JP3654116B2 - 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3654116B2 JP3654116B2 JP2000066035A JP2000066035A JP3654116B2 JP 3654116 B2 JP3654116 B2 JP 3654116B2 JP 2000066035 A JP2000066035 A JP 2000066035A JP 2000066035 A JP2000066035 A JP 2000066035A JP 3654116 B2 JP3654116 B2 JP 3654116B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- semiconductor chip
- substrate
- resin
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 194
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 76
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 65
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 49
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910015363 Au—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the groups H01L21/18 - H01L21/326 or H10D48/04 - H10D48/07 e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
- H01L21/563—Encapsulation of active face of flip-chip device, e.g. underfilling or underencapsulation of flip-chip, encapsulation preform on chip or mounting substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/0556—Disposition
- H01L2224/05568—Disposition the whole external layer protruding from the surface
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/05573—Single external layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/05599—Material
- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05617—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/05624—Aluminium [Al] as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/05599—Material
- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/05655—Nickel [Ni] as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/05599—Material
- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05663—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/05666—Titanium [Ti] as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/05599—Material
- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05663—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/05671—Chromium [Cr] as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/2901—Shape
- H01L2224/29012—Shape in top view
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83194—Lateral distribution of the layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01004—Beryllium [Be]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01005—Boron [B]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01006—Carbon [C]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01013—Aluminum [Al]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01024—Chromium [Cr]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01029—Copper [Cu]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01033—Arsenic [As]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/0105—Tin [Sn]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01074—Tungsten [W]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01078—Platinum [Pt]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01079—Gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01082—Lead [Pb]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/013—Alloys
