JP2006108409A - Semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.
半導体チップを接着剤により基板に固定し、封止樹脂により封止してなる半導体装置は公知である。半導体チップはワイヤにより基板に電気的に接続される。従来の半導体装置では、接着剤は基板の表面に塗布され、半導体チップを接着剤の上に載せ、よって接着剤は半導体チップの底面と基板の表面との間に存在して両者を固定している。 A semiconductor device in which a semiconductor chip is fixed to a substrate with an adhesive and sealed with a sealing resin is known. The semiconductor chip is electrically connected to the substrate by wires. In a conventional semiconductor device, the adhesive is applied to the surface of the substrate, and the semiconductor chip is placed on the adhesive, so that the adhesive exists between the bottom surface of the semiconductor chip and the surface of the substrate and fixes both. Yes.
インターポーザと呼ばれる基板を有する半導体装置の場合、半導体装置はさらにマザーボード等の回路基板に搭載される。半導体装置をマザーボード等の回路基板に搭載するときに、半導体装置の基板に設けられたはんだボール等の外部端子を加熱し、リフローさせて回路基板の端子に接続させる。 In the case of a semiconductor device having a substrate called an interposer, the semiconductor device is further mounted on a circuit board such as a mother board. When a semiconductor device is mounted on a circuit board such as a mother board, external terminals such as solder balls provided on the substrate of the semiconductor device are heated and reflowed to be connected to the terminals of the circuit board.
半導体装置が外気にさらされた環境下で比較的に長い期間保管されると、封止樹脂や接着剤が外気中の水分を吸収してしまう。このため、半導体装置を電子機器等の実装基板に実装するために外部端子をリフローすると、封止樹脂や接着剤中に吸収されていた水分が蒸発し、体積の膨張により熱応力が発生し、パッケージクラックを発生させることがある。この現象は、比較的に接着剤が水分を吸収しやすい為、半導体チップの底面と基板の表面との間に存在している接着剤が原因となって生じることが多い。すなわち、蒸気圧応力が集中するポイントが接着剤と半導体チップとの間の界面及び接着剤と基板との間の界面にあるためである。また、この現象はリフローの回数が多くなるほど生じやすくなる。 When the semiconductor device is stored for a relatively long period in an environment exposed to the outside air, the sealing resin and the adhesive absorb moisture in the outside air. For this reason, when the external terminal is reflowed in order to mount the semiconductor device on a mounting substrate such as an electronic device, moisture absorbed in the sealing resin or the adhesive is evaporated, and thermal stress is generated due to the expansion of the volume. Package cracks may occur. This phenomenon is often caused by the adhesive existing between the bottom surface of the semiconductor chip and the surface of the substrate because the adhesive is relatively easy to absorb moisture. That is, the point where the vapor pressure stress is concentrated is at the interface between the adhesive and the semiconductor chip and the interface between the adhesive and the substrate. This phenomenon is more likely to occur as the number of reflows increases.
さらに、電子機器の高性能化に対応するために、半導体チップだけでなく、半導体装置として、低い熱抵抗特性と高い電気的特性を保持していることが要求される。しかし、接着剤が半導体チップと基板の間に存在すると、半導体チップから発生した熱を基板に伝導する妨げとなり、半導体装置として低い熱抵抗特性を実現する上で不利である。 Furthermore, in order to cope with higher performance of electronic devices, it is required that not only a semiconductor chip but also a semiconductor device have low thermal resistance characteristics and high electrical characteristics. However, the presence of the adhesive between the semiconductor chip and the substrate hinders conduction of heat generated from the semiconductor chip to the substrate, which is disadvantageous in realizing low thermal resistance characteristics as a semiconductor device.
さらに、電気的特性の向上のために、半導体チップの一方の面にグランド層や電源供給層を設けられることがあるが、この場合に、半導体チップの底面と基板の表面との間に存在している接着剤が、半導体チップの底面のそのような導電層と基板の回路の一部である導電層との電気的接続を妨げるため、半導体装置として電気的特性を向上する対応をとることができない。 Furthermore, in order to improve electrical characteristics, a ground layer or a power supply layer may be provided on one surface of the semiconductor chip. In this case, it exists between the bottom surface of the semiconductor chip and the surface of the substrate. The adhesive that prevents the electrical connection between such a conductive layer on the bottom surface of the semiconductor chip and the conductive layer that is a part of the circuit of the substrate can be taken to improve the electrical characteristics as a semiconductor device. Can not.
