半導体装置および配線基板
【課題】 外部端子とランドとの間の材料の拡散が防止可能な構造の半導体装置を提供する。
【解決手段】本発明の半導体装置２００は、基材１３、基材１３の一方の面側に設けられたソルダーレジスト２１ｂ、基材１３の一方の面側に設けられ、外部端子が搭載されるＣｕ等のランド９、ランド９の表面に設けられたメッキ層９ａ、基材１３の他の面に設けられ、ランド９と電気的に接続された半導体チップ５を有し、ソルダーレジスト２１ｂは、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部が露出するように設けられている。
【解決手段】本発明の半導体装置２００は、基材１３、基材１３の一方の面側に設けられたソルダーレジスト２１ｂ、基材１３の一方の面側に設けられ、外部端子が搭載されるＣｕ等のランド９、ランド９の表面に設けられたメッキ層９ａ、基材１３の他の面に設けられ、ランド９と電気的に接続された半導体チップ５を有し、ソルダーレジスト２１ｂは、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部が露出するように設けられている。
【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に用いられる配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、電子機器に用いられる半導体素子の高集積化、小型化が進んでいる。
【０００３】
そのため、半導体素子と基板との接続構造として、基材上にランドと呼ばれるＣｕ等の導電体の台座を設け、ランド上に設けたハンダボール等の外部端子を他の基板等と接続する構造（ＢＧＡ、Ball Grid Array）が用いられる場合がある。
【０００４】
このような構造では、半導体素子のさらなる高集積化、多端子化を図るためには、ランドおよび外部端子を小型化する必要がある。
【０００５】
しかしながら、小型化はランドと基材、もしくはランドと外部端子の接触部分の面積の縮小を伴うため、接合強度が低下するという問題がある。
【０００６】
そのため、小型化に伴う接合強度の低下を防ぐための構造が必要となる。
【０００７】
ランドと基材間の接合強度の低下を防ぐ構造としてはＳＭＤ（Solder Mask Defined）構造が知られている。
【０００８】
ＳＭＤ構造は、ランドの側面および上面の外周近傍を覆うようにソルダーレジストを設けた構造であり、ソルダーレジストがランドを固定することにより、接合強度を向上させている（特許文献１）。
【０００９】
また、特許文献１では、ランドとハンダボールの接合強度の確保のために、ランド上にＣｕの拡散防止やランドの酸化防止のためのＮｉ−Ａｕメッキを施している。
【００１０】
また、特許文献２には、マルチチップモジュールのチップの接続部の構造として、ステンレス基板上に絶縁層を介して形成した配線パターンにＮｉメッキを形成した後、第２の絶縁層を形成する構造が開示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１５４７６６号公報
【特許文献２】特開２００２−３４３９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に示すようなＢＧＡ型の半導体装置では、径時変化により、配線基板の外部端子の搭載面側のランドで、Ｎｉメッキと絶縁層との間に隙間が発生する恐れがあった。
【００１３】
即ち、ＢＧＡ型の半導体装置は、配線基板の半導体チップの搭載面側が封止樹脂で覆われるため、樹脂封止後に、配線基板と封止樹脂との熱膨張率の差や、封止樹脂の硬化収縮等により、例えば配線基板が凹反りになることで、配線基板のハンダボールの搭載面側に、Ｎｉメッキと絶縁層との間に隙間が発生する恐れがある。
【００１４】
このような隙間が発生すると、ハンダボール搭載時にハンダがこの隙間に流れ込み、ランドに含まれるＣｕが、ＳｎとＮｉとの合金層（ハンダとメッキの合金層）に拡散して合金層が脆くなってしまい、ハンダボールの脱落や接合強度の低下が生じるという問題があった。
【００１５】
この問題は、特許文献２記載の構造でも同様である。即ち、特許文献２記載の構造は、外部端子と接続する側における、絶縁層とメッキの間に生じうる隙間の問題が全く考慮されていないため、やはり、ハンダボール搭載時にハンダが隙間に流れ込み、ハンダボールの脱落や接合強度の低下が生じるという問題があった。
【００１６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、外部端子とランドとの間の材料の拡散が防止可能な構造の半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前述した目的を達成するために、本発明の第１の態様は、基材と、前記基材の一方の面に設けられ、外部端子が搭載されるランドと、前記ランドの表面に設けられた導電性保護層と、前記基材の一方の面を覆うように、かつ、前記導電性保護層の表面の一部が露出するように前記導電性保護層の外周を覆って設けられた絶縁層と、前記基材の他の面に設けられ、前記ランドと電気的に接続された半導体チップと、前記基材の他の面に設けられ、前記半導体チップを覆うように設けられた封止体と、を有することを特徴とする半導体装置である。
【００１８】
本発明の第２の態様は、基材と、前記基材の一方の面に設けられ、外部端子が搭載されるランドと、前記ランドの表面に設けられた導電性保護層と、前記基材の一方の面を覆うように、かつ、前記導電性保護層の表面の一部が露出するように前記導電性保護層の外周を覆って設けられた絶縁層と、を有することを特徴とする配線基板である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、外部端子とランドとの間の材料の拡散が防止可能な構造の半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図２】図１のランド付近の拡大図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る半導体装置のランド付近の断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る半導体装置のランド付近の断面図である。
【図８】第４の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。
【００２２】
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る配線基板１及び当該配線基板１を含む半導体装置２００の概略構成を説明する。
【００２３】
図１に示すように、半導体装置２００は、平面形状が略四角形の板状の配線基板１と、半導体チップ５とを有している。
【００２４】
半導体チップ５は、シリコンやゲルマニウムなどの半導体基板の一面に、例えばマイクロプロセッサ等のような論理回路またはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）やＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等のような記憶回路等を備えている。
【００２５】
配線基板１には、さらに、半導体装置２００を他の装置と接続するためのハンダボール１１が外部端子として設けられている。
【００２６】
なお、図１では半導体チップ５とハンダボール１１はそれぞれ配線基板１の別の面に設けられており、一方の面にはハンダボール１１が、他の面には半導体チップ５が、それぞれ設けられている。
【００２７】
図１および図２を参照して、配線基板１及び半導体装置２００の構成をさらに詳細に説明する。
【００２８】