- H01L2924/0132—Binary Alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
- H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
- H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15151—Shape the die mounting substrate comprising an aperture, e.g. for underfilling, outgassing, window type wire connections
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/156—Material
- H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
- H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【0002】
【発明の背景】
CSP(Chip Scale/ Size Package)型の半導体装置の一つの形態として、半導体チップを基板に対してフェースダウン実装(フリップチップ接続)した構造が知られている。例えば、基板の半導体チップ搭載領域の全面に異方性導電材料を設けて、その上に半導体チップを搭載して形成された半導体装置が知られている。
【0003】
しかし、半導体チップ搭載領域の全面に設けた異方性導電材料は、半導体チップを実装したときに、実装時の応力によって半導体チップの周囲に流れて、実装した半導体チップの端部に気泡が生じる場合があった。また、両者の接触面積が大きい分、その接触部にも気泡ができる場合があった。これらによって、半導体装置の信頼性が損なわれる場合があった。
【0004】
本発明はこの問題点を解決するためのものであり、その目的は、信頼性の高い半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係る半導体装置の製造方法は、
半導体チップの複数の電極が形成された側の面と、配線パターンが形成されており前記半導体チップの搭載領域に少なくとも一つの貫通穴が形成された基板との間に、樹脂を、前記貫通穴に連通する空間を形成して設ける第1工程と、
前記半導体チップと前記基板との一方を他方に押圧し、前記半導体チップと前記基板とを接着する第2工程と、
を含む。
【0006】
本発明によれば、樹脂を半導体チップの搭載領域の内側に流動させることによって、外側に流動する樹脂の量を減らすことができる。これによって、外側に流動した樹脂が半導体チップの端部を巻き込むことによって生じる気泡をなくすことができる。また、半導体チップと樹脂との接触部の面積が小さいので、気泡を生じにくくすることができる。また、仮に気泡が生じても、基板の貫通穴によって、その気泡を抜くことができる。したがって、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【0009】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記電極は、前記半導体チップの対向する二辺に沿って形成されてなり、
前記第1工程で、前記二辺に沿って前記樹脂を設けている。
【0010】
これによれば、半導体チップの電極の形成された対向する二辺に樹脂を設ける。これによって、少ない量で、より容易に樹脂を設けることができる。
【0011】
(2)この半導体装置の製造方法において、
前記第1工程で、前記樹脂を、前記半導体チップの電極が形成された領域よりも内側の領域に対応する位置に設けてもよい。
【0012】
これによれば、外側に流動する樹脂の広がる範囲を小さくすることができる。これによって、例えば、樹脂を半導体チップの搭載領域の範囲内に留めることができる。したがって、樹脂が半導体チップの端部を巻き込むことがないので、より確実にその端部に生じる気泡をなくすことができる。
【0013】
(3)この半導体装置の製造方法において、前記第1工程で、前記樹脂を、前記基板における前記半導体チップの搭載領域の範囲を超えずに設けてもよい。
【0014】
これによれば、樹脂を基板における半導体チップの搭載領域の範囲を超えずに設ける。すなわち、樹脂が半導体チップの端部を巻き込むことがないので、より確実にその端部に生じる気泡をなくすことができる。
【0015】
(4)この半導体装置の製造方法において、
前記樹脂は導電粒子を含み、
前記第2工程で、前記導電粒子を前記電極と前記配線パターンとの間に介在させてもよい。
【0016】
これによって、電極と配線パターンとを電気的に導通することができる。
【0017】
(5)本発明に係る半導体装置は、上記半導体装置の製造方法によって製造されてなる。
【0018】
(6)本発明に係る半導体装置は、
複数の電極のそれぞれが対向する二辺に沿って形成された半導体チップと、
配線パターンが形成されており、前記半導体チップがフェースダウンボンディングされ、前記半導体チップの搭載領域に少なくとも一つの貫通穴が形成された基板と、
少なくとも、前記半導体チップと前記基板との間に設けられた樹脂と、
を含み、
前記樹脂は、前記貫通穴に連通する空間を有するように前記半導体チップの前記二辺に沿って設けられている。
【0019】
本発明によれば、貫通穴に連通する空間に樹脂を流動させることによって、半導体チップの搭載領域の外側に流動する樹脂の量を減らすことができる。これによって、外側に流動した樹脂が半導体チップの端部を巻き込んで生じる気泡をなくすことができる。また、半導体チップと樹脂との接触部の面積が小さいので、気泡を生じにくくすることができる。また、仮に気泡が生じても、基板の貫通穴によって、その気泡を抜くことができる。また、その後の実装工程において、貫通穴と樹脂で形成されてなる空間とによって、半導体装置の水分を取り除くことができる。したがって、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【0022】
(7)この半導体装置において、前記樹脂は、前記基板における前記半導体チップの搭載領域の範囲を超えずに設けられてもよい。
【0023】
これによれば、樹脂は、基板における半導体チップの搭載領域の範囲を超えずに設けられる。すなわち、樹脂によって半導体チップの端部を巻き込むことがないので、より確実にその端部に生じる気泡をなくすことができる。
【0024】
(8)この半導体装置において、前記樹脂は導電粒子を含み、
前記導電粒子は、前記電極と前記配線パターンとの間に介在して設けられてもよい。
【0025】
これによって、電極と配線パターンとを電気的に導通することができる。
【0026】
(9)本発明に係る回路基板は、上記半導体装置が搭載されている。
【0027】
