JP3968321B2

JP3968321B2 - 半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP3968321B2
Application number: JP2003119256A
Authority: JP
Inventors: 宏黒田; 順弘木下
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: JP2004327652A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造技術に関し、特にフリップチップ接続に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフリップチップ接続では、基板の電極（ランド）は半導体チップの表面電極に対応して配置されており、基板の電極と半導体チップの表面電極とが突起電極を介して接続されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−４９６３６号公報（第１図、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記フリップチップ接続において、突起電極として金バンプを採用するフリップチップ接続では、基板の銅の配線リード側にＮｉ−Ａｕめっきを施し、金バンプと配線リードとの間でＡｕ−Ａｕ接続を行うものがあり、その際、Ａｕ−Ａｕ接続では、配線リードピッチが、例えば、８５μｍ程度の狭ピッチを採用した接続を行う場合がある。
【０００５】
この場合、基板上の配線リード間のスペースは、２０〜４０μｍ程度と非常に狭くなる。
【０００６】
その結果、耐湿バイアス試験などによってめっき下地の配線リードの銅と、配線リードを被覆している絶縁膜であるソルダレジスト膜とが加水分解して銅が溶け出し、Ｃｕ（銅）マイグレーションの発生によってリード間で電気的ショートが引き起こり、これにより、不良が発生するという問題が起こる。
【０００７】
本発明の目的は、耐湿性の向上を図る半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記ならびにその他の課題、および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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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、以下のとおりである。
【００１０】
すなわち、本発明は、絶縁膜によって覆われた被覆部と、前記被覆部に一体で形成され前記絶縁膜の開口部に露出する接続部とを有する複数の配線リードが前記開口部の外周縁を横切って並んで配置された配線基板と、前記配線基板の主面上にフリップチップ接続された半導体チップと、前記配線基板の主面と前記半導体チップの主面との間に配置され、前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記配線基板の前記配線リードの接続部とをそれぞれに接続する複数の突起電極とを有しており、前記配線基板における前記複数の配線リードそれぞれの端部が前記絶縁膜の開口部で終端し、前記複数の突起電極の配列方向に隣接する配線リード同士でそれぞれの前記配線リードにおける前記被覆部と前記接続部との境界部が前記開口部の対向する前記外周縁に配置されている。
【００１１】