一方、側面に段付き部が設けられた半導体チップを接着剤により基板に固定する提案がある(例えば、特許文献1参照。)。しかし、特許文献1の提案では、段付き部は半導体チップの底面と基板の表面との間に配置された接着剤が半導体チップの側面に這い上がり、さらに半導体チップ上面のワイヤボンディングのための電極を覆ってしまうのを防止するために設けられている。
また、半導体チップの側面に段付き部を設け、この段付き部を利用して半導体チップを接着剤によりリードフレームに固定する提案がある(例えば、特許文献2参照。)。しかし、特許文献2の提案は、半導体チップをリードフレームに嵌め込むためのもので、基板に搭載して樹脂封止を行うものではない。
On the other hand, there is a proposal for fixing a semiconductor chip having a stepped portion on a side surface to a substrate with an adhesive (for example, see Patent Document 1). However, according to the proposal of
There is also a proposal for providing a stepped portion on the side surface of the semiconductor chip and using the stepped portion to fix the semiconductor chip to the lead frame with an adhesive (see, for example, Patent Document 2). However, the proposal of
さらに、複数の半導体チップを1つの基板に搭載する半導体装置の場合、基板の中心部に位置する半導体チップは基板の周辺部から遠いため、その半導体チップについては加熱時に接着剤に含まれる水分の蒸気の逃げ経路が長くなり、単数の半導体チップを1つの基板に搭載する半導体装置と比較し、パッケージクラックの発生が起こりやすい。 Further, in the case of a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are mounted on a single substrate, the semiconductor chip located at the center of the substrate is far from the peripheral portion of the substrate. The steam escape path becomes longer, and package cracks are more likely to occur than in a semiconductor device in which a single semiconductor chip is mounted on one substrate.
本発明の目的は、半導体チップが接着剤により基板に固定されている場合に接着剤に含まれる水分の蒸気によるパッケージクラックの発生を起こりにくくした半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device in which occurrence of package cracks due to moisture vapor contained in the adhesive is less likely to occur when the semiconductor chip is fixed to the substrate with the adhesive. is there.
本発明による半導体装置は、基板と、接着剤により該基板に固定された半導体チップと、該半導体チップを封止する封止樹脂とからなり、該半導体チップはその側面に下部側が上部側よりも大きい段付き部を有し、該接着剤は該半導体チップの段付き部から該基板に跨がって形成され、該半導体チップは該基板に直接接触していることを特徴とするものである。 A semiconductor device according to the present invention comprises a substrate, a semiconductor chip fixed to the substrate by an adhesive, and a sealing resin that seals the semiconductor chip, and the semiconductor chip has a lower side on its side than an upper side. The adhesive has a large stepped portion, the adhesive is formed across the stepped portion of the semiconductor chip from the substrate, and the semiconductor chip is in direct contact with the substrate. .
この構成によれば、半導体チップを接着剤により基板に確実に固定することができるとともに、半導体チップの底面と基板の間に接着剤が実質的に存在しないので、接着剤に起因するパッケージクラックが生じなくなる。 According to this configuration, the semiconductor chip can be reliably fixed to the substrate with the adhesive, and the adhesive is not substantially present between the bottom surface of the semiconductor chip and the substrate, so that there is no package crack caused by the adhesive. No longer occurs.
また、半導体チップと基板間には接着剤がないため、半導体チップの底面がグランドパターンや電源パターンなどの導電層となっている半導体チップを含む半導体装置の場合、半導体チップの底面の導電層と基板の回路の一部である導電層との電気的な接続が可能となり、半導体装置の電気的特性の向上が図れる。また、半導体チップと基板間には接着剤がないため、半導体チップから発生した熱を基板へ伝導することができるので、半導体装置の熱抵抗特性を改善することが可能となる。 In addition, since there is no adhesive between the semiconductor chip and the substrate, in the case of a semiconductor device including a semiconductor chip in which the bottom surface of the semiconductor chip is a conductive layer such as a ground pattern or a power supply pattern, the conductive layer on the bottom surface of the semiconductor chip Electrical connection with a conductive layer which is a part of the circuit of the substrate is possible, and the electrical characteristics of the semiconductor device can be improved. In addition, since there is no adhesive between the semiconductor chip and the substrate, heat generated from the semiconductor chip can be conducted to the substrate, so that the thermal resistance characteristics of the semiconductor device can be improved.
本発明による半導体装置は、基板と、接着剤により該基板に固定された複数の半導体チップと、該複数の半導体チップを封止する封止樹脂とからなり、該複数の半導体チップの中の複数の第1の半導体チップの各々がその側面に下部側が上部側よりも大きい段付き部を有し、該接着剤は該第1の半導体チップの段付き部から該基板にかけて延び、該第1の半導体チップは少なくとも部分的に該基板に直接的に接触しており、他の第2の半導体チップは該第1の半導体チップの段付き部に載っていて該第1の半導体チップを基板に固定させる接着剤により該第1の半導体チップに固定されることを特徴とするものである。 A semiconductor device according to the present invention includes a substrate, a plurality of semiconductor chips fixed to the substrate with an adhesive, and a sealing resin that seals the plurality of semiconductor chips. Each of the first semiconductor chips has a stepped portion on its side surface, the lower side being larger than the upper side, and the adhesive extends from the stepped portion of the first semiconductor chip to the substrate, The semiconductor chip is at least partially in direct contact with the substrate, and the other second semiconductor chip is mounted on the stepped portion of the first semiconductor chip, and the first semiconductor chip is fixed to the substrate. It is fixed to the first semiconductor chip by an adhesive to be applied.
この構成によれば、第1の半導体チップについては、上記したのと同様に第1の半導体チップと基板間には接着剤がないため、パッケージクラックの発生が起こりにくくなる。また、第2の半導体チップは第1の半導体チップの段付き部に載っていて第1の半導体チップを基板に固定させる接着剤により第1の半導体チップに固定されているので、第2の半導体チップと基板間には実質的に接着剤がないため、パッケージクラックの発生が起こりにくくなる。 According to this configuration, since there is no adhesive between the first semiconductor chip and the substrate in the same manner as described above, package cracks are unlikely to occur in the first semiconductor chip. Further, since the second semiconductor chip is mounted on the stepped portion of the first semiconductor chip and is fixed to the first semiconductor chip by an adhesive that fixes the first semiconductor chip to the substrate, the second semiconductor chip Since there is substantially no adhesive between the chip and the substrate, package cracks are less likely to occur.
本発明による半導体装置の製造方法は、常温では固形で、加熱により溶融する接着剤を、側面に下部側が上部側よりも大きい段付き部を有する半導体チップの段付き部に載せ、該半導体チップを基板に搭載し、該接着剤を加熱して溶融させ、よって半導体チップを該接着剤により該基板に固定することを特徴とするものである。 According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, an adhesive that is solid at room temperature and melts by heating is placed on a stepped portion of a semiconductor chip having a stepped portion on the side surface, the lower side being larger than the upper side. It is mounted on a substrate, and the adhesive is heated and melted, so that the semiconductor chip is fixed to the substrate with the adhesive.
この構成によれば、上記したのと同様に半導体チップと基板間には接着剤がないため、パッケージクラックの発生が起こりにくくなる。そして、常温では固形の接着剤を用いて半導体チップを基板に簡単且つ確実に固定することができる。 According to this configuration, since there is no adhesive between the semiconductor chip and the substrate as described above, package cracks are less likely to occur. At normal temperature, the semiconductor chip can be easily and reliably fixed to the substrate using a solid adhesive.
本発明によれば、パッケージクラックの発生が起こりにくくした半導体装置を得ることができる。また、パッケージとしての半導体装置の電気特性の向上、パッケージとしての低熱抵抗特性の向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a semiconductor device in which generation of package cracks is difficult to occur. In addition, the electrical characteristics of the semiconductor device as a package can be improved, and the low thermal resistance characteristics as a package can be improved.
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の第1実施例による半導体装置を示す断面図である。半導体装置10は、基板12と、基板12に搭載された半導体チップ14と、半導体チップ14を封止する封止樹脂16とからなる。
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. The
半導体チップ14は接着剤18により基板12に固定される。公知のように、基板12は図示しない回路を有し、基板12の表面には端子が形成されている。レジスト20が基板12の表面に設けられており、基板12の端子はレジスト20の開口部に配置される。ボンディングワイヤ22が半導体チップ14の端子と基板12の端子とを接続している。外部端子としてのはんだボール24が基板12の下側に設けられている。基板12の端子とはんだボール24とは基板12の回路により接続されている。
The
図2は図1の半導体チップ14を示す平面図である。図3は図2の半導体チップ14を示す側面図である。図1から図3において、半導体チップ14は上方から見て矩形又は正方形の形状を有し、その側面に下部側14bが上部側14aよりも大きい段付き部26を有する。
FIG. 2 is a plan view showing the
接着剤18は半導体チップ14の段付き部26から半導体チップ14の下部側14bを覆って基板12(の半導体チップ14の外側の表面)にかけて延びる。この構成によれば、半導体チップ14を基板12に確実に固定することができる。半導体チップ14の側面に段付き部26が設けられているので、十分な接着面積が確保され、段付き部26が基板12への接着剤18による固定に対してアンカー効果を提供するため、半導体チップ14の基板12への固定は強力なものとなる。
The
半導体チップ14の底面は基板12に直接的に接触し、半導体チップ14の底面と基板12の間に接着剤が実質的に存在しないので、半導体チップ14の底面と基板12の間に接着剤が存在することに起因するパッケージクラックが発生しにくい。半導体チップ14を基板12に搭載するときに半導体チップ14は基板12に対して位置決めされ且つ押圧保持されているので、半導体チップ14の底面の外周部に溶融した接着剤がしみ込む可能性はほとんどない。少量の接着剤が半導体チップ14の底面の外周部にしみ込んだとしても、その接着剤が加熱されたときに生じる水分の蒸気は半導体チップ14の外側へ逃げやすく、半導体チップ14の中央部において蒸気圧応力が集中することはなく、パッケージクラックは発生しにくい。
Since the bottom surface of the
また、半導体チップ14と基板12との間には接着剤がなく、半導体チップ14と基板12とが直接的に接触しているため、半導体チップ14から発生した熱を基板12へ伝導することができるので、半導体装置10の熱抵抗特性を改善することが可能となる。
また、半導体チップ14の底面がグランドパターンや電源パターンなどの導電層となっている半導体チップ14を含む半導体装置10の場合、半導体チップ14の底面の導電層と基板12の回路の一部である導電層との電気的な接続が可能となり、半導体装置10の電気的特性の向上が図れる。
Further, since there is no adhesive between the
Further, in the case of the
図4は側面に段付き部26を有する半導体チップ14を形成する例を示す図である。集積回路を形成した半導体ウエハ28から半導体チップ14をダイシングによって個片に分割する。図4(A)では、ダイシングブレード30を用いて半導体ウエハ28を半導体チップ14に完全に個片化しない程度までダイシングし、図4(B)では、最初に使用したダイシングブレード30よりも幅の狭いダイシングブレード32を用いて、半導体ウエハ28を完全に切断する。図4(C)はこのようにして側面に段付き部26が形成された半導体チップ14を示す。なお、2回目のダイシングは半導体ウエハ28の反対側から行うこともできる。また、段付き部26の形成は、その他の方法、例えばエッチングや、半導体チップ個片化分割後に研削により実施してもよい。
FIG. 4 is a view showing an example of forming the
図5は半導体チップ14に付着する前の接着剤18の状態を示す平面図である。接着剤18は常温では固形で、加熱により溶融する接着性樹脂からなる。このような接着剤18は熱溶融型接着剤(例えばポリイミド系樹脂)の中から選択することができる。接着剤18は常温では半導体チップ14の段付き部26に載る形状を有する。より詳細には、接着剤18は常温では半導体チップ14の全周に沿って半導体チップ14の段付き部26に載る矩形又は正方形の環状の形状を有する。接着剤18の(各辺の)幅は半導体チップ14の段付き部26の幅よりもわずかに大きくする。例えば、半導体チップ14の段付き部26の幅が約0.1mmとしたときに、接着剤18の幅は約0.2mm程度にする。
FIG. 5 is a plan view showing a state of the adhesive 18 before adhering to the
図6は接着剤18が半導体チップ14の段付き部26に載せられた状態を示す側面図である。接着剤18の外縁部は半導体チップ14の段付き部26の外縁部よりもわずかに外側に突出している。接着剤18が溶融するときに、接着剤18の一部は半導体チップ14の段付き部26に載った状態であり、接着剤18の他の一部は段付き部26から基板12の表面に向かって垂れていき、半導体チップ14を基板12に固定させる。
FIG. 6 is a side view showing a state in which the adhesive 18 is placed on the stepped
図7は図6の半導体チップ14を基板12に搭載する工程の例を示す図である。実施例では、加熱機能をもった保持ツール34を使用している。ただし、基板12を支持する支持部材が加熱機能をもち、または、保持ツール34及び基板12を支持する支持部材の両者が加熱機能をもつようにすることもできる、また、半導体チップ14を基板12に搭載した状態で熱雰囲気中にさらし、接着剤18を溶融させて固定する方法でもよい。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a process for mounting the
図7(A)では、保持ツール34は接着剤18が段付き部26に載せられている半導体チップ14を保持する。図7(B)では、保持ツール34は半導体チップ14を基板12に対して所定の位置にセットし、半導体チップ14を基板12に対して押圧しつつ加熱機能を作動させる。加熱機能の加熱温度は、使用する接着剤の溶融温度に従って、例えば100℃〜150℃程度に設定する。段付き部26に載せられている接着剤18は溶融して、段付き部26を覆い、基板12に達する。加熱機能を停止し、接着剤18が固まるまで保持ツール34で半導体チップ14を基板12に対して押圧したままの状態で、保持する。次いで、図7(C)では、保持ツール34を基板12に固定された半導体チップ14から取り外す。
In FIG. 7A, the holding
図7(A)〜(C)に示すようにして半導体チップ14を基板12に固定した後でワイヤボンディングを行って、図1に示すように、ボンディングワイヤ22により半導体チップ14の端子と基板12のボンディング端子が接続される。さらに、封止樹脂16によって半導体チップ14を封止する。
As shown in FIGS. 7A to 7C, the
図8は半導体チップに付着する前の接着剤の他の形状を示す平面図である。図5の例では、接着剤18は連続的な環状の形状を有しているのに対して、図8の例では、接着剤18は不連続的な環状の形状を有している。図8の例では、接着剤18は矩形の環状の形状の3辺だけに相当する形状を有している。この場合にも、半導体チップ14は接着剤18により基板12に固定され、かつ、半導体チップ14は基板12に直接的に接触し、半導体チップ14と基板12間には接着剤がないようにすることができる。さらに、接着剤18は矩形の環状の形状の対向する2辺だけに相当する形状、つまり、2つの独立した短冊状のもの、を有するようにすることができる。
FIG. 8 is a plan view showing another shape of the adhesive before adhering to the semiconductor chip. In the example of FIG. 5, the adhesive 18 has a continuous annular shape, whereas in the example of FIG. 8, the adhesive 18 has a discontinuous annular shape. In the example of FIG. 8, the adhesive 18 has a shape corresponding to only three sides of a rectangular annular shape. Also in this case, the
図9は接着剤18が半導体チップ14に塗布される例を示す平面図である。接着剤18はディスペンサ36から吐出される熱硬化型の接着剤であり、銀ペーストと呼ばれるものである。接着剤18はディスペンサ36から吐出されて接着剤18の段付き部26に塗布される。接着剤18が塗布された半導体チップ14は例えば図7に示すようにして基板12に固定されることができる。
FIG. 9 is a plan view showing an example in which the adhesive 18 is applied to the
図10は本発明の第2実施例による半導体装置を示す断面図である。図11は図10の基板を示す断面図である。図12は図10の半導体チップが基板に搭載された例を示す断面図である。図10から図12においては、図1の例と同様に、半導体装置10は、基板12と、接着剤18により基板12に固定された半導体チップ14と、半導体チップ14の端子と基板12の端子とを接続するボンディングワイヤ22と、半導体チップを封止する封止樹脂16とからなる。半導体チップ14はその側面に下部側が上部側よりも大きい段付き部26を有する。接着剤18は半導体チップ14の段付き部26から半導体チップ14の段付き部26の下の側面を覆って基板12の表面にかけて延びる。従って、図10から図12の実施例の作用は、図1の実施例と作用と同様である。
FIG. 10 is a sectional view showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the substrate of FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example in which the semiconductor chip of FIG. 10 is mounted on a substrate. 10 to 12, similar to the example of FIG. 1, the
さらに、図10から図12においては、基板12は半導体チップ14の下方の位置に貫通孔38を有する。例えば、貫通孔38の大きさは直径約0.1mmである。また、半導体チップ14と基板12との間に空間40が形成され、貫通孔38は空間40に通じている。従って、この空間40は貫通孔38を介して基板12の外部と連通している。
Further, in FIGS. 10 to 12, the
空間40は基板12の半導体チップ14側のレジスト20の厚さを変化させて基板12の表面に窪み12Aを設けることに備えられている。このレジスト20は半導体チップ14の底面の外周部が位置する第1部分20Aと、第1部分20Aよりも内側に位置する第2部分20Bとを有し、第2部分20Bの厚さが第1部分20Aの厚さよりも薄く形成されている。例えば、第1部分20Aの厚さが40μm、第2部分20Bの厚さが20μmである。レジスト20の厚さの変化は、例えばレジスト20を印刷法により形成する場合に、最初に20μmの厚さのレジスト材料を全体的に塗布し、次に第1部分20Aのみに20μmの厚さのレジスト材料を塗布することにより達成される。
The
空間40は、半導体チップ14とレジスト20の第2部分20Bの間に形成される。半導体チップ14と基板12の表面にあるレジスト20の第1部分20Aとは直接に接触しており、レジスト20の第1部分20Aは第2部分20Bを囲んでいる。このため、半導体装置10のワイヤボンディングの後で樹脂封止を行う際に、封止樹脂は空間40には流入せず、空間40が維持される。そこで、半導体装置10を製造した後で半導体装置10のいずれかの部材が吸湿し、半導体装置10をマザーボード等の基板に実装する際の加熱により水分が蒸発したとしても、蒸気は基板の貫通孔38から放出されるため、蒸気圧によるパッケージクラックは生じない。
The
図13から図15は半導体チップ14と基板12の間に空間40を設けるために窪み12Aが形成された基板12の例を示す平面図である。半導体チップ14は破線で示されている。図13においては、窪み12Aは十字形状に形成されている。図14においては、窪み12Aは正方形状に形成されている。図15においては、窪み12Aは円形状に形成されている。基板12の表面の窪み12Aの大きさや形状は、半導体チップ14を基板12に搭載したときに半導体チップ14が窪み12A内に納まらないようにすれば、特に限定されるものではない。
13 to 15 are plan views showing examples of the
図16は本発明の第3実施例による半導体装置を示す断面図である。図17は図16の半導体チップが基板に搭載された例を示す平面図である。図16及び図17においては、半導体装置10は、基板12と、基板12に固定された複数の半導体チップ14P,14Qと、複数の半導体チップ14P,14Qを封止する封止樹脂16とからなる。基板12に固定された複数の半導体チップは、複数の第1の半導体チップ14Pと、第2の半導体チップ14Qとを含む。
FIG. 16 is a sectional view showing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 17 is a plan view showing an example in which the semiconductor chip of FIG. 16 is mounted on a substrate. 16 and 17, the
複数(本実施例では2個)の第1の半導体チップ14Pの各々は、図1の例の半導体チップ14と同様に、その側面に下部側が上部側よりも大きい段付き部26を有し、接着剤18により基板12に固定されている。接着剤18は第1の半導体チップ14Pの段付き部26から第1の半導体チップ14Pの段付き部26の下の側面を覆って基板12の表面にかけて延びる。また、ボンディングワイヤ22が第1の半導体チップ14Pの端子と基板12の端子とを接続している。従って、図16及び図17の実施例の各第1の半導体チップ14Pと基板12との関係は、図1の半導体チップ14と基板12との関係と同様である。第1の半導体チップ14Pは基板12に直接接触しており、第1の半導体チップ14Pと基板12との間に接着剤が存在しない。従って、第1の半導体チップ14Pの接着剤の水分の蒸発に起因するパッケージクラックが防止されている。基板12は半導体チップ14Pの下方の位置に貫通孔38を有する。貫通孔38は蒸気抜きの作用を行う。
Each of the plurality of (two in the present embodiment)
第2の半導体チップ14Qは複数の第1の半導体チップ14Pの段付き部26に載っていて、第1の半導体チップ14Pを基板12に固定させる接着剤18により第1の半導体チップ14Pに固定されている。実施例においては、2つの第1の半導体チップ14Pがほぼ第2の半導体チップ14Qのサイズと同等かそれよりもわずかに大きい間隔をあけて一直線上に配置されている。第2の半導体チップ14Qは2つの第1の半導体チップ14Pのそれぞれ一辺上の段付き部26に載っていて、第1の半導体チップ14Pを基板12に固定させるその段付き部26上の接着剤18により第1の半導体チップ14Pに固定されている。
The second semiconductor chip 14Q is mounted on the stepped
第2の半導体チップ14Qは段付き部26の高さだけ第1の半導体チップ14Pよりも高い位置にあり、その2辺が2つの第1の半導体チップ14Pに固定されている。第2の半導体チップ14Qの端子はボンディングワイヤ22Xにより第1の半導体チップ14Pの端子に電気的に接続されている。また、封止樹脂16は図17に矢印で示されるように第2の半導体チップ14Qと基板12との間の空間に流れ、封止樹脂16の一部が第2の半導体チップ14Qと基板12との間の空間を満たしている。この場合、封止樹脂16の一部が第2の半導体チップ14Qと基板12との間の空間に存在しているが、封止樹脂は接着剤に比べると空気中の水分を吸収する量が少ないためパッケージクラックは生じにくい。
The second semiconductor chip 14Q is positioned higher than the
この場合、接着剤18は、第1の半導体チップ14Pを基板12に固定させ、かつ、第1の半導体チップ14Pを介して第2の半導体チップ14Qを基板12に固定させる。接着剤18は、第2の半導体チップ14Qを第1の半導体チップ14Pの段付き部26上の接着剤18上に載せた後で加熱され、接着作用を実現する。接着剤18が接着作用を実現するまで、第1の半導体チップ14P及び第2の半導体チップ14Qは図示しないツールによって保持される。なお、第1の半導体チップ14Pは第2の半導体チップ14Qを搭載する際の位置決めガイドとしての作用も有する。
In this case, the adhesive 18 fixes the
図18は本発明の第4実施例による半導体装置を示す断面図である。図19は図18の半導体チップが基板に搭載された例を示す平面図である。図18及び図19においては、図16及び図17の例と同様に、半導体装置10は、基板12と、基板12に固定された複数の半導体チップ14P,14Qと、複数の半導体チップ14P,14Qを封止する封止樹脂16とからなる。基板12に固定された複数の半導体チップは、複数の第1の半導体チップ14Pと、第2の半導体チップ14Qとを含む。
FIG. 18 is a sectional view showing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 19 is a plan view showing an example in which the semiconductor chip of FIG. 18 is mounted on a substrate. 18 and 19, the
複数(本実施例では4個)の第1の半導体チップ14Pの各々は、図1の例の半導体チップ14と同様に、その側面に下部側が上部側よりも大きい段付き部26を有し、接着剤18により基板12に固定されている。接着剤18は第1の半導体チップ14Pの段付き部26から第1の半導体チップ14Pの段付き部26の下の側面を覆って基板12の表面にかけて延びる。また、ボンディングワイヤ22が第1の半導体チップ14Pの端子と基板12の端子とを接続している。従って、図18及び図19の実施例の各第1の半導体チップ14Pと基板12との関係は、図1の半導体チップ14と基板12との関係と同様である。第1の半導体チップ14Pは基板12に直接接触しており、第1の半導体チップ14Pと基板12との間に接着剤が存在しない。従って、第1の半導体チップ14Pの接着剤の水分の蒸発に起因するパッケージクラックが防止されている。基板12は半導体チップ14P及び第2の半導体チップ14Qの下方の位置に貫通孔38を有する。貫通孔38は蒸気抜きの作用を行う。
Each of the plurality of (four in this embodiment)
第2の半導体チップ14Qは複数の第1の半導体チップ14Pの段付き部26に載っていて、第1の半導体チップ14Pを基板12に固定させる接着剤18により第1の半導体チップ14Pに固定されている。実施例においては、4つの第1の半導体チップ14Pがほぼ第2の半導体チップ14Qのサイズと同等かそれよりもわずかに大きい間隔をあけて互いに直交する2直線上に配置されている。第2の半導体チップ14Qは4つの第1の半導体チップ14Pのそれぞれ一辺上の段付き部26に載っていて、第1の半導体チップ14Pを基板12に固定させるその段付き部26上の接着剤18により第1の半導体チップ14Pに固定されている。
The second semiconductor chip 14Q is mounted on the stepped
