本発明の記述を続ける前に、添付図面に� ��いて同じ部品については同じ参照符号を付� ��ている。

 以下に、本発明にかかる実施の形態を図� ��に基づいて詳細に説明する。

 (第1実施形態)
 本発明の第1の実施形態にかかる半導体素子 の実装構造体の一例である半導体チップの実 装構造体1の模式断面図を図1に示し、図1の実 装構造体1における部分Pの拡大模式断面図を� ��2に示し、実装構造体1の模式平面図を図3に� ��す。なお、図1は、図3におけるA-A線断面図� �ある。

 図1及び図3に示すように、本第1実施形態� ��半導体チップの実装構造体1においては、基 板11の上に封止接着用樹脂の一例である封止� ��脂(例えばシート状のアンダーフィル)12が配 置され、この封止樹脂12を介して半導体チッ� ��13が実装されている。半導体チップ13の図示 下面側である回路形成面には、素子電極の一 例である複数のパッド13aが形成されている。 これらのパッド13aの形成位置に対応するよう に基板11の図示上面側である回路形成面には� ��複数の基板電極11aが形成されている。それ� ��れのパッド13aはそれぞれの基板電極11aに突� ��電極の一例であるバンプ14を介して個別に� �気的に接続されている。また、封止樹脂12は 、絶縁性樹脂材料により形成されており、互 いに電気的に接続された状態のそれぞれのパ ッド13a、基板電極11a、及びバンプ14を完全に� ��って封止するとともに、これらの接続状態� ��維持するように、半導体チップ13と基板11と の間に介在して両者を接着している。このよ うな状態にて、半導体チップ13が基板11に実� �されて、半導体チップの実装構造体1、すな� ��ち半導体パッケージ部品が構成されている� ��

 また、図3の模式平面図に示すように、封 止樹脂12は、半導体チップ13と基板11との対向 領域(あるいは実装領域)の外側に向けて拡が� ��ように配置されており、図1の模式断面図に 示すような裾拡がり部分であるフィレット部 12aが形成されている。なお、本発明のそれぞ れの実施形態においては、「フィレット部」 が、半導体チップと基板との対向領域の外側 に配置された封止樹脂の裾拡がり部分である 場合を一例として説明するが、「フィレット 部」はこのような場合についてのみ限定され るものではない。「フィレット部」は、裾拡 がり状の形態以外の形態を有している場合で あってもよい。本発明のそれぞれの実施形態 において、「フィレット部」とは、半導体チ ップと基板との対向領域の外側に配置された 封止樹脂を意味し、様々な形態を採用するこ とができる。

 図2の部分拡大模式断面図に示すように、 フィレット部12aは大略台形状断面を有するよ うに形成されており、平面的に方形状を有す る半導体チップ13のコーナー部(角部)13bにお� �る側面全体が露出されることなく、フィレ� �ト部12aの封止樹脂12により覆われた状態とさ れている。断面を図示しないが、同様に、半 導体チップ13の隣接するコーナー部13bの間の� ��部(辺部分)13cにおける側面全体も、封止樹� �12により覆われた状態とされている。すなわ ち、半導体チップ13において、その全周囲に� ��ける側面が露出されることなく、封止樹脂1 2により覆われた状態とされ、半導体チップ13 の側面が保護されている。

 また、図2に示すように、半導体チップ13� ��コーナー部13bを覆っているフィレット部12a� ��、その上面(頂部)が半導体チップ13の図示上 面と同じ高さでこの上面に沿うような平坦面 12bとして形成されている。また、このフィレ ット部12aの平坦面の外周端部から外側方向に 向かってなだらかな裾拡がり状に基板11の表� ��へと向かう傾斜面が形成されており、この� ��斜面は、凹状湾曲面12cとして形成されてい� ��。

