JP2009212208A - 半導体モジュール及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、電気的接続について信頼性を向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明に係る半導体モジュールは、集積回路12が形成された半導体チップ10と、集積回路12に電気的に接続された複数の電極14と、複数の電極14にそれぞれ電気的に接続された複数のバンプ18と、複数のバンプ18にそれぞれ接触する複数のリード26と、複数のリード26が形成されたベース基板24と、を有する。接着剤28は、硬化して、半導体チップ10のバンプ18が形成された面と、ベース基板24の複数のリード26が形成された面と、の間で間隔を保持する。半導体チップ10には、収縮する方向の応力が残存している。複数のリード26には、少なくとも半導体チップ10から複数のバンプ18を介して、半導体チップ10の中央方向に押圧力が加えられている。
【選択図】図6

Description

本発明は、半導体モジュール及びその製造方法の製造方法に関する。
特許文献1には、半導体チップの能動面に樹脂突起を設け、能動面の電極から樹脂突起上に配線を設けて、突起電極を形成することが開示されている。これによれば、樹脂突起によって応力を緩和できるとともに、突起電極を電極とは異なるピッチ及び配列で並べることが可能である。しかしながら、特許文献1には、突起電極と実装基板のリードとの電気的な接続性をどのようにして高めるかが開示されていない。
特開2005−136402号公報
本発明は、電気的接続について信頼性を向上させることを目的とする。
(1)本発明に係る半導体モジュールは、
集積回路が形成された半導体チップと、
前記半導体チップに形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数のバンプと、
前記複数のバンプにそれぞれ接触する複数のリードと、
前記複数のリードが形成されたベース基板と、
前記半導体チップの前記バンプが形成された面と、前記ベース基板の前記複数のリードが形成された面と、の間で間隔を保持する硬化した接着剤と、
を有し、
前記半導体チップには、収縮する方向の応力が残存し、
前記複数のリードには、少なくとも前記半導体チップから前記複数のバンプを介して、前記半導体チップの中央方向に押圧力が加えられている。本発明によれば、半導体チップの中央方向にバンプからリードに押圧力が加えられているので、半導体装置の外側においてバンプとリードが圧接している。半導体装置の外側は、バンプとリードの剥離が発生し始める側なので、その側において圧接していることで、バンプとリードが離れることを防止し、電気的な接続信頼性を確保することができる。
(2)この半導体モジュールにおいて、
前記複数の電極上に位置する複数の開口を有して前記半導体チップ上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置された、長尺状をなす樹脂突起と、
前記複数の電極上から、前記樹脂突起が延びる方向に沿った軸に交差して延び、前記樹脂突起上に至る複数の配線と、
をさらに有し、
前記複数のバンプは、前記樹脂突起及び前記複数の配線からなり、
前記複数のリードは、前記複数の配線の前記樹脂突起上の部分にそれぞれ接触し、
前記樹脂突起にも、前記軸に沿って収縮する方向の応力が残存し、
前記複数のリードには、前記樹脂突起からも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力が加えられていてもよい。
(3)この半導体モジュールにおいて、
前記樹脂突起は、複数の窪みを有し、
前記複数の配線及び前記複数のリードの接触部は、それぞれ、前記複数の窪み内に位置し、
前記複数のリードには、前記樹脂突起の前記複数の窪みの内面から、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力が加えられていてもよい。
(4)この半導体モジュールにおいて、
前記樹脂突起は、前記軸に直交する断面が弓形をなし、前記弓形の弦が前記絶縁膜上に配置され、
それぞれの前記リードは、前記弦の中央部に対向する部分が、前記弦の両端部に対向する部分よりも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に曲がっていてもよい。
(5)この半導体モジュールにおいて、
それぞれの前記リードの、前記半導体チップの外側に近い端部が、いずれかの前記バンプと接触し、
それぞれの前記リードの、前記半導体チップの中側に近い端部は、いずれの前記バンプとも接触しなくてもよい。
(6)この半導体モジュールにおいて、
前記樹脂突起は、並列する第1及び第2の樹脂突起を含み、
前記複数の配線は、前記第1の樹脂突起上に至る複数の第1の配線と、前記第2の樹脂突起上に至る複数の第2の配線と、を含み、
