JP2013110442A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device that has a plurality of electronic components such as semiconductor elements and can be adapted to the requirements of reducing thickness, downsizing, and low manufacturing cost, and to provide a method of manufacturing the same.SOLUTION: A semiconductor device 100 comprises: a supporting substrate 11; a first semiconductor element 21 mounted on one primary surface of the supporting substrate 11; and an electronic component 31 disposed between the supporting substrate 11 and the first semiconductor element 21. The supporting substrate 11 has a recess S formed so as to be deformed in the direction apart from the first semiconductor element 21, and the electronic component 31 is mounted such that at least a part of its thickness is housed in the recess S.

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に複数の半導体素子、或いは半導体素子と受動素子等の電子部品とを重畳させて支持基板上に実装してなる半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a semiconductor device in which a plurality of semiconductor elements or semiconductor elements and electronic components such as passive elements are overlapped and mounted on a support substrate, and a manufacturing method thereof.

電子機器の高機能化ならびに小型化に伴い、当該電子機器に搭載される半導体集積回路装置等の半導体装置に対しても、高機能化、高速動作化と共に、より小形化、薄形化ならびに軽量化が求められている。   Along with higher functionality and smaller size of electronic devices, semiconductor devices such as semiconductor integrated circuit devices mounted on the electronic devices are becoming smaller, thinner and lighter with higher functionality and higher speed. Is required.

この為、例えばガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を基材とし、その一方の主面及び/或いは内部に銅(Cu)等からなる導電層が選択的に配設された印刷配線基板を用い、前記導電層に、半導体集積回路素子(以下、半導体素子と称する)をその主面に配設された凸状(突起状)の外部接続端子を用い、所謂フリップチップ(フェイスダウン)状態をもって接続し、また前記印刷配線基板の他方の主面に形成された電極に球状電極端子等の外部接続端子を配設してなる半導体装置が提案されている。   For this reason, for example, using a printed wiring board in which an insulating resin such as a glass epoxy resin is used as a base material and a conductive layer made of copper (Cu) or the like is selectively provided on one main surface and / or inside thereof, A semiconductor integrated circuit element (hereinafter referred to as a semiconductor element) is connected to the conductive layer in a so-called flip-chip (face-down) state using a convex (projection-shaped) external connection terminal disposed on the main surface. In addition, there has been proposed a semiconductor device in which an external connection terminal such as a spherical electrode terminal is disposed on an electrode formed on the other main surface of the printed wiring board.

また、配線基板上に、半導体素子等の電子部品を複数個積層して配設する形態も提案されている。   Also proposed is a form in which a plurality of electronic components such as semiconductor elements are stacked on a wiring board.

更に、機能の異なる複数の半導体素子を、それぞれの外部接続端子を介して直接に相互接続する所謂チップオンチップ(COC:Chip On Chip)構造も提案されている。   Further, a so-called chip on chip (COC) structure in which a plurality of semiconductor elements having different functions are directly connected to each other through respective external connection terminals has been proposed.

一方、半導体素子が収容されたパッケージ(容器)の厚さを減ずるために、印刷配線基板に選択的に開口部を貫通形成し、当該開口部内に、シリコン(Si)或いはセラミックなどからなる基板にフリップチップ実装されたチップを収容し、開口部から突出した前記チップを被覆するカップ状カバーを設けてなる半導体装置が提案されている。(特許文献1参照)   On the other hand, in order to reduce the thickness of the package (container) in which the semiconductor element is accommodated, an opening is selectively formed through the printed wiring board, and a silicon (Si) or ceramic substrate is formed in the opening. There has been proposed a semiconductor device that accommodates a chip mounted on a flip chip and is provided with a cup-shaped cover that covers the chip protruding from the opening. (See Patent Document 1)

特開平8−250653号公報JP-A-8-250653

しかしながら、前記特許文献1に記載された態様では、印刷配線基板に対し、チップに対応した開口部を貫通形成している。このため、当該印刷配線基板の製造コストが増加し、また、当該印刷配線基板に於ける内部配線の配置に制約を生じて、設計の自由度の低下を招いてしまう。   However, in the aspect described in Patent Document 1, an opening corresponding to a chip is formed through the printed wiring board. For this reason, the manufacturing cost of the printed wiring board is increased, and the arrangement of the internal wirings in the printed wiring board is restricted, resulting in a decrease in the degree of freedom of design.

配線の自由度を高める為に配線層数を増加させると、製造コストが増加し、更に、印刷配線基板の厚さも増加して、印刷配線基板のサイズが大形化してしまう。このため、半導体装置として大形化を招き、小形化、薄形化の要求に対応することができない。   If the number of wiring layers is increased in order to increase the degree of freedom of wiring, the manufacturing cost increases, the thickness of the printed wiring board also increases, and the size of the printed wiring board increases. For this reason, the semiconductor device is increased in size and cannot meet the demands for downsizing and thinning.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、配線基板などの支持基板上に、複数個の半導体素子或いは半導体素子と電子部品が互いに重畳する状態をもって配置されるも、薄形化、小形化が可能であり、且つその製造コストの増加を招くことの無い半導体装置構造、ならびにその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and a plurality of semiconductor elements or semiconductor elements and electronic components are arranged on a supporting substrate such as a wiring board so as to overlap each other. An object of the present invention is to provide a semiconductor device structure that can be miniaturized and that does not increase the manufacturing cost thereof, and a manufacturing method thereof.

本発明の実施の形態の一観点によれば、支持基板と、前記支持基板の一方の主面に搭載された第1の半導体素子と、前記支持基板と前記第1の半導体素子との間に配置された電子部品と、を具備し、前記支持基板は、前記第1の半導体素子から離間する方向に変形して形成される凹部を有し、前記電子部品は、その厚さの少なくとも一部が前記凹部に収容されて搭載されてなることを特徴とする半導体装置が提供される。   According to an embodiment of the present invention, a support substrate, a first semiconductor element mounted on one main surface of the support substrate, and between the support substrate and the first semiconductor element. And the support substrate has a recess formed by being deformed in a direction away from the first semiconductor element, and the electronic component has at least a part of its thickness. Is provided to be accommodated and mounted in the recess.

本発明の実施の形態の別の観点によれば、支持基板の一方の主面に対して、電子部品を、第1の半導体素子を介して押圧し、前記支持基板を前記第1の半導体素子から離間する方向に変形させ、かかる変形により前記支持基板に形成された凹部に前記電子部品の少なくとも一部を収容せしめる工程を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。   According to another aspect of the embodiment of the present invention, an electronic component is pressed through a first semiconductor element against one main surface of the support substrate, and the support substrate is pressed into the first semiconductor element. There is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of deforming in a direction away from the housing, and housing at least a part of the electronic component in a recess formed in the support substrate by the deformation.

本発明の実施の形態の別の観点によれば、支持基板と第1の半導体素子との間に第2の半導体素子を配置する工程と、前記支持基板を加熱した状態で、前記第2の半導体素子を、前記第1の半導体素子を介して前記支持基板に押圧して、前記支持基板を局所的に撓ませる工程と、前記支持基板を撓ませた状態で、前記支持基板に前記第1の半導体素子を固着する工程と、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。   According to another aspect of the embodiment of the present invention, the second semiconductor element is disposed between the support substrate and the first semiconductor element, and the second substrate is heated in the state where the support substrate is heated. Pressing the semiconductor element against the support substrate via the first semiconductor element to locally bend the support substrate; and bending the support substrate to the first support substrate. There is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of fixing the semiconductor element.

本発明によれば、複数の半導体素子或いは半導体素子と受動素子など、複数の機能素子を具備するも、薄形化、小形化がなされた半導体装置、及び当該半導体装置を低い製造コストをもって製造することができる製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a semiconductor device having a plurality of functional elements such as a plurality of semiconductor elements or a semiconductor element and a passive element, which is thinned and miniaturized, and the semiconductor device are manufactured at a low manufacturing cost. The manufacturing method which can be provided can be provided.

本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す第1の半導体素子の回路形成面を示す図である。It is a figure which shows the circuit formation surface of the 1st semiconductor element shown in FIG. 図2に示す第1の半導体素子の回路形成面の変形例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a modification of the circuit formation surface of the first semiconductor element shown in FIG. 2. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図4に示す第1の半導体素子の回路形成面を示す図である。It is a figure which shows the circuit formation surface of the 1st semiconductor element shown in FIG. 図5に示す第1の半導体素子の回路形成面の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the circuit formation surface of the 1st semiconductor element shown in FIG. 本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その1)である。FIG. 6 is a diagram (part 1) illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention; 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その2)である。FIG. 8 is a diagram (part 2) for illustrating a manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention; 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その3)である。It is FIG. (The 3) which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. ボンディングツールの高さ位置及びボンディングツールの荷重の時間経過を示すグラフである。It is a graph which shows the time passage of the height position of a bonding tool, and the load of a bonding tool. 図10(a)に於いて点線Aで囲まれた部分の拡大図である。FIG. 11 is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line A in FIG. ボンディングステージに形成された凹部の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the recessed part formed in the bonding stage. 図10及び図11に示す工程の変形例を示す図(その1)である。FIG. 12 is a view (No. 1) showing a modification of the step shown in FIG. 10 and FIG. 図10及び図11に示す工程の変形例を示す図(その2)である。FIG. 12 is a diagram (No. 2) illustrating a modified example of the process illustrated in FIGS. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その3)である。It is FIG. (3) which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その3)である。It is FIG. (The 3) which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その3)である。It is FIG. (3) which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on the 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

先ず、本発明の実施の形態に係る半導体装置の構造について説明し、次いで、当該半導体装置の製造方法について説明する。   First, a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described, and then a method for manufacturing the semiconductor device will be described.

[半導体装置]
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置100の構成を、図1に示す。
[Semiconductor device]
(First embodiment)
The configuration of the semiconductor device 100 according to the first embodiment of the present invention is shown in FIG.

当該半導体装置100にあっては、支持基板11の一方の主面(上面)上に、第1の半導体集積回路素子(以下、第1の半導体素子と称する)21が、所謂フリップチップ(フェイスダウン)方式をもって搭載されている。   In the semiconductor device 100, a first semiconductor integrated circuit element (hereinafter referred to as a first semiconductor element) 21 is provided on one main surface (upper surface) of the support substrate 11 so-called flip chip (face-down). ) Method is installed.

当該支持基板11にあっては、前記第1の半導体素子21の一方の主面(電子回路形成面)と対向する領域が、選択的に、当該第1の半導体素子21から離間する方向に遠ざけられており、当該第1の半導体素子21と支持基板11との間隙が鉛直方向、即ち当該第1の半導体素子21の主面に垂直な方向に拡大された領域(以下、当該箇所を「凹部S」と称する)が設けられている。当該凹部Sは、支持基板11の略中央部に位置して設けられている。   In the support substrate 11, a region facing one main surface (electronic circuit formation surface) of the first semiconductor element 21 is selectively moved away from the first semiconductor element 21. A region in which the gap between the first semiconductor element 21 and the support substrate 11 is enlarged in the vertical direction, that is, in the direction perpendicular to the main surface of the first semiconductor element 21 (hereinafter, the portion is referred to as a “recessed portion”). S ”). The recess S is provided at a substantially central portion of the support substrate 11.

そして、当該凹部S内には、前記第1の半導体素子21に対し、フリップチップ方式をもって実装・固着された第2の半導体集積回路素子(以下、第2の半導体素子と称する)31が受容されている。   Then, in the recess S, a second semiconductor integrated circuit element (hereinafter referred to as a second semiconductor element) 31 mounted and fixed to the first semiconductor element 21 by a flip chip method is received. ing.

前記支持基板11は、配線基板、インターポーザー或いは回路基板とも称され、ガラスエポキシ樹脂、ガラス−BT(ビスマレイミドトリアジン)、或いはポリイミド等の有機材絶縁性樹脂等を基材とし、その表面及び/或いは内部に銅(Cu)等からなる配線層が表層配線構造或いは多層配線構造をもって配設されている。   The support substrate 11 is also referred to as a wiring substrate, an interposer, or a circuit substrate. The substrate 11 is made of an organic insulating resin such as glass epoxy resin, glass-BT (bismaleimide triazine), or polyimide. Alternatively, a wiring layer made of copper (Cu) or the like is disposed inside with a surface layer wiring structure or a multilayer wiring structure.

当該支持基板11は、加熱により膨張すると共に可撓性を生ずるものであれば、常温に於いても可撓性を有するフレキシブル(FPC:Flexible Printed Circuit)基板の他、所謂リジッド基板であってもよく、例えば厚さが約0.3mmの4層配線構造を有するガラスエポキシ基板を適用することができる。   The support substrate 11 may be a so-called rigid substrate in addition to a flexible printed circuit (FPC) substrate that is flexible even at room temperature, as long as it expands when heated and generates flexibility. For example, a glass epoxy substrate having a four-layer wiring structure with a thickness of about 0.3 mm can be applied.

前述の如く、当該支持基板11は、その略中央部に於いて、厚さが他の部分と略同一であり、且つ前記第1の半導体素子21の被搭載面とは反対方向に突出して、その平面形状が略矩形形状(図示せず)を有する凹部Sが配設されている。   As described above, the support substrate 11 has a thickness substantially the same as that of other portions at the substantially central portion thereof, and protrudes in a direction opposite to the mounting surface of the first semiconductor element 21. A concave portion S whose planar shape has a substantially rectangular shape (not shown) is disposed.

当該凹部Sは、後述する如く、支持基板11自体の変形(撓み)により形成され、半導体素子或いは受動素子などの機能素子を受容する。   As will be described later, the concave portion S is formed by deformation (bending) of the support substrate 11 itself, and receives a functional element such as a semiconductor element or a passive element.

また、当該支持基板11に於いて、前記第1の半導体素子21が搭載される主面上には、前記配線層に接続された導電層(図示せず)が選択的に配設され、当該導電層を選択的に覆って、即ち、第1の半導体素子21の外部接続端子が接続される部位及びその周囲を除いて、ソルダーレジスト層(絶縁樹脂膜)が選択的に被覆されている(図示せず)。当該ソルダーレジスト層に設けられた開口部に於いて、導電層の一部が電極端子12として表出して配置されている。   In the support substrate 11, a conductive layer (not shown) connected to the wiring layer is selectively disposed on the main surface on which the first semiconductor element 21 is mounted. The conductive resist layer is selectively covered, that is, the solder resist layer (insulating resin film) is selectively covered except for the portion where the external connection terminal of the first semiconductor element 21 is connected and its periphery (see FIG. Not shown). In the opening provided in the solder resist layer, a part of the conductive layer is exposed and arranged as the electrode terminal 12.

前記凹部Sは、かかる電極端子12の配置される箇所よりも内側、即ち当該電極端子12により囲繞或いは挟まれる領域に対応して配設され、当該凹部Sの上部開口幅W1は、対向する電極端子12相互間の距離WSよりも小とされている。   The concave portion S is disposed inside the portion where the electrode terminal 12 is disposed, that is, corresponding to a region surrounded or sandwiched by the electrode terminal 12, and the upper opening width W1 of the concave portion S is an opposing electrode. The distance WS between the terminals 12 is smaller than the distance WS.

一方、当該凹部Sの下部(底部)に於ける開口幅W2は、当該凹部Sに受容される第2の半導体素子31の外形寸法よりも大きなものとされている。   On the other hand, the opening width W2 at the lower part (bottom part) of the recess S is set to be larger than the external dimensions of the second semiconductor element 31 received in the recess S.

また、当該凹部Sの深さDS1は、前記第1の半導体素子21の外部接続端子24の高さ及び電極端子12の厚さと協働して、少なくとも当該凹部S内に受容される第2の半導体素子31の有する厚さ、及び当該第2の半導体素子31と第1の半導体素子21との間に於いて、当該第2の半導体素子31と第1の半導体素子21とを接続する電極33の高さを吸収することができる深さである。   In addition, the depth DS1 of the recess S cooperates with the height of the external connection terminal 24 of the first semiconductor element 21 and the thickness of the electrode terminal 12, and is at least a second depth received in the recess S. The thickness of the semiconductor element 31 and the electrode 33 that connects the second semiconductor element 31 and the first semiconductor element 21 between the second semiconductor element 31 and the first semiconductor element 21. It is the depth that can absorb the height of.

従って、第1の半導体素子21の外部接続端子24の高さ及び電極端子12の厚さの合計値は、当該凹部S内に受容される第2の半導体素子31の有する厚さ及び当該第2の半導体素子31と第1の半導体素子21間に配設される電極33の高さの合計値よりも小さい。   Therefore, the total value of the height of the external connection terminal 24 and the thickness of the electrode terminal 12 of the first semiconductor element 21 is the thickness of the second semiconductor element 31 received in the recess S and the second value. This is smaller than the total height of the electrodes 33 disposed between the semiconductor element 31 and the first semiconductor element 21.

尚、前記支持基板11上の電極端子12の表面には、必要に応じて、電解めっき法或いは無電解めっき法により、下層から順に、ニッケル(Ni)/金(Au)の二層めっき層、又は銅(Cu)/ニッケル(Ni)/金(Au)の三層めっき層が被覆される。当該めっき層に代えて、錫(Sn)または錫(Sn)合金等の半田被覆を適用してもよい。   In addition, on the surface of the electrode terminal 12 on the support substrate 11, a two-layer plating layer of nickel (Ni) / gold (Au) in order from the lower layer by an electrolytic plating method or an electroless plating method, if necessary, Alternatively, a three-layer plating layer of copper (Cu) / nickel (Ni) / gold (Au) is coated. Instead of the plating layer, a solder coating such as tin (Sn) or tin (Sn) alloy may be applied.

また、前記支持基板11の他方の主面(裏面)には、選択的に複数個の導電層が配設され、当該導電層(図示せず)には、半田を主体とする球状電極端子からなる外部接続端子13が配設されている。   In addition, a plurality of conductive layers are selectively disposed on the other main surface (back surface) of the support substrate 11, and the conductive layers (not shown) are formed from spherical electrode terminals mainly composed of solder. An external connection terminal 13 is provided.

当該外部接続端子13の高さHは、前記凹部Sに対応して形成された支持基板11の下側表面USの位置(高さh)を越える値(H>h)を有する。   The height H of the external connection terminal 13 has a value (H> h) exceeding the position (height h) of the lower surface US of the support substrate 11 formed corresponding to the recess S.

前記第1の半導体素子21ならびに第2の半導体素子31は、それぞれシリコン(Si)等の半導体、或いはガリウム砒素(GaAs)等の化合物半導体からなる半導体基板に対して周知の半導体製造プロセス(所謂ウエハープロセス)が適用されて、その一方の主面に電子回路部が形成されている。尚、ここでは、当該電子回路部を構成するトランジスタ等の能動素子及び/或いは容量素子等の受動素子、ならびにこれらの機能素子相互間或いは当該機能素子と電極端子との間を接続する多層配線層及び/或いは再配線層等の図示を省略している。   The first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 31 are each a known semiconductor manufacturing process (so-called wafer) for a semiconductor substrate made of a semiconductor such as silicon (Si) or a compound semiconductor such as gallium arsenide (GaAs). Process) is applied, and an electronic circuit portion is formed on one main surface thereof. Here, active elements such as transistors and / or passive elements such as capacitive elements constituting the electronic circuit section, and a multilayer wiring layer for connecting these functional elements or between the functional elements and electrode terminals In addition, illustration of the rewiring layer and the like is omitted.

当該第1の半導体素子21の厚さは、例えば100μm乃至300μmに設定され、また、第2の半導体素子31の厚さは、例えば25μm乃至200μmに設定される。   The thickness of the first semiconductor element 21 is set to, for example, 100 μm to 300 μm, and the thickness of the second semiconductor element 31 is set to, for example, 25 μm to 200 μm.

前記第1の半導体素子21の支持基板11への対向面、即ち電子回路形成面に於ける端子パッドの配置構成を、図2に示す。   FIG. 2 shows the arrangement of terminal pads on the surface of the first semiconductor element 21 facing the support substrate 11, that is, on the electronic circuit formation surface.

略矩形形状を有する第1の半導体素子21の電子回路形成面に於いて、四辺の縁部それぞれに沿って、第1の外部接続用端子パッド22が複数個、列状に配設されている。   On the electronic circuit formation surface of the first semiconductor element 21 having a substantially rectangular shape, a plurality of first external connection terminal pads 22 are arranged in a row along each edge of the four sides. .

また、当該電子回路形成面の略中央部には、第2の半導体素子31に於ける電極端子の配置に対応して、第2の外部接続用端子パッド23が複数個、矩形状に配設されている。   In addition, a plurality of second external connection terminal pads 23 are arranged in a rectangular shape substantially at the center of the electronic circuit formation surface, corresponding to the arrangement of the electrode terminals in the second semiconductor element 31. Has been.

そして、当該第1の半導体素子21の第1の外部接続用端子パッド22には、それぞれ凸状の外部接続端子24が配設され、当該第1の外部接続用端子パッド22と支持基板11の電極端子12は、当該外部接続端子24を介して機械的・電気的に接続されている。   Each first external connection terminal pad 22 of the first semiconductor element 21 is provided with a convex external connection terminal 24, and the first external connection terminal pad 22 and the support substrate 11 are connected to each other. The electrode terminal 12 is mechanically and electrically connected via the external connection terminal 24.

尚、かかる第1の外部接続用端子パッド22ならびに第2の外部接続用端子パッド23は、例えばアルミニウム(Al)、銅(Cu)、又はこれらの合金等をもって形成される。   The first external connection terminal pad 22 and the second external connection terminal pad 23 are made of, for example, aluminum (Al), copper (Cu), or an alloy thereof.

また、第1の外部接続用端子パッド22上に配置される凸状の外部接続端子24は、例えば、金(Au)、銅(Cu)、若しくはこれらの合金、又は錫(Sn)−銀(Ag)半田、或いは錫(Sn)−銀(Ag)−銅(Cu)半田等の金属から形成される。   The convex external connection terminals 24 arranged on the first external connection terminal pads 22 are, for example, gold (Au), copper (Cu), or alloys thereof, or tin (Sn) -silver ( It is formed from a metal such as Ag) solder or tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) solder.

凸状の外部接続端子24として、金(Au)、銅(Cu)、又はこれらの合金から構成される金属バンプを適用する場合、当該外部接続端子24は、例えばワイヤボンディング技術を用いた所謂ボールボンディング法により形成することができる。   When a metal bump made of gold (Au), copper (Cu), or an alloy thereof is applied as the convex external connection terminal 24, the external connection terminal 24 is a so-called ball using, for example, a wire bonding technique. It can be formed by a bonding method.

