電子部品及びその製造方法
【課題】本発明の目的は、チップ同士又はチップと回路基板と接合において、コストの削減又は信頼性の向上を図ることのできる電子部品及び半導体装置並びにこれらの製造方法並びにこれらを実装した回路基板及びこの回路基板を有する電子機器を提供することにある。
【解決手段】集合型の半導体装置は、電極１６を有する半導体チップ１２と、半導体チップ１２の上に設けられる応力緩和層１４と、電極１６から応力緩和層１４の上にかけて形成される配線１８と、応力緩和層１４の上で配線１８に形成されるハンダボール１９と、を有する第１の半導体装置１０と、第１の半導体装置１０に電気的に接合される第２の半導体装置としてのベアチップ２０と、を有する。
【解決手段】集合型の半導体装置は、電極１６を有する半導体チップ１２と、半導体チップ１２の上に設けられる応力緩和層１４と、電極１６から応力緩和層１４の上にかけて形成される配線１８と、応力緩和層１４の上で配線１８に形成されるハンダボール１９と、を有する第１の半導体装置１０と、第１の半導体装置１０に電気的に接合される第２の半導体装置としてのベアチップ２０と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のチップが接合された電子部品及び半導体装置並びにこれらの製造方法並びにこれらを実装した回路基板及びこの回路基板を有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、論理回路、メモリ又はＣＰＵなど広範な用途に使用されている。また、複数種類の回路を一つの半導体装置に集積することも行われる。しかしながら、そのためには、半導体装置の設計をやり直さねばならず、コストが上がる。そこで、複数の半導体チップを接合して、一つの半導体装置とすることが行われてきた。従来、このような半導体装置は、複数のベアチップが接合されただけのもので、いずれかのベアチップの電極に設けられたハンダバンプによって回路基板に実装されていた
したがって、ベアチップ同士の接合又は半導体装置の回路基板への実装において、考慮が足りなかった。
【０００３】
例えば、ベアチップ同士を接合するには、一方のベアチップの電極を接合するためのパッドを、他方のベアチップに形成する必要があり、そのためにベアチップの設計をやり直さねばならなかった。
【０００４】
あるいは、回路基板に実装するときに、いずれかのベアチップと回路基板とが直接接合されると、ベアチップと回路基板との熱膨張係数の差によって、ハンダからなる接合部に亀裂が生じることがあった。
【特許文献１】特開平０６−２０９０７１号公報
【特許文献２】特開平０８−３３０３１３号公報
【特許文献３】特開平０１−２０９７４６号公報
【特許文献４】特開平０８−２２２５７１号公報
【特許文献５】特開平０４−１５８５６５号公報
【特許文献６】特開平０８−２１３４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述したような課題を解決するものであり、その目的は、チップ同士又はチップと回路基板と接合において、コストの削減又は信頼性の向上を図ることのできる電子部品及び半導体装置並びにこれらの製造方法並びにこれらを実装した回路基板及びこの回路基板を有する電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明に係る半導体装置は、電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の半導体装置と、
前記第１の半導体装置の前記電極に比して配置されたピッチが異なる電極を有し、前記第１の半導体装置の配線のうちのいずれかに電気的に接合される第２の半導体装置と、
を有する。本発明によれば、第１及び第２の半導体装置が接合されて一つの集合型の半導体装置となる。また、第１の半導体装置が応力緩和構造を有するので、この応力緩和構造を介して、外部電極に加えられる応力を緩和することができる。すなわち、第１の半導体装置の外部電極を回路基板のパッド等にボンディングすると、半導体チップと回路基板との熱膨張係数の差によって応力が生じ得るが、応力緩和構造によって、この応力が緩和される。また、一般的に半導体チップに形成される電極の位置はその半導体チップ単体において最良となる位置に設計することが好ましい。この場合に、第１の半導体装置の半導体チップにおける電極位置と、第１半導体チップの電極位置とは異なる位置に電極が存在する半導体チップを有する第２の半導体装置においては、双方の電極のピッチが異なるがために集合型（一体化）に形成するには、双方の電極位置を合わせるように設計しなければならない。しかしながら本発明のように、いずれかの配線を引き回してピッチ変換させることで電極位置が相異なる半導体チップを１つの集合型の半導体装置に形成することができる。
（２）前記応力緩和構造は、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層を含み、
前記外部電極と接続される配線は、前記電極から前記応力緩和層の上にかけて形成され、前記外部電極は、前記応力緩和層の上で前記外部電極と接続される配線に形成されてもよい。
（３）前記応力緩和構造は、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層と、該応力緩和層を貫通するとともに該応力緩和層上に応力を伝達する接続部と、を含み、前記外部電極と接続される配線は、前記応力緩和層の下に形成され、前記外部電極は、前記接続部上に形成されてもよい。
（４）前記第２の半導体装置は、前記電極を有する半導体チップと、前記電極に設けられる外部電極と、からなるベアチップである集合型の半導体装置。これによれば、第２の半導体装置は、いわゆるベアチップであり、第１の半導体装置に対してフリップチップボンディングがなされる。このように、第２半導体装置としてベアチップを用いれば、加工が不要なため、低コスト及び工程の省略化を図ることができる。
（５）前記第２の半導体装置は、前記電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層と、前記電極から前記応力緩和層の上にかけて形成される配線と、前記応力緩和層の上で前記配線に形成される外部電極と、を有してもよい。
これによれば、第１の半導体装置のみならず、第２の半導体装置も、応力緩和層によって応力を緩和できるようになっている。
（６）前記第２の半導体装置は、前記電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層と、前記応力緩和層の下で前記電極から形成される配線と、前記応力緩和層を貫通するとともに該応力緩和層上に応力を伝達する接続部と、前記接続部上に形成される外部電極と、を有してもよい。
（７）前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、前記第２の半導体装置の前記外部電極が、前記第１の半導体装置に電気的に接合されてもよい。
（８）前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記半導体チップ上に形成され、前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、前記応力緩和層は、前記第２の半導体装置と接続される配線の少なくとも一部を避ける領域に形成されてもよい。これによれば、第１の半導体装置の応力緩和層は、配線の少なくとも一部を避ける領域のみに形成されるので、応力緩和層の形成領域を減らすことができる。
（９）前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記応力緩和層上に形成され、前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有してもよい。
これによれば、第２の半導体装置が接合される配線は、応力緩和層上に形成されているので、半導体チップの設計をやり直さなくても、所望の形状にすることができる。したがって、既知の半導体装置を利用して第１の半導体装置を構成できるので、コストが上がるのを避けることができる。
（１０）前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記半導体チップ上に形成され、前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、前記応力緩和層は、前記第２の半導体装置と接続される配線の少なくとも一部を避ける領域に形成されてもよい。
（１１）前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記応力緩和層上に形成され、前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有してもよい。
（１２）前記第１の半導体装置に電気的に接合される少なくとも一つの第３の半導体装置を有してもよい。これによれば、少なくとも３つの半導体装置を接合して、一つの集合型半導体装置とすることができる。
（１３）前記全ての半導体装置を封止する樹脂パッケージと、前記第１の半導体装置の電極に接続されるアウターリードと、を有してもよい。
この半導体装置は、樹脂封止型のものである。
（１４）前記第１の半導体装置は、前記第２の半導体装置との接続面とは反対側面に接着される放熱器を有してもよい。
こうして、第１の半導体装置の半導体チップの放熱を図ることができる。
（１５）本発明に係る電子部品は、電極を有する素子チップと、前記素子チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の電子部品と、前記第１の電子部品の前記電極に比して配置されたピッチが異なる電極を有し、前記第１の半導体装置の配線のうちのいずれかに電気的に接合される第２の電子部品と、を有する。
（１６）本発明に係る電子部品の製造方法は、電極を有する素子チップと、前記素子チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の電子部品に、前記複数の配線のうちのいずれかを介して、第２の電子部品を電気的に接合する工程を含む。
（１７）本発明に係る半導体装置の製造方法は、電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の半導体装置に、前記複数の配線のうちのいずれかを介して、第２の半導体装置を電気的に接合する工程を含む。
これによって、上記集合型の半導体装置を製造することができる。
（１８）前記第２の半導体装置と接続される配線は、パッドを有して前記半導体チップ上に形成され、前記応力緩和構造は、前記パッドを避ける領域に形成される応力緩和層を含み、前記第２の半導体装置は、電極と、該電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、前記第２の半導体装置の外部電極と、前記第１の半導体装置の前記パッドと、を接合してもよい。
（１９）前記応力緩和構造は、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層を含み、前記第２の半導体装置と接続される配線は、パッドを有して前記応力緩和層上に形成され、前記第２の半導体装置は、電極と、該電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、前記第２の半導体装置の外部電極と、前記第１の半導体装置の前記パッドと、を接合してもよい。
（２０）前記第１の半導体装置の前記パッド及び前記第２の半導体装置の前記外部電極のうち、少なくともいずれか一方は、回路基板への実装に使用されるハンダよりも融点の高いハンダからなるものであってもよい。
これにより、製造された集合型の半導体装置を回路基板に実装するときのハンダを、リフロー工程で溶融させても、その温度では、パッド及び外部電極を接合するハンダは再溶融せず、その接合状態が破壊されないようになっている。
（２１）前記第１の半導体装置の前記パッド及び前記第２の半導体装置の前記外部電極は、表面がハンダよりも融点の高い金属からなるものでもよい。
これによれば、パッドの表面の金属と外部電極の表面の金属とで、パッドとバンプとが接合される。これらの金属の融点は、ハンダの融点よりも高い。したがって、製造された集合型の半導体装置を回路基板に実装するときのハンダを、リフロー工程で溶融させても、パッド及び外部電極を接合する金属は再溶融せず、その接合状態が破壊されないようになっている。
（２２）前記第１の半導体装置の前記パッド及び前記第２の半導体装置の前記外部電極のうち、一方の表面はハンダからなり、他方の表面はハンダよりも融点の高い金属からなるものであってもよい。
これによれば、一方のハンダが溶融して接合されるときに、他方の金属が拡散するので、ハンダの再溶融の温度が上がる。そして、製造された集合型の半導体装置を回路基板に実装するときのハンダを、リフロー工程で溶融させても、その温度では、パッド及び外部電極を接合するハンダは再溶融せず、その接合状態が破壊されないようになっている。
（２３）前記第２の半導体装置の外部電極と前記第１の半導体装置の前記パッドとの間に、熱硬化性接着剤を含む異方性導電膜を配置し、この異方性導電膜によって、前記第１の半導体装置の前記パッドと前記第２の半導体装置の前記外部電極とを接合してもよい。
これによれば、異方性導電膜が熱硬化性接着剤を含むので、製造された集合型の半導体装置を回路基板に実装するときのハンダを、リフロー工程で溶融させても、その温度では異方性導電膜が硬化するので、パッド及び外部電極の接合状態が破壊されないようになっている。
（２４）本発明に係る回路基板には、上記集合型の半導体装置が実装される。
（２５）本発明に係る電子機器は、この回路基板を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る半導体装置を示す図である。同図に示す半導体装置１は、半導体装置１０と半導体装置としてのベアチップ２０とを有する集合型のものである。
【０００９】
半導体装置１０は、半導体チップ１２の電極１６を有する面において、この電極１６を避ける領域に応力緩和層１４を有し、電極１６から応力緩和層１４の上にかけて、配線１８が形成されている。配線１８の上には、ハンダボール１９が形成されている。ハンダボール１９は、配線１８上の所望の位置に形成できるので、電極１６のピッチから任意のピッチに容易に変換することができる。すなわち、外部端子のピッチ変換が容易である。
【００１０】
また、応力緩和層１４として、ヤング率が低く応力緩和の働きを果たせる材質が用いられている。例えば、ポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂やシリコーン変性エポキシ樹脂等が挙げられる。したがって、ハンダボール１９に対して、外部から加えられる応力を、応力緩和層１４が緩和できるようになっている。
【００１１】
そして、ハンダボール１９には、ベアチップ２０の電極２２が接合されている。なお、ハンダボール１９は、予め半導体装置１０の電極１６に形成しておいてもよいが、ベアチップ２０の電極２２に形成しておいてもよい。ここで、半導体装置１０の外部端子のピッチ変換が容易であるため、半導体装置１０とベアチップ２０との電気的な接合を容易に行うことができる。
【００１２】
半導体装置１０の半導体チップ１２において、配線１８が設けられていない電極（図示せず）には、ワイヤ２がボンディングされ、リード４に接続されている。そして、図において二点鎖線で示す領域が樹脂封止されることで半導体装置１が得られる。
【００１３】
本実施形態によれば、半導体装置１０に既存のベアチップ２０を組み合わせるだけなので、容易に新たな集積回路を形成することができる。なお、半導体装置１０及びベアチップ２０の機能として、論理回路及びメモリ（ＲＡＭ）又はＣＰＵ及びメモリ（ＳＲＡＭ）などの組み合わせがある。
【００１４】
また、本実施形態では、ＱＦＰのパッケージ形態を例に挙げたが、パッケージの形態はこれに限定されるものではない。
【００１５】
本発明は、異種の半導体装置に適用することが好ましいが、同種の半導体装置に適用しても差し支えない。
【００１６】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る半導体装置が実装された回路基板を示す図である。同図に示す半導体装置３は、応力緩和層３１を有する半導体装置３０と半導体装置としてのベアチップ３２とを有する集合型のものである。半導体装置３０及びベアチップ３２の構造及び接合手段は、図１に示す半導体装置１０及びベアチップ２０と同様である。そして、半導体装置３０の配線３４が、バンプ３６を介して回路基板３８に実装されている。
【００１７】
なお、ベアチップ３２の電極を有する面及び側端面は、樹脂５１によって保護されていることが好ましい。
【００１８】
本実施形態は、第１の半導体装置と第２の半導体装置との間での応力緩和を図りたい上に、ピッチ変換を行いたい例としてあげたものである。言い換えると本形態の使用ケースとしては、回路基板との熱膨張係数の差が小さい場合か、それとも温度変化の少ない雰囲気中にてのみ扱われる場合には好適である。
【００１９】
（第３実施形態）
図３は、第３実施形態に係る半導体装置が実装された回路基板を示す図である。同図に示す半導体装置５は、半導体装置４０及び半導体装置としてのベアチップ４２を有する集合型のものである。本実施形態は、回路基板４８との応力緩和を図ることができる構造である。
【００２０】
半導体装置４０は、図１に示す半導体装置１０と同様に、電極４５を避ける領域に、ヤング率の低い応力緩和層４１が形成されている。この応力緩和層４１上には、図示しない電極から導かれた配線にパッド４４が形成され、このパッド４４上に形成されたバンプ４３を介して、ベアチップ４２と接合されている。また、応力緩和層４１上には、電極４５から導かれた配線４６が形成され、配線４６は、バンプ４７を介して回路基板４８に接合される。詳しくは、配線４６にもパッドが形成されて、このパッドの上にバンプ４７が形成される。
【００２１】
なお、ベアチップ４２の電極を有する面及び側端面は、樹脂５１によって保護されていることが好ましい。
【００２２】
本実施形態によれば、半導体装置４０が応力緩和層４１を有するので、半導体装置４０と回路基板４８との熱膨張係数差による応力が緩和される。また、配線４６は、応力緩和層４１上に形成されるので簡単に設計することができ、ベアチップ４２として既知のものを使用しても、半導体装置４０の設計をやり直す必要がない。
【００２３】
（第４実施形態）
図４Ａ及び図４Ｂは、第４実施形態に係る半導体装置を示す図であり、図４Ｂは平面図、図４Ａは図４ＢのＡ−Ａ線断面図である。同図に示す半導体装置５０は、半導体装置５２及び２つの半導体装置としてのベアチップ５４を有する集合型のものである。その機能として、例えば、論理回路、メモリ（ＲＡＭ）及びＣＰＵの組み合わせが挙げられる。
【００２４】
半導体装置５０は、図１に示す半導体装置１０と同様の構成である。すなわち、半導体チップ５８の電極６０を有する面であって、この電極６０を避ける領域に応力緩和層６２が形成され、電極６０から応力緩和層６２上に配線６４が形成され、応力緩和層６２上において配線６４にバンプ６６が形成されている。
【００２５】
また、半導体装置５０は、図示しない複数の電極から導かれた配線にパッド６８が形成されており、バンプ７０を介して、ベアチップ５４の電極７２と接続されている。なお、ベアチップ５４は、樹脂５１によって、ベアチップ５４の電極７２を有する面及び側端面が覆われて保護されていることが好ましい。
【００２６】
さらに、半導体装置５０の配線６４上には、バンプ６６を避けてソルダレジスト層７４が形成される。このソルダレジスト層７４は、酸化防止膜として、また最終的に集合型の半導体装置となったときの保護膜として、あるいは防湿性の向上を目的とした保護膜となる。
【００２７】
本実施形態によれば、半導体装置５２に、２つのベアチップ５４が接合されているが、３つ以上のベアチップ５４を接合してもよい。このような複数のベアチップを用いて回路を形成するマルチチップモジュール（ＭＣＭ）は、本実施形態のように、応力緩和層６２上に配線６４を形成することで、設計が容易になる。
【００２８】
（第５実施形態）
図５は、第５実施形態に係る半導体装置を示す図である。同図に示す半導体装置８０は、半導体装置９０に他の半導体装置９２が接合された集合型のものである。すなわち、半導体装置９０の半導体チップ８２の電極８４を有する面であって、この電極８４を避ける領域に応力緩和層８６が形成され、電極８４から応力緩和層８６上に配線８８が形成され、応力緩和層８６上において配線８８にバンプ８９が形成されている。このように、半導体装置９０は、応力緩和層８６によって、バンプ８９に加えられる応力を緩和するようになっている。なお、配線８８に、ソルダレジスト層８７によって保護されている。
【００２９】
また、半導体装置９０には、図示しない複数の電極から導かれた配線にパッド８１が形成されており、バンプ８５を介して、このパッド８１に半導体装置９２の配線９１が接合されている。詳しくは、配線９１に形成されたパッドが、パッド８１に接合される。半導体装置９２も、半導体装置９０と同様に、応力緩和層９４を有している。なお、半導体装置９２の電極を有する面及び側端面は、樹脂９３によって覆われて保護されていることが好ましい。
【００３０】
製造過程において、バンプ８５を、半導体装置９０のパッド８１又は半導体装置９２の配線９１のパッドにのみ予め形成しておくことにすれば、一方にのみバンプを形成すれば良く、他方においては接続用のバンプ形成を省略できることで、その工数やコストを省くことができる。
【００３１】
本実施形態によっても、パッド８１は、応力緩和層８６上に形成されるので簡単に設計することができる。
【００３２】
（第６実施形態）
図６は、第６実施形態に係る半導体装置を示す図である。同図に示す半導体装置１００は、半導体装置１０２に、半導体装置としてのベアチップ１０４及び半導体装置１０６が接合されてなる。
【００３３】
ここで、ベアチップ１０４は図４Ａに示すベアチップ５４と同様であり、半導体装置１０６は図５に示す半導体装置９２と同様であるため、説明を省略する。
【００３４】
また、半導体装置１０２は、応力緩和層１０８の構成において、図５に示す半導体装置９０と異なる。すなわち、図６において、半導体装置１０２の半導体チップ１１０には、バンプ１１２の形成領域にのみ応力緩和層１０８が形成されている。そして、半導体チップ１１０において、ベアチップ１０４及び半導体装置１０６が接合される中央領域（能動素子の形成領域）には、応力緩和層１０８は形成されていない。このため、半導体チップ１１０には、ベアチップ１０４及び半導体装置１０６が接合される面において、図示しない電極から導かれた配線にパッド１１４が形成されて、半導体装置１０２とベアチップ１０４及び半導体装置１０６との電気的な接続が図られている。なお、パッド１１４の下には、図示しない絶縁膜が形成されている。また、ベアチップ１０４、１０６の電極を有する面及び側端面は、樹脂１０５によって覆われて保護されていることが好ましい。
【００３５】
本実施形態によれば、応力緩和層１０８が、回路基板（図示せず）との接続のためのバンプ１１２の形成領域のみに形成されているので、応力緩和層１０８の形成不良による歩留まりの低下を減少させることができる。本実施形態では、ベアチップ１０４及びピッチ変換がなされるとともに応力緩和機能を有する半導体装置１０６の両方が接合された構造となっているが、どちらか一方のみを接合する構造としてもよい。
【００３６】
（第７実施形態）
図７は、第７実施形態に係る半導体装置を示す図である。同図に示す半導体装置１２０は、図４に示す集合型の半導体装置５０に放熱器１２２を取り付けたものである。放熱器１２２については、周知のものが使用される。また、半導体装置５０と放熱器１２２との接着には、熱伝導性の接着剤１２４が使用される。
【００３７】
本実施形態によれば、放熱器１２２によって放熱性が向上し、高放熱を伴うような高集積回路であってもＭＣＭ構造を採用することができる。
（その他の実施形態）
図８〜図１１は、本発明を適用した半導体装置の製造工程を示す図である。
【００３８】
図８に示す半導体装置１３０は、半導体装置１３２及び半導体装置としてのベアチップ１３４を有する集合型のものである。
【００３９】
半導体装置１３２は、図示しない電極から導かれた配線に形成されたパッド１３６に、金（Ａｕ）のメッキ層１３８が形成されている点を除き、図４に示す半導体装置５２と同様の構成である。なお、図８には、図４に示すソルダレジスト層７４が形成される前の状態で、半導体装置１３２が示されている。また、メッキ層１３８は、電解メッキ又は無電解メッキのいずれによって施されたものであってもよい。
【００４０】
ベアチップ１３４は、アルミニウム（Ａｌ）からなる電極１４０に、金（Ａｕ）からなるバンプ１４２が形成されてなる。
【００４１】
本実施形態では、半導体装置１３２とベアチップ１３４とを接合して、半導体装置１３０を製造する。具体的には、半導体装置１３２におけるパッド１３６と、ベアチップ１３４の電極１４０とを、メッキ層１３８及びバンプ１４２を介して接合する。詳しくは、所定の温度と圧力のもとで生じる拡散を利用した熱圧着接合、又は超音波で生じる振動と圧力による塑性変形を利用した超音波接合、あるいは両者を併用して接合する。その後、ベアチップ１３４と半導体装置１３２との間及びベアチップ１３４の側面に、図示しない樹脂を注入する。
【００４２】
メッキ層１３８及びバンプ１４２は、いずれも金（Ａｕ）から形成されており、金（Ａｕ）の融点はハンダの融点より高い。したがって、本実施形態に係る半導体装置１３０によれば、回路基板への実装のためのハンダの融点と同等か若干高い温度でのリフロー工程を経ても、リフロー時の温度は金とハンダでできた合金の融点よりも低くて溶融しないので、半導体装置１３２とベアチップ１３４との接合が外れない。こうして、回路基板への実装時における信頼性を高めることができる。なお、金属拡散によって接合できれば、金（Ａｕ）以外の金属を用いても良い。
【００４３】
次に、図９に示す半導体装置１５０は、半導体装置１５２及び半導体装置としてのベアチップ１５４を有する集合型のものである。半導体装置１５２は、ベアチップ１５４との接合のためのパッド１５６の表面に、共晶ハンダからなるハンダ層１５８がコーティングされてなる。ハンダ層１５８の厚みは、５〜２０μｍ程度でよい。その他の構成は、図８に示す半導体装置１３２と同様である。また、ベアチップ１５４は、図８に示すベアチップ１３４と同様に、電極１６０に、金（Ａｕ）からなるバンプ１６２が形成されている。なお、半導体装置１５２への接合のために、パッドのピッチ変換を行うときには、ベアチップ１５４の代わりに、応力緩和層の上に配線を形成する構造を採用してもよい。
【００４４】
本実施形態では、上記図８に示す実施形態と同様に、半導体装置１５２とベアチップ１５４とを、熱圧着接合又は超音波接合あるいは両者を併用して接合する。そうすると、ハンダ層１５８中に、バンプ１６２を構成する金（Ａｕ）が拡散し、再溶融の温度が上がる。その後、半導体装置１５２とベアチップ１５４との間及びベアチップ１５４の側面に、図示しない樹脂を注入する。
【００４５】
こうして、リフロー工程を経るときの、接合部分の再溶融を防止し、回路基板への実装時における信頼性を高めることができる。
【００４６】
次に、図１０に示す半導体装置１７０は、半導体装置１７２及び半導体装置としてのベアチップ１７４を有する集合型のものである。半導体装置１７２は、ベアチップ１７４との接合のためのパッド１７６上及びその付近に、フラックスが塗布されてなる。ここで、パッド１７６は、ニッケル（Ｎｉ）又は銅（Ｃｕ）等の金属からなる。その後、フラックスを洗浄し、半導体装置１７２とベアチップ１７４との間及びベアチップ１７４の側面に、図示しない樹脂を注入する。
【００４７】
ベアチップ１７４の電極１８０には、ハンダからなるバンプ１８２が形成されている。バンプ１８２を構成するハンダは、半導体装置１７０を回路基板へ実装するときのハンダよりも融点の高いものである。
【００４８】
本実施形態によれば、半導体装置１７２とベアチップ１７４とを接合するハンダが、実装時のハンダよりも融点が高いので、リフロー工程を経るときの、接合部分の再溶融が防止され、回路基板への実装時における信頼性を高めることができる。
【００４９】
次に、図１１に示す半導体装置１９０は、半導体装置１９２及び半導体装置としてのベアチップ１９４を有する集合型のものである。半導体装置１９２は、ベアチップ１９４との接合のためのパッド１９６を有する。具体的には、パッド１９６と一体的に比較的広い面積のパッドが形成されている。ベアチップ１９４は、半導体装置１９２に接合されるためのバンプ１９８を有し、パッド１９６に形成されたパッドにベアチップ１９４のバンプ１９８が接合されるようになっている。
【００５０】
なお、図１を除く各形態において、外部端子（バンプ３６等）を低融点ハンダで形成し、半導体装置同士の接続部（バンプ４３等）を高温ハンダで形成するか、あるいは双方同じハンダを用いるかわりに接続部のバンプを接続後に樹脂等で被覆させてしまうか、すれば回路基板との接続の際に他の部分が接続不良になることがなくなる。
【００５１】
パッド１９６は、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）又はクローム（Ｃｒ）などからなり、バンプ１９８は、銅（Ａｕ）などからなる。
【００５２】
本実施形態では、パッド１９６とバンプ１９８との接合に、熱硬化性接着剤を含む異方性導電膜２００が用いられる。すなわち、パッド１９６とバンプ１９８との間に、異方性導電膜２００を配置して両者を接合する。
【００５３】
本実施形態によれば、半導体装置１９２とベアチップ１９４とを接合する異方性導電膜２００が、リフロー工程で加熱されると硬化するので、接合部分が外れることがなく、回路基板への実装時における信頼性を高めることができる。なお、本実施形態において、異方性導電膜２００の代わりに、導電性もしくは絶縁性の接着剤を使用してもよい。
【００５４】
図１２〜図１４には、集合型の半導体装置を構成する個々の半導体装置の変形例が示されている。以下の説明は、本発明の第１及び第２の半導体装置のいずれにも適用可能である。
【００５５】
図１２に示す半導体装置２３０は、応力緩和層２３６の下に配線２３８が形成されたものである。詳しくは、半導体チップ２３２の上に、絶縁層としての酸化膜（図示せず）を介して、電極２３４から配線２３８が形成され、この上に応力緩和層２３６が形成されている。なお、配線２３８は、クローム（Ｃｒ）からなる。
【００５６】
応力緩和層２３６には、フォトリソグラフィによって穴２３６ａが形成されており、この穴２３６ａの領域においては配線２３８上を応力緩和層２３６が覆わないようになっている。言い換えると、穴２３６ａの直下に配線２３８が位置するように、穴２３６ａは形成されている。そして、配線２３８、並びに穴２３６ａを形成する内周面及び開口端部にかけて、スパッタリングによってクローム（Ｃｒ）層２４２及び銅（Ｃｕ）層２４４が形成されている。つまり、応力緩和層２３６を貫通するように、クローム（Ｃｒ）層２４２及び銅（Ｃｕ）層２４４が形成されている。しかも、開口端部においては比較的広い幅で、クローム（Ｃｒ）層２４２及び銅（Ｃｕ）層２４４が拡がるようになっている。
【００５７】
銅（Ｃｕ）層２４４の上には、銅（Ｃｕ）からなる台座２４６が形成され、この台座２４６に、ハンダボール（外部電極）２４０が形成されている。ハンダボール（外部電極）２４０は、クローム層（Ｃｒ）２４２、銅層２４４（Ｃｕ）及び台座２４６を介して、配線２３８と電気的に接続されている。すなわち、クローム層（Ｃｒ）２４２、銅層２４４（Ｃｕ）及び台座２４６は、接続部となっている。
【００５８】
本実施形態によれば、穴２３６ａの開口端部において、クローム（Ｃｒ）層２４２、銅（Ｃｕ）層２４４及び台座２４６（接続部）の少なくとも一部から形成される応力伝達部２４８から、応力緩和層２３６に、ハンダボール２４０からの応力が伝達される。この応力伝達部２４８は、接続部２３８ａよりも外周に位置している。
【００５９】
本変形例では応力伝達部２４８は、つば状部２４８ａ、つまり突出した部分を含めて設けられている。したがって、ハンダボール２４０の中心を軸として倒すように働く応力を、応力伝達部２４８は広い面積で応力緩和層２３６に伝達することができる。応力伝達部２４８は、面積が広いほど効果的である。
【００６０】
また、本変形例によれば、応力伝達部２４８が、配線２３８に対する接続部２３８ａとは別の高さの位置に配置されており、接続部２３８ａ、配線２３８は硬い酸化膜上に配置されているので、発生する応力は応力緩和層２３６に吸収される。したがって、接続部２３８ａには応力が伝わりにくくなり、配線２３８にも応力が伝わりにくいのでクラックを防止することができる。
【００６１】
次に、図１３に示す半導体装置３１０は、応力緩和層３１６と、この上に形成された配線３１８と、を有するＣＳＰ型のものである。詳しくは、半導体チップ３１２の能動面３１２ａ上に、電極３１４を避けて応力緩和層３１６が形成され、電極３１４から応力緩和層３１６の上にかけて配線３１８が形成されている。
【００６２】
ここで、応力緩和層３１６は、ポリイミド樹脂からなり、半導体装置３１０が基板（図示せず）に実装されたときに、半導体チップ３１２と実装される基板との熱膨張係数の差によって生じる応力を緩和するものである。また、ポリイミド樹脂は、配線３１８に対して絶縁性を有し、半導体チップ３１２の能動面３１２ａを保護することができ、実装時のハンダを溶融するときの耐熱性も有する。ポリイミド樹脂の中でも、ヤング率が低いもの（例えばオレフィン系のポリイミド樹脂やダウケミカル社製のＢＣＢ等）を用いることが好ましく、特にヤング率が４０〜５０ｋｇ／ｍｍ２程度であることが好ましい。応力緩和層３１６は、厚いほど応力緩和力が大きくなるが、半導体装置の大きさや製造コスト等を考慮すると、１〜１００μｍ程度の厚みとすることが好ましい。ただし、ヤング率が４０〜５０ｋｇ／ｍｍ２程度のポリイミド樹脂を用いた場合には、１０μｍ程度の厚みで足りる。
【００６３】
あるいは、応力緩和層３１６として、例えばシリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂やシリコーン変性エポキシ樹脂等、ヤング率が低く応力緩和の働きを果たせる材質を用いてもよい。また、応力緩和層３１６の代わりに、パッシベーション層（ＳｉＮ、ＳｉＯ２など）を形成し、応力緩和自体は、後述する変形部３２０で行ってもよい。この場合、応力緩和層３１６を補助的に設けてもよい。
【００６４】
配線３１８は、クローム（Ｃｒ）からなる。ここで、クローム（Ｃｒ）は、応力緩和層３１６を構成するポリイミド樹脂との密着性が良いことから選択された。あるいは、耐クラック性を考慮すれば、アルミニウムやアルミシリコン、アルミカッパー等のアルミ合金又はカッパー合金又は銅（Ｃｕ）又は金のような延展性（延びる性質）のある金属でもよい。または、耐湿性に優れたチタン又はチタンタングステンを選択すれば、腐食による断線を防止することができる。チタンは、ポリイミドとの密着性の観点からも好ましい。なお配線は、上記金属を組み合わせて２層以上に形成しても良い。
【００６５】
配線３１８上には、接合部３１９が形成され、接合部３１９上に、この接合部３１９よりも断面積が小さい変形部３２０が形成されている。変形部３２０は、銅などの金属からなり、能動面３１２ａ内で、能動面に対してほぼ直角に立ち上がって細長い形状をなす。変形部３２０は、細長い形状をなすので、図１３の左側に二点鎖線で示すように、屈曲できるようになっている。
【００６６】
変形部３２０の先端には、外部電極部３２２が形成されている。外部電極部３２２は、半導体装置３１０と実装基板（図示せず）との電気的な接続を図るためのもので、ハンダボールなどが上に設けられてもよい。外部電極部３２２は、実装基板との電気的な接続又はハンダボール搭載を可能にする大きさで形成されている。あるいは、変形部３２０の先端部を外部電極部３２２としてもよい。
【００６７】
また、配線３１８及び応力緩和層３１６の上には、能動面３１２ａの全面の上方を覆うようにソルダレジスト３２４が設けられている。このソルダレジスト３２４は、配線３１８及び能動面３１２ａを保護してこれらの腐食等が防止される。
【００６８】
本実施形態によれば、変形部３２０が曲がって変形すると、それに従って外部電極部３２２が移動するようになっている。こうなることで、半導体装置３１０の外部電極部３２２に対して加えられる熱ストレスが、変形部３２０の変形によって吸収される。つまり、変形部３２０が応力緩和構造となっている。
【００６９】
なお、本実施形態では、応力緩和層３１６が形成されているが、変形部３２０は応力緩和層３１６よりも変形しやすくなるように形成されているので、変形部３２０だけでも熱ストレスを吸収することが可能である。したがって、応力緩和層３１６の代わりに、応力緩和機能を有しない材質からなる層（例えば単なる絶縁層又は保護層）を形成した構造であっても、熱ストレスの吸収が可能となる。
【００７０】
次に、図１４に示す半導体装置４１０は、半導体チップ４１２及び絶縁フィルム４１４を含み、絶縁フィルム４１４に外部接続端子４１６が形成されている。半導体チップ４１２は、複数の電極４１３を有する。電極４１３は、対向する二辺にのみ形成されているが、周知のように四辺に形成されてもよい。
【００７１】
詳しくは、絶縁フィルム４１４は、ポリイミド樹脂等からなり、一方の面に配線パターン４１８が形成されている。また、絶縁フィルム４１４には、複数の穴４１４ａが形成されており、この穴４１４ａを介して、配線パターン４１８の上に外部接続端子４１６が形成されている。したがって、外部接続端子４１６は、配線パターン４１８とは反対側に突出するようになっている。なお、外部接続端子４１６は、ハンダ、銅又はニッケルなどからなり、ボール状に形成されている。
【００７２】
各々の配線パターン４１８には、凸部４１８ａが形成されている。各凸部４１８ａは、半導体チップ４１２の各電極４１３に対応して形成されている。したがって、電極４１３が、半導体チップ４１２の外周に沿って四辺に並んでいる場合には、凸部４１８ａも四辺に並ぶように形成される。電極４１３は、凸部４１８ａに電気的に接続され、配線パターン４１８を介して外部接続端子４１６と導通するようになっている。また、凸部４１８ａが形成されることで、絶縁フィルム４１４と半導体チップ４１２との間、あるいは、配線パターン４１８と半導体チップ４１２との間には広い間隔をあけることができる。
【００７３】
ここで、電極４１３と凸部４１８ａとの電気的な接続は、異方性導電膜４２０によって図られる。異方性導電膜４２０は、樹脂中の金属微粒子（導電粒子）を分散させてシート状にしたものである。電極４１３と凸部４１８ａとの間で異方性導電膜４２０が押しつぶされると、金属微粒子（導電粒子）も押しつぶされて、両者間を電気的に導通させるようになる。また、異方性導電膜４２０を使用すると、金属微粒子（導電粒子）が押しつぶされる方向にのみ電気的に導通し、それ以外の方向には導通しない。したがって、複数の電極４１３の上に、シート状の異方性導電膜４２０を貼り付けても、隣り同士の電極４１３間では電気的に導通しない。
【００７４】
本実施の形態では、異方性導電膜４２０は、電極４１３と凸部４１８ａとの間及びその付近にのみ形成されているが、電極４１３と凸部４１８ａとの間にのみ形成してもよい。そして、絶縁フィルム４１４と半導体チップ４１２との間に形成される隙間には、応力緩和構造としての応力緩和部４２２が形成されている。応力緩和部４２２は、絶縁フィルム４１４に形成されたゲル注入穴４２４から樹脂を注入して形成される。
【００７５】
ここで、応力緩和部４２２を構成する樹脂として、ヤング率が低く応力緩和の働きを果たせる材質が用いられている。例えば、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、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、アクリル樹脂等が挙げられる。この応力緩和部４２２を形成することで、外部接続端子４１６に対して外部から加えられる応力を緩和できるようになっている。
【００７６】
次に、本実施の形態に係る半導体装置４１０の製造方法について、主要な工程を説明する。まず、絶縁フィルム４１４に、外部接続端子４１６を設けるための穴４１４ａと、ゲル注入穴４２４と、を形成する。そして、絶縁フィルム４１４に銅箔を貼り付けて、エッチングにより配線パターン４１８を形成し、さらに、凸部４１８ａの形成領域をマスクして、それ以外の部分を薄肉にするようにエッチングする。こうして、マスクを除去すれば、凸部１１８ａを形成することができる。
【００７７】
また、絶縁フィルムには、凸部４１８ａの上から異方性導電膜４２０を貼り付ける。詳しくは、複数の凸部４１８ａが、対向する二辺に沿って並ぶ場合は平行する２つの直線状に異方性導電膜４２０を貼り付け、凸部４１８ａが四辺に並ぶ場合は、これに対応して矩形を描くように異方性導電膜４２０を貼り付ける。
【００７８】
こうして、上記絶縁フィルム４１４を、凸部４１８ａと電極４１３とを対応させて、半導体チップ４１２上に押しつけて、凸部４１８ａと電極４１３とで異方性導電膜４２０を押しつぶす。こうして、凸部４１８ａと電極４１３との電気的接続を図ることができる。
【００７９】
次に、ゲル注入穴４２４から、樹脂を注入して、絶縁フィルム４１４と半導体チップ４１２との間に、応力緩和部４２２を形成する。
【００８０】
そして、穴４１４ａを介して配線パターン４１８上にハンダを設け、ボール状の外部接続端子４１６を形成する。
【００８１】
これらの工程によって、半導体装置４１０を得ることができる。なお、本変形例では、異方性導電膜４２０を用いたが、その代わりに異方性接着剤を用いても良い。異方性接着剤は、シート状をなしていない点を除き異方性導電膜４２０と同様の構成のものである。
【００８２】
あるいは、絶縁性接着剤を凸部４１８ａと電極４１３とで挟み込みながら押圧し、凸部４１８ａと電極４１３と圧接させてもよい。また、絶縁フィルム４１４側に凸部４１８ａを設けず、その代わりに、電極４１３側に形成された金やハンダ等のバンプを使用してもよい。
【００８３】
図１５には、本発明を適用した半導体装置１１００を実装した回路基板１０００が示されている。回路基板１０００には例えばガラスエポキシ基板等の有機系基板を用いることが一般的である。回路基板１０００には例えば銅からなる配線パターンが所望の回路となるように形成されていて、それらの配線パターンと半導体装置１１００のバンプとを機械的に接続することでそれらの電気的導通を図る。この場合、半導体装置１１００は、上述したような外部との熱膨張差により生じる歪みを吸収する構造を有しており、本半導体装置１１００を回路基板１０００に実装しても接続時及びそれ以降の信頼性を向上できる。また更に半導体装置１１００の配線に対しても工夫が成されれば、接続時及び接続後の信頼性を向上させることができる。なお実装面積もベアチップにて実装した面積にまで小さくすることができる。このため、この回路基板１０００を電子機器に用いれば電子機器自体の小型化が図れる。また、同一面積内においてはより実装スペースを確保することができ、高機能化を図ることも可能である。
【００８４】
上記第２実施形態以降の実施形態において、半導体チップの裏面及び側面が露出しているが、半導体チップへの傷等が問題になる場合には、半導体チップの露出部（裏面及び側面）を、エポキシやポリイミド等の樹脂で覆うようにしても良い。また、回路基板との接続には、ハンダバンプを使用した例を記載したが、金やその他の金属のバンプでも良いし、導電性樹脂を用いた突起を使用しても良い。
【００８５】
そして、この回路基板１０００を備える電子機器として、図１６には、ノート型パーソナルコンピュータ１２００が示されている。
【００８６】
なお、上記実施形態は、半導体装置に本発明を適用した例であるが、半導体装置と同様に多数のバンプを必要とする面実装用の電子部品であれば、能動部品か受動部品かを問わず、本発明を適用することができる。電子部品として、例えば、抵抗器、コンデンサ、コイル、発振器、フィルタ、温度センサ、サーミスタ、バリスタ、ボリューム又はヒューズなどがある。
【００８７】
本発明は、半導体チップ同士の組み合わせの他に、電子部品同士を組み合わせる場合のみならず、電子部品と半導体チップとを組み合わせる場合にも適用することができる。また応力緩和層をいずれか一方の部品に設けてもまたは両方に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、第１実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図２】図２は、第２実施形態に係る半導体装置が実装された回路基板を示す図である。
【図３】図３は、第３実施形態に係る半導体装置が実装された回路基板を示す図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、第４実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図５】図５は、第５実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図６】図６は、第６実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図７】図７は、第７実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図８】図８は、本発明を適用した半導体装置の製造工程を示す図である。
【図９】図９は、本発明を適用した半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明を適用した半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明を適用した半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１２】図１２は、集合型の半導体装置を構成する個々の半導体装置の変形例を示す図である。
【図１３】図１３は、集合型の半導体装置を構成する個々の半導体装置の変形例を示す図である。
【図１４】図１４は、集合型の半導体装置を構成する個々の半導体装置の変形例を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明を適用した半導体装置を実装した回路基板を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明を適用した半導体装置を実装した回路基板を備える電子機器を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１…半導体装置、 ２…ワイヤ、 ３…半導体装置、 ４…リード、 ５…半導体装置、 １０…半導体装置、 １２…半導体チップ、 １４…応力緩和層、 １６…電極、 １８…配線、 １９…ハンダボール、 ２０…ベアチップ、 ２２…電極、 ３０…半導体装置、 ３１…応力緩和層、 ３２…ベアチップ、 ３４…配線、 ３６…バンプ、 ３８…回路基板、 ４０…半導体装置、 ４１…応力緩和層、 ４２…ベアチップ、 ４３…バンプ、 ４４…パッド、 ４５…電極、 ４６…配線、 ４７…バンプ、 ４８…回路基板、 ５０…半導体装置、 ５１…樹脂、 ５２…半導体装置、 ５４…ベアチップ、 ５８…半導体チップ、 ６０…電極、 ６２…応力緩和層、 ６４…配線、 ６６…バンプ、 ６８…パッド、 ７０…バンプ、 ７２…電極、 ７４…ソルダレジスト層、 ８０…半導体装置、 ８１…パッド、 ８２…半導体チップ、 ８４…電極、 ８５…バンプ、 ８６…応力緩和層、 ８７…ソルダレジスト層、 ８８…配線、 ８９…バンプ、 ９０…半導体装置、 ９１…配線、 ９２…半導体装置、 ９３…樹脂、 ９４…応力緩和層、 １００…半導体装置、 １０２…半導体装置、 １０４…ベアチップ、 １０５…樹脂、 １０６…半導体装置、 １０８…応力緩和層、 １１０…半導体チップ、 １１２…バンプ、 １１４…パッド、 １２０…半導体装置、 １２２…放熱器、 １２４…接着剤、 １３０…半導体装置、 １３２…半導体装置、 １３４…ベアチップ、 １３６…パッド、 １３８…メッキ層、 １４０…電極、 １４２…バンプ、 １５０…半導体装置、 １５２…半導体装置、 １５２…半導体装置、 １５４…ベアチップ、 １５６…パッド、 １５８…ハンダ層、 １６０…電極、 １６２…バンプ、 １７０…半導体装置、 １７２…半導体装置、 １７４…ベアチップ、 １７６…パッド、 １８０…電極、 １８２…バンプ、 １９０…半導体装置、 １９２…半導体装置、 １９４…ベアチップ、 １９６…パッド、 １９８…バンプ、 ２００…異方性導電膜、 ２３０…半導体装置、 ２３２…半導体チップ、 ２３４…電極、 ２３６…応力緩和層、 ２３８…配線、 ２４０…ハンダボール、 ２４６…台座、 ２４８…応力伝達部、 ３１０…半導体装置、 ３１２…半導体チップ、 ３１４…電極、 ３１６…応力緩和層、 ３１８…配線、 ３１９…接合部、 ３２０…変形部、 ３２２…外部電極部、 ３２４…ソルダレジスト、 ４１０…半導体装置、 ４１２…半導体チップ、 ４１３…電極、 ４１４…絶縁フィルム、 ４１６…外部接続端子、 ４１８…配線パターン、 ４２０…異方性導電膜、 ４２２…応力緩和部、 ４２４…ゲル注入穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のチップが接合された電子部品及び半導体装置並びにこれらの製造方法並びにこれらを実装した回路基板及びこの回路基板を有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、論理回路、メモリ又はＣＰＵなど広範な用途に使用されている。また、複数種類の回路を一つの半導体装置に集積することも行われる。しかしながら、そのためには、半導体装置の設計をやり直さねばならず、コストが上がる。そこで、複数の半導体チップを接合して、一つの半導体装置とすることが行われてきた。従来、このような半導体装置は、複数のベアチップが接合されただけのもので、いずれかのベアチップの電極に設けられたハンダバンプによって回路基板に実装されていた
したがって、ベアチップ同士の接合又は半導体装置の回路基板への実装において、考慮が足りなかった。
【０００３】
例えば、ベアチップ同士を接合するには、一方のベアチップの電極を接合するためのパッドを、他方のベアチップに形成する必要があり、そのためにベアチップの設計をやり直さねばならなかった。
【０００４】
あるいは、回路基板に実装するときに、いずれかのベアチップと回路基板とが直接接合されると、ベアチップと回路基板との熱膨張係数の差によって、ハンダからなる接合部に亀裂が生じることがあった。
【特許文献１】特開平０６−２０９０７１号公報
【特許文献２】特開平０８−３３０３１３号公報
【特許文献３】特開平０１−２０９７４６号公報
【特許文献４】特開平０８−２２２５７１号公報
【特許文献５】特開平０４−１５８５６５号公報
【特許文献６】特開平０８−２１３４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述したような課題を解決するものであり、その目的は、チップ同士又はチップと回路基板と接合において、コストの削減又は信頼性の向上を図ることのできる電子部品及び半導体装置並びにこれらの製造方法並びにこれらを実装した回路基板及びこの回路基板を有する電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明に係る半導体装置は、電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の半導体装置と、
前記第１の半導体装置の前記電極に比して配置されたピッチが異なる電極を有し、前記第１の半導体装置の配線のうちのいずれかに電気的に接合される第２の半導体装置と、
を有する。本発明によれば、第１及び第２の半導体装置が接合されて一つの集合型の半導体装置となる。また、第１の半導体装置が応力緩和構造を有するので、この応力緩和構造を介して、外部電極に加えられる応力を緩和することができる。すなわち、第１の半導体装置の外部電極を回路基板のパッド等にボンディングすると、半導体チップと回路基板との熱膨張係数の差によって応力が生じ得るが、応力緩和構造によって、この応力が緩和される。また、一般的に半導体チップに形成される電極の位置はその半導体チップ単体において最良となる位置に設計することが好ましい。この場合に、第１の半導体装置の半導体チップにおける電極位置と、第１半導体チップの電極位置とは異なる位置に電極が存在する半導体チップを有する第２の半導体装置においては、双方の電極のピッチが異なるがために集合型（一体化）に形成するには、双方の電極位置を合わせるように設計しなければならない。しかしながら本発明のように、いずれかの配線を引き回してピッチ変換させることで電極位置が相異なる半導体チップを１つの集合型の半導体装置に形成することができる。
（２）前記応力緩和構造は、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層を含み、
前記外部電極と接続される配線は、前記電極から前記応力緩和層の上にかけて形成され、前記外部電極は、前記応力緩和層の上で前記外部電極と接続される配線に形成されてもよい。
（３）前記応力緩和構造は、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層と、該応力緩和層を貫通するとともに該応力緩和層上に応力を伝達する接続部と、を含み、前記外部電極と接続される配線は、前記応力緩和層の下に形成され、前記外部電極は、前記接続部上に形成されてもよい。
（４）前記第２の半導体装置は、前記電極を有する半導体チップと、前記電極に設けられる外部電極と、からなるベアチップである集合型の半導体装置。これによれば、第２の半導体装置は、いわゆるベアチップであり、第１の半導体装置に対してフリップチップボンディングがなされる。このように、第２半導体装置としてベアチップを用いれば、加工が不要なため、低コスト及び工程の省略化を図ることができる。
（５）前記第２の半導体装置は、前記電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層と、前記電極から前記応力緩和層の上にかけて形成される配線と、前記応力緩和層の上で前記配線に形成される外部電極と、を有してもよい。
これによれば、第１の半導体装置のみならず、第２の半導体装置も、応力緩和層によって応力を緩和できるようになっている。
（６）前記第２の半導体装置は、前記電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層と、前記応力緩和層の下で前記電極から形成される配線と、前記応力緩和層を貫通するとともに該応力緩和層上に応力を伝達する接続部と、前記接続部上に形成される外部電極と、を有してもよい。
（７）前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、前記第２の半導体装置の前記外部電極が、前記第１の半導体装置に電気的に接合されてもよい。
（８）前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記半導体チップ上に形成され、前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、前記応力緩和層は、前記第２の半導体装置と接続される配線の少なくとも一部を避ける領域に形成されてもよい。これによれば、第１の半導体装置の応力緩和層は、配線の少なくとも一部を避ける領域のみに形成されるので、応力緩和層の形成領域を減らすことができる。
（９）前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記応力緩和層上に形成され、前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有してもよい。
これによれば、第２の半導体装置が接合される配線は、応力緩和層上に形成されているので、半導体チップの設計をやり直さなくても、所望の形状にすることができる。したがって、既知の半導体装置を利用して第１の半導体装置を構成できるので、コストが上がるのを避けることができる。
（１０）前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記半導体チップ上に形成され、前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、前記応力緩和層は、前記第２の半導体装置と接続される配線の少なくとも一部を避ける領域に形成されてもよい。
（１１）前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記応力緩和層上に形成され、前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有してもよい。
（１２）前記第１の半導体装置に電気的に接合される少なくとも一つの第３の半導体装置を有してもよい。これによれば、少なくとも３つの半導体装置を接合して、一つの集合型半導体装置とすることができる。
（１３）前記全ての半導体装置を封止する樹脂パッケージと、前記第１の半導体装置の電極に接続されるアウターリードと、を有してもよい。
この半導体装置は、樹脂封止型のものである。
（１４）前記第１の半導体装置は、前記第２の半導体装置との接続面とは反対側面に接着される放熱器を有してもよい。
こうして、第１の半導体装置の半導体チップの放熱を図ることができる。
（１５）本発明に係る電子部品は、電極を有する素子チップと、前記素子チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の電子部品と、前記第１の電子部品の前記電極に比して配置されたピッチが異なる電極を有し、前記第１の半導体装置の配線のうちのいずれかに電気的に接合される第２の電子部品と、を有する。
（１６）本発明に係る電子部品の製造方法は、電極を有する素子チップと、前記素子チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の電子部品に、前記複数の配線のうちのいずれかを介して、第２の電子部品を電気的に接合する工程を含む。
（１７）本発明に係る半導体装置の製造方法は、電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の半導体装置に、前記複数の配線のうちのいずれかを介して、第２の半導体装置を電気的に接合する工程を含む。
これによって、上記集合型の半導体装置を製造することができる。
