專利名稱:半導(dǎo)體模塊、半導(dǎo)體模塊的制造方法以及便攜式設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體模塊、半導(dǎo)體模塊的制造方法以及具有該半導(dǎo)體模塊的便攜式設(shè)備。
背景技術(shù):
近年來,伴隨著電子設(shè)備的小型化、高性能化,要求在電子設(shè)備中使用的半導(dǎo)體模塊實現(xiàn)小型化。為了實現(xiàn)半導(dǎo)體模塊的小型化,半導(dǎo)體模塊的外部連接電極之間的窄間距化成為不可缺少的技術(shù),但是焊料凸起自身大小和焊接時橋接產(chǎn)生等成為制約條件,使得通過外部連接電極的窄間距化實現(xiàn)小型化存在限制。近年來,為了克服這種限制,正在進(jìn)行通過在半導(dǎo)體模塊中形成再布線的外部連接電極的再配置。作為這種再配置的方法,例如, 已公知一種將通過對金屬板進(jìn)行半蝕刻而形成的突起結(jié)構(gòu)作為電極或通路,在金屬板上通過環(huán)氧樹脂等絕緣層安裝半導(dǎo)體模塊,在突起結(jié)構(gòu)上連接半導(dǎo)體模塊的外部連接電極的方法(參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本特開平9489264號公報通常,由于作為具有突起結(jié)構(gòu)的金屬板(在半導(dǎo)體模塊中為具有突起結(jié)構(gòu)的布線圖案)等材料采用銅(Cu),因此半導(dǎo)體模塊工作時產(chǎn)生的熱,使得絕緣層之間的材料間產(chǎn)生由熱膨脹系數(shù)之差產(chǎn)生的熱應(yīng)力。由于該熱應(yīng)力從相對于半導(dǎo)體模塊的外部連接電極平行延伸的布線圖案部分,集中施加在與該布線圖案一體地設(shè)置的突起結(jié)構(gòu)部分,所以在突起電極和外部連接電極的界面發(fā)生斷線。特別地,今后為了實現(xiàn)半導(dǎo)體模塊的進(jìn)一步小型化而逐步推進(jìn)突起結(jié)構(gòu)自身微細(xì)化的情況下,由于突起結(jié)構(gòu)和外部連接電極的接觸面積變小,所以擔(dān)心由于這樣而產(chǎn)生的應(yīng)力在突起電極和外部連接電極的界面更容易發(fā)生斷線。另外,由于金屬板(布線圖案)與絕緣層僅僅靠它們接觸面的粘接性而粘接,所以擔(dān)心因這樣的熱應(yīng)力而產(chǎn)生剝離,并降低半導(dǎo)體模塊的可靠性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而提出的,本發(fā)明的目的在于,提供一種提高半導(dǎo)體模塊的電極部的連接可靠性的技術(shù)。另外,本發(fā)明的其它目的在于,提供一種能夠抑制布線圖案從絕緣層剝離的半導(dǎo)體模塊及其制造方法以及具有這種半導(dǎo)體模塊的便攜式設(shè)備。為了解決上述問題,本發(fā)明的某一方式的半導(dǎo)體模塊,其特征在于,包括在表面上具有電極的基板,在基板上設(shè)置的絕緣層,在絕緣層上設(shè)置的布線層,以及與布線層一體地設(shè)置并且貫通所述絕緣層與電極電連接的突起部;布線層具有設(shè)置突起部的第一區(qū)域和與其連接并延伸的第二區(qū)域,相比于第一區(qū)域的布線層,第二區(qū)域的布線層更向基板側(cè)凹陷而形成。根據(jù)該方式,由于第二區(qū)域的布線層比第一區(qū)域的布線層更向基板側(cè)凹陷而形成,所以半導(dǎo)體模塊工作時所產(chǎn)生的熱,使位于第一區(qū)域的突起部成為基點,當(dāng)?shù)诙^(qū)域的布線層熱膨脹時,在該第二區(qū)域的布線層中產(chǎn)生具有與基板表面平行的平行成分和向下的垂直成分的力矩。并且,由于產(chǎn)生這種力矩的第二區(qū)域的布線層,通過第一區(qū)域的布線層與突起部連接,所以對突起部作用與第二區(qū)域的布線層的力矩相對應(yīng)的力矩。由此,當(dāng)在半導(dǎo)體模塊中產(chǎn)生熱應(yīng)力時,由于通過這樣的力矩(向下的垂直成分的力矩)能夠緩和在突起部上施加的剝離方向(從基板離開的方向)的應(yīng)力,所以能夠提高半導(dǎo)體模塊的電極和突起部之間的連接可靠性(耐熱可靠性)。為了解決上述課題,本發(fā)明的其它方式的半導(dǎo)體模塊的制造方法,其特征在于, 包括第一工序,制備在表面具有多個電極的半導(dǎo)體基板;第二工序,在金屬板上設(shè)置分離溝,以便形成對應(yīng)于電極位置突出設(shè)置的突起部;第三工序,通過隔著絕緣層壓接金屬板和半導(dǎo)體基板,并且使突起部貫通絕緣層,在電連接突起部和電極的同時,使設(shè)置在突起部間的金屬板以凹狀向半導(dǎo)體基板側(cè)彎曲;第四工序,對金屬板進(jìn)行構(gòu)圖并形成由規(guī)定圖案構(gòu)成的布線層。根據(jù)該方式,由于在以凹狀向半導(dǎo)體基板側(cè)彎曲地形成在突起部間設(shè)置的金屬板之后,對該金屬板進(jìn)行構(gòu)圖并形成由規(guī)定圖案構(gòu)成的布線層,所以半導(dǎo)體模塊工作時產(chǎn)生的熱使突起部成為基點,當(dāng)布線層熱膨脹時,在布線層能夠產(chǎn)生具有與半導(dǎo)體基板表面平行的平行成分和向下的垂直成分的力矩。并且,由于這樣產(chǎn)生力矩的布線層與突起部連接而形成,所以能夠?qū)ν黄鸩孔饔门c布線層的熱應(yīng)力的力矩相對應(yīng)的力矩。由此,當(dāng)在半導(dǎo)體模塊中產(chǎn)生熱應(yīng)力時,能夠緩和在突起部上施加的剝離方向(從半導(dǎo)體基板離開的方向) 的應(yīng)力,并能夠制造提高電極和突起部之間的連接可靠性的半導(dǎo)體模塊。另外,當(dāng)經(jīng)由絕緣層壓接金屬板和半導(dǎo)體基板時,由于在無需追加新的裝置能夠以凹狀彎曲金屬板,所以容易使對金屬板進(jìn)行構(gòu)圖而形成的布線層形成為凹狀,而且可以低成本地制造能夠緩和施加在與該凹狀布線層連接的突起部的剝離方向的應(yīng)力的半導(dǎo)體模塊。為了解決上述課題,本發(fā)明的某一方式的半導(dǎo)體模塊,其特征在于,包括在主表面具有與內(nèi)部的半導(dǎo)體元件電連接的第一電極的基板,在基板上設(shè)置的絕緣層,在絕緣層上設(shè)置的布線層,與布線層一體地設(shè)置并且貫通絕緣層與第一電極連接的第一導(dǎo)體部以及從布線層向絕緣層內(nèi)突出的第二導(dǎo)體部。為了解決上述課題,本發(fā)明的某一方式的半導(dǎo)體模塊的制造方法,其特征在于,包括第一工序,制備在主表面具有與內(nèi)部的半導(dǎo)體元件電連接的第一電極的基板;第二工序,制備導(dǎo)電體,該導(dǎo)電體形成有對應(yīng)于第一電極的位置突出的第一導(dǎo)體部和在與該第一導(dǎo)體部不同位置突出的第二導(dǎo)體部;第三工序,在基板和導(dǎo)電體之間配置絕緣層使之被夾持之后,通過壓接金屬板以使第一導(dǎo)體部貫通絕緣層,使第一導(dǎo)體部和第一電極接觸的同時,在絕緣層內(nèi)擠入第二導(dǎo)體部;第四工序,對導(dǎo)電體進(jìn)行構(gòu)圖并形成由規(guī)定圖案構(gòu)成的布線層。為了解決上述課題,根據(jù)本發(fā)明的某一方式的便攜式設(shè)備,其特征在于,具有所述半導(dǎo)體模塊。
根據(jù)本發(fā)明提高半導(dǎo)體模塊的電極部的連接可靠性。另外,根據(jù)本發(fā)明,提供一種可抑制布線圖案從絕緣層剝離的半導(dǎo)體模塊及其制造方法,以及具有這種半導(dǎo)體模塊的便攜式設(shè)備。
圖1是本發(fā)明的第一實施方式的半導(dǎo)體模塊的剖面圖;圖2是形成圖1中所示的半導(dǎo)體模塊的外部連接電極等的面的平面圖;圖3(A) (C)分別是半導(dǎo)體晶片的立體圖、具有對應(yīng)于半導(dǎo)體晶片的突起部的金屬板的立體圖以及具有突起部的金屬板的剖面圖;圖4(A) (E)是用于說明第一實施方式的具有突起部的金屬板的形成方法的剖面圖;圖5(A) (D)是用于說明第一實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖;圖6(A) (C)是用于說明第一實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖;圖7是本發(fā)明的第二實施方式的半導(dǎo)體模塊的剖面圖;圖8(A) (D)是用于說明第二實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖;圖9(A) (C)是用于說明第二實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖;圖10(A) (D)是用于說明第三實施方式的具有突起部的金屬板的形成方法的剖面圖;圖Il(A) (C)是用于說明第三實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖;圖12是本發(fā)明的第四實施方式的半導(dǎo)體模塊的剖面圖;圖13(A) (D)是用于說明第五實施方式的具有突起部的金屬板的形成方法的剖面圖;圖14(A) (C)是用于說明第五實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖;圖15是用于說明第五實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖;圖16是本發(fā)明的第六實施方式的半導(dǎo)體模塊的剖面圖;圖17(A) (E)是用于說明第六實施方式的具有突起部的金屬板的形成方法的剖面圖;圖18(A) (D)是用于說明第六實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖;圖19(A) (C)是用于說明第六實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖;圖20是本發(fā)明的第七實施方式的半導(dǎo)體模塊的示意剖面圖;圖21 (A) (E)是用于說明第七實施方式的具有突起部的金屬板的形成方法的示意剖面圖;圖22(A) (D)是用于說明第七實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的示意剖面圖;圖23(A)、(B)是用于說明第七實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的示意剖面圖;圖M是本發(fā)明的第八實施方式的半導(dǎo)體模塊的示意剖面圖;圖25是本發(fā)明的第九實施方式的半導(dǎo)體模塊的示意剖面圖;圖沈是具有本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的便攜式設(shè)備的示意圖;圖27是具有本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的便攜式設(shè)備的示意剖面圖。