第2の半導体チップ14Qは段付き部26の高さだけ第1の半導体チップ14Pよりも高い位置にあり、その4辺が4つの第1の半導体チップ14Pに固定されている。第2の半導体チップ14Qの端子はボンディングワイヤ22Xにより第1の半導体チップ14Pの端子に電気的に接続されている。この場合、第2の半導体チップ14Qはその4辺が4つの第1の半導体チップ14Pの段付き部26に接着剤18により固定されるので、樹脂封止の際に封止樹脂16は第2の半導体チップ14Qと基板12との間の空間に流れこまず、第2の半導体チップ14Qと基板12との間には空間40が形成される。この空間40は貫通孔38を介して基板12の外部と連通している。従って、この実施例においても、第1及び第2の半導体チップ14P,14Qのパッケージクラックは生じにくい。
The second semiconductor chip 14Q is higher than the
接着剤18は、第1の半導体チップ14Pを基板12に固定させ、かつ、第1の半導体チップ14Pを介して第2の半導体チップ14Qを基板12に固定させる。接着剤18は、第2の半導体チップ14Qを第1の半導体チップ14Pの段付き部26上の接着剤18上に載せた後で加熱され、接着作用を実現する。接着剤18が接着作用を実現するまで、第1の半導体チップ14P及び第2の半導体チップ14Qは図示しないツールによって保持される。なお、第1の半導体チップ14Pは第2の半導体チップ14Qを搭載する際の位置決めガイドとしての作用も有する。
The adhesive 18 fixes the
以上説明した実施例は以下の特徴を含む。
(付記1) 基板と、接着剤により該基板に固定された半導体チップと、該半導体チップを封止する封止樹脂とからなり、該半導体チップはその側面に下部側が上部側よりも大きい段付き部を有し、該接着剤は該半導体チップの段付き部から該基板に跨がって形成され、該半導体チップは少なくとも部分的に該基板に直接的に接触していることを特徴とする半導体装置。(1)
(付記2) 該半導体チップはワイヤにより基板に電気的に接続されることを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
(付記3) 該接着剤は該半導体チップの全周に沿って設けられることを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
(付記4) 該基板は半導体チップが固定された位置に貫通孔を有することを特徴とする付記1に記載の半導体装置。(2)
(付記5) 該基板の表面にはレジストが設けられており、該レジストは半導体チップの底面の外周部が位置する第1部分と、該第1部分よりも内側に位置する第2部分とを有し、該第2部分の厚さが該第1部分の厚さよりも薄く、半導体チップと該第2部分の間に空間が形成され、前記貫通孔は該空間に通じていることを特徴とする付記4に記載の半導体装置。(3)
(付記6) 基板と、接着剤により該基板に固定された複数の半導体チップと、該複数の半導体チップを封止する封止樹脂とからなり、該複数の半導体チップの中の複数の第1の半導体チップの各々がその側面に下部側が上部側よりも大きい段付き部を有し、該接着剤は該第1の半導体チップの段付き部から該基板にかけて延び、該第1の半導体チップは少なくとも部分的に該基板に直接的に接触しており、該複数の半導体チップの中の第2の半導体チップは該第1の半導体チップの段付き部に載っていて該第1の半導体チップを基板に固定させる接着剤により該第1の半導体チップに固定されることを特徴とする半導体装置。(4)
(付記7) 該第1の半導体チップはワイヤにより基板に電気的に接続され、該第2の半導体チップはワイヤにより該第1の半導体チップに電気的に接続されることを特徴とする付記6に記載の半導体装置。
(付記8) 該基板は該第1の半導体チップの下方に貫通孔を有することを特徴とする付記6に記載の半導体装置。
(付記9) 該第2の半導体チップは該複数の第1の半導体チップの間に配置され、該第2の半導体チップと基板の間には封止樹脂が存在することを特徴とする付記7に記載の半導体装置。
(付記10) 該第2の半導体チップは該複数の第1の半導体チップの間に配置され、該第2の半導体チップと基板の間には空間が存在し、該基板は該空間と外部とを通じさせる貫通孔を有することを特徴とする付記9に記載の半導体装置。
(付記11) 常温では固形で、加熱により溶融する接着性樹脂からなる接着剤を、側面に下部側が上部側よりも大きい段付き部を有する半導体チップの段付き部に載せ、該半導体チップを基板に搭載し、該接着剤を加熱して溶融させ、よって半導体チップを該接着剤により該基板に固定することを特徴とする半導体装置の製造方法。(5)
(付記12) 該接着剤は常温では該半導体チップの段付き部に載る形状を有することを特徴とする付記11に記載の半導体装置の製造方法。
(付記13) 該接着剤は常温では該半導体チップの全周に沿って該半導体チップの段付き部に載る環状の形状を有することを特徴とする付記12に記載の半導体装置の製造方法。
The embodiment described above includes the following features.
(Additional remark 1) It consists of a board | substrate, the semiconductor chip fixed to this board | substrate with the adhesive agent, and the sealing resin which seals this semiconductor chip, and this semiconductor chip has a step which the lower side is larger than the upper side in the side surface And the adhesive is formed to extend from the stepped portion of the semiconductor chip to the substrate, and the semiconductor chip is at least partially in direct contact with the substrate. Semiconductor device. (1)
(Supplementary note 2) The semiconductor device according to
(Supplementary note 3) The semiconductor device according to
