半導体装置および半導体装置の製造方法
【課題】支持基板上に半導体チップをフェイスダウン実装した構成において、半導体チップの裏面上に板状材を水平に搭載可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置１-1は、支持基板３上に突起電極７を介して半導体チップ５がフェイスダウン実装され、これらの支持基板３−半導体チップ５間に樹脂９が充填された構成である。特に、半導体チップ５は、支持基板３側に対向して配置された実装面５ａと反対側の裏面５ｂに、段差部Ａを有している。この段差部Ａは、半導体チップ５の裏面５ｂにおける周端縁を切り欠いて設けられている。
【解決手段】半導体装置１-1は、支持基板３上に突起電極７を介して半導体チップ５がフェイスダウン実装され、これらの支持基板３−半導体チップ５間に樹脂９が充填された構成である。特に、半導体チップ５は、支持基板３側に対向して配置された実装面５ａと反対側の裏面５ｂに、段差部Ａを有している。この段差部Ａは、半導体チップ５の裏面５ｂにおける周端縁を切り欠いて設けられている。
【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半導体装置の製造方法に関し、特には支持基板に対して半導体チップをフェイスダウン実装してなる半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電極形成面を備えた支持基板上に半導体チップをフェイスダウン実装してなる半導体装置においては、支持基板上の電極と半導体チップ上の電極とが突起電極によって接続されている。また、突起電極同士のショートを防止し、支持基板と半導体チップとの接合強度の向上を図ることを目的とし、支持基板と半導体チップとの間には樹脂が充填された構成となっている。
【０００３】
このような構成の半導体装置の製造においては、支持基板の電極面上に樹脂を塗布し、樹脂の塗布面上に半導体チップを配置し、半導体チップの裏面側からボンディングへッドを押圧する。これにより、支持基板側または半導体チップ側に設けた突起電極を介して電極間を接続すると共に、支持基板−半導体チップ間に樹脂が充填された状態とする。
【０００４】
この際、支持基板−半導体チップ間からはみだした樹脂がボンディングへッドに付着することのないように、半導体チップの単面の全周に段差部を設け、電極が形成された一方の面の面積が他方の面の面積よりも小さくなる形状とする構成が提案されている。これにより、段差部が樹脂のせき止め部として機能し、素子の取り付け時に樹脂が周囲の部材に付着することを防止できるとしている（下記特許文献1参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５０８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながらこのような構成では、半導体チップの電極が形成された面、すなわち素子の形成面の面積が段差部によって削られるため、半導体チップのチップ面積に占める実効的な素子の形成面積が狭くなり、半導体装置の小型化を妨げる要因となる。
【０００７】
また上述した製造方法では、樹脂中にボイドが発生し易い。これを防止する方法として、支持基板上に半導体チップを実装した後に、ノズルから供給した樹脂を、毛細管現象によって支持基板−半導体チップ間に引き込んで充填する方法が行われている。しかしながらこの方法においては、樹脂の供給が終了したノズルを支持基板上における半導体チップの近傍から引き上げる際に、ノズルに引きずられた樹脂が半導体チップの裏面に付着する場合がある。この場合、半導体チップの裏面上に半導体チップやヒートシンクのような板状材を搭載すると、半導体チップと板状材との間に部分的に付着した樹脂が挟まれ、板状材が傾いたり半導体チップと板状材との間に隙間が出来て密着力が不足するなどの問題が発生する。またこのような問題は、上記特許文献１に記載された構成であっても解決することはできない。
【０００８】
そこで発明は、支持基板上に半導体チップをフェイスダウン実装した構成において、半導体チップの裏面上に板状材を水平に搭載可能で、これにより半導体チップと板状材との密着性を確保して信頼性の向上が図られた半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するための本発明の半導体装置は、支持基板上に突起電極を介して半導体チップがフェイスダウン実装され、これらの支持基板−半導体チップ間に樹脂が充填された構成である。特に、半導体チップは、支持基板側に対向して配置された実装面と反対側の裏面に、段差部を有している。この段差部は、半導体チップの裏面における周端縁を切り欠いて設けられている。
【００１０】
このような構成の半導体装置では、フェイスダウン実装された半導体チップの裏面側を切り欠いた段差部が樹脂溜まりとなる。このため、支持基板−半導体チップ間からはみ出した樹脂が半導体チップの側壁を這い上がる樹脂が段差部に溜められ、半導体チップにおける裏面の最上部にまで乗り上げることが防止され、半導体チップの裏面が平坦に保たれる。
【００１１】
また本発明の半導体装置の製造方法は、上述した構成の半導体装置の製造方法であり、支持基板上に半導体チップをフェイスダウン実装した後、ノズルの先端からの供給によって半導体チップと支持基板との間に樹脂を充填する。この際、ノズルの先端は、支持基板上において半導体チップの段差部に近接する位置に配置する。
【００１２】
このような製造方法により、ノズルの先端の動作に依存して樹脂が半導体チップの端縁に這い上がっても、段差部に樹脂が溜められるため、半導体チップにおける裏面の最上部にまで乗り上げることが防止され、半導体チップの裏面が平坦に保たれる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、支持基板上に半導体チップをフェイスダウン実装した構成において、半導体チップの裏面の最上部への樹脂の乗り上げを防止することで半導体チップの裏面を平坦に保つことができる。これにより、半導体チップの裏面上に放熱板や他の半導体チップ等の板状材を水平に搭載することができ、半導体チップと板状材との密着性が確保されて、信頼性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の半導体装置の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態の半導体装置の製造工程図（その１）である。
【図３】第１実施形態の半導体装置の製造工程図（その１）である。
【図４】第１実施形態の半導体装置にさらに板状材を搭載した構成の図である。
【図５】第２実施形態の半導体装置の構成を示す図である。
【図６】第２実施形態の半導体装置の製造工程図（その１）である。
【図７】第２実施形態の半導体装置の製造工程図（その１）である。
【図８】第２実施形態の半導体装置にさらに板状材を搭載した構成の図である。
【図９】第３実施形態の半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１０】第４実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。
【図１１】第５実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。
【図１２】第６実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施の形態を以下の順序で説明する。
１．第１実施形態（半導体チップの２辺に段差部を設けた例）
２．第２実施形態（半導体チップの１辺に段差部を設けた例）
３．第３実施形態（段差の底部を斜めにした例）
４．第４実施形態（半導体チップの２辺に連続した段差部を設けた例）
５．第５実施形態（半導体チップの１辺の一部のみに段差部を設けた例）
６．第６実施形態（半導体チップの全周に連続した段差部を設けた例）
【００１６】
＜１．第１実施形態＞
［半導体装置の構成］
図１（ａ）は第１実施形態の半導体装置の断面図であり、図１（ｂ）は第１実施形態の半導体装置の平面図である。図１（ａ）は図１（ｂ）におけるＡ−Ａ’断面に相当する。
【００１７】
これらの図に示すように、半導体装置１-1は、支持基板３上に半導体チップ５がフェイスダウン実装されたものである。支持基板３と半導体チップ５との間には、突起電極７が挟持されていると共に、樹脂９が充填された構成となっている。以下、これらの各部材で構成される半導体装置１-1の詳細な構成について説明する。
【００１８】
