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JP2012033692A - Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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JP2012033692A
JP2012033692A JP2010171745A JP2010171745A JP2012033692A JP 2012033692 A JP2012033692 A JP 2012033692A JP 2010171745 A JP2010171745 A JP 2010171745A JP 2010171745 A JP2010171745 A JP 2010171745A JP 2012033692 A JP2012033692 A JP 2012033692A
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JP
Japan
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solder
core
balls
ball
bonding
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Application number
JP2010171745A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Akiba
俊彦 秋葉
Takaomi Nishi
尊臣 西
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Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】半導体装置の実装不良を抑制する。
【解決手段】BGA(半導体装置)1は、表面2aおよび表面2aに形成された電極パッド(ボンディングパッド)2cを有する半導体チップ2と、半導体チップ2の電極パッド2cと電気的に接続される半田ボール10と、を含んでいる。そして、半田ボール10は、複数のコアボール11、および複数のコアボール11を覆う半田材12を有する。これにより、BGA1を実装基板に実装する際に、コアボール11が、半田ボール10が変形し、沈み込むための阻害要因となることを抑制できるので、BGA1の実装不良を抑制できる。
【選択図】図3
A mounting failure of a semiconductor device is suppressed.
A BGA (semiconductor device) 1 includes a semiconductor chip 2 having a surface 2a and an electrode pad (bonding pad) 2c formed on the surface 2a, and solder electrically connected to the electrode pad 2c of the semiconductor chip 2. Ball 10. The solder ball 10 includes a plurality of core balls 11 and a solder material 12 that covers the plurality of core balls 11. As a result, when the BGA 1 is mounted on the mounting board, the core ball 11 can be prevented from becoming a hindrance factor for the solder ball 10 to be deformed and submerged, so that mounting failure of the BGA 1 can be suppressed.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、半導体装置およびその製造技術に関し、外部端子として、半田ボールを備える半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing technique thereof, and relates to a technique effective when applied to a semiconductor device including a solder ball as an external terminal.

特開2006−66865号公報(特許文献1)には、電子部品の外部端子である突起電極として、クリームハンダを介して、銅からなるボールをランド上に搭載することが記載されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2006-66865 (Patent Document 1) describes mounting a ball made of copper on a land via cream solder as a protruding electrode that is an external terminal of an electronic component.

また、特開2004−342959号公報(特許文献2)には、半導体パッケージ(半導体装置)および半導体パッケージを実装する基板のそれぞれに、コア部材をはんだ部材で被覆したボール(銅コアボール、樹脂コアボール)を形成し、リフローにより、このボール同士を一体化させることが記載されている。   JP 2004-342959 A (Patent Document 2) discloses a ball (a copper core ball, a resin core) in which a core member is covered with a solder member on each of a semiconductor package (semiconductor device) and a substrate on which the semiconductor package is mounted. Balls) are formed and the balls are integrated by reflow.

特開2006−66865号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-66865 特開2004−342959号公報JP 2004-342959 A

半導体装置の外部端子として、ボール状に形成された半田材から成る半田ボールを使用する技術がある。また、外部端子である半田ボールとして、コアボールを有する半田ボールを使用する技術がある。コアボールを有する半田ボールは、いくつかの点で、コアボールを有しない半田ボールと比較して有利である。   There is a technique in which a solder ball made of a solder material formed in a ball shape is used as an external terminal of a semiconductor device. Further, there is a technique of using a solder ball having a core ball as a solder ball that is an external terminal. A solder ball with a core ball is advantageous in several respects compared to a solder ball without a core ball.

例えば、主に樹脂から成るコアボールを半田材で覆う半田ボールの場合、コアボールを、応力緩和部材として機能させることで、半田ボールに加わる応力を緩和することができる。これにより、半田ボールの電気的接続信頼性の向上、あるいは、製品寿命を長期化できる点で有利である。   For example, in the case of a solder ball in which a core ball mainly made of resin is covered with a solder material, the stress applied to the solder ball can be relieved by causing the core ball to function as a stress relieving member. This is advantageous in that the reliability of the electrical connection of the solder balls can be improved or the product life can be extended.

また、例えば、半田材よりも電気伝導率が高い金属材料、あるいは、半田材よりも熱伝達率が高い材料から成るコアボールを半田材で覆う半田ボールの場合、半田ボールの電気抵抗低減、電流密度の増加に伴うエレクトロマイグレーション対策、あるいは放熱性向上の点で有利である。   In addition, for example, in the case of a solder ball in which a core ball made of a metal material having a higher electric conductivity than the solder material or a material having a higher heat transfer coefficient than the solder material is covered with the solder material, the electric resistance of the solder ball is reduced, the current This is advantageous in terms of measures against electromigration associated with an increase in density or improvement in heat dissipation.

そこで、本願発明者は、半導体装置の外部端子として、コアボールを半田材で覆う半田ボールを使用する技術について検討を行い、以下の課題を見出した。すなわち、半導体装置の実装不良が発生し易いことが判った。   Therefore, the inventor of the present application has studied a technique of using a solder ball that covers a core ball with a solder material as an external terminal of a semiconductor device, and has found the following problems. That is, it has been found that mounting defects of the semiconductor device are likely to occur.

例えば、配線基板の実装面に複数の半田ボールを配置するBGA(Ball Grid Allay)型の半導体装置では、配線基板の反りなどに起因して、半田ボールの先端高さに、バラツキが生じる。コアボールを有しない半田ボールであれば、実装基板に形成された端子と半田ボールと、を接合するリフロー工程において、半田ボールが変形し、沈み込むことで、上記バラツキがあっても各半田ボールを接合することができる。   For example, in a BGA (Ball Grid Allay) type semiconductor device in which a plurality of solder balls are arranged on a mounting surface of a wiring board, the tip height of the solder ball varies due to warping of the wiring board. If the solder ball does not have a core ball, the solder ball deforms and sinks in the reflow process for joining the terminal formed on the mounting board and the solder ball. Can be joined.

ところが、前記特許文献1や前記特許文献2のように、半田ボールがそれぞれ1個のコアボールを有している場合、半田ボールに含まれるコアボールが、上記した沈み込みを阻害して、一部の半田ボールで接合不良が発生する。   However, when each solder ball has one core ball as in Patent Document 1 and Patent Document 2, the core ball included in the solder ball inhibits the above-described sinking and Bonding failure occurs in the solder ball of the part.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体装置の実装不良を抑制する技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique for suppressing a mounting failure of a semiconductor device.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

すなわち、本願発明の一態様である半導体装置は、表面、前記表面に形成されたボンディングパッド、および前記表面とは反対側の裏面を有する半導体チップと、前記半導体チップの前記ボンディングパッドと電気的に接続される半田ボールと、を含んでいる。そして、前記半田ボールは、複数のコアボール、および前記複数のコアボールを覆う半田材を有するものである。   That is, a semiconductor device according to one embodiment of the present invention includes a semiconductor chip having a front surface, a bonding pad formed on the front surface, a back surface opposite to the front surface, and the bonding pad of the semiconductor chip. Solder balls to be connected. The solder balls include a plurality of core balls and a solder material that covers the plurality of core balls.

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簡単に説明すれば以下の通りである。   The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、本願発明の一態様によれば、半導体装置の実装不良を抑制することができる。   That is, according to one embodiment of the present invention, a mounting failure of a semiconductor device can be suppressed.

本発明の一実施の形態である半導体装置の表面側の内部構造を示す平面図である。It is a top view which shows the internal structure of the surface side of the semiconductor device which is one embodiment of this invention. 図1に示す半導体装置の裏面側の構造を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a structure on the back side of the semiconductor device shown in FIG. 1. 図1のA−A線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line of FIG. 図3のB部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the B section of FIG. 図3に示す半導体装置を搭載する実装基板の複数の端子上にクリーム半田を配置した状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the state which has arrange | positioned the cream solder on the several terminal of the mounting board | substrate which mounts the semiconductor device shown in FIG. 図5に示す実装基板上に図3に示す半導体装置を配置して、加熱処理を開始した状態を模式的に示す説明である。6 is an explanation schematically showing a state in which the semiconductor device shown in FIG. 3 is arranged on the mounting substrate shown in FIG. 5 and heat treatment is started. 図6に示すクリーム半田と半田ボールが一体化した状態を模式的に示す説明である。It is description which shows typically the state which the cream solder and solder ball shown in FIG. 6 integrated. 本発明の一実施の形態である半導体装置の組み立てフローを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the assembly flow of the semiconductor device which is one embodiment of this invention. 図8に示す基板準備工程で準備する配線基板の全体構造を示す平面図である。It is a top view which shows the whole structure of the wiring board prepared by the board | substrate preparation process shown in FIG. 図9に示す配線基板上に半導体チップを搭載した状態を示す拡大平面図である。FIG. 10 is an enlarged plan view showing a state in which a semiconductor chip is mounted on the wiring board shown in FIG. 9. 図10のC−C線に沿った拡大断面図である。It is an expanded sectional view along CC line of FIG. 図10に示す半導体チップと配線基板を、ワイヤボンディングにより電気的に接続した状態を示す拡大平面図である。It is an enlarged plan view which shows the state which electrically connected the semiconductor chip and wiring board shown in FIG. 10 by wire bonding. 図11に示す半導体チップと配線基板を、ワイヤボンディングにより電気的に接続した状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the state which electrically connected the semiconductor chip and wiring board shown in FIG. 11 by wire bonding. 図13に示す配線基板を成形金型でクランプし、キャビティ内に封止用樹脂を供給した状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the state which clamped the wiring board shown in FIG. 13 with a shaping die, and supplied sealing resin in the cavity. 図14に示す成形金型から封止樹脂が形成された配線基板を取り出した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which took out the wiring board in which sealing resin was formed from the shaping die shown in FIG. 図15のD−D線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the DD line of FIG. 図16に示す配線基板の下面に、半導体装置の外部電極(外部接続端子)となる複数の半田ボールを形成(接合)した状態を示す拡大断面図である。FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view illustrating a state in which a plurality of solder balls serving as external electrodes (external connection terminals) of the semiconductor device are formed (joined) on the lower surface of the wiring board illustrated in FIG. 16. 図16に示す配線基板の下面側に接合材を配置する工程を示す拡大断面図である。FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view showing a step of arranging a bonding material on the lower surface side of the wiring board shown in FIG. 16. 図18に示すランド上にそれぞれ複数の半田ボールを配置した状態を示す拡大断面図である。FIG. 19 is an enlarged cross-sectional view showing a state where a plurality of solder balls are arranged on each land shown in FIG. 18. 図19のE部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the E section of FIG. 図19に示すマスクを取り除いた後反転し、半田ボールに熱を加えた状態を示す拡大断面図である。FIG. 20 is an enlarged cross-sectional view showing a state where the mask shown in FIG. 19 is removed and then reversed and heat is applied to the solder balls. 図17のF部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the F section of FIG. 図17に示す配線基板をダイシングブレードで切断した状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the state which cut | disconnected the wiring board shown in FIG. 17 with the dicing blade. 図8に示す検査工程に含まれる、電気的試験を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the electrical test contained in the test | inspection process shown in FIG. 図19の変形例である実施の形態のボールマウント工程(半田ボール配置工程)を示し、図18に示すランド上にそれぞれ複数の半田ボールを配置した状態を示す拡大断面図である。FIG. 20 is an enlarged cross-sectional view illustrating a ball mounting process (solder ball arrangement process) according to an embodiment which is a modified example of FIG. 19, and a state in which a plurality of solder balls are arranged on the land illustrated in FIG. 18. 図25のG部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the G section of FIG. 図25に示すマスクを取り除いた後反転し、半田ボールに熱を加えた状態を示す拡大断面図である。FIG. 26 is an enlarged cross-sectional view showing a state where the mask shown in FIG. 25 is reversed after being removed and heat is applied to the solder balls. 図4に示すコアボールの変形例を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the modification of the core ball | bowl shown in FIG. 本発明の他の実施の形態ある半田ボールの内部構造を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the internal structure of the solder ball which is other embodiment of this invention. 図20に示す半田ボール配置工程の変形例を示す拡大断面図である。FIG. 21 is an enlarged sectional view showing a modified example of the solder ball arrangement step shown in FIG. 20. 図20に示す半田ボール配置工程の別の変形例を示す拡大断面図である。FIG. 21 is an enlarged cross-sectional view showing another modification of the solder ball arrangement step shown in FIG. 20. 図20に示す半田ボール配置工程の別の変形例を示す拡大断面図である。FIG. 21 is an enlarged cross-sectional view showing another modification of the solder ball arrangement step shown in FIG. 20. 本発明の他の実施の形態である半導体装置の全体構造を示す平面図である。It is a top view which shows the whole structure of the semiconductor device which is other embodiment of this invention. 図33のH−H線に沿った拡大断面図である。It is an expanded sectional view along the HH line of FIG. 本発明の他の実施の形態である半導体装置の製造方法の組み立てフローを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the assembly flow of the manufacturing method of the semiconductor device which is other embodiment of this invention. 図35に示す半導体ウエハ準備工程で準備する半導体ウエハの主面側の平面を示す平面図である。FIG. 36 is a plan view showing a plane on the main surface side of the semiconductor wafer prepared in the semiconductor wafer preparation step shown in FIG. 35; 図36に示す半導体ウエハの一部の断面構造を示す拡大断面図である。FIG. 37 is an enlarged cross-sectional view showing a partial cross-sectional structure of the semiconductor wafer shown in FIG. 36. 図37に示す半導体ウエハ上に再配線層を形成した状態を示す拡大断面図である。FIG. 38 is an enlarged cross-sectional view showing a state where a rewiring layer is formed on the semiconductor wafer shown in FIG. 37. 図38に示す再配線層を形成する工程のうち、第1絶縁膜形成工程を示す拡大断面図である。FIG. 39 is an enlarged cross-sectional view showing a first insulating film forming step in the step of forming the rewiring layer shown in FIG. 38. 図38に示す再配線層を形成する工程のうち、シード層形成工程を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows a seed layer formation process among the processes which form the rewiring layer shown in FIG. 図38に示す再配線層を形成する工程のうち、第1レジスト膜形成工程を示す拡大断面図である。FIG. 39 is an enlarged cross-sectional view showing a first resist film forming step in the step of forming the rewiring layer shown in FIG. 38. 図38に示す再配線層を形成する工程のうち、再配線形成工程を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows a rewiring formation process among the processes which form the rewiring layer shown in FIG. 図38に示す再配線層を形成する工程のうち、シード層除去工程を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows a seed layer removal process among the processes of forming the rewiring layer shown in FIG. 図38に示す再配線層を形成する工程のうち、第2絶縁膜形成工程を示す拡大断面図である。FIG. 39 is an enlarged cross-sectional view showing a second insulating film forming step in the step of forming the rewiring layer shown in FIG. 38. 図38に示す半導体ウエハを研削する工程を示す拡大断面図である。FIG. 39 is an enlarged cross-sectional view showing a step of grinding the semiconductor wafer shown in FIG. 38. 図45に示すランド部に半田ボールを接合した状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the state which joined the solder ball to the land part shown in FIG. 図34に示す半導体装置の変形例を示す拡大断面図である。FIG. 35 is an enlarged cross-sectional view showing a modification of the semiconductor device shown in FIG. 34. 図47に示す再配線層を形成する工程のうち、第1レジスト膜形成工程を示す拡大断面図である。FIG. 48 is an enlarged cross-sectional view showing a first resist film forming step in the step of forming the rewiring layer shown in FIG. 47. 図47に示す再配線層を形成する工程のうち、再配線形成工程を示す拡大断面図である。FIG. 48 is an enlarged cross-sectional view showing a rewiring forming step among the steps of forming the rewiring layer shown in FIG. 47. 図47に示す再配線層を形成する工程のうち、第2レジスト膜形成工程を示す拡大断面図である。FIG. 48 is an enlarged cross-sectional view showing a second resist film forming step in the step of forming the rewiring layer shown in FIG. 47. 図47に示す再配線層を形成する工程のうち、ランド部形成工程を示す拡大断面図である。FIG. 48 is an enlarged cross-sectional view showing a land portion forming step among the steps of forming the rewiring layer shown in FIG. 47. 図47に示す再配線層を形成する工程のうち、第2絶縁膜形成工程を示す拡大断面図である。FIG. 48 is an enlarged cross-sectional view showing a second insulating film forming step in the step of forming the rewiring layer shown in FIG. 47. 図34に示す半導体装置の変形例を示す拡大断面図である。FIG. 35 is an enlarged cross-sectional view showing a modification of the semiconductor device shown in FIG. 34. 図6の比較例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the comparative example of FIG. 図7の比較例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the comparative example of FIG.

(本願における記載形式・基本的用語・用法の説明)
本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクション等に分けて記載するが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、記載の前後を問わず、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しの説明を省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
(Description format, basic terms, usage in this application)
In the present application, the description of the embodiment will be divided into a plurality of sections for convenience, if necessary, but these are not independent from each other unless otherwise specified. Regardless of the front and rear, each part of a single example, one is a part of the other, or a part or all of the modifications. In principle, repeated description of similar parts is omitted. In addition, each component in the embodiment is not indispensable unless specifically stated otherwise, unless it is theoretically limited to the number, and obviously not in context.

同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「AからなるX」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、A以外の要素を含むものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Aを主要な成分として含むX」等の意味である。たとえば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe(シリコン・ゲルマニウム)合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。また、金めっき、Cu層、ニッケル・めっき等といっても、そうでない旨、特に明示した場合を除き、純粋なものだけでなく、それぞれ金、Cu、ニッケル等を主要な成分とする部材を含むものとする。   Similarly, in the description of the embodiment, etc., regarding the material, composition, etc., “X consisting of A” etc. is an element other than A unless specifically stated otherwise and clearly not in context. It does not exclude things that contain. For example, as for the component, it means “X containing A as a main component”. For example, “silicon member” is not limited to pure silicon, but includes a SiGe (silicon-germanium) alloy, other multi-component alloys containing silicon as a main component, and other additives. Needless to say, it is also included. Moreover, even if it says gold plating, Cu layer, nickel / plating, etc., unless otherwise specified, not only pure materials but also members mainly composed of gold, Cu, nickel, etc. Shall be included.

さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。   In addition, when a specific number or quantity is mentioned, a numerical value exceeding that specific number will be used unless specifically stated otherwise, unless theoretically limited to that number, or unless otherwise clearly indicated by the context. There may be a numerical value less than the specific numerical value.

また、実施の形態の各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。   Moreover, in each figure of embodiment, the same or similar part is shown with the same or similar symbol or reference number, and description is not repeated in principle.

また、添付図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。これに関連して、説明等から明らかである場合等には、平面的に閉じた孔であっても、背景の輪郭線を省略する場合がある。更に、断面でなくとも、空隙でないことを明示するため、あるいは領域の境界を明示するために、ハッチングやドットパターンを付すことがある。   In the accompanying drawings, hatching or the like may be omitted even in a cross section when it becomes complicated or when the distinction from the gap is clear. In relation to this, when it is clear from the description etc., the contour line of the background may be omitted even if the hole is planarly closed. Furthermore, even if it is not a cross section, hatching or a dot pattern may be added in order to clearly indicate that it is not a void or to clearly indicate the boundary of a region.

(実施の形態1)
本実施の形態では、半導体装置の一例として、本発明者が具体的に検討した、配線基板の裏面(実装面)側に、複数の半田ボールが配置された、BGA型の半導体装置に適用した実施態様について説明する。
(Embodiment 1)
In the present embodiment, as an example of a semiconductor device, the present invention was specifically applied to a BGA type semiconductor device in which a plurality of solder balls are arranged on the back surface (mounting surface) side of a wiring board. The embodiment will be described.

<半導体装置の全体構造>
図1は本発明の一実施の形態である半導体装置の表面側の内部構造を示す平面図、図2は、図1に示す半導体装置の裏面側の構造を示す平面図、図3は図1のA−A線に沿った断面図である。なお、図1では、図3に示す封止樹脂6を取り除いた状態を示している。また、図1および図2では、見易さのため、半導体チップおよびインタポーザ基板の端子数を減らして示している。
<Overall structure of semiconductor device>
1 is a plan view showing an internal structure on the front surface side of a semiconductor device according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a structure on the back surface side of the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. It is sectional drawing along the AA of. FIG. 1 shows a state where the sealing resin 6 shown in FIG. 3 is removed. In FIGS. 1 and 2, the number of terminals of the semiconductor chip and the interposer substrate is reduced for easy viewing.

図1〜図3において、BGA1は、表面(主面、第1主面)2a、表面2aに形成された複数の電極パッド(ボンディングパッド、チップ電極)2c、および表面2aとは反対側の裏面(主面、第2主面)2bを有する半導体チップ2を有している。また、BGA1は、半導体チップ2の複数の電極パッド2cと電気的に接続される複数の半田ボール10を有している。   1 to 3, a BGA 1 includes a surface (main surface, first main surface) 2a, a plurality of electrode pads (bonding pads, chip electrodes) 2c formed on the surface 2a, and a back surface opposite to the surface 2a. The semiconductor chip 2 having (main surface, second main surface) 2b is provided. Further, the BGA 1 has a plurality of solder balls 10 that are electrically connected to the plurality of electrode pads 2 c of the semiconductor chip 2.

本実施の形態における電極パッド2cと半田ボール10の電気的接続構造は、図3を用いて詳しく説明すると、以下である。BGA1は、上面(表面、チップ搭載面)3a、上面3aに形成された複数のボンディングリード3c、上面3aとは反対側の下面(裏面、実装面)3b、および下面3bに形成された複数のランド(バンプランド)3dを有するインタポーザ基板(配線基板)3を有している。複数のボンディングリード3cと複数のランド3dは、インタポーザ基板3が有する複数の配線3eを介して、それぞれ電気的に接続されている。各ランド3dには、BGA1の外部端子である半田ボール10がそれぞれ接合され、電気的に接続されている。また、BGA1は、半導体チップ2の複数の電極パッド2cとインタポーザ基板3の複数のボンディングリード3cを、それぞれ電気的に接続する複数のワイヤ(導電性部材)4を有している。つまり、複数の電極パッド2cと複数の半田ボール10は、複数のワイヤ4を介して、電気的に接続されている。   The electrical connection structure between the electrode pad 2c and the solder ball 10 in the present embodiment will be described below in detail with reference to FIG. The BGA 1 includes an upper surface (surface, chip mounting surface) 3a, a plurality of bonding leads 3c formed on the upper surface 3a, a lower surface (back surface, mounting surface) 3b opposite to the upper surface 3a, and a plurality of surfaces formed on the lower surface 3b. It has an interposer substrate (wiring substrate) 3 having lands (bump lands) 3d. The plurality of bonding leads 3c and the plurality of lands 3d are electrically connected via a plurality of wirings 3e included in the interposer substrate 3, respectively. Solder balls 10 that are external terminals of the BGA 1 are joined and electrically connected to the lands 3d. The BGA 1 has a plurality of wires (conductive members) 4 that electrically connect the plurality of electrode pads 2 c of the semiconductor chip 2 and the plurality of bonding leads 3 c of the interposer substrate 3, respectively. That is, the plurality of electrode pads 2 c and the plurality of solder balls 10 are electrically connected through the plurality of wires 4.

次に、半導体チップ2について説明する。半導体チップ2の平面形状は、例えば図1に示すように四角形から成る。半導体チップ2の表面2aには、複数の電極パッド2cが形成されており、本実施の形態では、複数の電極パッド2cが表面2aの各辺に沿って形成されている。また、図示は省略するが、半導体チップ2の表面(詳しくは、半導体チップ2の基材(半導体基板)の上面に設けられた半導体素子形成領域)には、複数の半導体素子(回路素子)が形成されており、複数の電極パッド2cは、半導体チップ2の内部(詳しくは、表面2aと図示しない半導体素子形成領域の間)に配置される配線層に形成された配線(図示は省略)を介して、この半導体素子と電気的に接続されている。半導体チップ2(詳しくは、半導体チップ2の基材)は、例えばシリコン(Si)から成る。また、表面2aには、半導体チップ2の基材および配線を覆う絶縁膜が形成されており、複数の電極パッド2cのそれぞれの表面は、この絶縁膜に形成された開口部において、絶縁膜から露出している。また、この電極パッド2cは金属からなり、本実施の形態では、例えばアルミニウム(Al)からなる。さらに、この電極パッド2cの表面には、めっき膜が形成されており、本実施の形態では、例えばニッケル(Ni)膜を介して、金(Au)膜が形成された多層構造である。電極パッド2cの表面をニッケル膜で覆うことにより、電極パッド2cの腐食(汚染)を抑制することができる。   Next, the semiconductor chip 2 will be described. The planar shape of the semiconductor chip 2 is, for example, a quadrangle as shown in FIG. A plurality of electrode pads 2c are formed on the surface 2a of the semiconductor chip 2, and in the present embodiment, the plurality of electrode pads 2c are formed along each side of the surface 2a. Although not shown, a plurality of semiconductor elements (circuit elements) are provided on the surface of the semiconductor chip 2 (specifically, a semiconductor element forming region provided on the upper surface of the base material (semiconductor substrate) of the semiconductor chip 2). The plurality of electrode pads 2c are formed by wiring (not shown) formed in a wiring layer disposed inside the semiconductor chip 2 (specifically, between the surface 2a and a semiconductor element formation region not shown). And is electrically connected to the semiconductor element. The semiconductor chip 2 (specifically, the base material of the semiconductor chip 2) is made of, for example, silicon (Si). In addition, an insulating film is formed on the surface 2a to cover the base material and wiring of the semiconductor chip 2, and each surface of the plurality of electrode pads 2c is formed from the insulating film in the opening formed in the insulating film. Exposed. The electrode pad 2c is made of metal, and in the present embodiment, is made of, for example, aluminum (Al). Further, a plating film is formed on the surface of the electrode pad 2c. In the present embodiment, for example, a multilayer structure in which a gold (Au) film is formed via a nickel (Ni) film is used. By covering the surface of the electrode pad 2c with a nickel film, corrosion (contamination) of the electrode pad 2c can be suppressed.

次に、半導体チップ2が搭載されるインタポーザ基板3について説明する。図3に示すように、インタポーザ基板3は、例えば、エポキシ系の樹脂材料、あるいはガラス繊維または炭素繊維に樹脂を含浸させたプリプレグからなるコア層(コア絶縁層)3h、およびコア層の上面側および下面側に形成された配線層を有している。配線層の層数は、図3に示す二層構造には限定されず、配線層と絶縁層を繰り返し積層して多層構造とすることもできるが、本実施の形態では、簡単のため、コア層3hの上下にそれぞれ一層の配線層が形成された二層構造について説明する。上面3a側の配線層および下面3b側の配線層には、それぞれ複数の配線3eが形成されている。上面3a側の複数の配線3eは複数のボンディングリード3cに電気的に接続されている。下面3b側の複数の配線3eは、複数のランド3dと電気的に接続される。上面3a側の複数の配線3eと、下面3b側の複数の配線3eはコア層3hを貫通するように形成された層間導電路である複数の配線(ビア配線)3eを介して電的に接続されている。   Next, the interposer substrate 3 on which the semiconductor chip 2 is mounted will be described. As shown in FIG. 3, the interposer substrate 3 includes, for example, an epoxy resin material, or a core layer (core insulating layer) 3h made of a prepreg in which glass fiber or carbon fiber is impregnated with resin, and the upper surface side of the core layer. And a wiring layer formed on the lower surface side. The number of wiring layers is not limited to the two-layer structure shown in FIG. 3, and a wiring layer and an insulating layer can be repeatedly stacked to form a multi-layer structure. A two-layer structure in which one wiring layer is formed above and below the layer 3h will be described. A plurality of wirings 3e are formed in the wiring layer on the upper surface 3a side and the wiring layer on the lower surface 3b side, respectively. A plurality of wirings 3e on the upper surface 3a side are electrically connected to a plurality of bonding leads 3c. The plurality of wirings 3e on the lower surface 3b side are electrically connected to the plurality of lands 3d. The plurality of wirings 3e on the upper surface 3a side and the plurality of wirings 3e on the lower surface 3b side are electrically connected via a plurality of wirings (via wirings) 3e which are interlayer conductive paths formed so as to penetrate the core layer 3h. Has been.

