TW526598B - Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device - Google Patents
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- H01L2924/151—Die mounting substrate
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- 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
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Description
526598 A7
[發明所屬之技術範疇] 本發明和半導體裝置之製造方法及半導體雄值技術相 關 尤其是適用於具有小型封裝(package)構造之半導體裝 置的有效技術相關。 [先前技術] 封裳之外型尺寸和半導體晶片之尺寸大致相等或稍大的 CSP(晶片尺寸封裝,Chip Size Package)等,除了可以獲得 相當於裸晶片(bare chip)安裝之高密度安裝,因為製造成本 也較便且’故攜帶式情報機器、數位相機、筆記型電腦等 小型輕量電子機器區域的需要急速增加。 雖然前述CSP有各種封裝形態,但一般而言,會在配備半 導體晶片之封裝基板的一面裝上焊接凸塊,採用將此焊接 凸塊回流(reflow)焊接於印刷配線基板之表面的球拇陣列 (Ball Grid Array ; BGA)構造。尤其是多銷(pin)薄型 csp 時,以由聚醯亞胺等絕緣帶構成配備著半導體晶片之封裝
基板的TCP(帶載體封裝,Tape Carrier Package)型 BGA(BGA 帶)為主流。又,以絕緣帶為封裝基板之TCP方面,已在曰 本專利特開平7-321248號公報等公開發表。 [發明所欲解決之問題] 然而,本發明者在前述以絕緣帶做為封裝基板之CSP技術 上發現下列問題。 亦即,第1個問題就是很難將其應用於要求高信賴性的製 品上。前述以絕緣帶做為封裝基板之CSP構造時,部份因為 封裝基板之材料為聚醯亞胺等,安裝後之溫度周期性往往 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公豐)
裝 訂
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低於顧客要求,故無法提升其信賴性等。 第2個問題則是半導體裝置製心表仏成本較鬲。因為封裝基 板材料之聚醯亞胺帶的價格較貴,此外,在前述以絕 做為封裝基板之CSP的製造上,因為是對各個半導體曰片進 行密封的形態,使得單位面積之製品取得數較少,』 單價會更為昂貴等。 i 本發明者依據本發明,從塑造(mold)之觀點對公開發表之 實例進行調查。結果,例如,曰本專利特開平10_256286號 公報就公開發表了以模具之順利脫模為目的,在模具内面 形成覆膜(coating)層而使塑造部脫模的技術。另外,特開平 10-244556號公報也公開發表了以容易取出塑造模具之樹脂 封裝為目的,在脫模薄膜(film)密合於模具内部的狀態,實 施樹脂封裝之成形的技術。而如特開平丨丨^的“號公報則 公開發表了利用薄板(sheet)進行塑造(mold)時,以真空吸引 薄板來防止薄板敏紋的技術。例如曰本專利特開2QQ〇_ 12578號公報上,則發表了基板上配置多數晶片並實施連續 塑造的技術。而日本專利特開2000-138246號公報則是具有 泛用性的塑造模具,在複數之各模塊(block)都裝配著推桿 (ejector pin) 〇 本發明之目的在提供可提升半導體裝置之信賴度的技 術。 、 此外,本發明之目的在提供可以降低半導體裝置之成本 的技術。 本發明之前述目的、其他目的、以及新穎特徵,可從本 -6 -
裝 訂
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說明書及附圖獲得了解。 [課題之解決手段] 針對本專利申請之發明當中,其代表性概要簡單說明如 下。 本發明是將第1面上安裝著複數半導體晶片之第1基板安 f於模具内,前述模具之上模及前述第1基板之第1面間有 薄膜’在W述薄膜以真空吸附於前述模具之狀態下,利用 對别述複數半導體晶片整體的樹脂密封來形成密封構件 後,切斷利用前述薄膜進行模具脫模之前述第〗基板及密封 構件,而獲得複數之半導體裝置。 此外,本發明是將第丨面上安裝著複數半導體晶片之第i 基板安裝於模具内,前述第丨基板第i面背側之第2面以真空 吸附於前述模具之狀態下,利用對前述複數半導體晶片整 體的樹脂密封來形成密封構件後,切斷利用前述薄膜進行 模具脫模之前述第1基板及密封構件,而獲得複數之半導體 裝置。 、同時,本發明以整體密封安裝於具有強對應熱應力之構 造的第1基板第1主面上之複數半導體晶片來形成密封構 件並在進行模具之脫模後,切斷從前述模具脫模之前述 第1基板及密封構件,而獲得複數之半導體裝置。 本發明之前述第1基板的構成上,以和安裝此項之第2美 板相同系列的絕緣材料為主體。 土 本發明之前述第1基板的構成上,以和安裝此項之第2基 板相同熱膨漲係數的絕緣材料為主體。 、 & 本纸張尺度適用中s @家標準(CNS) A4規格(21〇Χ297公爱) 526598 A7
本發明之前述第1及第2基板的構成上,以玻璃·環氧 脂系列的絕緣材料為主體。 [發明之實施形態] 在詳細說明本專利發明之前,先將本專利之用語的意 說明如下。 溫度周期試驗:將被測量半導體裝置重複置於高溫及低溫 下,使其產生尺寸及其他物理性質的變化,是決定其動= 特性及物理傷害之耐久性的試驗。 、 薄長形基板(第1基板)之主面(晶片安裝面:第1面)及背面 (封裝安裝面:第2面),為了方便而將其分類成下列區域。將 形成半導體裝置之區域稱為「半導體裝置形成區域」,而 配置著該半導體裝置形成區域之群體的整個區域稱為「製 扣區域(第1區域)」,製品區域之外周區域則稱為「周邊區 域(第2區域)」。 在下面之實施形態中,為了方便或必要時,會分割成數 個片段或實施形態來進行說明,但除了特別註明以^卜,其 間亚非互相無關’其中一方為另一方之部份或全部的變形 實例、詳細或補充說明等。 此外,在下面之實施形態中,論及要素之數量等(含個 數、數值、量、及範圍)時,除了特別註明時或原理上明顯 限定特定數量時等以外,並未限定為該特定數量,可以為 該數Ϊ以上或以下。 ” *同時,在下面之實施形態中,其構成要素(含要素步驟 等),除了特別註明時或認定原理上明顯必要時等以外,並 -8 · 526598 A7 ____B7 五、發明説明(5 ) 非絕對必要。 同樣的’在下面之實施形態中,論及構成要素等之形狀 及位置關係等時,除了特別註明時或認定原理上明顯必要 時等以外’包含實質上和其形狀等近似或類似之物等在 内。前述數值及範圍也和此項相同。 在說明本實施形態之全部圖面中,具有同一機能者附與 同一符號,且省略重複說明。 此外,本實施形態使用之圖面中,雖然是平面圖,但為 了使圖面容易觀看,有些會附有剖面圖。 下面是以圖面針對本發明實施形態進行詳細說明。 (實施形態1) 圖1為本發明實施形態之一的半導體裝置斜視圖,圖2為 圖1之A1-A1線的剖面圖。 本實施形態之半導體裝置1具有如FBGA(Fine Bitch Grid Array)之構造。此半導體裝置1之封裝基板2以如平面四角形 之薄板構成,且具有基板本體3、在其主面(晶片安裝面)及 背面(封裝安裝面)形成之導體圖案4及焊接抗蝕劑(s〇lder res1St)5、及貫通封裝基板2之主面及背面間之氣孔6、以及 接合於封裝基板2背面側之導體圖案4的凸塊電極7。 在本實施形態中,前述基板本體3採用耐熱性高、相當於 FR-5之玻璃·環氧樹脂的單層板做為材料。因為採用便宜 之玻璃·環氧樹脂的單層板做為基板本體3之材料,可以將 半導體裝置1的製造材料成本降至最低。亦即,可以降低半 導體裝置1的成本。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 526598 A7 一 一______B7 五、發明説明(6 ) ' ' ^ 此外,基板本體3採用和安裝半導體裝置丨之基板一般所 使用之印刷配線基板相同的玻璃·環氧樹脂,故可以緩和 因為封裝基板2及前述印刷配線基板之熱膨漲係數差而對半 導體裝置1之凸塊電極7所造成的壓力。 另外,和以聚醯亞胺帶等構成基板本體3時相比,因為溫 度周期試驗之溫度周期性可以提升為2倍左右或更高,不但 可應用於攜帶式機器及民生用途上,也可應用於產業機器 及〉"L車用途等要求高信賴度之製品的半導體裝置夏。 只是,基板本體3之材料不限於此,而可以有各種變更, 例如,也可以使用BT樹脂或人造纖維不織布等有機系絕緣 材料。