半导体装置的制作方法

专利名称：半导体装置的制作方法
技术领域：
对相关申请的说明本发明以在先的日本专利申请第2007-273929号(2007年10月22日申请)为基 础并对其主张优先权，并且该在先申请的全部内容通过引用被记述在本说明书中。本发明涉及一种内置有半导体元件的半导体装置。
背景技术：
随着电子设备持续轻薄小型化，半导体元件本身的细微化、集成化、以及在半导体 封装体中的高密度安装技术在日益进步。以往，在半导体元件的封装中，封装体的布线基板 与半导体元件的连接方法有使用金线等的引线接合连接、使用焊锡球等的倒装芯片连接。引线接合连接虽然在半导体元件的焊盘数量少的情况下，具有能够低成本封装的 优点，但随着半导体元件的焊盘的间距狭小化，需要减小引线直径，存在引线切割等装配工 艺中的成品率降低的问题。倒装芯片连接虽然与引线接合连接相比能够实现半导体元件与布线基板之间的 快速信号传输，但随着半导体元件的焊盘数量的增加和间距狭小化，焊锡凸块的连接强度 减弱，所以连接部位产生裂纹等不良情况较多。因此，近年来关于高密度安装技术，提出了将半导体元件内置在包括支撑基板的 布线基板中的封装体，即所谓半导体元件内置技术，所述高密度安装技术具有许多优点，例 如实现半导体装置的进一步高度集成化和高功能化，以及封装体的薄型化、低成本化、应对 高频、采用镀覆连接的低应力连接、电迁移特性改善等(例如参照专利文献1 3)。例如，在专利文献1中公开了下述技术，埋设电子部件的基板是树脂薄膜与金属 箔的层叠基板，在树脂薄膜中设置部件埋设凹部，将电子部件埋设在凹部中并固定粘接，通 过加热压接形成(冲压)、加热辊层压形成，形成导体布线。另外，在专利文献2中公开了下述结构，在埋设有半导体芯片等电子部件的绝缘 树脂基板中内置电子电路，并形成与电子电路连接的凸块，将凸块与第1布线连接。另外，在专利文献3中公开了下述结构，在抑制因受热而产生的翘曲的半导体元 件容纳用封装体中，形成有用于放置半导体元件的基体，在外周部形成有由环氧树脂等构 成的框体，在框体的内表面形成有多个引线端子，引线端子形成有随着朝向框体的外侧宽 度逐渐变宽的扩宽部。专利文献1 日本特开2002-141636号公报专利文献2 日本特开2007-134569号公报专利文献3 日本特开2004-200243号公报

发明内容
将上述专利文献1 3的各公开内容通过引用记述到本说明书中。下面说明本发 明的关联技术的分析。
但是，在与上述的半导体元件内置技术相关的专利文献1 3中，对于实际批量生 产中使用面积较大的支撑基板(例如510mmX610mm)的情况下内置半导体元件时的问题及 其解决对策，都没有进行记述。这里，本申请发明者们通过认真研究的结果发现，在面积较大的支撑基板上将硅 半导体元件配置成设有焊盘的面朝向支撑基板的相反侧，并用埋设绝缘层内置该硅半导体 元件的情况下，使埋设绝缘层固化时，在从固化温度降温到室温的过程中，由于支撑基板、 半导体元件、埋设绝缘层的热膨胀系数差异，支撑基板整体成为向下凸的翘曲形状，只有安 装了半导体元件的区域相反在局部产生向上凸的翘曲形状。在将支撑基板单片化来作为半导体装置的情况下，由于支撑基板整体的翘曲与半 导体元件的局部翘曲的方向相反，所以内部应力集中在半导体元件的外周部，在温度循环 试验等可靠性评价试验中发现，在规定循环数量以下时，在外周部周边产生绝缘层的裂纹， 发生封装体布线的断路不良。本发明的第1课题是提供一种半导体装置，解决使用大面积支撑基板的半导体元 件内置结构中新发现的翘曲形状的相关问题，消除由于最终的半导体装置中的内部应力集 中造成的可靠性不良，并实现更高密度、薄型、低成本。在本发明的第一方面中，半导体装置的特征在于，具有半导体元件；支撑基板， 被配置在所述半导体元件的设置有焊盘的面的相反面上，并且该支撑基板的面积大于所述 半导体元件的面积；埋设绝缘层，用于将所述半导体元件埋设在所述支撑基板上；扇出布 线，被从所述焊盘引出到所述埋设绝缘层上且所述半导体元件的外周侧的区域；和加强部， 被配置在所述半导体元件的外周部的上方的预定区域，并且加强所述埋设绝缘层和所述扇 出布线的机械强度。在本发明的第二方面中，半导体装置的特征在于，具有半导体元件；支撑基板， 被配置在所述半导体元件的设置有焊盘的面的相反面上，并且该支撑基板的面积大于所述 半导体元件的面积；埋设绝缘层，用于将所述半导体元件埋设在所述支撑基板上；扇出布 线，被从所述焊盘引出到所述埋设绝缘层上且所述半导体元件的外周侧的区域；和加强通 孔布线，与所述半导体元件的至少一个以上的端部连接，并且不与所述扇出布线连接。根据本发明的半导体装置，能够实现一种高可靠性的半导体装置，内置有间距狭 小且焊盘数量多的半导体元件。尤其能够改善温度循环试验特性。并且，由于从半导体元 件的焊盘直接引出布线，所以能够实现半导体装置的小型化及薄型化，并且能够改善电迁 移特性。另外，由于搭载半导体元件的支撑基板比较大，所以生产效率高，能够实现半导体 装置的低成本化。