（１８）前記第２の半導体装置と接続される配線は、パッドを有して前記半導体チップ上に形成され、前記応力緩和構造は、前記パッドを避ける領域に形成される応力緩和層を含み、前記第２の半導体装置は、電極と、該電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、前記第２の半導体装置の外部電極と、前記第１の半導体装置の前記パッドと、を接合してもよい。
（１９）前記応力緩和構造は、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層を含み、前記第２の半導体装置と接続される配線は、パッドを有して前記応力緩和層上に形成され、前記第２の半導体装置は、電極と、該電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、前記第２の半導体装置の外部電極と、前記第１の半導体装置の前記パッドと、を接合してもよい。
（２０）前記第１の半導体装置の前記パッド及び前記第２の半導体装置の前記外部電極のうち、少なくともいずれか一方は、回路基板への実装に使用されるハンダよりも融点の高いハンダからなるものであってもよい。
これにより、製造された集合型の半導体装置を回路基板に実装するときのハンダを、リフロー工程で溶融させても、その温度では、パッド及び外部電極を接合するハンダは再溶融せず、その接合状態が破壊されないようになっている。
（２１）前記第１の半導体装置の前記パッド及び前記第２の半導体装置の前記外部電極は、表面がハンダよりも融点の高い金属からなるものでもよい。
これによれば、パッドの表面の金属と外部電極の表面の金属とで、パッドとバンプとが接合される。これらの金属の融点は、ハンダの融点よりも高い。したがって、製造された集合型の半導体装置を回路基板に実装するときのハンダを、リフロー工程で溶融させても、パッド及び外部電極を接合する金属は再溶融せず、その接合状態が破壊されないようになっている。
（２２）前記第１の半導体装置の前記パッド及び前記第２の半導体装置の前記外部電極のうち、一方の表面はハンダからなり、他方の表面はハンダよりも融点の高い金属からなるものであってもよい。
これによれば、一方のハンダが溶融して接合されるときに、他方の金属が拡散するので、ハンダの再溶融の温度が上がる。そして、製造された集合型の半導体装置を回路基板に実装するときのハンダを、リフロー工程で溶融させても、その温度では、パッド及び外部電極を接合するハンダは再溶融せず、その接合状態が破壊されないようになっている。
（２３）前記第２の半導体装置の外部電極と前記第１の半導体装置の前記パッドとの間に、熱硬化性接着剤を含む異方性導電膜を配置し、この異方性導電膜によって、前記第１の半導体装置の前記パッドと前記第２の半導体装置の前記外部電極とを接合してもよい。
これによれば、異方性導電膜が熱硬化性接着剤を含むので、製造された集合型の半導体装置を回路基板に実装するときのハンダを、リフロー工程で溶融させても、その温度では異方性導電膜が硬化するので、パッド及び外部電極の接合状態が破壊されないようになっている。
（２４）本発明に係る回路基板には、上記集合型の半導体装置が実装される。
（２５）本発明に係る電子機器は、この回路基板を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る半導体装置を示す図である。同図に示す半導体装置１は、半導体装置１０と半導体装置としてのベアチップ２０とを有する集合型のものである。
【０００９】
半導体装置１０は、半導体チップ１２の電極１６を有する面において、この電極１６を避ける領域に応力緩和層１４を有し、電極１６から応力緩和層１４の上にかけて、配線１８が形成されている。配線１８の上には、ハンダボール１９が形成されている。ハンダボール１９は、配線１８上の所望の位置に形成できるので、電極１６のピッチから任意のピッチに容易に変換することができる。すなわち、外部端子のピッチ変換が容易である。
【００１０】
また、応力緩和層１４として、ヤング率が低く応力緩和の働きを果たせる材質が用いられている。例えば、ポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂やシリコーン変性エポキシ樹脂等が挙げられる。したがって、ハンダボール１９に対して、外部から加えられる応力を、応力緩和層１４が緩和できるようになっている。
【００１１】
そして、ハンダボール１９には、ベアチップ２０の電極２２が接合されている。なお、ハンダボール１９は、予め半導体装置１０の電極１６に形成しておいてもよいが、ベアチップ２０の電極２２に形成しておいてもよい。ここで、半導体装置１０の外部端子のピッチ変換が容易であるため、半導体装置１０とベアチップ２０との電気的な接合を容易に行うことができる。
【００１２】
半導体装置１０の半導体チップ１２において、配線１８が設けられていない電極（図示せず）には、ワイヤ２がボンディングされ、リード４に接続されている。そして、図において二点鎖線で示す領域が樹脂封止されることで半導体装置１が得られる。
【００１３】
本実施形態によれば、半導体装置１０に既存のベアチップ２０を組み合わせるだけなので、容易に新たな集積回路を形成することができる。なお、半導体装置１０及びベアチップ２０の機能として、論理回路及びメモリ（ＲＡＭ）又はＣＰＵ及びメモリ（ＳＲＡＭ）などの組み合わせがある。
【００１４】
また、本実施形態では、ＱＦＰのパッケージ形態を例に挙げたが、パッケージの形態はこれに限定されるものではない。
【００１５】
本発明は、異種の半導体装置に適用することが好ましいが、同種の半導体装置に適用しても差し支えない。
【００１６】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る半導体装置が実装された回路基板を示す図である。同図に示す半導体装置３は、応力緩和層３１を有する半導体装置３０と半導体装置としてのベアチップ３２とを有する集合型のものである。半導体装置３０及びベアチップ３２の構造及び接合手段は、図１に示す半導体装置１０及びベアチップ２０と同様である。そして、半導体装置３０の配線３４が、バンプ３６を介して回路基板３８に実装されている。
【００１７】
なお、ベアチップ３２の電極を有する面及び側端面は、樹脂５１によって保護されていることが好ましい。
【００１８】
本実施形態は、第１の半導体装置と第２の半導体装置との間での応力緩和を図りたい上に、ピッチ変換を行いたい例としてあげたものである。言い換えると本形態の使用ケースとしては、回路基板との熱膨張係数の差が小さい場合か、それとも温度変化の少ない雰囲気中にてのみ扱われる場合には好適である。
【００１９】
（第３実施形態）
図３は、第３実施形態に係る半導体装置が実装された回路基板を示す図である。同図に示す半導体装置５は、半導体装置４０及び半導体装置としてのベアチップ４２を有する集合型のものである。本実施形態は、回路基板４８との応力緩和を図ることができる構造である。
【００２０】
半導体装置４０は、図１に示す半導体装置１０と同様に、電極４５を避ける領域に、ヤング率の低い応力緩和層４１が形成されている。この応力緩和層４１上には、図示しない電極から導かれた配線にパッド４４が形成され、このパッド４４上に形成されたバンプ４３を介して、ベアチップ４２と接合されている。また、応力緩和層４１上には、電極４５から導かれた配線４６が形成され、配線４６は、バンプ４７を介して回路基板４８に接合される。詳しくは、配線４６にもパッドが形成されて、このパッドの上にバンプ４７が形成される。
【００２１】
なお、ベアチップ４２の電極を有する面及び側端面は、樹脂５１によって保護されていることが好ましい。
【００２２】
本実施形態によれば、半導体装置４０が応力緩和層４１を有するので、半導体装置４０と回路基板４８との熱膨張係数差による応力が緩和される。また、配線４６は、応力緩和層４１上に形成されるので簡単に設計することができ、ベアチップ４２として既知のものを使用しても、半導体装置４０の設計をやり直す必要がない。
【００２３】
（第４実施形態）
図４Ａ及び図４Ｂは、第４実施形態に係る半導体装置を示す図であり、図４Ｂは平面図、図４Ａは図４ＢのＡ−Ａ線断面図である。同図に示す半導体装置５０は、半導体装置５２及び２つの半導体装置としてのベアチップ５４を有する集合型のものである。その機能として、例えば、論理回路、メモリ（ＲＡＭ）及びＣＰＵの組み合わせが挙げられる。
【００２４】
半導体装置５０は、図１に示す半導体装置１０と同様の構成である。すなわち、半導体チップ５８の電極６０を有する面であって、この電極６０を避ける領域に応力緩和層６２が形成され、電極６０から応力緩和層６２上に配線６４が形成され、応力緩和層６２上において配線６４にバンプ６６が形成されている。
【００２５】
また、半導体装置５０は、図示しない複数の電極から導かれた配線にパッド６８が形成されており、バンプ７０を介して、ベアチップ５４の電極７２と接続されている。なお、ベアチップ５４は、樹脂５１によって、ベアチップ５４の電極７２を有する面及び側端面が覆われて保護されていることが好ましい。
【００２６】
さらに、半導体装置５０の配線６４上には、バンプ６６を避けてソルダレジスト層７４が形成される。このソルダレジスト層７４は、酸化防止膜として、また最終的に集合型の半導体装置となったときの保護膜として、あるいは防湿性の向上を目的とした保護膜となる。
【００２７】
本実施形態によれば、半導体装置５２に、２つのベアチップ５４が接合されているが、３つ以上のベアチップ５４を接合してもよい。このような複数のベアチップを用いて回路を形成するマルチチップモジュール（ＭＣＭ）は、本実施形態のように、応力緩和層６２上に配線６４を形成することで、設計が容易になる。
【００２８】
（第５実施形態）
図５は、第５実施形態に係る半導体装置を示す図である。同図に示す半導体装置８０は、半導体装置９０に他の半導体装置９２が接合された集合型のものである。すなわち、半導体装置９０の半導体チップ８２の電極８４を有する面であって、この電極８４を避ける領域に応力緩和層８６が形成され、電極８４から応力緩和層８６上に配線８８が形成され、応力緩和層８６上において配線８８にバンプ８９が形成されている。このように、半導体装置９０は、応力緩和層８６によって、バンプ８９に加えられる応力を緩和するようになっている。なお、配線８８に、ソルダレジスト層８７によって保護されている。
【００２９】
また、半導体装置９０には、図示しない複数の電極から導かれた配線にパッド８１が形成されており、バンプ８５を介して、このパッド８１に半導体装置９２の配線９１が接合されている。詳しくは、配線９１に形成されたパッドが、パッド８１に接合される。半導体装置９２も、半導体装置９０と同様に、応力緩和層９４を有している。なお、半導体装置９２の電極を有する面及び側端面は、樹脂９３によって覆われて保護されていることが好ましい。
【００３０】
製造過程において、バンプ８５を、半導体装置９０のパッド８１又は半導体装置９２の配線９１のパッドにのみ予め形成しておくことにすれば、一方にのみバンプを形成すれば良く、他方においては接続用のバンプ形成を省略できることで、その工数やコストを省くことができる。
【００３１】
本実施形態によっても、パッド８１は、応力緩和層８６上に形成されるので簡単に設計することができる。
【００３２】
（第６実施形態）
図６は、第６実施形態に係る半導体装置を示す図である。同図に示す半導体装置１００は、半導体装置１０２に、半導体装置としてのベアチップ１０４及び半導体装置１０６が接合されてなる。
【００３３】
ここで、ベアチップ１０４は図４Ａに示すベアチップ５４と同様であり、半導体装置１０６は図５に示す半導体装置９２と同様であるため、説明を省略する。
【００３４】
また、半導体装置１０２は、応力緩和層１０８の構成において、図５に示す半導体装置９０と異なる。すなわち、図６において、半導体装置１０２の半導体チップ１１０には、バンプ１１２の形成領域にのみ応力緩和層１０８が形成されている。そして、半導体チップ１１０において、ベアチップ１０４及び半導体装置１０６が接合される中央領域（能動素子の形成領域）には、応力緩和層１０８は形成されていない。このため、半導体チップ１１０には、ベアチップ１０４及び半導体装置１０６が接合される面において、図示しない電極から導かれた配線にパッド１１４が形成されて、半導体装置１０２とベアチップ１０４及び半導体装置１０６との電気的な接続が図られている。なお、パッド１１４の下には、図示しない絶縁膜が形成されている。また、ベアチップ１０４、１０６の電極を有する面及び側端面は、樹脂１０５によって覆われて保護されていることが好ましい。
【００３５】
本実施形態によれば、応力緩和層１０８が、回路基板（図示せず）との接続のためのバンプ１１２の形成領域のみに形成されているので、応力緩和層１０８の形成不良による歩留まりの低下を減少させることができる。本実施形態では、ベアチップ１０４及びピッチ変換がなされるとともに応力緩和機能を有する半導体装置１０６の両方が接合された構造となっているが、どちらか一方のみを接合する構造としてもよい。
【００３６】
（第７実施形態）
図７は、第７実施形態に係る半導体装置を示す図である。同図に示す半導体装置１２０は、図４に示す集合型の半導体装置５０に放熱器１２２を取り付けたものである。放熱器１２２については、周知のものが使用される。また、半導体装置５０と放熱器１２２との接着には、熱伝導性の接着剤１２４が使用される。
【００３７】
本実施形態によれば、放熱器１２２によって放熱性が向上し、高放熱を伴うような高集積回路であってもＭＣＭ構造を採用することができる。
（その他の実施形態）
図８〜図１１は、本発明を適用した半導体装置の製造工程を示す図である。
【００３８】
図８に示す半導体装置１３０は、半導体装置１３２及び半導体装置としてのベアチップ１３４を有する集合型のものである。
【００３９】
半導体装置１３２は、図示しない電極から導かれた配線に形成されたパッド１３６に、金（Ａｕ）のメッキ層１３８が形成されている点を除き、図４に示す半導体装置５２と同様の構成である。なお、図８には、図４に示すソルダレジスト層７４が形成される前の状態で、半導体装置１３２が示されている。また、メッキ層１３８は、電解メッキ又は無電解メッキのいずれによって施されたものであってもよい。
【００４０】
ベアチップ１３４は、アルミニウム（Ａｌ）からなる電極１４０に、金（Ａｕ）からなるバンプ１４２が形成されてなる。
【００４１】
本実施形態では、半導体装置１３２とベアチップ１３４とを接合して、半導体装置１３０を製造する。具体的には、半導体装置１３２におけるパッド１３６と、ベアチップ１３４の電極１４０とを、メッキ層１３８及びバンプ１４２を介して接合する。詳しくは、所定の温度と圧力のもとで生じる拡散を利用した熱圧着接合、又は超音波で生じる振動と圧力による塑性変形を利用した超音波接合、あるいは両者を併用して接合する。その後、ベアチップ１３４と半導体装置１３２との間及びベアチップ１３４の側面に、図示しない樹脂を注入する。