また、本発明は、絶縁膜によって覆われた被覆部と、前記被覆部に一体で形成され前記絶縁膜の開口部に露出する接続部とを有する複数の配線リードが前記開口部の外周縁を横切って並んで配置されており、さらに前記複数の配線リードそれぞれの端部が前記絶縁膜の開口部で終端し、前記複数の配線リードの配列方向に隣接する配線リード同士で前記配線リードにおける前記被覆部と前記接続部との境界部が前記開口部の対向する前記外周縁に配置された配線基板を準備する工程と、表面電極上に突起電極が形成された半導体チップを準備する工程と、前記配線基板の主面上に樹脂接着部材を配置する工程と、前記配線基板の前記配線リードの接続部と前記半導体チップの突起電極との位置を合わせた後、熱圧着によって前記配線基板の前記配線リードの接続部を押し込んでフリップチップ接続方向に対して撓ませた状態で前記樹脂接着部材を硬化させることにより、前記配線基板の前記配線リードと前記突起電極とを接続して前記半導体チップをフリップチップ接続する工程とを有している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００１３】
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【００１４】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態の半導体装置に組み込まれる配線基板の配線パターンと金バンプのレイアウトの一例を示す平面図、図２は図１に示すＡ部の詳細構造を示す拡大部分平面図、図３は本発明の実施の形態の半導体装置の内部構造の一例を樹脂封止体を透過して示す平面図、図４は図３に示すＡ−Ａ線に沿って切断した断面の構造を示す断面図、図５は図３に示すＢ−Ｂ線に沿って切断した断面の構造を示す断面図、図６は図１に示す配線基板の配線パターンに対する変形例の配線パターンを示す拡大部分平面図、図７は本発明の実施の形態の半導体装置の組み立て手順の一例を示す製造プロセスフロー図、図８は本発明の実施の形態の半導体装置の組み立てで用いられるマトリクス基板の構造の一例を示す平面図、図９は本発明の実施の形態の半導体装置に組み込まれる第１の半導体チップの構造の一例を示す平面図、図１０は本発明の実施の形態の半導体装置の組み立てにおける第１の半導体チップの熱圧着時の構造の一例を示す拡大部分断面図である。
【００１７】
本実施の形態は、図４に示すように、半導体チップ（第１の半導体チップ１）と配線基板である個片基板３とを突起電極を介して電気的に接続するフリップチップ接続に関するものである。
【００１８】
フリップチップ接続では、第１の半導体チップ１は個片基板３に対してフェースダウン実装されており、個片基板３の主面であるチップ支持面３ａと第１の半導体チップ１の主面１ｂとが対向して配置され、かつ第１の半導体チップ１のパッド（表面電極）１ａと個片基板３の接続部３ｄとが突起電極である金バンプ１ｄを介して接続されている。
【００１９】
さらに、個片基板３と第１の半導体チップ１との間にはＮＣＦ（非導電フィルム：Non-Conductive Film)１０などの樹脂接着部材が配置されて個片基板３と第１の半導体チップ１を接続するとともに、金バンプ１ｄの周囲に配置されるため、フリップチップ接続部を保護している。
【００２０】
なお、フリップチップ接続では、図１０に示すように、第１の半導体チップ１に荷重および熱を印加した際に、金バンプ１ｄを介して付与される荷重によって個片基板３の配線リード３ｆの接続部３ｄを撓ませて沈み込ませ、この撓んだことによって発生する残留応力によって金バンプ１ｄと接続部３ｄとを接続させ、ＮＣＦ１０の熱硬化により両者の接続を保持している。
【００２１】
本実施の形態は、半導体装置に組み込まれる配線基板である個片基板３において、レジスト膜（絶縁膜）３ｇの開口部３ｈに並んで露出する複数の配線リード３ｆの接続部３ｄのうち、隣接する接続部３ｄのリードピッチを広げて第１の半導体チップ１の熱圧着時に発生する銅マイグレーションによるショート不良を防止するものである。
【００２２】
図１に示す個片基板３には、図２に示すレジスト膜（絶縁膜）３ｇによって覆われた被覆部３ｅと、この被覆部３ｅに一体で繋がって形成され、かつレジスト膜３ｇの開口部３ｈに露出する接続部３ｄとを有する複数の配線リード３ｆが開口部３ｈの外周縁３ｉを横切って並んで配置されている。
【００２３】
