半導体パッケージおよび半導体パッケージの製造方法
【課題】ＰｏＰパッケージの信頼性を向上する。
【解決手段】ＰｏＰパッケージ１０は、基板３１と、基板３１上に設けられたアンダーフィル樹脂層３９と、主面３２ａとその反対の裏面３２ｂとを有し、アンダーフィル樹脂層３９を介して基板３１上に主面３２ａを対向させてフリップチップ実装された半導体チップ３２と、を備えている。ここで、半導体チップ３２が、主面３２ａおよび主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけて、アンダーフィル樹脂層３９で覆われている。
【解決手段】ＰｏＰパッケージ１０は、基板３１と、基板３１上に設けられたアンダーフィル樹脂層３９と、主面３２ａとその反対の裏面３２ｂとを有し、アンダーフィル樹脂層３９を介して基板３１上に主面３２ａを対向させてフリップチップ実装された半導体チップ３２と、を備えている。ここで、半導体チップ３２が、主面３２ａおよび主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけて、アンダーフィル樹脂層３９で覆われている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージおよびその製造技術に関し、特に、ＰｏＰ（Package on Package：パッケージオンパッケージ）構造のものに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの電子機器における高機能化を可能にするための半導体パッケージ技術として、複数の半導体パッケージを積層した構造の、いわゆるＰｏＰ構造がある。
【０００３】
特開２００９−１４６９６９号公報（特許文献１）には、下側（被搭載側）の半導体パッケージ（以下、単に「下側パッケージ」ともいう。）と、上側（搭載側）の半導体パッケージ（以下、単に「上側パッケージ」ともいう。）とから構成されるＰｏＰ構造の半導体パッケージ（以下、単に「ＰｏＰパッケージ」ともいう。）が開示されている。この特許文献１のＰｏＰパッケージでは、上側パッケージの基板と、下側パッケージの基板との間に、下側パッケージの基板にフリップチップ実装された半導体チップが設けられた構造となっている。
【０００４】
なお、フリップチップ実装（バンプ方式）に関する技術が、特開２０００−２２０４０号公報（特許文献２）において開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４６９６９号公報
【特許文献２】特開２０００−２２０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子機器への搭載に際し、ＰｏＰ構造の半導体パッケージには、小型化、薄型化が要求されてきている。このため、特許文献１に記載のような、ＰｏＰパッケージでは、下側パッケージおよび上側パッケージのそれぞれも小型化、薄型化する必要がある。下側パッケージは、例えば、基板に半導体チップがフリップチップ実装されたものである。一方、上側パッケージは、例えば、上側パッケージ用の基板に半導体チップがワイヤボンディング実装され、半導体チップおよびボンディングワイヤはモールド樹脂で封止されたものである。
【０００７】
下側パッケージおよび上側パッケージに用いられる基板は、例えば、ガラス繊維入りのエポキシ系樹脂および配線パターンなどを含む配線基板が用いられる。ここで、配線基板の熱膨張係数は、１４〜１５ｐｐｍ／Ｋ程度である。また、半導体チップは、例えば、シリコンからなり、その熱膨張係数は、３ｐｐｍ／Ｋ程度である。
【０００８】
ガラス繊維入りのエポキシ系樹脂および配線パターンなどを含む配線基板は、半導体チップに対して、熱膨張係数が大きく、また、熱による膨張、収縮も大きい。このため、例えば、半導体チップを実装する際の加熱処理時に、半導体チップと基板との間の熱膨張係数の差によって熱応力が発生し、これに起因して基板に反りが発生する場合がある。例えば、図９に示すように、半導体チップ７１を実装した状態の基板７２では、基板７２が上に凸となるような反りが発生してしまう。
【０００９】
このような反りが発生したままの下側パッケージを用いたＰｏＰパッケージでは、その信頼性が低下してしまうことが考えられる。また、反りが発生したままでは、製造過程において扱いにくく、またＰｏＰパッケージの製造歩留まりも低下することが考えられる。
【００１０】
具体的には、下側パッケージにおいては、基板とそれにフリップチップ実装した半導体チップとの間（接合部分）に注入したアンダーフィル樹脂を硬化させることに伴う加熱処理（例えば、１５０〜２００℃程度）時の熱応力によって、反りが発生する場合がある。このアンダーフィル樹脂は、半導体チップと基板との間で生じる熱応力を抑制するために用いられる。しかしながら、ＰｏＰパッケージの薄型化の要求に対して下側パッケージの基板を薄くすると、このようなアンダーフィル樹脂を用いても反りが発生してしまう。
【００１１】
また、下側パッケージと上側パッケージとを積み重ねて、下側パッケージの外部接続パッドと上側パッケージの外部接続バンプとを電気的に接続することに伴うリフロー加熱処理（例えば、２５０℃〜２７０℃程度）時の熱応力によって、下側パッケージに反りが発生する場合がある。なお、上側パッケージでは、その基板上の半導体チップがモールド樹脂で封止しているため、反りが発生することが防止されている。
【００１２】
そこで、下側パッケージの反りの発生を防止するために、下側パッケージの半導体チップの厚さを厚くすることが考えられる。しかしながら、半導体チップ（シリコン）のコストが増加してしまい、ＰｏＰパッケージの製造コストが増加してしまう。
【００１３】
また、下側パッケージの反りの発生を防止するために、下側パッケージの半導体チップもモールド樹脂で封止することが考えられる。このようにモールド樹脂で封止する場合、増加したモールド樹脂の厚さ分だけ下側パッケージと上側パッケージとの間のギャップを広くする必要があり、ＰｏＰパッケージとして厚さが増加してしまい、ＰｏＰパッケージの薄型化に反することとなる。また、下側パッケージの半導体チップの周辺においてモールド樹脂分だけ領域を確保する必要があり、ＰｏＰパッケージとして面積が増加してしまい、ＰｏＰパッケージの小型化に反することとなる。
【００１４】
また、例えば、下側パッケージは、大判の基板から個片化されてなるものであるが、モールド樹脂で封止する場合、その厚みを確保するため大判の基板からの取れ数が減少してしまう。さらに、モールド樹脂で封止する場合、モールド金型代が高く、製造コストが増加してしまう。
【００１５】
また、特許文献２には、半導体素子を接着フィルム介して実装後、半導体装置の信頼性を高めるために、半導体素子を樹脂封止する技術が開示されている（特許文献２の明細書段落［００１０］参照）。ここで、封止樹脂に関しては、ポッティング法（ディスペンス法）を用いて、まず半導体素子の周囲にインナー材の樹脂が流れ広がらないようにダム材の樹脂を滴下塗布し、次に、半導体素子上にインナー材の樹脂を滴下塗布後、これらの樹脂を硬化させている。
【００１６】
