JP2001007257A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置および半導体装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フリップチップ実装された半導体装置に関
し、半導体素子とキャリア基板とを同電位とするための
導電層が半導体素子の角部においてその厚みが薄く形成
され、また導電層が外気中に露出しているため、急激な
温度変化や機械的衝撃を受けたとき導電層にクラックが
発生しやすいという課題を解決し、接続信頼性に優れた
半導体装置を得る。 【解決手段】 接地電極８を有するキャリア基板３の上
面に導電性被膜７が形成されている半導体素子２をフリ
ップチップ接続し、キャリア基板３と半導体素子２との
接続部および半導体素子２の周辺部にエポキシ樹脂等よ
りなる絶縁性の封止樹脂１２を導電性被膜７の上面と同
一面を形成するように、またキャリア基板３上の接地電
極８側において半導体素子２と接地電極８との間で緩や
かな勾配を備えるように充填し、その上面に均一な厚さ
で導電層１３および保護層１０を順次形成する。
し、半導体素子とキャリア基板とを同電位とするための
導電層が半導体素子の角部においてその厚みが薄く形成
され、また導電層が外気中に露出しているため、急激な
温度変化や機械的衝撃を受けたとき導電層にクラックが
発生しやすいという課題を解決し、接続信頼性に優れた
半導体装置を得る。 【解決手段】 接地電極８を有するキャリア基板３の上
面に導電性被膜７が形成されている半導体素子２をフリ
ップチップ接続し、キャリア基板３と半導体素子２との
接続部および半導体素子２の周辺部にエポキシ樹脂等よ
りなる絶縁性の封止樹脂１２を導電性被膜７の上面と同
一面を形成するように、またキャリア基板３上の接地電
極８側において半導体素子２と接地電極８との間で緩や
かな勾配を備えるように充填し、その上面に均一な厚さ
で導電層１３および保護層１０を順次形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報通信機器、事
務用電子機器、医療用電子機器等の産業用電子機器分野
および家庭用電子機器に使用される半導体装置、特にフ
リップチップ実装された半導体装置およびその製造方法
に関する。
務用電子機器、医療用電子機器等の産業用電子機器分野
および家庭用電子機器に使用される半導体装置、特にフ
リップチップ実装された半導体装置およびその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、産業用電子機器、家庭用電子機器
のいずれを問わず小型化、薄型化、軽量化および高機能
化が進展してゆく中でこれら電子機器に用いられる半導
体装置を始めとする各種電子部品も小型化、薄型化が必
須の要件となっている。
のいずれを問わず小型化、薄型化、軽量化および高機能
化が進展してゆく中でこれら電子機器に用いられる半導
体装置を始めとする各種電子部品も小型化、薄型化が必
須の要件となっている。
【０００３】特に半導体装置の分野においてはその半導
体素子のパッケージ技術に格段の進歩が見られる。従来
多ピン半導体パッケージの主流であったプラスチックＱ
ＦＰ（クワッドフラットパッケージ）も電子機器の多機
能化、高性能化に応じてＬＳＩの大規模化が進行するに
伴って大型化し、上記電子機器の小型化、薄型化の要望
に対応できなくなってきた。またプラスチックＱＦＰの
側面から引き出された入出力リード線の回路基板への接
続信頼性や長いリードピンの固有抵抗に起因する伝送信
号の遅れなども課題となっていた。
体素子のパッケージ技術に格段の進歩が見られる。従来
多ピン半導体パッケージの主流であったプラスチックＱ
ＦＰ（クワッドフラットパッケージ）も電子機器の多機
能化、高性能化に応じてＬＳＩの大規模化が進行するに
伴って大型化し、上記電子機器の小型化、薄型化の要望
に対応できなくなってきた。またプラスチックＱＦＰの
側面から引き出された入出力リード線の回路基板への接
続信頼性や長いリードピンの固有抵抗に起因する伝送信
号の遅れなども課題となっていた。
【０００４】このようなプラスチックＱＦＰの抱える多
くの課題を解決するために、ＱＦＰに代わって半導体パ
ッケージの裏面に半球状の接続端子を２次元のアレイ状
に配置したＢＧＡ（ball grid array）や同じくパッケ
ージの裏面に多数の平らな電極パッド群をアレイ状に配
置してソケットに挿入して実装するＬＧＡ（land grid
array）と呼ばれるいずれもＱＦＰのようなリードピン
を持たない、いわゆるＣＳＰ（chip size package）と
呼ばれる半導体装置が用いられるようになってきた。
くの課題を解決するために、ＱＦＰに代わって半導体パ
ッケージの裏面に半球状の接続端子を２次元のアレイ状
に配置したＢＧＡ（ball grid array）や同じくパッケ
ージの裏面に多数の平らな電極パッド群をアレイ状に配
置してソケットに挿入して実装するＬＧＡ（land grid
array）と呼ばれるいずれもＱＦＰのようなリードピン
を持たない、いわゆるＣＳＰ（chip size package）と
呼ばれる半導体装置が用いられるようになってきた。
【０００５】これらのＣＳＰ半導体はいずれも半導体素
子がフェースダウンボンディングによりキャリア基板に
接続されているものである。
子がフェースダウンボンディングによりキャリア基板に
接続されているものである。