前記複数の第1の配線の、前記第1の樹脂突起上に位置する複数の第1の接続部と、前記複数の第2の配線の、前記第2の樹脂突起上に位置する複数の第2の接続部と、が千鳥状に配列され、
前記複数のリードは、前記複数の第1の接続部と接触する複数の第1のリードと、前記複数の第2の接続部と接触する複数の第2のリードと、を含み、
前記第1の樹脂突起は、前記軸に沿って一列に並ぶ、複数の第1の窪み及び複数の第2の窪みを有し、少なくとも1つの前記第1の窪みと少なくとも1つの前記第2の窪みが交互に配列され、
前記複数の第1の接続部及び前記複数の第1のリードの接触部は、それぞれ、前記複数の第1の窪み内に位置し、
前記複数の第2のリードは、前記第1の樹脂突起の前記複数の第2の窪み内を通って、前記複数の第2の接続部上に至るように形成されていてもよい。
(7)本発明に係る半導体モジュールの製造方法は、
(a)半導体装置を加熱する工程と、
(b)加熱された前記半導体装置を、接着剤を介して、複数のリードが形成されたベース基板に押圧する工程と、その後、
(c)前記半導体装置及び前記ベース基板の間に押圧力を加えたまま、前記半導体装置を冷却する工程と、
を含み、
前記(a)工程で、前記半導体装置は、
集積回路が形成された半導体チップと、
前記半導体チップに形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数のバンプと、
を有し、
前記(b)工程で、前記複数のバンプを複数のリードに押圧し、
前記(c)工程で、前記半導体チップを収縮させて、前記複数のバンプを介して、前記複数のリードに、前記半導体チップの中央方向に押圧力を加える。本発明によれば、半導体チップの中央方向にバンプからリードに押圧力を加えるので、半導体装置の外側においてバンプとリードが圧接する。半導体装置の外側は、バンプとリードの剥離が発生し始める側なので、その側において圧接させることで、バンプとリードが離れることを防止し、電気的な接続信頼性を確保することができる。
(8)この半導体モジュールの製造方法において、
前記(a)工程で、前記半導体装置は、
前記複数の電極上に位置する複数の開口を有して前記半導体チップ上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置された、長尺状をなす樹脂突起と、
前記複数の電極上から、前記樹脂突起が延びる方向に沿った軸に交差して延び、前記樹脂突起上に至る複数の配線と、
をさらに有し、
前記複数のバンプは、前記樹脂突起及び前記複数の配線からなり、
前記(b)工程で、前記複数の配線の前記樹脂突起上の部分を、前記複数のリードに接触させ、
前記(c)工程で、前記樹脂突起も前記軸に沿って収縮させ、前記複数のリードに、前記樹脂突起からも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力を加えてもよい。
(9)この半導体モジュールの製造方法において、
前記(b)工程で、前記樹脂突起に、前記複数の配線及び前記複数のリードの接触部を介して、複数の窪みを形成し、
前記(c)工程で、前記複数のリードに、前記樹脂突起の前記複数の窪みの内面から、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力を加えてもよい。
(10)この半導体モジュールの製造方法において、
前記(b)工程前に、前記樹脂突起は、前記軸に直交する断面が弓形をなし、前記弓形の弦が前記絶縁膜上に配置され、
前記(c)工程で、それぞれの前記リードの、前記弦の中央部に対向する部分を、前記弦の両端部に対向する部分よりも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に曲げてもよい。
(11)この半導体モジュールの製造方法において、
前記(c)工程で、
それぞれの前記リードは、前記半導体チップの外側に近い端部がいずれかの前記バンプと接触して、前記半導体チップの中央方向に押圧され、
それぞれの前記リードの、前記半導体チップの中央に近い端部は、いずれの前記バンプとも接触しなくてもよい。
(12)この半導体モジュールの製造方法において、
前記樹脂突起は、並列する第1及び第2の樹脂突起を含み、
前記複数の配線は、前記第1の樹脂突起上に至る複数の第1の配線と、前記第2の樹脂突起上に至る複数の第2の配線と、を含み、
前記複数の第1の配線の、前記第1の樹脂突起上に位置する複数の第1の接続部と、前記複数の第2の配線の、前記第2の樹脂突起上に位置する複数の第2の接続部と、が千鳥状に配列され、
前記複数のリードは、複数の第1のリードと、複数の第2のリードと、を含み、
前記(b)工程で、前記複数の第1のリードを部分的に前記複数の第1の接続部と対向させ、前記複数の第2のリードを部分的に前記複数の第2の接続部と対向させ、かつ、前記複数の第2のリードを部分的に前記第1の接続部を避けて前記第1の樹脂突起と対向させ、前記複数の第2のリードを前記第1の樹脂突起にめり込ませ、