しかしながら、ダム材、インナー材の樹脂を単にポッティング法を用いて形成しただけでは、樹脂封止後の樹脂厚さ、樹脂形状の制御が困難である。このため、半導体パッケージの薄型化や小型化の要求に対して、特許文献２に記載の技術は有効でない。すなわち、薄型化、小型化の半導体パッケージに対して、特許文献２に記載の技術ではなく、他の技術を適用して、半導体パッケージの反りを防止して半導体パッケージの信頼性を向上しなければならない。
【００１７】
本発明の目的は、半導体パッケージの信頼性を向上することのできる技術を提供することにある。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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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。
【００１９】
本発明の一実施形態における半導体パッケージは、基板と、基板上に設けられたアンダーフィル樹脂層と、主面とその反対の裏面とを有し、前記アンダーフィル樹脂層を介して前記基板上に前記主面を対向させてフリップチップ実装された半導体チップと、を備えている。ここで、前記半導体チップが、前記主面および該主面から前記裏面の縁部にかけて、前記アンダーフィル樹脂層で覆われている。
【発明の効果】
【００２０】
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、半導体パッケージの信頼性を向上することができることにある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態におけるＰｏＰパッケージの断面図を示す。
【図２】図１に示すＰｏＰパッケージの要部の平面図である。
【図３】図１に示すＰｏＰパッケージの製造工程中の断面図である。
【図４】図３に続く製造工程中のＰｏＰパッケージの断面図である。
【図５】図４に続く製造工程中のＰｏＰパッケージの断面図である。
【図６】図５に続く製造工程中のＰｏＰパッケージの断面図である。
【図７】図６に続く製造工程中のＰｏＰパッケージの断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態におけるＰｏＰパッケージの断面図を示す。
【図９】半導体チップを実装した状態の基板に発生する反りを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施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場合がある。
【００２３】
（実施形態１）
まず、本実施形態におけるＰｏＰパッケージ１０の構造について説明する。図１に本実施形態におけるＰｏＰパッケージ１０の断面図を示す。ＰｏＰパッケージ１０は、下側（被搭載側）の半導体パッケージ（以下、単に「下側パッケージ」ともいう。）３０と、上側（搭載側）の半導体パッケージ（以下、単に「上側パッケージ」ともいう。）５０とから構成されているものである。また、図２にＰｏＰパッケージ１０の要部として下側パッケージ３０の平面図を示す。なお、図２では、説明および位置関係を明解にするために、一部にハッチングを付し、半導体チップ３２の位置を破線で示している。
【００２４】
図１に示すように、上側パッケージ５０は、基板５１と、基板５１のチップ実装面上に実装された半導体チップ（図示しない）と、基板５１上に設けられ、前記半導体チップを封止するモールド樹脂５２と、基板５１のチップ実装面とは反対の裏面に設けられ、前記半導体チップと電気的に接続された外部接続バンプ５３とを備えている。
【００２５】
下側パッケージ３０の基板３１に対して上側基板となる基板５１は、例えば、図示しない配線パターンなどを有する配線基板である。また、半導体チップは、例えば、基板５１に複数実装されており、この場合、上側パッケージ５０は、マルチチップパッケージ（ＭＣＰ：Multi Chip Package）となる。
【００２６】
また、外部接続バンプ５３は、例えば、はんだボールであり、その高さによって、下側パッケージ３０と上側パッケージ５０との間でギャップＧ（離間距離）を形成している。ギャップＧは、外部接続バンプ５３の大きさ（高さ）に制限され、また、外部接続バンプ５３の大きさによって、隣接する外部接続バンプ５３のピッチが制限される。なお、ギャップＧは、例えば、２００μｍ程度である。
【００２７】
また、図１に示すように、下側パッケージ３０は、基板３１と、基板３１上に設けられたアンダーフィル樹脂層３９と、主面３２ａ（素子形成面）とその反対の裏面３２ｂとを有し、アンダーフィル樹脂層３９を介して基板３１上に主面３２ａを対向させてフリップチップ実装された半導体チップ３２と、を備えている。
【００２８】
半導体チップ３２は、例えば厚さが５０μｍ程度であって、平面形状が矩形状をしており、その主面３２ａには外部接続バンプ３７が形成されているものである。この半導体チップ３２は、基板３１上にフリップチップ実装されており、その主面３２ａに設けられた外部接続バンプ３７と図示しない基板３１の外部接続パッドとは電気的に接続されている。なお、図２では、半導体チップ３２（破線で示している。）は、基板３１の中央部で実装されている。
【００２９】
また、基板３１には、外部接続バンプ３７に対応する外部接続パッド（図示しない）が形成されている。また、下側パッケージ３０には、基板３１のチップ実装面とは反対の裏面に、半導体チップ３２と電気的に接続された外部接続バンプ３４が設けられている。なお、この外部接続バンプ３４は、外部接続パッドでも良い。
【００３０】
上側パッケージ５０の基板５１に対して下側基板となる基板３１は、例えば、図示しない配線パターンなどを有する配線基板である。この基板３１は、上側パッケージ５０側に設けられた外部接続パッド３５と、外部接続パッド３５を露出するような開口部が形成された絶縁層３６（例えばソルダレジスト）とを有している。なお、図２では、外部接続パッド３５は、基板３１の縁部に沿って２列で複数個配置されている。
【００３１】
このように、ＰｏＰパッケージ１０では、基板３１の基板５１側に設けられた外部接続パッド３５に、基板５１の基板３１側に設けられた外部接続バンプ５３が接続されて、基板３１と基板５１との間にギャップＧが形成されている。このギャップＧには、半導体チップ３２やアンダーフィル樹脂層３９が設けられている。
【００３２】
また、ＰｏＰパッケージ１０の下側パッケージ３０では、基板３１上には半導体チップ３２がフリップチップ実装されている。基板３１は、例えば、ガラス繊維入りのエポキシ樹脂および配線パターンなどを含む配線基板であり、その熱膨張係数が１４〜１５ｐｐｍ／Ｋ程度である。また、半導体チップ３２は、例えば、シリコンからなり、その熱膨張係数が３ｐｐｍ／Ｋ程度である。このように基板３１と半導体チップ３２とでは熱膨張係数差があるため、熱応力によって基板３１が反ろうとする。
【００３３】
そこで、本実施形態では、半導体チップ３２を、その主面３２ａおよび主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけてアンダーフィル樹脂層３９で覆うことによって、下側パッケージ３０およびそれを含むＰｏＰパッケージ１０の反りを防止することができ、これらの信頼性も向上することができる。
【００３４】
