專利名稱：：半導(dǎo)體組件及便攜式設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種具有半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體組件及便攜式設(shè)備。
背景技術(shù)：
：在手機(jī)、PDA、DVC、DSC之類的便攜式電子設(shè)備的多功能化加速的過程中，這樣的產(chǎn)品為了能被市場(chǎng)接受，必須小型化/輕量化。為了賣現(xiàn)上述目的而需要高度集成的系統(tǒng)LSI。另一方面，對(duì)于這些電子設(shè)備，要求使用更加便捷，因此，對(duì)于設(shè)備所使用的LSI,要求多功能化、高性能化。因此，隨著LSI芯片的高度集成化，其I/0數(shù)(輸入輸出部的數(shù)量)增大而封裝自身的小型化要求也增強(qiáng)，為了兼顧這兩方面，強(qiáng)烈要求開發(fā)適合于半導(dǎo)體部件的高密度的基板安裝的半導(dǎo)體封裝。為了應(yīng)對(duì)這樣的要求，已開發(fā)出多種稱為CSP(ChipSizePackage:芯片尺寸封裝)的封裝技術(shù)。在這樣的CSP型半導(dǎo)體組件的制造方法中，作為減少其工序數(shù)的方法而提出有以下方法(參照專利文獻(xiàn)l)。專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2006-310530號(hào)公報(bào)對(duì)于現(xiàn)有的半導(dǎo)體組件，通過使再配線和突起電極構(gòu)成一體，從而謀求提高再配線和突起電極之間的連接可靠性。但是，迄今為止，在再配線和突起電極已構(gòu)成一體的情況下，關(guān)于給焊料連接部的連接可靠性帶來的影響仍是未知，因此，關(guān)于提高相對(duì)于焊料連接部的熱循環(huán)的連接可靠性，仍存在改善的余地。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于這樣的課題而作出的，其目的在于提供一種技術(shù)，在配線層和突起電極構(gòu)成一體的半導(dǎo)體組件及半導(dǎo)體裝置中，能夠提高與安裝基板連接的焊料部的連接可靠性。本發(fā)明的一種形態(tài)是半導(dǎo)體組件。該半導(dǎo)體組件的特征在于，具有半導(dǎo)體基板；元件電極，其形成于半導(dǎo)體基板的一主表面；配線層，其隔著絕緣樹脂層而設(shè)于半導(dǎo)體基板的一主表面?zhèn)?；突起電極，其與配線層電連接，并且，自配線層向絕緣樹脂層側(cè)突出并與元件電極電連接；焊料部，其設(shè)于與絕緣樹脂層相反的一側(cè)的配線層的表面，并且與所述元件電極分離；突起電極的高度相對(duì)于焊料部的高度的比例為50%以下。根據(jù)該形態(tài)，在因溫度上升而在半導(dǎo)體基板產(chǎn)生翹曲的情況下，配線層對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體基板的翹曲而變形，由此，施加于焊料部的應(yīng)力被緩和。在上述形態(tài)的半導(dǎo)體組件中，半導(dǎo)體基板的厚度可以是100拜以上。另外，突起電極的高度相對(duì)于焊料部的高度的比例可以為8%以上且為38%以下。另外，突起電極和配線層可以一體地形成。本發(fā)明的另一形態(tài)是半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置的特征在于，具有上述任一種形態(tài)的半導(dǎo)體組件和形成有電極焊盤的安裝^41，電極焊盤和焊料部接合在一起。另外，適當(dāng)組合上述各要素而得到的裝置也可包含在根據(jù)本專利申請(qǐng)要求專利保護(hù)的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，在配線層和突起電極構(gòu)成一體的半導(dǎo)體組件及半導(dǎo)體裝置中，能夠提高與安裝基板連接的焊料部的連接可靠性。圖i是表示實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖2是表示用于模擬的半導(dǎo)體裝置的模型的剖面圖3是表示由模擬而得到的、突起電極的高度相對(duì)于坪料高度的比例和施加于焊料部的等效應(yīng)力比的關(guān)系的曲線圖4是表示等效應(yīng)力比和疲勞壽命的增加率(可靠性增加率)的關(guān)系的曲線圖5是表示突起電極的高度相對(duì)于焊料高度的比例和施加于焊料部的等效應(yīng)力的變化率的關(guān)系的曲線圖6是表示具有本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置或半導(dǎo)體組件的手機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖7是圖6所示的手機(jī)的局部剖面圖。