附圖標(biāo)記說明1半導(dǎo)體基板,2電極,3保護(hù)膜,4再布線圖案,如突起部,4al突起部的前端部, 4a2突起部的側(cè)面部,5a突起區(qū)域,5b布線區(qū)域,5c焊盤電極區(qū)域,7絕緣層,8阻焊層,9外部連接電極(焊料球)。
具體實施例方式下面,參照
將本發(fā)明具體化的實施方式。在所有的附圖中,對相同的構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記,并省略相應(yīng)的說明。第一實施方式圖1是本發(fā)明的第一實施方式的半導(dǎo)體模塊的剖面圖,圖2是形成該半導(dǎo)體模塊的外部連接電極等的面的平面圖。第一實施方式的半導(dǎo)體模塊的半導(dǎo)體基板1采用P型硅晶片等,在其表面Sl (上面?zhèn)?上利用公知技術(shù)形成規(guī)定的集成電路等半導(dǎo)體元件(未圖示),在成為安裝面的表面 Sl (特別是在外周緣部)形成半導(dǎo)體元件的電極2。在半導(dǎo)體基板1的表面上的區(qū)域形成保護(hù)膜3,以便露出該電極2的規(guī)定區(qū)域(中央部分)。在半導(dǎo)體基板1上,為了進(jìn)一步加寬電極2的間隔,在電極2和保護(hù)膜3上形成絕緣層7,并且形成貫通該絕緣層7與電極2 的露出面連接的多個突起部如以及在表面S2側(cè)(下面?zhèn)?一體地設(shè)置這些突起部如的再布線圖案4。該再布線圖案4具有設(shè)置突起部如的突起區(qū)域fe和與突起區(qū)域fe連接并延伸的布線區(qū)域恥。在此,形成在布線區(qū)域恥具有凹狀的上表面的絕緣層7,并且沿著其上表面形成布線區(qū)域恥的再布線圖案4。由此,在布線區(qū)域恥的再布線圖案4相比于突起區(qū)域fe的再布線圖案4,更向半導(dǎo)體基板1側(cè)凹陷。另外,在再布線圖案4中,在與表面S2 相反側(cè)(上面?zhèn)?的規(guī)定區(qū)域(焊盤電極區(qū)域5c)設(shè)置外部連接電極(焊料凸起)9,并且利用阻焊層8覆蓋該外部連接電極以外的區(qū)域。具體地,將電極2形成為其與構(gòu)成半導(dǎo)體元件的集成電路連接,并且在集成電路的外周緣部有多個存在。電極2的材料可采用鋁(Al)或銅(Cu)等。當(dāng)作為電極2的材料采用鋁的場合,可以在電極2的表面形成氮化鈦(TiN)或氮化鉭(TaN)等阻擋膜。如上所述,通過在電極2的表面形成阻擋膜,即便在由銅構(gòu)成的突起部如與電極2抵接的情況下,也能夠防止作為突起部如的材料的銅向電極2擴(kuò)散。另外,當(dāng)作為電極2的材料采用銅的場合,由于電極2與突起部如的熱膨脹系數(shù)相等,所以可以提高相對于其界面的熱應(yīng)力的連接可靠性(耐熱可靠性)。并且,還能夠在突起部的前端設(shè)置細(xì)的凹凸,由此使加壓加工時的與電極的接合變得可靠,并且可以提高接合可靠性。另外,在突起部的前端實施金 (Au)/鎳(Ni)的電鍍,從而可以提高與電極的接合可靠性。絕緣層7形成在半導(dǎo)體基板1上,其位于突起部如間,并且形成為具有其膜厚從突起部如側(cè)向其中央部逐漸變薄的凹狀的上表面。突起部如間的絕緣層7的凹陷量Hl 為例如約25 μ m。絕緣層7由在加壓時產(chǎn)生塑性流動的材料形成。作為加壓時產(chǎn)生塑性流動的材料,可列舉環(huán)氧類熱固化型樹脂,該樹脂是例如在溫度160°C、壓力SMPa的條件下具有黏度為IkPa · s的特性的材料。另外,在溫度160°C的條件下,以加壓的情況,與不加壓的情況相比,該材料的樹脂的黏度下降到約1/8。再布線圖案4形成在絕緣層7上,其具有突起區(qū)域fe和與突起區(qū)域fe連接并延伸的布線區(qū)域恥。并且,在突起區(qū)域fe中的再布線圖案4上,一體地設(shè)置對應(yīng)于電極2的位置從表面S2突出并貫通該絕緣層7的多個突起部如。如圖2所示,這些突起部如被配置在半導(dǎo)體基板1的外周緣部。另外,如圖1所示,沿著絕緣層7的上表面,形成布線區(qū)域恥中的再布線圖案4,并且相比于突起區(qū)域fe中的再布線圖案4被形成得更向半導(dǎo)體基板 1側(cè)凹陷。該再布線圖案4的凹陷量Hl與絕緣層的凹陷量相等,為約25 μ m。作為再布線圖案4和突起部如,例如可采用由軋制的銅構(gòu)成的軋制金屬。當(dāng)與由利用電鍍等形成的銅構(gòu)成的金屬膜比較時,由銅構(gòu)成的軋制金屬的機(jī)械強(qiáng)度高,作為再布線用材料更加優(yōu)越。再布線圖案4的厚度為例如約20 μ m,突起部如的高度(厚度)為例如約35 μ m。突起部如被設(shè)置為圓錐臺形狀,其具體的形狀,包括與半導(dǎo)體基板1的電極2的接觸面平行的前端部 4al以及被形成得越靠近該前端部4al直徑(尺寸)越變細(xì)的側(cè)面部如2,去除圓錐形的前端部,其斷面形狀就成為臺面形狀(以下稱為“圓錐臺”)。突起部如的前端(前端部如1) 的直徑及基面(與電極2的接觸面)的直徑為分別約Φ30μπι和約Φ40μπι。另外,在對應(yīng)于電極2的位置設(shè)置突起部如。突起部如的前端(前端部如1)被形成為直接與半導(dǎo)體基板1的電極2連接,通過突起部如電連接電極2與再布線圖案4。外部連接電極(焊料凸起)9設(shè)置在與再布線圖案4的表面S2相反側(cè)(上面?zhèn)? 的規(guī)定區(qū)域(焊盤電極區(qū)域5c),其具有作為對應(yīng)于各個電極2的外部連接端子的功能。如圖2所示,外部連接電極9配置在由在半導(dǎo)體基板1的外周緣部設(shè)置的突起部如所包圍的區(qū)域內(nèi)部,并且通過布線區(qū)域恥(包含焊盤電極區(qū)域5c)中的再布線圖案4與突起部如(突起區(qū)域如中的再布線圖案4)電連接。另外,如圖1所示,利用作為再布線圖案4的保護(hù)膜起作用的阻焊層8覆蓋焊盤電極區(qū)域5c以外的區(qū)域。另外,半導(dǎo)體基板1為本發(fā)明的“基板”,電極2為本發(fā)明的“電極”,絕緣層7為本發(fā)明的“絕緣層”,再布線圖案4為本發(fā)明的“布線層”,突起部如為本發(fā)明的“突起部”,突起區(qū)域fe為本發(fā)明的“第一區(qū)域”,布線區(qū)域恥為本發(fā)明的“第二區(qū)域”的一個舉例。制造方法圖3(A)是作為半導(dǎo)體基板的一個例子的半導(dǎo)體晶片(以下,在本說明書中相同) 的立體圖,圖3(B)是具有在半導(dǎo)體晶片上形成的突起部的金屬板的立體圖,圖3(C)是具有突起部的金屬板的剖面圖。首先,制備以柵格狀(矩陣狀)配置有由多條劃線IOa劃分的半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10(半導(dǎo)體基板1)的半導(dǎo)體晶片30。如圖3(A)所示,在半導(dǎo)體晶片30的表面上,在每個半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10形成集成電路等半導(dǎo)體元件,與該半導(dǎo)體元件連接的電極2形成在其外周緣部。另外,這種半導(dǎo)體晶片30可通過組合常規(guī)的光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)、離子注入技術(shù)、膜形成技術(shù)及熱處理技術(shù)等半導(dǎo)體制造過程來制造。然后,制備一體地設(shè)置有突起部如的銅板虹作為具有突起部的金屬板。如圖3 (B) 所示,銅板4x的平面尺寸被形成為與半導(dǎo)體晶片30同等程度。另外,在銅板虹的表面S2, 分別對應(yīng)于各半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10內(nèi)的電極2的位置設(shè)置突起部如。如圖3(C)所示, 突起部如具有相對于和半導(dǎo)體基板1的電極2的接觸面平行的前端部以及被形成得越靠近該前端部4al直徑越變細(xì)的側(cè)面部如2。下面,說明具有突起部的金屬板(一體地設(shè)置有突起部如的銅板虹)的形成方法。圖4是用于說明圖3(C)所示的具有突起部的金屬板的形成方法的剖面圖。
首先,如圖4 (A)所示,制備具有至少比突起部如的高度和再布線圖案4的厚度之和更大的厚度的銅板4z。銅板如的厚度為約100 μ m。另外,作為銅板如,采用由軋制的銅構(gòu)成的軋制金屬。如圖4(B)所示,采用光刻技術(shù),在各半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10內(nèi)的突起部形成區(qū)域形成抗蝕劑掩模HU。在此,突起部形成區(qū)域的排列對應(yīng)于由多個劃線IOa劃分成多個半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10的半導(dǎo)體晶片30中的半導(dǎo)體基板1的各個電極2的位置。另外,在與設(shè)置抗蝕劑掩模PRl的面相反側(cè)(上面?zhèn)?的整個表面上形成抗蝕劑保護(hù)膜(未圖示)來保護(hù)銅板4z。如圖4(C)所示,通過將抗蝕劑掩模PRl作為掩模,采用氯化鐵溶液等的藥劑進(jìn)行濕法蝕刻處理,并在銅板4z的表面形成分離溝,來形成從銅板4y的表面S2突出的規(guī)定的圓錐臺圖案的突起部如。此時,突起部如形成為具有越靠近其前端部4al直徑(尺寸)越變細(xì)的錐狀的側(cè)面部如2。而且,突起部如的高度為約35 μ m,突起部如的前端(前端部 4al)的直徑和基面的直徑為分別約Φ 30 μ m和約Φ40μπι。如圖4(D)所示,去除抗蝕劑掩模PRl和抗蝕劑保護(hù)膜。由此,在銅板4y的表面S2 上一體地形成突起部如。另外,代替抗蝕劑掩模rai,也可以采用銀(Ag)等金屬掩模。此時,由于充分確保與銅板4z的蝕刻選擇比,因此可以實現(xiàn)突起部如的構(gòu)圖的進(jìn)一步微細(xì)化。