基板３１に設けられたアンダーフィル樹脂層３９は、基板３１に実装されている半導体チップ３２の裏面３２ｂを越えて隆起している隆起部３９ａを有している。この隆起部３９ａは、半導体チップ３２の裏面３２ｂの縁部３２ｃに回り込んでいる。このため、半導体チップ３２の主面３２ａだけでなく、裏面３２ｂにも樹脂層（アンダーフィル樹脂層３９）を設けているので、基板３１の反りを防止することができる。
【００３５】
また、本実施形態における下側パッケージ３０では、主面３２ａとは別個に裏面３２ｂの縁部３２ｃに樹脂層を設けたのではなく、主面３２および主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけて一体としたアンダーフィル樹脂層３９で半導体チップ３２を覆っている。このため、樹脂層を別個に設けた場合に対して、アンダーフィル樹脂層３９で一体に設けた場合では、基板３１の反りをより防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態における下側パッケージ３０では、半導体チップ３２の縁部３２ｃのアンダーフィル樹脂層３９で囲まれた裏面３２ｂの中央部３２ｄを埋め込むように設けられたインナー樹脂層３３を備えている。このインナー樹脂層３３は、例えば、エポキシ系樹脂に、低熱膨張化のためのシリカ充填材が充填されたものであり、その熱膨張係数は、２０ｐｐｍ／Ｋ程度である。
【００３７】
このように、インナー樹脂層３３およびアンダーフィル樹脂層３９によって半導体チップ３２全体が封止されている。したがって、アンダーフィル樹脂層３９のみ設けた場合に対して、さらにインナー樹脂層３９も設けた場合では、基板３１の反りをより防止することができる。
【００３８】
基板３１の反りを防止するために、インナー樹脂層３３はその熱膨張係数を任意に選択することができる。インナー樹脂層３３の熱膨張係数が基板３１より高いと、熱応力による基板３１の反りを、反り戻そうとする方向に作用して、基板３１（下側パッケージ３０）の反りを防止することができる。
【００３９】
また、下側パッケージ３０では、基板３１の反りの状態によって、インナー樹脂層３３とアンダーフィル樹脂層３９との熱膨張係数を調整、すなわち異ならせている。主として半導体チップ３２と基板３１の熱膨張係数差による熱応力を抑制するため、基板３１より熱膨張係数が高いアンダーフィル樹脂層３９（例えば５５〜６０ｐｐｍ／Ｋ程度）を用いて、主として低熱膨張化のため、アンダーフィル樹脂層３９より熱膨張係数が低いインナー樹脂層３３（例えば２０ｐｐｍ／Ｋ程度）を用いている。
【００４０】
また、ＰｏＰパッケージ１０では、下側パッケージ３０と上側パッケージ５０とは、外部接続パッド３５と外部接続バンプ５３との接続部の他は絶縁性が確保されなければならない。そこで、導電性ではなく、絶縁性のアンダーフィル樹脂層３９やインナー樹脂層３３を用いることで、確実に絶縁性を確保することができる。
【００４１】
また、半導体チップ３２を覆うアンダーフィル層３９の隆起部３９ａやインナー樹脂層３３の厚さを厚くするほど、基板３１の反りを防止することができる。しかしながら、ＰｏＰパッケージ１０では、隆起部３９ａやインナー樹脂層３３の厚さの上限が、下側の基板３１と上側の基板５１との間のギャップＧによって制限される。そこで、本実施形態では、ＰｏＰパッケージ１０のギャップＧ内で半導体チップ３２、アンダーフィル層３９およびインナー樹脂層３３を設けている。なお、絶縁性のアンダーフィル層３９やインナー樹脂層３３を用いることで、半導体チップ３２の裏面に設けられたインナー樹脂層３３が、上側パッケージ５０の基板５１と接触しても、絶縁性を確保することができる。
【００４２】
次に、本実施形態におけるＰｏＰパッケージ１０の製造方法について説明する。以下では、下側パッケージ３０の製造方法を中心に説明する。まず、図３に示すように、主面３２ａとその反対の裏面３２ｂを有する半導体チップ３２を準備する。なお、図３には、半導体チップ３２の裏面３２ｂにおける縁部３２ｃと、縁部３２ｃで囲まれた中央部３２ｄを示している。
【００４３】
続いて、図４に示すように、半導体チップ３２の裏面３２ｂと対向する対向面６０ａと、対向面６０ａから突起して半導体チップ３２の裏面３２ｂと接触し、半導体チップ３２のチップサイズより小さい接触面６０ｂとを有するボンディングツール６０を準備する。すなわち、ボンディングツール６０は、対向面６０ａから突起する突起部６０ｃを有している。
【００４４】
また、図４に示すように、外部接続パッド３５が形成された基板３１を準備する。この基板３１は、例えば、配線基板であり、その表面保護層として絶縁層３６（ソルダレジスト）が形成されている。外部接続パッド３５は、この絶縁層３６から露出している。その後、基板３１上にアンダーフィル樹脂層３９を形成する。例えば、アンダーフィル樹脂層３９として、フィルム状の樹脂を用いるのであれば基板３１に貼り付ければ良く、あるいは、液状の樹脂を用いるのであれば先に基板３１に塗布し、例えば、半硬化の状態（Ｂステージ）としておけば良い。
【００４５】
次いで、半導体チップ３２の裏面３２ｂの中央部３２ｄに接触面６０ｂを接触させて、半導体チップ３２をボンディングツール６０に吸着させる。ここでは、半導体チップ３２の中央部３２ｄのみにボンディングツール６０の接触面６０ｂが接触しており、半導体チップ３２の縁部３２ｃにはボンディングツール６０の接触面６０ｂが接触していない。
【００４６】
続いて、図５に示すように、ボンディングツール６０に半導体チップ３２を吸着させた状態で、アンダーフィル樹脂層３９を介して基板３１上に半導体チップ３２をフリップチップ実装する。この際、アンダーフィル樹脂層３９に半導体チップ３２が押し込まれて、アンダーフィル樹脂層３９には隆起部３９ａが形成され、さらに、アンダーフィル樹脂層３９が半導体チップ３２の主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけて回り込む。このため、半導体チップ３２が、主面３２ａおよび主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけて、アンダーフィル樹脂層３９で覆うことができる。
【００４７】
また、基板３１上に半導体チップ３２をフリップチップ実装する工程では、半導体チップ３２の裏面３２ｂに回り込んだアンダーフィル樹脂層３９を、ボンディングツール６０の対向面６０ａで押さえることとしている。隆起しようとするアンダーフィル樹脂層３９を、ボンディングツール６０の対向面６０ａで押さえることで、アンダーフィル樹脂層３９の隆起部３９ａの高さを調整することができる。
【００４８】
続いて、図６に示すように、半導体チップ３２の縁部３２ｃのアンダーフィル樹脂層３９（隆起部３９ａ）で囲まれた中央部３２ｄを、シリンジ６１を用いたポッティングによって液状の樹脂３３ａで埋める。その後、液状の樹脂３３ａを熱硬化することによって、図７に示すように、インナー樹脂層３３を形成する。このようにして、下側パッケージ３０が略完成する。
【００４９】
インナー樹脂層３９を形成する工程では、隆起部３９ａは、樹脂３３ａが中央部３２ｄから流れ出さないようにダム材として機能する。また、液状の樹脂３３ａには表面張力が働き、隆起部３９ａから流れ出さないように維持される。前述したように、隆起部３９ａは、ボンディングツール６０の突起部６０ｃによって高さが調整されているので、液状の樹脂３３ａの高さ、すなわちインナー樹脂層３３の高さ（厚さ）も調整されることとなる。
