JP2006216823A - 半導体装置及びその製造方法並びに電子装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半導体装置は、第1の面に電極を有する半導体チップと、絶縁平板からなる第1部及びこの第1部から延在しかつ前記第1部よりも薄い第2部を有し、第1部及び第2部の第1の面は同一平面上に位置するとともに、前記第1の面は絶縁性の接着剤を介して電極の配置位置から外れた半導体チップの第1の面に接着され、第1の面の反対面となる第1部及び第2部の第2の面にはそれぞれ複数の導体層を有し、第1部の所定の導体層と第2部の所定の導体層は内部に設けられた導体を介して電気的に接続された構造からなる配線ブロックと、配線ブロックの第2部の所定の導体層と半導体チップの所定の電極とを接続する導電性のワイヤと、半導体チップの第1の面及び配線ブロックの第2部並びにワイヤを覆う絶縁性の封止体とを有し、封止体の表面は配線ブロックの第1部の第2の面よりも所定高さ低くなっている。
【選択図】 図2
Description
本発明の他の目的は、実装の信頼性が高い薄型の半導体装置及びその製造方法並びに電子装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、製造コストの低減が達成できる小型・薄型の半導体装置及びその製造方法並びに電子装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
電極を有する第1の面及び前記第1の面の反対側になる第2の面並びにこれらの面を繋ぐ複数の側面を有する半導体チップと、
絶縁平板からなる第1部及びこの第1部から延在しかつ前記第1部よりも薄い第2部を有し、前記第1部及び前記第2部の第1の面は同一平面上に位置するとともに、前記第1の面は絶縁性の接着剤を介して前記電極の配置位置から外れた前記半導体チップの前記第1の面に接着され、前記第1の面の反対面となる前記第1部及び前記第2部の第2の面にはそれぞれ複数の導体層を有し、前記第1部の所定の前記導体層と前記第2部の所定の前記導体層は内部に設けられた導体を介して電気的に接続された構造からなる配線ブロックと、
前記配線ブロックの前記第2部の所定の前記導体層と、前記半導体チップの所定の前記電極とを接続する導電性のワイヤと、
前記半導体チップの第1の面、前記配線ブロックの前記第2部及び前記ワイヤを覆う絶縁性の封止体とを有し、
前記封止体の表面は前記配線ブロックの前記第1部の第2の面よりも所定高さ低くなっている。例えば、封止体の表面は前記第1部の表面から0〜100μm引っ込んでいる。
(a)回路素子を縦横に整列配置形成しかつ第1の面に前記回路素子の電極を有する半導体ウエハを準備する工程、
(b)前記各回路素子に対応して縦横に整列配置形成した配線ブロック部を有する配線母基板を準備する工程であり、
前記配線母基板は、第1の面及びこの第1の面の反対面となる第2の面を有し、前記第1の面は平坦面となり、
前記配線ブロック部は、絶縁平板からなる第1部と、前記第1部から延在しかつ前記第1部よりも薄い第2部を有し、前記第1部及び前記第2部の第1の面は同一平面上に位置し、前記第1の面の反対面となる前記第1部及び前記第2部の第2の面にはそれぞれ複数の導体層を有し、前記第1部の所定の前記導体層と前記第2部の所定の前記導体層は内部に設けられた導体を介して電気的に接続された構造からなり、
(c)前記半導体ウエハの第1の面に前記配線母基板の第1の面を絶縁性の接着剤によって接続する工程、
(d)前記半導体ウエハの第1の面の前記電極と前記配線母基板の前記第2部の導体層を導電性のワイヤで接続する工程であり、
前記ワイヤのループを前記第1部の第2の面よりも低く形成し、
(e)前記半導体ウエハの第1の面、前記第2部及び前記ワイヤを絶縁性の樹脂で覆って樹脂層を形成する工程であり、
前記樹脂層の表面を前記第1部の第2の面よりも所定高さ低く形成し、
(f)前記回路素子毎を分断するように前記配線母基板及び前記半導体ウエハを縦横に切断して複数の半導体装置を形成する工程を有することを特徴とする。
前記配線ブロック部の並び一方向に沿って前記配線母基板を貫通する溝を前記各配線ブロック部の中央部分に1本形成し、この溝に向かって両側から前記第2部の先端が延在するように前記配線ブロックパターンを形成し、
前記配線母基板と前記半導体ウエハを接着する状態では前記溝内に前記半導体ウエハの電極が位置するようにする。
前記配線ブロック部の並び一方向に沿って前記配線母基板を貫通する溝を隣接する前記配線ブロック部間に1本形成し、この溝に向かって両側から前記第2部の先端が延在するように前記配線ブロックパターンを形成し、
前記配線母基板と前記半導体ウエハを接着した状態では前記溝内に前記半導体ウエハの電極が二列以上位置するようにする。
張り合わせた前記半導体ウエハ及び前記配線母基板において前記配線母基板の第2の面を変形可能なシートで覆い、これをモールド金型の下型と上型との間に型締めして前記シートを前記溝内に所定深さ食い込ませた状態でトランスファモールディングによって前記溝の一端側から樹脂を注入して前記樹脂層を形成する。
前記第1部の導体層を平板状に形成しておき、ランド・グリッド・アレイ端子となる半導体装置を製造する。
