(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと、
前記半導体チップを外部と電気的に接続する複数の半田バンプと、
前記複数の半田バンプのうち少なくとも一部である第１半田バンプの表面に設けられ、  前記第１半田バンプより融点の高い金属からなる金属バンプと、
を具備し、
前記第１半田バンプのうち少なくとも一部は、表面に前記金属バンプが複数積層して設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体チップと、
前記半導体チップを外部と電気的に接続する複数の半田バンプと、
前記複数の半田バンプのうち少なくとも一部である第１半田バンプの表面に設けられ、  前記第１半田バンプより融点の高い金属からなる金属バンプと、
を具備し、
前記第１半田バンプの一部である第３半田バンプは、表面に１以上の前記金属バンプが積層して設けられ、前記第１半田バンプの他の一部である第４半田バンプは、前記第３半田バンプの表面に設けられた前記金属バンプの数と異なる数の前記金属バンプが、表面に積層して設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
半導体チップと、
前記半導体チップを外部と電気的に接続する複数の半田バンプと、
前記複数の半田バンプのうち少なくとも一部である第１半田バンプの表面に設けられ、  前記第１半田バンプより融点の高い金属からなる金属バンプと、
を具備し、
前記金属バンプは、スタッドバンプからなることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記第１半田バンプのうち少なくとも一部は、表面に前記金属バンプが複数設けられていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記複数の半田バンプは、表面に前記金属バンプが設けられていない第２半田バンプを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記金属バンプは、金からなることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
半導体チップを外部の電極と電気的に接続する複数の半田バンプの少なくとも一部である第１半田バンプの表面に、前記第１半田バンプより融点の高い金属からなる金属バンプを形成する工程と、
前記半導体チップを実装する実装部に、前記第１半田バンプを接合する工程と、
を具備し、
前記第１半田バンプの表面に前記金属バンプを形成する工程は、前記第１半田バンプのうち少なくとも一部の表面に、複数の前記金属バンプを積層して形成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
半導体チップを外部の電極と電気的に接続する複数の半田バンプの少なくとも一部である第１半田バンプの表面に、前記第１半田バンプより融点の高い金属からなる金属バンプを形成する工程と、
前記半導体チップを実装する実装部に、前記第１半田バンプを接合する工程と、
を具備し、
前記第１半田バンプの表面に前記金属バンプを形成する工程は、前記第１半田バンプの一部である第３半田バンプの表面に、１以上の前記金属バンプを積層して形成し、前記第１半田バンプの他の一部である第４半田バンプの表面に、前記第３半田バンプの表面に形成した前記金属バンプの数と異なる数の前記金属バンプを積層して形成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第３半田バンプ及び前記第４半田バンプの表面に前記金属バンプを形成する工程は、前記実装部における前記半田バンプが実装される面の凹凸に対応した個数の金属バンプを、前記第３半田バンプ及び前記第４半田バンプの表面に形成する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
半導体チップを外部の電極と電気的に接続する複数の半田バンプの少なくとも一部である第１半田バンプの表面に、前記第１半田バンプより融点の高い金属からなる金属バンプを形成する工程と、