 まず、フィレット部12aの上面の平坦面12b� ��半導体チップ13の上面と同じ高さで形成さ� �ていることにより、半導体チップの実装構� �体1を形成したのち、さらにその上部に別の� ��導体チップを積層し易くすることができる� ��本第1実施形態では、半導体チップ13の上面� ��同一の高さで形成されるフィレット部12aの� ��坦面12bの外周端部が、図2に示すように、半 導体チップ13のコーナー部13bから0.1mm以上離� �た位置(距離dの位置)に位置されている。

 また、フィレット部12aにおいて、凹状湾� ��面12cが形成されていることにより、半導体� ��ップ13の上面から基板11の表面に近い側にか けて幅広くフィレット部12aを形成することが できるとともに、フィレット12aの末端部と基 板11の表面との接着界面の角度を小さくする� ��とができ、温度変化に伴う各部材の熱変形� ��よる半導体チップ13への応力集中を回避す� �ことができる。本第1実施形態では、例えば� ��凹状湾曲面12cの曲線の曲率が、半導体チッ� ��13の厚み13tと封止樹脂12の接着高さ12tを足し 合わせた値以上としている。

 本第1実施形態における半導体チップの実 装構造体1の寸法例について説明する。例え� �、半導体チップ13は、その平面的な外形サイ ズが10mm×10mm、厚みが200μmである。基板11は、 その平面的な外形サイズが15mm×15mm、厚みが50 0μmである。実装構造体1において、半導体チ� ��プ13と基板11との間の寸法、すなわち封止樹 脂12が充填配置されている空間の高さは25μm� �なっている。

 ここで、本第1実施形態の半導体チップの 実装構造体1において、半導体チップ13の側面 全体を覆うようなフィレット部12aが形成され ていることによる効果を、図4及び図5に示す� ��式説明図を用いて説明する。なお、図4は、 半導体チップ13の側面が覆われず露出された� ��態の比較例を示す模式説明図であり、図5は 、本第1実施形態の実装構造体1を示す模式説� ��図である。

 図4及び図5に示すように、半導体チップ13 の内、最も脆弱なLow-k材料と呼ばれる絶縁膜1 9は基板11と対向する側に存在している。図4� �示す比較例の実装構造体51では、半導体チッ プ13の側面が覆われることなく露出された状� ��とされているため、加熱冷却処理等の際に� ��板11が熱収縮した場合に、半導体チップ13の 側面において鉛直方向に引張応力σ1が生じる ことになる。このような引張応力σ1は、半導 体チップ13の絶縁膜19を剥離させる方向に作� �することになるため、半導体チップ13の内部 破壊が生じる可能性が高くなる。

 これに対して、図5に示す本第1実施形態� �実装構造体1では、半導体チップ13の側面全� �が露出されることなく、フィレット部12aに� �り覆われた状態とされている。このような� �造が採用されていることにより、基板11の熱 収縮が生じるような場合には、フィレット部 12aも熱収縮することとなるため、半導体チッ プ13の側面には鉛直方向において圧縮応力σ2� ��生じることになる。従って、半導体チップ1 3の絶縁膜19の剥離が生じることを抑制するこ とができ、内部破壊が生じる可能性を低減さ せることができる。

 さらに、本第1実施形態の実装構造体1で� �、半導体チップ13の側面全体がフィレット部 12aに覆われた状態とされているため、半導体 チップ13に対して付加される応力を側面全体� ��分散させることができ、局所的な応力集中� ��生じないようにすることができる。一般的� ��、半導体チップ13の側面には、多数のマイ� �ロクラックが存在する。このようなマイク� �クラックは、半導体ウェハのダイシング等� �よる機械的な要因、あるいは半導体チップ� �材料特性に起因して形成される。そのため� �例えば、半導体チップの側面の一部がフィ� �ット部により覆われ、残りの部分がフィレ� �ト部より露出されているような構成が採用� �れている場合には、フレット部に覆われて� �る部分と露出されている部分との境界にて� �半導体チップの側面のマイクロクラックに� �力集中が生じ、半導体チップが損傷する場� �がある。しかしながら、本第1実施形態のよ� ��に、多数のマイクロクラックが存在する半� ��体チップ13の側面全体を確実にフィレット� �12aにより覆うことで、半導体チップ13の側面 に応力集中を生じないようにして、半導体チ ップ13の損傷を防止することができる。