また、電解めっき法により、これらの金属バンプを形成することができる。当該めっき法により金属バンプを形成する場合には、第1の外部接続用端子パッド18上に例えば、チタン(Ti)/タングステン(W)、チタン(Ti)/パラジウム(Pd)、或いはチタン(Ti)/ニッケル(Ni)/パラジウム(Pd)等の下地金属層(UBM:Under Bump Metal)を形成してもよい。   Moreover, these metal bumps can be formed by electrolytic plating. When the metal bump is formed by the plating method, for example, titanium (Ti) / tungsten (W), titanium (Ti) / palladium (Pd), or titanium (Ti) is formed on the first external connection terminal pad 18. ) / Nickel (Ni) / Palladium (Pd) or other base metal layer (UBM: Under Bump Metal) may be formed.

外部接続端子24として半田バンプを採用する場合、例えば電解めっき法、転写法、印刷法等により外部接続端子14を形成することができる。かかる場合、第1の外部接続用端子パッド18上に、例えばニッケル(Ni)、チタン(Ti)/銅(Cu)/ニッケル(Ni)、チタン(Ti)/クロム(Cr)/銅(Cu)/ニッケル(Ni)等の下地金属層(UBM:Under Bump Metal)を形成してもよい。   When solder bumps are employed as the external connection terminals 24, the external connection terminals 14 can be formed by, for example, electrolytic plating, transfer, printing, or the like. In this case, for example, nickel (Ni), titanium (Ti) / copper (Cu) / nickel (Ni), titanium (Ti) / chromium (Cr) / copper (Cu) is formed on the first external connection terminal pad 18. / An under metal layer (UBM) such as nickel (Ni) may be formed.

一方、第2の外部接続用端子パッド23に対しては、前記第2の半導体素子31の外部接続端子33が接続される。   On the other hand, the external connection terminal 33 of the second semiconductor element 31 is connected to the second external connection terminal pad 23.

当該第2の半導体素子31にあっては、略矩形形状を有する電子回路形成面の四辺の縁部それぞれに沿って、複数の外部接続用端子パッド32が列状に配設されている。そして、当該外部接続用端子パッド32上には、凸状の外部接続端子33が配設されている。即ち、当該凸状の外部接続端子33を介して、第1の半導体素子21の第2の外部接続用端子パッド23と、第2の半導体素子31の外部接続用端子パッド32が電気的に接続される。   In the second semiconductor element 31, a plurality of external connection terminal pads 32 are arranged in a row along each of the four edge portions of the electronic circuit forming surface having a substantially rectangular shape. A convex external connection terminal 33 is disposed on the external connection terminal pad 32. That is, the second external connection terminal pad 23 of the first semiconductor element 21 and the external connection terminal pad 32 of the second semiconductor element 31 are electrically connected via the convex external connection terminal 33. Is done.

当該第2の半導体素子31に於ける外部接続用端子パッド32は、第1の半導体素子21に於ける第1の外部接続用端子パッド22及び第2の外部接続用端子パッド23と同様、例えばアルミニウム(Al)、銅(Cu)、又はこれらの合金等をもって形成される。   The external connection terminal pad 32 in the second semiconductor element 31 is similar to the first external connection terminal pad 22 and the second external connection terminal pad 23 in the first semiconductor element 21, for example. It is formed with aluminum (Al), copper (Cu), or an alloy thereof.

また、当該外部接続用端子パッド32上に配置される凸状の外部接続端子33は、第1の半導体素子21に於ける凸状の外部接続端子24と同様に、例えば金(Au)、銅(Cu)、若しくはこれらの合金、又は錫(Sn)−銀(Ag)半田、錫(Sn)−銀(Ag)−銅(Cu)半田等の金属から形成される。   Further, the convex external connection terminal 33 arranged on the external connection terminal pad 32 is, for example, gold (Au), copper, like the convex external connection terminal 24 in the first semiconductor element 21. (Cu), or an alloy thereof, or a metal such as tin (Sn) -silver (Ag) solder, tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) solder.

尚、外部接続端子33として、金(Au)、銅(Cu)、又はこれらの合金から構成されるバンプを適用する場合、その形成方法として所謂ボールボンディング法又は電解めっき法を適用することができる。また、外部接続端子33として半田バンプを適用する場合には、その形成方法として電解めっき法、転写法、或いは印刷法等を適用することができる。   When a bump made of gold (Au), copper (Cu), or an alloy thereof is applied as the external connection terminal 33, a so-called ball bonding method or electrolytic plating method can be applied as the formation method. . Further, when solder bumps are applied as the external connection terminals 33, an electrolytic plating method, a transfer method, a printing method, or the like can be applied as the formation method.

更に、前記第2の半導体素子31に於ける外部接続端子33が接続される第1の半導体素子21の第2の外部接続用端子パッド23の表面には、電解めっき法或いは無電解めっき法により、下層から順に、ニッケル(Ni)/金(Au)の2層めっき層、又は錫(Sn)または錫(Sn)合金等の半田被覆が施されてもよい。   Further, the surface of the second external connection terminal pad 23 of the first semiconductor element 21 to which the external connection terminal 33 in the second semiconductor element 31 is connected is formed by electrolytic plating or electroless plating. In order from the lower layer, a nickel (Ni) / gold (Au) two-layer plating layer or a solder coating such as tin (Sn) or tin (Sn) alloy may be applied.

尚、第1の半導体素子21に於ける凸状の外部接続端子24を、フリップチップ実装される側の端子である支持基板11の第1の電極端子12上に設けてもよく、また第2の半導体素子31に於ける凸状の外部接続端子33を、フリップチップ実装される側の端子、即ち、第1の半導体素子21の第2の外部接続用端子パッド23上に設けてもよい。   The convex external connection terminal 24 in the first semiconductor element 21 may be provided on the first electrode terminal 12 of the support substrate 11 which is the terminal on the flip chip mounting side, or the second The convex external connection terminal 33 in the semiconductor element 31 may be provided on the terminal on the flip chip mounting side, that is, on the second external connection terminal pad 23 of the first semiconductor element 21.

ところで、前記第1の半導体素子21の主面(電子回路形成面)に配設される第1の外部接続用端子パッド22ならびに第2の外部接続用端子パッド23の配置は、図3(a)又は図3(b)に示す形態を適用することもできる。   Incidentally, the arrangement of the first external connection terminal pads 22 and the second external connection terminal pads 23 arranged on the main surface (electronic circuit formation surface) of the first semiconductor element 21 is shown in FIG. ) Or the form shown in FIG. 3B can also be applied.

図3(a)に示す形態にあっては、第1の外部接続用端子パッド22は、当該第1の半導体素子21Aの電子回路形成面の四辺のうち、互いに対向する一対の二辺に沿って列状に配設されている。一方、第2の外部接続用端子パッド23は、図2に示す形態と同様に配置されている。   In the embodiment shown in FIG. 3A, the first external connection terminal pad 22 is along a pair of two sides facing each other among the four sides of the electronic circuit formation surface of the first semiconductor element 21A. Are arranged in a row. On the other hand, the second external connection terminal pads 23 are arranged in the same manner as in the embodiment shown in FIG.

一方、図3(b)に示す形態にあっては、第1の外部接続用端子パッド22は、第1の半導体素子21Bの電子回路形成面の四辺のそれぞれに沿って複数の列状に配設されている。かかる構成によれば、第1の外部接続用端子パッド22が複数の列状に配設されていることにより、当該外部接続用端子パッド22を介して、第1の半導体素子21から支持基板11へ熱を伝導し易い。   On the other hand, in the configuration shown in FIG. 3B, the first external connection terminal pads 22 are arranged in a plurality of rows along each of the four sides of the electronic circuit formation surface of the first semiconductor element 21B. It is installed. According to this configuration, since the first external connection terminal pads 22 are arranged in a plurality of rows, the first semiconductor element 21 and the support substrate 11 are connected via the external connection terminal pads 22. Easy to conduct heat.

尚、かかる構成あっては、電子回路形成面の略中央部に於いて、第2の外部接続用端子パッド23が、格子(グリッド)状に配設されている。   In such a configuration, the second external connection terminal pads 23 are arranged in a grid in the substantially central portion of the electronic circuit formation surface.

また、当該半導体装置100にあっては、支持基板11の主面と、これに対向する第1の半導体素子21の主面(電子回路形成面)との間には、硬化した第1の接着剤41が配設され、また第1の半導体素子12の主面とこれに対向する第2の半導体素子31の主面(電子回路形成面)との間には、硬化した第2の接着剤42が配設されている。   In the semiconductor device 100, the cured first adhesive is provided between the main surface of the support substrate 11 and the main surface (electronic circuit forming surface) of the first semiconductor element 21 facing the support substrate 11. The cured second adhesive is disposed between the main surface of the first semiconductor element 12 and the main surface (electronic circuit forming surface) of the second semiconductor element 31 opposite to the main surface of the first semiconductor element 12. 42 is disposed.

当該第1の接着剤41及び第2の接着剤42は、フリップチップ方法に応じて適宜選択されるが、例えばエポキシ系樹脂を主体とする材料からなる熱硬化性接着剤を用いることができる。かかる接着剤41、42に於いては、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)或いはニッケル(Ni)等の導電性微粒子が添加されてもよい。   The first adhesive 41 and the second adhesive 42 are appropriately selected according to the flip chip method. For example, a thermosetting adhesive made of a material mainly composed of an epoxy resin can be used. In the adhesives 41 and 42, conductive fine particles such as silver (Ag), gold (Au), copper (Cu) or nickel (Ni) may be added.

この様に、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置100にあっては、第1の半導体素子21がフリップチップ方式をもって実装・固着される支持基板11の、当該第1の半導体素子21との対向部が選択的に、当該第1の半導体素子21から離間する方向に突出して、即ち当該第1の半導体素子21と支持基板11との間に、当該第1の半導体素子12の主面に対して垂直な方向に拡大された凹部Sが形成されている。   As described above, in the semiconductor device 100 according to the first embodiment of the present invention, the first semiconductor element of the support substrate 11 on which the first semiconductor element 21 is mounted and fixed by the flip-chip method. 21 selectively protrudes in a direction away from the first semiconductor element 21, that is, between the first semiconductor element 21 and the support substrate 11. A recess S that is enlarged in a direction perpendicular to the main surface is formed.

そして、当該凹部Sには、第1の半導体素子21にフリップチップ方式をもって実装・固着された第2の半導体素子31が受容されている。即ち、当該半導体装置100は、支持基板11上に搭載された第1の半導体素子21ならびに当該第1の半導体素子21に搭載された第2の半導体素子31を含む所謂チップオンチップ型構造を有するものの、当該第2の半導体素子31が、第1の半導体素子21と支持基板11との間に於ける凹部Sに収容・配置された形態を有する。   In the recess S, the second semiconductor element 31 mounted and fixed to the first semiconductor element 21 by a flip chip method is received. That is, the semiconductor device 100 has a so-called chip-on-chip structure including a first semiconductor element 21 mounted on the support substrate 11 and a second semiconductor element 31 mounted on the first semiconductor element 21. However, the second semiconductor element 31 has a configuration in which the second semiconductor element 31 is accommodated and disposed in the recess S between the first semiconductor element 21 and the support substrate 11.

従って、当該半導体装置100にあっては、実質的に第2の半導体素子31の全ての厚さに相当する厚さの増加がもたらされない。よって、複数の半導体素子をチップオンチップ型構造として組み合わせることにより高機能を有しつつ、より薄形化、小形化された半導体装置を実現することができる。   Therefore, in the semiconductor device 100, an increase in thickness corresponding to substantially the entire thickness of the second semiconductor element 31 is not brought about. Therefore, by combining a plurality of semiconductor elements as a chip-on-chip structure, it is possible to realize a semiconductor device that has higher functions and is thinner and smaller.

また、支持基板11と第1の半導体素子21との間、ならびに当該支持基板11と第2の半導体素子31との間には硬化した接着剤41が配設され、一方、第1の半導体素子21と第2の半導体素子31との間には、硬化した接着剤42が配設されている。   Further, a cured adhesive 41 is disposed between the support substrate 11 and the first semiconductor element 21 and between the support substrate 11 and the second semiconductor element 31, while the first semiconductor element A cured adhesive 42 is disposed between 21 and the second semiconductor element 31.

この為、第1の半導体素子21の主面(電子回路形成面)と支持基板11との接続箇所は、接着剤41により保護され、また当該第1の半導体素子21の主面と第2の半導体素子31の主面(電子回路形成面)との接続箇所は、接着剤42により保護される。従って、接着剤41により支持基板11と第1の半導体素子21との接続が維持され、一方、接着剤42により第1の半導体素子21と第2の半導体素子31との接続が維持されると共に、支持基板11の撓んだ形状を固定・保持することができる。これにより、高い信頼性を有する半導体装置を実現することができる。   For this reason, the connection part of the main surface (electronic circuit formation surface) of the 1st semiconductor element 21 and the support substrate 11 is protected by the adhesive agent 41, and the main surface of the said 1st semiconductor element 21 and 2nd A connection portion with the main surface (electronic circuit forming surface) of the semiconductor element 31 is protected by an adhesive 42. Therefore, the connection between the support substrate 11 and the first semiconductor element 21 is maintained by the adhesive 41, while the connection between the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 31 is maintained by the adhesive 42. The bent shape of the support substrate 11 can be fixed and held. Thereby, a highly reliable semiconductor device can be realized.

(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置200を、図4に示す。図4に於いては、前記図1に於いて示した部位と対応する部位には同じ符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
A semiconductor device 200 according to the second embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 4, the same reference numerals are given to the parts corresponding to the parts shown in FIG. 1, and the description thereof is omitted.

当該半導体装置200にあっては、支持基板11の一方の主面(上面)上に、第1の半導体素子21がフリップチップ方式をもって実装・固着されている。   In the semiconductor device 200, the first semiconductor element 21 is mounted and fixed on one main surface (upper surface) of the support substrate 11 by a flip chip method.

当該第1の半導体素子21は、第1の実施の形態に於ける第1の半導体素子と同様、シリコン(Si)等の半導体、或いはガリウム砒素(GaAs)等の化合物半導体からなる半導体基板に対して周知の半導体製造プロセス(所謂ウエハープロセス)が適用されて、その一方の主面に電子回路部が形成されている。   The first semiconductor element 21 is similar to the first semiconductor element in the first embodiment with respect to a semiconductor substrate made of a semiconductor such as silicon (Si) or a compound semiconductor such as gallium arsenide (GaAs). A known semiconductor manufacturing process (so-called wafer process) is applied, and an electronic circuit portion is formed on one main surface thereof.

そして、当該支持基板11の、第1の半導体素子21の一方の主面(電子回路形成面)と対向する領域が、選択的に当該第1の半導体素子21から離間する方向に突出しており、当該第1の半導体素子21と支持基板11との間隙が鉛直方向、即ち当該第1の半導体素子21の主面に垂直な方向に拡大されて、凹部Sが形成されている。当該凹部Sは、支持基板11の略中央部に位置している。   A region of the support substrate 11 facing one main surface (electronic circuit forming surface) of the first semiconductor element 21 selectively protrudes in a direction away from the first semiconductor element 21. The gap between the first semiconductor element 21 and the support substrate 11 is expanded in the vertical direction, that is, in the direction perpendicular to the main surface of the first semiconductor element 21, so that a recess S is formed. The concave portion S is located at a substantially central portion of the support substrate 11.

そして、当該半導体装置200にあっては、前記凹部S内に於いて、第2の半導体素子31が、支持基板11上の電極に対しフリップチップ方式をもって実装・固着されている。   In the semiconductor device 200, the second semiconductor element 31 is mounted and fixed to the electrode on the support substrate 11 in a flip chip manner in the recess S.

即ち、支持基板11の凹部S内に於いて、支持基板11の導電層の一部として電極端子14が配設され、当該電極端子14に第2の半導体素子31の外部接続端子が接続されている。   That is, in the recess S of the support substrate 11, the electrode terminal 14 is disposed as a part of the conductive layer of the support substrate 11, and the external connection terminal of the second semiconductor element 31 is connected to the electrode terminal 14. Yes.

当該第2の半導体素子31の主面(電子回路形成面)に形成された外部接続用端子パッド32のそれぞれには、凸状の外部接続端子33が配設され、外部接続用端子パッド32と前記支持基板11の電極端子14は、当該凸状の外部接続端子33を介して電気的・機械的に接続されている。かかる構成に於いて、前記第1の半導体素子21の主面に於ける電子回路形成領域の、第2の半導体素子31への対向部には、選択的に絶縁層25が配設されている。当該絶縁層25の配設形態を、図5に示す。   Each of the external connection terminal pads 32 formed on the main surface (electronic circuit formation surface) of the second semiconductor element 31 is provided with a convex external connection terminal 33. The electrode terminals 14 of the support substrate 11 are electrically and mechanically connected via the convex external connection terminals 33. In such a configuration, an insulating layer 25 is selectively disposed in an electronic circuit forming region on the main surface of the first semiconductor element 21 at a portion facing the second semiconductor element 31. . The arrangement of the insulating layer 25 is shown in FIG.

即ち、当該第1の半導体素子21の電子回路形成面の四辺の近傍に配設された外部接続用端子パッド22により囲繞される領域に於いて、電子回路形成部上を被覆して、絶縁層25が配設されている。   That is, in the region surrounded by the external connection terminal pads 22 arranged in the vicinity of the four sides of the electronic circuit formation surface of the first semiconductor element 21, the electronic circuit formation portion is covered and the insulating layer 25 is arranged.

当該絶縁層25は、例えばポリイミド系樹脂、シリコン系樹脂、或いはエポキシ系樹脂を主体とする材料から選択され、弾性を有する。そして、その厚さは、例えば1μm乃至15μmに設定される。   The insulating layer 25 is selected from a material mainly composed of, for example, polyimide resin, silicon resin, or epoxy resin, and has elasticity. The thickness is set to 1 μm to 15 μm, for example.

当該絶縁層25を配設することにより、第1の半導体素子21と第2の半導体素子31との間を確実に絶縁分離することができ、両半導体素子の接触による誤動作を防止することができる。   By disposing the insulating layer 25, the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 31 can be reliably insulated and separated, and malfunction caused by contact between the two semiconductor elements can be prevented. .

また、当該絶縁層25が弾性を有することにより、半導体装置200の製造工程に於いて、第1の半導体素子21を支持基板11にフリップチップ実装する際に印加される荷重によって第1の半導体素子21の電子回路形成部が破損することを防止することができる。即ち、絶縁層25は、第1の半導体素子21をフリップチップ実装する際、当該支持基板11に搭載されている第2の半導体素子31により、第1の半導体素子21に作用する応力を緩和して、当該第1の半導体素子21の主面(電子回路形成面)の破壊を防止する応力緩和層として機能する。   In addition, since the insulating layer 25 has elasticity, the first semiconductor element is applied by a load applied when the first semiconductor element 21 is flip-chip mounted on the support substrate 11 in the manufacturing process of the semiconductor device 200. It is possible to prevent the electronic circuit forming portion 21 from being damaged. That is, when the first semiconductor element 21 is flip-chip mounted, the insulating layer 25 relieves stress acting on the first semiconductor element 21 by the second semiconductor element 31 mounted on the support substrate 11. Thus, it functions as a stress relaxation layer that prevents the main surface (electronic circuit formation surface) of the first semiconductor element 21 from being broken.

尚、第1の半導体素子21の主面に於ける外部接続用端子パッド22ならびに絶縁層25の配置として、図6(a)或いは図6(b)に示す形態を適用することもできる。   As an arrangement of the external connection terminal pads 22 and the insulating layer 25 on the main surface of the first semiconductor element 21, the configuration shown in FIG. 6A or FIG. 6B can be applied.

即ち、図6(a)に示す例では、第1の半導体素子21Cの主面の外周を構成する四辺のうち互いに対向する二辺の近傍に、外部接続用端子パッド22が当該二辺に沿って列状に配設されている。そして対向して形成された外部接続用端子パッド22の間に、絶縁層25が配設されている。   That is, in the example shown in FIG. 6A, the external connection terminal pad 22 extends along the two sides in the vicinity of two sides facing each other among the four sides constituting the outer periphery of the main surface of the first semiconductor element 21C. Are arranged in a row. An insulating layer 25 is disposed between the external connection terminal pads 22 formed to face each other.

一方、図6(b)に示す例では、第1の半導体素子21Dの主面の外周を構成する四辺それぞれの近傍に、外部接続用端子パッド22−1、22−2が複数列状に配設されている。そして対向して形成された外部接続用端子パッド22−2の間に、絶縁層25が配設されている。   On the other hand, in the example shown in FIG. 6B, external connection terminal pads 22-1 and 22-2 are arranged in a plurality of rows in the vicinity of each of the four sides constituting the outer periphery of the main surface of the first semiconductor element 21D. It is installed. An insulating layer 25 is disposed between the external connection terminal pads 22-2 formed to face each other.

尚、前記図4に示す形態にあっては、第1の半導体素子21の主面(電子回路形成面)上に絶縁層25が配設されているが、当該絶縁層25を第1の半導体素子21に対向して位置する第2の半導体素子31の第2の主面(裏面、電子回路非形成面)上に配設してもよい。   In the embodiment shown in FIG. 4, the insulating layer 25 is disposed on the main surface (electronic circuit forming surface) of the first semiconductor element 21. The insulating layer 25 is formed on the first semiconductor element. You may arrange | position on the 2nd main surface (back surface, electronic circuit non-formation surface) of the 2nd semiconductor element 31 located facing the element 21. FIG.

そして、第1の半導体素子21の主面と支持基板11との間には、硬化した第1の接着剤41が配設され、また第2の半導体素子31の主面と支持基板11との間には、硬化した第2の接着剤43が配設されている。当該第2の接着剤43は、フリップチップ方式に応じて適宜選択されるが、第1の接着剤41と同様に、熱硬化性接着剤から選択される。尚、前記支持基板11の他方の主面(裏面)に配設された導電層(図示せず)には、球状電極端子からなる外部接続端子13が配設されている。   Then, a cured first adhesive 41 is disposed between the main surface of the first semiconductor element 21 and the support substrate 11, and between the main surface of the second semiconductor element 31 and the support substrate 11. A cured second adhesive 43 is disposed between them. The second adhesive 43 is appropriately selected according to the flip-chip method, but is selected from thermosetting adhesives as with the first adhesive 41. An external connection terminal 13 made of a spherical electrode terminal is disposed on a conductive layer (not shown) disposed on the other main surface (back surface) of the support substrate 11.

当該外部接続端子13の高さは、前記凹部Sに対応して形成された支持基板11の下側表面USの位置(高さ)を越える値を有する。   The height of the external connection terminal 13 has a value exceeding the position (height) of the lower surface US of the support substrate 11 formed corresponding to the recess S.

この様に、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置200にあっては、第1の半導体素子21がフリップチップ方式をもって実装・固着される支持基板11の、当該第1の半導体素子21への対向部が選択的に、当該第1の半導体素子21と離間する方向に変形し、当該第1の半導体素子21と支持基板11との間が、当該第1の半導体素子21の主面に対して垂直な方向に拡大された凹部Sが形成されている。   As described above, in the semiconductor device 200 according to the second embodiment of the present invention, the first semiconductor element of the support substrate 11 on which the first semiconductor element 21 is mounted and fixed by the flip-chip method. 21 is selectively deformed in a direction away from the first semiconductor element 21, and the space between the first semiconductor element 21 and the support substrate 11 is the main part of the first semiconductor element 21. A recess S that is enlarged in a direction perpendicular to the surface is formed.