以上のような半導体装置を組み込んだ電子装置は以下の構成になる。
絶縁体からなる第1部及びこの第1部から延在しかつ前記第1部よりも薄い第2部を有し、前記第1部及び前記第2部の第1の面は同一平面上に位置するとともに、前記第1の面は絶縁性の接着剤を介して前記電極の配置位置から外れた前記半導体チップの前記第1の面に接着され、前記第1の面の反対面となる前記第1部及び前記第2部の第2の面にはそれぞれ複数の導体層を有し、前記第1部の所定の前記導体層と前記第2部の所定の前記導体層は内部に設けられた導体を介して電気的に接続された構造からなる配線ブロックと、
前記配線ブロックの前記第2部の所定の前記導体層と、前記半導体チップの所定の前記電極とを接続する導電性のワイヤと、
前記半導体チップの第1の面、前記配線ブロックの前記第2部及び前記ワイヤを覆う絶縁性の封止体とを有する半導体装置と、
前記半導体装置の前記配線ブロックの前記第1部の前記導体層に対応して上面にランドを有する実装基板とを有し、
前記半導体装置は前記第1部の前記導体層が導電性の接着剤を介して前記ランドに接続されてなる電子装置であって、
前記封止体の表面は前記配線ブロックの第1部の第2の面よりも所定高さ低くなっていることを特徴とする。
また、前記第1部の前記導体層は平板状に形成されてランド・グリッド・アレイ型の端子になっている。
前記(1)の手段によれば、(a)半導体装置の製造において、半導体ウエハの第1の面、配線ブロック部の第2部及びワイヤを覆うように形成する樹脂層を、シートを用いたトランスファモールディングによって形成するため、封止体とされる樹脂層の表面は配線母基板の第2の面よりも100μm以下程度引っ込んだ面となる。従って、実装基板に半導体装置を実装する場合、実装基板と半導体装置との間に異物が混入しても、異物は封止体の引っ込んだ部分に入り込み、半導体装置を浮き上がらせることもなくなり、または浮き上がり量が少なくなることから、半導体装置の電極(外部電極端子)と実装基板のランドの接着剤による接合は確実になされ、実装歩留りの向上、実装の信頼性が高くなる。この結果、この半導体装置を組み込んだ電子装置の信頼性が高くなる。
(c)導体層で形成される外部電極端子がLGA型となることから、半導体装置の薄型化が可能になる。この結果、この半導体装置の実装高さが低くなり、この半導体装置を組み込んだ電子装置の薄型化が可能になる。
(d)半導体装置の平面的な大きさは、半導体チップの大きさそのものであることから、CSP構造となり、半導体装置の小型化が達成できる。
(e)上記(b)乃至(d)により、半導体装置の薄型・小型化によって、半導体装置の軽量化が達成できる。
半導体装置1の製造では、図7(a),(b)及び図8に示すように、半導体ウエハ20及び配線母基板(配線基板)21を準備する(S01)。
(1)半導体装置1の製造において、半導体ウエハ20の第1の面20a、配線母基板21の第2部4f及びワイヤ7を覆うように形成する樹脂層27を、シート28,29を用いたトランスファモールディングによって形成するため、封止体8とされる樹脂層27の表面8aは配線母基板21の第2の面21bよりも100μm以下程度引っ込んだ面となる。従って、実装基板10に半導体装置1を実装する場合、実装基板10と半導体装置1との間に異物が混入しても、異物は封止体8の引っ込んだ部分に入り込み、半導体装置1を浮き上がらせることもなくなり、または浮き上がり量が少なくなることから、半導体装置1の電極(外部電極端子)となる導体層6eと実装基板10のランド11の接着剤12による接合は確実になされ、実装歩留りの向上、実装の信頼性が高くなる。上記引っ込みの量を10〜100μmとすれば、より効果的である。この結果、この半導体装置1を組み込んだ電子装置の信頼性が高くなる。
(3)導体層6eで形成される外部電極端子がLGA型となることから、半導体装置1の薄型化が可能になる。この結果、この半導体装置1の実装高さが低くなり、この半導体装置1を組み込んだ電子装置の薄型化が可能になる。
(4)半導体装置1の平面的な大きさは、半導体チップ2の大きさそのものであることから、CSP構造となり、半導体装置1の小型化が達成できる。
(5)上記(2)乃至(4)により、半導体装置の薄型・小型化によって、半導体装置の軽量化が達成できる。
Claims (25)
- 電極を有する第1の面及び前記第1の面の反対側になる第2の面並びにこれらの面を繋ぐ複数の側面を有する半導体チップと、
絶縁平板からなる第1部及びこの第1部から延在しかつ前記第1部よりも薄い第2部を有し、前記第1部及び前記第2部の第1の面は同一平面上に位置するとともに、前記第1の面は絶縁性の接着剤を介して前記電極の配置位置から外れた前記半導体チップの前記第1の面に接着され、前記第1の面の反対面となる前記第1部及び前記第2部の第2の面にはそれぞれ複数の導体層を有し、前記第1部の所定の前記導体層と前記第2部の所定の前記導体層は内部に設けられた導体を介して電気的に接続された構造からなる配線ブロックと、
前記配線ブロックの前記第2部の所定の前記導体層と、前記半導体チップの所定の前記電極とを接続する導電性のワイヤと、
前記半導体チップの第1の面、前記配線ブロックの前記第2部及び前記ワイヤを覆う絶縁性の封止体とを有し、
前記封止体の表面は前記配線ブロックの前記第1部の第2の面よりも所定高さ低くなっていることを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体チップは四角形体からなり、前記封止体は前記半導体チップの一辺に沿って延在し、その延在する封止体の両端は前記半導体チップの前記一辺に連なる他の一対の辺にそれぞれ一致して露出していることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記半導体チップは四角形体からなり、前記半導体チップの両側にそれぞれ配線ブロックが一つ接着され、前記各配線ブロックの前記第1部の側面が前記半導体チップの側面に一致し、前記第2部が前記封止体に覆われ、前記電極は前記一対の配線ブロックの間に位置していることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 半導体チップは四角形体からなり、この半導体チップに1枚の前記配線ブロックが接着され、前記配線ブロックの両側が前記第2部となり、前記第2部の先端は前記半導体チップの端にまで至らずに途中の位置にまで延在し、前記配線ブロックの先端から外れた前記半導体チップの第1の面部分に前記電極が位置し、前記封止体は前記半導体チップの両側に沿ってそれぞれ設けられ、延在する前記封止体の両端は前記半導体チップの縁に一致していることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記配線ブロック及び前記封止体の側面は前記半導体チップの側面に一致した構造になっていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1部の導体層は平板状に形成されてランド・グリッド・アレイ型の端子になっていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1部の導体層は平板状に形成されるとともに、前記第1部の導体層の表面に導電性の被膜が形成されてランド・グリッド・アレイ型の端子になっていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記導体層は銅層及び前記銅層上に形成されるニッケルメッキ膜並びに前記ニッケルメッキ膜上に形成される金層とからなり、前記メッキ膜は半田層で形成されていることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
- 前記第1部の前記導体層の表面に突起電極が形成されてボール・グリッド・アレイ型の端子になっていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記封止体の表面は前記第1部の表面から100μm以下引っ込んでいることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記配線ブロックはガラスエポキシ樹脂で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- (a)回路素子を縦横に整列配置形成しかつ第1の面に前記回路素子の電極を有する半導体ウエハを準備する工程、
(b)前記各回路素子に対応して縦横に整列配置形成した配線ブロック部を有する配線母基板を準備する工程であり、
前記配線母基板は、第1の面及びこの第1の面の反対面となる第2の面を有し、前記第1の面は平坦面となり、
前記配線ブロック部は、絶縁平板からなる第1部と、前記第1部から延在しかつ前記第1部よりも薄い第2部を有し、前記第1部及び前記第2部の第1の面は同一平面上に位置し、前記第1の面の反対面となる前記第1部及び前記第2部の第2の面にはそれぞれ複数の導体層を有し、前記第1部の所定の前記導体層と前記第2部の所定の前記導体層は内部に設けられた導体を介して電気的に接続された構造からなり、
(c)前記半導体ウエハの第1の面に前記配線母基板の第1の面を絶縁性の接着剤によって接続する工程、
(d)前記半導体ウエハの第1の面の前記電極と前記配線母基板の前記第2部の導体層を導電性のワイヤで接続する工程であり、
前記ワイヤのループを前記第1部の第2の面よりも低く形成し、
(e)前記半導体ウエハの第1の面、前記第2部及び前記ワイヤを絶縁性の樹脂で覆って樹脂層を形成する工程であり、
前記樹脂層の表面を前記第1部の第2の面よりも所定高さ低く形成し、
(f)前記回路素子毎を分断するように前記配線母基板及び前記半導体ウエハを縦横に切断して複数の半導体装置を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記工程(b)の配線母基板を準備する工程では、
前記配線ブロック部の並び一方向に沿って前記配線母基板を貫通する溝を前記各配線ブロック部の中央部分に1本形成し、この溝に向かって両側から前記第2部の先端が延在するように前記配線ブロックパターンを形成し、
前記配線母基板と前記半導体ウエハを接着する状態では前記溝内に前記半導体ウエハの電極が位置するようにしたことを特徴とする請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記工程(b)の配線母基板を準備する工程では、
