半導体装置、半導体モジュール及びその製造方法
【課題】配線基板との接続信頼性の高い半導体装置、半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュール、および半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】半導体モジュールは、集積回路１２が形成された半導体基板１０に形成された複数の電極１４と、パッシベーション膜１６上に形成され、第１の方向に沿って配置された樹脂突起１８と、複数の電極上から樹脂突起上に至るように、第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線２０を有する半導体装置と、半導体装置に対向して配置されたベース基板に対向する面上に形成され、配線の前記樹脂突起上にオーバーラップする部分に接触する複数のリードと、半導体装置とベース基板の間に配置された接着層を含み、リードは、幅が配線の幅よりも広く、配線との電気的接続部と、樹脂突起との接着部を有する。
【解決手段】半導体モジュールは、集積回路１２が形成された半導体基板１０に形成された複数の電極１４と、パッシベーション膜１６上に形成され、第１の方向に沿って配置された樹脂突起１８と、複数の電極上から樹脂突起上に至るように、第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線２０を有する半導体装置と、半導体装置に対向して配置されたベース基板に対向する面上に形成され、配線の前記樹脂突起上にオーバーラップする部分に接触する複数のリードと、半導体装置とベース基板の間に配置された接着層を含み、リードは、幅が配線の幅よりも広く、配線との電気的接続部と、樹脂突起との接着部を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、半導体モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置に樹脂突起を形成し、その上に複数の配線を形成して、弾力性を有する端子を形成することが知られている（特許文献１）。ここで、半導体装置の配線は、例えば金などから形成され、配線基板のリードは、例えばスズなどから形成される。半導体装置が、例えばフィルム基板などからなる配線基板に実装される場合、配線とリードを接触させた状態で熱処理をすることで、配線の金とリードのスズとを共晶点で合金化させ、半導体基板を配線基板上に仮固定させることが知られている。しかし、特許文献１のような構造では、十分な強度を有するＡｕ−Ｓｎ合金を形成するための金の量が、スズに対して相対的に少ない。よって、十分な強度を有するＡｕ−Ｓｎ合金が形成されず、仮固定の強度が安定しない。そのため、Ａｕ−Ｓｎ合金による仮固定を必要とせずに、半導体基板と配線基板との仮固定の信頼性を向上させることが望まれている。
【特許文献１】特開１８０７−４２８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的の一つは、配線基板との接続信頼性の高い半導体装置を提供することである。
本発明の目的の一つは、半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュールを提供することである。
本発明の目的の一つは、半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュールの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）本発明に係る半導体モジュールは、
集積回路が形成された半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記半導体基板上に形成され、前記電極上に開口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上に、第１の方向に沿って配置された樹脂突起と、
前記複数の電極上から前記樹脂突起上に至るように、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線と、
を有する半導体装置と、
前記半導体装置に対向して配置されたベース基板と、
前記ベース基板の前記半導体装置に対向する面上に形成され、前記配線の前記樹脂突起上にオーバーラップする部分に接触する複数のリードと、
前記半導体装置と前記ベース基板の間に配置された接着層と、
を含み、
前記リードの幅は、前記配線の幅よりも広く、
前記リードは、前記配線との電気的接続部と、前記樹脂突起との接着部と、
を有する。
【０００５】
本発明によれば、半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュールを提供することができる。
【０００６】
（２）本発明に係る半導体モジュールにおいて
前記接着部は、前記リードの前記配線に対向する面の一部であってもよい。
【０００７】
（３）本発明に係る半導体モジュールにおいて
前記接着部は、前記リードの前記配線に対向する面の一部と、前記面に隣り合う側面の一部であってもよい。
【０００８】
（４）本発明に係る半導体モジュールにおいて
前記リードはスズを含み、前記配線は金を含んでいてもよい。
【０００９】
（５）本発明に係る半導体モジュールの製造方法は、
集積回路が形成された半導体基板と、前記半導体基板に形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、前記半導体基板上に形成され、前記電極上に開口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上に、第１の方向に沿って配置された樹脂突起と、前記電極上から前記樹脂突起上に至るように、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線と、を有する半導体装置を準備する工程と、
前記半導体装置に対向して配置されたベース基板と、前記ベース基板の前記半導体装置に対向する面上に形成される複数のリードと、を有し、前記リードの幅は、前記配線の幅よりも広い配線基板を準備する工程と、
前記半導体装置の前記配線が形成された面と前記配線基板の前記リードが形成された面とを対向させ、位置合わせする工程と、
前記配線と前記リードとを接触させる工程と、
前記リードの一部と前記樹脂突起とを接着させることによって、前記半導体装置を前記配線基板に仮固定する工程と、
前記半導体装置と、前記配線基板との間に接着剤を流入させる工程と、
前記接着剤を熱処理し、接着層を形成する工程と、
を含む。
【００１０】
本発明によれば、半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュールの製造方法を提供することができる。
【００１１】
（６）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記樹脂突起は、前記複数の配線の隣り合う領域において、凹部を有していてもよい。
【００１２】
（７）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記仮固定する工程において、前記樹脂突起は、粘着性を有していてもよい。
【００１３】
（８）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記仮固定する工程は、前記半導体装置を前記配線基板に押圧することによって、前記樹脂突起を弾性変形させ、前記リードの一部と前記樹脂突起とを接着させてもよい。
【００１４】
（９）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記樹脂突起と接着される前記リードの一部は、前記リードの前記配線に対向した面の一部であってもよい。
【００１５】
（１０）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記仮固定する工程は、前記半導体装置を前記配線基板に押圧することによって、前記樹脂突起を弾性変形させ、前記リードを前記樹脂突起が前記リードの側面の一部を覆うように前記樹脂突起内に押し込んで、前記リードの一部と前記樹脂突起とを接着させてもよい。
【００１６】
（１１）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記樹脂突起と接着される前記リードの一部は、前記リードの前記配線に対向する面の一部と、前記面に連続する側面の一部であってもよい。
【００１７】
（１２）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記リードはスズを含み、前記配線は金を含んでいてもよい。
【００１８】
（１３）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記仮固定する工程は、前記樹脂突起を加熱処理する工程を含んでいてもよい。
【００１９】
（１４）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記加熱処理する工程は、１４０〜２８０℃で行われてもよい。
【００２０】
（１５）本発明に係る半導体装置は
集積回路が形成された半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記半導体基板上に形成され、前記電極上に開口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上に、第１の方向に沿って配置された樹脂突起と、
前記複数の電極上から前記樹脂突起上に至るように、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線と、
を含み、
前記樹脂突起は、前記複数の配線の隣り合う領域において、凹部を有する。
【００２１】
本発明によれば、配線基板との接続信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態のみに限定されるものではない。本発明は、以下の実施の形態および変形例を自由に組み合わせたものを含むものとする。
