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JP3482121B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JP3482121B2
JP3482121B2 JP07703298A JP7703298A JP3482121B2 JP 3482121 B2 JP3482121 B2 JP 3482121B2 JP 07703298 A JP07703298 A JP 07703298A JP 7703298 A JP7703298 A JP 7703298A JP 3482121 B2 JP3482121 B2 JP 3482121B2
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JP
Japan
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semiconductor device
elastic modulus
wiring
low elastic
modulus layer
Prior art date
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JP07703298A
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JPH11274155A (ja
Inventor
嘉文 中村
隆一 佐原
望 下石坂
隆博 隈川
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Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トランジスタ等の
半導体素子を有する半導体装置であって、特に高密度な
実装を可能にする半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、高機能化に伴
い、半導体装置に対して小型化、高密度化、高速化が要
求されるようになってきた。このため、例えば、メモリ
ー用パッケージとしてはLOC(リード・オン・チッ
プ)やSON(スモール・アウトライン・ノンリード)
等が開発され、あるいはTABテープを利用したμBG
A(マイクロ・ボール・グリッド・アレイ)(特表平0
6−504408号公報)といったパッケージが開発さ
れている。
【0003】以下、μBGAと呼ばれる従来の半導体装
置について、図4を参照しながら説明する。図4(a)
はμBGAと呼ばれる従来の半導体装置の斜視図、図4
(b)は図4(a)において金属ボールが形成される前
の状態を示すIV−IV線における断面図である。図4
(a),(b)において、101はトランジスタ等の半
導体素子を内蔵する半導体チップ、102は半導体チッ
プ101上に設けられた配線回路シート、103は半導
体チップ101と配線回路シート102との間に介在す
るしなやかな低弾性率材料膜、104は配線回路シート
102が有する部分リード、105は半導体チップ10
1が有する電極、106は配線回路シート102が有す
るランド、107はランド106上に設けられ半導体装
置と外部とを接続するための金属ボールである。
【0004】図4(a),(b)に示すように、μBG
Aと呼ばれる半導体装置は、半導体チップ101上に低
弾性率材料膜103を介して配線回路シート102が接
合された構造を有し、半導体チップ101の電極105
と配線回路シート102のランド106とが部分リード
104を介して電気的に接続され、ランド106上に金
属ボール107が設けられたものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体装置によれば、小型化を図るために部分リー
ド104に対する制約があることから、配線回路シート
102の平面的にみた角部付近で部分リード104を配
線できない配線不能領域が生じていた。
【0006】以下、この配線不能領域について、図5を
参照しながら説明する。図5は、従来の半導体装置の角
部付近を示す平面図である。図5において、半導体装置
の小型化を図る目的で、部分リード104は、配線回路
シート102の外縁から延びている部分が曲げと接続と
に必要な最小限の長さになり、かつ外縁と直交するよう
に形成されている。したがって、配線回路シート102
の角部、つまり半導体チップ101の角部付近におい
て、部分リード104同士の間隔が狭くなるので、配線
することができない配線不能領域108が生じていた。
そして、配線不能領域108では部分リード104が設
けられないので、配線設計の自由度が低下し、かつ高密
度実装が阻害されていた。
【0007】本発明は、上記従来の課題を解決するため
に、半導体チップの角部付近においても配線可能にする
ことにより、配線設計の自由度が向上され、かつ高密度
実装される半導体装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
請求項1に記載されているように、主面に電極を有する
半導体チップと、主面上に設けられ、電極の上に開口部
を有するパッシベーション膜と、パッシベーション膜の
上に、電極が外側に位置するように設けられた低弾性率
層と、一方の端部が電極に接続され、他方の端部が低弾
性率層の上に設けられた金属配線とを備えるとともに、
低弾性率層の平面的にみた角部には該角部が平面的にみ
て面取りされた面取り部が設けられており、金属配線は
面取り部を横切るように延びていることとしている。
【0009】これにより、低弾性率層の平面的にみた角
部には該角部が平面的にみて面取りされた面取り部が設
けられており、金属配線は面取り部を横切るように延び
ているため、半導体チップの角部に設けられた電極に対
しても配線可能になって配線の自由度と実装密度とが向
上される。更に、面取り部に設けられた金属配線と半導
体装置の中心との距離が短くなることにより、熱サイク
ルが印加された場合の熱応力が低減されるので、低弾性
率層からの金属配線のはがれが抑制される。請求項2に
記載されているように、請求項1の半導体装置におい
て、低弾性率膜は絶縁性を有するポリマーからなること
が好ましい。
【0010】請求項3又は4に記載されているように、
請求項1の半導体装置において、面取り部は、平面的に
みて直線又は円弧を描くことが好ましい。
【0011】 これにより、金属配線が、平面的にみて
直線又は円弧を描くように形成された面取り部を確実に
横切るようにして設けられるので、半導体チップの角部
に設けられた電極に対しても金属配線が確実に配線され
る。
【0012】請求項に記載されているように、請求項
3又は4の半導体装置において、低弾性率層上において
金属配線の一部が延びて設けられた外部端子と、外部端
子を開口して設けられ導電性材料をはじく性質を有する
絶縁性物質からなる保護膜とを更に備えることができ
る。
【0013】これにより、半導体装置の外部端子と外部
機器の端子とを導電性材料を用いて接続する際に、外部
端子以外の金属配線と半導体チップの電極とを導電性材
料から確実に保護することができる。
【0014】請求項に記載されているように、請求項
の半導体装置において、外部端子上に設けられた突起
状電極を更に備えることができる。
【0015】これにより、半導体装置の外部端子と外部
機器の端子とを、突起状電極を介して確実に接続するこ
とができる。
【0016】請求項に記載されているように、請求項
1の半導体装置において、低弾性率層の周縁部は傾斜し
ていることが好ましい。
【0017】これにより、金属配線が、傾斜している断
面形状を有する低弾性率層の周縁部において斜面に設け
られることにより、安定して形成される。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図1〜図3を参照しながら説明する。図1は、本発
明に係る半導体装置の概略をソルダーレジストの一部を
開口して示す斜視図である。図1において、10はトラ
ンジスタ等の半導体素子を内蔵する半導体チップ、20
は半導体チップ10上に設けられた絶縁層であって外縁
部に斜面を有する低弾性率層、21Aは低弾性率層20
の平面的にみた各角部において直線的に面取りされた面
取り部、30は半導体チップ10の電極(図示せず)上
に設けられたパッド、31はパッド30から低弾性率層
20の外縁と直交し半導体装置の内側へ延びる配線パタ
ーン、32は低弾性率層20上に設けられ配線パターン
31を介してパッド30につながるランド、40はラン
ド32以外の部分を覆うように形成されたソルダーレジ
スト、50はランド32上に設けられ半導体装置と外部
とを接続するための金属ボールである。そして、パッド
30と配線パターン31とランド32とは、併せて金属
配線33を構成する。
【0019】ここで、本発明に係る半導体装置の特徴
は、平面的にみた低弾性率層20の各角部において、平
面的にみて直線状に面取りされた面取り部21Aを有す
る点である。そして、配線パターン31のうちこの面取
り部21Aを通るものは、低弾性率層20の各面取り部
21Aの外縁に直交している。
【0020】本発明に係る半導体装置における各角部付
近の詳細を、図2を参照しながら説明する。図2(a)
は図1に示された半導体装置の、図2(b)は図1に示
された半導体装置の変形例の、それぞれ角部付近の詳細
を示す平面図である。
【0021】図2(a)に示されたように、低弾性率層
20の各面取り部21Aの外縁に直交して、所定の間隔
をおいて配線パターン31が形成される。このことによ
り、各角部付近において面取り部21Aの領域を利用す
ることが可能となり、配線設計の自由度が向上される。
【0022】また、半導体チップ10の各角部付近に設
けられた電極11から低弾性率層20上のランド(図1
のランド32)へと配線パターン31を設けることによ
り、ランドの数を増やすことができるので、実装密度が
向上される。
【0023】本発明に係る半導体装置の変形例につい
て、図2(b)を参照しながら説明する。図2(b)に
示されたように、平面的にみた低弾性率層20の各角部
において、平面的にみて円弧状に面取りされた面取り部
21Bを設けることができる。この場合においても、配
線パターン31のうちこの面取り部21Bを通るもの
は、低弾性率層20の各面取り部21Bの外縁にほぼ直
交している。したがって、角を持たない各面取り部21
Bにおいて円弧状の全領域を利用できるので、配線設計
の自由度が更に向上され、かつ、半導体チップ10の各
角部付近の電極11から低弾性率層20上のランド(図
1のランド32)へと配線パターン31を設けることに
より、ランドの数を増やすことができるので実装密度が
向上される。
【0024】図2(a)に示されたように低弾性率層2
0の各角部において外縁が直線状に面取りされた場合
と、図5(a)に示されたように各角部が直角である従
来の場合とを、配線ルールについて、つまり形成可能な
配線幅と配線間隔とについて比較した。図5(a)に示
された従来の半導体装置の場合には、各角部において、
配線幅20μm及び配線間隔40μmの配線ルールが必
要であった。これに対して、図2(a)に示された本発
明に係る半導体装置の場合には、各角部において、配線
幅40μm及び配線間隔40μmの配線ルールで配線が
可能となった。
【0025】以上説明したように、本発明によれば、従
来の半導体装置の場合に比較して、同じ配線幅を用いる
場合には、配線設計の自由度が向上され、かつ配線パタ
ーンの本数を増やせるので実装密度が向上された半導体
装置が実現される。
【0026】また、配線パターンの本数が同じ場合には
配線幅を広くすることができるので、信頼性が高い半導
体装置が実現される。
【0027】更に、図2(a),(b)のいずれの半導
体装置においても、その中心から最も離れた部分、つま
り低弾性率層20の各角部における配線パターン31と
半導体装置の中心との距離が短縮される。これにより、
熱サイクルが印加された場合において、低弾性率層20
と配線パターン31とがそれぞれ有する熱膨張係数の差
に起因する熱応力が軽減される。したがって、配線パタ
ーン31が低弾性率層20からはがれることが抑制され
るので、熱サイクルの印加に対して信頼性が高い半導体
素子が実現される。
【0028】以下、本発明に係る半導体装置の製造方法
について、図3を参照しながら説明する。図3(a)〜
(e)は、それぞれ図1に示された半導体装置の製造工
程を示す断面図である。
【0029】まず、図3(a)に示すように、半導体チ
ップ10の主面上に形成された電極11とパッシベーシ
ョン膜12との上に、感光性と低弾性率とを有する絶縁
物からなる樹脂を塗布した後に乾燥して、樹脂膜15を
形成する。樹脂膜15を形成するための感光性を有する
材料としては、例えばポリイミド、エポキシ等のような
低弾性率と絶縁性とを有するポリマーであればよい。
【0030】次に、図3(b)に示すように、樹脂膜1
5に対して露光と現像とを順次行って、電極11の部分
が開口した低弾性率層20を形成する。この場合には、
低弾性率層20において平面的にみて、各角部を直線状
又は円弧状に面取りするようにして低弾性率層20を形
成する。また、例えば、露光で平行光ではなく散乱光を
使用して、開口部における低弾性率層20の断面形状
を、電極11に対して垂直ではなくテーパー状にして形
成する。
【0031】次に、図3(c)に示すように、半導体チ
ップ10の主面の全面において、真空蒸着法、スパッタ
リング法、CVD法又は無電解めっき法によって例えば
Ti/Cuからなる金属薄膜層を形成した後に、該金属
薄膜層に対してパターニングを行う。このことによっ
て、半導体チップ10の主面においてパッド30と配線
パターン31とランド32とからなる所定の金属配線3
3を形成する。金属配線33のパターンは、パッド30
の数、つまりピン数と半導体チップ10の面積とを考慮
して決められている。
【0032】パターニングは、以下のようにして行う。
金属薄膜層の上に感光性レジストを塗布して、露光によ
って所定のパターン部以外のレジストを硬化させた後
に、該パターン部のレジストを除去する。電解めっきを
使用して、前記パターン部に例えばCuからなる大きい
膜厚を有する金属層を形成し、その後、レジストを溶融
して除去する。その後にエッチング液に浸漬して、金属
薄膜層を溶かし、かつ大きい膜厚を有する金属層を残す
ことにより、所定の金属配線を形成する。
【0033】なお、表面の全面に金属膜を堆積させ、そ
の上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィー
技術を使用して所定のパターン部の上にエッチングマス
ク用レジストを形成し、このレジストをマスクとして金
属層をエッチングすることにより、金属配線を形成して
もよい。
【0034】次に、図3(d)に示すように、低弾性率
層20の上に感光性ソルダーレジストを塗布した後に、
フォトリソグラフィー技術を使用して、ランド32の部
分のみが露出するようにしてソルダーレジスト40を形
成する。このソルダーレジスト40によって、金属配線
のうちランド32以外の部分であるパッド30と配線パ
ターン31とが、後工程において溶融したハンダから保
護される。
【0035】次に、図3(e)に示すように、ハンダ、
銅、ニッケル等からなる、又はハンダめっきされた金属
からなる金属ボール50をランド32の上に載置して、
金属ボール50とランド32とを溶融接合する。以上の
工程によって、本発明に係る半導体装置を得ることがで
きる。
【0036】本実施形態の半導体装置の製造方法によれ
ば、平面的にみて各角部が直線状又は円弧状に面取りさ
れるようにして、低弾性率層20を形成する。したがっ
て、本発明に係る半導体装置を容易に製造することがで
きる。
【0037】なお、以上の説明においては、開口部にお
ける低弾性率層20の断面形状をテーパー状としたが、
これに代えて円弧状としてもよく、また、断面が半導体
チップの主面に対して垂直であってもよい。
【0038】また、露光と現像とにより低弾性率層20
を形成したが、これに代えて、例えばスクリーン印刷法
を用いて、各角部が平面的にみて直線状又は円弧状に面
取りされている低弾性率層20を形成してもよい。
【0039】また、樹脂膜15を形成するために、感光
性と低弾性率とを有する絶縁物からなる樹脂を塗布し
た。これに限らず、それぞれ予めフィルム状に形成され
た、感光性を有する絶縁材料を使用してもよい。この場
合には、フィルム状の絶縁材料を半導体チップ10の上
に貼り合わせた後に露光、現像して、半導体チップ10
の電極11を露出させる。
【0040】更に、それぞれ感光性のない絶縁材料も使
用できる。この場合には、レーザーやプラズマ等の機械
的加工、又はエッチング等の化学的加工によって、半導
体チップ10の電極11を露出させる。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、金属配線が、低弾性率
の面取り部を横切るようにして設けられるので、半導
体チップの角部に設けられた電極に対しても配線可能に
なって、配線の自由度と実装密度とが向上された半導体
装置が実現される。
【0042】また、面取り部に設けられた金属配線と半
導体装置の中心との距離が短くなることにより、熱サイ
クルが印加された場合の熱応力が低減される。したがっ
て、絶縁層からの金属配線のはがれが抑制されるので、
熱サイクルに対して高い信頼性を有する半導体装置が実
現される。
【0043】更に、金属配線が、傾斜している断面形状
を有する低弾性率層の周縁部において斜面に設けられる
ことにより、安定して形成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の概略をソルダーレジ
ストの一部を開口して示す斜視図である。
【図2】(a)は図1に示された半導体装置の、(b)
は図1に示された半導体装置の変形例のそれぞれ角部付
近の詳細を示す平面図である。
【図3】(a)〜(e)は、それぞれ図1に示された半
導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図4】(a)はμBGAと呼ばれる従来の半導体装置
の斜視図、(b)は(a)において金属ボールが形成さ
れる前の状態を示すIV−IV線における断面図である。
【図5】図4に示された従来の半導体装置の角部付近を
示す平面図である。
【符号の説明】 10 半導体チップ 11 電極 12 パッシベーション膜 15 樹脂膜 20 低弾性率層(絶縁層) 21A,21B 面取り部 30 パッド 31 配線パターン 32 ランド(外部端子) 33 金属配線 40 ソルダーレジスト(保護膜) 50 金属ボール(突起状電極)
フロントページの続き (72)発明者 隈川 隆博 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−306945(JP,A) 特開 平8−203906(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/12 H01L 21/3205

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主面に電極を有する半導体チップと、 前記主面上に設けられ、前記電極の上に開口部を有する
    パッシベーション膜と、 前記パッシベーション膜の上に、前記電極が外側に位置
    するように設けられた低弾性率層と、 一方の端部が前記電極に接続され、他方の端部が前記低
    弾性率層の上に設けられた金属配線とを備えるととも
    に、前記低弾性率層 の平面的にみた角部には該角部が平面的
    にみて面取りされた面取り部が設けられており、前記金
    属配線は前記面取り部を横切るように延びていることを
    特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記低弾性率膜は絶縁性を有するポリマーからなること
    を特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体装置において、 前記面取り部は、平面的にみて直線を描くことを特徴と
    する半導体装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の半導体装置において、 前記面取り部は、平面的にみて円弧を描くことを特徴と
    する半導体装置。
  5. 【請求項5】 請求項3又は4記載の半導体装置におい
    て、前記低弾性率層 上において前記金属配線の一部が延びて
    設けられた外部端子と、 前記外部端子を開口して設けられ導電性材料をはじく性
    質を有する絶縁性物質からなる保護膜とを更に備えたこ
    とを特徴とする半導体装置。
  6. 【請求項6】 請求項記載の半導体装置において、 前記外部端子上に設けられた突起状電極を更に備えたこ
    とを特徴とする半導体装置。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の半導体装置において、前記低弾性率層 の周縁部は傾斜していることを特徴とす
    る半導体装置。
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TW498468B (en) 1999-10-29 2002-08-11 Hitachi Ltd Semiconductor device
KR100430203B1 (ko) 1999-10-29 2004-05-03 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 반도체 장치 및 그 제조 방법
JP2011071542A (ja) * 1999-10-29 2011-04-07 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造方法および半導体装置
US6534861B1 (en) * 1999-11-15 2003-03-18 Substrate Technologies Incorporated Ball grid substrate for lead-on-chip semiconductor package
US6696765B2 (en) 2001-11-19 2004-02-24 Hitachi, Ltd. Multi-chip module

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