 また、フィレット部12aの上面の平坦面12b� ��半導体チップ13の上面と同じ高さで形成さ� �ていることにより、半導体チップ13の側面全 体をフィレット部12aにより確実に覆うことを 可能としながら、半導体チップ13の上面にま� ��フィレット部が回り込んで配置されること� ��防止できる。半導体チップ13の上面の一部� �までフィレット部が回り込むような場合に� �っては、フィレット部12aの熱変形(熱収縮ま� ��は熱膨張)により生じる応力を半導体チップ 13の上面に局所的に集中させてしまうおそれ� ��ある。しかしながら、本第1実施形態のよう に平坦面12bを形成することで、半導体チップ 13の上面への応力集中が生じることを防止す� ��ことができる。

 また、従来の実装構造体においては、半� ��体チップと基板を接着する封止樹脂は、温� ��変化による熱変形を抑えるため線膨張係数� ��低い材料(すなわち熱により比較的縮みにく い材料:例えば、線膨張係数が44ppm未満)が好� �しいとされている。しかしながら、本第1実� ��形態の実装構造体1においては、半導体チッ プ13の側面全体が覆われた構造が採用されて� ��ることから、熱収縮によって半導体チップ1 3の側面に圧縮方向の応力を積極的に加えて� �絶縁膜19に剥離が生じることを未然に防止す るため、線膨張係数が44ppm以上と高い材料(す なわち熱により比較的縮みやすい材料)を用� �ることが好適である。すなわち、このよう� �従来用いられている封止樹脂よりも熱的影� �により縮みやすい封止樹脂を用いることに� �り、フィレット部12aを熱収縮させて、半導� �チップ13の側面に鉛直方向において作用する 圧縮応力σ2を生じさせることができる。従っ て、半導体チップ13の絶縁膜19の剥離が生じ� �ことを抑制することができ、内部破壊が生� �る可能性を低減させることができる。

 次に、本第1実施形態の半導体チップの実 装構造体1を製造する方法について図面を用� �て説明する。図6及び図7は、半導体チップ13� ��基板11に実装している状態を示す模式断面� �であり、図8は、図7における部分Qの模式拡� �断面図であり、図9は実装処理を行うツール� ��加圧面(平坦面)の模式平面図である。

 製造方法の説明を行う前に、加圧処理を� ��うツール(加圧ツール)2の構造について説明� ��る。図6及び図9に示すように、ツール2は、� ��体材料として例えば金属材料により形成さ� ��たツール本体部21と、ツール本体部21の下面 に取り付けられ、ゴム材料(エラストマー)な� ��に代表される弾性体22と、この弾性体22の下 面中央に取り付けられた剛体材料として例え ば金属材料により形成された金属薄板23(加圧 部材の一例である)とを備えている。ツール� �体部21は、図示しない昇降装置により昇降又 は下降が行われ、所定の加圧力を半導体チッ プ13に付加することが可能となっている。さ� ��にツール本体部21には、図示しない加熱装� �が備えられており、後述するように半導体� �ップ13や封止樹脂12に対して伝熱により加熱� ��行うことが可能となっている。また、金属� ��板23は、平面的に方形状の半導体チップ13の 外形よりも一回り大きな外形を有するように 形成されている。なお、この金属薄板23の外� ��は、図1の実装構造体1におけるフィレット� �12aの平坦面12bの外形と合致している。すな� �ち、金属薄板23の外形は、半導体チップ13の� ��形サイズよりも例えば0.1mm以上大きく形成� �れている。弾性体22は、金属薄板23の外形よ� ��もさらに大きな外形形状を有するように形� ��されており、例えば、実装構造体1における フィレット部12a全体を包み込むことができる 程度の大きさに形成されている。なお、弾性 体22及び金属薄板23ともに、半導体チップ13の 形状に合わせて、その平面形状が方形状に形 成されている。

