JP2009206293A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配線基板に半導体素子を装着して形成される半導体装置、およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device formed by mounting a semiconductor element on a wiring board, and a manufacturing method thereof.
近年の電子機器の多機能化、小型・薄型化に伴い、半導体装置においても、小型化・薄型化が進んでいる。このような目的を達成する半導体装置の1種として、半導体装置の下面側に電気的接続を行うための外部端子としての半田ボールをマトリクス状に配置した、いわゆるBGA(Ball Grid Allay)型のパッケージや、外部端子をマトリクス状に配置したLGA(Land Grid Allay)型のパッケージなどが知られている。 In recent years, with the increase in functionality, miniaturization, and thinning of electronic devices, semiconductor devices are also becoming smaller and thinner. As one type of semiconductor device that achieves such an object, a so-called BGA (Ball Grid Array) type package in which solder balls as external terminals for electrical connection are arranged in a matrix on the lower surface side of the semiconductor device. In addition, an LGA (Land Grid Array) type package in which external terminals are arranged in a matrix is known.
このようなBGA、LGA型の半導体装置において、半導体装置のさらなる薄型化を実現するには、半導体素子を搭載する配線基板を改良する必要がある。
ここで、従来の半導体装置を、図4〜図6を参照しながら説明する。図4は従来の半導体装置を示す断面図、図5は従来の半導体装置を示す斜視図、図6は従来の半導体装置の製造工程を説明する工程断面図である。なお、図5においては、封止樹脂体4を省略して示す。
In such BGA and LGA type semiconductor devices, it is necessary to improve the wiring board on which the semiconductor elements are mounted in order to realize further thinning of the semiconductor device.
Here, a conventional semiconductor device will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor device, FIG. 5 is a perspective view showing the conventional semiconductor device, and FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the conventional semiconductor device. In FIG. 5, the sealing resin body 4 is omitted.
図4、図5に示すように、従来の半導体装置1は、絶縁性樹脂からなり、その両面にビアホール9を介して互いに電気的に接続された配線パターン8が形成されている配線基板2と、配線基板2の中央部に半導体素子3より一回り大きなサイズおよび貫通状態で設けられた開口部5に収納された半導体素子3と、半導体素子3の電極パッド(図示せず)と配線基板2の半導体素子3の電極パッドがある面(以下、半導体素子の主面とも称す)と同一面(以下、配線基板2の主面とも称す)の配線パターン8とを電気的に接続した金属細線7と、配線基板2における主面と反対側の面にマトリクス状に配置され、配線基板2の配線パターン8と電気的に接続したボール電極10と、金属細線7と配線基板2の主面および開口部の一部と半導体素子3の主面を覆うように封止した封止樹脂体4とにより構成されたものである。
As shown in FIGS. 4 and 5, the conventional semiconductor device 1 includes a
次に、従来の半導体装置の製造方法について説明する。
図6(a)に示すように、両面に配線パターン8が形成され、中央部に半導体素子3を収納するための開口部5を設けた配線基板2を用意し、図6(b)に示すように、配線基板2の開口部5に半導体素子3を保持する。
Next, a conventional method for manufacturing a semiconductor device will be described.