前記半導体チップを実装する実装部に、前記第１半田バンプを接合する工程と、
を具備し、
前記第１半田バンプの表面に前記金属バンプを形成する工程は、前記第１半田バンプの表面に高さの異なる前記金属バンプを形成する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１半田バンプの表面に高さの異なる前記金属バンプを形成する工程は、前記実装部における前記半田バンプが実装される面の凹凸に対応した高さの金属バンプを、前記第１半田バンプの表面に形成する工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
半導体チップを外部の電極と電気的に接続する半田バンプの表面に、前記半田バンプより融点の高い金属を含むフラックスを塗布する工程と、
前記半導体チップを実装する実装部に、前記フラックスが塗布された前記半田バンプを接合する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記実装部は、半導体チップが実装された中継基板であることを特徴とする請求項７から１２のうちいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを外部と電気的に接続するための半田バンプを備えた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを外部の電子回路と電気的に接続するために、半田バンプを備えた半導体装置が多数開発されている。図１は従来例に係る半導体装置９０の構成を示した図である。中継基板３０上に半導体チップ３２が、接着剤３４を介して２つ積層されている。半導体チップ３２の上面には、半導体チップ３２内の集積回路と接続されたチップ電極３７が設けられており、中継基板３０上に設けられた基板電極３６と、ワイヤ３８により電気的に接続されている。中継基板３０の上面には、半導体チップ３２を封止する封止樹脂４０が設けられている。中継基板３０の下面には、基板電極３６と不図示の配線により接続された外部電極４４が設けられ、外部電極４４の表面には半田バンプ１０が設けられている。中継基板３０の下面のうち、半田バンプ１０が設けられていない領域には、ソルダーレジスト４２が設けられている。半導体装置９０は、例えば電子機器の配線基板等に、半田バンプ１０を半田付けすることにより実装される。このとき半導体チップ３２は、半田バンプ１０を介して外部と電気的に接続される。
【０００３】
図２は図１における半導体装置９０を他の半導体装置の上に実装した、いわゆるパッケージ・オン・パッケージ型の半導体装置の構成を示した図である。図１と共通の部材については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。下の半導体装置９２は、半導体チップ３２が中継基板３０の上面にフリップチップボンディングにより実装されている。半導体チップ３２と中継基板３０上の基板電極３６は、バンプ電極５０により接続され、半導体チップ３２と中継基板３０の間にはアンダーフィル材５２が充填されている。半導体装置９０の下面に設けられた半田バンプ１０ａは、半導体装置９２の基板電極３６ｂに半田付けされている。半導体装置９０及び９２は、半田バンプ１０ａにより機械的に固定されると共に、半田バンプ１０ａを介して電気的に接続されている。このようなパッケージ・オン・パッケージ型の半導体装置では、複数の半導体チップを積層することにより実装密度を高めることができるため、半導体装置の小型化、低コスト化を図ることが可能である。
【０００４】
図１及び図２に係る半導体装置は、いずれも半田バンプにより外部の電極と機械的及び電気的に接続されるため、半田バンプの接続信頼性が要求される。特許文献１から特許文献４には、半田バンプの接続信頼性を向上させた半導体装置がそれぞれ示されている。
【特許文献１】特開２０００−１５０５７４号公報
【特許文献２】特開２０００−１８３０８８号公報
【特許文献３】特開平１０−５０７０８号公報