图1是示意表示本发明的实施例1的半导体装置的结构的剖视图。图2是示意表示本发明的实施例2的半导体装置的结构的剖视图。图3是示意表示本发明的实施例3的半导体装置的结构的俯视图。图4是示意表示本发明的实施例4的半导体装置的结构的(a)俯视图、(b)区域D 的放大俯视图。图5是示意表示本发明的实施例5的半导体装置的结构的剖视图。
图6是示意表示本发明的实施例5的半导体装置的应用示例的结构的剖视图。图7是示意表示本发明的实施例6的半导体装置的结构的剖视图。图8是示意表示本发明的实施例6的半导体装置的应用示例的结构的剖视图。图9是示意表示现有例的半导体装置的埋设绝缘层的固化温度附近的状态的剖 视图。图10是示意表示现有例的半导体装置的室温附近的状态的剖视图。图11是表示现有例的半导体装置的图10所示区域A的放大剖视图。图12是在现有例的半导体装置上形成有扇出布线的状态的剖视图。图13是在现有例的半导体装置的埋设绝缘层上产生裂纹的状态的剖视图。标号说明1半导体装置11、111支撑基板12、112半导体元件12a 焊盘13、113埋设绝缘层14、114扇出布线15布线厚度加强部16绝缘层厚度加强部17加强通孔布线18布线宽度加强部19覆盖膜(绝缘层)20外部端子21第2布线层22第2绝缘层23第3布线层130绝缘层裂纹
具体实施例方式在本发明的实施方式1中，半导体装置具有半导体元件(图1中的12)；支撑基 板(图1中的11)，被配置在所述半导体元件(图1中的12)的设置有焊盘的面的相反面 上，并且该支撑基板(图1中的11)的面积大于所述半导体元件(图1中的12)的面积；埋 设绝缘层(图1中的13)，用于将所述半导体元件(图1中的12)埋设在所述支撑基板(图 1中的11)上；扇出布线(图1中的14)，被从所述焊盘引出到所述埋设绝缘层(图1中的 13)上且所述半导体元件(图1中的12)的外周侧的区域；和加强部(例如，图1中的布线 厚度加强部15)，被配置在所述半导体元件(图1中的12)的外周部的上方的预定区域，并 且加强所述埋设绝缘层(图1中的13)和所述扇出布线(图1中的14)的机械强度(方式 1)。另外，也可以是下述方式。优选所述加强部是加强所述扇出布线的厚度的布线厚度加强部(方式1-1)。
优选所述布线厚度加强部的材料与所述扇出布线的材料相同(方式1-2)。优选所述布线厚度加强部的弹性模量大于所述扇出布线的弹性模量(方式1-3)。优选所述布线厚度加强部的膜厚小于所述扇出布线的膜厚(方式1-4)。优选所述加强部是加强所述埋设绝缘层的厚度的绝缘层厚度加强部(方式1-5)。
优选所述绝缘层厚度加强部的材料与所述埋设绝缘层的材料相同(方式1-6)。优选所述绝缘层厚度加强部的弹性模量大于所述埋设绝缘层的弹性模量(方式 1-7)。优选所述绝缘层厚度加强部的膜厚小于所述埋设绝缘层的膜厚(方式1-8)。优选所述加强部是加强所述扇出布线的宽度的布线宽度加强部(方式1-9)。优选所述布线宽度加强部的材料与所述扇出布线的材料相同(方式1-10)。优选所述布线宽度加强部的弹性模量大于所述扇出布线的弹性模量(方式 1-11)。优选所述布线宽度加强部的布线宽度大于所述扇出布线的布线宽度(方式 1-12)。在本发明的实施方式2中，半导体装置具有半导体元件(图3中的12)；支撑基板 (图3中的11)，被配置在所述半导体元件(图3中的12)的设置有焊盘的面的相反面上，并 且该支撑基板(图3中的11)的面积大于所述半导体元件(图3中的12)的面积；埋设绝 缘层(图3中的13)，用于将所述半导体元件(图3中的12)埋设在所述支撑基板(图3中 的11)上；扇出布线(图3中的14)，被从所述焊盘引出到所述埋设绝缘层(图3中的13) 上且所述半导体元件(图3中的12)的外周侧的区域；和加强通孔布线(图3中的17)，与 所述半导体元件(图3中的12)的至少一个以上的端部连接，并且不与所述扇出布线(图 3中的14)连接(方式2)。