附圖標(biāo)記說明10半導(dǎo)體裝置20安裝基板30半導(dǎo)體組件34配線層32絕緣樹脂層36突起電極40半導(dǎo)體元件52元件電招_54保護(hù)層50焊料部53絕緣層1111手機(jī)1116散熱基板具體實(shí)施例方式以下，參照本發(fā)明的實(shí)施例。另外，在全部的附圖中，對(duì)于同樣的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，適當(dāng)省略說明。(實(shí)施例1)圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。半導(dǎo)體裝置10具有安裝基板20和搭載于該安裝基板20的半導(dǎo)體組件30。半導(dǎo)體組件30具有絕緣樹脂層32、設(shè)置于絕緣樹脂層32的一主表面Sl的配線層34、以及與該配線層34電連接且從配線層34向絕緣樹脂層32側(cè)突出的突起電極36。半導(dǎo)體元件40與該突起電極36電連接而形成有半導(dǎo)體組件30。絕緣樹脂層32由絕緣性樹脂構(gòu)成，例如由加壓時(shí)引起塑性流動(dòng)的材料形成。作為加壓時(shí)引起塑性流動(dòng)的材料，可以舉出環(huán)氧類熱固性樹脂。絕緣樹脂層32所使用的環(huán)氧類熱固性樹脂只要是例如在溫度160°C、壓力8Mpa的條件下具有粘度為lkPa's的特性的材料即可。另外，該環(huán)氧類熱固性樹脂例如在溫度160。C的條件下，在以壓力5~15Mpa已加壓的情況下，與未加壓的情況相比，樹脂的粘度降低到約1/8。與此相對(duì)，熱固化前的B階段的環(huán)氧樹脂在玻璃轉(zhuǎn)移溫度Tg以下的條件下，與未對(duì)樹脂加壓的情況相同程度地，沒有粘性，即使加壓也不會(huì)產(chǎn)生粘性。另外，該環(huán)氧類熱固性樹脂是具有約為3-4的介電常數(shù)的電介質(zhì)。配線層34設(shè)于絕緣樹脂層32的一主表面Sl，由導(dǎo)電材料、優(yōu)選軋制金屬、更優(yōu)選軋制銅形成?；蛘咭部捎呻娊忏~等形成。在配線層34,在絕緣樹脂層32側(cè)突出設(shè)置有突起電極36。在本實(shí)施例中，配線層34與突起電極36—體地形成，但是不特別限定于此。在配線層34的與絕緣樹脂層32相反的一側(cè)的主表面，設(shè)置有用于防止配線層34的氧化等的保護(hù)層38。作為保護(hù)層38可列舉抗焊劑層等。在保護(hù)層38的規(guī)定區(qū)域形成有開口部38a,利用開口部38a露出配線層34的一部分。在開口部38a內(nèi)，形成有作為外部連接電極的焊料部50,焊料部50和配線層34電連接。形成焊料部50的位置、即開口部38a的形成區(qū)域例如是用再配線圍上的前端的端部。突起電極36的整體形狀可以為隨著接近頂端而直徑變細(xì)的形狀。換言之，突起電極36的側(cè)面也可構(gòu)成錐形。此外，也可以在突起電極36的頂部面設(shè)置有Ni/Au鍍層等金屬層。半導(dǎo)體元件40為形成于Si基板等半導(dǎo)體基板的集成電路(IC)、大規(guī)模集成電路(LSI)等有源元件。在絕緣樹脂層32側(cè)的半導(dǎo)體元件40的主表面，在與突起電極36分別相對(duì)的位置設(shè)有元件電極52。另外，在絕緣樹脂層32側(cè)的半導(dǎo)體元件40的主表面設(shè)有保護(hù)層54,該保護(hù)層54設(shè)有開口以使元件電極52露出。作為保護(hù)層54,例如可以4吏用聚酰亞胺。以上所述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體組件30通過使焊球等焊料部50與設(shè)于印刷基板等安裝基板20的電極焊盤22接合而被安裝于安裝基板20。突起電極36的高度H2相對(duì)于焊料部50的高度Hl的比例(H2/H1)優(yōu)選為比0°/。大且為50%以下。進(jìn)而，突起電極36的高度H2相對(duì)于焊料部50的高度H1的比例(H2/H1)更優(yōu)選為8%以上且為38%以下。由此，當(dāng)因溫度上升而導(dǎo)致在半導(dǎo)體元件40產(chǎn)生翹曲時(shí)，配線層34對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體元件40的翹曲而變形，由此，可推測(cè)為施加于焊料部50的應(yīng)力被緩和。與此相對(duì)，當(dāng)突起電極36的高度H2為零即不存在突起電極36時(shí)，若因溫度上升而導(dǎo)致在半導(dǎo)體元件40產(chǎn)生翹曲，則因焊料部50的變形增大，故可推測(cè)施加于焊料部50的應(yīng)力增大。另一方面，若突起電極36的高度H2相對(duì)于焊料部50的高度Hl的比例(H2/H1)比50%大，則當(dāng)因溫度上升而導(dǎo)致在半導(dǎo)體元件40產(chǎn)生翹曲時(shí)，配線層34的變形引起焊料部50的變形，由此可推測(cè)施加于焊料部50的應(yīng)力增大。(施加于焊料的應(yīng)力的解析)使用非線性P法有限元法(StressCheckVer.7.0:應(yīng)力4全測(cè)7.0版本)對(duì)突起電極的高度相對(duì)于焊料高度的比例和施加于焊料的應(yīng)力的關(guān)系進(jìn)行了模擬。圖2是表示用于模擬的半導(dǎo)體裝置的模型的剖面圖。為了簡(jiǎn)單起見，省略了圖l所示的電極焊盤22、元件電極52及保護(hù)層54。另外，在<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>效應(yīng)力減少。假設(shè)應(yīng)變?cè)黾恿?塑性應(yīng)變幅度)與最大等效應(yīng)力c^狀成比例，則熱循環(huán)試驗(yàn)中的疲勞壽命(斷裂所需的重復(fù)次數(shù))Nf可以通過下式所示的Coffin-Manson法則進(jìn)行評(píng)價(jià)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>在此，E是焊料部的楊式模量。由上式可知，Nf與(l/amax)1/0517成比例。當(dāng)?shù)刃?yīng)力自crl變化到cy2(cj1〉(j2)時(shí)，疲勞壽命的增加率N'可以由下式表示。另外，crl是突起電極的高度為零時(shí)的等效應(yīng)力，a2是將突起電極的高度設(shè)為某一值時(shí)的等效應(yīng)力。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>在此，若使等效應(yīng)力比=02/(11,則疲勞壽命的增加率N'可以由下式表<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>圖4是表示由上式得到的等效應(yīng)力比和疲勞壽命的增加率(可靠性增加率)的關(guān)系的曲線圖。由圖4可知，隨著等效應(yīng)力比減少，疲勞壽命的增加率增高。反之，可知隨著等效應(yīng)力比增加，疲勞壽命的增加率降低。即，可知當(dāng)?shù)刃?yīng)力較大地增大時(shí)，與其相應(yīng)地疲勞壽命的增加率降低。另外，當(dāng)?shù)刃?yīng)力比為大約0.91時(shí)，疲勞壽命的增加率為20%。另外，向等效應(yīng)力比為大約0.78時(shí)，疲勞壽命的增加率為60%。圖5是表示突起電極的高度H2相對(duì)于焊料部的高度H1的比例和施加于焊料部的等效應(yīng)力的變化率的關(guān)系的曲線圖。半導(dǎo)體元件的厚度設(shè)為100pm、300lim這兩種。另外，在將施加于焊料部的等效應(yīng)力設(shè)為a、將突起電極的高度H2相對(duì)于焊料的高度H1的比例設(shè)為s時(shí)，等效應(yīng)力的變化率由lAa/Asl表示(與圖3的曲線斜率相當(dāng))。由圖5可知，其描繪出一條當(dāng)?shù)刃?yīng)力比的變化率超過1時(shí)等效應(yīng)力比的變化率急劇增加的浴盆曲線。另一方面，可知在等效應(yīng)力比的變化率為1以下的范圍內(nèi)，等效應(yīng)力比得到極小值，并且，即便突起電極的高度H2相對(duì)于焊料的高度H1的比例產(chǎn)生變化，等效應(yīng)力比的變化率的變動(dòng)也變小，在該范圍內(nèi)疲勞壽命的增加率(可靠性增加率)穩(wěn)定。因此，優(yōu)選等效應(yīng)力比的變化率的范圍為1以下。與該范圍對(duì)應(yīng)的、突起電極的高度H2相對(duì)于焊料的高度H1的比例為8%以上且為38%以下。本發(fā)明并不限于上述各實(shí)施例的形態(tài)，也可以基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)增加各種設(shè)計(jì)變更等變形，增加了這樣的變形的實(shí)施例也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，也可以在半導(dǎo)體元件40和保護(hù)層54之間設(shè)置環(huán)氧樹脂等絕緣層。(實(shí)施例2)接著，對(duì)具有本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的便攜式設(shè)備進(jìn)行說明。另外，作為便攜式設(shè)備，示出了搭載于手機(jī)的例子，但例如也可以是個(gè)人用便攜式信息終端(PDA)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(DVC)、以及數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)(DSC)之類的電子設(shè)備。圖6是表示具有本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置10或半導(dǎo)體組件30的手機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。手機(jī)1111構(gòu)成為由活動(dòng)部1120連接第一框體1112和第二框體1114。第一框體1112和第二框體1114能以活動(dòng)部1120為軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。在第一框體1112中設(shè)置有顯示文字或圖像等信息的顯示部1118和揚(yáng)聲器部1124。在第二框體1114中設(shè)置有操作用按鈕等操作部1122和麥克風(fēng)部1126。本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置IO搭載于這樣的手機(jī)1111的內(nèi)部。圖7是在圖6所示的手機(jī)(在印刷基板1128(安裝基板20)搭栽了安裝有半導(dǎo)體組件30的半導(dǎo)體裝置10)的局部剖面圖(第一框體1112的剖面圖)。本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置10，經(jīng)由焊球50搭載于印刷基板1128，經(jīng)由這樣的印刷基板1128與顯示部1118等電連接。此外，在半導(dǎo)體裝置10的背面?zhèn)?與焊球50相反的一側(cè)的面H殳置有金屬基板等散熱基板1116，例如，使自半導(dǎo)體裝置IO產(chǎn)生的熱量不積聚在第一框體1112內(nèi)部，可以有效地向第一框體1112的外部散熱。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置10,可以切實(shí)地進(jìn)行印刷基板1128和半導(dǎo)體組件30的連接。因此，對(duì)搭載有這樣的半導(dǎo)體裝置10的本實(shí)施例的便攜式設(shè)備而言，相對(duì)于振動(dòng)等來自外部的沖擊，可以提高印刷基板1128和半導(dǎo)體組件30的連接可靠性。本發(fā)明并不限于上述各實(shí)施例的形態(tài)，也可以基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)增加各種設(shè)計(jì)變更等變形，增加了這樣的變形的實(shí)施例也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體組件，其特征在于，具有半導(dǎo)體基板；元件電極，其形成于所述半導(dǎo)體基板的一主表面；配線層，其隔著絕緣樹脂層而設(shè)于所述半導(dǎo)體基板的一主表面?zhèn)?；突起電極，其與所述配線層電連接，并且，自所述配線層向所述絕緣樹脂層側(cè)突出并與所述元件電極電連接；焊料部，其設(shè)于與所述絕緣樹脂層相反的一側(cè)的所述配線層的表面，并且與所述元件電極分離；突起電極的高度相對(duì)于焊料部的高度的比例為50％以下。2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體組件，其特征在于，所述半導(dǎo)體基板的厚度為lOO(im以上。3.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體組件，其特征在于，突起電極的高度相對(duì)于所述焊料部的高度的比例為8%以上且為38%以下。4.如權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體組件，其特征在于，所述突起電極和所述配線層一體地形成。5.—種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求l-4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體組件和形成有電極焊盤的安裝基板，所述電極焊盤和所述焊料部接合在一起。6.—種便攜式設(shè)備，其特征在于，具有權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體組件。全文摘要本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體組件及便攜式設(shè)備。在該半導(dǎo)體組件中，配線層和突起電極構(gòu)成一體化，可提高與安裝基板連接的焊料部的連接可靠性。該半導(dǎo)體組件(30)具有絕緣樹脂層(32)、設(shè)于絕緣樹脂層(32)的一主表面(S1)的配線層(34)、與配線層(34)電連接且自配線層(34)向絕緣樹脂層(32)側(cè)突出的突起電極(36)。設(shè)于半導(dǎo)體元件(40)的元件電極(52)與該突起電極(36)電連接。另外，在配線層(34)的規(guī)定位置設(shè)有焊料部(50)。突起電極(36)的高度(H2)相對(duì)于焊料部(50)的高度(H1)的比例(H2/H1)為50％以下。文檔編號(hào)H01L23/482GK101640193SQ20091016026公開日2010年2月3日申請(qǐng)日期2009年7月31日優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日發(fā)明者中里真弓,岡山芳央,山本哲也申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社