さらに、複数の配線リード３ｆそれぞれの端部がレジスト膜３ｇの開口部３ｈにおいて終端しているとともに、複数の金バンプ１ｄの配列方向に隣接する配線リード同士でそれぞれの配線リード３ｆにおける被覆部３ｅと接続部３ｄとの境界部が開口部３ｈの対向する外周縁３ｉに配置されている。
【００２４】
すなわち、金バンプ１ｄの配列方向と同方向に隣接する配線リード同士がそれぞれレジスト膜３ｇの開口部３ｈの向かい合った外周縁３ｉを横切って開口部３ｈ内に延在し、かつそれぞれの配線リード３ｆが開口部３ｈにおいて終端しており、その結果、図２に示すように、レジスト膜３ｇの開口部３ｈにおいて配線リード３ｆの接続部３ｄが開口部３ｈの向かい合う外周縁３ｉからそれぞれ互い違いに開口部３ｈ内に向かって延在し、かつそれぞれ対向する外周縁３ｉに到達する前に開口部３ｈ内で終端している。
【００２５】
したがって、隣接する配線リード３ｆ同士では、接続部３ｄと被覆部３ｅの境界部はそれぞれ向かい合った外周縁３ｉに配置される。
【００２６】
なお、個片基板３の配線リード３ｆは銅合金で形成されているとともに、図１０に示すように、レジスト膜３ｇの開口部３ｈに配置された配線リード３ｆの接続部３ｄの表面にはＮｉ−Ａｕめっき３ｎが形成されている。
【００２７】
このＮｉ−Ａｕめっき３ｎは、フリップチップ接続時に、金バンプ１ｄと銅合金の配線リード３ｆとの間でＡｕ（金）−Ａｕ（金）接続を可能にするためのめっきであり、配線リード３ｆの開口部３ｈに露出する接続部３ｄが、Ｎｉ−Ａｕめっき３ｎで覆われていることにより、金バンプ１ｄと配線リード３ｆとをＡｕ−Ａｕ接続することができる。
【００２８】
なお、ソルダレジスト膜の開口部３ｈに露出する配線リード３ｆの接続部３ｄは、Ｎｉ−Ａｕめっき３ｎで覆われているため、このめっきで覆われた箇所では銅マイグレーションは発生しない。
【００２９】
また、本実施の形態の個片基板３では、金バンプ１ｄが接続されるため、配線リード３ｆの狭ピッチ化が図られており、配線リード３ｆのレジスト膜３ｇの開口部３ｈに配置された接続部３ｄのリードピッチは、１００μｍ以下、例えば、５０〜８５μｍ程度であり、さらに、Ｎｉ−Ａｕめっき３ｎのめっき厚もあるため、個片基板３のレジスト膜３ｇの開口部３ｈにおける隣接する配線リード３ｆ間のスペースは、例えば、２０〜４０μｍとなる。
【００３０】
このようなリード間ピッチの狭ピッチ化が図られた個片基板３を用いて半導体装置の組み立てを行う場合、本実施の形態の個片基板３は銅マイグレーション対策として非常に有効である。
【００３１】
次に、このフリップチップ接続を利用して組み立てられる図３〜図５に示す本実施の形態の半導体装置の一例について説明する。
【００３２】
図３〜図５は、チップ積層構造の小型の半導体パッケージであるＢＧＡ（Ball Grid Array)９を示すものであり、１段目の第１の半導体チップ１が個片基板３に対してフリップチップ接続され、さらに、その上に積層された２段目の第２の半導体チップ２が個片基板３のワイヤボンディング用の接続端子３ｃにワイヤボンディングされている。
【００３３】
また、ＢＧＡ９は、個片基板３のチップ支持面３ａ（主面）側において第１の半導体チップ１とこれに積層された第２の半導体チップ２とが封止用樹脂を用いて封止された樹脂封止形のものである。
【００３４】
さらに、個片基板３のチップ支持面３ａとその反対側の面である裏面３ｂには、外部端子となる複数の半田ボール８がマトリクス配置で設けられている。
【００３５】
ＢＧＡ９の詳細構造を説明すると、主面であるチップ支持面３ａおよび裏面３ｂを有しており、かつチップ支持面３ａ上に図１に示すような複数の接続端子３ｃを有した個片基板３と、個片基板３の裏面３ｂにマトリクス配置で設けられた複数の半田ボール８と、主面１ｂおよび裏面１ｃを有しており、かつ主面１ｂ上に複数のパッド１ａ（表面電極）と複数の半導体素子とを有する第１の半導体チップ１と、主面２ｂおよび裏面２ｃを有しており、かつ主面２ｂ上に複数のパッド２ａと複数の半導体素子とを有する第２の半導体チップ２と、個片基板３のチップ支持面３ａ上に形成されており、かつ第１の半導体チップ１および第２の半導体チップ２を封止する樹脂封止体６と、第２の半導体チップ２のパッド２ａとこれに対応する個片基板３のワイヤボンディング用の接続端子３ｃとを接続する複数の導電性のワイヤ４とからなる。