図１に示すように、配線基板１は、板状の基材１３、基材１３の一方の面側に設けられたソルダーレジスト２１ｂ（絶縁層）、基材１３の一方の面側に設けられ、ハンダボール１１（後述）等の外部端子が搭載されるＣｕ等のランド９、ランド９の表面に設けられたメッキ層９ａ（導電性保護層）、基材１３の他の面側に設けられたソルダーレジスト２１ａ、基材１３の他の面側に設けられた接続パッド１５、接続パッド１５の表面に設けられたメッキ層１５ａ、基材１３を貫通して設けられた貫通配線２５、メッキ層９ａ上に設けられたＳｎ合金等のハンダボール１１を有している。
【００２９】
具体的に説明すると、配線基板１の基材１３はガラスエポキシ等で構成され、接続パッド１５は、基材１３の一方の面の外周の近傍に複数個設けられている。
【００３０】
ソルダーレジスト２１ａは、接続パッド１５の形成領域以外の領域に設けられている。
【００３１】
半導体チップ５は、絶縁性の接着剤あるいはＤＡＦ（Die Attached Film）等の接着部材２３を介してソルダーレジスト２１ａ上に設けられている。
【００３２】
半導体チップ５の表面には接続パッド１５との接続用の電極パッド１９が複数設けられており、接続パッド１５と電極パッド１９はワイヤ１７によって電気的に接続されている。
【００３３】
なお、電極パッド１９を除く、半導体チップ５の表面には図示しないパッシベーション膜が形成され、回路形成面を保護している。
【００３４】
また、基材１３の他の面には、少なくとも半導体チップ５、接続パッド１５（のメッキ層１５ａ）、電極パッド１９、ワイヤ１７を覆うように封止体７が設けられている。
【００３５】
封止体７は例えばエポキシ樹脂等の絶縁性の熱硬化樹脂であり、半導体チップ５や、電気的接続部位である接続パッド１５（のメッキ層１５ａ）、電極パッド１９、ワイヤ１７を保護している。
【００３６】
ここで、基材１３の一方の面側に設けられたランド９は、所定の間隔で格子状に複数個配置されている。また、各ランド９は、基材１３内に設けられた貫通配線２５を介して接続パッド１５と電気的に接続されている。
【００３７】
ランド９は、配線層に接続される部材であるため、例えばＣｕ等の配線用の導電部材で形成される。
【００３８】
一方、メッキ層９ａはランド９の腐食（酸化）防止のための層および／またはランド９を構成する材料（ここではＣｕ）のハンダボール１１への拡散を防止するための層であり、Ａｕ等の腐食防止材料およびＮｉ等の拡散防止材料を有している。
【００３９】
より具体的には、メッキ層９ａはＮｉメッキあるいはＮｉ−Ａｕメッキである。Ｎｉ−Ａｕメッキの場合、Ｎｉメッキ層とＡｕメッキ層を含む多層構造であってもよい。また、メッキ層９ａ表面にＮｉを含む材料を用いた場合は、ハンダボール中のＳｎと、メッキ層９ａ中のＮｉとで合金層を形成するため、好適である。
【００４０】
なお、各ランド９は、貫通配線２５、接続パッド１５、メッキ層１５ａ、およびワイヤ１７を介して半導体チップ５の電極パッド１９と電気的に接続されている。
【００４１】
ここで、図２に示すように、ソルダーレジスト２１ｂは、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部（ここでは中心付近）が露出するように設けられている。さらに、外部端子としてのハンダボール１１はメッキ層９ａ上に設けられている。
【００４２】
ハンダボール１１は、他の装置のランド等の接続部分と接続されることにより、他の装置と半導体チップ５とを電気的に接続する。
【００４３】
このように、ランド９の表面にメッキ層９ａを設け、メッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部が露出するようにソルダーレジスト２１ｂを設けることにより、配線基板１と封止体７との熱膨張率の差による配線基板１の反りによって、外部端子が搭載される面側に設けられたランド９での、メッキ層９ａと絶縁層（ソルダーレジスト２１ｂ）との間に隙間が発生するのを防止できる。
【００４４】
即ち、メッキ層９ａと絶縁層（ソルダーレジスト２１ｂ）との間の隙間の発生を防止することで、ランド９に含まれるＣｕ等の材料がハンダボール１１へ流出する経路を遮断できる。
【００４５】
これにより、ハンダボール１１が前記隙間を通りランド９（Ｃｕ配線層）に到達することができなくなる。
【００４６】
そのため、ランド９に含まれるＣｕの、ハンダボール１１のＳｎとメッキ層９ａのＮｉの合金層への拡散、および、拡散による合金層の脆化を抑えることができる。
【００４７】
合金層の脆化を抑えることで、ボール強度試験での強度劣化や、合金層破断によるボール脱落等の接続不良を低減でき、半導体装置２００の信頼性及び歩留を向上できる。
【００４８】
なお、メッキ層１５ａについては、ハンダボール１１と接触する部材ではないが、メッキ層９ａと同じ材料を用いるのが望ましい。
【００４９】
次に、配線基板１および配線基板１を用いた半導体装置２００の製造方法について、図３〜図５を参照して説明する。
【００５０】
最初に、図３に示すような基板１００を準備する。
図３に示すように、基板１００は、半導体装置２００においては図１の基材１３に相当する部分であり、例えば０．２ｍｍ厚のガラスエポキシ基板である。
【００５１】
図３に示すように基板１００は、マトリックス状に配置された複数の製品形成部１０１を有している。複数の製品形成部１０１は、例えば４×４で１６個の２つのエリア１０２ａ、１０２ｂをそれぞれ構成している。複数の製品形成部１０１は、それぞれ図１に示す１個分の半導体装置２００（配線基板１）が形成される部分である。
【００５２】
また、製品形成部１０１がマトリックス状に配置されたエリア１０２ａ、１０２ｂの周囲には枠部１０６が配置されている。枠部１０６には所定の間隔で位置決め孔１０７が設けられ、搬送・位置決めが可能に構成されている。また、製品形成部１０１間はダイシングライン１０８となる。
【００５３】
次に、図４（ａ）に示すように、基板１００の貫通配線２５が配置される位置に貫通孔が形成され、貫通孔内に導体が埋め込まれて貫通配線２５が形成される。
【００５４】
次に、基板１００の一方の面に、Ｃｕを含む金属層を貼り付ける。その後、当該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、一方の面側に図示しない配線パターンを形成し、所望のピッチでランド９を形成する。また同様に、他の面に、一方の面側と同様に接続パッド１５および図示しない配線層を形成する。この状態が図４（ｂ）である。
【００５５】
次に、次に図４（ｃ）に示すように、基板１００の両面の図示しない配線パターンおよびランド９、接続パッド１５上に、図示しない給電パターンを用いて電解メッキ等を行い、ＮｉメッキとＡｕメッキを含むメッキ層９ａ、１５ａを形成する。
【００５６】
次に、図４（ｄ）に示すように、基板１００の両面に絶縁層としてのソルダーレジスト２１ａ、２１ｂがそれぞれ形成される。
【００５７】
ここで、図２で説明したように、ソルダーレジスト２１ｂは、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部（ここでは中心付近）が露出するように形成される。
【００５８】
即ち、ソルダーレジスト２１ｂは、メッキ層９ａの表面の一部に対応する位置に開口部３１が形成されるように基板１００を覆う。
【００５９】
同様に、ソルダーレジスト２１ａは、接続パッド１５およびメッキ層１５ａの外周を覆うように、かつメッキ層１５ａの表面の一部（ここでは中心付近）が露出するように設けられる。
【００６０】
即ち、ソルダーレジスト２１ａは、メッキ層１５ａの表面の一部に対応する位置に開口部３３が形成されるように基板１００を覆う。
【００６１】
これにより、図４（ｄ）に示すように、ランド９（のメッキ層９ａ）の中央領域が露出され、周囲が絶縁層で覆われたＳＭＤ構造の配線基板１が製品形成部１０１に形成される。
【００６２】
次に、基板１００上に半導体チップ５を配置する。
具体的には、まず、基板１００を、接続パッド１５（メッキ層１５ａ）が上になるように図示しないダイボンディング装置に載置する。
【００６３】
基板１００の載置が完了すると、図示しないダイボンディング装置を用いて接着部材２３の上に半導体チップ５を載置したのち、加熱等により接着部材２３を硬化させて、図５（ａ）に示すように、ダイボンディングを完了する。
【００６４】
半導体チップ５の載置が完了すると、基板１００を図示しないワイヤボンディング装置に載置する。
【００６５】
基板１００の載置が完了すると、図示しないワイヤボンディング装置により、ワイヤ１７の一端を電極パッド１９（図１参照）に超音波熱圧着により接続し、その後、所定のループ形状を描きながら他端を接続パッド１５（のメッキ層１５ａ）上に超音波熱圧着により接続する。この状態が図５（ｂ）である。
【００６６】
次に、図５（ｃ）に示すように、半導体チップ５、接続パッド１５（のメッキ層１５ａ）、電極パッド１９、ワイヤ１７を覆うように封止体７を形成する。
【００６７】
具体的には、基板１００を図示しない成型装置に載置し、成型装置の上型と下型により基板１００を型閉めした状態で、溶融された封止樹脂、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂を充填させ、充填させた状態でキュアする。
【００６８】
すると、封止樹脂が熱硬化し、図５（ｃ）に示すようにエリア１０２ａ、１０２ｂを一括に覆う封止体７が形成される。
【００６９】
その後、成型装置から基板１００を取り出し、所定の温度でリフローすることで封止体７が完全に硬化される。
【００７０】
次に、ランド９（のメッキ層９ａ）が上になるように基板１００を図示しないボールマウント装置上に載置する。
【００７１】
基板１００の載置が完了すると、図５（ｄ）に示すように、例えば、ボールマウント装置の図示しないマウントツールにハンダボール１１を真空吸着し、フラックスを介してハンダボール１１をランド９（のメッキ層９ａ）上に搭載する。
【００７２】
その後、基板１００をリフローすることで、ハンダボール１１がランド９（のメッキ層９ａ）と接続される。
【００７３】
このようにして、外部端子としてのハンダボール１１が基板１００に搭載される。
【００７４】
次に、基板１００を、図示しない基板ダイシング装置に載置する。
具体的には、図５（ｅ）に示すように、封止体７をダイシングテープ５５に貼着固定する。
【００７５】
次に、貼着固定された基板１００のダイシングライン１０８（図３参照）を図示しないダイシングブレードにより、回転研削することで、基板１００を個々の製品形成部１０１（図３参照）毎に切断・分離する。
【００７６】
最後に、分離された個々の製品形成部１０１をダイシングテープ５５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２００が得られる。
以上が配線基板１および半導体装置２００の製造方法である。
【００７７】
このように、第１の実施形態によれば、半導体装置２００の配線基板１は、基材１３、基材１３の一方の面側に設けられたソルダーレジスト２１ｂ、一方の面側に設けられ、ハンダボール１１が搭載されるランド９、ランド９の表面に設けられたメッキ層９ａを有し、ソルダーレジスト２１ｂは、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部が露出するように設けられている。
そのため、ハンダボール１１とランド９との間の材料の拡散が防止可能である。
【００７８】
次に、第２の実施形態について図６を参照して説明する。
第２の実施形態は第１の実施形態において、メッキ層９ａを、ランド９の表面のみならず、側面も覆うように形成したものである。
【００７９】
なお、第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、主に第１の実施形態と異なる部分について説明する。
【００８０】
図６に示すように、半導体装置２００ａの配線基板１ａは、メッキ層９ａが、ランド９の表面および側面を覆うように形成されている。
【００８１】
なお、ランド９の底面は基材１３に接触しているため、ランド９はメッキ層９ａと基材１３によって完全に覆われている。
【００８２】
このように、メッキ層９ａを、ランド９の表面のみならず、側面も覆うように形成することにより、ランド９を構成する材料のハンダボール１１への拡散経路をさらに遮断することができ、ハンダボール１１へのランド９の材料の拡散をより確実に防止できる。
【００８３】
このように、第２の実施形態によれば、半導体装置２００ａの配線基板１ａは、基材１３、基材１３の一方の面側に設けられたソルダーレジスト２１ｂ、一方の面側に設けられ、ハンダボール１１が搭載されるランド９、ランド９の表面に設けられたメッキ層９ａを有し、ソルダーレジスト２１ｂが、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部が露出するように設けられている。
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００８４】
また、第２の実施形態によれば、メッキ層９ａは、ランド９の表面および側面を覆うように形成されている。
【００８５】
そのため、第１の実施形態と比較して、ランド９の側面からの材料の拡散をも遮断することができ、ハンダボール１１へのランド９の材料の拡散をより確実に防止できる。
【００８６】
次に、第３の実施形態について図７を参照して説明する。
第３の実施形態は第１の実施形態において、メッキ層９ａを、ランド９の表面の一部にのみ形成したものである。
【００８７】
なお、第３の実施形態においては、第１の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、主に第１の実施形態と異なる部分について説明する。
【００８８】
図７に示すように、半導体装置２００ｂの配線基板１ｂは、メッキ層９ａが、ランド９の表面の一部のみを覆うように形成されている。
即ち、メッキ層９ａはランド９よりも平面の投影面積が小さくなっている。
【００８９】
このように、メッキ層９ａを、ランド９の表面の一部のみを覆うように形成してもよい。
【００９０】
このような構成にすることにより、メッキ層９ａを設ける際に要求されるメッキレジストの位置合わせの精度に関して、メッキ層９ａがランド９の表面を完全に覆う場合と比べて高い精度が要求されないため、メッキの際の作業性が、より良好となる。
【００９１】
このように、第３の実施形態によれば、半導体装置２００ｂの配線基板１ｂは、基材１３、基材１３の一方の面側に設けられたソルダーレジスト２１ｂ、一方の面側に設けられ、ハンダボール１１が搭載されるランド９、ランド９の表面に設けられたメッキ層９ａを有し、ソルダーレジスト２１ｂが、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部が露出するように設けられている。
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００９２】
また、第２の実施形態によれば、メッキ層９ａは、ランド９の表面の一部のみを覆うように形成されている。
【００９３】
そのため、メッキ層９ａを設ける際に要求されるメッキレジストの位置合わせの精度に関して、第１の実施形態と比べて高い精度が要求されないため、メッキの際の作業性が、より良好となる。
【００９４】
次に、第４の実施形態について、図８を参照して説明する。
第４の実施形態は第１の実施形態において、基材１３に開口部１３ａを設けて半導体チップ５をフェースダウンで配線基板１に実装し、開口部１３ａを通じて半導体チップ５と配線基板１ｃをワイヤ接続したものである。
【００９５】
なお、第４の実施形態においては、第１の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、主に第１の実施形態と異なる部分について説明する。
【００９６】
図８に示すように、半導体装置２００ｃは、配線基板１ｃに開口部１３ａが設けられている。配線基板１ｃはさらに、一方の面側、即ちランド９が設けられた面側に接続パッド１５およびメッキ層１５ａが形成されており、ランド９と接続パッド１５は、一方の面上に設けられた図示しない配線パターンにより同一平面上で電気的に接続されている。
【００９７】