また、図1に示すように、インタポーザ基板3の上面3aは、平面形状が四角形からなる。インタポーザ基板3の上面3aに形成される、複数のボンディングリード3cは、半導体チップ2の周囲に、半導体チップ2の各辺に沿って配置されている。一方、図2に示すようにインタポーザ基板3の下面3bは、平面形状が四角形からなる。また、インタポーザ基板3の下面3bに形成される、複数のランド3dは、行列状(マトリクス状)に配置されている。そして、各ランド3dには、半田ボール10が接合されている。つまり、BGA1は、外部接続端子である半田ボール10(ランド3d)をインタポーザ基板3の下面3bに行列状に配置する、所謂、エリアアレイ型の半導体装置である。このようなエリアアレイ型の半導体装置は、配線基板の実装面側を、外部端子の配置スペースとして有効活用することができるので、外部端子数が増大しても半導体装置の実装面積の増大を抑制することが出来る点で好ましい。つまり、高機能化、高集積化に伴って、外部端子数が増大する半導体装置を省スペースで実装することができる。なお、図2では、96個の外部端子数の例を示しているが、端子数やレイアウトについてはこれに限定されない。半田ボール10の詳細な構造は後述する。   As shown in FIG. 1, the upper surface 3a of the interposer substrate 3 has a quadrangular planar shape. A plurality of bonding leads 3 c formed on the upper surface 3 a of the interposer substrate 3 are arranged around the semiconductor chip 2 along each side of the semiconductor chip 2. On the other hand, as shown in FIG. 2, the lower surface 3b of the interposer substrate 3 has a quadrangular planar shape. The plurality of lands 3d formed on the lower surface 3b of the interposer substrate 3 are arranged in a matrix (matrix). A solder ball 10 is bonded to each land 3d. That is, the BGA 1 is a so-called area array type semiconductor device in which the solder balls 10 (lands 3 d) as external connection terminals are arranged in a matrix on the lower surface 3 b of the interposer substrate 3. In such an area array type semiconductor device, the mounting surface side of the wiring board can be effectively used as an arrangement space for external terminals, so that an increase in the mounting area of the semiconductor device is suppressed even if the number of external terminals increases. It is preferable in that it can be performed. That is, a semiconductor device in which the number of external terminals increases with higher functionality and higher integration can be mounted in a space-saving manner. Although FIG. 2 shows an example of the number of 96 external terminals, the number of terminals and the layout are not limited to this. The detailed structure of the solder ball 10 will be described later.

また、図3に示すように、インタポーザ基板3は、上面3aに形成されたソルダレジスト膜(絶縁膜)3f、および下面3bに形成されたソルダレジスト膜(絶縁膜)3gを有している。ソルダレジスト膜3fは、コア層(コア絶縁層)3hの上面3a側および上面3aに形成された配線3eを覆うように形成され、ソルダレジスト膜3fに形成された開口部において、ボンディングリード3cが、ソルダレジスト膜3fから露出している。また、ソルダレジスト膜3gは、コア層(コア絶縁層)3hの下面3b側に形成された配線3eを覆うように形成され、ソルダレジスト膜3gに形成された複数の開口部において、ランド3dが、ソルダレジスト膜3gから露出している。   As shown in FIG. 3, the interposer substrate 3 has a solder resist film (insulating film) 3f formed on the upper surface 3a and a solder resist film (insulating film) 3g formed on the lower surface 3b. The solder resist film 3f is formed so as to cover the upper surface 3a side of the core layer (core insulating layer) 3h and the wiring 3e formed on the upper surface 3a. The bonding lead 3c is formed in the opening formed in the solder resist film 3f. The solder resist film 3f is exposed. The solder resist film 3g is formed so as to cover the wiring 3e formed on the lower surface 3b side of the core layer (core insulating layer) 3h, and the lands 3d are formed in a plurality of openings formed in the solder resist film 3g. The solder resist film 3g is exposed.

次に、BGA1のその他の構造について説明する。図3に示すように、半導体チップ2は、インタポーザ基板3の上面3a上に、裏面2bと上面3aとを対向させた状態で、接着材(ダイボンド材)5を介して接着固定されている。すなわち、所謂フェイスアップ実装方式で搭載されている。そして、半導体チップ2の表面2aに形成された複数の電極パッド2cは、インタポーザ基板3の上面3aにおいて、半導体チップ2の周囲に配置された複数のボンディングリード3cと、複数のワイヤ(導電性部材)4を介してそれぞれ電気的に接続されている。ワイヤ4は、例えば、金(Au)、あるいは銅(Cu)から成り、ワイヤ4の一部(例えば一方の端部)が電極パッド2cに接合され、他部(例えば他方の端部)がボンディングリード3cのボンディング領域に接合されている。また、インタポーザ基板3の上面3a側には、封止体(封止樹脂)6が形成され、半導体チップ2、複数のワイヤ4、およびボンディングリード3cは、封止樹脂6に封止(樹脂封止)されている。封止樹脂6は、例えば、エポキシ系の樹脂にシリカなどのフィラを添加して成り、半導体チップ2の表面2aおよびワイヤ4を樹脂封止することによりこれらを保護している。   Next, other structures of the BGA 1 will be described. As shown in FIG. 3, the semiconductor chip 2 is bonded and fixed to the upper surface 3 a of the interposer substrate 3 through an adhesive (die bond material) 5 with the back surface 2 b and the upper surface 3 a facing each other. That is, it is mounted by a so-called face-up mounting method. A plurality of electrode pads 2c formed on the surface 2a of the semiconductor chip 2 are connected to a plurality of bonding leads 3c arranged around the semiconductor chip 2 on the upper surface 3a of the interposer substrate 3 and a plurality of wires (conductive members). ) 4 are electrically connected to each other. The wire 4 is made of, for example, gold (Au) or copper (Cu), and a part (for example, one end) of the wire 4 is bonded to the electrode pad 2c, and the other part (for example, the other end) is bonded. Bonded to the bonding region of the lead 3c. Further, a sealing body (sealing resin) 6 is formed on the upper surface 3a side of the interposer substrate 3, and the semiconductor chip 2, the plurality of wires 4, and the bonding leads 3c are sealed (resin-sealed) with the sealing resin 6. Has been stopped). The sealing resin 6 is formed by adding a filler such as silica to an epoxy resin, for example, and protects the surface 2a of the semiconductor chip 2 and the wire 4 by resin sealing.

なお、図1〜図3では、BGA型の半導体装置の例として、1個の半導体チップ2が、所謂フェイスアップ実装方式によりインタポーザ基板3に搭載された例を示しているが、半導体チップの数や実装方式はこれに限定されない。例えば、複数枚の半導体チップを積層、あるいは並べて配置することもできる。また例えば、半導体チップ2の表面2aをインタポーザ基板3の上面3aと対向させた状態で搭載する、所謂フェイスダウン実装(フリップチップ接続)方式により実装することもできる。この場合、半導体チップ2は、電極パッド2cの表面に形成された、例えば、金(Au)からなるバンプ電極(突起電極)を介して、インタポーザ基板3の上面3a(詳しくは、半導体チップ2の電極パッド2cと対向する領域)に形成された端子(ボンディングリード)と電気的に接続する。   1 to 3 show an example in which one semiconductor chip 2 is mounted on the interposer substrate 3 by a so-called face-up mounting method as an example of the BGA type semiconductor device. The mounting method is not limited to this. For example, a plurality of semiconductor chips can be stacked or arranged side by side. Further, for example, the semiconductor chip 2 can be mounted by a so-called face-down mounting (flip chip connection) method in which the surface 2a of the semiconductor chip 2 is mounted facing the upper surface 3a of the interposer substrate 3. In this case, the semiconductor chip 2 is formed on the surface of the electrode pad 2c via a bump electrode (projection electrode) made of, for example, gold (Au), for example, the upper surface 3a of the interposer substrate 3 (specifically, the semiconductor chip 2). It is electrically connected to a terminal (bonding lead) formed in a region facing the electrode pad 2c.

<半田ボール周辺の詳細構造>
次に、図3に示す半田ボール10周辺の構造について説明する。図4は、図3のB部の拡大断面図である。
<Detailed structure around solder balls>
Next, the structure around the solder ball 10 shown in FIG. 3 will be described. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion B in FIG.

図4に示すように、本実施の形態のBGA1は、ソルダレジスト膜3gに形成された開口部3kにおいて、ソルダレジスト膜3gから、半田ボール10が接合されるランド3dの一部(露出部)が露出する、所謂、SMD(Solder Mask Defined)構造のランド3dを有している。なお、本実施の形態のランド3dの構造は、このSMD構造に限らず、半田ボール10が接合されるランド3dの表面と側面がソルダレジスト膜3gから露出する、所謂、NSMD(Non Solder Mask Defined)構造のランドであっても良い。また、ランド3dは、例えば銅(Cu)膜3d1から成り、その表面には、めっき膜3d2が積層されている。めっき膜3d2は、例えば、銅膜3d1膜の表面にニッケル(Ni)膜、金(Au)膜が順に積層されている。なお、本実施の形態のめっき膜3d2は、これに限らず、ニッケル(Ni)膜と金(Au)膜との間に白金(Pd)が配置されていても良い。詳しくは、めっき膜3d2は、銅膜3d1の露出部の表面に積層されている。開口部3kは、平面視において、円形に形成され、隣り合う開口部3k(ランド3d)の配置ピッチ(中心間距離)は、例えば、400μmである。また、開口部3kの開口径は、例えば、220μmとなっている。   As shown in FIG. 4, the BGA 1 of the present embodiment has a part (exposed portion) of the land 3d to which the solder ball 10 is joined from the solder resist film 3g in the opening 3k formed in the solder resist film 3g. Is exposed to a so-called SMD (Solder Mask Defined) structure land 3d. The structure of the land 3d in the present embodiment is not limited to this SMD structure, but the so-called NSMD (Non Solder Mask Defined) in which the surface and side surfaces of the land 3d to which the solder ball 10 is bonded are exposed from the solder resist film 3g. ) Structure land may be used. The land 3d is made of, for example, a copper (Cu) film 3d1, and a plating film 3d2 is laminated on the surface thereof. In the plating film 3d2, for example, a nickel (Ni) film and a gold (Au) film are sequentially laminated on the surface of the copper film 3d1. The plating film 3d2 of the present embodiment is not limited to this, and platinum (Pd) may be disposed between the nickel (Ni) film and the gold (Au) film. Specifically, the plating film 3d2 is laminated on the surface of the exposed portion of the copper film 3d1. The openings 3k are formed in a circular shape in plan view, and the arrangement pitch (center-to-center distance) between adjacent openings 3k (lands 3d) is, for example, 400 μm. Further, the opening diameter of the opening 3k is, for example, 220 μm.

そして、このランド3dの露出部(詳しくは、めっき膜3d2の表面)に、例えば、直径が250μmである半田ボール10が接合されている。なお、半田ボール10の直径とは、以下のように定義する。すなわち、半田ボール10は、半田材12の表面張力により、略球形に形成されているが、厳密には、図4に示すように、ランド3d側の一部が、開口部3k内に埋め込まれるため、真球ではない。そこで、本願では、図4に示すように、インタポーザ基板3の下面3bに沿った方向の幅のうち、最も大きい幅を半田ボール10の直径W1と定義して説明する。   A solder ball 10 having a diameter of, for example, 250 μm is bonded to the exposed portion of the land 3d (specifically, the surface of the plating film 3d2). The diameter of the solder ball 10 is defined as follows. That is, the solder ball 10 is formed in a substantially spherical shape due to the surface tension of the solder material 12, but strictly speaking, as shown in FIG. 4, a part on the land 3d side is embedded in the opening 3k. Therefore, it is not a true sphere. Therefore, in the present application, as shown in FIG. 4, the largest width among the widths along the lower surface 3 b of the interposer substrate 3 is defined as the diameter W <b> 1 of the solder ball 10.

半田ボール10は、それぞれ、複数のコアボール11およびコアボール11を覆う半田材12を有している。本実施の形態では、各半田ボール10には、それぞれ二個のコアボール11が内包されている。半田材12は、鉛(Pb)を実質的に含まない、所謂、鉛フリー半田からなり、例えば、錫(Sn)のみ、錫−ビスマス(Sn−Bi)、錫−銀(Sn−Ag)、錫−銅−銀(Sn−Cu−Ag)、または錫−銅−銀−ニッケル(Sn−Cu−Ag−Ni)などである。本実施の形態では、錫−銅−銀(Sn−Cu−Ag)からなる半田材12を用いている。ここで、鉛フリー半田とは、鉛(Pb)の含有量が0.1wt%以下のものを意味し、この含有量は、RoHs(Restriction of Hazardous Substances)指令の基準として定められている。   Each solder ball 10 includes a plurality of core balls 11 and a solder material 12 covering the core balls 11. In the present embodiment, each solder ball 10 includes two core balls 11. The solder material 12 is made of so-called lead-free solder that does not substantially contain lead (Pb). For example, only the tin (Sn), tin-bismuth (Sn-Bi), tin-silver (Sn-Ag), Tin-copper-silver (Sn-Cu-Ag), tin-copper-silver-nickel (Sn-Cu-Ag-Ni), or the like. In this embodiment, the solder material 12 made of tin-copper-silver (Sn-Cu-Ag) is used. Here, the lead-free solder means a lead (Pb) content of 0.1 wt% or less, and this content is defined as a standard of the RoHs (Restriction of Hazardous Substances) directive.

また、複数のコアボール11は、樹脂から成るコア材11aと、コア材11aの表面に形成された金属膜11bからなる。コア材11aは、球形に形成され、その表面を覆うように、金属膜11bがコーティングされている。本実施の形態では、例えば、コア材11aの直径は、70μm〜80μm程度、コア材の周囲にコーティングされる金属膜11bの膜厚は10μm程度となっている。つまり、本実施の形態では、コアボール11のそれぞれの直径W2は、半田ボール10の半径(直径W1の半分)よりも小さく、例えば、90μm〜100μm程度となっている。   The plurality of core balls 11 includes a core material 11a made of resin and a metal film 11b formed on the surface of the core material 11a. The core material 11a is formed in a spherical shape, and is coated with a metal film 11b so as to cover the surface thereof. In the present embodiment, for example, the diameter of the core material 11a is about 70 μm to 80 μm, and the thickness of the metal film 11b coated around the core material is about 10 μm. That is, in the present embodiment, the diameter W2 of each of the core balls 11 is smaller than the radius (half of the diameter W1) of the solder ball 10 and is, for example, about 90 μm to 100 μm.

コア材11aを構成する樹脂材料は、半田ボール内に配置するコア材として、市販されているものを適宜用いることができる。本実施の形態では、BGA1を実装基板(図示せず)に実装した後、例えば、温度サイクルにより、半田ボール10に印加される応力を緩和させる観点から、半田材12よりもヤング率の低い樹脂材料を用いている。これにより、実装後の半田ボール10の破壊耐性を向上させることができるので、半田ボール10の電気的接続信頼性を向上させることができる。あるいは、温度サイクル耐性を向上させることで、BGA1の製品寿命を長期化させることができる。   As the resin material constituting the core material 11a, a commercially available material can be appropriately used as the core material disposed in the solder ball. In the present embodiment, after mounting the BGA 1 on a mounting substrate (not shown), a resin having a lower Young's modulus than the solder material 12 from the viewpoint of relaxing stress applied to the solder balls 10 by, for example, a temperature cycle. Material is used. Thereby, since the destruction tolerance of the solder ball 10 after mounting can be improved, the electrical connection reliability of the solder ball 10 can be improved. Alternatively, the product life of the BGA 1 can be extended by improving the temperature cycle resistance.

また、コア材11aを覆う金属膜11bは、コアボール11と半田材12の密着性向上の観点、あるいは、樹脂から成るコア材11aにより半田ボール10の電気抵抗増加や放熱性低下を抑制する観点から形成している。本実施の形態では、金属膜11bは、主に銅(Cu)からなる。また、銅膜とコア材11aの密着性を向上させる観点から、銅膜とコア材11aの間に、銅膜よりも薄いニッケル膜を形成している。また、半田材12との接触界面で銅へ拡散することを抑制する観点から、銅膜の外側に、銅膜よりも薄いニッケル膜を形成している。つまり、本実施の形態の金属膜11bは、例えば、ニッケル膜、銅膜、ニッケル膜がコア材11aの表面を覆うように積層された積層膜である。   In addition, the metal film 11b covering the core material 11a is used to improve the adhesion between the core ball 11 and the solder material 12, or to suppress an increase in electrical resistance and a decrease in heat dissipation of the solder ball 10 by the core material 11a made of resin. Formed from. In the present embodiment, the metal film 11b is mainly made of copper (Cu). Further, from the viewpoint of improving the adhesion between the copper film and the core material 11a, a nickel film thinner than the copper film is formed between the copper film and the core material 11a. Further, from the viewpoint of suppressing diffusion to copper at the contact interface with the solder material 12, a nickel film thinner than the copper film is formed outside the copper film. That is, the metal film 11b of the present embodiment is a laminated film in which, for example, a nickel film, a copper film, and a nickel film are laminated so as to cover the surface of the core material 11a.

<半導体装置の実装工程>
次に、本実施の形態のBGA1を実装基板に実装する工程について説明する。図5は、図3に示す半導体装置を搭載する実装基板の複数の端子上にクリーム半田を配置した状態を示す拡大断面図、図6は、図5に示す実装基板上に図3に示す半導体装置を配置して、加熱処理を開始した状態を模式的に示す説明である。また、図7は図6に示すクリーム半田と半田ボールが一体化した状態を模式的に示す説明である。また、図54は、図6の比較例を示す説明図、図55は図7の比較例を示す説明図である。
<Semiconductor device mounting process>
Next, a process for mounting the BGA 1 of the present embodiment on the mounting substrate will be described. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which cream solder is disposed on a plurality of terminals of a mounting board on which the semiconductor device shown in FIG. 3 is mounted, and FIG. 6 shows the semiconductor shown in FIG. 3 on the mounting board shown in FIG. It is description which shows typically the state which has arrange | positioned an apparatus and started the heat processing. FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a state where the cream solder and the solder ball shown in FIG. 6 are integrated. 54 is an explanatory diagram showing a comparative example of FIG. 6, and FIG. 55 is an explanatory diagram showing a comparative example of FIG.

図3に示すBGA1を実装する実装基板20(図5参照)は、図5に示すように、実装面20aに露出した複数の端子(ランド、実装基板端子)21を有している。この実装基板20上に、BGA1(図3参照)を実装する実装工程では、複数の半田ボール10(図3参照)と実装基板20の複数の端子21を接合することにより、それぞれ電気的に接続する。つまり、図3に示す半田ボール10は、実装基板の実装基板端子と接合するための実装用外部端子である。   The mounting board 20 (see FIG. 5) on which the BGA 1 shown in FIG. 3 is mounted has a plurality of terminals (lands, mounting board terminals) 21 exposed on the mounting surface 20a, as shown in FIG. In the mounting process of mounting the BGA 1 (see FIG. 3) on the mounting substrate 20, a plurality of solder balls 10 (see FIG. 3) and a plurality of terminals 21 of the mounting substrate 20 are joined to each other to be electrically connected. To do. That is, the solder ball 10 shown in FIG. 3 is a mounting external terminal for joining with the mounting board terminal of the mounting board.

以下実装工程の概要について説明する。実装工程では、まず、半田ボール10(図3参照)と、図5に示す端子21を接合するための接合材として、クリーム半田22を複数の端子21上に配置する。クリーム半田22は、金属粒子(半田成分)およびフラックス成分を含むペーストであって、半田ボール10(図3参照)と端子21を接合するための接合材である。フラックスは、半田同士、あるいは半田と他の金属材料の接合特性を向上させる有機化合物である。例えば、接合すべき金属の酸化膜を除去し、金属表面の再酸化を防止する機能、あるいは半田の表面活性を向上させる機能を有し、半田の濡れ性(接合特性)を向上させることができる。なお、このような接合材としては、本実施の形態のように、半田成分とフラックス成分を含むクリーム半田22の他、半田成分を含まないフラックス材を用いることもできるが、本実施の形態では、クリーム半田を端子21上に配置して実装する、所謂、迎え半田実装方式について、説明する。クリーム半田22を複数の端子21のそれぞれに配置する方法としては、特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法など、印刷方式により塗布する方法や、図示しないノズルからクリーム半田22を塗布するディスペンス方式、あるいは、転写治具などを用いて、クリーム半田22を端子21上に転写する転写方式などを用いることができる。   The outline of the mounting process will be described below. In the mounting process, first, cream solder 22 is disposed on the plurality of terminals 21 as a bonding material for bonding the solder balls 10 (see FIG. 3) and the terminals 21 shown in FIG. The cream solder 22 is a paste containing metal particles (solder component) and a flux component, and is a bonding material for bonding the solder ball 10 (see FIG. 3) and the terminal 21. Flux is an organic compound that improves the bonding characteristics between solders or between solder and other metal materials. For example, it has a function of removing a metal oxide film to be bonded and preventing reoxidation of the metal surface, or a function of improving the surface activity of the solder, and can improve the wettability (bonding characteristics) of the solder. . As such a bonding material, in addition to the cream solder 22 including the solder component and the flux component, a flux material not including the solder component can be used as in the present embodiment. A so-called welcome solder mounting method in which cream solder is arranged and mounted on the terminal 21 will be described. The method of disposing the cream solder 22 on each of the plurality of terminals 21 is not particularly limited. For example, a method of applying by a printing method such as a screen printing method, a dispensing method of applying the cream solder 22 from a nozzle (not shown), Alternatively, a transfer system that transfers the cream solder 22 onto the terminal 21 using a transfer jig or the like can be used.

次に、図6に示すように、実装基板20上にBGA1を配置した後、リフロー工程として、実装基板20およびBGA1に加熱処理を施す。本工程では、BGA1の複数の半田ボール10と、実装基板20の複数の端子21が、それぞれ対向するように配置する。クリーム半田22が加熱されると、フラックス成分が端子21の表面や半田ボール10の表面(フラックス成分と接触した領域)を活性化させる。また、クリーム半田22の半田成分および半田ボール10が溶融する程度まで加熱されると、図6に示すように、半田ボール10が変形して沈み込み、全ての半田ボール10とクリーム半田22が一体化して、半田材23(図7参照)となり、この半田材23を介して、BGA1のランド3d(図3参照)と、実装基板20の端子21が接合され、電気的に接続される。   Next, as shown in FIG. 6, after the BGA 1 is disposed on the mounting substrate 20, the mounting substrate 20 and the BGA 1 are subjected to heat treatment as a reflow process. In this step, the plurality of solder balls 10 of the BGA 1 and the plurality of terminals 21 of the mounting substrate 20 are arranged to face each other. When the cream solder 22 is heated, the flux component activates the surface of the terminal 21 and the surface of the solder ball 10 (region in contact with the flux component). Further, when the solder components of the cream solder 22 and the solder balls 10 are heated to such a degree that they melt, the solder balls 10 are deformed and sink, and all the solder balls 10 and the cream solder 22 are integrated. The solder material 23 (see FIG. 7) is formed, and the land 3d (see FIG. 3) of the BGA 1 and the terminal 21 of the mounting substrate 20 are joined and electrically connected via the solder material 23.

ここで、図54および図55に示す本実施の形態の比較例であるBGA100に上記した実装工程を適用した場合について説明する。図54および図55に示す比較例のBGA100と、図3に示す本実施の形態のBGA1との相違点は、半田ボール内に配置されるコアボールの数、および外形寸法であり、それ以外の点は同様である。図54および図55に示すBGA100では、各半田ボール101が、内部にそれぞれ一個のコアボール102を有している。コアボール102は、図4に示すコアボール11と同様に、コア材の周囲に銅膜などの金属膜が形成されている。ただし、コア材の直径は、図4に示すコア材11aよりも大きい。これは、BGA100を実装基板20に実装した後、例えば、温度サイクルにより、半田ボール101に印加される応力を緩和させるためである。例えば、図4に示す、本実施の形態の二個のコアボール11と同程度の応力緩和効果を得るためには、コアボール102(図54参照)の体積を大きくする必要があり、直径は、図4に示すコアボール11よりも20μm〜25μm程度、大きくなる。   Here, the case where the mounting process described above is applied to BGA 100 which is a comparative example of the present embodiment shown in FIGS. 54 and 55 will be described. The differences between the BGA 100 of the comparative example shown in FIGS. 54 and 55 and the BGA 1 of the present embodiment shown in FIG. 3 are the number of core balls arranged in the solder balls and the external dimensions. The point is similar. In the BGA 100 shown in FIGS. 54 and 55, each solder ball 101 has one core ball 102 therein. As with the core ball 11 shown in FIG. 4, the core ball 102 is formed with a metal film such as a copper film around the core material. However, the diameter of the core material is larger than the core material 11a shown in FIG. This is because, after the BGA 100 is mounted on the mounting substrate 20, for example, the stress applied to the solder ball 101 is relaxed by a temperature cycle. For example, in order to obtain the same stress relaxation effect as the two core balls 11 of the present embodiment shown in FIG. 4, the volume of the core ball 102 (see FIG. 54) needs to be increased, and the diameter is , About 20 μm to 25 μm larger than the core ball 11 shown in FIG.

直径の大きなコアボール102を有するBGA100を用いた場合であっても、半田ボール101の頂点の位置が揃っていれば、各半田ボール101を端子21と接合することができる。ところが、図6や図54に示すように、本実施の形態のBGA1や比較例のBGA100のように、配線基板上に半導体チップを搭載するBGA型の半導体装置では、配線基板に反りが発生し易い。図3を用いて詳しく説明すると、BGA1は、金属材料や樹脂材料、あるいは半導体材料など、線膨張係数の異なる種々の部材により構成されている。特に、図3に示すインタポーザ基板3の線膨張係数は、半導体チップ2やこれを封止する封止樹脂6との線膨張係数の差が大きい。このため、BGA1を製造する各工程中での加熱処理により、BGA1に反りが生じ、下面3bの平坦性が低下する場合がある。この結果、複数の半田ボール10の頂点の位置にバラツキが生じ、コプラナリティ(取り付け面に対する端子の頂点の平坦度の均一性であって、取りつけ面から各端子の頂点までの距離の差で規定される)が低下する(差が大きくなる)。同様の理由から、図54に示すBGA100でもコプラナリティが低下する。   Even when the BGA 100 having the core ball 102 having a large diameter is used, each solder ball 101 can be joined to the terminal 21 as long as the apexes of the solder balls 101 are aligned. However, as shown in FIGS. 6 and 54, in a BGA type semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a wiring board, such as the BGA 1 of the present embodiment or the BGA 100 of the comparative example, the wiring board is warped. easy. If it demonstrates in detail using FIG. 3, BGA1 will be comprised by the various member from which a linear expansion coefficient differs, such as a metal material, a resin material, or a semiconductor material. In particular, the linear expansion coefficient of the interposer substrate 3 shown in FIG. 3 is greatly different from that of the semiconductor chip 2 and the sealing resin 6 that seals the semiconductor chip 2. For this reason, the heat treatment in each process of manufacturing the BGA 1 may cause the BGA 1 to warp, and the flatness of the lower surface 3b may deteriorate. As a result, the positions of the vertices of the plurality of solder balls 10 vary, and the coplanarity (the uniformity of the flatness of the vertices of the terminals with respect to the mounting surface is defined by the difference in distance from the mounting surface to the vertices of each terminal. (The difference becomes larger). For the same reason, the coplanarity also decreases in the BGA 100 shown in FIG.

