JP2004087789A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004087789A JP2004087789A JP2002246651A JP2002246651A JP2004087789A JP 2004087789 A JP2004087789 A JP 2004087789A JP 2002246651 A JP2002246651 A JP 2002246651A JP 2002246651 A JP2002246651 A JP 2002246651A JP 2004087789 A JP2004087789 A JP 2004087789A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin layer
- thermosetting resin
- semiconductor device
- wafer
- external connection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
【課題】大型パッケージにも適用できる生産性、信頼性等に優れた半導体装置（ウェハーレベルＣＳＰ）を提供する。
【解決手段】ウェハーレベルＣＳＰである半導体素子１のアクティブ面２に外部接続のために形成されたバンプ部３である金属ポスト（又は、ハンダバンプ）は、外部接続用端子４が接続される一方、熱硬化性樹脂層５によって、前記外部接続用端子４との接続面を除いて埋設され、同時に、裏面６にも熱硬化性樹脂層７が形成されており、前記外部接続用端子４が形成された半導体素子１のアクティブ面２をコーティング法により形成した前記熱硬化性樹脂層５で封止しているので、フィラー充填率の高い液状樹脂を使用して、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃以下の熱硬化性樹脂層５による封止も比較的容易になし得る。
【選択図】 図１
【解決手段】ウェハーレベルＣＳＰである半導体素子１のアクティブ面２に外部接続のために形成されたバンプ部３である金属ポスト（又は、ハンダバンプ）は、外部接続用端子４が接続される一方、熱硬化性樹脂層５によって、前記外部接続用端子４との接続面を除いて埋設され、同時に、裏面６にも熱硬化性樹脂層７が形成されており、前記外部接続用端子４が形成された半導体素子１のアクティブ面２をコーティング法により形成した前記熱硬化性樹脂層５で封止しているので、フィラー充填率の高い液状樹脂を使用して、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃以下の熱硬化性樹脂層５による封止も比較的容易になし得る。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関するものであり、特にウェハーレベルでパッケージングを行い、最終段階で個片化することによって製造される半導体装置（ウェハーレベルＣＳＰ）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体パッケージには、まず、シリコンウェハーを個片化して作製した半導体素子を用いて、いわゆる後工程によりパッケージ化する方法が主力であったが、この方法による限り、大口径のシリコンウェハーを使用しても、１パッケージあたりの組立コストは変化しないため、近年、技術進歩の著しいウェハー大口径化に伴うコストダウンのメリットを享受することができないという問題があった。これに対して、外部接続用端子を有する複数の半導体素子を形成したウェハーを封止樹脂で封止して樹脂層を形成する樹脂封止工程と、前記ウェハーを前記樹脂層と共に切断して個々の半導体素子に分離する分離工程とを、少なくとも具備する製造方法により製造される半導体装置、即ち、個片化する前のシリコンウェハーの段階でパッケージングを行った後に、個片化することによって製造される半導体装置であるウェハーレベルＣＳＰ（チップサイズパッケージ）では、ウェハー大口径化の技術トレンドの進展に伴い、大幅なコストダウンが図れるため、最近、特に、注目を浴びており、近年のトレンドである軽薄短小パッケージの究極の姿として開発が盛んに進められている。
【０００３】
かかるウェハーレベルＣＳＰとして作製された半導体装置としては、米国特許第６３４７９４７号明細書において、開示された図６、図７に示すような構造が例示できる。即ち、図６は、ウェハー（半導体素子）１上の接続バンプ部３を封止用樹脂層５ａでカバーし、その上端を露出させた上で、別のコンタクト用ハンダボールを外部接続用端子４として形成させた構造、図７はウェハー（半導体素子）１上の外部接続ボール４ａの一部を封止用樹脂層５ａでカバーしつつ、接続用として、その一部を露出させた構造である。
【０００４】
しかしながら、かかる構造を有する半導体装置においても、依然として、以下のような解決すべき問題点を残すものであった。
【０００５】
▲１▼ウェハー段階でウェハー１のアクティブ面２を樹脂封止後、切断するものであり、個片化工程前にウェハー１を裏面グラインディング等によって厚みを減らし、より薄型のパッケージを製造することができる反面、封止用樹脂層５ａとウェハー（半導体素子）１の線膨張係数の不一致に起因する界面残留応力により、温熱ストレス環境で界面剥離不良等を起こしやすく、サイズの大きなパッケージには適用し難い。
【０００６】
▲２▼パッケージ全体としての線膨張係数が小さいため、サイズの大きなパッケージでこの構造を構成した場合、マザーボードとのマッチングが悪く、所謂２次実装信頼性が、通常のＣＳＰ（チップサイズパッケージ）と比較して劣る。
【０００７】
▲３▼裏面に半導体素子（半導体チップ）１の角が露出しているため、高速マウンタ等を用いて他の部品と同時実装するとパッケージ角の欠けやクラックが起こりやすい
【０００８】
このような問題点に対して、既に、図８〜図１０に示すような改良を加えた構造が提案されている。例えば、特許第３１３７３２２号明細書では、このような構造の半導体装置の製造方法として、モールド樹脂を用いた、ウェハー（半導体素子）１の表面を樹脂封止する方法が開示されている。
【０００９】
即ち、図８及び図９の構造では、温熱ストレス環境下で発生する反り応力に対応するため、ウェハー（半導体素子）１の裏面６に補強層１２を形成するもので、図８は裏面６に樹脂層１２ａを、図９は金属等の補強板１２ｂをウェハー１の裏面６に形成したものである。このような構造を採用することにより、温熱ストレス環境下での反りを低減でき、且つ、パッケージ全体としての線膨張係数を大きくできるため、結果的に、２次実装信頼性が改良でき、更には、裏面６が補強層１２で保護されているため、高速マウンタでも取り扱いやすいという利点があるが、各封止用樹脂層５ａ、１２ａとウェハー（半導体素子）１との界面における樹脂層の硬化時に発生する残留応力が低減されるわけではないので、サイズの大きなパッケージに適用した場合に、界面剥離を起こしやすいという欠点はこのような構造を採用するだけでは克服することができない。
【００１０】
一方、図１０も、従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、剥離不良を起こしやすいパッケージ端面１３が樹脂層１４で補強された構造を示す断面図である。これは、ウェハー（半導体素子）１の表面の樹脂モールドの前に、ウェハー１を部分ダイシングすることにより、上記▲１▼の問題点に対応しようとするものである。即ち、この構造では、剥離不良を起こしやすいパッケージ端面１３が樹脂層１４で補強されているので、よりサイズの大きなパッケージに適する構造とも考えられるが、封止工程の後に発生する反り応力により、ウェハー１のクラック等が起こりやすく、また上記した▲２▼、▲３▼の課題は未解決のまま残されることとなる。
【００１１】
以上のような理由から、ウェハーレベルＣＳＰは大きなコストメリットが期待されるにも関わらず、比較的サイズの小さなパッケージにのみ、その応用が限定されているというのが現状である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、大型パッケージにも適用できる生産性、信頼性等に優れた半導体装置（ウェハーレベルＣＳＰ）を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る半導体装置にあっては、外部接続用端子を有する複数の半導体素子を形成したウェハーを封止樹脂で封止して樹脂層を形成する樹脂封止工程と、前記ウェハーを前記樹脂層と共に切断して個々の半導体素子に分離する分離工程とを、少なくとも具備する製造方法により製造される半導体装置において、前記外部接続用端子が形成された半導体素子のアクティブ面をコーティング法により形成した熱硬化性樹脂層で封止していることを特徴とするものである。なお、ここでいうアクティブ面とは、半導体素子上の半導体機能を形成してある面をいい、裏面とは、半導体素子上のアクティブ面と反対側の面をいう。一方、ここでいう熱硬化性樹脂層とは、熱硬化性樹脂組成物硬化体よりなる絶縁層をいう。また、ここでいう熱硬化性樹脂組成物とは、未硬化の熱硬化性樹脂の他、フィラー等を含んでなり、硬化後に熱硬化性樹脂組成物硬化体よりなる絶縁層を形成する混合物（溶媒を除く）をいう。
【００１４】
請求項２に係る半導体装置にあっては、請求項１記載の半導体装置において、前記アクティブ面の熱硬化性樹脂層を、ガラス転移温度が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物硬化体で形成したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に係る半導体装置にあっては、請求項１または請求項２記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層をコーティング法で形成したことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４に係る半導体装置にあっては、請求項３記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層を、ガラス転移温度が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物硬化体で形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５に係る半導体装置にあっては、請求項１または請求項２記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層を熱硬化性樹脂組成物よりなるフィルム状材料とのラミネート工程で形成したことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６に係る半導体装置にあっては、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層の外側に金属層を有することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項７に係る半導体装置にあっては、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の半導体装置において、前記外部接続用端子がハンダボールを加工して形成されていて、該ハンダボールのボールマウント工程時のフラックスとして、フラックス機能を有する熱硬化性樹脂を用いることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。なお、本発明の半導体装置は、下記の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。ここで、図１は、本発明の典型的実施形態である半導体装置の断面図を示している。一方、図２は、本発明の図１に示した実施形態と異なる第２の実施形態である半導体装置を示す断面図である。図３は、本発明の上記と異なる第３の実施形態を示す断面図である。図４は、本発明の更に異なる第４の実施形態を示す断面図である。図５は、補強樹脂層９を形成する方法を示すもので、（ａ）〜（ｅ）は、かかる補強樹脂層９を形成する各工程を示す断面図である。図６は、従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１上の接続バンプ部３を封止用樹脂層５ａでカバーし、その上端を露出させた上で、別のコンタクト用ハンダボールを外部接続用端子４として形成させた構造を示す断面図である。図７は、従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１上の外部接続ボール４ａの一部を封止用樹脂層５ａでカバーしつつ、接続用として、その一部を露出させた構造を示す断面図である。図８は、従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１の裏面６に補強層１２である樹脂層１２ａを形成した構造を示す断面図である。図９は、従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１の裏面６に補強層１２である金属等の補強板１２ｂを形成した構造を示す断面図である。図１０は、従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、剥離不良を起こしやすいパッケージ端面１３が樹脂層１４で補強された構造を示す断面図である。
【００２１】
即ち、図１では、半導体素子１のアクティブ面２に外部接続のための接続バンプ部３が形成されており、この接続バンプ部３にさらに外部接続用端子４が接続されている。また、接続バンプ部３は、熱硬化性樹脂層５によって、外部接続用端子４との接続面を除いて埋設されている。また、半導体素子１の裏面６にも熱硬化性樹脂層７が形成されている。同様に、図２では、半導体素子１のアクティブ面２上に直接、外部接続用端子４が形成されている。通常、接続バンプ部３は、銅、ハンダ等の材質よりなるものが、ペースト印刷、スパッタリング、メッキ等の方法で形成され、一方、外部接続用端子４は、通常、ハンダボールを用いて形成される。
【００２２】
図１、図２に示す半導体装置は、ウェハーレベルで形成され、製造工程の最終段階でＡ、Ｂで示す部位で、ダイシングにより個片化されることとなる。熱硬化性樹脂層５、７は、上記課題解決に寄与する限りにおいて、相互に異なる組成のものであっても、差し支えないが、半導体装置を構成する半導体素子（半導体チップ）１の表裏の応力バランスを保つためには、同一または近似した組成のものであることがより好ましいと言える。
【００２３】
熱硬化性樹脂層５の厚みとしては、３０μｍ〜３００μｍ程度が適当であり、さらに、好ましくは、７０μｍ〜１５０μｍである。即ち、３０μｍ以下であると金属ポスト（又は、ハンダバンプ）である接続バンプ部３または外部接続用端子４の根本を補強する効果が得られず、またパッケージ全体の線膨張係数が小さくなるため、パッケージのサイズを大型化した際の２次実装信頼性が低下し、好ましくない。一方、この厚みが、３００μｍを越えると、工程中に発生する反りが大きくなり、好ましくない。半導体装置を構成する半導体素子（半導体チップ）１の表裏の応力バランスについては、最終的な反りが小さくなるように設計すべきであり、上下樹脂層が同じ種類のものを用いる場合には、同じ厚みであることがこの観点からは、好ましい。なお、ここでいう樹脂層の厚みは最終パッケージにおけるものであり、製造工程中の塗布厚み等については、厚すぎて反りが大きくなり過ぎる等のハンドリング上の支障が生じない限りにおいて特に制限されるものではない。