As shown in FIG. 6A, a
次に、図6(c)に示すように、配線基板2の開口部5に保持した半導体素子3の電極パッドと配線基板2の主面側に設けられた配線パターン8とを金属細線7により電気的に接続する。ワイヤーボンディング後、半導体素子3は金属細線7の張力により宙吊り状態となっている。
Next, as shown in FIG. 6C, the electrode pads of the
次に、図6(d)に示すように、金属細線7の張力により宙吊り状態にある半導体素子3および配線基板2を、真空吸着装置(図示せず)の吸着孔6によって半導体素子3の主面に対する反対側の面から真空吸着固定し、スクリーン印刷技術にて、封止樹脂体4を転写させる。
Next, as shown in FIG. 6 (d), the
その際使用する樹脂は、表面張力により半導体素子3と配線基板2間から流れ落ちない程度の物性を有する。さらに、真空吸着したままベークして樹脂を硬化させることにより半導体素子3を規定の位置に保持したまま固定、および、半導体素子3の保護がなされる。
The resin used at that time has such physical properties that it does not flow down between the
次に、図6(e)に示すように、封止樹脂体4で封止された配線基板2に対して、回転ブレード(図示せず)により各半導体素子単位に切断して個片化する。
最後に、個片化した配線基板2の主面と反対側の面の配線パターン8に半田ボールを付設してボール電極10を形成し、外部端子を構成することにより、図4に示すような半導体装置1を製造することができる(例えば、特許文献1参照)。
Finally, a solder ball is attached to the
このように、従来の半導体装置1は、配線基板2の開口部5に半導体素子3を収納することで、半導体装置の薄型化を実現するものである。
しかしながら、従来の半導体装置1において、更なる薄型化が求められた場合には、半導体素子3の電極パッドと配線基板2の配線パターン8を接続する金属細線7は断線、ショートなどの不良を避けるため、ループ高さを確保し、金属細線7を封止樹脂体4で覆っているので、半導体素子3の主面および配線基板2の主面側二形成される封止樹脂体4の薄型化は困難である。
As described above, the conventional semiconductor device 1 realizes a reduction in thickness of the semiconductor device by housing the
However, in the conventional semiconductor device 1, when further thinning is required, the
そこで、配線基板2および半導体素子3の薄型化が考えられる。ところが、半導体素子3の厚さを薄くすることは、ウエハの強度低下による輸送時の割れの発生などが問題となるともに、薄くできる厚さにも限界があるため難しい。したがって、従来の半導体装置1での更なる薄型化は困難である。
Therefore, it is conceivable to make the
また、従来の半導体装置1の金属細線7はループ高さを確保しているため、半導体素子3の電極パッドから第2の樹脂配線基板のボール電極10までの距離、つまり配線長が長くなるので、ノイズ発生による高周波特性の低下が懸念される。
Further, since the metal
さらに、従来の半導体装置1の製造工程において、ワイヤーボンディング後に半導体素子3は金属細線の7の張力により宙吊り状態となっているため、半導体素子3は不安定な状態であり、震動などで半導体素子3が動くことにより、金属細線7の変形が起こり、断線やショートなどの不良を起こす恐れがある。
Further, in the manufacturing process of the conventional semiconductor device 1, since the
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、半導体装置の特性低下を抑制しながら、半導体装置を薄型化することを目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to reduce the thickness of a semiconductor device while suppressing deterioration in characteristics of the semiconductor device.
前記目的を達成するため、請求項1記載の半導体装置は、第2の配線基板に半導体装置を搭載し、前記第2の配線基板と前記半導体素子との電気的接続を第1の半導体基板を介して行う半導体装置であって、前記半導体素子が主面に複数の電極パッドを備え、前記第1の配線基板が主面に複数の第1の配線パターンを備え、前記第2の配線基板が、前記半導体素子の搭載領域となる開口部と、主面に形成されて少なくとも一部が露出する複数の第2の配線パターンと、前記第2の配線パターンが形成される主面に対する裏面に形成される複数の外部端子と、前記第2の配線パターンと前記外部端子を1対1で電気的に接続するビアホールとを備え、前記半導体素子が前記第2の配線基板の開口部に収納され、前記電極パッドと前記第2の配線パターンとが前記第1の配線パターンを介して1対1で電気的に接続されるように前記第1の配線基板が前記半導体素子および前記第2の配線基板上に接続されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor device according to claim 1, wherein a semiconductor device is mounted on a second wiring board, and electrical connection between the second wiring board and the semiconductor element is performed on the first semiconductor substrate. The semiconductor element includes a plurality of electrode pads on a main surface, the first wiring substrate includes a plurality of first wiring patterns on the main surface, and the second wiring substrate includes: , An opening serving as a mounting region for the semiconductor element, a plurality of second wiring patterns formed on the main surface and exposed at least partially, and formed on the back surface with respect to the main surface on which the second wiring pattern is formed. A plurality of external terminals, via holes that electrically connect the second wiring pattern and the external terminals in a one-to-one relationship, and the semiconductor element is housed in an opening of the second wiring board, The electrode pad and the second wiring The first wiring board is connected to the semiconductor element and the second wiring board so that a turn is electrically connected in a one-to-one manner via the first wiring pattern. To do.