不論使用何種材料,只要能具有和前述玻璃·環氧 樹脂相同之效果,同時選擇B 丁樹脂做為基板本體3之料料, 因為具有南熱傳導性,故可提高散熱性。 前述封裝基板2之導體圖案4以如單純之2層構造來構成。 利用此方式,可以將半導體裝置丨之製造材料成本降至最 低,而降低半導體裝置丨之成本。在本實施形態中,前述導 體圖案4具有配線用及虛擬用之2種圖案。此外,在本實施 形態中,配線用導體圖案4含有一般的線圖案、以及和凸塊 電極7、結合線(bonding wire)、穿孔(through hole)等接合之 各種圖案。封裝基板2之主面及背面的配線用導體圖案4, 會通過貫穿封.裝基板2之主面及背面間的穿孔,互相進行電 氣連接。此種配線用及虛擬用導體圖案4,是以對貼附於前 述基板本體3之主面(晶片安裝面)及背面(封裝安裝面)的電 解銅羯(或壓延銅箔)等進行蝕刻來形成,並在其表面實施鎮 -10- 526598 A7 -----—- B7 五、發明説明(7 (Nij、金(Au)電鍍等。設置虛擬用導體圖案4之理由,是為 了提高封裝基板2之主面及背面導體圖案4的密度。關於此 點’後面將進行說明。 前述封裝基板2之主面及背面覆蓋著焊接抗蝕劑(絕緣 膜)5。會除去部份焊接抗蝕劑5使部份前述導體圖案*外 露。此焊接抗蝕劑5也稱為焊接遮罩(s〇lder mask)或阻隔 (stop off),是使用於封裝基板2之主面及背面特定區域的耐 熱性覆蓋材料,是焊接作業時避免該部份被焊接的抗蝕 劑。焊接抗蝕劑5之主要機能為,防止焊接時不需要焊接之 導體圖案4接觸到熔融焊錫、以及保護焊接部以外之導體圖 案4的保護膜,其他還具有防止導體間之焊接橋接、防止污 染及濕氣、防止受損、耐環境性、防止移動、維持電路間 之絕緣、以及電路及其他部品(半導體晶片(以下簡稱晶片) 或印刷配線基板等)間之短路等機能。因此,焊接抗蝕劑5 是由具有這些機能的絕緣材料所構成。本實施形態之焊接 抗钱劑5的材料,考慮熱膨漲係數而採用環氧系樹脂及丙稀 系樹脂。此外,本實施形態中之焊接抗蝕劑5的覆蓋狀態 (覆蓋面積及厚度等),在封裝基板2之主面及背面為大致相 同。 封裝基板2上設有貫穿其主面及背面的氣孔6。此氣孔6是 在半導體裝置1之組裝步驟(後步驟)中之熱處理前或熱處理 中,把將晶片8固定於封裝基板2之黏接劑9中所含的空隙 (void)及水份等排放至外部。後面會對此氣孔6進行說明。 封裝基板2之背面的配線用導體圖案4上,連黏接凸逸電 -11· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 526598 A7 B7 發明説明(8 極7。凸塊電極7為將半導體裝置1安裝於安裝用基板上、以 及將半導體裝置1及安裝基板之配線進行電氣連接的突起電 極。此凸塊電極7由鉛(Pb)/錫(Sn)合金所構成,其直徑則為 〇·3〜0.5 mm左右。此外,凸塊電極7也可以錫(811)_銀(八幻 系之無鉛焊錫。 此種封裝基板2之總厚(基板本體3、導體圖案4、及焊接抗 餘劑5之厚度的總和)極薄,大約在〇2 mm以下。因此,可
以獲得半導體裝置1之薄型設計。所以,配備此種半導體裝 置1之電子裝置或情報處理裝置等可以獲得小型、薄型、及 輕量化設計。 晶片8以其主面(元件形成面)朝上的狀態安裝於封裝基板2 裝 之主面中央。此晶片8以含有銀(Ag)之糊劑或無銀之絕緣糊 劑等黏接劑9黏貼於封裝基板2之主面。此晶片8之主面形成 微處理器、ASIC、或記憶體等積體電路。晶片8之主面的積 體電路會和設置於晶片8之最上配線層的結合,(b〇nding
pad外σ卩纟而子)為電氣連接。該結合塾會經由接合線丨〇和 封裝基板2之主面的配線用導體圖案4進行電氣連接。結合 線10疋由如直徑25# m左右之金(Au)細線所構成,在封裝基 板2之主面上形成的配線用導體圖案4上,會和焊接抗蝕劑$ 露出之區域相接觸而接合。但是,晶片8之安裝形態並不限 於以結合線10連接之物,如將晶片8經由設於該主面上之凸 塊電極,裝於封裝基板2之主面上,並和封裝基板2之配線 進灯電虱連接,亦即,可採面朝下結合(face d〇wn)安裝形 態。 -12- A7 B7 五、發明説明(9 匕曰曰片8及結合線1〇以覆蓋於封裝基板2之主面的密封構 ^11進㈣封。密封構件以由如環氧樹脂及低分子系樹 月曰構成,其側面則大致和封裝基板2之主面呈垂直。此種半 導體裝置1之總高(安裝基板之安裝面至+導體裝置1之上面 為止的高度)hi為1.2〜1.4 mm。 —下面則針對本實施形態之半導體裝置製造方法所使用的 薄長形基板進行說明。圖3及圖4為薄長形基板12。圖3(昀為 薄長形基板12之主面(晶片安裝面)的平面圖,(…為其背面 (封裝配載面)之平面圖。此外,圖4為圖3之八2_八2線的剖面 圖。圖3雖然是平面圖,電鍍用配線附有剖面圖。 薄長形基板12是由長X寬=40〜60 mm χ 151 mm、厚度 0.2 mm以下之平面略長方形的薄板所構成。此薄長形基板 12為前述封裝基板2之母體,具有前述基板本體3、導體圖 案4、及焊接抗蝕劑5。此薄長形基板12之主面及背面,沿 著橫向2列、沿著縱向9列,配置合計2 χ 9=18個之半導體 裝置形成區域D Α。薄長形基板12主面之各半導體裝置形成 區域DA的虛線是安裝前述晶片8之區域。而各半導體裝置 形成區域DA之相隣境界線也是後面說明的截斷線。 薄長形基板12主面及背面之四周附近的周邊區域上,以 環繞半導體裝置形成區域DA之群體(製品區域)的方式,設 置補強圖案13( 13a、13b、及13 c)。補強圖案13為可確保薄 長形基板12在搬運時等之機械強度、及抑止半導體裝置is 製造時之熱處理所造成的反翹或變形等的構件。設置此補 強圖案13,雖然是極薄之薄長形基板12,也可確保其機械 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 526598
強度,故可安心搬運薄長形基板12。此外,因為可抑止半 導體裝置1在製造時之熱處理所造成的反翹或變形等,故可 確保其平坦性。所以,在後述之密封步驟時可以有良好的 密封,而改良半導體裝置1之廢料率。 若只從確保機械強度的觀點來看,補強圖案13最好能沿 著薄長形基板12之外緣連續形成,此處之補強圖案13(補強 圖案13b除外),則是薄長形基板12之主面及背面的雙方, 依各半導體裝置形成區域DA區分來實施配置。因為半導體 裝置1在製造上之熱處理時,會因為薄長形基板12材料(基 板本體3、導體圖案4、及焊接抗蝕劑5)之熱膨漲係數不同 而使薄長形基板12發生反輕或扭曲等,但該相對較強之熱 應力會施加於半導體裝置區域DA之相瞵區間,因為可以將 其分散及釋放,而可確保薄長形基板12之整體的平坦性。 若不將補強圖案13進行區分,則可能在半導體裝置形成區 域DA之相隣區間的補強圖案13部份發生殘留變形,故也是 為了避免這種現象。而在各半導體裝置形成區域〇八上設置 補強圖案13,除了可確保前述薄長形基板12之整體的平坦 性以外,也可確保實質半導體裝置之各半導體裝置區域da 的平坦性,故可以有良好的樹脂密封,並改善半導體裝置工 之廢料率。另外,因為薄長形基板丨2之截斷線上沒有補強 圖案13a,在戴斷薄長形基板12時,可以防止補強圖案i3a 之導體異物(毛邊)等的發生,故可防止該異物導致短路不良 等。 此補強圖案13由銅箔等構成,和前述導體圖案4在同一步 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2l〇x 297公袭:) 526598 A7 ________B7 —五、發明説明(11 ) ^~^ - 驟形成。補強圖案13當中,補強圖案13a的形成不是^❹圖 案而為磚狀《圖5為補強圖案13a之要部放大平面圖,圖6為 其A4-A4線之剖面圖。補強圖案13a的構成上,是沿著縱向 及橫向有規則地配置著互相分離之複數矩形微細圖案(第工 圖案)。但是,此補強圖案13a中,沿著橫向相隣之矩形微 細圖案,會以沿著補強圖案13a之縱向互相錯開的方式進行 配置。 補強圖案13a採用磚狀,是使補強圖案13a具有在前述熱 處理時可以伸縮的構造,為了緩和前述熱應力造成的熱收 縮。亦即,利用此方式,可以緩和半導體裝置1在製造步驟 時之熱處理所造成的熱應力,同時可以抑止或防止殘留變 形的發生’故可提升薄長形基板12之平坦性。 然而,補強圖案13a之圖案形狀,基本上只要可以伸縮及 吸收熱應力的形狀即可,並不限於磚狀,而可以有各種變 化,如圖7所示之構造亦可。圖7(a)為補強圖案na之要部放 大平面圖,(b)為⑷之A5-A5線的剖面圖。此外,圖7之⑷ 雖然為平面圖,為了容易觀看圖面,附有導體圖案4之剖面 圖。 圖7所示之補強圖案13a為點狀圖案。但是,此補強圖案 13a的構成上,配置著由去除部份導體膜來形成之複數矩形 導體膜去除區域14。但此補強圖案13a之複數矩形導體膜去 除區域14,在補強圖案13a之橫向也採同一直線上的並列配 置。 