【００２４】
さらに、具体的には、熱硬化性樹脂層５については、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物を使用することにより好適に形成される。即ち、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、４０℃以下のものを用いると、接続バンプ部３または外部接続用端子４の根本を補強する効果が得られず、大型の半導体装置に適用した際の２次実装信頼性が得られない上、パッケージのボール強度が低下してしまうおそれがある一方、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃以上の熱硬化性樹脂組成物を用いると、熱硬化性樹脂層５とウェハー（半導体素子）１との界面に残留する硬化応力が過大となり、大型の半導体装置に適用した際に、耐熱衝撃性を確保するのが難しくなり、熱硬化性樹脂層５とウェハー（半導体素子）１との界面で界面剥離を起こす原因となるおそれがあるからである。特に、本発明の半導体装置においては、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃程度以下の熱硬化性樹脂組成物で熱硬化性樹脂層５を構成することにより内部応力、特に、熱硬化性樹脂層と半導体素子との界面に残留する硬化応力を緩和し得る点に特徴を有するものである。
【００２５】
さらに、この熱硬化性樹脂組成物のフィラー充填率を８０質量％以上とすると、硬化前においても実質的に流動性を確保できない一方、フィラー充填率が６０質量％以下のものを用いると、実質的に、接続バンプ部３または外部接続用端子４の根本を補強する効果が得られず、大型の半導体装置に適用した際の２次実装信頼性が低下するのみならず、パッケージのボール強度が低下してしまうおそれがあるからである。
【００２６】
これに対して、本発明に係る半導体装置にあっては、アクティブ面２の熱硬化性樹脂層５を、ガラス転移温度が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物硬化体で形成することにより、接続バンプ部、或いは、外部接続用端子の根本を補強する効果を確保できる一方、内部応力、特に、熱硬化性樹脂層と半導体素子との界面に残留する硬化応力を緩和し得ることとなる。
【００２７】
一方、熱硬化性樹脂層７についても、後述するウェハー（半導体素子）１と熱硬化接合可能なフィルム状材料を使用するラミネート工程による場合を除いて、その厚みとしては、３０μｍ〜３００μｍ程度が適当であり、さらに、好ましくは、７０μｍ〜１５０μｍである。また、この場合において、熱硬化性樹脂層７を構成する熱硬化性樹脂組成物硬化体についても、上記した熱硬化性樹脂層５と同様の理由により、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物を使用することにより好適に形成される。この結果、裏面６の熱硬化性樹脂層７においても、内部応力、特に、熱硬化性樹脂層と半導体素子との界面に残留する硬化応力を緩和することが可能となる。
【００２８】
かかる熱硬化性樹脂層５、７に使用可能な熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等が例示でき、特に限定されないが、密着性と低収縮性を兼ね備えた樹脂としてエポキシ樹脂が最も好ましい。 更に、使用可能なエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、グリシジル基を分子中に２個以上有するものが、好適に使用可能である。グリシジル基を分子中に２個以上有するエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂等を例示できる。また、硬化剤としては、フェノール化合物、芳香族アミン化合物、アミド類、酸無水物化合物、イミダゾール類、ジシアンジアミド、ヒドラジン類を例示することができる。これに、反応促進剤、単官能エポキシ樹脂、難燃剤、希釈剤、カップリング剤、顔料、改質剤等が配合されていても良い。また、使用可能なフィラーとしては、シリカ、アルミナ、水和アルミナ、タルク、炭酸カルシウム等を例示できるが、高純度、低線膨張係数を有する溶融シリカがもっとも好適に使用可能である。
【００２９】
図１、図２に示した半導体装置における熱硬化性樹脂層５、７の形成方法としては、種々の方法が使用可能であり、例えば、粉体樹脂を用いたトランスファー成型法、直圧成型法、液状樹脂を用いたインジェクション法、印刷法、スピンコーティング法、ディスペンス法、フィルム状樹脂を用いた積層法、ラミネート法等を例示できる。
【００３０】
一方、上記したガラス転移温度（Ｔｇ）が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂を使用する場合においては、液状樹脂を用いたコーティング法、例えば、スピンコーティング法、或いは、スクリーン印刷等の印刷法によって特に有利に形成することができる。即ち、例えば、金型を用いた成形による場合は、粉体樹脂による成形では、脱型時に樹脂がダメージを受けやすく、また、液状樹脂を選択した場合は、フィラー量が多いために高粘度になりやすく、ハンドリングが煩雑となる等の問題があるが、上記した印刷法によれば、これらを回避できるのみならず、例えば、上記した日本特許第３１３７３２２号明細書において開示された、モールド樹脂によるウェハー（半導体素子）１表面の樹脂封止では、達成困難なガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃以下の熱硬化性樹脂層の形成も比較的容易になし得るからである。
【００３１】
一方、かかる液状樹脂を使用した典型的なコーティング法である印刷工程においては、塗布層内部にボイド等が発生することを回避するため、５０ｔｏｒｒ以下の減圧雰囲気下で行なう所謂、真空印刷によることが好ましい。５０ｔｏｒｒ以上だと、真空印刷の効果が少なく、樹脂層内部にボイドを包含し易いためである。また、加熱硬化についても、これを、１．５〜１０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度の加圧条件下で行うことが好ましい。１．５Ｋｇｆ／ｃｍ２程度以下であると、樹脂層内部にボイドを含みやすく、１０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度以上で加熱硬化するためには、装置を大型化することが必要となるためである。
【００３２】
かかる液状樹脂を用いた印刷法による場合、塗布厚みのばらつきが生じ易いため、塗布、硬化後に所定の厚みに調整することが好ましい。その方法としては、グラインディング、化学的エッチング、プラズマエッチング等の種々の方法を用いることができるが、操作の簡便さ等の観点からは、グラインディングが最も好ましい。
【００３３】
このように、本発明の半導体装置においては、アクティブ面２、裏面６ともに、これをコーティング法により形成した熱硬化性樹脂層で封止することにより、フィラー充填率の高い液状樹脂を使用して、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃以下の熱硬化性樹脂層による半導体素子の封止も比較的容易になし得ることとなる。
【００３４】
一方、図１、図２に示した本発明の半導体装置を構成するウェハー（半導体素子）１の裏面６に形成する熱硬化性樹脂層７に限定して言えは、ウェハー（半導体素子）１と熱硬化接合可能なフィルム状材料とのラミネート工程で、特に好適に形成することができる。即ち、フィルム状の材料を使用することにより、均一膜厚の熱硬化性樹脂層７を生産性良く得ることができるからである。
【００３５】
即ち、この熱硬化性樹脂層７を設けることにより、半導体装置を構成する半導体素子（半導体チップ）１の表裏の応力バランスを保ち、且つ、高速マウンタ等の工程での半導体素子（半導体チップ）１裏面のダメージを軽減することができるが、かかる目的を達成するためには、この熱硬化性樹脂層７の膜厚が、２０μｍ以上であることが好ましいが、膜厚が、１００μｍ以上になると、ウェハー（半導体素子）１に対する応力が大きくなり、これによる界面剥離等の発生が無視できなくなる。かかる熱硬化性樹脂フィルムの素材としては、特に限定されないが、密着性に優れたエポキシ樹脂フィルムが好適に使用可能である。さらには、この場合においても、フィラーを含有する熱硬化性樹脂フィルムを使用することが一層好ましい。フィラーを含有する熱硬化性樹脂フィルムを使用することにより半導体素子（半導体チップ）１の裏面の表面硬度が増し、上記した高速マウンタ等の工程に対する適応性をさらに向上させることができるからである。
【００３６】
また、この場合において、ウェハー（半導体素子）１の裏面６と熱硬化性樹脂フィルムとの接着は、ラミネート工程により、より効果的に行なうことができる。即ち、例えば、プレスによる接着では、脆いウェハー（半導体素子）１にダメージを与えてしまう可能性が高いためである。ラミネート工程による場合、張り合わせ圧力の小さいロールラミネータでも接着可能であるが、より好ましくは、実質的に無圧のラミネータを用いて行なうことが好ましく、特に、張り合わせ欠陥が無く、ボイド等が防止できる、所謂、真空ラミネータ装置を用いることが更に好ましい。
【００３７】
このように、本発明の半導体装置にあっては、裏面６の熱硬化性樹脂層７を熱硬化性樹脂組成物よりなるフィルム状材料とのラミネート工程で形成し得るので、ウェハー（半導体素子）１にダメージが少ないフィルムを用いたラミネート工程により、均一膜厚の熱硬化性樹脂層を生産性良く得ることが可能となる。
【００３８】
一方、図２に示した実施形態においても、ウェハー（半導体素子）１のアクティブ面２に外部接続用端子４が形成されており、その根本側は、熱硬化性樹脂層５によって覆われているが、外部接続用端子４の一部は、外部接続のために熱硬化性樹脂層５から露出した構造になっている。また、図１に示した実施形態と同様に、裏面６にも熱硬化性樹脂層７が形成されている。この実施形態においても、熱硬化性樹脂層５、７の役割、要求される特性、形成方法、効果等は、上記図１に示した実施形態と略同様である。
【００３９】
これに対して、図３は、本発明の上記と異なる第３の実施形態を示す断面図である。即ち、この実施形態では、ウェハー（半導体素子）１のアクティブ面２に外部接続のための接続バンプ部３が形成されており、この接続バンプ部３にさらに外部接続用端子４が接続されている。また、接続バンプ部３は、熱硬化性樹脂層５によって、外部接続用端子４との接続面を除いて埋設されている。一方、ウェハー（半導体素子）１の裏面６には、熱伝導性の良好な接着剤層８を介して、金属層１５が形成されている。
【００４０】
かかる半導体装置は、通常、ウェハーレベルで形成され、最終段階でＡ、Ｂ部が、ダイシングにより個片化されることによって、製造される。この場合においても、熱硬化性樹脂層５については、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物を使用し、上記実施形態と同様に、印刷法により好適に形成される。また、この熱硬化性樹脂層５の厚みについても、上記実施形態の場合と同様の理由から、３０μｍ〜３００μｍ程度が適当であり、さらに、好ましくは、７０μｍ〜１５０μｍである。
【００４１】
一方、裏面６に形成される熱伝導性の接着剤層８の厚みは、１０μｍ〜１００μｍが好ましい。即ち、これが１０μｍ未満であると、製造工程上でピンホール等が発生しやすく、充分な接着強度が確保できない場合がある一方、１００μｍを越えると、パッケージの反りが大きくなるためである。
【００４２】
また、金属層１５を構成する金属としては、特に限定されないが、熱放散性に優れ、安価な銅やアルミニウムが好適に使用可能である。金属層１５の厚みは５０μｍ〜３００μｍが好ましい。即ち、５０μｍ未満であると、本来の目的である機械的補強効果が充分に得られない一方、これが３００μｍを越えると、パッケージの反りが大きすぎたり、接着剤層８あるいは、ウェハー（半導体素子）１に過大な応力が発生し、不良の原因となる場合がある。
【００４３】
このように、本実施形態に係る半導体装置にあっては、裏面の熱硬化性樹脂層である、接着剤層８の外側に金属層１５を有するので、機械的補強効果を充分に確保し得ると共に、効率的に、熱を放散できることとなる。
【００４４】
図４は、本発明の更に異なる第４の実施形態を示す断面図である。即ち、図４に示す実施形態は、図１で示した実施形態において、ウェハー（半導体素子）１のアクティブ面２の外部接続用端子４（通常、ハンダボールが使用される）の根本部に、さらにこれを包み込むように、補強樹脂層９が熱硬化性樹脂層５と連続、一体化するように形成されている構造を有するものである。図５は、補強樹脂層９を形成する方法を示すもので、（ａ）〜（ｅ）は、かかる補強樹脂層９を形成する各工程を示す断面図である。即ち、補強樹脂層９は以下のように形成される。
▲１▼ウェハー（半導体素子）１のアクティブ面２の上の熱硬化性樹脂層５から露出している接続バンプ部３のパターンに対応した開口部１１を有するマスク１０を、位置合わせして重ねあわせる（図５（ａ））。
▲２▼印刷法等によりフラックス機能を有する熱硬化性樹脂９ａをパターン塗布する（図５（ｂ））、（図５（ｃ））。
▲３▼フラックス機能を有する熱硬化性樹脂９ａにより形成されたパターンに対応して所定のハンダボール４ｂを搭載する（図５（ｄ））。
▲４▼これを、通常のハンダボールマウント工程と同様に、リフロー処理することによって、図４で示したボール補強構造である補強樹脂層９を有する構造が形成される（図５（ｅ））。
【００４５】
この場合において、マスク１０としては、通常のフラックス印刷の場合と同じく、ステンレスまたはアルミニウムで作られたメタルマスクを使用することが好ましいが、特に、これらのみに限定されるものではない。また、フラックス機能を有する熱硬化性樹脂９ａによるパターン形成についても、印刷法のみに限定されるものではなく、上記課題解決に寄与する限りにおいて、何ら制限がないことは勿論である。
【００４６】
このように、図５（ａ）〜（ｅ）に示した補強樹脂層９を形成する工程は、ボールマウント工程において、通常のハンダフラックスに代えて、フラックス機能を有する熱硬化性樹脂９ａを使用することにより達成されるというものである。この結果、本発明の上記各実施形態におけるボールマウント工程において、通常のハンダフラックスに代えて、フラックス機能を有する熱硬化性樹脂９ａを使用することにより、対応する補強樹脂層９を形成し得ることとなる。
【００４７】
使用可能なフラックス機能を有する熱硬化性樹脂９ａとしては、特に制限されないが、相溶性を有するフラックス化合物を添加したエポキシ樹脂組成物、ポリエステル樹脂組成物等を例示できる。
【００４８】
このように、本発明の半導体装置においては、外部接続用端子４を形成する際のハンダボールのボールマウント工程時のフラックスとして、フラックス機能を有する熱硬化性樹脂を用いることにより、ボール補強構造である補強樹脂層を容易且つ簡便に形成することができ、接続バンプ部、或いは、外部接続用端子の根本を補強する効果をさらに強化できることとなる。