前記(c)工程で、前記第1の樹脂突起の収縮に従って前記第2のリードを屈曲させてもよい。
(第1の実施の形態)
(半導体装置)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体モジュールに使用される半導体装置を示す平面図である。図2は、図1に示す半導体装置のII-II線断面図であり、図3は、図1に示す半導体装置のIII-III線断面図である。
半導体装置1は、半導体チップ10を有する。半導体チップ10は、矩形の面を有している。半導体チップ10には、集積回路12(トランジスタ等)が形成されている。半導体チップ10には、集積回路12に電気的に接続されるように、複数の電極14が形成されている。電極14は、1列又は複数列(平行な複数列)に並んでいる。電極14は、半導体チップ10の矩形の面の辺(例えば長方形の長辺)に沿って(平行に)並んでいる。電極14は、内部配線(図示せず)を介して集積回路12に電気的に接続されている。半導体チップ10には、電極14の少なくとも一部が露出する様に、電極14上に位置する開口を有する絶縁膜16(例えばパッシベーション膜)が形成されている。絶縁膜16は、例えば、SiOやSiN等の無機材料のみで形成されていてもよい。絶縁膜16は、集積回路12の上方に形成されている。
複数の電極14にそれぞれ複数のバンプ18が電気的に接続されている。複数のバンプ18は、金などの金属のみから形成してもよい(メッキやワイヤボンディングのボールによって設けられる)が、本実施の形態では、バンプ18は、樹脂突起20及び複数の配線22からなる。
半導体チップ10(絶縁膜16上)には、樹脂突起20が設けられている。半導体チップ10の矩形の面の辺(例えば長方形の長辺)に沿って(平行に)延びる樹脂突起20が示されており、複数の樹脂突起20が平行に配列されている。樹脂突起20は、弾性変形する性質を有する。樹脂突起20の材料としては、例えばポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン(BCB;benzocyclobutene)、ポリベンゾオキサゾール(PBO;polybenzoxazole)、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等を用いてもよい。
樹脂突起20は長尺状に形成されている。樹脂突起20は、延長方向に沿った軸AX(図1参照)に直交する断面が、図2に示すように弓形(円の弧とその両端を結ぶ弦によってできる図形)をなしている。樹脂突起20は、その断面において、弓形の弦が絶縁膜16上に配置されている。樹脂突起20の表面(半導体チップ10とは反対側を向く面)は、凸曲面になっている。樹脂突起20の表面は、樹脂突起20の長手軸を回転軸として、回転軸の周囲に平行に位置する直線を回転させて描かれる回転面である。樹脂突起20の表面は、円柱を中心軸に平行な平面で切断して得られた形状の曲面(円柱の回転面の一部)の形状をなしている。樹脂突起20は、上面よりも下面が広くなるように、末広がりの形状になっている。
半導体チップ10には、複数の配線22が形成されている。配線22の材料として、Au、Ti、TiW、W、Cr、Ni、Al、Cu、Pd又は鉛フリーはんだ等を使用することができる。複数の配線22は、電極14上から樹脂突起20上に至るように形成されている。複数の配線22は、隣同士の間隔をあけて樹脂突起20の上面に形成されている。1つの樹脂突起20上に複数の配線22が形成されている。配線22は、樹脂突起20の延長方向に沿った軸AXに交差するように延びる。配線22は、電極14上から、絶縁膜16上を通って、樹脂突起20上に至る。樹脂突起20上では、配線22の表面は、樹脂突起20の表面に従った曲面になっている。配線22と電極14は直接接触していてもよいし、両者間に導電膜(図示せず)が介在していてもよい。配線22は、樹脂突起20の、電極14とは反対側の端部を越えて、絶縁膜16上に至るように形成されている。
図3の例では、樹脂突起20は、配線22を支持する領域とこれに隣接する領域(配線22からの露出領域)が平坦(同じ高さ)になっているが、変形例として、配線22からの露出領域をエッチングして溝を形成してもよい。
(半導体モジュールの製造方法)
次に、本発明の第1の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する。本実施の形態では、上述した半導体装置1を用意する。半導体モジュールの製造方法では、上述した半導体装置1を加熱する。加熱によって半導体チップ10が膨張する。半導体チップ10が軸AX(図1参照)に沿って長い場合、その方向の膨張量が大きい。加熱によって樹脂突起20も膨張する。樹脂突起20は軸AXに沿って膨張する。
図4(A)及び図4(B)は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する図であり、それぞれ、直交する線に沿って切断した断面を示している。
本実施の形態では、加熱された半導体装置1を、接着剤28を介して、ベース基板24に搭載する。ベース基板24は、弾性変形する性質を有し、樹脂などからなるフレキシブル基板であってもよい。ベース基板24には、リード26が形成されている。リード26はベース基板24に接着されている(例えば両者間に接着層が介在する)が、完全に固定されていないので、ベース基板にリードをスパッタリングで形成する例とは異なる。リード26の延長方向(図4(B)で紙面の表裏面方向)に直交する幅Wは、配線22の延長方向(図4(B)で紙面の表裏面方向)に直交する幅Wよりも狭い。半導体モジュールの製造方法では、リード26は、樹脂突起20の延長方向に沿った軸AX(図1参照)に交差して延びるように配置する。複数の配線22の樹脂突起20上の部分(バンプ18)を、複数のリード26に接触させる。
図5及び図6は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する図である。図5に示すように、半導体装置1及びベース基板24の間に押圧力を加える。詳しくは、加熱された半導体装置1を、接着剤28を介して、複数のリード26が形成されたベース基板24に押圧する。複数のバンプ18を複数のリード26に押圧する。樹脂突起20に、複数の配線22及び複数のリード26の接触部を介して、複数の窪み30を形成する。リード26及び配線22を樹脂突起20にめり込ませて、樹脂突起20に窪み30を形成する。樹脂突起20が弾性変形し、ベース基板24も弾性変形してもよい。複数の配線22及び複数のリード26の接触部を、それぞれ、複数の窪み30内に配置する。配線22は、窪み30内でその内面に沿って屈曲する。押圧力によって、半導体装置1及びベース基板24の間で接着剤28を流動させる(例えば排出する)。熱によって、接着剤28を硬化収縮させる。
図6に示すように、半導体装置1及びベース基板24の間に押圧力を加えたまま、半導体装置1を冷却する。半導体チップ10を収縮させて、複数のバンプ18を介して、複数のリード26に、半導体チップ10の中央方向(図6の矢印)に押圧力を加える。樹脂突起20も軸AXに沿って収縮させ、複数のリード26に、樹脂突起20からも、軸AXに沿って半導体チップ10の中央方向に押圧力を加える。複数のリード26に、樹脂突起20の複数の窪み30の内面から、軸AXに沿って半導体チップ10の中央方向に押圧力を加える。その結果、リード26は、その延長方向に直交する断面(図6に示す断面)において、半導体チップ10の外方向側から中央方向に押圧される。そして、図6に示すように、リード26は、その延長方向に直交する断面(図6に示す断面)を回転させるように傾く。その回転の方向は、図6で右回り(半導体チップ10の外方向から、リード26のバンプ18側を通って、半導体チップ10の中央方向に回る方向)である。リード26の、半導体チップ10の中央側の端部が、ベース基板24にめりこむ。接着剤28が硬化するまで押圧力を維持する。接着剤28が硬化したら押圧力を解除する。こうして、半導体モジュールを製造する。
本実施の形態によれば、半導体チップ10の中央方向にバンプ18からリード26に押圧力を加えるので、半導体装置1の外側においてバンプ18とリード26が圧接する。半導体装置1の外側は、バンプ18とリード26の剥離が発生し始める側なので、その側において圧接させることで、バンプ18とリード26が離れることを防止し、電気的な接続信頼性を確保することができる。
図7は、図6が示す断面に直交する断面によって半導体モジュールの製造方法を説明する図である。図7に示すように、樹脂突起20の断面形状は弓形を描いており、弓形の弧にリード26がめりこむ。そうすると、リード26の側面に接触する窪み30の内面も弓形になる。そのため、樹脂突起20の弓形の弦の中央部上方(弧の上端部)において窪み30が最も深くなっている。そして、窪み30にめり込んだリード26は、半導体チップ10又はそれと樹脂突起20の収縮力で加えられる押圧力によって屈曲する。なお、接着剤28によって、半導体チップ10とベース基板24は、対向面に沿ってスライドしないように固定されている。
図8は、ベース基板を仮想線で示した半導体モジュールの平面図である。図8では、リード26は、ベース基板24側の面を上にして示してある。それぞれのリード26は、樹脂突起の弓形の弦の中央部(図8では軸AXに交差する方向の幅の中央部)に対向する部分32が、弦の両端部(図8では軸AXに交差する方向の幅の両端部)に対向する部分34よりも、軸AXに沿って半導体チップ10の中央方向(図8に示す矢印)に曲がる。簡単に言うと、リード26は、樹脂突起20との重複部分において、半導体チップ10の中央方向に凸となるように屈曲している。この曲がり方は、樹脂突起20の上述した断面形状に起因する。
(半導体モジュール)
図6〜図8は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体モジュールを説明する図でもある。半導体モジュールは、上述した半導体装置1と、ベース基板24と、を有する。複数のバンプ18にそれぞれ複数のリード26が接触している。ベース基板24は、リード26の樹脂突起20とは反対側を支持する。樹脂突起20は、弾性変形によって形成された複数の窪み30を有する。複数の配線22の複数のリード26との接触部は、それぞれ、複数の窪み30内(その表面上)に形成されている。接着剤28が、硬化して、半導体チップ10のバンプ18が形成された面と、ベース基板24の複数のリード26が形成された面と、の間で間隔を保持している。また、接着剤28によって、半導体チップ10とベース基板24は、対向面に沿ってスライドしないように固定されている。
半導体チップ10には、収縮する方向の応力が残存している。少なくとも半導体チップ10から複数のバンプ18を介して、複数のリード26には、半導体チップ10の中央方向(軸AXに沿った方向)に押圧力が加えられている。樹脂突起20にも、軸AXに沿って収縮する方向の応力が残存している。複数のリード26は、複数の配線22の樹脂突起20上の部分にそれぞれ接触している。複数のリード26には、樹脂突起20からも、軸AXに沿って半導体チップ10の中央方向(軸AXに沿った方向)に押圧力が加えられている。複数のリード26には、樹脂突起20の複数の窪み30の内面から、軸AXに沿って半導体チップ10の中央方向に押圧力が加えられている。
本実施の形態によれば、半導体チップ10の中央方向にバンプ18からリード26に押圧力が加えられているので、半導体装置1の外側においてバンプ18とリード26が圧接している。半導体装置1の外側は、バンプ18とリード26の剥離が発生し始める側なので、その側において圧接していることで、バンプ18とリード26が離れることを防止し、電気的な接続信頼性を確保することができる。
図7に示すように、樹脂突起20の断面形状は弓形を描いており、弓形の弧にリード26がめりこんでいる。リード26の側面に接触する窪み30の内面も弓形になっている。樹脂突起20の弓形の弦の中央部上方(弧の上端部)において窪み30が最も深くなっている。
図8に示すように、それぞれのリード26は、樹脂突起20の弓形の弦の中央部(図8では軸AXに交差する方向の幅の中央部)に対向する部分32が、弦の両端部(図8では軸AXに交差する方向の幅の両端部)に対向する部分34よりも、軸AXに沿って半導体チップ10の中央方向(図8に示す矢印)に曲がっている。簡単に言うと、リード26は、樹脂突起20との重複部分において、半導体チップ10の中央方向に凸となるように屈曲している。そして、リード26には、その屈曲の凸の反対側(凹)から、凸方向に向けて、押圧力が加えられている。押圧力は、半導体チップ10の収縮に伴う残存応力又はそれに加えて樹脂突起20の収縮に伴う残存応力によって加えられる。
リード26は、樹脂突起20と重複しない部分においても屈曲している。図8の例では、リード26の樹脂突起20との重複部に隣接して、直線部があり、直線部に隣接して屈曲部がある。変形例として、リード26の樹脂突起20との重複部に隣接して屈曲部があってもよい。なお、半導体モジュールを有する電子機器として、ノート型パーソナルコンピュータ又は携帯電話などが挙げられる。
(第2の実施の形態)
図9は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体モジュールに使用される半導体装置を示す平面図である。本実施の形態では、樹脂突起は、並列する第1及び第2の樹脂突起40,42を含む。複数の配線は、第1の樹脂突起40上に至る複数の第1の配線44と、第2の樹脂突起42上に至る複数の第2の配線46と、を含む。複数の第1の配線44は、第1の樹脂突起40上に位置する複数の第1の接続部48を含む。複数の第2の配線46は、第2の樹脂突起42上に位置する複数の第2の接続部50を含む。半導体チップ52は、複数の第1の電極54と、複数の第2の電極56を有する。複数の第1の電極54に複数の第1の配線44が電気的に接続されている。複数の第2の電極56に複数の第2の配線46が電気的に接続されている。複数の第1の電極54及び複数の第2の電極56は、一列に配列されており、交互に反対方向に引き出されている。そのため、複数の第1の接続部48と複数の第2の接続部50とは千鳥状に配列されている。半導体装置2について、その他の詳細は、第1の実施の形態で説明した内容が該当する。
図10は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す平面図である。本実施の形態に係る製造方法では、上記半導体装置2を用意する。また、複数の第1のリード58と、複数の第2のリード60と、が形成されたベース基板62を用意する。第1及び第2のリード58,60は交互に平行に配列されている。第1及び第2のリード58,60は、均一ピッチで配列されている。