請求項2記載の半導体装置は、請求項1記載の半導体装置において、前記第1の配線パターンが略直線状に形成されることを特徴とする。
請求項3記載の半導体装置は、請求項1または請求項2のいずれかに記載の半導体装置において、前記電極パッドと前記第1の配線パターンとの接続面および前記第2の配線パターンと前記第1の配線パターンとの接続面が、略同一平面上となることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, the first wiring pattern is formed in a substantially linear shape.
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first or second aspect, the connection surface between the electrode pad and the first wiring pattern, the second wiring pattern, and the first The connection surface with one wiring pattern is substantially on the same plane.
請求項4記載の半導体装置は、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の半導体装置において、前記第1の配線基板の外形形状が、前記開口部の開口形状よりも大きいことを特徴とする。 The semiconductor device according to claim 4 is the semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein an outer shape of the first wiring board is larger than an opening shape of the opening. To do.
請求項5記載の半導体装置は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の半導体装置において、前記第1の配線基板の外形形状が、前記第2の配線基板の外形形状よりも小さいことを特徴とする。
The semiconductor device according to
請求項6記載の半導体装置は、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の半導体装置において、前記第1の配線基板を絶縁性材料で形成することを特徴とする。
請求項7記載の半導体装置は、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の半導体装置において、前記第1の配線パターンを金属箔で形成することを特徴とする。
A semiconductor device according to a sixth aspect is the semiconductor device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the first wiring board is formed of an insulating material.
A semiconductor device according to a seventh aspect is the semiconductor device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the first wiring pattern is formed of a metal foil.
請求項8記載の半導体装置は、請求項1〜請求項7のいずれかに記載の半導体装置において、前記第1の配線パターンを金属板で形成することを特徴とする。
請求項9記載の半導体装置は、請求項1〜請求項8のいずれかに記載の半導体装置において、前記半導体素子と前記第1の配線基板とを接着剤により固着することを特徴とする。
The semiconductor device according to
A semiconductor device according to a ninth aspect is the semiconductor device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the semiconductor element and the first wiring substrate are fixed by an adhesive.
請求項10記載の半導体装置は、請求項1〜請求項9のいずれかに記載の半導体装置において、前記第1の配線パターンと前記第2の配線パターンおよび前記電極パッドとの電気的接続部分より外周の領域で、前記第1の配線基板と前記第2の配線基板とを接着剤を用いて固着することを特徴とする。
The semiconductor device according to
請求項11記載の半導体装置は、請求項1〜請求項10のいずれかに記載の半導体装置において、前記開口部が前記第2の配線基板を貫通することを特徴とする。
請求項12記載の半導体装置は、請求項1〜請求項10のいずれかに記載の半導体装置において、前記第1の配線基板と前記第2の配線基板との間および前記半導体素子が収納されている前記開口部が樹脂封止されることを特徴とする。
A semiconductor device according to an eleventh aspect is the semiconductor device according to any one of the first to tenth aspects, wherein the opening penetrates through the second wiring board.
A semiconductor device according to a twelfth aspect is the semiconductor device according to any one of the first to tenth aspects, wherein the semiconductor element is housed between the first wiring board and the second wiring board. The opening is sealed with resin.
請求項13記載の半導体装置は、請求項1〜請求項10のいずれかに記載の半導体装置において、前記開口部が前記第2の配線基板を貫通し、前記第1の配線基板と前記第2の配線基板の間および前記半導体素子が収納されている前記開口部が樹脂封止されることを特徴とする。 A semiconductor device according to a thirteenth aspect is the semiconductor device according to any one of the first to tenth aspects, wherein the opening penetrates through the second wiring board, and the first wiring board and the second wiring board. The openings between the wiring boards and the semiconductor elements are sealed with resin.
