(57)【要約】【課題】  半導体装置のフリップチップ接合において、位置ずれを防止することができる半導体装置の製造方法の工程数を減らすことによって、コストの削減を実現する。【解決手段】  半導体素子側に設けられた電極パッド上の各バンプを、パッケージ基板側の電極に当接させることにより、前記半導体素子と前記パッケージ基板とをフリップチップ接合する半導体装置の実装方法において、前記半導体素子側に設けられた前記電極パッド上の各前記バンプの位置に合わせて、前記パッケージ基板上を覆う絶縁樹脂層上にくぼみを形成することにより、位置ずれを防止し、かつ絶縁樹脂層のくぼみ加工と穴加工が同じ工程で行えるため、工程を新たに追加することなく、くぼみを形成することができることにより、製造コストの削減をすることができる。【選択図】    図１
2009064845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子側に設けられた電極パッド上の各バンプを、パッケージ基板側の電極に当接させることにより、前記半導体素子と前記パッケージ基板とをフリップチップ接合する半導体装置の実装方法において、
前記半導体素子側に設けられた前記電極パッド上の各前記バンプの位置に合わせて、前記パッケージ基板上を覆う絶縁樹脂層上にくぼみを形成することを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項２】
前記くぼみは、この平面形状が楕円あるいは円であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の実装方法。
【請求項３】
前記くぼみは、この表面が曲面であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の実装方法。
【請求項４】
前記くぼみは、この径が前記半導体素子側に設けられた前記電極パッド上の各前記バンプの最大径よりも小さく、かつ、このバンプの先端の最大径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージ基板に関し、例えば一方の面に電子部品が実装される配線基板と、配線基板の一方の面に電子部品が実装されてなる半導体装置及び電子部品の実装方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
実装技術の分野においては、電子機器の小型化・高機能化に伴い、高密度な実装が要求されている。その中で、半導体素子に突起電極を設け、回路基板のランドにフリップチップ実装して成る半導体装置が開発されている。
【０００３】
特許文献２に開示された半導体装置について図４を参照して説明する。
【０００４】
図４において、半導体装置３１は、半導体素子３２と回路基板３５を電気的及び機械的に接続し、半導体素子３２と回路基板３５との間を封止して構成されている。半導体素子３２の電極３３上には、例えば金からなる突起電極３４が形成され、この突起電極３４を回路基板３５の対応する各ランド３６に形成された凹孔３７にて受けた状態で、突起電極３４とランド３６を機械的及び電気的に接合することにより、半導体素子３２と回路基板３５が機械的及び電気的に接続されている。また、封止樹脂３８にて、突起電極３４とランド３６の接続部が保護されている。このように、回路基板３５のランド３６に凹孔３７を形成し、その凹孔３７にて突起電極３４を受けることで、突起電極３４がランド３６上を滑って位置ずれすることを防止する構成とされている。
【０００５】
従来の半導体装置の製造方法について、図５を参照して説明する。先ず、図５（ａ）に示すように、下の層のパターンである金属の配線１を配置する。次に、図５（ｂ）に示すように、金属の配線１上に絶縁樹脂層２を形成する。そして、図５（ｃ）に示すように、絶縁樹脂層２は、例えばレーザー加工により、下の層のパターンと電気的な接続をするためのパターンを実装するために、穴３を加工する。
【０００６】
次に、図５（ｄ）に示すように、例えば周知の技術であるリソグラフィ工程を経て、絶縁樹脂層２にあけた穴３の面上に、金属の配線１のパターンを実装すると同時に、半導体素子側に設けられた電極パッド上の各バンプの位置に合わせて、電極５のパターンを実装する。また、図５（ｅ）に示すように、半導体素子側に設けた電極パッド上のバンプが電極５から滑り落ちるのを防止するために凹部９を加工する。
【０００７】
図６において、半導体装置１０は、先ず、半導体素子６側に電極パッド７を実装し、電極パッド７上にバンプ８を形成している。一方、下の層のパターンである金属の配線１上に絶縁樹脂層２を形成している。そして、絶縁樹脂層２は穴３を加工し、穴３の面上に金属の配線１のパターンを実装すると同時に、絶縁樹脂層２に半導体素子６側に設けられた電極パッド７上のバンプ８の位置に合わせて電極５を実装している。また、電極５に凹部９の加工をした構成になっている。
【０００８】
図６に示すように、半導体装置１０は、半導体素子６側に設けられた電極パッド７上のバンプ８から電極５を見た場合、バンプ８の中心が電極５の中心からずれて、バンプ８が電極５に接続する。
【０００９】
次に、図７は、図６の構成と同様である。図７に示すように、バンプ８の中心が電極５の中心からずれても、電極５上の凹部９により、電極５からバンプ８がずれ落ちることなく、バンプ８と電極５は接続することができる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２１０５９１号公報
【特許文献２】特開平１０−１８９６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、半導体装置のフリップチップ接合において、半導体素子とパッケージ基板の位置ずれを防止することができる半導体装置の製造方法は工程数が多いため、製造コストが高くなるという問題がある。
【００１２】
本発明は、半導体装置のフリップチップ接合において、位置ずれを防止することができる半導体装置の製造方法の工程数を減らすことによって、半導体装置の製造コストの削減を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記のような目的を達成するために、本発明の請求項１では、半導体素子側に設けられた電極パッド上の各バンプを、パッケージ基板側の電極に当接させることにより、前記半導体素子と前記パッケージ基板とをフリップチップ接合する半導体装置の実装方法において、前記半導体素子側に設けられた前記電極パッド上の各前記バンプの位置に合わせて、前記パッケージ基板上を覆う絶縁樹脂層上にくぼみを形成することを特徴とする。
【００１４】
請求項２では、請求項１の半導体装置の実装方法において、前記くぼみは、この平面形状が楕円あるいは円であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３では、請求項１または２の半導体装置の実装方法において、前記くぼみは、この表面が曲面であることを特徴とする。
【００１６】
請求項４では、請求項１乃至３のいずれかの半導体装置の実装方法において、前記くぼみは、この径が前記半導体素子側に設けられた前記電極パッド上の各前記バンプの最大径よりも小さく、かつ、このバンプの先端の最大径よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を説明すれば下記の通りである。
【００１８】
すなわち、本発明は、半導体素子とパッケージ基板がフリップチップ接合する半導体装置の製造方法において、位置ずれを防止し、かつ製造工程の数を減らすことで、コストの削減をすることができる。
【００１９】
詳細には、絶縁樹脂層のくぼみ加工は、絶縁樹脂層の穴加工と同じ工程で行なうことができるため、工程を新たに追加することなく、くぼみを形成することができる。また、加工工程が簡単であるため、コストが騰がらない。
【００２０】
そして、電極上のくぼみは、くぼみの平面形状が楕円あるいは円であり、かつ、くぼみの表面が曲面であるため、半導体素子と基板の隙間に封止樹脂を充填する場合、電極上のくぼみから封止樹脂が流れやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を用いて、本発明の半導体装置の実装方法を説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の半導体装置の実装方法の一実施例を示す断面図である。図において、前記図５と同様のものは同一符号を付して示す。
【００２３】
図１に示すように、半導体装置の実装方法において、先ず、図１（ａ）に示すように、下の層のパターンである金属の配線１を配置する。次に、図１（ｂ）に示すように、金属の配線１上に絶縁樹脂層２を形成する。そして、図１（ｃ）に示すように、絶縁樹脂層２は、例えばレーザー加工により、下の層のパターンと電気的な接続をするためのパターンを穴３の面上に実装するために穴３を加工し、同時に、半導体素子側に設けた電極パッド上の各バンプの位置に合わせてくぼみ４を加工する。また、くぼみ４の径は、半導体素子側に設けられた電極パッド上の各バンプの最大径よりも小さく、かつ、バンプの先端の最大径よりも大きく加工する。
【００２４】
次に、図１（ｄ）に示すように、例えば周知の技術であるリソグラフィ工程を経て、絶縁樹脂層２にあけた穴３の面上に、金属の配線１のパターンを実装すると同時に、半導体素子と基板を電気的に接続するために、絶縁樹脂層２上のくぼみ４の表面形状に沿って電極５のパターンを実装する。また、電極５は、くぼみ４の表面形状に沿って実装されることにより、くぼみ５１を形成する。
【００２５】
本願発明に係る第１の実施形態の半導体装置の実装方法は、図２において、半導体装置１０は、先ず、半導体素子６側に電極パッド７を実装し、電極パッド７上にバンプ８を形成している。一方、下の層のパターンである金属の配線１上に絶縁樹脂層２を形成している。そして、絶縁樹脂層２は穴３を加工すると同時に、半導体素子６側に設けられた電極パッド７上のバンプ８の位置に合わせて、くぼみ４を加工している。また、くぼみ４の径は、半導体素子６側に設けられた電極パッド７上の各バンプ８の最大径よりも小さく、かつ、バンプ８の先端の最大径よりも大きく加工している。穴３とくぼみ４を加工後、穴３の面上に金属の配線１のパターンを実装すると同時に、絶縁樹脂層２上のくぼみ４の表面形状に沿って電極５を実装している。また、電極５は、くぼみ４の表面形状に沿って実装されることにより、くぼみ５１を形成する。
【００２６】
図２に示すように、半導体装置１０は、半導体素子６側に設けられた電極パッド７上のバンプ８から電極５を見た場合、バンプ８の中心が電極５の中心からずれて、バンプ８が電極５に接続する。
【００２７】
次に、図３は、図２の構成と同様である。図３に示すように、バンプ８の中心が電極５の中心からずれても、電極５上のくぼみ４により、電極５からバンプ８がずれ落ちることなく、バンプ８と電極５は接続することができる。
【００２８】
すなわち、半導体装置の製造方法工程において、本発明では、図１（ｃ）に示すように、絶縁樹脂層２に穴３をあけるのと同時に、バンプが電極５から滑り落ちるのを防止するためのくぼみ４を加工している。そして、絶縁樹脂層２に穴３およびくぼみ４を加工後、図１（ｄ）に示すように、絶縁樹脂層２に穴３をあけた面上に金属の配線１を実装すると同時に、くぼみ４の表面形状に沿って電極５を実装している。
【００２９】
これに対して、従来技術では、図５（ｃ）に示すように、絶縁樹脂層２に穴３をあける加工をしている。穴３を加工後、図５（ｄ）に示すように、絶縁樹脂層２に穴３をあけた面上に金属の配線１を実装すると同時に、半導体素子側に設けられた電極パッド上の各バンプの位置に合わせて、絶縁樹脂層２上に電極５を実装している。そして、図５（ｅ）に示すように、半導体素子側に設けられた電極パッド上のバンプが電極５から滑り落ちるのを防止するために凹部９を加工している。
【００３０】
このことにより、本発明の半導体装置１０の製造方法は、従来技術の半導体装置１０の製造方法の工程と比較すると、工程が少ない。
製造方法の工程数が少なくなることにより、製造コストが安くなる。
【００３１】
さらに、電極５は絶縁樹脂層２上のくぼみ４の表面形状に沿って形成し、くぼみ４の平面形状が楕円あるいは円であり、かつ、くぼみ４の表面が曲面であるため、半導体素子６と基板の隙間に封止樹脂を充填する場合において、電極５上のくぼみ５１から封止樹脂が流れやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は本発明の半導体装置の製造方法の電極がめっきなどの工程によって形成される前の、絶縁樹脂層上にあらかじめくぼみを形成しておき、その表面形状にそって形成される一例を示す断面図。
【図２】図２は本発明の半導体装置の製造方法のバンプの中心が電極の中心からずれて、バンプが電極に接続する一例を示す断面図。
【図３】図３は本発明の半導体装置の製造方法のバンプの中心が電極の中心からずれても、くぼみの存在により、バンプが電極から滑り落ちるのを防止する一例を示す断面図。
【図４】図４は従来の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。
【図５】図５は従来の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。
【図６】図６は従来の半導体装置の製造方法のバンプの中心が電極の中心からずれて、バンプが電極に接続する一例を示す断面図。
【図７】図７は従来の半導体装置の製造方法のバンプの中心が電極の中心からずれても、くぼみの存在により、バンプが電極から滑り落ちるのを防止する一例を示す断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１        金属の配線
２        絶縁樹脂層
３        穴
４        くぼみ
５        電極
５１      くぼみ
６        半導体素子
７        電極パッド
８        バンプ
９        凹部
１０      半導体装置
３１      半導体装置
３２      半導体素子
３３      電極
３４      突起電極
３５      回路基板
３６      ランド
３７      凹孔
３８      封止樹脂
【図１】
2009064845.tif 000003
【図４】
2009064845.tif 000004
【図５】
2009064845.tif 000005
【図２】
2009064845.tif 000006
【図３】
2009064845.tif 000007
【図６】
2009064845.tif 000008
【図７】
2009064845.tif 000009