複数の第1のリード58を部分的に複数の第1の接続部48と対向させる。複数の第2のリード60を部分的に複数の第2の接続部50と対向させる。複数の第2のリード60を部分的に第1の接続部48を避けて第1の樹脂突起40と対向させる。そして、複数の第2のリード60を第1の樹脂突起40にめり込ませる。また、第1の樹脂突起40の収縮による押圧力によって、第2のリード60を屈曲させる。詳しくは、第1の樹脂突起40が延びる方向に沿って、半導体チップ52の中央方向(図10の矢印)に、第2のリード60の第1の樹脂突起40と重複する部分を移動させ、これに隣接する部分を屈曲させる。また、第1の実施の形態で説明したのと同様に、第1の樹脂突起40の収縮に伴って第1のリード58も屈曲させる。半導体モジュールの製造方法について、その他の詳細は、第1の実施の形態で説明した内容が該当する。
図11は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体モジュールを示す平面図である。複数のリードは、複数の第1の接続部48と接触する複数の第1のリード58と、複数の第2の接続部50と接触する複数の第2のリード60と、を含む。第1の樹脂突起40は、複数の第1の窪み64及び複数の第2の窪み66を有する。少なくとも1つの第1の窪み64と少なくとも1つの第2の窪み66は、交互に配列されている。複数の第1の窪み64及び複数の第2の窪み66は、第1の樹脂突起40が延びる方向の軸AXに沿って一列に並ぶ。第1の接続部48及び第1のリード58の接触部は、第1の窪み64内に位置している。この点は第1の実施の形態で説明した内容が該当する。
本実施の形態では、複数の第2のリード60は、第1の樹脂突起40の複数の第2の窪み66内を通って、複数の第2の接続部50上に至るように形成されている。第2のリード60は、第1の樹脂突起40の外側で屈曲している。そして、第2のリード60の第1の樹脂突起40と重複する部分68が、第1の樹脂突起40が延びる方向に沿って、半導体チップ52の中央方向(図11の矢印)に移動している。また、第1のリード58の第1の樹脂突起40と重複する部分70も、第1の樹脂突起40が延びる方向に沿って、半導体チップ52の中央方向に移動している。したがって、第1及び第2のリード58,60は、いずれも、第1の樹脂突起40と重複する部分68,70において同方向に移動しているので、そのピッチを元のまま(すなわち同一ピッチで)維持することができる。半導体モジュールの製造方法について、その他の詳細は、第1の実施の形態で説明した内容が該当する。
(第3の実施の形態)
図12は、本発明の第3の実施の形態に係る半導体モジュール及びその製造方法を説明する断面図である。本実施の形態では、それぞれのリード126の、半導体チップ110の外側に近い端部127は、いずれかのバンプ118と接触している。それぞれのリード126の、半導体チップ110の中側に近い端部129は、いずれのバンプ118とも接触しない。その他の詳細は、第1の実施の形態で説明した内容が該当する。本発明はこのような形態も含む。
本実施の形態に係る製造方法では、それぞれのリード126は、半導体チップ110の外側に近い端部127がいずれかのバンプ118と接触するので、半導体チップ110の収縮方向の残存応力によって中央方向(図12の矢印)に押圧される。一方、それぞれのリード126の、半導体チップ110の中央に近い端部129は、いずれのバンプ118とも接触しないので、この端部129には押圧力は加えられない。その他の詳細は、第1の実施の形態で説明した内容が該当する。本発明はこのような形態も含む。
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
図1は、第1の実施の形態に係る半導体モジュールに使用される半導体装置を示す平面図である。 図2は、図1に示す半導体装置のII-II線断面図である。 図3は、図1に示す半導体装置のIII-III線断面図である。 図4(A)〜図4(B)は、第1の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する図である。 図5は、第1の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する図である。 図6は、第1の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する図である。 図7は、図6が示す断面に直交する断面によって半導体モジュールの製造方法を説明する図である。 図8は、ベース基板を仮想線で示した半導体モジュールの平面図である。 図9は、第2の実施の形態に係る半導体モジュールに使用される半導体装置を示す平面図である。 図10は、第2の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す平面図である。 図11は、第2の実施の形態に係る半導体モジュールを示す平面図である。 図12は、第3の実施の形態に係る半導体モジュール及びその製造方法を説明する断面図である。