請求項14記載の半導体装置の製造方法は、請求項1〜請求項11のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記第1の配線パターンと前記電極パッドとが1対1で対応して電気的に接続するように前記半導体素子を前記第1の配線基板に固着する工程と、前記半導体素子が前記開口部に収納されると共に前記第1の配線パターンと前記第2の配線パターンとが1対1で対応して電気的に接続するように前記第1の配線基板を前記第2の配線基板に固着する工程とを有することを特徴とする。 A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 14 is the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 11, wherein the first wiring pattern and the electrode pad are in a one-to-one relationship. A step of fixing the semiconductor element to the first wiring board so as to be electrically connected correspondingly; and the semiconductor element is housed in the opening and the first wiring pattern and the second wiring A step of fixing the first wiring board to the second wiring board so that the pattern is electrically connected to the pattern in a one-to-one correspondence.
請求項15記載の半導体装置の製造方法は、請求項12記載の半導体装置の製造方法であって、前記第1の配線パターンと前記電極パッドとが1対1で対応して電気的に接続するように前記半導体素子を前記第1の配線基板に固着する工程と、前記半導体素子が前記開口部に収納されると共に前記第1の配線パターンと前記第2の配線パターンとが1対1で対応して電気的に接続するように前記第1の配線基板を前記第2の配線基板に固着する工程と、前記第1の配線基板と前記第2の配線基板の間および前記半導体素子が収納されている前記開口部を樹脂封止する工程とを有することを特徴とする。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 15 is the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the first wiring pattern and the electrode pad are electrically connected in a one-to-one correspondence. In this way, the step of fixing the semiconductor element to the first wiring board corresponds to the first wiring pattern and the second wiring pattern in a one-to-one correspondence with the semiconductor element being housed in the opening. And fixing the first wiring board to the second wiring board so as to be electrically connected, the first wiring board and the second wiring board, and the semiconductor element are housed. And the step of resin-sealing the opening.
請求項16記載の半導体装置の製造方法は、請求項13記載の半導体装置の製造方法であって、前記第1の配線パターンと前記電極パッドとが1対1で対応して電気的に接続するように前記半導体素子を前記第1の配線基板に固着する工程と、前記半導体素子が前記開口部に収納されると共に前記第1の配線パターンと前記第2の配線パターンとが1対1で対応して電気的に接続するように前記第1の配線基板を前記第2の配線基板に固着する工程と、前記第1の配線基板と前記第2の配線基板の間および前記半導体素子が収納されている前記開口部を前記第2の配線基板の裏面側の開口部から樹脂を充填することにより樹脂封止する工程とを有することを特徴とする。 The semiconductor device manufacturing method according to claim 16 is the semiconductor device manufacturing method according to claim 13, wherein the first wiring pattern and the electrode pad are electrically connected in a one-to-one correspondence. In this way, the step of fixing the semiconductor element to the first wiring board corresponds to the first wiring pattern and the second wiring pattern in a one-to-one correspondence with the semiconductor element being housed in the opening. And fixing the first wiring board to the second wiring board so as to be electrically connected, the first wiring board and the second wiring board, and the semiconductor element are housed. And the step of sealing the resin by filling the resin from the opening on the back side of the second wiring board.
請求項17記載の半導体装置の製造方法は、請求項14〜請求項16のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前記半導体素子の前記第1の配線基板への固着を接着剤により行うことを特徴とする。 A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 17 is the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 14 to 16, wherein the semiconductor element is fixed to the first wiring board with an adhesive. It is characterized by that.
請求項18記載の半導体装置の製造方法は、請求項14〜請求項17のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前記第1の配線基板の前記第2の配線基板への固着を前記第1の配線パターンと前記第2の配線パターンおよび前記電極パッドとの電気的接続部分より外周の領域で接着剤により行うことを特徴とする。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 18 is the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 14 to 17, wherein the first wiring substrate is fixed to the second wiring substrate. It is characterized in that it is performed by an adhesive in a region outside the electrical connection portion between the first wiring pattern, the second wiring pattern, and the electrode pad.
以上により、半導体装置の特性低下を抑制しながら、半導体装置を薄型化することができる。 As described above, the semiconductor device can be thinned while suppressing deterioration in characteristics of the semiconductor device.
