[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于WL-CSP(晶片级芯片尺寸封装：WaferLevel-Chip Size Package)技术的半导体装置。

背景技术

最近，伴随着半导体装置的高功能化·多功能化，推进了WL-CSP(晶片级芯片尺寸封装：Wafer Level-Chip Size Package，以下记述为“WL-CSP”)技术的实用化。在WL-CSP技术中，在晶片状态下完成封装工序，通过切割切出的各个芯片尺寸成为封装尺寸。

如图8所示，适用于WL-CSP技术的半导体装置包括由表面保护膜81覆盖表面的半导体芯片82、在表面保护膜81上层叠的应力缓冲层83、以及设置在应力缓冲层83上的大致球状的焊料球84。在表面保护膜81上形成焊盘开口86，用于使半导体芯片82的内部布线的一部分露出作为电极焊盘85。在应力缓冲层83上形成贯通孔87，用于使从焊盘开口86露出的电极焊盘85露出。

按照覆盖电极焊盘85的表面、贯通孔87的内面以及应力缓冲层83的表面中的贯通孔87的周边的方式，形成凸块基底层88。之后，将焊料球84设置在凸块基底层88表面上，并通过该凸块基底层88与电极焊盘85电连接。该半导体装置通过使焊料球84与安装基板89上的焊盘90连接而实现安装在安装基板89上(相对于安装基板电连接和机械连接)。

在半导体装置被安装在安装基板89上的状态下，焊料球84在被夹在半导体芯片82上的凸块基底层88与安装基板89上的焊盘90之间的状态下被固定在其上。但是，在与凸块基底层88的关系中，焊料球84只与凸块基底层88的表面接触。因此，当由半导体芯片82和安装基板89的热膨胀/热收缩引起的应力在焊料球84上产生时，由于该应力，在焊料球84的与凸块基底层88之间的接合界面附近恐怕会产生裂纹。所以，由于焊料球84和凸块基底层88之间的接触面积小，通过在焊料球84上产生的应力，恐怕焊料球84容易从凸块基底层88上剥离。

特别地，在LGA(Land Grid Array)类型的半导体装置中，由于焊料球(焊料焊盘)的体积小，因此焊料不会湿润扩散到凸块基底层的侧面。因此，在焊料焊盘上产生的应力容易导致裂纹，此外，很难获得相对于焊料焊盘的凸块基底层(半导体芯片)的充分的连接强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种半导体装置，可以缓和在焊料端子上产生的应力，同时，提高相对于半导体芯片的连接强度，并且可以防止焊料端子的剥离。

本发明的半导体装置包括：半导体芯片；在所述半导体芯片的表面上形成的电连接用的内部焊盘；在所述半导体芯片上形成的、具有露出所述内部焊盘的开口部的应力缓冲层；由具有焊料湿润性的金属构成的、形成在所述内部焊盘的与所述开口部面对的部分上的、具有在所述应力缓冲层上突出的突起部的连接焊盘；由具有焊料湿润性的金属构成的、包围所述突出部的周围、形成为比所述突出部在前述应力缓冲层上的突出量小的厚度的金属凸缘部；以及在所述突出部和所述金属凸缘部上形成的、用于与外部电连接的焊料端子。

根据这种结构，在应力缓冲层的开口部上设置的连接焊盘由具有焊料湿润性的金属构成，并且被形成为具有从开口部在应力缓冲层上突出的突出部的形状。在突出部的周围，由具有焊料湿润性的金属构成的金属凸缘部形成为包围突出部。然后，用于与外部电连接的焊料端子形成在连接焊盘的突出部和金属凸缘部上。由此，突出部的整个表面(前端面和侧面)和金属凸缘部被焊料端子覆盖。

该半导体装置通过焊料端子与外部安装基板上的焊盘连接而安装到该安装基板上。在该安装状态下，即使由于半导体芯片和安装基板的热膨胀/热收缩导致的应力在焊料端子上产生，通过焊料端子形成为覆盖突出部的整个表面(前端部和侧面)，由于突出部从焊料端子的内部突出，因此可以由在焊料端子的内部突出的突出部缓和一部分该应力。为此，可以防止焊料端子中产生裂纹。此外，由于焊料端子以充分的连接强度与连接焊盘连接，因此焊料端子不会从连接焊盘上剥离。结果是，可以实现连接可靠性高的半导体装置。

而且，在该结构中，通过形成金属凸缘部，可以使焊料容易湿润扩散到突出部的周围。因此，例如，使用大致半球状的焊料端子(焊料焊盘)，像所谓的LGA(Land Grid Array)类型的半导体装置那样，即使在必须使作为焊料端子材料的焊料的量减少的情况下，也可以使该少量的焊料湿润扩散到连接焊盘的突出部的侧面。就是说，即使是小体积的焊料端子，也可以与突出部的整个表面(前端部和侧面)连接。结果是，可以实现连接可靠性更高的半导体装置。