【０００６】以下、従来の半導体装置について図面を参
照しながら説明する。図７は従来の半導体装置の断面
図、図８はその平面図であり、図７は図８におけるＣ−
Ｃ’線部分の断面を示している。
照しながら説明する。図７は従来の半導体装置の断面
図、図８はその平面図であり、図７は図８におけるＣ−
Ｃ’線部分の断面を示している。
【０００７】表面のパッド電極（図示せず）に、Ａｕバ
ンプ１よりなる突起電極が形成されている半導体素子２
が、その回路形成面側を下にしてセラミックを絶縁基体
とした多層回路基板であるキャリア基板３に接合されて
いる。キャリア基板３の上面には半導体素子２との電気
的接続のための複数のランド電極４が形成されており、
このランド電極４と半導体素子２上に形成されたＡｕバ
ンプ１とは、あらかじめＡｕバンプ１上に塗布された導
電性接着剤５により接合されている。また半導体素子２
とキャリア基板３との接続部および半導体素子２の周辺
部には封止樹脂６が充填されている。
ンプ１よりなる突起電極が形成されている半導体素子２
が、その回路形成面側を下にしてセラミックを絶縁基体
とした多層回路基板であるキャリア基板３に接合されて
いる。キャリア基板３の上面には半導体素子２との電気
的接続のための複数のランド電極４が形成されており、
このランド電極４と半導体素子２上に形成されたＡｕバ
ンプ１とは、あらかじめＡｕバンプ１上に塗布された導
電性接着剤５により接合されている。また半導体素子２
とキャリア基板３との接続部および半導体素子２の周辺
部には封止樹脂６が充填されている。
【０００８】さらに、半導体素子２の裏面には導電性被
膜７が形成され、この導電性被膜７とキャリア基板３上
の接地電極８とが導電層９により、電気的に接続されて
いる。
膜７が形成され、この導電性被膜７とキャリア基板３上
の接地電極８とが導電層９により、電気的に接続されて
いる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体装置では、半導体素子２の裏面上に形成され
ている導電性被膜７とキャリア基板３上の接地電極８と
を電気的に接続している導電層９が空気中に露出してい
るため、急激な温度変化や導電層９のガラス転移点以上
の高温度環境下において導電層９の接着強度の低下やク
ラック等が発生し易く、半導体素子２の裏面上の導電性
被膜７とキャリア基板３上の接地電極との電気的接続を
安定して得ることができない。
来の半導体装置では、半導体素子２の裏面上に形成され
ている導電性被膜７とキャリア基板３上の接地電極８と
を電気的に接続している導電層９が空気中に露出してい
るため、急激な温度変化や導電層９のガラス転移点以上
の高温度環境下において導電層９の接着強度の低下やク
ラック等が発生し易く、半導体素子２の裏面上の導電性
被膜７とキャリア基板３上の接地電極との電気的接続を
安定して得ることができない。
【００１０】また図８に示すように、半導体素子２とキ
ャリア基板３との接続部に充填された封止樹脂６は半導
体素子２の周辺に幅Ｄを有する均一な範囲で広がり、し
かも図７の断面に示すように半導体素子２に対して急峻
な角度で形成されている。したがって導電層９を塗布し
たとき、半導体素子２の角部Ｅにおける導電層９の厚み
は薄く形成され、急激な温度変化や機械的衝撃を受けた
とき角部Ｅにおいて導電層９にクラックが発生しやすい
構造となっている。
ャリア基板３との接続部に充填された封止樹脂６は半導
体素子２の周辺に幅Ｄを有する均一な範囲で広がり、し
かも図７の断面に示すように半導体素子２に対して急峻
な角度で形成されている。したがって導電層９を塗布し
たとき、半導体素子２の角部Ｅにおける導電層９の厚み
は薄く形成され、急激な温度変化や機械的衝撃を受けた
とき角部Ｅにおいて導電層９にクラックが発生しやすい
構造となっている。
【００１１】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
であり、半導体素子の裏面に設けられた導電性被膜とキ
ャリア基板３上の接地電極との電気的接続を容易に行
い、優れた接続信頼性を得ることができる半導体装置を
提供することを目的とする。
であり、半導体素子の裏面に設けられた導電性被膜とキ
ャリア基板３上の接地電極との電気的接続を容易に行
い、優れた接続信頼性を得ることができる半導体装置を
提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、裏面に導電性被膜を有する半導体素子を接
地電極が設けられているキャリア基板にフリップチップ
接続したのち、キャリア基板と半導体素子との接続部お
よび半導体素子の周辺部に封止樹脂を充填することによ
り、導電性被膜の表面と同一面、またはその表面の一辺
を覆うように導電性被膜の上面の一辺からキャリア基板
上の接地電極の付近まで段差のない連続した緩やかな勾
配を有するフィレットを形成することによって導電性被
膜の上面とフィレットの上面を段差や角部の無い平滑な
表面とし、導電性被膜の表面の一部からフィレットの上
面およびキャリア基板上の接地電極の上面まで導電層を
塗布したのち、さらに導電性被膜と導電層の全面に絶縁
樹脂よりなる保護層を被覆して半導体装置を得るもので
ある。
するために、裏面に導電性被膜を有する半導体素子を接
地電極が設けられているキャリア基板にフリップチップ
接続したのち、キャリア基板と半導体素子との接続部お
よび半導体素子の周辺部に封止樹脂を充填することによ
り、導電性被膜の表面と同一面、またはその表面の一辺
