JP2009302427A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体素子60を封止して樹脂成形された封止樹脂部70と、封止樹脂部70の一方の面を被覆する絶縁層30と、封止樹脂部70に封止され、絶縁層30に積層して形成された配線パターン14と、絶縁層30に形成された開口部32に配設され、配線パターン14に接続して設けられた外部接続端子80と、配線パターン14にフリップチップ接続された半導体素子60の接続部を保護するアンダーフィル樹脂50と、を有していることを特徴とする半導体装置100である。
【選択図】図3
Description
図9、図10に従来の従来技術における半導体装置の構成例を示す。図9は、スルーホール110を経由して基板Kの一方側の面に形成された接続パッド112と他方側の面に形成された外部接続端子114とを電気的に接続する配線パターン116を有する配線基板において、配線基板の一方側の面に半導体素子120を搭載し、半導体素子120に形成された電極パッド122と配線基板の接続パッド112間とをボンディングワイヤ130により電気的に接続した後、封止樹脂140により半導体素子120およびボンディングワイヤ130を樹脂封止するいわゆるワイヤボンディング接続方式により形成された半導体装置200の構造を示す断面図である。また、図10は、配線基板の一方側の面に形成された接続パッド112に半導体素子120の電極126(電極パッド122とバンプ124)を接合し、接続パッド112と電極126との間にアンダーフィル樹脂150を注入した、いわゆるフリップチップ接続方式により形成された半導体装置200の構造を示す断面図である。
これらのような半導体装置200については、例えば特許文献1(ワイヤボンディング接続方式)および特許文献2(フリップチップ接続方式)において開示されている。
近年における半導体装置には更なる薄型化が望まれており、フリップチップ接続形式の半導体装置における薄型化は限界に達しつつある。
すなわち、半導体素子を封止して樹脂成形された封止樹脂部と、前記封止樹脂部の一方の面を被覆する絶縁層と、前記封止樹脂部に封止され、前記絶縁層に積層して形成された配線パターンと、前記絶縁層に形成された開口部に配設され、前記配線パターンに接続して設けられた外部接続端子と、前記配線パターンにフリップチップ接続された前記半導体素子の接続部を保護するアンダーフィル樹脂と、を有していることを特徴とする半導体装置である。このような半導体装置における配線パターンの材料としては、銅箔等の金属箔により形成すれば好適である。
また、前記アンダーフィル樹脂は、異方性導電フィルムにより形成されていて、前記半導体素子は、前記異方性導電フィルム材を介して前記配線パターンに電気的に接続されていることを特徴とする。
これらにより、半導体素子と配線パターンとの隙間寸法を可及的に狭くすることができるため半導体装置をさらに薄型にすることができる。また、アンダーフィル樹脂にフィルム材を用いることにより、半導体装置の厚さ寸法のばらつきを抑えることができ、フィルム材をラミネートするだけでよいので製造工程における作業効率を向上させることができる。
また、前記金属箔からキャリアテープを剥離した後から前記開口部から露出した前記配線パターンに外部接続端子を接合するまでの間に、前記金属箔をプラズマエッチングする工程を有していることを特徴とする。これにより、キャリアテープ除去時に金属箔表面に接着剤または変質した接着剤が残存した場合であっても、金属箔表面を清浄な状態にすることができる。
以下、本発明にかかる半導体装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。図1〜図3は、本実施形態における半導体装置の製造方法における各段階の状態を示す断面図である。なお、図1〜図3においては単体の半導体装置が示されているが、複数個の半導体素子を搭載し、半導体装置を同時に複数個製造することももちろん可能である。
本実施形態における第1のキャリアテープ20には、PETフィルムからなる基材の片側面にアクリル系接着剤が塗布されたものが用いられている。接着剤にアクリル系接着剤を用いているので、第1のキャリアテープ20を後に除去する際に、容易にピールすることができ、接着剤が銅箔10に残存しないため好都合である。
次に、図1(c)に示すように、ソルダーレジスト30の表面に第2のキャリアテープ40を積層する。第2のキャリアテープ40の積層は、例えばロールラミネータを用いることができる。第2のキャリアテープ40をローラで押圧することで、第2のキャリアテープ40をソルダーレジスト30の表面形状に倣った状態でラミネートすることができる。したがって、図1(c)に示すように、第2のキャリアテープ40は、開口部32に入り込んだ状態(充填された状態)となる。本実施形態においては、第1のキャリアテープ20の構成と同様の構成を有する第2のキャリアテープ40を用いた。
第2のキャリアテープ40をソルダーレジスト30の表面にラミネートした後、第1のキャリアテープ20を除去する(図1(d))。第1のキャリアテープ20は手でピールして除去することができる。
次に、図2(b)に示すように、配線パターン14の所定位置にノンコンダクティブフィルム等の樹脂シートを貼付してアンダーフィル樹脂50を形成する。アンダーフィル樹脂50を構成する樹脂シートは、ノンコンダクティブフィルムに替えて異方性導電樹脂フィルムやダイアタッチフィルムなどを用いることもできる。
次に、図2(d)に示すように、配線パターン14とアンダーフィル樹脂50と半導体素子60(半導体素子60が搭載されている側の面)を封止樹脂72により樹脂成形し、封止樹脂部70を形成する。樹脂封止部70を形成する際は、トランスファーモールド装置を用いればよい。
開口部32から露出する配線パターン14の洗浄を終えた後、配線パターン14の露出部にはんだバンプ等の外部接続端子80を取り付けることにより、図3(c)に示すような半導体装置100を得ることができる。半導体装置100は必要に応じてダイサー等により個片化する。
第1実施形態の図3(c)で示した半導体装置100の他の製造方法について説明する。図4と図5は、第2実施形態にかかる半導体装置の製造方法における各工程での状態を示す断面図である。
まず、図4(a)に示すように、厚さ寸法が12〜15μmに形成された銅箔10のシャイニー面12にキャリアテープ22をラミネートする。キャリアテープ22は第1実施形態における第1,2のキャリアテープ20,40と同様にPETフィルムからなる基材の片側面にアクリル系接着剤が塗布されたものが用いられている。
次に、図4(b)に示すように、サブトラクティブ法により銅箔10をパターニングし、配線パターン14を形成する。
次に、図4(d)に示すように、電極としてのバンプ62が形成された半導体素子60をフェースダウンでアンダーフィル樹脂50に押圧させた状態で搭載し、半導体素子60のバンプ62をアンダーフィル樹脂50に貫通させることにより半導体素子60と配線パターン14とを電気的に接続する。バンプ62は配線パターン14に直接接続した状態になっている。
次に、図5(b)に示すように、樹脂封止された積層体90からキャリアテープ22を除去する。キャリアテープ22は手作業等により簡単にピールして除去することができる。キャリアテープ22の接着剤には先述のとおりアクリル系接着剤が用いられているから、接着面から容易に剥離することができるが、配線パターン14との接着面にキャリアテープ22の接着剤や加熱により変質した接着剤成分が残留することがある。したがって図5(c)に示すように、キャリアテープ22を除去することで露出した配線パターン14(接続パッド)の表面にプラズマ処理を施すことにより、配線パターン14の表面(接続パッドの表面となる部位を当然に含む)を洗浄することができる。プラズマ処理には、アルゴンプラズマエッチングや酸素プラズマエッチングを用いることができる。
本実施形態においても絶縁層にフィルム状に形成されたソルダーレジスト30を用いている。また、開口部32は、ソルダーレジスト30の所定部位にレーザ光を照射することにより形成している。
図5(d)に示すように、ソルダーレジスト30に開口部32を形成した後、開口部32から露出した配線パターン14にはんだバンプ等の外部接続端子80を取り付ける。必要に応じてダイサー等により個片化することにより、図3(c)に示した半導体装置100と同じ構成を有した半導体装置100を得ることができる。
第1実施形態および第2実施形態においては、銅箔10をパターニングする際にサブトラクティブ法を用いた形態について説明しているが、使用する銅箔10によっては、セミアディティブ法により配線パターン14を形成することができる。本実施形態においては、第1実施形態の配線パターン形成工程において、サブトラクティブ法に代えてセミアディティブ法を適用した場合の実施形態を説明する。図6〜図8は第3実施形態にかかる半導体装置の製造方法における各工程での状態を示す断面図である。
12 シャイニー面
14 配線パターン
16 銅めっき層
20 第1のキャリアテープ
22 キャリアテープ
25 めっきレジスト
27 めっきマスク
30 ソルダーレジスト
32 開口部
40 第2のキャリアテープ
50 アンダーフィル樹脂
60 半導体素子
62 バンプ
70 封止樹脂部
72 封止樹脂
80 外部接続端子
90 樹脂封止された積層体
100 半導体装置
110 スルーホール
112 接続パッド
114 外部接続端子
116 配線パターン
120 半導体素子
122 電極パッド
124 バンプ
126 電極
130 ボンディングワイヤ
140 封止樹脂
150 アンダーフィル樹脂
200 半導体装置
K 基板
Claims (10)
- 半導体素子を封止して樹脂成形された封止樹脂部と、
前記封止樹脂部の一方の面を被覆する絶縁層と、
前記封止樹脂部に封止され、前記絶縁層に積層して形成された配線パターンと、
前記絶縁層に形成された開口部に配設され、前記配線パターンに接続して設けられた外部接続端子と、
前記配線パターンにフリップチップ接続された前記半導体素子の接続部を保護するアンダーフィル樹脂と、
を有していることを特徴とする半導体装置。 - 前記アンダーフィル樹脂は、非導電性フィルム材により形成されていて、
前記半導体素子は、前記半導体素子に取り付けられた電極により前記被導電性フィルムを貫通させることにより前記配線パターンと電気的に接続されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 前記アンダーフィル樹脂は、異方性導電フィルムにより形成されていて、
前記半導体素子は、前記異方性導電フィルム材を介して前記配線パターンに電気的に接続されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 前記配線パターンは銅によって形成されていることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の半導体装置。
- 金属箔に第1のキャリアテープを接着する工程と、
前記金属箔に絶縁層を積層し、該絶縁層に開口部を形成する工程と、
前記絶縁層の表面に第2のキャリアテープを積層する工程と、
前記第1のキャリアテープを除去する工程と、
前記金属箔をエッチングし、配線パターンを形成する工程と、
前記配線パターンにアンダーフィル樹脂を積層する工程と、
半導体素子をフェースダウンにより前記アンダーフィル樹脂の上から前記配線パターンと電気的に接続するように搭載する工程と、
前記半導体素子が搭載された一方の面側を樹脂封止する工程と、
前記第2のキャリアテープを除去する工程と、
前記開口部から露出した前記配線パターンに外部接続端子を接合する工程と、
を有していることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 金属箔にキャリアテープを接着する工程と、
前記金属箔をエッチングし、配線パターンを形成する工程と、
前記配線パターンにアンダーフィル樹脂を積層する工程と、
半導体素子をフェースダウンにより前記アンダーフィル樹脂の上から前記配線パターンと電気的に接続するように搭載する工程と、
前記半導体素子が搭載された一方の面側を樹脂封止する工程と、
前記キャリアテープを除去する工程と、
前記キャリアテープを除去して露出した前記配線パターンに絶縁層を積層し、該絶縁層に開口部を形成する工程と、
前記開口部から露出した前記配線パターンに外部接続端子を接合する工程と、
を有していることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記金属箔にキャリアテープを接着する工程においては、前記金属箔のシャイニー面にアクリル系接着剤を用いて接着していることを特徴とする請求項5または6記載の半導体装置の製造方法。
- 前記金属箔からキャリアテープを剥離した後から前記開口部から露出した前記配線パターンに外部接続端子を接合するまでの間に、前記金属箔をプラズマエッチングする工程を有していることを特徴とする請求項5〜7のうちのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記金属箔は、サブトラクティブ法によりパターニングされることを特徴とする請求項5〜8のうちのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記金属箔は、セミアディティブ法によりパターニングされることを特徴とする請求項5〜8のうちのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
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