支持基板３は、半導体チップ７が実装された実装面３ａに、電極１１を露出させたものであり、実装面３ａ側に配線を設けた回路基板であって良い。またこの支持基板３は、基板の内部に配線を積層させたインターポーザ基板であっても良く、さらにはこの支持基板３自体が半導体チップであっても良い。
【００１９】
このような支持基板３の実装面３ａ上には、半導体チップ５を搭載する部分を囲む状態で、樹脂９の外部流出を防止するためのダム１３が設けられていることとする。またこのダム１３の外周部分には、半導体装置１-1をさらに他の基板材に搭載した際に、外部との接続を図るための電極１１ａが設けられていても良い。尚、支持基板３は、実装面３ａと反対側の裏面３ｂに、電極１１ａが引き出されていても良い。
【００２０】
半導体チップ５は、支持基板３側に向けられた実装面５ａに、電極１５を露出させたものである。各電極１５は、支持基板３の実装面３ａに設けられた電極１１に対して１：１で対向するように設けられている。この半導体チップ５は、電極１５が設けられた実装面５ａがアクティブ面として用いられており、電極１５の他、ここでの図示を省略した半導体素子や配線などが実装面５ａ側に形成されている。
【００２１】
特に本第１実施形態においては、半導体チップ５における実装面５ａと反対側の裏面５ｂに、段差部Ａが設けられているところが特徴的である。この段差部Ａは、半導体チップ５の裏面５ｂにおける周端縁を切り欠いた形状であり、半導体チップ５の全板厚Ｔに対して差部部Ａの板厚Ｔ１が小さくなるように構成されている。本第１実施形態においては、この段差部Ａが、半導体チップ５において対向する２辺にわたって設けられていることとする。
【００２２】
ここで段差部Ａの板厚Ｔ１は、段差部Ａの強度を十分に保つことができる大きさで、かつ段差部Ａの実装面５ａにも電極１５や半導体素子を形成するのに十分な大きさが確保されていることとする。一方、半導体チップ５の全幅Ｗに対して、全板厚Ｔに保たれている部分の幅Ｗ１は、半導体チップ５の裏面５ｂ上に搭載される板状材を安定した状態で保持できる範囲の大きさが確保されていることとする。また、段差部ＡのＷ２は、段差部Ａの強度を十分に保つことができる範囲に抑えられていることとする。以上のような段差部Ａは、上述したような強度が確保される範囲内で、容積ができるだけ大きく確保されていることが好ましい。
【００２３】
尚、支持基板３の実装面３ａに設けられたダム１３は、半導体チップ５において段差部Ａが設けられている辺のうちの一方に近接する部分において、半導体チップ５との間隔が他の部分よりも広くなるように設定されていることとする。
【００２４】
突起電極７は、支持基板３における実装面３上の電極１１と、半導体チップ５における実装面５ａ上の電極１５との間に挟持され、これらの電極１１−１５間を電気的に接続するものである。
【００２５】
樹脂９は、一般的にアンダーフィルと呼ばれるものであって、突起電極７間のショートを防止するため、および支持基板３−半導体チップ５間の接着性を強固にして半導体装置１-1の機械的強度を確保するためのものである。このような樹脂９は、例えば熱硬化性樹脂を用いて構成され、突起電極７を挟持させたことによって生じた支持基板３−半導体チップ５間の隙間に充填されている。
【００２６】
［半導体装置の製造方法］
図２および図３は、第１実施形態の半導体装置の製造工程を示す製造工程図であり、次にこれらの図に従って半導体装置１-1の製造方法を説明する。
【００２７】
先ず、図２（１）に示すように、半導体ウェハ２１の一主面側をアクティブ面２１ａとし、このアクティブ面２１ａ側に、ここでの図示を省略した半導体素子や配線、さらには電極１５が形成された複数の半導体チップ領域５-1を形成する。
【００２８】
次に、図２（２）に示すように、ウェハ２１におけるアクティブ面２１ａと反対側の裏面２１ｂにおいて、半導体チップ領域５-1間に相当する部分に、一方向に向かう幅広の溝２１ｃを形成する。ここでは、裏面２１ｂ側に幅広の切削用のブレード２３を当接させることによって、溝２１ｃを形成する。またここで形成する溝２１ｃは、両側の半導体チップ領域５-1にまで食い込む幅で形成されることとする。
【００２９】
次いで、図２（３）に示すように、ウェハ２１を、各半導体チップ領域５-1毎に分割する。ここでは、半導体チップ領域５-1間の幅よりも狭い幅の切削用のブレード２５を用いることにより、半導体チップ領域５-1に影響が及ぶことのないように、ウェハ２１を分断する。特に、溝２１ｃが形成されている方向でのウェハ２１の分割は、溝２１ｃの中央部において溝２１ｃの底部にブレード２５を当接させることによって溝２１ｃの幅方向中央部でウェハ２１を分断する。
【００３０】
これにより、図２（４）に示すように、電極１５が形成された実装面５ａと反対側の裏面５ｂに、周端縁を切り欠いた段差部Ａを有する複数の半導体チップ５が得られる。
【００３１】
次に、図３（１）に示すように、実装面３ａ側に電極１１，１１ａを露出させると共に、実装面３ａ上の周縁に沿ってダム１３が設けられた支持基板３を用意する。この支持基板３の実装面３ａ上に、突起電極７を介して半導体チップ５をフェイスダウン実装する。この際、突起電極７は、支持基板３の電極１１上または半導体チップ５の電極１５上の何れかに、予め設けられていることとする。そして、支持基板３の電極１１と半導体チップ５の電極１５との間に、突起電極７を挟持させる。
【００３２】
次に、図３（２）に示すように、支持基板３上において半導体チップ５の段差部Ａに近接する位置に、樹脂９供給用のノズル３１を配置する。ここでは、支持基板３における実装面３ａ上のダム１３と、半導体チップ５との間隔が他の部分よりも広く設定された位置にノズル３１を配置することが重要である。
【００３３】
そしてこのノズル３１の先端から支持基板３上に樹脂９を供給し、毛細管現象によって支持基板３と半導体チップ５との間の隙間に樹脂９を吸い込ませて充填する。この際、段差部Ａが形成された半導体チップ５の終端縁に沿って、ノズル３１の先端を移動させながら樹脂９の供給を行っても良い。また、樹脂９は、毛細管現象が引き起こされる程度に低粘度に調整されていることが重要である。
【００３４】
以上により、図３（３）に示すように、支持基板３と半導体チップ５との間に必要十分に樹脂９を充填させる。ここでは、支持基板３と半導体チップ５との間が完全に樹脂９で満たされると共に、ダム１３から樹脂９が溢れることのないように樹脂９を供給する。樹脂９の供給が終了した後には、ノズル３１の先端を支持基板３上から移動させる。またその後は、例えば加熱処理を行うことにより、樹脂９を硬化させると共に、突起電極７を介しての電極１１−１５間の電気的接続を確実にし、半導体装置１-1を完成させる。
【００３５】
以上説明した第１実施形態によれば、半導体チップ５の裏面５ｂ側を切り欠いた段差部Ａが樹脂９の溜まりとなる。このため、支持基板３−半導体チップ５間からはみ出して半導体チップ５の側壁を這い上がった樹脂９が段差部Ａに溜められ、半導体チップ５における裏面５ｂの最上部にまで乗り上げることが防止される。
【００３６】
特に、図３（２）を用いて説明したように樹脂９を供給する工程では、毛細管現象によってノズル３１と半導体チップ５との隙間を樹脂９が這い上がる場合がある。また図３（３）を用いて説明したように樹脂９の供給を終了したノズル３１を移動する際には、ノズル３１に引きずられて半導体チップ５の端縁に樹脂９が乗り上がり易い。
【００３７】
そこで本第１実施形態では、ノズル３１の先端を、支持基板３上において半導体チップ５の段差部Ａに近接する位置に配置しているため、段差部Ａの底面に樹脂９が溜められて半導体チップ５の裏面５ｂの最上部にまで樹脂９が達することが防止される。
【００３８】
尚、このような半導体チップ５の裏面５ｂへの樹脂９の付着を防止するために、半導体チップ５を厚くすると、パッケージトータルの厚さが厚くなり、携帯電話は携帯端末のセットを厚くすることになる。また、樹脂量のコントロールによって対応する場合、支持基板３−半導体チップ５間のギャップばらつき、半導体チップ５の板厚Ｔのばらつき、ノズルの位置ばらつきなどにより、ある確率で半導体チップ５の裏面への樹脂９の乗り上げが発生する。
【００３９】
しかしながら、上述した第１実施形態の構成および方法であれば、パッケージトータルの厚みを大きくすること無く、確実に半導体チップ５の裏面への樹脂９の乗り上げを防止して半導体チップ５の裏面５ｂを平坦に保つことができる。
【００４０】
このため、図４に示すように、半導体装置１-1における半導体チップ５上に、さらに半導体チップや放熱板などの板状材３３を搭載した半導体装置１-1’を構成した場合であっても、板状材３３を半導体チップ５に対して水平に搭載することができる。この際、半導体チップ５の裏面５ｂ上に接着剤３５を介して板状材３３を接着固定させる。尚、板状材３３として半導体チップを搭載する場合であれば、半導体チップ（板状材３３）において電極３７や素子等が形成されたアクティブ面を上方に向けて、半導体チップ５上にもう１つの半導体チップ（板状材３３）を搭載する。
【００４１】
以上により、半導体チップ５上に板状材３３を搭載した半導体装置１-1’において、半導体チップ５と板状材３３との密着性を確保することができる。このため、半導体チップ５−板状材３３間が斜めに傾いて隙間が形成されるこがなく、その後の加熱工程において隙間に溜まった水分が破裂して板状材３３が剥がることを防止できる。この結果、半導体装置１-1'の信頼性の向上を図ることが可能になる。
【００４２】
＜２．第２実施形態＞
［半導体装置の構成］
図５（ａ）は第２実施形態の半導体装置の断面図であり、図５（ｂ）は第２実施形態の半導体装置の平面図である。図５（ａ）は図５（ｂ）におけるＡ−Ａ’断面に相当する。尚、図１を用いて説明した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４３】
これらの図に示す第２実施形態の半導体装置１-2が、図1を用いて説明した第１実施形態の半導体装置と異なるところは、半導体チップ５に設けられた段差部Ａが、半導体チップ５の周端縁の一辺にわたってのみ設けられている点にあり、他の構成は同様である。
【００４４】
尚、支持基板３の実装面３ａ上に設けられたダム１３は、半導体チップ５において段差部Ａが設けられている辺に近接する部分において、半導体チップ５との間隔が他の部分よりも広くなるように設定されていることとする。
【００４５】
［半導体装置の製造方法］
図６および図７は、第２実施形態の半導体装置の製造工程を示す製造工程図である。これらの図に示す第２実施形態の半導体装置１-2の製造方法が、第１実施形態の半導体装置の製造方法と異なるところは、溝２１ｃの形成部分とノズル３３の配置位置にあり、他の工程は同様である。
【００４６】
すなわち先ず、第１実施形態と同様に、図６（１）に示すように、半導体ウェハ２１のアクティブ面２１ａ側に半導体素子、配線、および電極１５が形成された複数の半導体チップ領域５-1を形成する。
【００４７】
次に、図６（２）に示すように、一方向に向かう半導体チップ領域５-1間のうちの1箇所置きに幅広の溝２１ｃを形成する。溝２１ｃの形成方法は第1実施形態と同様であり、裏面２１ｂ側に幅広の切削用のブレード２３を当接させることによって、半導体チップ領域５-1にまで食い込む幅の溝２１ｃを形成する。
【００４８】
次いで、図６（３）に示すように、ウェハ２１を、各半導体チップ領域５-1ごとに分割する。ここでは、半導体チップ領域５-1間の幅よりも狭い幅の切削用のブレード２５を用いることにより、半導体チップ領域５-1に影響が及ぶことのないように、ウェハ２１を分断することは第1実施形態と同様である。特に、溝２１ｃが形成されている部分においてのウェハ２１の分割は、溝２１ｃの底部にブレード２５を当接させることによって溝２１ｃの幅方向中央部でウェハ２１を分断する。
【００４９】
これにより、図６（４）に示すように、電極１５が形成された実装面５ａと反対側の裏面５ｂの一辺に、周端縁を切り欠いた段差部Ａを有する半導体チップ５が得られる。
【００５０】
次に、第1実施形態と同様に、図７（１）に示すように、実装面３ａ側に電極１１，１１ａを露出させると共に、周縁に沿ってダム１３が設けられた支持基板３を用意し、突起電極７を介して半導体チップ５をフェイスダウン実装する。この際、特に本第２実施形態では、半導体チップ５において段差部Ａが設けられている辺部分とダム１３との間隔が、半導体チップ５の他の辺部分とダム１３との間隔よりも広くなるように、実装がなされるところが特徴的である。
【００５１】
以降は第1実施形態と同様に行なわれる。
【００５２】
すなわち図７（２）に示すように、支持基板３上において半導体チップ５の段差部Ａに近接する位置に、樹脂９供給用のノズル３１を配置する。このため、支持基板３における実装面３ａ上のダム１３と、半導体チップ５との間隔が他の部分よりも広く設定された位置にノズル３１を配置することになる。
【００５３】
そしてこのノズル３１の先端から支持基板３上に樹脂９を供給し、毛細管現象によって支持基板３と半導体チップ５との間の隙間に樹脂９を吸い込ませて充填する。この際、段差部Ａが形成された半導体チップ５の終端縁に沿って、ノズル３１の先端を移動させながら樹脂９の供給を行っても良い。また、樹脂９は、毛細管現象が引き起こされる程度に低粘度に調整されていることが重要である。
【００５４】
以上により、図７（３）に示すように、支持基板３と半導体チップ５との間に必要十分に樹脂９を充填させる。ここでは、支持基板３と半導体チップ５との間が完全に樹脂９で満たされると共に、ダム１３から樹脂９が溢れることのないように樹脂９を供給する。樹脂９の供給が終了した後には、ノズル３１の先端を支持基板３上から移動させる。またその後は、例えば加熱処理を行うことにより、樹脂９を硬化させると共に、突起電極７を介しての電極１１−１５間の電気的接続を確実にし、半導体装置１-2を完成させる。
【００５５】
以上説明した第２実施形態であっても、半導体チップ５の裏面５ｂ側を切り欠いた段差部Ａが樹脂９の溜まりとなり、樹脂９が半導体チップ５における裏面５ｂの最上部にまで乗り上げることが防止される。このため第１実施形態と同様に、パッケージトータルの厚みを大きくすること無く、確実に半導体チップ５の裏面への樹脂９の乗り上げを防止して半導体チップ５の裏面５ｂを平坦に保つことができる。
【００５６】
このため、図８に示すように、半導体装置１-2における半導体チップ５上に、さらに半導体チップや放熱板などの板状材３３を搭載した半導体装置１-2’を構成した場合であっても、板状材３３を半導体チップ５に対して水平に搭載することができる。したがって、第１実施形態と同様に、半導体チップ５−板状材３３間が斜めに傾いて隙間が形成されるこがなく、その後の加熱工程において隙間に溜まった水分が破裂して板状材３３が剥がることを防止できる。この結果、半導体装置１-2'の信頼性の向上を図ることが可能になる。
【００５７】
また特に、本第２実施形態の構成であれば、段差部Ａを半導体チップ５の一辺のみに設けた構成であるため、第1実施形態と比較して、半導体チップ５における裏面５ｂの最上部の面積を大きく確保できる。このため、半導体装置１-2において、半導体チップ５と板状材３３との密着性を強固にすることが可能である。
【００５８】
＜３．第３実施形態＞
［半導体装置の構成］
図９は第３実施形態の半導体装置の断面図である。この図に示す第３実施形態の半導体装置１-3が、第２実施形態の半導体装置と異なるところは、半導体チップ５の裏面５ｂに設けられた段差部Ａの底面形状にあり、他の構成は第２実施形態と同様である。
【００５９】
すなわち、第３実施形態の半導体装置１-3においては、段差部Ａにおける半導体チップ５の板厚Ｔ１が、半導体チップ５の周端に向かって薄くなるように、底面部分を斜め傾斜させるように切り欠いた形状として設けられている。このような段差部Ａの底面の傾斜は、段差部Ａの強度を十分に保つことができ、かつ段差部Ａの実装面５ａに電極１５や半導体素子を形成可能な程度に設定されている。
【００６０】
［半導体装置の製造方法］
以上のような構成の半導体装置１-3の製造は、第２実施形態において図６（２）を用いて説明した溝２１ｃの形成工程で用いる切削用のブレード２３を、切削面がＶ字のブレードに変更すれば良い。Ｖ字のブレードにおけるＶ字の角度を選択することで、段差部Ａにおける底面の傾斜が調整される。
【００６１】
以上説明した第３実施形態の半導体装置１-3であっても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加えて、半導体チップ５の本体分部に対して段差部Ａの支持面を拡大させて支持を強固にすることが可能であるため、段差部Ａの機械的強度を確保することができる。
【００６２】
尚、このような半導体装置１-3においても、半導体チップ５上にさらに半導体チップや放熱板などの板状材３３を搭載した半導体装置を構成することができ、このような半導体装置においても第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本第３実施形態は第1実施形態と組み合わせることも可能であり、第１実施形態と組み合わせた場合には、第１実施形態の効果に対してさらに、段差部Ａの機械的強度を確保することができると言った効果が加えられる。
【００６３】
＜４．第４実施形態＞