【００２３】
１． 半導体装置
以下、図面を参照して、本実施の形態に係る半導体装置について説明する。
【００２４】
図１（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールに使用される半導体装置１を示す平面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す半導体装置のIＢ-IＢ線断面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示す半導体装置のIＣ-IＣ線断面図である。
【００２５】
本実施の形態に係る半導体装置１は、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示すように、集積回路１２が形成された半導体基板１０と、半導体基板１０に形成され、集積回路１２に電気的に接続された電極１４と、半導体基板１０上に形成され、電極１４上に開口を有するパッシベーション膜１６と、パッシベーション膜１６上に、第１の方向１１０に沿って配置された樹脂突起１８と、電極１４と樹脂突起１８上に至るように、第１の方向１１０と直交する第２の方向１２０に沿って形成された配線２０と、を有する。
【００２６】
半導体基板１０は、図１（Ａ）に示すように、チップ状をなしていてもよい。すなわち、半導体基板１０は半導体チップであってもよい。あるいは、半導体基板１０は、ウエハ状をなしていてもよい（図示せず）。半導体基板１０は、例えばシリコン基板であってもよい。このとき、半導体基板１０は、複数の半導体装置となる領域を含んでいてもよい。図１（Ｂ）に示すように、半導体基板１０には、集積回路１２が形成される。集積回路１２の構成は特に限定されないが、例えば、トランジスタ等の能動素子や、抵抗、コイル、コンデンサ等の受動素子を含んでいてもよい。半導体基板１０がチップ状をなす場合、図１（Ａ）に示すように、半導体基板１０の集積回路１２が形成された面（能動面）は矩形をなしていてもよい。
【００２７】
半導体基板１０は、図１（Ｂ）に示すように、電極１４を有する。電極１４は、半導体基板１０の内部に形成された集積回路１２と内部配線（図示せず）によって電気的に接続されていてもよい。電極１４は、半導体基板１０の内部配線の一部であってもよい。電極１４が形成される領域は特に限定されるものではなく、集積回路１２が形成される領域以外において、形成されていてもよい。また、電極１４は、集積回路１２が形成される領域において形成されていてもよい。また半導体基板１０の能動面が矩形をなす場合、電極１４は、例えば、該矩形の長辺および短辺のいずれか一方に沿って配列されていてもよい。電極１４は、アルミニウム又は銅等の金属で形成されていてもよい。
【００２８】
半導体基板１０は、図１（Ｂ）に示すように、パッシベーション膜１６を有する。パッシベーション膜１６は、電極１４の少なくとも一部を露出させるように形成されていてもよい。パッシベーション膜１６は、電極１４を露出させる開口を有していてもよい。パッシベーション膜１６は、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＮ等の無機絶縁膜であってもよい。あるいは、パッシベーション膜１６は、ポリイミド樹脂などの有機絶縁膜であってもよい。
【００２９】
樹脂突起１８は、図１（Ｂ）に示すように、半導体基板１０の電極１４が形成された面に形成される。樹脂突起１８は、パッシベーション膜１６上に形成されることができる。樹脂突起１８は、図１（Ａ）に示すように、半導体基板１０の電極１４が形成された面（パッシベーション膜１６上）において、所定の方向である第１の方向１１０に沿って延びるように形成されてもよい。その位置は特に限定されるものではなく、例えば、半導体基板１０が矩形をなす場合、第１の方向１１０は、長手方向もしくは短手方向のいずれか一方に沿っていてもよく、樹脂突起１８も長手方向もすくは短手方向のいずれか一方に沿って位置されていてもよい。図１（Ａ）に示すように、樹脂突起１８は、集積回路１２の形成される領域の周辺部に沿って配置されてもよいし、集積回路１２の中央部分を通るように配置されてもよい（図示せず）。また、半導体基板１０において樹脂突起１８の数は限定されることはなく、複数存在してもよい。例えば、図１（Ａ）に示すように、複数の樹脂突起１８が形成されていてもよい。また、樹脂突起１８の形状は特に限定されるものではなく、図１（Ｂ）に示すように、樹脂突起１８の表面の一部は、曲面になっていてもよい。このとき、樹脂突起１８の後述される配線２０がオーバーラップした部分における断面は、略半円状をなしていてもよい。また、後述される配線２０が樹脂突起１８上に複数形成される場合、図１（Ｃ）に示すように、樹脂突起１８は、複数の配線２０の隣り合う領域において、凹部１９を有することができる。しかしながら、樹脂突起１８の形状はこれに限定されるものではなく、隣り合う配線２０の間の樹脂突起１８は、凹部１９を有さずに、配線２０が樹脂突起１８にオーバーラップする部分と同じ形状であってもよい（図示せず）。
【００３０】
本実施の形態に係る樹脂突起１８は、粘着性を有していてもよい。例えば、加熱処理を行わずとも粘着性を有する材料であってもよい。また、例えば、加熱処理によって粘着性を発現する材料であってもよい。このような材料としては、硬化されていない場合に粘性を有していればよいため、特に限定されず、既に公知となっているいずれかの材料を適用することができる。例えば、樹脂突起１８は、ポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｅ）、フェノール樹脂等の樹脂で形成されていてもよい。
【００３１】
配線２０は、図１（Ｂ）に示すように、電極１４上から、パッシベーション膜１６上を通って、樹脂突起１８上に至るように形成される。また、例えば、図１（Ａ）に示すように、配線２０は、第１の方向１１０に直交する第２の方向に沿って形成されてもよい。配線２０は、電極１４に電気的に接続している。例えば、配線２０と電極１４は直接接触していてもよいし、両者間に導電膜（図示せず）が介在していてもよい。また、図１（Ａ）に示すように、半導体装置１００は、複数の配線２０を含んでいてもよい。このとき、図１（Ｃ）に示すように、複数の配線２０が、一定の間隔で、１つの樹脂突起１８を乗り越えるように形成されていてもよい。また、１つの樹脂突起１８に、１つの配線２０のみが形成されてもよい（図示せず）。１つの樹脂突起１８に、１つの配線２０のみが形成されている場合、樹脂突起１８は半球状の形状であってもよい（図示せず）。配線２０の構造及び材料は、特に限定されるものではない。例えば、配線２０は、単層で形成されていてもよい。あるいは、図１（Ｂ）に示すように、配線２０は、複数層で形成されていてもよい。このとき、配線２０は、例えば、チタンタングステン（Ｔｉ−Ｗ）またはチタンによって形成された第１の層と、金によって形成された第２の層とを含んでいてもよい。
【００３２】
以上より、本実施の形態に係る半導体装置１の構成とすることができる。
【００３３】
本実施の形態に係る半導体装置１は、例えば、以下の特徴を有する。
【００３４】
本実施の形態に係る半導体装置１によれば、樹脂突起１８が、複数の配線２０の隣り合う領域において凹部１９を有していることから、配線基板に搭載される際、まず配線基板の電気的接続部と半導体装置１の配線２０とのみを確実に接触させることができる。これによれば、半導体装置１に押圧力が加えられ配線基板に搭載される際、半導体装置１と配線基板との電気的接続部を確実に押し付けることが可能になるため、半導体装置と配線基板の接続信頼性が向上する。
【００３５】
さらに、本実施の形態に係る半導体装置１によれば、樹脂突起１８が弾性変形をする場合に、配線２０と配線基板の電気的接続部との間に樹脂突起１８の樹脂成分が流入することを確実に防ぐことができるため、配線基板との電気的接続の信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００３６】
以上によって、本実施の形態に係る半導体装置によれば、配線基板との接続信頼性の高い半導体装置１を提供することができる。
【００３７】
２． 半導体モジュールの製造方法
以下、図面を参照して、本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法について説明する。
【００３８】
図２〜図５は、本実施の形態に係る半導体モジュール１０００の製造方法を説明する図である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、半導体装置１と配線基板１００とを対向させて位置合わせした状態の要部を模式的に示す断面図であり、図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、半導体装置１と配線基板とを接触させた状態の要部を模式的に示す断面図であり、図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、半導体装置１を配線基板１００に仮固定した状態の要部を模式的に示す断面図であり、図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、半導体モジュール１０００の要部を模式的に示す断面図である。
【００３９】
本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法は、図２〜図５に示すように、半導体装置１を準備する工程と、配線基板１００を準備する工程と、半導体装置１の配線２０が形成された面と配線基板１００のリード２６が形成された面とを、対向させ、配線２０の一部の面とリード２６の一部の面が対向するように位置合わせする工程と、配線２０とリード２６とを接触させる工程と、リード２６の一部と樹脂突起１８の一部とを接着させることによって、半導体装置１を配線基板１００に仮固定する工程と、半導体装置１と、配線基板１００との間に接着剤２８を流入させる工程と、接着剤２８を熱処理し、接着層３０を形成する工程と、を含む。