【００４９】
【実施例】
以下、本発明の上記各実施形態の半導体装置についての実施例を、比較例を交えて具体的に説明する。
【００５０】
［実施例１］ ２×３ｍｍの最小単位を持ち、約０．５ｍｍピッチで１０個の共晶ハンダバンプ（融点１８３℃、１５０μｍΦ）が形成されているデジーチェインＴＥＧを作り込んだ４インチのシリコンウェハー（厚さ４５０μｍ）を用いて、ウェハーレベルＣＳＰの組立を行った。このシリコンウェハー（半導体素子）のアクティブ面に、厚さ０．３ｍｍのメタルマスクを用いて、１ｔｏｒｒの減圧条件下で樹脂印刷を行った。印刷用樹脂として、硬化後のＴｇが４６℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８１−１２（松下電工（株）製）を用いた。なお、ここでいうエポキシ樹脂組成物とは、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤を含んでなり、硬化後に絶縁層を形成する未硬化の混合物（溶媒を除く）をいう。また、上記した液状エポキシ樹脂組成物の硬化後のＴｇの測定については、このエポキシ樹脂組成物を１００℃で、１時間硬化した後に１５０℃で、３時間硬化して１ｍｍ×５ｍｍ×５０ｍｍの試験片を作製した後、これを粘弾性スペクトロメーター（セイコー電子工業株式会社製ＤＭＳ１１０）により５℃／分の速度で昇温した際の測定値〔ｔａｎδのピーク温度〕を用いた。
【００５１】
印刷後、５Ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で窒素ガスをパージした加圧オーブン内で、８０℃で１時間加熱した後、更に１５０℃で６時間加熱して上記印刷用樹脂を加熱硬化した。加熱硬化後、８０μｍ程度のパッケージ反りが認められたが、真空吸着によりフラット化した形で、厚さが、１００μｍになるまで、グラインディングした。グラインディングした後は、パッケージ反りは全く認められなかった。次に、ウェハー（半導体素子）の裏面（アクティブ面の反対側の面）に、上記と全く同じ方法により、１００μｍの厚みの樹脂層を形成した。このようにして得られた、表裏両面に樹脂層が形成された上記ウェハーのアクティブ面に露出しているハンダバンプ上に、０．３５ｍｍΦのハンダボールを、通常の方法でボールマウントした。これを、通常の方法でダイシングして、図１に示した断面構造を有するウェハーレベルＣＳＰを得た。なお、ダイシングに当たっては、ダイシング幅を調整し、２×３ｍｍ、６×６ｍｍ、８×９ｍｍ、１２×１２ｍｍ角の各サイズのパッケージが得られるようにした。
【００５２】
［実施例２］ 実施例１において、アクティブ面、裏面の両面にＴｇが７５℃、フィラー含有率が、７０質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８０（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５３】
［実施例３］ 実施例１において、アクティブ面には印刷用樹脂として、硬化後のＴｇが４６℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８１−１２（松下電工（株）製）を用い、裏面にはＴｇが７５℃、フィラー含有率が、７０質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８０（松下電工（株）製）を用い、且つ、印刷時に厚さが、０．１ｍｍのメタルマスクを用い、硬化後のグラインディングを行わないプロセスを採用したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５４】
［実施例４］ 実施例１において、印刷を常圧下で実施したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５５】
［実施例５］ 実施例１において、樹脂の硬化反応を常圧下で実施したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５６】
［実施例６］ 実施例１において、印刷を常圧下で実施し、且つ硬化反応を常圧下で実施したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５７】
［実施例７］ 実施例１において、アクティブ面、裏面の両面にＴｇが６１℃で、フィラーを添加していない液状エポキシ樹脂組成物であるＬＡ６０Ｋ（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５８】
［実施例８］ 実施例１において、アクティブ面、裏面の両面にＴｇが１６４℃、フィラー含有率が、７６質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＣＶ５４２３Ａ（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５９】
［実施例９］ 実施例１において、アクティブ面、裏面の両面にＴｇが１２５℃、フィラー含有率が、４０質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＣＶ５１８６ＳＴ（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６０】
［実施例１０］ ２×３ｍｍの最小単位を持ち、約０．５ｍｍピッチで１０個の共晶ハンダバンプ（融点１８３℃、１５０μｍΦ）が形成されているデジーチェインＴＥＧを作り込んだ４インチシリコンウェハー（厚さ４５０μｍ）を用いて、ウェハーレベルＣＳＰの組立を行った。このウェハーのアクティブ面に、厚さ０．３ｍｍのメタルマスクを用いて、１ｔｏｒｒの減圧条件下で樹脂印刷を行った。印刷用樹脂として、硬化後のＴｇが４６℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８１−１２（松下電工（株）製）を用いた。印刷後、５Ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で窒素ガスをパージした加圧オーブン内で、８０℃で１時間加熱した後、更に１５０℃で６時間加熱して上記印刷用樹脂を加熱硬化した。加熱硬化後、８０μｍ程度のパッケージ反りが認められたが、真空吸着によりフラット化した形で、厚さが、１００μｍになるまで、グラインディングした。グラインディングした後は、パッケージ反りは全く認められなかった。次に、ウェハーの裏面（アクティブ面の反対側の面）に、真空ラミネータ（名機製作所製）により、４インチΦにカットしたエポキシ樹脂系熱硬化性フィルムであるＲ０８５５（厚さ７０μｍ、溶融シリカ［フィラー］１３質量％含有品、Ｔｇ：１７０℃ 松下電工（株）製）をこのウェハーの裏面に貼り付けた。即ち、カバーフィルムを除去した後、１２０℃、２分の条件下でラミネートし、キャリアフィルムを取り去って、アフターキュアとして１７０℃の温度で１時間処理した。このようにして得た表裏両面に樹脂層が形成された上記ウェハーのアクティブ面に露出しているハンダバンプ上に、０．３５ｍｍΦのハンダボールを、通常の方法でボールマウントした。これを、通常の方法でダイシングして、図１に示した断面構造を有するウェハーレベルＣＳＰを得た。なお、ダイシングに当たっては、ダイシング幅を調整し、２×３ｍｍ、６×６ｍｍ、８×９ｍｍ、１２×１２ｍｍ角の各サイズのパッケージが得られるようにした。
【００６１】
［実施例１１］ 実施例１０において、アクティブ面にＴｇが７５℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８０（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６２】
［実施例１２］ 実施例１０において、裏面に厚さ５０μｍのものを用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６３】
［実施例１３］ 実施例１０において、ラミネートを常圧下で実施したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６４】
［実施例１４］ 実施例１０において、アクティブ面にＴｇが１６４℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＣＶ５４２３Ａ（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６５】
［実施例１５］ 実施例１０において、アクティブ面にＴｇが１２５℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＣＶ５１８６ＳＴ（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６６】
［実施例１６］ 実施例１０において、裏面の樹脂フィルムラミネートを２枚重ねで行い、裏面熱硬化性樹脂層厚を１４０μｍとしたこと以外は、全く同様にして、図１の構造を持つ上記各サイズのパッケージを得た。
【００６７】
［実施例１７］ ２×３ｍｍの最小単位を持ち、約０．５ｍｍピッチで１０個の共晶ハンダバンプ（融点１８３℃、１５０μｍΦ）が形成されているデジーチェインＴＥＧを作り込んだ４インチのシリコンウェハー（厚さ４５０μｍ）を用いて、ウェハーレベルＣＳＰの組立を行った。このウェハーのアクティブ面に、厚さ０．３ｍｍのメタルマスクを用いて、１ｔｏｒｒの減圧条件下で樹脂印刷を行った。印刷用樹脂として、硬化後のＴｇが４６℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８１−１２（松下電工（株）製）を用いた。印刷後、５Ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で窒素ガスをパージした加圧オーブン内で、８０℃で１時間加熱した後、更に１５０℃で６時間加熱して上記印刷用樹脂を加熱硬化した。加熱硬化後、８０μｍ程度のパッケージ反りが認められたが、真空吸着によりフラット化した形で、厚さが、１００μｍになるまで、グラインディングした。グラインディングした後は、パッケージ反りは全く認められなかった。次に、ウェハーの裏面（アクティブ面の反対側の面）に、上記アクティブ面と同じく樹脂印刷法により、接着剤として、銀ペースト＃８３５５Ｆ（エーブルボンド社製）を使用して５０μｍの厚みの樹脂層（接着剤層）を形成した。この樹脂層（接着剤層）に厚さ０．２ｍｍのアルミニウム板を積層、接着して得られた多層体のウェハーのアクティブ面に露出しているハンダバンプ上に、０．３５ｍｍΦのハンダボールを、通常の方法でボールマウントした。これを、通常の方法でダイシングして、図３に示した断面構造を有するウェハーレベルＣＳＰを得た。なお、ダイシングに当たっては、ダイシング幅を調整し、２×３ｍｍ、６×６ｍｍ、８×９ｍｍ、１２×１２ｍｍ角の各サイズのパッケージが得られるようにした。
【００６８】
［比較例１］ 実施例１において、アクティブ面にＴｇが室温以下で、フィラーを添加していないシリコーンゴムであるＴＳＥ３２５１（ＧＥ東芝シリコーン（株）製）をスピンコーティングして１００μｍの厚さに塗布したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６９】
［比較例２］ 実施例１において、ウェハーの裏面にＴｇが室温以下で、フィラーを添加していないシリコーンゴムであるＴＳＥ３２５１（ＧＥ東芝シリコーン（株）製）を１００μｍの厚さに印刷塗布したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００７０】
［比較例３］ 実施例１において、裏面の樹脂コートを行わないこと以外は、全く同様にして、図６の構造を持つ上記各サイズのパッケージを得た。
【００７１】
［比較例４］ 実施例１０において、アクティブ面にＴｇが６１℃で、フィラーを添加していない液状エポキシ樹脂組成物であるＬＡ６０Ｋ（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００７２】
［比較例５］ 実施例１０において、アクティブ面にＴｇが室温以下で、フィラーを添加していないシリコーンゴムであるＴＳＥ３２５１（ＧＥ東芝シリコーン（株）製）をスピンコーティングして１００μｍの厚さに塗布したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００７３】
［比較例６］ 実施例１０において、裏面の樹脂フィルムラミネート工程に代えて、５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力下で、１４０℃で熱プレスを行ったこと以外は、全く同様にして、図１の構造を持つ上記各サイズのパッケージを得た。
【００７４】
［実施例１８］ 実施例１において、通常のボールマウント工程のフラックス印刷に代えて、フラックス機能を有する接着剤であるＣＶ５３７０（松下電工（株）製）を使用して、０．１ｍｍの厚みのメタルマスクにより、アクティブ面の各ハンダバンプ露出部に０．８ｍｍΦのパターンを印刷した後、０．３５ｍｍΦハンダボールを搭載し、最高温度２１５℃のリフロー炉で処理することによって、ボールマウントした。このようにして得られた、ハンダボール付きウェハーを実施例１と全く同様にダイシング個片化することによって、図４で示した断面構造を持つ上記各サイズのパッケージを得た。
【００７５】
上記のようにして得た実施例１〜１７、比較例１〜７のパッケージについての評価は具体的には、以下のように行なった。これらの評価結果を表１に示す。また、実施例１８で得られた図４で示した断面構造を持つ上記各サイズのパッケージの内、１２ｍｍ角パッケージを選び、表１の実装信頼性評価用試料に相当する２次実装品を作成し、実施例１のパッケージとＴＣＴ信頼性の試験結果を比較した。これを表２に示す。
【００７６】
＜評価＞
▲１▼パッケージ反り １２ｍｍ角のパッケージの裏面を対角線方向に、表面粗さ計で測定し、その最大反り量を求めた。
【００７７】
▲２▼ＴＣＴ（温度サイクル試験）信頼性 上記各サイズのパッケージを、−６５℃〜１５０℃、各１５分の条件でＴＣＴ（温度サイクル試験）を５００回繰り返した後に、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の判定基準により、顕微鏡による剥離観察にて判定した。
（Ａ） １２ｍｍ角のパッケージにおいても剥離無し。
（Ｂ） １２ｍｍ角のパッケージにおいては剥離したが、８×９ｍｍのパッケージにおいては剥離無し。
（Ｃ） ８×９ｍｍ以上のパッケージにおいては剥離したが、６×６ｍｍのパッケージにおいては剥離無し。
（Ｄ） ６×６ｍｍ以上のパッケージにおいては剥離したが、２×３ｍｍのパッケージにおいては剥離無し。
（Ｅ） ２×３ｍｍのパッケージにおいても剥離有り。
【００７８】
▲３▼実装信頼性 ０．５４ｍｍの厚さのＦＲ−４基板上に、各パッケージをハンダペーストを用いて２次実装し、−５５℃〜１２５℃、各１５分の条件でＴＣＴ（温度サイクル試験）を１０００回繰り返した後に、導通試験により判定し、５％以上のボール切断が見られたものを不合格、５％未満のものを合格と判定した。