【００３６】
さらに、第１の半導体チップ１は、個片基板３のチップ支持面３ａ上に第１の半導体チップ１の複数のパッド１ａが個片基板３の接続部３ｄと対向するように、第１の半導体チップ１の主面１ｂと個片基板３のチップ支持面３ａとが向かい合って配置されている。
【００３７】
その際、第１の半導体チップ１の主面１ｂと個片基板３のチップ支持面３ａとの間には、薄膜のＮＣＦ１０などの樹脂接着部材が配置され、ＮＣＦ１０が第１の半導体チップ１と個片基板３とを接続している。
【００３８】
ただし、前記樹脂接着部材としては、ＮＣＦ１０以外のＡＣＦ（異方性導電フィルム：Anisotropic Conductive Film)やペースト状の非導電性の樹脂接着部材などを用いてもよく、あるいは、その他の樹脂接着部材を用いてもよい。
【００３９】
なお、ＮＣＦ１０もしくはＡＣＦは、主に、フリップチップ接続を行う際に用いられる接着部材であり、エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性の樹脂によって形成されたテープ状のフィルムである。
【００４０】
また、第１の半導体チップ１の複数のパッド１ａは、図９に示すように、対向する長辺に沿ってかつその長辺間のほぼ中央部に１列に並んで配置（センタパッド配列）されており、これらに対応する個片基板３の複数のフリップチップ接続用の接続部３ｄとそれぞれ圧接している。その際、第１の半導体チップ１のパッド１ａに設けられた突起電極である金バンプ１ｄと、個片基板３のフリップチップ接続用の接続部３ｄとが圧接されている。
【００４１】
なお、金バンプ１ｄは、金線を用いてワイヤボンディング技術を利用して第１の半導体チップ１のパッド１ａに設けられたスタッドバンプなどと呼ばれる突起電極であり、ＢＧＡ９の組み立てにおいては、予め、第１の半導体チップ１のパッド１ａに設けておく。
【００４２】
一方、第２の半導体チップ２は、図３に示すように、その主面２ｂの４辺にほぼ沿って複数のパッド２ａが設けられた外周パッド配列のものであり、個片基板３のチップ支持面３ａ上に第１の半導体チップ１を介して配置されており、第１の半導体チップ１および第２の半導体チップ２は、ダイボンドフィルム材５を介してお互いの裏面１ｃ，２ｃが向かい合った状態で個片基板３上に配置されている。
【００４３】
したがって、ＢＧＡ９は、スタック構造において、１段目の第１の半導体チップ１が個片基板３に対してフェースダウン実装でフリップチップ接続され、一方、２段目の第２の半導体チップ２は、第１の半導体チップ１の裏面１ｃ上にフェースアップ実装されてワイヤボンディング接続されている。
【００４４】
このような構造のＢＧＡ９において、その個片基板３のチップ支持面３ａには、第１の半導体チップ１のパッド１ａの配列に対応して図１に示すようなフリップチップ接続用の接続部３ｄがレジスト膜３ｇの開口部３ｈに複数個１列に並んで設けられている。
【００４５】
それぞれの配線リード３ｆは、金バンプ１ｄの配列方向と同方向に隣接する配線リード同士がそれぞれレジスト膜３ｇの開口部３ｈの向かい合った外周縁３ｉを横切って開口部３ｈ内に延在し、かつそれぞれ開口部３ｈにおいて終端している。
【００４６】
したがって、図２に示すように、レジスト膜３ｇの開口部３ｈにおいて配線リード３ｆが開口部３ｈの向かい合う外周縁３ｉからそれぞれ互い違いに開口部３ｈ内に向かって延在し、それぞれの接続部３ｄが開口部３ｈに並んで配置されるとともにそれぞれ開口部３ｈ内で終端している。
【００４７】
このような構造でフリップチップ接続を行うと、その熱圧着時に金バンプ１ｄがそれぞれの接続部３ｄを押圧するため、接続部３ｄの残留応力を利用した金バンプ１ｄとのＡｕ−Ａｕ接続が可能となる。
【００４８】
なお、図１に示すように、個片基板３のチップ支持面３ａにおいて、レジスト膜３ｇの開口部３ｈに配置された接続部３ｄは、それぞれ配線部３ｍやスルーホール３ｌを介して接続端子３ｃと接続されている。さらに、個片基板３のチップ支持面３ａの外周端部には、めっき用配線３ｋが形成されている。
【００４９】
また、第１の半導体チップ１および第２の半導体チップ２は、例えば、シリコンなどによって形成されている。
【００５０】
さらに、樹脂封止体６の形成に用いられる樹脂成形用の樹脂は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂などであり、個片基板３は、例えば、ガラス入りエポキシ基板であり、さらに、ワイヤ４は、例えば、金線である。
【００５１】
次に、本実施の形態のＢＧＡ９の組み立てを図７に示す製造プロセスフロー図を用いて説明する。
【００５２】
まず、ステップＳ１に示す基板準備を行う。
【００５３】
ここでは、図８に示すような複数のデバイス領域３ｊがマトリクス配置で形成された配線基板であるマトリクス基板７を準備する。
【００５４】
なお、各デバイス領域３ｊは、図１に示す個片基板３と同じ構造を有するものである。
【００５５】
すなわち、各デバイス領域３ｊには、隣接する配線リード同士がそれぞれレジスト膜３ｇの開口部３ｈの向かい合った外周縁３ｉを横切って開口部３ｈ内に延在し、かつそれぞれの配線リード３ｆが開口部３ｈにおいて終端しているようなパターンの複数の配線リード３ｆが形成されている。
【００５６】
一方、主面１ｂに半導体集積回路が形成され、かつパッド１ａ上に金バンプ１ｄが形成された図９に示す第１の半導体チップ１を準備する。
【００５７】
その後、ステップＳ２に示すＮＣＦ貼り付けを行う。その際、マトリクス基板７の各デバイス領域３ｊの半導体チップ搭載エリアに第１の半導体チップ１より若干大きめに切断したＮＣＦ１０を配置する。
【００５８】
続いて、ステップＳ３に示す第１の半導体チップ１のダイボンディングを行う。その際、第１の半導体チップ１のパッド１ａがデバイス領域３ｊのフリップチップ接続用の接続部３ｄと対向するように、かつパッド１ａとこれに対応する接続部３ｄとを位置決めして第１の半導体チップ１をデバイス領域３ｊ上に配置して、金バンプ１ｄをＮＣＦ１０に突き刺すことにより、第１の半導体チップ１をデバイス領域３ｊ上に仮固定する。
【００５９】
その後、第１の半導体チップ１の熱圧着を行う。すなわち、第１の半導体チップ１とマトリクス基板７に圧力および熱を加えてフリップチップ接続を行う。
【００６０】
その際、図１０に示すように、第１の半導体チップ１とマトリクス基板７に圧力と熱とを印加して金バンプ１ｄにより配線リード３ｆの接続部３ｄをフリップチップ接続方向に対して押し込んで撓ませた状態を形成し、この状態でＮＣＦ１０を熱硬化させることにより、配線リード３ｆの残留応力を利用してその接続部３ｄと金バンプ１ｄとの接続をＡｕ−Ａｕ接続で行う。
【００６１】
なお、配線リード３ｆを撓ませた状態でＮＣＦ１０を硬化させた場合、配線リード３ｆとレジスト膜３ｇの開口部３ｈの外周縁３ｉには引っ張り応力が発生し、配線リード３ｆとレジスト膜３ｇとは剥がれ易い状態となる。
【００６２】
しかし、本実施の形態では、金バンプ１ｄの配列方向と同方向に隣接する配線リード同士がそれぞれレジスト膜３ｇの開口部３ｈの向かい合った外周縁３ｉを横切って開口部３ｈ内に延在し、かつそれぞれの配線リード３ｆが開口部３ｈにおいて終端しているため、隣接する配線リード３ｆ同士では、接続部３ｄと被覆部３ｅの境界部はそれぞれ向かい合った外周縁３ｉに配置された状態となる。
【００６３】
すなわち、レジスト膜３ｇの開口部３ｈにおいて、隣接する配線リード３ｆ同士のリード間ピッチを十分に広げることができ、したがって、配線リード３ｆとレジスト膜３ｇとが剥がれて銅が流出したとしても電気的ショートの発生は防止できる。
【００６４】