 具体的に、半導体チップの実装構造体1の 製造方法について説明する。まず、図6に示� �ように、その実装領域に封止樹脂12を介して 半導体チップ13が配置された基板11を準備す� �。その後、ツール2と基板11の半導体チップ13 との位置決めを行った後、ツール2全体を下� �させる。ツール2における金属薄板23が半導� �チップ13の上面に当接されるとともに、ツー ル2がさらに下降されることで、金属薄板23に より半導体チップ13を押圧する。このとき、� ��導体チップ13とツール2との間に、ツール2へ の封止樹脂12の付着等を防止するための保護� ��ート(図示しない)を介してツール2を半導体� ��ップ13に接触させるようにする。このよう� �半導体チップ13が押圧されると、封止樹脂12� ��横方向に押し流される。また、金属薄板23� �半導体チップ13との接触により、ツール2の� �示しない加熱装置によって伝熱による封止� �脂12の加熱が行われることで、例えば熱硬化 性樹脂である封止樹脂12が溶融状態とされて� ��横方向への押し流しがより円滑に行われる� ��

 また、図7及び図8に示すように、金属薄� �23が取り付けられている部分における弾性体 22は弾性圧縮されることとなるため、金属薄� ��23の周囲の弾性体22が、金属薄板23よりも下� ��に突出された状態とされる。この弾性体22� �突出部22aにより、横方向へ押し流された封� �樹脂12の流動がせき止められるように制限さ れる。せき止められた封止樹脂12は押し出さ� ��る排圧と弾性体22の弾性力の釣り合いによ� �て、図8に示すように滑らかな凹状湾曲面12c� ��有する裾拡がり状のフィレット部12aが形成� ��れる。さらに、せき止められた封止樹脂12� �半導体チップ13の側面に沿って上方向に盛り 上がり、最終的には半導体チップ13の上面と� ��した状態にある金属薄板23によってせき止� �られるようにその鉛直方向の流動が制限さ� �る。その結果、フィレット部12aが半導体チ� �プ13の側面全体を覆うとともに、その上面に 平坦面12bが形成される。すなわち、半導体チ ップ13の側面、金属薄板23、弾性体22、および 基板11により囲まれた空間を、半導体チップ1 3の周囲に形成して、この空間内に封止樹脂12 を充填させることで、半導体チップ13の側面� ��体を覆うとともに、その上面に平坦面12bを� ��するフィレット部12aを形成することができ� ��。このようにして封止樹脂12は半導体チッ� �13の側面、弾性体22の突出部22aおよび金属薄� ��23に囲まれた形状でフィレット部12aを形成� �る。このような形状が維持された状態にて� �さらに封止樹脂12が加熱されることにより、 熱硬化されて、半導体チップ13が基板11に実� �された実装構造体1が形成される。

 ツール2のツール本体部21に用いられる金� ��は、アルミ、銅、鉄など様々な種類が挙げ� ��れるが、ツールの剛性を確保するためにで� ��るだけ硬い部材であることが望ましい。こ� ��ではステンレス鋼を用いるものが好適とし� ��いる。

 ツール本体部21に取り付けられた弾性体22 は、硬度が40以上80以下のゴムを用い、その� �みは、半導体チップ13の高さ13tと、封止樹脂 12の接着高さ12tを足し合わせた値以上のもの� ��用いる。

 硬度が40未満のゴム(エラストマー)が用い られるような場合には、半導体チップ13に対� ��て付与する圧力が低くなり、その結果、初� ��抵抗および接続信頼性が低下する。一方、� ��度が80を超えるゴムが用いられるような場� �には、フィレット部分に対して付与する圧� �が低くなり、封止樹脂12内にボイドが発生し て接続信頼性が低下する。なお、本明細書で は、硬度(ゴム硬度)として、JIS S 6050に準拠� ��る規格を適用している。また、このような� ��ム材料としては、例えば、天然ゴムまたは� ��成ゴムを用いることができるが、耐熱性、� ��圧性の観点からは、シリコーンゴムを用い� ��ことが好ましい。