前記配線ブロック部の並び一方向に沿って前記配線母基板を貫通する溝を隣接する前記配線ブロック部間に1本形成し、この溝に向かって両側から前記第2部の先端が延在するように前記配線ブロックパターンを形成し、
前記配線母基板と前記半導体ウエハを接着した状態では前記溝内に前記半導体ウエハの電極が二列以上位置するようにしたことを特徴とする請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記工程(e)の樹脂層を形成する工程では、
張り合わせた前記半導体ウエハ及び前記配線母基板において前記配線母基板の第2の面を変形可能なシートで覆い、これをモールド金型の下型と上型との間に型締めして前記シートを前記溝内に所定深さ食い込ませた状態でトランスファモールディングによって前記溝の一端側から樹脂を注入して前記樹脂層を形成することを特徴とする請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記工程(b)の配線母基板を準備する工程では、
前記トランスファモールディングにおける樹脂を注入するゲート部分として、前記配線母基板の前記各溝の一方の端の延長部分に窪みを設け、この窪みを前記トランスファモールディング時の樹脂を前記溝内に注入するゲートとして使用することを特徴とする請求項15に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記工程(b)の配線母基板を準備する工程では、
前記第1部の導体層を平板状に形成しておき、ランド・グリッド・アレイ端子となる半導体装置を製造することを特徴とする請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記工程(b)の配線母基板を準備する工程では、
前記第1部の導体層を平板状に形成しておくとともに、前記導体層上に導電性の被膜を形成してランド・グリッド・アレイ型の端子となる半導体装置を製造することを特徴とする請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記工程(b)の配線母基板を準備する工程では、前記第1部の導体層を平板状に形成しておき、
前記工程(e)の樹脂層を形成する工程の後、前記導体層の表面に導電性の被膜を形成してランド・グリッド・アレイ型の端子となる半導体装置を製造することを特徴とする請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記配線母基板は絶縁性のガラスエポキシ樹脂板で形成し、前記導体層は銅層と、この銅層上に形成するニッケルメッキ膜、前記ニッケルメッキ膜上に形成する金層とによって形成し、かつ前記導体層上の前記被膜はメッキまたは印刷によって形成することを特徴とする請求項18または請求項19に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記工程(e)の樹脂層を形成する工程の後、前記導体層の表面に突起電極を形成してボール・グリッド・アレイ型の端子となる半導体装置を製造することを特徴とする請求項12に記載の半導体装置の製造方法。
- 電極を有する第1の面及び前記第1の面の反対側になる第2の面並びにこれらの面を繋ぐ複数の側面を有する半導体チップと、
絶縁体からなる第1部及びこの第1部から延在しかつ前記第1部よりも薄い第2部を有し、前記第1部及び前記第2部の第1の面は同一平面上に位置するとともに、前記第1の面は絶縁性の接着剤を介して前記電極の配置位置から外れた前記半導体チップの前記第1の面に接着され、前記第1の面の反対面となる前記第1部及び前記第2部の第2の面にはそれぞれ複数の導体層を有し、前記第1部の所定の前記導体層と前記第2部の所定の前記導体層は内部に設けられた導体を介して電気的に接続された構造からなる配線ブロックと、
前記配線ブロックの前記第2部の所定の前記導体層と、前記半導体チップの所定の前記電極とを接続する導電性のワイヤと、
前記半導体チップの第1の面、前記配線ブロックの前記第2部及び前記ワイヤを覆う絶縁性の封止体とを有する半導体装置と、
前記半導体装置の前記配線ブロックの前記第1部の前記導体層に対応して上面にランドを有する実装基板とを有し、
前記半導体装置は前記第1部の前記導体層が導電性の接着剤を介して前記ランドに接続されてなる電子装置であって、
前記封止体の表面は前記配線ブロックの第1部の第2の面よりも所定高さ低くなっていることを特徴とする電子装置。 - 前記第1部の前記導体層は平板状に形成されてランド・グリッド・アレイ型の端子になっていることを特徴とする請求項22に記載の電子装置。
- 前記第1部の導体層は平板状に形成されるとともに、前記第1部の導体層の表面に導電性の被膜が形成されてランド・グリッド・アレイ型の端子となっていることを特徴とする請求項22に記載の電子装置。
- 前記第1部の前記導体層の表面に突起電極が形成されてボール・グリッド・アレイ型の端子になっていることを特徴とする請求項22に記載の電子装置。
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