(10)本発明に係る回路基板は、上記半導体装置が搭載されている。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【0029】
(第1の実施の形態)
図1(A)〜図2は、本実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法について説明する図である。詳しくは、図1(A)は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、図1(B)はその製造方法によって製造されてなる半導体装置を示す図である。また、図2は、図1(B)に示す半導体装置の平面図である。本実施の形態に係る半導体装置は、半導体チップ10と、基板20と、樹脂と、を含む。以下に、本実施の形態に係る半導体装置の構成について説明する。
【0030】
図1(B)に示すように、半導体チップ10は、例えばアルミニウム等で形成されてなる複数の電極(又はパッド)12を有する。複数の電極12は、半導体チップ10の周端部に並んでいても、半導体チップ10の中央部に並んでいてもよい。また、電極12は、半導体チップの10が矩形をなすときに平行な二辺の端部に沿って並んでいても、四辺の端部に並んでいてもよい。また、電極12の表面の少なくとも一部を避けて、半導体チップ10には絶縁膜(図示しない)が形成されている。絶縁膜は、例えば、SiO2、SiN、ポリイミド樹脂などで形成することができる。なお、電極12上に、ハンダボール、金ワイヤーボール、金メッキなどからなるバンプ(図示しない)が形成されていてもよい。この場合に、電極12とバンプとの間にバンプ金属の拡散防止層として、ニッケル、クロム、チタン等を付加してもよい。
【0031】
図1(B)に示すように、基板20は、有機系又は無機系のいずれの材料から形成されたものであってもよく、これらの複合構造からなるものであってもよい。有機系の材料から形成された基板20として、例えばポリイミド樹脂からなるフレキシブル基板が挙げられる。また、無機系の材料から形成された基板20として、例えばセラミック基板やガラス基板が挙げられる。有機系及び無機系の材料の複合構造として、例えばガラスエポキシ基板が挙げられる。また、基板20として、多層基板やビルドアップ型基板を用いてもよい。
【0032】
配線パターン22は、基板20の一方、又は両方の面に形成される。配線パターン22は、複数層から構成されることが多い。例えば、銅(Cu)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、チタンタングステン(Ti−W)のうちのいずれかを積層して配線パターン22を形成することができる。配線パターン22は、フォトリソグラフィ、スパッタ、又はメッキ処理によって形成してもよい。また、配線パターンの一部は、配線となる部分よりも面積の大きいランド部(図示しない)となっていてもよい。ランド部は電気的接続部を十分に確保する機能を有し、半導体チップ10の電極12又は外部端子40などの電気的接続部として設けられることが多い。
【0033】
図1(B)及び図2に示すように、基板20には、半導体チップ10の搭載領域に少なくとも一つ(一つ又は複数)の貫通穴24が形成されている。貫通穴24は、基板20の両面に開口している。貫通穴24は、基板20における半導体チップ10の搭載領域のほぼ中央に形成されてもよい。貫通穴24の外形及び大きさは限定されず、空気を抜くことができる程度であればよい。なお、貫通穴24は、パンチ、エッチング等で形成することができる。
【0034】
基板20には、上述の貫通穴24とは別に両方の面を電気的に導通するための外部接続用穴26が形成されていてもよい。基板20に外部接続用穴26が形成されている場合に、配線パターン22の一部は、外部接続用穴26上を通る。配線パターン22の一部は、ランド部(図示しない)であってもよい。外部接続用穴26を形成することによって、基板20における配線パターン22の形成面にかかわらず、基板20の両方の側から配線パターン22との電気的接続を図ることができる。
【0035】
図1(B)に示すように、半導体チップ10は、基板20にフェースダウンボンディングされている。この場合の電極12と配線パターン22との電気的接合の形態は、導電樹脂ペースト、又はAu−Au、Au−Sn、ハンダなどによる金属接合、又は絶縁樹脂の収縮力による接合などがあり、そのいずれの形態を用いてもよい。例えば、図1(B)に示すように、導電粒子を有する異方性導電材料30によってフェースダウンボンディングしてもよい。また、半導体チップ10の電極12上に設けられたバンプ(図示しない)を用いてフェースダウンボンディングしてもよい。バンプは、ボンディングワイヤを用いたボールバンプ法、電解メッキ法、無電解メッキ法、ペースト印刷法、ボール載置法などや、それらの組合わせ手法を用いて形成してもよい。なお、本実施の形態に係る半導体装置は、基板20に搭載される半導体チップ10が、複数に積み重ねられてなる、いわゆるスタックド型の半導体装置であってもよい。
【0036】
図1(B)に示すように、半導体チップ10と基板20との間には樹脂が設けられている。ここでいう樹脂は、異方性導電材料30のように、導電粒子を含むものであってもよい。詳しくは、異方性導電材料30は、接着剤(バインダ)に導電粒子(導電フィラー)が分散されたものである。異方性導電材料30の導電粒子は、電極12と配線パターン22との間に介在して設けられている。これによって、両者の電気的接続が可能となる。また、上述とは別に、樹脂は、アンダーフィル材であってもよい。また、アンダーフィル材として半導体装置の応力緩和の機能を果たすものであってもよい。これによって電極12と配線パターン22との電気的接続部を保護することができる。
【0037】
図1(B)及び図2に示すように、異方性導電材料30は、貫通穴24に連通する空間を形成して設けられている。本実施の形態では図2に示すように、基板20の平面視において、異方性導電材料30は、半導体チップ10の搭載領域の周端部に沿って、ほぼ半導体チップ10の相似形となる外形の枠状に設けられている。言い換えると、半導体チップ10と基板20との間には、異方性導電材料30で囲まれた、貫通穴24に連通する穴32が形成されている。また、貫通穴24に連通する空間の大きさは特に限定されない。例えば、穴32が貫通穴24より大きい場合は、半導体装置を高温で処理したときに、より確実に半導体装置の水分(例えば異方性導電材料30の水分)等を取り除くことができる。
【0038】
配線パターン22上に、複数の外部端子40が設けられていてもよい。例えば、図1(B)に示すように、基板20に形成された外部接続用穴26を介して、外部端子40が配線パターン22上に設けられてもよい。詳しくは、外部接続用穴26から露出した配線パターン22の一部(例えばランド部)に、外部端子40が設けられ、基板30における半導体チップ10の側の面とは反対側から突出している。外部端子40はハンダで形成してもよく、ハンダボールの材料となるハンダを外部接続用穴26に充填して、ハンダボールと一体化した導電部材を外部接続用穴26に形成してもよい。また、外部端子40は、上述のハンダ以外の金属や導電性樹脂などから形成してもよい。なお、外部端子40の形成される形態は、図1(B)に示すようなFAN−IN型、FAN−OUT型、及びFAN−IN/OUT型のいずれであっても構わない。