【００４０】
半導体装置１は、樹脂突起１８が、複数の配線２０の隣り合う領域において、凹部を有していてもよい（図１（Ｃ）参照）。半導体装置１のその他の構成の詳細は、既に述べられているため省略する。
【００４１】
配線基板１００は、図２（Ａ）に示すように、半導体装置１に対向して配置されたベース基板２４と、ベース基板２４の半導体装置１に対向する面上に形成されるリード２６と、を有する。
【００４２】
ベース基板２４の材料は、例えば、有機系の弾性材料であってもよく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基板又はフィルムであってもよい。あるいは、ベース基板２４としてポリイミド樹脂等からなるフレキシブル基板を使用してもよい。フレキシブル基板としてＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）や、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術で使用されるテープを使用してもよい。または、ベース基板２４の材料は、例えば、無機系の材料であることができる。このとき、ベース基板８３は、ガラス基板やセラミックス基板等のリジッド基板であってもよい。
【００４３】
リード２６は、図２（Ａ）に示すように、ベース基板２４の半導体装置１に対向する面上に形成される。図２（Ｂ）に示すように、配線２０の幅をＷ１、リード２６の幅をＷ２とする。ここで、リード２６の幅Ｗ２は、配線２０の幅Ｗ１より広く形成される。リード２６は、スズ、金、銅、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、アルミニウム、クロム、チタン、ニッケル、チタンタングステンなどの金属膜、金属化合物膜、又は、それらの複合膜によって形成されていてもよい。より好適には、スズを含む金属膜または、上述された金属膜、金属化合物膜、又は、それらの複合膜にスズメッキすることによって形成されていてもよい。また、リード２６は、その一部がベース基板２４の内側を通るように形成されていてもよい（図示せず）。
【００４４】
配線基板１００は、以上のいずれかの構成をなしていればよい。
【００４５】
本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法は、図２〜図５に示すように、半導体装置１の配線２０が形成された面と配線基板１００のリード２６が形成された面とを対向させ、位置合わせする工程と、配線２０とリード２６とを接触させる工程と、リード２６の一部と樹脂突起１８とを接着させることによって、半導体装置１を配線基板１００に仮固定する工程と、半導体装置１と、配線基板１００との間に接着剤２８を流入させる工程と、接着剤２８を熱処理し、接着層３０を形成する工程と、を含む。
【００４６】
図２（Ｂ）に示すように、第１の方向１１０に直交する方向（第２の方向１２０）において、配線２０のリード２６に対向し接触する面がリード２６上方に位置するように、半導体装置１と配線基板１００は位置合わせされてよい。好ましくは、第１の方向１１０における配線２０の中心点とリード２６の中心点（図示せず）が一致するように位置合わせされてもよい。
【００４７】
位置合わせする工程の後、ベース基板２４の水平方向の位置を維持したまま、図３（Ａ）に示すように、配線２０とリード２６との対向した面とを接触させる。図３（Ｂ）に示すように、リード２６の配線２０との接触部分を電気的接続部２７とする。図３（Ｂ）に示すように、樹脂突起１８が凹部１９を有しているため、配線２０とリード２６とを所定の位置において確実に接触させることができる。
【００４８】
仮固定する工程は、図４（Ａ）に示すように、半導体装置１およびベース基板２４の間に押圧力を加える工程を含む。押圧力を加えることによって、配線２０とリード２６との電気的接続部２７を樹脂突起１８内部へ押し込むように樹脂突起１８を弾性変形させることができる。このとき、電気的接続部２７以外のリード２６の配線２０に対向した面の一部が樹脂突起１８の凹部１９の底面に接触するまで押圧力が加えられる。樹脂突起１８が凹部１９を有していることによって、電気的接続部２７と配線２０とを確実に押し付けることができる。また、樹脂突起１８が凹部１９を有していることによって、押圧力を加えて樹脂突起１８を弾性変形させる際、可撓性を有した樹脂突起１８の樹脂成分が、リード２６の電気的接続部２７と配線２０との間に流入することを確実に防ぐことができる。図４（Ａ）に示すように、押圧力は、リード２６の配線２０と対向した面が、樹脂突起１８に接触するまで加えることができる。リード２６の樹脂突起１８との接着した部分を接着部２９とする。つまりは、リード２６の配線２０と接する部分を電気的接続部２７とし、樹脂突起１８と接する部分を接着部２９とする。上述のように樹脂突起１８は粘着性を有しているため、接着部２９においてリード２６と樹脂突起１８とが接着する。これによって、半導体装置１は、配線基板１００に仮固定されることができる。
【００４９】
仮固定をする工程は、加熱処理する工程を含んでいてもよい。つまり、加熱を行いながら、半導体装置１と配線基板１００とに押圧力を加えてもよい。例えば、半導体装置１に対してのみ熱を加えてもよい。樹脂突起１８が、加熱されることによって粘着性を発現する材料である場合、これによって、仮固定する工程において樹脂突起１８と接着部２９とを接着させることができる。この熱処理する工程は、１４０〜２８０℃で行われてもよい。例えば、配線２０が金（Ａｕ）を含み、リード２６がスズ（Ｓｎ）を含む場合であっても、加熱される温度が金（Ａｕ）とスズ（Ｓｎ）の共晶点より低いため、熱処理によるＡｕ−Ｓｎの合金形成を防ぐことができる。つまりは配線２０とリード２６との接触する部分において、Ａｕ−Ｓｎの拡散を防ぐことができ、配線２０とリード２６との電気的接続の信頼性を高めることができる。
【００５０】
配線２０の幅Ｗ１は、リード２６の幅Ｗ２より狭くなるように形成されている。これによって、仮固定する工程において、リード２６に電気的接続部２７と接着部２９とを確保することができる。
【００５１】
さらには、半導体装置１と配線基板１００に押圧力が加えられ、樹脂突起１８が弾性変形を行う場合に、配線２０に応力が集中することを防ぐことができる。よって、配線２０に押圧力によるクラックが発生することを防ぎ、配線２０とリード２６との電気的接続の信頼性が低下することを防ぐことができる。
【００５２】
仮固定する工程において、図４（Ｂ）に示すように、半導体装置１と配線基板１００との間にさらに押圧力を加えることによって、リード２６の配線２０に対向した面と連続する側面の一部を樹脂突起１８の一部が覆うように、リード２６を樹脂突起１８内部に押し込んでもよい。これによって、リード２６の側面の一部を接着部２９として仮固定に用いることができる。その結果、接着部の面積を増やすことができるため、仮固定の強度をより高めることができる。
【００５３】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、半導体装置１が配線基板１００に仮固定された状態で、半導体装置１と配線基板１００との間に接着剤２８が流入される。接着剤２８は、接合部を保護するためのアンダーフィルであってもよい。また接着剤２８は封止樹脂であってもよい。このとき、配線２０とリード２６の電気的接続部において、配線２０はリード２６の電気的接続部２７と樹脂突起１８によって覆われている。よって、電気的接続部における接着剤２８の配線２０の材料に対した密着性を考慮する必要が無い。例えば、配線２０が金（Ａｕ）を含む場合、接着剤２８は、金（Ａｕ）との密着性を考慮する必要がなくなるため、ベース基板２４やリード２６の材料などとの密着性を考慮した封止樹脂を用いることができる。これによって、半導体装置１と配線基板１００との密着性をより向上させることができる。接着剤２８は熱処理され、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、接着層３０が形成される。
【００５４】
以上の工程によって、本実施の形態に係る半導体モジュール１０００を製造してもよい。
【００５５】
本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５６】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法よれば、例えば、Ａｕ−Ｓｎ合金を形成することなく、リード２６と樹脂突起１８とを接着させることによって、半導体装置１と配線基板１００との仮固定を確実に行うことができる。
【００５７】
また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法よれば、樹脂突起１８が凹部１９を有していることから、配線基板１００に搭載される際、まずリード２６と配線２０とを所定箇所において確実に接触させることができる。これによれば、仮固定する工程において、電気的接続部２７を配線２０に確実に押し付けることが可能になる。
【００５８】
また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法よれば、樹脂突起１８が弾性変形をする場合に、配線２０と電気的接続部２７との間に樹脂突起１８の樹脂成分が流入することを防ぐことができる。
【００５９】
また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法よれば、仮固定する工程において、リード２６を樹脂突起１８の一部がリード２６の側面の一部を覆うように樹脂突起１８の内部に押し込ませることによって、仮固定の強度をさらに高めることができる。
【００６０】
また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法よれば、配線２０の幅Ｗ１は、リード２６の幅Ｗ２より狭くなるように形成されているため、配線２０に押圧力によるクラックが発生することを防ぐことができる。
【００６１】