另外，也可以是下述方式。优选所述加强通孔布线的材料与所述扇出布线的材料相同(方式2-1)。优选所述加强通孔布线的弹性模量大于所述扇出布线的弹性模量(方式2-2)。优选在所述扇出布线上具有至少一层以上的绝缘层(方式2-3)。优选在所述扇出布线上层叠有至少一层以上的绝缘层和布线层(方式2-4)。优选还具有外部端子，被设置在所述绝缘层的最上层的开口部上，并且与所述扇 出布线电连接(方式2-5)。优选具有多个所述半导体元件(方式2-6)。优选还内置有除所述半导体元件之外的无源部件(方式2-7)。实施例1使用

本发明的实施例1的半导体装置。图1是示意表示本发明的实施例 1的半导体装置的结构的剖视图。实施例1的半导体装置1是在布线基板(支撑基板11、埋设绝缘层13、扇出布线 (Fan out wiring) 14)中内置了半导体元件12的封装体。半导体装置1在半导体元件12 的外周部的上方的预定区域具有布线厚度加强部15，用于防止半导体元件12的外周部上 的埋设绝缘层13发生裂纹。半导体元件12是半导体芯片(例如硅半导体元件等)，在一面设有多个焊盘(未图示)。半导体元件12被安装在支撑基板11上的预定区域中，并使焊盘侧的一面朝向支 撑基板11的相反侧。半导体元件12在支撑基板11上以被埋设绝缘层13覆盖的方式被埋 设。半导体元件12的焊盘(未图示)通过形成于埋设绝缘层13的导孔(Pilot hole)与 扇出布线14电连接。半导体元件12能够根据半导体装置的厚度来调整其厚度。在实施例 1中，半导体元件12的厚度是50 ym，芯片尺寸为10mm方形。所内置的半导体元件12的数 量也可以是多个。支撑基板11是支撑半导体元件12的基板。支撑基板11被配置在半导体元件12 的焊盘侧面的相反面上。支撑基板11大于半导体元件12的面积。从半导体装置的散热性 和包括制造成本的生产性方面考虑，优选支撑基板11是金属，尤其优选是铜。在实施例1 中，支撑基板11采用大小为510mmX610mm、厚度为250 ym的铜合金。埋设绝缘层13是在支撑基板11上埋设半导体元件12的绝缘层。埋设绝缘层13 在与半导体元件12的焊盘(未图示)对应的位置具有导孔，用于将扇出布线14和半导体元 件12的焊盘(未图示)电连接。在埋设绝缘层13上形成有与半导体元件12的焊盘(未图 示)电连接的扇出布线14。埋设绝缘层13例如可以由感光性或非感光性的有机材料形成， 作为有机材料，例如可以使用环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯树脂、酚 醛树脂、聚酰亚胺树脂、BCB(benzocyclobutene 苯并环丁烯)、PBO(polybenzoxazole 聚 苯并噁唑)、聚降冰片烯树脂等，以及在由玻璃布、芳族聚酯胺纤维等形成的纺织布或无纺 布中浸渍环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树 脂、BCB (benzocyclobutene)、PB0 (polybenzoxazole)、聚降冰片烯树脂等而成的材料。在实 施例1中，埋设绝缘层13采用环氧树脂。扇出布线14是从半导体元件12的焊盘引出到埋设绝缘层13上且半导体元件12 的外周侧区域的布线。扇出布线14通过形成于埋设绝缘层13的导孔与半导体元件12的 焊盘电连接。扇出布线14可以采用例如从包括铜、银、金、镍、铝、钛、钼、钨和钯的组中选择 的至少一种金属、或者以它们为主要成分的合金。尤其在从电阻值和成本方面考虑时，优选 扇出布线14由铜形成。在实施例1中，扇出布线14采用铜。另外，扇出布线14被从半导 体元件12的焊盘(未图示)引出到埋设绝缘层13的上方，但扇出布线14与半导体元件12 的焊盘的连接也可以是保形通孔(Conformal via)或填充通孔(Filled via)。在实施例1 中，采用铜的填充通孔。布线厚度加强部15是通过加强扇出布线14的厚度，加强埋设绝缘层13和扇出布 线14的机械强度的加强部，用于防止半导体元件12的外周部上的埋设绝缘层13和扇出布 线14产生裂纹。布线厚度加强部15被配置在扇出布线14上且半导体元件12的外周部的 垂直上方的预定区域。布线厚度加强部15由与扇出布线14 一起制作布线的导电材料形成， 例如，可以采用从包括铜、银、金、镍、铝、钛、钼、钨和钯的组中选择的至少一种金属、或者以 它们为主要成分的合金。尤其在从电阻值和成本方面考虑时，优选由铜形成。另一方面，为 了获得更大的加强效果，布线厚度加强部15也可以使用具有比铜的弹性模量高的弹性模 量的金属(例如钼等)。在实施例1中，布线厚度加强部15采用铜。从装置的薄型化方面 考虑，优选布线厚度加强部15的膜厚小于扇出布线14的膜厚。下面，与现有例对比说明本发明的实施例1的半导体装置的可靠性。图9 图13 是说明现有例的半导体装置的剖视图。
将较薄的硅半导体元件112面朝上地安装在510 X 610mm的大型支撑基 板111上， 然后利用埋设绝缘层113密封。图9表示此时埋设绝缘层113的固化工艺的固化温度附 近(最高温度附近)的剖视图。在固化温度附近成为几乎扁平的剖面形状。但是，在降低 温度并返回到室温时，由于支撑基板111与埋设绝缘层113的热膨胀系数差异(例如，在支 撑基板111为铜、埋设绝缘层113为环氧树脂的情况下，热膨胀系数分别是约17ppm/K、约 60ppm/K)，埋设绝缘层113横向收缩，所以支撑基板111整体上呈现“向下凸”的翘曲形状。 另一方面，内置的半导体元件112是硅时，热膨胀系数约为3. 5ppm/K，在局部呈现如图10所 示只有热膨胀系数最小的半导体元件12的部分向下凹(向上凸)的形状。图11是图10所示的区域A的放大图。B部分是半导体元件112的外周部的垂直 上方的部位。在半导体元件112的外周部的垂直上方附近，存在埋设绝缘层113的翘曲形 状从向上凸变为向下凸的拐点。图12是形成有扇出布线114的半导体装置的剖视图。在现 有例中，与实施例1(参照图1)相比，埋设绝缘层113上的扇出布线114的膜厚基本均勻， 没有设置像图1所示的布线厚度加强部15那样的加强部。将图12所示的现有例的半导体装置置入温度循环试验中(例如，-55°C、10分钟 —+125°C、10分钟)，如图13所示，在图11所示的B部附近，在埋设绝缘层113产生裂纹， 作为半导体装置产生扇出布线114的断路不良。另一方面，将实施例1的半导体装置置入可靠性试验中进行了对比评价，直到 2000循环都没有产生不良。这认为是由于在埋设绝缘层13上的芯片外周部垂直上方(B 部)，利用布线厚度加强部15增加了布线的实质厚度，机械强度提高。根据实施例1，能够实现内置有间距狭小且焊盘数量多的半导体元件的高可 靠性的半导体装置。尤其能够改善温度循环试验特性。并且，由于从半导体元件的焊 盘直接引出布线，所以能够实现半导体装置的小型化及薄型化，并且能够改善电迁移 (Electromigration)特性。另外，由于搭载半导体元件的支撑基板比较大，所以生产效率 高，能够实现半导体装置的低成本化。实施例2使用

本发明的实施例2的半导体装置。图2是示意表示本发明的实施例 2的半导体装置的结构的剖视图。在实施例2的半导体装置中，在半导体元件12的外周部的上方的预定区域，形成 有取代实施例1的布线厚度加强部(图1中的15)的绝缘层厚度加强部16，用于防止半导 体元件12的外周部上的埋设绝缘层13产生裂纹。绝缘层厚度加强部16配置在埋设绝缘 层13和扇出布线14之间。其他结构与实施例1相同。绝缘层厚度加强部16设置在半导体元件12的外周部的垂直上方，在实施例2 中可以由与埋设绝缘层13—起制作绝缘层的绝缘材料形成。绝缘层厚度加强部16在与 半导体元件12的焊盘(未图示)对应的位置具有导孔，用于将扇出布线14和半导体元 件12的焊盘(未图示)电连接。绝缘层厚度加强部16例如可以由感光性或非感光性的 有机材料形成，作为有机材料，例如可以使用环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树 脂、聚酯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、BCB (benzocyclobutene)、PBO(polybenzoxazole)、 聚降冰片烯树脂等，以及在由玻璃布、芳族聚酯胺纤维等形成的纺织布或无纺布中浸 渍环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、BCB(benzocyclobutene)、PBO(polybenzoxazole)、聚降冰片烯树脂等而 成的材料。尤其在 从成本方面考虑时，优选绝缘层厚度加强部16的材料与埋设绝缘层13相同。另一方面，为 了获得更大的加强效果，绝缘层厚度加强部16也可以使用具有比埋设绝缘层13的弹性模 量高的弹性模量的材料，例如采用通过玻璃布加强的环氧树脂等加强树脂。在实施例2中 是采用环氧树脂。从装置的薄型化方面考虑，优选绝缘层厚度加强部16的膜厚小于扇出布 线14的膜厚。下面，说明本发明的实施例2的半导体装置的可靠性。与实施例1的半导体装置 相同，将实施例2的半导体装置置入可靠性试验中，与现有技术进行了对比评价，直到2000 循环都没有产生不良，得知具有高可靠性。这认为是由于利用绝缘层厚度加强部16增加了 埋设绝缘层13的实质厚度，机械强度提高。根据实施例2，可获得与实施例1相同的效果。实施例3使用

本发明的实施例3的半导体装置。图3是示意表示本发明的实施例 3的半导体装置的结构的剖视图。实施例3的半导体装置是在布线基板(支撑基板11、埋设绝缘层13、扇出布线14) 中内置有半导体元件12的封装体。半导体装置1为了防止半导体元件12的外周部上的埋 设绝缘层13发生裂纹，具有加强通孔布线17，其与半导体元件12的至少一个以上的端部 (角部)连接，并且不与扇出布线14连接。半导体元件12是半导体芯片(例如硅半导体元件等)，在一面设有多个焊盘(未 图示)。半导体元件12被安装在支撑基板11上的预定区域中，并使焊盘侧的一面朝向支 撑基板11的相反侧。半导体元件12在支撑基板11上以被埋设绝缘层13覆盖的方式被埋 设。半导体元件12的焊盘(未图示)通过形成于埋设绝缘层13的导孔，与扇出布线14电 连接。半导体元件12能够根据半导体装置的厚度来调整其厚度。在实施例3中，半导体元 件12的厚度是50 ym，芯片尺寸为10mm方形。所内置的半导体元件12的数量也可以是多 个。支撑基板11是支撑半导体元件12的基板。支撑基板11被配置在半导体元件12 的焊盘侧面的相反面上。支撑基板11大于半导体元件12的面积。从半导体装置的散热性 和包括制造成本的生产性方面考虑，优选支撑基板11是金属，尤其优选是铜。在实施例3 中，支撑基板11采用大小为510mmX610mm、厚度为250 ym的铜合金。埋设绝缘层13是在支撑基板11上埋设半导体元件12的绝缘层。埋设绝缘层13 在与半导体元件12的焊盘(未图示)对应的位置具有导孔，用于将扇出布线14和半导体元 件12的焊盘(未图示)电连接。在埋设绝缘层13上形成有与半导体元件12的焊盘(未图 示)电连接的扇出布线14。埋设绝缘层13例如可以由感光性或非感光性的有机材料形成， 作为有机材料，例如可以使用环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯树脂、酚 醛树脂、聚酰亚胺树脂、BCB (benzocyclobutene)、PB0 (polybenzoxazole)、聚降冰片烯树脂 等，以及在由玻璃布、芳族聚酯胺纤维等形成的纺织布或无纺布中浸渍环氧树脂、环氧丙烯 酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、BCB (benzocyclobutene)、 PBO (polybenzoxazole)、聚降冰片烯树脂等而成的材料。在实施例3中，埋设绝缘层13采 用环氧树脂。
扇出布线14是从半导体元件12的焊盘引出到埋设绝缘层13上且半导体元件12 的外周侧区域的布线。扇出布线14通过形成于埋设绝缘层13的导孔与半导体元件12的 焊盘电连接。扇出布线14可以采用例如从包括铜、银、金、镍、铝、钛、钼、钨和钯的组中选择 的至少一种金属、或者以它们为主要成分的合金。尤其在从电阻值和成本方面考虑时，优选 扇出布线14由铜形成。在实施例3中，扇出布线14采用铜。另外，扇出布线14被从半导 体元件12的焊盘(未图示)引出到埋设绝缘层13的上方，但扇出布线14与半导体元件12 的焊盘的连接也可以是保形通孔或填充通孔。在实施例3中，采用铜的填充通孔。加强通孔布线17是与半导体元件12的至少一个以上的端部(角部)连接，并且不 与扇出布线14连接的通孔布线。加强通孔布线17被埋设在形成于埋设绝缘层13的导孔 中，并与半导体元件12的角部连接。加强通孔布线17可以采用例如从包括铜、银、金、镍、 铝、钛、钼、钨和钯的组中选择的至少一种金属、或者以它们为主要成分的合金。尤其在从成 本方面考虑时，优选由铜形成。在实施例3中采用铜。另外，加强通孔布线17不需要配置 在半导体元件12的所有4个端部(角部)，也可以是3个以下。下面，说明本发明的实施例3的半导体装置的可靠性。与实施例1的半导体装置相 同，将实施例3的半导体装置置入可靠性试验中，与现有技术进行了对比评价，直到2000循 环都没有产生不良，得知具有高可靠性。这认为是由于利用加强通孔布线17缓和了在温度 循环试验时产生的应力，尤其能够抑制产生以半导体元件12的端部为基点的绝缘层裂纹。根据实施例3，可获得与实施例1相同的效果。实施例4使用