雖然圖5及圖7之任一補圖案13a都可獲得前述熱應力相 •15- 本紙張尺度適家標準(CNS)A4規格(210X297公-- 526598 A7 ________B7 五、發明説明(12 ) 關的效果’但從獲得薄長形基板12之機械強度的觀點來 看’最好為圖5所示之圖案。因為圖5之補強圖案13a之構造 中’其橫向相隣接之圖案(導體膜去除區域14、矩形微細圖 案)是沿著補強圖案13a之縱向採互相錯開的配置。而且, 採用前述圖5之補強圖案13a時,其避免殘留變形的效果比 其他構造更好。具有圖5之磚狀圖案構造之補強圖案13a 時’因為構成此補強圖案13a之矩形微細圖案是互相分離, 故不會在補強圖案13a本身殘留變形。 另一方面,前述圖3及圖4之薄長形基板12的主面(晶片安 裝面)上,配置於其縱向之一邊附近的補強圖案13b並未區 分’且不是磚狀而為beta圖案。圖8(a)為補強圖案13b之要 部放大平面圖,(b)為A6-A6線的剖面圖。此外,圖8之(a)雖 然為平面圖’為了容易觀看圖面,附有導體圖案之剖面 圖。 補強圖案13b未區分且為beta圖案,是因為在後述之晶片8 等的密封步驟時,配置該補強圖案13b之部份配置著密封模 具之澆口。亦即,密封樹脂會在直接接觸補強圖案1补之狀 態下流入密封模具之模槽内,若將補強圖案13ί)進行分割並 採網目狀等時,在密封步驟後,會發生薄長形基板12無法 從密封模具上剝離的現象,故目的就是要避免發生此現 象。所以,若是密封模具之澆口採用分割類型,則也可將 此補強圖案13b進行區分。 同時’補強圖案13 c也是以beta圖案形成。因為補強圖案 13 c是具有搬運薄長形基板12時之剛性的部份。圖3之導體 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X 297公爱)
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圖案4 m是對配置在半導體裝置形成區域DA上之導體圖案4 實施電鍍處理時,提供電流的圖案。 下面是針對前述薄長形基板12主面及背面之半導體裝置 形成區域DA的導體圖案4配置進行說明。圖9為薄長形基板 12主面之半導體裝置形成區域DA(亦即前述封裝基板2主面 (晶片安裝面))的整體平面圖,圖1〇為圖9之要部放大平面 圖。圖11為薄長形基板12背面之半導體裝置形成區域〇Α(亦 即前述封裝基板2背面(封裝安裝面))的整體平面圖,圖12為 圖11之要部放大平面圖。圖9〜圖12中,為了容易觀看圖 面,附有導體圖案4之剖面圖。 如前面所述,薄長形基板12主面及背面之半導體裝置形 成區域DA(亦即、封裝基板2之主面及背面)上,為了提高導 體圖案4之密度,除了配置配線用導體圖案4a(4)以外,還配 置了虛擬用導體圖案4 b(4)。利用此方式來提高各半導體裝 置形成區域DA之導體圖案4的密度,可以降低半導體裝置1 之製造步驟中的熱處理造成之半導體裝置形成區域〇八内一 亦即封裝基板2内的基板反勉或扭曲等。另外,導體圖案4 的配置狀態(面積、配置位置、及密度等)最好和薄長形基板 12(封裝基板2)主面及背面大致相同。因為利用此方式可以 使其主面及背面間的熱收縮量均一,而可以降低熱造成之 基板反赵或扭曲。利用此方式也可以提高薄長形基板12及 封裝基板2之平坦性。此外,提高導體圖案4之密度,焊接 抗钱劑5比較不容易發生裂痕,可以防止配線用導體圖案4a 之斷線不良。互相隣接之配線用導體圖案4間有虛擬用導體 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 526598 A7 B7 五、發明説明(14 ) 圖案4 ’可以消除相瞵配線用導體圖案4間之浮遊容量,可 以防止誘導干擾的發生。 然而,若導體圖案4之密度過高,基板本體3及焊接抗蝕 劑5之接觸面積變少的結果,雙方構件間之黏接力會降低, 故必須在適當位置對虛擬用導體圖案4 b進行分割。利用此 方式’可以確保基板本體3及焊接抗餘劑5之接觸區域,而 可以提高基板本體3及焊接抗蝕劑5的黏接力◦另外,回流 時,晶片8及薄長形基板12之熱膨漲係數差導致的應力很容 易集中於晶片8裝配區域的周邊,故容易發生焊接抗钱劑5 剝離的現象。所以,儘量減少或不要形成虛擬用導體圖案 面積的構造,可以降低導體圖案4之斷線或焊接抗蝕劑5之 剝離。如圖9〜圖12所示,半導體裝置形成區域〇Α—亦即封 裝基板2之主面及背面的中央,會形成近似平面四角形之大 型虛擬用導體圖案4b。在晶片8(請參閱圖2)背面之對向位置 配置大型虛擬用導體圖案4b,除了可以提高前述導體圖案4 之密度外,也可提升晶片8動作時發生之熱量的擴散性。其 中央之虛擬用導體圖案4上,有規則地配置著複數之圓形導 體膜去除區域14。此導體膜去除區域14是以去除部份導體 膜(銅箔等)來形成。設置此種導體膜去除區域14,可以調整 薄長形基板12(亦即封裝基板2)主面及背面之導體圖案4的配 置密度。因為可以確保基板本體3及焊接抗蝕劑5之接觸區 域’可以提高基板本體3及焊接抗蝕劑5之黏接強度。 此外’圖10之薄長形基板12主面(封裝基板2之主面)的配 線用導體圖案4a當中’平面略長方形的寬邊導體圖案4a 1(4)
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-18 526598 A7 B7 五、發明説明(15 2連黏接刖述結合線1〇之圖案部份。而配線用導體圖案如 虽中,平面略楕圓方形的寬邊導體圖案4a2(4)為配置著前述 穿孔之圖案部份。此外,圖u之薄長形基板12背面(封裝基 板2之月面)的配線用導體圖案4a當中,相對寬邊導體圖案 4a3(4)為配置著前述穿孔且連黏接前述凸塊電極7之圖案部 份。 下面是針對前述薄長形基板12主面及背面之半導體裝置 形成區域DA的焊接抗蝕劑5配置進行說明。圖13為薄長形 基板12主面之半導體裝置形成區域DA(亦即前述封裝基板2 主面(晶片安裝面))的整體平面圖,圖14(a)為圖13之中央部 的放大平面圖,(1})為0)之A7-A7線的剖面圖、(c)為(a)構造 所產生之作用的說明圖。圖15為薄長形基板12背面之半導 體裝置形成區域DA(亦即前述封裝基板2背面(封裝安裝面)) 的整體平面圖,圖13、圖14⑷中,為了容易觀看圖面,附 有焊接抗餘劑5之剖面圖。 如前面所述,薄長形基板12主面及背面之半導體裝置形 成區域DA(亦即、封裝基板2之主面及背面)上,會以十分均 一的方式覆蓋著焊接抗蝕劑5。亦即,其主面及背面上會覆 盍著大約相同厚度及相同面積的焊接抗姓劑5。尤其是,為 了使無導體圖案4區域之主面及背面的熱收縮差降至最低, 在無導體圖案4區域也形成焊接抗餘劑5。利用此方式,因 為可以使薄長形基板12(封裝基板2)之主面及背面的熱收縮 量固定’可以減少半導體裝置1之製造步驟中的熱處理造成 之半導體裝置形成區域DA内一亦即封裝基板2内的基板反翹 -19-
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526598 A7 B7 五、發明説明(17 基板12之主面的晶片安裝區域上。·晶片8尺寸為長X寬二^ mm X 5 mm〜8 mm X 8 mm、厚度為 0.28 mm左右。 其次,如圖18所示,將晶片8之結合墊及薄長形基板丨2主 面之配線用導體圖案4al以由金等構成之結合線iq進行電氣 連接。此時,使用兼具超音波振動及熱壓著、眾所皆知之 線結合器(wire bonder)。 其後’如圖19及圖20所示,將經過前述線結合步驟之薄 長形基板12移至成形模具16。此時,如前面所述,因為薄 長形基板12為具有剛性之構造,搬運時不必擔心變形或凹 陷專。圖20為和圖19相垂直之面的平面圖。 本實施形態中,成形模具16為可以對薄長形基板12主面 上之複數晶片8整體實施樹脂密封的塑造構造。此密封模具 16之下模16a設有數數之真空吸引孔π。此真空吸引孔17在 密封步驟(從將薄長形基板12裝設於成形模具16開始至以密 封樹脂進行薄長形基板12上之複數晶片8密封為止的步驟) 時’以吸引吸附薄長形基板12背面侧(封裝安裝面),將極薄 之薄長形基板12確實壓住,而且抑止下模i6a之熱導致薄長 形基板12反翹及變形等的孔。 另外,上模16b上設有模槽16c、捲塊16d、及洗口 16e。 模槽16c相當於成形部之樹脂注入區域。在本實施形態中, 配備可以將薄長形基板12之複數晶片8以整體而非分開方式 达、封的大型模槽16c。亦即,模槽16c可以1個模槽i6c容納 複數晶片8。另外,捲塊16d則是,將以後述柱塞頭注入之 成形材料提供給模槽16c為目的,使其殘留於設置於模具内 -21 -