 ツール2の金属薄板23についても、アルミ� ��銅、鉄など様々な種類が挙げられるが、接� ��面の耐磨耗性を考慮して剛体材料であるス� ��ンレス鋼を用い、さらにはその表面がダイ� ��モンドコーティングされることが好ましい� ��

 さらに金属薄板23の表面においては、押� �出された封止樹脂12との離型性を良くするた めに、フッ素系、シリコン系などの離型剤を 塗布する、あるいは有機薄膜などの離型処理 を施すなどの処理を行うことが好ましい。

 なお、金属薄板23の弾性体22への取り付け は、図6に示すように、弾性体22の下面に金属 薄板23を固定することにより行う。また、こ� ��ような場合に代えて、図10の模式断面図に� �すように、弾性体22に金属薄板23の外形及び� ��みに相当する凹部22bを形成し、この凹部22b� ��に金属薄板23を埋め込むように固定するよ� �な場合であってもよい。この構造の方が、� �ール本体部21と金属薄板23間の弾性体の厚み� ��小さくすることができ、ツール2全体の剛性 が向上して、半導体チップ13の押圧時に位置� ��レが生じることを抑制することができる。� ��た、熱伝導の低い弾性体を薄くすることで� ��ツール2の全体の熱伝導性を良好にし、安定 した加熱を行わせるという効果も得ることが できる。

 また、このようなツール2を用いて形成さ れた実装構造体1においては、図3の模式平面� ��に示すように、フィレット部12aの外形形状� ��半導体チップ13の外形形状に倣うように略� �形枠状に形成することができる。すなわち� �金属薄板23の周囲にて弾性体22の突出部22aに� ��り溶融された封止樹脂12の横方向の流動を� �限してフィレット部12aが形成されるため、� �方形枠状のフィレット部12aを形成すること� �できる。このようにフィレット部12aの外形� �状を略方形枠状とすることにより、封止樹� �12が比較的流動し難いコーナー部13b近傍に、 封止樹脂12を導いて、コーナー部13bの側面を� ��実に保護することができる。

 (第2実施形態)
 なお、本発明は上記実施形態に限定される� ��のではなく、その他種々の態様で実施でき� ��。例えば、本発明の第2の実施形態にかかる 半導体チップの実装構造体の製造方法を図11� ��図12、及び図13の模式断面図を用いて説明す る。なお、図13は、図12における部分Rの部分� ��大模式断面図である。

 図11及び図12に示すように、本第2実施形� �の製造方法では、上記第1実施形態のツール2 とは異なる構造のツール3を用いている。ツ� �ル3は、その下面に半導体チップ13に対する� �圧面31aを有する加圧部材の一例であるツー� �本体部31と、このツール本体部31の加圧面31a� ��囲むようにその周囲全体に配置された弾性� ��32とを備えている。ツール本体部31の加圧面 31aは、半導体チップ13の平面的な外形よりも� ��きく、フィレット部12aの平坦面12bの外形に� ��当する大きさに形成されている。弾性体32� �、ツール本体部31の加圧面31aよりも下方に突 出された突出部32aを有している。

 このような構造のツール3を用いることに より、図12及び図13に示すように、加圧面31a� �よって半導体チップ13を介して押し付けられ た封止樹脂12が横方向に流され、周囲の弾性� ��32の突出部32aが基板11と接触して、流された 封止樹脂12をせき止めるようにその流動を制� ��する。せき止められた封止樹脂12は、上方� �に盛り上がり、半導体チップ13の側面及び加 圧面31aの形状に沿った形で充填される。これ によって、封止樹脂12のフィレット部12aは、� ��導体チップ13の側面全体を覆うとともに、� �導体チップ13の上面と同じ高さの平坦面12bと 凹状湾曲部12cとを有するように形成される。