如圖4 (E)所示,通過采用氯化鐵溶液等藥劑來進(jìn)行濕法蝕刻處理等,從表面S2的相反側(cè)對整個銅板4y進(jìn)行蝕刻,以使銅板4y達(dá)到薄膜化。此時,在表面S2形成抗蝕劑保護(hù)膜(未圖示)來保護(hù)突起部如和銅板4y,并在蝕刻處理后去除抗蝕劑保護(hù)膜。由此,形成加工為規(guī)定的厚度(再布線圖案4的厚度)的、在表面S2—體地設(shè)置有規(guī)定的突起部如的銅板4x。本實施方式的銅板虹的厚度為約20 μ m。而且,銅板虹是本發(fā)明的“金屬板” 的一個例子。另外制備具有如上述制造的突起部如的銅板虹,其在下面說明的第一實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程中加以采用。圖5和圖6是用于說明第一實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖。首先,如圖5 (A)所示,預(yù)先制備在表面Sl (上面?zhèn)?形成具有電極2和保護(hù)膜3的半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10的半導(dǎo)體晶片30。具體地,對于P型硅基板等半導(dǎo)體晶片30 (半導(dǎo)體基板1)內(nèi)的各個半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10,利用公知的技術(shù),在其表面Sl形成規(guī)定的集成電路等半導(dǎo)體元件以及在其外周緣部形成電極2。作為電極2的材料可采用鋁或銅等金屬。 在去除這些電極2的半導(dǎo)體基板1的表面Sl上,制備形成用于保護(hù)半導(dǎo)體基板1的絕緣性的保護(hù)膜3的半導(dǎo)體晶片30。作為保護(hù)膜3,可采用硅氧化膜(Si02)或硅氮化膜(SiN)或聚酰亞胺(PI)等。另外,半導(dǎo)體晶片30是本發(fā)明的“半導(dǎo)體晶片”的一個例子。如圖5(B)所示,在半導(dǎo)體晶片30(表面Sl側(cè))上配置絕緣層7,使其夾持在半導(dǎo)體晶片30和一體地形成有突起部如的銅板虹之間。該絕緣層7的厚度為約35 μ m,與突起部如的高度相等。另外,具有突起部如的銅板4x的形成方法如上所述。如圖5 (C)所示,通過采用加壓裝置在如上所述地夾持絕緣層7的狀態(tài)下進(jìn)行加壓成型,使半導(dǎo)體晶片30、絕緣層7和銅板虹成為一體。加壓加工時的壓力和溫度分別約和200°C。通過該加壓加工,絕緣層7的黏度下降,并產(chǎn)生塑性流動。由此,突起部如貫通絕緣層7,突起部如與電極2電連接。另外,由于突起部如具有越靠近前端部4al直徑越變細(xì)的側(cè)面部如2,因此突起部如可以平滑地貫通絕緣層7。其結(jié)果,絕緣層7從突起部如和電極2的界面有效地被擠出,使絕緣層7的一部分難以殘留在界面。如圖5(D)所示,通過在加壓加工后以與銅板虹粘接的狀態(tài)冷卻絕緣層7進(jìn)行膜收縮,銅板4x以各突起部如作為支點并以凹狀彎曲,突起部如間的絕緣層7形成為具有其膜厚從突起部如側(cè)向中央部逐漸變薄的凹狀的上表面。這樣,銅板4x沿著絕緣層7的表面,向半導(dǎo)體晶片30側(cè)彎曲為凹狀,其中布線區(qū)域恥的銅板虹的上表面比突起區(qū)域fe 的銅板4x的上表面更加凹陷。另外,在突起部如間的銅板4x(對應(yīng)于焊盤電極區(qū)域5c的部分)的凹陷量Hl為約25μπι。另外,雖然通過在冷卻前進(jìn)行樹脂的完全固化使得成為基點的突起部處于不活動的狀態(tài),但是此時,例如通過在240°C下進(jìn)行2小時壓接加熱,冷卻中也進(jìn)行加壓并返回到室溫,也能夠?qū)崿F(xiàn)使突起部處于不活動的狀態(tài)。然后,如圖6㈧所示,通過利用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)來加工銅板4x,并形成再布線圖案4。該再布線圖案4具有設(shè)置有突起部如的突起區(qū)域fe和與突起區(qū)域fe連接并延伸的布線區(qū)域恥。另外,布線區(qū)域恥中的再布線圖案4直接反映之前的銅板虹的凹狀的上表面,并且相比突起區(qū)域fe中的再布線圖案4,更向半導(dǎo)體晶片30側(cè)凹陷。如圖6(B)所示,將阻焊層8形成為使其在再布線圖案4的焊盤電極區(qū)域5c具有開口部,并且覆蓋絕緣層7和再布線圖案4。該阻焊層8具有作為再布線圖案4的保護(hù)膜的功能。阻焊層8采用環(huán)氧樹脂等,其膜厚為例如約40 μ m。然后,采用焊料印刷法,在再布線圖案4的焊盤電極區(qū)域5c形成具有作為外部連接端子功能的外部連接電極(焊料球)9。 具體地,利用印網(wǎng)掩模,在所希望的位置印刷將樹脂和焊料做成膏狀的焊料膏,并且通過加熱至焊料熔融溫度來形成外部連接電極9。如圖6(C)所示,通過沿著劃分多個半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10(半導(dǎo)體基板1)的劃線10a,從半導(dǎo)體晶片30的背面(下面?zhèn)?切割半導(dǎo)體晶片30,使半導(dǎo)體模塊成為單片半導(dǎo)體模塊。此后,通過對已單片化的半導(dǎo)體模塊進(jìn)行利用藥劑的清潔處理,去除切割時產(chǎn)生的殘渣等。利用這些工序,制造先前的圖1所示的第一實施方式的半導(dǎo)體模塊。接著,下面說明由本實施方式的半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)所帶來的效果。根據(jù)用于確認(rèn)向本實施方式的突起部的應(yīng)力緩和效果而進(jìn)行的熱模擬結(jié)果,相比于在再布線圖案中沒有凹陷的現(xiàn)有技術(shù)的例子(布線區(qū)域中的再布線圖案與半導(dǎo)體晶片平行)中施加在突起部的剝離方向(從半導(dǎo)體晶片離開的方向)的應(yīng)力為約456MPa,在再布線圖案中設(shè)置凹陷的實施例(布線區(qū)域中的再布線圖案比突起區(qū)域中的再布線圖案向半導(dǎo)體晶片側(cè)更加凹陷)中其應(yīng)力卻約為434MPa。即,通過加工為本實施方式的結(jié)構(gòu),施加在突起部的應(yīng)力可以緩和約5%。這是因為,當(dāng)半導(dǎo)體模塊工作時所產(chǎn)生的熱使突起部變?yōu)榛c并使布線區(qū)域的再布線圖案發(fā)生熱膨脹時,在布線區(qū)域的再布線圖案中產(chǎn)生具有與半導(dǎo)體晶片表面平行的平行成分和向下的垂直成分的力矩,產(chǎn)生這種力矩的布線區(qū)域的再布線圖案通過突起區(qū)域的再布線圖案與突起部連接,對突起部作用與布線區(qū)域的再布線圖案的力矩相對應(yīng)的力矩。另外,在熱模擬中,將半導(dǎo)體晶片上的絕緣層膜厚為35 μ m,再布線圖案厚度為20 μ m,并且將與再布線圖案一體地設(shè)置的突起部設(shè)為直徑為35 μ m的圓柱狀,計算出將半導(dǎo)體晶片的溫度從25°C升高至125°C (相當(dāng)于電路工作時)時施加在突起部與半導(dǎo)體基板的界面的應(yīng)力。根據(jù)該第一實施方式的半導(dǎo)體模塊及其制造方法,能夠獲得如下所述的效果。(1)通過將布線區(qū)域恥的再布線圖案4形成為比突起區(qū)域fe的再布線圖案4更向半導(dǎo)體晶片30側(cè)凹陷,當(dāng)半導(dǎo)體模塊工作時所產(chǎn)生的熱使位于突起區(qū)域fe的突起部如成為基點而使布線區(qū)域恥的再布線圖案4發(fā)生熱膨脹時,在布線區(qū)域恥的再布線圖案4 產(chǎn)生具有與半導(dǎo)體晶片30的表面平行的平行成分和向下的垂直成分的力矩。并且,由于產(chǎn)生這種力矩的布線區(qū)域恥的再布線圖案4,通過突起區(qū)域fe的再布線圖案4與突起部如連接,所以對突起部4a作用與布線區(qū)域恥的再布線圖案4的力矩相對應(yīng)的力矩。因此,當(dāng)在半導(dǎo)體模塊中產(chǎn)生熱應(yīng)力時,由于借助于這種力矩(向下的力矩)能夠緩和施加在突起部如的剝離方向(從基板引開的方向)的應(yīng)力,因此可以提高半導(dǎo)體模塊中的電極2和突起部如之間的連接可靠性(耐熱可靠性)。(2)由于通過將突起部如間的絕緣層7形成為具有凹狀上表面,突起部如間的再布線圖案4(特別是位于絕緣層7的凹狀的底部附近的再布線圖案4)和半導(dǎo)體晶片30之間的距離(上下方向的間隔)比突起部如間的絕緣層7的上表面不是凹形狀時(例如與半導(dǎo)體晶片30平行的時候)變短,所以將來自半導(dǎo)體晶片30的熱容易傳導(dǎo)至再布線圖案 4,可以提高半導(dǎo)體模塊的散熱性。(3)由于將在突起部如間設(shè)置的銅板虹以凹狀向半導(dǎo)體晶片側(cè)彎曲而形成之后, 對該銅板4x進(jìn)行構(gòu)圖并形成再布線圖案4,所以當(dāng)半導(dǎo)體模塊工作時所產(chǎn)生的熱使突起部如成為基點而使布線區(qū)域恥的再布線圖案4發(fā)生熱膨脹時,能夠在布線區(qū)域恥的再布線圖案4產(chǎn)生具有與半導(dǎo)體晶片30表面平行的平行成分和向下的垂直成分的力矩。并且,由于產(chǎn)生這種力矩的布線區(qū)域恥的再布線圖案4,通過突起區(qū)域fe的再布線圖案4與突起部 4a連接,所以可以對突起部如作用與布線區(qū)域恥的再布線圖案4的力矩相對應(yīng)的力矩。 因此,能夠制造當(dāng)在半導(dǎo)體模塊中產(chǎn)生熱應(yīng)力時,可緩和施加在突起部如的剝離方向(從半導(dǎo)體晶片30離開的方向)的應(yīng)力,提高電極2和突起部如之間的連接可靠性(耐熱可靠性)的半導(dǎo)體模塊。(4)由于當(dāng)經(jīng)由絕緣層7壓接銅板虹和半導(dǎo)體晶片30時,無需追加新裝置就能夠以凹狀使銅板4x彎曲,所以能夠以低成本制造出容易使通過蝕刻銅板虹而形成的再布線圖案4(特別是布線區(qū)域恥的再布線圖案4)成為凹狀,可以緩和施加在與該再布線圖案4 相連接的突起部如的剝離方向的應(yīng)力的半導(dǎo)體模塊。(5)由于在單片化半導(dǎo)體模塊前的半導(dǎo)體晶片30的狀態(tài)下,一并形成具有突起部如的再布線圖案4,所以與在每個半導(dǎo)體模塊中單獨地形成再布線圖案4等情況相比,可以降低半導(dǎo)體模塊的制造成本。