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五、發明説明 之凹處、或凹處並固化的樹脂部份。澆口 16e則是成形模具 16上將熔融樹脂注入模槽i6c之注入口。此上模i6b上,設 有頂柃18 ’可以對模槽16C實施頂出。此頂桿18是密封步驟 後,將薄長形基板12從成形模具16進行脫模的構件。頂桿 18配置於前述半導體裝置形成區域DA之群體(製品區域)的 外側一亦即,最後切斷後不會殘留於半導體裝置1上的區 域。因為頂桿18頂住薄長形基板12上形成之密封構件並取 出薄長形基板12時,密封構件上會留下頂桿18之痕跡或傷 痕,故為了避免痕跡或傷痕殘留在半導體裝置丨上而採用此 設計。 此成形模具16的實例之一,如圖21及圖22所示。圖21為 成形模具16之整體斜視圖、圖22則為成形模具16之下模16a 的成形面。圖21是以容易觀看方式來展示下模16a及上模 16b之成形面’而非下模i6a及上模i6b之開合狀態。 此處之圖例為,可以1次密封步驟對2片薄長形基板12實 施密封處理之成形模具16 ^下模16a成形面上之橫向的中 央,沿著下模16a之縱向並排配置著複數的茼(p〇t)/柱塞頭 部16f。此筒/柱塞頭部16f的筒為成形材料的供應口,柱塞 頭為將筒内之成形材料注入模槽1 6c内並維持加壓的構成 部。此筒/柱塞頭部16f之列的兩側載置著薄長形基板12。 此下模16a成形面上之薄長形基板12的載置區域,以規則 方式併列配置著複數之前述真空吸引孔17(以黑點標示)。此 真空吸引孔17最好配置於薄長形基板12之平面内、前述半 導體裝置形成區域DA之群體的區域(製品區域)外側。因為 -22- 526598 A7 --——-------- - B7五、發明説明~f 一----:-- 在後述之樹脂密封步驟時,真空吸引薄長形基㈣之背面 可能導致密封樹脂形成小型突起,故其目的在於避免半導 體裝置1上殘留該突起。然而在本實施形態中,部份是因為 薄長形基板之平面尺寸較大,從確實真空吸引薄長形基 板12及確保薄長形基板12之平坦性的觀點,所以在對應薄 長形基板12之橫向中央線(中心線)上之位置也配置著真空吸 引孔17。因為此中心線上相當於後述之切斷區域而為被切 斷的區域,故在密封步驟後之階段立即在該線上形成前述 突起,並不會殘留於最終之半導體裝置丨上、或即使發生殘 留也是不會影響外觀的極小突起。以達到此目的之觀點來 看,以多孔質材料構成下模16a,且對薄長形基板12背面實 施整面之均一真空吸引的構造亦可。此時,因為可以對薄 長形基板12背面之整面進行真空吸引,故不會發生前述之 大起問遞。亦即’可以改善前述突起導致半導體裝置1之廢 料率惡化的情形。 另一方面,在上模16b之成形面上,在橫向之中央沿著上 模16b之縱向並列配置著複數之前述捲塊16(1。且在上模i6b 之成形面上,在捲塊16d列之兩側配置著模槽16c。各捲塊 16d及其兩側之模槽16c會通過洗口 16e進行連通。 其次如圖23所示,在下模16a之成形面上載置薄長形基板 12後,將下模16a之溫度設定為如175 °C左右,對薄長形基 板12實施20秒左右之預熱處理。此處理的目的在於使熱造 成之薄長形基板12的變形穩定下來等。 如前面所述,本實施形態中,薄長形基板12採用不易因 -23-
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為熱應力等而發生反翹、扭曲、及變形等(以下簡稱為反翹 等)的構造。利用此方式,在將薄長形基板12裝載於成形模 具16上時,可以減少因為熱傳導性機構而使薄長形基板12 發生别述之反翹專。而且,如前面所述,不但可以確保薄 長形基板12整體之平坦性,也可確保各半導體裝置形成區 域DA單位的平坦性。 其次,如圖24所示,在將下模16a及上模16b之溫度設定 為175°C左右之狀態下,利用真空吸引孔17吸附薄長形基板 12之背面,使薄長形基板12及下模16a之成形面互相密合。 此時,在本實施形態中,因為前述薄長形基板12的厚度極 薄,可以對薄長形基板12實施良好之真空吸引。在本實施 形態之密封處理時,採對薄長形基板12之背面進行真空吸 引的方式,故可更進一步減少前述熱處理造成的前述反翹 等。因此,雖然因為增加製品取得個數之要求而導致薄長 形基板12之平面積更為擴大、或因為半導體裝置之薄型化 要求而導致薄長形基板12的厚度必須更薄時,也可以在不 會發生前述熱處理造成之前述反翹等,且確保薄長形基板 12正體及各半導體裝置形成區域da之平坦性的狀態下,實 施樹脂密封。又,圖24以後之真空吸引孔17上所示的箭頭 代表真空吸引的方向。 黏接,如圖25所示,在維持前述溫度及真空吸引處理之 狀態下,將環氧系樹脂及低分子系樹脂等注入上模i6b之模 槽16c内,並對薄長形基板12主面之複數晶片8及結合線⑺ 等灵%整體岔# ’可以在薄長形基板12之主面側形成内含 :297公釐)
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線 -24- 526598 A7 B7 五、發明説明(21 ) ~ 複數晶片8之一體立方形的密封構件u。此時,在本實施形 悲中,因為薄長形基板12具有高平坦性,而可以獲得平準 之樹脂密封。所以,可以降低半導體裝置丨之外觀不良的發 生率,改善半導體裝置1之廢料率。其次,如圖26所示,將 刖述下模16a及上模16b之溫度保持前述狀態,上模16b之頂 桿18會頂向模槽16c侧,將具有密封步驟後之密封構件^的 薄長形基板12從成形模具16中取出。此階段之密封構件i i 内含複數之晶片8。各半導體裝置形成區域之相隣間隙會被 密封構件11完全充填。 其次,如圖27所示,對準焊接凸塊7並連接於薄長形基板 12背面之各半導體裝置形成區域da的配線用導體圖案4 (4a3)。為了將焊接凸塊7A連接於導體圖案4,應以工具 (tool)19固定預先形成孔狀之複數焊接凸塊7A,在此狀態 下,將焊接凸塊7A浸入焊劑(fiux)槽内,使其表面附著焊劑 後,利用焊劑的粘著力同時將分別對應各焊接凸塊7A之導 體圖案4(4a3)暫時固定。 前述焊接凸塊7Α為鉛/錫合金,其直徑約為〇.5 mm。烊接 凸塊7A可以將份内之半導體裝置形成區域〇八内之焊接 凸塊7A同時連接,但從提高凸塊連接步驟之生產率的觀點 來看’最好將複數之半導體裝置形成區域da的焊接凸塊7A 整體連接。此時,因為使用面積較大之工具19,若薄長形 基板12發生反翹或變形寺,會發生部份焊接凸塊7八無法連 接於導體圖案4上的問題。相對於此,本實施形態中,因為 到目刚為止之步驟,薄長形基板12所發生的反翹及變形等
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極小,故可以將複數之半導體裝置形成區域DA的複數焊接 凸塊7A整體,以良好精度同時連接於與其相對應之複數的 導體圖案4(4a3)上。另外,在載置焊接凸塊時,也考慮到反 翹及變形之誤差程度,而採用擁有強制鉗住薄長形基板12 使其維持平坦性之機構的裝置,故可以有精度良好的連 其後,對焊接凸塊7A進行235± 左右之加熱回流使其 固定於導體圖案4(4a3)上,如圖28所示,在形成凸塊電極7 後,以中性洗劑等去除殘留於薄長形基板12之表面上的焊 劑殘渣等,即完成凸塊連接步驟。 其次,只要切斷前述薄長形基板12,#可獲得複數個前 述圖1及圖2所示的半導體裝置丨。從薄長形基板12獲得半導 體裝置1時,如圖29所示,和將半導體圓片分割晶片㈣ 同,以切粒片(dice cutting blade)2〇從薄長形基板12之背面 切斷薄長形基板12。 如上面所述,在本實施形態中,以整體模組為前提來提 升薄長形基板12之單位面積的製品取得數,而可以降祗薄 長形基板12之單價。另外,成形模具16方面,因為不需要 多種形狀之模具,故可降低原價。且因為整體多數加:處 理可以跨越複數步驟,故可以降低半導體裝置1之製造成 〇 其次,圖30及圖31為具有此種方式製造之半導體裝置工之 電子裝置的實例。圖30為電子裝置21之部份平面圖,圖η 則為其側面圖。 -26 -
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電子裝置2 1為記憶卡。然而,本實施形態之半導體裝置工 適用實例並不限於記憶卡,而可以應用於各種用途,例 如,可以應用於構成邏輯電路之物、或配置於一般印刷配 線基板並構成特定電路之物。
構成電子裝置21之安裝基板22,其基板本體和前述半導 體裝置1之封裝基板2相同,如由玻璃環氧樹脂構成,其主 面(封裝安裝面)上,複數之FBGA型半導體裝置i介著凸塊電 極7,以其背面(封裝安裝面)朝著安裝基板21之主面(封裝安 裝面)的狀態進行安裝。因為安裝基板22之構成材料和半導 體裝置1之封裝基板2的基板本體3之材料相同,可以降低半 導體裝置1及安裝基板22之熱膨漲係數差,因而減少係數差 裝 導致之熱應力的發生,並進而提升複數之半導體裝置丨的安 裝信賴度。 此處’在各半導體裝置1上形成如DRam(動態隨機記憶 體.Dynamic Random Access Memory)、SRAM(靜態隨機記 憶體:Static Random Access Memory)、或快閃記憶體 (EEPROM: Electric Erasable Programmable Read Only Memory)等記憶體電路。半導體裝置i之記憶體電路會經由 其背面(封裝安裝面)之凸塊電極7和安裝基板22之配線進行 電氣連接,利用此方式,在安裝基板22上整體形成特定容 量之記憶體電路。 此外,安裝基板22之主面上安裝著TQFP(Thin Quad Flat Package)型的半導體裝置23。此半導體裝置23經過從該封裝 本體之四侧面突出的gal wing狀的導線,和安裝基板22之配 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 526598