以上のように、第1の配線基板に半導体素子を接続し、第2の配線基板に形成された開口部に半導体素子が収納されるように第1の配線基板を第2の配線基板に設置することにより、半導体素子と第2の配線基板との電気的接続が、金属細線を用いることなく、第1の配線基板に形成された配線パターンにより短い配線長で実現させることができるため、半導体装置の特性低下を抑制しながら、半導体装置を薄型化することができる。 As described above, the semiconductor element is connected to the first wiring board, and the first wiring board is installed on the second wiring board so that the semiconductor element is accommodated in the opening formed in the second wiring board. As a result, the electrical connection between the semiconductor element and the second wiring board can be realized with a short wiring length by the wiring pattern formed on the first wiring board without using a metal thin wire. The semiconductor device can be thinned while suppressing deterioration of the characteristics of the device.
以下、本発明の半導体装置21について図1〜図3を参照しながら説明する。また、従来の半導体装置1と略同機能の構成要素には同じ符号を付す。図1は本発明の半導体装置を説明する断面図、図2は本発明の半導体装置を説明する概略斜視図、図3は本発明における半導体装置の製造工程を説明する工程断面図である。なお、図2において封止樹脂体24は省略する。
Hereinafter, the
図1、図2に示すように、本発明の半導体装置21は、第2の配線基板23の開口部5に半導体素子3が収納され、第1の配線基板22により半導体素子3と第2の配線基板23との電気的接続が実現されており、半導体素子3を収納した開口部5を含む第1の配線基板22下部が封止樹脂体24により樹脂封止される構造である。第2の配線基板23は絶縁性樹脂で形成された板状の配線基板であり、主面の中央部には半導体素子3が収納できる大きさで裏面まで貫通する開口部5が形成されている。また、第2の配線基板23の主面に対する裏面には半導体装置21の外部端子となるボール電極10がマトリクス状に配置されている。さらに、第2の配線基板23の主面にはボール電極10と対応する配線パターン8が形成され、ビアホール9を介して対応するボール電極10と電気的に接続されている。半導体素子3は主面にボール電極10に対応する複数の電極パッド(図示せず)が形成されており、電極パッドが形成された主面が第2の配線基板23の主面側にくるように開口部5に収納されている。第1の配線基板22には配線パターン27が形成されており、配線パターン27が形成された面を下にして、主面が上になるように第2の配線基板23に収納された半導体素子3および第2の配線基板23の上に第1の配線基板22を設置することにより、配線パターン27を介して半導体素子3の電極パッドと第2の配線基板23の配線パターン8とが1対1に対応して電気的に接続される構造である。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the
第1の配線基板22の配線パターン27において、内端は接続部材26を介して半導体素子3の電極パッド、外端は接続部材25を介して第2の配線基板23の配線パターン8とに接続されるとともに、接続部材26を介して半導体素子3に固定され、接続部材25を介して第2の配線基板23に固定されている。また、接続部材26および接続部材25は金バンプなどの導電性材料を用いる。
In the
第1の配線基板22の外形形状は、第2の配線基板23の開口部5よりも大きく、第2の配線基板23の外形形状よりも小さく形成する。
第1の配線基板22と接続部材25との接続部群の外周と第2の配線基板23との隙間は接着剤28により固定することが望ましいが、後の製造方法で説明する封止時に封止樹脂体24が第1の配線基板22の外周かつ第2の配線基板23の主面に漏れ出さず、接続部材25により第1の配線基板22と第2の配線基板23を確実に固定出来れば、必ずしも接着剤28を用いなくてもよい。同様に、第1の配線基板22と半導体素子3との隙間も接着剤(図示せず)により固定することが望ましいが、封止樹脂体24や接続部材26により第1の配線基板22と半導体素子3を確実に固定出来れば、必ずしも接着剤を用いなくてもよい。
The outer shape of the