符号の説明
1…半導体装置、 2…半導体装置、 10…半導体チップ、 12…集積回路、 14…電極、 16…絶縁膜、 18…バンプ、 20…樹脂突起、 22…配線、 24…ベース基板、 26…リード、 28…接着剤、 32…部分、 34…部分、 40…第1の樹脂突起、 42…第2の樹脂突起、 44…第1の配線、 46…第2の配線、 48…第1の接続部、 50…第2の接続部、 52…半導体チップ、 54…第1の電極、 56…第2の電極、 58…第1のリード、 60…第2のリード、 62…ベース基板、 68…部分、 70…部分、 110…半導体チップ、 118…バンプ、 126…リード、 127…端部、 129…端部

Claims (12)

  1. 集積回路が形成された半導体チップと、
    前記半導体チップに形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
    前記複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数のバンプと、
    前記複数のバンプにそれぞれ接触する複数のリードと、
    前記複数のリードが形成されたベース基板と、
    前記半導体チップの前記バンプが形成された面と、前記ベース基板の前記複数のリードが形成された面と、の間で間隔を保持する硬化した接着剤と、
    を有し、
    前記半導体チップには、収縮する方向の応力が残存し、
    前記複数のリードには、少なくとも前記半導体チップから前記複数のバンプを介して、前記半導体チップの中央方向に押圧力が加えられている半導体モジュール。
  2. 請求項1に記載された半導体モジュールにおいて、
    前記複数の電極上に位置する複数の開口を有して前記半導体チップ上に形成された絶縁膜と、
    前記絶縁膜上に配置された、長尺状をなす樹脂突起と、
    前記複数の電極上から、前記樹脂突起が延びる方向に沿った軸に交差して延び、前記樹脂突起上に至る複数の配線と、
    をさらに有し、
    前記複数のバンプは、前記樹脂突起及び前記複数の配線からなり、
    前記複数のリードは、前記複数の配線の前記樹脂突起上の部分にそれぞれ接触し、
    前記樹脂突起にも、前記軸に沿って収縮する方向の応力が残存し、
    前記複数のリードには、前記樹脂突起からも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力が加えられている半導体モジュール。
  3. 請求項2に記載された半導体モジュールにおいて、
    前記樹脂突起は、複数の窪みを有し、
    前記複数の配線及び前記複数のリードの接触部は、それぞれ、前記複数の窪み内に位置し、
    前記複数のリードには、前記樹脂突起の前記複数の窪みの内面から、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力が加えられている半導体モジュール。
  4. 請求項3に記載された半導体モジュールにおいて、
    前記樹脂突起は、前記軸に直交する断面が弓形をなし、前記弓形の弦が前記絶縁膜上に配置され、
    それぞれの前記リードは、前記弦の中央部に対向する部分が、前記弦の両端部に対向する部分よりも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に曲がっている半導体モジュール。
  5. 請求項1又は2に記載された半導体モジュールにおいて、
    それぞれの前記リードの、前記半導体チップの外側に近い端部が、いずれかの前記バンプと接触し、
    それぞれの前記リードの、前記半導体チップの中側に近い端部は、いずれの前記バンプとも接触しない半導体モジュール。
  6. 請求項2に記載された半導体モジュールにおいて、
    前記樹脂突起は、並列する第1及び第2の樹脂突起を含み、
    前記複数の配線は、前記第1の樹脂突起上に至る複数の第1の配線と、前記第2の樹脂突起上に至る複数の第2の配線と、を含み、
    前記複数の第1の配線の、前記第1の樹脂突起上に位置する複数の第1の接続部と、前記複数の第2の配線の、前記第2の樹脂突起上に位置する複数の第2の接続部と、が千鳥状に配列され、
    前記複数のリードは、前記複数の第1の接続部と接触する複数の第1のリードと、前記複数の第2の接続部と接触する複数の第2のリードと、を含み、
    前記第1の樹脂突起は、前記軸に沿って一列に並ぶ、複数の第1の窪み及び複数の第2の窪みを有し、少なくとも1つの前記第1の窪みと少なくとも1つの前記第2の窪みが交互に配列され、
    前記複数の第1の接続部及び前記複数の第1のリードの接触部は、それぞれ、前記複数の第1の窪み内に位置し、
    前記複数の第2のリードは、前記第1の樹脂突起の前記複数の第2の窪み内を通って、前記複数の第2の接続部上に至るように形成されている半導体モジュール。
  7. (a)半導体装置を加熱する工程と、
    (b)加熱された前記半導体装置を、接着剤を介して、複数のリードが形成されたベース基板に押圧する工程と、その後、
    (c)前記半導体装置及び前記ベース基板の間に押圧力を加えたまま、前記半導体装置を冷却する工程と、
    を含み、
    前記(a)工程で、前記半導体装置は、
    集積回路が形成された半導体チップと、
    前記半導体チップに形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
    前記複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数のバンプと、
    を有し、
    前記(b)工程で、前記複数のバンプを複数のリードに押圧し、
    前記(c)工程で、前記半導体チップを収縮させて、前記複数のバンプを介して、前記複数のリードに、前記半導体チップの中央方向に押圧力を加える半導体モジュールの製造方法。
  8. 請求項7に記載された半導体モジュールの製造方法において、
    前記(a)工程で、前記半導体装置は、
    前記複数の電極上に位置する複数の開口を有して前記半導体チップ上に形成された絶縁膜と、
    前記絶縁膜上に配置された、長尺状をなす樹脂突起と、
    前記複数の電極上から、前記樹脂突起が延びる方向に沿った軸に交差して延び、前記樹脂突起上に至る複数の配線と、
    をさらに有し、
    前記複数のバンプは、前記樹脂突起及び前記複数の配線からなり、
    前記(b)工程で、前記複数の配線の前記樹脂突起上の部分を、前記複数のリードに接触させ、
    前記(c)工程で、前記樹脂突起も前記軸に沿って収縮させ、前記複数のリードに、前記樹脂突起からも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力を加える半導体モジュールの製造方法。
  9. 請求項8に記載された半導体モジュールの製造方法において、
    前記(b)工程で、前記樹脂突起に、前記複数の配線及び前記複数のリードの接触部を介して、複数の窪みを形成し、
    前記(c)工程で、前記複数のリードに、前記樹脂突起の前記複数の窪みの内面から、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力を加える半導体モジュールの製造方法。
  10. 請求項9に記載された半導体モジュールの製造方法において、
    前記(b)工程前に、前記樹脂突起は、前記軸に直交する断面が弓形をなし、前記弓形の弦が前記絶縁膜上に配置され、
    前記(c)工程で、それぞれの前記リードの、前記弦の中央部に対向する部分を、前記弦の両端部に対向する部分よりも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に曲げる半導体モジュールの製造方法。
  11. 請求項7又は8に記載された半導体モジュールの製造方法において、
    前記(c)工程で、
    それぞれの前記リードは、前記半導体チップの外側に近い端部がいずれかの前記バンプと接触して、前記半導体チップの中央方向に押圧され、
    それぞれの前記リードの、前記半導体チップの中央に近い端部は、いずれの前記バンプとも接触しない半導体モジュールの製造方法。
  12. 請求項8に記載された半導体モジュールの製造方法において、
    前記樹脂突起は、並列する第1及び第2の樹脂突起を含み、
    前記複数の配線は、前記第1の樹脂突起上に至る複数の第1の配線と、前記第2の樹脂突起上に至る複数の第2の配線と、を含み、
    前記複数の第1の配線の、前記第1の樹脂突起上に位置する複数の第1の接続部と、前記複数の第2の配線の、前記第2の樹脂突起上に位置する複数の第2の接続部と、が千鳥状に配列され、
    前記複数のリードは、複数の第1のリードと、複数の第2のリードと、を含み、
    前記(b)工程で、前記複数の第1のリードを部分的に前記複数の第1の接続部と対向させ、前記複数の第2のリードを部分的に前記複数の第2の接続部と対向させ、かつ、前記複数の第2のリードを部分的に前記第1の接続部を避けて前記第1の樹脂突起と対向させ、前記複数の第2のリードを前記第1の樹脂突起にめり込ませ、
    前記(c)工程で、前記第1の樹脂突起の収縮に従って前記第2のリードを屈曲させる半導体モジュールの製造方法。
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