【0039】
また、積極的に外部端子40を形成せず、マザーボード実装時にマザーボード側に塗布されるハンダクリームを利用し、その溶融時の表面張力で結果的に外部端子を形成してもよい。この半導体装置は、外部端子を形成するためのランド部を有する、いわゆるランドグリッドアレイ型の半導体装置である。また、基板20における半導体チップ10の側の配線パターン22が形成された面とは反対側の面にランド部を形成し、外部接続用穴26を介して、ランド部と配線パターン22とを電気的に接続してもよい。また、貫通孔26を導電材料によって埋めて、その表面をランド部としてもよい。
【0040】
なお、基板20の一部を延出し、そこから外部接続を図るようにしてもよい。基板20の一部をコネクタのリードとしたり、コネクタを基板20上に実装したり、基板20の配線パターン22そのものを他の電子機器に接続してもよい。
【0041】
次に、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
【0042】
(第1工程)
図1(A)に示すように、半導体チップ10と、基板20との間に異方性導電材料30を設ける。異方性導電材料30は、少なくとも、半導体チップ10と、基板20とのいずれかに設ければよい。半導体チップ10を基板20に搭載したときに、貫通穴24に連通する空間が形成されるように、両者のいずれかに異方性導電材料30を設ける。異方性導電材料30は、予めシート状に形成された異方性導電フィルムを使用してもよく、液状の異方性導電ペーストを使用してもよい。
【0043】
本実施の形態では、異方性導電材料30を、基板20の平面視において、半導体チップ10の搭載領域の周端部に沿って、ほぼ半導体チップ10の外形の相似形となる枠状になるように設ける。この場合に、異方性導電材料30を基板20における半導体チップ10の搭載領域の外側に、多少はみ出して設けても構わない。これによって、容易かつ確実に異方性導電材料30を設けることができる。
【0044】
異方性導電材料30によって、貫通穴24に連通する空間を形成する。詳しくは、異方性導電材料30で囲まれた穴32を形成する。穴32の開口部の大きさは特に限定されないが、後の工程で異方性導電材料30を穴32に流動させて形成されてなる形態に応じて設定してもよい。
【0045】
また、例えば異方性導電材料30(例えば異方性導電ペースト)を、基板20における半導体チップ10の搭載領域の全面に設けた後に、図示しない冶具によって、貫通穴24の形成位置を中心とした一部の異方性導電材料30を取り除いて、穴32を形成してもよい。これによって、例えば、基板20として、複数の半導体チップ10の搭載領域がマトリクス状に設けられた基板(図示しない)を用いた場合に、それぞれの搭載領域に容易に穴32を有する異方性導電材料30を設けることができる。
【0046】
(第2工程)
半導体チップ10と基板20とのいずれか一方を他方に押圧して、異方性導電材料30の導電粒子を介して、電極12と配線パターン22との電気的接続を図る。この場合に、半導体チップ10等を加熱してもよい。加熱することによって、熱硬化性樹脂からなる異方性導電材料30を用いた場合は、一旦、溶融してから硬化する。また、異方性導電フィルムを用いた場合でも、一旦、加熱によって流動性を有した状態となる。なお、異方性導電材料30とは別の樹脂を用いた場合でも、それぞれの樹脂の硬化メカニズムに沿った方法で、樹脂にエネルギーを加えればよい。
【0047】
流動性を有する状態となった異方性導電材料30は、半導体チップ10と基板20とによって両側から圧縮されて、半導体チップ10と基板20との間で流動する。すなわち、異方性導電材料30は、基板20の平面視において、半導体チップ10の搭載領域の内側及び外側の双方向に流動し得る状態となる。ここで、本実施の形態では、貫通穴24に連通して形成された穴32を、基板における半導体チップ10の搭載領域の内側に形成しているので、異方性導電材料30を搭載領域の外側だけでなく内側にも流すことができる。すなわち、搭載領域の外側に流動する異方性導電材料30の量を減らして、異方性導電材料30を、半導体チップ10の端部を巻き込む程に外側に流動することを妨げることができる。これによって、半導体チップ10の端部に気泡を生じさせないようにすることができる。また、半導体チップ10と異方性導電材料30との接触部の面積が小さいので、気泡を生じにくくすることができる。また、仮に気泡が生じても、基板20の貫通穴24によって、その気泡を抜くことができる。したがって、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【0048】
流動した異方性導電材料30がその後の加熱によって硬化することによって、図1(B)に示すように、もとの空間よりも小さな穴32を形成する。穴32の断面の大きさは特に限定されない。
【0049】
また、図示しないが、これとは別に、最初に設ける異方性導電材料30の量、及びそれによって最初に形成されていた穴32の形態を調整して、製造後の半導体装置に穴32を形成しないようにしてもよい。すなわち、製造工程において形成されていた図1(A)に示す穴32が、半導体チップ10の搭載領域の内側への、異方性導電材料30の流動によって埋められても構わない。この場合であっても、上述の理由から、半導体チップ10の端部に気泡を生じさせないようにすることができ、また、貫通穴24によって、その気泡を抜くことも可能である。
【0050】
(その後の工程)
半導体チップ10を異方性導電材料30等でフェースダウンボンディングした後に、外部端子40を配線パターン22に形成してもよい。この場合に加熱して外部端子40を形成する(リフロー工程)。本工程においても、本実施の形態に係る半導体装置は効果的である。例えば、図1(B)に示す半導体装置において、リフロー工程による加熱によって、半導体装置の水分を取り除くことができる。詳しくは、半導体チップ10の搭載領域に形成された穴32を形成する異方性導電材料30の水分を、貫通穴24から取り除くことができる。この場合に、穴32の空間の大きさが貫通穴24よりも大きい場合は、より効果的にその水分を取り除くことができる。
【0051】
本実施の形態によれば、樹脂を半導体チップ10の搭載領域の内側に流動させることによって、外側に流動する樹脂の量を減らすことができる。これによって、外側に流動した樹脂が半導体チップ10の端部を巻き込んで生じる気泡をなくすことができる。したがって、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【0052】