(Supplementary note 4) The semiconductor device according to
(Supplementary Note 5) A resist is provided on the surface of the substrate, and the resist includes a first portion where the outer peripheral portion of the bottom surface of the semiconductor chip is located, and a second portion located inside the first portion. A thickness of the second portion is smaller than a thickness of the first portion, a space is formed between the semiconductor chip and the second portion, and the through hole communicates with the space. The semiconductor device according to appendix 4. (3)
(Supplementary Note 6) A substrate, a plurality of semiconductor chips fixed to the substrate with an adhesive, and a sealing resin that seals the plurality of semiconductor chips, and a plurality of first chips in the plurality of semiconductor chips. Each of the semiconductor chips has a stepped portion on its side surface, the lower side being larger than the upper side, and the adhesive extends from the stepped portion of the first semiconductor chip to the substrate, and the first semiconductor chip is At least partially in direct contact with the substrate, and a second semiconductor chip of the plurality of semiconductor chips is mounted on a stepped portion of the first semiconductor chip, and the first semiconductor chip is A semiconductor device, wherein the semiconductor device is fixed to the first semiconductor chip with an adhesive fixed to a substrate. (4)
(Supplementary note 7) The
(Supplementary note 8) The semiconductor device according to
(Supplementary Note 9) The
(Supplementary Note 10) The second semiconductor chip is disposed between the plurality of first semiconductor chips, and there is a space between the second semiconductor chip and the substrate. The semiconductor device according to
(Additional remark 11) Adhesive which consists of adhesive resin which is solid at normal temperature and fuse | melts by heating is mounted on the step part of the semiconductor chip which has a step part in which the lower side is larger than the upper side in a side surface, and this semiconductor chip is board | substrate A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: mounting the semiconductor chip on the substrate and melting the adhesive by heating, whereby the semiconductor chip is fixed to the substrate by the adhesive. (5)
(Additional remark 12) The manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 11 characterized by this adhesive having the shape mounted in the step part of this semiconductor chip at normal temperature.
(Additional remark 13) The manufacturing method of the semiconductor device of
10 半導体装置
12 基板
14 半導体チップ
14P 第1の半導体チップ
14Q 第2の半導体チップ
16 封止樹脂
18 接着剤
20 レジスト
22 ボンディングワイヤ
24 はんだボール
26 段付き部
28 半導体ウエハ
30 ダイシングブレード
32 ダイシングブレード
34 保持ツール
36 ディスペンサ
38 貫通孔
40 空間
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