發明説明 線進行電氣連接。此半導體裝置1會組合於前述安裝基板22 上形成之特定容量的記憶體電路,並且有控制該記憶體電 路之動作的機能。安裝基板22之一端,沿著邊緣並列配置 著複數之外部端子24。此外部端子24和前述安裝基板22上 之配線進行電氣連接’具有將安裝基板22上形成之特定容 量的記憶體電路、以及外部裝置進行電氣連接的機能。此 外,半導體裝置1、23之整體高度大致相同。 (實施形態2) 本實施形態2中說明前述半導體裝置之另一種製造方法實 例。圖32及圖33是將前述薄長形基板12置入成形模具16之 狀悲。此外’圖33為和圖32垂直相交之平面的剖面圖。 在本實施形態中,成形模具16設有層壓板(laminate)機構 4 25 °層壓板機構部25具有層壓板薄膜(iaminate fiim)25a& 捲取薄膜用之捲轴(reel)25b。層壓板薄膜2:5a的大小大約可 覆蓋上棋16b2之模槽16c的内壁面整體,由高财熱性之絕緣 膜所構成,介於成形模具16之下模I6a2及上模16b2之間。 本實施形態中,成形模具16之下模16a2未設真空吸弓丨 孔。下模之其他部份的構造,和前述實施形態1說明·之下模 相同。另外,本實施形態中,上模16b2配置著複數的真空 吸引孔26。此真空吸引孔26是實施樹脂密封處理時,將前 述層壓板薄膜25a吸附於上模I6b2之模槽16c側。因為大致 相同的理由,此真空吸引孔26之平面位置會和在前述實施 形態1之下模16a2上形成之真空吸引孔26(請參閱圖19〜圖 22)的位置相同。亦即,真空吸引孔26最好配置於薄長形基 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
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526598 A7 _________B7 五、發明説明(25~^ ' —-— 板12之製品區域外側的區域。因為考慮樹脂密封步驟之真 空吸引時真空吸引孔26可能導致密封樹脂上形成小型突起 (孔痕),為了避免發生此現象而採取此方式。然而,在本杂 施形態中,部份是因為整體密封薄長形基板12上之全呻j 片8而使模槽W之面積較大,故真Μ引必㈣不會使: 壓㈣膜25a產生敵紋等之方式。例如,在對應薄長形練 12之橫向中央線(中心線)的位置上配置真空吸引孔%亦可。 因為此中心線相當於切斷區域而會被切斷,即使在密封步 驟後立即在該線上形成前述孔痕,最後仍不會殘留在半導 體裝置1上、或雖然會殘留但為不會影響外觀之極小孔痕。 從達到此目的的觀點而言,只要以多數孔構造或多孔質材 料來構成前述上模16b2,且可以對層壓板薄膜25a之上面整 體進行大約均一之真空吸引的構造即可。此時,因為可以 對層壓板薄膜25a之上面整體進行真空吸引,故可改善前述 孔痕造成之半導體裝置1的廢料率。另外,上模16b2上未設 頂桿。後面會針對此點進行說明。上模之其他部份的構 造,和前述實施形態1說明之上模相同。 首先,如圖34所示,將薄長形基板12載置於如前面所述 之成形核:具16的下模16a2成形面上,和前述實施形態1 一 樣,將下模16a2之溫度設定為如175°C左右,對薄長形基板 12實施20秒左右之預熱處理。此處理的目的在於使熱造成 之薄長形基板12的變形穩定下來等。 本實施形態中,薄長形基板12採用不易因為熱應力等而 發生前述反翹等的構造,將薄長形基板12裝载於成形模具 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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16上時’可以減少因為熱傳導性機構而使薄長形基板。發 生前述反翹等。而如前面所述’不但可以確保薄長形 基板12整體之平坦性,也可確保各半導體裝置形成區域da 單位的平坦性。 其次,如圖35所示,將下模16a2及上模16b2之溫度設定 為175°C左右後,利用真空吸引孔26吸附層壓板薄膜25&之 上面(上模16b2之對向面),使層壓板薄膜25a和上模互
相密合。又,圖35以後之真空吸引孔26上所示的箭頭代表 真空吸引的方向。 裝 黏接,如圖36所示,在維持前述溫度及真空吸引處理之 狀悲下,將環氧系樹脂及低分子系樹脂等之密封樹脂注入 上模16b2之模槽16c内,並對薄長形基板12主面之複數晶片 8及結合線10等實施整體密封,可以在薄長形基板12之主面 側形成内含複數晶片8之一體立方形的密封構件〗丨。此時, 和前述實施形態1相同,因為薄長形基板12具有高平坦性, 而可以獲得平準之樹脂密封。所以,可以降低半導體裝置工 之外觀不良的發生率,改善半導體裝置}之廢料率。此外,
圖36中之箭頭為真空吸引的方向。 其次’如圖37所示,將前述下模I6a2之溫度保持前述狀 態,停止對層壓板薄膜25a之真空吸引,利用層壓板薄膜 25a之張力,在密封步驟後將具有密封構件u之薄長形基板 12從成形模具16中取出。此時,上模I6b2之模槽16c内壁 面、及密封構件11之表面間存在層壓板薄膜25a,上模I6b2 及密封構件11不會直接接觸,將密封構件11從模槽16(:取 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 526598 A7
時’因為疋對密封構件11之表面的面而非點施加力量等 可以較小的力量將密封構件11從上模16b2上剝離。所以, 本實施形態中,因為沒有必要在上模16b2上設置以取出密 封後之薄長形基板12為目的的頂桿,故可以有效應用薄長 形基板12(密封構件11)側之頂桿配置區域。同時,因為可以 提高密封構件11及上模16b2之脫模性,故可以有更大型的 樹脂密封。而且,因為可以減少成形模具16内之清理頻 率,而可降低半導體裝置1之製造成本。此後之步驟和前述 實施形態1的說明相同,故在此省略其說明。 (實施形態3) 本實施形態3中說明前述半導體裝置之另一種製造方法實 例。圖38是將前述薄長形基板12置入成形模具16之狀態。 在本實施形態3中,成形模具16内設有前述實施形態2中 所明之層壓板機構部25。成形模具16之下模16a的構造和前 述實施形態1之說明相同。亦即,下模16a配置之複數真空 吸引孔17和前述實施形態1相同。另外,上模16b2則和前述 實知*形態2之說明相同。亦即’上模16b2配置的複數真空吸 引孔26和前述實施形態2相同。 首先,如圖39所示,將薄長形基板12載置於如前面所述 之成形模具16的下模16a成形面後,將下模I6a2之溫度設定 為如175 C左右’對薄長形基板12實施20秒左右之預熱處 理。此處理的目的在於使熱造成之薄長形基板12的變形穩 定下來等。本實施形態中,也和前述實施形態1及2 一樣, 因為減少薄長形基板12之前述反翹等,可以確保薄長形基 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 526598 A7 B7 五、發明説明(28 ) 一----- 板12整體之平坦性、各半導體裝置形成區域da單位的 性。 - 其次,如圖40所示,將下模16a2及上模16b2之溫度設定 為175 C左右後,利用真空吸引孔17吸附薄長形基板以。此 時二即使在本實施形態中,因為薄長形基板12極薄,可以 對薄長形基板12有良好的真空吸引。如上面所述,在本實 鈿形怨中實施密封處理時,是對薄長形基板12之背面實施 真空吸引,故可減少前述熱處理導致之前述反翹等。、所 以,即使因為增加製品取得個數要求而必須擴大薄長形基 板12之平面積時、或是因為半導體裝置之薄化要求而必須 減少薄長形基板12之厚度時,也不會發生前述熱處理導致 之反翹等,可以在確保薄長形基板12整體及各半導體裝置 形成區域DA之平坦性的狀態下,實施樹脂密封。又,圖4〇 以後之真空吸引孔17上所示的箭頭代表真空吸引的方向。 其次,如圖41所示,將下模16a及上模16b2之溫度設定為 175 C左右後,且維持下模16a之真空吸引狀態,利用真空 吸引孔26吸附層壓板薄膜25a之上面(上模161)2之對向面), 使層壓板薄膜25a和上模16b2互相密合。又,圖4丨以後之真 空吸引孔26上所示的箭頭代表真空吸引的方向。 / 黏接,如圖42所示,在維持前述溫度及真空吸引處理之 狀態下’將環氧系樹月旨及低分子系樹脂等之密封樹脂注入 上模16b2之模槽16c内,並對薄長形基板12主面之複數晶片 8及結合線10等實施整體密封,可以在薄長形基板12之主面 側形成内含複數晶片8之一體的密封構件丨丨。此時,和前述 -32- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 一 ------ 526598 A7 B7 五 、發明説明(29 實施形態1相同,因為薄長形基板12具有高平坦性,而可以 獲得平準之樹脂密封。所以’可以降低半導體裝L之外觀 不良的發生率,改善半導體裝置i之廢料率。 其次,如圖43所示,將前述下模咖之溫度保持前述狀 悲,和前述實施形態2相同,停止對層壓板薄膜25&之真* 吸引:利用層壓板薄膜25a’在密封步驟後將具有密封構= 11之薄長形基板12從成形模具16中取出。此時,因為和前 述實施形態2相同之理由,可以較小的力量將密封構二 上模16b2上剥離。所以,本實施形態中,和前述實施形離2 相同’因為沒有頂桿’故可以有效應用頂桿配置區域,同 時,因為可以減少成形模具16内之清理頻率,而可降低半 導體裝置1之製造成本。此外,本實施形態可以抑制或防止 熱造成薄長形基板12的反翹等,且可提升密封構件u之脫 模性,因而減少阻礙薄長形基板12及密封構件丨丨之大型化 的因素’故薄長形基板12及密封構件11可以更為大型化。 所以,可以增加從1個薄長形基板12取得之半導體裝置工的 數量、及肖加可以裝配於半導體裝置形成區域内之晶片的 個數。因而可以更進—步降低半導體裝置!之成本且提高性 能。此後之步驟和前述實施形態〖的說明相同,故在此省略 其說明。 (實施形態4) 本實施形態中’說明前述半導體裝置之構造的變形例。 圖44為本乃發明之其他實施形態的半導體裝置ι之剖面圖。 圖中 有氣孔,以和硬糊劑材料或樹脂密封材料類似 -33- 本紙張尺度適财® @家標準χ 297公釐) 裝 訂
526598 A7 B7 五、發明説明(30 ) — --- 貝料之樹脂糊劑等構成的黏接劑9來固定晶片8,而為可對 應高溫循環之製品。 此外,圖45也是其他實施形態之半導體裝置丨的剖面圖。 在圖5中為了不易受到焊接抗姓劑5之熱收縮的影響而減 少部份焊接抗蝕劑5,而提升其溫度循環性之製品。 (實施形態5) 本κ加形悲為刚述薄長形基板之構造的變形例。 圖46為薄長形基板12之變形例的平面圖。圖46⑷為薄長 =基板12之晶片安裝面、(b)為其背面之封裝安裝面。為了 容易觀看圖面,附有部份剖面圖。 本實施形態中,補強圖案13a和前述實施形態丨相同,採 取^著薄長形基板12之外緣進行複數分割的配置方式。然 而,在本實施形怨中,補強圖案13a〜13c(l3)全部以圖 案來構成。此時,也和前述實施形態丨相同,除了可確保薄 長形基板12之機械強度,還可抑制半導體裝置丨製造時之熱 處理導致的反輕及扭曲#,因可確保其平坦性,故密封步 驟時可以有良好的密封,並改善半導體裝置丨之廢料率。另 外,因為分區配置補強圖案13a,和前述實施形態i相同, 因為可以將薄長形基板12上之半導體裝置區域〇八的相瞵區 間承受之相對較強的熱應力進行分散及釋放,故可確保薄 長形基板12之整體的平坦性。且可抑制或防止補強圖案13& 上發生殘留變形。同時,因為可以確保薄長形基板12之各 半導體裝置形成區域DA的平坦性,而可以有良好的樹脂密 封,進而改善半導體裝置丨之廢料率。另外,因為薄長形基 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公复) 五、發明説明(31 ) 板12之截斷線上沒有補強圖案13a,在戴斷薄長形基板 時,可以防止補強圖案13a之導體異物(毛邊)等的發生,故 可防止該異物導致短路不良等。 (實施形態6) —本實施形態為|述薄長形基板之構造的變形例。圖”為 薄,形,板12之變形例的平面圖。圖47⑷為薄長形基板匕 之曰曰片女裝面、(b)為其背面之封裝安裝面。為了容易觀看 圖面,圖46附有部份剖面圖。 本實施形態中,薄長形基板12之主面及背面的長邊附近 之周邊區域配置著補強圖案13d(13)。而薄長形基板12之主 面及背面的短邊附近之周邊區域則配置著補強圖案 13e(13) 。 ^ 7強圖案13d在半導體裝置形成區域DA間並未實施區分, 而是沿著薄長形基板12之縱向連續配置。此補強圖案ud的 形成和前述實施形態1相同,為磚狀圖案。即使此時,只要 是可以伸縮的構造,就不限於碑狀而可以有各種變化,例 如前述實施形態1之點狀亦可。另外,補強圖案13e則是沿 著薄長形基板12之橫向磚狀連續配置。此補強圖案i3d及 13e是以和前述實施形態!之補強圖案13a等相同之導體材料 (銅箔等)所構成。 丨 本實施形態和前述實施形態一樣,除了可確保薄長形美 板12之機械強度,且補強圖案13d因為採用前述熱處理時可 伸縮之構造,可以缓和半導體裝置丨製造時之熱處理導致的 熱應力,且可抑制或防止殘留變形,故可進一步確保薄長 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) -35- 526598 A7 B7
五、發明説明(32 形基板12之平坦性。 以上是本發明者針對本發明之實施形態進行具體說明, 然而,本發明並不限於前述實施形態,只要在不違背其要 旨之範圍内,可以進行各種變更。 例如,前述實施形態1〜3、5、及6中,採用在封裝基板 (半導體裝置形成區域)之中央配置1個氣孔的構造,然而, 並不限定只能採取此方式,也可設置複數個氣孔。 此外,前述實施形態1中,對複數之半導體晶片進行整體 =樹脂密封時,是以真空吸引方式將薄長形基板吸附於下 杈,然而,不採用真空吸引而採用一般之樹脂密封亦可。 此時,如前面所述,因為薄長形基板為對熱應力具有強對 應力之構造,故可在確保平坦性之狀態下進行樹脂密封。 从上之說明 疋針對將本發明者之發明應用於發明: 景一利用分野之FBGA型半導體裝置,然而,其應用不未, 到限定,也可應用於如CSP ' BGA、及LGA(Land Gn Array)型之半導體裝置和其製造方法上。 [發明之效果] 在本專利申請所發表之發明當中,_對其代表製品可声 得之效果進行簡單說明,則如下所示。 又 ⑴依據本發明,將第!面上安裝著複數半導體晶片之第^ 基板載置於模具内’在對前述複數半導體晶片進行整體 脂密封來形成密封構件後,分割從前述模具取出之前述第^ 基板及密封構件而得到複數半導體裝置,因為可以增加單 位面積之製品取得數,故可降低半導體裝置之製造成本。 -36- 本紙張hit财目S緖準 526598 A7
發明説明 (2)依據本發明,以和安裝著前述第1基板之第2基板具有 相同熱膨漲係數的絕緣材料為主體來構成前述第1基板,可 以提升半導.體裝置之信賴度。 [圖式·之簡要說明] 圖1為本發明之一種實施形態的半導體裝置斜視圖。 圖2為圖1之A1 - A1線的剖面圖。 圖3(a)為圖1之半導體裝置製造步驟所使用之薄長形基板 主面的平面圖,(b)為(a)之背面的平面圖。 圖4為圖3之A2-A2線的剖面圖。 圖5為薄長形基板之補強圖案的要部放大平面圖。 圖6為其A4-A4線之剖面圖。 圖7(a)為圖3薄長形基板之補強圖案的其他變形例之要部 放大平面圖,(b)為(a)之A5-A5線的剖面圖。 圖8(a)為圖3薄長形基板之補強圖案的要部放大平面圖, (b)為(a)之A6-A6線的剖面圖。 圖9為圖3薄長形基板主面之半導體裝置形成區域的導體 圖案實例之平面圖。 圖10為圖9之要部放大平面圖。 圖11為圖3薄長形基板背面之半導體裝置形成區域的導體 圖案實例之平面圖。 圖12為圖π之要部放大平面圖。 圖13為圖3薄長形基板主面之半導體裝置形成區域的絕緣 膜圖案實例之平面圖。 圖14(a)為圖13之中央部的放大平面圖,(1))為(^之 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱)
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線的剖面圖、(c)為(a)構造所產生之作用的說明圖。 圖15為圖3薄長形基板背面之半導體裝置形成區域的絕緣 膜圖案實例之平面圖。 ' 圖16為本發明一實施形態之半導體裝置製造步驟中的薄 長形基板剖面圖。 圖17為繼圖16之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖18為繼圖17之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖19為繼圖18之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖20為和圖19互相垂直之面的剖面圖。 圖21為本發明一實施形態之半導體裝置製造步驟所使用 之成形模具一例的說明圖。 圖22為圖21之成形模具下模的成形面要部放大平面圖。 圖23為繼圖19之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖24為繼圖23之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖25為繼圖24之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖26為繼圖25之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖27為繼圖26之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 -38 -