(6)由于通過在再布線圖案4 一體地設(shè)置突起部4a,使得從半導(dǎo)體基板1的電極 2直至外部連接電極9的路徑上不存在不同材料間的連接部(界面),所以由于電路工作時的溫度變化等,即便在突起部如和再布線圖案4之間作用熱應(yīng)力,斷線等的可能性也會減少。因此,可以抑制因半導(dǎo)體模塊的熱應(yīng)力而導(dǎo)致連接可靠性的下降。第二實施方式圖7是用于說明本發(fā)明的第二實施方式的半導(dǎo)體模塊的剖面圖。與第一實施方式不同之處在于,在再布線圖案4的焊盤電極區(qū)域5c中,在和表面S2相反側(cè)的面上設(shè)置與再布線圖案4 一體的凸?fàn)畹慕泳€柱部如,該接線柱部如的上表面從阻焊層8露出,在其露出表面形成外部連接電極9。除此之外,與之前的第一實施方式相同。制造方法圖8和圖9是用于說明第二實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖。首先,制備經(jīng)上述圖4(D)所示的工序為止而形成的具有突起部如的銅板4y。該銅板4y與第一實施方式中的銅板虹不同,處于沒有對銅板進(jìn)行薄膜化的狀態(tài)。然后,如圖 8(A)所示,在半導(dǎo)體晶片30的表面Sl (上面?zhèn)?配置絕緣層7,使其夾持在半導(dǎo)體晶片30 和具有突起部如的銅板4y之間。如圖8(B)所示,通過在如上所述地夾持的狀態(tài)下采用加壓裝置進(jìn)行加壓成型,來使半導(dǎo)體晶片30、絕緣層7及銅板4y實現(xiàn)一體化。加壓加工條件可采用與第一實施方式相同的條件。如圖8(C)所示,通過在加壓加工后與銅板4y粘接的狀態(tài)下冷卻絕緣層7進(jìn)行膜收縮,使銅板4y以各突起部如作為支點彎曲為凹狀,形成突起部如間的絕緣層7,其具有膜厚從突起部如側(cè)向中央部逐漸變薄的凹狀的上表面。因此,銅板4y沿著絕緣層7的表面其上表面以凹狀彎曲的同時,對應(yīng)于布線區(qū)域恥的銅板4y的上表面處于比對應(yīng)于突起區(qū)域fe的銅板4y的上表面更加凹陷的狀態(tài)。另外,突起部如間的銅板4y (對應(yīng)于焊盤電極區(qū)域5c的部分)的凹陷量Hl為例如約25 μ m。如圖8(D)所示,利用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)來加工銅板4y,并在銅板4y的表面S2 的相反側(cè)的面上形成分離溝。由此,將銅板4y加工成薄膜化到規(guī)定厚度(相當(dāng)于再布線圖案4的厚度)的銅板虹,在該銅板虹中一體地形成接線柱部如,該接線柱部如在表面S2 的相反側(cè)的面的焊盤電極區(qū)域5c具有規(guī)定的圓錐臺圖案。然后,如圖9 (A)所示,通過利用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)來加工銅板4x,并對再布線圖案4進(jìn)行構(gòu)圖。該再布線圖案4與第一實施方式相同,由設(shè)置有突起部如的突起區(qū)域fe 和與該突起區(qū)域如連接并延伸的布線區(qū)域恥構(gòu)成。反映之前的銅板4x的凹狀上表面的、 位于布線區(qū)域恥的再布線圖案4相比于突起區(qū)域fe的再布線圖案4,處于更向半導(dǎo)體晶片30側(cè)凹陷的狀態(tài)。另外,在焊盤電極區(qū)域5c的再布線圖案4上一體地形成有凸?fàn)畹慕泳€柱部4c。如圖9(B)所示,將阻焊層8形成為,對阻焊層8進(jìn)行層壓并利用光刻法使再布線圖案4的接線柱部如露出,并且覆蓋半導(dǎo)體晶片30上的絕緣層7和再布線圖案4。然后, 利用焊料印刷法,在再布線圖案4的接線柱部如的露出表面形成外部連接電極9。如圖9(C)所示,通過沿著劃分多個半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10的劃線10a,從半導(dǎo)體晶片30的背面(下面?zhèn)?切割半導(dǎo)體晶片30,將具有與半導(dǎo)體基板1相同外形尺寸的半導(dǎo)體模塊進(jìn)行單片化。此后,通過利用藥劑清潔處理已單片化的半導(dǎo)體模塊,去除切割時所產(chǎn)生的殘渣。利用這些工序,可以制造上述圖7所示的第二實施方式的半導(dǎo)體模塊。根據(jù)該第二實施方式的半導(dǎo)體模塊及其制造方法,除上述(1) (6)的效果外,還可以獲得以下效果。(7)由于通過在再布線圖案4上設(shè)置凸?fàn)畹慕泳€柱部如,這些突出的接線柱部如
11相應(yīng)于在橫向方向作用的應(yīng)力而發(fā)生變形,所以可以降低作用于與接線柱4c連接設(shè)置的外部連接電極9的熱應(yīng)力,提高外部連接電極9的連接可靠性。(8)由于通過在再布線圖案4上各自一體地設(shè)置突起部如和接線柱部如,在從半導(dǎo)體基板1的電極2直至外部連接電極9的路徑上不存在不同材料間的連接部(界面),所以由于電路工作時的溫度變化,即使在突起部如和再布線圖案4之間或者在再布線圖案4 和接線柱部4c之間作用熱應(yīng)力,斷線等的擔(dān)心也會減少。因此,能夠抑制因半導(dǎo)體模塊的熱應(yīng)力而導(dǎo)致的連接可靠性的下降。(9)由于利用蝕刻處理,由一枚銅板如可以形成從半導(dǎo)體基板1的電極2直至外部連接電極9的路徑,所以能夠簡化基于CSP的半導(dǎo)體模塊的制造過程。還可以降低半導(dǎo)體模塊的制造成本。第三實施方式圖10是用于說明第三實施方式的具有突起部的金屬板的形成方法的剖面圖,圖 11是用于說明第三實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖。第三實施方式的半導(dǎo)體模塊與第二實施方式結(jié)構(gòu)相同,與第二實施方式不同之處是其制造方法。具體地,預(yù)先在與表面S2相反側(cè)的面形成與銅板虹一體的凸?fàn)畹慕泳€柱部4c,通過將該銅板虹經(jīng)由絕緣層7 壓接在半導(dǎo)體晶片30上,來制造第二實施方式的半導(dǎo)體模塊。另外,接線柱部如是本發(fā)明的“接線柱部”的一個例子。首先,如圖10(A)所示,制備經(jīng)上述圖4(D)所示的工序為止而形成的具有突起部 4a的銅板4y。該銅板4y與第二實施方式中所采用的銅板相同。如圖10(B)所示,利用光刻技術(shù),在對應(yīng)于各半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10內(nèi)的焊盤電極區(qū)域5c的部分形成抗蝕劑掩模PR2。另外,在與設(shè)置有抗蝕劑掩模PR2的面相反側(cè)(表面S2)形成抗蝕劑保護(hù)膜(未圖示)來保護(hù)銅板4y。如圖10(C)所示,將抗蝕劑掩模PR2作為掩模,采用氯化鐵溶液等藥劑進(jìn)行濕法蝕刻處理,并在銅板4y的表面S2的相反側(cè)的面形成分離溝。由此,將銅板4y加工成薄膜化到規(guī)定厚度(相當(dāng)于再布線圖案4的厚度)的銅板4x,在該銅板虹一體地形成接線柱部 4c,該接線柱部如在表面S2的相反側(cè)的面的焊盤電極區(qū)域5c具有規(guī)定的圓錐臺圖案。如圖I(KD)所示,去除抗蝕劑掩模PR2和抗蝕劑保護(hù)膜。由此,形成加工為規(guī)定厚度的、在表面S2 —體地設(shè)置規(guī)定的突起部如的同時,在表面S2的相反側(cè)的面的焊盤電極區(qū)域5c —體地設(shè)置規(guī)定的接線柱部如的銅板虹。另外制備具有如上制造的突起部如和接線柱部如的銅板虹,其在下面說明的第三實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程中加以采用。首先,如圖11 (A)所示,在半導(dǎo)體晶片30的表面Sl (上面?zhèn)?,在半導(dǎo)體晶片30和具有突起部如和接線柱部4c的銅板4y之間夾持絕緣層7。如圖Il(B)所示,通過在如上所述地夾持的狀態(tài)下使用加壓裝置進(jìn)行加壓成型, 來一體化地重疊半導(dǎo)體晶片30、絕緣層7及銅板虹。加壓加工條件采用與第一實施方式相同的條件。此時,通過對凸?fàn)畹慕泳€柱部4c施加的壓力,對應(yīng)的突起部如間的銅板虹形成為凹陷的狀態(tài)。并且,通過冷卻絕緣層7使其收縮,使銅板虹以各突起部如作為支點進(jìn)一步彎曲,如圖Il(C)所示,突起部如間的絕緣層7被形成為具有其膜厚從突起部如側(cè)向其中央部逐漸變薄的凹狀的上表面。由此,銅板4x沿著絕緣層7的表面,其上表面彎曲為凹狀,將對應(yīng)于布線區(qū)域5b的銅板4x加工成使其處于比對應(yīng)于突起區(qū)域5a的銅板4x向半導(dǎo)體晶片30側(cè)更加凹陷的狀態(tài)。另外,突起部4a間的銅板4x(對應(yīng)于焊盤電極區(qū)域5c 的部分)的凹陷量H3為例如約30 μ m。在此之后,經(jīng)過上述圖9(A) 圖9(C)所示的工序可以制造第三實施方式的半導(dǎo)體模塊。根據(jù)該第三實施方式的半導(dǎo)體模塊及其制造方法,除上述(1) (9)的效果外,還可以獲得以下效果。(10)通過在與設(shè)置有突起部4a的表面S2相反側(cè)的面上,在未與突起部4a重疊的位置形成與銅板4x —體的凸?fàn)罱泳€柱部4c,當(dāng)經(jīng)由絕緣層7壓接銅板4x和半導(dǎo)體晶片30 時,除因絕緣層7的收縮產(chǎn)生變形的外,還可以通過施加在凸?fàn)罱泳€柱部4c的壓力,使突起部4a間的銅板4x以凹狀彎曲。由此,可以制造更加可靠地且更加容易控制地提高連接可靠性的半導(dǎo)體模塊第四實施方式圖12是用于說明本發(fā)明的第四實施方式的半導(dǎo)體模塊的剖面圖。第四實施方式的半導(dǎo)體模塊中的半導(dǎo)體基板1,利用公知的技術(shù)在其表面Sl (上面?zhèn)?形成規(guī)定的集成電路等半導(dǎo)體元件(未圖示),并在成為安裝表面的表面Si形成半導(dǎo)體元件的電極2。在半導(dǎo)體基板1的表面上的區(qū)域形成保護(hù)膜3,以便露出該電極2的規(guī)定區(qū)域(中央部分)。在半導(dǎo)體基板1上,形成覆蓋電極2和保護(hù)膜3的絕緣層7,并且形成貫通該絕緣層7與電極2的露出面連接的多個突起部4a以及在表面S2側(cè)(下面?zhèn)?一體地設(shè)置有這些突起部4a的再布線圖案4。該再布線圖案4具有設(shè)置有突起部4a的突起區(qū)域5al(5a2)和與它們連接并延伸的布線區(qū)域5bl (5b2)。在此,形成在突起部4a間具有凹狀的上表面的絕緣層7,例如,沿著其上表面形成布線區(qū)域5bl的再布線圖案4。因此,布線區(qū)域5bl的再布線圖案4處于比突起區(qū)域5al (5a2)的再布線圖案4更向半導(dǎo)體基板1 側(cè)凹陷的狀態(tài)。該凹陷量H4為例如約20 μ m。然后,在再布線圖案4中,在與表面S2相反側(cè)(上面?zhèn)?的規(guī)定區(qū)域設(shè)置外部連接電極(未圖示),除此之外的區(qū)域由阻焊層8覆蓋。 再有,利用與第一實施方式相同的制造方法能夠容易地制造這種半導(dǎo)體模塊。根據(jù)該第四實施方式的半導(dǎo)體模塊及其制造方法,可以享受至少與第一實施方式相同的效果。第五實施方式圖13是用于說明第五實施方式的具有突起部的金屬板的形成方法的剖面圖,圖 14是用于說明第五實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖。第五實施方式中的半導(dǎo)體模塊與第一實施方式相比其結(jié)構(gòu)相同,與第一實施方式不同之處在于其制造方法。下面,說明具有突起部的金屬板(一體地設(shè)置有突起部4a的銅板4x)的形成方法。首先,如圖13(A)所示,制備經(jīng)上述圖4(D)所示的工序為止而形成的具有突起部 4a的銅板4y。該銅板4y與第一實施方式所采用的銅板相同。然后,如圖13(B)所示,利用光刻技術(shù),在各半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10內(nèi)的、含有突起部4a的再布線圖案形成區(qū)域形成抗蝕劑掩模PR3。另外,在與設(shè)置有抗蝕劑掩模PR3的面相反側(cè)(表面S2)形成抗蝕劑保護(hù)膜(未圖示)來保護(hù)銅板4y。
然后,如圖13(C)所示,將抗蝕劑掩模PR3作為掩模,采用氯化鐵溶液等藥劑進(jìn)行濕法蝕刻處理,并在銅板4y的表面S2的相反側(cè)的面上,對除再布線圖案形成區(qū)域外的區(qū)域進(jìn)行半蝕刻。由此,在銅板4y的表面S2的相反側(cè)的面形成將再布線圖案形成區(qū)域作為凸部50的凹凸。該凹凸的高低差優(yōu)選與后述的相當(dāng)于再布線圖案4的厚度相等。然后,如圖13⑶所示,去除抗蝕劑掩模PR3和抗蝕劑保護(hù)膜。由此,形成加工為規(guī)定的厚度的、在表面S2 —體地設(shè)置有規(guī)定的突起部4a的同時,在表面S2的相反側(cè)的面設(shè)置有使再布線圖案M 形成區(qū)域成為凸部50的凹凸銅板4x。另外制備具有如上述制造的突起部4a和凸部50的銅板4x,其在下面說明的第五實施方式中半導(dǎo)體模塊的制造過程中加以采用。首先,如圖14 (A)所示,在半導(dǎo)體晶片30的表面Sl (上面?zhèn)?,在半導(dǎo)體晶片30和具有突起部4a及凸部50的銅板4x之間夾持絕緣層7。如圖14(B)所示,通過在如上所述地夾持的狀態(tài)下使用加壓裝置進(jìn)行加壓成型, 來一體化地重疊半導(dǎo)體晶片30、絕緣層7及銅板4x。加壓加工條件采用與第一實施方式相同的條件。此時,通過施加在凸部50的壓力,將對應(yīng)的突起部4a間的銅板4x形成為凹陷的狀態(tài)。在本實施方式中,由于加壓加工時膜厚變薄的凹部52容易擠入絕緣層7,所以銅板 4y以各突起部4a作為支點更加容易彎曲。并且,通過冷卻絕緣層7使其收縮,使銅板4x以突起部4a作為支點進(jìn)一步彎曲,如圖14(C)所示,形成突起部4a間的絕緣層7,該絕緣層7 具有其膜厚從突起部4a側(cè)向其中央部逐漸變薄的凹狀的上表面。因此,銅板4x沿著絕緣層7的表面,其上表面彎曲成凹狀,將對應(yīng)于布線區(qū)域5b的銅板4x加工成使其處于比對應(yīng)于突起區(qū)域5a的銅板4x更向半導(dǎo)體晶片30側(cè)凹陷狀態(tài)。然后,如圖15所示,通過對與銅板4y的表面S2相反側(cè)的面進(jìn)行蝕刻,形成再布線圖案4。在此之后,經(jīng)過上述圖6 (B) 圖6(C)所示的工序,可以制造第五實施方式中的半導(dǎo)體模塊。根據(jù)該第五實施方式的半導(dǎo)體模塊及其制造方法,除與第一實施方式相同的效果夕卜,還可以獲得以下效果。(11)當(dāng)通過加壓加工使半導(dǎo)體晶片30、絕緣層7及銅板4x成為一體時,由于膜厚變薄的凹部52容易擠入絕緣層7,所以銅板4y將各突起部4a作為支點更加容易彎曲。第六實施方式圖16是用于說明本發(fā)明的第六實施方式的半導(dǎo)體模塊的剖面圖。本實施方式的半導(dǎo)體模塊的基本結(jié)構(gòu)與第一實施方式相同。與第一實施方式不同之處在于,對應(yīng)于外部連接電極9的位置,在再布線圖案4的表面S2側(cè)設(shè)置有虛擬突起部60。該虛擬突起部60 的頂部表面與在半導(dǎo)體基板1設(shè)置的電極2不連接,而與保護(hù)膜接觸。即,虛擬突起部60 是以與半導(dǎo)體基板1不進(jìn)行電連接的狀態(tài)由所述半導(dǎo)體基板1支持的突起部。下面,說明具有突起部和虛擬突起部的金屬板(一體地設(shè)置有突起部4a和虛擬突起部60的銅板4x)的形成方法。圖17(A) (E)是用于說明具有突起部和虛擬突起部的金屬板的形成方法的剖面圖。首先,如圖17(A)所示,制備銅板4z,該銅板4z的厚度至少比突起部4a的高度和再布線圖案4的厚度之和更大。銅板4z的厚度為約100 μ m。另外,作為銅板4z,可采用由軋制的銅構(gòu)成的軋制金屬。然后,如圖17(B)所示,利用光刻技術(shù),在各半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10內(nèi)的突起部形成區(qū)域和虛擬突起部形成區(qū)域,分別形成抗蝕劑掩模PRl和抗蝕劑掩模PRl'。在此,突起部形成區(qū)域的排列對應(yīng)于由多個劃線IOa劃分為多個半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10的半導(dǎo)體晶片30中的半導(dǎo)體基板1的各電極2的位置。另外,在本實施方式中的抗蝕劑掩模rai '的排列對應(yīng)于外部連接電極9的位置??刮g劑掩模rai'的直徑比抗蝕劑掩模PRl的直徑小。 例如,抗蝕劑掩模PRl的直徑為Φ 100 μ m,抗蝕劑掩模PRl ‘的直徑為Φ 50 μ m。另外,在與設(shè)置有抗蝕劑掩模PRl的面相反側(cè)(上面?zhèn)?的整個面形成保護(hù)膜(未圖示)來保護(hù)銅板 4z0然后,圖17(c)所示,將抗蝕劑掩模rai和抗蝕劑掩模rai'作為掩模,采用氯化鐵溶液等藥劑進(jìn)行濕法蝕刻處理,并形成從銅板4y的表面S2突出的規(guī)定圓錐臺圖案的突起部4a和虛擬突起部60。虛擬突起部60的高度低于突起部4a的高度。這樣的虛擬突起部 60,可以通過將抗蝕劑掩模PRl和抗蝕劑掩模PRl ‘作為掩模,對銅板4y的表面S2進(jìn)行蝕亥IJ,并且進(jìn)一步實施過蝕刻來形成。然后,如圖17(D)所示,去除抗蝕劑掩模PRl和抗蝕劑保護(hù)膜。由此,在銅板4y的表面S2 —體地形成突起部4a和虛擬突起部60。另外,代替抗蝕劑掩模PRl和抗蝕劑掩模 PRl',也可以采用銀(Ag)等金屬掩模。在這種情況下,由于可以充分確保與銅板4z的蝕刻選擇比,能夠?qū)崿F(xiàn)突起部4a和虛擬突起部60的圖案的進(jìn)一步微細(xì)化。然后,如圖17(E)所示,通過采用氯化鐵溶液等藥劑的濕法蝕刻處理等,從表面S2 的相反側(cè)對整個銅板4y進(jìn)行蝕刻,由此使銅板4y達(dá)到薄膜化。此時,在表面S2形成抗蝕劑保護(hù)膜(未圖示)來保護(hù)突起部4a、虛擬突起部60及銅板4y,并在蝕刻處理后去除抗蝕劑保護(hù)膜。由此,形成加工為規(guī)定厚度(再布線圖案4的厚度)的、在表面S2—體地設(shè)置規(guī)定的突起部4a和虛擬突起部60的銅板4x。另外,銅板4x是本發(fā)明的“金屬板”的一個例子。另外制備具有如上述制造的突起部4a和虛擬突起部60的銅板4x,其在下面說明的第六實施方式中的半導(dǎo)體模塊的制造過程中加以采用。圖18和圖19是用于說明第六實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的剖面圖。首先,如圖18(A)所示,預(yù)先制備在表面Sl (上面?zhèn)?形成具有電極2和保護(hù)膜 3的半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10的半導(dǎo)體晶片30。另外,半導(dǎo)體晶片30與第一實施方式的圖 5(A)所示的結(jié)構(gòu)相同。然后,如圖18(B)所示,在半導(dǎo)體晶片30上(表面Sl側(cè))配置絕緣層7,使其夾持在半導(dǎo)體晶片30和一體地形成有突起部4a和虛擬突起部60的銅板4x之間。該絕緣層 7的厚度與突起部4a的高度相等,為約35 μ m。另外,具有突起部4a的銅板4x的形成方法如同上述。如圖18(C)所示,通過在如上所述地夾持絕緣層7的狀態(tài)下使用加壓裝置進(jìn)行加壓成型,使半導(dǎo)體晶片30、絕緣層7及銅板4x達(dá)到一體化。加壓加工時的壓力和溫度分別約為5MPa和200°C。通過該加壓加工,絕緣層7的黏度下降,并產(chǎn)生塑性流動。由此,突起部4a貫通絕緣層7,突起部4a和電極2電連接。另外,由于突起部4a具有越靠近其前端部 4al直徑越變細(xì)的側(cè)面部4a2,所以突起部4a可以平滑地貫通絕緣層7。其結(jié)果,從突起部4a和電極2之間的界面有效地擠出絕緣層7,使絕緣層7的一部分很難殘留在界面。另一方面,由于虛擬突起部60的高度比突起部4a的高度低,所以處于嵌入絕緣層7的狀態(tài),絕緣層7介于虛擬突起部60的頂部表面和保護(hù)膜3之間。如圖18⑶所示,通過在加壓加工后與銅板4x粘接的狀態(tài)下冷卻絕緣層7進(jìn)行膜收縮,使銅板4x以各突起部4a作為支點彎曲為凹狀,并使突起部4a間的絕緣層7形成為具有凹狀的上表面,該上表面的膜厚從突起部4a側(cè)向中央部逐漸變薄。這樣,銅板4x沿著絕緣層7的表面向半導(dǎo)體晶片30側(cè)彎曲成凹狀,布線區(qū)域5b的銅板4x的上表面處于比突起區(qū)域5a的銅板4x的上表面更加凹陷的狀態(tài)。由于銅板4x沿著絕緣層7的表面,向半導(dǎo)體晶片30側(cè)彎曲成凹狀,所以虛擬突起部60的前端部與保護(hù)膜3接觸。其結(jié)果,以凹狀彎曲的銅板4x由虛擬突起部60來支持。因此,由于根據(jù)虛擬突起部60的高度決定銅板4x和保護(hù)膜3之間的距離,因此可以利用虛擬突起部60來調(diào)整銅板4x的凹狀或彎曲程度。另外, 雖然通過在冷卻前進(jìn)行樹脂的完全固化來使成為基點的突起部處于不活動的狀態(tài),但是此時,例如通過在240°C下壓接加熱2小時,在冷卻中進(jìn)行加壓并返回到室溫,也能夠?qū)崿F(xiàn)使突起部處于不活動的狀態(tài)。
然后,如圖19(A)所示,通過利用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)加工銅板4x,并形成再布線圖案4。該再布線圖案4具有設(shè)置有突起部4a的突起區(qū)域5a和與該突起區(qū)域5a連接并延伸的布線區(qū)域5b。另外,布線區(qū)域5b的再布線圖案4做成仍舊反映前面的銅板4x的凹狀的上表面,并使其處于比布線區(qū)域5a的再布線圖案4更向半導(dǎo)體晶片30側(cè)凹陷的狀態(tài)。 另外,虛擬突起部60對應(yīng)于與電極2的位置不同的位置突出來。在本實施方式中,虛擬突起部60設(shè)置在對應(yīng)于焊盤電極區(qū)域5c的位置。另外,在本實施方式中,虛擬突起部60設(shè)置在與突起部4a相反側(cè)的再布線圖案4的端部。如圖19(B)所示,將阻焊層8形成為在再布線圖案4的焊盤電極區(qū)域5c具有開口部,并覆蓋絕緣層7和再布線圖案4。該阻焊層8具有作為再布線圖案4的保護(hù)膜的功能。 阻焊層8采用環(huán)氧樹脂等,其膜厚為例如約40 μ m。然后,利用焊料印刷法,在再布線圖案 4的焊盤電極區(qū)域5c形成具有作為外部連接端子功能的外部連接電極(焊料球)9。具體地,利用印網(wǎng)掩模,在所希望的位置印刷將樹脂和焊料做成膏狀的焊料膏,并通過加熱到焊料熔融溫度來形成外部連接電極9。S卩,在焊盤電極區(qū)域5c,在再布線圖案4的表面S2形成虛擬突起部60,在再布線圖案4的表面S2的相對側(cè)形成外部連接電極9。然后,如圖19 (C)所示,通過沿著劃分多個半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域10 (半導(dǎo)體基板1) 的劃線10a,從半導(dǎo)體晶片30的背面(下面?zhèn)?切割半導(dǎo)體晶片30來將半導(dǎo)體模塊實現(xiàn)單片化。此后,通過利用藥劑對已單片化的半導(dǎo)體模塊進(jìn)行清潔處理,去除切割時產(chǎn)生的殘渣寸。利用這些工序,可以制造前面的圖16所示的第六實施方式的半導(dǎo)體模塊。根據(jù)該第六實施方式的半導(dǎo)體模塊及其制造方法,除與第一實施方式相同的效果夕卜,還可以獲得以下效果。(12)當(dāng)進(jìn)行加壓加工時,由于在銅板4x的表面S2側(cè)設(shè)置的虛擬突起部60的頂部表面與保護(hù)膜3接觸,所以以凹狀彎曲的銅板4x由虛擬突起部60支持。因此,由于根據(jù)虛擬突起部60的高度來決定銅板4x和保護(hù)膜3之間的距離,所以可以利用虛擬突起部60來調(diào)整銅板4x的凹狀或彎曲程度。特別地,通過在與突起部4a相反側(cè)的再布線圖案4的端部設(shè)置虛擬突起部60,可以調(diào)整再布線圖案4的凹狀或彎曲程度。 (13)在焊盤電極區(qū)域5c,通過在再布線圖案4的表面S2形成虛擬突起部60,并在再布線圖案4的表面S2的相反側(cè)形成外部連接電極9,來達(dá)到外部連接電極9由突起部60 支持。因此,很難產(chǎn)生外部連接電極9的上下方向的位置的偏移,提高將外部連接電極9連接到安裝基板等時的連接可靠性。(14)通過設(shè)置從再布線圖案4向絕緣層7內(nèi)突出的第二導(dǎo)體部4b,將半導(dǎo)體基板 1所產(chǎn)生的熱經(jīng)由第二導(dǎo)體部4b傳導(dǎo)至再布線圖案4。因此,與現(xiàn)有的未設(shè)置有第二導(dǎo)體部4b的情況相比,可以減少將來自半導(dǎo)體基板1的熱向再布線圖案4釋放時的熱電阻,提高作為半導(dǎo)體模塊的散熱性。其結(jié)果,由于能夠抑制半導(dǎo)體模塊的溫度上升,并減少再布線圖案4和絕緣層7之間的熱應(yīng)力,所以可以防止再布線圖案4從絕緣層7剝離。另外,本發(fā)明并不限于以上說明的各個實施方式,根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識,可以追加各種設(shè)計變更等的變形,增加了這樣的變形的實施方式也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。 例如,也可以適當(dāng)?shù)亟M合各實施方式的結(jié)構(gòu)。在上述第一實施方式中,示出了為進(jìn)一步加寬半導(dǎo)體基板1的電極2的間隔,使突起部4a埋入絕緣層7,層疊銅板4x、絕緣層7及半導(dǎo)體基板1以形成再布線圖案4的例子, 本發(fā)明不限于此,例如,也可以采用具有突起部的銅板,反復(fù)形成并多層化由規(guī)定圖案構(gòu)成的布線層。據(jù)此,不僅可以進(jìn)一步簡化多層布線的構(gòu)造,還可以提高多層布線內(nèi)的各突起部的連接可靠性(耐熱可靠性)。在上述第二實施方式中,雖然示出了在由銅構(gòu)成的再布線圖案4的接線柱部4c的露出面設(shè)置外部連接電極9的例子,但本發(fā)明不限于此,例如,也可以在接線柱部4c的露出面,采用選擇電鍍方法形成鍍金層(電解Au/Ni鍍膜)之后形成外部連接電極9。通過該方法,可以提高接線柱部和外部連接電極之間的連接可靠性。在上述第四實施方式中,雖然示出了設(shè)置多個與構(gòu)成半導(dǎo)體元件的集成電路連接的電極2以及與電極2連接的突起部4a,使連接這些突起部4a間的再布線圖案4(布線區(qū)域5bl)向半導(dǎo)體基板1側(cè)凹陷的例子,但本發(fā)明不限于此,例如,也可以在電極2的一端采用與集成電路不連接的虛擬電極,使虛擬電極上的突起部和電極2上的突起部之間的再布線圖案凹陷。另外,也可以在突起部4a的一端采用與電極2不連接的虛擬突起部,使虛擬突起部和突起部之間的再布線圖案的上表面凹陷。在這種情況下,也可以享受上述效果。特別地,在設(shè)置虛擬突起部時,由于有關(guān)配置突起部的設(shè)計自由度提高,所以可以更加容易地控制再布線圖案4的上表面的凹陷量H4。在上述第六實施方式中,為了形成比突起部4a的高度低的虛擬突起部60而實施了過蝕刻,但本發(fā)明不限于此,例如,也可以在選擇地去除抗蝕劑掩模PR1、殘留抗蝕劑掩模 PRl'的狀態(tài)下,在突起部4a的頂部表面形成鍍膜(例如,膜厚5 μ m)。由此,可以使虛擬突起部60的高度比突起部4a的高度低。在上述實施方式中,雖然示出了按圓錐臺形成并與銅板一體地設(shè)置的突起部越靠近其前端部直徑(尺寸)越變細(xì)的例子,但本發(fā)明不限于此,例如,也可以是具有規(guī)定直徑的圓柱狀突起部。另外,雖然作為突起部采用圓錐臺的結(jié)構(gòu),但也可以為四邊形等多邊形。 在這種情況下,也可以緩和施加在突起部的剝離方向的應(yīng)力,提高半導(dǎo)體基板的電極和突起部之間的連接可靠性(耐熱可靠性)。
在上述實施方式中,雖然示出了在隔著絕緣層壓接銅板和半導(dǎo)體晶片的工序中, 采用平面的膜厚均勻的絕緣層的例子,但本發(fā)明不限于此,例如,也可以在對應(yīng)于欲使再布線圖案凹陷的區(qū)域的部分絕緣層,利用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)預(yù)先形成凹部,經(jīng)由具有這種凹部的絕緣層壓接銅板和半導(dǎo)體晶片。第七實施方式 圖20是本發(fā)明的第七實施方式的半導(dǎo)體模塊的示意剖面圖。在第七實施方式的半導(dǎo)體模塊的半導(dǎo)體基板1中,作為基體材料采用P型硅基板 la,并利用公知的技術(shù)在其內(nèi)部形成規(guī)定的電路等半導(dǎo)體元件2。然后,在P型硅基板Ia的表面S形成與半導(dǎo)體元件(例如,LSI元件)2電連接的電極2a以及未與半導(dǎo)體元件2電連接的虛擬電極2b。并且,在P型硅基板Ia上設(shè)置用于保護(hù)半導(dǎo)體元件2的保護(hù)膜3。另夕卜,作為電極2a和虛擬電極2b的材料采用鋁(Al)或銅(Cu)等金屬,作為保護(hù)膜3采用氧化硅(Si02)或氮化硅(SiN)等絕緣膜。在電極2a和虛擬電極2b上形成絕緣層7,在該絕緣層7上形成具有規(guī)定圖案的再布線圖案4。然后,在該再布線圖案4形成第一導(dǎo)體部4a,該第一導(dǎo)體部4a與再布線圖案 4 一體地形成的同時,貫通絕緣層7與電極2a連接。并且,在與第一導(dǎo)體部4a突出的面相同一側(cè),一體地設(shè)置貫通絕緣層7與虛擬電極2b連接的第二導(dǎo)體部4b。在再布線圖案4的上表面(與第一導(dǎo)體部4a和第二導(dǎo)體部4b突出的面相反側(cè)的面)側(cè),在與第二導(dǎo)體部4b重疊的位置設(shè)置外部連接電極(焊料球)9。然后,將阻焊層8 設(shè)置為覆蓋半導(dǎo)體基板1上的絕緣層7和再布線圖案4,外部連接電極9從該阻焊層8的上方突出并露出。另外,半導(dǎo)體基板1是本發(fā)明的“基板”,半導(dǎo)體元件2是本發(fā)明的“半導(dǎo)體元件”, 電極2a是本發(fā)明的“第一電極”,虛擬電極2b是本發(fā)明的“第二電極”,第一導(dǎo)體部4a是本發(fā)明的“第一導(dǎo)體部”,第二導(dǎo)體部4b是本發(fā)明的“第二電極”,絕緣層7是本發(fā)明的“絕緣層”,再布線圖案4是本發(fā)明的“布線層”,外部連接電極9是本發(fā)明的“外部電極”的一個例子。制造方法圖21是用于說明具有各導(dǎo)體部的銅板的形成方法的示意剖面圖。首先,如圖21(A)所示,制備導(dǎo)電體例如銅板4z,該導(dǎo)電體具有至少比第一導(dǎo)體部 4a(或第二導(dǎo)體部4b)的高度和再布線圖案4的厚度之和更大的厚度。銅板4z的厚度為約300μπι。另外,作為銅板4ζ,采用由軋制的銅構(gòu)成的軋制金屬。當(dāng)與由利用電鍍處理等形成的銅構(gòu)成的金屬膜比較時,由銅構(gòu)成的軋制金屬具有更強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度,作為再布線用材料更加優(yōu)越。如圖21 (B)所示,利用光刻技術(shù),在各半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域6內(nèi)的導(dǎo)體部形成區(qū)域形成抗蝕劑掩模PR。