を覆うように導電性被膜の上面の一辺からキャリア基板
上の接地電極の付近まで段差のない連続した緩やかな勾
配を有するフィレットを形成することによって導電性被
膜の上面とフィレットの上面を段差や角部の無い平滑な
表面とし、導電性被膜の表面の一部からフィレットの上
面およびキャリア基板上の接地電極の上面まで導電層を
塗布したのち、さらに導電性被膜と導電層の全面に絶縁
樹脂よりなる保護層を被覆して半導体装置を得るもので
ある。
【００１３】
【発明の実施形態】本発明の請求項１に記載の発明は、
表面の一部に接地電極が設けられているキャリア基板
と、そのキャリア基板にフリップチップ接続された半導
体素子と、キャリア基板と半導体素子との接続部および
半導体素子の周辺部に充填された封止樹脂と、半導体素
子の裏面上に形成された導電性被膜と、その導電性被膜
とキャリア基板上の接地電極とを電気的に接続する導電
層と、その導電層を被覆する保護層とを有する半導体装
置であり、急激な温度変化、または導電層のガラス転移
点以上の高温度環境下における導電層の接着強度の低下
やクラックの発生を防ぎ、半導体素子の裏面に設けられ
た導電性被膜とキャリア基板上の接地電極との電気的接
続の信頼性を向上することができる。
表面の一部に接地電極が設けられているキャリア基板
と、そのキャリア基板にフリップチップ接続された半導
体素子と、キャリア基板と半導体素子との接続部および
半導体素子の周辺部に充填された封止樹脂と、半導体素
子の裏面上に形成された導電性被膜と、その導電性被膜
とキャリア基板上の接地電極とを電気的に接続する導電
層と、その導電層を被覆する保護層とを有する半導体装
置であり、急激な温度変化、または導電層のガラス転移
点以上の高温度環境下における導電層の接着強度の低下
やクラックの発生を防ぎ、半導体素子の裏面に設けられ
た導電性被膜とキャリア基板上の接地電極との電気的接
続の信頼性を向上することができる。
【００１４】本発明の請求項２に記載の発明は、表面に
複数のランド電極と接地電極とを備え、裏面に格子状に
配列された外部電極端子が設けられているキャリア基板
と、そのキャリア基板表面の複数のランド電極に対して
導電性接着剤により接合された複数の突起電極を備える
半導体素子と、キャリア基板と半導体素子との接続部お
よび半導体素子の周辺部に充填された封止樹脂と、半導
体素子裏面上に形成された導電性被膜と、その導電性被
膜とキャリア基板上の接地電極とを電気的に接続する導
電層と、その導電層を被覆する保護層とを有する半導体
装置であり、請求項１に記載の場合と同様の効果を得る
ことができる。
複数のランド電極と接地電極とを備え、裏面に格子状に
配列された外部電極端子が設けられているキャリア基板
と、そのキャリア基板表面の複数のランド電極に対して
導電性接着剤により接合された複数の突起電極を備える
半導体素子と、キャリア基板と半導体素子との接続部お
よび半導体素子の周辺部に充填された封止樹脂と、半導
体素子裏面上に形成された導電性被膜と、その導電性被
膜とキャリア基板上の接地電極とを電気的に接続する導
電層と、その導電層を被覆する保護層とを有する半導体
装置であり、請求項１に記載の場合と同様の効果を得る
ことができる。
【００１５】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または２に記載の半導体装置に関し、半導体素子の周
辺部に充填された封止樹脂の表面が、半導体素子の裏面
上に設けられている導電性被膜の表面と同一面を形成し
ているか、または導電性被膜の表面の一部を覆うように
形成されているものであり、導電性被膜と封止樹脂の接
続部に角部のない緩やかな勾配を形成することにより、
導電層の塗布厚さを均一なものとすることができるので
急激な温度変化や機械的衝撃に対してクラック等の発生
しにくい導電層を得ることができ、優れた接続信頼性を
得ることが可能となる。
１または２に記載の半導体装置に関し、半導体素子の周
辺部に充填された封止樹脂の表面が、半導体素子の裏面
上に設けられている導電性被膜の表面と同一面を形成し
ているか、または導電性被膜の表面の一部を覆うように
形成されているものであり、導電性被膜と封止樹脂の接
続部に角部のない緩やかな勾配を形成することにより、
導電層の塗布厚さを均一なものとすることができるので
急激な温度変化や機械的衝撃に対してクラック等の発生
しにくい導電層を得ることができ、優れた接続信頼性を
得ることが可能となる。
【００１６】本発明の請求項４に記載の発明は、裏面に
導電性被膜を有する半導体素子を接地電極が設けられて
いるキャリア基板にフリップチップ接続する工程と、キ
ャリア基板と半導体素子との接続部および半導体素子の
周辺部に封止樹脂を充填して導電性被膜の上面の一辺か
らキャリア基板上の接地電極の付近まで段差のない連続
した緩やかな勾配を有するフィレットを形成する工程
と、導電性被膜の上面からフィレットの上面およびキャ
リア基板上の接地電極の上面まで導電性材料を塗布して
導電層を形成する工程と、導電性被膜と導電層の全面を
絶縁樹脂よりなる保護層によって被覆する工程とを有す
る半導体装置の製造方法であり、電気的接続信頼性に優
れた半導体装置を形成することができる。
導電性被膜を有する半導体素子を接地電極が設けられて
いるキャリア基板にフリップチップ接続する工程と、キ
ャリア基板と半導体素子との接続部および半導体素子の
周辺部に封止樹脂を充填して導電性被膜の上面の一辺か
らキャリア基板上の接地電極の付近まで段差のない連続