本发明的实施例4的半导体装置。图4是示意表示本发明的实施例 4的半导体装置的结构的(a)俯视图、(b)区域D的放大俯视图。在实施例4的半导体装置中，在半导体元件12的外周部的上方的预定区域，设有 取代实施例1的布线厚度加强部(图1中的15)的布线宽度加强部18，用于防止半导体元 件12的外周部上的埋设绝缘层13产生裂纹。其他结构与实施例1相同。布线宽度加强部18是加强扇出布线14的宽度的加强部，在横穿B部的区域扩大。 布线宽度加强部18可以采用例如从包括铜、银、金、镍、铝、钛、钼、钨和钯的组中选择的至 少一种金属、或者以它们为主要成分的合金。尤其在从成本方面考虑时，优选布线宽度加强 部18由铜形成。另一方面，为了获得更大的加强效果，布线宽度加强部18也可以使用具有 比铜的弹性模量高的弹性模量的金属，例如可以采用钼等金属。在实施例4中采用铜。下面，说明本发明的实施例4的半导体装置的可靠性。与实施例1的半导体装置相 同，将实施例4的半导体装置置入可靠性试验中，与现有技术进行了对比评价，直到2000循 环都没有产生不良，得知具有高可靠性。这认为是由于利用布线宽度加强部18缓和了在温 度循环试验时产生的应力，尤其能够抑制以半导体元件12的周边部为基点的绝缘层裂纹。实施例5使用

本发明的实施例5的半导体装置。图5是示意表示本发明的实施例 5的半导体装置的结构的剖视图。图6是示意表示本发明的实施例5的半导体装置的应用 示例的结构的剖视图。实施例5的半导体装置1是在实施例1 (参照图1)的半导体装置的埋设绝缘层13 的表面形成覆盖膜(Cover film) 19而成(参照图5)。覆盖膜19是绝缘层，在扇出布线14及布线厚度加强部15上的预定部分具有开口部。也可以在覆盖膜19的开口部形成球状的 外部端子20 (参照图6)。覆盖膜19可以使用环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯树脂、酚 醛树脂、聚酰亚胺树脂、BCB (benzocyclobutene)、PBO(polybenzoxazole)、聚降冰片烯树脂 等，以及在由玻璃布、芳族聚酯胺纤维等形成的纺织布或无纺布中浸渍环氧树脂、环氧丙烯 酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、BCB(benzocyclobutene), PBO(PolybenzoxazoIe)、聚降冰片烯树脂等而成的材料，或者可以采用感光性抗蚀油墨 (Resist ink)。在实施例1中，覆盖膜19采用感光性抗蚀油墨。外部端子20可以采用例如从包括金、银、铜、锡及焊锡材料的组 中选择的至少一 种金属或者合金。在实施例5中，依次层叠有3 μ m的镍和0. 5 μ m的金。根据实施例5，可获得与实施例1相同的效果，并且扇出布线14的大部分被覆盖 膜19覆盖，能够防止因机械接触造成布线和绝缘层损伤，并减小因湿度造成的布线腐蚀的 影响。因此，能够将半导体装置直接安装在母板上。另外，在实施例5中，只对利用布线厚度加强部15加强的方式进行了说明，但不限 于这种结构，对于具有绝缘层厚度加强部(图2中的16)、加强通孔布线(图3中的17)、布 线宽度加强部(图4(b)中的18)的结构，通过设计为相同的结构，也能够获得相同的效果。实施例6使用

本发明的实施例6的半导体装置。图7是示意表示本发明的实施例 6的半导体装置的结构的剖视图。图8是示意表示本发明的实施例6的半导体装置的应用 示例的结构的剖视图。实施例6的半导体装置1是在实施例5 (参照图5)的半导体装置的覆盖膜19上， 形成依次层叠了第2布线层21、第2绝缘层22、第3布线层23的多层布线结构体而成(参 照图7)。第2布线层21通过形成于覆盖膜19的开口部与扇出布线14及布线厚度加强部 15电连接。第3布线层23通过形成于第2绝缘层22的开口部与第2布线层21电连接。 也可以在第3布线层23的预定部分形成球状的外部端子20 (参照图8)。第2绝缘层22例如可以使用环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、 聚酯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、BCB(benzocyclobutene), PBO(polybenzoxazole), 聚降冰片烯树脂等，以及在由玻璃布、芳族聚酯胺纤维等形成的纺织布或无纺布中浸 渍环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、 BCB (benzocyclobutene)、PB0(polybenzoxazole)、聚降冰片烯树脂等而成的材料。第2布线层21、第3布线层23可以使用与扇出布线14所使用的材料相同的材料。根据实施例6，可获得与实施例1相同的效果，并且确保长期可靠性，并能够通过 多层布线来强化电源及接地，实现多引脚信号(Pinsignal)的引出。另外，在实施例6中，示出了布线层数为3层、绝缘层数包括覆盖膜19在内为2层 的示例，但本发明的效果不限于上述层数，也可以设计为所需的布线层数。另外，在实施例6中，只对利用布线厚度加强部15加强的方式进行了说明，但不限 于这种结构，对于具有绝缘层厚度加强部(图2中的16)、加强通孔布线(图3中的17)、布 线宽度加强部(图4(b)中的18)的结构，通过设计为相同的结构，也能够获得相同的效果。并且，本发明的半导体装置也可以在多层布线体的期望的位置设置LCR元件，用于发挥电路的噪声滤波器的效果。尤其是作为构成电容器的电介质材料，优选氧化钛、氧 化钽、A1203、SiO2, ZrO2, HfO2 或 Nb2O5 等金属氧化物，BST(BaxSr1-JiO3)、PZT (PbZrxTi1^xO3) 或PLZT(PlvyLaZrxIVxO3)等钙钛矿类材料，或者SrBi2Ta2O9等铋类层状化合物。其中， 0 < χ < 1、0 < y < 1。并且，作为构成电容器的电介质材料，也可以使用混合了无机材料 和磁性材料的有机材料等。并且，本发明的半导体装置所内置的半导体元件的数量也可以是两个以上的多 个，也可以内置除半导体元件之外的无源部件，例如LCR部件、MEMS部件、传感器等。
并且，本发明的半导体装置的加强部(布线厚度加强部、绝缘层厚度加强部)，被 配置在半导体元件的外周部的上方的预定区域(半导体元件的周缘部的正上方及其横向 周边区域)，但优选配置成为至少包括半导体元件的周边部的正上方外侧的区域。这是因 为，能够有效加强扇出布线的机械强度最弱的、处于半导体元件的周边部的正上方外侧的 区域中的扇出布线部分。尤其是从半导体元件的周边部的正上方到距该正上方的长度为半 导体元件的厚度的2倍以下的区域，机械强度尤其薄弱，所以最优选加强该区域。如上所述，根据本发明的半导体装置，能够将制造工艺中的应力集中抑制在最低 限度。结果，能够实现翘曲及弯曲较小的半导体装置，能够提高可靠性。在本发明的全部公开内容(包括权利要求书)的范围内，可进一步根据其基本技 术思想进行实施方式及实施例的变更、调整。并且，在本发明的权利要求范围内，可进行各 种公开要素的多种组合及选择。即，本发明当然包括包含权利要求范围在内的所有公开内 容及本领域技术人员可根据其技术思想获得的各种变形、修改。
权利要求
一种半导体装置，其特征在于，具有半导体元件；支撑基板，被配置在所述半导体元件的设置有焊盘的面的相反面上，并且该支撑基板的面积大于所述半导体元件的面积；埋设绝缘层，用于将所述半导体元件埋设在所述支撑基板上；扇出布线，被从所述焊盘引出到所述埋设绝缘层上且所述半导体元件的外周侧的区域；和加强部，被配置在所述半导体元件的外周部的上方的预定区域，并且加强所述埋设绝缘层和所述扇出布线的机械强度。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述加强部是加强所述扇出布线的厚度的布线厚度加强部。
3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述布线厚度加强部的材料与所述扇出布线的材料相同。
4.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述布线厚度加强部的弹性模量大于所述扇出布线的弹性模量。
5.根据权利要求2 4中任一项所述的半导体装置，其特征在于， 所述布线厚度加强部的膜厚小于所述扇出布线的膜厚。
6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述加强部是加强所述埋设绝缘层的厚度的绝缘层厚度加强部。
7.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于， 所述绝缘层厚度加强部的材料与所述埋设绝缘层的材料相同。
8.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，所述绝缘层厚度加强部的弹性模量大于所述埋设绝缘层的弹性模量。
9.根据权利要求6 8中任一项所述的半导体装置，其特征在于， 所述绝缘层厚度加强部的膜厚小于所述埋设绝缘层的膜厚。
10.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 所述加强部是加强所述扇出布线的宽度的布线宽度加强部。
11.根据权利要求10所述的半导体装置，其特征在于， 所述布线宽度加强部的材料与所述扇出布线的材料相同。
12.根据权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，所述布线宽度加强部的弹性模量大于所述扇出布线的弹性模量。
13.根据权利要求10 12中任一项所述的半导体装置，其特征在于， 所述布线宽度加强部的布线宽度大于所述扇出布线的布线宽度。
14.一种半导体装置，其特征在于，具有 半导体元件；支撑基板，被配置在所述半导体元件的设置有焊盘的面的相反面上，并且该支撑基板 的面积大于所述半导体元件的面积；埋设绝缘层，用于将所述半导体元件埋设在所述支撑基板上；扇出布线，被从所述焊盘引出到所述埋设绝缘层上且所述半导体元件的外周侧的区域；和加强通孔布线，与所述半导体元件的至少一个以上的端部连接，并且不与所述扇出布 线连接。
15.根据权利要求14所述的半导体装置，其特征在于， 所述加强通孔布线的材料与所述扇出布线的材料相同。
16.根据权利要求14所述的半导体装置，其特征在于， 所述加强通孔布线的弹性模量大于所述扇出布线的弹性模量。
17.根据权利要求1 16中任一项所述的半导体装置，其特征在于， 在所述扇出布线上具有至少一层以上的绝缘层。
18.根据权利要求1 16中任一项所述的半导体装置，其特征在于， 在所述扇出布线上层叠有至少一层以上的绝缘层和布线层。
19.根据权利要求1 18中任一项所述的半导体装置，其特征在于，还具有外部端子，被设置在所述绝缘层的最上层的开口部上，并且与所述扇出布线电 连接。
20.根据权利要求1 19中任一项所述的半导体装置，其特征在于， 具有多个所述半导体元件。
21.根据权利要求1 20中任一项所述的半导体装置，其特征在于， 还内置有除所述半导体元件之外的无源部件。
22.根据权利要求1 21中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述加强部位于从所述半导体元件的周边部的正上方到该正上方的外侧的区域。
23.根据权利要求1 21中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述加强部位于从所述半导体元件的周边部的正上方到距该正上方的长度为所述半 导体元件的厚度的2倍以下的区域。
全文摘要
提供一种半导体装置，消除由于最终的半导体装置中的内部应力集中造成的可靠性不良，并实现更高密度、薄型、低成本。半导体装置具有半导体元件；支撑基板，被配置在半导体元件的设置有焊盘的面的相反面上，并且该支撑基板的面积大于半导体元件的面积；埋设绝缘层，用于将半导体元件埋设在支撑基板上；扇出布线，从焊盘被引出到埋设绝缘层上且半导体元件的外周侧的区域；和布线厚度加强部，被配置在半导体元件的外周部的上方的预定区域，并且加强埋设绝缘层和扇出布线的机械强度。
文档编号H01L23/12GK101836289SQ200880112660
公开日2010年9月15日 申请日期2008年10月22日 优先权日2007年10月22日
发明者山道新太郎, 村井秀哉, 森健太郎 申请人:日本电气株式会社