図3(A)及び図3(B)に本実施の形態における半導体装置及びその製造方法の変形例を示す。本変形例に係る半導体装置は、上述とは異なる形態を有する樹脂(異方性導電材料50)を含む。なお、半導体装置及びその製造方法は、以下の説明を除き、上述の形態と同様であってもよい。
【0053】
図3(A)に示すように、本変形例に係る半導体装置の製造方法は、上述と同様の構成からなる異方性導電材料50によって、貫通穴24に連通する凹部52を形成する。言い換えると、異方性導電材料50を、半導体チップ10の側において全面に設け、基板20の側において貫通穴24の形成位置を避けて設ける。すなわち、貫通穴24から見て、窪んだ形態によるように異方性導電材料50を設ける。これによって、より容易に、異方性導電材料50を半導体チップ10の搭載領域の内側に流動させることができる形態を実現することができる。
【0054】
半導体チップ10の搭載領域の内側に流動させた異方性導電材料30を、その後の加熱によって硬化させて、図3(B)に示すように最初に形成した凹部52よりも小さな空間を形成してもよい。また、上述と同様に図3(B)に示した凹部52は、その隙間が埋められ、形成されなくても別に構わない。なお、本変形例に係る半導体装置は、上述の方法から製造されてなる。
【0055】
(第2の実施の形態)
図4(A)及び図4(B)は、本実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法について説明する図である。詳しくは、図4(A)は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、図4(B)はその製造方法によって製造されてなる半導体装置を示す図である。本実施の形態に係る半導体装置は、上述とは異なる形態を有する樹脂60を含む。樹脂60は、アンダーフィル材であってもよい。また、アンダーフィル材として、半導体装置の応力緩和の機能を果たすものであってもよい。これによって電極12と配線パターン22との電気的接続部を保護することができる。なお、半導体装置及びその製造方法は、以下の説明を除き、上述の実施の形態と同様であってもよい。
【0056】
まず、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【0057】
本実施の形態では、半導体チップ10を基板20に実装したときに、樹脂60を、基板20の平面視において半導体チップ10の外側にはみ出させないように予め設ける。
【0058】
例えば、第1の実施の形態を応用した形態として、樹脂60を、基板20の平面視において、半導体チップ10の電極12が形成された領域よりも内側の領域に対応する位置に、ほぼ半導体チップ10の相似形となる外形の枠状にして設けてもよい。これによって、貫通穴24に連通する穴62を形成してもよい。
【0059】
また、例えば、同様にして、第1の実施の形態の変形例を応用した形態として、半導体チップ10の電極12が形成された領域よりも内側の領域に対応する位置に、貫通穴24に連通する凹部(図示しない)を形成するようにして樹脂60を設けてもよい。なお、穴62又は凹部(図示しない)の形成手段と効果は上述の実施の形態の通りである。
【0060】
このようにして設けた樹脂60は、半導体チップ10と基板20とによる圧縮と、加熱とによって、半導体チップ10の搭載領域の内側及び外側の双方向に流動する。本実施の形態では、半導体チップ10の電極12が形成された領域よりも内側の領域に対応する位置に樹脂60を設けている。これによって、外側に流動する樹脂60の広がる範囲を小さくすることができる。したがって、例えば、流動性を有した樹脂60を、図4(B)に示すように基板20の平面視において半導体チップ10の外側にはみ出さないようにすることができる。すなわち、外側に流動する樹脂60の広がる範囲を、半導体チップ10の搭載領域の範囲内に留めることができる。これによって、樹脂60を、半導体チップ10の端部に、より確実に入り込ませないようになっている。したがって、さらに確実にその端部に生じる気泡をなくすことができる。
【0061】
本実施の形態に係る半導体装置は、上述の方法から形成されてなる。図4(B)に示すように、樹脂60は、その平面視において半導体チップ10の外側にはみ出すことなく設けられてもよい。なお、電極12と配線パターン22との電気的接合の形態は、上述のように金属接合等であってもよい。
【0062】
(第3の実施の形態)
図5は、本実施の形態に係る半導体装置について示す図である。本実施の形態に係る半導体装置は、上述の実施の形態とは異なる樹脂(異方性導電材料70)を含む。なお、半導体装置及びその製造方法は、以下の説明を除き、上述の実施の形態と同様であってもよい。
【0063】
図5に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、実装する半導体チップ10の電極12が平行な二辺の端部に並んでいる場合に効果的である。すなわち、異方性導電材料70は、電極12と配線パターン22との電気的導通を果たすため、半導体チップ10における電極12が形成された二辺に沿って設けられている。
【0064】
図5に示すように、本実施の形態に係る半導体装置の異方性導電材料70は、第1の実施の形態と同様に、半導体チップ10の搭載領域の外側に多少はみ出して設けられてなるものでもよい。また、図示しないが、第2の実施の形態で示したように、例えば、基板20の平面視において、半導体チップ10の搭載領域の範囲を超えないように設けられてなるものでもよい。なお、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、上述と同様であってもよい。
【0065】
本実施の形態によれば、上述の実施の形態による効果のほか、少ない量でより容易に樹脂を設けることができる。
【0066】
図6には、上述の実施の形態に係る半導体装置1を実装した回路基板100が示されている。回路基板100には例えばガラスエポキシ基板等の有機系基板を用いることが一般的である。回路基板100には例えば銅などからなる配線パターンが所望の回路となるように形成されていて、それらの配線パターンと半導体装置の外部端子とを機械的に接続することでそれらの電気的導通を図る。
【0067】
そして、本発明を適用した半導体装置を有する電子機器として、図7にはノート型パーソナルコンピュータ200、図8には携帯電話300が示されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)及び図1(B)は、第1の実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法を説明するための図である。
【図2】図2は、第1の実施の形態にかかる半導体装置の平面を示す図である。
【図3】図3(A)及び図3(B)は、第1の実施の形態の変形例に係る半導体装置及びその製造方法を説明するための図である。
