特開 2024-123432 半導体装置および半導体装置実装構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024123432

(43)【公開日】2024-09-12

(54)【発明の名称】半導体装置および半導体装置実装構造体

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20240905BHJP

【ＦＩ】

H01L23/12 K

H01L23/12 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023030838

(22)【出願日】2023-03-01

(71)【出願人】

【識別番号】390022471

【氏名又は名称】アオイ電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高尾 勝大

(72)【発明者】

【氏名】黒羽 淳史

(72)【発明者】

【氏名】富家 正博

(57)【要約】

【課題】半導体装置の性能を向上させる。
【解決手段】半導体装置１０の実装端子４１Ａは、辺１０ｓ１に沿って延びる端子辺４０ｓ１と、端子辺４０ｓ１の反対側に位置する端子辺４０ｓ２と、を含んでいる。端子辺４０ｓ１から辺１０ｓ１までの距離Ｄｓ１は、端子辺４０ｓ２から辺１０ｓ１までの距離Ｄｓ２よりも短い。端子辺４０ｓ１は、絶縁膜３１から露出しており、端子辺４０ｓ２は、絶縁膜３１に覆われている。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体チップと、
前記半導体チップと電気的に接続されている第１実装端子を含む複数の実装端子と、
前記複数の実装端子が配置されている第１面と、
前記第１面上に配置され、前記第１実装端子の一部分を覆う第１絶縁膜と、
前記半導体チップを封止する封止体と、
を有し、
前記第１面の外縁は、第１方向に延びる第１辺を含み、
前記第１実装端子は、
前記第１辺に沿って延びる第１端子辺と、
前記第１端子辺の反対側に位置する第２端子辺と、
を含み、
前記第１端子辺から前記第１辺までの距離は、前記第２端子辺から前記第１辺までの距離よりも短く、
前記第１端子辺は、前記第１絶縁膜から露出しており、
前記第２端子辺は、前記第１絶縁膜に覆われている、半導体装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記第１実装端子の厚さは、５０μｍ以上である、半導体装置。

【請求項3】

請求項１において、
前記第１面および前記第１面の反対側に位置する第２面を備えている第１絶縁層と、
前記第２面に配置され、前記半導体チップおよび前記第１実装端子のそれぞれと電気的に接続されている第１導体パターンと、
を更に有し、
前記第１実装端子の厚さは、前記第１導体パターンの厚さよりも大きい、半導体装置。

【請求項4】

請求項１において、
前記第１実装端子は、
前記第１端子辺および前記第２端子辺と交差する第３端子辺と、
前記第３端子辺の反対側に位置し、かつ、前記第１端子辺および前記第２端子辺と交差する第４端子辺と、
を含み、
前記第３端子辺および前記第４端子辺のそれぞれは、少なくとも半分以上が前記第１絶縁膜に覆われている、半導体装置。

【請求項5】

請求項４において、
前記第３端子辺および前記第４端子辺のそれぞれは、前記第１端子辺との交点を含む全体が前記第１絶縁膜に覆われている、半導体装置。

【請求項6】

請求項１において、
前記第１実装端子は、
第１金属から成る第１金属膜と、
前記第１金属膜のうち、少なくとも前記第１絶縁膜から露出している部分を覆う第２金属膜と、を有し、
錫を含む半田材に対する濡れ性は、前記第２金属膜の方が前記第１金属膜よりも高い、半導体装置。

【請求項7】

請求項６において、
前記第１面および前記第１面の反対側に位置する第２面を備えている第１絶縁層を更に有し、
前記第１金属膜は、前記第１面と対向する第３面と、前記第３面の反対側の第４面と、を有し、
前記第４面の周縁部は、曲面になっている、半導体装置。

【請求項8】

請求項６において、
前記第１実装端子の厚さは、５０μｍ以上であり、
前記第１金属膜の厚さは、前記第２金属膜の厚さよりも厚い、半導体装置。

【請求項9】

請求項１において、
平面視において、前記第１実装端子と比較して、前記第１面の周縁からの距離が遠い位置に配置されている中央部実装端子をさらに有し、
前記中央部実装端子の外縁は、全体が前記第１絶縁膜に覆われている、半導体装置。

【請求項10】

請求項１において、
前記複数の実装端子は、前記第１辺に沿って配列されている複数の周辺部実装端子を含み、
前記複数の周辺部実装端子は、前記第１実装端子を含み、
前記複数の周辺部実装端子のそれぞれは、前記第１端子辺と、前記第２端子辺と、を有している、半導体装置。

【請求項11】

請求項１０において、
前記複数の周辺部実装端子のそれぞれの厚さは、５０μｍ以上である、半導体装置。

【請求項12】

請求項１０において、
前記第１面および前記第１面の反対側に位置する第２面を有する第１絶縁層と、
前記第２面に配置され、前記半導体チップおよび前記第１実装端子のそれぞれと電気的に接続されている第１導体パターンと、
を更に有し、
前記複数の周辺部実装端子のそれぞれの厚さは、前記第１導体パターンの厚さよりも大きい、半導体装置。

【請求項13】

請求項１０において、
平面視において、前記複数の周辺部実装端子のそれぞれと比較して、前記第１面の周縁からの距離が遠い位置に配置されている中央部実装端子をさらに有し、
前記中央部実装端子の外縁は、全体が前記第１絶縁膜に覆われている、半導体装置。

【請求項14】

請求項１３において、
前記中央部実装端子は、前記複数の周辺部実装端子のいずれかと電気的に接続されている、半導体装置。

【請求項15】

第１基板端子が配置されている機器搭載面を有する実装基板と、
前記機器搭載面上に搭載されている半導体装置と、
前記半導体装置と前記実装基板とを電気的に接続する半田部材と、
を有し、
前記半導体装置は、
第１半導体チップと、
前記第１半導体チップと電気的に接続されている第１実装端子を含む複数の実装端子と、
前記複数の実装端子が配置されている第１面と、
前記第１面上に配置され、前記第１実装端子の一部分を覆う第１絶縁膜と、
前記第１半導体チップを封止する封止体と、
を有し、
前記第１面の外縁は、第１方向に延びる第１辺を含み、
前記第１実装端子は、
前記第１辺に沿って延びる第１端子辺と、
前記第１端子辺の反対側に位置する第２端子辺と、
を含み、
前記第１端子辺から前記第１辺までの距離は、前記第２端子辺から前記第１辺までの距離よりも短く、
前記第１端子辺は、前記第１絶縁膜から露出しており、
前記第２端子辺は、前記第１絶縁膜に覆われており、
前記半田部材は、前記第１実装端子および前記第１基板端子のそれぞれに接続され、
前記実装基板の前記機器搭載面を視た平面視において、前記半田部材の一部分は、前記半導体装置の外側に視認可能な状態で配置されている、半導体装置実装構造体。

【請求項16】

請求項１５において、
前記機器搭載面の法線方向において、前記半田部材と前記第１基板端子との接触界面を基準面として、前記半田部材の高さの最大値は、７０μｍ以上であり、
前記半田部材の視認可能な面は、前記機器搭載面に対して９０度未満の角度で傾斜している、半導体装置実装構造体。

【請求項17】

請求項１５において、
前記第１実装端子の厚さは、前記第１基板端子の厚さよりも厚く、
前記半田部材の視認可能な面は、前記機器搭載面に対して９０度未満の角度で傾斜している、半導体装置実装構造体。

【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実装構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

配線基板の一方の面に半導体チップが搭載され、配線基板の他方の面に外部接続端子が配置された半導体装置がある（例えば特許文献１参照）。

【0003】

また、セラミックス基板の表面に形成された厚膜導体層と、厚膜導体層の露出面を覆うメッキ層と、を有する素子搭載用基板がある（特許文献２参照）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－６０４４６号公報

【特許文献2】特開２０１２－１５１４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

半導体装置と実装基板とを電気的に接続する方法として、半導体装置の実装端子と実装基板の基板端子とを半田材を介して接続する方法がある。半導体装置と実装基板との電気的な接続状態を外観検査により確認する方法として、実装端子と基板端子とを電気的に接続している半田材の形状を検査する方法が有効である。半導体装置の下面側に実装端子が配置された構造の半導体装置の場合、半田材が半導体装置と実装基板との間に挟まっていると、半田材の形状を簡単に確認することが難しい。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施の形態に係る半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続されている第１実装端子を含む複数の実装端子と、前記複数の実装端子が配置されている第１面と、前記第１面上に配置され、前記第１実装端子の一部分を覆う第１絶縁膜と、前記半導体チップを封止する封止体と、を有している。前記第１面の外縁は、第１方向に延びる第１辺を含んでいる。前記第１実装端子は、前記第１辺に沿って延びる第１端子辺と、前記第１端子辺の反対側に位置する第２端子辺と、を含んでいる。前記第１端子辺から前記第１辺までの距離は、前記第２端子辺から前記第１辺までの距離よりも短い。前記第１端子辺は、前記第１絶縁膜から露出している。前記第２端子辺は、前記第１絶縁膜に覆われている。

【0007】

他の実施の形態に係る半導体装置実装構造体は、第１基板端子が配置されている機器搭載面を有する実装基板と、前記機器搭載面上に搭載されている半導体装置と、前記半導体装置と前記実装基板とを電気的に接続する半田部材と、を有している。前記半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続されている第１実装端子を含む複数の実装端子と、前記複数の実装端子が配置されている第１面と、前記第１面上に配置され、前記第１実装端子の一部分を覆う第１絶縁膜と、前記半導体チップを封止する封止体と、を有している。前記第１面の外縁は、第１方向に延びる第１辺を含んでいる。前記第１実装端子は、前記第１辺に沿って延びる第１端子辺と、前記第１端子辺の反対側に位置する第２端子辺と、を含んでいる。前記第１端子辺から前記第１辺までの距離は、前記第２端子辺から前記第１辺までの距離よりも短い。前記第１端子辺は、前記第１絶縁膜から露出している。前記第２端子辺は、前記第１絶縁膜に覆われている。前記半田部材は、前記第１実装端子および前記第１基板端子のそれぞれに接続されている。前記実装基板の前記機器搭載面を視た平面視において、前記半田部材の一部分は、前記半導体装置の外側に視認可能な状態で配置されている。

【発明の効果】

【0008】

上記一実施の形態によれば、半導体装置を実装基板に実装する際の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施の形態の半導体装置の上面図である。

【図2】図１に示す半導体装置の下面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【図4】図１に示す半導体装置を実装基板に実装した状態を示す上面図である。

【図5】図４に示す実装基板構造体の外観検査において、半田部材の形状を検査する工程を模式的に示す断面図である。

【図6】図４のＢ－Ｂ線に沿った拡大断面図である。

【図7】図２に示す複数の実装端子のうちの一つの周辺を拡大して示す拡大平面図である。

【図8】図７に対する変形例である半導体装置を示す拡大平面図である。

【図9】図７に対する他の変形例である半導体装置を示す拡大平面図である。

【図10】図６に対する変形例である半導体装置実装構造体を示す拡大断面図である。

【図11】半導体装置実装構造体の製造方法の一例を示すフロー図である。

【図12】図１１に示す第１パターン形成工程を示す断面図である。

【図13】図１１に示す絶縁層積層工程を示す断面図である。

【図14】図１１に示す第２パターン形成工程を示す断面図である。

【図15】図１１に示す半導体チップ搭載工程を示す断面図である。

【図16】図１１に示す封止工程を示す断面図である。

【図17】図１１に示す実装端子形成工程を示す断面図である。

【図18】図１１に示す絶縁膜形成工程を示す断面図である。

【図19】図１１に示す金属膜形成工程を示す断面図である。

【図20】図１１に示す半導体装置搭載工程を示す断面図である。

【図21】図１１に示すリフロー工程を示す断面図である。

【図22】図３に対する変形例である半導体装置の断面図である。

【図23】図３に対する他の変形例である半導体装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（本願における記載形式・基本的用語・用法の説明）
本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクション等に分けて記載するが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、記載の前後を問わず、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しの説明を省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。

【0011】

実施の形態の各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。

【0012】

以下の説明において、半導体装置とは、半導体チップを内蔵する電子部品のことを意味する。半導体装置は、外部機器と電気的に接続するための外部端子と、半導体チップと、半導体チップを封止する封止体と、を有している。外部端子は半導体チップと電気的に接続される。

【0013】

半導体装置の主面とは、半導体装置の主要な面である。半導体装置の上面および下面は、半導体装置の主面に含まれる。半導体装置の主面のうち、半導体装置の外部端子（実装端子）が配置されている面のことを実装面と呼ぶ場合がある。半導体装置の主面のことを単に面と呼ぶ場合がある。

【0014】

実装基板とは、半導体装置を含む、電子部品を搭載するための基板である。実装基板のことをマザーボードと呼ぶ場合がある。

【0015】

実装基板の主面とは、実装基板の主要な面である。実装基板の上面および下面は、実装基板の主面に含まれる。実装基板の主面のうち、実装基板に搭載される電子部品と実装基板とを電気的に接続するための端子（基板端子）が配置されている面のことを、機器搭載面と呼ぶ場合がある。実装基板の主面の事を単に面と呼ぶ場合がある。

【0016】

半導体装置実装構造体とは、半導体装置と、半導体装置が搭載された実装基板とを含む構造体のことを意味する。

【0017】

また、以下の説明では、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向という方向を用いる場合がある。例えば後述する図１には、Ｘ方向およびＹ方向が示されている。Ｘ方向およびＹ方向は、互いに交差している。以下で説明する例においては、Ｘ方向はＹ方向に直交する。以下では、Ｘ方向およびＹ方向を含むＸ－Ｙ平面を半導体装置の主面および実装基板の主面に対して平行な面として説明する。

【0018】

また、Ｘ－Ｙ平面に対して交差する面（例えば、Ｘ方向およびＺ方向を含むＸ－Ｚ平面に平行な面、およびＹ方向およびＺ方向を含むＹ－Ｚ平面に平行な面）を側面と呼ぶ。以下の説明において、特に異なる意味で解釈すべきことを明示した場合を除き、「平面視」とは、Ｘ－Ｙ平面に平行な面を視た場合を意味する。また、Ｘ－Ｙ平面に対する法線方向のことを「Ｚ方向」または厚さ方向として説明する。「厚さ」および「高さ」とは、特に別の意味で解釈すべきことを明示した場合を除き、「Ｚ方向」の長さを意味する。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに交差する方向であり、より特定的には互いに直交する方向である。

【0019】

＜半導体装置＞
図１は、本実施の形態の半導体装置の上面図である。図２は、図１に示す半導体装置の下面図である。図３は、図２のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【0020】

図３に示すように、半導体装置１０は、半導体チップ２０と、複数の実装端子４０と、面（主面）３０ｂと、絶縁膜３１と、封止体５０と、を有している。複数の実装端子４０は、面３０ｂ上に配置されている。絶縁膜３１は、面３０ｂ上に配置され、複数の実装端子４０のそれぞれの少なくとも一部分を覆っている。半導体チップ２０は、封止体５０に封止されている。半導体装置１０の種類は限定されないが、例えば、半導体装置は、インバータ等の電力変換回路に組み込まれるスイッチング素子として利用されるパワー半導体装置に適用することができる。この場合、半導体チップ２０は、パワー半導体チップである。

【0021】

図１および図２に示すように、半導体装置１０は、平面視において、Ｙ方向に延びる辺１０ｓ１、辺１０ｓ１の反対側の辺１０ｓ２、辺１０ｓ１および辺１０ｓ２と交差する辺１０ｓ３、および辺１０ｓ３の反対側に位置し、辺１０ｓ１および辺１０ｓ２と交差する辺１０ｓ４を有している。図１に示すように、半導体装置１０を封止体５０の面５０ｔ側から視た平面視において、複数の実装端子４０（図２参照）のそれぞれは、視認できない。

【0022】

図３に示す半導体チップ２０は、面２０ｔおよび面２０ｔの反対側の面２０ｂを有している。半導体層と半導体層上に形成された配線層とを備えている。半導体層の主面には、例えばトランジスタなどの素子が形成されている。例えば、トランジスタが形成されている場合、トランジスタのゲート、ソース、およびドレインのそれぞれは、配線層を介して面２０ｔに配置された電極２１に接続されている。電極２１は、ゲートに接続されているゲート電極、ソースに接続されているソース電極、およびドレインに接続されているドレイン電極を含む。

【0023】

図３では、半導体チップ２０の面２０ｔ上に配置された電極２１を示している。電極２１は、面２０ｔから突出するバンプ電極である。電極２１を構成する金属として例えば半田を例示することができる。

【0024】

図３に示す例では、半導体装置１０は、複数の半導体チップ２０（半導体チップ２０Ａと半導体チップ２０Ｂ）を有している。ただし、半導体装置１０が備えている半導体チップ２０の数は２個には限定されず、例えば１個の場合もあるし、３個以上の場合もある。

【0025】

また、図３に示すように、本実施の形態の半導体装置１０は、配線基板３０を有している。配線基板３０は、面（主面）３０ｔおよび面３０ｔの反対側の面３０ｂを有している。面３０ｂには上記したように複数の実装端子４０および絶縁膜３１が形成されている。面３０ｔには、半導体チップ２０Ａに接続されている導体パターン３２Ａを含む、複数の導体パターン３２が形成されている。

【0026】

配線基板３０は、絶縁層３４を有している。絶縁層３４は、面（主面）３０ｔおよび面３０ｂを備えている。絶縁層３４は、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を主成分とする。絶縁層３４は、樹脂成分の他、シリカなどの絶縁性のフィラ粒子を含んでいる場合がある。あるいは、変形例として後述するように、絶縁層３４は、ガラス繊維を含むプリプレグ材である場合がある。

【0027】

絶縁層３４の面３０ｔに形成された導体パターン３２と面３０ｂに形成された実装端子４０とは、ビア配線３３を介して接続されている。ビア配線３３は、絶縁層３４の面３０ｔおよび面３０ｂの一方から他方までを貫通している貫通孔に配置された導体である。ビア配線３３は、複数の導体パターン３２が形成されている配線層と、複数の実装端子４０が形成されていう配線層とを電気的に接続するための層間導電路である。

【0028】

複数の導体パターン３２およびビア配線３３を構成する金属材料として、例えば銅または銅合金を例示できる。銅は、例えば半田に含まれる錫等の金属材料と比較して電気伝導度が高いため、複数の導体パターン３２およびビア配線３３が銅を主成分とする金属膜から成る場合、電流が流れる経路のインピーダンスを低減させることができる。

【0029】

また、図２に示すように、面３０ｂは、平面視において、上記した辺１０ｓ１、辺１０ｓ２、辺１０ｓ３、および辺１０ｓ４を有している。面３０ｂ上に配置された複数の実装端子４０は、辺１０ｓ１に沿って配列されている複数の周辺部実装端子４１を含んでいる。また、図２に示す例では、複数の実装端子４０は、辺１０ｓ２に沿って配列されている複数の周辺部実装端子４２を有している。さらに、図２に示す例では、複数の実装端子４０は、平面視において、複数の周辺部実装端子４１のそれぞれと比較して、面３０ｂの周縁からの距離が遠い位置に配置されている中央部実装端子４３を有している。中央部実装端子４３は、周辺部実装端子４１と周辺部実装端子４２との間に配置されている。

【0030】

複数の実装端子４０を構成する金属材料として、例えば導体パターン３２やビア配線３３と同様に、銅または銅合金を例示することができる。なお、後述するように、実装端子４０は、半田材を介して実装基板に接続されるので、半田材の濡れ性を向上させる観点から、銅または銅合金から成る金属膜の表面に半田材に対する濡れ性を向上させる金属材料から成る金属膜が積層されていることが好ましい。

【0031】

封止体５０は、面３０ｔ上に搭載されている半導体チップを封止する絶縁材料から成る。封止体５０を構成する絶縁材料として、例えば上記した絶縁層３４と同様に、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を主成分とする。封止体５０は、樹脂成分の他、シリカなどの絶縁性のフィラ粒子を含んでいる場合がある。

【0032】

＜半導体装置実装構造体＞
次に、図１～図３に示す半導体装置が実装基板に実装された半導体装置実装構造体について説明する。図４は、図１に示す半導体装置を実装基板に実装した状態を示す上面図である。図５は、図４に示す実装基板構造体の外観検査において、半田部材の形状を検査する工程を模式的に示す断面図である。図６は、図４のＢ－Ｂ線に沿った拡大断面図である。図５では、外観検査装置７０の照明部７１から照射される照明光７３の輪郭を点線で示し、半田部材により反射された反射光７４を二点鎖線で示している。

【0033】

図４～図６に示すように、半導体装置実装構造体１００は、実装基板６０と、半導体装置１０と、半田部材６２と、を有している。実装基板６０は、面６０ｔと、面６０ｔの反対の面６０ｂ（図５参照）と、を有している。面６０ｔには、複数の基板端子６１が配置されている。面６０ｔは、半導体装置１０などの電子部品を搭載するための機器搭載面と言い換えることができる。半導体装置１０は、面６０ｔ上に搭載されている。

【0034】

半田部材６２は、電子部品の電気的な接続を実現するために用いられる接合部材であって、主成分として錫を含む金属から成る。本実施の形態の場合、半田部材６２は、例えば、鉛フリー半田である。鉛フリー半田に含まれる鉛の含有率は、ＲｏＨＳ（Restriction of Hazardous Substances）指令で規定されている。鉛フリー半田としては、例えば錫、錫銀系合金、錫銀銅系合金、錫ビスマス系合金、錫亜鉛ビスマス系合金等を例示することができる。

【0035】

半田部材６２は、実装端子４０（図５参照）や基板端子６１を構成する金属（例えば銅）と比較して融点が低い。このため、半田部材６２を加熱溶融させた後で冷却する、所謂リフロー処理を施す事により、図６に示すように実装端子４０および基板端子６１のそれぞれと、半田部材６２とを接合させることができる。実装端子４０と基板端子６１のそれぞれは、半田部材６２を介して電気的に接続される。

【0036】

図６に示すように半田部材６２を介して実装端子４０と基板端子６１とを電気的に接続する場合、図４に示す複数の半田部材６２に対して一括してリフロー処理を施すことができる。ただし、加熱温度のムラ等に起因して複数の半田部材６２の一部に接合不良が生じている場合、半導体装置１０が正しく動作しない原因になる。このため、リフロー処理を実施した後には、半田部材６２の接合状態を検査することが好ましい。検査の方法としては、導通や電気抵抗を検査する電気的試験と、半田部材６２の形状等を検査する外観検査とがあるが、これらを併用することが特に好ましく、少なくとも外観検査を実施することが好ましい。

【0037】

ここで、外観検査を実施する場合、例えば図５に示す外観検査装置７０を用いて検査を行う。外観検査装置７０は、照明光７３を照射する照明部７１と、半田部材６２で反射された反射光７４を検出する光センサ部７２と、を有している。外観検査工程において、外観検査装置７０は、実装基板６０の面６０ｔの上方に配置され、面６０ｔ上に配置された基板端子６１の周辺領域に向かって照明光７３を照射する。照明光７３の一部は、基板端子６１上に形成された半田部材６２により反射され、反射光７４が光センサ部７２に入射し、光センサ部７２により検出される。

【0038】

半田部材６２が、実装端子４０および基板端子６１のそれぞれに正しく接合されている場合、複数の半田部材６２の形状は、ほぼ同様な形状になる。一方、加熱温度の不足等により、半田部材６２が十分に溶融しなかったような場合には、半田部材６２の形状が特異な形状、例えば半田部材６２の傾斜が不十分な形状になるため、光センサ部７２により検出される光の量が異常値となる。外観検査装置７０の場合、光センサ部７２が検出する光の量を予め設定された閾値と比較することで、半田部材６２の接合状態を判定することができる。

【0039】

なお、上記した外観検査装置７０を用いる検査に変えて、目視で外観検査する場合がある。この場合、半田部材６２の形状を目視することにより、半田部材６２の接合状態の異常を検出する必要がある。

【0040】

このように外観検査工程では、実装基板６０の面６０ｔの上方から半田部材６２の形状を識別する必要がある。このため、図４に示すように、実装基板６０の面６０ｔを視た平面視において、半田部材６２の一部分は、半導体装置１０の外側に視認可能な状態で配置されている。

【0041】

本実施の形態の半導体装置１０は、半導体装置１０の外側に半田部材６２が異常な形状を検出することが可能な程度に露出させるための構造を備えている。

【0042】

＜実装端子の周辺構造＞
図７は、図２に示す複数の実装端子のうちの一つの周辺を拡大して示す拡大平面図である。図７において、実装端子４０のうち、絶縁膜３１におおわれた部分の輪郭を点線で示している。図７に示す実装端子４１Ａは、図２に示す複数の実装端子４０のうち、図３に示すように半導体チップ２０Ａに電気的に接続されている実装端子４１Ａである。

【0043】

図７に示すように、面３０ｂの外縁は、Ｙ方向に延びる辺１０ｓ１を含んでいる。実装端子４１Ａは、辺１０ｓ１に沿って延びる端子辺４０ｓ１と、端子辺４０ｓ１の反対側に位置する端子辺４０ｓ２と、を含んでいる。端子辺４０ｓ１から辺１０ｓ１までの距離Ｄｓ１は、端子辺４０ｓ２から辺１０ｓ１までの距離Ｄｓ２よりも短い。端子辺４０ｓ１は、絶縁膜３１から露出しており、端子辺４０ｓ２は、絶縁膜３１に覆われている。

【0044】

言い換えれば、実装端子４１Ａは、４つの辺のうち、面３０ｂの外縁から最も遠い端子辺４０ｓ２が絶縁膜３１に覆われ、面３０ｂの外縁に最も近い端子辺４０ｓ１は、絶縁膜３１から露出している。実装端子４１Ａに接合される半田部材６２（図６参照）は、絶縁膜３１の形状により、濡れ広がる方向が規制される。

【0045】

すなわち、実装端子４１Ａの４辺のうち、絶縁膜３１に覆われている端子辺４０ｓ２の方向には半田部材６２（図６参照）は広がり難く、絶縁膜３１から露出している端子辺４０ｓ１の方向には半田部材６２が広がり易い。このため、半田部材６２は、辺１０ｓ１のさらに外側に向かって広がり易い。この結果、図４に示すように平面視において視認可能な半田部材６２の量を増やすことができる。

【0046】

なお、図６に示すように、絶縁膜３１に覆われている部分に半田部材６２が広がり難いという傾向は、絶縁膜３１が所謂ソルダレジストと呼ばれる有機絶縁膜である場合に特に顕著である。また、絶縁膜３１が、例えば酸化珪素や窒化珪素などの無機絶縁膜から成る場合でも同様の傾向が確認できる。

【0047】

本実施の形態の場合、図７に示す端子辺４０ｓ２が絶縁膜３１に覆われ、かつ、端子辺４０ｓ１が絶縁膜３１から露出していることにより、図６に示す半田部材６２の広がる方向を制御して、平面視において視認し易い半田部材６２を形成している。

【0048】

ところで、図７に示す例の場合、端子辺４０ｓ３の一部分および端子辺４０ｓ４の一部分は、それぞれ絶縁膜３１から露出している。この場合、端子辺４０ｓ１に加え、端子辺４０ｓ３および端子辺４０ｓ４のうち絶縁膜３１から露出している部分は、図６に示す半田部材６２により覆われる。言い換えれば、実装端子４１Ａが有する４つの側面（図７の端子辺４０ｓ１を含む側面、端子辺４０ｓ２を含む側面、端子辺４０ｓ３を含む側面、および端子辺４０ｓ４を含む側面）のうち、３つの側面が半田部材６２に覆われる。この場合、変形例として後述するように、４つの側面のうち、端子辺４０ｓ１を含む側面のみが半田部材に覆われる場合と比較して、半田部材６２と実装端子４１Ａとの接合強度を向上させることができる。

【0049】

また、図５を用いて説明した外観検査を行う場合、図６に示す半田部材６２の視認可能な面６２Ｆは、機器搭載面である面６０ｔに対して９０度未満の角度で傾斜していることが好ましい。図６に示す面６２Ｆの形状は、半田フィレット形状と呼ばれ、半田部材６２と実装端子４１Ａとの接合面のうち、最も高い位置にある場所から半田部材６２と基板端子６１との接合面に向かって凹型のカーブを描く曲線を成している。

【0050】

外観検査において、半田部材６２の状態を識別し易くする観点からは、面６２Ｆが良好な半田フィレット形状になっていることが好ましい。このためには、半田部材６２の高さは高い方が好ましい。図６に示す例では、面６０ｔの法線方向であるＺ方向において、半田部材６２と基板端子６１との接触界面を基準面として、半田部材６２の高さの最大値（図６に示す高さＨ６２）は、７０μｍ以上である。

【0051】

また、半田部材６２の高さを７０μｍ以上とするためには、実装端子４１Ａの厚さは、厚い方が好ましい。例えば、図６に示す例では、実装端子４１Ａの厚さＴ４０は、５０μｍ以上である。このように、実装端子４１Ａの厚さＴ４０は、半田部材６２の高さＨ６２を大きくして外観検査における半田部材６２の識別性を高める観点から厚い方が好ましい。

【0052】

一方、図６に示す基板端子６１や、導体パターン３２Ａの厚さＴ３２は、半田部材６２の形状には影響しないので、厚さＴ４０ほど厚くする必要がない。導体パターン３２Ａは、図３に示す絶縁層３４の面３０ｔ上に形成されている複数の導体パターン３２のうち、図６に示す半導体チップ２０Ａおよび実装端子４１Ａのそれぞれに電気的に接続されている導体パターンである。図６に示す例では、実装端子４１Ａの厚さＴ４０は、導体パターン３２Ａの厚さＴ３２よりも大きい。また、図６に示す例では、実装端子４１Ａの厚さＴ４０は、基板端子６１の厚さＴ６１よりも大きい。

【0053】

なお、図３に示す例の場合、複数の導体パターン３２の厚さＴ３２（図６参照）は、それぞれ同じであり、例えば１０μｍ～３０μｍ程度である。同様に、図５に示す複数の基板端子６１の厚さＴ６１（図６参照）は、それぞれ同じであり、例えば１０μｍ～３０μｍ程度である。図６に示す例では、実装端子４１Ａの厚さＴ４０は、導体パターン３２Ａの厚さＴ３２の２倍以上である。また、実装端子４１Ａの厚さＴ４０は、基板端子６１の厚さＴ６１の２倍以上である。

【0054】

また、図６に示すように、半田部材６２が実装端子４１Ａの側面にしっかりと濡れ広がるようにするためには、実装端子４１Ａのうち、絶縁膜３１から露出している部分、言い換えれば、半田部材６２との接触面は、半田部材６２に対する濡れ性が良好な金属から成ることが好ましい。また、実装端子４１Ａは、電流経路を構成するので、インピーダンスを低減できる電気伝導度が高い金属材料から成ることが好ましい。

【0055】

そこで、本実施の形態の実装端子４１Ａは、複数の金属膜の積層構造から成る。すなわち、実装端子４１Ａは、第１金属から成る金属膜４０Ａと、金属膜４０Ａのうち、少なくとも絶縁膜３１から露出している部分を覆う金属膜４０Ｂと、を有している。錫を含む半田材に対する濡れ性は、金属膜４０Ｂの方が金属膜４０Ａよりも高い。

【0056】

金属膜４０Ａを構成する第１金属は、例えば銅または銅合金である。なお、金属膜４０Ａとして、金や銀など、電気伝導度が高い材料を用いることもできるが、この場合、実装端子４１Ａの厚さを厚くすることに伴って原料コストが上昇する。銅または銅合金は、原料コストと、電気伝導度の高さを考慮すると、好適な材料である。

【0057】

一方、金属膜４０Ｂを構成する材料としては、例えば錫、錫銀系合金、錫銀銅系合金、錫ビスマス系合金、錫亜鉛ビスマス系合金等を例示することができる。あるいは、金属膜４０Ｂとして、ニッケル膜、パラジウム膜および金膜を順に積層した積層膜を用いる場合もある。また、図６に示すように、金属膜４０Ａの厚さは、金属膜４０Ｂの厚さよりも厚い。上記したように、金属膜４０Ｂは、半田部材６２との濡れ性を向上させるための部分なので、その厚さは薄くてもよい。金属膜４０Ａは、実装端子４１Ａの電気的な特性や原料コストを決定する部分である。したがって、相対的に厚い金属膜４０Ａの表面に薄い金属膜４０Ｂが形成されていることにより、実装端子４１Ａの低インピーダンス化と、半田部材６２に対する高い濡れ性とを両立できる。特に、本実施の形態のように、実装端子４１Ａの厚さＴ４０が５０μｍ以上である場合には、金属膜４０Ａを構成する金属として銅または銅合金を用いることにより、実装端子４１Ａの原料コストの上昇も抑制できる。

【0058】

図２に示すように、半導体装置１０が有する複数の実装端子４０は、辺１０ｓ１に沿って配列されている複数の周辺部実装端子４１を含んでいる。複数の周辺部実装端子４１は、図６および図７を用いて説明した実装端子４１Ａを含んでいる。また、複数の実装端子４０は、辺１０ｓ２に沿って配列されている複数の周辺部実装端子４２を含んでいる。図６および図７では、代表例として、実装端子４１Ａの構造について説明したが、図２に示す複数の周辺部実装端子４１および複数の周辺部実装端子４２のそれぞれは、図６および図７に示す実装端子４１Ａと同様の構造を有している。

【0059】

例えば、図２に示す複数の周辺部実装端子４１のそれぞれは、図７に示す端子辺４０ｓ１と、端子辺４０ｓ２と、を有している。すなわち、図２に示す複数の周辺部実装端子４１のそれぞれは、図６および図７を用いて説明した実装端子４１Ａと同様に、絶縁膜３１に覆われている端子辺４０ｓ２と、絶縁膜３１から露出している端子辺４０ｓ１と、を有している。このように、複数の周辺部実装端子４１のそれぞれが図６および図７を用いて説明した実装端子４１Ａと同様の構造を備えていることにより、上記した外観検査において、複数の周辺部実装端子４１に接続されている複数の半田部材６２（図４参照）のそれぞれの形状を識別することができる。これにより、複数の半田部材６２のうちの一部に接合状態の異常があった場合、これを検出することができる。

【0060】

また、図２に示す複数の周辺部実装端子４２の場合、図７を用いた説明において、辺１０ｓ１を図２に示す辺１０ｓ２に読み替えて適用することができる。この場合、複数の周辺部実装端子４２のそれぞれが図６および図７を用いて説明した実装端子４１Ａと同様の構造を備えていることにより、上記した外観検査において、複数の周辺部実装端子４２に接続されている複数の半田部材６２（図４参照）のそれぞれの形状を識別することができる。これにより、複数の半田部材６２のうちの一部に接合状態の異常があった場合、これを検出することができる。

【0061】

また例えば、図６を用いて説明した実装端子４１Ａと同様に、図２に示す複数の周辺部実装端子４１の厚さＴ４０（図６参照）は、５０μｍ以上であることが好ましい。同様に、図２に示す複数の周辺部実装端子４２の厚さＴ４０（図６参照）は、５０μｍ以上であることが好ましい。

【0062】

また例えば、図６を用いて説明した実装端子４１Ａと同様に、図２に示す複数の周辺部実装端子４１の厚さＴ４０（図６参照）は、導体パターン３２Ａの厚さよりも大きい。同様に、図２に示す複数の周辺部実装端子４２の厚さＴ４０（図６参照）は、導体パターン３２Ａの厚さよりも大きい。

【0063】

また、図２に示す例では、半導体装置１０は、平面視において、複数の周辺部実装端子４１のそれぞれ（図７に示す実装端子４１Ａを含む）と比較して、面３０ｂの周縁からの距離が遠い位置に配置されている中央部実装端子４３をさらに有している。中央部実装端子４３の外縁は、全体が絶縁膜３１に覆われている。

【0064】

中央部実装端子４３は、図４に示すように、半導体装置１０を実装基板６０上に実装した後には面６０ｔ側からの平面視において視認できない。このため、仮に、中央部実装端子４３と実装基板６０とを半田部材を介して電気的に接続する場合に、半田部材の接合状態に以上があったとしても外観検査で検出することはできない。

【0065】

このため、図２に示すように、中央部実装端子４３の外縁は、全体が絶縁膜３１に覆われている。このように、中央部実装端子４３の外縁の全体が絶縁膜３１に覆われている場合、図３に示す中央部実装端子４３と絶縁層３４との接触界面からの水分等の侵入を抑制できる。

【0066】

また、図５に示す例では、中央部実装端子４３と実装基板６０との間には、半田部材６２が配置されていない。この場合、中央部実装端子４３は電気的な端子としては機能しないが、図３に示す半導体装置１０の封止体５０内で発生した熱を外部に放熱するための放熱板として機能させることができる。

【0067】

あるいは、図２において二点鎖線で模式的に示すように、中央部実装端子４３は、複数の周辺部実装端子４１のいずれかと電気的に接続されていることが好ましい。図２に示す例では、中央部実装端子４３と、複数の周辺部実装端子４１のいずれか一つとは、導体パターン３２を介して電気的に接続されている。

【0068】

中央部実装端子４３と実装基板６０（図６参照）とが電気的に接続されている場合であって、中央部実装端子４３と実装基板６０とを電気的に接続する半田部材の接合状態に異常があったと仮定する。この仮定において、中央部実装端子４３が、複数の周辺部実装端子４１のいずれかと電気的に接続されていれば、周辺部実装端子４１と基板端子６１（図４参照）とを電気的に接続する半田部材６２（図４参照）の外観検査により、中央部実装端子４３と実装基板６０との電気的な接続信頼性を確保することができる。

【0069】

なお、中央部実装端子４３の中央とは、周辺部から距離が離れた位置を指すものであり、中央部実装端子４３は必ずしも半導体装置１０の平面視における中央付近に位置する必要はない。また、中央部実装端子４３は、複数設けることもできる。

【0070】

＜実装端子周辺構造の変形例＞
次に、実装端子４０の構造または実装端子の変形例について説明する。図８は、図７に対する変形例である半導体装置を示す拡大平面図である。図８に示す半導体装置１０Ａは、以下の点で図７に示す半導体装置１０と相違する。図８に示すように、実装端子４１Ａは、端子辺４０ｓ１および端子辺４０ｓ２と交差する端子辺４０ｓ３と、端子辺４０ｓ３の反対側に位置し、かつ、端子辺４０ｓ１および端子辺４０ｓ２と交差する端子辺４０ｓ４と、を含んでいる。この点は、図７に示す半導体装置１０も同様である。半導体装置１０Ａの場合、端子辺４０ｓ３および端子辺４０ｓ４のそれぞれは、少なくとも半分以上が絶縁膜３１に覆われている。

【0071】

図７および図８に示すように、端子辺４０ｓ３および端子辺４０ｓ４のうち、絶縁膜３１から露出している部分では、絶縁層３４と実装端子４１Ａの界面が露出する。この界面から水分や異物が侵入することを防止する観点からは、界面の露出領域を低減させることが好ましい。半導体装置１０Ａの場合、図７に示す半導体装置１０と比較して界面の露出領域を低減させることができる点で好ましい。

【0072】

一方、本変形例の場合、実装端子４１Ａが有している４つの側面のうち、端子辺４０ｓ１を含む側面の全体、端子辺４０ｓ３を含む側面の一部分、および端子辺４０ｓ４を含む側面の一部分が半田部材６２と接触する。このため、後述する図９に示す半導体装置１０Ｂと比較すると、実装端子４１Ａと半田部材６２との接合面積が大きいことにより、接合強度を向上させることができる。

【0073】

図９は図７に対する他の変形例である半導体装置を示す拡大平面図である。図９に示す半導体装置１０Ｂは、以下の点で図７に示す半導体装置１０と相違する。図９に示すように、実装端子４１Ａは、端子辺４０ｓ１および端子辺４０ｓ２と交差する端子辺４０ｓ３と、端子辺４０ｓ３の反対側に位置し、かつ、端子辺４０ｓ１および端子辺４０ｓ２と交差する端子辺４０ｓ４と、を含んでいる。この点は、図７に示す半導体装置１０も同様である。半導体装置１０Ｂの場合、端子辺４０ｓ３および端子辺４０ｓ４のそれぞれは、端子辺４０ｓ１との交点を含む全体が絶縁膜３１に覆われている。

【0074】

上記した図７および図８に示すように、端子辺４０ｓ３および端子辺４０ｓ４のうち、絶縁膜３１から露出している部分では、絶縁層３４と実装端子４１Ａの界面が露出する。本変形例である半導体装置１０Ｂの場合、端子辺４０ｓ３および端子辺４０ｓ４のそれぞれは、端子辺４０ｓ１との交点を含む全体が絶縁膜３１に覆われているので、上記した界面が露出しない。したがって、半導体装置１０Ｂの場合、水分や異物の侵入の可能性がある界面を被覆する、という点において、図７に示す半導体装置１０や図８に示す半導体装置１０Ａと比較して有利である。

【0075】

また、半導体装置１０Ｂの場合、端子辺４０ｓ２，４０ｓ３，４０ｓ４の全体が絶縁膜３１に覆われているので、半導体装置１０や半導体装置１０Ａと比較して、辺１０ｓ１の外側に広がる半田部材６２（図６参照）の量が多い。また、半導体装置１０Ｂの場合、端子辺４０ｓ３を含む側面および端子辺４０ｓ４を含む側面に半田部材６２が広がらないので、これらの側面の濡れ性に起因する半田部材６２の形状のバラつきを低減することができる。このため、半田部材６２の形状を安定化させることができる。

【0076】

図１０は、図６に対する変形例を示す半導体装置実装構造体を示す拡大断面図である。図１０に示す半導体装置実装構造体１０１は、実装基板６０上に搭載されている半導体装置１０Ｃの実装端子４０の構造が、図６に示す半導体装置１０の実装端子４０と相違する。

【0077】

詳しくは、図１０に示す半導体装置１０Ｃが有している実装端子４０は、配線基板３０の面３０ｂと対向する面４０ｔと、面（主面）４０ｔの反対側の面（主面）４０ｂと、を有している。この点は、図６に示す半導体装置１０が有している実装端子４０と同様である。図１０に示す半導体装置１０Ｃが有している実装端子４０は、面４０ｂの周縁部４０Ｅの形状が図６に示す半導体装置１０が有している実装端子４０と相違する。図１０に示す半導体装置１０Ｃが有している実装端子４０の面４０ｂの周縁部４０Ｅの形状は、曲面になっている。

【0078】

詳しくは、図１０に示すように、例えば銅または銅合金から成る金属膜４０Ａが、面４０ｔおよび面４０ｂを有しており、面４０ｂの周縁部４０Ｅが曲面になっている。金属膜４０Ａの面４０ｂの周縁部４０Ｅのうち、一部分（図７、図８、および図９に示す端子辺４０ｓ２，４０ｓ３，４０ｓ４のうち、絶縁膜３１に覆われている部分）は、絶縁膜３１と接触する。

【0079】

半導体装置１０および半導体装置１０Ｃの製造工程において、絶縁膜３１は、例えば、金属膜４０Ａが形成された後、かつ、金属膜４０Ｂが形成される前に形成される。この時、絶縁膜３１は、パターニングされた金属膜４０Ａの外周端を埋めるように形成される。図１０に示すように、金属膜４０Ａの面４０ｂの周縁部４０Ｅが曲面になっている場合、金属膜４０Ａの埋め込み特性が向上するので、絶縁膜３１と金属膜４０Ａとの密着性を向上させることができる。

【0080】

また、金属膜４０Ｂは、金属膜４０Ａのうち、絶縁膜３１から露出している部分の表面上に形成されている。図１０に示すように、金属膜４０Ａの面４０ｂの周縁部４０Ｅが曲面になっている場合、曲面上に形成されている金属膜４０Ｂは、金属膜４０Ａの形状に倣って曲面を成す。このため、金属膜４０Ｂと半田部材６２との接触界面において、金属膜４０Ａの周縁部４０Ｅの周辺では、金属膜４０Ｂの形状が曲面になっている。この場合、半田部材６２は、実装端子４０の側面（図７、図８、および図９に示す端子辺４０ｓ１を含む側面）に沿って這い上がり易くなる。この結果、図６を用いて説明したように、半田部材６２の高さＨ６２の最大値を７０μｍ以上にし易くなるので、面６２Ｆの形状は、外観検査における視認性の観点から適切な形状になり易い。

【0081】

図８に示す半導体装置１０Ａ、図９に示す半導体装置１０Ｂ、および図１０に示す半導体装置１０Ｃのそれぞれは、上記した相違点を除き、図１～図７を用いて説明した半導体装置１０と同様である。半導体装置１０と共通する構造の説明については、重複する説明を省略する。

【0082】

＜製造方法＞
次に、半導体装置実装構造体の製造方法について説明する。本セクションでは、代表例として、図６に示すように、実装基板６０上に半導体装置１０が搭載された半導体装置実装構造体１００の製造方法を取り上げて説明する。図１１は、半導体装置実装構造体の製造方法の一例を示すフロー図である。なお、図１１に示す配線基板準備工程から金属膜形成工程までの各工程は、図１～図７を用いて説明した半導体装置１０の製造方法に相当する。図１２～図２１のそれぞれは、図１１に示す各工程を示す断面図である。

【0083】

図１１に示す半導体装置実装構造体の製造方法は、配線基板準備工程、半導体チップ搭載工程、封止工程、基材除去工程、実装端子形成工程、絶縁膜形成工程、金属膜形成工程、半導体装置搭載工程、リフロー工程、および検査工程を含んでいる。配線基板準備工程は、第１パターン形成工程、絶縁層積層工程、および第２パターン形成工程を含んでいる。

【0084】

図１１に示す第１パターン形成工程では、図１２に示すように基材８０を準備して基材８０の面８０ｔ上に複数の導体パターン４０Ｃを形成する。導体パターン４０Ｃは、例えば銅または銅合金からなる金属膜であって、図６に示す金属膜４０Ａの一部分に相当する。基材８０は、図１１に示す配線基板準備工程から封止工程までの間、基材８０上に形成される各部材を支持するための支持基板である。基材８０は、例えばガラス板、あるいはステンレスなどの金属から成る金属板を例示できる。

【0085】

次に、図１１に示す絶縁層積層工程では、図１３に示すように、基材８０の面８０ｔ上に絶縁層３４を配置する。複数の導体パターン４０Ｃのそれぞれは、絶縁層３４に密着し、かつ、絶縁層３４により覆われる。絶縁層３４の積層方法には種々の方法があるが、例えば、予めシート状に形成された絶縁層３４を、基材８０上の複数の導体パターン４０Ｃを覆うように貼り付ける方法を例示することができる。絶縁層３４は、基材８０と対向する面３０ｂと、面３０ｂの反対側の面３０ｔと、を有する。図１１に示す製造方法の場合、面３０ｂにおいて、絶縁層３４に導体パターン４０Ｃ（すなわち、図６に示す金属膜４０Ａの一部分）が埋め込まれる。このため、面３０ｂは平坦な面ではなく、導体パターン４０Ｃと対向する部分と、導体パターン４０Ｃと対向しない部分との間に段差がある。図６に示すように、面３０ｂが有する段差は、完成した半導体装置１０においても残っている。

【0086】

次に、図１１に示す第２パターン形成工程では、図１４に示すように、複数のビア配線３３および複数の導体パターン３２を形成する。本工程では、まず、図１４に示す絶縁層３４の面３０ｔから導体パターン４０Ｃの面４０ｔまでを貫通する複数の貫通孔を形成する。次に、絶縁層３４に形成された複数の貫通孔内に導体（例えば銅または銅合金）を、例えばめっき等の方法により埋め込むことによりビア配線３３を形成する、複数のビア配線３３のそれぞれは、複数の導体パターン４０Ｃのうちのいずれかに接合され、かつ、面３０ｔにおいて絶縁層３４から露出している。次に、絶縁層３４の面３０ｔ上に複数の導体パターン３２を形成する。複数の導体パターン３２のそれぞれは、複数のビア配線３３のうちのいずれかに接続される。

【0087】

以上の各工程により、図３に示す配線基板３０の基本的な構造が得られる。

【0088】

次に、図１１に示す半導体チップ搭載工程では、図１５に示すように半導体チップ２０を配線基板３０上に搭載する。図１５では、半導体チップ２０Ａおよび半導体チップ２０Ｂのそれぞれが、配線基板３０上に搭載された状態を示している。ただし、半導体チップ２０の数は、２個には限定されず、変形例として１個の場合もあるし、３個以上の場合もある。

【0089】

半導体チップ２０は、電極２１を有している。半導体チップ２０の電極２１は、導体パターン３２に接続される。電極２１は、例えば半田から成るバンプ電極であり、電極２１を加熱溶融させることにより電極２１は導体パターン３２に接合される。

【0090】

次に、図１１に示す封止工程では、図１６に示すように半導体チップ２０および複数の導体パターン３２のそれぞれは、封止体５０により封止される。封止体５０は、面３０ｔを覆うように形成され、面３０ｔ上に形成された部材は封止体５０により封止される。

【0091】

次に、図１１に示す基材除去工程では、図１６に示す基材８０を除去する。

【0092】

次に、図１１に示す実装端子形成工程では、図１６に示す複数の導体パターン４０Ｃのそれぞれの厚さをさらに厚くすることにより、図１７に示す金属膜４０Ａを得る。本工程では、例えば電気メッキ法により導体パターン４０Ｃ（図１６参照）の表面上にさらに金属膜を析出させて、予め設定された厚さの金属膜４０Ａを得る。金属膜４０Ａの厚さは導体パターン３２の厚さよりも厚い。

【0093】

次に、図１１に示す絶縁膜形成工程では、図１８に示すように絶縁層３４の面３０ｂ上に絶縁膜３１を形成する。絶縁膜３１は、複数の金属膜４０Ａの間に埋め込まれるように形成する。本工程において、図７、図８、および図９を用いて説明したように、周辺部実装端子４１（および図２に示す周辺部実装端子４２）の端子辺４０ｓ２は、絶縁膜３１により、覆われる。また、端子辺４０ｓ３および端子辺４０ｓ４の一部または全部は、絶縁膜３１により覆われる。一方、端子辺４０ｓ１の一部または全部は、絶縁膜３１に覆われず、絶縁膜３１から露出する。

【0094】

端子辺４０ｓ１が露出するように絶縁膜３１を形成する方法としては、端子辺４０ｓ１が図示しないマスクに覆われた状態で、絶縁膜３１を形成する方法を例示することがある。絶縁膜３１としてソルダレジストなどの有機絶縁膜を用いる場合、図示しないマスクに端子辺４０ｓ１が覆われた状態で、例えばスピンコート法等の方法で、有機絶縁膜を成膜した後、マスクを除去することにより、図１８に示す絶縁膜３１が得られる。また、絶縁膜３１として酸化珪素や窒化珪素などの無機絶縁膜を用いる場合、図示しないマスクに端子辺４０ｓ１が覆われた状態で、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の方法で、無機絶縁膜を成膜した後、マスクを除去することにより、図１８に示す絶縁膜３１が得られる。

【0095】

このように図示しないマスクを用いて絶縁膜３１を形成する場合、面３０ｂの周縁部は、図示しないマスクに覆われる。このため、周辺部実装端子４１および周辺部実装端子４１の外周側において、面３０ｂの一部が絶縁膜３１から露出している。この構造は、図６に示すように、完成した半導体装置１０においても残っている。

【0096】

次に、図１１に示す絶縁膜形成工程では、図１９に示すように金属膜４０Ａのうち、絶縁膜３１から露出している表面上に金属膜４０Ｂを形成する。金属膜４０Ｂは例えば電気メッキ法により形成することができる。これにより、図１～図７を用いて説明した半導体装置１０、図８を用いて説明した半導体装置１０Ａ、図９を用いて説明した半導体装置１０Ｂ、または図１０を用いて説明した半導体装置１０Ｃが得られる。

【0097】

次に、図１１に示す半導体装置搭載工程では、図２０に模式的に示すように実装基板６０を準備して、実装基板６０の面６０ｔ上に半導体装置１０を搭載する。実装基板６０の基板端子６１上には、例えば半田ペースト６３が配置されている。半田ペースト６３は、図２１に示す半田部材６２を構成する金属成分と、半田の界面活性を向上させるためのフラックス成分と、を含むペースト状の部材である。

【0098】

本工程では、半導体装置１０の周辺部実装端子４１および周辺部実装端子４２のそれぞれが、半田ペースト６３と対向する位置で半導体装置１０を実装基板６０に向かって押し付ける。これにより、半導体装置１０の周辺部実装端子４１および周辺部実装端子４２のそれぞれは、半田ペースト６３に密着する。

【0099】

次に、図１１に示すリフロー工程では、図２０に示す半田ペースト６３を加熱溶融させた後、冷却することにより、図２１に示す半田部材６２を形成する。半田部材６２の形状の詳細は、図６あるいは図１０を用いて説明した通りなので重複する説明は省略する。

【0100】

次に、図１１に示す検査工程では、図５を用いて説明した外観検査を含む、必要な検査を実施する。なお、図１１では説明を省略したが、図１１に示す金属膜形成工程の後、図１９に示す半導体装置１０に対して検査工程を実施する場合がある。

【0101】

＜配線基板の変形例＞
次に、配線基板の変形例について説明する。図２２は、図３に対する変形例である半導体装置の断面図である。図２２に示す半導体装置１０Ｄは、配線基板３０Ａの構造が図３に示す半導体装置１０の配線基板３０と相違する。詳しくは、図２２に示す配線基板３０Ａが有する絶縁層３４は、ガラス繊維３５を含むプリプレグ材である。

【0102】

配線基板３０Ａは、プリプレグ材を含んでいるので、図３に示すようにプリプレグ材を含まない配線基板３０と比較して高い支持強度を持っている。

【0103】

プリプレグ材を含む配線基板３０Ａの場合、面３０ｔおよび面３０ｂのそれぞれに金属膜を貼り付け、これをエッチング法によりパターニングすることにより導体パターン３２および実装端子４０を形成する。言い換えれば、本変形例の場合、複数の導体パターン３２と複数の実装端子４０のそれぞれは、一括して形成される。なお、エッチングを行う際のレジストマスクのパターン形状は互いに異なっている。

【0104】

本変形例のように、プリプレグ材である絶縁層３４の面３０ｔおよび面３０ｂのそれぞれに金属膜を貼り付け、一括してエッチング処理を施す場合、金属膜の厚さは同じであることが好ましい。このため、図２２に示す例の場合、導体パターン３２の厚さは、実装端子４０の厚さと同程度である。

【0105】

もちろん半導体装置１０Ｄに対する更なる変形例として、図６を用いて説明したように、実装端子４０の厚さＴ４０が、導体パターン３２の厚さＴ３２と比較して２倍以上の厚さである場合もある。例えば、絶縁層３４の面３０ｔおよび面３０ｂのそれぞれに同じ厚さの金属膜を貼り付け、エッチング処理を行った後、導体パターン３２の厚さを薄くする方法、あるいは、実装端子４０の厚さを厚くする方法がある。実装端子４０の厚さを厚くする方法としては、図１７を用いて説明した実装端子形成工程と同様の方法が例示できる。

【0106】

また、本変形例の場合、絶縁層３４を準備した後で、導体パターン３２および実装端子４０を形成するので、面３０ｂが平坦面である。この点も図３に示す半導体装置１０とは相違する。

【0107】

図２３は、図３に対する他の変形例である半導体装置の断面図である。図２３に示す半導体装置１０Ｅは、配線基板３０を有していない点で図３に示す半導体装置１０と相違する。詳しくは、半導体装置１０Ｅは、図３に示す絶縁層３４および複数のビア配線３３を有していない。また、封止体５０は、面５０ｔの反対側に面３０ｂを有し、複数の実装端子４０のそれぞれは、封止体５０の面３０ｂ上に形成されている。

【0108】

半導体装置１０Ｅの場合、図１１に示す第１パターン形成工程および絶縁層積層工程を省略して、図１２に示す基材８０の面８０ｔ上に複数の導体パターン３２を形成する。このため、製造工程を単純化することができる点で有利である。

【0109】

ただし、半導体装置１０Ｅの場合、実装端子４０を電気メッキ法で形成しようとすると、実装端子４０の下地として導体パターン３２が形成されている必要がある。このため、導体パターン３２のレイアウト上の制約は、図３に示す半導体装置１０や図２２に示す半導体装置１０Ｄと比較して大きい。また、半導体パッケージの強度という観点からは、図３に示す半導体装置１０や図２２に示す半導体装置１０Ｄの方が、図２３に示す半導体装置１０Ｅよりも高い強度が得られる点で好ましい。

【0110】

以上、いくつかの代表的な実施形態について、図面を用いて説明したが、上記した実施形態および変形例には、さらに種々の変形例がある。上記した説明に対して矛盾を生じない範囲において、実施態様の一部を適宜変更することができる。また、例えば、上記した実施の形態および変形例の一部分を他の実施の形態の一部分と組み合わせて適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0111】

本発明は、半導体装置および半導体装置実装構造体に広く適用可能である。

【符号の説明】

【0112】

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ 半導体装置
１０ｓ１，１０ｓ２，１０ｓ３，１０ｓ４ 辺
２０，２０Ａ，２０Ｂ 半導体チップ
２０ｂ，２０ｔ，３０ｂ，３０ｔ，４０ｂ，４０ｔ，５０ｔ，６０ｂ，６０ｔ，８０ｔ 面（主面）
２１ 電極
３０，３０Ａ 配線基板
３１ 絶縁膜
３２，３２Ａ，４０Ｃ 導体パターン
３３ ビア配線
３４ 絶縁層
３５ ガラス繊維
４０ 実装端子
４０Ａ，４０Ｂ 金属膜
４０Ｅ 周縁部
４０ｓ１，４０ｓ２，４０ｓ３，４０ｓ４ 端子辺
４１，４２ 周辺部実装端子
４１Ａ 実装端子
４３ 中央部実装端子
５０ 封止体
６０ 実装基板
６１ 基板端子
６２ 半田部材
６２Ｆ 面
６３ 半田ペースト
７０ 外観検査装置
７１ 照明部
７２ 光センサ部
７３ 照明光
７４ 反射光
８０ 基材
１００，１０１ 半導体装置実装構造体
Ｄｓ１，Ｄｓ２ 距離
Ｈ６２ 高さ
Ｔ３２，Ｔ４０，Ｔ６１ 厚さ

【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17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】