[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置，详细是涉及应用WL-CSP(晶片级芯片尺寸封装：Wafer Level-Chip Size Package)技术的半导体装置。 

背景技术

近年来，随着半导体装置的高功能化、多功能化，WL-CSP(晶片级芯片尺寸封装：Wafer Level-Chip Size Package，以下记为“WL-CSP”。)技术的实用化正在发展。在WL-CSP技术中，以晶片状态完成封装工序，并通过切割切出的各个芯片尺寸成为封装尺寸。 

应用WL-CSP技术的半导体装置，如图19所示，具备：表面由表面保护膜81覆盖的半导体芯片82、层叠于表面保护膜81上的应力缓和层83、配置在应力缓和层83上的金属球84(例如，焊料球)。在表面保护膜81上形成有用于使半导体芯片82的内部布线的一部分作为电极焊盘85露出的焊盘开口86。在应力缓和层83上形成有用于使从焊盘开口86露出的电极焊盘85露出的贯通孔87。 

按照覆盖电极焊盘85的表面、贯通孔87的内面及应力缓和层83的表面的贯通孔87周缘的方式形成有由钛等金属构成的凸起基底层88。而且，金属球84设置在凸起基底层88上，经由凸起基底层88与电极焊盘85电连接。该半导体装置通过金属球84与安装基板89上的焊盘90连接，可实现向安装基板89的安装(相对于安装基板的电及机械性连接)。 

专利文献1：(日本)特开平8-340002号公报 

在半导体装置安装在安装基板89的状态下，金属球84以被夹在半导体芯片82上的凸起基底层88和安装基板89上的焊盘90之间的状态固着在它们上。因此，当半导体芯片82及安装基板89热膨胀/热收缩时，在金属球84上产生应力，由于该应力而在金属球84与凸起基底层88的接合界面附近可能会发生裂纹。 

此外，金属球84与凸起基底层88的关系是只与凸起基底层88的表面接触，其接触面积较小。因此，不能得到金属球84相对凸起基底层88(半导体芯片82)的充分的粘接强度，当在金属球84上产生由于半导体芯片82或安装基板89进行热膨胀/热收缩引起的应力时，由于该应力会使得金属球84可能会从凸起基底层88剥离。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够缓和产生于金属球的应力且能够防止金属球的裂纹发生的半导体装置。 

此外，本发明的另一目的在于提供一种能够提高焊料端子相对半导体芯片的粘接强度且能够防止焊料端子剥离的半导体装置。 

本发明第一方面提供一种半导体装置，包括：半导体芯片；内部焊盘，其形成于所述半导体芯片的表面，用于电连接；表面保护膜，其覆盖所述半导体芯片上的表面，具有使所述内部焊盘露出的焊盘开口；应力缓和层，其形成于所述表面保护膜上，具有使从所述焊盘开口露出的所述内部焊盘露出的开口部；连接焊盘，其具备埋设部及突出部，所述埋设部埋设于所述焊盘开口及所述开口部，与所述内部焊盘连接，所述突出部与所述埋设部一体形成，突出于所述应力缓和层上，具有比所述开口部的开口宽度大的宽度；以及金属球，其以覆盖所述连接焊盘的所述突出部的方式形成，用于与外部的电连接。 

根据该结构，配置在应力缓和层的开口部的连接焊盘一体地具有：埋设于焊盘开口及开口部的埋设部、和突出于应力缓和层上的突出部。而且，用于与外部电连接的金属球以覆盖连接焊盘的突出部的方式形成。 

该半导体装置通过金属球与外部的安装基板上的焊盘连接而安装在其安装基板上。在该安装状态下，即使因半导体芯片或安装基板的热膨胀/热收缩而在金属球上产生应力，也能够利用突出于金属球内部的突出部缓和其应力的一部分。因此，能够防止金属球的裂纹的发生。其结果，可以实现连接可靠性高的半导体装置。 

此外，当形成为连接焊盘的突出部的宽度比应力缓和层的开口部的开口宽度小、即突出部的宽度比埋设部的宽度小时，在由突出部缓和应力时， 突出部的变形引起的应力会在埋设部和内部焊盘的接合部产生，在半导体芯片上可能会发生裂纹。 

与之相对，在上述的结构中，形成为连接焊盘的突出部的宽度比应力缓和层的开口部的开口宽度大。即，突出部从应力缓和层的开口部的周围伸出。由此，在由突出部缓和应力时，能够使其突出部受的应力向应力缓和层转移。因此，即使在金属球上产生大的应力，也能够利用连接焊盘及应力缓和层良好地缓和其应力。其结果，能够防止半导体芯片的裂纹的发生。 

此外，在所述半导体装置中，优选为所述连接焊盘的所述突出部为圆柱状。