また、半導体チップ５は電極パッド１９が開口部１３ａから露出するように配線基板１ｃに実装されており、電極パッド１９と接続パッド１５（のメッキ層１５ａ）は、開口部１３ａを通じてワイヤ１７により接続されている。
【００９８】
さらに、電極パッド１９、接続パッド１５（のメッキ層１５ａ）、ワイヤ１７を覆うように、開口部１３ａおよびその周囲には開口部封止体７ａが設けられている。
【００９９】
ここで、図８から明らかなように、半導体チップ５は、その表面、即ち電極パッド１９が設けられた面が配線基板１ｃの他の面と対向するように設けられており、いわゆるフェースダウンで配線基板１ｃに実装されている。
【０１００】
このように、半導体チップ５は、フェースダウンで実装してもよく、このように実装することにより、第１〜第３の実施形態のようにフェースアップで実装する場合と比較して、半導体装置２００ｃを、より薄型化できる。
【０１０１】
このように、第４の実施形態によれば、半導体装置２００ｃの配線基板１ｃは、基材１３、基材１３の一方の面に設けられたソルダーレジスト２１ｂ、一方の面に設けられ、ハンダボール１１と接続されるランド９、ランド９の表面に設けられたメッキ層９ａを有し、ソルダーレジスト２１ｂは、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部が露出するように設けられている。
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０２】
また、第４の実施形態によれば、半導体装置２００ｃは、基材１３に開口部１３ａが設けられ、かつ半導体チップ５をフェースダウンで配線基板１に実装し、開口部１３ａを通じて半導体チップ５と配線基板１ｃをワイヤ接続した構造となっている。
【０１０３】
そのため、第１の実施形態と比較して、半導体装置２００ｃを、より薄型化できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１０５】
例えば本実施形態では、本発明を、１つの配線基板に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について説明したが、１つの配線基板に２つ以上の半導体チップを搭載した半導体装置に適用しても良い。
【０１０６】
また本実施形態では、半導体チップと配線基板とをワイヤにより接続した場合について説明したが、半導体チップと配線基板とをフリップチップ接続により接続するように構成しても良い。
【符号の説明】
【０１０７】
１…………配線基板
１ａ………配線基板
１ｂ………配線基板
１ｃ………配線基板
５…………半導体チップ
７…………封止体
７ａ………開口部封止体
９…………ランド
９ａ………メッキ層
１１………ハンダボール
１３………基材
１３ａ……開口部
１５………接続パッド
１５ａ……メッキ層
１７………ワイヤ
１９………電極パッド
２１ａ……ソルダーレジスト
２１ｂ……ソルダーレジスト
２３………接着部材
２５………貫通配線
３１………開口部
３３………開口部
５５………ダイシングテープ
１００……基板
１０１……製品形成部
１０２ａ…エリア
１０２ｂ…エリア
１０６……枠部
１０７……位置決め孔
１０８……ダイシングライン
２００……半導体装置
２００ａ…半導体装置
２００ｂ…半導体装置
２００ｃ…半導体装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および半導体装置に用いられる配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、電子機器に用いられる半導体素子の高集積化、小型化が進んでいる。
【０００３】
そのため、半導体素子と基板との接続構造として、基材上にランドと呼ばれるＣｕ等の導電体の台座を設け、ランド上に設けたハンダボール等の外部端子を他の基板等と接続する構造（ＢＧＡ、Ball Grid Array）が用いられる場合がある。
【０００４】
このような構造では、半導体素子のさらなる高集積化、多端子化を図るためには、ランドおよび外部端子を小型化する必要がある。
【０００５】
しかしながら、小型化はランドと基材、もしくはランドと外部端子の接触部分の面積の縮小を伴うため、接合強度が低下するという問題がある。
【０００６】
そのため、小型化に伴う接合強度の低下を防ぐための構造が必要となる。
【０００７】
ランドと基材間の接合強度の低下を防ぐ構造としてはＳＭＤ（Solder Mask Defined）構造が知られている。
【０００８】
ＳＭＤ構造は、ランドの側面および上面の外周近傍を覆うようにソルダーレジストを設けた構造であり、ソルダーレジストがランドを固定することにより、接合強度を向上させている（特許文献１）。
【０００９】
また、特許文献１では、ランドとハンダボールの接合強度の確保のために、ランド上にＣｕの拡散防止やランドの酸化防止のためのＮｉ−Ａｕメッキを施している。
【００１０】
また、特許文献２には、マルチチップモジュールのチップの接続部の構造として、ステンレス基板上に絶縁層を介して形成した配線パターンにＮｉメッキを形成した後、第２の絶縁層を形成する構造が開示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１５４７６６号公報
【特許文献２】特開２００２−３４３９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に示すようなＢＧＡ型の半導体装置では、径時変化により、配線基板の外部端子の搭載面側のランドで、Ｎｉメッキと絶縁層との間に隙間が発生する恐れがあった。
【００１３】
即ち、ＢＧＡ型の半導体装置は、配線基板の半導体チップの搭載面側が封止樹脂で覆われるため、樹脂封止後に、配線基板と封止樹脂との熱膨張率の差や、封止樹脂の硬化収縮等により、例えば配線基板が凹反りになることで、配線基板のハンダボールの搭載面側に、Ｎｉメッキと絶縁層との間に隙間が発生する恐れがある。
【００１４】
このような隙間が発生すると、ハンダボール搭載時にハンダがこの隙間に流れ込み、ランドに含まれるＣｕが、ＳｎとＮｉとの合金層（ハンダとメッキの合金層）に拡散して合金層が脆くなってしまい、ハンダボールの脱落や接合強度の低下が生じるという問題があった。
【００１５】
この問題は、特許文献２記載の構造でも同様である。即ち、特許文献２記載の構造は、外部端子と接続する側における、絶縁層とメッキの間に生じうる隙間の問題が全く考慮されていないため、やはり、ハンダボール搭載時にハンダが隙間に流れ込み、ハンダボールの脱落や接合強度の低下が生じるという問題があった。
【００１６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、外部端子とランドとの間の材料の拡散が防止可能な構造の半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前述した目的を達成するために、本発明の第１の態様は、基材と、前記基材の一方の面に設けられ、外部端子が搭載されるランドと、前記ランドの表面に設けられた導電性保護層と、前記基材の一方の面を覆うように、かつ、前記導電性保護層の表面の一部が露出するように前記導電性保護層の外周を覆って設けられた絶縁層と、前記基材の他の面に設けられ、前記ランドと電気的に接続された半導体チップと、前記基材の他の面に設けられ、前記半導体チップを覆うように設けられた封止体と、を有することを特徴とする半導体装置である。
【００１８】
本発明の第２の態様は、基材と、前記基材の一方の面に設けられ、外部端子が搭載されるランドと、前記ランドの表面に設けられた導電性保護層と、前記基材の一方の面を覆うように、かつ、前記導電性保護層の表面の一部が露出するように前記導電性保護層の外周を覆って設けられた絶縁層と、を有することを特徴とする配線基板である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、外部端子とランドとの間の材料の拡散が防止可能な構造の半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図２】図１のランド付近の拡大図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る半導体装置のランド付近の断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る半導体装置のランド付近の断面図である。