また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法よれば、仮固定する工程における熱処理は１４０〜２８０℃で行われる。これによれば、配線２０が金を含み、リード２６がスズを含んでいる場合であっても、電気的接続部２７における金とスズの拡散を防ぐことができる。
【００６２】
以上によって、本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法によれば、半導体基板１と配線基板１００との接続信頼性の高い半導体モジュール１０００の製造方法を提供することができる。
【００６３】
３． 半導体モジュール
以下、図面を参照して、本実施の形態に係る半導体モジュールについて説明する。
【００６４】
本実施の形態に係る半導体モジュール１０００は、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、集積回路１２が形成された半導体基板１０と、半導体基板１０に形成され、集積回路１２に電気的に接続された複数の電極１４と、半導体基板１０上に形成され、電極１４上に開口を有するパッシベーション膜１６と、パッシベーション膜１６上に、第１の方向１１０に沿って配置された樹脂突起１８と、複数の電極１４上から樹脂突起１８上に至るように、第１の方向１１０と直交する第２の方向１２０に沿って形成された複数の配線２０と、を有する半導体装置１と、半導体装置１に対向して配置されたベース基板２４と、ベース基板２４の半導体装置１に対向する面上に形成され、配線２０の樹脂突起１８上にオーバーラップする部分に接触する複数のリード２６と、半導体装置１とベース基板２４の間に配置された接着層３０と、を含み、リード２６の配線２０に対向する面の第１の方向１１０に沿った幅Ｗ２は、配線２０のリード２６に対向する面の第１の方向１１０に沿った幅Ｗ１よりも広く、リード２６は、配線２０との電気的接続部２７と、樹脂突起１８との接着部２９と、を有する。
【００６５】
図６（Ａ）に示すように、接着層３０は、リード２６の配線２０に対向する面の一部であってもよい。また、図６（Ｂ）に示すように、接着層３０は、リード２６の配線２０に対向する面の一部と、配線２０に対向する面と隣り合う側面の一部であってもよい。
【００６６】
半導体モジュール１０００のその他の構成の詳細は上述されているため省略する。
【００６７】
半導体モジュール１０００は、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話等のような電子機器に用いられる液晶表示素子（ＬＣＤ）などに含まれていてもよい。
【００６８】
本実施の形態に係る半導体モジュール１０００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００６９】
本実施の形態に係る半導体モジュール１０００よれば、例えば、Ａｕ−Ｓｎ合金を形成することなく、リード２６の接着部２９と樹脂突起１８とによって仮固定が行われているため、金とスズの拡散が低減され、半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュールを提供することができる。
【００７０】
また、本実施の形態に係る半導体モジュール１０００よれば、リード２６が樹脂突起１８との接着部２８を有しているため、半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュールを提供することができる。
【００７１】
上記のように、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールに使用される半導体装置を模式的に示す平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す半導体装置のIＢ−IＢ線断面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示す半導体装置のIＣ−IＣ線断面図である。
【図２】図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する図である。
【図３】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する図である。
【図４】図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する図である。
【図５】図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する図である。
【図６】図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールを説明する図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 半導体装置、１０ 半導体基板、１２ 集積回路、１４ 電極、１６ パッシベーション膜、１８ 樹脂突起、１９ 凹部、２０ 配線、２４ ベース基板、２６ リード、２７ 電気的接続部、２８ 接着剤、２９ 接着部、３０ 接着層、１００ 配線基板、１０００ 半導体モジュール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、半導体モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置に樹脂突起を形成し、その上に複数の配線を形成して、弾力性を有する端子を形成することが知られている（特許文献１）。ここで、半導体装置の配線は、例えば金などから形成され、配線基板のリードは、例えばスズなどから形成される。半導体装置が、例えばフィルム基板などからなる配線基板に実装される場合、配線とリードを接触させた状態で熱処理をすることで、配線の金とリードのスズとを共晶点で合金化させ、半導体基板を配線基板上に仮固定させることが知られている。しかし、特許文献１のような構造では、十分な強度を有するＡｕ−Ｓｎ合金を形成するための金の量が、スズに対して相対的に少ない。よって、十分な強度を有するＡｕ−Ｓｎ合金が形成されず、仮固定の強度が安定しない。そのため、Ａｕ−Ｓｎ合金による仮固定を必要とせずに、半導体基板と配線基板との仮固定の信頼性を向上させることが望まれている。
【特許文献１】特開１８０７−４２８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的の一つは、配線基板との接続信頼性の高い半導体装置を提供することである。
本発明の目的の一つは、半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュールを提供することである。
本発明の目的の一つは、半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュールの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）本発明に係る半導体モジュールは、
集積回路が形成された半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記半導体基板上に形成され、前記電極上に開口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上に、第１の方向に沿って配置された樹脂突起と、
前記複数の電極上から前記樹脂突起上に至るように、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線と、
を有する半導体装置と、
前記半導体装置に対向して配置されたベース基板と、
前記ベース基板の前記半導体装置に対向する面上に形成され、前記配線の前記樹脂突起上にオーバーラップする部分に接触する複数のリードと、
前記半導体装置と前記ベース基板の間に配置された接着層と、
を含み、
前記リードの幅は、前記配線の幅よりも広く、
前記リードは、前記配線との電気的接続部と、前記樹脂突起との接着部と、
を有する。
【０００５】
本発明によれば、半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュールを提供することができる。
【０００６】
（２）本発明に係る半導体モジュールにおいて
前記接着部は、前記リードの前記配線に対向する面の一部であってもよい。
【０００７】
（３）本発明に係る半導体モジュールにおいて
前記接着部は、前記リードの前記配線に対向する面の一部と、前記面に隣り合う側面の一部であってもよい。
【０００８】
（４）本発明に係る半導体モジュールにおいて
前記リードはスズを含み、前記配線は金を含んでいてもよい。
【０００９】
（５）本発明に係る半導体モジュールの製造方法は、
集積回路が形成された半導体基板と、前記半導体基板に形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、前記半導体基板上に形成され、前記電極上に開口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上に、第１の方向に沿って配置された樹脂突起と、前記電極上から前記樹脂突起上に至るように、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線と、を有する半導体装置を準備する工程と、
前記半導体装置に対向して配置されたベース基板と、前記ベース基板の前記半導体装置に対向する面上に形成される複数のリードと、を有し、前記リードの幅は、前記配線の幅よりも広い配線基板を準備する工程と、
前記半導体装置の前記配線が形成された面と前記配線基板の前記リードが形成された面とを対向させ、位置合わせする工程と、
前記配線と前記リードとを接触させる工程と、
前記リードの一部と前記樹脂突起とを接着させることによって、前記半導体装置を前記配線基板に仮固定する工程と、
前記半導体装置と、前記配線基板との間に接着剤を流入させる工程と、
前記接着剤を熱処理し、接着層を形成する工程と、
を含む。
【００１０】
本発明によれば、半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュールの製造方法を提供することができる。
【００１１】
