半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的半导体装置，包括：半导体芯片；形成于所述半导体芯片的表面的电连接用的内部焊盘；表面保护膜，其覆盖所述半导体芯片上的表面，具有使所述内部焊盘露出的焊盘开口；应力缓和层，其形成于所述表面保护膜上，具有使从所述焊盘开口露出的所述内部焊盘露出的开口部；具备埋设部及突出部的连接焊盘，所述埋设部埋设于所述焊盘开口及所述开口部，与所述内部焊盘连接，所述突出部和所述埋设部一体地形成，突出于所述应力缓和层上，具有比所述开口部的开口宽度大的宽度；以及金属球，其以覆盖所述连接焊盘的所述突出部的方式形成，用于与外部的电连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体装置，详细是涉及应用WL—CSP (晶片级芯片尺寸封装Wafer Level—Chip Size Package)技术的半导体装置。
技术介绍
近年来，随着半导体装置的高功能化、多功能化，WL — CSP (晶片级芯片尺寸封装Wafer Level—Chip Size Package,以下记为"WL—CSP"。)技术的实用化正在发展。在WL — CSP技术中，以晶片状态完成封装工序，并通过切割切出的各个芯片尺寸成为封装尺寸。应用WL—CSP技术的半导体装置，如图19所示，具备表面由表面保护膜81覆盖的半导体芯片82、层叠于表面保护膜81上的应力缓和层83、配置在应力缓和层83上的金属球84 (例如，焊料球)。在表面保护膜81上形成有用于使半导体芯片82的内部布线的一部分作为电极焊盘85露出的焊盘开口 86。在应力缓和层83上形成有用于使从焊盘开口 86露出的电极焊盘85露出的贯通孔87。按照覆盖电极焊盘85的表面、贯通孔87的内面及应力缓和层83的表面的贯通孔87周缘的方式形成有由钛等金属构成的凸起基底层88。而且，金属球84设置在凸起基底层88上，经由凸起基底层88与电极焊盘85电连接。该半导体装置通过金属球84与安装基板89上的焊盘90连接，可实现向安装基板89的安装(相对于安装基板的电及机械性连接)。专利文献h (日本)特开平8—340002号公报在半导体装置安装在安装基板89的状态下，金属球84以被夹在半导体芯片82上的凸起基底层88和安装基板89上的焊盘90之间的状态固着在它们上。因此，当半导体芯片82及安装基板89热膨胀/热收缩时，在金属球84上产生应力，由于该应力而在金属球84与凸起基底层88的接合界面附近可能会发生裂纹。此外，金属球84与凸起基底层88的关系是只与凸起基底层88的表面接触，其接触面积较小。因此，不能得到金属球84相对凸起基底层88(半导体芯片82)的充分的粘接强度，当在金属球84上产生由于半导体芯片82或安装基板89进行热膨胀/热收縮引起的应力时，由于该应力会使得金属球84可能会从凸起基底层88剥离。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够缓和产生于金属球的应力且能够防止金属球的裂纹发生的半导体装置。此外，本专利技术的另一目的在于提供一种能够提高焊料端子相对半导体芯片的粘接强度且能够防止焊料端子剥离的半导体装置。本专利技术第一方面提供一种半导体装置，包括半导体芯片；内部焊盘，其形成于所述半导体芯片的表面，用于电连接；表面保护膜，其覆盖所述半导体芯片上的表面，具有使所述内部焊盘露出的焊盘开口；应力缓和层，其形成于所述表面保护膜上，具有使从所述焊盘开口露出的所述内部焊盘露出的开口部；连接焊盘，其具备埋设部及突出部，所述埋设部埋设于所述焊盘开口及所述开口部，与所述内部焊盘连接，所述突出部与所述埋设部一体形成，突出于所述应力缓和层上，具有比所述开口部的开口宽度大的宽度；以及金属球，其以覆盖所述连接焊盘的所述突出部的方式形成，用于与外部的电连接。根据该结构，配置在应力缓和层的开口部的连接焊盘一体地具有埋设于焊盘开口及开口部的埋设部、和突出于应力缓和层上的突出部。而且，用于与外部电连接的金属球以覆盖连接焊盘的突出部的方式形成。该半导体装置通过金属球与外部的安装基板上的焊盘连接而安装在其安装基板上。在该安装状态下，即使因半导体芯片或安装基板的热膨胀/热收縮而在金属球上产生应力，也能够利用突出于金属球内部的突出部缓和其应力的一部分。因此，能够防止金属球的裂纹的发生。其结果，可以实现连接可靠性高的半导体装置。此外，当形成为连接焊盘的突出部的宽度比应力缓和层的开口部的开口宽度小、即突出部的宽度比埋设部的宽度小时，在由突出部缓和应力时，5突出部的变形引起的应力会在埋设部和内部焊盘的接合部产生，在半导体芯片上可能会发生裂纹。与之相对，在上述的结构中，形成为连接焊盘的突出部的宽度比应力缓和层的开口部的开口宽度大。即，突出部从应力缓和层的开口部的周围伸出。由此，在由突出部缓和应力时，能够使其突出部受的应力向应力缓和层转移。因此，即使在金属球上产生大的应力，也能够利用连接焊盘及应力缓和层良好地缓和其应力。其结果，能够防止半导体芯片的裂纹的发生。此外，在所述半导体装置中，优选为所述连接焊盘的所述突出部为圆柱状。根据该结构，由于连接焊盘的突出部为圆柱状，因此突出部的侧面没有棱角。因此，可以用突出部(圆柱)的侧面分散并吸收产生于金属球的应力。此外，优选为所述连接焊盘还具备第二突出部，所述第二突出部与所述突出部一体形成，具有比所述突出部的宽度小的宽度。根据该结构，在连接焊盘上还具备在突出部上一体形成的第二突出部。由此，连接焊盘的突出于应力缓和层上的部分形成为由突出部和第二突出部构成的两段结构。通过形成为这种两段结构，连接焊盘的突出于应力缓和层上的部分的高度提高第二突出部的量。因此，在金属球中，即使发生达到超过突出部高度的位置的裂纹，也能够由第二突出部阻止该裂纹。其结果，能够抑制裂纹向金属球整体传播而破坏金属球。此外，第二突出部具有比突出部的宽度小的宽度。因此，即使将与不具有第二突出部的连接焊盘接合的金属球相同体积的金属球、与具有第二突出部的连接焊盘接合，从应力缓和层的表面到金属球的顶部的高度也不会大幅度地增加。其结果，在将半导体装置安装在安装基板上时，能够抑制半导体装置和安装基板的间隔变大，且能够得到上述的效果。本专利技术另一方面提供一种半导体装置，包括半导体芯片；内部焊盘，其形成于所述半导体芯片的表面，用于电连接；表面保护膜，其覆盖所述半导体芯片上的表面，具有使所述内部焊盘露出的焊盘开口；应力缓和层，其形成于所述表面保护膜上，具有使从所述焊盘开口露出的所述内部焊盘6露出的开口部；连接焊盘，其由具有焊料润湿性的金属构成，形成在所述 内部焊盘的面对所述焊盘开口及所述开口部的部分上，突出于所述应力缓和层上，且其从所述应力缓和层上突出的部分的表面被粗糙化；以及焊料端子，其以覆盖所述连接焊盘的被粗糙化的表面的方式形成，用于与外部 的电连接。根据该结构，配置于应力缓和层的开口部的连接焊盘由具有焊料润湿 性的金属构成，形成为从开口部突出于应力缓和层上的形状。连接焊盘的 突出于应力缓和层上的部分的表面被粗糙化而形成微小的凹凸，加大了表 面积。而且，以覆盖该被粗糙化的表面的方式形成用于与外部的电连接的 焊料端子。由于连接焊盘的与焊料端子的接触面被粗糙化，因此能够提高其接触 面的焊料润湿性。其结果，能够提高焊料端子相对连接焊盘的粘接强度。此外，由于连接焊盘的与焊料端子的接触面的粗糙化，增大了其接触 面的表面积，由此，也能够提高焊料端子相对连接焊盘的粘接强度。此外，由于通过粗糙化来提高焊料润湿性，因此即使焊料端子的材料 即焊料的量少，也能够使少量的焊料充分润湿，以使其覆盖连接焊盘的突 出于应力缓和层上的部分。即，即使是少量的焊料，也能够良好地以覆盖 其突出部分的方式与连接焊盘粘接。而且，该半导体装置通过焊料端子与外部的安装基板上的焊盘连接而 安装在该安装基板上。在该安装状态下，即使由于半导体芯片或安装基板 的热膨胀/热收縮引起的应力产生在焊料端子，焊料端子也能够以充分的 粘接强度与连接焊盘粘接，因此不必担心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，包括：　半导体芯片；　内部焊盘，其形成于所述半导体芯片的表面，用于电连接；　表面保护膜，其覆盖所述半导体芯片上的表面，具有使所述内部焊盘露出的焊盘开口；　应力缓和层，其形成于所述表面保护膜上，具有使从所述焊盘开口露出的所述内部焊盘露出的开口部；　连接焊盘，其具备埋设部及突出部，所述埋设部埋设于所述焊盘开口及所述开口部，与所述内部焊盘连接，所述突出部与所述埋设部一体形成，突出于所述应力缓和层上，具有比所述开口部的开口宽度大的宽度；以及　金属球，其以覆盖所述连接焊盘的所述突出部的方式形成，用于与外部的电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛西正树，奥村弘守，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]