【００４２】
メッキ層１３８及びバンプ１４２は、いずれも金（Ａｕ）から形成されており、金（Ａｕ）の融点はハンダの融点より高い。したがって、本実施形態に係る半導体装置１３０によれば、回路基板への実装のためのハンダの融点と同等か若干高い温度でのリフロー工程を経ても、リフロー時の温度は金とハンダでできた合金の融点よりも低くて溶融しないので、半導体装置１３２とベアチップ１３４との接合が外れない。こうして、回路基板への実装時における信頼性を高めることができる。なお、金属拡散によって接合できれば、金（Ａｕ）以外の金属を用いても良い。
【００４３】
次に、図９に示す半導体装置１５０は、半導体装置１５２及び半導体装置としてのベアチップ１５４を有する集合型のものである。半導体装置１５２は、ベアチップ１５４との接合のためのパッド１５６の表面に、共晶ハンダからなるハンダ層１５８がコーティングされてなる。ハンダ層１５８の厚みは、５〜２０μｍ程度でよい。その他の構成は、図８に示す半導体装置１３２と同様である。また、ベアチップ１５４は、図８に示すベアチップ１３４と同様に、電極１６０に、金（Ａｕ）からなるバンプ１６２が形成されている。なお、半導体装置１５２への接合のために、パッドのピッチ変換を行うときには、ベアチップ１５４の代わりに、応力緩和層の上に配線を形成する構造を採用してもよい。
【００４４】
本実施形態では、上記図８に示す実施形態と同様に、半導体装置１５２とベアチップ１５４とを、熱圧着接合又は超音波接合あるいは両者を併用して接合する。そうすると、ハンダ層１５８中に、バンプ１６２を構成する金（Ａｕ）が拡散し、再溶融の温度が上がる。その後、半導体装置１５２とベアチップ１５４との間及びベアチップ１５４の側面に、図示しない樹脂を注入する。
【００４５】
こうして、リフロー工程を経るときの、接合部分の再溶融を防止し、回路基板への実装時における信頼性を高めることができる。
【００４６】
次に、図１０に示す半導体装置１７０は、半導体装置１７２及び半導体装置としてのベアチップ１７４を有する集合型のものである。半導体装置１７２は、ベアチップ１７４との接合のためのパッド１７６上及びその付近に、フラックスが塗布されてなる。ここで、パッド１７６は、ニッケル（Ｎｉ）又は銅（Ｃｕ）等の金属からなる。その後、フラックスを洗浄し、半導体装置１７２とベアチップ１７４との間及びベアチップ１７４の側面に、図示しない樹脂を注入する。
【００４７】
ベアチップ１７４の電極１８０には、ハンダからなるバンプ１８２が形成されている。バンプ１８２を構成するハンダは、半導体装置１７０を回路基板へ実装するときのハンダよりも融点の高いものである。
【００４８】
本実施形態によれば、半導体装置１７２とベアチップ１７４とを接合するハンダが、実装時のハンダよりも融点が高いので、リフロー工程を経るときの、接合部分の再溶融が防止され、回路基板への実装時における信頼性を高めることができる。
【００４９】
次に、図１１に示す半導体装置１９０は、半導体装置１９２及び半導体装置としてのベアチップ１９４を有する集合型のものである。半導体装置１９２は、ベアチップ１９４との接合のためのパッド１９６を有する。具体的には、パッド１９６と一体的に比較的広い面積のパッドが形成されている。ベアチップ１９４は、半導体装置１９２に接合されるためのバンプ１９８を有し、パッド１９６に形成されたパッドにベアチップ１９４のバンプ１９８が接合されるようになっている。
【００５０】
なお、図１を除く各形態において、外部端子（バンプ３６等）を低融点ハンダで形成し、半導体装置同士の接続部（バンプ４３等）を高温ハンダで形成するか、あるいは双方同じハンダを用いるかわりに接続部のバンプを接続後に樹脂等で被覆させてしまうか、すれば回路基板との接続の際に他の部分が接続不良になることがなくなる。
【００５１】
パッド１９６は、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）又はクローム（Ｃｒ）などからなり、バンプ１９８は、銅（Ａｕ）などからなる。
【００５２】
本実施形態では、パッド１９６とバンプ１９８との接合に、熱硬化性接着剤を含む異方性導電膜２００が用いられる。すなわち、パッド１９６とバンプ１９８との間に、異方性導電膜２００を配置して両者を接合する。
【００５３】
本実施形態によれば、半導体装置１９２とベアチップ１９４とを接合する異方性導電膜２００が、リフロー工程で加熱されると硬化するので、接合部分が外れることがなく、回路基板への実装時における信頼性を高めることができる。なお、本実施形態において、異方性導電膜２００の代わりに、導電性もしくは絶縁性の接着剤を使用してもよい。
【００５４】
図１２〜図１４には、集合型の半導体装置を構成する個々の半導体装置の変形例が示されている。以下の説明は、本発明の第１及び第２の半導体装置のいずれにも適用可能である。
【００５５】
図１２に示す半導体装置２３０は、応力緩和層２３６の下に配線２３８が形成されたものである。詳しくは、半導体チップ２３２の上に、絶縁層としての酸化膜（図示せず）を介して、電極２３４から配線２３８が形成され、この上に応力緩和層２３６が形成されている。なお、配線２３８は、クローム（Ｃｒ）からなる。
【００５６】
応力緩和層２３６には、フォトリソグラフィによって穴２３６ａが形成されており、この穴２３６ａの領域においては配線２３８上を応力緩和層２３６が覆わないようになっている。言い換えると、穴２３６ａの直下に配線２３８が位置するように、穴２３６ａは形成されている。そして、配線２３８、並びに穴２３６ａを形成する内周面及び開口端部にかけて、スパッタリングによってクローム（Ｃｒ）層２４２及び銅（Ｃｕ）層２４４が形成されている。つまり、応力緩和層２３６を貫通するように、クローム（Ｃｒ）層２４２及び銅（Ｃｕ）層２４４が形成されている。しかも、開口端部においては比較的広い幅で、クローム（Ｃｒ）層２４２及び銅（Ｃｕ）層２４４が拡がるようになっている。
【００５７】
銅（Ｃｕ）層２４４の上には、銅（Ｃｕ）からなる台座２４６が形成され、この台座２４６に、ハンダボール（外部電極）２４０が形成されている。ハンダボール（外部電極）２４０は、クローム層（Ｃｒ）２４２、銅層２４４（Ｃｕ）及び台座２４６を介して、配線２３８と電気的に接続されている。すなわち、クローム層（Ｃｒ）２４２、銅層２４４（Ｃｕ）及び台座２４６は、接続部となっている。
【００５８】
本実施形態によれば、穴２３６ａの開口端部において、クローム（Ｃｒ）層２４２、銅（Ｃｕ）層２４４及び台座２４６（接続部）の少なくとも一部から形成される応力伝達部２４８から、応力緩和層２３６に、ハンダボール２４０からの応力が伝達される。この応力伝達部２４８は、接続部２３８ａよりも外周に位置している。
【００５９】
本変形例では応力伝達部２４８は、つば状部２４８ａ、つまり突出した部分を含めて設けられている。したがって、ハンダボール２４０の中心を軸として倒すように働く応力を、応力伝達部２４８は広い面積で応力緩和層２３６に伝達することができる。応力伝達部２４８は、面積が広いほど効果的である。
【００６０】
また、本変形例によれば、応力伝達部２４８が、配線２３８に対する接続部２３８ａとは別の高さの位置に配置されており、接続部２３８ａ、配線２３８は硬い酸化膜上に配置されているので、発生する応力は応力緩和層２３６に吸収される。したがって、接続部２３８ａには応力が伝わりにくくなり、配線２３８にも応力が伝わりにくいのでクラックを防止することができる。
【００６１】
次に、図１３に示す半導体装置３１０は、応力緩和層３１６と、この上に形成された配線３１８と、を有するＣＳＰ型のものである。詳しくは、半導体チップ３１２の能動面３１２ａ上に、電極３１４を避けて応力緩和層３１６が形成され、電極３１４から応力緩和層３１６の上にかけて配線３１８が形成されている。
【００６２】
ここで、応力緩和層３１６は、ポリイミド樹脂からなり、半導体装置３１０が基板（図示せず）に実装されたときに、半導体チップ３１２と実装される基板との熱膨張係数の差によって生じる応力を緩和するものである。また、ポリイミド樹脂は、配線３１８に対して絶縁性を有し、半導体チップ３１２の能動面３１２ａを保護することができ、実装時のハンダを溶融するときの耐熱性も有する。ポリイミド樹脂の中でも、ヤング率が低いもの（例えばオレフィン系のポリイミド樹脂やダウケミカル社製のＢＣＢ等）を用いることが好ましく、特にヤング率が４０〜５０ｋｇ／ｍｍ２程度であることが好ましい。応力緩和層３１６は、厚いほど応力緩和力が大きくなるが、半導体装置の大きさや製造コスト等を考慮すると、１〜１００μｍ程度の厚みとすることが好ましい。ただし、ヤング率が４０〜５０ｋｇ／ｍｍ２程度のポリイミド樹脂を用いた場合には、１０μｍ程度の厚みで足りる。
【００６３】
あるいは、応力緩和層３１６として、例えばシリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂やシリコーン変性エポキシ樹脂等、ヤング率が低く応力緩和の働きを果たせる材質を用いてもよい。また、応力緩和層３１６の代わりに、パッシベーション層（ＳｉＮ、ＳｉＯ２など）を形成し、応力緩和自体は、後述する変形部３２０で行ってもよい。この場合、応力緩和層３１６を補助的に設けてもよい。
【００６４】
配線３１８は、クローム（Ｃｒ）からなる。ここで、クローム（Ｃｒ）は、応力緩和層３１６を構成するポリイミド樹脂との密着性が良いことから選択された。あるいは、耐クラック性を考慮すれば、アルミニウムやアルミシリコン、アルミカッパー等のアルミ合金又はカッパー合金又は銅（Ｃｕ）又は金のような延展性（延びる性質）のある金属でもよい。または、耐湿性に優れたチタン又はチタンタングステンを選択すれば、腐食による断線を防止することができる。チタンは、ポリイミドとの密着性の観点からも好ましい。なお配線は、上記金属を組み合わせて２層以上に形成しても良い。
【００６５】
配線３１８上には、接合部３１９が形成され、接合部３１９上に、この接合部３１９よりも断面積が小さい変形部３２０が形成されている。変形部３２０は、銅などの金属からなり、能動面３１２ａ内で、能動面に対してほぼ直角に立ち上がって細長い形状をなす。変形部３２０は、細長い形状をなすので、図１３の左側に二点鎖線で示すように、屈曲できるようになっている。
【００６６】
変形部３２０の先端には、外部電極部３２２が形成されている。外部電極部３２２は、半導体装置３１０と実装基板（図示せず）との電気的な接続を図るためのもので、ハンダボールなどが上に設けられてもよい。外部電極部３２２は、実装基板との電気的な接続又はハンダボール搭載を可能にする大きさで形成されている。あるいは、変形部３２０の先端部を外部電極部３２２としてもよい。
【００６７】
また、配線３１８及び応力緩和層３１６の上には、能動面３１２ａの全面の上方を覆うようにソルダレジスト３２４が設けられている。このソルダレジスト３２４は、配線３１８及び能動面３１２ａを保護してこれらの腐食等が防止される。
【００６８】
本実施形態によれば、変形部３２０が曲がって変形すると、それに従って外部電極部３２２が移動するようになっている。こうなることで、半導体装置３１０の外部電極部３２２に対して加えられる熱ストレスが、変形部３２０の変形によって吸収される。つまり、変形部３２０が応力緩和構造となっている。
【００６９】
なお、本実施形態では、応力緩和層３１６が形成されているが、変形部３２０は応力緩和層３１６よりも変形しやすくなるように形成されているので、変形部３２０だけでも熱ストレスを吸収することが可能である。したがって、応力緩和層３１６の代わりに、応力緩和機能を有しない材質からなる層（例えば単なる絶縁層又は保護層）を形成した構造であっても、熱ストレスの吸収が可能となる。
【００７０】
次に、図１４に示す半導体装置４１０は、半導体チップ４１２及び絶縁フィルム４１４を含み、絶縁フィルム４１４に外部接続端子４１６が形成されている。半導体チップ４１２は、複数の電極４１３を有する。電極４１３は、対向する二辺にのみ形成されているが、周知のように四辺に形成されてもよい。
【００７１】
詳しくは、絶縁フィルム４１４は、ポリイミド樹脂等からなり、一方の面に配線パターン４１８が形成されている。また、絶縁フィルム４１４には、複数の穴４１４ａが形成されており、この穴４１４ａを介して、配線パターン４１８の上に外部接続端子４１６が形成されている。したがって、外部接続端子４１６は、配線パターン４１８とは反対側に突出するようになっている。なお、外部接続端子４１６は、ハンダ、銅又はニッケルなどからなり、ボール状に形成されている。
【００７２】
各々の配線パターン４１８には、凸部４１８ａが形成されている。各凸部４１８ａは、半導体チップ４１２の各電極４１３に対応して形成されている。したがって、電極４１３が、半導体チップ４１２の外周に沿って四辺に並んでいる場合には、凸部４１８ａも四辺に並ぶように形成される。電極４１３は、凸部４１８ａに電気的に接続され、配線パターン４１８を介して外部接続端子４１６と導通するようになっている。また、凸部４１８ａが形成されることで、絶縁フィルム４１４と半導体チップ４１２との間、あるいは、配線パターン４１８と半導体チップ４１２との間には広い間隔をあけることができる。
【００７３】
ここで、電極４１３と凸部４１８ａとの電気的な接続は、異方性導電膜４２０によって図られる。異方性導電膜４２０は、樹脂中の金属微粒子（導電粒子）を分散させてシート状にしたものである。電極４１３と凸部４１８ａとの間で異方性導電膜４２０が押しつぶされると、金属微粒子（導電粒子）も押しつぶされて、両者間を電気的に導通させるようになる。また、異方性導電膜４２０を使用すると、金属微粒子（導電粒子）が押しつぶされる方向にのみ電気的に導通し、それ以外の方向には導通しない。したがって、複数の電極４１３の上に、シート状の異方性導電膜４２０を貼り付けても、隣り同士の電極４１３間では電気的に導通しない。
【００７４】
本実施の形態では、異方性導電膜４２０は、電極４１３と凸部４１８ａとの間及びその付近にのみ形成されているが、電極４１３と凸部４１８ａとの間にのみ形成してもよい。そして、絶縁フィルム４１４と半導体チップ４１２との間に形成される隙間には、応力緩和構造としての応力緩和部４２２が形成されている。応力緩和部４２２は、絶縁フィルム４１４に形成されたゲル注入穴４２４から樹脂を注入して形成される。
【００７５】
ここで、応力緩和部４２２を構成する樹脂として、ヤング率が低く応力緩和の働きを果たせる材質が用いられている。例えば、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、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、アクリル樹脂等が挙げられる。この応力緩和部４２２を形成することで、外部接続端子４１６に対して外部から加えられる応力を緩和できるようになっている。
【００７６】
次に、本実施の形態に係る半導体装置４１０の製造方法について、主要な工程を説明する。まず、絶縁フィルム４１４に、外部接続端子４１６を設けるための穴４１４ａと、ゲル注入穴４２４と、を形成する。そして、絶縁フィルム４１４に銅箔を貼り付けて、エッチングにより配線パターン４１８を形成し、さらに、凸部４１８ａの形成領域をマスクして、それ以外の部分を薄肉にするようにエッチングする。こうして、マスクを除去すれば、凸部１１８ａを形成することができる。
【００７７】
また、絶縁フィルムには、凸部４１８ａの上から異方性導電膜４２０を貼り付ける。詳しくは、複数の凸部４１８ａが、対向する二辺に沿って並ぶ場合は平行する２つの直線状に異方性導電膜４２０を貼り付け、凸部４１８ａが四辺に並ぶ場合は、これに対応して矩形を描くように異方性導電膜４２０を貼り付ける。
【００７８】
こうして、上記絶縁フィルム４１４を、凸部４１８ａと電極４１３とを対応させて、半導体チップ４１２上に押しつけて、凸部４１８ａと電極４１３とで異方性導電膜４２０を押しつぶす。こうして、凸部４１８ａと電極４１３との電気的接続を図ることができる。
【００７９】
次に、ゲル注入穴４２４から、樹脂を注入して、絶縁フィルム４１４と半導体チップ４１２との間に、応力緩和部４２２を形成する。
【００８０】
そして、穴４１４ａを介して配線パターン４１８上にハンダを設け、ボール状の外部接続端子４１６を形成する。
【００８１】
これらの工程によって、半導体装置４１０を得ることができる。なお、本変形例では、異方性導電膜４２０を用いたが、その代わりに異方性接着剤を用いても良い。異方性接着剤は、シート状をなしていない点を除き異方性導電膜４２０と同様の構成のものである。
【００８２】
あるいは、絶縁性接着剤を凸部４１８ａと電極４１３とで挟み込みながら押圧し、凸部４１８ａと電極４１３と圧接させてもよい。また、絶縁フィルム４１４側に凸部４１８ａを設けず、その代わりに、電極４１３側に形成された金やハンダ等のバンプを使用してもよい。
【００８３】
図１５には、本発明を適用した半導体装置１１００を実装した回路基板１０００が示されている。回路基板１０００には例えばガラスエポキシ基板等の有機系基板を用いることが一般的である。回路基板１０００には例えば銅からなる配線パターンが所望の回路となるように形成されていて、それらの配線パターンと半導体装置１１００のバンプとを機械的に接続することでそれらの電気的導通を図る。この場合、半導体装置１１００は、上述したような外部との熱膨張差により生じる歪みを吸収する構造を有しており、本半導体装置１１００を回路基板１０００に実装しても接続時及びそれ以降の信頼性を向上できる。また更に半導体装置１１００の配線に対しても工夫が成されれば、接続時及び接続後の信頼性を向上させることができる。なお実装面積もベアチップにて実装した面積にまで小さくすることができる。このため、この回路基板１０００を電子機器に用いれば電子機器自体の小型化が図れる。また、同一面積内においてはより実装スペースを確保することができ、高機能化を図ることも可能である。
【００８４】
上記第２実施形態以降の実施形態において、半導体チップの裏面及び側面が露出しているが、半導体チップへの傷等が問題になる場合には、半導体チップの露出部（裏面及び側面）を、エポキシやポリイミド等の樹脂で覆うようにしても良い。また、回路基板との接続には、ハンダバンプを使用した例を記載したが、金やその他の金属のバンプでも良いし、導電性樹脂を用いた突起を使用しても良い。
【００８５】
そして、この回路基板１０００を備える電子機器として、図１６には、ノート型パーソナルコンピュータ１２００が示されている。
【００８６】
なお、上記実施形態は、半導体装置に本発明を適用した例であるが、半導体装置と同様に多数のバンプを必要とする面実装用の電子部品であれば、能動部品か受動部品かを問わず、本発明を適用することができる。電子部品として、例えば、抵抗器、コンデンサ、コイル、発振器、フィルタ、温度センサ、サーミスタ、バリスタ、ボリューム又はヒューズなどがある。
【００８７】
本発明は、半導体チップ同士の組み合わせの他に、電子部品同士を組み合わせる場合のみならず、電子部品と半導体チップとを組み合わせる場合にも適用することができる。また応力緩和層をいずれか一方の部品に設けてもまたは両方に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、第１実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図２】図２は、第２実施形態に係る半導体装置が実装された回路基板を示す図である。
【図３】図３は、第３実施形態に係る半導体装置が実装された回路基板を示す図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、第４実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図５】図５は、第５実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図６】図６は、第６実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図７】図７は、第７実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図８】図８は、本発明を適用した半導体装置の製造工程を示す図である。
【図９】図９は、本発明を適用した半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明を適用した半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明を適用した半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１２】図１２は、集合型の半導体装置を構成する個々の半導体装置の変形例を示す図である。
【図１３】図１３は、集合型の半導体装置を構成する個々の半導体装置の変形例を示す図である。
【図１４】図１４は、集合型の半導体装置を構成する個々の半導体装置の変形例を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明を適用した半導体装置を実装した回路基板を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明を適用した半導体装置を実装した回路基板を備える電子機器を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１…半導体装置、 ２…ワイヤ、 ３…半導体装置、 ４…リード、 ５…半導体装置、 １０…半導体装置、 １２…半導体チップ、 １４…応力緩和層、 １６…電極、 １８…配線、 １９…ハンダボール、 ２０…ベアチップ、 ２２…電極、 ３０…半導体装置、 ３１…応力緩和層、 ３２…ベアチップ、 ３４…配線、 ３６…バンプ、 ３８…回路基板、 ４０…半導体装置、 ４１…応力緩和層、 ４２…ベアチップ、 ４３…バンプ、 ４４…パッド、 ４５…電極、 ４６…配線、 ４７…バンプ、 ４８…回路基板、 ５０…半導体装置、 ５１…樹脂、 ５２…半導体装置、 ５４…ベアチップ、 ５８…半導体チップ、 ６０…電極、 ６２…応力緩和層、 ６４…配線、 ６６…バンプ、 ６８…パッド、 ７０…バンプ、 ７２…電極、 ７４…ソルダレジスト層、 ８０…半導体装置、 ８１…パッド、 ８２…半導体チップ、 ８４…電極、 ８５…バンプ、 ８６…応力緩和層、 ８７…ソルダレジスト層、 ８８…配線、 ８９…バンプ、 ９０…半導体装置、 ９１…配線、 ９２…半導体装置、 ９３…樹脂、 ９４…応力緩和層、 １００…半導体装置、 １０２…半導体装置、 １０４…ベアチップ、 １０５…樹脂、 １０６…半導体装置、 １０８…応力緩和層、 １１０…半導体チップ、 １１２…バンプ、 １１４…パッド、 １２０…半導体装置、 １２２…放熱器、 １２４…接着剤、 １３０…半導体装置、 １３２…半導体装置、 １３４…ベアチップ、 １３６…パッド、 １３８…メッキ層、 １４０…電極、 １４２…バンプ、 １５０…半導体装置、 １５２…半導体装置、 １５２…半導体装置、 １５４…ベアチップ、 １５６…パッド、 １５８…ハンダ層、 １６０…電極、 １６２…バンプ、 １７０…半導体装置、 １７２…半導体装置、 １７４…ベアチップ、 １７６…パッド、 １８０…電極、 １８２…バンプ、 １９０…半導体装置、 １９２…半導体装置、 １９４…ベアチップ、 １９６…パッド、 １９８…バンプ、 ２００…異方性導電膜、 ２３０…半導体装置、 ２３２…半導体チップ、 ２３４…電極、 ２３６…応力緩和層、 ２３８…配線、 ２４０…ハンダボール、 ２４６…台座、 ２４８…応力伝達部、 ３１０…半導体装置、 ３１２…半導体チップ、 ３１４…電極、 ３１６…応力緩和層、 ３１８…配線、 ３１９…接合部、 ３２０…変形部、 ３２２…外部電極部、 ３２４…ソルダレジスト、 ４１０…半導体装置、 ４１２…半導体チップ、 ４１３…電極、 ４１４…絶縁フィルム、 ４１６…外部接続端子、 ４１８…配線パターン、 ４２０…異方性導電膜、 ４２２…応力緩和部、 ４２４…ゲル注入穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の半導体装置と、
前記第１の半導体装置の前記電極に比して配置されたピッチが異なる電極を有し、前記第１の半導体装置の配線のうちのいずれかに電気的に接合される第２の半導体装置と、
を有する集合型の半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の集合型の半導体装置において、
前記応力緩和構造は、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層を含み、
前記外部電極と接続される配線は、前記電極から前記応力緩和層の上にかけて形成され、
前記外部電極は、前記応力緩和層の上で前記外部電極と接続される配線に形成される集合型の半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の集合型の半導体装置において、
前記応力緩和構造は、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層と、該応力緩和層を貫通するとともに該応力緩和層上に応力を伝達する接続部と、を含み、
前記外部電極と接続される配線は、前記応力緩和層の下に形成され、
前記外部電極は、前記接続部上に形成される集合型の半導体装置。
【請求項４】
請求項１記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置は、前記電極を有する半導体チップと、前記電極に設けられる外部電極と、からなるベアチップである集合型の半導体装置。
【請求項５】
請求項１記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置は、前記電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層と、前記電極から前記応力緩和層の上にかけて形成される配線と、前記応力緩和層の上で前記配線に形成される外部電極と、を有する集合型の半導体装置。
【請求項６】
請求項１記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置は、前記電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層と、前記応力緩和層の下で前記電極から形成される配線と、前記応力緩和層を貫通するとともに該応力緩和層上に応力を伝達する接続部と、前記接続部上に形成される外部電極と、を有する集合型の半導体装置。
【請求項７】
請求項１に記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、
前記第２の半導体装置の前記外部電極が、前記第１の半導体装置に電気的に接合される集合型の半導体装置。
【請求項８】
請求項２に記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記半導体チップ上に形成され、
前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、
前記応力緩和層は、前記第２の半導体装置と接続される配線の少なくとも一部を避ける領域に形成される集合型の半導体装置。
【請求項９】
請求項２に記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記応力緩和層上に形成され、
前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有する集合型の半導体装置。
【請求項１０】
請求項３に記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記半導体チップ上に形成され、
前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、
前記応力緩和層は、前記第２の半導体装置と接続される配線の少なくとも一部を避ける領域に形成される集合型の半導体装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記応力緩和層上に形成され、
前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有する集合型の半導体装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の集合型の半導体装置において、
前記第１の半導体装置に電気的に接合される少なくとも一つの第３の半導体装置を有する集合型の半導体装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の集合型の半導体装置において、
前記全ての半導体装置を封止する樹脂パッケージと、
前記第１の半導体装置の電極に接続されるアウターリードと、
を有する集合型の半導体装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の集合型の半導体装置において、
前記第１の半導体装置は、前記第２の半導体装置との接続面とは反対側面に接着される放熱器を有する集合型の半導体装置。
【請求項１５】
電極を有する素子チップと、前記素子チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の電子部品と、