した緩やかな勾配を有するフィレットを形成する工程
と、導電性被膜の上面からフィレットの上面およびキャ
リア基板上の接地電極の上面まで導電性材料を塗布して
導電層を形成する工程と、導電性被膜と導電層の全面を
絶縁樹脂よりなる保護層によって被覆する工程とを有す
る半導体装置の製造方法であり、電気的接続信頼性に優
れた半導体装置を形成することができる。
【００１７】本発明の請求項５に記載の発明は、裏面に
導電性被膜を有する半導体素子の複数の電極上に突起電
極を形成してその突起電極上に導電性接着剤を塗布する
工程と、突起電極と裏面に一定の間隔で格子状に形成さ
れた外部電極端子を有するキャリア基板の表面の複数の
ランド電極とを導電性接着剤により接合した後、その導
電性接着剤を熱硬化させる工程と、半導体素子とキャリ
ア基板との接続部および半導体素子の周辺部に封止樹脂
を充填して導電性被膜の上面の一辺からキャリア基板上
の接地電極の付近まで段差のない連続した緩やかな勾配
を有するフィレットを形成する工程と、導電性被膜の上
面からフィレットの上面およびキャリア基板上の接地電
極の上面まで導電性材料を塗布して導電層を形成する工
程と、導電性被膜と導電層の全面を絶縁樹脂よりなる保
護層によって被覆する工程とを有する半導体装置の製造
方法であり、請求項４の場合と同様な効果を得ることが
できる。
導電性被膜を有する半導体素子の複数の電極上に突起電
極を形成してその突起電極上に導電性接着剤を塗布する
工程と、突起電極と裏面に一定の間隔で格子状に形成さ
れた外部電極端子を有するキャリア基板の表面の複数の
ランド電極とを導電性接着剤により接合した後、その導
電性接着剤を熱硬化させる工程と、半導体素子とキャリ
ア基板との接続部および半導体素子の周辺部に封止樹脂
を充填して導電性被膜の上面の一辺からキャリア基板上
の接地電極の付近まで段差のない連続した緩やかな勾配
を有するフィレットを形成する工程と、導電性被膜の上
面からフィレットの上面およびキャリア基板上の接地電
極の上面まで導電性材料を塗布して導電層を形成する工
程と、導電性被膜と導電層の全面を絶縁樹脂よりなる保
護層によって被覆する工程とを有する半導体装置の製造
方法であり、請求項４の場合と同様な効果を得ることが
できる。
【００１８】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照しながら図７、図８と同一部分には同一番号を付し
て説明する。
参照しながら図７、図８と同一部分には同一番号を付し
て説明する。
【００１９】図１は本発明の第１の実施の形態における
半導体装置の断面図、図２は同平面図であり、図１は図
２におけるＡ−Ａ’線部分の断面を示している。
半導体装置の断面図、図２は同平面図であり、図１は図
２におけるＡ−Ａ’線部分の断面を示している。
【００２０】図１に示すように、接地電極８を有するキ
ャリア基板３の上面には半導体素子２がフェイスダウン
ボンディングで半田ボール１１を介して接続されてい
る。半導体素子２の裏面上には半導体素子２をキャリア
基板３と同電位にするための導電性被膜７が形成されて
いる。そしてキャリア基板３と半導体素子２との接続部
と半導体素子２の周辺にはエポキシ樹脂等よりなる絶縁
性の封止樹脂１２が充填される。
ャリア基板３の上面には半導体素子２がフェイスダウン
ボンディングで半田ボール１１を介して接続されてい
る。半導体素子２の裏面上には半導体素子２をキャリア
基板３と同電位にするための導電性被膜７が形成されて
いる。そしてキャリア基板３と半導体素子２との接続部
と半導体素子２の周辺にはエポキシ樹脂等よりなる絶縁
性の封止樹脂１２が充填される。
【００２１】このとき本発明の特徴とする封止樹脂１２
は図１に示すように、半導体素子２の裏面上に設けられ
ている導電性被膜７の上面と同一面を形成するように充
填されており、またキャリア基板３上の接地電極８側に
おいて半導体素子２と接地電極８との間で緩やかな勾配
を備えるように接地電極８の反対側の半導体素子側面よ
りも広い幅で形成されている。すなわち図１，図２に示
すように、接地電極８側のフィレットの幅Ｌ1は反対側
のフィレットの幅ｌ1よりも広く形成されている。した
がって導電性被膜７の上面と接地電極８側に形成されて
いる封止樹脂１２よりなるフィレットの上面の形状は、
その断面において連続した緩やかな勾配を備えており、
図７に示す従来のような角部Ｅは存在していない。
は図１に示すように、半導体素子２の裏面上に設けられ
ている導電性被膜７の上面と同一面を形成するように充
填されており、またキャリア基板３上の接地電極８側に
おいて半導体素子２と接地電極８との間で緩やかな勾配
を備えるように接地電極８の反対側の半導体素子側面よ
りも広い幅で形成されている。すなわち図１，図２に示
すように、接地電極８側のフィレットの幅Ｌ1は反対側
のフィレットの幅ｌ1よりも広く形成されている。した
がって導電性被膜７の上面と接地電極８側に形成されて
いる封止樹脂１２よりなるフィレットの上面の形状は、
その断面において連続した緩やかな勾配を備えており、
図７に示す従来のような角部Ｅは存在していない。
【００２２】つぎに半導体素子２とキャリア基板３とを
同電位とするための導電層１３が導電性被膜７の上面か
ら封止樹脂１２の上面にかけて形成されることにより接
地電極８に接続され、さらにその導電層１３と導電性被
膜７を外気による腐食より保護するための絶縁性樹脂よ
りなる保護層１０が塗布されて本発明による半導体装置
