半導体装置およびその製造方法
【課題】半導体パッケージの配線容量を低減するためにランド径を小さくした場合でも、ランドと絶縁基材との間で所望の接合強度を実現する。
【解決手段】絶縁基材１１と、絶縁基材１１の一方の面１１ｂに形成され、開口部１３ａを備えた絶縁膜１３と、絶縁基材１１の一方の面１１ｂに形成され、開口部１３ａの内側に配置されたランド１５であって、ランド１５の外周面１５ａと開口部１３ａの内周面１３ｂとが接触するランド１５と、を有している。
【解決手段】絶縁基材１１と、絶縁基材１１の一方の面１１ｂに形成され、開口部１３ａを備えた絶縁膜１３と、絶縁基材１１の一方の面１１ｂに形成され、開口部１３ａの内側に配置されたランド１５であって、ランド１５の外周面１５ａと開口部１３ａの内周面１３ｂとが接触するランド１５と、を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯機器などの小型電子機器では、機器の小型化および高機能化に対応するために、回路基板上への半導体パッケージ（半導体装置）の高密度実装化の要求が高まっている。この要求を満たすために、非常に小型の半導体パッケージが考案されている。その一例として、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｌｌｅｙ）型の半導体装置が知られている。
【０００３】
ＢＧＡ型の半導体パッケージでは、パッケージ底面に半田によるボール状の電極（半田ボール）が格子状に配設されていることで、実装面積の縮小化が図られている。半田ボールは、絶縁基材上に形成されたランド上に搭載されている。
【０００４】
ＢＧＡ型半導体パッケージにおいてさらなる小型化を実現するためには、半田ボールの小型化や、絶縁基材上に形成された、半田ボールを搭載するランドの小型化も必要となる。しかしながら、ランドや半田ボールの小型化には、ランドと半田ボールとの間の接触面積、あるいはランドと絶縁基材との間の接触面積の縮小を伴うため、それらの接合強度を低下させるという問題がある。
【０００５】
これらの問題のうち、ランドと絶縁基材との接合強度の低下を抑制するための構造として、ＳＭＤ（Ｓｏｌｄｅｒ Ｍａｓｋ Ｄｅｆｉｎｅｄ）構造が知られている。
【０００６】
ＳＭＤ構造では、絶縁基材上に、ランドの上面の一部、すなわち周縁部のみを覆うように、ソルダーレジストが設けられている。このような構成により、ランドがソルダーレジストによって固定され、その結果、ランドと絶縁基材との接合強度を向上させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１９９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のＳＭＤ構造では、ランドの上面の一部（周縁部）がソルダーレジストに覆われているため、ランドと、ランド上に搭載される半田ボールとの間の接触面積が小さくなる。つまり、ランドと半田ボールとの接合強度を維持するためには、ランド径を所定以上に小さくすることはできず、その場合、半導体パッケージの配線容量を低減することが困難になる。そこで、半導体パッケージの配線容量を低減するためにランド径を小さくした場合でも、ランドと絶縁基材との間で所望の接合強度を実現することができる新たな構造が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明の半導体装置は、絶縁基材と、絶縁基材の一方の面に形成され、開口部を備えた絶縁膜と、絶縁基材の一方の面に形成され、開口部の内側に配置されたランドであって、ランドの外周面と開口部の内周面とが接触するランドと、を有している。
【００１０】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁基材の一方の面にランドを形成する工程と、ランド上に、ランドを覆うように、ランドの平面形状と実質的に相似な平面形状を有し、ランドの径よりも大きな径を有する印刷マスクを配置する工程と、絶縁基材の一方の面の、印刷マスクで覆われた以外の領域に、液状の絶縁材料を塗布する工程と、印刷マスクを除去し、塗布された絶縁材料に開口部を形成する工程と、液状の絶縁材料に形成された開口部が狭められ、開口部の内周面とランドの外周面とが接触した後、絶縁材料を硬化させ、絶縁膜を形成する工程と、を含んでいる。
【００１１】
このような半導体装置およびその製造方法によれば、絶縁基材上に形成されたランドは、その外周面が開口部の内周面と接触した状態で、絶縁基材上の絶縁膜に形成された開口部の内側に配置されることになる。このような接触により、ランドと絶縁基材との十分な接合強度を確保しながら、ランド径を所定以上に小さくすることができる。その結果、半導体装置の配線容量を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、本発明によれば、半導体パッケージの配線容量を低減するためにランド径を小さくした場合でも、ランドと絶縁基材との間で所望の接合強度を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の半導体装置に用いる配線基板の製造工程の各工程を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における、配線基板上への絶縁膜の形成工程の一工程を概略的に示す図である。
【図４】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図３に続く工程を概略的に示す図である。
【図５】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図４に続く工程を概略的に示す図である。
【図６】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図５に続く工程を概略的に示す図である。
【図７】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図６に続く工程を概略的に示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態における半導体装置の製造方法の各工程を概略的に示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における、配線基板上への絶縁膜の形成工程の一工程を概略的に示す図である。
【図１０】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図９に続く工程を概略的に示す図である。
【図１１】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図１０に続く工程を概略的に示す図である。
【図１２】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図１１に続く工程を概略的に示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態における、配線基板上への絶縁膜の形成工程の一工程を概略的に示す図である。
【図１４】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図１３に続く工程を概略的に示す図である。
【図１５】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図１４に続く工程を概略的に示す図である。
【図１６】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図１５に続く工程を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態における半導体装置の構成について説明する。
【００１６】
図１（ａ）は、本実施形態の半導体装置を概略的に示す断面図であり、基板に垂直な方向の断面を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）において破線円で囲まれた領域付近を拡大して示す概略断面図である。
【００１７】
本実施形態の半導体装置１は、上面（第１の面）１１ａと、上面に対向する下面（第２の面）１１ｂとを有する、ガラスエポキシ等の絶縁基材１１を有している。
