半导体装置及半导体装置单元制造方法及图纸

技术编号:6871729 阅读:172 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提供一种半导体装置,具备能够尽可能防止凸点从金属层大大溢出的结构。如下构成:包括:基板(12);多个电极焊盘(20),被形成在基板(12)上;以及保护膜(14),被形成得具有与各电极焊盘(20)对应而开设的贯通孔(16),覆盖电极焊盘(20)的周缘部及基板(12);贯通孔(16)的内壁被形成为向贯通孔(16)的外侧倾斜的斜面(22);在电极焊盘(20)的经由贯通孔(16)从保护膜(14)露出的露出面、及到贯通孔(16)的斜面(22)的中途而形成金属层(24);凸点(18)被接合在金属层(22)上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体装置及半导体装置单元,涉及例如具有由凸点(〃 > )构成的端子的、以CSP (Chip Size Package, Chip Scale Package,芯片尺寸封装)为代表的小型半导体封装等的半导体装置等。
技术介绍
CSP具有如下而成的结构在内部包括多个晶体管等半导体元件(未图示)的硅 (Si)基板的单面形成多个电极焊盘(electrode pad),按每个该电极焊盘而连接凸点作为外部端子(专利文献1等)。CSP在一个凸点处的局部剖视图示于图12(a)。如图12(a)所示,在Si基板200的单面上,形成了电极焊盘202。此外,以覆盖Si 基板200及电极焊盘202的周缘部的方式而形成了由氮化硅(Si3N4)构成的保护膜204,覆盖从保护膜204露出的电极焊盘202表面、及到保护膜204的开口周缘部地形成了由凸点下阻挡金属(飞 >夕'一/、1 τ ^夕>,UBM)构成的金属层206。并且,在金属层206上接合了凸点208。凸点208向金属层206的接合例如按如下方式进行。S卩,在金属层的表面涂敷了焊剂(7,7々7 )后,作为凸点材料而在该涂敷面载放例如由Sn-^Vg类无铅焊料构成的焊球,通过回流('J y 口一)而熔融焊球的一部分,从而实现凸点208向金属层206的接合。现有技术文献专利文献专利文献1(日本)特开2004-228200号公报专利文献2(日本)特开2006-12952号公报专利文献3(日本)特开2008-192859号公报此时,正常的凸点如图12(a)所示,以从金属层206的周缘凸起的形状形成,但是有时,如图12(b)所示,凸点从金属层206溢出,成为沿横向(沿基板的面的方向)膨胀的形状从而成为不良。如果存在这种不良凸点,则在将CSP安装到其他安装基板等的情况下,发生邻接凸点之间接触这一问题。特别是随着装有CSP的手机、数码摄像机等便携电子设备近年小型化,CSP进一步小型化,因此凸点的布置间隔也更加狭小化,在此现状下,上述问题特别显这里,为了使得凸点不从金属层溢出,可以将凸点(凸点材料)做小,但是如果那样,则在将那样制作的CSP安装到其他安装基板(经由凸点而接合)时,不能得到足够的接合力,或者不能得到足够的导电性。另外,上述问题不限于CSP,在BGA (Ball Grid Array,球栅阵列)等在基板单面设有多个凸点的半导体装置中普遍会发生上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于鉴于上述技术问题,提供一种半导体装置,具备能够尽可能防止凸点从金属层大大溢出的结构。此外,本专利技术目的在于提供具有这种半导体装置的半导体装置单元。为了实现上述目的,本专利技术的半导体装置的特征在于,包括基板;多个电极焊盘,被形成在上述基板上;以及保护膜,具有与各电极焊盘对应而开设的贯通孔,并形成为覆盖电极焊盘的周缘部及上述基板;上述贯通孔的内壁被形成为倾斜的斜面,使得离对应的电极焊盘越远则该贯通孔越开阔;覆盖上述电极焊盘的经由上述贯通孔从上述保护膜露出的露出面以及上述贯通孔的上述斜面的中途而形成金属层;该金属层接合有凸点。此外,其特征在于,离上述电极焊盘越远则上述斜面相对于该电极焊盘的倾斜角越大。或者,其特征在于,上述保护膜具有从上述基板侧起按第1层、第2层的顺序层叠的双层构造;与第2层对应的上述斜面部分相对于上述电极焊盘的倾斜角,大于与第1层对应的上述斜面部分相对于上述电极焊盘的倾斜角。在此情况下,其特征在于,第2层的贯通孔部分的直径大于上述第1层的贯通孔部分的直径,上述斜面被形成为阶梯状。此外,其特征在于,上述金属层的周缘位于上述第1层的厚度方向中途。此外,其特征在于,上述金属层的周缘位于上述第1层的顶面。再者,其特征在于,上述多个电极焊盘被排列为矩阵状。此外,其特征在于,从上述电极焊盘到上述斜面的中途,离上述电极焊盘越远则上述斜面相对于上述电极焊盘的倾斜角越大。在此情况下,其特征在于,从上述斜面的中途到上述保护膜的表面部,离上述电极焊盘越远则上述斜面相对于上述电极焊盘的倾斜角越小。为了实现上述目的,本专利技术的半导体装置单元的特征在于,在安装基板安装了上述半导体装置。专利技术效果通过由上述结构构成的半导体装置,保护膜的贯通孔的内壁被形成为斜面,凸点所接合的金属层被形成到上述斜面的中途(日语中程),所以例如在将凸点材料搭载到金属层、用回流将该凸点材料接合到金属层时,即使凸点材料熔融而要溢出金属层,也被保护膜的上述斜面阻止,所以能够尽可能防止形成的凸点大大溢出金属层的情况。附图说明图1(a)是第1实施方式的半导体装置的立体图,图1(b)是其俯视图。图2是图1 (b)中的A · A线剖视图。图3是表示第1实施方式的半导体装置的制造工序的一部分的图。图4是表示第1实施方式的半导体装置的制造工序的一部分的图。图5 (a)、图5 (b)、图5 (c)分别是第2实施方式的第1 第3实施例的半导体装置在包含凸点的位置处切断的局部剖视图。图6 (a)、图6 (b)、图6 (c)、图6 (d)分别是第3实施方式的第1 第4实施例的半导体装置在包含凸点的位置处切断的局部剖视图。图7 (a)、图7 (b)、图7 (c)分别是第4实施方式的第1 第3实施例的半导体装置在包含凸点的位置处切断的局部剖视图。图8 (a)、图8 (b)、图8 (c)分别是第5实施方式的第1 第3实施例的半导体装置在包含凸点的位置处切断的局部剖视图。图9 (a)、图9 (b)、图9 (c)分别是第6实施方式的第1 第3实施例的半导体装置在包含凸点的位置处切断的局部剖视图。图10 (a)、图10(b)、图10(c)分别是用于示出第3实施方式的第1 第3实施例的半导体装置的凸点所用的凸点材料的另一个例子的局部剖视图。图11是第8实施方式的半导体装置单元的局部剖视图。图12(a)是现有的半导体装置中的、良好凸点的示例图,图12 (b)是现有的半导体装置中的、不良凸点的示例图。具体实施例方式以下,参照附图来说明本专利技术的半导体装置的实施方式。其中,在所有图中,各构件间的尺度未统一。<第1实施方式>图1 (a)是第1实施方式的半导体装置10的立体图,图1 (b)是其俯视图。半导体装置10是CSP型半导体封装。半导体装置10具有内部包括多个晶体管等半导体元件(未图示)的硅(Si)基板 12 (以下简称“基板12”。)。基板12的尺寸例如是8 X 8mm。在基板12的一个主面上,形成了保护膜14。保护膜14例如由氮化硅(Si3N4)构成。在保护膜14中,以例如4行4列的矩阵状开设了后述贯通孔16A 16P,凸点18A 18P分别从贯通孔16A 16P突出。因此,多个(在本例中为16个)凸点也排列为矩阵(行列)状。凸点18A 18P的布置间隔例如是160μπι。另外,贯通孔16Α 16Ρ都是同样的结构,并且凸点18Α 18Ρ都是同样的结构,所以在无需区别的情况下,省略拉丁字母标号, 只附数字标号来表示(贯通孔16、凸点18)。图2示出图1 (b)中的A · A线剖视图。如图2所示,在基板12的主表面上,隔着未图示的层间绝缘膜,形成了电极焊盘 20。电极焊盘20例如由铝(Al)构成。另外,上述层间绝缘膜(未图示)被形成在基板1本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种半导体装置,其特征在于,具备:基板;多个电极焊盘,形成在上述基板上;以及保护膜,具有与各电极焊盘对应而开设的贯通孔,并形成为覆盖电极焊盘的周缘部及上述基板;上述贯通孔的内壁被形成为倾斜的斜面,使得离对应的电极焊盘越远则该贯通孔越开阔;覆盖上述电极焊盘的经由上述贯通孔从上述保护膜露出的露出面以及上述贯通孔的上述斜面的中途而形成金属层;该金属层接合有凸点。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:仲野纯章
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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