（６）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記樹脂突起は、前記複数の配線の隣り合う領域において、凹部を有していてもよい。
【００１２】
（７）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記仮固定する工程において、前記樹脂突起は、粘着性を有していてもよい。
【００１３】
（８）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記仮固定する工程は、前記半導体装置を前記配線基板に押圧することによって、前記樹脂突起を弾性変形させ、前記リードの一部と前記樹脂突起とを接着させてもよい。
【００１４】
（９）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記樹脂突起と接着される前記リードの一部は、前記リードの前記配線に対向した面の一部であってもよい。
【００１５】
（１０）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記仮固定する工程は、前記半導体装置を前記配線基板に押圧することによって、前記樹脂突起を弾性変形させ、前記リードを前記樹脂突起が前記リードの側面の一部を覆うように前記樹脂突起内に押し込んで、前記リードの一部と前記樹脂突起とを接着させてもよい。
【００１６】
（１１）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記樹脂突起と接着される前記リードの一部は、前記リードの前記配線に対向する面の一部と、前記面に連続する側面の一部であってもよい。
【００１７】
（１２）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記リードはスズを含み、前記配線は金を含んでいてもよい。
【００１８】
（１３）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記仮固定する工程は、前記樹脂突起を加熱処理する工程を含んでいてもよい。
【００１９】
（１４）本発明に係る半導体モジュールの製造方法において
前記加熱処理する工程は、１４０〜２８０℃で行われてもよい。
【００２０】
（１５）本発明に係る半導体装置は
集積回路が形成された半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記半導体基板上に形成され、前記電極上に開口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上に、第１の方向に沿って配置された樹脂突起と、
前記複数の電極上から前記樹脂突起上に至るように、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線と、
を含み、
前記樹脂突起は、前記複数の配線の隣り合う領域において、凹部を有する。
【００２１】
本発明によれば、配線基板との接続信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態のみに限定されるものではない。本発明は、以下の実施の形態および変形例を自由に組み合わせたものを含むものとする。
【００２３】
１． 半導体装置
以下、図面を参照して、本実施の形態に係る半導体装置について説明する。
【００２４】
図１（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールに使用される半導体装置１を示す平面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す半導体装置のIＢ-IＢ線断面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示す半導体装置のIＣ-IＣ線断面図である。
【００２５】
本実施の形態に係る半導体装置１は、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示すように、集積回路１２が形成された半導体基板１０と、半導体基板１０に形成され、集積回路１２に電気的に接続された電極１４と、半導体基板１０上に形成され、電極１４上に開口を有するパッシベーション膜１６と、パッシベーション膜１６上に、第１の方向１１０に沿って配置された樹脂突起１８と、電極１４と樹脂突起１８上に至るように、第１の方向１１０と直交する第２の方向１２０に沿って形成された配線２０と、を有する。
【００２６】
半導体基板１０は、図１（Ａ）に示すように、チップ状をなしていてもよい。すなわち、半導体基板１０は半導体チップであってもよい。あるいは、半導体基板１０は、ウエハ状をなしていてもよい（図示せず）。半導体基板１０は、例えばシリコン基板であってもよい。このとき、半導体基板１０は、複数の半導体装置となる領域を含んでいてもよい。図１（Ｂ）に示すように、半導体基板１０には、集積回路１２が形成される。集積回路１２の構成は特に限定されないが、例えば、トランジスタ等の能動素子や、抵抗、コイル、コンデンサ等の受動素子を含んでいてもよい。半導体基板１０がチップ状をなす場合、図１（Ａ）に示すように、半導体基板１０の集積回路１２が形成された面（能動面）は矩形をなしていてもよい。
【００２７】
半導体基板１０は、図１（Ｂ）に示すように、電極１４を有する。電極１４は、半導体基板１０の内部に形成された集積回路１２と内部配線（図示せず）によって電気的に接続されていてもよい。電極１４は、半導体基板１０の内部配線の一部であってもよい。電極１４が形成される領域は特に限定されるものではなく、集積回路１２が形成される領域以外において、形成されていてもよい。また、電極１４は、集積回路１２が形成される領域において形成されていてもよい。また半導体基板１０の能動面が矩形をなす場合、電極１４は、例えば、該矩形の長辺および短辺のいずれか一方に沿って配列されていてもよい。電極１４は、アルミニウム又は銅等の金属で形成されていてもよい。
【００２８】
半導体基板１０は、図１（Ｂ）に示すように、パッシベーション膜１６を有する。パッシベーション膜１６は、電極１４の少なくとも一部を露出させるように形成されていてもよい。パッシベーション膜１６は、電極１４を露出させる開口を有していてもよい。パッシベーション膜１６は、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＮ等の無機絶縁膜であってもよい。あるいは、パッシベーション膜１６は、ポリイミド樹脂などの有機絶縁膜であってもよい。
【００２９】
樹脂突起１８は、図１（Ｂ）に示すように、半導体基板１０の電極１４が形成された面に形成される。樹脂突起１８は、パッシベーション膜１６上に形成されることができる。樹脂突起１８は、図１（Ａ）に示すように、半導体基板１０の電極１４が形成された面（パッシベーション膜１６上）において、所定の方向である第１の方向１１０に沿って延びるように形成されてもよい。その位置は特に限定されるものではなく、例えば、半導体基板１０が矩形をなす場合、第１の方向１１０は、長手方向もしくは短手方向のいずれか一方に沿っていてもよく、樹脂突起１８も長手方向もすくは短手方向のいずれか一方に沿って位置されていてもよい。図１（Ａ）に示すように、樹脂突起１８は、集積回路１２の形成される領域の周辺部に沿って配置されてもよいし、集積回路１２の中央部分を通るように配置されてもよい（図示せず）。また、半導体基板１０において樹脂突起１８の数は限定されることはなく、複数存在してもよい。例えば、図１（Ａ）に示すように、複数の樹脂突起１８が形成されていてもよい。また、樹脂突起１８の形状は特に限定されるものではなく、図１（Ｂ）に示すように、樹脂突起１８の表面の一部は、曲面になっていてもよい。このとき、樹脂突起１８の後述される配線２０がオーバーラップした部分における断面は、略半円状をなしていてもよい。また、後述される配線２０が樹脂突起１８上に複数形成される場合、図１（Ｃ）に示すように、樹脂突起１８は、複数の配線２０の隣り合う領域において、凹部１９を有することができる。しかしながら、樹脂突起１８の形状はこれに限定されるものではなく、隣り合う配線２０の間の樹脂突起１８は、凹部１９を有さずに、配線２０が樹脂突起１８にオーバーラップする部分と同じ形状であってもよい（図示せず）。
【００３０】
本実施の形態に係る樹脂突起１８は、粘着性を有していてもよい。例えば、加熱処理を行わずとも粘着性を有する材料であってもよい。また、例えば、加熱処理によって粘着性を発現する材料であってもよい。このような材料としては、硬化されていない場合に粘性を有していればよいため、特に限定されず、既に公知となっているいずれかの材料を適用することができる。例えば、樹脂突起１８は、ポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｅ）、フェノール樹脂等の樹脂で形成されていてもよい。
【００３１】
配線２０は、図１（Ｂ）に示すように、電極１４上から、パッシベーション膜１６上を通って、樹脂突起１８上に至るように形成される。また、例えば、図１（Ａ）に示すように、配線２０は、第１の方向１１０に直交する第２の方向に沿って形成されてもよい。配線２０は、電極１４に電気的に接続している。例えば、配線２０と電極１４は直接接触していてもよいし、両者間に導電膜（図示せず）が介在していてもよい。また、図１（Ａ）に示すように、半導体装置１００は、複数の配線２０を含んでいてもよい。このとき、図１（Ｃ）に示すように、複数の配線２０が、一定の間隔で、１つの樹脂突起１８を乗り越えるように形成されていてもよい。また、１つの樹脂突起１８に、１つの配線２０のみが形成されてもよい（図示せず）。１つの樹脂突起１８に、１つの配線２０のみが形成されている場合、樹脂突起１８は半球状の形状であってもよい（図示せず）。配線２０の構造及び材料は、特に限定されるものではない。例えば、配線２０は、単層で形成されていてもよい。あるいは、図１（Ｂ）に示すように、配線２０は、複数層で形成されていてもよい。このとき、配線２０は、例えば、チタンタングステン（Ｔｉ−Ｗ）またはチタンによって形成された第１の層と、金によって形成された第２の層とを含んでいてもよい。