が完成する。
同電位とするための導電層１３が導電性被膜７の上面か
ら封止樹脂１２の上面にかけて形成されることにより接
地電極８に接続され、さらにその導電層１３と導電性被
膜７を外気による腐食より保護するための絶縁性樹脂よ
りなる保護層１０が塗布されて本発明による半導体装置
が完成する。
【００２３】図１より明らかなように導電層１３は、導
電性被膜７の上面から封止樹脂１２のフィレットの緩や
かな勾配を有する面上に段差なく形成されているために
塗布厚さも均一となり、かつ応力集中を招きクラック等
の破壊発生点となり得る角部が存在しないので急激な温
度変化や導電層１３のガラス転移点以上の高温度環境下
における大きな熱的衝撃、または機械的衝撃に対して十
分な衝撃緩和力を備えている。また導電層１３はその露
出する全表面を絶縁性の保護層１０によって被覆されて
いるため、使用環境下における空気暴露や有害ガスに対
しても腐食することなく、優れた電気的接続信頼性を備
えている。
電性被膜７の上面から封止樹脂１２のフィレットの緩や
かな勾配を有する面上に段差なく形成されているために
塗布厚さも均一となり、かつ応力集中を招きクラック等
の破壊発生点となり得る角部が存在しないので急激な温
度変化や導電層１３のガラス転移点以上の高温度環境下
における大きな熱的衝撃、または機械的衝撃に対して十
分な衝撃緩和力を備えている。また導電層１３はその露
出する全表面を絶縁性の保護層１０によって被覆されて
いるため、使用環境下における空気暴露や有害ガスに対
しても腐食することなく、優れた電気的接続信頼性を備
えている。
【００２４】なお、本実施の形態において図１には封止
樹脂１２よりなるフィレットを導電性被膜７の表面に段
差なく連なる同一面に形成した例について説明したが、
フィレットを導電性被膜７の表面の一辺に重畳して設け
ることも可能であり、同一の効果を得ることができる。
樹脂１２よりなるフィレットを導電性被膜７の表面に段
差なく連なる同一面に形成した例について説明したが、
フィレットを導電性被膜７の表面の一辺に重畳して設け
ることも可能であり、同一の効果を得ることができる。
【００２５】次に、本発明の第２の実施の形態について
図３、図４を用いて説明する。図３は本実施の形態にお
ける半導体装置の断面を、図４は同じく半導体装置の平
面をそれぞれ示すものであり、図３は図４におけるＢ−
Ｂ’線部分の断面を示している。
図３、図４を用いて説明する。図３は本実施の形態にお
ける半導体装置の断面を、図４は同じく半導体装置の平
面をそれぞれ示すものであり、図３は図４におけるＢ−
Ｂ’線部分の断面を示している。
【００２６】まず図３に示すように、表面のパッド電極
（図示せず）にＡｕバンプ等の突起電極１を備え、裏面
に導電性被膜７が形成されている半導体素子２が、その
表面側を下にしてセラミック絶縁体より構成された多層
回路基板であるキャリア基板３に接合されている。キャ
リア基板３の上面には半導体素子２表面のパッド電極と
接続するための複数のランド電極４が形成されており、
このランド電極４と半導体素子２上に形成されたＡｕバ
ンプ１とが導電性接着剤５によって接合されている。
（図示せず）にＡｕバンプ等の突起電極１を備え、裏面
に導電性被膜７が形成されている半導体素子２が、その
表面側を下にしてセラミック絶縁体より構成された多層
回路基板であるキャリア基板３に接合されている。キャ
リア基板３の上面には半導体素子２表面のパッド電極と
接続するための複数のランド電極４が形成されており、
このランド電極４と半導体素子２上に形成されたＡｕバ
ンプ１とが導電性接着剤５によって接合されている。
【００２７】接合された半導体素子２とキャリア基板３
との接続部および半導体素子２の周辺部にはエポキシ樹
脂等よりなる封止樹脂１２が充填される。
との接続部および半導体素子２の周辺部にはエポキシ樹
脂等よりなる封止樹脂１２が充填される。
【００２８】本実施の形態における封止樹脂１２はすで
に説明した第１の実施の形態の場合と同様であり、半導
体素子２の裏面上に設けられている導電性被膜７の上面
と同一面を形成するように充填されていてキャリア基板
３上の接地電極８側において半導体素子２と接地電極８
との間で緩やかな勾配を備えるように形成されている。
に説明した第１の実施の形態の場合と同様であり、半導
体素子２の裏面上に設けられている導電性被膜７の上面
と同一面を形成するように充填されていてキャリア基板
３上の接地電極８側において半導体素子２と接地電極８
との間で緩やかな勾配を備えるように形成されている。
【００２９】したがって図３、図４に見られるように、
接地電極８側に形成されたフィレットの幅Ｌ2は反対側
のフィレットの幅ｌ2よりも大きく形成されており、導
電性被膜７の上面と封止樹脂１２よりなるフィレットの
上面の形状は、その断面において段差のない連続した緩
やかな勾配を備えていて従来のような破壊開始点となる
角部が生じることはない。
接地電極８側に形成されたフィレットの幅Ｌ2は反対側
のフィレットの幅ｌ2よりも大きく形成されており、導
電性被膜７の上面と封止樹脂１２よりなるフィレットの
上面の形状は、その断面において段差のない連続した緩
やかな勾配を備えていて従来のような破壊開始点となる
角部が生じることはない。
【００３０】つぎに半導体素子２とキャリア基板３とを
同電位とするための導電層１３が導電性被膜７の上面か
ら連続する同一面を有するフィレットの上面にかけて形
成されることにより接地電極８に接続される。つぎに導
電層１３と導電性被膜７を外気による腐食より保護する
ための絶縁性樹脂よりなる保護層１０が塗布されて本実
施の形態における半導体装置を得ることができる。
同電位とするための導電層１３が導電性被膜７の上面か
ら連続する同一面を有するフィレットの上面にかけて形
成されることにより接地電極８に接続される。つぎに導
電層１３と導電性被膜７を外気による腐食より保護する
ための絶縁性樹脂よりなる保護層１０が塗布されて本実
施の形態における半導体装置を得ることができる。
【００３１】図３より明らかなように導電層１３は、キ
ャリア基板３上の接地電極８側において、導電性被膜７
の上面から連続して同一面を備えている封止樹脂１２の
フィレットの緩やかな勾配を有する面上に段差なく形成
されているために塗布厚さも均一となり、かつ応力集中
を招き破壊発生点となり得る角部が存在しないので急激
な温度変化や導電層１３のガラス転移点以上の高温度環
境下における大きな熱的衝撃、または機械的衝撃に対し
て十分な衝撃緩和力を備えている。また導電層１３はそ
の露出する全表面を絶縁性の保護層１０によって被覆さ
れているため、使用環境下における空気暴露や有害ガス
に対しても腐食することなく、優れた電気的接続信頼性
を備えることができる。
ャリア基板３上の接地電極８側において、導電性被膜７
の上面から連続して同一面を備えている封止樹脂１２の
フィレットの緩やかな勾配を有する面上に段差なく形成
されているために塗布厚さも均一となり、かつ応力集中
を招き破壊発生点となり得る角部が存在しないので急激
な温度変化や導電層１３のガラス転移点以上の高温度環
境下における大きな熱的衝撃、または機械的衝撃に対し
て十分な衝撃緩和力を備えている。また導電層１３はそ
の露出する全表面を絶縁性の保護層１０によって被覆さ
れているため、使用環境下における空気暴露や有害ガス
に対しても腐食することなく、優れた電気的接続信頼性
を備えることができる。
【００３２】つぎに本発明における半導体装置の製造方
法について第２の実施の形態の半導体装置の場合を例と
して説明する。図５（ａ）〜（ｄ）は本製造方法におけ
る前半工程、図６（ａ）、（ｂ）は同じく後半工程を示
すものである。
法について第２の実施の形態の半導体装置の場合を例と
して説明する。図５（ａ）〜（ｄ）は本製造方法におけ
る前半工程、図６（ａ）、（ｂ）は同じく後半工程を示
すものである。
【００３３】まず、図５（ａ）に示すように、ボールボ
ンディング法を用いて半導体素子２のパッド電極１６上
に突起電極として２段の突起形状を有するＡｕバンプ１
を下記のように形成する。すなわちＡｕワイヤーの先端
に形成したボールを半導体素子２上に形成されたアルミ
ニウムよりなるパッド電極１６に熱圧接して２段突起の
下段部を形成し、さらにキャピラリー１４を移動させる
ことにより形成したＡｕワイヤーループにより２段突起
の上段部を形成する。つぎに２段突起形状のＡｕバンプ
１の高さを均一なものとするため頂部を加圧して高さの
均一化および頂部の平坦化を行う。
ンディング法を用いて半導体素子２のパッド電極１６上
に突起電極として２段の突起形状を有するＡｕバンプ１
を下記のように形成する。すなわちＡｕワイヤーの先端
に形成したボールを半導体素子２上に形成されたアルミ
ニウムよりなるパッド電極１６に熱圧接して２段突起の
下段部を形成し、さらにキャピラリー１４を移動させる
ことにより形成したＡｕワイヤーループにより２段突起
の上段部を形成する。つぎに２段突起形状のＡｕバンプ
１の高さを均一なものとするため頂部を加圧して高さの
均一化および頂部の平坦化を行う。
【００３４】つぎに回転する円盤上にドクターブレード
法により適当な厚さで塗布されたＡｇ−Ｐｄを導電物質
とし、バインダーとしてエポキシレジンを用いた導電性
接着剤５にＡｕバンプ１を設けた半導体素子２を押し当
てた後に引き上げる方法によって図５（ｂ）に示すよう
に、Ａｕバンプ１の上面に導電性接着剤５を転写する。
法により適当な厚さで塗布されたＡｇ−Ｐｄを導電物質
とし、バインダーとしてエポキシレジンを用いた導電性
接着剤５にＡｕバンプ１を設けた半導体素子２を押し当
てた後に引き上げる方法によって図５（ｂ）に示すよう
に、Ａｕバンプ１の上面に導電性接着剤５を転写する。
【００３５】つぎに図５（ｃ）に示すように、半導体素
子２をＡｕバンプ１および導電性接着剤５が設けられて
いる表面を下にして裏面に外部電極端子１５が格子状に
形成されているキャリア基板３の上に載置し、フリップ
チップ方式によりキャリア基板３上のランド電極４とＡ
ｕバンプ１とを位置合わせして接合した後、一定の温度
で導電性接着剤５を熱硬化させる。
子２をＡｕバンプ１および導電性接着剤５が設けられて
いる表面を下にして裏面に外部電極端子１５が格子状に
形成されているキャリア基板３の上に載置し、フリップ
チップ方式によりキャリア基板３上のランド電極４とＡ
ｕバンプ１とを位置合わせして接合した後、一定の温度
で導電性接着剤５を熱硬化させる。
【００３６】つぎに図５（ｄ）に示すように、エポキシ
系の封止樹脂１２をキャリア基板３上の接地電極８側か
ら半導体素子２とキャリア基板３との接続部に注入する
と同時に半導体素子２の周辺部に盛り上げ、半導体素子
２上の導電性被膜７の表面と同一面まで、または導電性
被膜７の表面の一部に僅かに重なるまで充填することに
より、緩やかな勾配を有するフィレットがＬ2の幅で接
地電極８側に形成される。また接地電極８側から封止樹
脂１２を注入することにより、接地電極８とは反対側の
キャリア基板３上には狭い幅ｌ2を有するフィレットが
形成される。
系の封止樹脂１２をキャリア基板３上の接地電極８側か
ら半導体素子２とキャリア基板３との接続部に注入する
と同時に半導体素子２の周辺部に盛り上げ、半導体素子
２上の導電性被膜７の表面と同一面まで、または導電性
被膜７の表面の一部に僅かに重なるまで充填することに
より、緩やかな勾配を有するフィレットがＬ2の幅で接
地電極８側に形成される。また接地電極８側から封止樹
脂１２を注入することにより、接地電極８とは反対側の
キャリア基板３上には狭い幅ｌ2を有するフィレットが
形成される。
【００３７】ここで封止樹脂１２としてはエポキシ系樹
脂に高熱伝導セラミックである窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）または窒化珪素（ＳｉＮ）等をフィラーとして添加
したものを用いることができる。
脂に高熱伝導セラミックである窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）または窒化珪素（ＳｉＮ）等をフィラーとして添加
したものを用いることができる。
【００３８】つぎに図６（ａ）に示すように、注入ノズ
ル等を用いてＡｇ−Ｐｄ等の導電物質を含有する導電性
接着剤を半導体素子２の導電性被膜７の上面から封止樹
脂１２により形成された緩やかな勾配を有するフィレッ
ト表面を経てキャリア基板３上の接地電極８の上面に至
るまで塗布して硬化させることにより導電層１３を形成
する。
ル等を用いてＡｇ−Ｐｄ等の導電物質を含有する導電性
接着剤を半導体素子２の導電性被膜７の上面から封止樹
脂１２により形成された緩やかな勾配を有するフィレッ
ト表面を経てキャリア基板３上の接地電極８の上面に至
るまで塗布して硬化させることにより導電層１３を形成
する。
【００３９】つぎに図６（ｂ）に示すように、注入ノズ
ル等を用いて導電性被膜７の上面および導電層１３の露
出面を完全に被覆するように絶縁樹脂よりなる保護層１
０を塗布し、硬化させることにより本発明に関わる半導
体装置を得ることができる。
ル等を用いて導電性被膜７の上面および導電層１３の露
出面を完全に被覆するように絶縁樹脂よりなる保護層１
０を塗布し、硬化させることにより本発明に関わる半導
体装置を得ることができる。
【００４０】このように導電層１３は、導電性被膜７お
よび導電性被膜７の表面と同一面まで充填された封止樹
脂１２による緩やかな勾配を有するフィレットの表面に
沿って形成されているために半導体素子２の角部が導電
層１３内に突出することがなく、かつ導電性被膜７の表
面から緩やかな勾配を有するフィレットの表面まで連続
した面に導電層１３を均一な厚さで形成することができ
るためクラック等の発生に対して大きな衝撃緩和力を備
えることが可能となる。また導電層１３はその全面を保
護層１０で被覆されているため、外気による腐食等を防
止することができる。
よび導電性被膜７の表面と同一面まで充填された封止樹
脂１２による緩やかな勾配を有するフィレットの表面に
沿って形成されているために半導体素子２の角部が導電
層１３内に突出することがなく、かつ導電性被膜７の表
面から緩やかな勾配を有するフィレットの表面まで連続
した面に導電層１３を均一な厚さで形成することができ
るためクラック等の発生に対して大きな衝撃緩和力を備
えることが可能となる。また導電層１３はその全面を保
護層１０で被覆されているため、外気による腐食等を防
止することができる。
【００４１】
【発明の効果】上記実施の形態より明らかなように本発
明は、フリップチップ接続されたキャリア基板と半導体
素子との接続部および半導体素子の周辺部に封止樹脂を
充填して導電性被膜の表面と同一面上からキャリア基板
上の接地電極の付近まで段差のない連続した緩やかな勾
配を有するフィレットを形成することにより導電性被膜
の上面とフィレットの上面を段差や角部の無い平滑な表
面とし、導電性被膜の表面の一部からフィレットの上面
およびキャリア基板上の接地電極の上面まで導電層を塗
布したのち、さらに導電性被膜と導電層の全面に絶縁樹
脂よりなる保護層を被覆しているために、急激な温度変
化、または導電層のガラス転移点以上の高温度環境下に
おける導電層の接着強度の低下やクラックの発生を防
ぎ、半導体素子の裏面に設けられた導電性被膜とキャリ
ア基板上の接地電極との電気的接続の信頼性を向上する
ことができる。
明は、フリップチップ接続されたキャリア基板と半導体
素子との接続部および半導体素子の周辺部に封止樹脂を
充填して導電性被膜の表面と同一面上からキャリア基板
上の接地電極の付近まで段差のない連続した緩やかな勾
配を有するフィレットを形成することにより導電性被膜
の上面とフィレットの上面を段差や角部の無い平滑な表
面とし、導電性被膜の表面の一部からフィレットの上面
およびキャリア基板上の接地電極の上面まで導電層を塗
布したのち、さらに導電性被膜と導電層の全面に絶縁樹
脂よりなる保護層を被覆しているために、急激な温度変
化、または導電層のガラス転移点以上の高温度環境下に
おける導電層の接着強度の低下やクラックの発生を防
ぎ、半導体素子の裏面に設けられた導電性被膜とキャリ
ア基板上の接地電極との電気的接続の信頼性を向上する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における半導体装置
の断面図
の断面図
【図２】同半導体装置の平面図
【図３】本発明の第２の実施の形態における半導体装置
の断面図
の断面図