つまり、銅マイグレーションの発生ポテンシャルを低減でき、その結果、ＢＧＡ９の耐湿性の向上を図ることができる。したがって、耐湿性バイアス試験における配線リード３ｆ間での銅マイグレーション不良の発生を防止することができる。
【００６５】
なお、レジスト膜３ｇの開口部３ｈに配置された配線リード３ｆの接続部３ｄの表面にはＮｉ−Ａｕめっき３ｎが形成されているため、開口部３ｈ内での銅の流出は防ぐことができる。
【００６６】
したがって、本実施の形態によれば、例えば、リードピッチ１００μｍ以下程度の配線リード３ｆの狭ピッチ化が図られた配線基板を用いた場合であっても、銅マイグレーションの発生ポテンシャルを低減でき、ＢＧＡ９の耐湿性の向上を図ることができる。
【００６７】
第１の半導体チップ１のダイボンディング終了後、ステップＳ４に示す第２の半導体チップ２のダイボンディングを行う。
【００６８】
すなわち、ダイボンドフィルム材５を介して第１の半導体チップ１上に第２の半導体チップ２をマウントする。
【００６９】
その後、ステップＳ５に示すワイヤボンディングを行う。ここでは、第２の半導体チップ２の複数のパッド２ａとそれぞれに対応するデバイス領域３ｊの複数のワイヤボンディング用の接続端子３ｃとを金線のワイヤ４を介して電気的に接続する。
【００７０】
さらに、ステップＳ６に示す樹脂封止を行う。ここでは、第１の半導体チップ１、第２の半導体チップ２および複数のワイヤ４を樹脂封止して樹脂封止体６を形成する。
【００７１】
その後、ステップＳ７に示すボール付けを行う。ここでは、各デバイス領域３ｊの裏面３ｂ上に、配線リード３ｆの複数のフリップチップ接続用の接続部３ｄやワイヤボンディング用の接続端子３ｃと電気的に接続する複数の半田ボール８を搭載する。
【００７２】
すなわち、各デバイス領域３ｊの裏面３ｂに、半田ボール８をリフローなどによって搭載してＢＧＡ９の外部電極を形成する。
【００７３】
その後、ステップＳ８に示す個片化を行う。ここでは、マトリクス基板７をダイシングによって切断して個片化し、図３に示すＢＧＡ９を取得する。
【００７４】
次に、本実施の形態の変形例の配線基板について説明する。
【００７５】
図６は、変形例の配線パターンを示す図であり、レジスト膜３ｇの開口部３ｈにおいて互い違いに配線リード３ｆを引き出す際に、隣接する配線リード３ｆ同士で同じ方向からしか引き出せない場合に、スルーホール３ｌを介して一端反対側に配線部３ｍを引き回してから配線リード３ｆを開口部３ｈに引き出すようにしたものである。
【００７６】
すなわち、配線部３ｍをスルーホール３ｌ（Ｂ）から内部配線を介してスルーホール３ｌ（Ｃ）に接続し、これにより、反対側から配線リード３ｆを開口部３ｈに引き出しており、同様に、配線部３ｍをスルーホール３ｌ（Ｄ）から内部配線を介してスルーホール３ｌ（Ｅ）に接続し、反対側から配線リード３ｆを開口部３ｈに引き出している。
【００７７】
これにより、レジスト膜３ｇの開口部３ｈ内の配線パターンを図２に示すものと同じにすることができ、同様の効果を得ることができる。
【００７８】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の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言うまでもない。
【００７９】
前記実施の形態では、半導体装置が、２つの半導体チップを積層したスタック構造のものを説明したが、半導体チップの積層数は３層またはそれ以上であってもよく、フリップチップ接続を行うものであれば単層チップであってもよい。
【００８０】
また、前記実施の形態では、半導体装置がＢＧＡ９の場合について説明したが、前記半導体装置は、フリップチップ接続された少なくとも１つの半導体チップを有するものであれば、ＬＧＡ（Land Grid Array)やＣＳＰ（Chip Size Package)などであってもよく、あるいはＭＣＭ（Multi-Chip-Module)などのように複数の半導体チップを搭載するものであってもよい。
【００８１】