【００３２】
以上より、本実施の形態に係る半導体装置１の構成とすることができる。
【００３３】
本実施の形態に係る半導体装置１は、例えば、以下の特徴を有する。
【００３４】
本実施の形態に係る半導体装置１によれば、樹脂突起１８が、複数の配線２０の隣り合う領域において凹部１９を有していることから、配線基板に搭載される際、まず配線基板の電気的接続部と半導体装置１の配線２０とのみを確実に接触させることができる。これによれば、半導体装置１に押圧力が加えられ配線基板に搭載される際、半導体装置１と配線基板との電気的接続部を確実に押し付けることが可能になるため、半導体装置と配線基板の接続信頼性が向上する。
【００３５】
さらに、本実施の形態に係る半導体装置１によれば、樹脂突起１８が弾性変形をする場合に、配線２０と配線基板の電気的接続部との間に樹脂突起１８の樹脂成分が流入することを確実に防ぐことができるため、配線基板との電気的接続の信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００３６】
以上によって、本実施の形態に係る半導体装置によれば、配線基板との接続信頼性の高い半導体装置１を提供することができる。
【００３７】
２． 半導体モジュールの製造方法
以下、図面を参照して、本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法について説明する。
【００３８】
図２〜図５は、本実施の形態に係る半導体モジュール１０００の製造方法を説明する図である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、半導体装置１と配線基板１００とを対向させて位置合わせした状態の要部を模式的に示す断面図であり、図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、半導体装置１と配線基板とを接触させた状態の要部を模式的に示す断面図であり、図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、半導体装置１を配線基板１００に仮固定した状態の要部を模式的に示す断面図であり、図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、半導体モジュール１０００の要部を模式的に示す断面図である。
【００３９】
本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法は、図２〜図５に示すように、半導体装置１を準備する工程と、配線基板１００を準備する工程と、半導体装置１の配線２０が形成された面と配線基板１００のリード２６が形成された面とを、対向させ、配線２０の一部の面とリード２６の一部の面が対向するように位置合わせする工程と、配線２０とリード２６とを接触させる工程と、リード２６の一部と樹脂突起１８の一部とを接着させることによって、半導体装置１を配線基板１００に仮固定する工程と、半導体装置１と、配線基板１００との間に接着剤２８を流入させる工程と、接着剤２８を熱処理し、接着層３０を形成する工程と、を含む。
【００４０】
半導体装置１は、樹脂突起１８が、複数の配線２０の隣り合う領域において、凹部を有していてもよい（図１（Ｃ）参照）。半導体装置１のその他の構成の詳細は、既に述べられているため省略する。
【００４１】
配線基板１００は、図２（Ａ）に示すように、半導体装置１に対向して配置されたベース基板２４と、ベース基板２４の半導体装置１に対向する面上に形成されるリード２６と、を有する。
【００４２】
ベース基板２４の材料は、例えば、有機系の弾性材料であってもよく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基板又はフィルムであってもよい。あるいは、ベース基板２４としてポリイミド樹脂等からなるフレキシブル基板を使用してもよい。フレキシブル基板としてＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）や、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術で使用されるテープを使用してもよい。または、ベース基板２４の材料は、例えば、無機系の材料であることができる。このとき、ベース基板８３は、ガラス基板やセラミックス基板等のリジッド基板であってもよい。
【００４３】
リード２６は、図２（Ａ）に示すように、ベース基板２４の半導体装置１に対向する面上に形成される。図２（Ｂ）に示すように、配線２０の幅をＷ１、リード２６の幅をＷ２とする。ここで、リード２６の幅Ｗ２は、配線２０の幅Ｗ１より広く形成される。リード２６は、スズ、金、銅、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、アルミニウム、クロム、チタン、ニッケル、チタンタングステンなどの金属膜、金属化合物膜、又は、それらの複合膜によって形成されていてもよい。より好適には、スズを含む金属膜または、上述された金属膜、金属化合物膜、又は、それらの複合膜にスズメッキすることによって形成されていてもよい。また、リード２６は、その一部がベース基板２４の内側を通るように形成されていてもよい（図示せず）。
【００４４】
配線基板１００は、以上のいずれかの構成をなしていればよい。
【００４５】
本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法は、図２〜図５に示すように、半導体装置１の配線２０が形成された面と配線基板１００のリード２６が形成された面とを対向させ、位置合わせする工程と、配線２０とリード２６とを接触させる工程と、リード２６の一部と樹脂突起１８とを接着させることによって、半導体装置１を配線基板１００に仮固定する工程と、半導体装置１と、配線基板１００との間に接着剤２８を流入させる工程と、接着剤２８を熱処理し、接着層３０を形成する工程と、を含む。
【００４６】
図２（Ｂ）に示すように、第１の方向１１０に直交する方向（第２の方向１２０）において、配線２０のリード２６に対向し接触する面がリード２６上方に位置するように、半導体装置１と配線基板１００は位置合わせされてよい。好ましくは、第１の方向１１０における配線２０の中心点とリード２６の中心点（図示せず）が一致するように位置合わせされてもよい。
【００４７】
位置合わせする工程の後、ベース基板２４の水平方向の位置を維持したまま、図３（Ａ）に示すように、配線２０とリード２６との対向した面とを接触させる。図３（Ｂ）に示すように、リード２６の配線２０との接触部分を電気的接続部２７とする。図３（Ｂ）に示すように、樹脂突起１８が凹部１９を有しているため、配線２０とリード２６とを所定の位置において確実に接触させることができる。
【００４８】
仮固定する工程は、図４（Ａ）に示すように、半導体装置１およびベース基板２４の間に押圧力を加える工程を含む。押圧力を加えることによって、配線２０とリード２６との電気的接続部２７を樹脂突起１８内部へ押し込むように樹脂突起１８を弾性変形させることができる。このとき、電気的接続部２７以外のリード２６の配線２０に対向した面の一部が樹脂突起１８の凹部１９の底面に接触するまで押圧力が加えられる。樹脂突起１８が凹部１９を有していることによって、電気的接続部２７と配線２０とを確実に押し付けることができる。また、樹脂突起１８が凹部１９を有していることによって、押圧力を加えて樹脂突起１８を弾性変形させる際、可撓性を有した樹脂突起１８の樹脂成分が、リード２６の電気的接続部２７と配線２０との間に流入することを確実に防ぐことができる。図４（Ａ）に示すように、押圧力は、リード２６の配線２０と対向した面が、樹脂突起１８に接触するまで加えることができる。リード２６の樹脂突起１８との接着した部分を接着部２９とする。つまりは、リード２６の配線２０と接する部分を電気的接続部２７とし、樹脂突起１８と接する部分を接着部２９とする。上述のように樹脂突起１８は粘着性を有しているため、接着部２９においてリード２６と樹脂突起１８とが接着する。これによって、半導体装置１は、配線基板１００に仮固定されることができる。
【００４９】
仮固定をする工程は、加熱処理する工程を含んでいてもよい。つまり、加熱を行いながら、半導体装置１と配線基板１００とに押圧力を加えてもよい。例えば、半導体装置１に対してのみ熱を加えてもよい。樹脂突起１８が、加熱されることによって粘着性を発現する材料である場合、これによって、仮固定する工程において樹脂突起１８と接着部２９とを接着させることができる。この熱処理する工程は、１４０〜２８０℃で行われてもよい。例えば、配線２０が金（Ａｕ）を含み、リード２６がスズ（Ｓｎ）を含む場合であっても、加熱される温度が金（Ａｕ）とスズ（Ｓｎ）の共晶点より低いため、熱処理によるＡｕ−Ｓｎの合金形成を防ぐことができる。つまりは配線２０とリード２６との接触する部分において、Ａｕ−Ｓｎの拡散を防ぐことができ、配線２０とリード２６との電気的接続の信頼性を高めることができる。
【００５０】
配線２０の幅Ｗ１は、リード２６の幅Ｗ２より狭くなるように形成されている。これによって、仮固定する工程において、リード２６に電気的接続部２７と接着部２９とを確保することができる。
【００５１】
さらには、半導体装置１と配線基板１００に押圧力が加えられ、樹脂突起１８が弾性変形を行う場合に、配線２０に応力が集中することを防ぐことができる。よって、配線２０に押圧力によるクラックが発生することを防ぎ、配線２０とリード２６との電気的接続の信頼性が低下することを防ぐことができる。
【００５２】
仮固定する工程において、図４（Ｂ）に示すように、半導体装置１と配線基板１００との間にさらに押圧力を加えることによって、リード２６の配線２０に対向した面と連続する側面の一部を樹脂突起１８の一部が覆うように、リード２６を樹脂突起１８内部に押し込んでもよい。これによって、リード２６の側面の一部を接着部２９として仮固定に用いることができる。その結果、接着部の面積を増やすことができるため、仮固定の強度をより高めることができる。