【図4】図4(A)及び図4(B)は、第2の実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法を説明するための図である。
【図5】図5は、第1の実施の形態にかかる半導体装置の平面を示す図である。
【図6】図6は、本発明を適用して形成された半導体装置を実装した回路基板を示す図である。
【図7】図7は、本発明を適用して形成された半導体装置を有する電子機器を示す図である。
【図8】図8は、本発明を適用して形成された半導体装置を有する電子機器を示す図である。
【符号の説明】
10 半導体チップ
12 電極
20 基板
22 配線パターン
24 貫通穴
26 外部電極用穴
30 異方性導電材料
32 穴
40 外部端子
50 異方性導電材料
52 凹部
60 樹脂
62 穴
70 異方性導電材料
Claims (10)
- 複数の電極のそれぞれが対向する二辺に沿って形成された半導体チップにおける前記電極が形成された側の面と、配線パターンが形成されており前記半導体チップの搭載領域に少なくとも一つの貫通穴が形成された基板との間に、樹脂を、前記貫通穴に連通する空間を有するように前記半導体チップの前記二辺に沿って設ける第1工程と、
前記半導体チップと前記基板との一方を他方に押圧し、前記半導体チップと前記基板とを接着する第2工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1工程で、前記樹脂を、前記半導体チップの前記電極が形成された領域よりも内側の領域に対応する位置に設ける半導体装置の製造方法。 - 請求項1又は請求項2記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1工程で、前記樹脂を、前記基板における前記半導体チップの搭載領域の範囲を超えずに設ける半導体装置の製造方法。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記樹脂は導電粒子を含み、
前記第2工程で、前記導電粒子を前記電極と前記配線パターンとの間に介在させる半導体装置の製造方法。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法によって製造されてなる半導体装置。
- 複数の電極のそれぞれが対向する二辺に沿って形成された半導体チップと、
配線パターンが形成されており、前記半導体チップがフェースダウンボンディングされ、前記半導体チップの搭載領域に少なくとも一つの貫通穴が形成された基板と、
少なくとも、前記半導体チップと前記基板との間に設けられた樹脂と、
を含み、
前記樹脂は、前記貫通穴に連通する空間を有するように前記半導体チップの前記二辺に沿って設けられている半導体装置。 - 請求項6記載の半導体装置において、
前記樹脂は、前記基板における前記半導体チップの搭載領域の範囲を超えずに設けられている半導体装置。 - 請求項6又は請求項7記載の半導体装置において、
前記樹脂は導電粒子を含み、
前記導電粒子は、前記電極と前記配線パターンとの間に介在して設けられている半導体装置。 - 請求項5から請求項8のいずれかに記載の半導体装置が搭載された回路基板。
- 請求項5から請求項8のいずれかに記載の半導体装置を有する電子機器。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000066035A JP3654116B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 |
US09/794,666 US6815830B2 (en) | 2000-03-10 | 2001-02-28 | Semiconductor device and method of manufacturing the same, circuit board and electronic instrument |
US10/953,518 US20050035465A1 (en) | 2000-03-10 | 2004-09-30 | Semiconductor device and method of manufacturing the same, circuit board and electronic instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000066035A JP3654116B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001257232A JP2001257232A (ja) | 2001-09-21 |
JP3654116B2 true JP3654116B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=18585468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000066035A Expired - Fee Related JP3654116B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6815830B2 (ja) |
JP (1) | JP3654116B2 (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3876953B2 (ja) * | 1998-03-27 | 2007-02-07 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 |
JP2002198395A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-12 | Seiko Epson Corp | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 |
US7154206B2 (en) * | 2002-07-31 | 2006-12-26 | Kyocera Corporation | Surface acoustic wave device and method for manufacturing same |
US7265994B2 (en) * | 2003-01-31 | 2007-09-04 | Freescale Semiconductor, Inc. | Underfill film for printed wiring assemblies |
US6919625B2 (en) * | 2003-07-10 | 2005-07-19 | General Semiconductor, Inc. | Surface mount multichip devices |
US7019403B2 (en) * | 2003-08-29 | 2006-03-28 | Freescale Semiconductor, Inc. | Adhesive film and tacking pads for printed wiring assemblies |