このため、図54および図55に示すように、直径の大きなコアボール102を有するBGA100を実装基板20に実装する実装工程では、以下のような実装不良が発生する。すなわち、図54に示すように、実装基板20およびBGA100に加熱処理を施すリフロー工程において、コアボール102よりもクリーム半田22側に配置される半田材12の量が少ないので、フラックス成分により、活性化される半田材12の量が少なくなる。また、半田ボール101が変形して沈み込む際の沈み込み量は、直径が大きいコアボール102に阻害されるため、本実施の形態よりも小さくなる。この結果、図54に示すように、端子21までの距離が遠い半田ボール101(例えば、図54に示す両端の半田ボール101)は、クリーム半田22と接触しない、あるいは接触面積が極めて小さくなる。そして、半田ボール101とクリーム半田22が接触しなければ、半田ボール101を接合することができず、接合不良(電気的接続不良)となる。また、半田ボール101とクリーム半田22の接触面積が小さい場合、半田ボール101の表面を十分に活性化することができず、図55に示すように、半田ボール101とクリーム半田22の半田成分が一体化しない、濡れ不良の状態となる。このため、BGA100と実装基板20の電気的接続信頼性が低下することとなる。   For this reason, as shown in FIGS. 54 and 55, in the mounting process in which the BGA 100 having the core ball 102 having a large diameter is mounted on the mounting substrate 20, the following mounting defects occur. That is, as shown in FIG. 54, in the reflow process in which the mounting substrate 20 and the BGA 100 are heated, the amount of the solder material 12 disposed on the cream solder 22 side is smaller than that of the core ball 102. The amount of solder material 12 to be reduced is reduced. Further, the amount of sinking when the solder ball 101 is deformed and sinks is hindered by the core ball 102 having a large diameter, and is therefore smaller than that of the present embodiment. As a result, as shown in FIG. 54, the solder balls 101 that are far from the terminals 21 (for example, the solder balls 101 at both ends shown in FIG. 54) do not contact the cream solder 22, or the contact area becomes extremely small. If the solder ball 101 and the cream solder 22 do not contact each other, the solder ball 101 cannot be joined, resulting in poor joining (electrical connection failure). Further, when the contact area between the solder ball 101 and the cream solder 22 is small, the surface of the solder ball 101 cannot be sufficiently activated, and the solder components of the solder ball 101 and the cream solder 22 are not as shown in FIG. It becomes a state of poor wetting without being integrated. For this reason, the electrical connection reliability between the BGA 100 and the mounting substrate 20 is lowered.

また、前記特許文献2のように、半導体装置および実装基板の双方に、一つのコアボールを有する半田ボールをそれぞれ接合し、各半田ボールを溶融させて接合する実装方法では、略球形の半田ボール同士を接触させる必要があるため、各半田ボールの表面を十分に活性化させることが困難となる。このため、各半田ボールの半田成分が一体化しない、濡れ不良の状態となる。このため、BGA100と実装基板20の電気的接続信頼性が低下することとなる。   Further, as described in Patent Document 2, in a mounting method in which solder balls each having a single core ball are bonded to both a semiconductor device and a mounting substrate, and each solder ball is melted and bonded, a substantially spherical solder ball is used. Since it is necessary to contact each other, it is difficult to sufficiently activate the surface of each solder ball. For this reason, the solder component of each solder ball is not integrated, resulting in a poor wetting state. For this reason, the electrical connection reliability between the BGA 100 and the mounting substrate 20 is lowered.

<半田ボールの好ましい実施態様>
次に、上記した課題を踏まえ、図4に示す本実施の形態のBGA1の構成により得られる代表的な効果、および好ましい実施態様について説明する。
<Preferred Embodiment of Solder Ball>
Next, based on the above-described problems, typical effects obtained by the configuration of the BGA 1 of the present embodiment shown in FIG. 4 and preferred embodiments will be described.

まず、BGA1は、樹脂から成るコア材11aを含むコアボール11を半田ボール10の内部に有している。このため、図7に示すように、実装基板20に実装した後で、半田材23に印加された応力を、応力緩和部材としてのコア材11aにより緩和することができる。   First, the BGA 1 has a core ball 11 including a core material 11 a made of resin inside the solder ball 10. For this reason, as shown in FIG. 7, after mounting on the mounting substrate 20, the stress applied to the solder material 23 can be relieved by the core material 11a as a stress relieving member.

また、BGA1は、半田ボール10の内部に、複数のコアボール11を有している。このため、半田ボール内に一個のコアボールを有する半導体装置と比較して、各コアボール11の直径W2を小さくしても、同等の応力緩和効果を得ることができる。そして、BGA1では、複数のコアボール11の直径W2を小さくすることができるので、図6に示すように、実装工程において、軟化した半田ボール10の沈み込み量を増加させることができる。このため、前記した接合不良や濡れ不良などの実装不良を抑制することができる。   Further, the BGA 1 has a plurality of core balls 11 inside the solder balls 10. For this reason, even if the diameter W2 of each core ball 11 is reduced as compared with a semiconductor device having one core ball in a solder ball, an equivalent stress relaxation effect can be obtained. And in BGA1, since the diameter W2 of the some core ball | bowl 11 can be made small, as shown in FIG. 6, the sinking amount of the softened solder ball | bowl 10 can be increased in a mounting process. For this reason, it is possible to suppress mounting failures such as the above-described bonding failure and wetting failure.

また、図4に示すように、各半田ボール10内に配置される複数のコアボール11のそれぞれの直径W2が揃っていることが好ましい。例えば、本実施の形態のように、半田ボール10内に二個のコアボール11が含まれている場合には、二個のコアボールの直径W2を同程度とすることが好ましい。二個のコアボール11の直径W2を同程度とすることで、前記した実装工程における沈み込み量を確実に増加させることができる。なお、複数のコアボール11のそれぞれの直径W2が揃っているとは、直径W2が同程度である事を指し、その許容誤差は、BGA1のコプラナリティとの関係で定義することができる。つまり、複数の半田ボールの頂点の位置が高さ方向にバラついている場合において、最も大きい高低差よりも、各コアボール11の直径W2の誤差が小さいことが好ましい。ただし、前記した実装工程における沈み込み量を確実に増加させ、かつ、応力緩和効果を最大限に引き出す観点からは、複数のコアボール11の直径W2が同じ長さであることが、より好ましい。   Moreover, as shown in FIG. 4, it is preferable that the diameter W2 of each of the plurality of core balls 11 arranged in each solder ball 10 is uniform. For example, when the two core balls 11 are included in the solder ball 10 as in the present embodiment, it is preferable that the diameters W2 of the two core balls are approximately the same. By setting the diameters W2 of the two core balls 11 to be approximately the same, the amount of subsidence in the mounting process described above can be reliably increased. The fact that the diameters W2 of the plurality of core balls 11 are the same means that the diameters W2 are the same, and the allowable error can be defined in relation to the coplanarity of the BGA1. That is, when the positions of the apexes of the plurality of solder balls are varied in the height direction, it is preferable that the error of the diameter W2 of each core ball 11 is smaller than the largest difference in height. However, it is more preferable that the diameters W2 of the plurality of core balls 11 have the same length from the viewpoint of surely increasing the amount of sinking in the mounting process described above and maximizing the stress relaxation effect.

また、複数のコアボール11のそれぞれの直径W2は、半田ボール10の半径よりも小さいことが好ましい。これにより、例えば、本実施の形態のように、半田ボール10内に二個のコアボール11が含まれている場合に、各コアボール11の表面全体を半田材12で被覆することができる。そして、各コアボール11の表面全体を半田材12で被覆することにより、コアボール11が半田材12から露出した場合に発生する不具合を抑制することができる。例えば、コアボール11の一部が、半田ボール10の頂点付近において露出した場合、上記した実装工程において、半田材12が十分に活性化されず、濡れ不良の原因となるが、これを抑制することができる。また、例えば、コアボール11の一部が露出すると、露出部の金属膜11bから表面酸化が進むが、これを抑制することができる。なお、本実施の形態の変形例として、例えば、各半田ボール10に三個のコアボール11を内包させることもできるが、この場合にはコアボール11の直径W2は、半田ボール10の直径W1の1/3よりも小さくすることが好ましい。   Further, it is preferable that the diameter W2 of each of the plurality of core balls 11 is smaller than the radius of the solder ball 10. Thereby, for example, as in the present embodiment, when two core balls 11 are included in the solder ball 10, the entire surface of each core ball 11 can be covered with the solder material 12. Then, by covering the entire surface of each core ball 11 with the solder material 12, it is possible to suppress problems that occur when the core ball 11 is exposed from the solder material 12. For example, when a part of the core ball 11 is exposed in the vicinity of the apex of the solder ball 10, the solder material 12 is not sufficiently activated in the mounting process described above, which causes a wetting defect. be able to. Further, for example, when a part of the core ball 11 is exposed, surface oxidation proceeds from the exposed metal film 11b, which can be suppressed. As a modification of the present embodiment, for example, three solder balls 11 can be included in each solder ball 10. In this case, the diameter W2 of the core ball 11 is equal to the diameter W1 of the solder ball 10. It is preferable to make it smaller than 1/3.

また、半田ボール10内におけるコアボール11の配置は、図4に示すようにランド3d側に寄せて配置することが好ましい。言い換えれば、複数のコアボール11のそれぞれの中心は、半田ボール10の中心(直径W1の中心)よりもランド3d側に配置されていることが好ましい。これにより、上記した実装工程において、コアボール11よりもクリーム半田22(図6参照)側に配置される半田材12の量を増加させることができるので、沈み込み量を増加させることができる。また、コアボール11よりもクリーム半田22(図6参照)側に配置される半田材12の量を増加させることで、クリーム半田22のフラックス成分と接触する半田材12が増えるので、濡れ性を向上させることができる。なお、半田ボール10内において、ランド3d側に寄せてコアボール11を配置する方法は、後述する。   Further, it is preferable that the core balls 11 are arranged in the solder balls 10 so as to be close to the land 3d as shown in FIG. In other words, the center of each of the plurality of core balls 11 is preferably disposed on the land 3d side with respect to the center of the solder ball 10 (the center of the diameter W1). Thereby, in the mounting process described above, the amount of the solder material 12 arranged on the cream solder 22 (see FIG. 6) side relative to the core ball 11 can be increased, so that the sinking amount can be increased. Further, by increasing the amount of the solder material 12 disposed on the cream solder 22 (see FIG. 6) side than the core ball 11, the solder material 12 that comes into contact with the flux component of the cream solder 22 is increased, so that the wettability is increased. Can be improved. A method of placing the core ball 11 close to the land 3d in the solder ball 10 will be described later.

また、各半田ボール10におけるコア材11aの量を制御する観点から、複数の半田ボール10のそれぞれは、同数のコアボール11を含んでいることが好ましい。各半田ボール10におけるコア材11aの量を制御することで、実装後の半田材23(図7参照)に印加される応力をそれぞれ確実に緩和することができる。なお、各半田ボール10に含まれるコアボール11の数を同数とする方法は、後述する。   Further, from the viewpoint of controlling the amount of the core material 11 a in each solder ball 10, each of the plurality of solder balls 10 preferably includes the same number of core balls 11. By controlling the amount of the core material 11a in each solder ball 10, the stress applied to the solder material 23 (see FIG. 7) after mounting can be surely alleviated. A method of making the number of core balls 11 included in each solder ball 10 equal will be described later.

なお、本実施の形態では、各半田ボール10内に二個のコアボール11が含まれている例を説明したが、コアボール11の数はこれより多くても良い。ただし、コアボール11の数を多くすると、各コアボール11の直径W2が小さくなるため、応力緩和効果が小さくなる。したがって、各半田ボール10内に配置するコアボール11の数は、二個または三個が特に好ましい。   In this embodiment, an example in which two core balls 11 are included in each solder ball 10 has been described. However, the number of core balls 11 may be larger. However, when the number of the core balls 11 is increased, the diameter W2 of each core ball 11 is reduced, so that the stress relaxation effect is reduced. Therefore, the number of core balls 11 arranged in each solder ball 10 is particularly preferably two or three.

また、本実施の形態では、全ての半田ボール10がコアボール11を有している例を説明したが、インタポーザ基板3の下面3bに配置された複数のランド3dのうち、角部、あるいは最外周のランドに接合する半田ボールにのみ、コアボール11を有する半田ボール10を採用しても良い。これにより、実装ストレスが特に加わりやすいインタポーザ基板3の下面3bにおける角部、あるいは最外周の応力緩和効果を実現しながら、電気的特性も向上することができる。   Further, in the present embodiment, an example in which all the solder balls 10 have the core ball 11 has been described. However, among the plurality of lands 3d arranged on the lower surface 3b of the interposer substrate 3, the corner or the outermost The solder ball 10 having the core ball 11 may be used only for the solder ball bonded to the outer peripheral land. Thereby, the electrical characteristics can be improved while realizing the stress relaxation effect at the corners or the outermost periphery of the lower surface 3b of the interposer substrate 3 where the mounting stress is particularly likely to be applied.

<半導体装置の製造工程>
次に、図1〜図4に示すBGA1の製造工程について、説明する。本実施の形態におけるBGA1は、図8に示す組立てフローに沿って製造される。図8は、本実施の形態の半導体装置の組み立てフローを示す説明図である。各工程の詳細については、図9〜図24を用いて、以下に説明する。
<Manufacturing process of semiconductor device>
Next, a manufacturing process of the BGA 1 shown in FIGS. 1 to 4 will be described. The BGA 1 in the present embodiment is manufactured along the assembly flow shown in FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an assembly flow of the semiconductor device of the present embodiment. Details of each step will be described below with reference to FIGS.

1.基板準備工程
まず、図8に示す基板準備工程(S1)として、図9に示すような配線基板25を準備する。図9は、図8に示す基板準備工程で準備する配線基板の全体構造を示す平面図である。
1. Substrate Preparation Step First, as a substrate preparation step (S1) shown in FIG. 8, a wiring substrate 25 as shown in FIG. 9 is prepared. FIG. 9 is a plan view showing the entire structure of the wiring board prepared in the board preparation step shown in FIG.

図9に示すように、本工程で準備する配線基板25は、枠部(枠体)25bの内側に複数のデバイス領域25aを備えている。詳しくは、複数のデバイス領域25aが行列状に配置されている。デバイス領域25aの数は、図9に示す態様に限定されないが、本実施の形態の配線基板25は、例えば、行列状(図9では2行×8列)に配置された16個のデバイス領域25aを備えている。つまり、配線基板25は、複数のデバイス領域25aを有する、所謂、多数個取り基板である。   As shown in FIG. 9, the wiring board 25 prepared in this step includes a plurality of device regions 25a inside a frame portion (frame body) 25b. Specifically, a plurality of device regions 25a are arranged in a matrix. The number of device regions 25a is not limited to the mode shown in FIG. 9, but the wiring substrate 25 of the present embodiment has, for example, 16 device regions arranged in a matrix (2 rows × 8 columns in FIG. 9). 25a. That is, the wiring board 25 is a so-called multi-piece board having a plurality of device regions 25a.

各デバイス領域25aは、図1に示すインタポーザ基板3に相当する。各デバイス領域25aは、図3に示す上面(表面、チップ搭載面)3a、上面3aに形成された複数のボンディングリード3c、上面3aとは反対側の下面(裏面、実装面)3b、および下面3bに形成された複数のランド(バンプランド)3dを有している。複数のボンディングリード3cと複数のランド3dは、インタポーザ基板3が有する複数の配線3eを介して、それぞれ電気的に接続されている。また、インタポーザ基板3は、上面3aに形成されたソルダレジスト膜(絶縁膜)3f、および下面3bに形成されたソルダレジスト膜(絶縁膜)3gを有している。ソルダレジスト膜3fは、コア層(コア絶縁層)3hの上面3a側および上面3aに形成された配線3eを覆うように形成され、ソルダレジスト膜3fに形成された開口部において、ボンディングリード3cが、ソルダレジスト膜3fから露出している。また、ソルダレジスト膜3gは、コア層(コア絶縁層)3hの下面3b側に形成された配線3eを覆うように形成され、ソルダレジスト膜3gに形成された複数の開口部において、ランド3dが、ソルダレジスト膜3gから露出している。   Each device region 25a corresponds to the interposer substrate 3 shown in FIG. Each device region 25a includes an upper surface (front surface, chip mounting surface) 3a shown in FIG. 3, a plurality of bonding leads 3c formed on the upper surface 3a, a lower surface (back surface, mounting surface) 3b opposite to the upper surface 3a, and a lower surface It has a plurality of lands (bump lands) 3d formed in 3b. The plurality of bonding leads 3c and the plurality of lands 3d are electrically connected via a plurality of wirings 3e included in the interposer substrate 3, respectively. The interposer substrate 3 has a solder resist film (insulating film) 3f formed on the upper surface 3a and a solder resist film (insulating film) 3g formed on the lower surface 3b. The solder resist film 3f is formed so as to cover the upper surface 3a side of the core layer (core insulating layer) 3h and the wiring 3e formed on the upper surface 3a. The bonding lead 3c is formed in the opening formed in the solder resist film 3f. The solder resist film 3f is exposed. The solder resist film 3g is formed so as to cover the wiring 3e formed on the lower surface 3b side of the core layer (core insulating layer) 3h, and the lands 3d are formed in a plurality of openings formed in the solder resist film 3g. The solder resist film 3g is exposed.

また、各デバイス領域25aの周囲には、図8に示す個片化工程(S7)で配線基板25を切断する予定領域であるダイシング領域(ダイシングライン)が配置されている。図9に示すように、ダイシング領域25cは、隣り合うデバイス領域25aの間、および枠部25bとデバイス領域25aの間、に各デバイス領域25aを取り囲むように配置されている。   Further, around each device region 25a, a dicing region (dicing line), which is a planned region for cutting the wiring board 25 in the singulation process (S7) shown in FIG. 8, is arranged. As shown in FIG. 9, the dicing area 25c is arranged so as to surround each device area 25a between the adjacent device areas 25a and between the frame portion 25b and the device area 25a.

2.半導体チップ準備工程
また、図8に示す半導体チップ準備工程(S2)として、図1に示す半導体チップ2を準備する。本工程では、例えば、シリコンからなる半導体ウエハ(図示は省略)の主面側に、複数の半導体素子やこれに電気的に接続される配線層からなる半導体ウエハを準備する。その後、半導体ウエハのダイシングラインに沿って、ダイシングブレードを走らせて(図示は省略)半導体ウエハを切断し、図1に示す半導体チップ2を複数個取得する。
2. Semiconductor Chip Preparation Step As the semiconductor chip preparation step (S2) shown in FIG. 8, the semiconductor chip 2 shown in FIG. 1 is prepared. In this step, for example, a semiconductor wafer made of a plurality of semiconductor elements and a wiring layer electrically connected thereto is prepared on the main surface side of a semiconductor wafer made of silicon (not shown). Thereafter, a dicing blade is run along the dicing line of the semiconductor wafer (not shown) to cut the semiconductor wafer to obtain a plurality of semiconductor chips 2 shown in FIG.

3.ダイボンディング工程
次に、図8に示すダイボンディング工程(S3)について説明する。図10は、図9に示す配線基板上に半導体チップを搭載した状態を示す拡大平面図、図11は図10のC−C線に沿った拡大断面図である。
3. Die Bonding Step Next, the die bonding step (S3) shown in FIG. 8 will be described. 10 is an enlarged plan view showing a state in which a semiconductor chip is mounted on the wiring board shown in FIG. 9, and FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view taken along the line CC in FIG.

本工程では、半導体チップ2を配線基板25の各デバイス領域25aの上面3aに配置されたチップ搭載領域上に搭載(接着)する。図11に示すように、本実施の形態では、半導体チップ2の裏面2bが、配線基板25の上面3aと対向するように、接着材(ダイボンド材)5を介して配線基板25上に搭載する(フェイスアップ実装)。本実施の形態では、例えば、両面に接着層を備えるテープ材(フィルム材)である接着材5を、予め半導体チップ2の裏面2bに貼り付けておき、テープ材を介して半導体チップ2を接着する。その後、例えば、接着材5に含まれる熱硬化性樹脂成分を熱硬化させてしっかりと固定する。なお、接着材5は、テープ材には限定されず、例えば、エポキシ系の熱硬化性樹脂であるペースト状の接着材5を介して半導体チップ2を搭載し、これを熱硬化させて接着することもできる。   In this step, the semiconductor chip 2 is mounted (adhered) on a chip mounting region disposed on the upper surface 3a of each device region 25a of the wiring board 25. As shown in FIG. 11, in the present embodiment, the semiconductor chip 2 is mounted on the wiring substrate 25 via an adhesive (die bonding material) 5 so that the back surface 2 b of the semiconductor chip 2 faces the upper surface 3 a of the wiring substrate 25. (Face-up mounting). In the present embodiment, for example, an adhesive material 5 which is a tape material (film material) provided with an adhesive layer on both surfaces is attached in advance to the back surface 2b of the semiconductor chip 2, and the semiconductor chip 2 is bonded via the tape material. To do. Thereafter, for example, the thermosetting resin component contained in the adhesive 5 is thermoset and firmly fixed. The adhesive material 5 is not limited to a tape material. For example, the semiconductor chip 2 is mounted via a paste-like adhesive material 5 that is an epoxy thermosetting resin, and the semiconductor chip 2 is thermally cured to be bonded. You can also

4.ワイヤボンディング工程
次に、図8に示すワイヤボンディング工程(S4)について説明する。図12は、図10に示す半導体チップと配線基板を、ワイヤボンディングにより電気的に接続した状態を示す拡大平面図、図13は、図11に示す半導体チップと配線基板を、ワイヤボンディングにより電気的に接続した状態を示す拡大断面図である。
4). Wire Bonding Step Next, the wire bonding step (S4) shown in FIG. 8 will be described. 12 is an enlarged plan view showing a state in which the semiconductor chip and the wiring board shown in FIG. 10 are electrically connected by wire bonding, and FIG. 13 is an electrical drawing of the semiconductor chip and the wiring board shown in FIG. 11 by wire bonding. It is an expanded sectional view which shows the state connected to.

本工程では、図12および図13に示すように、配線基板25と半導体チップ2とを、複数のワイヤ(導電性部材)4を介してそれぞれ電気的に接続する。詳しくは、半導体チップ2の表面2aに形成された複数の電極パッド2cと、配線基板25の上面3a側に形成され、ソルダレジスト膜3fから露出する複数のボンディングリード3cを、複数のワイヤ4を介してそれぞれ電気的に接続する。本実施の形態では、半導体チップ2の電極パッド2cを第1ボンド側、配線基板25のボンディングリード3cを第2ボンド側とする、所謂、正ボンディング方式によりワイヤボンディングを行い、電極パッド2cとボンディングリード3cを電気的に接続する。また、本実施の形態では、キャピラリ(図示は省略)を介してワイヤ4を供給し、超音波と熱圧着を併用してワイヤ4を接合する、所謂、ネイルヘッドボンディング方式によりワイヤ4を接続している。   In this step, as shown in FIGS. 12 and 13, the wiring substrate 25 and the semiconductor chip 2 are electrically connected to each other via a plurality of wires (conductive members) 4. Specifically, a plurality of electrode pads 2c formed on the surface 2a of the semiconductor chip 2, a plurality of bonding leads 3c formed on the upper surface 3a side of the wiring substrate 25 and exposed from the solder resist film 3f, and a plurality of wires 4 are connected. Electrically connected to each other. In the present embodiment, wire bonding is performed by a so-called positive bonding method in which the electrode pad 2c of the semiconductor chip 2 is the first bond side and the bonding lead 3c of the wiring board 25 is the second bond side, and the electrode pad 2c and the bonding are performed. The lead 3c is electrically connected. In the present embodiment, the wire 4 is supplied by a so-called nail head bonding method in which the wire 4 is supplied through a capillary (not shown) and the wire 4 is bonded by using both ultrasonic waves and thermocompression bonding. ing.

なお、配線基板25と半導体チップ2を電気的に接続する導電性部材は、ワイヤ4には限定されない。例えば、板状の金属部材を用いることができる。また、例えば、半導体チップ2の表面2a側を配線基板25の上面3aと対向させて搭載する、所謂フェイスダウン実装方式(フリップチップ接続方式)を用いる場合には、導電性部材として例えば金(Au)から成る、突起電極(バンプ電極)を用いることができる。   The conductive member that electrically connects the wiring substrate 25 and the semiconductor chip 2 is not limited to the wire 4. For example, a plate-shaped metal member can be used. For example, when using a so-called face-down mounting method (flip chip connection method) in which the front surface 2a side of the semiconductor chip 2 is mounted facing the upper surface 3a of the wiring substrate 25, for example, gold (Au A bump electrode can be used.

5.封止工程
次に、図8に示す封止工程(S5)について説明する。本実施の形態では、封止工程の一例として、複数の製品形成領域を成形金型の一つのキャビティで一括して覆って樹脂封止する、所謂MAP(Mold Allay Process)と呼ばれる製造方法について説明する。図14は、図13に示す配線基板を成形金型でクランプし、キャビティ内に封止用樹脂を供給した状態を示す拡大断面図である。また、図15は、図14に示す成形金型から封止樹脂が形成された配線基板を取り出した状態を示す平面図、図16は、図15のD−D線に沿った断面図である。
5. Sealing Step Next, the sealing step (S5) shown in FIG. 8 will be described. In the present embodiment, as an example of a sealing process, a manufacturing method called MAP (Mold Allay Process) in which a plurality of product forming regions are collectively covered with one cavity of a molding die and resin-sealed is described. To do. FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the wiring board shown in FIG. 13 is clamped with a molding die and a sealing resin is supplied into the cavity. 15 is a plan view showing a state in which the wiring board on which the sealing resin is formed is taken out from the molding die shown in FIG. 14, and FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. .

本工程では、まず、図14に示す成形金型30を準備する(金型準備工程)。成形金型30は、下面(金型面)31a、および下面31aに形成されたキャビティ(凹部、窪み部)31bを有する上金型(金型)31と、この上金型31の下面(金型面)31aと対向する上面(金型面)32aを有する下金型(金型)32とを備えている。次に、成形金型30の下金型32上に配線基板25を配置する(基板配置工程)。ここで、本実施の形態では、図14に示すように、一つのキャビティ31b内に複数のデバイス領域25aが配置されている。次に、上金型31と下金型32の距離を近づけて、配線基板25を上金型31と下金型32でクランプする(クランプ工程)。これにより、キャビティ31bの周囲のクランプ領域では、上金型31(上金型31の下面31a)と、配線基板25の上面3aが密着する。また、下金型32(下金型32の上面32a)と、配線基板25の下面3bが密着する。なお、クランプ工程での密着性を向上させるため、上金型31の下面31a側に、例えば、ポリイミド樹脂などの柔らかい樹脂から成るフィルムを貼り付けて、該フィルムを介して密着させることもできる。この場合、後述する基板取り出し工程で、フィルムと封止樹脂6を容易に剥離することができる。   In this step, first, a molding die 30 shown in FIG. 14 is prepared (die preparation step). The molding die 30 includes a lower die (die surface) 31a, and an upper die (die) 31 having a cavity (recessed portion, hollow portion) 31b formed on the lower surface 31a, and a lower surface (die) of the upper die 31. A lower mold (mold) 32 having an upper surface (mold surface) 32 a facing the mold surface 31 a is provided. Next, the wiring board 25 is placed on the lower mold 32 of the molding die 30 (board placement step). Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 14, a plurality of device regions 25a are arranged in one cavity 31b. Next, the distance between the upper mold 31 and the lower mold 32 is reduced, and the wiring board 25 is clamped with the upper mold 31 and the lower mold 32 (clamping process). As a result, in the clamp region around the cavity 31b, the upper mold 31 (the lower surface 31a of the upper mold 31) and the upper surface 3a of the wiring board 25 are in close contact. Further, the lower mold 32 (the upper surface 32a of the lower mold 32) and the lower surface 3b of the wiring substrate 25 are in close contact with each other. In addition, in order to improve the adhesiveness in a clamping process, the film which consists of soft resins, such as a polyimide resin, for example can be affixed on the lower surface 31a side of the upper metal mold 31, and it can also contact | adhere through this film. In this case, the film and the sealing resin 6 can be easily peeled off in a substrate take-out process described later.

次に、キャビティ31b内に封止用樹脂6aを供給し、これを硬化させることにより封止樹脂(封止体)6を形成する(封止体形成工程)。本工程では、成形金型30のポット部(図示は省略)に配置された樹脂タブレット(図示は省略)を加熱軟化させて、ゲート部(図示は省略)からキャビティ31b内に封止用樹脂6aを供給する、トランスファモールド方式により形成する。本工程により、配線基板25の上面3a側に搭載された半導体チップ2および複数のワイヤ4は、封止用樹脂6aで封止される。またこの時、配線基板25のボンディングリード3cも封止される。その後、キャビティ31b内を加熱することにより、封止用樹脂6aを加熱硬化(仮硬化)させて、封止樹脂6を形成する。   Next, the sealing resin 6a is supplied into the cavity 31b and cured to form the sealing resin (sealing body) 6 (sealing body forming step). In this step, a resin tablet (not shown) disposed in the pot portion (not shown) of the molding die 30 is heated and softened, and the sealing resin 6a is inserted into the cavity 31b from the gate portion (not shown). Is formed by a transfer mold method. By this step, the semiconductor chip 2 and the plurality of wires 4 mounted on the upper surface 3a side of the wiring substrate 25 are sealed with the sealing resin 6a. At this time, the bonding lead 3c of the wiring board 25 is also sealed. Thereafter, by heating the inside of the cavity 31b, the sealing resin 6a is heat-cured (temporarily cured) to form the sealing resin 6.

次に、前記した封止体形成工程で用いた成形金型30から、図15および図16に示すように、封止樹脂6が形成された配線基板25を取り出す(基板取り出し工程)。本工程では、上金型31と下金型32を引き離して、配線基板25を取り出す。次に、図15および図16に示す配線基板25をベーク炉(図示は省略)に搬送し、再び配線基板25を熱処理する。成形金型30内で加熱された封止用樹脂6aは、樹脂中の硬化成分の半分以上(例えば約70%程度)が硬化する、所謂、仮硬化と呼ばれる状態となる。この仮硬化の状態では、樹脂中の全ての硬化成分が硬化している訳ではないが、半分以上の硬化成分が硬化しており、この時点で半導体チップ2やワイヤ4は封止されている。しかし、封止樹脂6の強度の安定性などの観点からは全ての硬化成分を完全に硬化させることが好ましいので、ベーク工程で、仮硬化した封止樹脂6を再度加熱する、所謂、本硬化を行う。このように、封止用樹脂6aを硬化させる工程を2回に分けることにより、次に成形金型30に搬送される次の配線基板25に対して、いち早く封止工程を施すことができる。このため、製造効率を向上させることができる。   Next, as shown in FIGS. 15 and 16, the wiring substrate 25 on which the sealing resin 6 is formed is taken out from the molding die 30 used in the sealing body forming step (substrate taking out step). In this step, the upper mold 31 and the lower mold 32 are separated to take out the wiring board 25. Next, the wiring board 25 shown in FIGS. 15 and 16 is transferred to a baking furnace (not shown), and the wiring board 25 is heat-treated again. The sealing resin 6a heated in the molding die 30 is in a so-called temporary curing state in which more than half (for example, about 70%) of the curing component in the resin is cured. In this temporarily cured state, not all of the cured components in the resin are cured, but more than half of the cured components are cured, and at this point, the semiconductor chip 2 and the wires 4 are sealed. . However, since it is preferable to completely cure all the curing components from the viewpoint of strength stability of the sealing resin 6, so-called main curing, in which the temporarily cured sealing resin 6 is heated again in the baking step. I do. As described above, the step of curing the sealing resin 6a is divided into two times, so that the next wiring substrate 25 to be transported to the molding die 30 can be quickly subjected to the sealing step. For this reason, manufacturing efficiency can be improved.

上記の封止工程を施すことで、図15に示すように、複数のデバイス領域25aを封止する一括封止体6bが形成される。   By performing the above-described sealing step, as shown in FIG. 15, a collective sealing body 6 b that seals the plurality of device regions 25 a is formed.

6.ボールマウント工程
次に、図8に示すボールマウント工程(S6)について説明する。図17は、図16に示す配線基板の下面に、半導体装置の外部電極(外部接続端子)となる複数の半田ボールを形成(接合)した状態を示す拡大断面図である。以下、図17に示す複数の半田ボール10を形成する工程について、詳細に説明する。
6). Ball Mounting Step Next, the ball mounting step (S6) shown in FIG. 8 will be described. FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which a plurality of solder balls serving as external electrodes (external connection terminals) of the semiconductor device are formed (joined) on the lower surface of the wiring board shown in FIG. Hereinafter, the process of forming the plurality of solder balls 10 shown in FIG. 17 will be described in detail.

このボールマウント工程では、まず、図18に示すように、配線基板25の下面3bに形成された複数のランド3dの表面(露出面)上に、接合材であるフラックス材35を配置する(接合材配置工程)。図18は、図16に示す配線基板の下面側に接合材を配置する工程を示す拡大断面図である。この時、配線基板25の下面3bを上方に向けた状態でフラックス材35を配置する。言い換えれば、フラックス材35は、上方から配線基板25の複数のランド3d上に配置される。接合材としては、図18に示すフラックス材35の他、前記した半導体装置の実装工程で説明したように、クリーム半田を用いることもできる。ただし、接合材として、半田成分を含むクリーム半田を用いた場合、クリーム半田の塗布量のバラツキにより、図17に示す半田ボール10の大きさにバラツキが生じる場合がある。このため、半田ボール10の大きさを揃える観点からは、フラックス材35を用いることが好ましい。また、接合材を配置する方式は、前記した半導体装置の実装工程で説明したように、印刷方式や転写方式を用いることができるが、図18では、スクリーン印刷方式で塗布(配置)する例を示している。すなわち、配線基板25の下面3b上に、スクリーンマスク36を配置する。スクリーンマスク36には、配線基板25の複数のランド3dと対向する位置にそれぞれ貫通孔36aが形成されている。そして、スクリーンマスク36の裏面(配線基板25の下面3bと対向する表面の反対側の面)側から、スキージ37を用いて、ペースト状の接合材であるフラックス材35を複数の貫通孔36a内に埋め込んで配置する。続いて、スクリーンマスク36を取り除けば、配線基板25の下面3bに形成された複数のランド3dの表面(露出面)上に、接合材であるフラックス材35をそれぞれ配置することができる。   In this ball mounting process, first, as shown in FIG. 18, a flux material 35, which is a bonding material, is disposed on the surfaces (exposed surfaces) of a plurality of lands 3d formed on the lower surface 3b of the wiring board 25 (bonding). Material placement process). FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view showing a step of arranging the bonding material on the lower surface side of the wiring board shown in FIG. At this time, the flux material 35 is disposed with the lower surface 3b of the wiring board 25 facing upward. In other words, the flux material 35 is disposed on the plurality of lands 3d of the wiring board 25 from above. As the bonding material, in addition to the flux material 35 shown in FIG. 18, cream solder can be used as described in the mounting process of the semiconductor device described above. However, when cream solder containing a solder component is used as the bonding material, the size of the solder balls 10 shown in FIG. 17 may vary due to variations in the amount of cream solder applied. For this reason, it is preferable to use the flux material 35 from the viewpoint of aligning the sizes of the solder balls 10. As the method for arranging the bonding material, a printing method or a transfer method can be used as described in the mounting process of the semiconductor device, but in FIG. 18, an example of applying (arranging) by the screen printing method. Show. That is, the screen mask 36 is disposed on the lower surface 3 b of the wiring board 25. Through holes 36 a are formed in the screen mask 36 at positions facing the plurality of lands 3 d of the wiring substrate 25. Then, from the back surface side of the screen mask 36 (the surface opposite to the surface facing the lower surface 3b of the wiring board 25), the flux material 35, which is a paste-like bonding material, is placed in the plurality of through holes 36a using the squeegee 37. Place it embedded in. Subsequently, if the screen mask 36 is removed, the flux material 35 as a bonding material can be disposed on the surfaces (exposed surfaces) of the plurality of lands 3d formed on the lower surface 3b of the wiring board 25.

次に、図19および図20に示すように、複数のランド3d上に、それぞれフラックス材35を介して、複数の半田ボール15を配置する(半田ボール配置工程)。図19は、図18に示すランド上にそれぞれ複数の半田ボールを配置した状態を示す拡大断面図、図20は、図19のE部の拡大断面図である。本実施の形態では、図19に示すように各ランド3d上に、それぞれ二つの半田ボール15を配置する。この複数の半田ボール15のそれぞれは、一つのコアボール11、およびコアボール11を覆う半田材16を有している。そして、この複数の半田ボール15が後述するリフロー工程で溶融し、半田材16が一体化することで、図4に示す半田ボール10が形成される。   Next, as shown in FIGS. 19 and 20, a plurality of solder balls 15 are arranged on the plurality of lands 3d via the flux material 35, respectively (solder ball arranging step). 19 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which a plurality of solder balls are arranged on the land shown in FIG. 18, and FIG. 20 is an enlarged cross-sectional view of a portion E in FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 19, two solder balls 15 are arranged on each land 3d. Each of the plurality of solder balls 15 includes one core ball 11 and a solder material 16 that covers the core ball 11. Then, the plurality of solder balls 15 are melted in a reflow process described later, and the solder material 16 is integrated, whereby the solder balls 10 shown in FIG. 4 are formed.

ここで、半田ボール15を配置する方法は、例えば以下のように行う。まず、図19および図20に示すマスク(半田ボール配置用マスク)40を準備して、配線基板25の下面3b上に配置する。マスク40には、配線基板25の下面3bに形成された複数のランド3d上に、それぞれ複数の貫通孔40aが形成されている。貫通孔40aの開口径は、半田ボール15の直径よりもわずかに大きく、例えば、本実施の形態では、半田ボール15の直径が150μmであるに対し、貫通孔40aの開口径は、151μm〜160μm程度である。そして、このマスク40の複数の貫通孔40a内に、半田ボール15を一つずつ投入することで、配置することができる。この時、配線基板25の下面3bを上方に向けた状態で半田ボール15を配置する。言い換えれば、複数の半田ボール15は、上方から配線基板25の複数のランド3d上(フラックス材35上)に配置される。このため、貫通孔40a内に配置された半田ボール15は、それぞれペースト状のフラックス材35と密着して固定される。詳しくは、半田ボール15とフラックス材35が密着することで、フラックス材35に含まれる粘着成分により各フラックス材35のそれぞれに、複数の半田ボール15が固定される。また、図20に示すように、各半田ボール15の一部が、フラックス材35に食い込むように密着させることで、しっかりと固定することができる。このため、押し付け治具(図示は省略)などで、貫通孔40a内に配置された複数の半田ボール15を、フラックス材35に向かって押し付けることが好ましい。   Here, the method of arranging the solder balls 15 is performed as follows, for example. First, a mask (solder ball placement mask) 40 shown in FIGS. 19 and 20 is prepared and placed on the lower surface 3 b of the wiring board 25. In the mask 40, a plurality of through holes 40 a are formed on a plurality of lands 3 d formed on the lower surface 3 b of the wiring substrate 25. The diameter of the through hole 40a is slightly larger than the diameter of the solder ball 15. For example, in the present embodiment, the diameter of the solder ball 15 is 150 μm, whereas the diameter of the through hole 40a is 151 μm to 160 μm. Degree. The solder balls 15 can be placed one by one into the plurality of through holes 40a of the mask 40. At this time, the solder balls 15 are arranged with the lower surface 3b of the wiring board 25 facing upward. In other words, the plurality of solder balls 15 are disposed on the plurality of lands 3d (on the flux material 35) of the wiring board 25 from above. For this reason, the solder balls 15 disposed in the through holes 40a are fixed in close contact with the paste-like flux material 35, respectively. Specifically, when the solder balls 15 and the flux material 35 are in close contact, the plurality of solder balls 15 are fixed to each of the flux materials 35 by the adhesive component contained in the flux material 35. In addition, as shown in FIG. 20, a part of each solder ball 15 can be firmly fixed by being brought into close contact with the flux material 35. For this reason, it is preferable to press the plurality of solder balls 15 arranged in the through hole 40 a toward the flux material 35 with a pressing jig (not shown).

また、前記したように、図4に示す複数の半田ボール10内のコアボール11の数を同数とする観点からは、この半田ボール配置工程において、マスク40の貫通孔40a内に確実に一つずつ半田ボール15を配置することが好ましい。そこで、図20に示すように半田ボール15の直径が、貫通孔40aの開口径の半径よりも大きく、かつ、貫通孔40aの開口径の直径よりも小さい範囲で揃えると、一つの貫通孔40a内に複数の半田ボール15が配置されることを抑制することができる点で好ましい。また、図20に示すように、貫通孔40aの深さを、半田ボール15が貫通孔40a内に位置する、言い換えると、半田ボール15の一部がマスク40の裏面(配線基板25の下面3bと対向する表面の反対側の面)から突出しないようにすると、一つの貫通孔40a内に複数の半田ボール15が配置されることを抑制することができる点で好ましい。例えば、一つの貫通孔40a内に複数の半田ボール15が配置された場合、余分な半田ボール15は、少なくとも一部がマスク40の裏面から突出することとなる。この時、半田ボール15を配置した後、ブラシ(図示は省略)などの擦り付け治具をマスク40の裏面(配線基板25の下面3bと対向する表面の反対側の面)側に擦り付けることで、不要な半田ボール15(マスク40の裏面から突出した半田ボール15)を取り除くことができる点で好ましい。また、半田ボール15を配置した後、ブラシ(図示は省略)などの擦り付け治具をマスク40の裏面側に擦り付けることは、図20に示すように、各半田ボール15の一部が、フラックス材35に食い込むように密着させる観点からも好ましい。   Further, as described above, from the viewpoint of making the number of the core balls 11 in the plurality of solder balls 10 shown in FIG. 4 equal, in the solder ball arranging step, there is surely one in the through hole 40a of the mask 40. It is preferable to arrange the solder balls 15 one by one. Therefore, as shown in FIG. 20, when the diameters of the solder balls 15 are larger than the radius of the opening diameter of the through hole 40a and smaller than the diameter of the opening diameter of the through hole 40a, one through hole 40a is formed. This is preferable in that it is possible to suppress a plurality of solder balls 15 from being disposed therein. As shown in FIG. 20, the depth of the through hole 40a is set so that the solder ball 15 is positioned in the through hole 40a. In other words, a part of the solder ball 15 is formed on the back surface of the mask 40 (the lower surface 3b of the wiring board 25). It is preferable that the plurality of solder balls 15 are prevented from being disposed in one through hole 40a. For example, when a plurality of solder balls 15 are arranged in one through hole 40 a, at least a part of the extra solder balls 15 protrudes from the back surface of the mask 40. At this time, after the solder balls 15 are arranged, a rubbing jig such as a brush (not shown) is rubbed against the back surface of the mask 40 (the surface opposite to the surface facing the lower surface 3b of the wiring board 25). This is preferable in that unnecessary solder balls 15 (solder balls 15 protruding from the back surface of the mask 40) can be removed. Further, after the solder balls 15 are arranged, a rubbing jig such as a brush (not shown) is rubbed against the back side of the mask 40, as shown in FIG. It is also preferable from the viewpoint of close contact so as to bite into 35.

また、次に説明するリフロー工程において、図20に示す半田ボール15の半田材16とランド3dを確実に接合する観点から、複数の半田ボール15それぞれの中心が、平面視において、ランド3dが露出する開口部3k内に位置するように配置することが好ましい。本実施の形態では、例えば、開口部3kの開口径は、例えば、220μmとなっており、各開口部3k内に二つの半田ボール15の中心を収めるためには、半田ボール15の直径は、220μm未満とすることが好ましい。ただし、本実施の形態では、前記したように、マスク40に半田ボール15をそれぞれ一つ配置する貫通孔40aを形成しているため、隣り合う半田ボール15の間にスペースが必要である。このため、本実施の形態では、隣り合う半田ボール15の間のスペース、および半田ボール15の加工精度上の誤差を考慮しても、確実に開口部3k内に収める観点から半田ボール15の直径を150μm程度としている。   Further, in the reflow process described below, from the viewpoint of reliably joining the solder material 16 of the solder ball 15 and the land 3d shown in FIG. 20, the center of each of the plurality of solder balls 15 is exposed in the plan view. It is preferable to arrange so as to be located in the opening 3k. In the present embodiment, for example, the opening diameter of the opening 3k is, for example, 220 μm. In order to fit the center of the two solder balls 15 in each opening 3k, the diameter of the solder ball 15 is The thickness is preferably less than 220 μm. However, in the present embodiment, as described above, since the through holes 40a for arranging one solder ball 15 are formed in the mask 40, a space is required between the adjacent solder balls 15. For this reason, in the present embodiment, the diameter of the solder ball 15 can be surely accommodated in the opening 3k even if the space between the adjacent solder balls 15 and the error in processing accuracy of the solder ball 15 are taken into consideration. Is about 150 μm.

なお、本実施の形態のように、接合材としてフラックス材35を用いた場合は、上記のように複数の半田ボール15それぞれの中心が、ランド3dが露出する開口部3k内に位置するように配置することが好ましい。しかし、前記した半導体装置の実装工程で説明したように、接合材として半田成分とフラックス成分を含むクリーム半田を用いた場合には、複数の半田ボール15それぞれの中心が、ランド3dが露出する開口部3kの外側に位置するように配置することもできる。クリーム半田に含まれる半田成分と、半田ボール15に含まれる半田材16の表面張力により、コアボール11が開口部3kの中心に向かって強く引き寄せられるからである。したがって、この場合には、半田ボール15の直径をさらに大きくすることもできる。   When the flux material 35 is used as the bonding material as in the present embodiment, the center of each of the plurality of solder balls 15 is positioned within the opening 3k where the land 3d is exposed as described above. It is preferable to arrange. However, as described in the semiconductor device mounting process described above, when cream solder containing a solder component and a flux component is used as a bonding material, the center of each of the plurality of solder balls 15 is an opening through which the land 3d is exposed. It can also be arranged so as to be located outside the portion 3k. This is because the core ball 11 is strongly drawn toward the center of the opening 3k by the solder component contained in the cream solder and the surface tension of the solder material 16 contained in the solder ball 15. Therefore, in this case, the diameter of the solder ball 15 can be further increased.

次に、図19および図20に示すマスクを取り除いた後、図21に示すように配線基板25の上下を反転させて、複数の半田ボール15に熱を加える(リフロー工程)。図21は、図19に示すマスクを取り除いた後反転し、半田ボールに熱を加えた状態を示す拡大断面図である。また、図22は、図17のF部の拡大断面図である。本工程では、例えば、複数の半田ボール15がフラックス材35に固定された配線基板25をリフロー炉(図示は省略)内に配置して、リフロー炉内を例えば、260℃程度まで加熱する。フラックス材35に含まれるフラックス成分により、図20に示す半田ボール15の半田材16の表面、およびランド3dの表面が十分に活性化されると、複数の半田ボール15がそれぞれ有する半田材16が一体化して、ランド3dに接合される。つまり、図17および図22に示す半田ボール10が形成される。半田ボール15(図20参照)がそれぞれ有していたコアボール11は、図22に示すように半田材12に被覆され、半田ボール10内に内包される。   Next, after removing the masks shown in FIGS. 19 and 20, the wiring board 25 is turned upside down as shown in FIG. 21, and heat is applied to the plurality of solder balls 15 (reflow process). FIG. 21 is an enlarged cross-sectional view showing a state where the mask shown in FIG. 19 is removed and then reversed and heat is applied to the solder balls. FIG. 22 is an enlarged cross-sectional view of a portion F in FIG. In this step, for example, the wiring board 25 in which a plurality of solder balls 15 are fixed to the flux material 35 is placed in a reflow furnace (not shown), and the inside of the reflow furnace is heated to about 260 ° C., for example. When the surface of the solder material 16 of the solder ball 15 and the surface of the land 3d shown in FIG. 20 are sufficiently activated by the flux component contained in the flux material 35, the solder material 16 included in each of the plurality of solder balls 15 is obtained. They are integrated and joined to the land 3d. That is, the solder ball 10 shown in FIGS. 17 and 22 is formed. The core balls 11 respectively possessed by the solder balls 15 (see FIG. 20) are covered with the solder material 12 and enclosed in the solder balls 10 as shown in FIG.

ここで、本実施の形態では、図21に示すように、複数のランド3dが形成された配線基板25の下面3bを下方に向けて半田ボール15を加熱し、一体化させる。言い換えれば、複数の半田ボール15が、複数のランド3dよりも下方に配置された状態で複数の半田ボール15を一体化させる。このように配線基板25の下面3bを下方に向けてリフロー処理を行うことで、図22に示すように、半田ボール10内において、複数のコアボール11を、ランド3d側に寄せて配置することができる。つまり、複数のコアボール11のそれぞれの中心は、半田ボール10の中心よりもランド3d側に配置することができる。   Here, in this embodiment, as shown in FIG. 21, the solder balls 15 are heated and integrated with the lower surface 3b of the wiring board 25 on which the plurality of lands 3d are formed facing downward. In other words, the plurality of solder balls 15 are integrated in a state where the plurality of solder balls 15 are arranged below the plurality of lands 3d. By performing the reflow process with the lower surface 3b of the wiring board 25 facing downward in this way, the plurality of core balls 11 are arranged close to the land 3d side in the solder ball 10 as shown in FIG. Can do. That is, the center of each of the plurality of core balls 11 can be disposed on the land 3 d side with respect to the center of the solder ball 10.

この理由について以下に詳しく説明する。リフロー工程において図21に示す半田ボール15を加熱すると、半田ボール15に含まれる半田材16(図20参照)が軟化、あるいは溶融する。この時、フラックス材35に含まれるフラックス成分は溶融し、半田材16の表面およびランド3dの表面を活性化させるが、フラックス材35に含まれる粘着成分により、半田ボール15は保持され、下方に落下することを防止できる。そして、半田材16の表面およびランド3dの表面が十分に活性化され、半田材16の流動性が増加すると、半田材16が一体化して図22に示すようにランド3dに接合された半田材12となる。本実施の形態では、図20に示すように、複数の半田ボール15それぞれの中心が、ランド3dが露出する開口部3k内に位置するように配置しているので、半田材16とランド3dの距離を近づけることができる。このため、半田ボール15の半田材16とランド3dを確実に接合することができる。   The reason will be described in detail below. When the solder ball 15 shown in FIG. 21 is heated in the reflow process, the solder material 16 (see FIG. 20) contained in the solder ball 15 is softened or melted. At this time, the flux component contained in the flux material 35 melts and activates the surface of the solder material 16 and the surface of the land 3d. However, the solder ball 15 is held by the adhesive component contained in the flux material 35 and is lowered downward. It can prevent falling. When the surface of the solder material 16 and the surface of the land 3d are sufficiently activated and the fluidity of the solder material 16 increases, the solder material 16 is integrated and joined to the land 3d as shown in FIG. 12 In the present embodiment, as shown in FIG. 20, since the centers of the plurality of solder balls 15 are arranged so as to be located in the opening 3k where the land 3d is exposed, the solder material 16 and the land 3d are arranged. The distance can be reduced. For this reason, the solder material 16 of the solder ball 15 and the land 3d can be reliably joined.

また、加熱された半田材12は、加熱前の半田材16よりも高い流動性を有しており、半田材12の表面張力により、図22に示すように略球形に変形する。そして、半田材12内部の複数のコアボール11は、半田材12内で移動する。ここで、コアボール11に含まれるコア材11aは、樹脂からなり、半田材12よりも比重が小さいだけでなく、溶融した半田の対流の影響を受けるため、複数のコアボール11は、それぞれ半田材12内において、上方に向かって移動する。この結果、半田ボール10内において、複数のコアボール11を、ランド3d側に寄せて配置することができる。また、半田材12の表面張力により、複数のコアボール11は、ランド3dの中心に向かって押し込まれる。この結果、コアボール11の表面は半田材12から露出せず、半田材12で覆われることとなる。なお、図20に示す接合材として、半田成分とフラックス成分を含む、クリーム半田を用いた場合にも、同様に、半田ボール10内において、複数のコアボール11を、ランド3d側に寄せて配置することができる。   The heated solder material 12 has higher fluidity than the solder material 16 before heating, and is deformed into a substantially spherical shape as shown in FIG. 22 due to the surface tension of the solder material 12. Then, the plurality of core balls 11 inside the solder material 12 move within the solder material 12. Here, the core material 11a included in the core ball 11 is made of resin and not only has a specific gravity smaller than that of the solder material 12, but also is affected by convection of the molten solder. In the material 12, it moves upward. As a result, the plurality of core balls 11 can be arranged close to the land 3d side in the solder ball 10. Further, due to the surface tension of the solder material 12, the plurality of core balls 11 are pushed toward the center of the land 3d. As a result, the surface of the core ball 11 is not exposed from the solder material 12 and is covered with the solder material 12. In the case where cream solder including a solder component and a flux component is used as the bonding material shown in FIG. 20, similarly, a plurality of core balls 11 are arranged close to the land 3 d side in the solder ball 10. can do.

このように、本実施の形態によれば、図20に示すように、複数のランド3d上に、それぞれ複数の貫通孔40aが形成されたマスク40を配置して、複数の貫通孔40aのそれぞれに、半田ボール15を一つずつ配置することで、図22に示す各半田ボール10に含まれるコアボール11の数を同数とすることができる。   As described above, according to the present embodiment, as shown in FIG. 20, the masks 40 each having the plurality of through holes 40a are disposed on the plurality of lands 3d, and each of the plurality of through holes 40a is arranged. Further, by arranging the solder balls 15 one by one, the number of core balls 11 included in each solder ball 10 shown in FIG. 22 can be made equal.

また、本実施の形態によれば、配線基板25の下面3bを下方に向けてリフロー処理を行うことで、図22に示すように、半田ボール10内において、複数のコアボール11を、ランド3d側に寄せて配置することができる。   Further, according to the present embodiment, by performing the reflow process with the lower surface 3b of the wiring board 25 facing downward, the plurality of core balls 11 are placed in the land 3d in the solder ball 10, as shown in FIG. Can be placed close to the side.

次に、図22に示すように複数のランド3dに半田ボール10がそれぞれ形成された配線基板25を洗浄する(洗浄工程)。本工程では、配線基板25に付着したフラックス材35(図20参照)の残渣(フラックス残渣)などを取り除く。洗浄方法としては、例えば、加圧したフラックス洗浄液(液体)を配線基板25に向かって吹きつける高圧洗浄方式を採用することができる。   Next, as shown in FIG. 22, the wiring board 25 in which the solder balls 10 are respectively formed on the plurality of lands 3d is cleaned (cleaning step). In this step, the residue (flux residue) of the flux material 35 (see FIG. 20) attached to the wiring board 25 is removed. As a cleaning method, for example, a high-pressure cleaning method in which a pressurized flux cleaning liquid (liquid) is sprayed toward the wiring board 25 can be employed.

7.個片化工程
次に、図8に示す個片化工程(S7)について説明する。図23は、図17に示す配線基板をダイシングブレードで切断した状態を示す拡大断面図である。
7). Individualization Step Next, the individualization step (S7) shown in FIG. 8 will be described. FIG. 23 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the wiring board shown in FIG. 17 is cut with a dicing blade.

本工程では、図23に示すように、ダイシングブレード(回転刃)41をダイシング領域(ダイシングライン)25cに沿って走らせて、配線基板25、および一括封止体6bを切断(分割)し、デバイス領域25a毎に個片化する。これにより、複数のデバイス領域25aは、それぞれ隣のデバイス領域25a、および枠部25bから切り離されて、複数のBGA1を取得する。   In this step, as shown in FIG. 23, a dicing blade (rotating blade) 41 is run along a dicing area (dicing line) 25c to cut (divide) the wiring substrate 25 and the collective sealing body 6b. The area 25a is divided into individual pieces. Thereby, the plurality of device regions 25a are separated from the adjacent device region 25a and the frame portion 25b, respectively, and a plurality of BGAs 1 are acquired.

8.検査工程
次に、図8に示す検査工程(S8)について説明する。図24は、図8に示す検査工程に含まれる、電気的試験を模式的に示す説明図である。
8). Inspection Step Next, the inspection step (S8) shown in FIG. 8 will be described. FIG. 24 is an explanatory view schematically showing an electrical test included in the inspection process shown in FIG.

本工程には、BGA1の外観検査や電気的試験などが含まれる。ここで、電気的試験では、例えば、図24に示すように、検査装置42の電気的試験用回路42aと電気的に接続されるプローブピン(接触端子)43をBGA1の外部端子である半田ボール10に当接させて、導通試験や、電気的特性の確認試験などを行う。ここで、本実施の形態のように、半田ボール10にコアボール11が含まれている場合、一部のプローブピン43がコアボール11と接触すると、コアボール11と接触しないプローブピン43との間で、電気抵抗の差が大きくなるため、正しい試験結果が得られない、コンタクト不良の原因となる。   This process includes an appearance inspection and an electrical test of the BGA 1. Here, in the electrical test, for example, as shown in FIG. 24, probe pins (contact terminals) 43 that are electrically connected to the electrical test circuit 42a of the inspection apparatus 42 are solder balls that are external terminals of the BGA 1. 10 is contacted to conduct a continuity test, an electrical property confirmation test, and the like. Here, when the core ball 11 is included in the solder ball 10 as in the present embodiment, when some of the probe pins 43 come into contact with the core ball 11, Since the difference in electrical resistance increases between the two, correct test results cannot be obtained, causing contact failure.

しかし、本実施の形態によれば、図22に示すように、複数のコアボール11はランド3d側に寄せて配置されているので、各プローブピン43を確実に半田材12と接触させることができる。つまり、コンタクト不良を防止することができる。   However, according to the present embodiment, as shown in FIG. 22, since the plurality of core balls 11 are arranged close to the land 3d side, each probe pin 43 can be reliably brought into contact with the solder material 12. it can. That is, contact failure can be prevented.

以上の各工程により、図1に示すBGA1が完成する。その後、出荷、あるいは、図6に示す実装基板20に実装する。   Through the above steps, the BGA 1 shown in FIG. 1 is completed. Thereafter, it is shipped or mounted on the mounting board 20 shown in FIG.

(実施の形態2)
次に、前記実施の形態1で説明したBGA1を製造する、別の実施態様について説明する。なお、本実施の形態では、前記実施の形態1で説明した半導体装置の製造方法との相違点を中心に説明し、共通する部分は、説明を省略する。また、図面についても前記実施の形態1との相違点を説明するために必要な図面を示し、必要に応じ、前記実施の形態1で説明した図面を引用して説明する。本実施の形態2の半導体装置の製造方法は、ボールマウント工程において、予め複数のコアボールが内包された半田ボールを搭載する点を除き、前記実施の形態1で説明した半導体装置の製造方法と同様である。
(Embodiment 2)
Next, another embodiment for manufacturing the BGA 1 described in the first embodiment will be described. In the present embodiment, the description will focus on the differences from the semiconductor device manufacturing method described in the first embodiment, and the description of the common parts will be omitted. The drawings necessary for explaining the differences from the first embodiment are also shown, and the drawings described in the first embodiment will be cited as necessary. The manufacturing method of the semiconductor device of the second embodiment is the same as the manufacturing method of the semiconductor device described in the first embodiment, except that a solder ball in which a plurality of core balls are included in advance is mounted in the ball mounting process. It is the same.

図25は、図19の変形例である本実施の形態のボールマウント工程(半田ボール配置工程)を示し、図18に示すランド上にそれぞれ複数の半田ボールを配置した状態を示す拡大断面図である。また、図26は、図25のG部の拡大断面図である。   FIG. 25 shows a ball mounting step (solder ball placement step) of the present embodiment, which is a modification of FIG. 19, and is an enlarged cross-sectional view showing a state in which a plurality of solder balls are placed on the lands shown in FIG. is there. FIG. 26 is an enlarged cross-sectional view of a portion G in FIG.

本実施の形態では、前記実施の形態1で説明した半田ボール配置工程の前に、複数のコアボール11と、複数のコアボール11の周囲を被覆する半田材12から成る半田ボール10を予め準備する(半田ボール準備工程)。そして、図25および図26に示すように、ランド3dの上方から、ランド3d上にフラックス材35を介して半田ボール10を配置する(半田ボール配置工程)。   In the present embodiment, before the solder ball placement step described in the first embodiment, a solder ball 10 including a plurality of core balls 11 and a solder material 12 covering the periphery of the plurality of core balls 11 is prepared in advance. (Solder ball preparation process). Then, as shown in FIGS. 25 and 26, the solder balls 10 are arranged on the lands 3d from above the lands 3d via the flux material 35 (solder ball arrangement step).

複数のコアボール11が内包された半田ボール10は、例えば、前記実施の形態1で説明した技術を応用して適用することにより、形成することができる。すなわち、複数のコアボール11を、例えば半田で接合し、その後、この接合した部材をベースに、この部材の表面(外周)に半田めっき法で膜厚成長させることで、図25および図26に示す複数のコアボール11と、複数のコアボール11の周囲を被覆する半田材12から成る半田ボール10が得られる。   The solder ball 10 including the plurality of core balls 11 can be formed, for example, by applying the technique described in the first embodiment. That is, a plurality of core balls 11 are joined by, for example, solder, and then the joined member is used as a base, and the surface (outer periphery) of this member is grown by a solder plating method, so that FIG. 25 and FIG. A solder ball 10 including a plurality of core balls 11 shown and a solder material 12 covering the periphery of the plurality of core balls 11 is obtained.

また、本実施の形態では、半田ボール配置工程において、複数のランド3d上に、それぞれ一つの半田ボール10を配置するので、図25および図26に示すマスク(半田ボール配置用マスク)45は、前記実施の形態1で説明したマスク40とは、貫通孔の数および配置が異なる。すなわち、マスク45には、配線基板25の下面3bに形成された複数のランド3d上に、それぞれ一つの貫通孔45aが形成されている。貫通孔45aの開口径は、半田ボール10の直径よりもわずかに大きく、例えば、本実施の形態では、半田ボール10の直径が約250μmであるに対し、貫通孔45aの開口径は、265μm〜280μm程度である。これは、前記実施の形態1で説明した二つの貫通孔40aの開口径の合計よりも小さい。言い換えれば、本実施の形態によれば、複数のランド3d上に、それぞれ一つの半田ボール10を配置するので、前記実施の形態1で説明した半田ボール配置工程と比較して、隣り合うランド3d上に配置される半田ボール10の距離を離すことができる。このため、隣り合うランド3dの配置ピッチが狭い場合であっても、半田ボール10同士のブリッジを抑制することができる。ただし、本実施の形態では、前記実施の形態1と比較して前記半田ボール形成工程が追加されるため、製造効率を向上させる観点からは、前記実施の形態1で説明した半導体装置の製造方法が好ましい。   In the present embodiment, since one solder ball 10 is arranged on each of the plurality of lands 3d in the solder ball arrangement step, the mask (solder ball arrangement mask) 45 shown in FIGS. The number and arrangement of through holes are different from those of the mask 40 described in the first embodiment. That is, in the mask 45, one through hole 45a is formed on each of the plurality of lands 3d formed on the lower surface 3b of the wiring board 25. The diameter of the through hole 45a is slightly larger than the diameter of the solder ball 10. For example, in this embodiment, the diameter of the solder ball 10 is about 250 μm, whereas the diameter of the through hole 45a is 265 μm to It is about 280 μm. This is smaller than the sum of the opening diameters of the two through holes 40a described in the first embodiment. In other words, according to the present embodiment, since one solder ball 10 is disposed on each of the plurality of lands 3d, the adjacent lands 3d are compared with the solder ball placement step described in the first embodiment. The distance between the solder balls 10 arranged on the top can be increased. For this reason, even when the arrangement pitch of the adjacent lands 3d is narrow, the bridge between the solder balls 10 can be suppressed. However, in the present embodiment, since the solder ball forming step is added as compared with the first embodiment, from the viewpoint of improving the manufacturing efficiency, the method for manufacturing the semiconductor device described in the first embodiment Is preferred.

また、本実施の形態2の半田ボール配置工程においても、前記実施の形態1と同様に、貫通孔45a内に配置された半田ボール10とフラックス材35が密着することで、フラックス材35に含まれる粘着成分により各フラックス材35のそれぞれに、複数の半田ボール10が固定される。また、半田ボール10の一部が、フラックス材35に食い込むように密着させることで、しっかりと固定することができる。このため、押し付け治具(図示は省略)などで、貫通孔45a内に配置された複数の半田ボール10を、フラックス材35に向かって押し付けることが好ましい。   Also, in the solder ball arrangement step of the second embodiment, as in the first embodiment, the solder ball 10 arranged in the through hole 45a and the flux material 35 are in close contact with each other, so that the solder ball is included in the flux material 35. A plurality of solder balls 10 are fixed to each flux material 35 by the adhesive component. Further, a part of the solder ball 10 can be firmly fixed by being in close contact with the flux material 35. For this reason, it is preferable to press the plurality of solder balls 10 disposed in the through hole 45a toward the flux material 35 with a pressing jig (not shown).

また、図4に示す複数の半田ボール10内のコアボール11の数を同数とする観点からは、この半田ボール配置工程において、マスク45の貫通孔45a内に確実に一つずつ半田ボール10を配置することが好ましい。そこで、半田ボール10の直径が、貫通孔45aの開口径の半径よりも大きく、かつ、貫通孔45aの開口径の直径よりも小さい範囲で揃えると、一つの貫通孔45a内に複数の半田ボール10が配置されることを抑制することができる点で好ましい。また、貫通孔45aの深さを、半田ボール10が貫通孔45a内に位置する、言い換えると、半田ボール10の一部がマスク45の裏面(配線基板25の下面3bと対向する表面の反対側の面)から突出しないようにすると、一つの貫通孔45a内に複数の半田ボール10が配置されることを抑制することができる点で好ましい。また、半田ボール10を配置した後、ブラシ(図示は省略)などの擦り付け治具をマスク45の裏面(配線基板25の下面3bと対向する表面の反対側の面)側に擦り付けると、不要な半田ボール10を取り除くことができる点で好ましい。つまり、各半田ボール10の一部が、フラックス材35に食い込むように密着させる観点からも好ましい。   Further, from the viewpoint of making the number of core balls 11 in the plurality of solder balls 10 shown in FIG. 4 equal, in this solder ball arranging step, the solder balls 10 are surely placed one by one in the through holes 45a of the mask 45. It is preferable to arrange. Therefore, when the diameters of the solder balls 10 are larger than the radius of the opening diameter of the through-hole 45a and smaller than the diameter of the opening diameter of the through-hole 45a, a plurality of solder balls are placed in one through-hole 45a. It is preferable at the point which can suppress that 10 is arrange | positioned. Further, the depth of the through hole 45a is set so that the solder ball 10 is located in the through hole 45a, in other words, a part of the solder ball 10 is opposite to the back surface of the mask 45 (the surface opposite to the lower surface 3b of the wiring board 25). It is preferable to prevent the plurality of solder balls 10 from being disposed in one through hole 45a. Further, after the solder ball 10 is disposed, a rubbing jig such as a brush (not shown) is rubbed against the back surface of the mask 45 (the surface opposite to the surface facing the lower surface 3b of the wiring board 25). This is preferable in that the solder ball 10 can be removed. That is, it is also preferable from the viewpoint that a part of each solder ball 10 is in close contact with the flux material 35.

次に、図25および図26に示すマスクを取り除いた後、図27に示すように配線基板25の上下を反転させて、複数の半田ボール10に熱を加える(リフロー工程)。図27は、図25に示すマスクを取り除いた後反転し、半田ボールに熱を加えた状態を示す拡大断面図である。   Next, after removing the masks shown in FIGS. 25 and 26, the wiring substrate 25 is turned upside down as shown in FIG. 27, and heat is applied to the plurality of solder balls 10 (reflow process). FIG. 27 is an enlarged cross-sectional view showing a state where the mask shown in FIG.

本工程では、例えば、半田ボール10がフラックス材35に固定された配線基板25をリフロー炉(図示は省略)内に配置して、リフロー炉内を、例えば、260℃程度まで加熱する。フラックス材35に含まれるフラックス成分により、半田ボール10の半田材12の表面、およびランド3dの表面が十分に活性化されると、図17および図22に示すように、半田ボール10は、ランド3dに接合される。   In this step, for example, the wiring board 25 in which the solder balls 10 are fixed to the flux material 35 is placed in a reflow furnace (not shown), and the inside of the reflow furnace is heated to about 260 ° C., for example. When the surface of the solder material 12 of the solder ball 10 and the surface of the land 3d are sufficiently activated by the flux component contained in the flux material 35, as shown in FIGS. Joined to 3d.

ところで、本実施の形態では、複数のコアボール11が内包された半田ボール10を予め形成し、これをフラックス材35上に配置するので、図25や図26に示すように、半田ボール10内における各コアボール11の位置はランダムになる。つまり、ランド3d側に寄っているコアボール11と、ランド3dから遠い側に寄っているコアボール11が混在している。   By the way, in the present embodiment, the solder ball 10 including a plurality of core balls 11 is formed in advance and disposed on the flux material 35. Therefore, as shown in FIG. 25 and FIG. The position of each core ball 11 in is random. That is, the core ball 11 approaching the land 3d side and the core ball 11 approaching the side far from the land 3d are mixed.

このため、本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様に、リフロー工程において、図27に示すように、複数のランド3dが形成された配線基板25の下面3bを下方に向けて半田ボール10を加熱する。言い換えれば、複数の半田ボール10が、複数のランド3dよりも下方に配置された状態で半田ボール10をランド3dに接合する。このように配線基板25の下面3bを下方に向けてリフロー処理を行うことで、加熱された半田材12内部の複数のコアボール11は、半田材12内で移動する。ここで、コアボール11に含まれるコア材11aは、樹脂からなり、半田材12よりも比重が小さいだけでなく、溶融した半田の対流の影響を受けるため、複数のコアボール11は、それぞれ半田材12内において、上方に向かって移動する。この結果、図22に示すように、半田ボール10内において、複数のコアボール11を、ランド3d側に寄せて配置することができる。つまり、複数のコアボール11のそれぞれの中心は、半田ボール10の中心よりもランド3d側に配置することができる。   Therefore, also in the second embodiment, as in the first embodiment, in the reflow process, as shown in FIG. 27, the lower surface 3b of the wiring board 25 on which the plurality of lands 3d are formed faces downward. The solder ball 10 is heated. In other words, the solder balls 10 are joined to the lands 3d in a state where the plurality of solder balls 10 are disposed below the plurality of lands 3d. In this way, by performing the reflow process with the lower surface 3b of the wiring board 25 facing downward, the plurality of core balls 11 inside the heated solder material 12 move within the solder material 12. Here, the core material 11a included in the core ball 11 is made of resin and not only has a specific gravity smaller than that of the solder material 12, but also is affected by convection of the molten solder. In the material 12, it moves upward. As a result, as shown in FIG. 22, the plurality of core balls 11 can be arranged close to the land 3 d in the solder ball 10. That is, the center of each of the plurality of core balls 11 can be disposed on the land 3 d side with respect to the center of the solder ball 10.

なお、本実施の形態の半導体装置およびその製造方法は、上記した相違点を除き、前記実施の形態1で説明した半導体装置およびその製造方法と同様である。したがって、重複する説明は省略するが、上記相違点を除き、前記実施の形態1で説明した発明を適用することができる。   The semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment are the same as the semiconductor device and the manufacturing method thereof described in the first embodiment except for the differences described above. Therefore, although the overlapping description is omitted, the invention described in the first embodiment can be applied except for the above differences.

(実施の形態3)
次に、前記実施の形態1で説明したコアボール11の変形例について説明する。なお、本実施の形態では、前記実施の形態1で説明した半導体装置との相違点を中心に説明し、共通する部分は、説明を省略する。また、図面についても前記実施の形態1との相違点を説明するために必要な図面を示し、必要に応じ、前記実施の形態1で説明した図面を引用して説明する。図28は、図4に示すコアボールの変形例を示す拡大断面図である。
(Embodiment 3)
Next, a modification of the core ball 11 described in the first embodiment will be described. Note that in this embodiment, differences from the semiconductor device described in Embodiment 1 will be mainly described, and description of common portions will be omitted. The drawings necessary for explaining the differences from the first embodiment are also shown, and the drawings described in the first embodiment will be cited as necessary. FIG. 28 is an enlarged sectional view showing a modification of the core ball shown in FIG.

図28に示すコアボール46と図4に示すコアボール11との相違点は、コア材46aが、金属からなる点である。詳しくは、本実施の形態のコア材46aは、例えば銅(Cu)からなる。また、コア材46aの周囲には、前記実施の形態1と同様に、コア材46aの表面を覆う金属膜46bが形成されている。金属膜46bは、半田材12との接触界面で銅が溶解することを抑制する観点から、例えば、ニッケル(Ni)から成る。なお、金属膜46bについては、必ずしもコア材46aの表面(周囲)に形成されていなくても良い。   The difference between the core ball 46 shown in FIG. 28 and the core ball 11 shown in FIG. 4 is that the core material 46a is made of metal. Specifically, the core material 46a of the present embodiment is made of, for example, copper (Cu). Further, a metal film 46b covering the surface of the core material 46a is formed around the core material 46a, as in the first embodiment. The metal film 46b is made of, for example, nickel (Ni) from the viewpoint of suppressing the dissolution of copper at the contact interface with the solder material 12. The metal film 46b does not necessarily have to be formed on the surface (periphery) of the core material 46a.

コア材46aを構成する銅は、半田材12よりも電気伝導率が高い。このため、コア材46aを含むコアボール46が、半田ボール10内に内包されることにより、半田ボール10の電気抵抗を低減することができる。つまり、BGA1の電気特性を向上させることができる。また、コア材46aを構成する銅は、半田材12よりも熱伝達率が高い。このため、コア材46aを含むコアボール46が、半田ボール10内に内包されることにより、半田ボール10の熱伝達率を向上させることができる。つまり、BGA1の放熱特性を向上させることができる。また、電流密度の増加に伴うエレクトロマイグレーション対策にも有効である。   Copper constituting the core material 46 a has higher electrical conductivity than the solder material 12. For this reason, the core ball 46 including the core material 46 a is included in the solder ball 10, whereby the electrical resistance of the solder ball 10 can be reduced. That is, the electrical characteristics of the BGA 1 can be improved. Further, copper constituting the core material 46 a has a higher heat transfer coefficient than the solder material 12. For this reason, when the core ball 46 including the core material 46 a is included in the solder ball 10, the heat transfer coefficient of the solder ball 10 can be improved. That is, the heat dissipation characteristics of the BGA 1 can be improved. It is also effective as a countermeasure against electromigration accompanying an increase in current density.

ここで、前記実施の形態1で説明した図54や図55に示すコアボール102が金属から成るコア材を有している場合であっても、前記実施の形態1の半導体装置の実装工程で説明した課題は、発生する。したがって、前記実施の形態1で説明したコア材11a、金属膜11b、コアボール11を、本実施の形態のコア材46a、金属膜46b、コアボール46と置き換えて適用することにより、前記実施の形態1で説明した効果が得られる。また、前記実施の形態2で説明したコア材11a、金属膜11b、コアボール11を、本実施の形態のコア材46a、金属膜46b、コアボール46と置き換えて適用することにより、前記実施の形態2で説明した効果が得られる。   Here, even when the core ball 102 shown in FIG. 54 and FIG. 55 described in the first embodiment has a core material made of metal, the semiconductor device mounting process of the first embodiment is performed. The described problem occurs. Therefore, the core material 11a, the metal film 11b, and the core ball 11 described in the first embodiment are replaced with the core material 46a, the metal film 46b, and the core ball 46 according to the present embodiment, so that The effect described in the first embodiment is obtained. In addition, the core material 11a, the metal film 11b, and the core ball 11 described in the second embodiment are applied in place of the core material 46a, the metal film 46b, and the core ball 46 of the present embodiment. The effect described in the second embodiment is obtained.

なお、前記実施の形態1および前記実施の形態2では、ボールマウント工程のリフロー工程において、配線基板25の下面3bを下方に向けた状態で、半田ボール15、または半田ボール10を加熱することにより、コアボール11が半田材12内で移動して、ランド3d側に寄せることができることを説明した。本実施の形態においても、コア材46aの比重が半田材12よりも小さければ、配線基板25の下面3bを下方に向けた状態で、半田ボール15、または半田ボール10を加熱することで、図28に示すように、複数のコアボール46の中心が半田ボール10の中心よりもランド3d側に位置するように配置することができる。例えば、本実施の形態では、銅(Cu)からなるコア材46aは半田材12よりも比重が小さい。ただし、樹脂からなるコア材11aの場合よりも半田材12との比重差が小さくなるので、コアボール46が半田材12内で移動するために要する時間は長くなる。また、コア材46aが、半田材12よりも比重が大きく、溶融した半田の対流の影響を受けない場合には、前記実施の形態1、前記実施の形態2とは反対に、配線基板25の下面3bを上方に向けた状態で、半田ボール15、または半田ボール10を加熱する。これにより、複数のコアボール46の中心が半田ボール10の中心よりもランド3d側に位置するように配置することができる。   In the first and second embodiments, in the reflow process of the ball mounting process, the solder ball 15 or the solder ball 10 is heated with the lower surface 3b of the wiring board 25 facing downward. It has been explained that the core ball 11 can move within the solder material 12 and be moved toward the land 3d. Also in the present embodiment, if the specific gravity of the core material 46a is smaller than that of the solder material 12, the solder ball 15 or the solder ball 10 is heated with the lower surface 3b of the wiring board 25 facing downward. As shown in FIG. 28, the plurality of core balls 46 can be arranged so that the centers thereof are located on the land 3 d side with respect to the centers of the solder balls 10. For example, in the present embodiment, the core material 46 a made of copper (Cu) has a specific gravity smaller than that of the solder material 12. However, since the specific gravity difference with the solder material 12 is smaller than in the case of the core material 11a made of resin, the time required for the core ball 46 to move in the solder material 12 becomes longer. Further, when the core material 46a has a specific gravity greater than that of the solder material 12 and is not affected by the convection of the molten solder, the wiring board 25 is opposite to the first embodiment and the second embodiment. The solder ball 15 or the solder ball 10 is heated with the lower surface 3b facing upward. As a result, the plurality of core balls 46 can be arranged so that the centers thereof are located closer to the land 3 d than the centers of the solder balls 10.

(実施の形態4)
次に、前記実施の形態1で説明した半田ボール10の変形例について説明する。なお、本実施の形態では、前記実施の形態1で説明した半導体装置の製造方法との相違点を中心に説明し、共通する部分は、説明を省略する。また、図面についても前記実施の形態1との相違点を説明するために必要な図面を示し、必要に応じ、前記実施の形態1で説明した図面を引用して説明する。図29は、前記実施の形態1に対する変形例である半田ボールの内部構造を示す拡大断面図である。また、図30は図20に示す半田ボール配置工程の変形例を示す拡大断面図である。また、図31および図32は、図20に示す半田ボール配置工程の別の変形例を示す拡大断面図である。なお、図29は、半田ボールが搭載される配線基板の下面と平行な方向に切断した状態を示す横断面図となっている。
(Embodiment 4)
Next, a modified example of the solder ball 10 described in the first embodiment will be described. In the present embodiment, the description will focus on the differences from the semiconductor device manufacturing method described in the first embodiment, and the description of the common parts will be omitted. The drawings necessary for explaining the differences from the first embodiment are also shown, and the drawings described in the first embodiment will be cited as necessary. FIG. 29 is an enlarged cross-sectional view showing the internal structure of a solder ball, which is a modified example of the first embodiment. FIG. 30 is an enlarged sectional view showing a modified example of the solder ball arranging step shown in FIG. 31 and 32 are enlarged cross-sectional views showing another modification of the solder ball arrangement step shown in FIG. FIG. 29 is a cross-sectional view showing a state cut in a direction parallel to the lower surface of the wiring board on which the solder balls are mounted.

図29に示す半田ボール47と、例えば図4に示す前記実施の形態1の半田ボール10との相違点は以下である。まず、第1の相違点は、半田ボール47は、直径の異なる複数のコアボール11、46を有している点である。言い換えれば、半田ボール47は、直径W2を有するコアボール11と、直径W2よりも小さい直径W3を有するコアボール46を有している。また、第2の相違点は、半田ボール47は、異なる材料からなるコアボール11、46を有している点である。例えば実施の形態では、半田ボール47は、樹脂からなるコア材11aを有するコアボール11と、金属(例えば銅)からなるコア材46aを有するコアボール46を有している。また、第3の相違点は、半田ボール47は、三つのコアボールを有している点である。   The difference between the solder ball 47 shown in FIG. 29 and the solder ball 10 of the first embodiment shown in FIG. 4, for example, is as follows. First, the first difference is that the solder ball 47 has a plurality of core balls 11 and 46 having different diameters. In other words, the solder ball 47 includes the core ball 11 having a diameter W2 and the core ball 46 having a diameter W3 smaller than the diameter W2. The second difference is that the solder ball 47 has core balls 11 and 46 made of different materials. For example, in the embodiment, the solder ball 47 includes the core ball 11 having the core material 11a made of resin and the core ball 46 having the core material 46a made of metal (for example, copper). The third difference is that the solder ball 47 has three core balls.

このように、一つの半田ボール47内に直径の異なる複数のコアボール11、46を配置する実施態様は、本実施の形態のように、異なる材料からなるコアボール11、46を混在させる構成に適用すると、特に有効である。例えば、本実施の形態では、樹脂からなるコア材11aを有するコアボール11の直径W2は、金属(例えば銅)からなるコア材46aを有するコアボール46の直径W3よりも大きくなっている。これにより、直径の大きいコアボール11により、前記実施の形態1で説明した応力緩和効果が得られる。また、直径の小さいコアボール46を配置することにより、半田ボール47の電気抵抗の増加、あるいは、放熱特性の低下を抑制することができる。   As described above, the embodiment in which the plurality of core balls 11 and 46 having different diameters are arranged in one solder ball 47 has a configuration in which the core balls 11 and 46 made of different materials are mixed as in the present embodiment. When applied, it is particularly effective. For example, in the present embodiment, the diameter W2 of the core ball 11 having the core material 11a made of resin is larger than the diameter W3 of the core ball 46 having the core material 46a made of metal (for example, copper). Thereby, the stress relaxation effect demonstrated in the said Embodiment 1 is acquired by the core ball 11 with a large diameter. In addition, by arranging the core ball 46 having a small diameter, it is possible to suppress an increase in the electrical resistance of the solder ball 47 or a decrease in the heat dissipation characteristics.

ここで、応力緩和効果を向上させる観点からは、樹脂から成るコア材11aの直径を大きくすることが好ましい。一方、電気抵抗の増加、あるいは、放熱特性の低下を抑制する観点からは、電気あるいは熱の伝達経路の断面積を大きくすれば良い。したがって、電気や熱の伝達方向に対して直交方向の断面において、コアボール11の周囲にコアボール46が配置されていれば、コアボール46の直径W3は小さくても良い。本実施の形態の半田ボール47は、前記実施の形態1〜前記実施の形態3で説明した製造方法の何れかを用いて製造している。このため、各コアボール11、46は、それぞれ、前記実施の形態1〜前記実施の形態3で説明したリフロー工程において、ランド3d側に向かって移動する。この結果、電気や熱の伝達方向、すなわち、BGA1の厚さ方向に対して直交方向(例えば図3に示すインタポーザ基板3の下面3bに沿った方向)の断面では、図29に示すようにコアボール11の周囲にコアボール46が配置されることとなる。つまり、応力緩和効果を向上させ、かつ、電気抵抗の増加、あるいは、放熱特性の低下を抑制することができる。   Here, from the viewpoint of improving the stress relaxation effect, it is preferable to increase the diameter of the core material 11a made of resin. On the other hand, from the viewpoint of suppressing an increase in electric resistance or a decrease in heat dissipation characteristics, the cross-sectional area of the electric or heat transfer path may be increased. Accordingly, the diameter W3 of the core ball 46 may be small as long as the core ball 46 is disposed around the core ball 11 in a cross section perpendicular to the direction of transmission of electricity and heat. The solder ball 47 of the present embodiment is manufactured using any of the manufacturing methods described in the first to third embodiments. For this reason, each of the core balls 11 and 46 moves toward the land 3d side in the reflow process described in the first to third embodiments. As a result, in the cross section in the direction perpendicular to the thickness direction of the BGA 1 (for example, the direction along the lower surface 3b of the interposer substrate 3 shown in FIG. 3), the core as shown in FIG. The core ball 46 is disposed around the ball 11. That is, the stress relaxation effect can be improved, and an increase in electrical resistance or a decrease in heat dissipation characteristics can be suppressed.

本実施の形態の半田ボール47を形成する方法として、前記実施の形態1で説明したボールマウント工程を応用して適用する場合には、例えば以下のように行う。すなわち、図30に示すように、開口径の異なる複数の貫通孔48a、48bが、それぞれランド3d上に形成されたマスク48を用いて行う。そして、半田ボール47を形成する半田ボール15の直径も、内包されるコアボール11、46の直径に応じて異なる直径とする。つまり、コアボール11が内包される半田ボール15の直径は、コアボール46が内包される半田ボール15の直径よりも大きくなっている。そして、半田ボール配置工程では、先に大きい方の半田ボール15(コアボール11が内包される半田ボール15)を開口径の大きな貫通孔48a内に配置する。ここで、貫通孔48bの開口径は、コアボール11が内包される半田ボール15の直径よりも小さくなっており、これにより、選択的に貫通孔48a内に配置することができる。続いて、小さい方の半田ボール15(コアボール46が内包される半田ボール15)を貫通孔48aよりも開口径が小さい貫通孔48b内に配置する。この時、貫通孔48a内には既にコアボール11が内包される半田ボール15が配置されているので、コアボール46が内包される半田ボール15を貫通孔48b内に配置することができる。つまり、構成材料の異なる半田ボール15を選択的に混載することができる。なお、図30は、一断面の部分拡大図なので、一つのランド3dに対応して一つの貫通孔48aと一つの貫通孔48bを示している。しかし、図示は省略するが、別の断面には、貫通孔48bがさらにもう一つ形成されている。つまり、一つのランド3dに対応して一つの貫通孔48aと二つの貫通孔48bが形成されている。これにより、図29に示すように一つの半田ボール47内に一つのコアボール11と二つのコアボール46を内包させることができる。   As a method for forming the solder ball 47 of the present embodiment, when the ball mounting process described in the first embodiment is applied and applied, for example, the following is performed. That is, as shown in FIG. 30, a plurality of through holes 48a and 48b having different opening diameters are formed using a mask 48 formed on each land 3d. The diameters of the solder balls 15 forming the solder balls 47 are also different depending on the diameters of the core balls 11 and 46 to be included. That is, the diameter of the solder ball 15 enclosing the core ball 11 is larger than the diameter of the solder ball 15 enclosing the core ball 46. In the solder ball arrangement step, the larger solder ball 15 (the solder ball 15 containing the core ball 11) is first arranged in the through hole 48a having a large opening diameter. Here, the opening diameter of the through-hole 48b is smaller than the diameter of the solder ball 15 in which the core ball 11 is contained, and can thereby be selectively disposed in the through-hole 48a. Subsequently, the smaller solder ball 15 (the solder ball 15 containing the core ball 46) is disposed in the through hole 48b having an opening diameter smaller than that of the through hole 48a. At this time, since the solder ball 15 in which the core ball 11 is included is already disposed in the through hole 48a, the solder ball 15 in which the core ball 46 is included can be disposed in the through hole 48b. That is, the solder balls 15 having different constituent materials can be selectively mixed. Since FIG. 30 is a partially enlarged view of one cross section, one through hole 48a and one through hole 48b are shown corresponding to one land 3d. However, although not shown, another through hole 48b is formed in another cross section. That is, one through hole 48a and two through holes 48b are formed corresponding to one land 3d. Accordingly, as shown in FIG. 29, one core ball 11 and two core balls 46 can be included in one solder ball 47.

また、前記実施の形態1と同様に、コアボール11が内包される半田ボール15とコアボール46が内包される半田ボール15の直径を揃える場合には、例えば、図31および図32に示すように吸着治具49を用いて構成材料の異なる半田ボール15を順次吸着搬送して、配置することで、選択的に混載することができる。まず、図31に示すように、吸着治具49に形成された複数の吸着口49aで、コアボール46がそれぞれ内包される複数の半田ボール15を吸着保持する。そして、ランド3d上に形成された複数の貫通孔のうちの貫通孔40a上に搬送した後、吸着力を開放し、貫通孔40a内に配置する。続いて、図32に示すように吸着治具49に形成された複数の吸着口49aで、コアボール11がそれぞれ内包される複数の半田ボール15を吸着保持する。そして、ランド3d上に形成された複数の貫通孔のうちの貫通孔40aの隣に配置される貫通孔40b上に搬送した後、吸着力を開放し、貫通孔40b内に配置する。これにより、一つのランド3d上に構成材料の異なる複数の半田ボール15を選択的に混載することができる。なお、図31および図32に示す吸着治具49を用いる方法の場合、吸着治具により、半田ボール15の配置位置を位置決めすることができるので、マスク40を用いずに配置することもできる。しかし、吸着開放後に半田ボール15が転がってしまうことを防止する観点から、図31および図32に示すようにマスク40をガイドとして用いることが好ましい。   Similarly to the first embodiment, when the diameters of the solder ball 15 containing the core ball 11 and the solder ball 15 containing the core ball 46 are made equal, for example, as shown in FIGS. In this case, the solder balls 15 having different constituent materials are sequentially sucked and transported by using the suction jig 49, and can be selectively mixed. First, as shown in FIG. 31, the plurality of solder balls 15 each containing the core ball 46 are sucked and held by the plurality of suction ports 49 a formed in the suction jig 49. And after conveying on the through-hole 40a among the several through-holes formed on the land 3d, the adsorption | suction force is released | released and it arrange | positions in the through-hole 40a. Subsequently, as shown in FIG. 32, the plurality of solder balls 15 each containing the core ball 11 are sucked and held by the plurality of suction ports 49 a formed in the suction jig 49. And after conveying on the through-hole 40b arrange | positioned next to the through-hole 40a among the several through-holes formed on the land 3d, the adsorption | suction force is released | released and it arrange | positions in the through-hole 40b. Thus, a plurality of solder balls 15 having different constituent materials can be selectively mounted on one land 3d. In the case of the method using the suction jig 49 shown in FIGS. 31 and 32, the placement position of the solder ball 15 can be positioned by the suction jig, so that it can be placed without using the mask 40. However, from the viewpoint of preventing the solder ball 15 from rolling after the suction release, it is preferable to use the mask 40 as a guide as shown in FIGS.

なお、本実施の形態の半導体装置の製造方法は、上記した相違点を除き、前記実施の形態1〜前記実施の形態3で説明した半導体装置およびその製造方法と同様である。したがって、重複する説明は省略するが、上記相違点を除き、前記実施の形態1〜前記実施の形態3で説明した発明を適用することができる。   The manufacturing method of the semiconductor device of the present embodiment is the same as the semiconductor device and the manufacturing method thereof described in the first to third embodiments except for the differences described above. Therefore, although the overlapping description is omitted, the invention described in the first to third embodiments can be applied except for the above differences.

また、本実施の形態では、半田ボール47は、直径の異なる複数のコアボール11、46を有しているという第1の構成と、半田ボール47は、異なる材料からなるコアボール11、46を有しているという第2の構成を組み合わせた例について説明したが、これらを独立して適用することもできる。例えば、前記実施の形態1において、半田ボール10が、直径の異なる複数のコアボール11を有する構成とすることもできる。また例えば、前記実施の形態1において、半田ボール10が、直径が揃っており、かつ、異なる材料からなるコアボール11、46を有している構成とすることもできる。   In the present embodiment, the solder ball 47 has a first configuration in which a plurality of core balls 11 and 46 having different diameters are used, and the solder ball 47 has the core balls 11 and 46 made of different materials. Although the example which combined the 2nd structure of having was demonstrated, these can also be applied independently. For example, in the first embodiment, the solder ball 10 may have a plurality of core balls 11 having different diameters. Further, for example, in the first embodiment, the solder ball 10 may have a structure in which the diameters are uniform and the core balls 11 and 46 made of different materials are included.

(実施の形態5)
次に、前記実施の形態1で説明した半田ボール10を、BGA1とは別タイプのパッケージに適用した実施態様について説明する。詳しくは、本実施の形態では、前記実施の形態1で説明した半田ボール10の構造および形成方法を、所謂、WPP(Wafer Process Package)型の半導体装置に適用した実施態様について説明する。WPPは、半導体チップ上に再配線層を形成し、平面視において、電極パッドの位置とは異なる位置に、外部端子を形成する再配線技術を適用した半導体パッケージである。また、WPPでは、再配線層を形成する工程を、半導体ウエハを個片化する前に行うので、半導体素子などを形成する微細加工技術を適用することができる。このため、前記実施の形態1のように、配線基板上に半導体チップを搭載し、これらを電気的に接続する半導体パッケージと比較して、平面積の小型化や薄型化の点で、さらに有利である。このような半導体装置は半導体ウエハを個片化する前に、再配線層を形成することから、WPP、あるいは、WL−CSP(Wafer Level Chip Scale Package)と呼称される。なお、本実施の形態では、前記実施の形態1または前記実施の形態2で説明した半導体装置およびその製造方法との相違点を中心に説明し、共通する部分は、説明を省略する。また、図面についても前記実施の形態1または前記実施の形態2との相違点を説明するために必要な図面を示し、必要に応じ、前記実施の形態1または前記実施の形態2で説明した図面を引用して説明する。
(Embodiment 5)
Next, an embodiment in which the solder ball 10 described in the first embodiment is applied to a package of a different type from the BGA 1 will be described. Specifically, in the present embodiment, an embodiment in which the structure and the forming method of the solder ball 10 described in the first embodiment is applied to a so-called WPP (Wafer Process Package) type semiconductor device will be described. WPP is a semiconductor package to which a rewiring technique is applied in which a rewiring layer is formed on a semiconductor chip and external terminals are formed at positions different from the positions of electrode pads in plan view. In WPP, since the process of forming the rewiring layer is performed before the semiconductor wafer is separated into pieces, a fine processing technique for forming a semiconductor element or the like can be applied. For this reason, as in the first embodiment, the semiconductor chip is mounted on the wiring board, and these are further advantageous in terms of reduction in the planar area and reduction in thickness as compared with the semiconductor package in which these are electrically connected. It is. Such a semiconductor device is called WPP or WL-CSP (Wafer Level Chip Scale Package) because a rewiring layer is formed before the semiconductor wafer is separated. Note that in this embodiment, differences from the semiconductor device described in Embodiment 1 or 2 and the manufacturing method thereof are mainly described, and description of common portions is omitted. The drawings also show the drawings necessary for explaining the differences from the first embodiment or the second embodiment, and the drawings described in the first embodiment or the second embodiment as necessary. Will be explained with reference to.

<半導体装置の構造>
図33は本実施の形態の半導体装置の全体構造を示す平面図、図34は図33のH−H線に沿った拡大断面図である。なお、図33では、見易さのため、半導体チップおよびWPPの端子数を減らして示している。
<Structure of semiconductor device>
FIG. 33 is a plan view showing the entire structure of the semiconductor device of the present embodiment, and FIG. 34 is an enlarged cross-sectional view taken along the line HH in FIG. In FIG. 33, the number of terminals of the semiconductor chip and the WPP is reduced for easy viewing.

本実施の形態の半導体装置であるWPP51は、表面2a、表面2aに形成される複数の電極パッド(ボンディングパッド)2c、および表面2aとは反対側に位置する裏面2bを有する半導体チップ2を有している。図34に示すように、半導体チップ2は、例えばシリコン(Si)からなる基材である半導体基板2dを有し、半導体基板2dの主面2daには、半導体素子形成領域2eが配置され、半導体素子形成領域2eに、例えばトランジスタやダイオードなど、複数の半導体素子が形成されている。これらの半導体素子は、主面2da上に形成された配線層(第1配線層、チップ配線層)2fを介して複数の電極パッド2cにそれぞれ電気的に接続されている。詳しくは、半導体素子は、配線層2f内に形成された複数の内部配線(内部配線)2gaおよび配線層の最上層に形成された複数の表面配線(配線、最上層配線)2gbを介して、電極パッド2cに電気的に接続されている。なお、電極パッド2cは表面配線2gbと一体に形成されている。配線2gaは、例えば銅(Cu)からなる埋め込み配線であり、配線層2fに形成される絶縁層2hに溝あるいは孔を形成し、この溝あるいは孔に銅などの導電性金属材料を埋め込んだ後、表面を研磨して配線を形成する、所謂、ダマシン技術により形成されている。絶縁層2hは、例えば、炭素を含む酸化シリコン(SiOC)や、テトラ・エチル・オルト・シリカート(TEOS)などの半導体化合物からなる無機絶縁層である。また、配線2gaは、複数の半導体素子を電気的に接続して集積回路を形成するが、この配線経路の引き回しスペースを確保するため、複数の絶縁層2hを介して複数層に積層されている。配線層2fの最上層には、電極パッド2c、電極パッド2cと一体に形成され、配線2gaを介して複数の電極パッド2cと半導体素子とをそれぞれ電気的に接続する表面配線2gbが形成されている。電極パッド2cおよび表面配線2gbは、例えばアルミニウム(Al)からなり、表面2aを保護するパッシベーション膜となる絶縁層2kに覆われている。この絶縁層2kは、絶縁層2hとの密着性を向上させる観点から、絶縁層2hと同様に、例えば、酸化シリコン(SiO)や、窒化シリコン(SiN)などの半導体化合物からなる無機絶縁層である。また、電極パッド2cを半導体チップ2の外部端子とするため、電極パッド2cの表面2aにおいて、絶縁層2kに開口部が形成され、電極パッド2cは、該開口部において、絶縁層2kから露出している。   The WPP 51, which is a semiconductor device of the present embodiment, has a semiconductor chip 2 having a surface 2a, a plurality of electrode pads (bonding pads) 2c formed on the surface 2a, and a back surface 2b located on the opposite side of the surface 2a. is doing. As shown in FIG. 34, the semiconductor chip 2 has a semiconductor substrate 2d, which is a base material made of, for example, silicon (Si), and a semiconductor element formation region 2e is disposed on the main surface 2da of the semiconductor substrate 2d. A plurality of semiconductor elements such as transistors and diodes are formed in the element formation region 2e. These semiconductor elements are each electrically connected to a plurality of electrode pads 2c via wiring layers (first wiring layer, chip wiring layer) 2f formed on the main surface 2da. Specifically, the semiconductor element includes a plurality of internal wirings (internal wirings) 2ga formed in the wiring layer 2f and a plurality of surface wirings (wirings, top layer wiring) 2gb formed in the uppermost layer of the wiring layer. The electrode pad 2c is electrically connected. The electrode pad 2c is formed integrally with the surface wiring 2gb. The wiring 2ga is an embedded wiring made of, for example, copper (Cu), and after a groove or hole is formed in the insulating layer 2h formed in the wiring layer 2f, a conductive metal material such as copper is embedded in the groove or hole. The wiring is formed by polishing the surface, so-called damascene technology. The insulating layer 2h is an inorganic insulating layer made of a semiconductor compound such as silicon oxide (SiOC) containing carbon or tetraethylorthosilicate (TEOS). In addition, the wiring 2ga is electrically connected to a plurality of semiconductor elements to form an integrated circuit, but is stacked in a plurality of layers via a plurality of insulating layers 2h in order to secure a routing space for this wiring path. . The uppermost layer of the wiring layer 2f is formed with an electrode pad 2c and a surface wiring 2gb which are integrally formed with the electrode pad 2c and electrically connect the plurality of electrode pads 2c and the semiconductor element via the wiring 2ga. Yes. The electrode pad 2c and the surface wiring 2gb are made of, for example, aluminum (Al), and are covered with an insulating layer 2k serving as a passivation film for protecting the surface 2a. The insulating layer 2k is an inorganic insulating layer made of a semiconductor compound such as silicon oxide (SiO) or silicon nitride (SiN), as with the insulating layer 2h, from the viewpoint of improving the adhesion with the insulating layer 2h. is there. Further, in order to use the electrode pad 2c as an external terminal of the semiconductor chip 2, an opening is formed in the insulating layer 2k on the surface 2a of the electrode pad 2c, and the electrode pad 2c is exposed from the insulating layer 2k in the opening. ing.

また、WPP51は、半導体チップ2の表面2a上に形成される、再配線層(配線層、第2配線層)53を有している。再配線層53は、半導体チップ2の表面2aと対向する下面(主面、裏面)53bおよび下面53bとは反対側の上面(主面、表面)53aを有している。上面53aには、複数のランド部(バンプランド)53cが形成され、再配線層53に形成された複数の配線(再配線)53dを介して、半導体チップ2の複数の電極パッド2cと、それぞれ電気的に接続される。そして、各ランド部53cのそれぞれには、前記実施の形態1で説明した半田ボール10が接合されている。つまり、本実施の形態では、半田ボール10がWPP51の外部端子となっている。WPP51は、電極パッド2c上に再配線層53を形成することにより、外部端子となる半田ボール10の平面位置を電極パッド2cと異なる位置に変更している。そして半田ボール10の位置をWPP51を実装する実装基板の端子(例えば、図5に示す実装基板20の端子21参照)の配置に対応させることができるので、半田ボール10を介して実装基板の端子と接続することができる。つまり、前記実施の形態1で説明したインタポーザ基板3を介さずに、実装基板に搭載できるので、実装高さを低減することができる。WPP51は、半導体チップ2上に再配線層53を形成するので、その平面寸法は、半導体チップ2の表面2aの平面寸法と同じにすることができる。このため、前記実施の形態1で説明したBGA1と比較して、実装面積を低減することができる。   The WPP 51 has a rewiring layer (wiring layer, second wiring layer) 53 formed on the surface 2 a of the semiconductor chip 2. The redistribution layer 53 has a lower surface (main surface, back surface) 53b facing the surface 2a of the semiconductor chip 2 and an upper surface (main surface, surface) 53a opposite to the lower surface 53b. A plurality of land portions (bump lands) 53c are formed on the upper surface 53a, and a plurality of electrode pads 2c of the semiconductor chip 2 are respectively connected via a plurality of wirings (redistribution) 53d formed in the redistribution layer 53. Electrically connected. The solder balls 10 described in the first embodiment are joined to each land portion 53c. That is, in this embodiment, the solder ball 10 is an external terminal of the WPP 51. The WPP 51 changes the planar position of the solder ball 10 serving as an external terminal to a position different from the electrode pad 2c by forming the rewiring layer 53 on the electrode pad 2c. Since the position of the solder ball 10 can be made to correspond to the arrangement of the terminal of the mounting board on which the WPP 51 is mounted (see, for example, the terminal 21 of the mounting board 20 shown in FIG. 5), the terminal of the mounting board via the solder ball 10 Can be connected with. In other words, the mounting height can be reduced because it can be mounted on the mounting substrate without using the interposer substrate 3 described in the first embodiment. Since the WPP 51 forms the rewiring layer 53 on the semiconductor chip 2, the planar dimension thereof can be the same as the planar dimension of the surface 2 a of the semiconductor chip 2. Therefore, the mounting area can be reduced as compared with the BGA 1 described in the first embodiment.

本実施の形態の再配線層53は、例えば以下のように構成されている。すなわち、絶縁層2k上には、例えば、ポリイミド樹脂などの有機化合物からなる絶縁膜(有機絶縁膜)53eが形成されている。絶縁膜53e上には、例えば、銅にニッケル膜が積層された導電性金属材料からなる配線53dが所定のパターンで形成されている。ここで、配線53dと絶縁層2kとの間に絶縁膜53eを形成するのは、例えば、配線53dと半導体チップ2の表面2aに形成される半導体素子や配線2gaとの間に寄生容量が形成され、ノイズなど、特性低下の原因となることを防止ないしは抑制するためである。したがって、絶縁膜53eは、誘電率の低い材料で構成することが好ましい。そこで、本実施の形態では、絶縁膜53eとして無機絶縁層である絶縁層2h、2kよりも誘電率の低い有機絶縁膜であるポリイミド樹脂、ベンゾ・シクロ・ブテン(BCB)膜、またはポリ・ベンゾ・オキサゾール(PBO)等を用いている。また、寄生容量の形成を防止ないしは抑制する観点からは、絶縁膜53eの厚さは厚い程良い。例えば、本実施の形態では、絶縁膜53eの厚さは、下層に配置される絶縁層2kの厚さよりも厚い。また、配線53dと電極パッド2cを電気的に接続するため、電極パッド2cの少なくとも一部は、絶縁膜53eから露出している。また、配線53d上には、例えばポリイミド樹脂などの有機化合物からなる絶縁膜(有機絶縁膜)53fが形成されている。絶縁膜53fは配線53dを酸化、腐食、マイグレーション、短絡、または破損から保護する保護膜として形成されている。また、WPP51を実装基板に実装した後で、外部端子である半田ボール10に加わる応力を吸収して緩和する観点から弾性の低い材料で構成することが好ましい。そこで、本実施の形態では、絶縁膜53fとして無機絶縁層である絶縁層2h、2kよりも弾性が低い有機絶縁膜であるポリイミド樹脂を用いている。絶縁膜53fの配線53dと重なる領域の一部には、開口部が形成され、ランド部53cは、開口部において、絶縁膜53fから露出している。このランド部53cには、WPP51の外部端子となる半田ボール10が接合されている。つまり、配線53dは、WPP51の外部端子の平面位置を電極パッド2cと異なる位置に変更する引き出し配線として機能している。なお、配線53dは、電極パッド2cと接合されるボンディング部、半田ボール10と接合されるランド部53c、およびボンディング部からランド部53cまで延在する延在部からなるが、ボンディング部およびランド部53cは、それぞれ接合される電極パッド2c、半田ボール10との接合面積を広く確保し、接合信頼性を向上させる観点から、延在部よりも広い幅で形成されている。   The rewiring layer 53 of the present embodiment is configured as follows, for example. That is, an insulating film (organic insulating film) 53e made of an organic compound such as polyimide resin is formed on the insulating layer 2k. On the insulating film 53e, for example, a wiring 53d made of a conductive metal material in which a nickel film is laminated on copper is formed in a predetermined pattern. Here, the insulating film 53e is formed between the wiring 53d and the insulating layer 2k because, for example, a parasitic capacitance is formed between the wiring 53d and the semiconductor element or the wiring 2ga formed on the surface 2a of the semiconductor chip 2. This is to prevent or suppress noise and other causes of characteristic degradation. Therefore, the insulating film 53e is preferably made of a material having a low dielectric constant. Therefore, in the present embodiment, as the insulating film 53e, polyimide resin, benzo-cyclobutene (BCB) film, or poly-benzo, which is an organic insulating film having a lower dielectric constant than the insulating layers 2h and 2k, which are inorganic insulating layers, are used. -Oxazole (PBO) or the like is used. From the viewpoint of preventing or suppressing the formation of parasitic capacitance, the insulating film 53e is preferably as thick as possible. For example, in the present embodiment, the insulating film 53e is thicker than the insulating layer 2k disposed in the lower layer. Further, in order to electrically connect the wiring 53d and the electrode pad 2c, at least a part of the electrode pad 2c is exposed from the insulating film 53e. An insulating film (organic insulating film) 53f made of an organic compound such as polyimide resin is formed on the wiring 53d. The insulating film 53f is formed as a protective film that protects the wiring 53d from oxidation, corrosion, migration, short circuit, or damage. In addition, it is preferable to use a material having low elasticity from the viewpoint of absorbing and relaxing the stress applied to the solder ball 10 which is an external terminal after the WPP 51 is mounted on the mounting substrate. Therefore, in the present embodiment, polyimide resin that is an organic insulating film having lower elasticity than the insulating layers 2h and 2k that are inorganic insulating layers is used as the insulating film 53f. An opening is formed in part of the region of the insulating film 53f that overlaps the wiring 53d, and the land 53c is exposed from the insulating film 53f in the opening. Solder balls 10 serving as external terminals of the WPP 51 are joined to the land portion 53c. That is, the wiring 53d functions as a lead wiring that changes the planar position of the external terminal of the WPP 51 to a position different from the electrode pad 2c. The wiring 53d includes a bonding portion bonded to the electrode pad 2c, a land portion 53c bonded to the solder ball 10, and an extending portion extending from the bonding portion to the land portion 53c. 53c is formed with a width wider than the extending portion from the viewpoint of ensuring a wide bonding area with the electrode pad 2c and the solder ball 10 to be bonded, and improving the bonding reliability.

ここで、WPP型の半導体装置の場合、主として、シリコンなどの半導体材料で構成されるため、半導体基板の厚さが十分に厚ければ、前記実施の形態1で説明したインタポーザ基板3と比較すると、反りは発生し難い。しかし、本実施の形態のWPP51のように、半導体チップ2の片面側(表面2a側)をポリイミド樹脂などの絶縁膜53fで覆った構造では、絶縁膜53fと、半導体チップ2との線膨張係数の違いに起因して、反りが発生する。特に、半導体チップ2の裏面2b側を研削し、薄型化を図った場合、半導体チップ2の剛性が低下するため、反りが発生し易い。このため、前記実施の形態1で説明したBGA1と同様に、WPP51においても、反りに起因した実装不良を抑制する必要がある。   Here, since the WPP type semiconductor device is mainly composed of a semiconductor material such as silicon, if the thickness of the semiconductor substrate is sufficiently thick, compared with the interposer substrate 3 described in the first embodiment. Warpage is unlikely to occur. However, in the structure in which one side (surface 2a side) of the semiconductor chip 2 is covered with an insulating film 53f such as polyimide resin as in the WPP 51 of the present embodiment, the linear expansion coefficient between the insulating film 53f and the semiconductor chip 2 Due to the difference, warping occurs. In particular, when the back surface 2b side of the semiconductor chip 2 is ground to reduce the thickness, the rigidity of the semiconductor chip 2 is reduced, and thus warpage is likely to occur. For this reason, similarly to the BGA 1 described in the first embodiment, it is necessary to suppress mounting defects caused by warpage in the WPP 51 as well.

そこで、本実施の形態では、前記実施の形態1で説明した実装不良を抑制する観点から、複数のコアボール11を有する半田ボール10をランド部53cに接合している。これにより、本実施の形態のWPP51は、前記実施の形態1で説明した効果が得られる。なお、半田ボール10およびその周辺の構造については、前記実施の形態1で説明した、インタポーザ基板3を再配線層53、下面3bを上面53a、ランド3dをランド部53c、ソルダレジスト膜3gを絶縁膜53f、とそれぞれ置き換えて適用することができるので、重複する説明は省略する。   Therefore, in the present embodiment, the solder ball 10 having the plurality of core balls 11 is bonded to the land portion 53c from the viewpoint of suppressing the mounting failure described in the first embodiment. As a result, the WPP 51 of the present embodiment can obtain the effects described in the first embodiment. As for the structure of the solder ball 10 and its periphery, the interposer substrate 3 is redistributed layer 53, the lower surface 3b is the upper surface 53a, the land 3d is the land portion 53c, and the solder resist film 3g is insulated as described in the first embodiment. The description can be omitted because it can be applied in place of the film 53f.

<半導体装置の製造工程>
次に、WPP51の製造方法について、前記実施の形態1で説明したBGA1の製造方法との相違点を中心に、簡単に説明する。図35は、本実施の形態の半導体装置の製造方法の組み立てフローを示す説明図である。図35に示すように、本実施の形態の半導体装置は、半導体ウエハ準備工程、再配線層形成工程、裏面研削工程、ボールマウント工程、個片化工程、および検査工程を有している。
<Manufacturing process of semiconductor device>
Next, a method for manufacturing the WPP 51 will be briefly described focusing on differences from the method for manufacturing the BGA 1 described in the first embodiment. FIG. 35 is an explanatory diagram showing an assembly flow of the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment. As shown in FIG. 35, the semiconductor device of the present embodiment includes a semiconductor wafer preparation process, a rewiring layer forming process, a back surface grinding process, a ball mounting process, a singulation process, and an inspection process.

1.半導体ウエハ準備工程
まず、半導体ウエハ準備工程では、図36および図37に示すウエハ(半導体ウエハ)55を準備する。図36は、本実施の形態の半導体ウエハ準備工程で準備する半導体ウエハの主面側の平面を示す平面図である。また図37は図36に示す半導体ウエハの一部の断面構造を示す拡大断面図である。ウエハ55は、略円形の平面形状を成し、有する表面2aおよび表面2aの反対側に位置する裏面55b(図37参照)を有している。なお、ウエハ55の表面2aは図34に示す半導体チップ2の表面2aに対応している。また、ウエハ55は、複数のデバイス領域55aを有し、各デバイス領域55aが、それぞれ図33に示すWPP51に相当する。したがって、図36に示す複数のデバイス領域55aには、それぞれ図33、図34を用いて説明した、半導体チップ2が有する半導体素子、配線層2f、表面配線2gb、および電極パッド(ボンディングパッド)2cが形成されている。また、図36に示すように複数のデバイス領域55aのうちの隣り合うデバイス領域55aの間には、ダイシング領域55cが形成されている。ダイシング領域55cは格子状に形成され、ウエハ55の表面2a上を複数のデバイス領域55aに区画している。
1. Semiconductor Wafer Preparation Step First, in the semiconductor wafer preparation step, a wafer (semiconductor wafer) 55 shown in FIGS. 36 and 37 is prepared. FIG. 36 is a plan view showing a plane on the main surface side of the semiconductor wafer prepared in the semiconductor wafer preparation step of the present embodiment. FIG. 37 is an enlarged sectional view showing a sectional structure of a part of the semiconductor wafer shown in FIG. The wafer 55 has a substantially circular planar shape, and has a front surface 2a and a back surface 55b (see FIG. 37) located on the opposite side of the front surface 2a. The surface 2a of the wafer 55 corresponds to the surface 2a of the semiconductor chip 2 shown in FIG. The wafer 55 has a plurality of device regions 55a, and each device region 55a corresponds to the WPP 51 shown in FIG. Therefore, in the plurality of device regions 55a shown in FIG. 36, the semiconductor element, the wiring layer 2f, the surface wiring 2gb, and the electrode pad (bonding pad) 2c included in the semiconductor chip 2 described with reference to FIGS. 33 and 34, respectively. Is formed. As shown in FIG. 36, a dicing region 55c is formed between adjacent device regions 55a among the plurality of device regions 55a. The dicing area 55c is formed in a lattice shape and partitions the surface 2a of the wafer 55 into a plurality of device areas 55a.

図37に示すウエハ55は、例えば、以下のように形成する。まず、基材となる略円形のウエハ(例えば、シリコンウエハ)である半導体基板2dを準備して、その主面2daの半導体素子形成領域2eに、複数の半導体素子を形成する。次に、主面2da上に配線層2fを形成し、複数の配線2gaと複数の半導体素子を電気的に接続する。次に配線層2fの上面に表面配線2gbおよび電極パッド2cを形成する。表面配線2gbは、電極パッド2cと一体に形成され、かつ、配線層2fの上面まで引き出された複数の配線2gaと電気的に接続されるので、複数の電極パッド2cと複数の半導体素子は本工程で電気的に接続される。次に、配線層2f上に絶縁層2kを形成し、配線層2fを覆った後、エッチング法により、開口部を形成し、電極パッド2cの一部を絶縁層2kから露出させる。   The wafer 55 shown in FIG. 37 is formed as follows, for example. First, a semiconductor substrate 2d that is a substantially circular wafer (for example, a silicon wafer) serving as a base material is prepared, and a plurality of semiconductor elements are formed in the semiconductor element formation region 2e of the main surface 2da. Next, a wiring layer 2f is formed on the main surface 2da, and the plurality of wirings 2ga and the plurality of semiconductor elements are electrically connected. Next, the surface wiring 2gb and the electrode pad 2c are formed on the upper surface of the wiring layer 2f. Since the surface wiring 2gb is formed integrally with the electrode pad 2c and is electrically connected to the plurality of wirings 2ga drawn to the upper surface of the wiring layer 2f, the plurality of electrode pads 2c and the plurality of semiconductor elements are It is electrically connected in the process. Next, an insulating layer 2k is formed on the wiring layer 2f, and after covering the wiring layer 2f, an opening is formed by an etching method, and a part of the electrode pad 2c is exposed from the insulating layer 2k.

2.再配線層形成工程
次に、図38に示すように、ウエハ55上に再配線層53を形成する。図38は、図37に示す半導体ウエハ上に再配線層を形成した状態を示す拡大断面図である。また、図39〜図44は、図38に示す再配線層を形成する工程の詳細を示す説明図である。
2. Rewiring Layer Formation Step Next, as shown in FIG. 38, a rewiring layer 53 is formed on the wafer 55. FIG. 38 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which a rewiring layer is formed on the semiconductor wafer shown in FIG. FIGS. 39 to 44 are explanatory diagrams showing details of the process of forming the rewiring layer shown in FIG.

まず、図39に示すように、ウエハ55の表面2a上に、例えば、ポリイミド樹脂などの有機化合物からなる絶縁膜(有機絶縁膜)53eを形成する(第1絶縁膜形成工程)。その後、電極パッド2c上において、絶縁膜53eに開口部を形成し、電極パッド2cを露出させる(電極パッド露出工程)。次に、図40に示すように、絶縁膜53e上および電極パッド2cの露出面上に、シード層となる導体膜53sを、例えば、スパッタ法により形成する(シード層形成工程)。この導体膜53sは、例えばクロム(Cr)から成り、図34に示す配線53dの一部を構成する。次に、図41に示すように、導体膜53s上にレジスト膜(めっきレジスト膜)54を配置した後、パターニングする(第1レジスト膜形成工程)。レジスト膜54のパターニングでは、図34に示す配線53dを形成する領域を取り除くようにパターニングする。次に、図42に示すように、レジスト膜54の存在下で、電解めっき法により、配線53dを形成する。本実施の形態では、例えば、銅(Cu)膜、ニッケル(Ni)膜の電解めっき膜を順次形成する(再配線形成工程)。本工程により、配線53d(ランド部53cを含む)が形成される。次に、図43に示すように、レジスト膜54(図42参照)および配線53dが形成された領域以外の不要な導体膜53sを取り除く(シード層除去工程)。次に、図44に示すように、例えば、ポリイミド樹脂などの有機化合物からなる絶縁膜(有機絶縁膜)53fを形成する(第2絶縁膜形成工程)。その後、図38に示すようにランド部53c上において、絶縁膜53fに開口部を形成し、ランド部53cを絶縁膜53fから露出させる(ランド部露出工程)。以上の工程により、図38に示す再配線層53が形成される。   First, as shown in FIG. 39, an insulating film (organic insulating film) 53e made of an organic compound such as polyimide resin is formed on the surface 2a of the wafer 55 (first insulating film forming step). Thereafter, an opening is formed in the insulating film 53e on the electrode pad 2c to expose the electrode pad 2c (electrode pad exposing step). Next, as shown in FIG. 40, a conductor film 53s to be a seed layer is formed on the insulating film 53e and the exposed surface of the electrode pad 2c by, for example, a sputtering method (seed layer forming step). The conductor film 53s is made of, for example, chromium (Cr) and constitutes a part of the wiring 53d shown in FIG. Next, as shown in FIG. 41, a resist film (plating resist film) 54 is disposed on the conductor film 53s and then patterned (first resist film forming step). In the patterning of the resist film 54, patterning is performed so as to remove the region for forming the wiring 53d shown in FIG. Next, as shown in FIG. 42, a wiring 53d is formed by electrolytic plating in the presence of the resist film 54. In the present embodiment, for example, an electrolytic plating film of a copper (Cu) film and a nickel (Ni) film is sequentially formed (rewiring forming step). By this step, the wiring 53d (including the land portion 53c) is formed. Next, as shown in FIG. 43, the unnecessary conductor film 53s other than the region where the resist film 54 (see FIG. 42) and the wiring 53d are formed is removed (seed layer removing step). Next, as shown in FIG. 44, for example, an insulating film (organic insulating film) 53f made of an organic compound such as polyimide resin is formed (second insulating film forming step). Thereafter, as shown in FIG. 38, an opening is formed in the insulating film 53f on the land portion 53c, and the land portion 53c is exposed from the insulating film 53f (land portion exposing step). Through the above steps, a rewiring layer 53 shown in FIG. 38 is formed.

3.裏面研削工程
次に、裏面研削工程では、ウエハ55の裏面55b(図38参照)を研削する。図45は、図38に示す半導体ウエハを研削する工程を示す拡大断面図である。本工程では、ウエハ55の厚さが、図34に示すWPP51の厚さとなるまで(図45に示す裏面2bの位置まで)、裏面側を研削する。
3. Back Surface Grinding Process Next, in the back surface grinding process, the back surface 55b (see FIG. 38) of the wafer 55 is ground. FIG. 45 is an enlarged cross-sectional view showing a step of grinding the semiconductor wafer shown in FIG. In this step, the back surface side is ground until the thickness of the wafer 55 reaches the thickness of the WPP 51 shown in FIG. 34 (up to the position of the back surface 2b shown in FIG. 45).

WPP51の厚さを薄くする方法として、基材となるウエハ(本実施の形態ではシリコンウエハ)の厚さを予め薄くしておく方法も考えられる。しかしこの場合、極端に薄くすると基材となるウエハに半導体素子などを形成する各工程において、ハンドリング性が低下し、ウエハが破損する原因となる。そこで、本実施の形態では、ウエハ55の表面2a側に、再配線層53を形成するまでの各工程では、ハンドリング性の低下を防止できる程度の第1の厚さを有するウエハに対して加工を施し、その後、裏面55b側を研削して第1の厚さよりも薄い第2の厚さとする。これにより、製造工程中のウエハの破損を防止しつつ、得られるWPP51の厚さを薄くすることができる。   As a method for reducing the thickness of the WPP 51, a method in which the thickness of a wafer (a silicon wafer in the present embodiment) serving as a base material is previously reduced is also conceivable. However, in this case, if it is made extremely thin, in each process of forming a semiconductor element or the like on the wafer as a base material, the handling property is lowered, and the wafer is damaged. Therefore, in the present embodiment, in each process until the rewiring layer 53 is formed on the surface 2a side of the wafer 55, the wafer having the first thickness that can prevent the handling property from being deteriorated is processed. Then, the back surface 55b side is ground to a second thickness that is thinner than the first thickness. This makes it possible to reduce the thickness of the obtained WPP 51 while preventing breakage of the wafer during the manufacturing process.

本工程における研削方法は、特に限定されるものではないが、例えば砥石などの研削部材(図示は省略)を用いてウエハ55の裏面55b(図38参照)を研削することができる。また、研削後のウエハ55の裏面2b(図45参照)に研削時の残渣等が残留することを防止するため、例えば研磨粒子(図示は省略)などを用いて、裏面2bにポリシング(研磨)加工を行うことが好ましい。本工程においては、ウエハ55の表面2a側、すなわち、再配線層53が形成された面を覆う保護テープ(保護シート;図示は省略)を張り付けた状態で研削することが好ましい。研削工程中に表面2a側を外力の印加等による破損から保護するためである。   The grinding method in this step is not particularly limited. For example, the back surface 55b (see FIG. 38) of the wafer 55 can be ground using a grinding member such as a grindstone (not shown). Further, in order to prevent residues and the like during grinding from remaining on the back surface 2b (see FIG. 45) of the wafer 55 after grinding, for example, polishing (polishing) is performed on the back surface 2b using abrasive particles (not shown). It is preferable to perform processing. In this step, it is preferable to perform grinding with a protective tape (protective sheet; not shown) covering the surface 2a side of the wafer 55, that is, the surface on which the rewiring layer 53 is formed. This is to protect the surface 2a side from damage due to application of external force during the grinding process.

4.ボールマウント工程
次に、ボールマウント工程では、図46に示すように、ランド部53cに接合される半田ボール10を形成する。図46は、図45に示すランド部に半田ボールを接合した状態を示す拡大断面図である。
4). Ball Mounting Step Next, in the ball mounting step, as shown in FIG. 46, the solder balls 10 to be bonded to the land portions 53c are formed. 46 is an enlarged cross-sectional view showing a state where solder balls are joined to the land portion shown in FIG.

本工程では、前記実施の形態1、または、前記実施の形態2で説明したボールマウント工程を適用して半田ボール10を形成することができる。前記実施の形態1で説明したボールマウント工程を適用する場合には、まず、ランド部53cの上方から、ランド部53c上に、接合材(フラックス材やクリーム半田)を介して、複数の半田ボール15(図20参照)を配置する。次に、リフロー工程として、複数の半田ボール15に熱を加え、複数の半田ボール15を一体化させて、ランド部53cに接合し、半田ボール10を形成する。また、前記実施の形態2で説明したボールマウント工程を適用する場合には、まず、複数のコアボール11(図26参照)を有する半田ボール10(図26参照)を予め形成する。次に、ランド部53cの上方から、ランド部53c上に、接合材(フラックス材やクリーム半田)を介して、半田ボール10を配置する。次に、リフロー工程として、半田ボール10に熱を加え、ランド部53cに接合する。図46に示すように、リフロー工程では、半導体ウエハの表面2a(言い換えれば、再配線層53の上面53a)が下方に向いた状態で半田ボール15または半田ボール10を加熱する。言い換えれば、半田ボール15または半田ボール10が、ランド部53cよりも下方に配置された状態で加熱する。これにより、半田材12よりも比重の軽いコアボール11は、半田材12内で移動するので、半田ボール10内において、複数のコアボール11を、ランド部53c側に寄せて配置することができる。なお、本工程は、前記した裏面研削工程の前に行うこともできるが、裏面研削工程において、半田ボール10の直径が大きい場合には、高度な技術が必要であることから、裏面研削工程の後で行うことが好ましい。   In this step, the solder ball 10 can be formed by applying the ball mounting step described in the first embodiment or the second embodiment. When the ball mounting process described in the first embodiment is applied, first, a plurality of solder balls are disposed on the land portion 53c from above the land portion 53c via a bonding material (flux material or cream solder). 15 (see FIG. 20) is arranged. Next, as a reflow process, heat is applied to the plurality of solder balls 15, the plurality of solder balls 15 are integrated, and joined to the land portion 53 c to form the solder balls 10. When the ball mounting process described in the second embodiment is applied, first, solder balls 10 (see FIG. 26) having a plurality of core balls 11 (see FIG. 26) are formed in advance. Next, the solder ball 10 is disposed on the land portion 53c from above the land portion 53c via a bonding material (flux material or cream solder). Next, as a reflow process, heat is applied to the solder balls 10 to join the land portions 53c. As shown in FIG. 46, in the reflow process, the solder ball 15 or the solder ball 10 is heated with the surface 2a of the semiconductor wafer (in other words, the upper surface 53a of the rewiring layer 53) facing downward. In other words, the solder ball 15 or the solder ball 10 is heated in a state where it is disposed below the land portion 53c. As a result, the core ball 11 having a specific gravity lighter than that of the solder material 12 moves in the solder material 12, so that the plurality of core balls 11 can be arranged close to the land portion 53c in the solder ball 10. . This step can also be performed before the above-described back grinding step. However, when the diameter of the solder ball 10 is large in the back grinding step, a high level of technology is required. It is preferable to carry out later.

5.個片化工程
次に、個片化工程では、図36に示すダイシング領域55cに沿ってウエハ55を分割し、デバイス領域55a毎に個片化して、図33に示すWPP51を、複数取得する。本実施の形態では、例えば、本実施の形態では、ダイシングブレードなどの切断治具(回転刃)を用いて、ダイシング領域55cを切削し、複数のWPP51に個片化する。
5. Individualization Step Next, in the individualization step, the wafer 55 is divided along the dicing area 55c shown in FIG. 36, and is divided into individual device areas 55a to obtain a plurality of WPPs 51 shown in FIG. In the present embodiment, for example, in the present embodiment, the dicing region 55 c is cut using a cutting jig (rotary blade) such as a dicing blade and separated into a plurality of WPPs 51.

6.検査工程
次に、検査工程では、WPP51の外観検査や電気的試験などを行う。本工程に含まれる電気的試験の方法は、前記実施の形態1で説明した検査工程と同様なので、重複する説明は省略する。
6). Inspection Process Next, in the inspection process, an appearance inspection and an electrical test of the WPP 51 are performed. Since the electrical test method included in this step is the same as the inspection step described in the first embodiment, a duplicate description is omitted.

以上の各工程により、図33に示すWPP51が完成する。その後、出荷、あるいは、図6に示す実装基板20に実装する。   Through the above steps, the WPP 51 shown in FIG. 33 is completed. Thereafter, it is shipped or mounted on the mounting board 20 shown in FIG.

<変形例>
ところで、本実施の形態で説明したWPP51の変形例として、図47に示すように、ランド部57が、絶縁膜53fの上面53aから突出したWPP56に適用することもできる。図47は、図34に示す半導体装置の変形例を示す拡大断面図である。図47に示すランド部57は、例えば、銅(Cu)層、ニッケル(Ni)層が順次積層された導体であって、柱状(ポスト状)に形成されている。ランド部57の下面57b側は、再配線層53の配線(再配線)53dと電気的に接続され、上面57a側は、絶縁膜53fの上面53a上に突出している。言い換えれば、ランド部57の側面57cの一部は、絶縁膜53fから露出している。
<Modification>
Incidentally, as a modification of the WPP 51 described in the present embodiment, as shown in FIG. 47, the land portion 57 can also be applied to the WPP 56 protruding from the upper surface 53a of the insulating film 53f. FIG. 47 is an enlarged cross-sectional view showing a modification of the semiconductor device shown in FIG. The land portion 57 shown in FIG. 47 is a conductor in which, for example, a copper (Cu) layer and a nickel (Ni) layer are sequentially laminated, and is formed in a columnar shape (post shape). The lower surface 57b side of the land portion 57 is electrically connected to the wiring (rewiring) 53d of the rewiring layer 53, and the upper surface 57a side protrudes above the upper surface 53a of the insulating film 53f. In other words, a part of the side surface 57c of the land portion 57 is exposed from the insulating film 53f.

このように、ランド部57の上面57aを、絶縁膜53fの上面53a上に突出させることで、WPP56を実装基板に実装する実装工程において、絶縁膜53fの上面53aと実装基板の実装面との間にクリアランスを確保することができる。また、ランド部57の側面57cの一部を、絶縁膜53fから露出させて、側面57cにも半田ボール10の半田材12を接合させることで、半田材12の接合面積が増加する。このため、半田ボール10とランド部57の接合強度を向上させることができる。   Thus, by projecting the upper surface 57a of the land portion 57 on the upper surface 53a of the insulating film 53f, in the mounting process of mounting the WPP 56 on the mounting substrate, the upper surface 53a of the insulating film 53f and the mounting surface of the mounting substrate A clearance can be secured between them. Further, by exposing a part of the side surface 57c of the land portion 57 from the insulating film 53f and bonding the solder material 12 of the solder ball 10 to the side surface 57c, the bonding area of the solder material 12 is increased. For this reason, the bonding strength between the solder ball 10 and the land portion 57 can be improved.

ここで、本実施の形態のランド部57は、図47に示すように、上面57aの中央部57dが、周縁部57eに対して窪んだ形状となっている。言い換えれば、上面57aの中央部57dは、周縁部57eよりも低い段差部となっている。上面57aの中央部57dと周縁部57eの高低差は、例えば8μm程度である。また、周縁部57eの外形寸法は、例えば、直径約220μmの円形であり、中央部57dの外形寸法は、直径約200μmの円形となっている。このように、ランド部57の上面57aに段差部を設けることで、前記したボールマウント工程において、半田ボール15あるいは半田ボール10を配置する際に、安定的に配置することができる。本実施の形態のように、ランド部57の上面57aに段差部を設けると、ボールマウント工程において、半田ボール15あるいは半田ボール10の中心が段差部内に配置されるように配置することで、半田ボール15あるいは半田ボール10の位置が安定するからである。特に、半田ボール10とランド部57を接合する接合材として、フラックス材を用いる場合、半田ボール配置工程で半田ボールの位置がずれた状態でリフロー工程を行うと、クリーム半田を用いる場合と比較して半田ボールの接合不良が発生し易い。したがって、本変形例は、接合材として半田成分を含まないフラックス材を用いる場合に適用して特に有効である。   Here, as shown in FIG. 47, the land portion 57 of the present embodiment has a shape in which the central portion 57d of the upper surface 57a is recessed with respect to the peripheral portion 57e. In other words, the central portion 57d of the upper surface 57a is a stepped portion that is lower than the peripheral portion 57e. The height difference between the central portion 57d and the peripheral portion 57e of the upper surface 57a is, for example, about 8 μm. Further, the outer dimension of the peripheral portion 57e is, for example, a circle having a diameter of about 220 μm, and the outer dimension of the central portion 57d is a circle having a diameter of about 200 μm. As described above, by providing the stepped portion on the upper surface 57a of the land portion 57, the solder ball 15 or the solder ball 10 can be stably disposed in the above-described ball mounting process. When the stepped portion is provided on the upper surface 57a of the land portion 57 as in the present embodiment, the solder ball 15 or the solder ball 10 is disposed so that the center of the solder ball 10 is disposed in the stepped portion in the ball mounting process. This is because the position of the ball 15 or the solder ball 10 is stabilized. In particular, when a flux material is used as a bonding material for bonding the solder ball 10 and the land portion 57, when the reflow process is performed in a state where the position of the solder ball is shifted in the solder ball placement process, it is compared with the case where cream solder is used. As a result, poor solder ball bonding is likely to occur. Therefore, this modification is particularly effective when applied to a flux material that does not contain a solder component as the bonding material.

次に、ランド部57の形成方法について、図39〜図44を用いて説明した再配線形成工程との相違点を説明する。図48〜図52は、図47に示す再配線層を形成する工程の詳細を示す説明図である。   Next, a difference between the land portion 57 formation method and the rewiring forming process described with reference to FIGS. 39 to 44 will be described. 48 to 52 are explanatory views showing details of a process of forming the rewiring layer shown in FIG.

図47に示すWPP56の製造方法では、前記した再配線層形成工程の第1レジスト膜形成工程において、図48に示すように、配線53d(図47参照)を形成する予定領域の一部(図47に示すランド部57を形成する予定領域)のレジスト膜58を残すようにパターニングする(第1レジスト膜形成工程)。次に、図49に示すように、レジスト膜54、58の存在下で、電解めっき法により、配線53dを形成する(再配線形成工程)。この時、レジスト膜58が配置された領域には、電解めっき膜が形成されないので、レジスト膜58の直下では、導体膜53sが配線53dから露出した状態となる。次に、図49に示すレジスト膜54、58を取り除く(第1レジスト膜除去工程)。次に、図50に示すように、配線53d上にレジスト膜(めっきレジスト膜、第2レジスト膜)59を配置した後、パターニングする(第2レジスト膜形成工程)。レジスト膜59のパターニングでは、図47に示すランド部57を形成する予定領域を取り除くようにパターニングする。詳しくは、配線53dの内側において、導体膜53sが露出する領域、およびその周囲の配線53dの一部がレジスト膜59から露出するように開口部59aを形成する。次に、図51に示すように、ランド部57を形成する(ランド部形成工程)。本実施の形態では、例えば、銅(Cu)膜、ニッケル(Ni)膜の電解めっき膜を順次形成する。レジスト膜59の開口部59aに電解めっき法により、金属膜を成膜すると、開口部59aの底面の形状に倣ってランド部57が形成される。本実施の形態では、前記第2レジスト膜形成工程において、配線53dの一部がレジスト膜59から露出するように開口部59aを形成しているため、開口部59aの底面には、配線53dと導体膜53sの段差が形成されている。このため、本工程で形成されるランド部57の上面57aは、上面57aの中央部57dが、周縁部57eに対して窪んだ形状となる。次に、図51に示すレジスト膜59および配線53d、ランド部57が形成された領域以外の不要な導体膜53sを取り除く(シード層除去工程)。次に、図52に示すように、配線53d上を覆うように、例えば、ポリイミド樹脂などの有機化合物からなる絶縁膜(有機絶縁膜)53fを形成する(第2絶縁膜形成工程)。本工程では、ランド部57の側面57cの一部が露出するように、ランド部57よりも薄く絶縁膜53fを形成する。以上の工程により、ランド部57の側面57cが絶縁膜53fから露出した再配線層53を形成することができる。   In the method for manufacturing WPP 56 shown in FIG. 47, in the first resist film forming step of the rewiring layer forming step described above, as shown in FIG. 48, a part of a planned region for forming wiring 53d (see FIG. 47) (see FIG. 47). Patterning is performed so as to leave the resist film 58 in a region where a land portion 57 is to be formed as shown in 47 (first resist film forming step). Next, as shown in FIG. 49, a wiring 53d is formed by electrolytic plating in the presence of the resist films 54 and 58 (rewiring forming step). At this time, since an electrolytic plating film is not formed in the region where the resist film 58 is disposed, the conductor film 53s is exposed from the wiring 53d immediately below the resist film 58. Next, the resist films 54 and 58 shown in FIG. 49 are removed (first resist film removing step). Next, as shown in FIG. 50, a resist film (plating resist film, second resist film) 59 is disposed on the wiring 53d and then patterned (second resist film forming step). In the patterning of the resist film 59, patterning is performed so as to remove a region where the land portion 57 shown in FIG. 47 is to be formed. Specifically, the opening 59a is formed inside the wiring 53d so that the conductor film 53s is exposed and a part of the surrounding wiring 53d is exposed from the resist film 59. Next, as shown in FIG. 51, the land portion 57 is formed (land portion forming step). In the present embodiment, for example, an electrolytic plating film of a copper (Cu) film and a nickel (Ni) film is sequentially formed. When a metal film is formed on the opening 59a of the resist film 59 by electrolytic plating, a land portion 57 is formed following the shape of the bottom surface of the opening 59a. In the present embodiment, since the opening 59a is formed in the second resist film forming step so that a part of the wiring 53d is exposed from the resist film 59, the wiring 53d and the wiring 53d are formed on the bottom surface of the opening 59a. A step of the conductor film 53s is formed. For this reason, the upper surface 57a of the land portion 57 formed in this step has a shape in which the central portion 57d of the upper surface 57a is recessed with respect to the peripheral edge portion 57e. Next, the unnecessary conductor film 53s other than the region where the resist film 59, the wiring 53d, and the land portion 57 shown in FIG. 51 are formed is removed (seed layer removing step). Next, as shown in FIG. 52, an insulating film (organic insulating film) 53f made of an organic compound such as polyimide resin is formed so as to cover the wiring 53d (second insulating film forming step). In this step, the insulating film 53f is formed thinner than the land portion 57 so that a part of the side surface 57c of the land portion 57 is exposed. Through the above steps, the rewiring layer 53 in which the side surface 57c of the land portion 57 is exposed from the insulating film 53f can be formed.

なお、本実施の形態の半導体装置の製造方法は、上記した相違点を除き、前記実施の形態1〜前記実施の形態4で説明した半導体装置およびその製造方法と同様である。したがって、重複する説明は省略するが、上記相違点を除き、前記実施の形態1〜前記実施の形態4で説明した発明を適用することができる。   The semiconductor device manufacturing method of the present embodiment is the same as the semiconductor device and the manufacturing method thereof described in the first to fourth embodiments except for the differences described above. Therefore, although the overlapping description is omitted, the invention described in the first to fourth embodiments can be applied except for the above differences.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば、前記実施の形態5で説明した再配線層53を形成せず、図53に示すように、半導体チップ2の電極パッド(ボンディングパッド)2cに半田ボール10を接合される半導体装置60に適用することができる。図53は、図34に示す半導体装置の変形例を示す拡大断面図である。半導体装置60の製造方法では、例えば、前記実施の形態5で説明したWPP51の製造方法において、ランド部53cを電極パッド2cと、再配線層53の上面53aを半導体ウエハの表面2aと、それぞれ置き換えて適用することができる。また、例えば、図53に示す半田ボール10を、前記実施の形態2〜前記実施の形態3で説明した半田ボール10あるいは半田ボール47と置き換えて適用することができる。図53に示す半導体装置60は、実装基板上に直接実装する他、例えば、複数の半導体チップを積層し、これら複数の半導体チップ間を、半田ボールを介してそれぞれ電気的に接続する、所謂、チップオンチップ構造の半導体装置に組み込む半導体チップとして用いることができる。   For example, the rewiring layer 53 described in the fifth embodiment is not formed, and the semiconductor device 60 is applied to the solder ball 10 bonded to the electrode pad (bonding pad) 2c of the semiconductor chip 2 as shown in FIG. can do. FIG. 53 is an enlarged cross-sectional view showing a modification of the semiconductor device shown in FIG. In the method of manufacturing the semiconductor device 60, for example, in the method of manufacturing the WPP 51 described in the fifth embodiment, the land portion 53c is replaced with the electrode pad 2c, and the upper surface 53a of the redistribution layer 53 is replaced with the surface 2a of the semiconductor wafer. Can be applied. Further, for example, the solder ball 10 shown in FIG. 53 can be replaced with the solder ball 10 or the solder ball 47 described in the second to third embodiments. The semiconductor device 60 shown in FIG. 53 is mounted directly on a mounting substrate, for example, a plurality of semiconductor chips are stacked, and the plurality of semiconductor chips are electrically connected to each other via solder balls. It can be used as a semiconductor chip incorporated in a semiconductor device having a chip-on-chip structure.

また、例えば、図53に示す半導体装置60の変形例として、半田ボール10と電極パッド2cとの間に、アンダバンプメタル膜(アンダバンプ導体膜)を介在させて、アンダバンプメタル膜上に、前記実施の形態1〜前記実施の形態3で説明した半田ボール10あるいは半田ボール47を接合する半導体装置にも適用できる。このように、電極パッド2c上にアンダバンプメタル膜を形成し、アンダバンプメタル膜を形成する構造は、前記実施の形態5で説明したWPP51の変形例として考えることもできる。すなわち、前記実施の形態5では、電極パッド2c上に再配線層53を形成することにより、外部端子となる半田ボール10の平面位置を電極パッド2cと異なる位置に変更した。しかし、この変形例として、電極パッド2cの直上にアンダバンプメタル膜を介して半田ボール10を接続する構造のWPPとすることもできる。   Further, for example, as a modification of the semiconductor device 60 shown in FIG. 53, an underbump metal film (underbump conductor film) is interposed between the solder ball 10 and the electrode pad 2c, and the above-described under bump metal film is formed on the underbump metal film. It can also be applied to the semiconductor device to which the solder ball 10 or the solder ball 47 described in the first to third embodiments is joined. Thus, the structure in which the under bump metal film is formed on the electrode pad 2c and the under bump metal film is formed can be considered as a modification of the WPP 51 described in the fifth embodiment. That is, in the fifth embodiment, the rewiring layer 53 is formed on the electrode pad 2c, so that the planar position of the solder ball 10 serving as the external terminal is changed to a position different from the electrode pad 2c. However, as a modified example, a WPP having a structure in which the solder ball 10 is connected via the under bump metal film directly above the electrode pad 2c may be used.

本発明は、外部端子として、半田ボールを備える半導体装置に利用可能である。   The present invention is applicable to a semiconductor device provided with solder balls as external terminals.

1 BGA(半導体装置)
2 半導体チップ
2a 表面
2b 裏面
2c 電極パッド(ボンディングパッド)
2d 半導体基板
2da 主面
2e 半導体素子形成領域
2f 配線層
2ga 配線(内部配線)
2gb 表面配線
2h、2k 絶縁層
3 インタポーザ基板(配線基板)
3a 上面
3b 下面
3c ボンディングリード
3d ランド(バンプランド)
3d1 銅膜
3d2 めっき膜
3e 配線
3f、3g ソルダレジスト膜
3h コア層
3k 開口部
4 ワイヤ(導電性部材)
5 接着材
6 封止樹脂
6a 封止用樹脂
6b 一括封止体
10 半田ボール
11 コアボール
11a コア材
11b 金属膜
12 半田材
15 半田ボール
16 半田材
20 実装基板
20a 実装面
21 端子
22 クリーム半田
23 半田材
25 配線基板
25a デバイス領域
25b 枠部
25c ダイシング領域
30 成形金型
31 上金型
31a 下面
31b キャビティ
32 下金型
32a 上面
35 フラックス材
36 スクリーンマスク
36a 貫通孔
37 スキージ
40 マスク
40a、40b 貫通孔
41 ダイシングブレード(回転刃)
42 検査装置
42a 電気的試験用回路
43 プローブピン
45 マスク
45a 貫通孔
46 コアボール
46a コア材
46b 金属膜
47 半田ボール
48 マスク
48a、48b 貫通孔
49 吸着治具
49a 吸着口
51、56 WPP(半導体装置)
53 再配線層
53a 上面
53b 下面
53c ランド部(バンプランド)
53d 配線(再配線)
53e、53f 絶縁膜(有機絶縁膜)
53s 導体膜(シード層)
54 レジスト膜
55 ウエハ
55a デバイス領域
55b 裏面
55c ダイシング領域
57 ランド部(バンプランド)
57a 上面
57b 下面
57c 側面
57d 中央部
57e 周縁部
58、59 レジスト膜
59a 開口部
60 半導体装置
101 半田ボール
102 コアボール
W1、W2、W3 直径
1 BGA (semiconductor device)
2 Semiconductor chip 2a Front surface 2b Back surface 2c Electrode pad (bonding pad)
2d Semiconductor substrate 2da Main surface 2e Semiconductor element formation region 2f Wiring layer 2ga Wiring (internal wiring)
2gb surface wiring 2h, 2k insulating layer 3 interposer substrate (wiring substrate)
3a Upper surface 3b Lower surface 3c Bonding lead 3d Land (bump land)
3d1 Copper film 3d2 Plating film 3e Wiring 3f, 3g Solder resist film 3h Core layer 3k Opening 4 Wire (conductive member)
5 Adhesive Material 6 Sealing Resin 6a Sealing Resin 6b Collective Sealing Body 10 Solder Ball 11 Core Ball 11a Core Material 11b Metal Film 12 Solder Material 15 Solder Ball 16 Solder Material 20 Mounting Board 20a Mounting Surface 21 Terminal 22 Cream Solder 23 Solder material 25 Wiring board 25a Device region 25b Frame portion 25c Dicing region 30 Molding die 31 Upper die 31a Lower surface 31b Cavity 32 Lower die 32a Upper surface 35 Flux material 36 Screen mask 36a Through hole 37 Squeegee 40 Mask 40a, 40b Through hole 41 Dicing blade (Rotating blade)
42 Inspection Device 42a Electrical Test Circuit 43 Probe Pin 45 Mask 45a Through Hole 46 Core Ball 46a Core Material 46b Metal Film 47 Solder Ball 48 Mask 48a, 48b Through Hole 49 Suction Jig 49a Suction Port 51, 56 WPP (Semiconductor Device) )
53 Rewiring layer 53a Upper surface 53b Lower surface 53c Land part (bump land)
53d Wiring (rewiring)
53e, 53f Insulating film (organic insulating film)
53s Conductor film (seed layer)
54 Resist film 55 Wafer 55a Device region 55b Back surface 55c Dicing region 57 Land (bump land)
57a Upper surface 57b Lower surface 57c Side surface 57d Center portion 57e Peripheral portion 58, 59 Resist film 59a Opening portion 60 Semiconductor device 101 Solder ball 102 Core balls W1, W2, W3 Diameter

Claims (20)

表面、前記表面に形成されたボンディングパッド、および前記表面とは反対側の裏面を有する半導体チップと、
前記半導体チップの前記ボンディングパッドと電気的に接続される半田ボールと、
を含み、
前記半田ボールは、複数のコアボール、および前記複数のコアボールを覆う半田材を有することを特徴とする半導体装置。
A semiconductor chip having a front surface, a bonding pad formed on the front surface, and a back surface opposite to the front surface;
A solder ball electrically connected to the bonding pad of the semiconductor chip;
Including
The solder ball has a plurality of core balls and a solder material covering the plurality of core balls.
請求項1において、
前記複数のコアボールのそれぞれの直径が、揃っていることを特徴とする半導体装置。
In claim 1,
Each of the plurality of core balls has a uniform diameter.
請求項2において、
前記複数のコアボールのそれぞれの直径は、前記半田ボールの半径よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
In claim 2,
Each of the plurality of core balls has a diameter smaller than a radius of the solder ball.
請求項3において、
前記半田ボールは、前記ボンディングパッド、または、前記ボンディングパッドと電気的に接続されるバンプランドに接合され、
前記複数のコアボールのそれぞれの中心は、前記半田ボールの中心よりも前記ボンディングパッド、または、前記バンプランド側に配置されていることを特徴とする半導体装置。
In claim 3,
The solder ball is bonded to the bonding pad or a bump land electrically connected to the bonding pad,
The center of each of the plurality of core balls is arranged closer to the bonding pad or the bump land than the center of the solder ball.
請求項4において、
複数の前記半田ボールのそれぞれは、同数の前記コアボールを含んでいることを特徴とする半導体装置。
In claim 4,
Each of the plurality of solder balls includes the same number of the core balls.
請求項1において、
前記半導体装置は、
上面、前記上面に形成された複数のボンディングリード、前記上面とは反対側の下面、および前記下面に形成された複数のバンプランドを有する配線基板と、
前記表面、前記表面に形成された複数の前記ボンディングパッド、および前記表面とは反対側の前記裏面を有し、前記配線基板の前記上面に搭載された前記半導体チップと、
前記半導体チップの前記複数のボンディングパッドと前記配線基板の前記複数のボンディングリードとを、それぞれ電気的に接続する複数の導電性部材と、
前記複数のバンプランドに形成された複数の前記半田ボールと、
を含み、
前記複数の半田ボールのそれぞれは、前記複数のコアボールおよび前記複数のコアボールを覆う前記半田材を有していることを特徴とする半導体装置。
In claim 1,
The semiconductor device includes:
A wiring substrate having an upper surface, a plurality of bonding leads formed on the upper surface, a lower surface opposite to the upper surface, and a plurality of bump lands formed on the lower surface;
The semiconductor chip mounted on the upper surface of the wiring board, having the surface, the plurality of bonding pads formed on the surface, and the back surface opposite to the surface;
A plurality of conductive members that electrically connect the plurality of bonding pads of the semiconductor chip and the plurality of bonding leads of the wiring substrate;
A plurality of the solder balls formed on the plurality of bump lands;
Including
Each of the plurality of solder balls includes the plurality of core balls and the solder material covering the plurality of core balls.
請求項1において、
前記半導体装置は、
前記半導体チップと、
前記半導体チップの前記表面上に形成され、前記半導体チップの前記表面と対向する下面、前記下面とは反対側の上面、および前記上面に形成され前記半導体チップの前記複数のボンディングパッドと電気的に接続される複数のバンプランドを有する再配線層と、
前記複数のバンプランドに形成された複数の前記半田ボールと、
を含み、
前記複数の半田ボールのそれぞれは、前記複数のコアボールおよび前記複数のコアボールを覆う前記半田材を有していることを特徴とする半導体装置。
In claim 1,
The semiconductor device includes:
The semiconductor chip;
A lower surface formed on the surface of the semiconductor chip and facing the surface of the semiconductor chip, an upper surface opposite to the lower surface, and electrically formed with the plurality of bonding pads of the semiconductor chip formed on the upper surface A redistribution layer having a plurality of bump lands connected thereto;
A plurality of the solder balls formed on the plurality of bump lands;
Including
Each of the plurality of solder balls includes the plurality of core balls and the solder material covering the plurality of core balls.
請求項1において、
前記複数のコアボールは、樹脂から成るコア材と、
前記コア材の表面に形成された金属膜とから成ることを特徴とする半導体装置。
In claim 1,
The plurality of core balls include a core material made of resin,
A semiconductor device comprising a metal film formed on a surface of the core material.
請求項1において、
前記複数のコアボールは、金属から成るコア材のみ、あるいは、前記金属から成る前記コア材と、前記コア材の表面に形成された金属膜とから成ることを特徴とする半導体装置。
In claim 1,
The plurality of core balls are composed of only a core material made of metal, or the core material made of the metal and a metal film formed on the surface of the core material.
請求項1において、
前記複数のコアボールは、樹脂から成る第1コア材と、前記第1コア材の表面に形成された金属膜とから成る第1コアボールと、金属から成る第2コア材を含む第2コアボールを含んでいることを特徴とする半導体装置。
In claim 1,
The plurality of core balls include a first core material made of resin, a first core ball made of a metal film formed on the surface of the first core material, and a second core made of a second core material made of metal. A semiconductor device including a ball.
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法:
(a)表面、前記表面に形成されたボンディングパッド、および前記表面とは反対側の裏面を有する半導体チップを準備する工程;
(b)前記ボンディングパッド、または、前記ボンディングパッドと電気的に接続されるバンプランドの上方から、前記ボンディングパッド上、または、前記バンプランド上に、接合材を介して、複数の第1半田ボールを配置する工程;
(c)前記(b)工程の後、前記複数の第1半田ボールに熱を加え、前記複数の第1半田ボールを一体化させて、前記ボンディングパッド、または、前記バンプランドに接合する、第2半田ボールを形成する工程;
ここで、
前記(b)工程で配置する前記複数の第1半田ボールのそれぞれは、一つのコアボール、および前記コアボールを覆う半田材を有し、
前記(c)工程で形成する前記第2半田ボールは、複数の前記コアボール、および前記複数のコアボールを覆う前記半田材を有する。
A method for manufacturing a semiconductor device comprising the following steps:
(A) preparing a semiconductor chip having a surface, a bonding pad formed on the surface, and a back surface opposite to the surface;
(B) A plurality of first solder balls via a bonding material from above the bonding pad or bump land electrically connected to the bonding pad, on the bonding pad or on the bump land. Placing
(C) After the step (b), heat is applied to the plurality of first solder balls so that the plurality of first solder balls are integrated and bonded to the bonding pad or the bump land. 2 forming solder balls;
here,
Each of the plurality of first solder balls arranged in the step (b) has one core ball and a solder material covering the core ball,
The second solder ball formed in the step (c) has a plurality of the core balls and the solder material covering the plurality of core balls.
請求項11において、
前記(a)工程で準備する前記半導体チップの前記表面には、複数の前記ボンディングパッドが形成され、
前記複数のコアボールがそれぞれ有するコア材は、前記半田材よりも比重が軽く、
前記(c)工程では、
前記複数の第1半田ボールが、前記複数のボンディングパッド、または、前記複数のボンディングパッドと電気的に接続される複数の前記バンプランドよりも下方に配置された状態で前記複数の第1半田ボールを一体化させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In claim 11,
A plurality of the bonding pads are formed on the surface of the semiconductor chip prepared in the step (a),
The core material each of the plurality of core balls has a lighter specific gravity than the solder material,
In the step (c),
The plurality of first solder balls in a state where the plurality of first solder balls are disposed below the plurality of bonding pads or the plurality of bump lands electrically connected to the plurality of bonding pads. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
請求項12において、
前記(b)工程では、
前記複数のボンディングパッド上、または、前記複数のバンプランド上に、それぞれ複数の貫通孔が形成されたマスクを配置して、前記複数の貫通孔のそれぞれに、前記第1半田ボールを一つずつ配置することを特徴とする半導体装置の製造方法。
In claim 12,
In the step (b),
A mask in which a plurality of through holes are formed is disposed on the plurality of bonding pads or the plurality of bump lands, and one first solder ball is placed in each of the plurality of through holes. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: disposing the semiconductor device.
請求項13において、
前記複数の第1半田ボールの直径が揃っていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In claim 13,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the plurality of first solder balls have the same diameter.
請求項11において、
前記複数のコアボールのそれぞれの直径は、前記第2半田ボールの半径よりも小さいことを特徴とする半導体装置の製造方法。
In claim 11,
Each of the plurality of core balls has a diameter smaller than a radius of the second solder ball.
請求項11において、
以下の工程をさらに含むことを特徴とする半導体装置の製造方法:
(a1)前記(b)工程の前に、上面、前記上面に形成された複数のボンディングリード、前記上面とは反対側の下面、および前記下面に形成された複数の前記バンプランドを有する配線基板を準備する工程;
(a2)前記(a)工程および前記(a1)工程の後、かつ、前記(b)工程の前に、前記表面に複数の前記ボンディングパッドが形成された前記半導体チップを、前記配線基板の前記上面に搭載する工程;
(a3)前記(a2)工程の後、かつ、前記(b)工程の前に、前記半導体チップの前記複数のボンディングパッドと、前記配線基板の前記複数のボンディングリードを、複数の導電性部材を介して、それぞれ電気的に接続する工程;
ここで、
前記(b)工程では、前記配線基板の前記下面を上方に向けた状態で、前記複数の第1半田ボールを前記複数のバンプランドのそれぞれの上に配置し、
前記(c)工程では、前記配線基板の前記下面を下方に向けた状態で、前記複数の第1半田ボールに熱を加え、前記複数の第1半田ボールを一体化させて、前記複数のバンプランドのそれぞれに接合する、複数の前記第2半田ボールを形成する。
In claim 11,
A method for manufacturing a semiconductor device, further comprising the following steps:
(A1) Before the step (b), a wiring board having an upper surface, a plurality of bonding leads formed on the upper surface, a lower surface opposite to the upper surface, and a plurality of the bump lands formed on the lower surface Preparing the step;
(A2) After the step (a) and the step (a1) and before the step (b), the semiconductor chip having a plurality of the bonding pads formed on the surface is formed on the wiring board. Mounting on the top surface;
(A3) After the step (a2) and before the step (b), the plurality of bonding pads of the semiconductor chip and the plurality of bonding leads of the wiring substrate are replaced with a plurality of conductive members. Via each of them electrically connected;
here,
In the step (b), the plurality of first solder balls are disposed on each of the plurality of bump lands with the lower surface of the wiring board facing upward.
In the step (c), heat is applied to the plurality of first solder balls in a state where the lower surface of the wiring board faces downward, and the plurality of first solder balls are integrated to form the plurality of bumps. A plurality of the second solder balls to be bonded to each of the lands are formed.
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法:
(a)表面、前記表面に形成されたボンディングパッド、および前記表面とは反対側の裏面を有する半導体チップを準備する工程;
(b)前記ボンディングパッド、または、前記ボンディングパッドと電気的に接続されるバンプランドの上方から、前記ボンディングパッド上、または、前記バンプランド上に、接合材を介して、半田ボールを配置する工程;
(c)前記(b)工程の後、前記半田ボールに熱を加え、前記ボンディングパッド、または、前記バンプランドに接合する工程;
ここで、
前記半田ボールは、複数のコアボール、および前記複数のコアボールを覆う半田材を有する。
A method for manufacturing a semiconductor device comprising the following steps:
(A) preparing a semiconductor chip having a surface, a bonding pad formed on the surface, and a back surface opposite to the surface;
(B) A step of placing solder balls on the bonding pads or the bump lands from above the bonding pads or the bump lands electrically connected to the bonding pads via a bonding material. ;
(C) After the step (b), heat is applied to the solder balls to join the bonding pads or the bump lands;
here,
The solder ball includes a plurality of core balls and a solder material that covers the plurality of core balls.
請求項17において、
前記(a)工程で準備する前記半導体チップの前記表面には、複数の前記ボンディングパッドが形成され、
前記複数のコアボールがそれぞれ有するコア材は、前記半田材よりも比重が軽く、
前記(c)工程では、
複数の前記半田ボールが、前記複数のボンディングパッド、または、前記複数のボンディングパッドと電気的に接続される複数の前記バンプランドよりも下方に配置された状態で前記複数の半田ボールを前記複数のボンディングパッド、または、前記複数のバンプランドと接合することを特徴とする半導体装置の製造方法。
In claim 17,
A plurality of the bonding pads are formed on the surface of the semiconductor chip prepared in the step (a),
The core material each of the plurality of core balls has a lighter specific gravity than the solder material,
In the step (c),
The plurality of solder balls are disposed below the plurality of bonding pads or the plurality of bump lands electrically connected to the plurality of bonding pads. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising bonding to a bonding pad or the plurality of bump lands.
請求項17において、
前記複数のコアボールのそれぞれの直径は、前記半田ボールの半径よりも小さいことを特徴とする半導体装置の製造方法。
In claim 17,
A diameter of each of the plurality of core balls is smaller than a radius of the solder ball.
請求項17において、
以下の工程をさらに含むことを特徴とする半導体装置の製造方法:
(a1)前記(b)工程の前に、上面、前記上面に形成された複数のボンディングリード、前記上面とは反対側の下面、および前記下面に形成された複数の前記バンプランドを有する配線基板を準備する工程;
(a2)前記(a)工程および前記(a1)工程の後、かつ、前記(b)工程の前に、前記表面に複数の前記ボンディングパッドが形成された前記半導体チップを、前記配線基板の前記上面に搭載する工程;
(a3)前記(a2)工程の後、かつ、前記(b)工程の前に、前記半導体チップの前記複数のボンディングパッドと、前記配線基板の前記複数のボンディングリードを、複数の導電性部材を介して、それぞれ電気的に接続する工程;
ここで、
前記(b)工程では、前記配線基板の前記下面を上方に向けた状態で、前記半田ボールを前記複数のバンプランドのそれぞれの上に配置し、
前記(c)工程では、前記配線基板の前記下面を下方に向けた状態で、前記半田ボールに熱を加え、前記複数のバンプランドのそれぞれに接合する。
In claim 17,
A method for manufacturing a semiconductor device, further comprising the following steps:
(A1) Before the step (b), a wiring board having an upper surface, a plurality of bonding leads formed on the upper surface, a lower surface opposite to the upper surface, and a plurality of the bump lands formed on the lower surface Preparing the step;
(A2) After the step (a) and the step (a1) and before the step (b), the semiconductor chip having a plurality of the bonding pads formed on the surface is formed on the wiring board. Mounting on the top surface;
(A3) After the step (a2) and before the step (b), the plurality of bonding pads of the semiconductor chip and the plurality of bonding leads of the wiring substrate are replaced with a plurality of conductive members. Via each of them electrically connected;
here,
In the step (b), with the lower surface of the wiring board facing upward, the solder balls are disposed on each of the plurality of bump lands,
In the step (c), heat is applied to the solder balls in a state where the lower surface of the wiring board is directed downward to join each of the plurality of bump lands.
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