【図８】第４の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。
【００２２】
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る配線基板１及び当該配線基板１を含む半導体装置２００の概略構成を説明する。
【００２３】
図１に示すように、半導体装置２００は、平面形状が略四角形の板状の配線基板１と、半導体チップ５とを有している。
【００２４】
半導体チップ５は、シリコンやゲルマニウムなどの半導体基板の一面に、例えばマイクロプロセッサ等のような論理回路またはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）やＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等のような記憶回路等を備えている。
【００２５】
配線基板１には、さらに、半導体装置２００を他の装置と接続するためのハンダボール１１が外部端子として設けられている。
【００２６】
なお、図１では半導体チップ５とハンダボール１１はそれぞれ配線基板１の別の面に設けられており、一方の面にはハンダボール１１が、他の面には半導体チップ５が、それぞれ設けられている。
【００２７】
図１および図２を参照して、配線基板１及び半導体装置２００の構成をさらに詳細に説明する。
【００２８】
図１に示すように、配線基板１は、板状の基材１３、基材１３の一方の面側に設けられたソルダーレジスト２１ｂ（絶縁層）、基材１３の一方の面側に設けられ、ハンダボール１１（後述）等の外部端子が搭載されるＣｕ等のランド９、ランド９の表面に設けられたメッキ層９ａ（導電性保護層）、基材１３の他の面側に設けられたソルダーレジスト２１ａ、基材１３の他の面側に設けられた接続パッド１５、接続パッド１５の表面に設けられたメッキ層１５ａ、基材１３を貫通して設けられた貫通配線２５、メッキ層９ａ上に設けられたＳｎ合金等のハンダボール１１を有している。
【００２９】
具体的に説明すると、配線基板１の基材１３はガラスエポキシ等で構成され、接続パッド１５は、基材１３の一方の面の外周の近傍に複数個設けられている。
【００３０】
ソルダーレジスト２１ａは、接続パッド１５の形成領域以外の領域に設けられている。
【００３１】
半導体チップ５は、絶縁性の接着剤あるいはＤＡＦ（Die Attached Film）等の接着部材２３を介してソルダーレジスト２１ａ上に設けられている。
【００３２】
半導体チップ５の表面には接続パッド１５との接続用の電極パッド１９が複数設けられており、接続パッド１５と電極パッド１９はワイヤ１７によって電気的に接続されている。
【００３３】
なお、電極パッド１９を除く、半導体チップ５の表面には図示しないパッシベーション膜が形成され、回路形成面を保護している。
【００３４】
また、基材１３の他の面には、少なくとも半導体チップ５、接続パッド１５（のメッキ層１５ａ）、電極パッド１９、ワイヤ１７を覆うように封止体７が設けられている。
【００３５】
封止体７は例えばエポキシ樹脂等の絶縁性の熱硬化樹脂であり、半導体チップ５や、電気的接続部位である接続パッド１５（のメッキ層１５ａ）、電極パッド１９、ワイヤ１７を保護している。
【００３６】
ここで、基材１３の一方の面側に設けられたランド９は、所定の間隔で格子状に複数個配置されている。また、各ランド９は、基材１３内に設けられた貫通配線２５を介して接続パッド１５と電気的に接続されている。
【００３７】
ランド９は、配線層に接続される部材であるため、例えばＣｕ等の配線用の導電部材で形成される。
【００３８】
一方、メッキ層９ａはランド９の腐食（酸化）防止のための層および／またはランド９を構成する材料（ここではＣｕ）のハンダボール１１への拡散を防止するための層であり、Ａｕ等の腐食防止材料およびＮｉ等の拡散防止材料を有している。
【００３９】
より具体的には、メッキ層９ａはＮｉメッキあるいはＮｉ−Ａｕメッキである。Ｎｉ−Ａｕメッキの場合、Ｎｉメッキ層とＡｕメッキ層を含む多層構造であってもよい。また、メッキ層９ａ表面にＮｉを含む材料を用いた場合は、ハンダボール中のＳｎと、メッキ層９ａ中のＮｉとで合金層を形成するため、好適である。
【００４０】
なお、各ランド９は、貫通配線２５、接続パッド１５、メッキ層１５ａ、およびワイヤ１７を介して半導体チップ５の電極パッド１９と電気的に接続されている。
【００４１】
ここで、図２に示すように、ソルダーレジスト２１ｂは、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部（ここでは中心付近）が露出するように設けられている。さらに、外部端子としてのハンダボール１１はメッキ層９ａ上に設けられている。
【００４２】
ハンダボール１１は、他の装置のランド等の接続部分と接続されることにより、他の装置と半導体チップ５とを電気的に接続する。
【００４３】
このように、ランド９の表面にメッキ層９ａを設け、メッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部が露出するようにソルダーレジスト２１ｂを設けることにより、配線基板１と封止体７との熱膨張率の差による配線基板１の反りによって、外部端子が搭載される面側に設けられたランド９での、メッキ層９ａと絶縁層（ソルダーレジスト２１ｂ）との間に隙間が発生するのを防止できる。
【００４４】
即ち、メッキ層９ａと絶縁層（ソルダーレジスト２１ｂ）との間の隙間の発生を防止することで、ランド９に含まれるＣｕ等の材料がハンダボール１１へ流出する経路を遮断できる。
【００４５】
これにより、ハンダボール１１が前記隙間を通りランド９（Ｃｕ配線層）に到達することができなくなる。
【００４６】
そのため、ランド９に含まれるＣｕの、ハンダボール１１のＳｎとメッキ層９ａのＮｉの合金層への拡散、および、拡散による合金層の脆化を抑えることができる。
【００４７】
合金層の脆化を抑えることで、ボール強度試験での強度劣化や、合金層破断によるボール脱落等の接続不良を低減でき、半導体装置２００の信頼性及び歩留を向上できる。
【００４８】
なお、メッキ層１５ａについては、ハンダボール１１と接触する部材ではないが、メッキ層９ａと同じ材料を用いるのが望ましい。
【００４９】
次に、配線基板１および配線基板１を用いた半導体装置２００の製造方法について、図３〜図５を参照して説明する。
【００５０】
最初に、図３に示すような基板１００を準備する。
図３に示すように、基板１００は、半導体装置２００においては図１の基材１３に相当する部分であり、例えば０．２ｍｍ厚のガラスエポキシ基板である。
【００５１】
図３に示すように基板１００は、マトリックス状に配置された複数の製品形成部１０１を有している。複数の製品形成部１０１は、例えば４×４で１６個の２つのエリア１０２ａ、１０２ｂをそれぞれ構成している。複数の製品形成部１０１は、それぞれ図１に示す１個分の半導体装置２００（配線基板１）が形成される部分である。
【００５２】
また、製品形成部１０１がマトリックス状に配置されたエリア１０２ａ、１０２ｂの周囲には枠部１０６が配置されている。枠部１０６には所定の間隔で位置決め孔１０７が設けられ、搬送・位置決めが可能に構成されている。また、製品形成部１０１間はダイシングライン１０８となる。
【００５３】
次に、図４（ａ）に示すように、基板１００の貫通配線２５が配置される位置に貫通孔が形成され、貫通孔内に導体が埋め込まれて貫通配線２５が形成される。
【００５４】