The gap between the outer periphery of the connecting portion group of the
ここで、半導体装置21を薄型化する目的から、第1の配線基板22はポリイミドやポリエステルなどのフィルムで出来た極薄の絶縁性材料をベースとし、銅箔など導電性の金属箔の配線パターン27を持ち、表面を保護するために絶縁フィルムなどで被覆されている。また、接続部材26および接続部材25は第1の配線基板の配線パターン27との接触面が同一平面上にあるとともに、高さを低く抑えることが望ましい。
Here, for the purpose of reducing the thickness of the
また、半導体装置21の高周波特性を向上させる目的から、上記接続部材26および接続部材25の構成とともに、第1の配線基板22の配線パターン27を略直線状に形成することで、半導体素子3の電極パッドから第2の配線基板23の配線パターン8までの配線長を短くしている。
Further, for the purpose of improving the high frequency characteristics of the
次に、図3を参照しながら、この半導体装置21の製造方法について説明する。
本実施の形態における半導体装置21の製造方法は、まず、図3(a)に示すように、両面に配線パターン8が形成され、中央部に半導体素子3を収納するための開口部5を設けた第2の配線基板23と、半導体素子3の電極パッドとの接続部を内端とし、第1の配線基板の配線パターンの主面の配線パターン27との接続部を外端とする配線パターン27が形成された第1の配線基板とを用意する。
Next, a method for manufacturing the
In the manufacturing method of the
次に、図3(b)に示すように、接続部材26により第1の配線基板22の配線パターン27の内端と半導体素子3の電極パッドとを電気的に接続するとともに、半導体素子3を第1の配線基板22に接着固定して搭載する。
Next, as shown in FIG. 3B, the inner end of the
次に、図3(c)に示すように、第2の配線基板23の開口部5に半導体素子3を収納し、第1の配線基板22の配線パターン27の外端と第2の配線基板23の主面側に設けられた配線パターン8とを接続部材25により電気的に接続する。同時に、第1の配線基板22における第1の配線基板の配線パターン27の電気的接続部の外周流域と第2の配線基板23とを接着剤28により固定する。このとき、半導体素子3は、第1の配線基板22を介して、第2の配線基板23の開口部5に固定されている。
Next, as shown in FIG. 3C, the
次に、図3(d)に示すように、半導体素子3の主面を下にして接続した状態で第1の配線基板22の半導体素子3の主面と対向する面と、半導体素子3の主面,第2の配線基板23の主面および開口部5の一部とを覆うように、半導体素子3,第1の配線基板22,第2の配線基板23で形成される隙間を封止樹脂体24により封止する。その後ベークして封止樹脂体24を硬化させることにより半導体素子3の保護がなされる。この時、開口部5の裏面側から封止樹脂体24を充填することにより容易に樹脂封止を行うことができる。
Next, as shown in FIG. 3D, the surface of the
次に、図3(e)に示すように、封止樹脂体24で封止された第2の配線基板23を、回転ブレード(図示せず)を用いて各半導体素子単位に切断して個片化する。
最後に、個片化した第2の配線基板23の主面と反対側の面の配線パターン8に半田ボールを付設してボール電極10を形成し、外部端子を構成することにより、図1に示すような半導体装置21を製造することができる。
Next, as shown in FIG. 3E, the
Finally, solder balls are attached to the
なお、本発明では、封止樹脂体24で第1の配線基板22の半導体素子3との対向面と第2の配線基板23の主面および開口部5の一部と半導体素子3の主面を覆い保護すると説明したが、必ずしも封止樹脂体24で保護する必要はなく、保護の必要性がなければ、封止樹脂体24を用いなくてもよいし、封止樹脂体24で覆う代わりに第2の配線基板23の開口部5に板状の蓋をするだけでも構わない。
In the present invention, the surface of the
以下に、本発明における半導体装置21および半導体装置21の製造方法が奏する効果を示す。
上述したように、本発明における半導体装置21は、半導体素子3を収納するための開口部5を形成した第1の配線基板22を備え、従来の半導体装置の金属細線の機能を、接続部材26と極薄の第1の配線基板22に形成した配線パターン27と接続部材25に変更した。これにより、従来からの、第1の配線基板22の開口部5への半導体素子3を収納することによる薄型化を維持しつつ、第2の配線基板23の主面側、つまり第1の配線基板22と接続部材25あるいは接続部材26を合わせた厚みが、従来の半導体装置1の配線基板2の主面側の封止樹脂体4の厚みより薄くすることができるので、半導体装置21の特性低下を抑制しながら、半導体装置21を薄型化することができる。