［半導体装置の構成］
図１０は第４実施形態の半導体装置の断面図である。この図に示す第４実施形態の半導体装置１-4が、上述した第１実施形態〜第３実施形態と異なるところは、半導体チップ５の連続する２辺にわたって連続的に段差部Ａを設けたところにあり、他の構成は同様である。
【００６４】
このような半導体装置１-4では、支持基板３上のダム１３の位置を、段差部Ａに沿った部分において半導体チップ５から離れた位置としても良い。
【００６５】
［半導体装置の製造方法］
以上のような構成の半導体装置１-4の製造は、ウェハを分割して半導体チップ５を形成する際、二方向に向かう半導体チップ領域間のそれぞれにおいて、1箇所置きに幅広の溝を形成する。また、支持基板３上に半導体チップ５を実装する際には、支持基板３上のダム１３の位置を、段差部Ａに沿った部分において半導体チップ５から離れた位置とする。そして、樹脂９を供給する際には、図中矢印に示すように、段差部Ａに沿ってＬ字状にノズルの先端を移動させながら樹脂９の供給を行うことができる。
【００６６】
以上の第４実施形態では、製造工程中において樹脂９を供給する際に、段差部Ａに沿ってＬ字状にノズルの先端を移動させることができる。このため、上述した第１実施形態の効果に加えて、支持基板３-半導体チップ５間にボイドを発生させることなく、樹脂９の供給に要する時間を短縮することが可能になる。
【００６７】
尚、このような半導体装置１-4においても、半導体チップ５上にさらに半導体チップや放熱板などの板状材３３を搭載した半導体装置を構成することができ、このような半導体装置においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本第４実施形態は、第３実施形態と組み合わせて段差部Ａの底面を傾斜させることができる。このように第３実施形態と組み合わせることにより、さらに第３実施形態の効果も得ることができる。
【００６８】
＜第５実施形態＞
［半導体装置の構成］
図１１は第５実施形態の半導体装置の断面図である。この図に示す第５実施形態の半導体装置１-5が、上述した第１実施形態〜第４実施形態と異なるところは、半導体チップ５における１辺上の一部のみに段差部Ａを設けたところにあり、他の構成は同様である。尚、段差部Ａの形成位置は、図示したような半導体チップ５の一辺上の中央に限定されることはなく、一辺上の中間部であっても良く、また半導体チップ５の角部であっても良い。
【００６９】
このような半導体装置１-5は、支持基板３上のダム１３の位置を、段差部Ａに近接した部分においてのみ半導体チップ５から離れた位置とすれば良い。
【００７０】
［半導体装置の製造方法］
以上のような構成の半導体装置１-5の製造においては、支持基板３上に半導体チップ５を実装する際には、支持基板３上のダム１３の位置を、段差部Ａの近傍において半導体チップ５から離れた位置とする。そして、樹脂９を供給する際には、段差部Ａの近傍にノズルの先端を配置固定する。
【００７１】
以上の第５実施形態では、半導体チップ５の裏面５ｂ側に最大限に広い面積の最上面を確保することができる。したがって、半導体チップ５上にさらに半導体チップや放熱板などの板状材３３を搭載した半導体装置を構成した場合、上述した第１実施形態〜第４実施形態と比較して、半導体チップ５と板状材３３との密着性を最大限に確保することができる。また、ダム１３と半導体チップ５との間隔を広げる部分を最小限にできるため、支持基板３と半導体チップ５の大きさを同程度して半導体装置１-5の小型化を図ることができる。
【００７２】
尚、このような第５実施形態の半導体装置１-5においても、第３実施形態と組み合わせて段差部Ａの底面を傾斜させることができる。このように第３実施形態と組み合わせることにより、さらに第３実施形態の効果も得ることができる。
【００７３】
＜第６実施形態＞
［半導体装置の構成］
図１２は第６実施形態の半導体装置の断面図である。この図に示す第６実施形態の半導体装置１-6が、上述した第１実施形態〜第５実施形態と異なるところは、半導体チップ５における全周に連続的に段差部Ａを設けたところにあり、他の構成は同様である。
【００７４】
このような半導体装置１-6は、支持基板３上のダム１３の位置を、半導体チップ５の全周においてある程度の間隔を設けた設定としても良い。
【００７５】
［半導体装置の製造方法］
以上のような構成の半導体装置１-6の製造においては、ウェハを分割して半導体チップ５を形成する際、半導体チップ領域間のそれぞれにおいて幅広の溝を形成しておき、この溝の中央でウェハを分割する。また、支持基板３上に半導体チップ５を実装する際には、支持基板３上に樹脂９を塗布した後に、突起電極を介して半導体チップ５をフェイスダウン実装する手順を適用することができる。
【００７６】
以上の第６実施形態であっても、半導体チップ５の全周に設けられた段差部Ａが、側壁を這い上がる樹脂９の溜まりになる。このため、半導体装置１-6の製造において、支持基板３上に樹脂９を供給し過ぎたとしても、過剰な樹脂９が段差部Ａに溜まるため、半導体チップ５の裏面５ｂの最上面に樹脂９が付着することを防止できる。
【００７７】
尚、このような半導体装置１-6においても、半導体チップ５上にさらに半導体チップや放熱板などの板状材３３を搭載した半導体装置を構成することができ、このような半導体装置においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本第６実施形態は、第３実施形態と組み合わせて段差部Ａの底面を傾斜させることができる。このように第３実施形態と組み合わせることにより、さらに第３実施形態の効果も得ることができる。
【００７８】
また本第６実施形態の半導体装置１-6を製造するに際しても、第１実施形態〜第５実施形態と同様に、ノズルからの樹脂の供給を適用することも可能である。この場合、樹脂の供給に際してのノズルの配置（移動）に対応する個所のみにおいて、半導体チップ５と支持基板３上のダムとの間隔を広くすれば良い。
【符号の説明】
【００７９】
１-1，１-1’，１-2，１-2’，１-3，１-4，１-5，１-6…半導体装置、３…支持基板、３ａ…実装面（支持基板）、５…半導体チップ、５ａ…実装面（半導体チップ）、５ｂ…裏面（半導体チップ）、７…突起電極、９…樹脂、１１…電極（支持基板）、１５…電極（半導体チップ）、３１…ノズル、３３…板状材、Ａ…段差部、Ｔ…全板厚（半導体チップ）、Ｔ１…板厚（段差部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置および半導体装置の製造方法に関し、特には支持基板に対して半導体チップをフェイスダウン実装してなる半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電極形成面を備えた支持基板上に半導体チップをフェイスダウン実装してなる半導体装置においては、支持基板上の電極と半導体チップ上の電極とが突起電極によって接続されている。また、突起電極同士のショートを防止し、支持基板と半導体チップとの接合強度の向上を図ることを目的とし、支持基板と半導体チップとの間には樹脂が充填された構成となっている。
【０００３】
このような構成の半導体装置の製造においては、支持基板の電極面上に樹脂を塗布し、樹脂の塗布面上に半導体チップを配置し、半導体チップの裏面側からボンディングへッドを押圧する。これにより、支持基板側または半導体チップ側に設けた突起電極を介して電極間を接続すると共に、支持基板−半導体チップ間に樹脂が充填された状態とする。
【０００４】
この際、支持基板−半導体チップ間からはみだした樹脂がボンディングへッドに付着することのないように、半導体チップの単面の全周に段差部を設け、電極が形成された一方の面の面積が他方の面の面積よりも小さくなる形状とする構成が提案されている。これにより、段差部が樹脂のせき止め部として機能し、素子の取り付け時に樹脂が周囲の部材に付着することを防止できるとしている（下記特許文献1参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５０８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながらこのような構成では、半導体チップの電極が形成された面、すなわち素子の形成面の面積が段差部によって削られるため、半導体チップのチップ面積に占める実効的な素子の形成面積が狭くなり、半導体装置の小型化を妨げる要因となる。
【０００７】
また上述した製造方法では、樹脂中にボイドが発生し易い。これを防止する方法として、支持基板上に半導体チップを実装した後に、ノズルから供給した樹脂を、毛細管現象によって支持基板−半導体チップ間に引き込んで充填する方法が行われている。しかしながらこの方法においては、樹脂の供給が終了したノズルを支持基板上における半導体チップの近傍から引き上げる際に、ノズルに引きずられた樹脂が半導体チップの裏面に付着する場合がある。この場合、半導体チップの裏面上に半導体チップやヒートシンクのような板状材を搭載すると、半導体チップと板状材との間に部分的に付着した樹脂が挟まれ、板状材が傾いたり半導体チップと板状材との間に隙間が出来て密着力が不足するなどの問題が発生する。またこのような問題は、上記特許文献１に記載された構成であっても解決することはできない。
【０００８】
そこで発明は、支持基板上に半導体チップをフェイスダウン実装した構成において、半導体チップの裏面上に板状材を水平に搭載可能で、これにより半導体チップと板状材との密着性を確保して信頼性の向上が図られた半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するための本発明の半導体装置は、支持基板上に突起電極を介して半導体チップがフェイスダウン実装され、これらの支持基板−半導体チップ間に樹脂が充填された構成である。特に、半導体チップは、支持基板側に対向して配置された実装面と反対側の裏面に、段差部を有している。この段差部は、半導体チップの裏面における周端縁を切り欠いて設けられている。
【００１０】
このような構成の半導体装置では、フェイスダウン実装された半導体チップの裏面側を切り欠いた段差部が樹脂溜まりとなる。このため、支持基板−半導体チップ間からはみ出した樹脂が半導体チップの側壁を這い上がる樹脂が段差部に溜められ、半導体チップにおける裏面の最上部にまで乗り上げることが防止され、半導体チップの裏面が平坦に保たれる。
【００１１】
また本発明の半導体装置の製造方法は、上述した構成の半導体装置の製造方法であり、支持基板上に半導体チップをフェイスダウン実装した後、ノズルの先端からの供給によって半導体チップと支持基板との間に樹脂を充填する。この際、ノズルの先端は、支持基板上において半導体チップの段差部に近接する位置に配置する。
【００１２】
このような製造方法により、ノズルの先端の動作に依存して樹脂が半導体チップの端縁に這い上がっても、段差部に樹脂が溜められるため、半導体チップにおける裏面の最上部にまで乗り上げることが防止され、半導体チップの裏面が平坦に保たれる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、支持基板上に半導体チップをフェイスダウン実装した構成において、半導体チップの裏面の最上部への樹脂の乗り上げを防止することで半導体チップの裏面を平坦に保つことができる。これにより、半導体チップの裏面上に放熱板や他の半導体チップ等の板状材を水平に搭載することができ、半導体チップと板状材との密着性が確保されて、信頼性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の半導体装置の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態の半導体装置の製造工程図（その１）である。
【図３】第１実施形態の半導体装置の製造工程図（その１）である。
【図４】第１実施形態の半導体装置にさらに板状材を搭載した構成の図である。
【図５】第２実施形態の半導体装置の構成を示す図である。
【図６】第２実施形態の半導体装置の製造工程図（その１）である。
【図７】第２実施形態の半導体装置の製造工程図（その１）である。
【図８】第２実施形態の半導体装置にさらに板状材を搭載した構成の図である。
【図９】第３実施形態の半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１０】第４実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。
【図１１】第５実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。
【図１２】第６実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施の形態を以下の順序で説明する。
１．第１実施形態（半導体チップの２辺に段差部を設けた例）
２．第２実施形態（半導体チップの１辺に段差部を設けた例）
３．第３実施形態（段差の底部を斜めにした例）
４．第４実施形態（半導体チップの２辺に連続した段差部を設けた例）
５．第５実施形態（半導体チップの１辺の一部のみに段差部を設けた例）
６．第６実施形態（半導体チップの全周に連続した段差部を設けた例）
【００１６】
＜１．第１実施形態＞
［半導体装置の構成］
図１（ａ）は第１実施形態の半導体装置の断面図であり、図１（ｂ）は第１実施形態の半導体装置の平面図である。図１（ａ）は図１（ｂ）におけるＡ−Ａ’断面に相当する。
【００１７】
これらの図に示すように、半導体装置１-1は、支持基板３上に半導体チップ５がフェイスダウン実装されたものである。支持基板３と半導体チップ５との間には、突起電極７が挟持されていると共に、樹脂９が充填された構成となっている。以下、これらの各部材で構成される半導体装置１-1の詳細な構成について説明する。
【００１８】
支持基板３は、半導体チップ７が実装された実装面３ａに、電極１１を露出させたものであり、実装面３ａ側に配線を設けた回路基板であって良い。またこの支持基板３は、基板の内部に配線を積層させたインターポーザ基板であっても良く、さらにはこの支持基板３自体が半導体チップであっても良い。
【００１９】
このような支持基板３の実装面３ａ上には、半導体チップ５を搭載する部分を囲む状態で、樹脂９の外部流出を防止するためのダム１３が設けられていることとする。またこのダム１３の外周部分には、半導体装置１-1をさらに他の基板材に搭載した際に、外部との接続を図るための電極１１ａが設けられていても良い。尚、支持基板３は、実装面３ａと反対側の裏面３ｂに、電極１１ａが引き出されていても良い。
【００２０】
半導体チップ５は、支持基板３側に向けられた実装面５ａに、電極１５を露出させたものである。各電極１５は、支持基板３の実装面３ａに設けられた電極１１に対して１：１で対向するように設けられている。この半導体チップ５は、電極１５が設けられた実装面５ａがアクティブ面として用いられており、電極１５の他、ここでの図示を省略した半導体素子や配線などが実装面５ａ側に形成されている。
【００２１】
特に本第１実施形態においては、半導体チップ５における実装面５ａと反対側の裏面５ｂに、段差部Ａが設けられているところが特徴的である。この段差部Ａは、半導体チップ５の裏面５ｂにおける周端縁を切り欠いた形状であり、半導体チップ５の全板厚Ｔに対して差部部Ａの板厚Ｔ１が小さくなるように構成されている。本第１実施形態においては、この段差部Ａが、半導体チップ５において対向する２辺にわたって設けられていることとする。
【００２２】
ここで段差部Ａの板厚Ｔ１は、段差部Ａの強度を十分に保つことができる大きさで、かつ段差部Ａの実装面５ａにも電極１５や半導体素子を形成するのに十分な大きさが確保されていることとする。一方、半導体チップ５の全幅Ｗに対して、全板厚Ｔに保たれている部分の幅Ｗ１は、半導体チップ５の裏面５ｂ上に搭載される板状材を安定した状態で保持できる範囲の大きさが確保されていることとする。また、段差部ＡのＷ２は、段差部Ａの強度を十分に保つことができる範囲に抑えられていることとする。以上のような段差部Ａは、上述したような強度が確保される範囲内で、容積ができるだけ大きく確保されていることが好ましい。
【００２３】
尚、支持基板３の実装面３ａに設けられたダム１３は、半導体チップ５において段差部Ａが設けられている辺のうちの一方に近接する部分において、半導体チップ５との間隔が他の部分よりも広くなるように設定されていることとする。
【００２４】
突起電極７は、支持基板３における実装面３上の電極１１と、半導体チップ５における実装面５ａ上の電極１５との間に挟持され、これらの電極１１−１５間を電気的に接続するものである。
【００２５】
樹脂９は、一般的にアンダーフィルと呼ばれるものであって、突起電極７間のショートを防止するため、および支持基板３−半導体チップ５間の接着性を強固にして半導体装置１-1の機械的強度を確保するためのものである。このような樹脂９は、例えば熱硬化性樹脂を用いて構成され、突起電極７を挟持させたことによって生じた支持基板３−半導体チップ５間の隙間に充填されている。
【００２６】
［半導体装置の製造方法］
図２および図３は、第１実施形態の半導体装置の製造工程を示す製造工程図であり、次にこれらの図に従って半導体装置１-1の製造方法を説明する。
【００２７】
先ず、図２（１）に示すように、半導体ウェハ２１の一主面側をアクティブ面２１ａとし、このアクティブ面２１ａ側に、ここでの図示を省略した半導体素子や配線、さらには電極１５が形成された複数の半導体チップ領域５-1を形成する。
【００２８】
次に、図２（２）に示すように、ウェハ２１におけるアクティブ面２１ａと反対側の裏面２１ｂにおいて、半導体チップ領域５-1間に相当する部分に、一方向に向かう幅広の溝２１ｃを形成する。ここでは、裏面２１ｂ側に幅広の切削用のブレード２３を当接させることによって、溝２１ｃを形成する。またここで形成する溝２１ｃは、両側の半導体チップ領域５-1にまで食い込む幅で形成されることとする。
【００２９】
次いで、図２（３）に示すように、ウェハ２１を、各半導体チップ領域５-1毎に分割する。ここでは、半導体チップ領域５-1間の幅よりも狭い幅の切削用のブレード２５を用いることにより、半導体チップ領域５-1に影響が及ぶことのないように、ウェハ２１を分断する。特に、溝２１ｃが形成されている方向でのウェハ２１の分割は、溝２１ｃの中央部において溝２１ｃの底部にブレード２５を当接させることによって溝２１ｃの幅方向中央部でウェハ２１を分断する。
【００３０】
これにより、図２（４）に示すように、電極１５が形成された実装面５ａと反対側の裏面５ｂに、周端縁を切り欠いた段差部Ａを有する複数の半導体チップ５が得られる。
【００３１】
次に、図３（１）に示すように、実装面３ａ側に電極１１，１１ａを露出させると共に、実装面３ａ上の周縁に沿ってダム１３が設けられた支持基板３を用意する。この支持基板３の実装面３ａ上に、突起電極７を介して半導体チップ５をフェイスダウン実装する。この際、突起電極７は、支持基板３の電極１１上または半導体チップ５の電極１５上の何れかに、予め設けられていることとする。そして、支持基板３の電極１１と半導体チップ５の電極１５との間に、突起電極７を挟持させる。
【００３２】
次に、図３（２）に示すように、支持基板３上において半導体チップ５の段差部Ａに近接する位置に、樹脂９供給用のノズル３１を配置する。ここでは、支持基板３における実装面３ａ上のダム１３と、半導体チップ５との間隔が他の部分よりも広く設定された位置にノズル３１を配置することが重要である。
【００３３】
そしてこのノズル３１の先端から支持基板３上に樹脂９を供給し、毛細管現象によって支持基板３と半導体チップ５との間の隙間に樹脂９を吸い込ませて充填する。この際、段差部Ａが形成された半導体チップ５の終端縁に沿って、ノズル３１の先端を移動させながら樹脂９の供給を行っても良い。また、樹脂９は、毛細管現象が引き起こされる程度に低粘度に調整されていることが重要である。
【００３４】
以上により、図３（３）に示すように、支持基板３と半導体チップ５との間に必要十分に樹脂９を充填させる。ここでは、支持基板３と半導体チップ５との間が完全に樹脂９で満たされると共に、ダム１３から樹脂９が溢れることのないように樹脂９を供給する。樹脂９の供給が終了した後には、ノズル３１の先端を支持基板３上から移動させる。またその後は、例えば加熱処理を行うことにより、樹脂９を硬化させると共に、突起電極７を介しての電極１１−１５間の電気的接続を確実にし、半導体装置１-1を完成させる。
【００３５】
以上説明した第１実施形態によれば、半導体チップ５の裏面５ｂ側を切り欠いた段差部Ａが樹脂９の溜まりとなる。このため、支持基板３−半導体チップ５間からはみ出して半導体チップ５の側壁を這い上がった樹脂９が段差部Ａに溜められ、半導体チップ５における裏面５ｂの最上部にまで乗り上げることが防止される。
【００３６】
特に、図３（２）を用いて説明したように樹脂９を供給する工程では、毛細管現象によってノズル３１と半導体チップ５との隙間を樹脂９が這い上がる場合がある。また図３（３）を用いて説明したように樹脂９の供給を終了したノズル３１を移動する際には、ノズル３１に引きずられて半導体チップ５の端縁に樹脂９が乗り上がり易い。
【００３７】
そこで本第１実施形態では、ノズル３１の先端を、支持基板３上において半導体チップ５の段差部Ａに近接する位置に配置しているため、段差部Ａの底面に樹脂９が溜められて半導体チップ５の裏面５ｂの最上部にまで樹脂９が達することが防止される。
【００３８】
尚、このような半導体チップ５の裏面５ｂへの樹脂９の付着を防止するために、半導体チップ５を厚くすると、パッケージトータルの厚さが厚くなり、携帯電話は携帯端末のセットを厚くすることになる。また、樹脂量のコントロールによって対応する場合、支持基板３−半導体チップ５間のギャップばらつき、半導体チップ５の板厚Ｔのばらつき、ノズルの位置ばらつきなどにより、ある確率で半導体チップ５の裏面への樹脂９の乗り上げが発生する。
【００３９】
しかしながら、上述した第１実施形態の構成および方法であれば、パッケージトータルの厚みを大きくすること無く、確実に半導体チップ５の裏面への樹脂９の乗り上げを防止して半導体チップ５の裏面５ｂを平坦に保つことができる。
【００４０】
このため、図４に示すように、半導体装置１-1における半導体チップ５上に、さらに半導体チップや放熱板などの板状材３３を搭載した半導体装置１-1’を構成した場合であっても、板状材３３を半導体チップ５に対して水平に搭載することができる。この際、半導体チップ５の裏面５ｂ上に接着剤３５を介して板状材３３を接着固定させる。尚、板状材３３として半導体チップを搭載する場合であれば、半導体チップ（板状材３３）において電極３７や素子等が形成されたアクティブ面を上方に向けて、半導体チップ５上にもう１つの半導体チップ（板状材３３）を搭載する。
【００４１】
以上により、半導体チップ５上に板状材３３を搭載した半導体装置１-1’において、半導体チップ５と板状材３３との密着性を確保することができる。このため、半導体チップ５−板状材３３間が斜めに傾いて隙間が形成されるこがなく、その後の加熱工程において隙間に溜まった水分が破裂して板状材３３が剥がることを防止できる。この結果、半導体装置１-1'の信頼性の向上を図ることが可能になる。
【００４２】
＜２．第２実施形態＞
［半導体装置の構成］
図５（ａ）は第２実施形態の半導体装置の断面図であり、図５（ｂ）は第２実施形態の半導体装置の平面図である。図５（ａ）は図５（ｂ）におけるＡ−Ａ’断面に相当する。尚、図１を用いて説明した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４３】
これらの図に示す第２実施形態の半導体装置１-2が、図1を用いて説明した第１実施形態の半導体装置と異なるところは、半導体チップ５に設けられた段差部Ａが、半導体チップ５の周端縁の一辺にわたってのみ設けられている点にあり、他の構成は同様である。
【００４４】
尚、支持基板３の実装面３ａ上に設けられたダム１３は、半導体チップ５において段差部Ａが設けられている辺に近接する部分において、半導体チップ５との間隔が他の部分よりも広くなるように設定されていることとする。
【００４５】
［半導体装置の製造方法］
図６および図７は、第２実施形態の半導体装置の製造工程を示す製造工程図である。これらの図に示す第２実施形態の半導体装置１-2の製造方法が、第１実施形態の半導体装置の製造方法と異なるところは、溝２１ｃの形成部分とノズル３３の配置位置にあり、他の工程は同様である。
【００４６】
すなわち先ず、第１実施形態と同様に、図６（１）に示すように、半導体ウェハ２１のアクティブ面２１ａ側に半導体素子、配線、および電極１５が形成された複数の半導体チップ領域５-1を形成する。
【００４７】
次に、図６（２）に示すように、一方向に向かう半導体チップ領域５-1間のうちの1箇所置きに幅広の溝２１ｃを形成する。溝２１ｃの形成方法は第1実施形態と同様であり、裏面２１ｂ側に幅広の切削用のブレード２３を当接させることによって、半導体チップ領域５-1にまで食い込む幅の溝２１ｃを形成する。
【００４８】
次いで、図６（３）に示すように、ウェハ２１を、各半導体チップ領域５-1ごとに分割する。ここでは、半導体チップ領域５-1間の幅よりも狭い幅の切削用のブレード２５を用いることにより、半導体チップ領域５-1に影響が及ぶことのないように、ウェハ２１を分断することは第1実施形態と同様である。特に、溝２１ｃが形成されている部分においてのウェハ２１の分割は、溝２１ｃの底部にブレード２５を当接させることによって溝２１ｃの幅方向中央部でウェハ２１を分断する。
【００４９】
これにより、図６（４）に示すように、電極１５が形成された実装面５ａと反対側の裏面５ｂの一辺に、周端縁を切り欠いた段差部Ａを有する半導体チップ５が得られる。
【００５０】
次に、第1実施形態と同様に、図７（１）に示すように、実装面３ａ側に電極１１，１１ａを露出させると共に、周縁に沿ってダム１３が設けられた支持基板３を用意し、突起電極７を介して半導体チップ５をフェイスダウン実装する。この際、特に本第２実施形態では、半導体チップ５において段差部Ａが設けられている辺部分とダム１３との間隔が、半導体チップ５の他の辺部分とダム１３との間隔よりも広くなるように、実装がなされるところが特徴的である。
【００５１】
以降は第1実施形態と同様に行なわれる。
【００５２】
すなわち図７（２）に示すように、支持基板３上において半導体チップ５の段差部Ａに近接する位置に、樹脂９供給用のノズル３１を配置する。このため、支持基板３における実装面３ａ上のダム１３と、半導体チップ５との間隔が他の部分よりも広く設定された位置にノズル３１を配置することになる。
【００５３】
そしてこのノズル３１の先端から支持基板３上に樹脂９を供給し、毛細管現象によって支持基板３と半導体チップ５との間の隙間に樹脂９を吸い込ませて充填する。この際、段差部Ａが形成された半導体チップ５の終端縁に沿って、ノズル３１の先端を移動させながら樹脂９の供給を行っても良い。また、樹脂９は、毛細管現象が引き起こされる程度に低粘度に調整されていることが重要である。
【００５４】
以上により、図７（３）に示すように、支持基板３と半導体チップ５との間に必要十分に樹脂９を充填させる。ここでは、支持基板３と半導体チップ５との間が完全に樹脂９で満たされると共に、ダム１３から樹脂９が溢れることのないように樹脂９を供給する。樹脂９の供給が終了した後には、ノズル３１の先端を支持基板３上から移動させる。またその後は、例えば加熱処理を行うことにより、樹脂９を硬化させると共に、突起電極７を介しての電極１１−１５間の電気的接続を確実にし、半導体装置１-2を完成させる。
【００５５】
以上説明した第２実施形態であっても、半導体チップ５の裏面５ｂ側を切り欠いた段差部Ａが樹脂９の溜まりとなり、樹脂９が半導体チップ５における裏面５ｂの最上部にまで乗り上げることが防止される。このため第１実施形態と同様に、パッケージトータルの厚みを大きくすること無く、確実に半導体チップ５の裏面への樹脂９の乗り上げを防止して半導体チップ５の裏面５ｂを平坦に保つことができる。
【００５６】
このため、図８に示すように、半導体装置１-2における半導体チップ５上に、さらに半導体チップや放熱板などの板状材３３を搭載した半導体装置１-2’を構成した場合であっても、板状材３３を半導体チップ５に対して水平に搭載することができる。したがって、第１実施形態と同様に、半導体チップ５−板状材３３間が斜めに傾いて隙間が形成されるこがなく、その後の加熱工程において隙間に溜まった水分が破裂して板状材３３が剥がることを防止できる。この結果、半導体装置１-2'の信頼性の向上を図ることが可能になる。
【００５７】
また特に、本第２実施形態の構成であれば、段差部Ａを半導体チップ５の一辺のみに設けた構成であるため、第1実施形態と比較して、半導体チップ５における裏面５ｂの最上部の面積を大きく確保できる。このため、半導体装置１-2において、半導体チップ５と板状材３３との密着性を強固にすることが可能である。
【００５８】
＜３．第３実施形態＞
［半導体装置の構成］
図９は第３実施形態の半導体装置の断面図である。この図に示す第３実施形態の半導体装置１-3が、第２実施形態の半導体装置と異なるところは、半導体チップ５の裏面５ｂに設けられた段差部Ａの底面形状にあり、他の構成は第２実施形態と同様である。
【００５９】
すなわち、第３実施形態の半導体装置１-3においては、段差部Ａにおける半導体チップ５の板厚Ｔ１が、半導体チップ５の周端に向かって薄くなるように、底面部分を斜め傾斜させるように切り欠いた形状として設けられている。このような段差部Ａの底面の傾斜は、段差部Ａの強度を十分に保つことができ、かつ段差部Ａの実装面５ａに電極１５や半導体素子を形成可能な程度に設定されている。
【００６０】
［半導体装置の製造方法］
以上のような構成の半導体装置１-3の製造は、第２実施形態において図６（２）を用いて説明した溝２１ｃの形成工程で用いる切削用のブレード２３を、切削面がＶ字のブレードに変更すれば良い。Ｖ字のブレードにおけるＶ字の角度を選択することで、段差部Ａにおける底面の傾斜が調整される。
【００６１】
以上説明した第３実施形態の半導体装置１-3であっても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加えて、半導体チップ５の本体分部に対して段差部Ａの支持面を拡大させて支持を強固にすることが可能であるため、段差部Ａの機械的強度を確保することができる。
【００６２】
尚、このような半導体装置１-3においても、半導体チップ５上にさらに半導体チップや放熱板などの板状材３３を搭載した半導体装置を構成することができ、このような半導体装置においても第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本第３実施形態は第1実施形態と組み合わせることも可能であり、第１実施形態と組み合わせた場合には、第１実施形態の効果に対してさらに、段差部Ａの機械的強度を確保することができると言った効果が加えられる。
【００６３】
＜４．第４実施形態＞
［半導体装置の構成］
図１０は第４実施形態の半導体装置の断面図である。この図に示す第４実施形態の半導体装置１-4が、上述した第１実施形態〜第３実施形態と異なるところは、半導体チップ５の連続する２辺にわたって連続的に段差部Ａを設けたところにあり、他の構成は同様である。
【００６４】
このような半導体装置１-4では、支持基板３上のダム１３の位置を、段差部Ａに沿った部分において半導体チップ５から離れた位置としても良い。
【００６５】
［半導体装置の製造方法］
以上のような構成の半導体装置１-4の製造は、ウェハを分割して半導体チップ５を形成する際、二方向に向かう半導体チップ領域間のそれぞれにおいて、1箇所置きに幅広の溝を形成する。また、支持基板３上に半導体チップ５を実装する際には、支持基板３上のダム１３の位置を、段差部Ａに沿った部分において半導体チップ５から離れた位置とする。そして、樹脂９を供給する際には、図中矢印に示すように、段差部Ａに沿ってＬ字状にノズルの先端を移動させながら樹脂９の供給を行うことができる。
【００６６】
以上の第４実施形態では、製造工程中において樹脂９を供給する際に、段差部Ａに沿ってＬ字状にノズルの先端を移動させることができる。このため、上述した第１実施形態の効果に加えて、支持基板３-半導体チップ５間にボイドを発生させることなく、樹脂９の供給に要する時間を短縮することが可能になる。
【００６７】
尚、このような半導体装置１-4においても、半導体チップ５上にさらに半導体チップや放熱板などの板状材３３を搭載した半導体装置を構成することができ、このような半導体装置においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本第４実施形態は、第３実施形態と組み合わせて段差部Ａの底面を傾斜させることができる。このように第３実施形態と組み合わせることにより、さらに第３実施形態の効果も得ることができる。
【００６８】
＜第５実施形態＞
［半導体装置の構成］
図１１は第５実施形態の半導体装置の断面図である。この図に示す第５実施形態の半導体装置１-5が、上述した第１実施形態〜第４実施形態と異なるところは、半導体チップ５における１辺上の一部のみに段差部Ａを設けたところにあり、他の構成は同様である。尚、段差部Ａの形成位置は、図示したような半導体チップ５の一辺上の中央に限定されることはなく、一辺上の中間部であっても良く、また半導体チップ５の角部であっても良い。
【００６９】
このような半導体装置１-5は、支持基板３上のダム１３の位置を、段差部Ａに近接した部分においてのみ半導体チップ５から離れた位置とすれば良い。
【００７０】
［半導体装置の製造方法］
以上のような構成の半導体装置１-5の製造においては、支持基板３上に半導体チップ５を実装する際には、支持基板３上のダム１３の位置を、段差部Ａの近傍において半導体チップ５から離れた位置とする。そして、樹脂９を供給する際には、段差部Ａの近傍にノズルの先端を配置固定する。
【００７１】
以上の第５実施形態では、半導体チップ５の裏面５ｂ側に最大限に広い面積の最上面を確保することができる。したがって、半導体チップ５上にさらに半導体チップや放熱板などの板状材３３を搭載した半導体装置を構成した場合、上述した第１実施形態〜第４実施形態と比較して、半導体チップ５と板状材３３との密着性を最大限に確保することができる。また、ダム１３と半導体チップ５との間隔を広げる部分を最小限にできるため、支持基板３と半導体チップ５の大きさを同程度して半導体装置１-5の小型化を図ることができる。
【００７２】
尚、このような第５実施形態の半導体装置１-5においても、第３実施形態と組み合わせて段差部Ａの底面を傾斜させることができる。このように第３実施形態と組み合わせることにより、さらに第３実施形態の効果も得ることができる。
【００７３】
＜第６実施形態＞
［半導体装置の構成］
図１２は第６実施形態の半導体装置の断面図である。この図に示す第６実施形態の半導体装置１-6が、上述した第１実施形態〜第５実施形態と異なるところは、半導体チップ５における全周に連続的に段差部Ａを設けたところにあり、他の構成は同様である。
【００７４】
このような半導体装置１-6は、支持基板３上のダム１３の位置を、半導体チップ５の全周においてある程度の間隔を設けた設定としても良い。
【００７５】
［半導体装置の製造方法］
以上のような構成の半導体装置１-6の製造においては、ウェハを分割して半導体チップ５を形成する際、半導体チップ領域間のそれぞれにおいて幅広の溝を形成しておき、この溝の中央でウェハを分割する。また、支持基板３上に半導体チップ５を実装する際には、支持基板３上に樹脂９を塗布した後に、突起電極を介して半導体チップ５をフェイスダウン実装する手順を適用することができる。
【００７６】
以上の第６実施形態であっても、半導体チップ５の全周に設けられた段差部Ａが、側壁を這い上がる樹脂９の溜まりになる。このため、半導体装置１-6の製造において、支持基板３上に樹脂９を供給し過ぎたとしても、過剰な樹脂９が段差部Ａに溜まるため、半導体チップ５の裏面５ｂの最上面に樹脂９が付着することを防止できる。
【００７７】
尚、このような半導体装置１-6においても、半導体チップ５上にさらに半導体チップや放熱板などの板状材３３を搭載した半導体装置を構成することができ、このような半導体装置においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本第６実施形態は、第３実施形態と組み合わせて段差部Ａの底面を傾斜させることができる。このように第３実施形態と組み合わせることにより、さらに第３実施形態の効果も得ることができる。
【００７８】
また本第６実施形態の半導体装置１-6を製造するに際しても、第１実施形態〜第５実施形態と同様に、ノズルからの樹脂の供給を適用することも可能である。この場合、樹脂の供給に際してのノズルの配置（移動）に対応する個所のみにおいて、半導体チップ５と支持基板３上のダムとの間隔を広くすれば良い。
【符号の説明】
【００７９】
１-1，１-1’，１-2，１-2’，１-3，１-4，１-5，１-6…半導体装置、３…支持基板、３ａ…実装面（支持基板）、５…半導体チップ、５ａ…実装面（半導体チップ）、５ｂ…裏面（半導体チップ）、７…突起電極、９…樹脂、１１…電極（支持基板）、１５…電極（半導体チップ）、３１…ノズル、３３…板状材、Ａ…段差部、Ｔ…全板厚（半導体チップ）、Ｔ１…板厚（段差部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、
前記支持基板上にフェイスダウン実装されると共に、実装面と反対側の裏面における周端縁を切り欠いた段差部を有する半導体チップと、
前記支持基板における実装面上の電極と前記半導体チップにおける実装面上の電極との間に挟持された突起電極と、
前記支持基板と前記半導体チップとの間に充填された樹脂とを備えた、
半導体装置。
【請求項２】
前記半導体チップの裏面上に板状材が搭載された
請求項1記載の半導体装置。
【請求項３】
前記板状材は半導体チップからなる
請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体チップに設けられた段差部は、当該半導体チップの周端縁の一部に設けられている
請求項１〜３の何れかに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体チップに設けられた段差部は、当該半導体チップの少なくとも1辺にわたって設けられている
請求項１〜４の何れかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体チップに設けられた段差部は、当該半導体チップの板厚が当該半導体チップの周端に向かって薄くなるように設けられている
請求１〜５の何れかに記載の半導体装置。
【請求項７】
電極が設けられた実装面と反対側の裏面における周端縁を切り欠いた段差部を有する半導体チップを用意する工程と、
支持基板において電極が設けられた実装面に対して前記半導体チップの実装面を対向配置した状態で、突起電極を介して当該支持基板上に当該半導体チップをフェイスダウン実装する工程と、
前記支持基板上において前記半導体チップの段差部に近接する位置にノズルを配置し、当該ノズルの先端からの供給によって当該半導体チップと前記支持基板との間に樹脂を充填する工程とを行なう
半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記段差部が設けられた前記半導体チップの周端縁に沿って前記ノズルを移動させながら当該ノズルの先端から樹脂の供給を行う
請求項７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記樹脂を充填する工程の後、前記半導体チップの裏面上に板状材を搭載する
請求項７または８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１】
支持基板と、
前記支持基板上にフェイスダウン実装されると共に、実装面と反対側の裏面における周端縁を切り欠いた段差部を有する半導体チップと、
前記支持基板における実装面上の電極と前記半導体チップにおける実装面上の電極との間に挟持された突起電極と、
前記支持基板と前記半導体チップとの間に充填された樹脂とを備えた、
半導体装置。
【請求項２】
前記半導体チップの裏面上に板状材が搭載された
請求項1記載の半導体装置。
【請求項３】
前記板状材は半導体チップからなる
請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体チップに設けられた段差部は、当該半導体チップの周端縁の一部に設けられている
請求項１〜３の何れかに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体チップに設けられた段差部は、当該半導体チップの少なくとも1辺にわたって設けられている
請求項１〜４の何れかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体チップに設けられた段差部は、当該半導体チップの板厚が当該半導体チップの周端に向かって薄くなるように設けられている
請求１〜５の何れかに記載の半導体装置。
【請求項７】
電極が設けられた実装面と反対側の裏面における周端縁を切り欠いた段差部を有する半導体チップを用意する工程と、
支持基板において電極が設けられた実装面に対して前記半導体チップの実装面を対向配置した状態で、突起電極を介して当該支持基板上に当該半導体チップをフェイスダウン実装する工程と、
前記支持基板上において前記半導体チップの段差部に近接する位置にノズルを配置し、当該ノズルの先端からの供給によって当該半導体チップと前記支持基板との間に樹脂を充填する工程とを行なう
半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記段差部が設けられた前記半導体チップの周端縁に沿って前記ノズルを移動させながら当該ノズルの先端から樹脂の供給を行う
請求項７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記樹脂を充填する工程の後、前記半導体チップの裏面上に板状材を搭載する
請求項７または８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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１９２４９４（Ｐ２０１０−１９２４９４Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３２２４４（Ｐ２００９−３２２４４）
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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