US7348666B2 (en) * | 2004-06-30 | 2008-03-25 | Endwave Corporation | Chip-to-chip trench circuit structure |
EP1867980A4 (en) * | 2005-04-06 | 2014-03-05 | Murata Manufacturing Co | SURFACE WAVE SENSOR DEVICE |
JP2008192984A (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Elpida Memory Inc | 半導体装置及びその製造方法 |
JP4468436B2 (ja) * | 2007-12-25 | 2010-05-26 | 富士通メディアデバイス株式会社 | 弾性波デバイスおよびその製造方法 |
JP5117270B2 (ja) * | 2008-04-25 | 2013-01-16 | シャープ株式会社 | 配線基板、半導体装置、ならびに半導体装置の製造方法 |
JP4816750B2 (ja) * | 2009-03-13 | 2011-11-16 | 住友電気工業株式会社 | プリント配線基板の接続方法 |
JP5590814B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2014-09-17 | ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエル | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2010245337A (ja) * | 2009-04-07 | 2010-10-28 | Elpida Memory Inc | 半導体装置及びその製造方法 |
US7977160B2 (en) * | 2009-08-10 | 2011-07-12 | GlobalFoundries, Inc. | Semiconductor devices having stress relief layers and methods for fabricating the same |
US8704370B2 (en) * | 2012-06-29 | 2014-04-22 | Freescale Semiconductor, Inc. | Semiconductor package structure having an air gap and method for forming |
CN113594117B (zh) * | 2021-07-28 | 2024-04-09 | 联合微电子中心有限责任公司 | 半导体器件及其制造方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5122860A (en) * | 1987-08-26 | 1992-06-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Integrated circuit device and manufacturing method thereof |
JP2962385B2 (ja) | 1993-01-07 | 1999-10-12 | 松下電子工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
US5459368A (en) * | 1993-08-06 | 1995-10-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Surface acoustic wave device mounted module |
JPH08193897A (ja) * | 1995-01-19 | 1996-07-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体圧力センサ |
US6738123B1 (en) * | 1996-03-15 | 2004-05-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Drive circuit connection structure including a substrate, circuit board, and semiconductor device, and display apparatus including the connection structure |
JPH1084014A (ja) * | 1996-07-19 | 1998-03-31 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
US6084612A (en) * | 1996-07-31 | 2000-07-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection head, liquid ejection head cartridge, printing apparatus, printing system and fabrication process of liquid ejection head |
KR100187715B1 (ko) * | 1996-08-19 | 1999-06-01 | 윤종용 | 리드 프레임을 이용한 칩 스케일 패키지 제조 방법 |
JPH10261661A (ja) | 1997-03-19 | 1998-09-29 | Toshiba Corp | アンダーフィル充填方法及びプリント配線板構造 |
JP3580082B2 (ja) | 1997-04-22 | 2004-10-20 | 株式会社村田製作所 | チップ状部品の実装構造および実装方法 |
JPH11330299A (ja) | 1998-05-13 | 1999-11-30 | Nitto Denko Corp | ベアチップ実装基板 |
JP4365936B2 (ja) * | 1999-03-15 | 2009-11-18 | 新光電気工業株式会社 | 半導体チップの実装方法 |
US6153939A (en) * | 1999-05-24 | 2000-11-28 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Flip-chip semiconductor device with enhanced reliability and manufacturing efficiency, and the method for under filling the same |
-
2000