【００５０】
また、図１に示すように、外部接続バンプ５３が形成された基板５１を有する上側パッケージ５０を準備する。そして、下側パッケージ３０の基板３１に上側パッケージ５０の基板５１を積み重ねて、例えば２５０℃〜２７０℃程度のリフロー炉内に送り、外部接続パッド３５に外部接続バンプ５３をリフロー処理によって接続する。これにより、ＰｏＰパッケージ１０が略完成する。
【００５１】
このような製造技術によれば、図５を参照して説明したように、半導体チップ３２の主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけてアンダーフィル樹脂層３９を回り込ませることができる。このため、下側パッケージ３０およびそれを含むＰｏＰパッケージ１０の反りを防止することができ、これらの製造歩留まりを向上させることができる。
【００５２】
また、図５を参照して説明したように、隆起しようとするアンダーフィル樹脂層３９を、ボンディングツール６０の対向面６０ａで押さえることで、アンダーフィル樹脂層３９の隆起部３９ａの高さを調整することができる。このため、ＰｏＰパッケージ１０のギャップＧ内に収めて、半導体チップ３２、アンダーフィル層３９を設けることができる。
【００５３】
また、図６を参照して説明したように、アンダーフィル層３９の隆起部３９ａの高さが調整されているので、液状の樹脂３３ａの高さ、すなわちインナー樹脂層３３の高さ（厚さ）も調整することができる。このため、ＰｏＰパッケージ１０のギャップＧ内に収めて、半導体チップ３２、アンダーフィル層３９およびインナー樹脂層３３を設けることができる。
【００５４】
また、下側パッケージ３０の反りを防止しているので、下側パッケージ３０の基板３１に上側パッケージ５０の基板５１を積み重ねてリフロー処理を行う場合であっても、ＰｏＰパッケージ１０の反りを防止することができ、その製造歩留まりを向上することができる。
【００５５】
（実施形態２）
前記実施形態１では、ＰｏＰパッケージ１０の下側パッケージ３０において、半導体チップ３２の裏面３２ｂ（中央部３２ｄ）にインナー樹脂層３３を設けた場合について説明したが、本実施形態では、インナー樹脂層３３を設けない場合について説明する。なお、他の構成については、前記実施形態１で説明した構成と同様であるので、その説明は省略する。
【００５６】
図８に示すように、本実施形態におけるＰｏＰパッケージ１１０の下側パッケージ１３０では、図１で示したようなインナー樹脂層３３を設けていない。このような構成であっても、半導体チップ３２は、その主面３２ａおよび主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけてアンダーフィル樹脂層３９で覆われている。すなわち、半導体チップ３２の裏面３２の縁部３２ｃに樹脂層（アンダーフィル樹脂層３９）が設けられている。このため、下側パッケージ３０およびそれを含むＰｏＰパッケージ１０の反りを防止することができ、それらの信頼性も向上することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０、１１０ ＰｏＰパッケージ
３０、１３０ 下側パッケージ
３１ 基板
３２ 半導体チップ
３２ａ 主面
３２ｂ 裏面
３２ｃ 縁部
３２ｄ 中央部
３３ インナー樹脂層
３３ａ 樹脂
３４ 外部接続バンプ
３５ 外部接続バンプ
３６ 絶縁層
３７ 外部接続バンプ
３８ 接続部材
３９ アンダーフィル樹脂
３９ａ 隆起部
５０ 上側パッケージ
５１ 基板
５２ モールド樹脂
５３ 外部接続バンプ
６０ ボンディングツール
６１ シリンジ
７１ 半導体チップ
７２ 基板
Ｇ ギャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージおよびその製造技術に関し、特に、ＰｏＰ（Package on Package：パッケージオンパッケージ）構造のものに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの電子機器における高機能化を可能にするための半導体パッケージ技術として、複数の半導体パッケージを積層した構造の、いわゆるＰｏＰ構造がある。
【０００３】
特開２００９−１４６９６９号公報（特許文献１）には、下側（被搭載側）の半導体パッケージ（以下、単に「下側パッケージ」ともいう。）と、上側（搭載側）の半導体パッケージ（以下、単に「上側パッケージ」ともいう。）とから構成されるＰｏＰ構造の半導体パッケージ（以下、単に「ＰｏＰパッケージ」ともいう。）が開示されている。この特許文献１のＰｏＰパッケージでは、上側パッケージの基板と、下側パッケージの基板との間に、下側パッケージの基板にフリップチップ実装された半導体チップが設けられた構造となっている。
【０００４】
なお、フリップチップ実装（バンプ方式）に関する技術が、特開２０００−２２０４０号公報（特許文献２）において開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４６９６９号公報
【特許文献２】特開２０００−２２０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子機器への搭載に際し、ＰｏＰ構造の半導体パッケージには、小型化、薄型化が要求されてきている。このため、特許文献１に記載のような、ＰｏＰパッケージでは、下側パッケージおよび上側パッケージのそれぞれも小型化、薄型化する必要がある。下側パッケージは、例えば、基板に半導体チップがフリップチップ実装されたものである。一方、上側パッケージは、例えば、上側パッケージ用の基板に半導体チップがワイヤボンディング実装され、半導体チップおよびボンディングワイヤはモールド樹脂で封止されたものである。
【０００７】
下側パッケージおよび上側パッケージに用いられる基板は、例えば、ガラス繊維入りのエポキシ系樹脂および配線パターンなどを含む配線基板が用いられる。ここで、配線基板の熱膨張係数は、１４〜１５ｐｐｍ／Ｋ程度である。また、半導体チップは、例えば、シリコンからなり、その熱膨張係数は、３ｐｐｍ／Ｋ程度である。
【０００８】
ガラス繊維入りのエポキシ系樹脂および配線パターンなどを含む配線基板は、半導体チップに対して、熱膨張係数が大きく、また、熱による膨張、収縮も大きい。このため、例えば、半導体チップを実装する際の加熱処理時に、半導体チップと基板との間の熱膨張係数の差によって熱応力が発生し、これに起因して基板に反りが発生する場合がある。例えば、図９に示すように、半導体チップ７１を実装した状態の基板７２では、基板７２が上に凸となるような反りが発生してしまう。
【０００９】
このような反りが発生したままの下側パッケージを用いたＰｏＰパッケージでは、その信頼性が低下してしまうことが考えられる。また、反りが発生したままでは、製造過程において扱いにくく、またＰｏＰパッケージの製造歩留まりも低下することが考えられる。
【００１０】
具体的には、下側パッケージにおいては、基板とそれにフリップチップ実装した半導体チップとの間（接合部分）に注入したアンダーフィル樹脂を硬化させることに伴う加熱処理（例えば、１５０〜２００℃程度）時の熱応力によって、反りが発生する場合がある。このアンダーフィル樹脂は、半導体チップと基板との間で生じる熱応力を抑制するために用いられる。しかしながら、ＰｏＰパッケージの薄型化の要求に対して下側パッケージの基板を薄くすると、このようなアンダーフィル樹脂を用いても反りが発生してしまう。
【００１１】
また、下側パッケージと上側パッケージとを積み重ねて、下側パッケージの外部接続パッドと上側パッケージの外部接続バンプとを電気的に接続することに伴うリフロー加熱処理（例えば、２５０℃〜２７０℃程度）時の熱応力によって、下側パッケージに反りが発生する場合がある。なお、上側パッケージでは、その基板上の半導体チップがモールド樹脂で封止しているため、反りが発生することが防止されている。
【００１２】
そこで、下側パッケージの反りの発生を防止するために、下側パッケージの半導体チップの厚さを厚くすることが考えられる。しかしながら、半導体チップ（シリコン）のコストが増加してしまい、ＰｏＰパッケージの製造コストが増加してしまう。
【００１３】
また、下側パッケージの反りの発生を防止するために、下側パッケージの半導体チップもモールド樹脂で封止することが考えられる。このようにモールド樹脂で封止する場合、増加したモールド樹脂の厚さ分だけ下側パッケージと上側パッケージとの間のギャップを広くする必要があり、ＰｏＰパッケージとして厚さが増加してしまい、ＰｏＰパッケージの薄型化に反することとなる。また、下側パッケージの半導体チップの周辺においてモールド樹脂分だけ領域を確保する必要があり、ＰｏＰパッケージとして面積が増加してしまい、ＰｏＰパッケージの小型化に反することとなる。
【００１４】
また、例えば、下側パッケージは、大判の基板から個片化されてなるものであるが、モールド樹脂で封止する場合、その厚みを確保するため大判の基板からの取れ数が減少してしまう。さらに、モールド樹脂で封止する場合、モールド金型代が高く、製造コストが増加してしまう。
【００１５】
また、特許文献２には、半導体素子を接着フィルム介して実装後、半導体装置の信頼性を高めるために、半導体素子を樹脂封止する技術が開示されている（特許文献２の明細書段落［００１０］参照）。ここで、封止樹脂に関しては、ポッティング法（ディスペンス法）を用いて、まず半導体素子の周囲にインナー材の樹脂が流れ広がらないようにダム材の樹脂を滴下塗布し、次に、半導体素子上にインナー材の樹脂を滴下塗布後、これらの樹脂を硬化させている。
【００１６】
しかしながら、ダム材、インナー材の樹脂を単にポッティング法を用いて形成しただけでは、樹脂封止後の樹脂厚さ、樹脂形状の制御が困難である。このため、半導体パッケージの薄型化や小型化の要求に対して、特許文献２に記載の技術は有効でない。すなわち、薄型化、小型化の半導体パッケージに対して、特許文献２に記載の技術ではなく、他の技術を適用して、半導体パッケージの反りを防止して半導体パッケージの信頼性を向上しなければならない。
【００１７】
本発明の目的は、半導体パッケージの信頼性を向上することのできる技術を提供することにある。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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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。
【００１９】
本発明の一実施形態における半導体パッケージは、基板と、基板上に設けられたアンダーフィル樹脂層と、主面とその反対の裏面とを有し、前記アンダーフィル樹脂層を介して前記基板上に前記主面を対向させてフリップチップ実装された半導体チップと、を備えている。ここで、前記半導体チップが、前記主面および該主面から前記裏面の縁部にかけて、前記アンダーフィル樹脂層で覆われている。
【発明の効果】
【００２０】
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、半導体パッケージの信頼性を向上することができることにある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態におけるＰｏＰパッケージの断面図を示す。
【図２】図１に示すＰｏＰパッケージの要部の平面図である。
【図３】図１に示すＰｏＰパッケージの製造工程中の断面図である。
【図４】図３に続く製造工程中のＰｏＰパッケージの断面図である。
【図５】図４に続く製造工程中のＰｏＰパッケージの断面図である。
【図６】図５に続く製造工程中のＰｏＰパッケージの断面図である。
【図７】図６に続く製造工程中のＰｏＰパッケージの断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態におけるＰｏＰパッケージの断面図を示す。
【図９】半導体チップを実装した状態の基板に発生する反りを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施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場合がある。
【００２３】
（実施形態１）
まず、本実施形態におけるＰｏＰパッケージ１０の構造について説明する。図１に本実施形態におけるＰｏＰパッケージ１０の断面図を示す。ＰｏＰパッケージ１０は、下側（被搭載側）の半導体パッケージ（以下、単に「下側パッケージ」ともいう。）３０と、上側（搭載側）の半導体パッケージ（以下、単に「上側パッケージ」ともいう。）５０とから構成されているものである。また、図２にＰｏＰパッケージ１０の要部として下側パッケージ３０の平面図を示す。なお、図２では、説明および位置関係を明解にするために、一部にハッチングを付し、半導体チップ３２の位置を破線で示している。
【００２４】
図１に示すように、上側パッケージ５０は、基板５１と、基板５１のチップ実装面上に実装された半導体チップ（図示しない）と、基板５１上に設けられ、前記半導体チップを封止するモールド樹脂５２と、基板５１のチップ実装面とは反対の裏面に設けられ、前記半導体チップと電気的に接続された外部接続バンプ５３とを備えている。
【００２５】
下側パッケージ３０の基板３１に対して上側基板となる基板５１は、例えば、図示しない配線パターンなどを有する配線基板である。また、半導体チップは、例えば、基板５１に複数実装されており、この場合、上側パッケージ５０は、マルチチップパッケージ（ＭＣＰ：Multi Chip Package）となる。
【００２６】
また、外部接続バンプ５３は、例えば、はんだボールであり、その高さによって、下側パッケージ３０と上側パッケージ５０との間でギャップＧ（離間距離）を形成している。ギャップＧは、外部接続バンプ５３の大きさ（高さ）に制限され、また、外部接続バンプ５３の大きさによって、隣接する外部接続バンプ５３のピッチが制限される。なお、ギャップＧは、例えば、２００μｍ程度である。
【００２７】
また、図１に示すように、下側パッケージ３０は、基板３１と、基板３１上に設けられたアンダーフィル樹脂層３９と、主面３２ａ（素子形成面）とその反対の裏面３２ｂとを有し、アンダーフィル樹脂層３９を介して基板３１上に主面３２ａを対向させてフリップチップ実装された半導体チップ３２と、を備えている。
【００２８】
半導体チップ３２は、例えば厚さが５０μｍ程度であって、平面形状が矩形状をしており、その主面３２ａには外部接続バンプ３７が形成されているものである。この半導体チップ３２は、基板３１上にフリップチップ実装されており、その主面３２ａに設けられた外部接続バンプ３７と図示しない基板３１の外部接続パッドとは電気的に接続されている。なお、図２では、半導体チップ３２（破線で示している。）は、基板３１の中央部で実装されている。
【００２９】
また、基板３１には、外部接続バンプ３７に対応する外部接続パッド（図示しない）が形成されている。また、下側パッケージ３０には、基板３１のチップ実装面とは反対の裏面に、半導体チップ３２と電気的に接続された外部接続バンプ３４が設けられている。なお、この外部接続バンプ３４は、外部接続パッドでも良い。
【００３０】
上側パッケージ５０の基板５１に対して下側基板となる基板３１は、例えば、図示しない配線パターンなどを有する配線基板である。この基板３１は、上側パッケージ５０側に設けられた外部接続パッド３５と、外部接続パッド３５を露出するような開口部が形成された絶縁層３６（例えばソルダレジスト）とを有している。なお、図２では、外部接続パッド３５は、基板３１の縁部に沿って２列で複数個配置されている。
【００３１】
このように、ＰｏＰパッケージ１０では、基板３１の基板５１側に設けられた外部接続パッド３５に、基板５１の基板３１側に設けられた外部接続バンプ５３が接続されて、基板３１と基板５１との間にギャップＧが形成されている。このギャップＧには、半導体チップ３２やアンダーフィル樹脂層３９が設けられている。
【００３２】
また、ＰｏＰパッケージ１０の下側パッケージ３０では、基板３１上には半導体チップ３２がフリップチップ実装されている。基板３１は、例えば、ガラス繊維入りのエポキシ樹脂および配線パターンなどを含む配線基板であり、その熱膨張係数が１４〜１５ｐｐｍ／Ｋ程度である。また、半導体チップ３２は、例えば、シリコンからなり、その熱膨張係数が３ｐｐｍ／Ｋ程度である。このように基板３１と半導体チップ３２とでは熱膨張係数差があるため、熱応力によって基板３１が反ろうとする。
【００３３】
そこで、本実施形態では、半導体チップ３２を、その主面３２ａおよび主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけてアンダーフィル樹脂層３９で覆うことによって、下側パッケージ３０およびそれを含むＰｏＰパッケージ１０の反りを防止することができ、これらの信頼性も向上することができる。
【００３４】
基板３１に設けられたアンダーフィル樹脂層３９は、基板３１に実装されている半導体チップ３２の裏面３２ｂを越えて隆起している隆起部３９ａを有している。この隆起部３９ａは、半導体チップ３２の裏面３２ｂの縁部３２ｃに回り込んでいる。このため、半導体チップ３２の主面３２ａだけでなく、裏面３２ｂにも樹脂層（アンダーフィル樹脂層３９）を設けているので、基板３１の反りを防止することができる。
【００３５】
また、本実施形態における下側パッケージ３０では、主面３２ａとは別個に裏面３２ｂの縁部３２ｃに樹脂層を設けたのではなく、主面３２および主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけて一体としたアンダーフィル樹脂層３９で半導体チップ３２を覆っている。このため、樹脂層を別個に設けた場合に対して、アンダーフィル樹脂層３９で一体に設けた場合では、基板３１の反りをより防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態における下側パッケージ３０では、半導体チップ３２の縁部３２ｃのアンダーフィル樹脂層３９で囲まれた裏面３２ｂの中央部３２ｄを埋め込むように設けられたインナー樹脂層３３を備えている。このインナー樹脂層３３は、例えば、エポキシ系樹脂に、低熱膨張化のためのシリカ充填材が充填されたものであり、その熱膨張係数は、２０ｐｐｍ／Ｋ程度である。
【００３７】
このように、インナー樹脂層３３およびアンダーフィル樹脂層３９によって半導体チップ３２全体が封止されている。したがって、アンダーフィル樹脂層３９のみ設けた場合に対して、さらにインナー樹脂層３９も設けた場合では、基板３１の反りをより防止することができる。
【００３８】
基板３１の反りを防止するために、インナー樹脂層３３はその熱膨張係数を任意に選択することができる。インナー樹脂層３３の熱膨張係数が基板３１より高いと、熱応力による基板３１の反りを、反り戻そうとする方向に作用して、基板３１（下側パッケージ３０）の反りを防止することができる。
【００３９】
また、下側パッケージ３０では、基板３１の反りの状態によって、インナー樹脂層３３とアンダーフィル樹脂層３９との熱膨張係数を調整、すなわち異ならせている。主として半導体チップ３２と基板３１の熱膨張係数差による熱応力を抑制するため、基板３１より熱膨張係数が高いアンダーフィル樹脂層３９（例えば５５〜６０ｐｐｍ／Ｋ程度）を用いて、主として低熱膨張化のため、アンダーフィル樹脂層３９より熱膨張係数が低いインナー樹脂層３３（例えば２０ｐｐｍ／Ｋ程度）を用いている。
【００４０】
また、ＰｏＰパッケージ１０では、下側パッケージ３０と上側パッケージ５０とは、外部接続パッド３５と外部接続バンプ５３との接続部の他は絶縁性が確保されなければならない。そこで、導電性ではなく、絶縁性のアンダーフィル樹脂層３９やインナー樹脂層３３を用いることで、確実に絶縁性を確保することができる。
【００４１】
また、半導体チップ３２を覆うアンダーフィル層３９の隆起部３９ａやインナー樹脂層３３の厚さを厚くするほど、基板３１の反りを防止することができる。しかしながら、ＰｏＰパッケージ１０では、隆起部３９ａやインナー樹脂層３３の厚さの上限が、下側の基板３１と上側の基板５１との間のギャップＧによって制限される。そこで、本実施形態では、ＰｏＰパッケージ１０のギャップＧ内で半導体チップ３２、アンダーフィル層３９およびインナー樹脂層３３を設けている。なお、絶縁性のアンダーフィル層３９やインナー樹脂層３３を用いることで、半導体チップ３２の裏面に設けられたインナー樹脂層３３が、上側パッケージ５０の基板５１と接触しても、絶縁性を確保することができる。
【００４２】
次に、本実施形態におけるＰｏＰパッケージ１０の製造方法について説明する。以下では、下側パッケージ３０の製造方法を中心に説明する。まず、図３に示すように、主面３２ａとその反対の裏面３２ｂを有する半導体チップ３２を準備する。なお、図３には、半導体チップ３２の裏面３２ｂにおける縁部３２ｃと、縁部３２ｃで囲まれた中央部３２ｄを示している。
【００４３】
続いて、図４に示すように、半導体チップ３２の裏面３２ｂと対向する対向面６０ａと、対向面６０ａから突起して半導体チップ３２の裏面３２ｂと接触し、半導体チップ３２のチップサイズより小さい接触面６０ｂとを有するボンディングツール６０を準備する。すなわち、ボンディングツール６０は、対向面６０ａから突起する突起部６０ｃを有している。
【００４４】
また、図４に示すように、外部接続パッド３５が形成された基板３１を準備する。この基板３１は、例えば、配線基板であり、その表面保護層として絶縁層３６（ソルダレジスト）が形成されている。外部接続パッド３５は、この絶縁層３６から露出している。その後、基板３１上にアンダーフィル樹脂層３９を形成する。例えば、アンダーフィル樹脂層３９として、フィルム状の樹脂を用いるのであれば基板３１に貼り付ければ良く、あるいは、液状の樹脂を用いるのであれば先に基板３１に塗布し、例えば、半硬化の状態（Ｂステージ）としておけば良い。
【００４５】
次いで、半導体チップ３２の裏面３２ｂの中央部３２ｄに接触面６０ｂを接触させて、半導体チップ３２をボンディングツール６０に吸着させる。ここでは、半導体チップ３２の中央部３２ｄのみにボンディングツール６０の接触面６０ｂが接触しており、半導体チップ３２の縁部３２ｃにはボンディングツール６０の接触面６０ｂが接触していない。
【００４６】
続いて、図５に示すように、ボンディングツール６０に半導体チップ３２を吸着させた状態で、アンダーフィル樹脂層３９を介して基板３１上に半導体チップ３２をフリップチップ実装する。この際、アンダーフィル樹脂層３９に半導体チップ３２が押し込まれて、アンダーフィル樹脂層３９には隆起部３９ａが形成され、さらに、アンダーフィル樹脂層３９が半導体チップ３２の主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけて回り込む。このため、半導体チップ３２が、主面３２ａおよび主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけて、アンダーフィル樹脂層３９で覆うことができる。
【００４７】
また、基板３１上に半導体チップ３２をフリップチップ実装する工程では、半導体チップ３２の裏面３２ｂに回り込んだアンダーフィル樹脂層３９を、ボンディングツール６０の対向面６０ａで押さえることとしている。隆起しようとするアンダーフィル樹脂層３９を、ボンディングツール６０の対向面６０ａで押さえることで、アンダーフィル樹脂層３９の隆起部３９ａの高さを調整することができる。
【００４８】
続いて、図６に示すように、半導体チップ３２の縁部３２ｃのアンダーフィル樹脂層３９（隆起部３９ａ）で囲まれた中央部３２ｄを、シリンジ６１を用いたポッティングによって液状の樹脂３３ａで埋める。その後、液状の樹脂３３ａを熱硬化することによって、図７に示すように、インナー樹脂層３３を形成する。このようにして、下側パッケージ３０が略完成する。
【００４９】
インナー樹脂層３９を形成する工程では、隆起部３９ａは、樹脂３３ａが中央部３２ｄから流れ出さないようにダム材として機能する。また、液状の樹脂３３ａには表面張力が働き、隆起部３９ａから流れ出さないように維持される。前述したように、隆起部３９ａは、ボンディングツール６０の突起部６０ｃによって高さが調整されているので、液状の樹脂３３ａの高さ、すなわちインナー樹脂層３３の高さ（厚さ）も調整されることとなる。
【００５０】
また、図１に示すように、外部接続バンプ５３が形成された基板５１を有する上側パッケージ５０を準備する。そして、下側パッケージ３０の基板３１に上側パッケージ５０の基板５１を積み重ねて、例えば２５０℃〜２７０℃程度のリフロー炉内に送り、外部接続パッド３５に外部接続バンプ５３をリフロー処理によって接続する。これにより、ＰｏＰパッケージ１０が略完成する。
【００５１】
このような製造技術によれば、図５を参照して説明したように、半導体チップ３２の主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけてアンダーフィル樹脂層３９を回り込ませることができる。このため、下側パッケージ３０およびそれを含むＰｏＰパッケージ１０の反りを防止することができ、これらの製造歩留まりを向上させることができる。
【００５２】
また、図５を参照して説明したように、隆起しようとするアンダーフィル樹脂層３９を、ボンディングツール６０の対向面６０ａで押さえることで、アンダーフィル樹脂層３９の隆起部３９ａの高さを調整することができる。このため、ＰｏＰパッケージ１０のギャップＧ内に収めて、半導体チップ３２、アンダーフィル層３９を設けることができる。
【００５３】
また、図６を参照して説明したように、アンダーフィル層３９の隆起部３９ａの高さが調整されているので、液状の樹脂３３ａの高さ、すなわちインナー樹脂層３３の高さ（厚さ）も調整することができる。このため、ＰｏＰパッケージ１０のギャップＧ内に収めて、半導体チップ３２、アンダーフィル層３９およびインナー樹脂層３３を設けることができる。
【００５４】
また、下側パッケージ３０の反りを防止しているので、下側パッケージ３０の基板３１に上側パッケージ５０の基板５１を積み重ねてリフロー処理を行う場合であっても、ＰｏＰパッケージ１０の反りを防止することができ、その製造歩留まりを向上することができる。
【００５５】
（実施形態２）
前記実施形態１では、ＰｏＰパッケージ１０の下側パッケージ３０において、半導体チップ３２の裏面３２ｂ（中央部３２ｄ）にインナー樹脂層３３を設けた場合について説明したが、本実施形態では、インナー樹脂層３３を設けない場合について説明する。なお、他の構成については、前記実施形態１で説明した構成と同様であるので、その説明は省略する。
【００５６】
図８に示すように、本実施形態におけるＰｏＰパッケージ１１０の下側パッケージ１３０では、図１で示したようなインナー樹脂層３３を設けていない。このような構成であっても、半導体チップ３２は、その主面３２ａおよび主面３２ａから裏面３２ｂの縁部３２ｃにかけてアンダーフィル樹脂層３９で覆われている。すなわち、半導体チップ３２の裏面３２の縁部３２ｃに樹脂層（アンダーフィル樹脂層３９）が設けられている。このため、下側パッケージ３０およびそれを含むＰｏＰパッケージ１０の反りを防止することができ、それらの信頼性も向上することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０、１１０ ＰｏＰパッケージ
３０、１３０ 下側パッケージ
３１ 基板
３２ 半導体チップ
３２ａ 主面
３２ｂ 裏面
３２ｃ 縁部
３２ｄ 中央部
３３ インナー樹脂層
３３ａ 樹脂
３４ 外部接続バンプ
３５ 外部接続バンプ
３６ 絶縁層
３７ 外部接続バンプ
３８ 接続部材
３９ アンダーフィル樹脂
３９ａ 隆起部
５０ 上側パッケージ
５１ 基板
５２ モールド樹脂
５３ 外部接続バンプ
６０ ボンディングツール
６１ シリンジ
７１ 半導体チップ
７２ 基板
Ｇ ギャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられたアンダーフィル樹脂層と、
主面とその反対の裏面とを有し、前記アンダーフィル樹脂層を介して前記基板上に前記主面を対向させてフリップチップ実装された半導体チップと、
を備えており、
前記半導体チップが、前記主面および該主面から前記裏面の縁部にかけて、前記アンダーフィル樹脂層で覆われていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
請求項１記載の半導体パッケージにおいて、
前記縁部の前記アンダーフィル樹脂層で囲まれた前記裏面の中央部を埋め込むように設けられた樹脂層を備えており、