【００１８】
絶縁基材１１の上面１１ａには、Ｃｕ等の導電材料からなり、所望の配線パターンを有する配線層１４と、配線層１４を部分的に覆うソルダーレジスト（絶縁膜）１２とが形成されている。配線層１４の、ソルダーレジスト１２から露出された領域には、接続パッド１４ａが形成されている。一方、絶縁基材１１の下面１１ｂには、Ｃｕ等の導電材料からなるランド１５および配線１６と、ランド１５を露出させる開口部１３ａ（図１（ｂ）参照）を備えたソルダーレジスト１３とが形成されている。また、絶縁基材１１には、絶縁基材１１を貫通して、Ｃｕ等の導電材料からなる貫通配線１７が形成されている。貫通配線１７は、上面１１ａの配線層１４と下面１１ｂ側の配線１５とにそれぞれ接続され、これにより、接続パッド１４ａとランド１５とが電気的に接続されている。本実施形態では、絶縁基材１１、ソルダーレジスト１２，１３、配線層１４、ランド１５、配線１６、および貫通配線１７によって、配線基板１０が構成されている。
【００１９】
半導体装置１は、ＤＡＦ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｆｉｌｍ）などの接着部材２を介して絶縁基材１１の上面１１ａに搭載された半導体チップ３を有している。半導体チップ３は、例えばＳｉ基板の一面に形成された論理回路や記憶回路などの周辺に、複数の電極パッド３ａを有している。また、電極パッド３ａを除く半導体チップ３の一面には、回路形成面を保護するパッシベーション膜が形成されている。半導体チップ３は、電極パッド３ａがワイヤ４によって接続パッド１４に接続されていることで、ランド１５と電気的に接続されている。また、絶縁基材１１の上面１１ａには、半導体チップ３を覆うように、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる封止体５が形成されている。
【００２０】
さらに、半導体装置１は、絶縁基材１１の下面１１ｂ上のランド１５に搭載され、半田等からなる導電性の半田ボール（ボール電極）６を有している。
【００２１】
図１（ｂ）を参照すると、本実施形態では、半田ボール６を搭載するランド１５は、ソルダーレジスト１３に形成された開口部１３ａの内側に、その外周面１５ａが開口部１３ａの内周面１３ｂと接触した状態で配置されている。このような配置（接触）により、ＳＭＤ構造と同等の接合強度を維持しながら、ランド１５と絶縁基材１１との間の接触面積、すなわちランド径を小さくすることができる。その結果、半導体パッケージ（半導体装置）の配線容量を低減することができる。また、ランド径を小さくすることで、ランド間の隙間を大きくすることができ、それにより、ランド間を通る配線の引き回しが容易になる。
【００２２】
ところで、ソルダーレジストにほぼ円筒状の開口部が形成され、そこにソルダーレジストの膜厚よりも厚さの薄いランドが配置されている場合、半田ボールは、ランドに搭載される際に、開口部の内周面の端部（ソルダーレジストの表面との境界）に接触する。そのため、半田ボールには、この接触部分を基点とする破断が発生する場合がある。
【００２３】
これを抑制するために、開口部１３ａは、図１（ｂ）に示すように、ソルダーレジスト１３の表面側の一部がテーパ状に形成されていることが好ましい。すなわち、開口部１３ａは、ランド１５側から開口端側に向かって開口面積が大きくなるテーパ状に形成されていることが好ましい。このような構成により、半田ボール６は、ランド１５に搭載される際に、開口部１３ａのテーパ面（開口端側の内周面１３ｂ）でソルダーレジスト１３と接触することになり、その結果、半田ボール６における破断の発生を低減することが可能となる。
【００２４】
また、開口部１３ａの内周面１３ｂは、開口端側の部分が、後述する製造方法により、テーパ面として形成されるだけでなく、凸曲面状に形成されている。これにより、開口部１３ａの内周面１３ｂとソルダーレジスト１３の表面とは滑らかに接続されることになる。この滑らかな曲面部分に半田ボール６が接触することも、半田ボール６における破断の発生を低減することにとって有利となる。
【００２５】
次に、図２を参照して、本実施形態の半導体装置に用いる配線基板の製造工程について説明する。図２は、上述の製造工程の各工程を概略的に示す断面図である。
【００２６】
まず、ガラスエポキシ等の絶縁基材１１を準備する。
【００２７】
次に、絶縁基材１１の上面１１ａに、例えば厚さ１０μｍ程度のＣｕ等の金属層を貼り付ける。そして、金属層を所望の配線パターンになるようにエッチングし、図２（ａ）に示すように、上面１１ａ側の配線層１４を形成する。また、上面１１ａ側と同様に、絶縁基材１１の下面１１ｂにＣｕ等からなる配線パターンを形成し、所望のピッチで配置されたランド１５と、ランド１５と貫通配線１７とを接続する配線１６とを形成する。そして、絶縁基材１１の所定位置に開口部（図示せず）と貫通孔を形成し、Ｃｕ等の導電材料を貫通孔内に埋め込んで、貫通配線１７を形成する。
【００２８】
次に、絶縁基材１１の上面１１ａおよび下面１１ｂのほぼ全面に、絶縁膜、例えばソルダーレジスト１２，１３を形成する。このとき、絶縁基材１１の上面１１ａ側では、配線層１４の、ソルダーレジスト１２によって覆われない領域に、接続パッド１４ａが形成される。また、絶縁基材１１の下面１１ｂ側では、ランド１５に対応する位置に、後述するようなプロセスで、開口部１３ａが形成される。こうして、図２（ｂ）に示すような配線基板１０が完成する。
【００２９】
なお、ここでは図示していないが、ソルダーレジスト１２，１３を形成した後、給電パターンを用いて電解メッキを行い、絶縁基材１１の上面１１ａおよび下面１１ｂの各配線パターンのソルダーレジストから露出した面上に、例えばＮｉメッキとＡｕメッキからなるメッキ層を形成する。ＮｉメッキはＣｕ拡散防止、Ａｕメッキは酸化防止の目的で形成される。
【００３０】
ここで、図３から図７を参照して、図２に示す配線基板の製造工程におけるソルダーレジストの形成工程、特に絶縁基材の下面側への詳細な形成工程について説明する。
【００３１】
図３から図７は、上述のソルダーレジスト形成工程の各工程を示す図である。各（ａ）図は、絶縁基材を下面側から見た平面図であり、ランド付近を拡大して示している。各（ｂ）図は、各（ａ）図のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。なお、図３に示す絶縁基材は、図２（ａ）に示す絶縁基材に対応しており、図７に示す絶縁基材は、図２（ｂ）に示す絶縁基材に対応している。
【００３２】
まず、図３に示すように、絶縁基材１１の下面１１ｂに、ほぼ円形状のランド１５と、配線１６と、ランド１５と配線１６とを接続するネック部１８とを形成する。
【００３３】
次に、図４に示すように、ランド１５上に、ランド１５を覆うように印刷マスク７を配置する。このとき、印刷マスク７は、ランド１５の平面形状と実質的に相似な平面形状を有し、ランド１５の径よりも大きい径を有するように配置される。なお、ここでは、１つのランド１５のみ図示しているが、印刷マスク７は、グリッドアレイ状に配置された全てのランド１５上に配置されている。全ての印刷マスク７は、それぞれ連結され、一体化されている。
【００３４】
次に、図５に示すように、絶縁基材１１の下面１１ｂの、印刷マスク７で覆われた以外の領域に、液状の絶縁材料（ソルダーレジスト）１３を塗布する。
【００３５】
次に、図６に示すように、印刷マスク７を除去し、ソルダーレジスト１３に開口部１３ａを形成する。このとき、開口部１３ａは、ランド１５の周囲の絶縁基材１１を露出するように形成される。
【００３６】
その後、絶縁基材１１上の液状のソルダーレジスト１３は、開口部１３ａを狭めながら、ランド１５に向かって塗れ広がる。そして、開口部１３ａの内周面１３ｂが、ランド１５の外周面１５ａに接触すると、図７に示すように、開口部１３ａの内周面１３ｂの一部がテーパ面として形成される。このようなソルダーレジスト１３を、ＵＶ照射あるいは加熱によって硬化させることで、図２（ｂ）に示す配線基板１０が得られる。
【００３７】
なお、ランド１５上に印刷マスク７を配置する工程では、印刷マスク７をランド１５に対してほぼ同心状に配置するのが好ましい。すなわち、ランド１５の平面形状の中心と、印刷マスク７の平面形状の中心とが実質的に一致するように、ランド１５上に印刷マスク７を配置することが好ましい。これにより、開口部１３ａの内周面１３ｂ全体を、ほぼ同時にランド１５の外周面１５ａに接触させることができる。それにより、開口部１３ａの内周面１３ｂ全体にわたってほぼ均一なテーパ面を形成することができ、半田ボール６における破断の発生をより一層抑制することができる。