そして、当該凹部Sに於いて、支持基板11に対し、フリップチップ方式をもって第2の半導体素子31が実装・固着され、前記第1の半導体素子21は、当該第2の半導体素子31に重畳して搭載されている。   Then, in the recess S, the second semiconductor element 31 is mounted and fixed to the support substrate 11 by a flip chip method, and the first semiconductor element 21 is superimposed on the second semiconductor element 31. It is installed.

即ち、当該半導体装置200は、支持基板11上に搭載された第1の半導体素子21ならびに第2の半導体素子31を含み、当該第2の半導体素子31が、第1の半導体素子21と支持基板11との間に於ける凹部Sに収容・配置された形態を有する。   In other words, the semiconductor device 200 includes a first semiconductor element 21 and a second semiconductor element 31 mounted on the support substrate 11, and the second semiconductor element 31 includes the first semiconductor element 21 and the support substrate. 11 is accommodated and arranged in the recess S between the two.

従って、当該半導体装置200にあっては、支持基板11上に二つの半導体素子が重畳して配置されるにも関わらず、実質的に第2の半導体素子31の全ての厚さに相当する厚さの増加がもたらされない。よって、複数の半導体素子を組み合わせることにより高機能を有しつつ、より薄形化、小形化された半導体装置を実現することができる。   Therefore, in the semiconductor device 200, the thickness corresponding to substantially the entire thickness of the second semiconductor element 31 in spite of the two semiconductor elements being superimposed on the support substrate 11. There is no increase in height. Therefore, by combining a plurality of semiconductor elements, it is possible to realize a semiconductor device that has a high function and is thinner and smaller.

また、第1の半導体素子21と支持基板11との間には、接着剤41が配設され、一方、第2の半導体素子31と支持基板11との間には、接着剤43が配設されている。即ち、第1の半導体素子21の主面(回路形成面)と支持基板11との接続箇所は、接着剤41により封止されて保護されており、また、第2の半導体素子31の主面(回路形成面)と支持基板11との接続箇所は、接着剤43により封止されて保護されている。   Further, an adhesive 41 is disposed between the first semiconductor element 21 and the support substrate 11, while an adhesive 43 is disposed between the second semiconductor element 31 and the support substrate 11. Has been. That is, the connection portion between the main surface (circuit formation surface) of the first semiconductor element 21 and the support substrate 11 is sealed and protected by the adhesive 41, and the main surface of the second semiconductor element 31. A connection portion between the (circuit forming surface) and the support substrate 11 is sealed and protected by an adhesive 43.

これにより、接着剤41により支持基板11と第1の半導体素子21との接続が維持され、一方、接着剤43により支持基板11と第2の半導体素子31との接続が維持されると共に、支持基板11の撓んだ形状が維持される。   Thereby, the connection between the support substrate 11 and the first semiconductor element 21 is maintained by the adhesive 41, while the connection between the support substrate 11 and the second semiconductor element 31 is maintained by the adhesive 43 and the support is supported. The bent shape of the substrate 11 is maintained.

更に、第1の半導体素子21と第2の半導体素子31との間に、絶縁層25を配設することにより、これらの半導体素子間は確実に分離され、両者の接触による誤動作が防止される。もって、より高い信頼性を有する半導体装置を実現することができる。   Further, by disposing the insulating layer 25 between the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 31, the semiconductor elements are reliably separated from each other, and malfunction due to contact between the two semiconductor elements is prevented. . Accordingly, a semiconductor device having higher reliability can be realized.

(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置300を、図7に示す。
(Third embodiment)
A semiconductor device 300 according to a third embodiment of the present invention is shown in FIG.

図7に於いては、前記図1或いは図4に於いて示した部位に対応する部位には同じ符号を付し、その説明を省略する。   In FIG. 7, the parts corresponding to the parts shown in FIG. 1 or FIG.

当該半導体装置300にあっては、支持基板11の一方の主面(上面)上に、半導体素子21がフリップチップ方式をもって実装・固着されている。   In the semiconductor device 300, the semiconductor element 21 is mounted and fixed on one main surface (upper surface) of the support substrate 11 by a flip chip method.

そして、当該支持基板11の、半導体素子21の一方の主面(電子回路形成面)と対向する領域が、選択的に当該半導体素子21から離間する方向に突出しており、当該半導体素子21と支持基板11との間隙が鉛直方向、即ち当該半導体素子21の主面に垂直な方向に拡大された凹部Sが形成されている。当該凹部Sは、支持基板11の略中央部に位置している。   A region of the support substrate 11 that faces one main surface (electronic circuit formation surface) of the semiconductor element 21 protrudes in a direction that is selectively separated from the semiconductor element 21. A recess S is formed in which the gap with the substrate 11 is enlarged in the vertical direction, that is, in the direction perpendicular to the main surface of the semiconductor element 21. The concave portion S is located at a substantially central portion of the support substrate 11.

そして、当該半導体装置300にあっては、前記凹部S内に於いて、複数の受動素子51が、支持基板11上の電極端子15に接続されて実装されている。   In the semiconductor device 300, a plurality of passive elements 51 are connected to and mounted on the electrode terminals 15 on the support substrate 11 in the recess S.

即ち、支持基板11の凹部S内に於いて、支持基板11の導電層の一部として電極端子15が配設され、当該電極端子15に受動素子51の電極が導電部材52を介して接続されている。   That is, in the recess S of the support substrate 11, the electrode terminal 15 is disposed as a part of the conductive layer of the support substrate 11, and the electrode of the passive element 51 is connected to the electrode terminal 15 via the conductive member 52. ing.

当該受動素子51は、板状又は柱状をなす所謂チップ部品であり、例えば、バイパスコンデンサとして機能する容量素子、ノイズフィルタとして機能するインダクタ、或いは抵抗素子などが該当する。当該受動素子51は、絶縁性の素体部51a及び当該素体部51aの両端部又は一主面上に配設された複数の電極端子51bを具備する。当該受動素子51は、半導体素子21の回路構成、規模等に対応して適宜選択され、また、接続される半導体素子21の電極端子にできるだけ近接するように、電極端子15の位置、方向が選択される。   The passive element 51 is a so-called chip component having a plate shape or a column shape, and corresponds to, for example, a capacitive element that functions as a bypass capacitor, an inductor that functions as a noise filter, or a resistive element. The passive element 51 includes an insulating element body 51a and a plurality of electrode terminals 51b disposed on both ends or one main surface of the element body 51a. The passive element 51 is appropriately selected according to the circuit configuration, scale, and the like of the semiconductor element 21, and the position and direction of the electrode terminal 15 are selected so as to be as close as possible to the electrode terminal of the semiconductor element 21 to be connected. Is done.

当該受動素子51の電極端子51bと支持基板11の電極端子15は、導電部材52を介して電気的に接続されている。当該導電部材52として、例えばエポキシ系樹脂又はシリコン系樹脂等に、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、若しくはカーボンブラック等の導電性微粒子を含有した導電性接着剤、又は錫(Sn)−銀(Ag)半田、若しくは錫(Sn)−銀(Ag)−銅(Cu)半田等の半田材料が適用される。   The electrode terminal 51 b of the passive element 51 and the electrode terminal 15 of the support substrate 11 are electrically connected via a conductive member 52. As the conductive member 52, for example, a conductive material containing conductive fine particles such as silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), nickel (Ni), or carbon black in an epoxy resin or a silicon resin. An adhesive or a solder material such as tin (Sn) -silver (Ag) solder or tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) solder is used.

尚、前記支持基板11の他方の主面(裏面)に配設された導電層(図示せず)には、球状電極端子からなる外部接続端子13が配設されている。   An external connection terminal 13 made of a spherical electrode terminal is disposed on a conductive layer (not shown) disposed on the other main surface (back surface) of the support substrate 11.

当該外部接続端子13の高さは、前記凹部Sに対応して形成された支持基板11の下側表面USの位置(高さ)を越える値を有する。   The height of the external connection terminal 13 has a value exceeding the position (height) of the lower surface US of the support substrate 11 formed corresponding to the recess S.

この様に、本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置300にあっては、半導体素子21がフリップチップ方式をもって実装・固着される支持基板11の、当該半導体素子21との対向部が選択的に、当該半導体素子21とから離間する方向に突出し、当該半導体素子21と支持基板11との間が、当該半導体素子21の主面に対して垂直な方向に拡大された凹部Sが形成されている。   As described above, in the semiconductor device 300 according to the third embodiment of the present invention, the portion of the support substrate 11 on which the semiconductor element 21 is mounted and fixed by the flip chip method is opposed to the semiconductor element 21. Optionally, a recess S is formed that protrudes in a direction away from the semiconductor element 21 and is enlarged in a direction perpendicular to the main surface of the semiconductor element 21 between the semiconductor element 21 and the support substrate 11. Has been.

そして、当該凹部Sに於いて、支持基板11に対し受動素子51が実装され、前記半導体素子21は、当該受動素子51に重畳して搭載されている。即ち、当該半導体装置300は、支持基板11上に搭載された半導体素子21ならびに受動素子51を含み、当該第受動素子51が、半導体素子21と支持基板11との間に於ける凹部Sに収容・配置された形態を有する。   And in the said recessed part S, the passive element 51 is mounted with respect to the support substrate 11, and the said semiconductor element 21 is mounted on the said passive element 51 so that it may overlap. That is, the semiconductor device 300 includes the semiconductor element 21 and the passive element 51 mounted on the support substrate 11, and the second passive element 51 is accommodated in the recess S between the semiconductor element 21 and the support substrate 11. -It has an arranged form.

従って、当該半導体装置300にあっては、支持基板11上に半導体素子と受動素子が重畳して配置されるにも関わらず、実質的に受動素子51の全厚さ(高さ)に相当する厚さの増加がもたらされない。よって、半導体素子と受動素子を組み合わせることによって動作の安定性を高めつつ、より薄形化、小形化された半導体装置を実現することができる。   Therefore, the semiconductor device 300 substantially corresponds to the total thickness (height) of the passive element 51 even though the semiconductor element and the passive element are superimposed on the support substrate 11. No increase in thickness is brought about. Therefore, by combining a semiconductor element and a passive element, it is possible to realize a semiconductor device that is thinner and smaller while improving operational stability.

また、半導体素子21と支持基板11との間には、接着剤41が配設されている。即ち、半導体素子21の主面(回路形成面)と支持基板11との接続箇所ならびに受動素子51は、当該接着剤41により被覆され、保護される。これにより、接着剤41により支持基板11と半導体素子21との接続、ならびに支持基板11と受動素子51との接続が維持されると共に、支持基板11の撓んだ形状が維持される。もって、高い信頼性を有する半導体装置を実現することができる。   An adhesive 41 is disposed between the semiconductor element 21 and the support substrate 11. That is, the connection portion between the main surface (circuit forming surface) of the semiconductor element 21 and the support substrate 11 and the passive element 51 are covered and protected by the adhesive 41. Accordingly, the connection between the support substrate 11 and the semiconductor element 21 and the connection between the support substrate 11 and the passive element 51 are maintained by the adhesive 41, and the bent shape of the support substrate 11 is maintained. Therefore, a highly reliable semiconductor device can be realized.

(第4の実施の形態)
本発明の第4の実施の形態に係る半導体装置400を、図8に示す。
(Fourth embodiment)
A semiconductor device 400 according to a fourth embodiment of the present invention is shown in FIG.

図8に於いても、前記図1、図4等に於いて示した部位に対応する部位には同じ符号を付し、その説明を省略する。   Also in FIG. 8, parts corresponding to those shown in FIG. 1, FIG. 4 and the like are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

当該半導体装置400にあっては、支持基板11の一方の主面(上面)上に、第1の半導体素子21がフリップチップ方式をもって実装・固着されている。   In the semiconductor device 400, the first semiconductor element 21 is mounted and fixed on one main surface (upper surface) of the support substrate 11 by a flip chip method.

そして、当該支持基板11の、第1の半導体素子21の一方の主面(電子回路形成面)と対向する領域が、選択的に当該第1の半導体素子21から離間する方向に突出しており、当該第1の半導体素子21と支持基板11との間隙が鉛直方向、即ち当該第1の半導体素子21の主面に垂直な方向に拡大された凹部Sが形成されている。当該凹部Sは、支持基板11の略中央部に位置している。   A region of the support substrate 11 facing one main surface (electronic circuit forming surface) of the first semiconductor element 21 selectively protrudes in a direction away from the first semiconductor element 21. A recess S is formed in which the gap between the first semiconductor element 21 and the support substrate 11 is enlarged in the vertical direction, that is, in the direction perpendicular to the main surface of the first semiconductor element 21. The concave portion S is located at a substantially central portion of the support substrate 11.

そして、当該半導体装置400にあっては、前記凹部S内に於いて、第2の半導体素子31がその一方の主面(電子回路形成面)を上にして、支持基板11上にダイボンド材61を介して実装・固着されており、当該第2の半導体素子31の電極32はボンディングワイヤ34を介して、支持基板11に於ける電極端子16に接続されている。更に、当該第2の半導体素子21は、ボンディングワイヤ34と共に、封止樹脂62により封止されている。前記ダイボンド材61は、例えばポリイミド系樹脂又はエポキシ系樹脂等を主体とする材料から構成され、また電極端子16は電極端子12と同様の材料から構成される。   In the semiconductor device 400, in the recess S, the second semiconductor element 31 faces the one main surface (electronic circuit formation surface) and the die bond material 61 on the support substrate 11. The electrode 32 of the second semiconductor element 31 is connected to the electrode terminal 16 on the support substrate 11 via a bonding wire 34. Further, the second semiconductor element 21 is sealed with a sealing resin 62 together with the bonding wires 34. The die bond material 61 is made of a material mainly composed of, for example, polyimide resin or epoxy resin, and the electrode terminal 16 is made of the same material as the electrode terminal 12.

尚、前記第2の半導体素子31の主面上に配設された外部接続用端子パッド32の表面には、例えば下層から順に、ニッケル(Ni)/金(Au)の二層めっき層を無電解めっき法等により形成しておいてもよい。そして、当該第2の半導体素子31の外部接続用端子パッド32と支持基板11の電極端子16は、例えば金(Au)、銅(Cu)等の金属を主体とするボンディングワイヤ34により接続される。   Note that the surface of the external connection terminal pad 32 disposed on the main surface of the second semiconductor element 31 has, for example, a nickel (Ni) / gold (Au) two-layer plating layer in order from the lower layer. You may form by the electroplating method etc. The external connection terminal pad 32 of the second semiconductor element 31 and the electrode terminal 16 of the support substrate 11 are connected by a bonding wire 34 mainly composed of metal such as gold (Au) or copper (Cu). .

また、前記封止樹脂62は、例えばエポキシ系樹脂を主体とする材料から構成される。   The sealing resin 62 is made of a material mainly composed of an epoxy resin, for example.

尚、前記支持基板11の他方の主面(裏面)に配設された導電層(図示せず)には、球状電極端子からなる外部接続端子13が配設されている。   An external connection terminal 13 made of a spherical electrode terminal is disposed on a conductive layer (not shown) disposed on the other main surface (back surface) of the support substrate 11.

当該外部接続端子13の高さは、前記凹部Sに対応して形成された支持基板11の下側表面USの位置(高さ)を越える値を有する。   The height of the external connection terminal 13 has a value exceeding the position (height) of the lower surface US of the support substrate 11 formed corresponding to the recess S.

この様に、本発明の第4の実施の形態に係る半導体装置400にあっては、第1の半導体素子21がフリップチップ方式をもって実装・固着される支持基板11の、当該第1の半導体素子21との対向部が選択的に、当該第1の半導体素子21と離間する方向に突出し、当該第1の半導体素子21と支持基板11との間が、当該第1の半導体素子21の主面に対して垂直な方向に拡大された凹部Sが形成されている。   As described above, in the semiconductor device 400 according to the fourth embodiment of the present invention, the first semiconductor element of the support substrate 11 on which the first semiconductor element 21 is mounted and fixed by the flip-chip method. 21 is selectively protruded in a direction away from the first semiconductor element 21, and the main surface of the first semiconductor element 21 is between the first semiconductor element 21 and the support substrate 11. The recessed part S expanded in the direction perpendicular | vertical with respect to is formed.

そして、当該凹部Sに於いて、支持基板11に対し第2の半導体素子31が所謂フェイスアップ状態をもって実装・固着され、前記第1の半導体素子21は、当該第2の半導体素子31に重畳して搭載されている。即ち、当該半導体装置400は、支持基板11上に搭載された第1の半導体素子21ならびに第2の半導体素子31を含み、当該第2の半導体素子31が、第1の半導体素子21と支持基板11との間に於ける凹部Sに収容・配置された形態を有する。   In the recess S, the second semiconductor element 31 is mounted and fixed in a so-called face-up state with respect to the support substrate 11, and the first semiconductor element 21 is superimposed on the second semiconductor element 31. It is installed. In other words, the semiconductor device 400 includes the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 31 mounted on the support substrate 11, and the second semiconductor element 31 includes the first semiconductor element 21 and the support substrate. 11 is accommodated and arranged in the recess S between the two.

従って、当該半導体装置400にあっては、支持基板11上に二つの半導体素子が重畳して配置されるにも関わらず、実質的に第2の半導体素子31の全厚さに相当する厚さの増加がもたらされない。よって、複数の半導体素子を組み合わせることにより高機能を有しつつ、より薄形化、小形化された半導体装置を実現することができる。   Therefore, in the semiconductor device 400, although the two semiconductor elements are superimposed on the support substrate 11, the thickness substantially corresponds to the entire thickness of the second semiconductor element 31. Will not increase. Therefore, by combining a plurality of semiconductor elements, it is possible to realize a semiconductor device that has a high function and is thinner and smaller.

また、第1の半導体素子21と支持基板11のとの間、ならびに第1の半導体素子21と第2の半導体素子31を被覆している封止樹脂62の上面との間には、硬化した接着剤41が配設されている。即ち、第1の半導体素子21の主面(電子回路形成面)と支持基板11の主面との接続箇所は、接着剤41により封止され保護されている。   Moreover, it hardened | cured between the 1st semiconductor element 21 and the support substrate 11, and between the upper surface of the sealing resin 62 which has coat | covered the 1st semiconductor element 21 and the 2nd semiconductor element 31. An adhesive 41 is provided. That is, the connection portion between the main surface (electronic circuit forming surface) of the first semiconductor element 21 and the main surface of the support substrate 11 is sealed and protected by the adhesive 41.

一方、第2の半導体素子31の主面(電子回路形成面)と支持基板11との接続部位は、封止樹脂62により封止され保護されている。従って、接着剤41により、支持基板11と第1の半導体素子21との接続が維持され、封止樹脂62により、支持基板11と第2の半導体素子31との接続が維持されると共に、支持基板11の撓んだ形状を固定することができる。もって、高い信頼性を有する半導体装置を実現することができる。   On the other hand, the connection portion between the main surface (electronic circuit forming surface) of the second semiconductor element 31 and the support substrate 11 is sealed and protected by a sealing resin 62. Therefore, the connection between the support substrate 11 and the first semiconductor element 21 is maintained by the adhesive 41, and the connection between the support substrate 11 and the second semiconductor element 31 is maintained by the sealing resin 62, and the support is supported. The bent shape of the substrate 11 can be fixed. Therefore, a highly reliable semiconductor device can be realized.

この様な特徴的構成を有するところの、本発明による半導体装置の製造方法について、以下に述べる。   A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention having such a characteristic configuration will be described below.

[半導体装置の製造方法]
(半導体装置100の製造方法)
前記本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置100の製造方法について、図9乃至図14を参照して説明する。
[Method for Manufacturing Semiconductor Device]
(Method for Manufacturing Semiconductor Device 100)
A method of manufacturing the semiconductor device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

当該半導体装置100の製造にあっては、先ず、第2の半導体素子31を第1の半導体素子21の一方の主面(電子回路形成面)にフリップチップ(フェイスダウン)実装する。   In manufacturing the semiconductor device 100, first, the second semiconductor element 31 is flip-chip (face-down) mounted on one main surface (electronic circuit formation surface) of the first semiconductor element 21.

当該フリップチップ実装法としては、接着剤を介在させながら熱圧着する方法、半田付け(ろう付け)による接合法、熱圧着法、超音波接合法、或いは異方性導電性樹脂を用いた接続法等を適用することができる。   As the flip chip mounting method, a thermocompression bonding method with an adhesive interposed, a soldering (brazing) bonding method, a thermocompression bonding method, an ultrasonic bonding method, or a connection method using an anisotropic conductive resin. Etc. can be applied.

即ち、本製造方法に於いては、第2の半導体素子31を、接着剤42を介在させながら、第1の半導体素子21の一方の主面(電子回路形成面)上にフリップチップ実装する。この結果、第2の半導体素子31の一方の主面(電子回路形成面)は、第1の半導体素子21の一方の主面(電子回路形成面)に対向する。これを、図9を用いて説明する。   That is, in this manufacturing method, the second semiconductor element 31 is flip-chip mounted on one main surface (electronic circuit formation surface) of the first semiconductor element 21 with the adhesive 42 interposed. As a result, one main surface (electronic circuit formation surface) of the second semiconductor element 31 faces one main surface (electronic circuit formation surface) of the first semiconductor element 21. This will be described with reference to FIG.

当該フリップチップ実装法にあっては、先ず、ボンディングステージ71上に、吸着孔72を介しての真空吸引により、第1の半導体素子21を、その一方の主面(電子回路形成面)を上面に、即ち当該一方の主面(電子回路形成面)を表出させて、吸着保持する。(図9(a)参照)
尚、当該第1の半導体素子21の一方の主面(電子回路形成面)に於ける第1の外部接続用端子パッド22には、凸状の外部接続端子24が予め形成されている。当該外部接続端子24としては、ワイヤボンディング技術を用いた所謂ボールボンディング法又は電解めっき法により形成される金属バンプ、或いは電解めっき法、転写法、印刷法等により形成される金バンプを用いることができる。
In the flip chip mounting method, first, the first semiconductor element 21 is placed on the bonding stage 71 by vacuum suction through the suction hole 72, and one main surface (electronic circuit formation surface) is the upper surface. That is, the one main surface (electronic circuit forming surface) is exposed and held by suction. (See Fig. 9 (a))
A convex external connection terminal 24 is formed in advance on the first external connection terminal pad 22 on one main surface (electronic circuit formation surface) of the first semiconductor element 21. As the external connection terminal 24, a metal bump formed by a so-called ball bonding method or an electrolytic plating method using a wire bonding technique, or a gold bump formed by an electrolytic plating method, a transfer method, a printing method, or the like is used. it can.