【図４】同半導体装置の平面図
【図５】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施の形態に
おける半導体装置の製造方法を説明する前半工程図
おける半導体装置の製造方法を説明する前半工程図
【図６】（ａ）、（ｂ）は同製造方法の後半工程図
【図７】従来の半導体装置を示す断面図
【図８】同半導体装置の平面図
２ 半導体素子 ３ キャリア基板 ７ 導電性被膜 ８ 接地電極 １０ 保護層 １２ 封止樹脂 １３ 導電層
Claims (5)
- 【請求項１】 表面の一部に接地電極が設けられている
キャリア基板と、そのキャリア基板にフリップチップ接
続された半導体素子と、前記キャリア基板と前記半導体
素子との接続部および前記半導体素子の周辺部に充填さ
れた封止樹脂と、前記半導体素子の裏面上に形成された
導電性被膜と、その導電性被膜と前記キャリア基板上の
前記接地電極とを電気的に接続する導電層と、その導電
層を被覆する保護層とを有する半導体装置。 - 【請求項２】 表面に複数のランド電極と接地電極とを
備え、裏面に格子状に配列された外部電極端子が設けら
れているキャリア基板と、そのキャリア基板表面の前記
複数のランド電極に対して導電性接着剤により接合され
た複数の突起電極を備える半導体素子と、前記キャリア
基板と前記半導体素子との接続部および前記半導体素子
の周辺部に充填された封止樹脂と、前記半導体素子裏面
上に形成された導電性被膜と、その導電性被膜とキャリ
ア基板上の前記接地電極とを電気的に接続する導電層
と、その導電層を被覆する保護層とを有する半導体装
置。 - 【請求項３】 半導体素子の周辺部に充填された封止樹
脂の表面が、前記半導体素子の裏面上に設けられている
導電性被膜の表面と同一面を形成、または前記導電性被
膜の表面の一部を覆うように形成されている請求項１ま
たは２に記載の半導体装置。 - 【請求項４】 裏面に導電性被膜を有する半導体素子を
接地電極が設けられているキャリア基板にフリップチッ
プ接続する工程と、前記キャリア基板と前記半導体素子
との接続部および前記半導体素子の周辺部に封止樹脂を
充填して前記導電性被膜の上面の一辺からキャリア基板
上の前記接地電極の付近まで段差のない連続した緩やか
な勾配を有するフィレットを形成する工程と、前記導電
性被膜の上面から前記フィレットの上面およびキャリア
基板上の前記接地電極の上面まで導電性材料を塗布して
導電層を形成する工程と、前記導電性被膜と前記導電層
の全面を絶縁樹脂よりなる保護層によって被覆する工程
とを有する半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 裏面に導電性被膜を有する半導体素子の
複数の電極上に突起電極を形成してその突起電極上に導
電性接着剤を塗布する工程と、前記突起電極と裏面に一
定の間隔で格子状に形成された外部電極端子を有するキ
ャリア基板の表面の複数のランド電極とを前記導電性接
着剤により接合したのち前記導電性接着剤を熱硬化させ
る工程と、前記半導体素子と前記キャリア基板との接続
部および前記半導体素子の周辺部に封止樹脂を充填して
前記導電性被膜の上面の一辺からキャリア基板上の前記
接地電極の付近まで段差のない連続した緩やかな勾配を
有するフィレットを形成する工程と、前記導電性被膜の
上面から前記フィレットの上面およびキャリア基板上の
前記接地電極の上面まで導電性材料を塗布して導電層を
形成する工程と、前記導電性被膜と前記導電層の全面を
絶縁樹脂よりなる保護層によって被覆する工程とを有す
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11177933A JP2001007257A (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11177933A JP2001007257A (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001007257A true JP2001007257A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=16039614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11177933A Pending JP2001007257A (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001007257A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010062286A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Toyoda Gosei Co Ltd | 半導体発光装置 |
-
1999
- 1999-06-24 JP JP11177933A patent/JP2001007257A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010062286A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Toyoda Gosei Co Ltd | 半導体発光装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040601 |