Below, the effect which the
As described above, the
また、従来の半導体装置において金属細線でループ高さを確保しつつ接続されていたのに対し、この半導体装置21では、接続部材26と極薄の第1の配線基板22に形成した配線パターン27と接続部材25とにより接続されることにより、半導体素子3の電極パッドと第2の配線基板23の配線パターン8との配線長が短くなる。これにより、高周波特性が向上する。
In contrast to the conventional semiconductor device, which is connected with a thin metal wire while securing the loop height, in this
また、この半導体装置21では、金属細線を使用しないので、製造工程中に、金属細線のショートあるいは断線が発生しない。従って、本発明にかかる半導体装置21の製造方法では、電気的接続機能の低下および喪失を招来することなく半導体装置21を製造することができるため、製造歩留まりが高い半導体装置21を製造することができる。
In addition, since the
以上をまとめると、本発明における半導体装置21および半導体装置21の製造方法によれば、厚みが薄いこと、配線長が短いので高周波特性が向上するなど半導体装置21として性能がよいこと、製造工程において、金属細線を使用しないので、金属細線のショートあるいは断線などの不良が発生せず、製造歩留まりが高いという効果を得られることから、従来の半導体装置1よりも、半導体装置の特性低下を抑制しながら、半導体装置を薄型化することができる。
In summary, according to the
なお、以上の説明では、BGAパッケージについて説明したが、これに限られるものではなく、LGAパッケージや、配線基板としてフィルム/テープ等を使用するCOFなど、配線基板を使用する半導体装置ならば、適用可能である。 In the above description, the BGA package has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applicable to any semiconductor device using a wiring board, such as an LGA package or a COF using a film / tape as a wiring board. Is possible.
また、第1の配線基板の配線パターン27は金属箔を使用すると説明したが、これに限定されるものではなく、導電性材料で薄型化ができれば、金属板などを用いても構わない。また、電極パッドおよび第2の配線基板の配線パターンとの接続を端部で行う場合について説明したが、端部に限らず、第1の配線基板の配線パターンの任意の位置で接続する構成でもかまわない。また、接続に接続部材を用いても直接接続する構成にしてもかまわない。
The
また、開口部が第2の配線基板を貫通する態様について説明したが、半導体装置の厚みを十分薄くできるのであれば、貫通せずにボール電極が形成される底面がふさがっている形状であっても差し支えない。 In addition, the mode in which the opening penetrates the second wiring board has been described. However, if the thickness of the semiconductor device can be made sufficiently thin, the bottom surface on which the ball electrode is formed without being penetrated is blocked. There is no problem.
本発明は、半導体装置の特性低下を抑制しながら、半導体装置を薄型化することができ、配線基板に半導体素子を装着して形成される半導体装置、およびその製造方法等に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can reduce the thickness of a semiconductor device while suppressing deterioration in characteristics of the semiconductor device, and is useful for a semiconductor device formed by mounting a semiconductor element on a wiring board, a manufacturing method thereof, and the like.