 ツール本体部31の周辺より突き出してい� �弾性体32の突出部32aの突き出し高さは、基板 11と良好に密接し、封止樹脂12に適切な圧力� �加えることができるように、半導体チップ13 の高さ13tと、封止樹脂12の接着高さ12tを足し� ��わせた値以上とすることが好ましい。

 また、弾性体32の突出部32aにおけるフィ� �ット部12aに接する部分に傾斜面を形成する� �とで、フィレット部12aの凹状湾曲部12cをよ� �確実に形成することができる。

 (第3実施形態)
 次に、本発明の第3の実施形態にかかる半導 体チップの実装構造体4の模式平面図を図14に 示す。

 図14に示すように、本第3実施形態の実装� ��造体4では、基板11等の熱収縮等により生じ� ��応力が集中し易い半導体チップ13のコーナ� �部13b近傍において、樹脂量が比較的大きな� �ィレット部42aが形成されている点において� �上記第1及び第2実施形態とは異なる構造を有 している。このような構造の実装構造体4で� �、コーナー部13bが十分に保護されているた� �、半導体チップ13の内部破壊をさらに効果的 に防止することができる。

 このような構造のフィレット部42aは、例� ��ば図15の模式平面図に示すツール5を用いて� ��成することができる。具体的には、図15に� �すように、ツール5において、上記第1実施形 態と同様なツール本体部と弾性体22とを備え� ��せ、弾性体22に固定される金属薄板53の形状 を、コーナー部分においてのみ外側へ突出さ れた形状、すなわちコーナー部分に平面的に 外方向に突出された部分53aを形成することに より、本第3実施形態の実装構造体4を形成す� ��ことができる。

 上記それぞれの実施形態の説明において� ��、半導体チップの実装構造体において、コ� ��ナー部13bと辺部分13cとの両方の側面全体が� ��止樹脂12により覆われた構造について説明� �たが、本発明はこのような場合についての� �限定されるものではない。半導体チップ13に おいて少なくとも4つのコーナー部13bの側面� �体が封止樹脂12により覆われていれば、本発 明の効果を得ることができる。特に、半導体 チップ13のコーナー部13bにおいては、絶縁膜1 9が比較的剥離し易いため、このように少な� �とも4つのコーナー部13bの側面全体を封止樹� ��12により覆うことが、半導体チップ13の破壊 を防ぐ上で効果的である。

 また、フィレット部12aにおいて、半導体� ��ップ13の上面と同じ高さ位置に平坦面12bが� �成されるような構造について説明したが、� �のような場合に代えて、フィレット部12aの� �部が半導体チップ13の上面よりも上方に盛り 上がるように形成されるような構造を採用す ることもできる。側面全体を封止樹脂12によ� ��覆われた構造が採用されていれば、半導体� ��ップ13の内部破壊を防止するという本発明� �効果を得ることができる。

 なお、上記様々な実施形態のうちの任意� ��実施形態を適宜組み合わせることにより、� ��れぞれの有する効果を奏するようにするこ� ��ができる。

 本発明の半導体素子の実装構造体は、半� ��体素子の角部においてその側面全体が封止� ��着用樹脂により覆われていることにより、� ��部を確実に保護することができる。従って� ��実装時の加熱、冷却処理によって生じる各� ��材の熱膨張、収縮差および実装後の機械的� ��負荷に対する基板のたわみによる半導体素� ��の角部に発生する引張負荷を軽減し、素子� ��部の破壊を回避することができ、有用であ� ��。

 本発明は、添付図面を参照しながら好ま� ��い実施形態に関連して充分に記載されてい� ��が、この技術の熟練した人々にとっては種� ��の変形や修正は明白である。そのような変� ��や修正は、添付した請求の範囲による本発� ��の範囲から外れない限りにおいて、その中� ��含まれると理解されるべきである。

 2007年6月28日に出願された日本国特許出願 No.2007-169975号の明細書、図面、及び特許請求� ��範囲の開示内容は、全体として参照されて� ��明細書の中に取り入れられるものである。