１１と、アプリケーションを実行するアプリケーション処理部１１２とを有する。
【００６４】
また、電子機器１００は、ユーザにより設定された各種情報を保持するメモリー等の設定情報保持部１３０を備える。設定情報保持部１３０には、メインＣＰＵ１１０によってユーザによって設定された情報が送出され、設定情報保持部１３０は、送出された情報を保持する。
【００６５】
システムコントローラ１２０は、操作入力受付部１２１、通信処理部１２２及び電力制御部１２３を有する。操作入力受付部１２１は、操作キー１０３、１０４、及び１０５の状態検出を行う。また、通信処理部１２２は、外部機器との間の通信処理を行い、電力制御部１２３は、電子機器１００の各部に供給される電力の制御を行う。
【００６６】
なお、第１の実施の形態に係る半導体装置は、メインＣＰＵ１１０、システムコントローラ１２０、及び設定情報保持部１３０のうちの少なくともいずれかに搭載され得る。第１の実施の形態に係る半導体装置を用いることにより、電子機器１００は、より小型化及び薄型化することが可能である。
【００６７】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、本開示にて説明した各要素を適宜組み合わせたものも本開示の技術的範囲に属することはいうまでもない。
【００６８】
例えば、上記の実施の形態では、半導体装置１０を構成する半導体基板２０上に金属ポスト２５及び半田ボール３１からなるバンプ３０を形成したが、本開示の技術は係る例に限定されない。金属ポスト及び半田ボールからなるバンプが、半導体装置が実装される配線基板上に形成されてもよい。この場合においても、金属ポストの上面から側面にかけて金属膜を一体的に形成することにより、半田ボールの高さを高くし、バンプの高さを高くすることができる。
【００６９】
あるいは、半導体基板又は配線基板のいずれか一方に、上記の金属膜を有する金属ポストを形成し、実装時において、他方の基板に形成した半田ボールと接合してもよい。例えば、金属ポスト２５の上面から側面にかけて金属膜２７を形成したところで、感光材料層１２５を除去した状態で保管しておき、配線基板への実装時に、印刷等により配線基板上に半田材料を配置して、半導体装置と配線基板とを半田接合してもよい。この場合においても、溶融する半田材料が、金属ポストの側面側に回り込みにくくなって、半導体基板と配線基板との隙間を大きくすることができる。
【００７０】
また、上記の実施の形態では、感光材料としてポジ型の感光材料が用いられていたが、本開示の技術は係る例に限定されず、ネガ型の感光材料が用いられてもよい。
【００７１】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的又は例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【００７２】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）基板と、前記基板上に設けられた電気接続部と、前記電気接続部上に設けられた金属ポストと、前記金属ポストの先端面から側面の少なくとも一部にかけて一体的に設けられ、半田材料に対する濡れ性が、前記半田材料に対する前記金属ポストの濡れ性よりも低い金属膜と、を備えた、基板装置。
（２）前記金属膜が、ニッケル膜である、前記（１）に記載の基板装置。
（３）前記金属ポストの側面の前記金属膜が、前記金属ポストの先端から少なくとも５μｍ以上の範囲に設けられる、前記（１）又は（２）に記載の基板装置。
（４）前記金属ポストの先端面に位置する前記金属膜の厚さが１．５〜３μｍの範囲内である、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の基板装置。
（５）前記金属膜上に、前記半田材料からなる半田ボールを備え、前記基板装置を前記金属ポストの高さ方向に沿って見たときに、前記半田ボールの直径が、前記金属ポストの直径よりも大きい、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の基板装置。
（６）前記半田ボールの直径が、前記金属ポストの直径よりも２０％以上大きい、前記（５）に記載の基板装置。
（７）前記基板が半導体基板であり、前記基板装置が半導体装置である、前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の基板装置。
（８）基板面に第１の電気接続部を有する第１の基板と、基板面に第２の電気接続部を有する第２の基板と、前記第１の電気接続部上に設けられた金属ポストと、前記第２の電気接続部と前記金属ポストとを電気的に接続する半田ボールと、前記金属ポストと前記半田ボールとの間に、前記金属ポストの先端面から側面の少なくとも一部にかけて一体的に設けられ、前記半田ボールに対する濡れ性が、前記半田ボールに対する前記金属ポストの濡れ性よりも低い金属膜と、前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隙に充填された封止樹脂と、を有する半導体装置の実装構造を備えた電子機器。
（９）基板面に電気接続部を有する基板上に、前記電気接続部に重なる開口部を有する感光材料層を形成することと、前記感光材料層の前記開口部内に金属ポストを形成することと、前記感光材料層の前記開口部に重なり、かつ、前記開口部よりも外径の大きい光透過部を有するフォトマスクを用いて前記感光材料層を露光処理することと、半田材料に対する濡れ性が、前記半田材料に対する前記金属ポストの濡れ性よりも低い金属膜を、前記金属ポストの先端面から側面の少なくとも一部にかけて一体的に形成することと、前記感光材料層を除去することと、を含む、基板装置の製造方法。
（１０）前記フォトマスクの前記光透過部の直径が、前記感光材料層の前記開口部の直径よりも２０％以上大きい、前記（９）に記載の基板装置の製造方法。
（１１）前記光透過部、前記フォトマスク及び前記露光処理を、それぞれ第２の光透過部、第２のフォトマスク及び第２の露光処理としたときに、前記感光材料層の前記開口部を形成するための第１の露光処理において用いた第１のフォトマスクの第１の光透過部の外径よりも大きい前記第２の光透過部を有する前記第２のフォトマスクを用いて、前記第２の露光処理を行う、前記（９）又は（１０）に記載の基板装置の製造方法。
（１２）前記感光材料層は、ポジ型の感光材料からなり、前記第１の露光処理後のポストベーク処理は、前記感光材料層の感光能力を残すように行われ、前記感光材料層に対してさらに前記第２の露光処理を行う、前記（１１）に記載の基板装置の製造方法。
（１３）前記第２の露光処理は、前記感光材料層の底面まで現像されないように行われる、前記（１１）又は（１２）に記載の基板装置の製造方法。
（１４）前記第２の露光処理を行うことにより、前記金属ポストの少なくとも先端側の側面を露出させる、前記（１１）〜（１３）のいずれか１項に記載の基板装置の製造方法。
（１５）前記第１の露光処理により形成される前記開口部を第１の開口部としたときに、前記第２の露光処理により、前記第１の開口部の外径よりも大きい第２の開口部を形成し、前記金属膜を形成した後、前記金属ポストの高さ方向に見たときに前記金属ポストの直径よりも大きい直径を有する球状の半田材料を前記第２の開口部内に配置し、リフロー処理することにより、前記金属ポストの先端の前記金属膜上に半田ボールを形成する、前記（１１）〜（１４）のいずれか１項に記載の基板装置の製造方法。
（１６）前記金属膜を、ニッケルの電解メッキ処理により形成する、前記（９）〜（１５）のいずれか１項に記載の基板装置の製造方法。
【符号の説明】
【００７３】
１０              半導体装置
２０              半導体基板（第１の基板）
２１              電極パッド（第１の電気接続部）
２５              金属ポスト
２７              金属膜
３０              バンプ
３１              半田ボール
３２              球状の半田材料
４０              配線基板（第２の基板）
４１              電極パッド（第２の電気接続部）
５１              封止樹脂
７１              第１のフォトマスク
７３              第１の光透過部
７５              第２のフォトマスク
７７              第２の光透過部
８１，８３，８５  感光材料層
８２              第１の開口部
８４              第２の開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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