また、後の工程に於いて第2の半導体素子31の外部接続端子が接続される第2の外部接続用端子パッド23の表面には、電解めっき法或いは無電解めっき法により、下層から順に、ニッケル(Ni)/金(Au)の二層めっき層、又は錫(Sn)または錫(Sn)合金等の半田被覆が施されている。   Further, in the later step, the surface of the second external connection terminal pad 23 to which the external connection terminal of the second semiconductor element 31 is connected is sequentially deposited from the lower layer by electrolytic plating or electroless plating. A nickel (Ni) / gold (Au) bilayer plating layer or a solder coating such as tin (Sn) or tin (Sn) alloy is applied.

更に、当該第2の外部接続用端子パッド22により囲繞された第1の半導体素子21の表面領域には、エポキシ系樹脂を主体とする熱硬化性材料からなる接着剤42が選択的に被着されている。   Further, an adhesive 42 made of a thermosetting material mainly composed of an epoxy resin is selectively applied to the surface region of the first semiconductor element 21 surrounded by the second external connection terminal pad 22. Has been.

一方、第2の半導体素子31は、予め所定の温度に加熱されたボンディングツール(治具)81に、その他方の主面(裏面、電子回路非形成面)が吸着孔82を介して、吸着保持される。   On the other hand, the second semiconductor element 31 is adsorbed on a bonding tool (jig) 81 heated to a predetermined temperature in advance through the adsorption hole 82 on the other main surface (rear surface, non-electronic circuit formation surface). Retained.

かかる外部接続端子33としては、ワイヤボンディング技術を用いた所謂ボールボンディング法又は電解めっき法による金属バンプ、或いは、電解めっき法、転写法、印刷法等により、形成される半田バンプが適用される。尚、当該第2の半導体素子31の厚さ、及び当該第2の半導体素子31の外部接続用端子パッド32に配設された外部接続端子33の有する高さの合計値は、前記第1の半導体素子21の第1の外部接続用端子パッド22に形成された外部接続端子24の高さより大なる厚さ(高さ)を有する。   As the external connection terminal 33, a metal bump by a so-called ball bonding method or an electrolytic plating method using a wire bonding technique, or a solder bump formed by an electrolytic plating method, a transfer method, a printing method, or the like is applied. The total value of the thickness of the second semiconductor element 31 and the height of the external connection terminal 33 disposed on the external connection terminal pad 32 of the second semiconductor element 31 is the first value. The semiconductor element 21 has a thickness (height) greater than the height of the external connection terminal 24 formed on the first external connection terminal pad 22.

かかる第2の半導体素子31の外部接続端子33と、前記第1の半導体素子21の第2の外部接続用端子パッド23とを対向させ、位置合わせを行う。   The external connection terminal 33 of the second semiconductor element 31 and the second external connection terminal pad 23 of the first semiconductor element 21 are opposed to perform alignment.

しかる後、前記ボンディングツール81を降下せしめ、第2の半導体素子31の外部接続端子33を第1の半導体素子21の第2の外部接続用端子パッド23に押し付け、接触させる。そして、当該ボンディングツール81により第2の半導体素子31の外部接続端子23に所定の荷重を印加して、当該第2の半導体素子31の外部接続端子23を第1の半導体素子21の第2の外部接続用端子パッド23に接続する。   Thereafter, the bonding tool 81 is lowered, and the external connection terminal 33 of the second semiconductor element 31 is pressed against and brought into contact with the second external connection terminal pad 23 of the first semiconductor element 21. Then, a predetermined load is applied to the external connection terminal 23 of the second semiconductor element 31 by the bonding tool 81, and the external connection terminal 23 of the second semiconductor element 31 is connected to the second connection terminal of the first semiconductor element 21. Connect to the external connection terminal pad 23.

この時、前記接着剤42は、第2の半導体素子31の下面(電子回路形成面、第1の半導体素子21への対向面)全域に流動し、当該第2の半導体素子31と第1の半導体素子21との間、並びに当該第2の半導体素子31の側面外周部に至る。   At this time, the adhesive 42 flows over the entire lower surface of the second semiconductor element 31 (the surface on which the electronic circuit is formed, the surface facing the first semiconductor element 21), and the second semiconductor element 31 and the first semiconductor element 31. It reaches between the semiconductor element 21 and the outer periphery of the side surface of the second semiconductor element 31.

更にボンディングツール81からの加熱により、当該接着剤42を熱硬化せしめる。(図9(b)参照)
これにより、第2の半導体素子31の、第1の半導体素子21へのフリップチップ実装がなされる。
Further, the adhesive 42 is thermally cured by heating from the bonding tool 81. (See Fig. 9 (b))
As a result, the second semiconductor element 31 is flip-chip mounted on the first semiconductor element 21.

しかる後、前記ボンディングツール81の吸引を解除して、当該ボンディングツール81と第2の半導体素子31を分離する。この為、ボンディングツール81を上昇させる。(図9(c)参照)
尚、第1の半導体素子21の第1の外部接続用端子パッド22への外部接続端子24の配設工程は、上記第2の半導体素子31のフリップチップ実装工程がなされた後に実施することもできる。
Thereafter, the suction of the bonding tool 81 is released, and the bonding tool 81 and the second semiconductor element 31 are separated. For this reason, the bonding tool 81 is raised. (See Fig. 9 (c))
The step of arranging the external connection terminal 24 on the first external connection terminal pad 22 of the first semiconductor element 21 may be performed after the flip chip mounting process of the second semiconductor element 31 is performed. it can.

次いで、第2の半導体素子31がフリップチップ実装されてなる第1の半導体素子21を、支持基板11上にフリップチップ実装する。   Next, the first semiconductor element 21 in which the second semiconductor element 31 is flip-chip mounted is flip-chip mounted on the support substrate 11.

当該第1の半導体素子21を、支持基板11上にフリップチップ実装する工程を、図10及び図11に示す。   A process of flip-chip mounting the first semiconductor element 21 on the support substrate 11 is shown in FIGS.

此処では、フリップチップ実装法として、第1の半導体素子21を、接着剤41を介在させて支持基板11に熱圧着する方法を用いる。尚、当該フリップチップ実装法としては、第1の半導体素子21を吸着保持するボンディングツールにより加熱及び加圧を行う限り、接着剤を介在させながら熱圧着する方法、半田付け(ろう付け)による接合法、熱圧着法、或いは異方性導電性樹脂を用いた接続法等を用いることができる。   Here, as the flip chip mounting method, a method in which the first semiconductor element 21 is thermocompression bonded to the support substrate 11 with an adhesive 41 interposed therebetween is used. As the flip chip mounting method, as long as heating and pressurization are performed by a bonding tool that holds the first semiconductor element 21 by suction, a method of thermocompression bonding with an adhesive interposed, soldering (brazing) bonding, or the like. It is possible to use a combination method, a thermocompression bonding method, a connection method using an anisotropic conductive resin, or the like.

先ず、ボンディングステージ91上に、吸着孔92を介しての真空吸引により、支持基板11を吸着保持する。(図10(a)参照)
本発明の実施の形態に於ける特徴的構成として、当該ボンディングステージ91の上面には、凹部93が選択的に配設されている。当該凹部93は、前記第2の半導体素子31が支持基板11の一部と共に受容されることが可能な平面形状、寸法、ならびに深さを有する。前記支持基板11の上面には、当該支持基板11に形成された導電層の一部が第1の電極端子12として、複数個配設されている。
First, the support substrate 11 is sucked and held on the bonding stage 91 by vacuum suction through the suction holes 92. (See Fig. 10 (a))
As a characteristic configuration in the embodiment of the present invention, a concave portion 93 is selectively disposed on the upper surface of the bonding stage 91. The concave portion 93 has a planar shape, size, and depth that allow the second semiconductor element 31 to be received together with a part of the support substrate 11. On the upper surface of the support substrate 11, a plurality of conductive layers formed on the support substrate 11 are arranged as first electrode terminals 12.

そして、当該支持基板11の上面に於いて、複数個の第1の電極端子12により囲繞された領域には、エポキシ系樹脂を主体とする熱硬化性材料からなる接着剤41が被着されている。   Then, on the upper surface of the support substrate 11, an adhesive 41 made of a thermosetting material mainly composed of an epoxy resin is applied to a region surrounded by the plurality of first electrode terminals 12. Yes.

また、当該ボンディングステージ91は、50℃乃至100℃程に加熱されている。   The bonding stage 91 is heated to about 50 ° C. to 100 ° C.

一方、前述の如く第2の半導体素子31がフリップチップ実装された第1の半導体素子21は、その第二の主面(裏面、電子回路非形成面)が、予め所定の温度(270℃乃至300℃)に加熱されたボンディングツール86に、吸着孔87を介して吸着・保持される。   On the other hand, in the first semiconductor element 21 on which the second semiconductor element 31 is flip-chip mounted as described above, the second main surface (back surface, electronic circuit non-formation surface) has a predetermined temperature (270 ° C. or higher). It is sucked and held by the bonding tool 86 heated to 300 ° C. through the suction hole 87.

そして、前記第1の半導体素子21の外部接続端子24と支持基板11の第1の電極端子12とを対向させ、位置合わせを行う。   Then, the external connection terminal 24 of the first semiconductor element 21 and the first electrode terminal 12 of the support substrate 11 are opposed to each other for alignment.

この結果、当該第1の半導体素子21上にフリップチップ実装された第2の半導体素子31は、その裏面(電子回路非形成面)が、支持基板11上に被着された接着剤41に対向した状態とされる。   As a result, the second semiconductor element 31 flip-chip mounted on the first semiconductor element 21 has its back surface (surface on which the electronic circuit is not formed) facing the adhesive 41 attached on the support substrate 11. It is assumed that

かかる位置合わせの後、ボンディングツール86を降下せしめる(矢印H)。   After such alignment, the bonding tool 86 is lowered (arrow H).

当該ボンディングツール86の下端面の位置の時間経過を、図12(a)に示し、また当該ボンディングツール86に接続された荷重センサ(図示せず)により検出される荷重の時間経過を図12(b)に示す。   The time lapse of the position of the lower end surface of the bonding tool 86 is shown in FIG. 12A, and the time lapse of the load detected by a load sensor (not shown) connected to the bonding tool 86 is shown in FIG. Shown in b).

図12(a)及び図12(b)に於ける時刻Tsは、図10(a)に示す第1の半導体素子21の外部接続端子24と支持基板11の第1の電極端子12とが位置合わせされた時点を示す。   12A and 12B, the position of the external connection terminal 24 of the first semiconductor element 21 and the first electrode terminal 12 of the support substrate 11 shown in FIG. Indicates the time when they were combined.

前記ボンディングツール86を降下せしめることにより、第1の半導体素子21にフリップチップ実装された第2の半導体素子31の背面(電子回路非形成面)は、接着剤41を介して支持基板11に接触する。(図10(b)参照)
当該接触が生じた時刻を時刻T0とする。この時、当該第2の半導体素子31の厚さと当該第2の半導体素子31の外部接続用端子パッド32に配設された外部接続端子33の高さとの合計値が、第1の半導体素子21の第1の外部接続用端子パッド22に形成された外部接続端子24の高さよりも大きく設定されていることから、当該第1の半導体素子21に於ける外部接続端子24は支持基板11上の電極端子12に接せず、またボンディングツール86の下端面(支持基板11への対向面)は、高さZ1の位置にある。
By lowering the bonding tool 86, the back surface (surface on which no electronic circuit is formed) of the second semiconductor element 31 flip-chip mounted on the first semiconductor element 21 contacts the support substrate 11 through the adhesive 41. To do. (See FIG. 10 (b))
The time when the contact occurs is defined as time T0. At this time, the total value of the thickness of the second semiconductor element 31 and the height of the external connection terminal 33 disposed on the external connection terminal pad 32 of the second semiconductor element 31 is the first semiconductor element 21. Since the height of the external connection terminal 24 formed on the first external connection terminal pad 22 is set to be larger than that of the external connection terminal 24 in the first semiconductor element 21, The lower end surface of the bonding tool 86 (the surface facing the support substrate 11) is not at the electrode terminal 12 and is at the height Z1.

これ以降、ボンディングツール86の下降に伴う押圧力は、当該第1の半導体素子21、第2の半導体素子31及び接着剤42を介して支持基板11に印可される。   Thereafter, the pressing force accompanying the lowering of the bonding tool 86 is applied to the support substrate 11 via the first semiconductor element 21, the second semiconductor element 31, and the adhesive 42.

かかる押圧力により、支持基板11は、少なくとも第2の半導体素子31の裏面及びその周囲に位置する部位が、前記ボンディングステージ91の上部に配設された凹部93内へ押圧され、伸長する。   Due to the pressing force, at least the back surface of the second semiconductor element 31 and the portion located around the support substrate 11 are pressed into the recessed portion 93 provided in the upper portion of the bonding stage 91 to extend.

この時、前記ボンディングツール86は、前述の如く、所定温度に加熱されている。当該ボンディングツール86からの熱は、第1の半導体素子21及び外部接続端子24を介して第2の半導体素子31に伝導され、当該第2の半導体素子31に近接する支持基板11は、局所的に加熱される。かかる加熱により、支持基板11に於いて、局所的な熱膨張が発生・進行し、当該支持基板11は、前記ボンディングステージ91に於ける凹部93内へ容易に伸長し、撓み始める。   At this time, the bonding tool 86 is heated to a predetermined temperature as described above. The heat from the bonding tool 86 is conducted to the second semiconductor element 31 via the first semiconductor element 21 and the external connection terminal 24, and the support substrate 11 adjacent to the second semiconductor element 31 is locally To be heated. By such heating, local thermal expansion occurs and proceeds in the support substrate 11, and the support substrate 11 easily expands into the concave portion 93 in the bonding stage 91 and starts to bend.

即ち、図12(b)に示す様に、ボンディングツール86による押圧力の印可に伴い、支持基板11から当該ボンディングツール86に作用する反発力は一旦上昇するものの、時間の経過と共に、支持基板11の変形(伸長、撓み)に伴い、反発力は低下していく。同図では、当該反発力の強さが、これに対応する押圧荷重として表示されている。   That is, as shown in FIG. 12B, the repulsive force acting on the bonding tool 86 from the support substrate 11 temporarily rises as the pressing force is applied by the bonding tool 86, but as the time elapses, the support substrate 11 With the deformation (elongation, deflection), the repulsive force decreases. In the figure, the strength of the repulsive force is displayed as the corresponding pressing load.

尚、支持基板11に対する加熱は、前記ボンディングツール86の押圧による当該支持基板11の伸長をより容易化するものであるが、かかる加熱温度を、支持基板11のガラス転移温度以上の温度に設定することにより、当該支持基板11の変形・撓みをより容易なものとすることができる。   The heating of the support substrate 11 further facilitates the extension of the support substrate 11 due to the pressing of the bonding tool 86, and the heating temperature is set to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the support substrate 11. Thus, the support substrate 11 can be more easily deformed and bent.

この様な押圧力の印可ならびに加熱により、支持基板11は、ボンディングステージ91に於ける凹部93内に於いて、当該凹部93の内面に沿う如くして伸長し、撓み生じて、第1の半導体素子21と支持基板11との間には、前記第2の半導体素子31を受容することができる凹部Sが形成され始める。   By applying such a pressing force and heating, the support substrate 11 extends and bends along the inner surface of the concave portion 93 in the concave portion 93 of the bonding stage 91, thereby generating the first semiconductor. A recess S that can receive the second semiconductor element 31 starts to be formed between the element 21 and the support substrate 11.

また、支持基板11上に被着されていた接着剤41は、支持基板11と第2の半導体素子31との接触により伝導されたボンディングツール86からの熱により、粘度が低下して流動性が高まり、支持基板11と第1の半導体素子21との間に於いて、当該第1の半導体素子21が支持基板11に対向する領域全域に押し広げられる。   In addition, the adhesive 41 that has been deposited on the support substrate 11 is reduced in viscosity due to the heat from the bonding tool 86 conducted by the contact between the support substrate 11 and the second semiconductor element 31, and has a fluidity. As a result, the first semiconductor element 21 is spread over the entire region facing the support substrate 11 between the support substrate 11 and the first semiconductor element 21.

そして、ボンディングツール86を更に降下せしめることにより、第1の半導体素子21に於ける外部接続端子24を、支持基板11上の電極端子12に接触させる。(位置制御による第1の押圧)
当該接触が生じた時刻を時刻T1とする。(図10(c)参照)
このとき、ボンディングツール86の下端面は、高さZ2の位置にある。
Then, the bonding tool 86 is further lowered to bring the external connection terminal 24 in the first semiconductor element 21 into contact with the electrode terminal 12 on the support substrate 11. (First pressing by position control)
The time when the contact occurs is defined as time T1. (See Fig. 10 (c))
At this time, the lower end surface of the bonding tool 86 is at the position of the height Z2.

第1の半導体素子21に於ける外部接続端子24が、支持基板11の第1の電極端子12に接触することにより、ボンディングツール86の有する熱は、当該第1の半導体素子21、第2の半導体素子31、外部接続端子33ならびに外部接続端子24を介して支持基板11に伝導される。従って、接着剤41は更に流動し、外部接続端子12の周囲にまで達する。   When the external connection terminal 24 in the first semiconductor element 21 is in contact with the first electrode terminal 12 of the support substrate 11, the heat of the bonding tool 86 is changed to the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 21. Conduction is performed to the support substrate 11 through the semiconductor element 31, the external connection terminal 33, and the external connection terminal 24. Accordingly, the adhesive 41 further flows and reaches the periphery of the external connection terminal 12.

前述の如き第1の半導体素子21に於ける外部接続端子24と支持基板11上の電極端子12との接触が生じた時点から、第1の半導体素子21の支持基板11に対するフリップチップ実装が完了するまで(時刻T1〜時刻T3)の間は、前記荷重センサにより検出される荷重を制御する。(荷重制御による第2の押圧)
そして、当該荷重センサにより検出される荷重が、時刻T2に於いて設定値Fに到達するよう制御する。当該設定値Fは、第1の半導体素子21に形成された個々の外部接続端子24当たり、10gf乃至60gfに設定される。(図12(b)参照)
当該荷重の印可により、第1の半導体素子21に形成された外部接続端子24は、支持基板11の第1の電極端子12に接続される。この時、塑性変形を伴う(潰れる)ため、ボンディングツール86の下端面の位置は、高さZ2から僅かに降下して、高さZ3に位置する。(図11(d)参照)
時刻T2に於いて設定値に達した荷重は、所定の時刻T3まで維持される。
Flip chip mounting of the first semiconductor element 21 to the support substrate 11 is completed from the time when the external connection terminal 24 in the first semiconductor element 21 and the electrode terminal 12 on the support substrate 11 contact each other as described above. Until it is done (from time T1 to time T3), the load detected by the load sensor is controlled. (Second pressing by load control)
Then, control is performed so that the load detected by the load sensor reaches the set value F at time T2. The set value F is set to 10 gf to 60 gf for each external connection terminal 24 formed in the first semiconductor element 21. (See FIG. 12 (b))
By the application of the load, the external connection terminal 24 formed on the first semiconductor element 21 is connected to the first electrode terminal 12 of the support substrate 11. At this time, since the plastic deformation is accompanied (collapsed), the position of the lower end surface of the bonding tool 86 is slightly lowered from the height Z2 and located at the height Z3. (See FIG. 11 (d))
The load that has reached the set value at time T2 is maintained until a predetermined time T3.

時刻T2から時刻T3の間、ボンディングツール86から第1の半導体素子21、第2の半導体素子31、外部接続端子33ならびに外部接続端子24を介した伝熱により、支持基板11は加熱され、被加熱領域は拡大し、支持基板11の局所的熱膨張は更に進行する。   From time T2 to time T3, the support substrate 11 is heated by heat transfer from the bonding tool 86 via the first semiconductor element 21, the second semiconductor element 31, the external connection terminal 33, and the external connection terminal 24, The heating area is enlarged, and the local thermal expansion of the support substrate 11 further proceeds.

その結果、ボンディングステージ91の凹部93に於ける支持基板11の伸長・撓みは進行し、支持基板11から第2の半導体素子31を介して第1の半導体素子21に作用する反発力は減少する。   As a result, the extension / deflection of the support substrate 11 in the recess 93 of the bonding stage 91 proceeds, and the repulsive force acting on the first semiconductor element 21 from the support substrate 11 via the second semiconductor element 31 decreases. .

また、支持基板11と第1の半導体素子21との間に於いて、第1の半導体素子21の全面領域に押し広げられ外部接続端子24の周囲にまで達した接着剤41の熱硬化が進行する。   Further, between the support substrate 11 and the first semiconductor element 21, the thermosetting of the adhesive 41 that is spread over the entire area of the first semiconductor element 21 and reaches the periphery of the external connection terminal 24 proceeds. To do.

尚、ボンディングツール86による荷重の印可がより有効になされよう、ボンディングステージ91に於ける吸着孔92は、支持基板11に於ける第1の電極端子12に対する第1の半導体素子21に於ける外部接続端子24の接続位置の直下とは異なる位置に配置される。   In order to more effectively apply the load by the bonding tool 86, the suction hole 92 in the bonding stage 91 is external to the first electrode terminal 12 in the support substrate 11 in the first semiconductor element 21. It is arranged at a position different from the position directly below the connection position of the connection terminal 24.

時刻T3に至り、第1の半導体素子21の、支持基板11への実装が完了する。(図11(e)参照)
このとき、当該支持基板11と前記第2の半導体素子31の背面との間隔は拡大しており、第2の半導体素子31を介する支持基板11から第1の半導体素子21への反発力は生じない。前記荷重センサにより検出される荷重は設定値Fを維持している。
At time T3, the mounting of the first semiconductor element 21 on the support substrate 11 is completed. (See FIG. 11 (e))
At this time, the distance between the support substrate 11 and the back surface of the second semiconductor element 31 is increased, and a repulsive force from the support substrate 11 to the first semiconductor element 21 via the second semiconductor element 31 is generated. Absent. The load detected by the load sensor maintains the set value F.

また、ボンディングツール86の下端面は、高さZ3の位置に維持されている。   Further, the lower end surface of the bonding tool 86 is maintained at the position of the height Z3.

そして、支持基板11が、ボンディングステージ91の凹部93に於いて撓んだ形状を有した状態に於いて、接着剤41は硬化する。これにより、接着剤41によるアンダーフィリング、即ち、第1の半導体素子21の回路形成面及び外部接続端子24の保護、ならびに第1の半導体素子21と支持基板11との固着とがなされる。当該接着剤41の接着力及び硬化収縮力により、外部接続端子24を介しての第1の半導体素子21と支持基板11との接続は維持される。   Then, the adhesive 41 is cured in a state where the support substrate 11 has a bent shape in the concave portion 93 of the bonding stage 91. Thereby, underfilling by the adhesive 41, that is, the circuit forming surface of the first semiconductor element 21 and the external connection terminal 24 are protected, and the first semiconductor element 21 and the support substrate 11 are fixed. The connection between the first semiconductor element 21 and the support substrate 11 via the external connection terminal 24 is maintained by the adhesive force and the curing shrinkage force of the adhesive 41.