前記アンダーフィル樹脂層および前記樹脂層によって、前記半導体チップが封止されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項３】
請求項２記載の半導体パッケージにおいて、
前記アンダーフィル樹脂層と、前記樹脂層とは、熱膨張係数が異なることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の半導体パッケージにおいて、
下側基板としての前記基板に積み重ねられた上側基板を備えており、
前記下側基板の前記上側基板側に設けられた外部接続パッドに、前記上側基板の前記下側基板側に設けられた外部接続バンプが接続されて、前記下側基板と前記上側基板との間にギャップが形成されており、
前記ギャップには、前記半導体チップ、前記アンダーフィル樹脂層が設けられていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項５】
（ａ）主面とその反対の裏面を有する半導体チップを準備する工程と、
（ｂ）前記半導体チップを実装する基板を準備する工程と、
（ｃ）前記半導体チップの前記裏面と対向する対向面と、該対向面から突起して前記半導体チップの前記裏面と接触し、前記半導体チップのチップサイズより小さい接触面とを有するボンディングツールを準備する工程と、
（ｄ）前記基板上にアンダーフィル樹脂層を形成する工程と、
（ｅ）前記裏面の中央部に前記接触面を接触させて、前記半導体チップを前記ボンディングツールに吸着させる工程と、
（ｆ）前記ボンディングツールに前記半導体チップを吸着させた状態で、前記アンダーフィル樹脂層を介して前記基板上に前記半導体チップをフリップチップ実装する工程と、
を含んでおり、
前記（ｆ）工程では、前記アンダーフィル樹脂層に前記半導体チップが押し込まれて、前記主面から前記裏面の縁部にかけて前記アンダーフィル樹脂層を回り込ませることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の半導体パッケージの製造方法において、
前記（ｆ）工程では、前記裏面に回り込んだ前記アンダーフィル樹脂層を、前記ボンディングツールの前記対向面で押さえることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項７】
請求項５または６記載の半導体パッケージの製造方法において、
前記（ｆ）工程の後、前記縁部の前記アンダーフィル樹脂層で囲まれた前記裏面の中央部を、ポッティングによって樹脂で埋め込み、樹脂層を形成することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項８】
請求項５、６または７記載の半導体パッケージの製造方法において、
前記半導体チップがフリップチップ実装された前記基板を下側基板として上側基板を積み重ねて、前記下側基板に形成された外部接続パッドに前記上側基板に形成された外部接続バンプをリフロー処理によって接続することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられたアンダーフィル樹脂層と、
主面とその反対の裏面とを有し、前記アンダーフィル樹脂層を介して前記基板上に前記主面を対向させてフリップチップ実装された半導体チップと、
を備えており、
前記半導体チップが、前記主面および該主面から前記裏面の縁部にかけて、前記アンダーフィル樹脂層で覆われていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
請求項１記載の半導体パッケージにおいて、
前記縁部の前記アンダーフィル樹脂層で囲まれた前記裏面の中央部を埋め込むように設けられた樹脂層を備えており、
前記アンダーフィル樹脂層および前記樹脂層によって、前記半導体チップが封止されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項３】
請求項２記載の半導体パッケージにおいて、
前記アンダーフィル樹脂層と、前記樹脂層とは、熱膨張係数が異なることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の半導体パッケージにおいて、
下側基板としての前記基板に積み重ねられた上側基板を備えており、
前記下側基板の前記上側基板側に設けられた外部接続パッドに、前記上側基板の前記下側基板側に設けられた外部接続バンプが接続されて、前記下側基板と前記上側基板との間にギャップが形成されており、
前記ギャップには、前記半導体チップ、前記アンダーフィル樹脂層が設けられていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項５】
（ａ）主面とその反対の裏面を有する半導体チップを準備する工程と、
（ｂ）前記半導体チップを実装する基板を準備する工程と、
（ｃ）前記半導体チップの前記裏面と対向する対向面と、該対向面から突起して前記半導体チップの前記裏面と接触し、前記半導体チップのチップサイズより小さい接触面とを有するボンディングツールを準備する工程と、
（ｄ）前記基板上にアンダーフィル樹脂層を形成する工程と、
（ｅ）前記裏面の中央部に前記接触面を接触させて、前記半導体チップを前記ボンディングツールに吸着させる工程と、
（ｆ）前記ボンディングツールに前記半導体チップを吸着させた状態で、前記アンダーフィル樹脂層を介して前記基板上に前記半導体チップをフリップチップ実装する工程と、
を含んでおり、
前記（ｆ）工程では、前記アンダーフィル樹脂層に前記半導体チップが押し込まれて、前記主面から前記裏面の縁部にかけて前記アンダーフィル樹脂層を回り込ませることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の半導体パッケージの製造方法において、
前記（ｆ）工程では、前記裏面に回り込んだ前記アンダーフィル樹脂層を、前記ボンディングツールの前記対向面で押さえることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項７】
請求項５または６記載の半導体パッケージの製造方法において、
前記（ｆ）工程の後、前記縁部の前記アンダーフィル樹脂層で囲まれた前記裏面の中央部を、ポッティングによって樹脂で埋め込み、樹脂層を形成することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項８】
請求項５、６または７記載の半導体パッケージの製造方法において、
前記半導体チップがフリップチップ実装された前記基板を下側基板として上側基板を積み重ねて、前記下側基板に形成された外部接続パッドに前記上側基板に形成された外部接続バンプをリフロー処理によって接続することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−９７１３（Ｐ２０１２−９７１３Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４５５５０（Ｐ２０１０−１４５５５０）
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
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