（Ａ）１２ｍｍ角のパッケージにおいては合格。
（Ｂ）１２ｍｍ角のパッケージにおいては不合格となったが、８×９ｍｍのパッケージでは合格。
（Ｃ） ８×９ｍｍ以上のパッケージにおいては不合格となったが、６×６ｍｍのパッケージでは合格。
（Ｄ） ６×６ｍｍ以上のパッケージにおいては不合格となったが、２×３ｍｍのパッケージでは合格。
（Ｅ） ２×３ｍｍのパッケージにおいても不合格。
【００７９】
▲４▼ボールシェアテスト シェアテスタを用いて、シェア強度を測定した。その結果、ボールとバンプの界面で破壊し、２００ｇ／バンプ以上の値が得られたものを合格、ボールとバンプ界面で破壊せず、より下部のバンプにダメージが見られたもの、或いは、樹脂層そのものの破壊が見られたものを不合格とした。
【００８０】
▲５▼耐衝撃性 １ｍの高さから、各パッケージを裏面を下にしてコンクリート製の床に落下させる試験を１０回繰り返した後、裏面のチッピングを観察し、４種類のパッケージ全てにおいてチッピング現象が観察されたものを×、全てのパッケージにおいてチッピングが起こらなかったものを○、これら以外のものを△と判定した。
【００８１】
【表１】
【表２】
以上の評価結果より、表１にみられるように、図１の構造を有するものについては、上記したように、熱硬化性樹脂層５、熱硬化性樹脂層７ともに、コーティング法であるスクリーン印刷法によった場合で、両方の樹脂層が、ガラス転移温度が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物硬化体で形成されている場合には、良好な評価結果が得られる一方、（実施例１、２、４〜６）、上記の範囲をはずれると低下する（実施例７〜９）傾向が認められる。これに対して、熱硬化性樹脂層７を熱硬化性樹脂組成物よりなるフィルム状材料とのラミネート工程で形成した場合には熱硬化性樹脂層７を構成する熱硬化性樹脂組成物硬化体が、上記の範囲をはずれても、良好な評価結果が得られることが判った（実施例１０〜１３）。
【００８２】
また、実施例１７は、本発明の半導体装置において、裏面６の熱硬化性樹脂層７である熱伝導性の良好な接着剤層８の外側に金属層１５を有する構造（図３参照）を具備するものであり、実質的にパッケージ反りが認められないことから、機械的補強効果を充分に確保しているものと考えられる。
【００８３】
一方、表２については、このように、ボール補強構造である補強樹脂層９を形成した実施例１８において、かかる構造を有しない実施例１と比較して、より高い２次実装信頼性を持つパッケージが得られることが判った。
【００８４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る半導体装置にあっては、外部接続用端子を有する複数の半導体素子を形成したウェハーを封止樹脂で封止して樹脂層を形成する樹脂封止工程と、前記ウェハーを前記樹脂層と共に切断して個々の半導体素子に分離する分離工程とを、少なくとも具備する製造方法により製造される半導体装置において、前記外部接続用端子が形成された半導体素子のアクティブ面をコーティング法により形成した熱硬化性樹脂層で封止していることを特徴とするので、フィラー充填率の高い液状樹脂を使用して、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃以下の熱硬化性樹脂層による半導体素子のアクティブ面の封止も比較的容易になし得るという優れた効果を奏する。
【００８５】
請求項２に係る半導体装置にあっては、請求項１記載の半導体装置において、前記アクティブ面の熱硬化性樹脂層を、ガラス転移温度が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物硬化体で形成したことを特徴とするので、請求項１記載の半導体装置の発明の効果に加えて、接続バンプ部、或いは、外部接続用端子の根本を補強する効果を確保できる一方、内部応力、特に、熱硬化性樹脂層と半導体素子との界面に残留する硬化応力を緩和し得るという優れた効果を奏する。
【００８６】
請求項３に係る半導体装置にあっては、請求項１または請求項２記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層をコーティング法で形成したことを特徴とするので、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の発明の効果に加えて、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃以下の熱硬化性樹脂層の形成も比較的容易になし得るという優れた効果を奏する。
【００８７】
請求項４に係る半導体装置にあっては、請求項３記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層を、ガラス転移温度が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物硬化体で形成したことを特徴とするので、請求項３記載の半導体装置の発明の効果に加えて、内部応力、特に、熱硬化性樹脂層と半導体素子との界面に残留する硬化応力を緩和し得るという優れた効果を奏する。
【００８８】
請求項５に係る半導体装置にあっては、請求項１または請求項２記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層を熱硬化性樹脂組成物よりなるフィルム状材料とのラミネート工程で形成したことを特徴とするので、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の発明の効果に加えて、ウェハー（半導体素子）にダメージが少ないフィルムを用いたラミネート工程により、均一膜厚の熱硬化性樹脂層を生産性良く得ることができるという優れた効果を奏する。
【００８９】
請求項６に係る半導体装置にあっては、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層の外側に金属層を有することを特徴とするので、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体装置の発明の効果に加えて、機械的補強効果を充分に確保し得ると共に、効率的に、熱を放散できるという優れた効果を奏する。
【００９０】
請求項７に係る半導体装置にあっては、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の半導体装置において、前記外部接続用端子がハンダボールを加工して形成されていて、該ハンダボールのボールマウント工程時のフラックスとして、フラックス機能を有する熱硬化性樹脂を用いることを特徴とするので、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の半導体装置の発明の効果に加えて、ボール補強構造である補強樹脂層を容易且つ簡便に形成することができ、接続バンプ部、或いは、外部接続用端子の根本を補強する効果をさらに強化できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の典型的実施形態である半導体装置の断面図を示している。
【図２】本発明の図１に示した実施形態と異なる第２の実施形態である半導体装置を示す断面図である。
【図３】本発明の上記と異なる第３の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の更に異なる第４の実施形態を示す断面図である。
【図５】補強樹脂層９を形成する方法を示すもので、（ａ）〜（ｅ）は、かかる補強樹脂層９を形成する各工程を示す断面図である。
【図６】従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１上の接続バンプ部３を封止用樹脂層５ａでカバーし、その上端を露出させた上で、別のコンタクト用ハンダボールを外部接続用端子４として形成させた構造を示す断面図である。
【図７】従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１上の外部接続ボール４ａの一部を封止用樹脂層５ａでカバーしつつ、接続用として、その一部を露出させた構造を示す断面図である。
【図８】従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１の裏面６に補強層１２である樹脂層１２ａを形成した構造を示す断面図である。
【図９】従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１の裏面６に補強層１２である金属等の補強板１２ｂを形成した構造を示す断面図である。
【図１０】従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、剥離不良を起こしやすいパッケージ端面１３が樹脂層１４で補強された構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 半導体素子（半導体チップ ウェハー）
２ アクティブ面〔半導体素子１〕
３ 接続バンプ部〔アクティブ面２〕
４ 外部接続用端子〔アクティブ面２〕
４ａ 外部接続ボール〔アクティブ面２〕
４ｂ ハンダボール〔アクティブ面２〕
５ 熱硬化性樹脂層〔アクティブ面２〕
５ａ 封止用樹脂層
６ 裏面〔半導体素子１〕
７ 熱硬化性樹脂層〔裏面６〕
８ 接着剤層〔裏面６〕
９ 補強樹脂層
９ａ 熱硬化性樹脂
１０ マスク
１１ 開口部〔マスク１０〕
１２ 補強層〔裏面６〕
１２ａ 樹脂層〔裏面６〕
１２ｂ 補強板〔裏面６〕
１３ パッケージ端面
１４ 樹脂層〔パッケージ端面１３〕
１５ 金属層
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関するものであり、特にウェハーレベルでパッケージングを行い、最終段階で個片化することによって製造される半導体装置（ウェハーレベルＣＳＰ）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体パッケージには、まず、シリコンウェハーを個片化して作製した半導体素子を用いて、いわゆる後工程によりパッケージ化する方法が主力であったが、この方法による限り、大口径のシリコンウェハーを使用しても、１パッケージあたりの組立コストは変化しないため、近年、技術進歩の著しいウェハー大口径化に伴うコストダウンのメリットを享受することができないという問題があった。これに対して、外部接続用端子を有する複数の半導体素子を形成したウェハーを封止樹脂で封止して樹脂層を形成する樹脂封止工程と、前記ウェハーを前記樹脂層と共に切断して個々の半導体素子に分離する分離工程とを、少なくとも具備する製造方法により製造される半導体装置、即ち、個片化する前のシリコンウェハーの段階でパッケージングを行った後に、個片化することによって製造される半導体装置であるウェハーレベルＣＳＰ（チップサイズパッケージ）では、ウェハー大口径化の技術トレンドの進展に伴い、大幅なコストダウンが図れるため、最近、特に、注目を浴びており、近年のトレンドである軽薄短小パッケージの究極の姿として開発が盛んに進められている。
【０００３】
かかるウェハーレベルＣＳＰとして作製された半導体装置としては、米国特許第６３４７９４７号明細書において、開示された図６、図７に示すような構造が例示できる。即ち、図６は、ウェハー（半導体素子）１上の接続バンプ部３を封止用樹脂層５ａでカバーし、その上端を露出させた上で、別のコンタクト用ハンダボールを外部接続用端子４として形成させた構造、図７はウェハー（半導体素子）１上の外部接続ボール４ａの一部を封止用樹脂層５ａでカバーしつつ、接続用として、その一部を露出させた構造である。
【０００４】
しかしながら、かかる構造を有する半導体装置においても、依然として、以下のような解決すべき問題点を残すものであった。
【０００５】
▲１▼ウェハー段階でウェハー１のアクティブ面２を樹脂封止後、切断するものであり、個片化工程前にウェハー１を裏面グラインディング等によって厚みを減らし、より薄型のパッケージを製造することができる反面、封止用樹脂層５ａとウェハー（半導体素子）１の線膨張係数の不一致に起因する界面残留応力により、温熱ストレス環境で界面剥離不良等を起こしやすく、サイズの大きなパッケージには適用し難い。
【０００６】
▲２▼パッケージ全体としての線膨張係数が小さいため、サイズの大きなパッケージでこの構造を構成した場合、マザーボードとのマッチングが悪く、所謂２次実装信頼性が、通常のＣＳＰ（チップサイズパッケージ）と比較して劣る。
【０００７】
▲３▼裏面に半導体素子（半導体チップ）１の角が露出しているため、高速マウンタ等を用いて他の部品と同時実装するとパッケージ角の欠けやクラックが起こりやすい
【０００８】
このような問題点に対して、既に、図８〜図１０に示すような改良を加えた構造が提案されている。例えば、特許第３１３７３２２号明細書では、このような構造の半導体装置の製造方法として、モールド樹脂を用いた、ウェハー（半導体素子）１の表面を樹脂封止する方法が開示されている。
【０００９】
即ち、図８及び図９の構造では、温熱ストレス環境下で発生する反り応力に対応するため、ウェハー（半導体素子）１の裏面６に補強層１２を形成するもので、図８は裏面６に樹脂層１２ａを、図９は金属等の補強板１２ｂをウェハー１の裏面６に形成したものである。このような構造を採用することにより、温熱ストレス環境下での反りを低減でき、且つ、パッケージ全体としての線膨張係数を大きくできるため、結果的に、２次実装信頼性が改良でき、更には、裏面６が補強層１２で保護されているため、高速マウンタでも取り扱いやすいという利点があるが、各封止用樹脂層５ａ、１２ａとウェハー（半導体素子）１との界面における樹脂層の硬化時に発生する残留応力が低減されるわけではないので、サイズの大きなパッケージに適用した場合に、界面剥離を起こしやすいという欠点はこのような構造を採用するだけでは克服することができない。
【００１０】
一方、図１０も、従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、剥離不良を起こしやすいパッケージ端面１３が樹脂層１４で補強された構造を示す断面図である。これは、ウェハー（半導体素子）１の表面の樹脂モールドの前に、ウェハー１を部分ダイシングすることにより、上記▲１▼の問題点に対応しようとするものである。即ち、この構造では、剥離不良を起こしやすいパッケージ端面１３が樹脂層１４で補強されているので、よりサイズの大きなパッケージに適する構造とも考えられるが、封止工程の後に発生する反り応力により、ウェハー１のクラック等が起こりやすく、また上記した▲２▼、▲３▼の課題は未解決のまま残されることとなる。
【００１１】