支持基板11に対する第1の半導体素子21の実装がなされと、ボンディングツール86の吸引を解除し、当該ボンディングツール86を上昇させる(矢印I)。(時刻Te、図11(f)参照)
ボンディングツール86による加圧の開放、ならびに前記接着剤41の硬化収縮に伴い、ボンディングステージ91の凹部93に於いて、支持基板11は上方へ僅かに持ち上がり、当該支持基板11のボンディングステージ91からの取り出しが容易とされる。
When the first semiconductor element 21 is mounted on the support substrate 11, the suction of the bonding tool 86 is released and the bonding tool 86 is raised (arrow I). (Time Te, see FIG. 11 (f))
With the release of pressure by the bonding tool 86 and the curing and shrinkage of the adhesive 41, the support substrate 11 slightly lifts upward in the recess 93 of the bonding stage 91, and the support substrate 11 is lifted from the bonding stage 91. It is easy to take out.

そして、当該ボンディングステージ91からの取り出された支持基板11に対し、外部接続端子を配設する。   Then, external connection terminals are disposed on the support substrate 11 taken out from the bonding stage 91.

即ち、当該支持基板11の他方の主面(裏面)に選択的に設けられた導電層(図示せず)に、半田を主体とする球状電極端子等の外部接続端子13を複数個配設し、前記図1に示す半導体装置100を形成する。   That is, a plurality of external connection terminals 13 such as spherical electrode terminals mainly composed of solder are disposed on a conductive layer (not shown) selectively provided on the other main surface (back surface) of the support substrate 11. Then, the semiconductor device 100 shown in FIG. 1 is formed.

この様に、本実施の形態に於ける製造方法にあっては、ボンディングツール86による支持基板11に対する加圧が、凹部93を具備して当該支持基板11を支持するボンディングステージ91上に於いて、当該支持基板11に対しフリップチップ実装される第1の半導体素子21ならびに当該第1の半導体素子21に対してフリップチップ実装された第2の半導体素子31を介して行われる。これにより、当該支持基板11は、前記凹部93上に於いて局所的に加圧される。   As described above, in the manufacturing method according to the present embodiment, the pressure applied to the support substrate 11 by the bonding tool 86 is provided on the bonding stage 91 that includes the recess 93 and supports the support substrate 11. The first semiconductor element 21 flip-chip mounted on the support substrate 11 and the second semiconductor element 31 flip-chip mounted on the first semiconductor element 21 are performed. As a result, the support substrate 11 is locally pressurized on the recess 93.

また、当該支持基板11は、ボンディングツール86から第1の半導体素子21ならびに第2の半導体素子31を介して伝導される熱により局所的に加熱される。   The support substrate 11 is locally heated by heat conducted from the bonding tool 86 via the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 31.

この結果、当該支持基板11は、ボンディングステージ91の凹部93内に於いて、前記第1の半導体素子21が実装される主面から遠ざかる方向に伸長し、撓みを生じる。即ち、かかる局所的加圧ならびに加熱によって生ずる支持基板11の局所的な伸長及び撓みによって、当該支持基板11には、前記第2の半導体素子31を受容することが可能な凹部Sが形成される。かかる凹部Sは、第2の半導体素子31を、その厚さ方向に受容する。   As a result, the support substrate 11 extends in a direction away from the main surface on which the first semiconductor element 21 is mounted in the concave portion 93 of the bonding stage 91, and is bent. That is, a concave portion S capable of receiving the second semiconductor element 31 is formed in the support substrate 11 by the local extension and deflection of the support substrate 11 caused by the local pressurization and heating. . The recess S receives the second semiconductor element 31 in the thickness direction.

従って、支持基板11上に、第1の半導体素子21及び第2の半導体素子31の二つの半導体素子が積層状態をもって配置されても、実質的に第2の半導体素子31の全厚さに相当する厚さ(高さ)の増加がもたらされない。   Accordingly, even if the two semiconductor elements of the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 31 are disposed on the support substrate 11 in a stacked state, the thickness substantially corresponds to the entire thickness of the second semiconductor element 31. Increase in thickness (height).

即ち、本実施の形態に於ける製造方法にあっては、第1の半導体素子21及び第2の半導体素子31という複数の半導体素子を具備し、且つ薄型化及び小型化が要求される半導体装置を、簡易な工程で製造することができ、製造コスト化の低下を図ることができる。   That is, in the manufacturing method according to the present embodiment, a semiconductor device that includes a plurality of semiconductor elements, the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 31, and that is required to be thin and small. Can be manufactured by a simple process, and a reduction in manufacturing cost can be achieved.

更に、ボンディングツール86をその高さ位置を制御しながら降下させ、第1の半導体素子21に形成された外部接続端子24を、支持基板11の第1の電極端子12に接触させ、その後ボンディングツール86の荷重を制御して外部接続端子24に荷重を付与している。従って、かかる荷重により外部接続端子24を、支持基板11の第1の電極端子12に確実に接続することができ、接続信頼性の高い実装構造を得ることができる。   Further, the bonding tool 86 is lowered while controlling the height position thereof, and the external connection terminal 24 formed on the first semiconductor element 21 is brought into contact with the first electrode terminal 12 of the support substrate 11. The load 86 is controlled to apply a load to the external connection terminal 24. Therefore, the external connection terminal 24 can be reliably connected to the first electrode terminal 12 of the support substrate 11 by such a load, and a mounting structure with high connection reliability can be obtained.

尚、時刻T2に於いて、接着剤41が硬化している場合には、支持基板11に対する第1の半導体素子21のフリップチップ実装が完了するため、かかる時点でボンディングツール86の吸引を解除し、当該ボンディングツール86を上昇させてもよい。   At time T2, when the adhesive 41 is cured, the flip chip mounting of the first semiconductor element 21 to the support substrate 11 is completed. At this time, the suction of the bonding tool 86 is released. The bonding tool 86 may be raised.

また、支持基板11に対する第1の半導体素子21のフリップチップ実装が完了した後に、ポストキュア処理を施して、第2の半導体素子31と第1の半導体素子21との間に配設された接着剤42を硬化させてもよい。   In addition, after the flip chip mounting of the first semiconductor element 21 to the support substrate 11 is completed, the post-curing process is performed, and the adhesion disposed between the second semiconductor element 31 and the first semiconductor element 21 is performed. The agent 42 may be cured.

本発明の発明者は、以下の示す条件の下、本実施の形態に於ける製造方法を用いて、図1に示す半導体装置100を製造することができた。   The inventor of the present invention was able to manufacture the semiconductor device 100 shown in FIG. 1 using the manufacturing method in the present embodiment under the following conditions.

即ち、支持基板11として、厚さが0.3mmの4層配線構造のガラスエポキシ基板を用いた。かかる基板のガラス転移温度は、JIS−C−6481 プリント配線板用銅張積層板試験方法に定められるTMA法による測定の結果170℃乃至185℃であった。   That is, a glass epoxy substrate having a thickness of 0.3 mm and a four-layer wiring structure was used as the support substrate 11. The glass transition temperature of such a substrate was 170 ° C. to 185 ° C. as a result of measurement by the TMA method defined in the copper clad laminate test method for printed wiring boards.

また、第1の半導体素子21として、大きさが13×13mmで、厚さが200μmのシリコン半導体素子を用いた。当該第1の半導体素子21の外部接続端子24として、金(Au)ワイヤを用いたボールボンディング法により形成した金(Au)バンプを840個形成した。   As the first semiconductor element 21, a silicon semiconductor element having a size of 13 × 13 mm and a thickness of 200 μm was used. As external connection terminals 24 of the first semiconductor element 21, 840 gold (Au) bumps formed by a ball bonding method using gold (Au) wires were formed.

一方、第2の半導体素子31として、大きさが6×6mmで、厚さが100μmのシリコン半導体素子を用いた。当該第2の半導体素子31の外部接続端子33として、金(Au)ワイヤを用いたボールボンディング法により形成した金(Au)バンプを380個形成した。   On the other hand, as the second semiconductor element 31, a silicon semiconductor element having a size of 6 × 6 mm and a thickness of 100 μm was used. As external connection terminals 33 of the second semiconductor element 31, 380 gold (Au) bumps formed by a ball bonding method using gold (Au) wires were formed.

そして、前記第1の半導体素子21を吸着保持するボンディングツール86の加熱温度を270℃乃至300℃に設定し、支持基板11を吸着保持するボンディングステージ91の加熱温度を50℃乃至100℃に設定した。また、ボンディングステージ91に配設される凹部93は、8.5mm×8.5mmの矩形形状とし、その深さ(DS2)を0.2mmに設定した。   The heating temperature of the bonding tool 86 for sucking and holding the first semiconductor element 21 is set to 270 ° C. to 300 ° C., and the heating temperature of the bonding stage 91 for sucking and holding the support substrate 11 is set to 50 ° C. to 100 ° C. did. Further, the concave portion 93 disposed on the bonding stage 91 has a rectangular shape of 8.5 mm × 8.5 mm, and the depth (DS2) is set to 0.2 mm.

かかる条件の下、本実施の形態に於ける製造方法を用いて、第2の半導体素子31がフリップチップ実装された第1の半導体素子21を、支持基板11にフリップチップ実装した。   Under such conditions, the first semiconductor element 21 on which the second semiconductor element 31 was flip-chip mounted was flip-chip mounted on the support substrate 11 using the manufacturing method according to the present embodiment.

実装時に於ける支持基板11の到達温度は200℃乃至230℃であり、実装後に於ける支持基板11の撓み変形による沈み込み量は130μmであった。   The temperature reached by the support substrate 11 at the time of mounting was 200 ° C. to 230 ° C., and the sinking amount due to the bending deformation of the support substrate 11 after mounting was 130 μm.

この様な本実施の形態に於ける製造方法に於いて、ボンディングステージ91に配設される凹部93の底部ならびにこれに続く内側面(側壁面)の断面形状を、図13に示す。   FIG. 13 shows a cross-sectional shape of the bottom of the concave portion 93 disposed in the bonding stage 91 and the inner side surface (side wall surface) following the manufacturing method according to the present embodiment.

これは、前記図10(a)に於いて、点線Aにより囲繞された箇所であるが、ここでは支持基板11の図示を省略している。   This is the portion surrounded by the dotted line A in FIG. 10A, but the illustration of the support substrate 11 is omitted here.

即ち、当該凹部93の内側面93aは、平坦な凹部底面93bから上面に至り、且つ当該凹部93の内方に向けて凸状を呈する円弧状断面を有する。   That is, the inner side surface 93 a of the concave portion 93 has an arc-shaped cross section that extends from the flat concave bottom surface 93 b to the upper surface and has a convex shape toward the inner side of the concave portion 93.

この様な円弧状断面とすることにより、凹部93は上方に開かれた内側面を有することから、前記支持基板11が伸長し、撓む際、当該凹部93の内側面に接しても当該支持基板11の特定部位に応力が集中することを抑制、低減することができ、当該支持基板11に形成されている配線層に損傷を与えることを生じない。   By adopting such an arc-shaped cross section, the concave portion 93 has an inner surface opened upward, so that when the support substrate 11 extends and bends, the support is supported even if it contacts the inner surface of the concave portion 93. It is possible to suppress and reduce the concentration of stress on a specific portion of the substrate 11, and the wiring layer formed on the support substrate 11 is not damaged.

当該凹部93の底面93bは平坦であり、またその深さDS2は、前記第2の半導体素子31がその厚さ方向に受容され、且つ前記支持基板11が伸長し撓む際、当該支持基板11の下側表面(第2の主面)が、当該凹部93の底面に接することができる深さに設定される。これにより、当該支持基板11の撓み量が制限され、且つ当該支持基板11の下側表面は平坦面を呈する。   The bottom surface 93b of the concave portion 93 is flat, and the depth DS2 of the concave portion 93 is received when the second semiconductor element 31 is received in the thickness direction, and the support substrate 11 extends and bends. The lower surface (second main surface) is set to a depth at which it can contact the bottom surface of the recess 93. Thereby, the amount of bending of the support substrate 11 is limited, and the lower surface of the support substrate 11 exhibits a flat surface.

尚、前記凹部93の内側面の形状は、図13に示される形態に限られるものではない。   In addition, the shape of the inner surface of the recess 93 is not limited to the form shown in FIG.

例えば、凹部93の内側面を、その底部より鈍角をもって延びる傾斜面93aaとすることもできる。(図14(a)参照)
また、かかる内側面の傾斜角を途中で変更し、少なくとも二つの傾斜角を有する内側面93ab−1,93ab−2とすることもできる。(図14(b)参照)
また、かかる内側面を、底部から所定の高さまで垂直面93ac−1とし、これに続く内側面を所定の傾斜角を有する傾斜面93ac−2とすることもできる。(図14(c)参照)
更に、かかる内側面を、底部から所定の高さまで垂直面93ad−1とし、これに続く内側面93ad−2を円弧状とすることもできる。(図14(d)参照)
何れの形態にあっても、凹部93は上方に開かれた内側面を有することから、支持基板11が伸長し撓む際、当該凹部93の内側面に接しても当該支持基板11の特定部位に応力が集中することを抑制・低減することができ、当該支持基板11に形成されている配線層に損傷を与えない。
For example, the inner surface of the recess 93 can be an inclined surface 93aa that extends at an obtuse angle from the bottom. (See Fig. 14 (a))
Further, the inclination angle of the inner side surface can be changed in the middle to obtain inner side surfaces 93ab-1 and 93ab-2 having at least two inclination angles. (See Fig. 14 (b))
Further, the inner side surface may be a vertical surface 93ac-1 from the bottom to a predetermined height, and the inner side surface following this may be an inclined surface 93ac-2 having a predetermined inclination angle. (See Fig. 14 (c))
Further, the inner side surface may be a vertical surface 93ad-1 from the bottom to a predetermined height, and the inner side surface 93ad-2 following this may be arcuate. (See Fig. 14 (d))
In any form, since the recess 93 has an inner surface opened upward, when the support substrate 11 extends and bends, even if it contacts the inner surface of the recess 93, the specific portion of the support substrate 11 It is possible to suppress / reduce the concentration of stress on the wiring substrate, and the wiring layer formed on the support substrate 11 is not damaged.

また、前記図10及び図11を参照して説明した実施の形態にあっては、ボンディングステージ91に配設した凹部93内に於いて、支持基板11に対し局所的に機械的に押圧力を加えると共に加熱することにより伸長・撓みを生じさせたが、更に当該凹部93内へ真空(減圧)吸引することにより、当該支持基板11の伸長・撓みを促進させることもできる。   Further, in the embodiment described with reference to FIGS. 10 and 11, the pressing force is locally and mechanically applied to the support substrate 11 in the recess 93 provided in the bonding stage 91. While being added and heated, the expansion / deflection is caused. However, the extension / deflection of the support substrate 11 can also be promoted by sucking vacuum (reduced pressure) into the recess 93.

かかる凹部93内に於ける吸引を伴う処理方法について、図15及び図16を参照して説明する。尚、図15、図16に示される構成に於いて、前記図10、図11で示した部位に対応する部位には同じ符号を付し、その説明を省略する。   A processing method involving suction in the recess 93 will be described with reference to FIGS. 15 and 16. In the configuration shown in FIGS. 15 and 16, parts corresponding to the parts shown in FIGS. 10 and 11 are given the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本処理方法に於いては、ボンディングステージ91に於ける前記凹部93の底部に、吸引機構(図示せず)に接続された吸引孔94が配設され、吸引機構を駆動することにより、吸引孔94を介して凹部93内を真空吸引(減圧)する。これにより、ボンディングステージ91上に配置された支持基板11の半導体素子搭載部は、当該凹部93内に選択的に吸引される。   In this processing method, a suction hole 94 connected to a suction mechanism (not shown) is disposed at the bottom of the concave portion 93 in the bonding stage 91, and the suction hole is driven to drive the suction hole. The inside of the recess 93 is vacuumed (reduced pressure) through 94. Thereby, the semiconductor element mounting portion of the support substrate 11 disposed on the bonding stage 91 is selectively sucked into the concave portion 93.

本処理方法に於いては、かかる構造を有するボンディングステージ91上に、吸着孔92を介しての吸引により、支持基板11を保持する。(図15(a)参照)
また、前記凹部93は、前述の如く、第2の半導体素子31が、支持基板11の一部と共に受容されることが可能な平面形状、寸法ならびに深さを有する。当該支持基板11が載置・固定されたボンディングステージ91は、50℃乃至100℃に加熱される。また、かかる加熱と共に、当該ボンディングステージ91に於ける凹部93内を、吸引孔94を介して排気する。
In this processing method, the support substrate 11 is held on the bonding stage 91 having such a structure by suction through the suction hole 92. (See Fig. 15 (a))
Further, as described above, the concave portion 93 has a planar shape, size, and depth that allow the second semiconductor element 31 to be received together with a part of the support substrate 11. The bonding stage 91 on which the support substrate 11 is placed and fixed is heated to 50 ° C. to 100 ° C. Further, along with this heating, the inside of the recess 93 in the bonding stage 91 is exhausted through the suction hole 94.

前記支持基板11の上面には、当該支持基板11に形成された導電層の一部が第1の電極端子12として、複数個配設されている。   On the upper surface of the support substrate 11, a plurality of conductive layers formed on the support substrate 11 are arranged as first electrode terminals 12.

そして、かかる支持基板11の上面に於いて、前記複数個の第1の電極端子12に囲繞された領域には、エポキシ系樹脂を主体とする材料から形成され熱硬化性を有する接着剤41が被着されている。   On the upper surface of the support substrate 11, a region 41 surrounded by the plurality of first electrode terminals 12 is formed of a thermosetting adhesive 41 made of a material mainly composed of an epoxy resin. It is attached.

一方、第2の半導体素子31がフリップチップ実装された第1の半導体素子21は、その他方の主面(裏面・電子回路非形成面)が、予め所定の温度(270℃乃至300℃)に加熱されたボンディングツール86に、吸着孔87を介して吸着・保持される。   On the other hand, in the first semiconductor element 21 on which the second semiconductor element 31 is flip-chip mounted, the other main surface (back surface / non-electronic circuit formation surface) is previously set to a predetermined temperature (270 ° C. to 300 ° C.). It is sucked and held by the heated bonding tool 86 through the suction hole 87.

そして、第1の半導体素子21の外部接続端子24と支持基板11の第1の電極端子12とを対向させ、位置合わせを行う。   Then, the external connection terminal 24 of the first semiconductor element 21 and the first electrode terminal 12 of the support substrate 11 are opposed to perform alignment.

かかる位置合わせの後、その高さ位置を制御しながら、ボンディングツール86を、第1の半導体素子21に於ける外部接続端子24が支持基板11の第1の電極端子12に接触するまで、降下せしめる(矢印J)。(図15(b)参照、位置制御による第1の押圧)
ボンディングツール86を降下することにより、第1の半導体素子21にフリップチップ実装された第2の半導体素子31の背面(電子回路非形成面)は、先ず接着剤41を介して支持基板11に接触する。当該第2の半導体素子31の厚さは、第1の半導体素子21の第1の外部接続用端子パッド22に形成された外部接続端子24の高さよりも大きく設定されていることから、当該第1の半導体素子21に於ける外部接続端子24は支持基板11上の電極端子12に接触しない。そして、更にボンディングツール86を降下することにより、第1の半導体素子21の外部接続端子24を支持基板11上の電極端子12に接触せしめる。
After such alignment, while controlling the height position, the bonding tool 86 is lowered until the external connection terminal 24 in the first semiconductor element 21 contacts the first electrode terminal 12 of the support substrate 11. Crush (arrow J). (Refer to FIG. 15B, first pressing by position control)
By lowering the bonding tool 86, the back surface (surface on which no electronic circuit is formed) of the second semiconductor element 31 flip-chip mounted on the first semiconductor element 21 first contacts the support substrate 11 via the adhesive 41. To do. Since the thickness of the second semiconductor element 31 is set larger than the height of the external connection terminal 24 formed on the first external connection terminal pad 22 of the first semiconductor element 21, The external connection terminal 24 in one semiconductor element 21 does not contact the electrode terminal 12 on the support substrate 11. Then, the bonding tool 86 is further lowered to bring the external connection terminal 24 of the first semiconductor element 21 into contact with the electrode terminal 12 on the support substrate 11.

これより以降、ボンディングツール86の下降に伴って生ずる押圧力は、第1の半導体素子21、第2の半導体素子31及び接着剤41を介して支持基板11に印可される。   Thereafter, the pressing force generated as the bonding tool 86 is lowered is applied to the support substrate 11 via the first semiconductor element 21, the second semiconductor element 31, and the adhesive 41.

即ち、かかる押圧力により、支持基板11は、少なくとも第2の半導体素子31の搭載部及びその周囲が、前記凹部93内へ押圧され、伸長する。   That is, by this pressing force, at least the mounting portion of the second semiconductor element 31 and its periphery are pressed into the concave portion 93 and the support substrate 11 extends.

また、この時、第1の半導体素子21を吸着保持するボンディングツール86は、前述の如く、所定温度に加熱されている。当該ボンディングツール86からの熱は、第1の半導体素子21及び外部接続端子24を介して第2の半導体素子31に伝導され、当該第2の半導体素子31に近接する支持基板11部分は、局所的に加熱される。かかる加熱により、支持基板11に於いては、局所的な熱膨張が発生・進行する。従って、当該支持基板11は、前記押圧力による伸長と共に、局所的な加熱による局所的な熱膨張により、前記凹部70内へ容易に伸長し、撓み始める。   At this time, the bonding tool 86 that holds the first semiconductor element 21 by suction is heated to a predetermined temperature as described above. The heat from the bonding tool 86 is conducted to the second semiconductor element 31 via the first semiconductor element 21 and the external connection terminal 24, and the portion of the support substrate 11 adjacent to the second semiconductor element 31 is locally Heated. By such heating, local thermal expansion occurs and proceeds on the support substrate 11. Accordingly, the support substrate 11 easily expands into the recess 70 and begins to bend due to local thermal expansion due to local heating as well as expansion due to the pressing force.

本処理方法に於いては、かかる加圧、加熱と共に、ボンディングステージ65の凹部70内を排気処理することにより、支持基板11の伸長、撓みが促進される。   In the present processing method, along with such pressurization and heating, the inside of the concave portion 70 of the bonding stage 65 is evacuated, whereby the extension and deflection of the support substrate 11 are promoted.

即ち、凹部70内を、吸引孔77を介して吸引駆動により排気することにより、凹部70内を減圧することができ、支持基板11に於ける伸長・撓み発生部を吸引することとなり、当該伸長・撓み変形を促進させることができる。また、かかる排気により、凹部70内の空気が減少することから、当該空気の熱膨張によって支持基板11の撓み変形が阻害されることも生じない。   That is, by exhausting the inside of the concave portion 70 by suction driving through the suction hole 77, the inside of the concave portion 70 can be decompressed, and the extension / deflection generation portion in the support substrate 11 is sucked, and the extension is performed. -The bending deformation can be promoted. Moreover, since the air in the recessed part 70 reduces by this exhaust, the bending deformation of the support substrate 11 is not inhibited by the thermal expansion of the air.

一方、支持基板11上に被着されていた接着剤41は、支持基板11と第2の半導体素子31との接触により伝導されたボンディングツール86からの熱により、粘度が低下して流動性が高まり、支持基板11と第1の半導体素子21との間に於いて、当該第1の半導体素子21が支持基板11に対向する領域の全域に押し広げられる。   On the other hand, the adhesive 41 deposited on the support substrate 11 is reduced in viscosity due to the heat from the bonding tool 86 conducted by the contact between the support substrate 11 and the second semiconductor element 31 and becomes fluid. As a result, the first semiconductor element 21 is spread over the entire region facing the support substrate 11 between the support substrate 11 and the first semiconductor element 21.

そして、第1の半導体素子21に形成された外部接続端子24が、支持基板11の第1の電極端子12に接触し、接続されて、第1の半導体素子21の支持基板11に対するフリップチップ実装がなされる。(図16(c)参照)
当該外部接続端子24の電極端子12への接続がなされる迄は、ボンディングツール86に接続された荷重センサにより検出される荷重を維持する。(荷重制御による第2の押圧)
支持基板11に対し第1の半導体素子21の実装がなされると、当該支持基板11はボンディングステージ91の凹部93内に於いて撓んだ形状を保持し、また接着剤41は硬化する。当該接着剤41の接着力及び硬化収縮力により、外部接続端子24を介しての第1の半導体素子21と支持基板11との接続は維持される。
Then, the external connection terminal 24 formed on the first semiconductor element 21 is in contact with and connected to the first electrode terminal 12 of the support substrate 11, so that the flip chip mounting of the first semiconductor element 21 to the support substrate 11 is performed. Is made. (See FIG. 16 (c))
The load detected by the load sensor connected to the bonding tool 86 is maintained until the connection of the external connection terminal 24 to the electrode terminal 12 is made. (Second pressing by load control)
When the first semiconductor element 21 is mounted on the support substrate 11, the support substrate 11 maintains a bent shape in the recess 93 of the bonding stage 91, and the adhesive 41 is cured. The connection between the first semiconductor element 21 and the support substrate 11 via the external connection terminal 24 is maintained by the adhesive force and the curing shrinkage force of the adhesive 41.

次いで、ボンディングツール86の吸引を解除し、当該ボンディングツール86を上昇せしめる(矢印K)。(図16(d)参照)
しかる後、当該支持基板11の他方の主面(裏面)に選択的に設けられた導電層に、半田を主体とする球状電極端子等の外部接続端子13を複数個配設し、前記図1に示す半導体装置100が形成される。この様に、本製造方法に於いては、ボンディングステージ91に配設された凹部93の内部を、吸引孔94を介して排気することにより減圧し、局所的な伸長・撓みが発生・進行する支持基板11を当該凹部93内に引張することにより、撓み変形を効率的に進行させることができる。また、かかる排気により、凹部93内に於ける空気が熱膨張して支持基板11の撓み変形を阻害することが防止される。よって、支持基板11に於いて撓み形状を確実に形成することができる。
Next, the suction of the bonding tool 86 is released, and the bonding tool 86 is raised (arrow K). (See Fig. 16 (d))
Thereafter, a plurality of external connection terminals 13 such as spherical electrode terminals mainly composed of solder are disposed on the conductive layer selectively provided on the other main surface (back surface) of the support substrate 11. The semiconductor device 100 shown in FIG. As described above, in the present manufacturing method, the inside of the concave portion 93 disposed in the bonding stage 91 is evacuated by exhausting it through the suction hole 94, and local expansion / deflection occurs / progresses. By pulling the support substrate 11 into the recess 93, the bending deformation can be efficiently advanced. Further, the exhaust prevents the air in the concave portion 93 from thermally expanding and hinders the bending deformation of the support substrate 11. Therefore, a bent shape can be reliably formed on the support substrate 11.

(半導体装置200の製造方法)
前記本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置200の製造方法について、図17乃至図19を参照して説明する。尚、図17乃至図19に於いては、前記図9乃至図11で示した部位に対応する部位には同じ符号を付して、その説明を省略する。
(Method for Manufacturing Semiconductor Device 200)
A method of manufacturing the semiconductor device 200 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIGS. 17 to 19, parts corresponding to those shown in FIGS. 9 to 11 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

当該半導体装置200の製造にあっては、先ず、第2の半導体素子31を支持基板11にフリップチップ(フェイスダウン)実装する。当該フリップチップ実装にあっては、接着剤を介在させながら熱圧着する方法、半田付け(ろう付け)による接合法、熱圧着法、超音波接合法、異方性導電性樹脂を用いた接続法等、種々のフリップチップ実装方法を適用することができる。   In manufacturing the semiconductor device 200, first, the second semiconductor element 31 is flip-chip (face-down) mounted on the support substrate 11. In the flip chip mounting, a thermocompression bonding method with an adhesive interposed, a soldering (brazing) bonding method, a thermocompression bonding method, an ultrasonic bonding method, and a connection method using an anisotropic conductive resin. Various flip chip mounting methods can be applied.

本製造方法にあっては、第2の半導体素子31を、接着剤43を介在させながら支持基板11に熱圧着し、当該支持基板11にフリップチップ実装する。これを、図17を用いて説明する。   In this manufacturing method, the second semiconductor element 31 is thermocompression bonded to the support substrate 11 with the adhesive 43 interposed therebetween, and is flip-chip mounted on the support substrate 11. This will be described with reference to FIG.

当該製造方法に於いては、先ず、支持基板11を、ボンディングステージ71上に、吸着孔81を介しての真空吸引により、その一方の主面(半導体素子搭載面)を表出させて吸着保持する。(図17(a)参照)
当該支持基板11の主面には、導電層の一部が第1の電極端子12として複数個表出され、当該第1の電極端子12により囲繞された領域には、支持基板11の導電層の一部として第2の電極端子14が複数個表出している。
In the manufacturing method, first, the support substrate 11 is sucked and held on the bonding stage 71 by vacuum suction through the suction hole 81 to expose one main surface (semiconductor element mounting surface). To do. (See Fig. 17 (a))
A part of the conductive layer is exposed as a first electrode terminal 12 on the main surface of the support substrate 11, and the conductive layer of the support substrate 11 is located in a region surrounded by the first electrode terminal 12. As a part, a plurality of second electrode terminals 14 are exposed.

更に、当該第2の電極端子14により囲繞された領域には、エポキシ系樹脂を主体とする熱硬化性材料からなる第2の接着剤43が被着されている。   Further, a second adhesive 43 made of a thermosetting material mainly composed of an epoxy resin is applied to a region surrounded by the second electrode terminal 14.

一方、第2の半導体素子31は、その他方の主面(裏面、電子回路非形成面)が、所定の温度に加熱されたボンディングツール81に、吸着孔82を介して吸着保持されている。   On the other hand, the other main surface (rear surface, non-electronic circuit formation surface) of the second semiconductor element 31 is adsorbed and held via an adsorbing hole 82 by a bonding tool 81 heated to a predetermined temperature.

当該第2の半導体素子31の外部接続用端子パッド32には、外部接続端子33が配設されている。当該外部接続端子33としては、ワイヤボンディング技術を用いた所謂ボールボンディング法又は電解めっき法により形成される金属バンプ、或いは電解めっき法、転写法、又は印刷法等により形成される半田バンプが適用される。   External connection terminals 33 are arranged on the external connection terminal pads 32 of the second semiconductor element 31. As the external connection terminal 33, a metal bump formed by a so-called ball bonding method or an electrolytic plating method using a wire bonding technique, or a solder bump formed by an electrolytic plating method, a transfer method, a printing method, or the like is applied. The

そして、第2の半導体素子31の外部接続端子33と、支持基板11の第2の電極端子14とを対向させ、位置合わせを行う。   Then, the external connection terminal 33 of the second semiconductor element 31 and the second electrode terminal 14 of the support substrate 11 are opposed to perform alignment.

しかる後、ボンディングツール81を降下せしめ、第2の半導体素子31の外部接続端子33を、支持基板11に於ける第2の電極端子14に押し付け、接触させる。そして当該ボンディングツール81により第2の半導体素子31の外部接続端子33に所定の荷重を印加し、当該外部接続端子33を支持基板11上の第2の電極端子14に接続する。これと同時に、当該ボンディングツール81からの加熱により、前記接着剤43を、第2の半導体素子31の主面(電子回路形成面、支持基板11との対向面)全域に流動せしめ、第2の半導体素子31と支持基板11との間、更には当該の半導体素子31の側面外周部に至らしめる。   Thereafter, the bonding tool 81 is lowered, and the external connection terminal 33 of the second semiconductor element 31 is pressed against and brought into contact with the second electrode terminal 14 on the support substrate 11. Then, a predetermined load is applied to the external connection terminal 33 of the second semiconductor element 31 by the bonding tool 81 to connect the external connection terminal 33 to the second electrode terminal 14 on the support substrate 11. At the same time, by heating from the bonding tool 81, the adhesive 43 is caused to flow over the entire main surface (the surface on which the electronic circuit is formed, the surface facing the support substrate 11) of the second semiconductor element 31. It reaches between the semiconductor element 31 and the support substrate 11 and further to the outer peripheral portion of the side surface of the semiconductor element 31.

そして、当該ボンディングツール81からの加熱により、接着剤43を熱硬化せしめる。(図17(b)参照)
これにより、第2の半導体素子31の、支持基板11上へのフリップチップ実装がなされる。
Then, the adhesive 43 is thermally cured by heating from the bonding tool 81. (See FIG. 17 (b))
As a result, the second semiconductor element 31 is flip-chip mounted on the support substrate 11.

しかる後、ボンディングツール81の吸引を解除して、当該ボンディングツール81を上昇させる。(図17(c)参照)
次いで、前記支持基板11に対し、前記第2の半導体素子31に重畳して、第1の半導体素子21をフリップチップ実装する。
Thereafter, the suction of the bonding tool 81 is released, and the bonding tool 81 is raised. (See FIG. 17 (c))
Next, the first semiconductor element 21 is flip-chip mounted on the support substrate 11 so as to overlap the second semiconductor element 31.

当該支持基板11上へ、第1の半導体素子21をフリップチップ実装する工程を、図18乃至図19に示す。   A process of flip-chip mounting the first semiconductor element 21 on the support substrate 11 is shown in FIGS.

此処では、当該フリップチップ実装法として、第1の半導体素子21を、第1の接着剤41を介在させつつ支持基板11上に熱圧着する。当該フリップチップ実装法としては、第1の半導体素子21を吸着保持するボンディングツールにより加熱及び加圧を行う限り、接着剤を介在させながら熱圧着する方法、半田付け(ろう付け)による接合法、熱圧着法、或いは異方性導電性樹脂を用いた接続法等を適用することができる。   Here, as the flip-chip mounting method, the first semiconductor element 21 is thermocompression bonded onto the support substrate 11 with the first adhesive 41 interposed. As the flip chip mounting method, as long as heating and pressurization are performed by a bonding tool that holds the first semiconductor element 21 by suction, a method of thermocompression bonding with an adhesive interposed, a bonding method by soldering (brazing), A thermocompression bonding method or a connection method using an anisotropic conductive resin can be applied.

先ず、ボンディングステージ91上に、吸着孔92を介して、被処理支持基板11を吸着保持する。   First, the substrate to be processed 11 is sucked and held on the bonding stage 91 through the suction hole 92.

本発明の実施の形態に於いても、その特徴的構成として、当該ボンディングステージ91の上面には凹部93が選択的に配設されている。   Also in the embodiment of the present invention, as a characteristic configuration, a concave portion 93 is selectively provided on the upper surface of the bonding stage 91.

当該凹部93は、前記第2の半導体素子31が、支持基板11の一部と共に受容されることが可能な平面形状、寸法、ならびに深さを有する。   The recess 93 has a planar shape, size, and depth that allow the second semiconductor element 31 to be received together with a part of the support substrate 11.

そして、支持基板11は、前記第2の半導体素子31が凹部93の略中央部に位置するように、ボンディングステージ65上に吸着・保持される。当該支持基板11が搭載されたボンディングステージ65は、50℃乃至100℃に加熱されている。   Then, the support substrate 11 is sucked and held on the bonding stage 65 so that the second semiconductor element 31 is located at a substantially central portion of the recess 93. The bonding stage 65 on which the support substrate 11 is mounted is heated to 50 ° C. to 100 ° C.

尚、前記凹部93の、底面ならびにこれに続く内側面(側壁面)は、その断面形状が、凹部の底面から上面に至る、且つ当該凹部93の内方に向けて凸状を有する円弧状とされている。この様な円弧状とすることにより、凹部93は上方に開かれた内側面を有することから、前記支持基板11が伸長し撓む際、当該凹部93の内側面に接しても当該支持基板11の特定部位に応力が集中することを抑制・低減することができ、当該支持基板11に形成されている配線層に損傷を与えることを生じない。   The bottom surface of the concave portion 93 and the inner side surface (side wall surface) following the bottom surface have an arc shape in which the cross-sectional shape extends from the bottom surface to the top surface of the concave portion and has a convex shape toward the inside of the concave portion 93. Has been. By adopting such a circular arc shape, the recess 93 has an inner surface opened upward, so that when the support substrate 11 extends and bends, the support substrate 11 is in contact with the inner surface of the recess 93. It is possible to suppress and reduce the concentration of stress on the specific part of the substrate, and the wiring layer formed on the support substrate 11 is not damaged.

また、当該凹部93の底部は平坦であり、その深さは、前記支持基板11が伸長し撓む際、当該支持基板11の下側表面が、当該凹部93の底面に接することができる深さに設定される。これにより、当該支持基板11の撓み量が制限され、且つ当該支持基板11の下側表面は平坦面をもって形成される。   Further, the bottom of the recess 93 is flat, and the depth is such that when the support substrate 11 extends and bends, the lower surface of the support substrate 11 can contact the bottom surface of the recess 93. Set to Thereby, the amount of bending of the support substrate 11 is limited, and the lower surface of the support substrate 11 is formed with a flat surface.

尚、凹部93の内側面(側壁面)の形状は、上記形態に限られず、前記図14に示す形態を適用することもできる。   In addition, the shape of the inner side surface (side wall surface) of the recessed part 93 is not restricted to the said form, The form shown in the said FIG. 14 can also be applied.

そして、ボンディングステージ91上に吸着・保持された支持基板11の上面に於ける、複数の第1の電極端子12により囲繞された領域には、第2の半導体素子31を覆って、例えばエポキシ系樹脂を主体とする熱硬化性材料からなる接着剤41が被着される。(図18(d)参照)
かかる接着剤41の被覆は、前記ボンディングステージ91上に於いて、第2の半導体素子31の支持基板11上へのフリップチップ実装がなされ後に、これに連続して行われても良い。
Then, an area surrounded by the plurality of first electrode terminals 12 on the upper surface of the support substrate 11 sucked and held on the bonding stage 91 covers the second semiconductor element 31, for example, an epoxy system An adhesive 41 made of a thermosetting material mainly composed of resin is applied. (See FIG. 18 (d))
The coating of the adhesive 41 may be performed continuously after the second semiconductor element 31 is flip-chip mounted on the support substrate 11 on the bonding stage 91.

一方、第1の半導体素子21は、その他方の主面(裏面・電子回路非形成面)が、所定の温度(270℃乃至300℃)に加熱されたボンディングツール86に、吸着孔87を介して、吸着・保持される。   On the other hand, in the first semiconductor element 21, the other main surface (back surface / electronic circuit non-formed surface) is heated to a predetermined temperature (270 ° C. to 300 ° C.) via a suction hole 87. Adsorbed and retained.

また、当該第1の半導体素子21の第1の外部接続用端子パッド22には、凸状の外部接続端子24が配設されている。   A convex external connection terminal 24 is disposed on the first external connection terminal pad 22 of the first semiconductor element 21.

そして、当該第1の半導体素子21の電子回路形成面であって、第1の外部接続用端子パッド22に囲繞された領域には、例えばポリイミド系樹脂、シリコン系樹脂、又はエポキシ系樹脂を主体とする材料から適宜選択された、弾性を有する絶縁層25が配設されている。当該絶縁層25の厚さは、1μm乃至15μmに設定される。   The region of the electronic circuit formation surface of the first semiconductor element 21 and surrounded by the first external connection terminal pad 22 is mainly made of, for example, polyimide resin, silicon resin, or epoxy resin. An insulating layer 25 having elasticity, which is appropriately selected from the materials described above, is provided. The thickness of the insulating layer 25 is set to 1 μm to 15 μm.

次いで、第1の半導体素子21の外部接続端子24と、前記支持基板11の第1の電極端子12とを対向させ、位置合わせを行う。   Next, the external connection terminal 24 of the first semiconductor element 21 and the first electrode terminal 12 of the support substrate 11 are opposed to perform alignment.

この時、当該第1の半導体素子21は、前記第2の半導体素子21上に位置し、その主面(電子回路形成面)は、第2の半導体素子31の裏面(電子回路非形成面)と対向する。そして、第1の半導体素子21に於ける外部接続端子24が、支持基板11の第1の電極端子12に接触するまで、ボンディングツール86を、その高さ位置を制御しながら降下せしめる(矢印L)。(図18(e)参照)(位置制御による第1の押圧)
これにより、第1の半導体素子21の外部接続端子24には、ボンディングツール75により所定の荷重が印加され、当該第1の半導体素子21の外部接続端子24は、支持基板11の電極端子12に接続される。この時、同時に、当該第1の半導体素子21は、その表面に配設された絶縁層25を介して第2の半導体素子31の裏面を押圧する。
At this time, the first semiconductor element 21 is located on the second semiconductor element 21, and its main surface (electronic circuit forming surface) is the back surface (electronic circuit non-forming surface) of the second semiconductor element 31. Opposite. Then, the bonding tool 86 is lowered while controlling the height position thereof until the external connection terminal 24 in the first semiconductor element 21 contacts the first electrode terminal 12 of the support substrate 11 (arrow L). ). (See FIG. 18 (e)) (first press by position control)
Accordingly, a predetermined load is applied to the external connection terminal 24 of the first semiconductor element 21 by the bonding tool 75, and the external connection terminal 24 of the first semiconductor element 21 is applied to the electrode terminal 12 of the support substrate 11. Connected. At the same time, the first semiconductor element 21 presses the back surface of the second semiconductor element 31 via the insulating layer 25 disposed on the surface thereof.

従って、ボンディングツール75の下降に伴う押圧力は、当該第1の半導体素子21、第2の半導体素子31及び接着剤41を介して支持基板11に印可される。   Therefore, the pressing force accompanying the lowering of the bonding tool 75 is applied to the support substrate 11 via the first semiconductor element 21, the second semiconductor element 31, and the adhesive 41.

即ち、かかる押圧力により、支持基板11は、少なくとも第2の半導体素子31搭載部及びその周囲が、前記ボンディングステージ91に於ける凹部93内へ押圧され、伸長する。   That is, by this pressing force, at least the second semiconductor element 31 mounting portion and the periphery thereof are pressed into the recess 93 in the bonding stage 91 and extended.

また、この時、第1の半導体素子21を吸着保持するボンディングツール86は、所定温度に加熱されている。   At this time, the bonding tool 86 that holds the first semiconductor element 21 by suction is heated to a predetermined temperature.

当該ボンディングツール86に於ける熱は、第1の半導体素子21及び第2の半導体素子31を介して、支持基板11に伝導される。従って、支持基板11は局所的に加熱され、局所的な熱膨張が発生・進行し、当該支持基板11は、前記凹部93内に容易に伸長し、撓む。   Heat in the bonding tool 86 is conducted to the support substrate 11 through the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 31. Accordingly, the support substrate 11 is locally heated, and local thermal expansion occurs and proceeds, and the support substrate 11 easily extends and bends into the recess 93.

また、更に、支持基板11上に配設されている前記接着剤41は、支持基板11と第2の半導体素子31との接触により伝導されたボンディングツール86からの熱により、粘度が低下し、その流動性が向上する。よって、当該接着剤41は、支持基板11と第1の半導体素子21との間に於いて、第1の半導体素子21の全面領域に押し広げられ、流動し、且つ熱硬化が進行する。   Furthermore, the viscosity of the adhesive 41 disposed on the support substrate 11 decreases due to heat from the bonding tool 86 conducted by contact between the support substrate 11 and the second semiconductor element 31. Its fluidity is improved. Therefore, the adhesive 41 is spread and flows over the entire area of the first semiconductor element 21 between the support substrate 11 and the first semiconductor element 21, and the thermosetting proceeds.

尚、第1の半導体素子21に於ける外部接続端子24が、支持基板11の第1の電極端子12に接触し、更に当該第1の半導体素子21の支持基板11に対するフリップチップ実装が完了する迄、荷重センサ(図示せず)により検出される荷重を制御する。(図19(f)参照)(荷重制御による第2の押圧)
前述の如く、第1の半導体素子21の電子回路形成面上に配設された絶縁層25は弾性を有する。従って、フリップチップ実装がなされる際、第1の半導体素子21の電子回路形成面に荷重が印可されても、当該電子回路形成面に損傷などが生ずることが防止される。即ち、当該絶縁層25は、第1の半導体素子21が、第2の半導体素子31に重畳して支持基板11上にフリップチップ実装される際、第2の半導体素子31の裏面などから第1の半導体素子21の電子回路形成面に作用する応力を緩和する応力緩和層として機能する。
The external connection terminal 24 in the first semiconductor element 21 comes into contact with the first electrode terminal 12 of the support substrate 11, and the flip chip mounting of the first semiconductor element 21 to the support substrate 11 is completed. Until then, the load detected by a load sensor (not shown) is controlled. (See FIG. 19 (f)) (second pressing by load control)
As described above, the insulating layer 25 disposed on the electronic circuit formation surface of the first semiconductor element 21 has elasticity. Therefore, when flip chip mounting is performed, even if a load is applied to the electronic circuit formation surface of the first semiconductor element 21, it is possible to prevent damage to the electronic circuit formation surface. That is, when the first semiconductor element 21 is flip-chip mounted on the support substrate 11 so as to overlap the second semiconductor element 31, the insulating layer 25 is formed from the back surface of the second semiconductor element 31. It functions as a stress relaxation layer that relieves stress acting on the electronic circuit formation surface of the semiconductor element 21.