在此,導(dǎo)體部形成區(qū)域的排列對應(yīng)于半導(dǎo)體基板1的各個電極(電極 2a、虛擬電極2b)的位置。如圖21 (C)所示,將抗蝕劑掩模ra作為掩模,采用藥劑進(jìn)行濕法蝕刻處理,并加工銅板4z。由此,一并形成從銅板4y的下面?zhèn)韧怀鰜淼牡谝粚?dǎo)體部4a和第二導(dǎo)體部4b。此時,第一導(dǎo)體部4a被設(shè)置為圓錐臺形狀,其具體形狀為包括與半導(dǎo)體基板1的電極2a的接觸面平行的前端部4al以及越靠近其前端部4al直徑(尺寸)越變細(xì)的側(cè)面部4a2,去除圓錐臺的前端部,其斷面形狀成為臺形狀。第一導(dǎo)體部4a的高度為約35 μ m,第一導(dǎo)體部 4a的前端(前端部4al)的直徑和基面(與銅板的連接部)的直徑為分別約Φ 30 μ m和約 Φ 40 μ m。另外,在本實施方式中,以同樣方式加工第二導(dǎo)體部4b,將其加工成與第一導(dǎo)體部 4a相同的圓錐臺形狀。如圖21⑶所示,去除抗蝕劑掩模ra。由此,對于銅板4y的一側(cè)面(下面?zhèn)?,一體地形成第一導(dǎo)體部4a和第二導(dǎo)體部4b。如圖21(E)所示,通過采用藥劑進(jìn)行濕法蝕刻處理,并通過從上面?zhèn)?與各導(dǎo)體部突出的面相反側(cè)的面)對整個銅板4y進(jìn)行蝕刻,使銅板4y達(dá)到薄膜化。由此,形成加工為規(guī)定厚度(再布線圖案4的厚度)的、在一側(cè)面一體地設(shè)置規(guī)定的第一導(dǎo)體部4a和第二導(dǎo)體部4b的銅板4x。本實施方式的銅板4x的厚度為約20 μ m。另外,銅板4x是本發(fā)明的 “導(dǎo)體”的一個例子。另外制備如上述制造的具有第一導(dǎo)體部4a和第二導(dǎo)體部4b的銅板4x,其在下面說明的第七實施方式中的半導(dǎo)體模塊的制造過程中加以采用。圖22和圖23是用于說明第七實施方式的半導(dǎo)體模塊的制造過程的示意剖面圖。首先,如圖22 (A)所示,制備對于P型硅基板Ia設(shè)置有由劃線5劃分多個半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域6的半導(dǎo)體基板1。在半導(dǎo)體基板1的表面S側(cè),在每個半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域6 形成半導(dǎo)體元件2、電極2a、虛擬電極2b及保護(hù)膜3。另外,通過組合常規(guī)的光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)、離子注入技術(shù)、成膜技術(shù)及熱處理技術(shù)等半導(dǎo)體制造過程來制造這種半導(dǎo)體基板1。如圖22(B)所示,將絕緣層7配置為夾持在在半導(dǎo)體基板1和一體地形成有第一導(dǎo)體部4a和第二導(dǎo)體部4b的銅板4x之間。絕緣層7的厚度與第一導(dǎo)體部4a和第二導(dǎo)體部4b的高度相等,為約35 μ m。作為絕緣層7,優(yōu)選加壓時產(chǎn)生塑性流動的材料。作為這種材料,例如,可列舉環(huán)氧類熱固化型樹脂。另外,具有第一導(dǎo)體部4a和第二導(dǎo)體部4b的銅板4x的形成方法如同上述。如圖22(C)所示,通過在如上所述地夾持的狀態(tài)下使用加壓裝置進(jìn)行加壓成型, 使半導(dǎo)體基板1、絕緣層7及銅板4x達(dá)到一體化。加壓加工時的壓力和溫度為分別約5MPa 和200°C。通過該加壓加工,絕緣層7的黏度降低,并產(chǎn)生塑性流動。由此,第一導(dǎo)體部4a 可以貫通絕緣層7,使第一導(dǎo)體部4a和電極2a電連接。而且,將第二導(dǎo)體部4b形成為使其貫通絕緣層7,并與虛擬電極2b連接。另外,由于第一導(dǎo)體部4a具有越靠近其前端部4al 直徑(尺寸)越變細(xì)的側(cè)面部4a2,所以第一導(dǎo)體部4a可以平滑地貫通絕緣層7。其結(jié)果, 由于從第一導(dǎo)體部4a和電極2a的界面有效地擠出絕緣層7,所以絕緣層7的一部分很難殘留在界面。如圖22(D)所示,通過利用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)來加工銅板4x,并形成具有規(guī)定圖案的再布線圖案4。 然后,如圖23(A)所示,將阻焊層8形成為使其覆蓋在半導(dǎo)體基板1上設(shè)置的絕緣層7和再布線圖案4。該阻焊層8具有作為再布線圖案4的保護(hù)膜的功能。阻焊層8采用環(huán)氧樹脂等,其膜厚為例如約40 μ m。然后,對于阻焊層8,在再布線圖案4上的外部連接電極形成區(qū)域形成開口部8a。接著,采用焊料印刷法,在阻焊層8的開口部8a內(nèi)的再布線圖案4上形成具有作為外部連接端子功能的外部連接電極(焊料球)9。具體地,利用印網(wǎng)掩模,在所希望的位置印刷將樹脂和焊料做成膏狀的焊料膏,并通過加熱到焊料熔融溫度形成外部連接電極9。如圖23 (B)所示,通過沿著劃分多個半導(dǎo)體模塊形成區(qū)域6的劃線5進(jìn)行切割,使半導(dǎo)體基板1實現(xiàn)單片化。此后,通過利用藥劑進(jìn)行清潔處理,去除切割時發(fā)生的殘渣等。
利用這些工序,可以制造前面的圖20所示的第七實施方式的半導(dǎo)體模塊。根據(jù)該第七實施方式的半導(dǎo)體模塊及其制造方法,能夠獲得以下效果。(15)通過設(shè)置從再布線圖案4向絕緣層7內(nèi)突出的第二導(dǎo)體部4b,在增加再布線圖案4和絕緣層7之間的接觸面積的同時,利用第二導(dǎo)體部4b的錨固效應(yīng),提高再布線圖案4和絕緣層7的界面(接觸面)的粘接性。由此,可以防止半導(dǎo)體模塊工作時所產(chǎn)生的熱應(yīng)力使再布線圖案4從絕緣層7剝離。(16)通過設(shè)置從再布線圖案4向絕緣層7內(nèi)突出的第二導(dǎo)體部4b,將半導(dǎo)體基板 1所產(chǎn)生的熱經(jīng)由第二導(dǎo)體部4b傳導(dǎo)至再布線圖案4。因此,與現(xiàn)有的未設(shè)置有第二導(dǎo)體部4b的情況相比,可以減少將來自半導(dǎo)體基板1的熱向再布線圖案4釋放時的熱電阻,提高作為半導(dǎo)體模塊的散熱性。其結(jié)果,由于能夠抑制半導(dǎo)體模塊的溫度上升,并減少再布線圖案4和絕緣層7之間的熱應(yīng)力,所以可以防止再布線圖案4從絕緣層7剝離。(17)通過將第二導(dǎo)體部4b與半導(dǎo)體基板1連接,使工作時半導(dǎo)體基板1產(chǎn)生的熱,經(jīng)由第二導(dǎo)體部4b容易傳導(dǎo)到再布線圖案4。因此,可以更顯著地享受上述(14)的效^ ο(18)通過在再布線圖案4上的、與第二導(dǎo)體部4b重疊的位置設(shè)置外部連接電極 9,使工作時半導(dǎo)體基板1產(chǎn)生的熱,可以經(jīng)由第二導(dǎo)體部4b和再布線圖案4更加有效地釋放到外部。因此,可以更顯著地享受所述(14)或(16)的效果。(19)通過使第二導(dǎo)體部4b的前端部與在半導(dǎo)體基板1上設(shè)置的虛擬電極2b接觸,其接觸面成為金屬彼此間的粘接狀態(tài)。因此,即便是半導(dǎo)體模塊的溫度上升的情況,由于第二導(dǎo)體部4b與虛擬電極2b的熱膨脹系數(shù)之差小,所以與第二導(dǎo)體部4b的前端部與絕緣性的樹脂材料接觸的情況相比,提高前端部的粘接強(qiáng)度。其結(jié)果,可以進(jìn)一步提高再布線圖案4和絕緣層7之間的粘接性。(20)通過采用相同的金屬(例如,銅)構(gòu)成第二導(dǎo)體部4b和虛擬電極2b,使第二導(dǎo)體部4b和虛擬電極2b的熱膨脹系數(shù)相同。因此,可以更顯著地享受上述(18)的效果。(21)在使虛擬電極2b的露出部為金(Au)、在第二導(dǎo)體部4b的前端實施鍍金(Au) 處理的情況下,由于通過在兩者接觸后進(jìn)行熱處理使Al和Au合金化,所以可以進(jìn)一步提高虛擬電極2b和第二導(dǎo)體部4b的粘接性。(22)由于照用第一導(dǎo)體部4a的形成工序和壓接工序進(jìn)行第二導(dǎo)體部4b的形成和埋設(shè),所以與另外進(jìn)行通過現(xiàn)有的藥劑處理或等離子體處理等的粘接性改善處理的情況相比,能夠以低成本制造提高再布線圖案4和絕緣層7之間的粘接性的半導(dǎo)體模塊。(23)在將第二導(dǎo)體部4b形成為使其從再布線圖案4不露出的情況下,無需改變再布線圖案4的布局可以配置第二導(dǎo)體部4b。(24)通過配置第二導(dǎo)體部4b,可以最佳地調(diào)整加壓加工時的銅板4x(加工后的再布線圖案4)的彎曲。因此,可以有助于再布線圖案4的構(gòu)圖精度及微細(xì)化的提高。第八實施方式圖24是用于說明本發(fā)明的第八實施方式的半導(dǎo)體模塊的示意剖面圖。與第七實施方式的不同之處在于,在半導(dǎo)體基板1不配置虛擬電極2b,而形成第二導(dǎo)體部4b以使其與半導(dǎo)體基板1的保護(hù)膜3連接。除此之外,與第七實施方式相同。 根據(jù)該第八實施方式的半導(dǎo)體模塊及其制造方法,除上述(15) (17)及(21) (23)的效果外,還可以獲得以下效果。(24)由于在半導(dǎo)體基板1不設(shè)置虛擬電極2b,所以相比于另外制備的半導(dǎo)體基板 1,可以提高與再布線圖案4和第二導(dǎo)體部4b相關(guān)的布局自由度。因此,可以謀求半導(dǎo)體模塊的低成本化。(25)當(dāng)在銅板4x形成第一導(dǎo)體部4a時,通過僅僅改變第二導(dǎo)體部4b的形成,可以提高再布線圖案4和絕緣層7之間的粘接性。因此,可以容易地制造至少上述(15) (17)中記載的適合的半導(dǎo)體模塊。第九實施方式圖25是用于說明本發(fā)明的第九實施方式的半導(dǎo)體模塊的示意剖面圖。與第八實施方式不同之處在于,在第一導(dǎo)體部4a和外部連接電極9之間配置在外部連接電極9的正下方設(shè)置的第二導(dǎo)體部4b。除此之外,與第八實施方式相同。根據(jù)該第九實施方式的半導(dǎo)體模塊及其制造方法,除上述(15) (17)及(21) (23)的效果外,還可以獲得以下效果。(26)通過在第一導(dǎo)體部4a和外部連接電極9之間設(shè)置第二導(dǎo)體部4b,提高第二導(dǎo)體部4b的布局自由度。因此,可以將第二導(dǎo)體部4b配置在半導(dǎo)體基板1上的更加有效的再布線圖案部分,并且更加有效地將工作時半導(dǎo)體基板1產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)到再布線圖案4。 其結(jié)果,可以更加顯著地享受上述(15)或(16)的效果。(27)在將第二導(dǎo)體部4b形成為使其從再布線圖案4不露出的情況下,由于無需改變再布線圖案4的布局就可以配置第二導(dǎo)體部4b,所以可以進(jìn)一步提高第二導(dǎo)體部4b的布
局自由度。然后,說明具有本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的便攜式設(shè)備。雖然示出了作為便攜式設(shè)備的手機(jī),但是也可以是例如個人用便攜式信息終端(PDA)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(DVC)、音樂播放器及數(shù)字照相機(jī)(DSC)等電子設(shè)備。圖26示出了具有本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體模塊的手機(jī)結(jié)構(gòu)圖。手機(jī)110構(gòu)成為由可動部120連接第一殼體112和第二殼體114。第一殼體112和第二殼體114能夠以可動部120為軸轉(zhuǎn)動。在第一殼體112中設(shè)置有顯示文字或圖像等信息的顯示部118和揚(yáng)聲器部124。在第二殼體114中設(shè)置有操作用鍵盤等操作部122或話筒部126。而且,將本發(fā)明的各實施方式的半導(dǎo)體模塊搭載在這樣的手機(jī)110內(nèi)部。再有,如上述可見,搭載在手機(jī)的本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊,能夠用于驅(qū)動各電路的電源電路、產(chǎn)生RF的RF產(chǎn)生電路、DAC、 編碼器電路、作為手機(jī)顯示部采用的液晶面板的光源的背光源的驅(qū)動電路等。圖27是圖26所示的手機(jī)的部分剖面圖(第一殼體112的剖面圖)。本發(fā)明的各實施方式的半導(dǎo)體模塊130,通過外部連接電極9搭載在印刷電路基板128上,并通過這樣的印刷電路基板128與顯示部118等電連接。此外,在半導(dǎo)體模塊130的背面?zhèn)?與外部連接電極相反側(cè)的面)設(shè)置金屬基板等散熱基板116,例如,將半導(dǎo)體模塊130產(chǎn)生的熱不蓄積在第一殼體112內(nèi)部,而可以有效地釋放到第一殼體112的外部。根據(jù)具有本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體模塊的手機(jī),可以獲得以下效果。
(28)在采用第一實施方式至第六實施方式的半導(dǎo)體模塊的情況下,當(dāng)半導(dǎo)體模塊 130工作時產(chǎn)生熱應(yīng)力時,由于能夠緩和施加在突起部的剝離方向(從基板離開的方向)的應(yīng)力,并且提高半導(dǎo)體模塊中的電極和突起部之間的連接可靠性(耐熱可靠性),所以提高搭載有這種半導(dǎo)體模塊130的便攜式設(shè)備的可靠性(耐熱可靠性)。(29)在采用第七實施方式至第九實施方式的半導(dǎo)體模塊的情況下,由于能夠防止因半導(dǎo)體模塊130工作時產(chǎn)生的熱應(yīng)力而使半導(dǎo)體模塊內(nèi)的再布線圖案4從絕緣層7剝離,并且提高半導(dǎo)體模塊130的可靠性(耐熱可靠性),所以提高搭載有這種半導(dǎo)體模塊 130的便攜式設(shè)備的可靠性(耐熱可靠性)。(30)由于能夠通過散熱基板116將來自于半導(dǎo)體模塊130的熱有效地釋放到外部,所以能夠抑制半導(dǎo)體模塊130的溫度上升,降低再布線圖案4和絕緣層7之間的熱應(yīng)力。因此,與沒有設(shè)置散熱基板116的情況相比,能夠提高電極和突起部之間的連接可靠性 (耐熱可靠性),或者能夠防止半導(dǎo)體模塊內(nèi)的再布線圖案4從絕緣層7剝離,并且能夠提高半導(dǎo)體模塊130的可靠性(耐熱可靠性)。其結(jié)果,可以提高便攜式設(shè)備的可靠性(耐熱可靠性)。(31)由于能夠使通過上述實施方式中所示的晶片級CSP(Chip SizePackage)工藝制造的半導(dǎo)體模塊130達(dá)到薄型化和小型化,所以可以謀求搭載有這種半導(dǎo)體模塊130 的便攜式設(shè)備的薄型化和小型化。
另外,本發(fā)明不限于第七實施方式以后的各實施方式,根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識,可以增加各種設(shè)計變更的變形,增加了這些變形的實施方式也包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。 例如,也可以適當(dāng)?shù)亟M合各實施方式的結(jié)構(gòu)。在上述實施方式中,雖然示出了與銅板一體地被設(shè)置的各導(dǎo)體部形成為圓錐臺、 越靠近其前端部直徑越變細(xì)的例子,但本發(fā)明不限于此。例如,也可以是具有規(guī)定直徑的圓柱狀的導(dǎo)體部。另外,雖然作為導(dǎo)體部采用了圓錐臺結(jié)構(gòu),但也可以是四邊形等多邊形。在這種情況下,也能夠享受上述效果。在上述實施方式中,雖然示出了使第一導(dǎo)體部4a和第二導(dǎo)體部4b形成為相同形狀且相同尺寸的例子,但本發(fā)明不限于此,例如導(dǎo)體部的形狀或尺寸也可以彼此不同。在上述實施方式中,雖然示出了在用于再配置電極2a的每個再布線圖案4中1處配置第二導(dǎo)體部4b的例子,但本發(fā)明不限于此。例如,也可以配置多個(2處以上)第二導(dǎo)體部4b。在這種情況下,根據(jù)各第二導(dǎo)體部4b的效果,可以進(jìn)一步提高再布線圖案4和絕緣層7的界面(接觸面)的粘接性。在上述實施方式中,雖然示出了在將第一導(dǎo)體部4a和第二導(dǎo)體部4b擠入絕緣層 7,層疊銅板4x、絕緣層7及半導(dǎo)體基板1以形成再布線圖案4之后,在該再布線圖案4上設(shè)置外部連接電極9的例子,但本發(fā)明不限于此。例如,也可以采用具有各導(dǎo)體部(與下層布線層電連接的第一導(dǎo)體部和未與下層布線層連接的第二導(dǎo)體部)的銅板,反復(fù)形成并多層化由規(guī)定圖案構(gòu)成的布線層。據(jù)此,可以更加簡化多層布線的構(gòu)造,同時還可以提高多層布線內(nèi)的布線層的粘接性(耐熱可靠性)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體模塊,其特征在于,包括在主表面具有與內(nèi)部的半導(dǎo)體元件電連接的第一電極的基板; 在所述基板上設(shè)置的絕緣層; 在所述絕緣層上設(shè)置的布線層;與所述布線層一體地設(shè)置并且貫通所述絕緣層而與所述第一電極連接的第一導(dǎo)體部;以及從所述布線層向所述絕緣層內(nèi)突出的第二導(dǎo)體部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊,其特征在于,所述第二導(dǎo)體部與所述基板連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體模塊,其特征在于,在主表面還具有所述基板未與所述半導(dǎo)體元件電連接的第二電極;所述第二導(dǎo)體部與所述第二電極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體模塊,其特征在于,所述第二導(dǎo)體部和所述第二電極由相同的金屬構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體模塊,其特征在于,所述第二導(dǎo)體部和所述第二電極由不同的金屬構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的半導(dǎo)體模塊,其特征在于,在所述布線層上的、 與所述第二導(dǎo)體部重疊的位置還具有外部電極。
7.一種半導(dǎo)體模塊的制造方法,其特征在于,包括第一工序,制備在主表面具有與內(nèi)部的半導(dǎo)體元件電連接的第一電極的基板; 第二工序,制備導(dǎo)電體,該導(dǎo)電體形成有對應(yīng)于所述第一電極的位置突出的第一導(dǎo)體部和在與該第一導(dǎo)體部不同的位置突出的第二導(dǎo)體部;第三工序,以在所述基板和所述導(dǎo)電體之間夾持絕緣層的方式進(jìn)行配置后,通過壓接所述導(dǎo)電體以使所述第一導(dǎo)體部貫通所述絕緣層,使所述第一導(dǎo)體部和所述第一電極接觸的同時,在所述絕緣層內(nèi)埋入所述第二導(dǎo)體部;第四工序,對所述導(dǎo)電體進(jìn)行構(gòu)圖并形成由規(guī)定圖案構(gòu)成的布線層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體模塊的制造方法,其特征在于,在所述第二工序形成所述第二導(dǎo)體部,使其從所述布線層不露出。
9.一種便攜式設(shè)備,其特征在于,具有權(quán)利要求1 6中任一項所述的半導(dǎo)體模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體模塊、半導(dǎo)體模塊的制造方法以及便攜式設(shè)備,其目的在于提高半導(dǎo)體模塊的電極部的連接可靠性。該種半導(dǎo)體模塊,包括在主表面具有與內(nèi)部的半導(dǎo)體元件電連接的第一電極的基板,在所述基板上設(shè)置的絕緣層,在所述絕緣層上設(shè)置的布線層,與所述布線層一體地設(shè)置并且貫通所述絕緣層而與所述第一電極連接的第一導(dǎo)體部,以及從所述布線層向所述絕緣層內(nèi)突出的第二導(dǎo)體部。
文檔編號H01L23/48GK102254874SQ201110189450
公開日2011年11月23日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
發(fā)明者井上恭典, 岡山芳央, 吉井益良男, 山本哲也, 柳瀬康行, 柴田清司, 水原秀樹, 臼井良輔 申請人:三洋電機(jī)株式會社