以上のような理由から、ウェハーレベルＣＳＰは大きなコストメリットが期待されるにも関わらず、比較的サイズの小さなパッケージにのみ、その応用が限定されているというのが現状である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、大型パッケージにも適用できる生産性、信頼性等に優れた半導体装置（ウェハーレベルＣＳＰ）を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る半導体装置にあっては、外部接続用端子を有する複数の半導体素子を形成したウェハーを封止樹脂で封止して樹脂層を形成する樹脂封止工程と、前記ウェハーを前記樹脂層と共に切断して個々の半導体素子に分離する分離工程とを、少なくとも具備する製造方法により製造される半導体装置において、前記外部接続用端子が形成された半導体素子のアクティブ面をコーティング法により形成した熱硬化性樹脂層で封止していることを特徴とするものである。なお、ここでいうアクティブ面とは、半導体素子上の半導体機能を形成してある面をいい、裏面とは、半導体素子上のアクティブ面と反対側の面をいう。一方、ここでいう熱硬化性樹脂層とは、熱硬化性樹脂組成物硬化体よりなる絶縁層をいう。また、ここでいう熱硬化性樹脂組成物とは、未硬化の熱硬化性樹脂の他、フィラー等を含んでなり、硬化後に熱硬化性樹脂組成物硬化体よりなる絶縁層を形成する混合物（溶媒を除く）をいう。
【００１４】
請求項２に係る半導体装置にあっては、請求項１記載の半導体装置において、前記アクティブ面の熱硬化性樹脂層を、ガラス転移温度が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物硬化体で形成したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に係る半導体装置にあっては、請求項１または請求項２記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層をコーティング法で形成したことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４に係る半導体装置にあっては、請求項３記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層を、ガラス転移温度が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物硬化体で形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５に係る半導体装置にあっては、請求項１または請求項２記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層を熱硬化性樹脂組成物よりなるフィルム状材料とのラミネート工程で形成したことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６に係る半導体装置にあっては、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層の外側に金属層を有することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項７に係る半導体装置にあっては、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の半導体装置において、前記外部接続用端子がハンダボールを加工して形成されていて、該ハンダボールのボールマウント工程時のフラックスとして、フラックス機能を有する熱硬化性樹脂を用いることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。なお、本発明の半導体装置は、下記の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。ここで、図１は、本発明の典型的実施形態である半導体装置の断面図を示している。一方、図２は、本発明の図１に示した実施形態と異なる第２の実施形態である半導体装置を示す断面図である。図３は、本発明の上記と異なる第３の実施形態を示す断面図である。図４は、本発明の更に異なる第４の実施形態を示す断面図である。図５は、補強樹脂層９を形成する方法を示すもので、（ａ）〜（ｅ）は、かかる補強樹脂層９を形成する各工程を示す断面図である。図６は、従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１上の接続バンプ部３を封止用樹脂層５ａでカバーし、その上端を露出させた上で、別のコンタクト用ハンダボールを外部接続用端子４として形成させた構造を示す断面図である。図７は、従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１上の外部接続ボール４ａの一部を封止用樹脂層５ａでカバーしつつ、接続用として、その一部を露出させた構造を示す断面図である。図８は、従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１の裏面６に補強層１２である樹脂層１２ａを形成した構造を示す断面図である。図９は、従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１の裏面６に補強層１２である金属等の補強板１２ｂを形成した構造を示す断面図である。図１０は、従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、剥離不良を起こしやすいパッケージ端面１３が樹脂層１４で補強された構造を示す断面図である。
【００２１】
即ち、図１では、半導体素子１のアクティブ面２に外部接続のための接続バンプ部３が形成されており、この接続バンプ部３にさらに外部接続用端子４が接続されている。また、接続バンプ部３は、熱硬化性樹脂層５によって、外部接続用端子４との接続面を除いて埋設されている。また、半導体素子１の裏面６にも熱硬化性樹脂層７が形成されている。同様に、図２では、半導体素子１のアクティブ面２上に直接、外部接続用端子４が形成されている。通常、接続バンプ部３は、銅、ハンダ等の材質よりなるものが、ペースト印刷、スパッタリング、メッキ等の方法で形成され、一方、外部接続用端子４は、通常、ハンダボールを用いて形成される。
【００２２】
図１、図２に示す半導体装置は、ウェハーレベルで形成され、製造工程の最終段階でＡ、Ｂで示す部位で、ダイシングにより個片化されることとなる。熱硬化性樹脂層５、７は、上記課題解決に寄与する限りにおいて、相互に異なる組成のものであっても、差し支えないが、半導体装置を構成する半導体素子（半導体チップ）１の表裏の応力バランスを保つためには、同一または近似した組成のものであることがより好ましいと言える。
【００２３】
熱硬化性樹脂層５の厚みとしては、３０μｍ〜３００μｍ程度が適当であり、さらに、好ましくは、７０μｍ〜１５０μｍである。即ち、３０μｍ以下であると金属ポスト（又は、ハンダバンプ）である接続バンプ部３または外部接続用端子４の根本を補強する効果が得られず、またパッケージ全体の線膨張係数が小さくなるため、パッケージのサイズを大型化した際の２次実装信頼性が低下し、好ましくない。一方、この厚みが、３００μｍを越えると、工程中に発生する反りが大きくなり、好ましくない。半導体装置を構成する半導体素子（半導体チップ）１の表裏の応力バランスについては、最終的な反りが小さくなるように設計すべきであり、上下樹脂層が同じ種類のものを用いる場合には、同じ厚みであることがこの観点からは、好ましい。なお、ここでいう樹脂層の厚みは最終パッケージにおけるものであり、製造工程中の塗布厚み等については、厚すぎて反りが大きくなり過ぎる等のハンドリング上の支障が生じない限りにおいて特に制限されるものではない。
【００２４】
さらに、具体的には、熱硬化性樹脂層５については、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物を使用することにより好適に形成される。即ち、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、４０℃以下のものを用いると、接続バンプ部３または外部接続用端子４の根本を補強する効果が得られず、大型の半導体装置に適用した際の２次実装信頼性が得られない上、パッケージのボール強度が低下してしまうおそれがある一方、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃以上の熱硬化性樹脂組成物を用いると、熱硬化性樹脂層５とウェハー（半導体素子）１との界面に残留する硬化応力が過大となり、大型の半導体装置に適用した際に、耐熱衝撃性を確保するのが難しくなり、熱硬化性樹脂層５とウェハー（半導体素子）１との界面で界面剥離を起こす原因となるおそれがあるからである。特に、本発明の半導体装置においては、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃程度以下の熱硬化性樹脂組成物で熱硬化性樹脂層５を構成することにより内部応力、特に、熱硬化性樹脂層と半導体素子との界面に残留する硬化応力を緩和し得る点に特徴を有するものである。
【００２５】
さらに、この熱硬化性樹脂組成物のフィラー充填率を８０質量％以上とすると、硬化前においても実質的に流動性を確保できない一方、フィラー充填率が６０質量％以下のものを用いると、実質的に、接続バンプ部３または外部接続用端子４の根本を補強する効果が得られず、大型の半導体装置に適用した際の２次実装信頼性が低下するのみならず、パッケージのボール強度が低下してしまうおそれがあるからである。
【００２６】
これに対して、本発明に係る半導体装置にあっては、アクティブ面２の熱硬化性樹脂層５を、ガラス転移温度が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物硬化体で形成することにより、接続バンプ部、或いは、外部接続用端子の根本を補強する効果を確保できる一方、内部応力、特に、熱硬化性樹脂層と半導体素子との界面に残留する硬化応力を緩和し得ることとなる。
【００２７】
一方、熱硬化性樹脂層７についても、後述するウェハー（半導体素子）１と熱硬化接合可能なフィルム状材料を使用するラミネート工程による場合を除いて、その厚みとしては、３０μｍ〜３００μｍ程度が適当であり、さらに、好ましくは、７０μｍ〜１５０μｍである。また、この場合において、熱硬化性樹脂層７を構成する熱硬化性樹脂組成物硬化体についても、上記した熱硬化性樹脂層５と同様の理由により、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物を使用することにより好適に形成される。この結果、裏面６の熱硬化性樹脂層７においても、内部応力、特に、熱硬化性樹脂層と半導体素子との界面に残留する硬化応力を緩和することが可能となる。
【００２８】
かかる熱硬化性樹脂層５、７に使用可能な熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等が例示でき、特に限定されないが、密着性と低収縮性を兼ね備えた樹脂としてエポキシ樹脂が最も好ましい。 更に、使用可能なエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、グリシジル基を分子中に２個以上有するものが、好適に使用可能である。グリシジル基を分子中に２個以上有するエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂等を例示できる。また、硬化剤としては、フェノール化合物、芳香族アミン化合物、アミド類、酸無水物化合物、イミダゾール類、ジシアンジアミド、ヒドラジン類を例示することができる。これに、反応促進剤、単官能エポキシ樹脂、難燃剤、希釈剤、カップリング剤、顔料、改質剤等が配合されていても良い。また、使用可能なフィラーとしては、シリカ、アルミナ、水和アルミナ、タルク、炭酸カルシウム等を例示できるが、高純度、低線膨張係数を有する溶融シリカがもっとも好適に使用可能である。
【００２９】
図１、図２に示した半導体装置における熱硬化性樹脂層５、７の形成方法としては、種々の方法が使用可能であり、例えば、粉体樹脂を用いたトランスファー成型法、直圧成型法、液状樹脂を用いたインジェクション法、印刷法、スピンコーティング法、ディスペンス法、フィルム状樹脂を用いた積層法、ラミネート法等を例示できる。
【００３０】
一方、上記したガラス転移温度（Ｔｇ）が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂を使用する場合においては、液状樹脂を用いたコーティング法、例えば、スピンコーティング法、或いは、スクリーン印刷等の印刷法によって特に有利に形成することができる。即ち、例えば、金型を用いた成形による場合は、粉体樹脂による成形では、脱型時に樹脂がダメージを受けやすく、また、液状樹脂を選択した場合は、フィラー量が多いために高粘度になりやすく、ハンドリングが煩雑となる等の問題があるが、上記した印刷法によれば、これらを回避できるのみならず、例えば、上記した日本特許第３１３７３２２号明細書において開示された、モールド樹脂によるウェハー（半導体素子）１表面の樹脂封止では、達成困難なガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃以下の熱硬化性樹脂層の形成も比較的容易になし得るからである。
【００３１】
一方、かかる液状樹脂を使用した典型的なコーティング法である印刷工程においては、塗布層内部にボイド等が発生することを回避するため、５０ｔｏｒｒ以下の減圧雰囲気下で行なう所謂、真空印刷によることが好ましい。５０ｔｏｒｒ以上だと、真空印刷の効果が少なく、樹脂層内部にボイドを包含し易いためである。また、加熱硬化についても、これを、１．５〜１０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度の加圧条件下で行うことが好ましい。１．５Ｋｇｆ／ｃｍ２程度以下であると、樹脂層内部にボイドを含みやすく、１０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度以上で加熱硬化するためには、装置を大型化することが必要となるためである。
【００３２】
かかる液状樹脂を用いた印刷法による場合、塗布厚みのばらつきが生じ易いため、塗布、硬化後に所定の厚みに調整することが好ましい。その方法としては、グラインディング、化学的エッチング、プラズマエッチング等の種々の方法を用いることができるが、操作の簡便さ等の観点からは、グラインディングが最も好ましい。
【００３３】
このように、本発明の半導体装置においては、アクティブ面２、裏面６ともに、これをコーティング法により形成した熱硬化性樹脂層で封止することにより、フィラー充填率の高い液状樹脂を使用して、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃以下の熱硬化性樹脂層による半導体素子の封止も比較的容易になし得ることとなる。
【００３４】
一方、図１、図２に示した本発明の半導体装置を構成するウェハー（半導体素子）１の裏面６に形成する熱硬化性樹脂層７に限定して言えは、ウェハー（半導体素子）１と熱硬化接合可能なフィルム状材料とのラミネート工程で、特に好適に形成することができる。即ち、フィルム状の材料を使用することにより、均一膜厚の熱硬化性樹脂層７を生産性良く得ることができるからである。
【００３５】
即ち、この熱硬化性樹脂層７を設けることにより、半導体装置を構成する半導体素子（半導体チップ）１の表裏の応力バランスを保ち、且つ、高速マウンタ等の工程での半導体素子（半導体チップ）１裏面のダメージを軽減することができるが、かかる目的を達成するためには、この熱硬化性樹脂層７の膜厚が、２０μｍ以上であることが好ましいが、膜厚が、１００μｍ以上になると、ウェハー（半導体素子）１に対する応力が大きくなり、これによる界面剥離等の発生が無視できなくなる。かかる熱硬化性樹脂フィルムの素材としては、特に限定されないが、密着性に優れたエポキシ樹脂フィルムが好適に使用可能である。さらには、この場合においても、フィラーを含有する熱硬化性樹脂フィルムを使用することが一層好ましい。フィラーを含有する熱硬化性樹脂フィルムを使用することにより半導体素子（半導体チップ）１の裏面の表面硬度が増し、上記した高速マウンタ等の工程に対する適応性をさらに向上させることができるからである。
【００３６】
また、この場合において、ウェハー（半導体素子）１の裏面６と熱硬化性樹脂フィルムとの接着は、ラミネート工程により、より効果的に行なうことができる。即ち、例えば、プレスによる接着では、脆いウェハー（半導体素子）１にダメージを与えてしまう可能性が高いためである。ラミネート工程による場合、張り合わせ圧力の小さいロールラミネータでも接着可能であるが、より好ましくは、実質的に無圧のラミネータを用いて行なうことが好ましく、特に、張り合わせ欠陥が無く、ボイド等が防止できる、所謂、真空ラミネータ装置を用いることが更に好ましい。
【００３７】
このように、本発明の半導体装置にあっては、裏面６の熱硬化性樹脂層７を熱硬化性樹脂組成物よりなるフィルム状材料とのラミネート工程で形成し得るので、ウェハー（半導体素子）１にダメージが少ないフィルムを用いたラミネート工程により、均一膜厚の熱硬化性樹脂層を生産性良く得ることが可能となる。
【００３８】
一方、図２に示した実施形態においても、ウェハー（半導体素子）１のアクティブ面２に外部接続用端子４が形成されており、その根本側は、熱硬化性樹脂層５によって覆われているが、外部接続用端子４の一部は、外部接続のために熱硬化性樹脂層５から露出した構造になっている。また、図１に示した実施形態と同様に、裏面６にも熱硬化性樹脂層７が形成されている。この実施形態においても、熱硬化性樹脂層５、７の役割、要求される特性、形成方法、効果等は、上記図１に示した実施形態と略同様である。
【００３９】
これに対して、図３は、本発明の上記と異なる第３の実施形態を示す断面図である。即ち、この実施形態では、ウェハー（半導体素子）１のアクティブ面２に外部接続のための接続バンプ部３が形成されており、この接続バンプ部３にさらに外部接続用端子４が接続されている。また、接続バンプ部３は、熱硬化性樹脂層５によって、外部接続用端子４との接続面を除いて埋設されている。一方、ウェハー（半導体素子）１の裏面６には、熱伝導性の良好な接着剤層８を介して、金属層１５が形成されている。
【００４０】
かかる半導体装置は、通常、ウェハーレベルで形成され、最終段階でＡ、Ｂ部が、ダイシングにより個片化されることによって、製造される。この場合においても、熱硬化性樹脂層５については、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物を使用し、上記実施形態と同様に、印刷法により好適に形成される。また、この熱硬化性樹脂層５の厚みについても、上記実施形態の場合と同様の理由から、３０μｍ〜３００μｍ程度が適当であり、さらに、好ましくは、７０μｍ〜１５０μｍである。
【００４１】
一方、裏面６に形成される熱伝導性の接着剤層８の厚みは、１０μｍ〜１００μｍが好ましい。即ち、これが１０μｍ未満であると、製造工程上でピンホール等が発生しやすく、充分な接着強度が確保できない場合がある一方、１００μｍを越えると、パッケージの反りが大きくなるためである。
【００４２】
また、金属層１５を構成する金属としては、特に限定されないが、熱放散性に優れ、安価な銅やアルミニウムが好適に使用可能である。金属層１５の厚みは５０μｍ〜３００μｍが好ましい。即ち、５０μｍ未満であると、本来の目的である機械的補強効果が充分に得られない一方、これが３００μｍを越えると、パッケージの反りが大きすぎたり、接着剤層８あるいは、ウェハー（半導体素子）１に過大な応力が発生し、不良の原因となる場合がある。
【００４３】
このように、本実施形態に係る半導体装置にあっては、裏面の熱硬化性樹脂層である、接着剤層８の外側に金属層１５を有するので、機械的補強効果を充分に確保し得ると共に、効率的に、熱を放散できることとなる。
【００４４】
図４は、本発明の更に異なる第４の実施形態を示す断面図である。即ち、図４に示す実施形態は、図１で示した実施形態において、ウェハー（半導体素子）１のアクティブ面２の外部接続用端子４（通常、ハンダボールが使用される）の根本部に、さらにこれを包み込むように、補強樹脂層９が熱硬化性樹脂層５と連続、一体化するように形成されている構造を有するものである。図５は、補強樹脂層９を形成する方法を示すもので、（ａ）〜（ｅ）は、かかる補強樹脂層９を形成する各工程を示す断面図である。即ち、補強樹脂層９は以下のように形成される。
▲１▼ウェハー（半導体素子）１のアクティブ面２の上の熱硬化性樹脂層５から露出している接続バンプ部３のパターンに対応した開口部１１を有するマスク１０を、位置合わせして重ねあわせる（図５（ａ））。
▲２▼印刷法等によりフラックス機能を有する熱硬化性樹脂９ａをパターン塗布する（図５（ｂ））、（図５（ｃ））。
▲３▼フラックス機能を有する熱硬化性樹脂９ａにより形成されたパターンに対応して所定のハンダボール４ｂを搭載する（図５（ｄ））。
▲４▼これを、通常のハンダボールマウント工程と同様に、リフロー処理することによって、図４で示したボール補強構造である補強樹脂層９を有する構造が形成される（図５（ｅ））。
【００４５】
この場合において、マスク１０としては、通常のフラックス印刷の場合と同じく、ステンレスまたはアルミニウムで作られたメタルマスクを使用することが好ましいが、特に、これらのみに限定されるものではない。また、フラックス機能を有する熱硬化性樹脂９ａによるパターン形成についても、印刷法のみに限定されるものではなく、上記課題解決に寄与する限りにおいて、何ら制限がないことは勿論である。
【００４６】
このように、図５（ａ）〜（ｅ）に示した補強樹脂層９を形成する工程は、ボールマウント工程において、通常のハンダフラックスに代えて、フラックス機能を有する熱硬化性樹脂９ａを使用することにより達成されるというものである。この結果、本発明の上記各実施形態におけるボールマウント工程において、通常のハンダフラックスに代えて、フラックス機能を有する熱硬化性樹脂９ａを使用することにより、対応する補強樹脂層９を形成し得ることとなる。
【００４７】
使用可能なフラックス機能を有する熱硬化性樹脂９ａとしては、特に制限されないが、相溶性を有するフラックス化合物を添加したエポキシ樹脂組成物、ポリエステル樹脂組成物等を例示できる。
【００４８】
このように、本発明の半導体装置においては、外部接続用端子４を形成する際のハンダボールのボールマウント工程時のフラックスとして、フラックス機能を有する熱硬化性樹脂を用いることにより、ボール補強構造である補強樹脂層を容易且つ簡便に形成することができ、接続バンプ部、或いは、外部接続用端子の根本を補強する効果をさらに強化できることとなる。
【００４９】
【実施例】
以下、本発明の上記各実施形態の半導体装置についての実施例を、比較例を交えて具体的に説明する。
【００５０】
［実施例１］ ２×３ｍｍの最小単位を持ち、約０．５ｍｍピッチで１０個の共晶ハンダバンプ（融点１８３℃、１５０μｍΦ）が形成されているデジーチェインＴＥＧを作り込んだ４インチのシリコンウェハー（厚さ４５０μｍ）を用いて、ウェハーレベルＣＳＰの組立を行った。このシリコンウェハー（半導体素子）のアクティブ面に、厚さ０．３ｍｍのメタルマスクを用いて、１ｔｏｒｒの減圧条件下で樹脂印刷を行った。印刷用樹脂として、硬化後のＴｇが４６℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８１−１２（松下電工（株）製）を用いた。なお、ここでいうエポキシ樹脂組成物とは、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤を含んでなり、硬化後に絶縁層を形成する未硬化の混合物（溶媒を除く）をいう。また、上記した液状エポキシ樹脂組成物の硬化後のＴｇの測定については、このエポキシ樹脂組成物を１００℃で、１時間硬化した後に１５０℃で、３時間硬化して１ｍｍ×５ｍｍ×５０ｍｍの試験片を作製した後、これを粘弾性スペクトロメーター（セイコー電子工業株式会社製ＤＭＳ１１０）により５℃／分の速度で昇温した際の測定値〔ｔａｎδのピーク温度〕を用いた。
【００５１】
印刷後、５Ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で窒素ガスをパージした加圧オーブン内で、８０℃で１時間加熱した後、更に１５０℃で６時間加熱して上記印刷用樹脂を加熱硬化した。加熱硬化後、８０μｍ程度のパッケージ反りが認められたが、真空吸着によりフラット化した形で、厚さが、１００μｍになるまで、グラインディングした。グラインディングした後は、パッケージ反りは全く認められなかった。次に、ウェハー（半導体素子）の裏面（アクティブ面の反対側の面）に、上記と全く同じ方法により、１００μｍの厚みの樹脂層を形成した。このようにして得られた、表裏両面に樹脂層が形成された上記ウェハーのアクティブ面に露出しているハンダバンプ上に、０．３５ｍｍΦのハンダボールを、通常の方法でボールマウントした。これを、通常の方法でダイシングして、図１に示した断面構造を有するウェハーレベルＣＳＰを得た。なお、ダイシングに当たっては、ダイシング幅を調整し、２×３ｍｍ、６×６ｍｍ、８×９ｍｍ、１２×１２ｍｍ角の各サイズのパッケージが得られるようにした。
【００５２】
［実施例２］ 実施例１において、アクティブ面、裏面の両面にＴｇが７５℃、フィラー含有率が、７０質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８０（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５３】
［実施例３］ 実施例１において、アクティブ面には印刷用樹脂として、硬化後のＴｇが４６℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８１−１２（松下電工（株）製）を用い、裏面にはＴｇが７５℃、フィラー含有率が、７０質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８０（松下電工（株）製）を用い、且つ、印刷時に厚さが、０．１ｍｍのメタルマスクを用い、硬化後のグラインディングを行わないプロセスを採用したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５４】
［実施例４］ 実施例１において、印刷を常圧下で実施したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５５】
［実施例５］ 実施例１において、樹脂の硬化反応を常圧下で実施したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５６】
［実施例６］ 実施例１において、印刷を常圧下で実施し、且つ硬化反応を常圧下で実施したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５７】
［実施例７］ 実施例１において、アクティブ面、裏面の両面にＴｇが６１℃で、フィラーを添加していない液状エポキシ樹脂組成物であるＬＡ６０Ｋ（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５８】
［実施例８］ 実施例１において、アクティブ面、裏面の両面にＴｇが１６４℃、フィラー含有率が、７６質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＣＶ５４２３Ａ（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００５９】
［実施例９］ 実施例１において、アクティブ面、裏面の両面にＴｇが１２５℃、フィラー含有率が、４０質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＣＶ５１８６ＳＴ（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６０】
［実施例１０］ ２×３ｍｍの最小単位を持ち、約０．５ｍｍピッチで１０個の共晶ハンダバンプ（融点１８３℃、１５０μｍΦ）が形成されているデジーチェインＴＥＧを作り込んだ４インチシリコンウェハー（厚さ４５０μｍ）を用いて、ウェハーレベルＣＳＰの組立を行った。このウェハーのアクティブ面に、厚さ０．３ｍｍのメタルマスクを用いて、１ｔｏｒｒの減圧条件下で樹脂印刷を行った。印刷用樹脂として、硬化後のＴｇが４６℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８１−１２（松下電工（株）製）を用いた。印刷後、５Ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で窒素ガスをパージした加圧オーブン内で、８０℃で１時間加熱した後、更に１５０℃で６時間加熱して上記印刷用樹脂を加熱硬化した。加熱硬化後、８０μｍ程度のパッケージ反りが認められたが、真空吸着によりフラット化した形で、厚さが、１００μｍになるまで、グラインディングした。グラインディングした後は、パッケージ反りは全く認められなかった。次に、ウェハーの裏面（アクティブ面の反対側の面）に、真空ラミネータ（名機製作所製）により、４インチΦにカットしたエポキシ樹脂系熱硬化性フィルムであるＲ０８５５（厚さ７０μｍ、溶融シリカ［フィラー］１３質量％含有品、Ｔｇ：１７０℃ 松下電工（株）製）をこのウェハーの裏面に貼り付けた。即ち、カバーフィルムを除去した後、１２０℃、２分の条件下でラミネートし、キャリアフィルムを取り去って、アフターキュアとして１７０℃の温度で１時間処理した。このようにして得た表裏両面に樹脂層が形成された上記ウェハーのアクティブ面に露出しているハンダバンプ上に、０．３５ｍｍΦのハンダボールを、通常の方法でボールマウントした。これを、通常の方法でダイシングして、図１に示した断面構造を有するウェハーレベルＣＳＰを得た。なお、ダイシングに当たっては、ダイシング幅を調整し、２×３ｍｍ、６×６ｍｍ、８×９ｍｍ、１２×１２ｍｍ角の各サイズのパッケージが得られるようにした。
【００６１】
［実施例１１］ 実施例１０において、アクティブ面にＴｇが７５℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８０（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６２】
［実施例１２］ 実施例１０において、裏面に厚さ５０μｍのものを用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６３】
［実施例１３］ 実施例１０において、ラミネートを常圧下で実施したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６４】
［実施例１４］ 実施例１０において、アクティブ面にＴｇが１６４℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＣＶ５４２３Ａ（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６５】
［実施例１５］ 実施例１０において、アクティブ面にＴｇが１２５℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＣＶ５１８６ＳＴ（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６６】
［実施例１６］ 実施例１０において、裏面の樹脂フィルムラミネートを２枚重ねで行い、裏面熱硬化性樹脂層厚を１４０μｍとしたこと以外は、全く同様にして、図１の構造を持つ上記各サイズのパッケージを得た。
【００６７】
［実施例１７］ ２×３ｍｍの最小単位を持ち、約０．５ｍｍピッチで１０個の共晶ハンダバンプ（融点１８３℃、１５０μｍΦ）が形成されているデジーチェインＴＥＧを作り込んだ４インチのシリコンウェハー（厚さ４５０μｍ）を用いて、ウェハーレベルＣＳＰの組立を行った。このウェハーのアクティブ面に、厚さ０．３ｍｍのメタルマスクを用いて、１ｔｏｒｒの減圧条件下で樹脂印刷を行った。印刷用樹脂として、硬化後のＴｇが４６℃、フィラー含有率が、７５質量％の液状エポキシ樹脂組成物であるＸＶ−５３８１−１２（松下電工（株）製）を用いた。印刷後、５Ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で窒素ガスをパージした加圧オーブン内で、８０℃で１時間加熱した後、更に１５０℃で６時間加熱して上記印刷用樹脂を加熱硬化した。加熱硬化後、８０μｍ程度のパッケージ反りが認められたが、真空吸着によりフラット化した形で、厚さが、１００μｍになるまで、グラインディングした。グラインディングした後は、パッケージ反りは全く認められなかった。次に、ウェハーの裏面（アクティブ面の反対側の面）に、上記アクティブ面と同じく樹脂印刷法により、接着剤として、銀ペースト＃８３５５Ｆ（エーブルボンド社製）を使用して５０μｍの厚みの樹脂層（接着剤層）を形成した。この樹脂層（接着剤層）に厚さ０．２ｍｍのアルミニウム板を積層、接着して得られた多層体のウェハーのアクティブ面に露出しているハンダバンプ上に、０．３５ｍｍΦのハンダボールを、通常の方法でボールマウントした。これを、通常の方法でダイシングして、図３に示した断面構造を有するウェハーレベルＣＳＰを得た。なお、ダイシングに当たっては、ダイシング幅を調整し、２×３ｍｍ、６×６ｍｍ、８×９ｍｍ、１２×１２ｍｍ角の各サイズのパッケージが得られるようにした。
【００６８】
［比較例１］ 実施例１において、アクティブ面にＴｇが室温以下で、フィラーを添加していないシリコーンゴムであるＴＳＥ３２５１（ＧＥ東芝シリコーン（株）製）をスピンコーティングして１００μｍの厚さに塗布したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００６９】
［比較例２］ 実施例１において、ウェハーの裏面にＴｇが室温以下で、フィラーを添加していないシリコーンゴムであるＴＳＥ３２５１（ＧＥ東芝シリコーン（株）製）を１００μｍの厚さに印刷塗布したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００７０】
［比較例３］ 実施例１において、裏面の樹脂コートを行わないこと以外は、全く同様にして、図６の構造を持つ上記各サイズのパッケージを得た。
【００７１】
［比較例４］ 実施例１０において、アクティブ面にＴｇが６１℃で、フィラーを添加していない液状エポキシ樹脂組成物であるＬＡ６０Ｋ（松下電工（株）製）を用いたこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００７２】
［比較例５］ 実施例１０において、アクティブ面にＴｇが室温以下で、フィラーを添加していないシリコーンゴムであるＴＳＥ３２５１（ＧＥ東芝シリコーン（株）製）をスピンコーティングして１００μｍの厚さに塗布したこと以外は、全く同様にして、上記各サイズのパッケージを得た。
【００７３】
［比較例６］ 実施例１０において、裏面の樹脂フィルムラミネート工程に代えて、５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力下で、１４０℃で熱プレスを行ったこと以外は、全く同様にして、図１の構造を持つ上記各サイズのパッケージを得た。
【００７４】
［実施例１８］ 実施例１において、通常のボールマウント工程のフラックス印刷に代えて、フラックス機能を有する接着剤であるＣＶ５３７０（松下電工（株）製）を使用して、０．１ｍｍの厚みのメタルマスクにより、アクティブ面の各ハンダバンプ露出部に０．８ｍｍΦのパターンを印刷した後、０．３５ｍｍΦハンダボールを搭載し、最高温度２１５℃のリフロー炉で処理することによって、ボールマウントした。このようにして得られた、ハンダボール付きウェハーを実施例１と全く同様にダイシング個片化することによって、図４で示した断面構造を持つ上記各サイズのパッケージを得た。
【００７５】
上記のようにして得た実施例１〜１７、比較例１〜７のパッケージについての評価は具体的には、以下のように行なった。これらの評価結果を表１に示す。また、実施例１８で得られた図４で示した断面構造を持つ上記各サイズのパッケージの内、１２ｍｍ角パッケージを選び、表１の実装信頼性評価用試料に相当する２次実装品を作成し、実施例１のパッケージとＴＣＴ信頼性の試験結果を比較した。これを表２に示す。
【００７６】
＜評価＞
▲１▼パッケージ反り １２ｍｍ角のパッケージの裏面を対角線方向に、表面粗さ計で測定し、その最大反り量を求めた。
【００７７】
▲２▼ＴＣＴ（温度サイクル試験）信頼性 上記各サイズのパッケージを、−６５℃〜１５０℃、各１５分の条件でＴＣＴ（温度サイクル試験）を５００回繰り返した後に、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の判定基準により、顕微鏡による剥離観察にて判定した。
（Ａ） １２ｍｍ角のパッケージにおいても剥離無し。
（Ｂ） １２ｍｍ角のパッケージにおいては剥離したが、８×９ｍｍのパッケージにおいては剥離無し。
（Ｃ） ８×９ｍｍ以上のパッケージにおいては剥離したが、６×６ｍｍのパッケージにおいては剥離無し。
（Ｄ） ６×６ｍｍ以上のパッケージにおいては剥離したが、２×３ｍｍのパッケージにおいては剥離無し。
（Ｅ） ２×３ｍｍのパッケージにおいても剥離有り。
【００７８】
▲３▼実装信頼性 ０．５４ｍｍの厚さのＦＲ−４基板上に、各パッケージをハンダペーストを用いて２次実装し、−５５℃〜１２５℃、各１５分の条件でＴＣＴ（温度サイクル試験）を１０００回繰り返した後に、導通試験により判定し、５％以上のボール切断が見られたものを不合格、５％未満のものを合格と判定した。
（Ａ）１２ｍｍ角のパッケージにおいては合格。
（Ｂ）１２ｍｍ角のパッケージにおいては不合格となったが、８×９ｍｍのパッケージでは合格。
（Ｃ） ８×９ｍｍ以上のパッケージにおいては不合格となったが、６×６ｍｍのパッケージでは合格。
（Ｄ） ６×６ｍｍ以上のパッケージにおいては不合格となったが、２×３ｍｍのパッケージでは合格。
（Ｅ） ２×３ｍｍのパッケージにおいても不合格。
【００７９】
▲４▼ボールシェアテスト シェアテスタを用いて、シェア強度を測定した。その結果、ボールとバンプの界面で破壊し、２００ｇ／バンプ以上の値が得られたものを合格、ボールとバンプ界面で破壊せず、より下部のバンプにダメージが見られたもの、或いは、樹脂層そのものの破壊が見られたものを不合格とした。
【００８０】
▲５▼耐衝撃性 １ｍの高さから、各パッケージを裏面を下にしてコンクリート製の床に落下させる試験を１０回繰り返した後、裏面のチッピングを観察し、４種類のパッケージ全てにおいてチッピング現象が観察されたものを×、全てのパッケージにおいてチッピングが起こらなかったものを○、これら以外のものを△と判定した。
【００８１】
【表１】
【００８２】
また、実施例１７は、本発明の半導体装置において、裏面６の熱硬化性樹脂層７である熱伝導性の良好な接着剤層８の外側に金属層１５を有する構造（図３参照）を具備するものであり、実質的にパッケージ反りが認められないことから、機械的補強効果を充分に確保しているものと考えられる。
【００８３】
一方、表２については、このように、ボール補強構造である補強樹脂層９を形成した実施例１８において、かかる構造を有しない実施例１と比較して、より高い２次実装信頼性を持つパッケージが得られることが判った。
【００８４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る半導体装置にあっては、外部接続用端子を有する複数の半導体素子を形成したウェハーを封止樹脂で封止して樹脂層を形成する樹脂封止工程と、前記ウェハーを前記樹脂層と共に切断して個々の半導体素子に分離する分離工程とを、少なくとも具備する製造方法により製造される半導体装置において、前記外部接続用端子が形成された半導体素子のアクティブ面をコーティング法により形成した熱硬化性樹脂層で封止していることを特徴とするので、フィラー充填率の高い液状樹脂を使用して、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃以下の熱硬化性樹脂層による半導体素子のアクティブ面の封止も比較的容易になし得るという優れた効果を奏する。
【００８５】
請求項２に係る半導体装置にあっては、請求項１記載の半導体装置において、前記アクティブ面の熱硬化性樹脂層を、ガラス転移温度が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物硬化体で形成したことを特徴とするので、請求項１記載の半導体装置の発明の効果に加えて、接続バンプ部、或いは、外部接続用端子の根本を補強する効果を確保できる一方、内部応力、特に、熱硬化性樹脂層と半導体素子との界面に残留する硬化応力を緩和し得るという優れた効果を奏する。
【００８６】
請求項３に係る半導体装置にあっては、請求項１または請求項２記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層をコーティング法で形成したことを特徴とするので、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の発明の効果に加えて、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、１００℃以下の熱硬化性樹脂層の形成も比較的容易になし得るという優れた効果を奏する。
【００８７】
請求項４に係る半導体装置にあっては、請求項３記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層を、ガラス転移温度が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物硬化体で形成したことを特徴とするので、請求項３記載の半導体装置の発明の効果に加えて、内部応力、特に、熱硬化性樹脂層と半導体素子との界面に残留する硬化応力を緩和し得るという優れた効果を奏する。
【００８８】
請求項５に係る半導体装置にあっては、請求項１または請求項２記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層を熱硬化性樹脂組成物よりなるフィルム状材料とのラミネート工程で形成したことを特徴とするので、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の発明の効果に加えて、ウェハー（半導体素子）にダメージが少ないフィルムを用いたラミネート工程により、均一膜厚の熱硬化性樹脂層を生産性良く得ることができるという優れた効果を奏する。
【００８９】
請求項６に係る半導体装置にあっては、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体装置において、前記裏面の熱硬化性樹脂層の外側に金属層を有することを特徴とするので、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体装置の発明の効果に加えて、機械的補強効果を充分に確保し得ると共に、効率的に、熱を放散できるという優れた効果を奏する。
【００９０】
請求項７に係る半導体装置にあっては、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の半導体装置において、前記外部接続用端子がハンダボールを加工して形成されていて、該ハンダボールのボールマウント工程時のフラックスとして、フラックス機能を有する熱硬化性樹脂を用いることを特徴とするので、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の半導体装置の発明の効果に加えて、ボール補強構造である補強樹脂層を容易且つ簡便に形成することができ、接続バンプ部、或いは、外部接続用端子の根本を補強する効果をさらに強化できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の典型的実施形態である半導体装置の断面図を示している。
【図２】本発明の図１に示した実施形態と異なる第２の実施形態である半導体装置を示す断面図である。
【図３】本発明の上記と異なる第３の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の更に異なる第４の実施形態を示す断面図である。
【図５】補強樹脂層９を形成する方法を示すもので、（ａ）〜（ｅ）は、かかる補強樹脂層９を形成する各工程を示す断面図である。
【図６】従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１上の接続バンプ部３を封止用樹脂層５ａでカバーし、その上端を露出させた上で、別のコンタクト用ハンダボールを外部接続用端子４として形成させた構造を示す断面図である。
【図７】従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１上の外部接続ボール４ａの一部を封止用樹脂層５ａでカバーしつつ、接続用として、その一部を露出させた構造を示す断面図である。
【図８】従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１の裏面６に補強層１２である樹脂層１２ａを形成した構造を示す断面図である。
【図９】従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、ウェハー（半導体素子）１の裏面６に補強層１２である金属等の補強板１２ｂを形成した構造を示す断面図である。
【図１０】従来例に係る半導体装置の構造を示すもので、剥離不良を起こしやすいパッケージ端面１３が樹脂層１４で補強された構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 半導体素子（半導体チップ ウェハー）
２ アクティブ面〔半導体素子１〕
３ 接続バンプ部〔アクティブ面２〕
４ 外部接続用端子〔アクティブ面２〕
４ａ 外部接続ボール〔アクティブ面２〕
４ｂ ハンダボール〔アクティブ面２〕
５ 熱硬化性樹脂層〔アクティブ面２〕
５ａ 封止用樹脂層
６ 裏面〔半導体素子１〕
７ 熱硬化性樹脂層〔裏面６〕
８ 接着剤層〔裏面６〕
９ 補強樹脂層
９ａ 熱硬化性樹脂
１０ マスク
１１ 開口部〔マスク１０〕
１２ 補強層〔裏面６〕
１２ａ 樹脂層〔裏面６〕
１２ｂ 補強板〔裏面６〕
１３ パッケージ端面
１４ 樹脂層〔パッケージ端面１３〕
１５ 金属層
Claims (7)
- 外部接続用端子を有する複数の半導体素子を形成したウェハーを封止樹脂で封止して樹脂層を形成する樹脂封止工程と、前記ウェハーを前記樹脂層と共に切断して個々の半導体素子に分離する分離工程とを、少なくとも具備する製造方法により製造される半導体装置において、前記外部接続用端子が形成された半導体素子のアクティブ面をコーティング法により形成した熱硬化性樹脂層で封止していることを特徴とする半導体装置。
- 前記アクティブ面の熱硬化性樹脂層を、ガラス転移温度が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物硬化体で形成したことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
- 前記裏面の熱硬化性樹脂層をコーティング法で形成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体装置。
- 前記裏面の熱硬化性樹脂層を、ガラス転移温度が、４０℃〜１００℃で、且つ、フィラー充填率が、６０質量％以上、８０質量％以下の熱硬化性樹脂組成物硬化体で形成したことを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
- 前記裏面の熱硬化性樹脂層を熱硬化性樹脂組成物よりなるフィルム状材料とのラミネート工程で形成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体装置。
- 前記裏面の熱硬化性樹脂層の外側に金属層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記外部接続用端子がハンダボールを加工して形成されていて、該ハンダボールのボールマウント工程時のフラックスとして、フラックス機能を有する熱硬化性樹脂を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002246651A JP3870876B2 (ja) | 2002-08-27 | 2002-08-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002246651A JP3870876B2 (ja) | 2002-08-27 | 2002-08-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004087789A true JP2004087789A (ja) | 2004-03-18 |
| JP3870876B2 JP3870876B2 (ja) | 2007-01-24 |
Family
ID=32054493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002246651A Expired - Fee Related JP3870876B2 (ja) | 2002-08-27 | 2002-08-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3870876B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007012755A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Rohm Co Ltd | 半導体装置および半導体装置集合体 |
| JP2007035880A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Matsushita Electric Works Ltd | バンプ付きウエハの製造方法、バンプ付きウエハ、半導体装置 |
| JP2010177296A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置実装基板 |
| JP2012054293A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Hitachi Chem Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US8164201B2 (en) | 2005-06-29 | 2012-04-24 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device with front and back side resin layers having different thermal expansion coefficient and elasticity modulus |
| WO2012169162A1 (ja) * | 2011-06-06 | 2012-12-13 | 住友ベークライト株式会社 | 補強部材、半導体パッケージ、半導体装置、半導体パッケージの製造方法 |
| CN112447532A (zh) * | 2019-08-29 | 2021-03-05 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种封装方法 |
-
2002
- 2002-08-27 JP JP2002246651A patent/JP3870876B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007012755A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Rohm Co Ltd | 半導体装置および半導体装置集合体 |
| US8164201B2 (en) | 2005-06-29 | 2012-04-24 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device with front and back side resin layers having different thermal expansion coefficient and elasticity modulus |
| US8664779B2 (en) | 2005-06-29 | 2014-03-04 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device with front and back side resin layers having different thermal expansion coefficient and elasticity modulus |
| US8723339B2 (en) | 2005-06-29 | 2014-05-13 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device with front and back side resin layers having different thermal expansion coefficient and elasticity modulus |
| JP2007035880A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Matsushita Electric Works Ltd | バンプ付きウエハの製造方法、バンプ付きウエハ、半導体装置 |
| JP2010177296A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置実装基板 |
| JP2012054293A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Hitachi Chem Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| WO2012169162A1 (ja) * | 2011-06-06 | 2012-12-13 | 住友ベークライト株式会社 | 補強部材、半導体パッケージ、半導体装置、半導体パッケージの製造方法 |
| JPWO2012169162A1 (ja) * | 2011-06-06 | 2015-02-23 | 住友ベークライト株式会社 | 補強部材、半導体パッケージ、半導体装置、半導体パッケージの製造方法 |
| CN112447532A (zh) * | 2019-08-29 | 2021-03-05 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种封装方法 |
| CN112447532B (zh) * | 2019-08-29 | 2022-08-19 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种封装方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3870876B2 (ja) | 2007-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8436479B2 (en) | Semiconductor device having a chip bonding using a resin adhesive film and method of manufacturing the same | |
| US7459782B1 (en) | Stiffener for flip chip BGA package | |
| JP4802246B2 (ja) | 半導体装置 | |
| WO2015162808A1 (ja) | 保護テープ、及びこれを用いた半導体装置の製造方法 | |
| KR101023844B1 (ko) | 접착수지 조성물, 접착필름, 다이싱 다이 본딩 필름 및반도체 장치 | |
| JP5890960B2 (ja) | フリップチップ実装方法 | |
| KR102190194B1 (ko) | 접착 필름, 다이싱·다이본딩 필름, 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치 | |
| JP6018967B2 (ja) | 熱硬化性封止樹脂シート及び電子部品パッケージの製造方法 | |
| KR20120064701A (ko) | 접착 필름, 다층 회로 기판, 전자 부품 및 반도체 장치 | |
| TWI664684B (zh) | 接著膜、切晶黏晶膜、半導體裝置之製造方法及半導體裝置 | |
| US20120205820A1 (en) | Encapsulating resin sheet and semiconductor device using the same, and manufacturing method for the semiconductor device | |
| JP2011159694A (ja) | 半導体装置の製造方法、それにより得られる半導体装置及びそれに用いるダイシングフィルム一体型チップ保護フィルム | |
| US20060131746A1 (en) | Circuit device | |
| JPH10289969A (ja) | 半導体装置およびそれに用いる封止用樹脂シート | |
| KR20180065924A (ko) | 접착 필름, 다이싱·다이 본드 필름, 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치 | |
| JP3870876B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| Murai et al. | Study of Fabrication and Reliability for the extremely large 2.5 D advanced Package | |
| JP5754072B2 (ja) | 粘接着剤組成物、回路部材接続用粘接着剤シート及び半導体装置の製造方法 | |
| JP3855900B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP5715680B1 (ja) | 接着フィルム、ダイシング・ダイボンドフィルム、半導体装置の製造方法 | |
| JP2012074636A (ja) | 接合方法、半導体装置、多層回路基板および電子部品 | |
| TWI648368B (zh) | Film, dicing die, film manufacturing method, and semiconductor device | |
| JP2015122425A (ja) | 半導体装置の製造方法、半導体装置、包埋用接着フィルム、及びダイシング・ダイボンドフィルム | |
| JP5564782B2 (ja) | 接着剤組成物、フィルム状接着剤、接着シート及び半導体装置 | |
| JP2008004751A (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040820 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050322 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050523 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060613 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060804 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060829 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060829 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060926 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061009 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3870876 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091027 Year of fee payment: 3 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091027 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131027 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |