JP2011044720A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上面に電極16が設けられた半導体チップ11と、半導体チップが接着材層18を介してダイボンディングされるエリアのうち当該接着材層が実際に接しているダイボンディング領域、及び、電極とワイヤ17を介して電気的に接続されるワイヤボンディング領域を有する基板21とを備えた半導体装置。
【選択図】図1
Description
半導体装置80が備える基板91の両面には、所定のパターンを有する導体層93が形成されていて、両面に形成された導体層93の一部が、基板91に形成されたビアホール96によって接続されている。基板91の表面(上面)には、導体層93の一部を露出させて残りの導体層93及び基板91を覆うように、ソルダーレジスト層95が形成されていて、その露出した導体層93の表面には、複数のワイヤボンディングパッド94が形成されている。
(1) 上面に電極が設けられた半導体チップと、
上記半導体チップが接着材層を介してダイボンディングされるエリアのうち当該接着材層が実際に接しているダイボンディング領域、及び、上記電極とワイヤを介して電気的に接続されるワイヤボンディング領域を有する基板と
を備えた半導体装置。
(2) 上面に電極が設けられた半導体チップと、
前記半導体チップが接着材層を介してダイボンディングされるエリアのうち当該接着材層が実際に接しているダイボンディング領域、及び、前記電極とワイヤを介して電気的に接続されるワイヤボンディング領域を有する基板と
前記ワイヤボンディング領域と前記ダイボンディング領域との間に形成された溝と
を備えた半導体装置。
(3) 電極と切欠部とが設けられた半導体チップと、
前記半導体チップが接着材層を介してダイボンディングされるエリアのうち当該接着材層が実際に接しているダイボンディング領域、及び、前記電極とワイヤを介して電気的に接続されるワイヤボンディング領域を有する基板と
を備えた半導体装置。
(4)上面に電極と切欠部とが設けられた半導体チップと、
前記半導体チップが接着材層を介してダイボンディングされるエリアのうち当該接着材層が実際に接しているダイボンディング領域、及び、前記電極とワイヤを介して電気的に接続されるワイヤボンディング領域を有する基板と、
前記ワイヤボンディング領域と前記ダイボンディング領域との間に形成された溝と
を備えた半導体装置。
(5)上面に電極が設けられた半導体チップと、
前記半導体チップが接着材層を介してダイボンディングされるエリアのうち当該接着材層が実際に接しているダイボンディング領域、及び、前記電極とワイヤを介して電気的に接続されるワイヤボンディング領域を有する基板と
を備えた半導体装置であって、
前記ワイヤボンディング領域と前記ダイボンディング領域との最短距離が、100μm以上であることを特徴とする半導体装置。
(6)前記ワイヤボンディング領域と前記ダイボンディング領域との間に形成された溝をさらに備えている、(5)に記載の半導体装置。
一方、ワイヤボンディング領域とダイボンディング領域との最短距離は、400μm以下であることが好ましい。400μmを超えると、半導体装置の小型化を図ることが困難である。
(8)前記基板の表面にソルダーレジスト層が形成されており、前記ソルダーレジスト層に前記溝が形成されている、(2)、(4)、(6)または(7)に記載の半導体装置。
(9)前記ソルダーレジスト層には、前記ワイヤボンディング領域と前記ダイボンディング領域との間に、4つの前記溝が形成されている、(8)に記載の半導体装置。
(10)前記4つの溝は、それぞれ前記ダイボンディング領域の辺に沿って形成されている、(9)に記載の半導体装置。
(11)前記溝が、前記ダイボンディング領域の辺に沿って形成された溝である、(2)、(4)、(6)〜(8)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(12)前記溝は、1つより多い、(11)に記載の半導体装置。
(13)前記溝は、ダイボンディング領域を包囲する連続した溝である(2)、(4)、(6)〜(8)、(11)、(12)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(15)前記半導体チップの下面に、該下面の周縁に沿って、前記切欠部が形成されている(3)に記載の半導体装置。
(17)前記半導体チップの上面には、該上面の周縁に沿って、前記切欠部が形成されている(3)又は(4)に記載の半導体装置。
(19)前記基板は、ビスマレイミド−トリアジン樹脂(BT樹脂)、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、およびフェノール樹脂、これらの樹脂にガラス繊維等の補強材を含浸したもの、ならびにセラミックのうちのいずれかを含む、(1)〜(18)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(20)前記基板は、ガラス繊維を含浸したエポキシ樹脂からなる、(1)〜(18)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(21)前記基板の両面に、導体層が形成されている、(1)〜(20)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(22)前記導体層はCu層である、(21)記載の半導体装置。
(23)前記導体層は、前記基板の表面の外周部分に形成された導体層と、前記基板の裏面の外周部分に形成された導体層とを含む、(21)または(22)に記載の半導体装置。
(24)前記基板の表面の外周部分に形成された導体層と、前記基板の裏面の外周部分に形成された導体層とが、ビアホールによって接続されている、(23)に記載の半導体装置。
(25)前記基板の両面に形成された夫々の導体層がビアホールによって接続されている、(21)または(22)に記載の半導体装置。
(26)前記ビアホールは、前記基板に穿設された貫通孔の壁面に金属薄膜が形成され、該貫通孔に充填材が充填されたものである、(24)または(25)に記載の半導体装置。
(27)前記充填材は、絶縁性充填材、または金属充填材等の導電性充填材である、(26)に記載の半導体装置。
(28)前記基板の表面には、前記基板の外周部分に形成された前記導体層の一部を露出させて、残りの前記導体層及び前記基板を覆うように、第1のソルダーレジスト層が形成されている、(23)〜(27)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(29)前記露出した導体層の表面に、ワイヤボンディングパッドが形成されている、(28)に記載の半導体装置。
(30)前記基板の表面には、前記導体層の一部を露出させて、残りの前記導体層及び前記基板を覆う第1のソルダーレジスト層が形成されていて、前記第1のソルダーレジスト層から露出した前記導体層の表面にワイヤボンディングパッドが形成されている、(21)または(22)に記載の半導体装置。
(31)前記ワイヤボンディングパッドはNi層やAu層からなる、(29)または(30)に記載の半導体装置。
(32)前記半導体チップの上面に設けられた電極と前記ワイヤボンディングパッドとがワイヤによって電気的に接続されている。(29)〜(31)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(33)前記ワイヤボンディングパッドは、前記半導体装置の外周に沿って複数設けられており、前記第1のソルダーレジスト層から露出している、(29)〜(32)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(34)前記第1のソルダーレジスト層は、前記導体層の一部のみを露出させるように形成されている、(28)〜(33)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(35)前記第1のソルダーレジスト層に、前記接着材層を介して前記半導体チップがダイボンディングされている、(28)〜(34)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(36)前記半導体チップは、前記第1のソルダーレジスト層の中央部分に、前記接着材層を介してダイボンディングされている、(35)に記載の半導体装置。
(37)前記基板の裏面には、前記導体層の一部を露出させて残りの前記導体層及び前記基板を覆うように第2のソルダーレジスト層が形成されており、前記第2のソルダーレジスト層から露出した前記導体層の表面にはランドが形成されている、(21)〜(36)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(38)前記ランド上には、半田バンプが形成されている、(37)に記載の半導体装置。
(39)前記基板の表面において、前記半導体チップの真下に位置する領域が、前記ダイボンディング領域である、(1)〜(38)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(40)前記接着材層の厚さが、30〜50μmである、(1)〜(39)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(42)前記基板の表面全体と前記半導体チップを封止する樹脂パッケージ部が形成されている、(1)〜(41)のいずれか一項に記載の半導体装置。
(43)前記樹脂パッケージ部は、エポキシ樹脂を含有している、(42)に記載の半導体装置。
(44)前記基板は、複数の板状体が積層されたものである、(1)〜(43)のいずれか一項に記載の半導体装置。
半導体装置10が備える基板21は、ガラス繊維を含浸したエポキシ樹脂からなるものである。なお、本発明において、基板としては、特に限定されるものではなく、例えば、ビスマレイミド−トリアジン樹脂(BT樹脂)、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、これらの樹脂にガラス繊維等の補強材を含浸したもの、セラミック等からなる基板を挙げることができる。
基板21の表面の外周部分に形成された導体層23と、基板21の裏面の外周部分に形成された導体層23とは、ビアホール26によって接続されている。ビアホール26は、基板21に穿設された貫通孔の壁面に無電解メッキや電解メッキ等によって金属薄膜が形成され、さらに該貫通孔に充填材が充填されたものである。上記充填材としては、特に限定されるものではなく、例えば、樹脂充填材等の絶縁性充填材であってもよく、金属充填材等の導電性充填材であってもよい。
また、基板21の裏面には、導体層23の一部を露出させて残りの導体層23及び基板21を覆うように、ソルダーレジスト層29が形成されていて、その露出した導体層23の表面には、Ni層やAu層からなる複数のランド27が形成されている。
各ランド27上には、半田バンプ28が形成されている。本実施形態では、予めランド27上に半田バンプ28が形成されている場合について説明するが、本発明はこの例に限定されず、例えば、実装時に半田ボールや半田ペースト等を用いて直接、プリント基板に実装することとしてもよい。
図中、Tは、接着材層18の厚さを示している。接着材層18の厚さTは、30〜50μmである。なお、本発明において、接着材層18の厚さTは、図1に示すように、半導体チップ11の下面11aまでの厚さであり、接着材層18の厚さTには、切欠部12に入り込んだ接着材層18の厚さは含まれない。
半導体装置10には、基板21の表面(上面)全体を覆うように半導体チップ11を封止する樹脂パッケージ部19が形成されている。樹脂パッケージ部19は、例えば、エポキシ樹脂等を含有する樹脂組成物からなるものである。
図2においては、説明の便宜上、半導体チップ11の上面11cに形成された電極16、ワイヤ17及び樹脂パッケージ部19を、図示していない。
図中、ワイヤボンディングパッド24が設けられた領域は、ワイヤボンディング領域である。また、半導体チップ11がダイボンディングされた領域は、ダイボンディング領域である。ワイヤボンディング領域とダイボンディング領域との最短距離Lは、上述したように、100〜400μmである。
半導体装置30が備える基板41の両面には、所定のパターンを有する導体層43が形成されていて、夫々の導体層43は、ビアホール46によって接続されている。
基板41の表面には、基板41の外周部分に形成された導体層43の一部を露出させて、残りの導体層43及び基板41を覆うように、ソルダーレジスト層45が形成されていて、その露出した導体層43の表面には、複数のワイヤボンディングパッド44が形成されている。基板43の表面において、ワイヤボンディングパッド44が形成されている領域が、ワイヤボンディング領域である。
また、基板41の裏面には、導体層43の一部を露出させて残りの導体層43及び基板41を覆うように、ソルダーレジスト層49が形成されていて、その露出した導体層43の表面には、複数のランド47が形成されている。各ランド47上には、半田バンプ48が形成されている。
また、半導体チップ31の上面31cには、上面31cの周縁に沿って、切欠部32が形成されている。切欠部32は、半導体チップ31の上面31cと平行な平面32cと、半導体チップ31bの側面31bと平行な平面32bとを有している。
半導体チップ31の上面31cには、複数の電極36が設けられていて、各電極36とボンディングパッド44とがワイヤ37によって電気的に接続されている。
半導体装置30には、基板41の表面(上面)全体を覆うように半導体チップ31を封止する樹脂パッケージ部39が形成されている。
図4においては、説明の便宜上、半導体チップ31の上面31cに形成された電極36、ワイヤ37及び樹脂パッケージ部39を、図示していない。
半導体チップ31の側面31b及び切欠部32の両方を這い上がらなければ、接着材が半導体チップ31の上面31cに至らないため、接着材が半導体チップ31の上面31cまで這い上がることをより確実に防止することができるからである。
ここでは、図1及び図2に示した半導体装置の製造方法について説明することとする。また、先ず半導体装置の製造に用いられる基板(以下、半導体装置製造用基板という)の製造方法について説明し、その後、半導体装置製造用基板を用いた半導体装置の製造方法について説明することとする。
図5(a)〜(e)、及び、図6(a)〜(c)は、本発明の半導体装置の製造方法を模式的に示す断面図である。
後述するように、ソルダーレジスト層25の中央部分には、半導体チップ11がダイボンディングされる。基板21の表面において、半導体チップ11の真下に位置する領域が、ダイボンディング領域である。
上記(A)〜(D)の工程を経ることにより、半導体装置製造用基板20を製造することができる(図5(a)参照)。
このとき、厚さの異なる2種類のダイシング・ブレードを用いることにより、半導体ウエハのダイシングを行うと同時に、切欠部を形成することができる。
具体的には、相対的に厚い一のダイシング・ブレードによって、所定の厚さまで半導体ウエハのダイシングを行って、半導体ウエハに格子状の溝を形成し、その後、その溝に沿って、相対的に薄い他のダイシング・ブレードによってダイシングを行うことにより、半導体チップの下面又は上面の周縁に沿って切欠部を形成することができる。
このとき、ワイヤボンディング領域とダイボンディング領域との間に溝22が形成されているため、ワイヤボンディング領域に未硬化の接着材が流れ込むことを防止することができる。また、ワイヤボンディング領域とダイボンディング領域との最短距離が100〜400μmに設定されているため、溝22に過剰な量の未硬化の接着材が流れ込むことがない。従って、適正な量の接着材によって半導体チップ11をダイボンディングすることができる。その結果、半導体チップ11の接合強度を高めることができ、半導体チップ11とソルダーレジスト層25との間にボイドが生じることもない。
11、31 半導体チップ
11a、31a (半導体チップの)下面
11b、31b (半導体チップの)側面
11c、31c (半導体チップの)上面
12、32 切欠部
12a、12b、32b、32c (切欠部を構成する)平面
18、38 接着材層
19、39 樹脂パッケージ部
21、41 基板
23、43 導体層
24、44 ワイヤボンディングパッド
25、29、45、49 ソルダーレジスト層
26、46 ビアホール
27、47 ランド
28、48 半田バンプ
Claims (44)
- 上面に電極が設けられた半導体チップと、
前記半導体チップが接着材層を介してダイボンディングされるエリアのうち当該接着材層が実際に接しているダイボンディング領域、及び、前記電極とワイヤを介して電気的に接続されるワイヤボンディング領域を有する基板と
を備えた半導体装置。 - 上面に電極が設けられた半導体チップと、
前記半導体チップが接着材層を介してダイボンディングされるエリアのうち当該接着材層が実際に接しているダイボンディング領域、及び、前記電極とワイヤを介して電気的に接続されるワイヤボンディング領域を有する基板と
前記ワイヤボンディング領域と前記ダイボンディング領域との間に形成された溝と
を備えた半導体装置。 - 電極と切欠部とが設けられた半導体チップと、
前記半導体チップが接着材層を介してダイボンディングされるエリアのうち当該接着材層が実際に接しているダイボンディング領域、及び、前記電極とワイヤを介して電気的に接続されるワイヤボンディング領域を有する基板と
を備えた半導体装置。 - 上面に電極と切欠部とが設けられた半導体チップと、
前記半導体チップが接着材層を介してダイボンディングされるエリアのうち当該接着材層が実際に接しているダイボンディング領域、及び、前記電極とワイヤを介して電気的に接続されるワイヤボンディング領域を有する基板と、
前記ワイヤボンディング領域と前記ダイボンディング領域との間に形成された溝と
を備えた半導体装置。 - 上面に電極が設けられた半導体チップと、
前記半導体チップが接着材層を介してダイボンディングされるエリアのうち当該接着材層が実際に接しているダイボンディング領域、及び、前記電極とワイヤを介して電気的に接続されるワイヤボンディング領域を有する基板と
を備えた半導体装置であって、
前記ワイヤボンディング領域と前記ダイボンディング領域との最短距離が、100μm以上であることを特徴とする半導体装置。 - 前記ワイヤボンディング領域と前記ダイボンディング領域との間に形成された溝をさらに備えている、請求項5に記載の半導体装置。
- 前記溝には前記接着材層が流れ込んでいない、請求項2、4または6に記載の半導体装置。
- 前記基板の表面にソルダーレジスト層が形成されており、前記ソルダーレジスト層に前記溝が形成されている、請求項2、4、6または7に記載の半導体装置。
- 前記ソルダーレジスト層には、前記ワイヤボンディング領域と前記ダイボンディング領域との間に、4つの前記溝が形成されている、請求項8に記載の半導体装置。
- 前記4つの溝は、それぞれ前記ダイボンディング領域の辺に沿って形成されている、請求項9に記載の半導体装置。
- 前記溝が、前記ダイボンディング領域の辺に沿って形成された溝である、請求項2、4、6〜8のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記溝は、1つより多い、請求項11に記載の半導体装置。
- 前記溝は、ダイボンディング領域を包囲する連続した溝である請求項2、4、6〜8、11、12のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記溝と前記ダイボンディング領域との最短距離が、100μm以上である、請求項2、4、6〜13のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記半導体チップの下面に、該下面の周縁に沿って、前記切欠部が形成されている請求項3に記載の半導体装置。
- 前記切欠部は、前記半導体チップの下面と平行な平面と、前記半導体チップの側面と平行な平面とを有している、請求項15に記載の半導体装置。
- 前記半導体チップの上面には、該上面の周縁に沿って、前記切欠部が形成されている請求項3又は4に記載の半導体装置。
- 前記切欠部は、前記半導体チップの上面と平行な平面と、前記半導体チップの側面と平行な平面とを有している、請求項17に記載の半導体装置。
- 前記基板は、ビスマレイミド−トリアジン樹脂(BT樹脂)、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、およびフェノール樹脂、これらの樹脂にガラス繊維等の補強材を含浸したもの、ならびにセラミックのうちのいずれかを含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記基板は、ガラス繊維を含浸したエポキシ樹脂からなる、請求項1〜18のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記基板の両面に、導体層が形成されている、請求項1〜20のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記導体層はCu層である、請求項21記載の半導体装置。
- 前記導体層は、前記基板の表面の外周部分に形成された導体層と、前記基板の裏面の外周部分に形成された導体層とを含む、請求項21または22に記載の半導体装置。
- 前記基板の表面の外周部分に形成された導体層と、前記基板の裏面の外周部分に形成された導体層とが、ビアホールによって接続されている、請求項23に記載の半導体装置。
- 前記基板の両面に形成された夫々の導体層がビアホールによって接続されている、請求項21または22に記載の半導体装置。
- 前記ビアホールは、前記基板に穿設された貫通孔の壁面に金属薄膜が形成され、該貫通孔に充填材が充填されたものである、請求項24または25に記載の半導体装置。
- 前記充填材は、絶縁性充填材、または金属充填材等の導電性充填材である、請求項26に記載の半導体装置。
- 前記基板の表面には、前記基板の外周部分に形成された前記導体層の一部を露出させて、残りの前記導体層及び前記基板を覆うように、第1のソルダーレジスト層が形成されている、請求項23〜27のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記露出した導体層の表面に、ワイヤボンディングパッドが形成されている、請求項28に記載の半導体装置。
- 前記基板の表面には、前記導体層の一部を露出させて、残りの前記導体層及び前記基板を覆う第1のソルダーレジスト層が形成されていて、前記第1のソルダーレジスト層から露出した前記導体層の表面にワイヤボンディングパッドが形成されている、請求項21または22に記載の半導体装置。
- 前記ワイヤボンディングパッドはNi層やAu層からなる、請求項29または30に記載の半導体装置。
- 前記半導体チップの上面に設けられた電極と前記ワイヤボンディングパッドとがワイヤによって電気的に接続されている。請求項29〜31のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記ワイヤボンディングパッドは、前記半導体装置の外周に沿って複数設けられており、前記第1のソルダーレジスト層から露出している、請求項29〜32のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記第1のソルダーレジスト層は、前記導体層の一部のみを露出させるように形成されている、請求項28〜33のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記第1のソルダーレジスト層に、前記接着材層を介して前記半導体チップがダイボンディングされている、請求項28〜34のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記半導体チップは、前記第1のソルダーレジスト層の中央部分に、前記接着材層を介してダイボンディングされている、請求項35に記載の半導体装置。
- 前記基板の裏面には、前記導体層の一部を露出させて残りの前記導体層及び前記基板を覆うように第2のソルダーレジスト層が形成されており、前記第2のソルダーレジスト層から露出した前記導体層の表面にはランドが形成されている、請求項21〜36のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記ランド上には、半田バンプが形成されている、請求項37に記載の半導体装置。
- 前記基板の表面において、前記半導体チップの真下に位置する領域が、前記ダイボンディング領域である、請求項1〜38のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記接着材層の厚さが、30〜50μmである、請求項1〜39のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記接着材層は、樹脂組成物によって形成されている、請求項1〜40のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記基板の表面全体と前記半導体チップを封止する樹脂パッケージ部が形成されている、請求項1〜41のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記樹脂パッケージ部は、エポキシ樹脂を含有している、請求項42に記載の半導体装置。
- 前記基板は、複数の板状体が積層されたものである、請求項1〜43のいずれか一項に記載の半導体装置。
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