- 2000-03-10 JP JP2000066035A patent/JP3654116B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-02-28 US US09/794,666 patent/US6815830B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-09-30 US US10/953,518 patent/US20050035465A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001257232A (ja) | 2001-09-21 |
US20050035465A1 (en) | 2005-02-17 |
US6815830B2 (en) | 2004-11-09 |
US20010031515A1 (en) | 2001-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6621172B2 (en) | Semiconductor device and method of fabricating the same, circuit board, and electronic equipment | |
KR100459971B1 (ko) | 반도체 장치 및 그 제조 방법, 제조 장치, 회로 기판 및전자기기 | |
KR100886778B1 (ko) | 컴플라이언트 전기 단자들을 갖는 장치 및 그 제조 방법들 | |
JP3994262B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 | |
JP3654116B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 | |
JP4066127B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器。 | |
WO2000070677A1 (fr) | Appareil semi-conducteur, son procede de fabrication, carte a circuit imprime et appareil electronique | |
JP2000269369A (ja) | 半導体装置 | |
JP2001298115A (ja) | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 | |
US7420814B2 (en) | Package stack and manufacturing method thereof | |
US20080251944A1 (en) | Semiconductor device | |
KR100888712B1 (ko) | 컴플라이언트 전기 단자들을 갖는 반도체 디바이스, 이반도체 디바이스를 포함하는 장치, 및 그 제조 방법들 | |
EP3301712B1 (en) | Semiconductor package assembley | |
US7176561B2 (en) | Semiconductor device, method for manufacturing the same, circuit board, and electronic equipment | |
US8062927B2 (en) | Wiring board and method of manufacturing the same, and electronic component device using the wiring board and method of manufacturing the same | |
JP3666462B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2007150346A (ja) | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 | |
JP3841135B2 (ja) | 半導体装置、回路基板及び電子機器 | |
JP2001127245A (ja) | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 | |
JP2003152021A (ja) | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 | |
JP3692810B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 | |
JP3337922B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP3912888B2 (ja) | パッケージ型半導体装置 | |
US20040214422A1 (en) | Semiconductor devices, and manufacturing methods, circuit substrates and electronic equipments for the same | |
JP2008103739A (ja) | 配線基板、接続基板、半導体装置及びこれらの製造方法、回路基板並びに電子機器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041027 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041130 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050113 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080311 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090311 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090311 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110311 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120311 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120311 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130311 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140311 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |