JP2011192894A - Method for mounting semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means capable of having a low profile in a structure in which semiconductor devices are stacked. <P>SOLUTION: A plurality of minute metal balls 13 are formed on a conductor 12 of the semiconductor device 10, and a plurality of minute metal balls 18 are formed on a conductor 17 of a semiconductor interposer 15 having a Young's modulus larger than that of a resin, and the metal balls are flip-chip bonded. As a result, the conductors are connected to each other via the minute metal balls to obtain a low profile. Also, shapes, sizes and arrangements of the metal balls are optimized so that a stacking process can be facilitated. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体デバイスを小型化、低背化して実装する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for mounting a semiconductor device with a reduced size and height.

近年、半導体デバイスの技術進歩は大きく、工業用機器、民生用機器など広範囲に渡って利用されてきている。その結果、半導体デバイスを搭載した機器、システムの小型化、軽量化、低価格化、高機能化などに大きく寄与するに至っている。その代表例に携帯電話やデジタルカメラなどの携帯型機器がある。これらの機器では、搭載されるイメージセンサの多画素化や小型化が進み、動画再生機能やテレビ受信機能なども高度化されている。また、利用できる周波数帯域の限界を克服するために、多周波数での通信機能、例えば、コグニティブ通信といった将来技術も注目されている。これらの機能拡大のためには、機器内の限られた空間内に多くの半導体デバイスを実装することが必須となっている。半導体デバイス自身も微細化、高集積化が進み、機器の小型化、低消費電力化に寄与している。しかしながら、半導体デバイスを狭い空間内に実装する方法も重要であり、3次元積層構造などの高密度実装技術への期待が大きい。   2. Description of the Related Art In recent years, technological advances in semiconductor devices have been great, and they have been used over a wide range such as industrial equipment and consumer equipment. As a result, it has greatly contributed to the downsizing, weight reduction, price reduction, and higher functionality of equipment and systems equipped with semiconductor devices. Typical examples are portable devices such as mobile phones and digital cameras. In these devices, the number of pixels and the size of the mounted image sensor are increasing, and the moving image playback function, the television reception function, and the like are also advanced. In addition, in order to overcome the limitation of the frequency band that can be used, a future technology such as a multi-frequency communication function, for example, cognitive communication, has attracted attention. In order to expand these functions, it is indispensable to mount many semiconductor devices in a limited space in the equipment. Semiconductor devices themselves are also becoming increasingly miniaturized and highly integrated, contributing to downsizing of devices and low power consumption. However, a method of mounting a semiconductor device in a narrow space is also important, and high expectations are placed on high-density mounting technology such as a three-dimensional stacked structure.

半導体デバイスを高密度に実装する場合、占有面積の低減と、低背化(占有体積の低減)がキーとなっている。特に低背化は、機器の薄型化に寄与することができ、携帯型機器で要求されている「軽薄短小」のニーズに応えることができる。このため、半導体デバイスを低背化して実装する技術の開発が強く望まれてきた。   When mounting semiconductor devices at high density, reduction of occupied area and reduction in height (reduction of occupied volume) are key. In particular, the low profile can contribute to the thinning of the device, and can meet the needs of “light thin and short” required for portable devices. For this reason, development of a technique for mounting a semiconductor device with a low profile has been strongly desired.

このような課題を解決するために、下記引用非特許文献1では、パッケージングされた半導体デバイスを上下に積層する構造が示されている。この構成によれば、半導体デバイスの低背化や小型化が可能となる。   In order to solve such a problem, the following cited non-patent document 1 shows a structure in which packaged semiconductor devices are stacked one above the other. According to this configuration, it is possible to reduce the height and size of the semiconductor device.

図19は、下記引用非特許文献1の図1に掲載されている積層構造を示す図である。同図では、電気接続のための端子がマトリクス状に配列された表面実装型の半導体デバイスが2個積層されている場合が示されている。かかる半導体デバイスは、前記端子がマトリクス状に配列された樹脂インターポーザ上に半導体チップがボンディングワイヤで電気接続されている場合が多い。同図(a)では、上側と下側の半導体デバイスが共に、ワイヤボンディング技術で作成された場合が示されている。一方、同図(b)では、上側の半導体デバイスがワイヤボンディング技術で、下側の半導体デバイスがフリップチップ技術で作成された場合が示されている。フリップチップ技術では、回路が作りこまれた半導体デバイスの表面を下にして(裏返して)、導電ボールを介して、樹脂インターポーザ上に電気接続されている。かかる構成では、ボンディングワイヤが不要となるので、低背化の一助となる。図19に示した構成では、上側の半導体デバイスは、当該半導体デバイスの下面中央部にマトリクス状の端子が配列されていない限り、市販されている表面実装型の半導体デバイスをそのまま利用することができる大きな利点がある。   FIG. 19 is a view showing a laminated structure shown in FIG. 1 of the following cited non-patent document 1. This figure shows a case where two surface-mounted semiconductor devices in which terminals for electrical connection are arranged in a matrix are stacked. In such a semiconductor device, a semiconductor chip is often electrically connected by a bonding wire on a resin interposer in which the terminals are arranged in a matrix. FIG. 2A shows a case where both the upper and lower semiconductor devices are formed by wire bonding technology. On the other hand, FIG. 5B shows a case where the upper semiconductor device is formed by wire bonding technology and the lower semiconductor device is manufactured by flip chip technology. In the flip-chip technology, a semiconductor device on which a circuit is formed is electrically connected to a resin interposer via a conductive ball with the surface thereof turned down (turned over). Such a configuration eliminates the need for a bonding wire, which helps to reduce the height. In the configuration shown in FIG. 19, as the upper semiconductor device, a commercially available surface-mount type semiconductor device can be used as it is unless a matrix-like terminal is arranged at the center of the lower surface of the semiconductor device. There is a big advantage.

図19に示した構成での各部の大きさについて記載する。図19の1は樹脂製のインターポーザであり、その厚さの標準値は130マイクロメータ、最小値は100マイクロメータ程度である。また、下側に配置される半導体デバイスのインターポーザ2に関しては、厚さの最小値が260マイクロメータ程度と大きくなっている。図19の3はマトリクス状に配列された導電ボールであり、その大きさの標準値は300マイクロメータ、最小値は270マイクロメータ程度である。ただし、これらの値は、導電ボールの配列ピッチが650マイクロメータの場合であり、かつ、図19に示す構造体が完成した段階での値である。図19の4は、上記インターポーザ間の間隔で、半導体チップが1段と2段の場合では、それぞれの最小値は270マイクロメータと320マイクロメータである。なお、図19(b)に示したように、下側の半導体デバイスがフリップチップ技術で作成されている場合には、この値の最小値は230マイクロメータ程度に抑えることができる。   The size of each part in the configuration shown in FIG. 19 will be described. 19 in FIG. 19 is a resin-made interposer, the standard value of which is 130 micrometers, and the minimum value is about 100 micrometers. Further, regarding the interposer 2 of the semiconductor device disposed on the lower side, the minimum value of the thickness is as large as about 260 micrometers. Reference numeral 3 in FIG. 19 denotes conductive balls arranged in a matrix, the standard value of which is about 300 micrometers and the minimum value is about 270 micrometers. However, these values are values when the arrangement pitch of the conductive balls is 650 micrometers and when the structure shown in FIG. 19 is completed. Reference numeral 4 in FIG. 19 denotes an interval between the interposers. When the semiconductor chip has one stage and two stages, the minimum values are 270 micrometers and 320 micrometers, respectively. As shown in FIG. 19B, when the lower semiconductor device is manufactured by the flip chip technique, the minimum value of this value can be suppressed to about 230 micrometers.

学会発表論文 C.Zwenger、et.al、「Next Generation Package−on−Package (PoP) Platform with Through Mold Via Interconnection Technology」、IMAPS Device Packaging Conference、 March 10−12、2009Conference presentation paper Zwenger, et. al, “Next Generation Package-on-Package (PoP) Platform with Through Mold Mold”, IMAPS Device Packaging Conference, 12 March

しかしながら、より一層の低背化を追求する場合には、図19に例示した構造では限界が生じている。この限界要因については以下に詳述する。   However, when pursuing a further reduction in height, the structure illustrated in FIG. 19 has a limit. This limiting factor is described in detail below.

図19の構成例での代表的な寸法値は上記した通りである。低背化を阻害する代表的な3つの要因を以下に記載する。
(1)樹脂インターポーザの厚さ:
上記したように厚さの最小値は、インターポーザが樹脂製のため、極度に薄くする
と機械的強度が維持できなくなることで決定されている。また、下側に配置される
半導体デバイスのインターポーザに関しては、インターポーザの反りや割れの影響
がでないように機械的強度を大きくするため、厚さの最小値が大きくなっている。
(2)上下段の半導体デバイスを接続する導電ボールの大きさ:
導電ボールの大きさは、個々の導電ボールの大きさのばらつき(コプラナリティに
対応)が有限のため、極度に小さい導電ボールを採用すると、接続できない端子が
発生することで制限されている。
(3)ワイヤボンディングのための高さ方向での空間:
ワイヤボンディング技術を採用する限り、ワイヤのための空間を確保することが須
である。他の電気接続技術、例えば、フリップチップ技術を採用することにより高
さ方向の空間を無くすことが必要となる。
Typical dimension values in the configuration example of FIG. 19 are as described above. Three typical factors that inhibit low profile are described below.
(1) Resin interposer thickness:
As described above, the minimum thickness is determined by the fact that the mechanical strength cannot be maintained if the interposer is made of resin and is extremely thin. In addition, regarding the interposer of the semiconductor device arranged on the lower side, the minimum thickness is increased in order to increase the mechanical strength so as not to be affected by warping or cracking of the interposer.
(2) Size of conductive balls connecting upper and lower semiconductor devices:
The size of the conductive balls is limited by the fact that the use of extremely small conductive balls results in the occurrence of terminals that cannot be connected because the variation in the size of individual conductive balls (corresponding to coplanarity) is limited.
(3) Height space for wire bonding:
As long as the wire bonding technology is adopted, it is important to secure a space for the wire. It is necessary to eliminate the space in the height direction by adopting another electrical connection technology such as flip chip technology.

上記した低背化の阻害要因から、実装上の課題として、インターポーザの厚さを低減、導電ボールの大きさを低減、半導体チップの電気接続のための空間の低減が挙げられる。すなわち、一層の低背化を実現するためには、(1)インターポーザの厚さを小さくできる素材の採用とインターポーザの構造の開発、(2)導電ボールの大きさを小さくしても接続不良が発生しない工法の開発、(3)ワイヤボンディング技術を不要とし、半導体チップの電気接続のための空間を低減する工法の開発が課題となっている。   Due to the factors that hinder the above-described reduction in height, mounting problems include reducing the thickness of the interposer, reducing the size of the conductive ball, and reducing the space for electrical connection of the semiconductor chip. In other words, in order to realize a further reduction in height, (1) adoption of a material that can reduce the thickness of the interposer and development of the structure of the interposer, and (2) connection failure even if the size of the conductive ball is reduced. Development of a construction method that does not occur, and (3) development of a construction method that eliminates the need for wire bonding technology and reduces the space for electrical connection of semiconductor chips have become problems.

電気接続のための端子がマトリクス状に配列された表面実装型の第1の半導体デバイスを、電気接続のための端子がマトリクス状に配列された表面実装型の第2の半導体デバイスあるいは配線基板の上に搭載する実装方法であって、(1)前記第1の半導体デバイスの第1主面に、該半導体デバイスを前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板へ電気接続するための、少なくとも2個から成る第1の導電体を設け、(2)前記第1の導電体のそれぞれに、少なくとも2個から成る第1の金属塊を設け、(3)前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板の第2主面に、該半導体デバイスあるいは該配線基板を前記第1の半導体デバイスへ電気接続するための、少なくとも2個から成る第2の導電体を設け、(4)前記第2の導電体のそれぞれに、少なくとも2個から成る第2の金属塊を設け、(5)前記第1の半導体デバイスと、前記第2の半導体デバイスあるいは前記配線基板とを、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の接合により電気接続する。   Surface mount type first semiconductor device in which terminals for electrical connection are arranged in a matrix, surface mount type second semiconductor device in which terminals for electrical connection are arranged in a matrix or a wiring board A mounting method to be mounted on (1) from at least two for electrically connecting the semiconductor device to the second semiconductor device or the wiring board on the first main surface of the first semiconductor device. (2) each of the first conductors is provided with at least two first metal blocks, and (3) a second of the second semiconductor device or wiring board. A main conductor is provided with at least two second conductors for electrically connecting the semiconductor device or the wiring board to the first semiconductor device, and (4) each of the second conductors. And (5) the first semiconductor device and the second semiconductor device or the wiring board are connected to the first metal block and the second metal block. Electrical connection is made by joining metal blocks.

なお、本段落では、前記した第1の半導体デバイスと第2の半導体デバイスの形状について記載する。集積回路素子などの半導体デバイスのパッケージは多種ある。これらの分類にも多種多様であるが、その一例を以下に記載する。
(1)パッケージ材料での分類:
プラスチック系とセラミック系などの硬質材料で半導体チップを覆う形状が主流である。テープ状のプラスチックフィルムに半導体チップを搭載したTCP(あるいはTAB)もある。また、最近では、半導体デバイスの小型化を指向して、半導体チップに樹脂などの板(インターポーザ)を配置し、この板の裏面側に端子を配置した、いわゆるチップサイズパッケージも実用化されている。
(2)実装法による分類:
電気接続の端子が棒状でプリント基板などの穴に端子を挿入して半田で固定する挿入実装型と、端子が板状あるいはボール状でプリント基板表面の導電箔に半田で固定する表面実装型とがある。
(3)端子の形状と方向による分類:
パッケージの1方向あるいは2方向に、棒状あるいは板状のリードが配列されている形状(DIPが代表例)、パッケージの4方向に板状のリードが配列されている形状(QFPが代表例)、ボール状の端子がパッケージの裏面にマトリクス状(格子状)に配列されている形状(BGAが代表例)などがある。
In this paragraph, the shapes of the first semiconductor device and the second semiconductor device described above will be described. There are many types of semiconductor device packages such as integrated circuit elements. There are various types of these classifications, and an example is described below.
(1) Classification by package material:
The mainstream is a shape in which a semiconductor chip is covered with a hard material such as plastic or ceramic. There is also TCP (or TAB) in which a semiconductor chip is mounted on a tape-shaped plastic film. Recently, a so-called chip size package has been put into practical use in which a semiconductor chip (interposer) is disposed on a semiconductor chip and terminals are disposed on the back side of the semiconductor chip in order to reduce the size of the semiconductor device. .
(2) Classification by implementation method:
An insertion mounting type in which the terminals for electrical connection are rod-shaped and the terminals are inserted into holes in a printed circuit board and fixed with solder; There is.
(3) Classification by terminal shape and direction:
A shape in which rod-like or plate-like leads are arranged in one or two directions of the package (DIP is a representative example), a shape in which plate-like leads are arranged in four directions of a package (QFP is a representative example), There are shapes in which ball-shaped terminals are arranged in a matrix (lattice) on the back surface of the package (BGA is a typical example).

なお、本明細書での「半導体デバイス」は、前記したように、「電気接続のための端子がマトリクス状に配列された表面実装型」である。すなわち、前段落で記載した、パッケージ材料には制限されない。また、電気接続の端子が棒状あるいは板状の形状は含まれない。さらに、「半導体デバイス」における半導体チップの搭載形態および接続技術にも制限されない。例えば、「半導体デバイス」が、(1)半導体チップがインターポーザに搭載されている形態、(2)半導体チップとインターポーザとがフリップチップ技術で電気接続されている形態、(3)半導体チップとインターポーザとがワイヤボンディング技術で電気接続されている形態、(4)前記インターポーザの裏面にボール状の端子がマトリクス状に配列されている形態などがある。   Note that the “semiconductor device” in this specification is a “surface mount type in which terminals for electrical connection are arranged in a matrix” as described above. That is, the packaging material described in the previous paragraph is not limited. Further, the electrical connection terminal does not include a rod-like or plate-like shape. Further, the present invention is not limited to the mounting form and connection technology of the semiconductor chip in the “semiconductor device”. For example, the “semiconductor device” includes (1) a form in which a semiconductor chip is mounted on an interposer, (2) a form in which the semiconductor chip and the interposer are electrically connected by flip chip technology, and (3) a semiconductor chip and the interposer. And (4) a form in which ball-shaped terminals are arranged in a matrix on the back surface of the interposer.

なお、本発明においては、前記第1の半導体デバイスは、前記した「第2の半導体デバイスあるいは配線基板」へ搭載されることを前提としている。   In the present invention, it is assumed that the first semiconductor device is mounted on the above-described “second semiconductor device or wiring board”.

なお、前記した段落に記載した「前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の接合により電気接続する」の『接合』とは、単なる電気的な接触、機械的に前記2つの金属塊を押付ける圧接、前記2つの金属塊を高温処理して溶融、再凝固した形態などを示している。   In addition, “joining” of “electrically connecting by joining the first metal block and the second metal block” described in the above paragraph is simply electrical contact, mechanically the two metal blocks. And a form in which the two metal masses are melted and re-solidified by high-temperature treatment.

なお、本発明では、前記第1の半導体デバイスと、前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板との電気接続が、前記第1の半導体デバイスの個々の端子部に配置された複数の微小な金属塊(ボール形状の端子であり、前記した従来例での導電ボールに対応)を介して行われることが特徴である。前記金属塊を微小化することにより、従来例での「(2)上下段の半導体デバイスを接続する導電ボールの大きさ」による低背化の限界を克服している。また、金属塊を複数個配置することにより、コプラナリティに起因する電気接続の歩留まり改善、信頼性向上、流れる電流の最大値を増大させている。   In the present invention, the first semiconductor device and the second semiconductor device or the wiring board are electrically connected to a plurality of minute metal blocks arranged at individual terminal portions of the first semiconductor device. (This is a ball-shaped terminal and corresponds to the conductive ball in the conventional example described above). By miniaturizing the metal block, the limitation of low profile due to “(2) size of conductive ball connecting upper and lower semiconductor devices” in the conventional example is overcome. Further, by arranging a plurality of metal lumps, the yield of electrical connection due to coplanarity is improved, the reliability is improved, and the maximum value of flowing current is increased.

前記第1の半導体デバイスを、半導体チップと半導体インターポーザの積層構造で構成し、前記半導体インターポーザの前記半導体チップが配置された主面とは相対する主面に前記第1の導電体および前記第1の金属塊を配置する。   The first semiconductor device includes a stacked structure of a semiconductor chip and a semiconductor interposer, and the first conductor and the first conductor are disposed on a main surface of the semiconductor interposer opposite to a main surface on which the semiconductor chip is disposed. Place a metal lump.

なお、前段落に記載した前記第1の導電体と前記第1の金属塊が配置される、前記半導体インターポーザの主面とは、前記した第1の半導体デバイスでの前記した第1主面に対応している。   The main surface of the semiconductor interposer on which the first conductor and the first metal block described in the previous paragraph are arranged is the above-described first main surface of the first semiconductor device. It corresponds.

なお、本発明ではインターポーザの材料として半導体(例えばシリコン)を用いている。該インターポーザの表面側には半導体チップが搭載され、該インターポーザの裏面側には半導体デバイスの電気接続用の端子(金属塊)が配置されている。前記したように、従来の樹脂材料で該インターポーザを構成した場合と比較して、半導体インターポーザを採用することにより、その機械的強度を低下させることなく、大略200マイクロメータ程度あるいはそれを超えない厚さまで厚さを低減できる利点が発生する。   In the present invention, a semiconductor (for example, silicon) is used as the material for the interposer. A semiconductor chip is mounted on the front side of the interposer, and terminals (metal blocks) for electrical connection of the semiconductor device are arranged on the back side of the interposer. As described above, the thickness of the semiconductor interposer is about 200 micrometers or less without reducing its mechanical strength as compared with the case where the interposer is made of a conventional resin material. The advantage that the thickness can be reduced to a certain extent occurs.

なお、前記第1の半導体デバイスを構成する前記半導体チップと前記半導体インターポーザを積層する際には、(1)前記半導体チップが前記半導体インターポーザに向き合う面に前記第1の導電体や前記第1の金属塊を配置し、(2)前記半導体インターポーザが前記半導体チップに向き合う面に前記第2の導電体や前記第2の金属塊を配置し、(2)前記半導体チップと前記半導体インターポーザとが、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の接合により電気接続する実装方法も可能である。すなわち、前記第1の半導体デバイスを実現するために、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の接合を利用することである。   When the semiconductor chip constituting the first semiconductor device and the semiconductor interposer are stacked, (1) the first conductor or the first conductor is disposed on a surface of the semiconductor chip facing the semiconductor interposer. (2) arranging the second conductor or the second metal mass on a surface where the semiconductor interposer faces the semiconductor chip, and (2) the semiconductor chip and the semiconductor interposer, A mounting method in which the first metal block and the second metal block are electrically connected by joining is also possible. That is, in order to realize the first semiconductor device, it is to use the joining of the first metal block and the second metal block.

前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状を円形とし、かつ、前記円形の直径と、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の配列ピッチの比を0.58を超える値にする。   The first metal block and the second metal block each have a circular shape in contact with the first conductor and the second conductor, and the diameter of the circle and the first metal The ratio of the arrangement pitch of the lump and the second metal lump is set to a value exceeding 0.58.

なお、本段落では、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の形状、大きさ、および、配列ピッチについて記載する。前記第1の金属塊と前記第2の金属塊は、それらの形状、大きさ、および、配列ピッチが互いに等しいことが好ましいが、必ずしもこの限りではない。もし、互いに等しく、該形状が半球状である場合には、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の直径と配列ピッチの比を0.58よりも大きく設定することが好ましい。かかる設定では、前記第1の半導体デバイスと、前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板とを対向させて積層化する場合に、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の相互の位置関係によらず、これらの金属塊を接合させることができるという利点が発生する。また、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊との配列形態については、(1)「餅焼き網」の網目の交点にこれらの金属塊が配置されている形態、(2)「千鳥配置」のようにライン毎に半ピッチずれて配置されている形態などがある。   In addition, in this paragraph, it describes about the shape of the said 1st metal lump and the said 2nd metal lump, a magnitude | size, and arrangement pitch. It is preferable that the first metal block and the second metal block have the same shape, size, and arrangement pitch, but this is not necessarily the case. If they are equal to each other and the shape is hemispherical, it is preferable that the ratio between the diameter and the arrangement pitch of the first metal block and the second metal block is set to be larger than 0.58. In such a setting, when the first semiconductor device and the second semiconductor device or the wiring board are stacked to face each other, the mutual positional relationship between the first metal block and the second metal block. Regardless, there is an advantage that these metal blocks can be joined. As for the arrangement form of the first metal lump and the second metal lump, (1) a form in which these metal lumps are arranged at the intersections of the mesh of the “baked net”, (2) “ There is a form such as “staggered arrangement” in which each line is shifted by a half pitch.

前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状を多角形とし、かつ、前記多角形に内接する円の直径と、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の配列ピッチの比を0.58を超える値にする。   Each of the first metal block and the second metal block has a polygonal shape in contact with the first conductor and the second conductor, and a diameter of a circle inscribed in the polygon. The ratio of the arrangement pitch of the first metal block and the second metal block is set to a value exceeding 0.58.

なお、本段落では、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の形状と配列について記載する。前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が半球ではなく、それらが前記第1の導電体と前記第2の導電体に接する面での形状が、四角形を含む多角形(本明細書では単に「多角形」と記載している)である場合においては、該金属塊は共に「頂上と稜線が丸くなったピラミッド形状」とみなすことができる。かかる場合においては、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の「多角形の内接円の直径」とそれらの配列ピッチの比を0.58よりも大きく設定することにより、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の相互の位置関係によらず、これらの金属塊を接合させることができる。   In addition, in this paragraph, it describes about the shape and arrangement | sequence of said 1st metal lump and said 2nd metal lump. The first metal block and the second metal block are not hemispheres, and the shape of the first metal block and the second metal block in contact with the first conductor and the second conductor is a polygon including a quadrangle (this specification) In this case, both of the metal blocks can be regarded as “a pyramid shape with a rounded top and ridge line”. In such a case, the ratio between the “diameter of the polygonal inscribed circle” of the first metal block and the second metal block and the arrangement pitch thereof is set to be larger than 0.58. Regardless of the positional relationship between one metal lump and the second metal lump, these metal lumps can be joined.

前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状を楕円あるいは長円とし、かつ、前記第1の金属塊を構成する前記楕円あるいは前記長円の長径と、前記第2の金属塊を構成する前記楕円あるいは前記長円の長径とを互いに交差させる。   The first metal block and the second metal block each have a shape in contact with the first conductor and the second conductor as an ellipse or an ellipse, and constitute the first metal block The major axis of the ellipse or the ellipse that intersects the major axis of the ellipse or the ellipse that constitutes the second metal block.

なお、本段落では、前段落に記載した金属塊の配置形態について記載する。前記第1の金属塊の楕円(あるいは長円)の長径と、前記第2の金属塊の楕円(あるいは長円)の長径とは交差している。この交差の角度は90度であることが好ましいが、この限りではない。これらの長径同士が互いに交差しているため、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊とを接合させる場合に、それらの金属塊の相互の位置関係によらず、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊との接合が達成される。   In addition, in this paragraph, it describes about the arrangement | positioning form of the metal lump described in the previous paragraph. The major axis of the ellipse (or oval) of the first metal block and the major axis of the ellipse (or ellipse) of the second metal block intersect. The angle of the intersection is preferably 90 degrees, but is not limited thereto. Since these major axes intersect each other, when the first metal mass and the second metal mass are joined, the first metal is independent of the mutual positional relationship between the metal masses. Joining of the mass with the second metal mass is achieved.

前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状をストライプ状とし、かつ、前記第1の金属塊を構成する前記ストライプと、前記第2の金属塊を構成する前記ストライプとを互いに交差させる。   The first metal block and the second metal block are striped in contact with the first conductor and the second conductor, respectively, and constitute the first metal block The stripe and the stripe constituting the second metal block are crossed with each other.

なお、本段落では、前段落に記載した金属塊の配置形態について記載する。前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の形状はストライプ(細長い線)であり、複数のストライプが平行して配列されている。前記第1の金属塊を構成するストライプと、前記第2の金属塊を構成するストライプとは互いに交差するような位置関係にある。この交差の角度は90度であることが好ましいが、この限りではない。これらのストライプ同士が互いに交差しているため、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊とを接合させる場合に、それらの金属塊の相互の位置関係によらず、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊との接合が達成される。   In addition, in this paragraph, it describes about the arrangement | positioning form of the metal lump described in the previous paragraph. The shape of the first metal block and the second metal block is a stripe (elongated line), and a plurality of stripes are arranged in parallel. The stripes forming the first metal block and the stripes forming the second metal block are in a positional relationship so as to intersect each other. The angle of the intersection is preferably 90 degrees, but is not limited thereto. Since these stripes cross each other, when the first metal mass and the second metal mass are joined, the first metal is independent of the positional relationship between the metal masses. Joining of the mass with the second metal mass is achieved.

半導体チップが搭載されている領域内の指定された領域の前記半導体インターポーザの厚さを、前記第1の導電体および前記第1の金属塊が配置されている領域の前記半導体インターポーザの厚さを超えないようにする。   The thickness of the semiconductor interposer in a specified region within the region where the semiconductor chip is mounted, and the thickness of the semiconductor interposer in the region where the first conductor and the first metal block are disposed. Do not exceed.

なお、前記半導体インターポーザの厚さは指定された一定値ではなく、該半導体インターポーザの指定された領域の厚さが、他の領域の厚さよりも小さい構成も本発明に含まれる。例えば、該半導体インターポーザの中央部分を占める領域の厚さを、該半導体インターポーザの周辺領域の厚さよりも小さくすることである。なお、「指定された領域」とは、前記半導体チップが搭載される領域であり、一般的には、該半導体チップの面積よりも小さい面積を有する領域である。また、前記半導体インターポーザの厚さを部分的に小さくする場合、該半導体インターポーザの表面側からエッチングなどの周知の手法で掘りこんでも良く、また、該半導体インターポーザの裏面側から掘りこんでも良い。さらには、該半導体インターポーザの表裏面の両側から掘りこんで部分的に厚さを小さくしても良い。   The thickness of the semiconductor interposer is not a specified constant value, and a configuration in which the thickness of the specified region of the semiconductor interposer is smaller than the thickness of other regions is also included in the present invention. For example, the thickness of the region occupying the central portion of the semiconductor interposer is made smaller than the thickness of the peripheral region of the semiconductor interposer. The “designated region” is a region where the semiconductor chip is mounted, and is generally a region having an area smaller than the area of the semiconductor chip. Further, when partially reducing the thickness of the semiconductor interposer, the semiconductor interposer may be dug from the surface side of the semiconductor interposer by a known method such as etching, or may be dug from the back side of the semiconductor interposer. Furthermore, the thickness may be partially reduced by digging from both sides of the front and back surfaces of the semiconductor interposer.

なお、本発明では、前記第1の半導体デバイスが前記した「第2の半導体デバイスあるいは配線基板」上に搭載される、「2段構成」(前記配線基板も1段としている)が示されているが、これに限らず、3段以上の多段構成であっても良い。かかる多段構成の場合には、前々段落に記載したような、前記半導体インターポーザの指定された領域の厚さが部分的に薄くなっているような構成により、該多段構成の全体の高さを低く(低背化)できる利点が発生する。   In the present invention, a “two-stage configuration” (the wiring board is also one stage) is shown in which the first semiconductor device is mounted on the “second semiconductor device or wiring board” described above. However, the present invention is not limited to this, and a multi-stage configuration of three or more stages may be used. In the case of such a multistage configuration, the overall height of the multistage configuration is reduced by a configuration in which the thickness of the specified region of the semiconductor interposer is partially reduced as described in the previous paragraph. The advantage that it can be lowered (lower profile) occurs.

前記半導体インターポーザの中央部に開口形状を持たせ、前記開口形状の上部に半導体チップを搭載する。   An opening shape is provided at the center of the semiconductor interposer, and a semiconductor chip is mounted on top of the opening shape.

なお、前記半導体インターポーザに開口を設け、前記半導体チップの周辺領域を該半導体インターポーザで支持しても良い。この構成では、該半導体チップの4辺の端部を該半導体インターポーザの開口形状で支持しても良く、さらには、該半導体チップの相対する2辺の端部を該半導体インターポーザの開口形状で支持しても良い。   Note that an opening may be provided in the semiconductor interposer, and the peripheral region of the semiconductor chip may be supported by the semiconductor interposer. In this configuration, the ends of the four sides of the semiconductor chip may be supported by the opening shape of the semiconductor interposer, and further, the ends of the two opposite sides of the semiconductor chip are supported by the opening shape of the semiconductor interposer. You may do it.

なお、本発明では、前記第1の半導体デバイスが前記した「第2の半導体デバイスあるいは配線基板」上に搭載される、「2段構成」(前記配線基板も1段としている)が示されているが、これに限らず、3段以上の多段構成であっても良い。かかる多段構成の場合には、前々段落に記載したような、前記半導体インターポーザの中央部に開口があるような構成により、該多段構成の全体の高さを低く(低背化)できる利点が発生する。   In the present invention, a “two-stage configuration” (the wiring board is also one stage) is shown in which the first semiconductor device is mounted on the “second semiconductor device or wiring board” described above. However, the present invention is not limited to this, and a multi-stage configuration of three or more stages may be used. In the case of such a multi-stage configuration, there is an advantage that the overall height of the multi-stage configuration can be reduced (low profile) by the configuration having an opening at the center of the semiconductor interposer as described in the previous paragraph. appear.

なお、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊とを接合する際に、その接合強度を増大させるために、該接合の領域周辺、あるいは、前記第1の半導体デバイスと前記した「第2の半導体デバイスあるいは配線基板」との間に、樹脂などから形成されるアンダーフィルを設けても良い。該アンダーフィルに用いられる樹脂の種類は多く、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、導体を含有した導電性樹脂などがある。また、特定の樹脂に対しても、粘度や融点などが異なる多くのグレードが存在する。しかしながら、本発明では、アンダーフィルに用いられる樹脂の種類やグレードなどには限定されない。例えば、プリアプライ樹脂と称される機能性樹脂(熱硬化性樹脂内にハンダ粒子を混合)を用い、該樹脂が有する「導電体が存在する領域には溶融したハンダ粒子が集合して再凝固し、導電体が存在しない領域には樹脂のみが残り固化する」特性を利用することが挙げられる。   Note that, when the first metal block and the second metal block are bonded, in order to increase the bonding strength, the periphery of the bonding region or the first semiconductor device and the above-mentioned “first” An underfill formed of a resin or the like may be provided between the “second semiconductor device or the wiring board”. There are many types of resins used for the underfill, and examples include thermoplastic resins, thermosetting resins, and conductive resins containing conductors. Also, there are many grades with different viscosities and melting points for specific resins. However, the present invention is not limited to the type or grade of resin used for underfill. For example, a functional resin called a pre-applied resin (solder particles are mixed in a thermosetting resin) is used, and the resin has “melted solder particles gather and re-solidify in the region where the conductor exists. In other words, it is possible to use the property that only the resin remains and solidifies in a region where no conductor exists.

本発明により、従来例よりも一層の低背化を達成する実装方法が提供された。   According to the present invention, there has been provided a mounting method that achieves a further reduction in height as compared with the conventional example.

前記第1の半導体デバイスと、前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板との電気接続を、前記第1の半導体デバイスの個々の端子部に配置された複数の微小な金属塊(ボール形状の端子となる)を介して行なうことにより、従来、低背化の制限要素となっていた導電ボールの大きさの課題が克服できた。さらに、前記金属塊を複数個配置することにより、コプラナリティに起因する電気接続の歩留まり改善、信頼性向上、流れる電流の最大値を増大させることもできた。   An electrical connection between the first semiconductor device and the second semiconductor device or the wiring board is made up of a plurality of minute metal blocks (ball-shaped terminals and terminals) arranged at individual terminal portions of the first semiconductor device. The problem of the size of the conductive ball, which has conventionally been a limiting factor for reducing the height, can be overcome. Furthermore, by arranging a plurality of the metal masses, it was possible to improve the yield of electrical connection, improve the reliability, and increase the maximum value of flowing current due to coplanarity.

前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の形状を半球とし、その半径をrとする。かかる条件では、前記第1の半導体デバイスを前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板に対向させて、前記2つの金属塊を接触させた状態では、前記第1の半導体デバイスの第1主面と前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板の第2主面との距離は2rである。また、2つの金属塊の体積の和は半径rの球の体積となるので、その値は(4π/3)×r^3となる。なお、ここで「r^3」なる表記は「rの3乗」を表している。次に2つの金属塊の温度を上げ、両者が溶融し、円柱になったと仮定する。かかる状態では、円柱の底面積はπr^2になると考えられるので、円柱の高さは4r/3となる。この結果、前記した2つの主面間の距離は4r/3に減少することになる。前記溶融状態では、完全な円柱ではなく、中央部が膨らんだ「ビア樽」形状に近いので、該主面間の距離は4r/3よりも小さい値になる。すなわち、前記した2つの金属塊を接触、溶融する過程では、該主面間の距離は前記金属塊の大きさに比例する。例えば、r=280マイクロメータ(従来例での導電ボールの標準値)の場合には、該主面間の距離は370マイクロメータ(ビア樽形状ではこの値以下)になる。一方、r=5マイクロメータ(本発明を実施した時の一例として例示した数値)の場合には、該主面間の距離は7マイクロメータ(ビア樽形状ではこの値以下)になる。すなわち、前記金属塊(導電ボール)の大きさを小さくすることにより、前記した「(2)上下段の半導体デバイスを接続する導電ボールの大きさ」に起因する低背化の限界を打破することが可能となる。また、前記金属塊を微小化することにより、それぞれの金属塊の大きさがばらつき(コプラナリティが劣化)、対向する2つの金属塊の接触、溶融が達成されにくくなる。しかし、少なくとも2個の前記金属塊を配置することにより、接触と溶融が達成される金属塊の数を増やすことができ、コプラナリティの課題を解決することができた。   The shape of the first metal block and the second metal block is a hemisphere, and its radius is r. Under such conditions, in a state where the first semiconductor device is opposed to the second semiconductor device or the wiring substrate and the two metal blocks are in contact with each other, the first main surface of the first semiconductor device and the first semiconductor device The distance from the second main surface of the second semiconductor device or the wiring board is 2r. Further, since the sum of the volumes of the two metal blocks is the volume of a sphere having a radius r, the value is (4π / 3) × r ^ 3. Here, the notation “r ^ 3” represents “r to the third power”. Next, it is assumed that the temperature of the two metal lumps is raised and both melt and become a cylinder. In such a state, the bottom area of the cylinder is considered to be πr ^ 2, so the height of the cylinder is 4r / 3. As a result, the distance between the two main surfaces is reduced to 4r / 3. In the molten state, the distance between the main surfaces is smaller than 4r / 3 because the center portion is not a perfect cylinder but close to a “via barrel” shape in which the central portion is swollen. That is, in the process of contacting and melting the two metal lumps, the distance between the main surfaces is proportional to the size of the metal lumps. For example, in the case of r = 280 micrometers (standard value of the conductive ball in the conventional example), the distance between the main surfaces is 370 micrometers (this value is less than this value in the via barrel shape). On the other hand, in the case of r = 5 micrometers (the numerical value exemplified as an example when the present invention is implemented), the distance between the main surfaces is 7 micrometers (this value is less than this value in the via barrel shape). That is, by reducing the size of the metal lump (conductive ball), the limit of low profile caused by the above-mentioned “(2) Size of conductive ball connecting upper and lower semiconductor devices” is overcome. Is possible. Further, by miniaturizing the metal lump, the size of each metal lump varies (coplanarity is deteriorated), and it becomes difficult to achieve contact and melting between two opposed metal lumps. However, by disposing at least two metal blocks, the number of metal blocks that can be contacted and melted can be increased, and the coplanarity problem can be solved.

前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状を円形とし、その直径をd、配列ピッチをpとした時、直径の配列ピッチに対する比(=d/p)を0.58を超える値に設定することにより、前記第1の半導体デバイスと前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板とを電気接続するプロセスでの目合わせ精度を大幅に改善することができた。すなわち、前記した比(0.58以上)にすると、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊との相対位置に制限されず、確実に電気導電路を形成することが可能となった。また、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の前記形状が正方形を含む多角形である場合には、該多角形に内接する円の直径と配列ピッチの比を0.58を超える値とすることにより、前記目合わせ精度の改善が可能となった。   When the first metal block and the second metal block have a circular shape in contact with the first conductor and the second conductor, the diameter is d, and the arrangement pitch is p, By setting the ratio of the diameter to the arrangement pitch (= d / p) to a value exceeding 0.58, the eye in the process of electrically connecting the first semiconductor device and the second semiconductor device or the wiring board The alignment accuracy could be greatly improved. That is, when the ratio is 0.58 or more, it is possible to reliably form an electric conduction path without being limited to the relative position between the first metal block and the second metal block. . Further, when the shape of the first metal block and the second metal block is a polygon including a square, the ratio of the diameter of the circle inscribed in the polygon and the arrangement pitch exceeds 0.58. By using the value, the alignment accuracy can be improved.

前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状を楕円形あるいは長円形とし、該楕円あるいは該長円の長径同士を交差させることにより、前記目合わせ精度の改善が可能となった。さらに、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状をストライプ状とし、該ストライプ同士を交差させることにより、前記目合わせ精度の一層の改善が可能となった。   The shape of the first metal block and the second metal block contacting the first conductor and the second conductor is an ellipse or an ellipse, respectively, and the major axes of the ellipse or the ellipse are By crossing, the alignment accuracy can be improved. Further, the first metal block and the second metal block are in a stripe shape in contact with the first conductor and the second conductor, respectively, and by crossing the stripes, It has become possible to further improve the alignment accuracy.

さらに、半導体チップとインターポーザの積層構造で前記第1の半導体デバイスを作成する時、前記半導体チップと前記半導体インターポーザに複数の微小な金属塊を配置し、これらの接合により電気接続を得る実装方法を採用した結果、前記第1の半導体デバイス自身の低背化が達成された。かかる実装方法によれば、電気接続のためのボンディングワイヤが必要とする空間が不要になり、さらに、従来の「単一の金属塊」で実装する場合と比較してより一層の高さ低減を図ることが可能となった。   Furthermore, when producing the first semiconductor device with a laminated structure of a semiconductor chip and an interposer, a mounting method for arranging a plurality of minute metal blocks on the semiconductor chip and the semiconductor interposer and obtaining electrical connection by joining them As a result of the adoption, a reduction in the height of the first semiconductor device itself was achieved. According to such a mounting method, the space required for the bonding wire for electrical connection becomes unnecessary, and further, the height can be further reduced as compared with the case of mounting with the conventional “single metal lump”. It became possible to plan.

インターポーザの材料として機械的強度が大きいシリコン半導体を採用することにより、従来多用されてきた樹脂製インターポーザと比較して、インターポーザ部分の厚さを小さくでき、より一層の低背化が実現できた。インターポーザに機械的応力が印加された場合、変形量(例えば、撓みの量)は、材質のヤング率(機械的強度を表す1つの指標)に比例することが知られている。半導体シリコンのヤング率は130GPaであり、一方、樹脂材料のヤング率は樹脂の種類、グレードなどで大きく変動するが、10〜800MPa程度である。すなわち、半導体シリコンは樹脂と比較して100倍以上強度が大きい。このため、インターポーザの厚さを100マイクロメータ以下にしても十分な機械的強度が得られた。さらに、半導体インターポーザは集積回路技術を用いて作成される(樹脂製インターポーザはプリント基板技術で作成されることが多い)ので、インターポーザ表面の配線パターンを微細化、あるいは、複数の配線層による積層化も可能となった。   By adopting a silicon semiconductor having high mechanical strength as the material of the interposer, the thickness of the interposer portion can be reduced and a further reduction in height can be realized as compared with the resin interposer that has been widely used. When mechanical stress is applied to the interposer, it is known that the amount of deformation (for example, the amount of bending) is proportional to the Young's modulus (one index representing the mechanical strength) of the material. The Young's modulus of semiconductor silicon is 130 GPa, while the Young's modulus of the resin material varies greatly depending on the type and grade of the resin, but is about 10 to 800 MPa. That is, semiconductor silicon is 100 times or more stronger than resin. For this reason, sufficient mechanical strength was obtained even when the thickness of the interposer was 100 micrometers or less. Furthermore, semiconductor interposers are created using integrated circuit technology (resin interposers are often created using printed circuit board technology), so the wiring pattern on the surface of the interposer is miniaturized or laminated with multiple wiring layers. Also became possible.

半導体インターポーザを部分的に薄く加工することにより、複数の半導体デバイスを積層した時に、積層構造の高さを低減することができた。すなわち、2つの半導体デバイスが上下に積層される構成では、上側の半導体デバイスの半導体インターポーザの窪み(該インターポーザの厚さが小さい部分である)に、下側の半導体デバイスを構成する半導体チップが入り込むことになる。この結果、低背化に寄与する実装方法が得られた。   By partially thinning the semiconductor interposer, the height of the stacked structure could be reduced when multiple semiconductor devices were stacked. That is, in a configuration in which two semiconductor devices are stacked one above the other, a semiconductor chip that constitutes the lower semiconductor device enters the recess of the semiconductor interposer of the upper semiconductor device (the thickness of the interposer is small). It will be. As a result, a mounting method that contributes to a reduction in height was obtained.

さらに、半導体インターポーザの中央領域を除去して開口形状を設けることにより、前段落で記載した場合よりも一層の低背化が可能となった。また、半導体チップの裏面に放熱機構を直接接触させることが可能となったため、放熱効果を大幅に増大させることも可能となった。   Furthermore, by removing the central region of the semiconductor interposer and providing an opening shape, the height can be further reduced as compared with the case described in the previous paragraph. Further, since the heat dissipation mechanism can be brought into direct contact with the back surface of the semiconductor chip, the heat dissipation effect can be greatly increased.

半導体デバイスの実装を示す図である。 <実施例1>It is a figure which shows mounting of a semiconductor device. <Example 1> 金属塊に着目して本発明を説明する図である。It is a figure explaining paying attention to a metal lump. 金属塊の形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of a metal lump. 半導体デバイスの位置関係を説明する図である。It is a figure explaining the positional relationship of a semiconductor device. 金属塊の大きさにより電気的接続が容易になることを説明する図である。 <実施例2>It is a figure explaining electrical connection becoming easy by the magnitude | size of a metal lump. <Example 2> 金属塊の配置により電気的接続が容易になることを説明する図である。 <実施例3>It is a figure explaining that electrical connection becomes easy by arrangement | positioning of a metal lump. <Example 3> 金属塊の形状と配置を説明する図である。 <金属塊の形状と配置−1> <実施例4>It is a figure explaining the shape and arrangement | positioning of a metal lump. <Shape and Arrangement of Metal Mass-1> <Example 4> 金属塊の形状と配置を説明する図である。 <金属塊の形状と配置−2> <実施例5>It is a figure explaining the shape and arrangement | positioning of a metal lump. <Shape and Arrangement of Metal Mass-2> <Example 5> 金属塊の形状と配置を説明する図である。 <金属塊の形状と配置−3> <実施例6>It is a figure explaining the shape and arrangement | positioning of a metal lump. <Shape and Arrangement of Metal Mass-3> <Example 6> 半導体デバイスの実装を示す図である。 <半導体デバイスの実装−1> <実施例7>It is a figure which shows mounting of a semiconductor device. <Semiconductor Device Mounting-1> <Example 7> 半導体デバイス実装の製造フローである。 <半導体デバイスの実装−2> <実施例8>It is a manufacturing flow of semiconductor device mounting. <Semiconductor Device Mounting-2> <Example 8> 金属塊と導電路の作成を説明する図である。 <導電路の形成方法> <実施例9>It is a figure explaining creation of a metal lump and a conductive path. <Method for Forming Conductive Path> <Example 9> 半導体デバイスを多段に構成した図である。 <実施例10>It is the figure which comprised the semiconductor device in multiple stages. <Example 10> 半導体チップとインターポーザの接続を説明する図である。 <半導体チップとインターポーザとの電気的接続への適用> <実施例11>It is a figure explaining the connection of a semiconductor chip and an interposer. <Application to Electrical Connection of Semiconductor Chip and Interposer> <Example 11> 半導体インターポーザの形状を説明する図である。 <半導体インターポーザの形状−1> <実施例12>It is a figure explaining the shape of a semiconductor interposer. <Shape of Semiconductor Interposer-1> <Example 12> 半導体インターポーザの形状を説明する図である。 <半導体インターポーザの形状−2> <実施例13>It is a figure explaining the shape of a semiconductor interposer. <Shape of Semiconductor Interposer-2> <Example 13> 図16に示した半導体デバイス実装の製造フローである。 <半導体デバイスの実装−3> <実施例14>FIG. 17 is a manufacturing flow for mounting the semiconductor device shown in FIG. 16; FIG. <Semiconductor Device Mounting-3> <Example 14> 放熱効果が大きい構成を示す図である。 <半導体デバイスの実装−4> <実施例15>It is a figure which shows the structure with a large heat dissipation effect. <Semiconductor Device Mounting-4> <Example 15> 半導体デバイスの積層例である。 <従来例>It is a lamination example of a semiconductor device. <Conventional example>

以下、図面に示した本発明によるインターポーザを詳細に説明する。   Hereinafter, an interposer according to the present invention shown in the drawings will be described in detail.

図1は半導体デバイスの実装を示す図であり、本発明の実施例1である。同図(a)において、10は第1の半導体デバイス、11は10の第1主面、12は11上に配置された第1の導電体、13は12上に配置された第1の金属塊である。同図(a)においては、12は少なくとも2個配置された前記第1の導電体であり、説明の便宜上、1個のみが図示されている。また、同図(a)には、4個の金属塊13が配置されている例が示されているが、その数については少なくとも2個であれば良い。15は第2の半導体デバイスあるいは配線基板、16は15の第2主面、17は16上に配置された第2の導電体、18は17上に配置された第2の金属塊である。17は少なくとも2個配置された前記第2の導電体であり、説明の便宜上、1個のみが図示されている。また、同図(a)では、4個の金属塊18が配置されている例が示されているが、その数については少なくとも2個であれば良い。金属塊13と18は半田や金錫共晶などで構成されており、それぞれの大きさと配列ピッチは等しいことが望ましいが、これに限らない。同図(a)では、10と15とが電気接続される前に、前記金属塊(13と18)が対抗するように配置された状態が示されている。かかる状態から、10と15は図の上下方向に移動され、互いに機械的に接触するよう相互の位置関係が設定される。さらに、機械的に接触している10と15を高温雰囲気で熱処理することにより、13と18が溶融、再凝固して一体化され、導電路20が形成される。同図(b)は、一体化された状態での10と15が示されている。   FIG. 1 is a diagram showing mounting of a semiconductor device, which is Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1A, 10 is a first semiconductor device, 11 is a first main surface of 10, 12 is a first conductor disposed on 11, and 13 is a first metal disposed on 12. It is a lump. In FIG. 4A, at least two first conductors 12 are arranged, and for convenience of explanation, only one is shown. Moreover, although the example in which the four metal lumps 13 are arrange | positioned is shown by the figure (a), about the number should just be at least two. 15 is a second semiconductor device or wiring substrate, 16 is a second main surface of 15, 17 is a second conductor disposed on 16, and 18 is a second metal block disposed on 17. Reference numeral 17 denotes at least two second conductors, and only one is shown for convenience of explanation. Moreover, although the example in which four metal blocks 18 are arranged is shown in FIG. 5A, the number of the metal blocks 18 may be at least two. The metal lumps 13 and 18 are made of solder, gold-tin eutectic, or the like, and it is desirable that the size and the arrangement pitch are the same, but the present invention is not limited to this. FIG. 2A shows a state in which the metal blocks (13 and 18) are arranged to oppose each other before 10 and 15 are electrically connected. From this state, 10 and 15 are moved in the vertical direction in the figure, and the mutual positional relationship is set so that they are in mechanical contact with each other. Furthermore, by heat-treating 10 and 15 which are in mechanical contact in a high temperature atmosphere, 13 and 18 are melted and re-solidified to be integrated to form a conductive path 20. FIG. 2B shows 10 and 15 in an integrated state.

図1(c)から図1(e)は上記した金属塊の溶融状況を説明する図である。これらの図では、説明の便宜上、10に配置された単一の金属塊22と、15に配置された単一の金属塊23のみが示されている。同図(c)では、これらの金属塊が共に半径rの半球である場合が示されている。半球を仮定すると、それぞれの金属塊の高さはrであり、前記した第1と第2の導電体に接するのは直径2rの円となる。また、それぞれの半球金属塊の体積の和は(4π/3)・r^3となる。すなわち、2つの半球の体積の和は、仮想的な全球の体積と等しくなっている。ここで、「r^3」なる表記は「rの3乗」を表している。次に、同図(d)のように、2個の金属塊が溶融、再凝固して、単一の円柱形状に変化し、導電路24が形成された場合を想定する。この円柱の底は直径2rの円である。また、溶融しても金属塊の全体積が変化しないと仮定すると、円柱の高さは4r/3となる。しかしながら、溶融して再凝固する場合には表面張力が働くので、円柱ではなく、同図(e)に例示したような「ビア樽」形状の導電路25になる。この結果、ビア樽の高さbは4r/3よりも小さい値になる。同図(e)に示した高さbの詳細な値は、表面張力や前記熱処理過程における10と15を押し付ける力に依存するが、大略rと等しいと想定できる。かかる分析によれば、「それぞれが等しい大きさを有する半球状の2個の金属塊を接触させ、熱処理で溶融、再凝固させた時、金属塊の半径とほぼ等しい高さのビア樽形状の導電路で電気接続される」ことが明らかになった。なお、本段落での説明においては、22と23とが同一材料で構成されており、溶融と再凝固がほぼ同じタイミングで起こると仮定している。しかしながら、本実施例では、これに限らず、22と23が別の材料、例えば、22が高温半田、23が低温半田のような組合せであっても良い。また、前記した10と15とを互いに押し付ける力に関しても、何ら制限はない。一般には、導電体12と17の数や、面積などにより、実験的に決定されるが、これに限らない。さらには、前記第1の半導体デバイス10を前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板15上に置き、当該10の自重で押し付ける力を発生させても良い。   FIG.1 (c) to FIG.1 (e) is a figure explaining the melting condition of the above-mentioned metal lump. In these drawings, only a single metal block 22 arranged at 10 and a single metal block 23 arranged at 15 are shown for convenience of explanation. FIG. 4C shows a case where both of these metal blocks are hemispheres having a radius r. Assuming a hemisphere, the height of each metal block is r, and a circle having a diameter of 2r is in contact with the first and second conductors. The sum of the volumes of the respective hemispherical metal blocks is (4π / 3) · r ^ 3. That is, the sum of the volumes of the two hemispheres is equal to the volume of the virtual whole sphere. Here, the notation “r ^ 3” represents “r to the third power”. Next, as shown in FIG. 6D, it is assumed that the two metal blocks are melted and re-solidified to change to a single cylindrical shape and the conductive path 24 is formed. The bottom of this cylinder is a circle with a diameter of 2r. Moreover, if it assumes that the total volume of a metal lump does not change even if it fuse | melts, the height of a cylinder will be 4r / 3. However, since the surface tension works when it is melted and re-solidified, the conductive path 25 has a “via barrel” shape as illustrated in FIG. As a result, the height b of the via barrel becomes a value smaller than 4r / 3. The detailed value of the height b shown in FIG. 5E depends on the surface tension and the force pressing 10 and 15 in the heat treatment process, but can be assumed to be approximately equal to r. According to such analysis, “when two hemispherical metal blocks each having the same size are brought into contact with each other and melted and re-solidified by heat treatment, the shape of a via barrel having a height approximately equal to the radius of the metal block It became clear that they are electrically connected by a conductive path. In the description in this paragraph, it is assumed that 22 and 23 are made of the same material, and that melting and re-solidification occur at substantially the same timing. However, in this embodiment, the present invention is not limited to this, and 22 and 23 may be different materials, for example, 22 may be a combination of high temperature solder and 23 may be a low temperature solder. Moreover, there is no restriction | limiting also regarding the force which presses said 10 and 15 mutually. Generally, it is experimentally determined by the number of conductors 12 and 17, the area, etc., but is not limited thereto. Further, the first semiconductor device 10 may be placed on the second semiconductor device or the wiring substrate 15 and a force for pressing with the weight of the 10 may be generated.

図2は金属塊の大きさに着目し、本実施例1と従来例との差異を説明する図であり、図1と同一番号は同一構成要素を示している。同図(a)と(b)は従来例を、同図(c)と(d)は本発明による実施例を示している。また、同図(a)と(c)は2つの半導体デバイスを電気接続するための金属塊が配置されている状態を平面図として示しており、同図(b)と(d)は2つ半導体デバイスが電気接続された状態を断面図として示している。同図(a)において、30は半導体デバイスであり、31は当該半導体デバイスの下面(第1主面に相当)である。32は電気接続のための金属塊であり、同図(a)では、当該金属塊の直径が250マイクロメータ、配列ピッチが500マイクロメータである場合が例示されている。同図(b)は同図(a)に例示した構造を用いて、2つの半導体デバイス30と35を電気接続した状態を示している。前記したように、金属塊の溶融、再凝固により形成された導電路の高さは大略当該金属塊の半径と等しくなるので、同図(b)では125マイクロメータになることが例示されている。なお、従来例である同図(b)の断面図から明らかなように、図2(a)の構成では、「前記第1の導電体表面に、1個の『大きな』金属塊が配置されており、導電路は1個の『大きな』金属塊で実現している」ことになる。一方、同図(c)に示した本発明による実施例では、前記した『大きな』金属塊の代りに、複数の『小さな』金属塊が配置されている。同図(c)は、従来例である同図(a)の一部(丸印で表記)を拡大して描いた図である。同図(c)では、前記第1の導電体12の表面に、より具体的には直径250マイクロメータの円内に、多数の前記第1の金属塊13が配置されている。当該13の大きさ(直径)は大略10マイクロメータ、最小値としては大略5マイクロメータである。かかる構成で、前記第1の半導体デバイス10と前記第2の半導体デバイス15とを電気接続した状態が図2(d)に示されている。なお、同図(d)は同図(c)の丸印の部分を拡大したことに対応している。前記したように、当該13の直径を10マイクロメータとした場合には、前記第1の半導体デバイスと前記第2の半導体デバイスとを電気接続する導電路の高さは大略5マイクロメータとなる。この結果、従来技術での課題であった低背化の制限を克服することができる。なお、本段落では、前記15と35とが半導体デバイスであると仮定した表現になっているが、当該15と35とがプリント基板などの配線基板などであっても良い。   FIG. 2 is a diagram for explaining the difference between the first embodiment and the conventional example, paying attention to the size of the metal block, and the same numbers as those in FIG. 1 indicate the same components. FIGS. 9A and 9B show a conventional example, and FIGS. 9C and 9D show an embodiment according to the present invention. FIGS. 7A and 7C are plan views showing a state in which a metal block for electrically connecting two semiconductor devices is arranged, and FIGS. 2B and 2D are two views. The state where the semiconductor device is electrically connected is shown as a cross-sectional view. In FIG. 2A, reference numeral 30 denotes a semiconductor device, and reference numeral 31 denotes a lower surface (corresponding to a first main surface) of the semiconductor device. Reference numeral 32 denotes a metal block for electrical connection, and FIG. 1A illustrates a case where the diameter of the metal block is 250 micrometers and the arrangement pitch is 500 micrometers. FIG. 2B shows a state in which the two semiconductor devices 30 and 35 are electrically connected using the structure illustrated in FIG. As described above, since the height of the conductive path formed by melting and re-solidifying the metal lump is approximately equal to the radius of the metal lump, FIG. . As is clear from the sectional view of FIG. 2B, which is a conventional example, in the configuration of FIG. 2A, “one“ large ”metal lump is arranged on the surface of the first conductor. The conductive path is realized by one “large” metal lump ”. On the other hand, in the embodiment according to the present invention shown in FIG. 5C, a plurality of “small” metal blocks are arranged in place of the above “large” metal blocks. FIG. 4C is an enlarged view of a part (indicated by a circle) of FIG. In FIG. 3C, a large number of the first metal masses 13 are arranged on the surface of the first conductor 12, more specifically, in a circle having a diameter of 250 micrometers. The size (diameter) of the 13 is approximately 10 micrometers, and the minimum value is approximately 5 micrometers. FIG. 2D shows a state where the first semiconductor device 10 and the second semiconductor device 15 are electrically connected in such a configuration. Note that FIG. 6D corresponds to an enlarged portion of the circle in FIG. As described above, when the diameter of the 13 is 10 micrometers, the height of the conductive path that electrically connects the first semiconductor device and the second semiconductor device is approximately 5 micrometers. As a result, it is possible to overcome the limitation of low profile, which was a problem in the prior art. In this paragraph, the above 15 and 35 are assumed to be semiconductor devices, but the 15 and 35 may be printed circuit boards or the like.

前段落では、本発明による実施例1が従来例とは異なることを記載した。すなわち、 従来例:半導体デバイスに設けられた導電体上に単一の『大きな』金属塊を配置し、
当該金属塊で前記導電路を形成する。
実施例1:半導体デバイスに設けられた導電体上に複数の『小さな』金属塊を配置 し、当該複数の金属塊で前記導電路を形成する。
ことが差異である。
In the previous paragraph, it was described that Example 1 according to the present invention is different from the conventional example. In other words, conventional example: a single “large” metal block is placed on a conductor provided in a semiconductor device,
The conductive path is formed by the metal block.
Example 1: A plurality of “small” metal blocks are arranged on a conductor provided in a semiconductor device, and the conductive path is formed by the plurality of metal blocks.
That is the difference.

図3は前記第1の金属塊の形状を説明する図であり、同図において図1と同一番号は同一構成要素を示している。また、説明の便宜上、上下逆転して図が示されている。同図(a)において、40は第1の導電体12の表面に積層された樹脂膜などから成るマスク層であり、当該12の領域の一部、すなわち、当該第1の金属塊が配置されない領域を被覆している。当該マスク層は第1の金属塊41を形成する際に利用される。特に、前記した金属塊の溶融、再凝固過程で、当該金属塊が横方向に拡がることを防止する。かかる防止のためには、当該第1の金属塊が溶融した状態で、当該マスク層の表面が「撥水性」(より厳密な表現では「濡れ性が低い」)であることが必要である。同図(a)、(b)、(c)において、41、42、43はそれぞれ形状の異なる第1の金属塊であり、41は球に近い形状の場合、42は半球形状の場合、43は半球よりも平らな形状の場合が示されている。前段落までは、当該42の形状に対して記載している。しかしながら、前記第1の金属塊の製造条件によっては、前記41から43のような形状になる。すなわち、前記第1の金属塊を配置する際の、当該金属塊の体積(あるいは量)によって、前記第1の金属塊の形状は決定される。同図(a)から同図(b)に例示した形状のいずれが最適な形状であるかは、前記した溶融、再凝固の条件などにより決定され、設計要因であると言える。また、本段落では半球状類似の前記第1の金属塊について記載したが、これ以外の形状、例えば、前記第1の導電体に接する形状が四角形を含む多角形であっても良い。例えば、該形状が正方形の場合には、前記第1の金属塊の3次元形状は、「頂上と稜線が丸くなったピラミッド形状」になる。さらに、本段落では、前記第1の金属塊について記載したが、前記第2の金属塊についても同様な記載が可能である。   FIG. 3 is a view for explaining the shape of the first metal block, in which the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. For convenience of explanation, the figure is shown upside down. In FIG. 2A, reference numeral 40 denotes a mask layer made of a resin film or the like laminated on the surface of the first conductor 12, and a part of the 12 regions, that is, the first metal block is not arranged. Covers the area. The mask layer is used when the first metal block 41 is formed. In particular, the metal lump is prevented from spreading laterally in the process of melting and resolidifying the metal lump. In order to prevent this, it is necessary that the surface of the mask layer be “water-repellent” (in a stricter expression, “low wettability”) in a state where the first metal block is melted. In FIGS. 4A, 4B, and 4C, reference numerals 41, 42, and 43 denote first metal blocks having different shapes. Reference numeral 41 denotes a shape close to a sphere, and 42 denotes a hemispherical shape. Shows the case of a flatter shape than the hemisphere. Up to the previous paragraph, the shape of 42 is described. However, depending on the manufacturing conditions of the first metal lump, the shape is 41 to 43. That is, the shape of the first metal mass is determined by the volume (or amount) of the metal mass when the first metal mass is arranged. Which of the shapes illustrated in FIG. 6A to FIG. 5B is the optimum shape is determined by the above-described melting and re-solidification conditions, and can be said to be a design factor. Moreover, although the said 1st metal lump similar to hemisphere was described in this paragraph, shapes other than this, for example, the shape which touches the said 1st conductor, may be a polygon containing a square. For example, when the shape is a square, the three-dimensional shape of the first metal block is a “pyramid shape with rounded tops and ridges”. Furthermore, in this paragraph, the first metal block has been described, but the same description can be applied to the second metal block.

図4は前記第1の半導体デバイスと前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板との位置関係を説明するための図であり、図1と同一番号は同一構成要素を示している。なお、同図では、前記第1の半導体デバイス10に設けられた第1の金属塊13と、前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板15に設けられた第2の金属塊18とが、同じ形状(図では半球)、同じ数(図では各5個)、同じ配列ピッチであることが例示されている。同図(a)は、前記第1の金属塊13と前記第2の金属塊18とが、同じ「空間的位相」で対向している場合が示されている。かかる場合には、前記10と15とを接触させ、前記した溶融、再凝固により、対向する上下の金属塊が前記導電路を形成する。同図(b)は、前記13と18との「空間的位相」がずれて対向している場合が示されている。かかる場合では、上下の金属塊は、ずれてはいるものの、互いに接触できる状態なので、前記した溶融、再凝固が起こり、前記導電路を形成することが可能である。同図(c)では、前記13と18との「空間的位相」が1ピッチ分ずれて対向している場合が示されている。かかる場合においても、ずれた状態で上下の金属塊が接触できるので、前記導電路の形成が可能である。ただし、かかる場合では、各5個の金属塊が配列されているが、そのうち4個のみが前記導電路の形成に寄与できることになる。一方、同図(d)に示した事例では、第1の金属塊51と第2の金属塊52の大きさ(半球の直径)が小さいので、前記した「空間的位相」の値によっては、対向する金属塊が接触できない場合が発生する。かかる場合には、前記第1の半導体デバイスと前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板との電気的接続が達成されなくなる。すなわち、金属塊の大きさと「空間的位相」によっては当該電気的接続が達成されないという不都合が発生する。   FIG. 4 is a view for explaining the positional relationship between the first semiconductor device and the second semiconductor device or the wiring board. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. In the figure, the first metal lump 13 provided on the first semiconductor device 10 and the second metal lump 18 provided on the second semiconductor device or the wiring board 15 have the same shape. (Hemisphere in the figure), the same number (five in the figure each), and the same arrangement pitch. FIG. 6A shows a case where the first metal block 13 and the second metal block 18 are opposed to each other with the same “spatial phase”. In such a case, 10 and 15 are brought into contact with each other, and the upper and lower metal blocks facing each other form the conductive path by the melting and re-solidification described above. FIG. 4B shows a case where the “spatial phase” of the above-described 13 and 18 are opposed to each other with a deviation. In such a case, the upper and lower metal lumps are displaced, but are in contact with each other. Therefore, the melting and re-solidification described above occur, and the conductive path can be formed. FIG. 2C shows a case where the “spatial phase” of the above-mentioned 13 and 18 is opposed by one pitch. Even in such a case, since the upper and lower metal blocks can be in contact with each other in a shifted state, the conductive path can be formed. However, in such a case, each of the five metal blocks is arranged, but only four of them can contribute to the formation of the conductive path. On the other hand, in the case shown in FIG. 4D, since the size of the first metal block 51 and the second metal block 52 (diameter of the hemisphere) is small, depending on the value of the “spatial phase” described above, There are cases where the opposing metal mass cannot contact. In such a case, electrical connection between the first semiconductor device and the second semiconductor device or the wiring board cannot be achieved. That is, the electrical connection cannot be achieved depending on the size of the metal block and the “spatial phase”.

<金属塊の大きさ>
図5は、前段落に記載した電気的接続の不達成という不都合を回避する実施例2を説明する図である。図において図1と同一番号は同一構成要素を示している。同図(a)は図4(a)と同様、「空間的位相」が一致、すなわち、前記第1の金属塊13と前記第2の金属塊18の全てが対向しており、これらの金属塊の最頂点の空間的位置が一致している場合である。また、同図(b)は「空間的位相」が180度ずれている場合、すなわち、前記第1の金属塊の配列に対して、前記第2の金属塊の配列が半ピッチだけずれている場合である。かかる「空間的位相」の180度のずれは、最大の位相ずれの状態であると言える。同図(b)のような場合に、前記第1の半導体デバイス10と前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板15との距離を近接させた状況を想定する。ここで、前記13と18の配列が1次元である、すなわち、前記した金属塊が1列に並んでいると仮定する。次に、(1)前記第1の金属塊13の最頂部(図では最下の点になる)が前記第2主面17にある第1の導電体12の表面に接し、かつ、(2)前記第2の金属塊18の最頂部(図では最上の点になる)が前記第1主面にある第2の導電体17の表面に接し、かつ、(3)前記第1の金属塊13と前記第2の金属塊18がそれぞれの表面(曲面である)で接している状態を想定する。かかる状態の平面図を同図(c)に、断面図を同図(d)に示す。同図(c)では、1個の前記第1の金属塊(図では61で表記)と、2個の前記第2の金属塊(図では62で表記)とが示されている。ただし、半球形状を仮定したこれらの3個の金属塊の直径はd1で、配列ピッチはpとしている。また、同図(c)のA−A’での断面図が同図(d)に示されている。すなわち、同図(d)には、上記(1)から(3)に記載した条件での、金属塊の位置関係が示されている。同図(d)から、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の直径d1と、配列ピッチpとの関係は d1/p=1/√3 =0.58 であることが導かれる。この関係は、金属塊が1次元に配列されている場合である。もし、金属塊が同図(e)のように2次元で配列されている場合には、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の直径d2と、配列ピッチpとの関係は d2/p=√2/√3=0.82 であることが導かれる。なお、同図(e)のB−B’での断面構造は同図(d)と同様になる。
<The size of the metal lump>
FIG. 5 is a diagram for explaining a second embodiment that avoids the inconvenience of not achieving the electrical connection described in the previous paragraph. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. 4A, as in FIG. 4A, the “spatial phase” coincides, that is, the first metal block 13 and the second metal block 18 all face each other. This is a case where the spatial positions of the top vertices of the chunk are coincident. FIG. 5B shows a case where the “spatial phase” is shifted by 180 degrees, that is, the arrangement of the second metal blocks is shifted by a half pitch with respect to the arrangement of the first metal blocks. Is the case. It can be said that the 180 degree shift of the “spatial phase” is the maximum phase shift state. Assume that the distance between the first semiconductor device 10 and the second semiconductor device or the wiring substrate 15 is close to the case shown in FIG. Here, it is assumed that the arrangement of 13 and 18 is one-dimensional, that is, the above-described metal blocks are arranged in a line. Next, (1) the top of the first metal block 13 (which is the lowest point in the figure) is in contact with the surface of the first conductor 12 on the second main surface 17, and (2 ) The top of the second metal block 18 (which is the highest point in the figure) is in contact with the surface of the second conductor 17 on the first main surface, and (3) the first metal block is It is assumed that 13 and the second metal block 18 are in contact with each other (which is a curved surface). A plan view of this state is shown in FIG. 2C, and a cross-sectional view is shown in FIG. FIG. 2C shows one of the first metal blocks (indicated by 61 in the figure) and two of the second metal blocks (indicated by 62 in the figure). However, the diameter of these three metal blocks assuming a hemispherical shape is d1, and the arrangement pitch is p. Further, a sectional view taken along the line AA 'in FIG. 4C is shown in FIG. That is, FIG. 4D shows the positional relationship of the metal blocks under the conditions described in (1) to (3) above. From FIG. 4D, it is derived that the relationship between the diameter d1 of the first metal block and the second metal block and the arrangement pitch p is d1 / p = 1 / √3 = 0.58. . This relationship is a case where the metal blocks are arranged one-dimensionally. If the metal lumps are arranged two-dimensionally as shown in FIG. 5E, the relationship between the diameter d2 of the first metal lumps and the second metal lumps and the arrangement pitch p is d2. It is derived that /p=√2/√3=0.82. Note that the cross-sectional structure taken along the line BB ′ in FIG. 9E is the same as that in FIG.

前段落では、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の直径d1(あるいはd2)と配列ピッチpを一定の関係に設定しておくことにより、前記第1の半導体デバイスと前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板との位置関係がずれても(「空間的位相」が180度であっても)、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊とは接触することが可能で、前記導電路を形成できることが示された。従来例では、各1個の前記第1の金属塊と前記第2の金属塊とを接触させ前記導電路を形成していた。このため、これらの金属塊の直径を小さくすると、前記第1の半導体デバイスと前記第2の半導体デバイスあるいは配線基板との相互の位置を正しく正対させることが必要となり、微細な位置調整を含む組立工程が必須であるという課題が存在した。しかしながら、本実施例では、微細な位置調整が不要であり、ラフな位置合わせでも確実に前記導電路が形成できることになり、本実施例の効果は大きい。   In the preceding paragraph, the first semiconductor device and the second metal mass are set to have a constant relationship between the diameter d1 (or d2) and the arrangement pitch p of the first metal mass and the second metal mass. The first metal block and the second metal block can be in contact with each other even if the positional relationship with the semiconductor device or the wiring board is shifted (even if the “spatial phase” is 180 degrees). It has been shown that the conductive path can be formed. In the conventional example, each of the first metal block and the second metal block is brought into contact with each other to form the conductive path. For this reason, when the diameters of these metal blocks are reduced, it is necessary to correctly align the positions of the first semiconductor device and the second semiconductor device or the wiring board, and include fine position adjustment. There was a problem that the assembly process was essential. However, in this embodiment, fine position adjustment is not required, and the conductive path can be reliably formed even in rough alignment, and the effect of this embodiment is great.

なお、上記段落では、金属塊が半球形状を有している場合について記載されている。もし、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の底面が円形でなく、正方形を含む多角形である場合には、上記した直径d1とd2を当該多角形の内接円の直径とし、上記した配列ピッチを当該多角形の配列ピッチとすることにより、同様な数値関係が得られることは明らかである。以上より、図5(d)に例示したような構造を実現するためには、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の底面の大きさ(dと表記する)を、当該金属塊の配列ピッチpの58%を超える値とすることが条件となる。   In the above paragraph, the case where the metal block has a hemispherical shape is described. If the bottom surfaces of the first metal block and the second metal block are not circular but are polygons including a square, the diameters d1 and d2 described above are the diameters of the inscribed circles of the polygons. It is obvious that the same numerical relationship can be obtained by setting the above-described arrangement pitch as the polygon arrangement pitch. As described above, in order to realize the structure illustrated in FIG. 5D, the size of the bottom surfaces of the first metal block and the second metal block (denoted as d) is set to the metal block. The condition is that the value exceeds 58% of the arrangement pitch p.

<金属塊の配置>
図6は本発明の実施例3であり、金属塊の配置により電気的接続が容易になることを説明する図である。同図において、図5と同一番号は同一構成要素を示している。本実施例では、前記した第1の金属塊と前記第2の金属塊を「千鳥配置」状に配列することに特徴がある。同図(a)において、71と72は、それぞれ、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊であり、縦と横方向にピッチpで配列されている。また、各配列のライン毎にp/2だけずれた状態で配列されている(「千鳥配置」状である)。本実施例3においては、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状が円形であり、かつ、その直径がd3である場合が示されている。かかる配列における、d3/p=1/3=0.33での前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の接触状態を同図(b)に示す。同図(b)は同図(a)の折れ線C−C’での構造断面図であり、それぞれの金属塊が3次元空間で互いに接触していることが示されている。すなわち、d3/pを33%以上に設定することにより、ラフな位置合わせでも確実に前記導電路が形成できることになる。
<Arrangement of metal lump>
FIG. 6 is a third embodiment of the present invention and is a diagram for explaining that the electrical connection is facilitated by the arrangement of the metal blocks. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same components. This embodiment is characterized in that the first metal block and the second metal block are arranged in a “staggered arrangement”. In FIG. 7A, reference numerals 71 and 72 denote the first metal block and the second metal block, respectively, which are arranged at a pitch p in the vertical and horizontal directions. In addition, the lines are arranged in a state shifted by p / 2 for each line of each arrangement (in a “staggered arrangement” form). In Example 3, the first metal block and the second metal block have a circular shape in contact with the first conductor and the second conductor, respectively, and the diameter thereof is The case of d3 is shown. The contact state of the first metal block and the second metal block at d3 / p = 1/3 = 0.33 in this arrangement is shown in FIG. FIG. 2B is a structural cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 2A, and shows that the respective metal blocks are in contact with each other in a three-dimensional space. That is, by setting d3 / p to 33% or more, the conductive path can be reliably formed even with rough alignment.

<金属塊の形状と配置−1>
図7は本発明の実施例4であり、金属塊の形状と配置を説明する図である。本段落では、「前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状」を単に「形状」として記載している。同図では、
同図(a):形状が楕円形であり、「餅焼き網」の網目の交点に金属塊を配置
同図(b):形状が楕円形であり、「千鳥配置」状に金属塊を配置
同図(c):形状が長円形であり、「餅焼き網」の網目の交点に金属塊を配置
同図(d):形状が長円形であり、「千鳥配置」状に金属塊を配置
した場合がそれぞれ示されている。
同図(a)において、81と82は、それぞれ、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊である。また、83と84はそれぞれの楕円の長径方向を示しており、一例として、長径同士が直角に交差している場合が示されている。一方、同図(b)では、金属塊が千鳥配置状に配置されており、かつ、それぞれの長径同士が直角に交差している。同図(c)において、85と86は、それぞれ、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊であり、形状は共に長円形である。また、87と88はそれぞれの長円の長径方向を示しており、一例として、長径同士が直角に交差している場合が示されている。同図(d)では、長円形の前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が千鳥配置状に配置されており、かつ、それぞれの長径同士が直角に交差している。なお、図7では、長径同士が直角に交差している場合が示されているが、交差する角度は直角に限らない。また、本実施例での形状(例えば長径の大きさ)と配列ピッチなどの大きさについては特に制限がなく、ラフな位置合わせでも確実に前記導電路が形成できるよう、適宜選択することが可能である。
<Shape and arrangement of metal lump-1>
FIG. 7 is a diagram for explaining the shape and arrangement of a metal lump, which is Embodiment 4 of the present invention. In this paragraph, “the shape in which the first metal block and the second metal block are in contact with the first conductor and the second conductor, respectively” is simply described as “shape”. In the figure,
(A): The shape is an ellipse, and the metal block is arranged at the intersection of the mesh of the “Grilled net”. FIG. (B): The shape is an ellipse, and the metal block is arranged in a “staggered arrangement” shape. (C): The shape is an oval, and the metal block is arranged at the intersection of the mesh of the “Makiyaki net”. (D): The shape is an oval, and the metal block is arranged in a “staggered arrangement” shape. Each case is shown.
In FIG. 8A, reference numerals 81 and 82 denote the first metal block and the second metal block, respectively. Reference numerals 83 and 84 denote the major axis directions of the respective ellipses. As an example, a case where the major axes intersect at right angles is shown. On the other hand, in the same figure (b), the metal lump is arrange | positioned at zigzag arrangement | positioning, and each major axis cross | intersects at right angle. In FIG. 8C, 85 and 86 are the first metal block and the second metal block, respectively, and the shapes are both oval. Moreover, 87 and 88 have shown the major axis direction of each ellipse, and the case where the major axis cross | intersects at right angle is shown as an example. In the same figure (d), the said 1st metal lump and said 2nd metal lump which are oval are arrange | positioned at zigzag arrangement | positioning, and each major axis cross | intersects at right angle. Although FIG. 7 shows a case where the major axes intersect at right angles, the intersecting angle is not limited to a right angle. In addition, the shape (for example, the major axis) and the arrangement pitch in this embodiment are not particularly limited, and can be appropriately selected so that the conductive path can be reliably formed even in rough alignment. It is.

<金属塊の形状と配置−2>
図8は本発明の実施例5であり、金属塊の形状と配置を説明する図である。本段落では、「前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状」を単に「形状」として記載している。同図では、
同図(a):形状が長方形であり、「餅焼き網」の網目の交点に金属塊を配置
同図(b):形状が長方形であり、「千鳥配置」状に金属塊を配置
した場合がそれぞれ示されている。
同図(a)において、91と92は、それぞれ、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊である。また、93と94はそれぞれの長方形の長手方向を示しており、一例として、長手方向同士が直角に交差している場合が示されている。一方、同図(b)では、金属塊が千鳥配置状に配置されており、かつ、それぞれの長手方向同士が直角に交差している。なお、図8では、長手方向同士が直角に交差している場合が示されているが、交差する角度は直角に限らない。また、本実施例での形状(例えば長手方向の大きさ)と配列ピッチなどの大きさについては特に制限がなく、ラフな位置合わせでも確実に前記導電路が形成できるよう、適宜選定することが可能である。
<Shape and arrangement of metal lump-2>
FIG. 8 is a diagram for explaining the shape and arrangement of a metal lump, which is Embodiment 5 of the present invention. In this paragraph, “the shape in which the first metal block and the second metal block are in contact with the first conductor and the second conductor, respectively” is simply described as “shape”. In the figure,
Figure (a): When the shape is rectangular and the metal lump is arranged at the intersection of the “Makiyaki net”. Figure (b): When the shape is rectangular and the metal lump is arranged in a “staggered arrangement” shape. Are shown respectively.
In FIG. 9A, reference numerals 91 and 92 denote the first metal block and the second metal block, respectively. Reference numerals 93 and 94 denote the longitudinal directions of the respective rectangles. As an example, the case where the longitudinal directions intersect at right angles is shown. On the other hand, in the same figure (b), the metal lump is arrange | positioned at zigzag arrangement | positioning, and each longitudinal direction cross | intersects at right angle. Although FIG. 8 shows a case where the longitudinal directions intersect at right angles, the intersecting angle is not limited to a right angle. Further, the shape (for example, the size in the longitudinal direction) and the size of the arrangement pitch in this embodiment are not particularly limited, and can be appropriately selected so that the conductive path can be reliably formed even with rough alignment. Is possible.

<金属塊の形状と配置−3>
図9は本発明の実施例6であり、金属塊の形状と配置を説明する図である。同図(a)において、100と101は、それぞれ、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊であり、細いストライプ状に配置されている。また、102と103はそれぞれのストライプの方向を示している。同図(a)では、それぞれのストライプが直角に交差している場合が示されている。一方、同図(b)において、104と105は、それぞれ、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊であり、細いストライプ状に配置されている。また、106と107はそれぞれのストライプの方向を示している。同図(b)では、それぞれのストライプが交差する角度が直角ではない場合が示されている。本実施例では、それぞれのストライプが交差する角度について制限はない。また、金属塊の形状(ストライプ幅など)と配列ピッチなどの大きさについても特に制限がなく、ラフな位置合わせでも確実に前記導電路が形成できるよう、適宜選定することが可能である。さらに、本実施例では、金属塊がストライプ状の形状を有しているため、前記した位置合わせがより容易になる特徴がある。
<Shape and arrangement of metal lump-3>
FIG. 9 is a diagram for explaining the shape and arrangement of a metal lump, which is Embodiment 6 of the present invention. In FIG. 4A, reference numerals 100 and 101 denote the first metal block and the second metal block, respectively, which are arranged in a thin stripe shape. Reference numerals 102 and 103 denote the directions of the respective stripes. FIG. 4A shows a case where the stripes intersect at right angles. On the other hand, in FIG. 5B, reference numerals 104 and 105 denote the first metal block and the second metal block, respectively, which are arranged in a thin stripe shape. Reference numerals 106 and 107 denote the directions of the respective stripes. FIG. 2B shows a case where the angle at which the stripes intersect is not a right angle. In this embodiment, there is no restriction on the angle at which the stripes intersect. Further, the shape of the metal block (stripe width, etc.) and the size of the arrangement pitch are not particularly limited, and can be appropriately selected so that the conductive path can be reliably formed even with rough alignment. Furthermore, in the present embodiment, the metal lump has a stripe shape, so that the above-described alignment is easier.

実施例6において、一組のストライプ(第1の金属塊と第2の金属塊)が電気接続された状態では、網目状にストライプが配置されることになる。この網目は密閉された空間を形成しており、もし、この空間に空気が密閉されている場合には、動作温度の上昇に伴い、空気が膨張し、前記ストライプの電気接続を剥がす力が発生する。一方、当該ストライプを電気接続する時に真空中で行えば、前記膨張の効果は発生せず、該電気接続の信頼性を増大させることが可能となる。さらに、真空が密閉された状態では、常に大気圧でストライプ同士が押圧されることになるので、該電気接続の信頼性を一層増大させることが可能である。   In Example 6, in the state where a set of stripes (first metal block and second metal block) is electrically connected, the stripes are arranged in a mesh shape. This mesh forms a sealed space. If air is sealed in this space, the air expands as the operating temperature rises, generating a force that breaks the electrical connection of the stripes. To do. On the other hand, if the stripes are electrically connected in a vacuum, the expansion effect does not occur, and the reliability of the electrical connection can be increased. Furthermore, since the stripes are always pressed at atmospheric pressure in a state where the vacuum is sealed, the reliability of the electrical connection can be further increased.

<半導体デバイスの実装−1>
図10は本発明の実施例7であり、第1の半導体デバイスが第2の半導体デバイスの上に積層化された構造の断面図を示している。同図(a)は当該積層化された構造の断面図、同図(b)は同図(a)の丸印で示した部分の拡大図である。同図(b)に示すように、本実施例では、前記第1の半導体デバイスの積層化に、前記した実施例1(複数の『小さな』金属塊で導電路を形成する)が利用されている。なお、本実施例では、「半導体デバイス」として、半導体チップとインターポーザから成る構造体が例示されている。同図(a)において、110は第1の半導体デバイスであり、第1の半導体チップ111と第1のインターポーザ112とで構成されている。115は第2の半導体デバイスであり、第2の半導体チップ116と第2のインターポーザ117とで構成されている。なお、当該インターポーザ112と117は、前記したように樹脂材料よりも機械的強度が大きい半導体で構成することが好ましいが、この限りではない。半導体材料(例えばシリコン)でインターポーザを構成した場合には、当該インターポーザの厚さを大略200マイクロメータ程度あるいはそれを超えない厚さまで厚さを低減できる。当該110と115とは、同図(b)に拡大表示したように、実施例1で詳述した「半導体デバイスに設けられた導電体上に複数の『小さな』金属塊を配置し、当該複数の金属塊で前記導電路を形成」している。同図(b)において、113は前記第1のインターポーザ112の第1主面(図では下側の面になる)に設けられた前記第1の導電体である。また、118は前記第2のインターポーザ117の第2主面(図では上側の面になる)に設けられた前記第2の導電体である。当該113と118とは、導電路119で電気的接続されている。当該119は、前記したように、113の表面と118の表面に設けられた少なくとも各2個から成る金属塊を、高温雰囲気中において溶融、再凝固させることにより形成されている。かかる構成において、前記第1の半導体デバイスと前記第2の半導体デバイスとは機械的かつ電気的に接続され、積層構造となっている。当該積層構造は、前記第2のインターポーザ117の下側の表面に設けられた導電ボール120などにより、プリント基板などから成る外部回路(図示せず)に電気的接続されている。同図(a)では、当該導電ボール120は単一の「大きな」形状として例示されているが、この部分にも、実施例1に記載した「複数の『小さな』金属塊から形成された導電路」を採用しても良い。
<Mounting of semiconductor device-1>
FIG. 10 is a seventh embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional view of a structure in which a first semiconductor device is stacked on a second semiconductor device. FIG. 4A is a cross-sectional view of the laminated structure, and FIG. 4B is an enlarged view of a portion indicated by a circle in FIG. As shown in FIG. 4B, in this embodiment, the first semiconductor device is stacked to form the first semiconductor device, and the above-described embodiment 1 (a conductive path is formed by a plurality of “small” metal blocks). Yes. In the present embodiment, as the “semiconductor device”, a structure including a semiconductor chip and an interposer is illustrated. In FIG. 1A, reference numeral 110 denotes a first semiconductor device, which includes a first semiconductor chip 111 and a first interposer 112. Reference numeral 115 denotes a second semiconductor device, which includes a second semiconductor chip 116 and a second interposer 117. The interposers 112 and 117 are preferably made of a semiconductor having a mechanical strength higher than that of the resin material as described above, but this is not restrictive. When the interposer is made of a semiconductor material (for example, silicon), the thickness of the interposer can be reduced to a thickness of about 200 micrometers or less. As shown in the enlarged view in FIG. 5B, the 110 and 115 are described in detail in Example 1. “A plurality of“ small ”metal blocks are arranged on a conductor provided in a semiconductor device. The above-mentioned conductive path is formed by a metal lump. In FIG. 2B, reference numeral 113 denotes the first conductor provided on the first main surface (which is the lower surface in the drawing) of the first interposer 112. Reference numeral 118 denotes the second conductor provided on the second main surface (the upper surface in the figure) of the second interposer 117. The 113 and 118 are electrically connected by a conductive path 119. As described above, the 119 is formed by melting and resolidifying at least two metal blocks provided on the surfaces 113 and 118 in a high temperature atmosphere. In such a configuration, the first semiconductor device and the second semiconductor device are mechanically and electrically connected to each other and have a laminated structure. The laminated structure is electrically connected to an external circuit (not shown) made of a printed circuit board or the like by a conductive ball 120 provided on the lower surface of the second interposer 117. In FIG. 5A, the conductive ball 120 is illustrated as a single “large” shape. However, in this portion, the “conductive formed from a plurality of“ small ”metal blocks” described in the first embodiment is also used. “Road” may be adopted.

図10(a)において、インターポーザ112は均一な厚さではなく、121に示すように部分的に厚さが薄く加工されている。すなわち、前記第2の半導体デバイスを構成する前記半導体チップ116が占める領域に対応して、121が形成されている。より一般的に表現するならば、「第1の半導体チップが搭載されている領域内の指定された領域(第2の半導体チップに対応する領域)における当該インターポーザの厚さを、前記第1の導電体および前記第1の金属塊が配置されている領域における当該インターポーザの厚さを超えないようにする」ことである。かかる構成により、当該積層構造の高さ(同図(a)の「h」として示す)を低減(すなわち低背化である)することが可能となる。実施例7においては、前記した2個の半導体デバイスを「複数の『小さな』金属塊から形成された導電路」を用いて積層化し、さらに、前記インターポーザの厚さを部分的に薄くすることにより、低背化を達成している。   In FIG. 10A, the interposer 112 is not uniform in thickness, but is partially thinned as indicated by 121. That is, 121 is formed corresponding to a region occupied by the semiconductor chip 116 constituting the second semiconductor device. In more general terms, “the thickness of the interposer in a specified region (region corresponding to the second semiconductor chip) in the region where the first semiconductor chip is mounted is defined as “Do not exceed the thickness of the interposer in the region where the conductor and the first metal mass are disposed”. With this configuration, it is possible to reduce (that is, reduce the height) the height of the stacked structure (indicated as “h” in FIG. 5A). In the seventh embodiment, the above-described two semiconductor devices are stacked using “conductive paths formed from a plurality of“ small ”metal blocks”, and the interposer is partially reduced in thickness. Has achieved a low profile.

<半導体デバイスの実装−2>
図11は本発明の実施例8であり、図10で示した構成を実現するための製造フローを示している。同図において図10と同一番号は同一構成要素を示している。なお、本実施例においては、インターポーザは半導体インターポーザとして説明されている。同図(a)は前記第1の半導体デバイスを構成するインターポーザ(図10の112に相当)の構造を示す断面図である。同図(a)において、124は前記第1のインターポーザを構成する第1の半導体基板で、125は当該インターポーザの第1主面(図では下側の面)、126は当該第1のインターポーザの第2主面(図では上側の面)である。当該第1主面125の表面には前記第1の導電体113が、また、当該第2主面126の表面には配線用導電体127が設けられ、当該113と当該127とは貫通電極128により前記第1の半導体基板の厚さ方向(図では垂直方向)で接続されている。なお、図では当該貫通電極128を前記第1の半導体基板124から電気的に絶縁する構造は省略されている。また、前記第1の半導体基板124には、121に示す厚さが薄い領域が設けられている。当該121は異方性エッチングなど周知の半導体プロセス技術で容易に製造される。同図(b)は、前記第1の半導体チップ111が前記第1のインターポーザ112の第2主面の表面に搭載された図である。130は、当該第1の半導体チップの接続端子を前記配線用導電体127へ接続するための接続手段であり、例えば、ボールグリッドアレイなどである。当該接続手段としては、これ以外に、周知のワイヤボンディングを用いても良い。131はアンダーフィルと称される樹脂層であり、接続手段130で前記第1の半導体チップ111が搭載されてから、当該接続手段の機械的強度を大きくするために設けられている。当該アンダーフィルは前記第1の半導体チップ111での発熱による膨張を吸収したり、発熱を前記第1のインターポーザ側へ放熱させる機能を有している。この放熱効果を向上させるためには、前記アンダーフィル内に空気の泡が発生しないよう、真空中でアンダーフィルを構成する樹脂を流しこむこともある。同図(b)において、13は前記第1の導電体113の表面に設けられた前記第1の金属塊である。同図では、第1の導電体の各々の表面に3個の当該第1の金属塊が配置されていることが例示されている。同図(b)に示した構造が前記第1の半導体デバイスの構造となる。
<Semiconductor device mounting-2>
FIG. 11 shows an eighth embodiment of the present invention, and shows a manufacturing flow for realizing the configuration shown in FIG. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 10 denote the same components. In this embodiment, the interposer is described as a semiconductor interposer. FIG. 6A is a cross-sectional view showing the structure of an interposer (corresponding to 112 in FIG. 10) constituting the first semiconductor device. In FIG. 4A, reference numeral 124 denotes a first semiconductor substrate constituting the first interposer, 125 denotes a first main surface (lower surface in the drawing) of the interposer, and 126 denotes the first interposer. This is the second main surface (the upper surface in the figure). The first conductor 113 is provided on the surface of the first main surface 125, and the wiring conductor 127 is provided on the surface of the second main surface 126. The 113 and the 127 are connected to the through electrode 128. Are connected in the thickness direction (vertical direction in the figure) of the first semiconductor substrate. In the figure, a structure for electrically insulating the through electrode 128 from the first semiconductor substrate 124 is omitted. Further, the first semiconductor substrate 124 is provided with a thin region 121 shown in FIG. The 121 is easily manufactured by a known semiconductor process technique such as anisotropic etching. FIG. 2B is a diagram in which the first semiconductor chip 111 is mounted on the surface of the second main surface of the first interposer 112. Reference numeral 130 denotes connection means for connecting the connection terminal of the first semiconductor chip to the wiring conductor 127, and is, for example, a ball grid array. In addition to this, a known wire bonding may be used as the connection means. A resin layer 131 called an underfill is provided to increase the mechanical strength of the connection means after the first semiconductor chip 111 is mounted by the connection means 130. The underfill functions to absorb expansion due to heat generation in the first semiconductor chip 111 and to dissipate the heat generation to the first interposer side. In order to improve the heat dissipation effect, a resin constituting the underfill may be poured in vacuum so that air bubbles are not generated in the underfill. In FIG. 4B, reference numeral 13 denotes the first metal block provided on the surface of the first conductor 113. In the figure, it is illustrated that three first metal blocks are arranged on the surface of each first conductor. The structure shown in FIG. 4B is the structure of the first semiconductor device.

図11(c)は前記前記第2の半導体デバイスを構成するインターポーザ(図10の115に相当)の構造を示す断面図である。同図(c)において、132は前記第2のインターポーザを構成する第2の半導体基板で、135は当該第2のインターポーザの第1主面(図では下側の面)、136は当該第2のインターポーザの第2主面(図では上側の面)である。当該第2主面136の表面には前記第2の導電体118が、また、当該第1主面135の表面には外部接続用導電体133が設けられ、当該118と当該133とは貫通電極138により前記第2の半導体基板の厚さ方向(図では垂直方向)で接続されている。なお、図では当該貫通電極138を前記第2の半導体基板132から電気的に絶縁する構造は省略されている。また、前記第2の導電体118は、前記した配線用導電体127と同じように、当該第2のインターポーザでの配線用導電体をも兼ねている。同図(d)は、前記第2の半導体チップ116が前記第2のインターポーザ117の第2主面の表面に搭載された図である。140は、当該第2の半導体チップの接続端子を、前記配線用導電体を兼ねる前記第2の導電体118へ接続するための接続手段であり、例えば、ボールグリッドアレイなどである。当該接続手段としては、これ以外に、周知のワイヤボンディングを用いても良い。141はアンダーフィルと称される樹脂層であり、接続手段140で前記第2の半導体チップ116が搭載されてから、当該接続手段の機械的強度を大きくするために設けられている。当該アンダーフィルは前記第2の半導体チップ116での発熱による膨張を吸収したり、発熱を前記第2のインターポーザ側へ放熱させる機能を有している。この放熱効果を向上させるためには、前記アンダーフィル内に空気の泡が発生しないよう、真空中でアンダーフィルを構成する樹脂を流しこむこともある。同図(d)において、18は前記第2の導電体118の表面に設けられた前記第2の金属塊である。同図では、第2の導電体の各々の表面に3個の当該第2の金属塊が配置されていることが例示されている。同図(d)において、前記外部接続用導電体133の表面には導電ボール120が配置され、プリント基板などから成る外部回路(図示せず)との電気的接続用に用いられる。同図(d)に示した構造が前記第2の半導体デバイスの構造となる。   FIG. 11C is a sectional view showing a structure of an interposer (corresponding to 115 in FIG. 10) constituting the second semiconductor device. In FIG. 2C, 132 is a second semiconductor substrate constituting the second interposer, 135 is a first main surface (lower surface in the figure) of the second interposer, and 136 is the second semiconductor substrate. This is a second main surface (upper surface in the figure) of the interposer. The second conductor 118 is provided on the surface of the second main surface 136, and the external connection conductor 133 is provided on the surface of the first main surface 135. The 118 and 133 are formed as through electrodes. 138 is connected in the thickness direction (vertical direction in the figure) of the second semiconductor substrate. In the figure, the structure for electrically insulating the through electrode 138 from the second semiconductor substrate 132 is omitted. Further, the second conductor 118 also serves as a wiring conductor in the second interposer, like the wiring conductor 127 described above. FIG. 4D is a diagram in which the second semiconductor chip 116 is mounted on the surface of the second main surface of the second interposer 117. Reference numeral 140 denotes connection means for connecting the connection terminal of the second semiconductor chip to the second conductor 118 also serving as the wiring conductor, and is, for example, a ball grid array. In addition to this, a known wire bonding may be used as the connection means. Reference numeral 141 denotes a resin layer called an underfill, which is provided to increase the mechanical strength of the connecting means after the second semiconductor chip 116 is mounted by the connecting means 140. The underfill functions to absorb expansion due to heat generation in the second semiconductor chip 116 and to dissipate heat generation to the second interposer side. In order to improve the heat dissipation effect, a resin constituting the underfill may be poured in vacuum so that air bubbles are not generated in the underfill. In FIG. 4D, reference numeral 18 denotes the second metal block provided on the surface of the second conductor 118. In the figure, it is illustrated that three second metal blocks are arranged on the surface of each second conductor. In FIG. 4D, a conductive ball 120 is disposed on the surface of the external connection conductor 133 and is used for electrical connection with an external circuit (not shown) made of a printed circuit board or the like. The structure shown in FIG. 4D is the structure of the second semiconductor device.

図11(e)は、同図(b)の前記第1の半導体デバイスを、同図(d)の前記第2の半導体デバイスに積層実装した断面構造を示している。同図(e)において、143は導電路であり、前記第1の金属塊13と前記第2の金属塊18とを対向させ、高温雰囲気中の熱処理で溶融、再凝固させることにより形成されている。当該導電路の機械的接続強度を増大させるため、当該導電路の領域に樹脂層を流し込み、アンダーフィルとしても良い。また、当該樹脂層は当該導電路の領域だけではなく、前記第1のインターポーザと前記第2のインターポーザの間の領域に流しこんでも良い。同図(e)に示されているように、前記第2の半導体チップの上側が、前記第1のインターポーザの厚さが薄い領域(121)に入り込んだ形態となっている。前記した121の掘りこみ深さ(前記第1のインターポーザの周辺部、すなわち、前記第1の導電体が存在する領域、の厚さと、当該第2の半導体チップが入り込む領域の厚さ、との差)は、(1)当該第2の半導体チップの厚さ、(2)接続手段140の厚さ、(3)導電路143の厚さで決定される。さらに、前記第1のインターポーザの厚さが薄い領域の下側表面と、前記第2の半導体チップの上側表面との間の空隙(144で示す)に、熱伝導率の大きい樹脂を充填し、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップの発熱を放熱させる構成も可能である。   FIG. 11E shows a cross-sectional structure in which the first semiconductor device in FIG. 11B is stacked and mounted on the second semiconductor device in FIG. In FIG. 4E, reference numeral 143 denotes a conductive path, which is formed by facing the first metal block 13 and the second metal block 18 and melting and resolidifying them by heat treatment in a high temperature atmosphere. Yes. In order to increase the mechanical connection strength of the conductive path, a resin layer may be poured into a region of the conductive path to form an underfill. In addition, the resin layer may flow not only in the region of the conductive path but also in a region between the first interposer and the second interposer. As shown in FIG. 5E, the upper side of the second semiconductor chip is in a form that enters the region (121) where the thickness of the first interposer is thin. The digging depth of 121 described above (the thickness of the peripheral portion of the first interposer, i.e., the region where the first conductor is present, and the thickness of the region into which the second semiconductor chip enters) The difference is determined by (1) the thickness of the second semiconductor chip, (2) the thickness of the connection means 140, and (3) the thickness of the conductive path 143. Furthermore, a gap (indicated by 144) between the lower surface of the region where the thickness of the first interposer is thin and the upper surface of the second semiconductor chip is filled with a resin having a high thermal conductivity, A configuration in which heat generated by the first semiconductor chip and the second semiconductor chip is dissipated is also possible.

なお、実施例8においては、前記第1の半導体デバイスと前記第2の半導体デバイスとが、半導体チップと半導体インターポーザで構成されている場合が示された。かかる構成においては、前記第1の半導体デバイスの前記第1主面は、前記第1のインターポーザの前記第1主面と同じであり、同様に、前記第2の半導体デバイスの前記第2主面は、前記第2のインターポーザの前記第2主面と同じことになる。   In Example 8, the case where the first semiconductor device and the second semiconductor device are composed of a semiconductor chip and a semiconductor interposer was shown. In this configuration, the first main surface of the first semiconductor device is the same as the first main surface of the first interposer, and similarly, the second main surface of the second semiconductor device. Is the same as the second main surface of the second interposer.

図11を用いて詳述した実施例8では、前記第2の半導体デバイスが前記第2の半導体チップと前記第2のインターポーザで構成されている場合が示された。しかしながら、実施例8では、前記第2の半導体デバイスの代替として、プリント基板あるいは半導体チップが搭載されたプリント基板などの配線基板を採用しても良い。   In the eighth embodiment described in detail with reference to FIG. 11, the case where the second semiconductor device is constituted by the second semiconductor chip and the second interposer was shown. However, in Example 8, a wiring board such as a printed board or a printed board on which a semiconductor chip is mounted may be employed as an alternative to the second semiconductor device.

<導電路の形成方法>
図12は本発明の実施例9であり、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊を形成し、導電路を形成する製造プロセスを説明する図である。同図において、図11と同一番号は同一構成要素を示している。なお、図12(a)から図12(d)は前記第1のインターポーザの部分図であり、説明の便宜上、上下が逆転して描かれている。図12(a)において、124は前記第1のインターポーザを構成する第1の半導体基板であり、113は前記第1の導電体である。当該113は124の第1主面の表面に酸化膜(図示せず)などを介して、蒸着とパターニングといった周知の方法で形成される。113の構成としては、チタン箔膜の上に銅などが積層化された構造などがある。同図(b)において、150は酸化膜や樹脂から構成された絶縁層であり、蒸着や塗布した当該絶縁層にパターニングが施されている。同図(c)において、151は金属層であり、以後のプロセスを経ることにより、前記第1の金属塊となる母体である。当該151は蒸着や塗布などで124の第1主面表面に一様に形成されてから、パターニングされている。なお、当該151の材質としては、半田(望むらくは鉛フリー半田)や金錫合金などが選定されている。同図(d)において、13は、前記151を高温雰囲気中で処理することにより、溶融、再凝固した前記第1の金属塊である。なお、152は上記プロセスで作成された前記第1のインターポーザを示している。上記プロセスから明らかなように、前記絶縁層150は、複数の前記第1の金属塊13が、前記溶融、再凝固過程で、互いに結合して「大きな」金属塊になることを防止する役割りがある。このため、150の表面は、溶融した前記金属層151に対して「低い濡れ性」を有していることが好ましい。
<Method for forming conductive path>
FIG. 12 is a diagram for explaining a manufacturing process for forming a conductive path by forming the first metal block and the second metal block according to the ninth embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 11 denote the same components. FIGS. 12A to 12D are partial views of the first interposer, and are drawn upside down for convenience of explanation. In FIG. 12A, reference numeral 124 denotes a first semiconductor substrate constituting the first interposer, and 113 denotes the first conductor. The 113 is formed on the surface of the first main surface 124 by a known method such as vapor deposition and patterning via an oxide film (not shown). The structure 113 includes a structure in which copper or the like is laminated on a titanium foil film. In FIG. 2B, reference numeral 150 denotes an insulating layer made of an oxide film or a resin, and the insulating layer deposited or applied is patterned. In FIG. 5C, reference numeral 151 denotes a metal layer, which is a base material that becomes the first metal mass after the subsequent process. The 151 is formed on the surface of the first main surface 124 by vapor deposition or coating, and then patterned. As the material of the 151, solder (preferably lead-free solder), gold-tin alloy, or the like is selected. In FIG. 4D, reference numeral 13 denotes the first metal block that has been melted and re-solidified by treating the 151 in a high temperature atmosphere. Reference numeral 152 denotes the first interposer created by the above process. As is apparent from the above process, the insulating layer 150 serves to prevent a plurality of the first metal masses 13 from being combined with each other in the melting and resolidification process to become a “large” metal mass. There is. For this reason, it is preferable that the surface of 150 has “low wettability” with respect to the molten metal layer 151.

図12(e)において、153は前記152と同様な製造プロセスで作成された前記第2のインターポーザであり、前記152(図12(d)とは上下が逆転して表記されている)と対向して互いに接触している。同図(e)では、前記152と前記153との「空間的位相」が一致している、いわば理想状態で示されている。しかしながら、この「空間的位相」がずれていても、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が接触できる限り、この「空間的位相」のずれは無視できる。また、前記した段落で、金属塊と配列ピッチに関する記載を行ったが、前記した一定の関係(例えば、d1/p>1/√3 =0.58)を満たすならば、前記「空間的位相」の効果は無視できることになる。   In FIG. 12 (e), 153 is the second interposer created by the same manufacturing process as 152, and is opposite to 152 (shown upside down from FIG. 12 (d)). Are in contact with each other. In FIG. 9E, the “spatial phase” of 152 and 153 coincide with each other, that is, in an ideal state. However, even if this “spatial phase” is deviated, this “spatial phase” can be ignored as long as the first metal block and the second metal block can contact each other. In the above paragraph, the metal block and the arrangement pitch have been described. If the above-described certain relationship (for example, d1 / p> 1 / √3 = 0.58) is satisfied, the “spatial phase” is described. "Can be ignored.

図12(f)は、前記第1の金属塊13と前記第2の金属塊18とが、溶融、再凝固して、導電路119が形成された状態である。同図(g)では、前記導電路119の周囲に樹脂層154を充填した状態が示されている。当該樹脂層154は、前記第1の導電体と前記第2の導電体の領域に限定して充填されている。当該樹脂層154は、前記導電路の接着強度を補強すると同時に、前記第1のインターポーザと前記第2のインターポーザとの熱伝導性を増大させる役割りを有している。当該熱伝導性の増大をより大きくするためには、当該樹脂層内に空気の泡が含まれていないことが重要であり、このために真空中で当該樹脂を充填するなどの手法が採用される。図12(h)は、樹脂層155が前記第1のインターポーザと前記第2のインターポーザの全面に渡って充填されている場合が示されている。かかる場合には、図12(g)の場合と比較して、前記導電路の接着強度をより一層増大できる利点がある。   FIG. 12F shows a state in which the first metal lump 13 and the second metal lump 18 are melted and re-solidified to form a conductive path 119. FIG. 4G shows a state where the resin layer 154 is filled around the conductive path 119. The resin layer 154 is filled only in the region of the first conductor and the second conductor. The resin layer 154 serves to reinforce the adhesive strength of the conductive path and at the same time increase the thermal conductivity between the first interposer and the second interposer. In order to further increase the thermal conductivity, it is important that the resin layer does not contain air bubbles. For this purpose, a technique such as filling the resin in a vacuum is adopted. The FIG. 12H shows a case where the resin layer 155 is filled over the entire surfaces of the first interposer and the second interposer. In such a case, there is an advantage that the adhesive strength of the conductive path can be further increased as compared with the case of FIG.

<多段の構成>
図13は本発明の実施例10であり、半導体チップと半導体インターポーザで構成した半導体デバイスを多段に構成した図である。同図(a)は前記第1の半導体デバイス110と前記第2の半導体デバイス115との間に、第3の半導体デバイス160を挟んで3段の積層構造とした場合が示されている。また、同図(b)は前記第1の半導体デバイス110と前記第2の半導体デバイス115から成る積層構造を、配線基板161の上に実装した場合が示されている。本実施例においては、上記した本発明が、前記第1の半導体デバイスが前記第2の半導体デバイスに実装されるだけではなく、多段(図13(b)では配線基板を含めた多段である)の積層構造へ容易に拡大できることが示されている。これらの半導体デバイスあるいは配線基板との間の電気的接続には、前段落までに記載した「半導体デバイスに設けられた導電体上に複数の『小さな』金属塊を配置し、当該複数の金属塊で前記導電路を形成する」という実装方法が採用されている。この結果、(1)機械的強度の大きい半導体インターポーザの採用による低背化、(2)複数の『小さな』金属塊から生成された導電路による低背化、(3)ワイヤボンディング不要の実装による低背化などが達成される。
<Multi-stage configuration>
FIG. 13 shows a tenth embodiment of the present invention, in which a semiconductor device composed of a semiconductor chip and a semiconductor interposer is configured in multiple stages. FIG. 4A shows a case where a three-layered structure is formed with a third semiconductor device 160 sandwiched between the first semiconductor device 110 and the second semiconductor device 115. FIG. 2B shows a case where a laminated structure composed of the first semiconductor device 110 and the second semiconductor device 115 is mounted on a wiring board 161. In the present embodiment, the above-described present invention is not only mounted on the second semiconductor device but also the multi-stage (in FIG. 13B, multi-stage including the wiring board). It can be easily expanded to a laminated structure of For the electrical connection between these semiconductor devices or wiring boards, as described in the preceding paragraph, “a plurality of“ small ”metal blocks are arranged on a conductor provided in a semiconductor device, and the plurality of metal blocks” The mounting method of “forming the conductive path” is adopted. As a result, (1) low profile due to the adoption of a semiconductor interposer with high mechanical strength, (2) low profile due to conductive paths generated from multiple “small” metal blocks, and (3) mounting without wire bonding. Low profile is achieved.