前記支持基板11への第1の半導体素子21の実装がなされると、当該支持基板11に於いてはボンディングステージ91の凹部93に於いて、撓んだ形状を維持した状態をもって、接着剤41は硬化する。かかる接着剤41の接着力及び硬化収縮力により、外部接続端子24を介しての第1の半導体素子31と支持基板11との接続は維持される。   When the first semiconductor element 21 is mounted on the support substrate 11, the adhesive 41 has a state in which the support substrate 11 maintains a bent shape in the concave portion 93 of the bonding stage 91. Hardens. The connection between the first semiconductor element 31 and the support substrate 11 via the external connection terminal 24 is maintained by the adhesive force and the curing shrinkage force of the adhesive 41.

次いで、ボンディングツール86の吸引を解除し、当該ボンディングツール86を上昇させる(矢印M)。(図19(g)参照)
しかる後、支持基板11の他方の主面(裏面)に選択的に設けられた導電層に、半田を主体とする球状電極端子等の外部接続端子13を複数個配設し、前記図4に示す半導体装置200が形成される。
Next, the suction of the bonding tool 86 is released, and the bonding tool 86 is raised (arrow M). (See FIG. 19 (g))
Thereafter, a plurality of external connection terminals 13 such as spherical electrode terminals mainly composed of solder are disposed on the conductive layer selectively provided on the other main surface (back surface) of the support substrate 11, as shown in FIG. The semiconductor device 200 shown is formed.

この様に、本実施の形態に於ける製造方法にあっては、ボンディングツール86による支持基板11に対する加圧が、凹部93を具備して当該支持基板11を支持するボンディングステージ91上に於いて、当該支持基板11に対しフリップチップ実装される第1の半導体素子21、ならびに同様に支持基板11に対してフリップチップ実装された第2の半導体素子31を介して行われる。これにより、当該支持基板11は、前記凹部93上に於いて局所的に加圧される。また、当該支持基板11は、ボンディングツール86から第1の半導体素子21ならびに第2の半導体素子31を介して伝導される熱により局所的に加熱される。   As described above, in the manufacturing method according to the present embodiment, the pressure applied to the support substrate 11 by the bonding tool 86 is provided on the bonding stage 91 that includes the recess 93 and supports the support substrate 11. This is performed through the first semiconductor element 21 flip-chip mounted on the support substrate 11 and the second semiconductor element 31 similarly flip-chip mounted on the support substrate 11. As a result, the support substrate 11 is locally pressurized on the recess 93. The support substrate 11 is locally heated by heat conducted from the bonding tool 86 via the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 31.

この結果、当該支持基板11は、ボンディングステージ91の凹部93内に於いて、伸長し、撓みを生じる。即ち、かかる局所的加圧ならびに加熱によって生ずる支持基板11の局所的な伸長及び撓みによって、当該支持基板11には、第2の半導体素子31を受容することが可能な凹部Sが形成される。かかる凹部Sは、第2の半導体素子31をその厚さ方向に受容することから、当該支持基板11上に第2の半導体素子31を含む二つの半導体素子が積層状態をもって配置される状態であっても、実質的に第2の半導体素子31の全厚さに相当する厚さ(高さ)の増加がもたらされない。   As a result, the support substrate 11 extends and bends in the recess 93 of the bonding stage 91. That is, a concave portion S capable of receiving the second semiconductor element 31 is formed in the support substrate 11 by the local extension and deflection of the support substrate 11 caused by the local pressurization and heating. Since the concave portion S receives the second semiconductor element 31 in the thickness direction, the two semiconductor elements including the second semiconductor element 31 are arranged in a stacked state on the support substrate 11. However, an increase in thickness (height) corresponding to substantially the entire thickness of the second semiconductor element 31 is not brought about.

即ち、本実施の形態に於ける製造方法にあっては、第1の半導体素子21及び第2の半導体素子31という複数の半導体素子を具備し、且つ薄型化及び小型化が要求される半導体装置を、簡易な工程で製造することができ、製造コスト化の低下を図ることができる。   That is, in the manufacturing method according to the present embodiment, a semiconductor device that includes a plurality of semiconductor elements, the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 31, and that is required to be thin and small. Can be manufactured by a simple process, and a reduction in manufacturing cost can be achieved.

更に、ボンディングツール86を、その高さ位置を制御しながら降下せしめ第1の半導体素子21に配設された外部接続端子24を、支持基板11上の第1の電極端子12に接触させ、その後、当該ボンディングツール86の荷重を制御して外部接続端子24に荷重を付与する。この様な加圧・荷重の印可により、当該外部接続端子24は支持基板11の第1の電極端子12に確実に接続され、接続信頼性の高い実装構造を得ることができる。   Further, the bonding tool 86 is lowered while controlling the height position thereof so that the external connection terminal 24 disposed on the first semiconductor element 21 is brought into contact with the first electrode terminal 12 on the support substrate 11, and thereafter Then, the load of the bonding tool 86 is controlled to apply a load to the external connection terminal 24. By applying such pressure and load, the external connection terminal 24 is reliably connected to the first electrode terminal 12 of the support substrate 11, and a mounting structure with high connection reliability can be obtained.

尚、支持基板11に対する第2の半導体素子31のフリップチップ実装の完了後、ポストキュア処理を施して、第2の半導体素子31と支持基板11との間に配設された接着剤43の硬化を行ってもよい。   Note that after the flip chip mounting of the second semiconductor element 31 to the support substrate 11 is completed, a post cure process is performed to cure the adhesive 43 disposed between the second semiconductor element 31 and the support substrate 11. May be performed.

また、本製造方法に於いても、ボンディングステージ91に配設された凹部93の底部に、吸引機構に接続された吸引孔94を配設し、当該凹部93内を排気して減圧しつつ、支持基板11上に第1の半導体素子21をフリップチップ実装することができる。   Also in this manufacturing method, the suction hole 94 connected to the suction mechanism is disposed at the bottom of the recess 93 disposed in the bonding stage 91, and the recess 93 is evacuated and decompressed, The first semiconductor element 21 can be flip-chip mounted on the support substrate 11.

(半導体装置300の製造方法)
前記本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置300の製造方法について、図20乃至図22を参照して説明する。尚、図20乃至図22に於いては、前記図9乃至図11で示した部位に対応する部位には同じ符号を付して、その説明を省略する。
(Method for Manufacturing Semiconductor Device 300)
A method of manufacturing the semiconductor device 300 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIGS. 20 to 22, parts corresponding to those shown in FIGS. 9 to 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

当該半導体装置300の製造にあたっては、予め支持基板11上の第2の電極端子15に、受動部品51を接続する。かかる実装工程を図20に示す。   In manufacturing the semiconductor device 300, the passive component 51 is connected to the second electrode terminal 15 on the support substrate 11 in advance. Such a mounting process is shown in FIG.

即ち、その一方の主面に、導電層の一部が第1の電極端子12として複数個配設され、当該第1の電極端子12により囲繞された領域に、第2の電極端子15が複数個配設された支持基板11が形成される。(図20(a)参照)
そして、当該第の電極端子15には、例えば銀(Ag)ペースト樹脂を、メタルマスクを用いた印刷法により被着することにより導電部材52を配設する。(図20(b)参照)
当該銀(Ag)ペースト樹脂の被着は、当該銀(Ag)ペースト樹脂をノズルから吐出させる方法を適用してもよい。尚、当該導電部材52としては、銀(Ag)ペースト樹脂の他、エポキシ系樹脂又はシリコン系樹脂等に、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、若しくはカーボンブラック等の導電性微粒子を含有させた導電性接着剤、又は錫(Sn)−銀(Ag)半田若しくは錫(Sn)−銀(Ag)−銅(Cu)半田等の半田を適用することもできる。
That is, a part of the conductive layer is provided as a first electrode terminal 12 on one main surface, and a plurality of second electrode terminals 15 are provided in a region surrounded by the first electrode terminal 12. Individual support substrates 11 are formed. (See FIG. 20 (a))
The conductive member 52 is disposed on the first electrode terminal 15 by depositing, for example, silver (Ag) paste resin by a printing method using a metal mask. (See FIG. 20 (b))
For the deposition of the silver (Ag) paste resin, a method of discharging the silver (Ag) paste resin from a nozzle may be applied. As the conductive member 52, silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), nickel (Ni), or carbon is used as the epoxy resin or silicon resin in addition to silver (Ag) paste resin. A conductive adhesive containing conductive fine particles such as black or a solder such as tin (Sn) -silver (Ag) solder or tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) solder may be applied. it can.

次いで、所謂チップマウンター等を用い、所望の受動部品51を、前記導電部材52を介して、支持基板11上の第2の電極端子15に実装・固着する。(図20(c)参照)
当該受動部品51は、板状又は柱状を呈する所謂チップ部品であり、バイパスコンデンサとして機能する容量素子、ノイズフィルタとして機能するインダクタ素子、或いは抵抗素子などであって、半導体素子21の回路構成、機能に対応して選択される。当該受動部品51は、絶縁性の素体部51a及び当該素体部51aの両端或いは一主面上に設けられた複数個の電極端子51bを具備する。
Next, a desired passive component 51 is mounted and fixed to the second electrode terminal 15 on the support substrate 11 through the conductive member 52 using a so-called chip mounter or the like. (See FIG. 20 (c))
The passive component 51 is a so-called chip component that has a plate shape or a column shape, and is a capacitance element that functions as a bypass capacitor, an inductor element that functions as a noise filter, a resistance element, or the like. Is selected corresponding to. The passive component 51 includes an insulating element body 51a and a plurality of electrode terminals 51b provided on both ends or one main surface of the element body 51a.

即ち、当該受動部品51の電極端子51bと支持基板11の第2の電極端子15は、導電部材52を介して電気的・機械的に接続される。   That is, the electrode terminal 51 b of the passive component 51 and the second electrode terminal 15 of the support substrate 11 are electrically and mechanically connected via the conductive member 52.

しかる後、オーブン等による加熱又は紫外線の照射等により、前記導電部材52を硬化せしめ、支持基板11への受動素子部品51の実装がなされる。(図20(d)参照)
本製造方法にあっては、この様に受動部品51が実装された支持基板11上に、半導体素子21をフリップチップ実装する。
Thereafter, the conductive member 52 is cured by heating with an oven or the like or irradiation with ultraviolet rays, and the passive element component 51 is mounted on the support substrate 11. (See FIG. 20 (d))
In the present manufacturing method, the semiconductor element 21 is flip-chip mounted on the support substrate 11 on which the passive component 51 is mounted in this manner.

当該半導体素子21を、支持基板11上にフリップチップ実装する工程を図21及び図22に示す。   A process of flip-chip mounting the semiconductor element 21 on the support substrate 11 is shown in FIGS.

此処では、当該フリップチップ実装法として、半導体素子21を、第1の接着剤41を介在させつつ支持基板11上に熱圧着する方法を用いる。当該フリップチップ実装法としては、半導体素子21を吸着保持するボンディングツールにより加熱及び加圧を行う限り、接着剤を介在させながら熱圧着する方法、半田付け(ろう付け)による接合法、熱圧着法、或いは異方性導電性樹脂を用いた接続法等を適用することができる。   Here, as the flip chip mounting method, a method in which the semiconductor element 21 is thermocompression bonded onto the support substrate 11 with the first adhesive 41 interposed therebetween is used. As the flip chip mounting method, as long as heating and pressurization are performed by a bonding tool that holds the semiconductor element 21 by suction, a method of thermocompression bonding with an adhesive interposed, a bonding method by soldering (brazing), a thermocompression bonding method Alternatively, a connection method using an anisotropic conductive resin or the like can be applied.

先ず、ボンディングステージ91上に、吸着孔92を介して、被処理支持基板11を吸着保持する。   First, the substrate to be processed 11 is sucked and held on the bonding stage 91 through the suction hole 92.

本発明の実施の形態に於ける特徴的構成として、当該ボンディングステージ91の上面には凹部93が配設されている。当該凹部93は、前記受動部品51が、支持基板11の一部と共に受容されることが可能な平面形状、寸法、ならびに深さを有する。   As a characteristic configuration in the embodiment of the present invention, a concave portion 93 is disposed on the upper surface of the bonding stage 91. The recess 93 has a planar shape, dimensions, and depth that allow the passive component 51 to be received together with a part of the support substrate 11.

前記支持基板11は、受動部品51が当該凹部93の略中央部に位置するように、ボンディングステージ65上に吸着・保持される。当該支持基板11が搭載されたボンディングステージ65は、50℃乃至100℃に加熱されている。   The support substrate 11 is sucked and held on the bonding stage 65 so that the passive component 51 is positioned at the substantially central portion of the recess 93. The bonding stage 65 on which the support substrate 11 is mounted is heated to 50 ° C. to 100 ° C.

尚、前記凹部93の、底面ならびにこれに続く内側面(側壁面)は、その断面形状が、凹部の底面から上面に至る、且つ当該凹部93の内方に向けて凸状を有する円弧状とされている。この様な円弧状とすることにより、凹部93は上方に開かれた内側面を有することから、前記支持基板11が伸長し撓む際、当該凹部93の内側面に接しても当該支持基板11の特定部位に応力が集中することを抑制・低減することができ、当該支持基板11に形成されている配線層に損傷を与えることを生じない。   The bottom surface of the concave portion 93 and the inner side surface (side wall surface) following the bottom surface have an arc shape in which the cross-sectional shape extends from the bottom surface to the top surface of the concave portion and has a convex shape toward the inside of the concave portion 93. Has been. By adopting such a circular arc shape, the recess 93 has an inner surface opened upward, so that when the support substrate 11 extends and bends, the support substrate 11 is in contact with the inner surface of the recess 93. It is possible to suppress and reduce the concentration of stress on the specific part of the substrate, and the wiring layer formed on the support substrate 11 is not damaged.

また、当該凹部93の底部は平坦であり、その深さは、前記支持基板11が伸長し撓む際、当該支持基板11の下側表面が、当該凹部93の底面に接することができる深さに設定される。これにより、当該支持基板11の撓み量が制限され、且つ当該支持基板11の下側表面は平坦面をもって形成される。   Further, the bottom of the recess 93 is flat, and the depth is such that when the support substrate 11 extends and bends, the lower surface of the support substrate 11 can contact the bottom surface of the recess 93. Set to Thereby, the amount of bending of the support substrate 11 is limited, and the lower surface of the support substrate 11 is formed with a flat surface.

尚、凹部93の内側面(側壁面)の形状は、上記形態に限られず、前記図14に示す形態を適用することもできる。   In addition, the shape of the inner side surface (side wall surface) of the recessed part 93 is not restricted to the said form, The form shown in the said FIG. 14 can also be applied.

そして、ボンディングステージ91上に吸着・保持された支持基板11の上面に於いて、複数の第1の電極端子12により囲繞された領域に於いては、受動部品51を覆って、例えばエポキシ系樹脂を主体とする熱硬化性材料からなる第1の接着剤41が被着される。(図21(e)参照)
かかる第1の接着剤41の被覆は、前記ボンディングステージ91上に於いて、受動部品51の支持基板11上への実装がなされ後に、これに連続して行われても良い。
Then, in the region surrounded by the plurality of first electrode terminals 12 on the upper surface of the support substrate 11 sucked and held on the bonding stage 91, the passive component 51 is covered, for example, an epoxy resin. A first adhesive 41 made of a thermosetting material mainly composed of is attached. (See FIG. 21 (e))
The coating of the first adhesive 41 may be performed continuously after the passive component 51 is mounted on the support substrate 11 on the bonding stage 91.

一方、前記半導体素子21は、その他方の主面(裏面・電子回路非形成面)が、所定の温度(270℃乃至300℃)に加熱されたボンディングツール86に、吸着孔87を介して吸着・保持される。   On the other hand, the semiconductor element 21 is adsorbed via a suction hole 87 to a bonding tool 86 whose other main surface (back surface / non-electronic circuit formation surface) is heated to a predetermined temperature (270 ° C. to 300 ° C.). -Retained.

尚、当該半導体素子21の外部接続用端子パッド22には、凸状の外部接続端子24が配設されている。   A convex external connection terminal 24 is disposed on the external connection terminal pad 22 of the semiconductor element 21.

そして、当該半導体素子21の電子回路形成面であって、外部接続用端子パッド22に囲繞された領域には、例えばポリイミド系樹脂、シリコン系樹脂、又はエポキシ系樹脂を主体とする材料から適宜選択された、弾性を有する絶縁層25が配設されている。当該絶縁層25の厚さは、1μm乃至15μmに設定される。   The region of the semiconductor element 21 on which the electronic circuit is formed and surrounded by the external connection terminal pads 22 is appropriately selected from materials mainly composed of, for example, polyimide resin, silicon resin, or epoxy resin. The insulating layer 25 having elasticity is provided. The thickness of the insulating layer 25 is set to 1 μm to 15 μm.

次いで、当該半導体素子21の外部接続端子24と、前記支持基板11の第1の電極端子15とを対向させ、位置合わせを行う。   Next, the external connection terminal 24 of the semiconductor element 21 and the first electrode terminal 15 of the support substrate 11 are opposed to perform alignment.

この時、半導体素子21は、前記受動部品51上に位置し、その主面(電子回路形成面)は、受動部品51と対向する。そして、当該半導体素子21に於ける外部接続端子24が、支持基板11の第1の電極端子12に接触するまで、ボンディングツール86を、その高さ位置を制御しながら降下せしめる(矢印N)。(図21(f)参照)(位置制御による第1の押圧)
これにより、半導体素子21の外部接続端子24には、ボンディングツール86により所定の荷重が印加され、当該半導体素子21の外部接続端子24は支持基板11の電極端子12に接続される。この時、同時に、当該半導体素子21は、その表面に配設された絶縁層25を介して前記受動部品51を押圧する。
At this time, the semiconductor element 21 is positioned on the passive component 51, and its main surface (electronic circuit forming surface) faces the passive component 51. Then, the bonding tool 86 is lowered while controlling the height position thereof until the external connection terminal 24 in the semiconductor element 21 contacts the first electrode terminal 12 of the support substrate 11 (arrow N). (See FIG. 21 (f)) (first press by position control)
As a result, a predetermined load is applied to the external connection terminal 24 of the semiconductor element 21 by the bonding tool 86, and the external connection terminal 24 of the semiconductor element 21 is connected to the electrode terminal 12 of the support substrate 11. At the same time, the semiconductor element 21 presses the passive component 51 through the insulating layer 25 disposed on the surface thereof.

従って、ボンディングツール86の下降に伴う押圧力は、当該半導体素子21、受動部品51及び第1の接着剤41を介して支持基板11に印可される。   Accordingly, the pressing force accompanying the lowering of the bonding tool 86 is applied to the support substrate 11 via the semiconductor element 21, the passive component 51, and the first adhesive 41.

即ち、かかる押圧力により、支持基板11は、少なくとも受動部品51搭載部及びその周囲が、前記ボンディングステージ91に於ける凹部93内へ押圧され、伸長する。   That is, by this pressing force, at least the passive component 51 mounting portion and its periphery are pressed into the concave portion 93 in the bonding stage 91 and extended.

また、この時、ボンディングツール86は、所定温度に加熱されている。   At this time, the bonding tool 86 is heated to a predetermined temperature.

当該ボンディングツール86に於ける熱は、半導体素子21及び受動部品51を介して、支持基板11に伝導される。従って、支持基板11は局所的に加熱され、局所的な熱膨張が発生・進行し、当該支持基板11は前記凹部93内に容易に伸長し、撓む。   Heat in the bonding tool 86 is conducted to the support substrate 11 through the semiconductor element 21 and the passive component 51. Therefore, the support substrate 11 is locally heated, and local thermal expansion occurs and proceeds, and the support substrate 11 easily extends and bends in the recess 93.

一方、前記支持基板11上に配設されている接着剤41は、当該支持基板11と半導体素子21との接触により伝導されたボンディングツール86からの熱により、粘度が低下し、その流動性が高まる。この為、当該接着剤41は、支持基板11と半導体素子21との間に於いて、当該半導体素子21の支持基板11への対向面全域に押し広げられ、且つ熱硬化が進行する。   On the other hand, the adhesive 41 disposed on the support substrate 11 is reduced in viscosity due to heat from the bonding tool 86 conducted by contact between the support substrate 11 and the semiconductor element 21, and its fluidity is reduced. Rise. For this reason, the adhesive 41 is spread between the support substrate 11 and the semiconductor element 21 over the entire area of the surface facing the support substrate 11 of the semiconductor element 21, and the thermosetting proceeds.

尚、半導体素子21に於ける外部接続端子24が、支持基板11の第1の電極端子12に接触し、更に当該半導体素子21の支持基板11に対するフリップチップ実装が完了する迄、荷重センサ(図示せず)により検出される荷重を制御する。(図22(g)参照)(荷重制御による第2の押圧)
前述の如く、半導体素子21の電子回路形成面上に配設された絶縁層25は弾性を有する。従って、フリップチップ実装がなされる際、当該半導体素子21の電子回路形成面に荷重が印可されても、当該電子回路形成面に損傷などが生ずることが防止される。即ち、当該絶縁層25は、半導体素子21が、受動部品51に重畳して支持基板11上にフリップチップ実装される際、受動部品51などから半導体素子21の電子回路形成面に作用する応力を緩和する応力緩和層として機能する。
It should be noted that the external connection terminal 24 in the semiconductor element 21 is in contact with the first electrode terminal 12 of the support substrate 11, and further, the load sensor (FIG. The load detected by (not shown) is controlled. (See FIG. 22 (g)) (second pressing by load control)
As described above, the insulating layer 25 disposed on the electronic circuit formation surface of the semiconductor element 21 has elasticity. Therefore, when flip chip mounting is performed, even if a load is applied to the electronic circuit formation surface of the semiconductor element 21, damage to the electronic circuit formation surface is prevented. That is, the insulating layer 25 applies stress acting on the electronic circuit formation surface of the semiconductor element 21 from the passive component 51 or the like when the semiconductor element 21 is flip-chip mounted on the support substrate 11 so as to overlap the passive component 51. It functions as a stress relaxation layer that relaxes.

前記支持基板11への半導体素子21の実装がなされると、当該支持基板11に於いてはボンディングステージ91の凹部93に於いて、撓んだ形状を維持した状態をもって、接着剤41は硬化する。かかる接着剤41の接着力及び硬化収縮力により、外部接続端子24を介した半導体素子21と支持基板11との接続は維持される。   When the semiconductor element 21 is mounted on the support substrate 11, the adhesive 41 is cured while maintaining the bent shape in the recess 93 of the bonding stage 91 in the support substrate 11. . The connection between the semiconductor element 21 and the support substrate 11 via the external connection terminals 24 is maintained by the adhesive force and the curing shrinkage force of the adhesive 41.