【００３８】
次に、図８を参照して、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。
【００３９】
図８は、本実施形態の半導体装置の製造方法の各工程を概略的に示す断面図である。なお、本実施形態の半導体装置は、ＭＡＰ（Ｍｏｌｄ Ａｒｒａｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ）方式によって製造される。すなわち、配線基板上の設けられた複数の製品形成部のそれぞれに半導体チップを搭載し、半導体チップが搭載された複数の製品形成部を封止体によって一括して覆った後に、配線基板を個々の製品形成部毎に分割して個片化することで、半導体装置が製造される。
【００４０】
まず、ダイボンディング工程を行う。具体的には、図８（ａ）に示すように、ダイボンディング装置（図示せず）を用いて、配線基板１０の各製品形成部２０のほぼ中央に、半導体チップ３を搭載する。半導体チップ３は、電極パッド３ａが形成された面と反対の面が、配線基板１０の接続パッド１４ａが形成された面（絶縁基材１１の上面１１ａ）に接着固定される。半導体チップ３の接着固定には、ＤＡＦの他、絶縁性の接着剤などの接着部材２が用いられる。
【００４１】
次に、全ての製品形成部２に半導体チップ１０を搭載した後で、ワイヤボンディング工程を行う。ワイヤボンディング工程では、図８（ｂ）に示すように、半導体チップ３の電極パッド３ａと、それに対応する製品形成部２０の接続パッド１４ａとを導電性のワイヤ４によって接続する。具体的には、まず、例えばＡｕやＣｕ等からなるワイヤ４の一端を、ワイヤボンディング装置（図示せず）によって溶融し、その先端にボールを形成する。そして、その一端を、ワイヤボンディング装置によって半導体チップ３の電極パッド３ａに超音波熱圧着する。同様に、ワイヤ４の他端を、配線基板１０上の対応する接続パッド１４ａに超音波熱圧着する。なお、ワイヤ４は、半導体チップ３の角部との干渉を避けるために所定のループ形状を描くように形成される。
【００４２】
次に、ワイヤボンディングが完了した後で封止工程を行い、図８（ｃ）に示すように、配線基板１０上に、半導体チップ３を覆う封止体５を形成する。具体的には、まず、ワイヤボンディング工程が完了した配線基板１０を、例えばトランスファモールド装置（図示せず）の、上型と下型とからなる成形金型によって型締めする。トランスファモールド装置のゲートから、その成形金型の上型と下型とによって形成されたキャビティ内に、熱硬化性の封止樹脂（例えばエポキシ樹脂）を注入する。キャビティ内に封止樹脂を充填した後、所定の温度（例えば１８０℃）で封止樹脂を熱硬化させ、封止体５を形成する。その後、成形金型から配線基板１０を取り出し、所定の温度（例えば１８０℃）でベークすることで封止体５を完全に硬化させる。これにより、配線基板１０上に、全ての半導体チップ３を一括して覆う封止体５が形成される。
【００４３】
次に、配線基板１０上のランド１５の配置に合わせて複数の吸着孔が形成されたボールマウンター（図示せず）を用いて、ボールマウント工程を行う。具体的には、例えば半田などからなる半田ボール６をボールマウンターの吸着孔に保持し、保持された半田ボール６を、フラックスを介して、図８（ｄ）に示すように、配線基板１０のランド１５に一括搭載する。半田ボール６を搭載した後、配線基板１０をリフローし、外部端子となるバンプ電極を形成する。
【００４４】
次に、基板ダイシング工程を行う。具体的には、まず、配線基板１０の封止体５をダイシングテープ８に接着し、ダイシングテープ８によって配線基板１０を支持する。その後、ダイシング装置（図示せず）のダイシングブレードによって、配線基板１０を、ダイシングライン９に沿って縦横に切断して、図８（ｅ）に示すように、各製品形成部２０ごとに分離する。切断分離後、ダイシングテープ８からピックアップすることで、図１に示すような半導体装置１が得られる。
【００４５】
（第２の実施形態）
次に、図９から図１２を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４６】
本実施形態は、第１の実施形態における半導体装置の製造方法において、図４から図７に示すソルダーレジストの形成工程を変更したものである。したがって、以下で説明する工程以外、本実施形態の半導体装置の製造方法は、第１の実施形態と同様である。また、製造される半導体装置の構成も、第１の実施形態と同様である。
【００４７】
図９から図１２は、本実施形態におけるソルダーレジスト形成工程の各工程を概略的に示す断面図である。各（ａ）図は、絶縁基材を下面側から見た平面図であり、ランド付近を拡大して示している。各（ｂ）図は、各（ａ）図のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【００４８】
本実施形態のソルダーレジスト形成工程は、ソルダーレジストの、Ｃｕ等からなる配線層への濡れ広がり性が、絶縁基材への濡れ広がり性よりも良い場合に適用される。ここでいう配線層とは、絶縁基材の下面側の、ランド、ネック部、および配線を意味する。
【００４９】
まず、絶縁基材１１の下面１１ｂに、図３に示す第１の実施形態と同様の、ほぼ円形状のランド１５と、配線１６と、ランド１５と配線１６とを接続するネック部１８とを形成する。
【００５０】
次に、図９に示すように、ランド１５上に、ランド１５を覆うように印刷マスク７を配置する。このとき、印刷マスク７は、第１の実施形態と同様に、ランド１５の平面形状と実質的に相似な平面形状を有し、ランド１５の径よりも大きい径を有するように配置される。さらに、本実施形態では、外周面に凸部７ａが形成された印刷マスク７を、その凸部７ａがネック部１８に対応する位置に配置されるように、ランド１５上に配置する。なお、ここでも、１つのランド１５のみ図示しているが、印刷マスク７は、グリッドアレイ状に配置された全てのランド１５上に配置されている。全ての印刷マスク７は、それぞれ連結され、一体化されている。
【００５１】
次に、図１０に示すように、絶縁基材１１の下面１１ｂの、印刷マスク７で覆われた以外の領域に、液状の絶縁材料（ソルダーレジスト）１３を塗布する。
【００５２】
次に、図１１に示すように、印刷マスク７を除去し、ソルダーレジスト１３に開口部１３ａを形成する。このとき、開口部１３ａは、ランド１５の周囲の絶縁基材１１を露出するように形成される。さらに、本実施形態では、印刷マスク７の凸部７ａが、ネック部１８に対応する位置に配置されていたことで、開口部１３ａは、ネック部１８近傍での開口部１３ａとランド１５との間隔が他の部分よりも長くなるように形成される。
【００５３】
その後、絶縁基材１１上の液状のソルダーレジスト１３は、開口部１３ａを狭めながら、ランド１５に向かって塗れ広がる。このとき、本実施形態では、ソルダーレジスト１３の濡れ広がり性が、配線層（ネック部１８）と絶縁基材１１との間で異なっている。すなわち、配線層（ネック部１８）での濡れ広がり性が、絶縁基材１１での濡れ広がり性よりも良くなっている。そのため、液状のソルダーレジスト１３は、ネック部１８近傍以外の絶縁基材１１上よりも、ネック部１８上で濡れ広がりが大きくなる。このような濡れ広がり性に対して、上述のように、開口部１３ａは予め、ネック部１８近傍での開口部１３ａとランド１５との間隔が他の部分よりも長くなるように形成されている。したがって、開口部１３ａの内周面１３ｂがランド１５の外周面１５ａに接触すると、それとほぼ同時に、ネック部１８上のソルダーレジスト１３が、ネック部１８とランド１５との境界に達するようになっている。このようにして、図１２に示すように、ほぼ円形状のランド１５の周縁に沿って、第１の実施形態と同様のテーパ面（内周面１３ｂ）が形成される。そして、このようなソルダーレジスト１３を、ＵＶ照射あるいは加熱によって硬化させる。これにより、図２（ｂ）に示す配線基板１０と同様の配線基板が得られる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、図１３から図１６を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００５５】
本実施形態も、第２の実施形態と同様に、第１の実施形態おける半導体装置の製造方法に対して、ソルダーレジストの形成工程を変更した変形例である。本実施形態のソルダーレジストの形成工程は、第２の実施形態の場合とは反対に、ソルダーレジストの絶縁基材への濡れ広がり性が、配線層への濡れ広がり性よりも良い場合に適用される。
【００５６】
図１３から図１６は、本実施形態におけるソルダーレジスト形成工程の各工程を概略的に示す断面図である。各（ａ）図は、絶縁基材を下面側から見た平面図であり、ランド付近を拡大して示している。各（ｂ）図は、各（ａ）図のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。
【００５７】
まず、絶縁基材１１の下面１１ｂに、図３に示す第１の実施形態と同様の、ほぼ円形状のランド１５と、配線１６と、ランド１５と配線１６とを接続するネック部１８とを形成する。
【００５８】
次に、図１３に示すように、ランド１５上に、ランド１５を覆うように印刷マスク７を配置する。このとき、印刷マスク７は、第１の実施形態と同様に、ランド１５の平面形状と実質的に相似な平面形状を有し、ランド１５の径よりも大きい径を有するように配置される。さらに、本実施形態では、外周面に凹部７ｂが形成された印刷マスク７を、その凹部７ｂがネック部１８に対応する位置に配置されるように、ランド１５上に配置する。なお、ここでも、１つのランド１５のみ図示しているが、印刷マスク７は、グリッドアレイ状に配置された全てのランド１５上に配置されている。全ての印刷マスク７は、それぞれ連結され、一体化されている。
【００５９】
次に、図１４に示すように、絶縁基材１１の下面１１ｂの、印刷マスク７で覆われた以外の領域に、液状の絶縁材料（ソルダーレジスト）１３を塗布する。
【００６０】
次に、図１５に示すように、印刷マスク７を除去し、ソルダーレジスト１３に開口部１３ａを形成する。このとき、開口部１３ａは、ランド１５の周囲の絶縁基材１１を露出するように形成される。さらに、本実施形態では、印刷マスク７の凹部７ｂが、ネック部１８に対応する位置に配置されていたことで、開口部１３ａは、ネック部１８近傍での開口部１３ａとランド１５との間隔が他の部分よりも短くなるように形成される。
【００６１】
その後、絶縁基材１１上の液状のソルダーレジスト１３は、開口部１３ａを狭めながら、ランド１５に向かって塗れ広がる。このとき、本実施形態では、ソルダーレジスト１３の濡れ広がり性が、配線層（ネック部１８）と絶縁基材１１との間で異なっている。すなわち、絶縁基材１１での濡れ広がり性が、配線層（ネック部１８）での濡れ広がり性よりも良くなっている。そのため、液状のソルダーレジスト１３は、ネック部１８上よりも、ネック部１８近傍以外の絶縁基材１１上で濡れ広がりが大きくなる。このような濡れ広がり性に対して、上述のように、開口部１３ａは予め、ネック部１８近傍での開口部１３ａとランド１５との間隔が他の部分よりも短くなるように形成されている。したがって、開口部１３ａの内周面１３ｂがランド１５の外周面１５ａに接触すると、それとほぼ同時に、ネック部１８上のソルダーレジスト１３が、ネック部１８とランド１５との境界に達するようになっている。このようにして、図１６に示すように、ほぼ円形のランド１５の周縁に沿って、第１の実施形態と同様のテーパ面（内周面１３ｂ）が形成される。そして、このようなソルダーレジスト１３を、ＵＶ照射あるいは加熱によって硬化させる。これにより、図２（ｂ）に示す配線基板１０と同様の配線基板が得られる。
【００６２】
以上、本発明をいくつかの実施形態に基づき説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その精神と範囲から逸脱することなく修正および変更が可能であることは言うまでもない。
【００６３】
例えば、上述した実施形態では、本発明を、配線基板に１つの半導体チップを搭載した半導体装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、２つ以上の半導体チップを搭載したＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｐａｃｋａｇｅ）型の半導体装置に適用することもできる。
【００６４】
また、上述した実施形態では、半導体チップと配線基板とが、ワイヤによって接続されていたが、フリップチップ接続によって接続されるように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１ 半導体装置
２ 接着部材
３ 半導体チップ
３ａ 電極パッド
４ ワイヤ
５ 封止体
６ 半田ボール
７ 印刷マスク
７ａ 凸部
７ｂ 凹部
１０ 配線基板
１１ 絶縁基材
１１ａ 上面
１１ｂ 下面
１２，１３ ソルダーレジスト
１３ａ 開口部
１３ｂ 内周面
１４ 配線層
１４ａ 接続パッド
１５ ランド
１５ａ 外周面
１６ 配線
１７ 貫通配線
１８ ネック部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯機器などの小型電子機器では、機器の小型化および高機能化に対応するために、回路基板上への半導体パッケージ（半導体装置）の高密度実装化の要求が高まっている。この要求を満たすために、非常に小型の半導体パッケージが考案されている。その一例として、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｌｌｅｙ）型の半導体装置が知られている。
【０００３】
ＢＧＡ型の半導体パッケージでは、パッケージ底面に半田によるボール状の電極（半田ボール）が格子状に配設されていることで、実装面積の縮小化が図られている。半田ボールは、絶縁基材上に形成されたランド上に搭載されている。
【０００４】
ＢＧＡ型半導体パッケージにおいてさらなる小型化を実現するためには、半田ボールの小型化や、絶縁基材上に形成された、半田ボールを搭載するランドの小型化も必要となる。しかしながら、ランドや半田ボールの小型化には、ランドと半田ボールとの間の接触面積、あるいはランドと絶縁基材との間の接触面積の縮小を伴うため、それらの接合強度を低下させるという問題がある。
【０００５】
これらの問題のうち、ランドと絶縁基材との接合強度の低下を抑制するための構造として、ＳＭＤ（Ｓｏｌｄｅｒ Ｍａｓｋ Ｄｅｆｉｎｅｄ）構造が知られている。
【０００６】
ＳＭＤ構造では、絶縁基材上に、ランドの上面の一部、すなわち周縁部のみを覆うように、ソルダーレジストが設けられている。このような構成により、ランドがソルダーレジストによって固定され、その結果、ランドと絶縁基材との接合強度を向上させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１９９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のＳＭＤ構造では、ランドの上面の一部（周縁部）がソルダーレジストに覆われているため、ランドと、ランド上に搭載される半田ボールとの間の接触面積が小さくなる。つまり、ランドと半田ボールとの接合強度を維持するためには、ランド径を所定以上に小さくすることはできず、その場合、半導体パッケージの配線容量を低減することが困難になる。そこで、半導体パッケージの配線容量を低減するためにランド径を小さくした場合でも、ランドと絶縁基材との間で所望の接合強度を実現することができる新たな構造が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明の半導体装置は、絶縁基材と、絶縁基材の一方の面に形成され、開口部を備えた絶縁膜と、絶縁基材の一方の面に形成され、開口部の内側に配置されたランドであって、ランドの外周面と開口部の内周面とが接触するランドと、を有している。
【００１０】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁基材の一方の面にランドを形成する工程と、ランド上に、ランドを覆うように、ランドの平面形状と実質的に相似な平面形状を有し、ランドの径よりも大きな径を有する印刷マスクを配置する工程と、絶縁基材の一方の面の、印刷マスクで覆われた以外の領域に、液状の絶縁材料を塗布する工程と、印刷マスクを除去し、塗布された絶縁材料に開口部を形成する工程と、液状の絶縁材料に形成された開口部が狭められ、開口部の内周面とランドの外周面とが接触した後、絶縁材料を硬化させ、絶縁膜を形成する工程と、を含んでいる。
【００１１】
このような半導体装置およびその製造方法によれば、絶縁基材上に形成されたランドは、その外周面が開口部の内周面と接触した状態で、絶縁基材上の絶縁膜に形成された開口部の内側に配置されることになる。このような接触により、ランドと絶縁基材との十分な接合強度を確保しながら、ランド径を所定以上に小さくすることができる。その結果、半導体装置の配線容量を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、本発明によれば、半導体パッケージの配線容量を低減するためにランド径を小さくした場合でも、ランドと絶縁基材との間で所望の接合強度を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の半導体装置に用いる配線基板の製造工程の各工程を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における、配線基板上への絶縁膜の形成工程の一工程を概略的に示す図である。
【図４】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図３に続く工程を概略的に示す図である。
【図５】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図４に続く工程を概略的に示す図である。
【図６】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図５に続く工程を概略的に示す図である。
【図７】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図６に続く工程を概略的に示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態における半導体装置の製造方法の各工程を概略的に示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における、配線基板上への絶縁膜の形成工程の一工程を概略的に示す図である。
【図１０】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図９に続く工程を概略的に示す図である。
【図１１】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図１０に続く工程を概略的に示す図である。
【図１２】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図１１に続く工程を概略的に示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態における、配線基板上への絶縁膜の形成工程の一工程を概略的に示す図である。
【図１４】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図１３に続く工程を概略的に示す図である。
【図１５】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図１４に続く工程を概略的に示す図である。
【図１６】配線基板上への絶縁膜の形成工程の、図１５に続く工程を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態における半導体装置の構成について説明する。
【００１６】
図１（ａ）は、本実施形態の半導体装置を概略的に示す断面図であり、基板に垂直な方向の断面を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）において破線円で囲まれた領域付近を拡大して示す概略断面図である。
【００１７】
本実施形態の半導体装置１は、上面（第１の面）１１ａと、上面に対向する下面（第２の面）１１ｂとを有する、ガラスエポキシ等の絶縁基材１１を有している。
【００１８】
絶縁基材１１の上面１１ａには、Ｃｕ等の導電材料からなり、所望の配線パターンを有する配線層１４と、配線層１４を部分的に覆うソルダーレジスト（絶縁膜）１２とが形成されている。配線層１４の、ソルダーレジスト１２から露出された領域には、接続パッド１４ａが形成されている。一方、絶縁基材１１の下面１１ｂには、Ｃｕ等の導電材料からなるランド１５および配線１６と、ランド１５を露出させる開口部１３ａ（図１（ｂ）参照）を備えたソルダーレジスト１３とが形成されている。また、絶縁基材１１には、絶縁基材１１を貫通して、Ｃｕ等の導電材料からなる貫通配線１７が形成されている。貫通配線１７は、上面１１ａの配線層１４と下面１１ｂ側の配線１５とにそれぞれ接続され、これにより、接続パッド１４ａとランド１５とが電気的に接続されている。本実施形態では、絶縁基材１１、ソルダーレジスト１２，１３、配線層１４、ランド１５、配線１６、および貫通配線１７によって、配線基板１０が構成されている。
【００１９】
半導体装置１は、ＤＡＦ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｆｉｌｍ）などの接着部材２を介して絶縁基材１１の上面１１ａに搭載された半導体チップ３を有している。半導体チップ３は、例えばＳｉ基板の一面に形成された論理回路や記憶回路などの周辺に、複数の電極パッド３ａを有している。また、電極パッド３ａを除く半導体チップ３の一面には、回路形成面を保護するパッシベーション膜が形成されている。半導体チップ３は、電極パッド３ａがワイヤ４によって接続パッド１４に接続されていることで、ランド１５と電気的に接続されている。また、絶縁基材１１の上面１１ａには、半導体チップ３を覆うように、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる封止体５が形成されている。
【００２０】
さらに、半導体装置１は、絶縁基材１１の下面１１ｂ上のランド１５に搭載され、半田等からなる導電性の半田ボール（ボール電極）６を有している。
【００２１】
図１（ｂ）を参照すると、本実施形態では、半田ボール６を搭載するランド１５は、ソルダーレジスト１３に形成された開口部１３ａの内側に、その外周面１５ａが開口部１３ａの内周面１３ｂと接触した状態で配置されている。このような配置（接触）により、ＳＭＤ構造と同等の接合強度を維持しながら、ランド１５と絶縁基材１１との間の接触面積、すなわちランド径を小さくすることができる。その結果、半導体パッケージ（半導体装置）の配線容量を低減することができる。また、ランド径を小さくすることで、ランド間の隙間を大きくすることができ、それにより、ランド間を通る配線の引き回しが容易になる。
【００２２】
ところで、ソルダーレジストにほぼ円筒状の開口部が形成され、そこにソルダーレジストの膜厚よりも厚さの薄いランドが配置されている場合、半田ボールは、ランドに搭載される際に、開口部の内周面の端部（ソルダーレジストの表面との境界）に接触する。そのため、半田ボールには、この接触部分を基点とする破断が発生する場合がある。
【００２３】
これを抑制するために、開口部１３ａは、図１（ｂ）に示すように、ソルダーレジスト１３の表面側の一部がテーパ状に形成されていることが好ましい。すなわち、開口部１３ａは、ランド１５側から開口端側に向かって開口面積が大きくなるテーパ状に形成されていることが好ましい。このような構成により、半田ボール６は、ランド１５に搭載される際に、開口部１３ａのテーパ面（開口端側の内周面１３ｂ）でソルダーレジスト１３と接触することになり、その結果、半田ボール６における破断の発生を低減することが可能となる。
【００２４】
また、開口部１３ａの内周面１３ｂは、開口端側の部分が、後述する製造方法により、テーパ面として形成されるだけでなく、凸曲面状に形成されている。これにより、開口部１３ａの内周面１３ｂとソルダーレジスト１３の表面とは滑らかに接続されることになる。この滑らかな曲面部分に半田ボール６が接触することも、半田ボール６における破断の発生を低減することにとって有利となる。
【００２５】
次に、図２を参照して、本実施形態の半導体装置に用いる配線基板の製造工程について説明する。図２は、上述の製造工程の各工程を概略的に示す断面図である。
【００２６】
まず、ガラスエポキシ等の絶縁基材１１を準備する。
【００２７】
次に、絶縁基材１１の上面１１ａに、例えば厚さ１０μｍ程度のＣｕ等の金属層を貼り付ける。そして、金属層を所望の配線パターンになるようにエッチングし、図２（ａ）に示すように、上面１１ａ側の配線層１４を形成する。また、上面１１ａ側と同様に、絶縁基材１１の下面１１ｂにＣｕ等からなる配線パターンを形成し、所望のピッチで配置されたランド１５と、ランド１５と貫通配線１７とを接続する配線１６とを形成する。そして、絶縁基材１１の所定位置に開口部（図示せず）と貫通孔を形成し、Ｃｕ等の導電材料を貫通孔内に埋め込んで、貫通配線１７を形成する。
【００２８】
次に、絶縁基材１１の上面１１ａおよび下面１１ｂのほぼ全面に、絶縁膜、例えばソルダーレジスト１２，１３を形成する。このとき、絶縁基材１１の上面１１ａ側では、配線層１４の、ソルダーレジスト１２によって覆われない領域に、接続パッド１４ａが形成される。また、絶縁基材１１の下面１１ｂ側では、ランド１５に対応する位置に、後述するようなプロセスで、開口部１３ａが形成される。こうして、図２（ｂ）に示すような配線基板１０が完成する。
【００２９】
なお、ここでは図示していないが、ソルダーレジスト１２，１３を形成した後、給電パターンを用いて電解メッキを行い、絶縁基材１１の上面１１ａおよび下面１１ｂの各配線パターンのソルダーレジストから露出した面上に、例えばＮｉメッキとＡｕメッキからなるメッキ層を形成する。ＮｉメッキはＣｕ拡散防止、Ａｕメッキは酸化防止の目的で形成される。
【００３０】
ここで、図３から図７を参照して、図２に示す配線基板の製造工程におけるソルダーレジストの形成工程、特に絶縁基材の下面側への詳細な形成工程について説明する。
【００３１】
図３から図７は、上述のソルダーレジスト形成工程の各工程を示す図である。各（ａ）図は、絶縁基材を下面側から見た平面図であり、ランド付近を拡大して示している。各（ｂ）図は、各（ａ）図のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。なお、図３に示す絶縁基材は、図２（ａ）に示す絶縁基材に対応しており、図７に示す絶縁基材は、図２（ｂ）に示す絶縁基材に対応している。
【００３２】
まず、図３に示すように、絶縁基材１１の下面１１ｂに、ほぼ円形状のランド１５と、配線１６と、ランド１５と配線１６とを接続するネック部１８とを形成する。
【００３３】
次に、図４に示すように、ランド１５上に、ランド１５を覆うように印刷マスク７を配置する。このとき、印刷マスク７は、ランド１５の平面形状と実質的に相似な平面形状を有し、ランド１５の径よりも大きい径を有するように配置される。なお、ここでは、１つのランド１５のみ図示しているが、印刷マスク７は、グリッドアレイ状に配置された全てのランド１５上に配置されている。全ての印刷マスク７は、それぞれ連結され、一体化されている。
【００３４】
次に、図５に示すように、絶縁基材１１の下面１１ｂの、印刷マスク７で覆われた以外の領域に、液状の絶縁材料（ソルダーレジスト）１３を塗布する。
【００３５】
次に、図６に示すように、印刷マスク７を除去し、ソルダーレジスト１３に開口部１３ａを形成する。このとき、開口部１３ａは、ランド１５の周囲の絶縁基材１１を露出するように形成される。
【００３６】
その後、絶縁基材１１上の液状のソルダーレジスト１３は、開口部１３ａを狭めながら、ランド１５に向かって塗れ広がる。そして、開口部１３ａの内周面１３ｂが、ランド１５の外周面１５ａに接触すると、図７に示すように、開口部１３ａの内周面１３ｂの一部がテーパ面として形成される。このようなソルダーレジスト１３を、ＵＶ照射あるいは加熱によって硬化させることで、図２（ｂ）に示す配線基板１０が得られる。
【００３７】
なお、ランド１５上に印刷マスク７を配置する工程では、印刷マスク７をランド１５に対してほぼ同心状に配置するのが好ましい。すなわち、ランド１５の平面形状の中心と、印刷マスク７の平面形状の中心とが実質的に一致するように、ランド１５上に印刷マスク７を配置することが好ましい。これにより、開口部１３ａの内周面１３ｂ全体を、ほぼ同時にランド１５の外周面１５ａに接触させることができる。それにより、開口部１３ａの内周面１３ｂ全体にわたってほぼ均一なテーパ面を形成することができ、半田ボール６における破断の発生をより一層抑制することができる。
【００３８】
次に、図８を参照して、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。
【００３９】
図８は、本実施形態の半導体装置の製造方法の各工程を概略的に示す断面図である。なお、本実施形態の半導体装置は、ＭＡＰ（Ｍｏｌｄ Ａｒｒａｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ）方式によって製造される。すなわち、配線基板上の設けられた複数の製品形成部のそれぞれに半導体チップを搭載し、半導体チップが搭載された複数の製品形成部を封止体によって一括して覆った後に、配線基板を個々の製品形成部毎に分割して個片化することで、半導体装置が製造される。
【００４０】
まず、ダイボンディング工程を行う。具体的には、図８（ａ）に示すように、ダイボンディング装置（図示せず）を用いて、配線基板１０の各製品形成部２０のほぼ中央に、半導体チップ３を搭載する。半導体チップ３は、電極パッド３ａが形成された面と反対の面が、配線基板１０の接続パッド１４ａが形成された面（絶縁基材１１の上面１１ａ）に接着固定される。半導体チップ３の接着固定には、ＤＡＦの他、絶縁性の接着剤などの接着部材２が用いられる。
【００４１】
次に、全ての製品形成部２に半導体チップ１０を搭載した後で、ワイヤボンディング工程を行う。ワイヤボンディング工程では、図８（ｂ）に示すように、半導体チップ３の電極パッド３ａと、それに対応する製品形成部２０の接続パッド１４ａとを導電性のワイヤ４によって接続する。具体的には、まず、例えばＡｕやＣｕ等からなるワイヤ４の一端を、ワイヤボンディング装置（図示せず）によって溶融し、その先端にボールを形成する。そして、その一端を、ワイヤボンディング装置によって半導体チップ３の電極パッド３ａに超音波熱圧着する。同様に、ワイヤ４の他端を、配線基板１０上の対応する接続パッド１４ａに超音波熱圧着する。なお、ワイヤ４は、半導体チップ３の角部との干渉を避けるために所定のループ形状を描くように形成される。
【００４２】
次に、ワイヤボンディングが完了した後で封止工程を行い、図８（ｃ）に示すように、配線基板１０上に、半導体チップ３を覆う封止体５を形成する。具体的には、まず、ワイヤボンディング工程が完了した配線基板１０を、例えばトランスファモールド装置（図示せず）の、上型と下型とからなる成形金型によって型締めする。トランスファモールド装置のゲートから、その成形金型の上型と下型とによって形成されたキャビティ内に、熱硬化性の封止樹脂（例えばエポキシ樹脂）を注入する。キャビティ内に封止樹脂を充填した後、所定の温度（例えば１８０℃）で封止樹脂を熱硬化させ、封止体５を形成する。その後、成形金型から配線基板１０を取り出し、所定の温度（例えば１８０℃）でベークすることで封止体５を完全に硬化させる。これにより、配線基板１０上に、全ての半導体チップ３を一括して覆う封止体５が形成される。
【００４３】
次に、配線基板１０上のランド１５の配置に合わせて複数の吸着孔が形成されたボールマウンター（図示せず）を用いて、ボールマウント工程を行う。具体的には、例えば半田などからなる半田ボール６をボールマウンターの吸着孔に保持し、保持された半田ボール６を、フラックスを介して、図８（ｄ）に示すように、配線基板１０のランド１５に一括搭載する。半田ボール６を搭載した後、配線基板１０をリフローし、外部端子となるバンプ電極を形成する。
【００４４】
次に、基板ダイシング工程を行う。具体的には、まず、配線基板１０の封止体５をダイシングテープ８に接着し、ダイシングテープ８によって配線基板１０を支持する。その後、ダイシング装置（図示せず）のダイシングブレードによって、配線基板１０を、ダイシングライン９に沿って縦横に切断して、図８（ｅ）に示すように、各製品形成部２０ごとに分離する。切断分離後、ダイシングテープ８からピックアップすることで、図１に示すような半導体装置１が得られる。
【００４５】
（第２の実施形態）
次に、図９から図１２を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４６】
本実施形態は、第１の実施形態における半導体装置の製造方法において、図４から図７に示すソルダーレジストの形成工程を変更したものである。したがって、以下で説明する工程以外、本実施形態の半導体装置の製造方法は、第１の実施形態と同様である。また、製造される半導体装置の構成も、第１の実施形態と同様である。
【００４７】
図９から図１２は、本実施形態におけるソルダーレジスト形成工程の各工程を概略的に示す断面図である。各（ａ）図は、絶縁基材を下面側から見た平面図であり、ランド付近を拡大して示している。各（ｂ）図は、各（ａ）図のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【００４８】
本実施形態のソルダーレジスト形成工程は、ソルダーレジストの、Ｃｕ等からなる配線層への濡れ広がり性が、絶縁基材への濡れ広がり性よりも良い場合に適用される。ここでいう配線層とは、絶縁基材の下面側の、ランド、ネック部、および配線を意味する。
【００４９】
まず、絶縁基材１１の下面１１ｂに、図３に示す第１の実施形態と同様の、ほぼ円形状のランド１５と、配線１６と、ランド１５と配線１６とを接続するネック部１８とを形成する。
【００５０】
次に、図９に示すように、ランド１５上に、ランド１５を覆うように印刷マスク７を配置する。このとき、印刷マスク７は、第１の実施形態と同様に、ランド１５の平面形状と実質的に相似な平面形状を有し、ランド１５の径よりも大きい径を有するように配置される。さらに、本実施形態では、外周面に凸部７ａが形成された印刷マスク７を、その凸部７ａがネック部１８に対応する位置に配置されるように、ランド１５上に配置する。なお、ここでも、１つのランド１５のみ図示しているが、印刷マスク７は、グリッドアレイ状に配置された全てのランド１５上に配置されている。全ての印刷マスク７は、それぞれ連結され、一体化されている。
【００５１】
次に、図１０に示すように、絶縁基材１１の下面１１ｂの、印刷マスク７で覆われた以外の領域に、液状の絶縁材料（ソルダーレジスト）１３を塗布する。
【００５２】
次に、図１１に示すように、印刷マスク７を除去し、ソルダーレジスト１３に開口部１３ａを形成する。このとき、開口部１３ａは、ランド１５の周囲の絶縁基材１１を露出するように形成される。さらに、本実施形態では、印刷マスク７の凸部７ａが、ネック部１８に対応する位置に配置されていたことで、開口部１３ａは、ネック部１８近傍での開口部１３ａとランド１５との間隔が他の部分よりも長くなるように形成される。
【００５３】
その後、絶縁基材１１上の液状のソルダーレジスト１３は、開口部１３ａを狭めながら、ランド１５に向かって塗れ広がる。このとき、本実施形態では、ソルダーレジスト１３の濡れ広がり性が、配線層（ネック部１８）と絶縁基材１１との間で異なっている。すなわち、配線層（ネック部１８）での濡れ広がり性が、絶縁基材１１での濡れ広がり性よりも良くなっている。そのため、液状のソルダーレジスト１３は、ネック部１８近傍以外の絶縁基材１１上よりも、ネック部１８上で濡れ広がりが大きくなる。このような濡れ広がり性に対して、上述のように、開口部１３ａは予め、ネック部１８近傍での開口部１３ａとランド１５との間隔が他の部分よりも長くなるように形成されている。したがって、開口部１３ａの内周面１３ｂがランド１５の外周面１５ａに接触すると、それとほぼ同時に、ネック部１８上のソルダーレジスト１３が、ネック部１８とランド１５との境界に達するようになっている。このようにして、図１２に示すように、ほぼ円形状のランド１５の周縁に沿って、第１の実施形態と同様のテーパ面（内周面１３ｂ）が形成される。そして、このようなソルダーレジスト１３を、ＵＶ照射あるいは加熱によって硬化させる。これにより、図２（ｂ）に示す配線基板１０と同様の配線基板が得られる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、図１３から図１６を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００５５】
本実施形態も、第２の実施形態と同様に、第１の実施形態おける半導体装置の製造方法に対して、ソルダーレジストの形成工程を変更した変形例である。本実施形態のソルダーレジストの形成工程は、第２の実施形態の場合とは反対に、ソルダーレジストの絶縁基材への濡れ広がり性が、配線層への濡れ広がり性よりも良い場合に適用される。
【００５６】
図１３から図１６は、本実施形態におけるソルダーレジスト形成工程の各工程を概略的に示す断面図である。各（ａ）図は、絶縁基材を下面側から見た平面図であり、ランド付近を拡大して示している。各（ｂ）図は、各（ａ）図のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。
【００５７】
まず、絶縁基材１１の下面１１ｂに、図３に示す第１の実施形態と同様の、ほぼ円形状のランド１５と、配線１６と、ランド１５と配線１６とを接続するネック部１８とを形成する。
【００５８】
次に、図１３に示すように、ランド１５上に、ランド１５を覆うように印刷マスク７を配置する。このとき、印刷マスク７は、第１の実施形態と同様に、ランド１５の平面形状と実質的に相似な平面形状を有し、ランド１５の径よりも大きい径を有するように配置される。さらに、本実施形態では、外周面に凹部７ｂが形成された印刷マスク７を、その凹部７ｂがネック部１８に対応する位置に配置されるように、ランド１５上に配置する。なお、ここでも、１つのランド１５のみ図示しているが、印刷マスク７は、グリッドアレイ状に配置された全てのランド１５上に配置されている。全ての印刷マスク７は、それぞれ連結され、一体化されている。
【００５９】
次に、図１４に示すように、絶縁基材１１の下面１１ｂの、印刷マスク７で覆われた以外の領域に、液状の絶縁材料（ソルダーレジスト）１３を塗布する。
【００６０】
次に、図１５に示すように、印刷マスク７を除去し、ソルダーレジスト１３に開口部１３ａを形成する。このとき、開口部１３ａは、ランド１５の周囲の絶縁基材１１を露出するように形成される。さらに、本実施形態では、印刷マスク７の凹部７ｂが、ネック部１８に対応する位置に配置されていたことで、開口部１３ａは、ネック部１８近傍での開口部１３ａとランド１５との間隔が他の部分よりも短くなるように形成される。
【００６１】
その後、絶縁基材１１上の液状のソルダーレジスト１３は、開口部１３ａを狭めながら、ランド１５に向かって塗れ広がる。このとき、本実施形態では、ソルダーレジスト１３の濡れ広がり性が、配線層（ネック部１８）と絶縁基材１１との間で異なっている。すなわち、絶縁基材１１での濡れ広がり性が、配線層（ネック部１８）での濡れ広がり性よりも良くなっている。そのため、液状のソルダーレジスト１３は、ネック部１８上よりも、ネック部１８近傍以外の絶縁基材１１上で濡れ広がりが大きくなる。このような濡れ広がり性に対して、上述のように、開口部１３ａは予め、ネック部１８近傍での開口部１３ａとランド１５との間隔が他の部分よりも短くなるように形成されている。したがって、開口部１３ａの内周面１３ｂがランド１５の外周面１５ａに接触すると、それとほぼ同時に、ネック部１８上のソルダーレジスト１３が、ネック部１８とランド１５との境界に達するようになっている。このようにして、図１６に示すように、ほぼ円形のランド１５の周縁に沿って、第１の実施形態と同様のテーパ面（内周面１３ｂ）が形成される。そして、このようなソルダーレジスト１３を、ＵＶ照射あるいは加熱によって硬化させる。これにより、図２（ｂ）に示す配線基板１０と同様の配線基板が得られる。
【００６２】
以上、本発明をいくつかの実施形態に基づき説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その精神と範囲から逸脱することなく修正および変更が可能であることは言うまでもない。
【００６３】
例えば、上述した実施形態では、本発明を、配線基板に１つの半導体チップを搭載した半導体装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、２つ以上の半導体チップを搭載したＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｐａｃｋａｇｅ）型の半導体装置に適用することもできる。
【００６４】
また、上述した実施形態では、半導体チップと配線基板とが、ワイヤによって接続されていたが、フリップチップ接続によって接続されるように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１ 半導体装置
２ 接着部材
３ 半導体チップ
３ａ 電極パッド
４ ワイヤ
５ 封止体
６ 半田ボール
７ 印刷マスク
７ａ 凸部
７ｂ 凹部
１０ 配線基板
１１ 絶縁基材
１１ａ 上面
１１ｂ 下面
１２，１３ ソルダーレジスト
１３ａ 開口部
１３ｂ 内周面
１４ 配線層
１４ａ 接続パッド
１５ ランド
１５ａ 外周面
１６ 配線
１７ 貫通配線
１８ ネック部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基材と、
前記絶縁基材の一方の面に形成され、開口部を備えた絶縁膜と、
前記絶縁基材の前記一方の面に形成され、前記開口部の内側に配置されたランドであって、該ランドの外周面と前記開口部の内周面とが接触するランドと、
を有する半導体装置。
【請求項２】
配線基板と、該配線基板の一方の面に搭載された半導体チップと、前記配線基板の他方の面に形成されたボール電極と、を有し、
前記配線基板が、
前記半導体チップが搭載される第１の面と、該第１の面に対向する第２の面とを有する絶縁基材と、
前記絶縁基材の前記第２の面に形成され、開口部を備えた絶縁膜と、
前記絶縁基材の前記第２の面に形成され、前記ボール電極を搭載するランドであって、該ランドの外周面と前記開口部の内周面とが接触するように、前記開口部の内側に配置されたランドと、を有する、
半導体装置。
【請求項３】
前記開口部は、該開口部内に配置された前記ランド側から開口端側に向かって開口面積が大きくなるテーパ状に形成されている、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記開口部の前記内周面は、前記ソルダーレジストの表面と滑らかに接続するように、前記開口端側が凸曲面状に形成されている、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
絶縁基材の一方の面にランドを形成する工程と、
前記ランド上に、該ランドを覆うように、前記ランドの平面形状と実質的に相似な平面形状を有し、前記ランドの径よりも大きな径を有する印刷マスクを配置する工程と、
前記絶縁基材の前記一方の面の、前記印刷マスクで覆われた以外の領域に、液状の絶縁材料を塗布する工程と、
前記印刷マスクを除去し、塗布された前記絶縁材料に開口部を形成する工程と、
液状の前記絶縁材料に形成された前記開口部が狭められ、該開口部の内周面と前記ランドの外周面とが接触した後、前記絶縁材料を硬化させ、絶縁膜を形成する工程と、
を含む、半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記印刷マスクを配置する工程が、前記ランドの平面形状の中心と、前記印刷マスクの平面形状の中心とが実質的に一致するように、前記ランド上に前記印刷マスクを配置することを含む、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記ランドを形成する工程が、前記ランドと共に、該ランドと配線とを接続するネック部を形成することを含み、
前記印刷マスクを配置する工程が、前記印刷マスクの外周面に形成された凸部が前記ネック部に対応する位置に配置されるように、前記ランド上に前記印刷マスクを配置することを含む、請求項５または６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記ランドを形成する工程が、前記ランドと共に、該ランドと配線とを接続するネック部を形成することを含み、
前記印刷マスクを配置する工程が、前記印刷マスクの外周面に形成された凹部が前記ネック部に対応する位置に配置されるように、前記ランド上に前記印刷マスクを配置することを含む、請求項５または６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１】
絶縁基材と、
前記絶縁基材の一方の面に形成され、開口部を備えた絶縁膜と、
前記絶縁基材の前記一方の面に形成され、前記開口部の内側に配置されたランドであって、該ランドの外周面と前記開口部の内周面とが接触するランドと、
を有する半導体装置。
【請求項２】
配線基板と、該配線基板の一方の面に搭載された半導体チップと、前記配線基板の他方の面に形成されたボール電極と、を有し、
前記配線基板が、
前記半導体チップが搭載される第１の面と、該第１の面に対向する第２の面とを有する絶縁基材と、
前記絶縁基材の前記第２の面に形成され、開口部を備えた絶縁膜と、
前記絶縁基材の前記第２の面に形成され、前記ボール電極を搭載するランドであって、該ランドの外周面と前記開口部の内周面とが接触するように、前記開口部の内側に配置されたランドと、を有する、
半導体装置。
【請求項３】
前記開口部は、該開口部内に配置された前記ランド側から開口端側に向かって開口面積が大きくなるテーパ状に形成されている、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記開口部の前記内周面は、前記ソルダーレジストの表面と滑らかに接続するように、前記開口端側が凸曲面状に形成されている、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
絶縁基材の一方の面にランドを形成する工程と、
前記ランド上に、該ランドを覆うように、前記ランドの平面形状と実質的に相似な平面形状を有し、前記ランドの径よりも大きな径を有する印刷マスクを配置する工程と、
前記絶縁基材の前記一方の面の、前記印刷マスクで覆われた以外の領域に、液状の絶縁材料を塗布する工程と、
前記印刷マスクを除去し、塗布された前記絶縁材料に開口部を形成する工程と、
液状の前記絶縁材料に形成された前記開口部が狭められ、該開口部の内周面と前記ランドの外周面とが接触した後、前記絶縁材料を硬化させ、絶縁膜を形成する工程と、
を含む、半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記印刷マスクを配置する工程が、前記ランドの平面形状の中心と、前記印刷マスクの平面形状の中心とが実質的に一致するように、前記ランド上に前記印刷マスクを配置することを含む、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記ランドを形成する工程が、前記ランドと共に、該ランドと配線とを接続するネック部を形成することを含み、
前記印刷マスクを配置する工程が、前記印刷マスクの外周面に形成された凸部が前記ネック部に対応する位置に配置されるように、前記ランド上に前記印刷マスクを配置することを含む、請求項５または６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記ランドを形成する工程が、前記ランドと共に、該ランドと配線とを接続するネック部を形成することを含み、
前記印刷マスクを配置する工程が、前記印刷マスクの外周面に形成された凹部が前記ネック部に対応する位置に配置されるように、前記ランド上に前記印刷マスクを配置することを含む、請求項５または６に記載の半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−６９７４３（Ｐ２０１３−６９７４３Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０５６０６（Ｐ２０１１−２０５６０６）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（５００１７４２４７）エルピーダメモリ株式会社 (2,599)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（５００１７４２４７）エルピーダメモリ株式会社 (2,599)
【Ｆターム（参考）】
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