【００５３】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、半導体装置１が配線基板１００に仮固定された状態で、半導体装置１と配線基板１００との間に接着剤２８が流入される。接着剤２８は、接合部を保護するためのアンダーフィルであってもよい。また接着剤２８は封止樹脂であってもよい。このとき、配線２０とリード２６の電気的接続部において、配線２０はリード２６の電気的接続部２７と樹脂突起１８によって覆われている。よって、電気的接続部における接着剤２８の配線２０の材料に対した密着性を考慮する必要が無い。例えば、配線２０が金（Ａｕ）を含む場合、接着剤２８は、金（Ａｕ）との密着性を考慮する必要がなくなるため、ベース基板２４やリード２６の材料などとの密着性を考慮した封止樹脂を用いることができる。これによって、半導体装置１と配線基板１００との密着性をより向上させることができる。接着剤２８は熱処理され、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、接着層３０が形成される。
【００５４】
以上の工程によって、本実施の形態に係る半導体モジュール１０００を製造してもよい。
【００５５】
本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５６】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法よれば、例えば、Ａｕ−Ｓｎ合金を形成することなく、リード２６と樹脂突起１８とを接着させることによって、半導体装置１と配線基板１００との仮固定を確実に行うことができる。
【００５７】
また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法よれば、樹脂突起１８が凹部１９を有していることから、配線基板１００に搭載される際、まずリード２６と配線２０とを所定箇所において確実に接触させることができる。これによれば、仮固定する工程において、電気的接続部２７を配線２０に確実に押し付けることが可能になる。
【００５８】
また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法よれば、樹脂突起１８が弾性変形をする場合に、配線２０と電気的接続部２７との間に樹脂突起１８の樹脂成分が流入することを防ぐことができる。
【００５９】
また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法よれば、仮固定する工程において、リード２６を樹脂突起１８の一部がリード２６の側面の一部を覆うように樹脂突起１８の内部に押し込ませることによって、仮固定の強度をさらに高めることができる。
【００６０】
また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法よれば、配線２０の幅Ｗ１は、リード２６の幅Ｗ２より狭くなるように形成されているため、配線２０に押圧力によるクラックが発生することを防ぐことができる。
【００６１】
また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法よれば、仮固定する工程における熱処理は１４０〜２８０℃で行われる。これによれば、配線２０が金を含み、リード２６がスズを含んでいる場合であっても、電気的接続部２７における金とスズの拡散を防ぐことができる。
【００６２】
以上によって、本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法によれば、半導体基板１と配線基板１００との接続信頼性の高い半導体モジュール１０００の製造方法を提供することができる。
【００６３】
３． 半導体モジュール
以下、図面を参照して、本実施の形態に係る半導体モジュールについて説明する。
【００６４】
本実施の形態に係る半導体モジュール１０００は、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、集積回路１２が形成された半導体基板１０と、半導体基板１０に形成され、集積回路１２に電気的に接続された複数の電極１４と、半導体基板１０上に形成され、電極１４上に開口を有するパッシベーション膜１６と、パッシベーション膜１６上に、第１の方向１１０に沿って配置された樹脂突起１８と、複数の電極１４上から樹脂突起１８上に至るように、第１の方向１１０と直交する第２の方向１２０に沿って形成された複数の配線２０と、を有する半導体装置１と、半導体装置１に対向して配置されたベース基板２４と、ベース基板２４の半導体装置１に対向する面上に形成され、配線２０の樹脂突起１８上にオーバーラップする部分に接触する複数のリード２６と、半導体装置１とベース基板２４の間に配置された接着層３０と、を含み、リード２６の配線２０に対向する面の第１の方向１１０に沿った幅Ｗ２は、配線２０のリード２６に対向する面の第１の方向１１０に沿った幅Ｗ１よりも広く、リード２６は、配線２０との電気的接続部２７と、樹脂突起１８との接着部２９と、を有する。
【００６５】
図６（Ａ）に示すように、接着層３０は、リード２６の配線２０に対向する面の一部であってもよい。また、図６（Ｂ）に示すように、接着層３０は、リード２６の配線２０に対向する面の一部と、配線２０に対向する面と隣り合う側面の一部であってもよい。
【００６６】
半導体モジュール１０００のその他の構成の詳細は上述されているため省略する。
【００６７】
半導体モジュール１０００は、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話等のような電子機器に用いられる液晶表示素子（ＬＣＤ）などに含まれていてもよい。
【００６８】
本実施の形態に係る半導体モジュール１０００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００６９】
本実施の形態に係る半導体モジュール１０００よれば、例えば、Ａｕ−Ｓｎ合金を形成することなく、リード２６の接着部２９と樹脂突起１８とによって仮固定が行われているため、金とスズの拡散が低減され、半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュールを提供することができる。
【００７０】
また、本実施の形態に係る半導体モジュール１０００よれば、リード２６が樹脂突起１８との接着部２８を有しているため、半導体基板と配線基板との接続信頼性の高い半導体モジュールを提供することができる。
【００７１】
上記のように、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールに使用される半導体装置を模式的に示す平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す半導体装置のIＢ−IＢ線断面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示す半導体装置のIＣ−IＣ線断面図である。
【図２】図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する図である。
【図３】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する図である。
【図４】図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する図である。
【図５】図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する図である。
【図６】図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体モジュールを説明する図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 半導体装置、１０ 半導体基板、１２ 集積回路、１４ 電極、１６ パッシベーション膜、１８ 樹脂突起、１９ 凹部、２０ 配線、２４ ベース基板、２６ リード、２７ 電気的接続部、２８ 接着剤、２９ 接着部、３０ 接着層、１００ 配線基板、１０００ 半導体モジュール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路が形成された半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記半導体基板上に形成され、前記電極上に開口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上に、第１の方向に沿って配置された樹脂突起と、
前記複数の電極上から前記樹脂突起上に至るように、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線と、
を有する半導体装置と、
前記半導体装置に対向して配置されたベース基板と、
前記ベース基板の前記半導体装置に対向する面上に形成され、前記配線の前記樹脂突起上にオーバーラップする部分に接触する複数のリードと、
前記半導体装置と前記ベース基板の間に配置された接着層と、
を含み、
前記リードの幅は、前記配線の幅よりも広く、
前記リードは、前記配線との電気的接続部と、前記樹脂突起との接着部と、
を有する、半導体モジュール。
【請求項２】
請求項１において、
前記接着部は、前記リードの前記配線に対向する面の一部である半導体モジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記接着部は、前記リードの前記配線に対向する面の一部と、前記面に隣り合う側面の一部である半導体モジュール。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項において、
前記リードはスズを含み、前記配線は金を含む半導体モジュール。
【請求項５】