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 35 ) - -- 526598 A7 基板剖面圖。 圖28為繼圖27之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖29為繼圖28之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖30為安裝著本發明一實施形態之半導體裝置的安裝基 板平面圖。 圖31為圖30之侧面圖。 圖32為本發明其他實施形態之半導體裝置製造步驟中的 薄長形基板剖面圖。 圖33為和圖32互相垂直之面的剖面圖。 圖34為繼圖32之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖35為繼圖34之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖36為繼圖35之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖37為繼圖36之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖38為本發明其他實施形態之半導體裝置製造步驟中的 剖面圖。 圖39為繼圖38之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖40為繼圖39之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長^ -39-
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五、發明説明(36 基板剖面圖。 圖41為繼圖40之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖42為繼圖41之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖43為繼圖42之後而為半導體裝置製造步驟中的薄長形 基板剖面圖。 圖44為本發明其他實施形態之半導體裝置的剖面圖。 圖45為本發明其他實施形態之半導體裝置的剖面圖。 圖46(a)為圖1半導體裝置製造步驟使用之薄長形基板變形 例的主面平面圖,(b)為(a)之背面的平面圖。 圖47(a)為圖1半導體裝置製造步驟使用之薄長形基板其他 變形例的主面平面圖,(b)為(a)之背面的平面圖。 [元件符號之說明] 1 半導體裝置 2 封裝基板 3 基板本體 4 導體圖案 4m 導體圖案 5 焊接抗蝕劑(保護膜) 6 氣孔 7 凸塊電極 8 半導體晶片 9 黏接劑 -40- 本紙張尺度適财國@家鮮(CNS) Μ規格(_ χ 29?公爱) 526598 A7 B7 五、發明説明( 37 ) 10 結合線 11 密封構件 12 薄長形基板(第1基板) 13、13 a 〜e 補強圖案 14 導體膜去除區域 15a〜15c 抗蝕劑去除區域 16 成形模具 16a、16a2 下模 16b 、 16b2 上模 16c 模槽 16d 捲塊 16e 澆口 16f 筒/柱塞頭部 17 真空吸引孔 18 頂桿 19 工具 20 切粒片 21 電子裝置 22 安裝基板 23 半導體裝置 24 外部端子 25 層壓板機構部 25a 層壓板薄膜 25b 捲軸 -41 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 526598 A7 B7 五、發明説明( 38 ) 26 真空吸引孔 DA 半導體裝置形成區域 -42-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐)
Claims (1)
- 526598 Λ-巳 β.利 專請 ABCD 六、申請專利範圍 ~一^^— 1· 一種半導體裝置之製造方法,其特徵為具有下列步驟; U)在第1基板之第丨面上安裝複數半導體晶片的步驟、 (b) 以相對於前述第丨面之第2面朝向模具之下模的^狀態 下、以及前述第1面之複數半導體晶片置入模具之一 個模槽内的狀態下,將前述安裝著複數半導體晶片 之第1基板安裝於前述模具内之步驟、 (c) 在前述模具之上模、與前述第丨基板之第丨面間存在 薄膜(film)的狀態下,在將前述薄膜真空吸附於前述 上膜,且在將上述第1基板之第2面真空吸附於前述 _模具之下模的狀態下,將前述複數半導體晶片同時 以樹脂密封之方式形成密封構件的步驟、 (d) 使用前述薄膜實施自前述模具之前述密封材料脫模 的步驟、 (e) 切斷前述第丨基板及密封構件並切割出各半導體裝置 的步驟。 2·如申請專利範圍第1項之半導體裝置的製造方法,其中 前述第1基板之前述第丨及第2面上,配置著具有複數半 導體裝置形成區域之群體的第!區域、及其外側的第2區 域,且前述第2區域設有補強圖案。 3·如申請專利範圍第2項之半導體裝置的製造方法,其中 前述補強圖案為分割配置。 4. $申請專利範圍第3項之半導體裝置的製造方法,其中 則述補強圖案(配置’為針對前述各半導體裝置形成區 域進行分割。 本纸張尺度適财關家標準(CNS) Α4祕(21Gx^^ 526598 申請專利範圍 A B c D 如申請專利範圍第2項中之任一項之羊導體裝置的製造 方法,其中前述補強圖案當中,特定之補強圖案為沿著 前述第1及2面的可伸縮圖案構造。 6·如申請專利範圍第5項之半導體裝置的製造方法,其中 前述特定補強圖案由相互分離之複數第丨圖案所構成, 且和前述補強圖案以橫向相接之第1圖案,會沿著前 述補強圖案之縱向以互相錯開方式配置。 7.如申請專利範圍第5項之半導體裝置的製造方法,其中 前述特定補強圖案由相互分離之複數第1圖案所構成, 且和前述補強圖案以橫向相接之第1圖案,會沿著前 述補強圖案之縱向以互相錯開方式配置。 8 ·如申請專利範圍第1項之半導體裝置的製造方法,其中 前述第1基板之第1及第2面上,設置配線用之導體圖 木、以及在的述導體圖案之區域以外的區域配置虛擬用 導體圖案。 9·如申請專利範圍第8項之半導體裝置的製造方法,其中 前述虛擬用導體圖案為分割配置。 1 〇·如申請專利範圍第8項之半導體裝置的製造方法,其中 前述第1面 '第2面、或兩面之半導體裝置形成區域中央 配置著虛擬用導體圖案。 1 1·如申請專利範圍第8項之半導體裝置的製造方法,其中 以前述第1面及第2面之導體圖案互相接近的配置狀態對 各面進行導體圖案之配置。 12·如申請專利範圍第i項之半導體裝置的製造方法,其中 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) -2 - 526598 AS B8 C8 -----^__ _ D8 六、申請專利範圍 覆蓋於前述第1基板之第丨面及第2面的絕緣膜也設置於 我配線用導體圖案的區域。 13·如申請專利範圍第12項之半導體裝置的製造方法,其中 以覆蓋於前述第丨面及第2面之絕緣膜覆蓋狀態互相接近 勺方式在各面設置保護膜。 1 4·如申請專利範圍第1項之半導體裝置的製造方法,其中 則遮第1基板之複數半導體裝置形成區域的各區域,設 有貫通前述第1面及第2面間的孔,且以去除前述第1面 上 < 前述孔周圍的部份絕緣膜來形成屏障(dam)區域。 15· —種半導體裝置之製造方法,其特徵為具有下列步驟; (a) 在第1基板之第1面上安裝複數半導體晶片的步驟、 (b) 以相對於前述第1面之第2面朝向模具之下模的狀態 下、以及前述第1面之複數半導體晶片置入模具之一 個模槽内的狀態下,將前述安裝著複數半導體晶片 之第1基板安裝於前述模具内之步驟、 (C)以將前述第i基板之前述第2面朝向模具下模的真空 吸附狀態,對前述複數半導體晶片整體實施樹脂密 封、形成密封構件之步驟、 (d)切斷前述第!基板及前述密封構件並切割出各半導體 裝置的步騾。 1 6 ·如申請專利範圍第丨5項之半導體裝置的製造方法,其 中’前述(b)步驟後、前述(c)步驟前,具有對前述第1基 板實施特定時間加熱之步驟。 