次に、基板１００の一方の面に、Ｃｕを含む金属層を貼り付ける。その後、当該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、一方の面側に図示しない配線パターンを形成し、所望のピッチでランド９を形成する。また同様に、他の面に、一方の面側と同様に接続パッド１５および図示しない配線層を形成する。この状態が図４（ｂ）である。
【００５５】
次に、次に図４（ｃ）に示すように、基板１００の両面の図示しない配線パターンおよびランド９、接続パッド１５上に、図示しない給電パターンを用いて電解メッキ等を行い、ＮｉメッキとＡｕメッキを含むメッキ層９ａ、１５ａを形成する。
【００５６】
次に、図４（ｄ）に示すように、基板１００の両面に絶縁層としてのソルダーレジスト２１ａ、２１ｂがそれぞれ形成される。
【００５７】
ここで、図２で説明したように、ソルダーレジスト２１ｂは、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部（ここでは中心付近）が露出するように形成される。
【００５８】
即ち、ソルダーレジスト２１ｂは、メッキ層９ａの表面の一部に対応する位置に開口部３１が形成されるように基板１００を覆う。
【００５９】
同様に、ソルダーレジスト２１ａは、接続パッド１５およびメッキ層１５ａの外周を覆うように、かつメッキ層１５ａの表面の一部（ここでは中心付近）が露出するように設けられる。
【００６０】
即ち、ソルダーレジスト２１ａは、メッキ層１５ａの表面の一部に対応する位置に開口部３３が形成されるように基板１００を覆う。
【００６１】
これにより、図４（ｄ）に示すように、ランド９（のメッキ層９ａ）の中央領域が露出され、周囲が絶縁層で覆われたＳＭＤ構造の配線基板１が製品形成部１０１に形成される。
【００６２】
次に、基板１００上に半導体チップ５を配置する。
具体的には、まず、基板１００を、接続パッド１５（メッキ層１５ａ）が上になるように図示しないダイボンディング装置に載置する。
【００６３】
基板１００の載置が完了すると、図示しないダイボンディング装置を用いて接着部材２３の上に半導体チップ５を載置したのち、加熱等により接着部材２３を硬化させて、図５（ａ）に示すように、ダイボンディングを完了する。
【００６４】
半導体チップ５の載置が完了すると、基板１００を図示しないワイヤボンディング装置に載置する。
【００６５】
基板１００の載置が完了すると、図示しないワイヤボンディング装置により、ワイヤ１７の一端を電極パッド１９（図１参照）に超音波熱圧着により接続し、その後、所定のループ形状を描きながら他端を接続パッド１５（のメッキ層１５ａ）上に超音波熱圧着により接続する。この状態が図５（ｂ）である。
【００６６】
次に、図５（ｃ）に示すように、半導体チップ５、接続パッド１５（のメッキ層１５ａ）、電極パッド１９、ワイヤ１７を覆うように封止体７を形成する。
【００６７】
具体的には、基板１００を図示しない成型装置に載置し、成型装置の上型と下型により基板１００を型閉めした状態で、溶融された封止樹脂、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂を充填させ、充填させた状態でキュアする。
【００６８】
すると、封止樹脂が熱硬化し、図５（ｃ）に示すようにエリア１０２ａ、１０２ｂを一括に覆う封止体７が形成される。
【００６９】
その後、成型装置から基板１００を取り出し、所定の温度でリフローすることで封止体７が完全に硬化される。
【００７０】
次に、ランド９（のメッキ層９ａ）が上になるように基板１００を図示しないボールマウント装置上に載置する。
【００７１】
基板１００の載置が完了すると、図５（ｄ）に示すように、例えば、ボールマウント装置の図示しないマウントツールにハンダボール１１を真空吸着し、フラックスを介してハンダボール１１をランド９（のメッキ層９ａ）上に搭載する。
【００７２】
その後、基板１００をリフローすることで、ハンダボール１１がランド９（のメッキ層９ａ）と接続される。
【００７３】
このようにして、外部端子としてのハンダボール１１が基板１００に搭載される。
【００７４】
次に、基板１００を、図示しない基板ダイシング装置に載置する。
具体的には、図５（ｅ）に示すように、封止体７をダイシングテープ５５に貼着固定する。
【００７５】
次に、貼着固定された基板１００のダイシングライン１０８（図３参照）を図示しないダイシングブレードにより、回転研削することで、基板１００を個々の製品形成部１０１（図３参照）毎に切断・分離する。
【００７６】
最後に、分離された個々の製品形成部１０１をダイシングテープ５５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２００が得られる。
以上が配線基板１および半導体装置２００の製造方法である。
【００７７】
このように、第１の実施形態によれば、半導体装置２００の配線基板１は、基材１３、基材１３の一方の面側に設けられたソルダーレジスト２１ｂ、一方の面側に設けられ、ハンダボール１１が搭載されるランド９、ランド９の表面に設けられたメッキ層９ａを有し、ソルダーレジスト２１ｂは、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部が露出するように設けられている。
そのため、ハンダボール１１とランド９との間の材料の拡散が防止可能である。
【００７８】
次に、第２の実施形態について図６を参照して説明する。
第２の実施形態は第１の実施形態において、メッキ層９ａを、ランド９の表面のみならず、側面も覆うように形成したものである。
【００７９】
なお、第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、主に第１の実施形態と異なる部分について説明する。
【００８０】
図６に示すように、半導体装置２００ａの配線基板１ａは、メッキ層９ａが、ランド９の表面および側面を覆うように形成されている。
【００８１】
なお、ランド９の底面は基材１３に接触しているため、ランド９はメッキ層９ａと基材１３によって完全に覆われている。
【００８２】
このように、メッキ層９ａを、ランド９の表面のみならず、側面も覆うように形成することにより、ランド９を構成する材料のハンダボール１１への拡散経路をさらに遮断することができ、ハンダボール１１へのランド９の材料の拡散をより確実に防止できる。
【００８３】
このように、第２の実施形態によれば、半導体装置２００ａの配線基板１ａは、基材１３、基材１３の一方の面側に設けられたソルダーレジスト２１ｂ、一方の面側に設けられ、ハンダボール１１が搭載されるランド９、ランド９の表面に設けられたメッキ層９ａを有し、ソルダーレジスト２１ｂが、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部が露出するように設けられている。
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００８４】
また、第２の実施形態によれば、メッキ層９ａは、ランド９の表面および側面を覆うように形成されている。
【００８５】
そのため、第１の実施形態と比較して、ランド９の側面からの材料の拡散をも遮断することができ、ハンダボール１１へのランド９の材料の拡散をより確実に防止できる。
【００８６】
次に、第３の実施形態について図７を参照して説明する。
第３の実施形態は第１の実施形態において、メッキ層９ａを、ランド９の表面の一部にのみ形成したものである。
【００８７】
なお、第３の実施形態においては、第１の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、主に第１の実施形態と異なる部分について説明する。
【００８８】
図７に示すように、半導体装置２００ｂの配線基板１ｂは、メッキ層９ａが、ランド９の表面の一部のみを覆うように形成されている。
即ち、メッキ層９ａはランド９よりも平面の投影面積が小さくなっている。
【００８９】
このように、メッキ層９ａを、ランド９の表面の一部のみを覆うように形成してもよい。
【００９０】
このような構成にすることにより、メッキ層９ａを設ける際に要求されるメッキレジストの位置合わせの精度に関して、メッキ層９ａがランド９の表面を完全に覆う場合と比べて高い精度が要求されないため、メッキの際の作業性が、より良好となる。
【００９１】
このように、第３の実施形態によれば、半導体装置２００ｂの配線基板１ｂは、基材１３、基材１３の一方の面側に設けられたソルダーレジスト２１ｂ、一方の面側に設けられ、ハンダボール１１が搭載されるランド９、ランド９の表面に設けられたメッキ層９ａを有し、ソルダーレジスト２１ｂが、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部が露出するように設けられている。
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００９２】
また、第２の実施形態によれば、メッキ層９ａは、ランド９の表面の一部のみを覆うように形成されている。
【００９３】
そのため、メッキ層９ａを設ける際に要求されるメッキレジストの位置合わせの精度に関して、第１の実施形態と比べて高い精度が要求されないため、メッキの際の作業性が、より良好となる。
【００９４】
次に、第４の実施形態について、図８を参照して説明する。
第４の実施形態は第１の実施形態において、基材１３に開口部１３ａを設けて半導体チップ５をフェースダウンで配線基板１に実装し、開口部１３ａを通じて半導体チップ５と配線基板１ｃをワイヤ接続したものである。
【００９５】
なお、第４の実施形態においては、第１の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、主に第１の実施形態と異なる部分について説明する。
【００９６】
図８に示すように、半導体装置２００ｃは、配線基板１ｃに開口部１３ａが設けられている。配線基板１ｃはさらに、一方の面側、即ちランド９が設けられた面側に接続パッド１５およびメッキ層１５ａが形成されており、ランド９と接続パッド１５は、一方の面上に設けられた図示しない配線パターンにより同一平面上で電気的に接続されている。
【００９７】
また、半導体チップ５は電極パッド１９が開口部１３ａから露出するように配線基板１ｃに実装されており、電極パッド１９と接続パッド１５（のメッキ層１５ａ）は、開口部１３ａを通じてワイヤ１７により接続されている。
【００９８】
さらに、電極パッド１９、接続パッド１５（のメッキ層１５ａ）、ワイヤ１７を覆うように、開口部１３ａおよびその周囲には開口部封止体７ａが設けられている。
【００９９】
ここで、図８から明らかなように、半導体チップ５は、その表面、即ち電極パッド１９が設けられた面が配線基板１ｃの他の面と対向するように設けられており、いわゆるフェースダウンで配線基板１ｃに実装されている。
【０１００】
このように、半導体チップ５は、フェースダウンで実装してもよく、このように実装することにより、第１〜第３の実施形態のようにフェースアップで実装する場合と比較して、半導体装置２００ｃを、より薄型化できる。
【０１０１】
このように、第４の実施形態によれば、半導体装置２００ｃの配線基板１ｃは、基材１３、基材１３の一方の面に設けられたソルダーレジスト２１ｂ、一方の面に設けられ、ハンダボール１１と接続されるランド９、ランド９の表面に設けられたメッキ層９ａを有し、ソルダーレジスト２１ｂは、ランド９およびメッキ層９ａの外周を覆うように、かつメッキ層９ａの表面の一部が露出するように設けられている。
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０２】
また、第４の実施形態によれば、半導体装置２００ｃは、基材１３に開口部１３ａが設けられ、かつ半導体チップ５をフェースダウンで配線基板１に実装し、開口部１３ａを通じて半導体チップ５と配線基板１ｃをワイヤ接続した構造となっている。
【０１０３】
そのため、第１の実施形態と比較して、半導体装置２００ｃを、より薄型化できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１０５】
例えば本実施形態では、本発明を、１つの配線基板に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について説明したが、１つの配線基板に２つ以上の半導体チップを搭載した半導体装置に適用しても良い。
【０１０６】
また本実施形態では、半導体チップと配線基板とをワイヤにより接続した場合について説明したが、半導体チップと配線基板とをフリップチップ接続により接続するように構成しても良い。
【符号の説明】
【０１０７】
１…………配線基板
１ａ………配線基板
１ｂ………配線基板
１ｃ………配線基板
５…………半導体チップ
７…………封止体
７ａ………開口部封止体
９…………ランド
９ａ………メッキ層
１１………ハンダボール
１３………基材
１３ａ……開口部
１５………接続パッド
１５ａ……メッキ層
１７………ワイヤ
１９………電極パッド
２１ａ……ソルダーレジスト
２１ｂ……ソルダーレジスト
２３………接着部材
２５………貫通配線
３１………開口部
３３………開口部
５５………ダイシングテープ
１００……基板
１０１……製品形成部
１０２ａ…エリア
１０２ｂ…エリア
１０６……枠部
１０７……位置決め孔
１０８……ダイシングライン
２００……半導体装置
２００ａ…半導体装置
２００ｂ…半導体装置
２００ｃ…半導体装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材の一方の面に設けられ、外部端子が搭載されるランドと、
前記ランドの表面に設けられた導電性保護層と、
前記基材の一方の面を覆うように、かつ、前記導電性保護層の表面の一部が露出するように前記導電性保護層の外周を覆って設けられた絶縁層と、
前記基材の他の面に設けられ、前記ランドと電気的に接続された半導体チップと、
前記基材の他の面に設けられ、前記半導体チップを覆うように設けられた封止体と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記導電性保護層は、
前記ランドを構成する材料の前記外部端子への拡散を防止する拡散防止材料と、
前記ランドの腐食を防止する腐食防止材料と、
を有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ランドはＣｕを含む材料で構成され、
前記拡散防止材料はＮｉであり、
前記腐食防止材料はＡｕであることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記導電性保護層は、めっき層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記導電性保護層は、Ｎｉ−Ａｕめっき層であることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記導電性保護層は、Ｎｉめっき層とＡｕめっき層とを有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記導電性保護層は、前記ランドの表面および側面を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記導電性保護層は、前記ランドの表面の一部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記導電性保護層上に搭載された外部端子をさらに有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記外部端子は、Ｓｎを有するハンダボールであることを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記基材の他の面に設けられ、前記ランドと電気的に接続された接続パッドと、
前記接続パッドと前記半導体チップとを電気的に接続するように設けられたワイヤと、
を有し、
前記封止体は、前記半導体チップ、前記ワイヤ、および前記接続パッドを覆うように設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記半導体チップが露出するように前記基材に設けられた開口部と、
前記基材の一方の面に設けられ、前記ランドと電気的に接続された接続パッドと、
前記接続パッドと前記半導体チップを接続するように前記開口部に設けられたワイヤと、
前記開口部、前記ワイヤ、および前記接続パッドを覆うように設けられた開口部封止体と、
を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１３】
基材と、
前記基材の一方の面に設けられ、外部端子が搭載されるランドと、
前記ランドの表面に設けられた導電性保護層と、
前記基材の一方の面を覆うように、かつ、前記導電性保護層の表面の一部が露出するように前記導電性保護層の外周を覆って設けられた絶縁層と、
を有することを特徴とする配線基板。
【請求項１４】
前記導電性保護層は、
前記ランドを構成する材料の前記外部端子への拡散を防止する拡散防止材料と、
前記ランドの腐食を防止する腐食防止材料と、
を有することを特徴とする請求項１３に記載の配線基板。
【請求項１５】
前記ランドはＣｕを含む材料で構成され、
前記拡散防止材料はＮｉであり、
前記腐食防止材料はＡｕであることを特徴とする請求項１４に記載の配線基板。
【請求項１６】
前記導電性保護層は、めっき層であることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１７】
前記導電性保護層は、Ｎｉ−Ａｕめっき層であることを特徴とする請求項１６記載の配線基板。
【請求項１８】
前記導電性保護層は、Ｎｉめっき層とＡｕめっき層とを有することを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１９】
前記導電性保護層は、前記ランドの表面および側面を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２０】
前記導電性保護層は、前記ランドの表面の一部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１】
基材と、
前記基材の一方の面に設けられ、外部端子が搭載されるランドと、
前記ランドの表面に設けられた導電性保護層と、
前記基材の一方の面を覆うように、かつ、前記導電性保護層の表面の一部が露出するように前記導電性保護層の外周を覆って設けられた絶縁層と、
前記基材の他の面に設けられ、前記ランドと電気的に接続された半導体チップと、
前記基材の他の面に設けられ、前記半導体チップを覆うように設けられた封止体と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記導電性保護層は、
前記ランドを構成する材料の前記外部端子への拡散を防止する拡散防止材料と、
前記ランドの腐食を防止する腐食防止材料と、
を有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ランドはＣｕを含む材料で構成され、
前記拡散防止材料はＮｉであり、
前記腐食防止材料はＡｕであることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記導電性保護層は、めっき層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記導電性保護層は、Ｎｉ−Ａｕめっき層であることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記導電性保護層は、Ｎｉめっき層とＡｕめっき層とを有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記導電性保護層は、前記ランドの表面および側面を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記導電性保護層は、前記ランドの表面の一部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記導電性保護層上に搭載された外部端子をさらに有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記外部端子は、Ｓｎを有するハンダボールであることを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記基材の他の面に設けられ、前記ランドと電気的に接続された接続パッドと、
前記接続パッドと前記半導体チップとを電気的に接続するように設けられたワイヤと、
を有し、
前記封止体は、前記半導体チップ、前記ワイヤ、および前記接続パッドを覆うように設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記半導体チップが露出するように前記基材に設けられた開口部と、
前記基材の一方の面に設けられ、前記ランドと電気的に接続された接続パッドと、
前記接続パッドと前記半導体チップを接続するように前記開口部に設けられたワイヤと、
前記開口部、前記ワイヤ、および前記接続パッドを覆うように設けられた開口部封止体と、
を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１３】
基材と、
前記基材の一方の面に設けられ、外部端子が搭載されるランドと、
前記ランドの表面に設けられた導電性保護層と、
前記基材の一方の面を覆うように、かつ、前記導電性保護層の表面の一部が露出するように前記導電性保護層の外周を覆って設けられた絶縁層と、
を有することを特徴とする配線基板。
【請求項１４】
前記導電性保護層は、
前記ランドを構成する材料の前記外部端子への拡散を防止する拡散防止材料と、
前記ランドの腐食を防止する腐食防止材料と、
を有することを特徴とする請求項１３に記載の配線基板。
【請求項１５】
前記ランドはＣｕを含む材料で構成され、
前記拡散防止材料はＮｉであり、
前記腐食防止材料はＡｕであることを特徴とする請求項１４に記載の配線基板。
【請求項１６】
前記導電性保護層は、めっき層であることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１７】
前記導電性保護層は、Ｎｉ−Ａｕめっき層であることを特徴とする請求項１６記載の配線基板。
【請求項１８】
前記導電性保護層は、Ｎｉめっき層とＡｕめっき層とを有することを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１９】
前記導電性保護層は、前記ランドの表面および側面を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２０】
前記導電性保護層は、前記ランドの表面の一部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の配線基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−４９２０６（Ｐ２０１２−４９２０６Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８７８５０（Ｐ２０１０−１８７８５０）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（５００１７４２４７）エルピーダメモリ株式会社 (2,599)
【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３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（５００１７４２４７）エルピーダメモリ株式会社 (2,599)
【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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