<半導体チップとインターポーザとの電気的接続への適用>
図14は本発明の実施例11であり、前記半導体チップの前記インターポーザへの搭載に適用した例である。同図において、図10と同一番号は同一構成要素を示している。同図(a)では、前記第1の半導体チップ111が前記第1のインターポーザ112の上側にフリップチップ構成で実装されている。当該フリップチップ構成には、同図(b)に拡大表示するように、本発明の特徴である「導電体上に複数の『小さな』金属塊を配置し、当該複数の金属塊で導電路を形成する」という構成になっている。具体的には、前記第1の半導体チップ111の下側表面に配置された電気的接続のためのパッド170領域と、前記第1のインターポーザ112の上側表面に配置された電気的接続のための配線用導電体領域171との間には、少なくとも2個から成る導電路が形成されている。かかる構成を採用することにより、ワイヤボンディングで前記第1の半導体チップと前記第1のインターポーザとが電気的接続されていた従来例と比較して、ボンディングワイヤのための空間が不要となり、前記第1の半導体デバイス110の低背化が実現できる。
<Application to electrical connection between semiconductor chip and interposer>
FIG. 14 shows an embodiment 11 of the present invention, which is an example in which the semiconductor chip is applied to the interposer. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 10 denote the same components. In FIG. 2A, the first semiconductor chip 111 is mounted on the upper side of the first interposer 112 in a flip chip configuration. In the flip-chip configuration, as shown in the enlarged view in FIG. 4B, the feature of the present invention is that “a plurality of“ small ”metal lumps are arranged on a conductor, and a conductive path is formed by the plurality of metal lumps. It is configured to form. Specifically, a pad 170 region for electrical connection disposed on the lower surface of the first semiconductor chip 111 and an electrical connection disposed on the upper surface of the first interposer 112. At least two conductive paths are formed between the wiring conductor regions 171. By adopting such a configuration, as compared with the conventional example in which the first semiconductor chip and the first interposer are electrically connected by wire bonding, a space for bonding wires becomes unnecessary, and the first Thus, a reduction in the height of one semiconductor device 110 can be realized.

なお、本実施例においては、本明細書に記載した他の実施例と構成要素の名称付け(符号付け)を異にしている。以下には、本実施例11(図14)と前記実施例7(図10)を用いて、名称付けの対応を記載する。
実施例11(図14)では、
(1)半導体チップ111がインターポーザ112の上側に搭載されている。すなわち、本発明の特徴である「導電体上に複数の『小さな』金属塊を配置し、当該複数の金属塊で導電路を形成する」場所は、当該インターポーザ112の上側の面であり、かつ、当該半導体チップ111の下側の面でもある。
(2)このため、「第1の導電体」と「第1の金属塊」は当該半導体チップ111の下側の面に配置されている。また、「第2の導電体」と「第2の金属塊」は当該インターポーザ112の上側の面に配置されている。
(3)すなわち、当該インターポーザ112の上側(「第2主面」である)に「第2の導電体」と「第2の金属塊」が配置されていることになる。
一方、実施例7(図10)では、
(1)半導体チップ111とインターポーザ112とで構成される半導体デバイス110は、半導体デバイス(あるいは配線基板)115の上側に搭載されている。すなわち、本発明の特徴である「導電体上に複数の『小さな』金属塊を配置し、当該複数の金属塊で導電路を形成する」場所は当該インターポーザ112の下側の面であり、かつ、当該115の上側の面でもある。
(2)このため、「第1の導電体」「第1の金属塊」は当該インターポーザ112の下側の面に配置されている。また、「第2の導電体」「第2の金属塊」は当該115の上側の面に配置されている。
(3)すなわち、当該インターポーザ112の下側(「第1主面」である)に「第1の導電体」と「第1の金属塊」が配置されていることになる。
上記説明のように、当該「インターポーザ」に注目すると、本実施例11と前記実施例7とでは、「主面」、「導電体」、「金属塊」の場所と名称付けが異なっていることになる。
In addition, in a present Example, the naming (code | symbol) of a component is different from the other Example described in this specification. In the following, naming correspondence is described using the present Example 11 (FIG. 14) and the Example 7 (FIG. 10).
In Example 11 (FIG. 14),
(1) The semiconductor chip 111 is mounted on the upper side of the interposer 112. That is, the feature of the present invention is that “a plurality of“ small ”metal blocks are arranged on a conductor and a conductive path is formed by the plurality of metal blocks” is an upper surface of the interposer 112, and This is also the lower surface of the semiconductor chip 111.
(2) Therefore, the “first conductor” and the “first metal block” are arranged on the lower surface of the semiconductor chip 111. Further, the “second conductor” and the “second metal block” are arranged on the upper surface of the interposer 112.
(3) That is, the “second conductor” and the “second metal lump” are arranged above the interposer 112 (which is the “second main surface”).
On the other hand, in Example 7 (FIG. 10),
(1) The semiconductor device 110 composed of the semiconductor chip 111 and the interposer 112 is mounted on the upper side of the semiconductor device (or wiring board) 115. That is, the feature of the present invention is that “a plurality of“ small ”metal blocks are arranged on a conductor and a conductive path is formed by the plurality of metal blocks” is a lower surface of the interposer 112, and It is also the upper surface of the 115.
(2) For this reason, the “first conductor” and “first metal block” are arranged on the lower surface of the interposer 112. The “second conductor” and “second metal block” are arranged on the upper surface of the 115.
(3) That is, the “first conductor” and the “first metal block” are arranged below the interposer 112 (which is the “first main surface”).
As described above, when attention is paid to the “interposer”, the location and naming of the “main surface”, “conductor”, and “metal lump” are different between the eleventh embodiment and the seventh embodiment. become.

図14(a)では、前記第1の半導体チップと前記第1のインターポーザとの間には、アンダーフィルとしての樹脂層155が充填され、接着強度を増大させている。また、図14(c)は図14(a)の構成と類似しているが、同図(d)に拡大表示するように、アンダーフィルとしての樹脂層154が、前記パッド170領域のみに限定して充填されている。   In FIG. 14A, a resin layer 155 as an underfill is filled between the first semiconductor chip and the first interposer to increase the adhesive strength. 14C is similar to the configuration of FIG. 14A, but as shown in enlarged view in FIG. 14D, the resin layer 154 as an underfill is limited to the pad 170 region only. Filled.

<半導体インターポーザの形状−1>
図15は本発明の実施例12であり、前記した半導体インターポーザの形状を示している。同図において、図14と同一番号は同一構成要素を示している。同図において、前記第1のインターポーザ112の厚さは一様でなく、前記第1の半導体チップ111が搭載される領域の厚さが薄くなっており、窪み180を形成していることが特徴である。当該窪みは、異方性エッチングなどを用いて形成される。また、前記した配線用導電体は、前記第1のインターポーザの厚さが大きい領域から、厚さが小さい領域にかけて、段差に沿って設けられている。かかる配線用導電体の例を181で示す。本実施例においても、前記第1のインターポーザの表面領域の一部に、前記第1の半導体チップを「落とし込んで」搭載しているため、低背化に有効である。なお、低背化のために、前記第1のインターポーザの表面と裏面の両側から窪みを形成しても良い。
<Shape of semiconductor interposer-1>
FIG. 15 is a twelfth embodiment of the present invention and shows the shape of the semiconductor interposer described above. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 14 denote the same components. In the figure, the thickness of the first interposer 112 is not uniform, the thickness of the region where the first semiconductor chip 111 is mounted is thin, and a recess 180 is formed. It is. The depression is formed using anisotropic etching or the like. The wiring conductor is provided along a step from a region where the thickness of the first interposer is large to a region where the thickness is small. An example of such a wiring conductor is indicated by 181. Also in this embodiment, since the first semiconductor chip is “dropped” and mounted on a part of the surface region of the first interposer, it is effective in reducing the height. In order to reduce the height, dents may be formed from both the front and back surfaces of the first interposer.

<半導体インターポーザの形状−2>
図16は本発明の実施例13であり、前記第1の半導体デバイスの高さをさらに低くできる実施例である。同図において、図10と同一番号は同一構成要素を示している。同図(a)は前記第1の半導体デバイスと前記第2の半導体デバイスが積層された形態の構造断面図であり、同図(b)は、これら2つの半導体デバイスを電気的接続している部分の拡大図である。前記した実施例7(図10)とは異なり、本実施例では、第1のインターポーザ190の中央部分が除去されている。すなわち、前記第1の半導体チップは、その周辺領域が当該190で支えられている形態となっている。換言するならば、前記第1のインターポーザは、中央部に開口形状を有し、前記第1の半導体チップの中央部の領域が前記第1のインターポーザと接触していないことになる。かかる構成により、前記実施例7の「薄く加工されたインターポーザ部分」がなくなり、図16(a)の「h2」で示した高さをより低減することが可能となる。なお、同図(a)の構造断面図から明らかなように、本実施例では、前記第2の半導体チップの大きさが、前記第1の半導体チップの大きさよりも小さいという制限が付随している。しかしながら、前記第1の半導体デバイス110と前記第2の半導体デバイス115の構成や、前記第1のインターポーザ190第2のインターポーザ117の配線を適宜設計することにより、前記制限事項は回避できる。また、本段落での「第2の半導体デバイス」は、代替として、プリント基板あるいは半導体チップが搭載されたプリント基板などの配線基板であっても構わない。
<Shape of semiconductor interposer-2>
FIG. 16 shows an embodiment 13 of the present invention, which can further reduce the height of the first semiconductor device. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 10 denote the same components. FIG. 2A is a structural cross-sectional view of a stacked form of the first semiconductor device and the second semiconductor device, and FIG. 2B electrically connects these two semiconductor devices. It is an enlarged view of a part. Unlike the above-described seventh embodiment (FIG. 10), in this embodiment, the central portion of the first interposer 190 is removed. That is, the first semiconductor chip has a peripheral region supported by the 190. In other words, the first interposer has an opening shape in the central portion, and the region of the central portion of the first semiconductor chip is not in contact with the first interposer. With this configuration, the “thinly processed interposer portion” of the seventh embodiment is eliminated, and the height indicated by “h2” in FIG. 16A can be further reduced. As is clear from the structural sectional view of FIG. 5A, in this embodiment, there is a restriction that the size of the second semiconductor chip is smaller than the size of the first semiconductor chip. Yes. However, the restriction can be avoided by appropriately designing the configuration of the first semiconductor device 110 and the second semiconductor device 115 and the wiring of the first interposer 190 and the second interposer 117. Further, the “second semiconductor device” in this paragraph may alternatively be a printed circuit board or a wiring board such as a printed circuit board on which a semiconductor chip is mounted.

<半導体デバイスの実装−3>
図17は実施例14を説明する図であり、図16に示した半導体デバイス実装の製造フローを示す図である。同図において、図11と同一番号は同一構成要素を示している。図17(a)と図17(b)は前記第1のインターポーザ190を作製するプロセスを説明する図である。同図(a)において、124は前記第1のインターポーザ190を構成する第1の半導体基板で、125は当該第1のインターポーザの第1主面(図では下側の面)、126は当該第1のインターポーザの第2主面(図では上側の面)である。当該第1主面125の表面には前記第1の導電体113が、また、当該第2主面126の表面には配線用導電体127が設けられ、当該113と当該127とは貫通電極128により前記第1の半導体基板の厚さ方向(図では垂直方向)で接続されている。なお、図では当該貫通電極128を前記第1の半導体基板124から電気的に絶縁する構造は省略されている。次に、同図(b)に構造断面図を示すように、当該第1のインターポーザ190の中央領域が異方性エッチングなどの周知の手法により除去され、開口形状200が形成される。同図(c)は、前記第1の半導体チップ111が前記第1のインターポーザ190の第2主面の表面に搭載された図である。同図(c)に示すように、当該第1の半導体チップは、当該第1の半導体チップの周辺領域のみが、前記190の開口形状の周辺領域と機械的に接続されていることになる。また、当該第1のインターポーザは中央部分に設けられた開口のため、すなわち、前記した実施例7で示したような「薄く加工されたインターポーザ部分」が存在しないため、当該第1のインターポーザの機械的強度は低下することになる。しかしながら、当該第1の半導体チップを搭載することにより、積層構造全体が、いわゆる「モノコック構造」的な構造となり、機械的強度の低下を補正していることになる。130は当該第1の半導体チップの接続端子を、前記配線用導電体127へ接続するための接続手段であり、例えば、ボールグリッドアレイなどである。当該接続手段としては、これ以外に、周知のワイヤボンディングを用いても良い。201はアンダーフィルと称される樹脂層であり、接続手段130で前記第1の半導体チップ111が搭載されてから、当該接続手段の機械的強度を大きくするために設けられている。本実施例においては、当該アンダーフィルは前記第1の半導体チップと前記第1のインターポーザの機械的接続強度、および、前記した積層構造全体の機械的強度を増大させるために必須な構成要素となっている。同図(c)において、13は前記第1の導電体113の表面に設けられた前記第1の金属塊である。同図では、第1の導電体の各々の表面に3個の当該第1の金属塊が配置されていることが例示されている。同図(c)に示した構造が前記第1の半導体デバイスの構造となる。
<Semiconductor device mounting-3>
FIG. 17 is a view for explaining the embodiment 14 and shows a manufacturing flow of the semiconductor device mounting shown in FIG. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 11 denote the same components. FIG. 17A and FIG. 17B are diagrams illustrating a process for manufacturing the first interposer 190. In FIG. 2A, reference numeral 124 denotes a first semiconductor substrate constituting the first interposer 190, 125 denotes a first main surface (lower surface in the figure) of the first interposer, and 126 denotes the first interposer 190. It is the 2nd main surface (upper surface in a figure) of 1 interposer. The first conductor 113 is provided on the surface of the first main surface 125, and the wiring conductor 127 is provided on the surface of the second main surface 126. The 113 and the 127 are connected to the through electrode 128. Are connected in the thickness direction (vertical direction in the figure) of the first semiconductor substrate. In the figure, a structure for electrically insulating the through electrode 128 from the first semiconductor substrate 124 is omitted. Next, as shown in the sectional view of the structure in FIG. 4B, the central region of the first interposer 190 is removed by a known method such as anisotropic etching, and the opening shape 200 is formed. FIG. 3C is a diagram in which the first semiconductor chip 111 is mounted on the surface of the second main surface of the first interposer 190. As shown in FIG. 6C, only the peripheral region of the first semiconductor chip is mechanically connected to the 190-shaped peripheral region of the first semiconductor chip. Further, since the first interposer is an opening provided in the central portion, that is, there is no “thinly processed interposer portion” as shown in the seventh embodiment, the machine of the first interposer The mechanical strength will decrease. However, by mounting the first semiconductor chip, the entire laminated structure becomes a so-called “monocoque structure” and corrects a decrease in mechanical strength. Reference numeral 130 denotes connection means for connecting the connection terminal of the first semiconductor chip to the wiring conductor 127, and is, for example, a ball grid array. In addition to this, a known wire bonding may be used as the connection means. A resin layer 201 called an underfill is provided to increase the mechanical strength of the connection means after the first semiconductor chip 111 is mounted by the connection means 130. In this embodiment, the underfill is an essential component for increasing the mechanical connection strength between the first semiconductor chip and the first interposer and the mechanical strength of the entire laminated structure. ing. In FIG. 3C, reference numeral 13 denotes the first metal block provided on the surface of the first conductor 113. In the figure, it is illustrated that three first metal blocks are arranged on the surface of each first conductor. The structure shown in FIG. 3C is the structure of the first semiconductor device.

図17(d)は前記前記第2の半導体デバイス(図16の115に相当)を構成する第2のインターポーザの構造を示す断面図である。同図(d)において、132は前記第2のインターポーザを構成する第2の半導体基板で、135は当該第2のインターポーザの第1主面(図では下側の面)、136は当該第2のインターポーザの第2主面(図では上側の面)である。当該第2主面136の表面には前記第2の導電体118が、また、当該第1主面135の表面には外部接続用導電体133が設けられ、当該118と当該133とは貫通電極138により前記第2の半導体基板の厚さ方向(図では垂直方向)で接続されている。なお、図では当該貫通電極138を前記第2の半導体基板132から電気的に絶縁する構造は省略されている。また、前記第2の導電体118は、前記した配線用導電体127と同じように、当該第2のインターポーザでの配線用導電体をも兼ねている。同図(e)は、前記第2の半導体チップ116が前記第2のインターポーザ117の第2主面の表面に搭載された図である。140は当該第2の半導体チップの接続端子を、前記配線用導電体を兼ねる前記第2の導電体118へ接続するための接続手段であり、例えば、ボールグリッドアレイなどである。当該接続手段としては、これ以外に、周知のワイヤボンディングを用いても良い。141はアンダーフィルと称される樹脂層であり、接続手段140で前記第2の半導体チップ116が搭載されてから、当該接続手段の機械的強度を大きくするために設けられている。当該アンダーフィルは前記第2の半導体チップ116での発熱による膨張を吸収したり、発熱を前記第2のインターポーザ側へ放熱させる機能を有している。この放熱効果を向上させるためには、前記アンダーフィル内に空気の泡が発生しないよう、真空中でアンダーフィルを構成する樹脂を流しこむこともある。同図(e)において、18は前記第2の導電体118の表面に設けられた前記第2の金属塊である。同図では、第2の導電体の各々の表面に3個の当該第2の金属塊が配置されていることが例示されている。同図(e)において、前記外部接続用導電体133の表面には導電ボール120が配置され、プリント基板などから成る外部回路(図示せず)との電気的接続用に用いられる。同図(e)に示した構造が前記第2の半導体デバイスの構造となる。   FIG. 17D is a sectional view showing a structure of a second interposer constituting the second semiconductor device (corresponding to 115 in FIG. 16). In FIG. 4D, 132 is a second semiconductor substrate constituting the second interposer, 135 is a first main surface (lower surface in the figure) of the second interposer, and 136 is the second semiconductor substrate. This is a second main surface (upper surface in the figure) of the interposer. The second conductor 118 is provided on the surface of the second main surface 136, and the external connection conductor 133 is provided on the surface of the first main surface 135. The 118 and 133 are formed as through electrodes. 138 is connected in the thickness direction (vertical direction in the figure) of the second semiconductor substrate. In the figure, the structure for electrically insulating the through electrode 138 from the second semiconductor substrate 132 is omitted. Further, the second conductor 118 also serves as a wiring conductor in the second interposer, like the wiring conductor 127 described above. FIG. 4E is a diagram in which the second semiconductor chip 116 is mounted on the surface of the second main surface of the second interposer 117. Reference numeral 140 denotes connection means for connecting the connection terminal of the second semiconductor chip to the second conductor 118 serving also as the wiring conductor, and is, for example, a ball grid array. In addition to this, a known wire bonding may be used as the connection means. Reference numeral 141 denotes a resin layer called an underfill, which is provided to increase the mechanical strength of the connecting means after the second semiconductor chip 116 is mounted by the connecting means 140. The underfill functions to absorb expansion due to heat generation in the second semiconductor chip 116 and to dissipate heat generation to the second interposer side. In order to improve the heat dissipation effect, a resin constituting the underfill may be poured in vacuum so that air bubbles are not generated in the underfill. In FIG. 4E, reference numeral 18 denotes the second metal block provided on the surface of the second conductor 118. In the figure, it is illustrated that three second metal blocks are arranged on the surface of each second conductor. In FIG. 4E, a conductive ball 120 is disposed on the surface of the external connection conductor 133 and is used for electrical connection with an external circuit (not shown) made of a printed circuit board or the like. The structure shown in FIG. 4E is the structure of the second semiconductor device.