さらに、前記実施の形態では、半導体装置の組み立てとして、マトリクス基板７を用いて行う一括モールドの場合を説明したが、前記組み立ては、マトリクス基板７の各デバイス領域３ｊをモールド金型の別々のキャビティで覆って樹脂モールドを行う個別モールドを採用した組み立てであってもよい。
【００８２】
【発明の効果】
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、以下のとおりである。
【００８３】
配線基板の絶縁膜の開口部において、隣接する配線リード同士のリード間ピッチを広げることができ、これにより、銅マイグレーションの発生ポテンシャルを低減できる。その結果、半導体装置の耐湿性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置に組み込まれる配線基板の配線パターンと金バンプのレイアウトの一例を示す平面図である。
【図２】図１に示すＡ部の詳細構造を示す拡大部分平面図である。
【図３】本発明の実施の形態の半導体装置の内部構造の一例を樹脂封止体を透過して示す平面図である。
【図４】図３に示すＡ−Ａ線に沿って切断した断面の構造を示す断面図である。
【図５】図３に示すＢ−Ｂ線に沿って切断した断面の構造を示す断面図である。
【図６】図１に示す配線基板の配線パターンに対する変形例の配線パターンを示す拡大部分平面図である。
【図７】本発明の実施の形態の半導体装置の組み立て手順の一例を示す製造プロセスフロー図である。
【図８】本発明の実施の形態の半導体装置の組み立てで用いられるマトリクス基板の構造の一例を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態の半導体装置に組み込まれる第１の半導体チップの構造の一例を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態の半導体装置の組み立てにおける第１の半導体チップの熱圧着時の構造の一例を示す拡大部分断面図である。
【符号の説明】
１第１の半導体チップ
１ａパッド（表面電極）
１ｂ主面
１ｃ裏面
１ｄ金バンプ（突起電極）
２第２の半導体チップ
２ａパッド
２ｂ主面
２ｃ裏面
３個片基板（配線基板）
３ａチップ支持面（主面）
３ｂ裏面
３ｃ接続端子
３ｄ接続部
３ｅ被覆部
３ｆ配線リード
３ｇレジスト膜（絶縁膜）
３ｈ開口部
３ｉ外周縁
３ｊデバイス領域
３ｋめっき用配線
３ｌスルーホール
３ｍ配線部
３ｎＮｉ−Ａｕめっき
４ワイヤ
５ダイボンドフィルム材
６樹脂封止体
７マトリクス基板（配線基板）
８半田ボール
９ＢＧＡ（半導体装置）
１０ＮＣＦ（樹脂接着部材）

Claims

フリップチップ接続された半導体チップを有する半導体装置であって、
絶縁膜によって覆われた被覆部と、前記被覆部に一体で形成され前記絶縁膜の開口部に露出する接続部とを有する複数の配線リードが前記開口部の外周縁を横切って並んで配置された配線基板と、
前記配線基板の主面上にフリップチップ接続された前記半導体チップと、
前記配線基板の主面と前記半導体チップの主面との間に配置され、前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記配線基板の前記配線リードの接続部とをそれぞれに接続する複数の突起電極とを有し、
前記配線基板における前記複数の配線リードそれぞれの端部が前記絶縁膜の開口部で終端し、前記複数の突起電極の配列方向に隣接する配線リード同士でそれぞれの前記配線リードにおける前記被覆部と前記接続部との境界部が前記開口部の対向する前記外周縁に配置されていることを特徴とする半導体装置。
フリップチップ接続された半導体チップを有する半導体装置であって、
絶縁膜によって覆われた被覆部と、前記被覆部に一体で形成され前記絶縁膜の開口部に露出する接続部とを有する複数の配線リードが前記開口部の外周縁を横切って並んで配置された配線基板と、
前記配線基板の主面上にフリップチップ接続された前記半導体チップと、
前記配線基板の主面と前記半導体チップの主面との間に配置され、前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記配線基板の前記配線リードの接続部とをそれぞれに接続する複数の突起電極とを有し、
前記配線基板の前記配線リードが銅合金で形成されており、前記複数の配線リードそれぞれの端部が前記絶縁膜の開口部で終端し、前記複数の突起電極の配列方向に隣接する配線リード同士でそれぞれの前記配線リードにおける前記被覆部と前記接続部との境界部が前記開口部の対向する前記外周縁に配置されていることを特徴とする半導体装置。
フリップチップ接続された半導体チップを有する半導体装置であって、
絶縁膜によって覆われた被覆部と、前記被覆部に一体で形成され前記絶縁膜の開口部に露出する接続部とを有する複数の配線リードが前記開口部の外周縁を横切って並んで配置された配線基板と、
前記配線基板の主面上にフリップチップ接続された前記半導体チップと、
前記配線基板の主面と前記半導体チップの主面との間に配置され、前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記配線基板の前記配線リードの接続部とをそれぞれに接続する複数の突起電極とを有し、
前記配線基板の前記絶縁膜の開口部に配置される前記複数の配線リードの前記接続部において、前記複数の突起電極の配列方向に隣接する前記接続部間の設置ピッチが１００μｍ以下であり、前記複数の配線リードそれぞれの端部が前記絶縁膜の開口部で終端しており、前記複数の突起電極の配列方向に隣接する配線リード同士でそれぞれの前記配線リードにおける前記被覆部と前記接続部との境界部が前記開口部の対向する前記外周縁に配置されていることを特徴とする半導体装置。
フリップチップ接続された半導体チップを有する半導体装置であって、
絶縁膜によって覆われた被覆部と、前記被覆部に一体で形成され前記絶縁膜の開口部に露出する接続部とを有する複数の配線リードが前記開口部の外周縁を横切って並んで配置された配線基板と、
前記配線基板の主面上にフリップチップ接続された前記半導体チップと、
前記配線基板の主面と前記半導体チップの主面との間に配置され、前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記配線基板の前記配線リードの接続部とをそれぞれに接続する複数の突起電極である金バンプとを有し、
前記配線基板の前記配線リードが銅合金で形成されており、前記配線リードの前記絶縁膜の開口部に配置された前記接続部の表面にＮｉ−Ａｕめっきが形成され、前記複数の配線リードそれぞれの端部が前記開口部で終端し、前記複数の突起電極の配列方向に隣接する配線リード同士でそれぞれの前記配線リードにおける前記被覆部と前記接続部との境界部が前記開口部の対向する前記外周縁に配置されていることを特徴とする半導体装置。
絶縁膜によって覆われた被覆部と、前記被覆部に一体で形成され前記絶縁膜の開口部に露出する接続部とを有する複数の配線リードが前記開口部の外周縁を横切って並んで配置されており、さらに前記複数の配線リードそれぞれの端部が前記絶縁膜の開口部で終端し、前記複数の配線リードの配列方向に隣接する配線リード同士で前記配線リードにおける前記被覆部と前記接続部との境界部が前記開口部の対向する前記外周縁に配置された配線基板を準備する工程と、
表面電極上に突起電極が形成された半導体チップを準備する工程と、
前記配線基板の主面上に樹脂接着部材を配置する工程と、
前記配線基板の前記配線リードの接続部と前記半導体チップの突起電極との位置を合わせた後、熱圧着によって前記配線基板の前記配線リードの接続部を押し込んでフリップチップ接続方向に対して撓ませた状態で前記樹脂接着部材を硬化させることにより、前記配線基板の前記配線リードと前記突起電極とを接続して前記半導体チップをフリップチップ接続する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。