前記第１の電子部品の前記電極に比して配置されたピッチが異なる電極を有し、前記第１の半導体装置の配線のうちのいずれかに電気的に接合される第２の電子部品と、
を有する集合型の電子部品。
【請求項１６】
電極を有する素子チップと、前記素子チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の電子部品に、前記複数の配線のうちのいずれかを介して、第２の電子部品を電気的に接合する工程を含む集合型の電子部品の製造方法。
【請求項１７】
電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の半導体装置に、前記複数の配線のうちのいずれかを介して、第２の半導体装置を電気的に接合する工程を含む集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の集合型の半導体装置の製造方法において、
前記第２の半導体装置と接続される配線は、パッドを有して前記半導体チップ上に形成され、
前記応力緩和構造は、前記パッドを避ける領域に形成される応力緩和層を含み、
前記第２の半導体装置は、電極と、該電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、
前記第２の半導体装置の外部電極と、前記第１の半導体装置の前記パッドと、を接合する集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１７記載の集合型の半導体装置の製造方法において、
前記応力緩和構造は、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層を含み、
前記第２の半導体装置と接続される配線は、パッドを有して前記応力緩和層上に形成され、
前記第２の半導体装置は、電極と、該電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、
前記第２の半導体装置の外部電極と、前記第１の半導体装置の前記パッドと、を接合する集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１８又は請求項１９記載の集合型の半導体装置の製造方法において、
前記第１の半導体装置の前記パッド及び前記第２の半導体装置の前記外部電極のうち、少なくともいずれか一方は、回路基板への実装に使用されるハンダよりも融点の高いハンダからなる集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
請求項１８又は請求項１９記載の集合型の半導体装置の製造方法において、
前記第１の半導体装置の前記パッド及び前記第２の半導体装置の前記外部電極は、表面がハンダよりも融点の高い金属からなる集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
請求項１８又は請求項１９記載の集合型の半導体装置の製造方法において、
前記第１の半導体装置の前記パッド及び前記第２の半導体装置の前記外部電極のうち、一方の表面はハンダからなり、他方の表面はハンダよりも融点の高い金属からなる集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
請求項１８又は請求項１９記載の集合型の半導体装置の製造方法において、
前記第２の半導体装置の外部電極と前記第１の半導体装置の前記パッドとの間に、熱硬化性接着剤を含む異方性導電膜を配置し、この異方性導電膜によって、前記第１の半導体装置の前記パッドと前記第２の半導体装置の前記外部電極とを接合する集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項２４】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の集合型の半導体装置が実装された回路基板。
【請求項２５】
請求項２４記載の回路基板を有する電子機器。
【請求項１】
電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の半導体装置と、
前記第１の半導体装置の前記電極に比して配置されたピッチが異なる電極を有し、前記第１の半導体装置の配線のうちのいずれかに電気的に接合される第２の半導体装置と、
を有する集合型の半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の集合型の半導体装置において、
前記応力緩和構造は、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層を含み、
前記外部電極と接続される配線は、前記電極から前記応力緩和層の上にかけて形成され、
前記外部電極は、前記応力緩和層の上で前記外部電極と接続される配線に形成される集合型の半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の集合型の半導体装置において、
前記応力緩和構造は、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層と、該応力緩和層を貫通するとともに該応力緩和層上に応力を伝達する接続部と、を含み、
前記外部電極と接続される配線は、前記応力緩和層の下に形成され、
前記外部電極は、前記接続部上に形成される集合型の半導体装置。
【請求項４】
請求項１記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置は、前記電極を有する半導体チップと、前記電極に設けられる外部電極と、からなるベアチップである集合型の半導体装置。
【請求項５】
請求項１記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置は、前記電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層と、前記電極から前記応力緩和層の上にかけて形成される配線と、前記応力緩和層の上で前記配線に形成される外部電極と、を有する集合型の半導体装置。
【請求項６】
請求項１記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置は、前記電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層と、前記応力緩和層の下で前記電極から形成される配線と、前記応力緩和層を貫通するとともに該応力緩和層上に応力を伝達する接続部と、前記接続部上に形成される外部電極と、を有する集合型の半導体装置。
【請求項７】
請求項１に記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、
前記第２の半導体装置の前記外部電極が、前記第１の半導体装置に電気的に接合される集合型の半導体装置。
【請求項８】
請求項２に記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記半導体チップ上に形成され、
前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、
前記応力緩和層は、前記第２の半導体装置と接続される配線の少なくとも一部を避ける領域に形成される集合型の半導体装置。
【請求項９】
請求項２に記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記応力緩和層上に形成され、
前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有する集合型の半導体装置。
【請求項１０】
請求項３に記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記半導体チップ上に形成され、
前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、
前記応力緩和層は、前記第２の半導体装置と接続される配線の少なくとも一部を避ける領域に形成される集合型の半導体装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の集合型の半導体装置において、
前記第２の半導体装置と接続される配線は、前記応力緩和層上に形成され、
前記第２の半導体装置は、前記電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有する集合型の半導体装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の集合型の半導体装置において、
前記第１の半導体装置に電気的に接合される少なくとも一つの第３の半導体装置を有する集合型の半導体装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の集合型の半導体装置において、
前記全ての半導体装置を封止する樹脂パッケージと、
前記第１の半導体装置の電極に接続されるアウターリードと、
を有する集合型の半導体装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の集合型の半導体装置において、
前記第１の半導体装置は、前記第２の半導体装置との接続面とは反対側面に接着される放熱器を有する集合型の半導体装置。
【請求項１５】
電極を有する素子チップと、前記素子チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の電子部品と、
前記第１の電子部品の前記電極に比して配置されたピッチが異なる電極を有し、前記第１の半導体装置の配線のうちのいずれかに電気的に接合される第２の電子部品と、
を有する集合型の電子部品。
【請求項１６】
電極を有する素子チップと、前記素子チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の電子部品に、前記複数の配線のうちのいずれかを介して、第２の電子部品を電気的に接合する工程を含む集合型の電子部品の製造方法。
【請求項１７】
電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和構造と、前記電極から形成される複数の配線と、前記応力緩和構造上に形成されるとともに前記複数の配線のうちのいずれかに接続される外部電極と、を有する第１の半導体装置に、前記複数の配線のうちのいずれかを介して、第２の半導体装置を電気的に接合する工程を含む集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の集合型の半導体装置の製造方法において、
前記第２の半導体装置と接続される配線は、パッドを有して前記半導体チップ上に形成され、
前記応力緩和構造は、前記パッドを避ける領域に形成される応力緩和層を含み、
前記第２の半導体装置は、電極と、該電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、
前記第２の半導体装置の外部電極と、前記第１の半導体装置の前記パッドと、を接合する集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１７記載の集合型の半導体装置の製造方法において、
前記応力緩和構造は、前記半導体チップの上に設けられる応力緩和層を含み、
前記第２の半導体装置と接続される配線は、パッドを有して前記応力緩和層上に形成され、
前記第２の半導体装置は、電極と、該電極から形成される配線と、該配線に形成される外部電極と、を有し、
前記第２の半導体装置の外部電極と、前記第１の半導体装置の前記パッドと、を接合する集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１８又は請求項１９記載の集合型の半導体装置の製造方法において、
前記第１の半導体装置の前記パッド及び前記第２の半導体装置の前記外部電極のうち、少なくともいずれか一方は、回路基板への実装に使用されるハンダよりも融点の高いハンダからなる集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
請求項１８又は請求項１９記載の集合型の半導体装置の製造方法において、
前記第１の半導体装置の前記パッド及び前記第２の半導体装置の前記外部電極は、表面がハンダよりも融点の高い金属からなる集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
請求項１８又は請求項１９記載の集合型の半導体装置の製造方法において、
前記第１の半導体装置の前記パッド及び前記第２の半導体装置の前記外部電極のうち、一方の表面はハンダからなり、他方の表面はハンダよりも融点の高い金属からなる集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
請求項１８又は請求項１９記載の集合型の半導体装置の製造方法において、
前記第２の半導体装置の外部電極と前記第１の半導体装置の前記パッドとの間に、熱硬化性接着剤を含む異方性導電膜を配置し、この異方性導電膜によって、前記第１の半導体装置の前記パッドと前記第２の半導体装置の前記外部電極とを接合する集合型の半導体装置の製造方法。
【請求項２４】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の集合型の半導体装置が実装された回路基板。
【請求項２５】
請求項２４記載の回路基板を有する電子機器。
【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２００７−１４２４８０（Ｐ２００７−１４２４８０Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１６８３（Ｐ２００７−５１６８３）
【出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【分割の表示】特願２００５−１３２１１１（Ｐ２００５−１３２１１１）の分割
【原出願日】平成１０年３月１０日（１９９８．３．１０）
【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１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【分割の表示】特願２００５−１３２１１１（Ｐ２００５−１３２１１１）の分割
【原出願日】平成１０年３月１０日（１９９８．３．１０）
【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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