図17(f)は、同図(c)の前記第1の半導体デバイスを、同図(e)の前記第2の半導体デバイスに積層実装した構造断面を示している。同図(f)において、143は導電路であり、前記第1の金属塊13と前記第2の金属塊18とを対向させ、高温雰囲気中の熱処理で溶融、再凝固させることにより形成されている。当該導電路の機械的接続強度を増大させるため、当該導電路の領域に樹脂層を流し込み、アンダーフィルとしても良い。また、当該樹脂層は当該導電路の領域だけではなく、前記第1のインターポーザと前記第2のインターポーザの間の領域に流しこんでも良い。同図(f)に示されているように、前記第2の半導体チップの上側が、前記第1のインターポーザの開口形状(200)の領域に入り込んだ形態となっている。また、前記第1のインターポーザの開口形状の領域であって、前記第2の半導体チップの上側表面との間の空隙(205で示す)に、熱伝導率の大きい樹脂を充填し、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップの発熱を放熱させる構成も可能である。   FIG. 17F shows a cross section of the structure in which the first semiconductor device shown in FIG. 17C is stacked and mounted on the second semiconductor device shown in FIG. In FIG. 8 (f), reference numeral 143 denotes a conductive path, which is formed by facing the first metal block 13 and the second metal block 18 and melting and resolidifying them by heat treatment in a high temperature atmosphere. Yes. In order to increase the mechanical connection strength of the conductive path, a resin layer may be poured into a region of the conductive path to form an underfill. In addition, the resin layer may flow not only in the region of the conductive path but also in a region between the first interposer and the second interposer. As shown in FIG. 5F, the upper side of the second semiconductor chip is in a form of entering the region of the opening shape (200) of the first interposer. In addition, a resin having a high thermal conductivity is filled in a gap (indicated by 205) between the first interposer and the upper surface of the second semiconductor chip. It is also possible to dissipate heat generated by the semiconductor chip and the second semiconductor chip.

なお、実施例14においては、前記第1の半導体デバイスと前記第2の半導体デバイスとが、半導体チップとインターポーザで構成されている場合が示された。かかる構成においては、前記第1の半導体デバイスの前記第1主面は、前記第1のインターポーザの前記第1主面と同じであり、同様に、前記第2の半導体デバイスの前記第2主面は、前記第2のインターポーザの前記第2主面と同じことになる。   In Example 14, the case where the first semiconductor device and the second semiconductor device were constituted by a semiconductor chip and an interposer was shown. In this configuration, the first main surface of the first semiconductor device is the same as the first main surface of the first interposer, and similarly, the second main surface of the second semiconductor device. Is the same as the second main surface of the second interposer.

図16と図17を用いて詳述した実施例13と実施例14では、共に、前記第2の半導体デバイスが前記第2の半導体チップと前記第2のインターポーザで構成されている場合が示された。しかしながら、これらの実施例では、前記第2の半導体デバイスの代替として、プリント基板あるいは半導体チップが搭載されたプリント基板などの配線基板を採用しても良い。   The thirteenth and fourteenth embodiments described in detail with reference to FIGS. 16 and 17 both show the case where the second semiconductor device is constituted by the second semiconductor chip and the second interposer. It was. However, in these embodiments, a wiring board such as a printed board or a printed board on which a semiconductor chip is mounted may be employed as an alternative to the second semiconductor device.

<半導体デバイスの実装−4>
図18は実施例15を説明する図であり、放熱効果が大きい構成に本発明を適用した例である。本実施例においては、前記第1の半導体デバイスと前記第2の半導体デバイスが共に半導体チップとインターポーザで構成され、かつ、共に「薄く加工されたインターポーザ部分」を設けることにより、放熱機構と組合せが容易になる利点がある。図18(a)において、前記第1の半導体デバイス110が、前記第2の半導体デバイス115の上に積層化された構造210が示されている。当該110を構成する第1のインターポーザ211の指定された領域212(第1の半導体チップ213が搭載される領域)は、当該インターポーザの厚さが部分的に薄く加工されている。また、当該115を構成する第2のインターポーザ216の指定された領域217(第2の半導体チップ218が搭載される領域)も、当該インターポーザの厚さが部分的に薄く加工されている。領域212の部分には、前記第2の半導体チップ218が入り込む形態になっている。さらに、前記積層構造210の下側領域(すなわち、前記217に相当)には空間219が設けられていることになる。同図(b)は前記積層構造210を配線基板220へ搭載した形態が示されている。前記した空間219には、放熱手段221が配置されている。かかる放熱手段は、熱伝導率の大きい材料(例えば、銅などの金属)の塊りで構成されていても良い。また、ヒートパイプや冷媒流路などの放熱手段を採用しても良い。本実施例では、前記第2のインターポーザの指定された領域の厚さを薄く加工することにより形成された空間219に放熱手段を組み合わせることに特徴があり、当該放熱手段を含む前記積層構造の低背化に大きく寄与できる。
<Semiconductor device mounting-4>
FIG. 18 is a diagram for explaining Example 15, which is an example in which the present invention is applied to a configuration having a large heat dissipation effect. In the present embodiment, the first semiconductor device and the second semiconductor device are both composed of a semiconductor chip and an interposer, and both are provided with a “thinly processed interposer portion”, so that the heat dissipation mechanism and the combination can be combined. There is an advantage that becomes easier. FIG. 18A shows a structure 210 in which the first semiconductor device 110 is stacked on the second semiconductor device 115. The designated area 212 (area where the first semiconductor chip 213 is mounted) of the first interposer 211 that constitutes the 110 is processed such that the thickness of the interposer is partially reduced. In addition, the designated region 217 (the region on which the second semiconductor chip 218 is mounted) of the second interposer 216 constituting the 115 is also processed so that the thickness of the interposer is partially reduced. In the region 212, the second semiconductor chip 218 enters. Further, a space 219 is provided in a lower region of the stacked structure 210 (that is, corresponding to the 217). FIG. 2B shows a form in which the laminated structure 210 is mounted on the wiring board 220. In the space 219 described above, the heat radiating means 221 is arranged. Such heat radiating means may be formed of a lump of a material having a high thermal conductivity (for example, a metal such as copper). Moreover, you may employ | adopt heat dissipation means, such as a heat pipe and a refrigerant flow path. The present embodiment is characterized in that a heat radiating means is combined with the space 219 formed by processing the specified region of the second interposer to be thin, and the laminated structure including the heat radiating means is low. It can greatly contribute to heightening.

前段落までには、金属塊を接合して導電路を形成する際に、樹脂などからなるアンダーフィルを設けることにより接合強度を増大させることが記載された。本段落では、このアンダーフィルについて記載する。アンダーフィルに用いられる樹脂の種類は多く、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、導体を含有した導電性樹脂などがある。また、特定の樹脂に対しても、粘度や融点などが異なる多くのグレードが存在する。本発明では、アンダーフィルに用いられる樹脂の種類やグレードなどには限定されない。例えば、熱硬化性樹脂内にハンダ粒子を混合させた材料を所要の領域に配置し、熱処理することにより、「導電体が存在する領域には溶融したハンダ粒子が集合して再凝固し、導電体が存在しない領域には樹脂のみが残り固化する」ような材料(プリアプライ樹脂とも称されている)がある。かかる特性を有する材料を、本発明に適用すれば、金属塊の形成とアンダーフィル樹脂の充填とが同時に達成されることになり、その効果は大きい。   Up to the previous paragraph, it was described that the bonding strength is increased by providing an underfill made of a resin or the like when metal blocks are bonded to form a conductive path. This paragraph describes this underfill. There are many types of resins used for underfill, including thermoplastic resins, thermosetting resins, and conductive resins containing conductors. Also, there are many grades with different viscosities and melting points for specific resins. In the present invention, the type and grade of resin used for underfill are not limited. For example, a material in which solder particles are mixed in a thermosetting resin is placed in a required region and heat-treated, so that “melted solder particles gather in the region where the conductor is present and re-solidify, and conductive. There is a material (also referred to as pre-applied resin) in which only the resin remains and solidifies in a region where no body exists. If a material having such characteristics is applied to the present invention, formation of a metal lump and filling of an underfill resin can be achieved simultaneously, and the effect is great.

本発明によれば、低背で、かつ、高密度実装を容易に達成できる実装方法を提供できる。より具体的には、半導体インターポーザの採用によるインターポーザの機械的強度の確保、少なくとも2個から成る小さい金属塊を並列的に配置することによる電気的接続性の確保、ワイヤボンディングに必要とされた高さ方向の空間の排除などで、低背化の課題を解決できた。このため、携帯電話やデジタルカメラ以外にも、車載用機器、産業用機器など広範囲な分野にわたって、機器の軽量小型化は言うに及ばず、低消費電力化、高信頼化などと両立させることができ、利用可能性が高い。   According to the present invention, it is possible to provide a mounting method that can easily achieve high-density mounting with a low profile. More specifically, the mechanical strength of the interposer is ensured by adopting the semiconductor interposer, the electrical connectivity is secured by arranging at least two small metal blocks in parallel, and the high required for wire bonding. The problem of low profile was solved by eliminating space in the vertical direction. For this reason, in addition to mobile phones and digital cameras, in a wide range of fields such as in-vehicle equipment and industrial equipment, it is possible to achieve both low power consumption and high reliability, not to mention lighter and smaller equipment. Yes, it is highly available.

1、2 インターポーザ
3 導電ボール
4 合計した厚さ
10、30、110 第1の半導体デバイス
11、31、125、135 第1主面
12、22、113 第1の導電体
13、41、42、43、51、61、71、81、85、91、100、104
第1の金属塊
15、35、115 第2の半導体デバイスあるいは配線基板
16、126、136 第2主面
17、118 第2の導電体
18、23、52、62、72、82、86、92、101、105
第2の金属塊
20、24、25、119、143 導電路
32 金属塊
40 マスク層
83、84、87、88 長径の方向
93、94 長手方向
102、103、106、107 方向
111、213 第1の半導体チップ
112、152、190、211 第1のインターポーザ
116、218 第2の半導体チップ
117、153、216 第2のインターポーザ
120 導電ボール
121、212、217 薄く加工されたインターポーザの部分
124 第1の半導体基板
127、171、181 配線用導電体
128、138 貫通電極
130、140 接続手段
131、141、154、155、201 樹脂層(アンダーフィル)
132 第2の半導体基板
133 外部接続用導電体
144、205 空隙
150 絶縁層
151 金属層
160 第3の半導体デバイス
161、220 配線基板
170 パッド
180 窪み
200 開口形状
210 積層構造
219 空間
221 放熱手段
1, 2 Interposer 3 Conductive ball 4 Total thickness 10, 30, 110 First semiconductor device 11, 31, 125, 135 First main surface 12, 22, 113 First conductor 13, 41, 42, 43 51, 61, 71, 81, 85, 91, 100, 104
First metal block 15, 35, 115 Second semiconductor device or wiring board 16, 126, 136 Second main surface 17, 118 Second conductor 18, 23, 52, 62, 72, 82, 86, 92 , 101, 105
Second metal block 20, 24, 25, 119, 143 Conductive path 32 Metal block 40 Mask layer 83, 84, 87, 88 Longitudinal direction 93, 94 Longitudinal direction 102, 103, 106, 107 direction 111, 213 First Semiconductor chip 112, 152, 190, 211 First interposer 116, 218 Second semiconductor chip 117, 153, 216 Second interposer 120 Conductive ball 121, 212, 217 Thinly processed interposer portion 124 First Semiconductor substrate 127, 171, 181 Wiring conductor 128, 138 Through electrode 130, 140 Connection means 131, 141, 154, 155, 201 Resin layer (underfill)
132 Second semiconductor substrate 133 External connection conductor 144, 205 Air gap 150 Insulating layer 151 Metal layer 160 Third semiconductor device 161, 220 Wiring substrate 170 Pad 180 Depression 200 Opening shape 210 Multilayer structure 219 Space 221 Heat dissipation means

Claims (8)

電気接続のための端子がマトリクス状に配列された表面実装型の半導体デバイスを、電気接続のための端子がマトリクス状に配列された配線基板上に搭載する実装方法であって、
前記半導体デバイスの第1主面には、該半導体デバイスを前記配線基板へ電気接続するための、少なくとも2個から成る第1の導電体が設けられ、
前記第1の導電体のそれぞれには、少なくとも2個から成る第1の金属塊が設けられ、
前記配線基板の第2主面には、該配線基板を前記半導体デバイスへ電気接続するための、少なくとも2個から成る第2の導電体が設けられ、
前記第2の導電体のそれぞれには、少なくとも2個から成る第2の金属塊が設けられ、
前記半導体デバイスと、前記配線基板とが、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の接合により電気接続されること
を特徴とする半導体デバイスの実装方法。
A mounting method for mounting a surface mount type semiconductor device in which terminals for electrical connection are arranged in a matrix on a wiring board in which terminals for electrical connection are arranged in a matrix,
The first main surface of the semiconductor device is provided with at least two first conductors for electrically connecting the semiconductor device to the wiring board,
Each of the first conductors is provided with at least two first metal blocks,
The second main surface of the wiring board is provided with at least two second conductors for electrically connecting the wiring board to the semiconductor device,
Each of the second conductors is provided with at least two second metal blocks,
A method for mounting a semiconductor device, wherein the semiconductor device and the wiring substrate are electrically connected by joining the first metal block and the second metal block.
前記半導体デバイスは、半導体チップと半導体インターポーザの積層構造で構成され、前記半導体インターポーザの前記半導体チップが配置された主面とは相対する主面に前記第1の導電体および前記第1の金属塊が配置されていること
を特徴とする請求項1に記載の実装方法。
The semiconductor device includes a stacked structure of a semiconductor chip and a semiconductor interposer, and the first conductor and the first metal block are disposed on a main surface of the semiconductor interposer opposite to a main surface on which the semiconductor chip is disposed. The mounting method according to claim 1, wherein: is arranged.
前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状が円形であって、かつ、
前記円形の直径と、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の配列ピッチの比が0.58を超える値であること
を特徴とする請求項1または2に記載の実装方法。
The first metal block and the second metal block have a circular shape in contact with the first conductor and the second conductor, respectively, and
3. The mounting method according to claim 1, wherein a ratio between the circular diameter and the arrangement pitch of the first metal block and the second metal block is greater than 0.58. 4.
前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状が多角形であって、かつ、
前記多角形に内接する円の直径と、前記第1の金属塊と前記第2の金属塊の配列ピッチの比が0.58を超える値であること
を特徴とする請求項1または2に記載の実装方法。
The first metal block and the second metal block are polygonal in contact with the first conductor and the second conductor, respectively, and
The diameter of the circle inscribed in the polygon and the ratio of the arrangement pitch of the first metal mass and the second metal mass is a value exceeding 0.58. How to implement
前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状が楕円あるいは長円であって、かつ、
前記第1の金属塊を構成する前記楕円あるいは前記長円の長径と、前記第2の金属塊を構成する前記楕円あるいは前記長円の長径とが互いに交差すること
を特徴とする請求項1または2に記載の実装方法。
Each of the first metal block and the second metal block is in the shape of an ellipse or an ellipse in contact with the first conductor and the second conductor, and
The major axis of the ellipse or the ellipse constituting the first metal block and the major axis of the ellipse or the ellipse constituting the second metal block intersect each other. 2. The mounting method according to 2.
前記第1の金属塊と前記第2の金属塊が、それぞれ、前記第1の導電体と前記第2の導電体と接する形状がストライプ状であって、かつ、
前記第1の金属塊を構成する前記ストライプと、前記第2の金属塊を構成する前記ストライプとが互いに交差すること
を特徴とする請求項1または2に記載の実装方法。
The first metal block and the second metal block are respectively in a stripe shape in contact with the first conductor and the second conductor, and
3. The mounting method according to claim 1, wherein the stripe forming the first metal block and the stripe forming the second metal block intersect each other.
半導体チップが搭載されている領域内の指定された領域の前記半導体インターポーザの厚さが、前記第1の導電体および前記第1の金属塊が配置されている領域の前記半導体インターポーザの厚さを超えないこと
を特徴とする請求項1乃至6に記載の実装方法。
The thickness of the semiconductor interposer in a specified region in the region where the semiconductor chip is mounted is equal to the thickness of the semiconductor interposer in the region where the first conductor and the first metal block are disposed. The mounting method according to claim 1, wherein the mounting method does not exceed.
前記半導体インターポーザは中央部に開口形状を有し、前記開口形状の上部に半導体チップが搭載されていること
を特徴とする請求項1乃至6に記載の実装方法。
The mounting method according to claim 1, wherein the semiconductor interposer has an opening shape at a central portion, and a semiconductor chip is mounted on an upper portion of the opening shape.
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