1 7·如申請專利範圍第丨5項之半導體裝置的製造方法,其 本纸張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210X297公嫠) -3- 526598 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 中,前述(C)步驟後、前述(d)步驟前,具有將複數之凸塊 (bump)同時分別接合至前述第1基板第2面之複數半導體 裝置形成區域的複數配線用導體圖案上的步驟。 1 8 ·如申請專利範圍第15項之半導體裝置的製造方法,其 中’利述第1基板之前述第1及第2面上,配置著具有複 數半導體裝置形成區域之群體的第1區域、及其外側的 第2區域’且前述第2區域設有補強圖案。1 9·如申請專利範圍第丨8項之半導體裝置的製造方法,其 中’前述補強圖案為分割配置。 20·如申請專利範圍第19項之半導體裝置的製造方法,其 中,前述補強圖案之配置,為針對前述各半導體裝置形 成區域進行分割。 2 1 ·如申凊專利範圍第18、19、及2 0項中之任一項之半導體裝置的製造方法,其中前述補強圖案當中,特定之補強 圖案為沿著前述第1及2面的可伸縮圖案構造。 22·如申請專利範圍第21項之半導體裝置的製造方法,其 中’前述特定補強圖案由相互分離之複數第1圖案所構 成’且和前述補強圖案以橫向相接之第1圖案,會沿 著前述補強圖案之縱向以互相錯開方式配置。 23 ·如申請專利範圍第21項之半導體裝置的製造方法,其中 前述特定補強圖案為磚(tile)狀圖案構成。 24·如申請專利範圍第16項之半導體裝置的製造方法,其中 前述第1基板之第1及第2面上,設置配線用之導體圖 案、以及在前述導體圖案之區域以外的區域配置虛擬用 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) -4 - A8 B8 C8526598 導體圖案。 25·如申請專利範圍第24項之半導體裝置的製造方法,其中 前述虛擬用導體圖案為分割配置。 26·如申請專利範圍第24項之半導體裝置的製造方法,其中 前述第1面、第2面、或兩面之半導體裝置形成區域中央 配置著虛擬用導體圖案。27·如申請專利範圍第24項之半導體裝置的製造方法,其中 以前述第1面及第2面之導體圖案互相接近的配置狀態對 各面進行導體圖案之配置。 28·如申請專利範圍第15項之半導體裝置的製造方法,其中 覆盍於別述第1基板之第1面及第2面的絕緣膜也設置於 無配線用導體圖案的區域。 29·如申請專利範圍第28項之半導體裝置的製造方法,其中 以覆蓋於前述第1面及第2面之絕緣膜覆蓋狀態互相接近 的方式在各面設置保護膜。 30·如申請專利範圍第15項之半導體裝置的製造方法,其中 前述第1基板之複數半導體裝置形成區域的各區域,設 有貫通前述第1面及第2面間的孔,且以去除前述第1面 上之前述孔周圍的部份絕緣膜來形成屏障區域。 31· —種半導體裝置之製造方法,其特徵為具有下列步驟; (a) 在第1基板之第1面上安裝複數半導體晶片的步驟、 (b) 以相對於前述第1面之第2面朝向模具之下模的狀 態’將前述安裝著複數半導體晶片之第1基板安裝於 前述模具内之步驟、 本紙張尺度適用中國國家標準(Cns) A4規格(210X297公釐) -5- 六、申請專利範圍 ⑷=述模具^上模、以及前述第Γ基板之第1面間存 :膜的狀怨下’對前述薄膜實施真空吸附,且前 基板之前述第2面以真空吸附方式吸附於前述 吴了(下挺的狀怨下’將前述複數半導體晶片同時 以树脂密封之方式形成密封構件的步驟、 (句前述模具之前述密封構件的脫模步驟、 ⑷切斷則述第!基板及密封構件並切割出各半導體 的步騾。 32 驟種半導體裝置之製造方法,其特徵在於具有下列步 ⑷在第1基极之第!面上安裝複數半導體晶片的步驟、 ⑻^目料前述W面之p面朝向模具之下模的狀 悲’將則述安裝者複數晶片之第j基板安裝於 具内之步驟、 候 ⑷利用對前述模具之模槽内注人密封樹脂,形成將前 述複數半導體晶片同時密封之密封構件的步驟、 (d) 前述模具之前述密封構件的脫模步驟、 (e) 切斷前述第丨基板及密封構件並切割出各半導體裝 的步驟, & 而且,前述第1基板之前述第丨及第2面上,配置著具 有複數半導體裝置形成區域之群體的第丨區域、及其 側的第2區域,且前述第2區域設有補強圖案。 ” 33·:申請專利範圍第32項之半導體裝置的製造方法,其中 刖逑補強圖案(配置,^針對前述各半導體$置形成 域進行分割。 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. ::”利範園第32或33項之半導體裝 其中可述補強圖案當中,特 上-法, 1及2面的可伸增圖案構造。 H考雨述第 =請專利範園第34項之半導體裝置的製造方法, :4定補強圖案由相互分離之複數第碉 :中 =前述補強圖案以橫向相接之p圖案 ^ 逑補強圖案之縱向以互相錯開方式配置。 °者則 =申請專利範圍第34項之半導體裝置的製造方法, 則述特定補強圖案為磚狀圖案構成。 〃 :申叫專利範圍第3 !項之半導體裝置的製造方法, 糾述弟1基板之1C 1 g。. 安 极又罘1及罘2面上,設置配線用之導體圖 乂及在‘述導體圖案之區域以外的區域配置虛擬用 導體圖案。 $申請專利範圍第37項之半導體裝置的製造方法,其中 岫逑虛擬用導體圖案為分割配置。 如申請專利範圍第37項之半導體裝置的製造方法,其中 則逑第1面、第2面、或兩面之半導體裝置形成區域中央 配置著虛擬用導體圖案。 如申請專利範圍第37項之半導體裝置的製造方法,其中 以前述第1面及第2面之導體圖案互相接近的配置狀態對 各面進行導體圖案之配置。 如申請專利範圍第32項之半導體裝置的製造方法,其中 覆蓋於前述第1基板之第1面及第2面的絕緣膜也設置於 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 526598無配線用導體圖案的區域。 42·如申請專利範圍第32項之半導體裝置的製造方法,其中 以覆盍於前述第1面及第2面之絕緣膜覆蓋狀態互相接近 的方式在各面設置保護膜。 43.如申請專利範圍第32項之半導體裝置的製造方法,其中 可述第1基板之複數半導體裝置形成區域的各區域,設 有周通的述第1面及第2面間的孔,且以去除前述第J面 上之前述孔周圍的部份絕緣膜來形成屏障區域。 44·如申請專利範圍第32項之半導體裝置的製造方法,其中 前述(d)步驟後、前述(e)步驟前,具有將複數之凸塊同時 分別接合至前述第1基板第2面之複數半導體裝置形成區 域的複數配線用導體圖案上的步驟。 45· —種半導體裝置,其係以密封構件密封安裝於第^基板 之第1面的半導體晶片,其特徵在於前述第1基板之前述 第1面及和其對向之第2面上,配置著配線用導體圖案、 以及在配置著此導體圖案之區域以外的區域配置虛擬用 導體圖案。 46·如申請專利範圍第45項之半導體裝置,其中前述虛擬用 導體圖案為分割配置。 47·如申請專利範圍第45項之半導體裝置,其中前述第i 面、第2面、或兩面之複數半導體裝置形成區域中央各 自配置著虛擬用導體圖案。 48·如申請專利範圍第45項之半導體裝置,其中以前述第1 面及第2面之導體圖案互相接近的配置狀態對各面進行^ -8 - 526598 A8 BS Γ_ C8 ^^^ ______D8 _ 六、申請專利範圍 導體圖案之配置。 49.如申請專利範圍第“項之半導體裝置,其中覆蓋於前述 第1基板之第1面及第2面的絕緣膜也設置於無配線用導 體圖案的區域。 5〇·如申請專利範圍第45項之半導體裝置,其中以覆蓋於前 述第1面及第2面之絕緣膜覆蓋狀態互相接近的方式在各 面設置保護膜。 51·如申請專利範圍第45項之半導體裝置,其中前述第1基 板之複數半導體裝置形成區域的各區域,設有貫通前述 第1面及第2面間的孔,且以去除前述第i面上之前述孔 周圍的部份絕緣膜來形成屏障區域。 52·如申請專利範圍第45項之半導體裝置,其中前述第2面 之配線用導體圖案上設有凸塊電極。 53. 種半導體裝置,其係以密封構件密封安裝於第1基板 之第1面的半導體晶片,其特徵在於覆蓋於前述第丨基板 之前述第1面及第2面的絕緣膜也設置於無配線用導體圖 案的區域。 54. —種半導體裝置,其係以密封構件密封安裝於第丨基板 之第1面的半導體晶片,其特徵在於以覆蓋於前述第1面 及第2面之絶緣膜覆盍狀怨互相接近的方式在各面設置 保護膜。 55. 如申請專利範圍第45〜54項中之任一項之半導體裝置, 其中前述第1基板的構成上,以和安裝此項之第2基板相 同系列的絕緣材料為主體。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) -9-
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