【特許文献４】特開平３−５０７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば図２のように、一の半導体装置の上に他の半導体装置を重ねて実装する場合、半田付けの際に生じる熱により下の半導体装置が変形し、半田バンプを半田付けする実装部の平坦性が損なわれる場合がある。このように、半田バンプの実装部に凹凸がある場合や、半田の実装部に対する濡れ性（なじみやすさ）が低い場合に、半田バンプの接合不良が生じるという課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、半田バンプの接続信頼性を向上させた半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、半導体チップと、前記半導体チップを外部と電気的に接続する複数の半田バンプと、前記複数の半田バンプのうち少なくとも一部である第１半田バンプの表面に設けられ、前記第１半田バンプより融点の高い金属からなる金属バンプと、を具備することを特徴とする半導体装置である。本発明によれば、半田バンプの溶融時に金属バンプが核となることで半田バンプの濡れ性が向上するため、半田バンプの接続信頼性を向上させることができる。
【０００８】
上記構成において、前記複数の半田バンプは、表面に前記金属バンプが設けられていない第２半田バンプを含む構成とすることができる。この構成によれば、半導体装置が実装される実装部に凹凸がある場合であっても、半田バンプを実装部に安定して接合することができる。
【０００９】
上記構成において、前記第１半田バンプのうち少なくとも一部は、表面に前記金属バンプが複数設けられている構成とすることができる。この構成によれば、金属バンプが実装部に接触する面積が大きくなるため、半田バンプの接続信頼性をさらに向上させることができる。
【００１０】
上記構成において、前記第１半田バンプのうち少なくとも一部は、表面に前記金属バンプが複数積層して設けられている構成とすることができる。この構成によれば、金属バンプ全体の高さを高くすることができるため、半田バンプの接続信頼性をさらに向上させることができる。
【００１１】
上記構成において、前記第１半田バンプの一部である第３半田バンプは、表面に１以上の前記金属バンプが積層して設けられ、前記第１半田バンプの他の一部である第４半田バンプは、前記第３半田バンプの表面に設けられた前記金属バンプの数と異なる数の前記金属バンプが、表面に積層して設けられている構成とすることができる。この構成によれば、実装部の凹凸に合わせて金属バンプ全体の高さを調整し、半田バンプを実装部にさらに安定して接合することができる。
【００１２】
上記構成において、前記金属バンプは、スタッドバンプからなる構成とすることができる。この構成によれば、半田バンプの表面に金属バンプを容易に形成することができる。
【００１３】
上記構成において、前記金属バンプは、金からなる構成とすることができる。この構成によれば、金の半田に対する濡れ性が高いことから、半田バンプの接続信頼性をさらに向上させることができる。
【００１４】
本発明は、半導体チップを外部の電極と電気的に接続する複数の半田バンプの少なくとも一部である第１半田バンプの表面に、前記第１半田バンプより融点の高い金属からなる金属バンプを形成する工程と、前記半導体チップを実装する実装部に、前記第１半田バンプを接合する工程と、を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法である。本発明によれば、半田バンプの溶融時に金属バンプが核となることで半田バンプの濡れ性が向上するため、半田バンプを実装部に安定して接合することができる。
【００１５】
上記構成において、前記第１半田バンプの表面に前記金属バンプを形成する工程は、前記第１半田バンプのうち少なくとも一部の表面に、複数の前記金属バンプを形成する工程を含む構成とすることができる。この構成によれば、金属バンプが実装部に接触する面積が大きくなるため、半田バンプを実装部にさらに安定して接合することができる。
【００１６】
上記構成において、前記第１半田バンプの表面に前記金属バンプを形成する工程は、前記第１半田バンプのうち少なくとも一部の表面に、複数の前記金属バンプを積層して形成する工程を含む構成とすることができる。この構成によれば、金属バンプ全体の高さを高くすることができるため、半田バンプを実装部にさらに安定して接合することができる。
【００１７】
上記構成において、前記第１半田バンプの表面に前記金属バンプを形成する工程は、前記第１半田バンプの一部である第３半田バンプの表面に、１以上の前記金属バンプを積層して形成し、前記第１半田バンプの他の一部である第４半田バンプの表面に、前記第３半田バンプの表面に形成した前記金属バンプの数と異なる数の前記金属バンプを積層して形成する工程を含む構成とすることができる。
【００１８】
上記構成において、前記第３半田バンプ及び前記第４半田バンプの表面に前記金属バンプを形成する工程は、前記実装部における前記半田バンプが実装される面の凹凸に対応した個数の金属バンプを、前記第３半田バンプ及び前記第４半田バンプの表面に形成する工程を含む構成とすることができる。この構成によれば、実装部の凹凸に合わせて金属バンプ全体の高さを調整することができるため、半田バンプを実装部にさらに安定して接合することができる。
【００１９】
上記構成において、前記第１半田バンプの表面に前記金属バンプを形成する工程は、前記第１半田バンプの表面に大きさの異なる前記金属バンプを形成する工程を含む構成とすることができる。
【００２０】
上記構成において、前記第１半田バンプの表面に大きさの異なる前記金属バンプを形成する工程は、前記実装部における前記半田バンプが実装される面の凹凸に対応した大きさの金属バンプを、前記第１半田バンプの表面に形成する工程を含む構成とすることができる。この構成によれば、実装部の凹凸に合わせて金属バンプ全体の高さを調整することができるため、半田バンプを実装部にさらに安定して接合することができる。
【００２１】
本発明は、半導体チップを外部の電極と電気的に接続する半田バンプの表面に、前記半田バンプより融点の高い金属を含むフラックスを塗布する工程と、前記半導体チップを実装する実装部に、前記フラックスが塗布された前記半田バンプを接合する工程と、を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法である。本発明によれば、フラックスに半田バンプより融点の高い金属が含まれているため、半田バンプの濡れ性を高めることができ、半田バンプを実装部に安定して接合することができる。
【００２２】
上記構成において、前記実装部は、半導体チップが実装された中継基板である構成とすることができる。この構成によれば、いわゆるパッケージ・オン・パッケージ型の半導体装置を安定して形成することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、半田バンプの溶融時に金属バンプが核となることで半田バンプの濡れ性が向上するため、半田バンプの接続信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を用い本発明に係る実施例について説明する。
【実施例１】
【００２５】
図３は実施例１に係る半導体装置１００の構成を示した図である。エポキシ系樹脂からなる中継基板３０の上面に、シリコンからなる半導体チップ３２が、アクリル系樹脂からなる接着剤３４を介して２つ積層されている。半導体チップ３２の上面には、半導体チップ３２内の集積回路と接続された銅製のチップ電極３７がそれぞれ設けられており、中継基板３０上に設けられた銅製の基板電極３６と、金製のワイヤ３８により電気的に接続されている。中継基板３０の上面には、半導体チップ３２及びワイヤ３８を封止するエポキシ系の封止樹脂４０が設けられている。中継基板３０の下面には、基板電極３６と不図示の配線により接続された銅製の外部電極４４が設けられ、外部電極４４の表面には第１半田バンプ１０が設けられている。第１半田バンプ１０の表面には、金属バンプ２０が設けられている。中継基板３０の下面のうち、第１半田バンプ１０が設けられていない領域には、絶縁性樹脂からなるソルダーレジスト４２が設けられている。
【００２６】
第１半田バンプ１０は、例えば電子機器の配線基板などの実装部（不図示）に、半導体装置１００を半田付けにより固定すると共に、半導体チップ３２を外部と電気的に接続するためのものである。第１半田バンプ１０には、例えばＳｎＡｇ系、ＳｎＡｇＣｕ系の合金を用いることができる。第１半田バンプ１０は、例えばソルダーレジスト４２をマスクにして半田ペーストを印刷し、一括してリフローすることにより形成することができる。半田バンプの直径は、例えば２００μｍ〜３００μｍとすることができる。
【００２７】
金属バンプ２０は、第１半田バンプ１０より融点の高い導電性の金属からなり、第１半田バンプ１０の表面に設けられる。金属バンプ２０は、上記のように第１半田バンプ１０より融点が高く、第１半田バンプ１０の溶融時に第１半田バンプ１０に溶食する金属であれば任意の部材を用いることができるが、半田への濡れ性が高い金属であることが好ましい。以上の条件を満たす金属としては、例えば金が好ましい。また、金属バンプ２０は第１半田バンプ１０に溶食するため、第１半田バンプ１０より体積が小さいことが好ましい。
【００２８】
金属バンプ２０は、例えばワイヤボンディングに使用されるワイヤボンディングツール及び金属細線を用いて、第１半田バンプ１０の表面にスタッドバンプとして形成することができる。例えば直径２５μｍの金属細線を用いて、第１半田バンプ１０の表面に熱圧着方式によりスタッドバンプを形成した場合、高さ約５０μｍの金属バンプ２０を形成することができる。上述のように、金属細線は金製のものを用いることが好ましいが、他にも銅製やアルミニウム製の金属細線を用いることができる。
【００２９】
実施例１に係る半導体装置１００によれば、半導体チップ３２を外部と電気的に接続する第１半田バンプ１０の表面に、第１半田バンプ１０より融点の高い金属からなる金属バンプ２０が設けられている。これにより、半導体装置１００を実装部に実装する際に、第１半田バンプ１０の溶融に伴って金属バンプ２０が第１半田バンプ１０に溶食し、核となって第１半田バンプ１０の濡れ性が向上する。その結果、例えば実装部に多少の凹凸がある場合や、第１半田バンプ１０の実装部に対する濡れ性が高くない場合であっても、第１半田バンプ１０を実装部に安定して半田付けすることができるため、第１半田バンプ１０の接続信頼性が向上する。
【００３０】
図３を参照に、金属バンプ２０は第１半田バンプ１０の先端（第１半田バンプ１０における、中継基板３０と反対側の部分）に設けられていることが好ましい。これにより、半導体装置１００を実装部（不図示）に実装する際に、金属バンプ２０が最初に実装部に接触するため、金属バンプ２０を介して半田を効率よくなじませることができる。
【００３１】
実施例１に係る半導体装置１００は、従来例に係る半導体装置９０（図１参照）の第１半田バンプ１０の表面に、周知のワイヤボンディングツール及び金属細線を使用してスタッドバンプ（金属バンプ２０）を形成することにより製造することができる。このように、既存の半導体装置及びその製造装置を用いることができるため、半導体装置１００を低コストで製造することができる。
【００３２】
実施例１では中継基板３０に半導体チップ３２が２つ積層された半導体装置１００を例に説明したが、中継基板３０に実装される半導体チップの数は１つまたは３つ以上であってもよい。また、中継基板３０、接着剤３４、基板電極３６、チップ電極３７、ワイヤ３８、封止樹脂４０、ソルダーレジスト４２、及び外部電極４４は必須の構成要素ではなく、その一部を部材として用いない構成としてもよい。
【実施例２】
【００３３】
実施例２は、金属バンプが設けられている半田バンプと、金属バンプが設けられていない半田バンプの両方を備えた半導体装置の例である。図４は実施例２に係る半導体装置１０１の構成を示した図である。半導体装置１０１は、中継基板３０の下面に設けられた半田バンプのうち、表面に金属バンプ２０が設けられた第１半田バンプ１０と、表面に金属バンプ２０が設けられていない第２半田バンプ１２を有する。その他の構成は実施例１と同じである。
【００３４】
第１半田バンプ１０の高さは、第２半田バンプ１２に比べて金属バンプ２０の分だけ高くなっている。金属バンプ２０は、半導体装置１０１が実装される実装部の凹凸に対応して設けられることが好ましい。以下、これについて説明する。
【００３５】
図５（ａ）〜（ｄ）は実施例１及び実施例２に係る半導体装置の下面図である。図５（ａ）では、全ての半田バンプに金属バンプ２０が設けられており、実施例１に係る半導体装置１００と同一の構成である。すなわち、半田バンプの全てが表面に金属バンプ２０の設けられた第１半田バンプ１０となっており、実装部が平坦である場合に半導体装置１００を安定して実装するのに適している。
【００３６】
図５（ｂ）では、中継基板３０の中央部に第１半田バンプ１０が複数設けられ、中継基板３０の周辺部に第１半田バンプ１０を囲む形で第２半田バンプ１２が設けられている。これによれば、実装部の中央部が周辺部より低い場合に、半導体装置１０１を安定して実装することができる。
【００３７】
図５（ｃ）では、中継基板３０の中央部に第２半田バンプ１２が複数設けられ、中継基板３０の周辺部に第２半田バンプ１２を囲む形で第１半田バンプ１０が設けられており、図５（ｂ）と対照的な構成となっている。これによれば、実装部の中央部が周辺部より高い場合に、半導体装置１０１を安定して実装することができる。
【００３８】
図５（ｄ）では、矩形の中継基板３０の四隅に第１半田バンプ１０がそれぞれ複数設けられ、その他の部分に第２半田バンプ１２が設けられている。これによれば、実装部の四隅がその他の部分より低い場合に、半導体装置１０１を安定して実装することができる。
【００３９】
実施例２に係る半導体装置１０１は、表面に金属バンプ２０が設けられた第１半田バンプ１０と、表面に金属バンプ２０が設けられていない第２半田バンプ１２とを具備する。また、金属バンプ２０を設けるか否かは、半導体装置１０１が実装される実装部の凹凸に対応して決定する。これにより、実装部に凹凸がある場合であっても、半田バンプを実装部に安定して半田付けすることができる。その結果、半田バンプの接続信頼性をさらに向上することができる。また、半導体装置１０１を実装部に対し水平になるように、容易に実装することができる。
【実施例３】
【００４０】
実施例３は、１つの半田バンプに対し金属バンプを複数設けた例である。図６は実施例３に係る半導体装置１０２の構成を示した図である。中継基板３０の下面に設けられた第１半田バンプ１０には、金属バンプ２０がそれぞれ複数（図６では２つずつ）設けられている。その他の構成は実施例１と同じである。
【００４１】
実施例３に係る半導体装置１０２は、金属バンプ２０が複数設けられた第１半田バンプ１０を具備する。これによれば、例えば半導体装置１０２を実装部に実装する際に、金属バンプが実装部に接触する面積が大きくなるため、第１半田バンプ１０を実装部にさらに安定して半田付けすることができる。
【００４２】
図６では複数の金属バンプ２０を水平方向に並べて設けたが、複数の金属バンプ２０を垂直方向に積層して設けてもよい。図７は実施例３に係る他の半導体装置１０３の構成を示した図である。中継基板３０の下面に設けられた第１半田バンプ１０には、金属バンプ２０が複数積層して設けられている。その他の構成は実施例１と同じである。
【００４３】
実施例３に係る他の半導体装置１０３は、金属バンプ２０が複数積層して設けられた第１半田バンプ１０を具備する。これによれば、金属バンプ２０全体の高さを高くすることができるため、半導体装置１０２を実装部に実装する際に、金属バンプ２０が実装部にさらに容易に接触し、第１半田バンプ１０の接続信頼性をさらに向上させることができる。
【００４４】
図７に示すように、第１半田バンプ１０の一部である第３半田バンプ１３に金属バンプ２０が１つ設けられ、第１半田バンプ１０の他の一部である第４半田バンプ１４に金属バンプ２０が２つまたは３つ設けられる構成としてもよい。このとき、金属バンプ２０の個数は、半導体装置１０３を実装する実装部６０の凹凸に対応することが好ましい。すなわち、実装部６０のうち高い部分（凸部）に接合される第３半田バンプ１３の表面には、金属バンプを少なく（例えば１つ）積層し、実装部６０のうち低い部分（凹部）に接合される第４半田バンプ１４の表面には、金属バンプを多く（例えば２つないし３つ）積層して設けることが好ましい。例えば、実施例１と同様に直径２５μｍの金属細線を用いて金属バンプ２０を形成する場合、金属バンプが１つであれば金属バンプ全体の高さは約５０μｍ、２つであれば約１００μｍ、３つであれば約１５０μｍとなる。このように、第１半田バンプ１０の表面に積層して設けられた金属バンプ２０の個数を異なるものとすることで、実装部６０の凹凸に合わせて金属バンプ２０全体の高さを調整し、第１半田バンプ１０の接続信頼性をさらに向上させることができる。
【００４５】
図７において、第１半田バンプ１０の表面に設けられた金属バンプの数は１つないし３つであったが、それ以外の数の金属バンプを積層してもよい。ただし、半導体装置１０３においては、第１半田バンプの一部である第３半田バンプ１３に積層された金属バンプ２０の数と、第１半田バンプの他の一部である第４半田バンプ１４に積層された金属バンプ２０の数は異なるものでなくてはならない。
【００４６】
上述のように、第１半田バンプ１０の表面に、高さ（個々の金属バンプではなく、金属バンプ全体の高さ）の異なる金属バンプを形成することができる。また、金属バンプ全体の高さを実装部の凹凸に合わせて形成することで、第１半田バンプ１０の接続信頼性をさらに向上させることができる。図７に示した半導体装置１０３はその一例であり、同じ大きさの金属バンプ２０を複数積層し、全体として高さの異なる金属バンプを形成したものであるが、高さの異なる金属バンプを形成する方法は、これに限定されるものではない。
【実施例４】
【００４７】
実施例４は、実施例１に係る半導体装置１００を、他の半導体装置の上に実装した、いわゆるパッケージ・オン・パッケージ型の半導体装置の例である。図８（ａ）及び図８（ｂ）は実施例４に係る半導体装置１１０の製造方法を示した図である。
【００４８】
図８（ａ）を参照に、実施例１に係る半導体装置１００を、実装部である半導体装置６２の上面に実装する。半導体装置６２は、中継基板３０ｂに、半導体チップ３２ｂがフリップチップボンディングにより実装されている。半導体チップ３２ｂと、中継基板３０ｂの上面に設けられた基板電極３６ｂとは金属バンプ５０により電気的に接続されており、半導体チップ３２ｂと中継基板３０ｂとの間の空間にはアンダーフィル材５２が充填されている。
【００４９】
半導体装置１００は、第１半田バンプ１０ａを基板電極３６ｂに半田付けすることにより、実装部である半導体装置６２に固定されると共に電気的に接続される。第１半田バンプ１０ａは加熱により一度溶融して基板電極３６ｂの表面に広がり、冷却により再び固化して接合される。このとき、金属バンプ２０は第１半田バンプ１０ａの溶融に伴い第１半田バンプ１０ａに溶食し、核となる。
【００５０】
図８（ｂ）は、半田付け後の半導体装置１１０を示した図である。半導体装置６２の上面に半導体装置１００が実装され、外部電極４４ａと基板電極３６ｂとは第１半田バンプ１０ａにより電気的に接続されている。金属バンプ２０は第１半田バンプ１０ａに溶食している。
【００５１】
実施例４に係る半導体装置の製造方法によれば、実装部である半導体装置６２に、表面に金属バンプ２０が形成された第１半田バンプ１０ａを接合することにより、半導体装置１００を実装する。これによれば、第１半田バンプ１０ａの溶融時に金属バンプ２０が第１半田場バンプ１０に溶食し、核となることで第１半田バンプ１０ａの接続信頼性が向上する。その結果、半導体装置１００を半導体装置６２に安定して実装することができるため、特にパッケージ・オン・パッケージ型の半導体装置の安定性を向上させることができる。
【００５２】
図８（ａ）及び（ｂ）では実施例１に係る半導体装置１００を実装部に実装する例を説明したが、実施例２及び実施例３に係る半導体装置１０１〜１０３を、半導体装置１００の代わりに実装部に実装してもよい。また、これらの半導体装置を複数組み合わせて実装してもよい。
【実施例５】
【００５３】
実施例５は金属バンプの代わりに、金属粒子入りのフラックスを用いた例である。図９（ａ）〜（ｄ）は実施例５に係る半導体装置１１１の製造方法を示した図である。
【００５４】
図９（ａ）を参照に、半導体装置１０５は中継基板３０ａの上面に半導体チップ３２ａが２つ積層され、封止樹脂４０により封止された半導体装置であり、中継基板３０ａの下面には半田バンプ１５が設けられている。半田バンプ１５の先端に金属バンプ２０が設けられていない他は、実施例１に係る半導体装置１００と同じ構造であり、詳細な説明を省略する。
【００５５】
図９（ｂ）を参照に、半田バンプ１５が設けられた面を下にして、半導体装置１０５をフラックス２２の入った容器７０に浸し、半田バンプ１０の表面にフラックス２２を塗布する。フラックス２２は、少なくとも半田バンプ１５の先端部（外部電極４４ａの反対側）を覆うように塗布する。
【００５６】
フラックス２２は、半田バンプ１５の濡れ性を高め、接合性を向上させるためのものであり、例えばロジン（松脂）等の材料からなる。フラックス２２はさらに、半田バンプ１５より融点の高い金属を含む。フラックス２２に含まれる金属としては、半田との濡れ性が高い部材（例えば金）を用いることが好ましい。
【００５７】
図９（ｃ）を参照に、半田バンプ１５の先端にフラックス２２が塗布された半導体装置１０５を、実装部である半導体装置６２に実装する。半導体装置６２は、実施例４で用いたものと同一である。半田バンプ１５は、半導体装置６２の上面に設けられた基板電極３６に接合される。このとき、フラックス２２は半田バンプ１５の溶解に伴い、半田バンプ１５に溶食する。
【００５８】
図９（ｄ）は半田付け後の半導体装置１１１を示した図である。半導体装置６２の上面に半導体装置１０５が実装され、外部電極４４ａと基板電極３６ｂとは半田バンプ１５により電気的に接続されている。フラックス２２は半田バンプ１５に溶食している。
【００５９】
実施例５に係る半導体装置の製造方法によれば、実装部である半導体装置６２に、表面にフラックス２２が塗布された半田バンプ１５を接合することにより、半導体装置１０５を実装する。これによれば、半田バンプ１５の表面にフラックスが塗布されているため、半田バンプ１５の接合性が向上する。また、フラックス２２は半田バンプ１５より融点の高い金属を含むため、半田バンプ１５の接合性をさらに向上させることができる。その結果、半導体装置１００を半導体装置６２に安定して実装することができるため、特にパッケージ・オン・パッケージ型の半導体装置の安定性を向上させることができる。
【００６０】
実施例４及び実施例５では実装部として半導体装置６２を例に説明したが、実装部は半導体チップ３２を直接的または間接的に、半田バンプ１５を介して実装することができるものであれば他の部材を用いてもよい。例えば、実装部として他の中継基板や、電子機器の配線基板を用いることができる。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は従来例に係る半導体装置の構成を示した断面図である。
【図２】図２は従来例に係る半導体装置の構成を示した断面図（その２）である。
【図３】図３は実施例１に係る半導体装置の構成を示した断面図である。
【図４】図４は実施例２に係る半導体装置の構成を示した断面図である。
【図５】図５は実施例１及び実施例２に係る半導体装置の構成を示した下面図である。
【図６】図６は実施例３に係る半導体装置の構成を示した断面図である。
【図７】図７は実施例３に係る他の半導体装置の構成を示した断面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｄ）は実施例４に係る半導体装置の製造方法を示した図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｄ）は実施例５に係る半導体装置の製造方法を示した図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０    半田バンプ
２０    金属バンプ
２２    フラックス
３０    中継基板
３２    半導体チップ
３４    接着剤
３６    基板電極
３７    チップ電極
３８    ワイヤ
４０    封止樹脂
４２    ソルダーレジスト
４４    外部電極
５０    バンプ電極
５２    アンダーフィル材
６０    実装部
１００  半導体装置
【図１】
0005058714.tif 000002
【図２】
0005058714.tif 000003
【図３】
0005058714.tif 000004
【図４】
0005058714.tif 000005
【図５】
0005058714.tif 000006
【図６】
0005058714.tif 000007
【図７】
0005058714.tif 000008
【図８】
0005058714.tif 000009
【図９】
0005058714.tif 000010