1、21 半導体装置
2 配線基板
3 半導体素子
4、24 封止樹脂体
5 開口部
6 吸着孔
7 金属細線
8、27 配線パターン
9 ビアホール
10 ボール電極
22 第1の配線基板
23 第2の配線基板
25、26 接続部材
28 接着剤
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記半導体素子が主面に複数の電極パッドを備え、
前記第1の配線基板が主面に複数の第1の配線パターンを備え、
前記第2の配線基板が、
前記半導体素子の搭載領域となる開口部と、
主面に形成されて少なくとも一部が露出する複数の第2の配線パターンと、
前記第2の配線パターンが形成される主面に対する裏面に形成される複数の外部端子と、
前記第2の配線パターンと前記外部端子を1対1で電気的に接続するビアホールと
を備え、
前記半導体素子が前記第2の配線基板の開口部に収納され、前記電極パッドと前記第2の配線パターンとが前記第1の配線パターンを介して1対1で電気的に接続されるように前記第1の配線基板が前記半導体素子および前記第2の配線基板上に接続されることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device in which a semiconductor device is mounted on a second wiring substrate, and electrical connection between the second wiring substrate and the semiconductor element is performed via the first semiconductor substrate,
The semiconductor element comprises a plurality of electrode pads on the main surface,
The first wiring board includes a plurality of first wiring patterns on a main surface,
The second wiring board is
An opening serving as a mounting region of the semiconductor element;
A plurality of second wiring patterns formed on the main surface and at least partially exposed;
A plurality of external terminals formed on the back surface of the main surface on which the second wiring pattern is formed;
A via hole that electrically connects the second wiring pattern and the external terminal on a one-to-one basis;
The semiconductor element is accommodated in the opening of the second wiring board, and the electrode pad and the second wiring pattern are electrically connected one-on-one via the first wiring pattern. The semiconductor device, wherein the first wiring board is connected to the semiconductor element and the second wiring board.
前記第1の配線パターンと前記電極パッドとが1対1で対応して電気的に接続するように前記半導体素子を前記第1の配線基板に固着する工程と、
前記半導体素子が前記開口部に収納されると共に前記第1の配線パターンと前記第2の配線パターンとが1対1で対応して電気的に接続するように前記第1の配線基板を前記第2の配線基板に固着する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 11,
Fixing the semiconductor element to the first wiring substrate so that the first wiring pattern and the electrode pad are electrically connected in a one-to-one correspondence;
The first wiring board is placed in the first wiring board so that the semiconductor element is accommodated in the opening and the first wiring pattern and the second wiring pattern are electrically connected in a one-to-one correspondence. And a step of adhering to the wiring substrate.
前記第1の配線パターンと前記電極パッドとが1対1で対応して電気的に接続するように前記半導体素子を前記第1の配線基板に固着する工程と、
前記半導体素子が前記開口部に収納されると共に前記第1の配線パターンと前記第2の配線パターンとが1対1で対応して電気的に接続するように前記第1の配線基板を前記第2の配線基板に固着する工程と、
前記第1の配線基板と前記第2の配線基板の間および前記半導体素子が収納されている前記開口部を樹脂封止する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12,
Fixing the semiconductor element to the first wiring substrate so that the first wiring pattern and the electrode pad are electrically connected in a one-to-one correspondence;
The first wiring board is placed in the first wiring board so that the semiconductor element is accommodated in the opening and the first wiring pattern and the second wiring pattern are electrically connected in a one-to-one correspondence. Fixing to the wiring board of 2;
And a step of resin-sealing the opening between the first wiring board and the second wiring board and the opening in which the semiconductor element is housed.
前記第1の配線パターンと前記電極パッドとが1対1で対応して電気的に接続するように前記半導体素子を前記第1の配線基板に固着する工程と、
前記半導体素子が前記開口部に収納されると共に前記第1の配線パターンと前記第2の配線パターンとが1対1で対応して電気的に接続するように前記第1の配線基板を前記第2の配線基板に固着する工程と、
前記第1の配線基板と前記第2の配線基板の間および前記半導体素子が収納されている前記開口部を前記第2の配線基板の裏面側の開口部から樹脂を充填することにより樹脂封止する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, comprising:
Fixing the semiconductor element to the first wiring substrate so that the first wiring pattern and the electrode pad are electrically connected in a one-to-one correspondence;
The first wiring board is placed in the first wiring board so that the semiconductor element is accommodated in the opening and the first wiring pattern and the second wiring pattern are electrically connected in a one-to-one correspondence. Fixing to the wiring board of 2;
Resin sealing is achieved by filling the opening between the first wiring board and the second wiring board and the opening in which the semiconductor element is stored from the opening on the back side of the second wiring board. A method for manufacturing a semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008046973A JP2009206293A (en) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016040799A (en) * | 2014-08-12 | 2016-03-24 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Mounting substrate |
-
2008
- 2008-02-28 JP JP2008046973A patent/JP2009206293A/en active Pending
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