集積回路が形成された半導体基板と、前記半導体基板に形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、前記半導体基板上に形成され、前記電極上に開口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上に、第１の方向に沿って配置された樹脂突起と、前記電極上から前記樹脂突起上に至るように、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線と、を有する半導体装置を準備する工程と、
前記半導体装置に対向して配置されたベース基板と、前記ベース基板の前記半導体装置に対向する面上に形成される複数のリードと、を有し、前記リードの幅は、前記配線の幅よりも広い配線基板を準備する工程と、
前記半導体装置の前記配線が形成された面と前記配線基板の前記リードが形成された面とを対向させ、位置合わせする工程と、
前記配線と前記リードとを接触させる工程と、
前記リードの一部と前記樹脂突起とを接着させることによって、前記半導体装置を前記配線基板に仮固定する工程と、
前記半導体装置と、前記配線基板との間に接着剤を流入させる工程と、
前記接着剤を熱処理し、接着層を形成する工程と、
を含む半導体モジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記樹脂突起は、前記複数の配線の隣り合う領域において、凹部を有する半導体モジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、
前記仮固定する工程において、前記樹脂突起は、粘着性を有する半導体モジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか１項において、
前記仮固定する工程は、前記半導体装置を前記配線基板に押圧することによって、前記樹脂突起を弾性変形させ、前記リードの一部と前記樹脂突起とを接着させる半導体モジュールの製造方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記樹脂突起と接着される前記リードの一部は、前記リードの前記配線に対向した面の一部である半導体モジュールの製造方法。
【請求項１０】
請求項５から請求項７のいずれか１項において、
前記仮固定する工程は、前記半導体装置を前記配線基板に押圧することによって、前記樹脂突起を弾性変形させ、前記リードを前記樹脂突起が前記リードの側面の一部を覆うように前記樹脂突起内に押し込んで、前記リードの一部と前記樹脂突起とを接着させる半導体モジュールの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記樹脂突起と接着される前記リードの一部は、前記リードの前記配線に対向する面の一部と、前記面に連続する側面の一部である半導体モジュールの製造方法。
【請求項１２】
請求項５から請求項１１のいずれか１項において、
前記リードはスズを含み、前記配線は金を含む半導体モジュールの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２項において、
前記仮固定する工程は、前記樹脂突起を加熱処理する工程を含む半導体モジュールの製造方法。
【請求項１４】
請求項１４項において、
前記加熱処理する工程は、１４０〜２８０℃で行われる半導体モジュールの製造方法。
【請求項１５】
集積回路が形成された半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記半導体基板上に形成され、前記電極上に開口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上に、第１の方向に沿って配置された樹脂突起と、
前記複数の電極上から前記樹脂突起上に至るように、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線と、
を含み、
前記樹脂突起は、前記複数の配線の隣り合う領域において、凹部を有する半導体装置。
【請求項１】
集積回路が形成された半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記半導体基板上に形成され、前記電極上に開口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上に、第１の方向に沿って配置された樹脂突起と、
前記複数の電極上から前記樹脂突起上に至るように、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線と、
を有する半導体装置と、
前記半導体装置に対向して配置されたベース基板と、
前記ベース基板の前記半導体装置に対向する面上に形成され、前記配線の前記樹脂突起上にオーバーラップする部分に接触する複数のリードと、
前記半導体装置と前記ベース基板の間に配置された接着層と、
を含み、
前記リードの幅は、前記配線の幅よりも広く、
前記リードは、前記配線との電気的接続部と、前記樹脂突起との接着部と、
を有する、半導体モジュール。
【請求項２】
請求項１において、
前記接着部は、前記リードの前記配線に対向する面の一部である半導体モジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記接着部は、前記リードの前記配線に対向する面の一部と、前記面に隣り合う側面の一部である半導体モジュール。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項において、
前記リードはスズを含み、前記配線は金を含む半導体モジュール。
【請求項５】
集積回路が形成された半導体基板と、前記半導体基板に形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、前記半導体基板上に形成され、前記電極上に開口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上に、第１の方向に沿って配置された樹脂突起と、前記電極上から前記樹脂突起上に至るように、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線と、を有する半導体装置を準備する工程と、
前記半導体装置に対向して配置されたベース基板と、前記ベース基板の前記半導体装置に対向する面上に形成される複数のリードと、を有し、前記リードの幅は、前記配線の幅よりも広い配線基板を準備する工程と、
前記半導体装置の前記配線が形成された面と前記配線基板の前記リードが形成された面とを対向させ、位置合わせする工程と、
前記配線と前記リードとを接触させる工程と、
前記リードの一部と前記樹脂突起とを接着させることによって、前記半導体装置を前記配線基板に仮固定する工程と、
前記半導体装置と、前記配線基板との間に接着剤を流入させる工程と、
前記接着剤を熱処理し、接着層を形成する工程と、
を含む半導体モジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記樹脂突起は、前記複数の配線の隣り合う領域において、凹部を有する半導体モジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、
前記仮固定する工程において、前記樹脂突起は、粘着性を有する半導体モジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか１項において、
前記仮固定する工程は、前記半導体装置を前記配線基板に押圧することによって、前記樹脂突起を弾性変形させ、前記リードの一部と前記樹脂突起とを接着させる半導体モジュールの製造方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記樹脂突起と接着される前記リードの一部は、前記リードの前記配線に対向した面の一部である半導体モジュールの製造方法。
【請求項１０】
請求項５から請求項７のいずれか１項において、
前記仮固定する工程は、前記半導体装置を前記配線基板に押圧することによって、前記樹脂突起を弾性変形させ、前記リードを前記樹脂突起が前記リードの側面の一部を覆うように前記樹脂突起内に押し込んで、前記リードの一部と前記樹脂突起とを接着させる半導体モジュールの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記樹脂突起と接着される前記リードの一部は、前記リードの前記配線に対向する面の一部と、前記面に連続する側面の一部である半導体モジュールの製造方法。
【請求項１２】
請求項５から請求項１１のいずれか１項において、
前記リードはスズを含み、前記配線は金を含む半導体モジュールの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２項において、
前記仮固定する工程は、前記樹脂突起を加熱処理する工程を含む半導体モジュールの製造方法。
【請求項１４】
請求項１４項において、
前記加熱処理する工程は、１４０〜２８０℃で行われる半導体モジュールの製造方法。
【請求項１５】
集積回路が形成された半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記半導体基板上に形成され、前記電極上に開口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上に、第１の方向に沿って配置された樹脂突起と、
前記複数の電極上から前記樹脂突起上に至るように、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って形成された複数の配線と、
を含み、
前記樹脂突起は、前記複数の配線の隣り合う領域において、凹部を有する半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１７１１９１（Ｐ２０１０−１７１１９１Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２１８６（Ｐ２００９−１２１８６）
【出願日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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