次いで、ボンディングツール86の吸引を解除し、当該ボンディングツール86を上昇させる(矢印O)。(図22(h)参照)
しかる後、支持基板11の他方の主面(裏面)に選択的に設けられた導電層に、半田を主体とする球状電極端子等の外部接続端子13を複数個配設し、前記図7に示す半導体装置300が形成される。
Next, the suction of the bonding tool 86 is released, and the bonding tool 86 is raised (arrow O). (Refer to FIG. 22 (h))
Thereafter, a plurality of external connection terminals 13 such as spherical electrode terminals mainly composed of solder are disposed on the conductive layer selectively provided on the other main surface (back surface) of the support substrate 11, as shown in FIG. The semiconductor device 300 shown is formed.

この様に、本実施の形態に於ける製造方法にあっては、ボンディングツール86による支持基板11に対する加圧が、凹部93を具備して当該支持基板11を支持するボンディングステージ91上に於いて、当該支持基板11に対しフリップチップ実装される半導体素子21ならびに当該支持基板11に実装された受動部品51を介して行われる。これにより、当該支持基板11は、前記凹部93上に於いて局所的に加圧される。また、当該支持基板11は、ボンディングツール86から半導体素子21ならびに受動部品41を介して伝導される熱により局所的に加熱される。   As described above, in the manufacturing method according to the present embodiment, the pressure applied to the support substrate 11 by the bonding tool 86 is provided on the bonding stage 91 that includes the recess 93 and supports the support substrate 11. This is performed through the semiconductor element 21 flip-chip mounted on the support substrate 11 and the passive component 51 mounted on the support substrate 11. As a result, the support substrate 11 is locally pressurized on the recess 93. Further, the support substrate 11 is locally heated by heat conducted from the bonding tool 86 through the semiconductor element 21 and the passive component 41.

この結果、当該支持基板11は、ボンディングステージ91の凹部93内に於いて伸長し、撓みを生じる。即ち、かかる局所的加圧ならびに加熱によって生ずる支持基板11の局所的な伸長及び撓みによって、当該支持基板11には、受動部品51を受容することが可能な凹部Sが形成される。かかる凹部Sは、受動部品51をその厚さ方向に受容することから、当該支持基板11上に受動部品51ならびに半導体素子21が積層状態をもって配置される状態であっても、実質的に受動部品51の全厚さに相当する厚さ(高さ)の増加がもたらされない。   As a result, the support substrate 11 expands in the concave portion 93 of the bonding stage 91 and is bent. That is, a concave portion S capable of receiving the passive component 51 is formed in the support substrate 11 by the local extension and deflection of the support substrate 11 caused by the local pressurization and heating. Since the recess S receives the passive component 51 in the thickness direction, even if the passive component 51 and the semiconductor element 21 are arranged in a stacked state on the support substrate 11, the passive component 51 is substantially provided. No increase in thickness (height) corresponding to the total thickness of 51 is brought about.

即ち、本実施の形態に於ける製造方法にあっては、半導体素子21及び受動部品51という複数の電子部品を具備し、且つ薄型化及び小型化が要求される半導体装置を、簡易な工程で製造することができ、製造コスト化の低下を図ることができる。   That is, in the manufacturing method according to the present embodiment, a semiconductor device that includes a plurality of electronic components such as the semiconductor element 21 and the passive component 51 and that is required to be thin and small can be manufactured by a simple process. It can be manufactured, and a reduction in manufacturing cost can be achieved.

更に、ボンディングツール86を、その高さ位置を制御しながら降下して半導体素子21に形成された外部接続端子24を、支持基板11の第1の電極端子12に接触させ、その後、ボンディングツール86の荷重を制御して外部接続端子24に荷重を付与しているため、該荷重により確実に支持基板11の第1の電極端子12に接続することができる。よって、接続信頼性の高い実装構造を得ることができる。   Further, the bonding tool 86 is lowered while controlling its height position, and the external connection terminal 24 formed on the semiconductor element 21 is brought into contact with the first electrode terminal 12 of the support substrate 11. Since the load is applied to the external connection terminal 24 by controlling the load, the load can be reliably connected to the first electrode terminal 12 of the support substrate 11. Therefore, a mounting structure with high connection reliability can be obtained.

尚、本製造方法に於いても、ボンディングステージ91に配設された凹部93の底面に吸引機構に接続された吸引孔94を配設し、当該凹部93内を排気して減圧しつつ、支持基板11上に半導体素子21をフリップチップ実装することができる。   Also in this manufacturing method, the suction hole 94 connected to the suction mechanism is provided on the bottom surface of the concave portion 93 provided in the bonding stage 91, and the inside of the concave portion 93 is evacuated and depressurized while being supported. The semiconductor element 21 can be flip-chip mounted on the substrate 11.

(半導体装置400の製造方法)
前記本発明の第4の実施の形態に係る半導体装置400の製造方法について、図23乃至図25を参照して説明する。尚、図23乃至図25に於いても、前記図9乃至図11で示した部位と対応する部位には同じ符号を付して、その説明を省略する。
(Method for Manufacturing Semiconductor Device 400)
A method for manufacturing the semiconductor device 400 according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 23 to 25, parts corresponding to those shown in FIGS. 9 to 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

当該半導体装置400の製造にあたっては、予め、支持基板11上に第2の半導体素子31を所謂フェイスアップ状態をもって搭載し、更に当該第2の半導体素子31を樹脂封止する。かかる実装・封止工程を図23に示す。   In manufacturing the semiconductor device 400, the second semiconductor element 31 is mounted on the support substrate 11 in a so-called face-up state in advance, and the second semiconductor element 31 is sealed with resin. Such a mounting / sealing process is shown in FIG.

即ち、その一方の主面に、導電層の一部が第1の電極端子12として複数個表出され、当該第1の電極端子12により囲繞された領域に、第4の電極端子16が複数個表出して配設された支持基板11が形成される。(図23(a)参照)
次いで、当該支持基板11上の、前記第4の電極端子16により囲繞された領域に、ダイボンド材61を介して、第2の半導体素子31をその主面(電子回路形成面)を上にして実装・固着する。(図23(b)参照)
当該第2の半導体素子31の主面には、電子回路形成部を囲繞する如く、外部接続用端子パッド32が配設されている。この時、当該第2の半導体素子31の固着(ダイボンディング)には所謂ダイボンダが用いられ、またダイボンド材61としては、ポリイミド系樹脂又はエポキシ系樹脂等を主体とする材料が適用される。
That is, a part of the conductive layer is exposed as a first electrode terminal 12 on one main surface, and a plurality of fourth electrode terminals 16 are provided in a region surrounded by the first electrode terminal 12. The support substrate 11 that is individually arranged and formed is formed. (See FIG. 23 (a))
Next, the second semiconductor element 31 is placed on the support substrate 11 in the region surrounded by the fourth electrode terminal 16 with the main surface (electronic circuit formation surface) facing up via the die bond material 61. Mount and stick. (See FIG. 23 (b))
External connection terminal pads 32 are disposed on the main surface of the second semiconductor element 31 so as to surround the electronic circuit forming portion. At this time, a so-called die bonder is used for fixing (die bonding) of the second semiconductor element 31, and a material mainly composed of polyimide resin or epoxy resin is applied as the die bond material 61.

次いで、第2の半導体素子31の回路形成面に形成された外部接続用端子パッド32と、支持基板11に於ける前記第4の電極端子16との間を、金(Au)、銅(Cu)等の金属を主体とするボンディングワイヤ34により接続する。(図23(c)参照)
尚、前記第2の半導体素子31の外部接続用端子パッド32の表面には、予め、例えば下層から順に、ニッケル(Ni)/金(Au)の2層めっき層を、無電解めっき法等により配設しておいてもよい。
Next, between the external connection terminal pad 32 formed on the circuit formation surface of the second semiconductor element 31 and the fourth electrode terminal 16 on the support substrate 11, gold (Au), copper (Cu And the like by a bonding wire 34 mainly composed of a metal such as). (See FIG. 23 (c))
In addition, on the surface of the external connection terminal pad 32 of the second semiconductor element 31, for example, a nickel (Ni) / gold (Au) two-layer plating layer is sequentially formed from the lower layer by an electroless plating method or the like. It may be arranged.

しかる後、トランスファ成形法若しくは圧縮成形法等の樹脂モールド成形法、或いはポッティング法などを適用し、封止用樹脂62を用いて、第2の半導体素子31、ボンディングワイヤ34及び第4の電極端子16を樹脂封止する。(図23(d)参照)
封止用樹脂62としては、例えばエポキシ系樹脂を主体とする材料を適用することができる。
Thereafter, a resin molding method such as a transfer molding method or a compression molding method, or a potting method is applied, and the second semiconductor element 31, the bonding wire 34, and the fourth electrode terminal are used by using the sealing resin 62. 16 is resin-sealed. (See FIG. 23 (d))
As the sealing resin 62, for example, a material mainly composed of an epoxy resin can be applied.

本製造方法にあっては、この様に第2の半導体素子31が所謂フェイスアップの状態で実装され、更に当該第2の半導体素子31がボンディングワイヤ62などと共に樹脂封止されてなる支持基板11上に、第1の半導体素子21をフリップチップ実装する。   In the present manufacturing method, the second semiconductor element 31 is mounted in a so-called face-up state as described above, and the second semiconductor element 31 is further resin-sealed together with the bonding wires 62 and the like. On top, the first semiconductor element 21 is flip-chip mounted.

当該第1の半導体素子21を支持基板11上にフリップチップ実装する工程を、図24及び図25に示す。   A process of flip-chip mounting the first semiconductor element 21 on the support substrate 11 is shown in FIGS.

此処では、当該フリップチップ実装法として、第1の半導体素子21を、第1の接着剤41を介在させつつ支持基板11上に熱圧着する方法を用いる。当該フリップチップ実装法としては、第1の半導体素子21を吸着保持するボンディングツールにより加熱及び加圧を行う限り、接着剤を介在させながら熱圧着する方法、半田付け(ろう付け)による接合法、熱圧着法、或いは異方性導電性樹脂を用いた接続法等を適用することができる。   Here, as the flip chip mounting method, a method in which the first semiconductor element 21 is thermocompression bonded onto the support substrate 11 with the first adhesive 41 interposed therebetween is used. As the flip chip mounting method, as long as heating and pressurization are performed by a bonding tool that holds the first semiconductor element 21 by suction, a method of thermocompression bonding with an adhesive interposed, a bonding method by soldering (brazing), A thermocompression bonding method or a connection method using an anisotropic conductive resin can be applied.

先ず、ボンディングステージ91上に、吸着孔92を介して、被処理支持基板11を吸着保持する。   First, the substrate to be processed 11 is sucked and held on the bonding stage 91 through the suction hole 92.

本発明の実施の形態に於ける特徴的構成として、当該ボンディングステージ91の上面には凹部93が配設されている。当該凹部93は、前述の如く樹脂封止された第2の半導体素子31が、支持基板11の一部と共に受容されることが可能な平面形状、寸法、ならびに深さを有する。   As a characteristic configuration in the embodiment of the present invention, a concave portion 93 is disposed on the upper surface of the bonding stage 91. The concave portion 93 has a planar shape, size, and depth that allow the second semiconductor element 31 sealed with resin as described above to be received together with a part of the support substrate 11.

前記支持基板11は、樹脂封止された第2の半導体素子31が当該凹部93の略中央部に位置するように、ボンディングステージ91上に吸着・保持される。当該支持基板11が搭載されたボンディングステージ91は、50℃乃至100℃に加熱されている。   The support substrate 11 is adsorbed and held on the bonding stage 91 so that the resin-sealed second semiconductor element 31 is positioned at a substantially central portion of the recess 93. The bonding stage 91 on which the support substrate 11 is mounted is heated to 50 ° C. to 100 ° C.

尚、前記凹部93の、底面ならびにこれに続く内側面(側壁面)は、その断面形状が、凹部の底面から上面に至る、且つ当該凹部93の内方に向けて凸状を有する円弧状断面を有する。この様な円弧状断面を呈することにより、凹部93は上方に開かれた内側面を有することから、前記支持基板11が伸長し撓む際、当該凹部93の内側面に接しても当該支持基板11の特定部位に応力が集中することを抑制・低減することができ、当該支持基板11に形成されている配線層に損傷を与えることを生じない。   The bottom surface of the concave portion 93 and the inner side surface (side wall surface) following the concave portion 93 have an arc-shaped cross section in which the cross-sectional shape extends from the bottom surface to the top surface of the concave portion and has a convex shape toward the inside of the concave portion 93. Have By exhibiting such an arc-shaped cross section, the concave portion 93 has an inner side surface opened upward. Therefore, when the support substrate 11 extends and bends, the support substrate is in contact with the inner side surface of the concave portion 93. It is possible to suppress and reduce the concentration of stress on the 11 specific parts, and the wiring layer formed on the support substrate 11 is not damaged.

また、当該凹部93の底部は平坦であり、その深さは、前記支持基板11が伸長し撓む際、当該支持基板11の下側表面が、当該凹部93の底面に接することができる深さに設定される。これにより、当該支持基板11の撓み量が制限され、且つ当該支持基板11の下側表面は平坦面をもって形成される。   Further, the bottom of the recess 93 is flat, and the depth is such that when the support substrate 11 extends and bends, the lower surface of the support substrate 11 can contact the bottom surface of the recess 93. Set to Thereby, the amount of bending of the support substrate 11 is limited, and the lower surface of the support substrate 11 is formed with a flat surface.

尚、凹部93の内側面(側壁面)の形状は、上記形態に限られず、前記図14に示す形態を適用することもできる。   In addition, the shape of the inner side surface (side wall surface) of the recessed part 93 is not restricted to the said form, The form shown in the said FIG. 14 can also be applied.

そして、ボンディングステージ91上に吸着・保持された支持基板11の上面に於いて、複数の第1の電極端子12により囲繞された領域に於いては、樹脂封止された第2の半導体素子31を覆って、例えばエポキシ系樹脂を主体とする熱硬化性材料からなる第1の接着剤41が被覆される。(図24(e)参照)
かかる第1の接着剤41の被覆は、前記ボンディングステージ91上に於いて、第2の半導体素子31を含む樹脂封止部の形成がなされ後に、これに連続して行われても良い。
Then, on the upper surface of the support substrate 11 adsorbed and held on the bonding stage 91, in the region surrounded by the plurality of first electrode terminals 12, the second semiconductor element 31 sealed with resin is used. For example, the first adhesive 41 made of a thermosetting material mainly composed of an epoxy resin is coated. (See FIG. 24 (e))
The coating of the first adhesive 41 may be performed continuously after the resin sealing portion including the second semiconductor element 31 is formed on the bonding stage 91.

一方、第1の半導体素子21は、その他方の主面(裏面・電子回路非形成面)が、所定の温度(270℃乃至300℃)に加熱されたボンディングツール86に、吸着孔87を介して吸着・保持される。   On the other hand, in the first semiconductor element 21, the other main surface (back surface / electronic circuit non-formed surface) is heated to a predetermined temperature (270 ° C. to 300 ° C.) via a suction hole 87. Adsorbed and retained.

尚、当該第1の半導体素子21の第1の外部接続用端子パッド22には、凸状の外部接続端子24が配設されている。   A convex external connection terminal 24 is disposed on the first external connection terminal pad 22 of the first semiconductor element 21.

そして、当該第1の半導体素子21の電子回路形成面であって、第1の外部接続用端子パッド22に囲繞された領域には、例えばポリイミド系樹脂、シリコン系樹脂、又はエポキシ系樹脂を主体とする材料から適宜選択された、弾性を有する絶縁層25が配設されている。当該絶縁層25の厚さは、1μm乃至15μmに設定される。   The region of the electronic circuit formation surface of the first semiconductor element 21 and surrounded by the first external connection terminal pad 22 is mainly made of, for example, polyimide resin, silicon resin, or epoxy resin. An insulating layer 25 having elasticity, which is appropriately selected from the materials described above, is provided. The thickness of the insulating layer 25 is set to 1 μm to 15 μm.

次いで、第1の半導体素子21の外部接続端子24と、前記支持基板11の第1の電極端子12とを対向させ、位置合わせを行う。   Next, the external connection terminal 24 of the first semiconductor element 21 and the first electrode terminal 12 of the support substrate 11 are opposed to perform alignment.

この時、当該第1の半導体素子21は、前記第2の半導体素子31を覆う封止樹脂62上に位置し、その主面(電子回路形成面)は、当該封止樹脂62と対向する。そして、第1の半導体素子21に於ける外部接続端子24が、支持基板11の第1の電極端子12に接触するまで、ボンディングツール86を、その高さ位置を制御しながら降下せしめる(矢印P)。(図24(f)参照)(位置制御による第1の押圧)
これにより、第1の半導体素子21の外部接続端子24には、ボンディングツール86により所定の荷重が印加され、当該第1の半導体素子21の外部接続端子24は支持基板11の電極端子12に接続される。この時、同時に、当該第1の半導体素子21は、その表面に配設された絶縁層25を介して前記第2の半導体素子31を覆う封止樹脂62を押圧する。
At this time, the first semiconductor element 21 is positioned on the sealing resin 62 that covers the second semiconductor element 31, and its main surface (electronic circuit forming surface) faces the sealing resin 62. Then, the bonding tool 86 is lowered while controlling the height position thereof until the external connection terminal 24 in the first semiconductor element 21 comes into contact with the first electrode terminal 12 of the support substrate 11 (arrow P). ). (See FIG. 24F) (first pressing by position control)
As a result, a predetermined load is applied to the external connection terminal 24 of the first semiconductor element 21 by the bonding tool 86, and the external connection terminal 24 of the first semiconductor element 21 is connected to the electrode terminal 12 of the support substrate 11. Is done. At the same time, the first semiconductor element 21 presses the sealing resin 62 covering the second semiconductor element 31 through the insulating layer 25 disposed on the surface thereof.

従って、ボンディングツール75の下降に伴う押圧力は、当該第1の半導体素子21、第2の半導体素子31を覆う封止樹脂62、第2の半導体素子31及び第1の接着剤41を介して、支持基板11に印可される。   Therefore, the pressing force associated with the lowering of the bonding tool 75 is transmitted through the first semiconductor element 21, the sealing resin 62 covering the second semiconductor element 31, the second semiconductor element 31, and the first adhesive 41. , Applied to the support substrate 11.

即ち、かかる押圧力により、支持基板11は、少なくとも第2の半導体素子31の直下、当該半導体素子31を覆う封止樹脂62の直下及びその周囲が、前記ボンディングステージ91に於ける凹部93内へ押圧され、伸長する。   That is, due to the pressing force, the support substrate 11 is at least directly under the second semiconductor element 31, and immediately under and around the sealing resin 62 covering the semiconductor element 31, into the recess 93 in the bonding stage 91. Pressed and stretched.

また、この時、第1の半導体素子21を吸着保持するボンディングツール86は、所定温度に加熱されている。   At this time, the bonding tool 86 that holds the first semiconductor element 21 by suction is heated to a predetermined temperature.

当該ボンディングツール86に於ける熱は、第1の半導体素子21、第2の半導体素子31ならびに当該第2の半導体素子31を覆う封止樹脂62を介して、支持基板11に伝導される。従って、支持基板11は局所的に加熱され、局所的な熱膨張が発生・進行し、当該支持基板11は、ボンディングステージ91に於ける凹部93内に容易に伸長し、撓む。   Heat in the bonding tool 86 is conducted to the support substrate 11 through the first semiconductor element 21, the second semiconductor element 31, and the sealing resin 62 that covers the second semiconductor element 31. Accordingly, the support substrate 11 is locally heated, and local thermal expansion occurs and proceeds, and the support substrate 11 easily extends and bends into the recess 93 in the bonding stage 91.

また、更に、支持基板11上に配設されている第1の接着剤41は、支持基板11と第2の半導体素子31を含む樹脂封止部との接触により伝導されたボンディングツール86からの熱により、粘度が低下し、その流動性が向上する。よって、当該第1の接着剤41は、支持基板11と第1の半導体素子21との間に於いて、第1の半導体素子21の支持基板11への対向面全域に押し広げられ流動し、且つ熱硬化が進行する。   Furthermore, the first adhesive 41 disposed on the support substrate 11 is supplied from the bonding tool 86 conducted by contact between the support substrate 11 and the resin sealing portion including the second semiconductor element 31. Heat reduces the viscosity and improves its fluidity. Therefore, the first adhesive 41 flows between the support substrate 11 and the first semiconductor element 21 and is spread and flows over the entire area of the first semiconductor element 21 facing the support substrate 11. And thermosetting proceeds.

尚、第1の半導体素子21に於ける外部接続端子24が、支持基板11の第1の電極端子12に接触し、更に当該第1の半導体素子21の支持基板11に対するフリップチップ実装が完了する迄、荷重センサ(図示せず)により検出される荷重を制御する。(図25(g)参照)(荷重制御による第2の押圧)
前述の如く、第1の半導体素子21の電子回路形成面上に配設された絶縁層25は弾性を有する。従って、フリップチップ実装がなされる際、第1の半導体素子21の電子回路形成面に荷重が印可されても、当該電子回路形成面に損傷などが生ずることが防止される。即ち、当該絶縁層25は、第1の半導体素子21が、第2の半導体素子31を含む樹脂封止部に重畳して支持基板11上にフリップチップ実装される際、第2の半導体素子31を含む樹脂封止部などから第1の半導体素子21の電子回路形成面に作用する応力を緩和する応力緩和層として機能する。
The external connection terminal 24 in the first semiconductor element 21 comes into contact with the first electrode terminal 12 of the support substrate 11, and the flip chip mounting of the first semiconductor element 21 to the support substrate 11 is completed. Until then, the load detected by a load sensor (not shown) is controlled. (See FIG. 25 (g)) (second pressing by load control)
As described above, the insulating layer 25 disposed on the electronic circuit formation surface of the first semiconductor element 21 has elasticity. Therefore, when flip chip mounting is performed, even if a load is applied to the electronic circuit formation surface of the first semiconductor element 21, it is possible to prevent damage to the electronic circuit formation surface. That is, the insulating layer 25 is formed when the first semiconductor element 21 is flip-chip mounted on the support substrate 11 so as to overlap the resin sealing portion including the second semiconductor element 31. It functions as a stress relieving layer that relieves stress acting on the electronic circuit formation surface of the first semiconductor element 21 from a resin-encapsulated portion containing bismuth.

前記支持基板11への第1の半導体素子21の実装がなされると、当該支持基板11に於いてはボンディングステージ91の凹部93に於いて、撓んだ形状を維持した状態をもって、第1の接着剤41が硬化する。かかる第1の接着剤41の接着力及び硬化収縮力により、外部接続端子24を介した第1の半導体素子21と支持基板11との接続は維持される。   When the first semiconductor element 21 is mounted on the support substrate 11, in the support substrate 11, the concave shape 93 of the bonding stage 91 maintains a bent shape, and the first semiconductor element 21 is mounted. The adhesive 41 is cured. The connection between the first semiconductor element 21 and the support substrate 11 via the external connection terminal 24 is maintained by the adhesive force and the curing shrinkage force of the first adhesive 41.

次いで、ボンディングツール86の吸引を解除し、ボンディングツール75を上昇させる(矢印Q)。(図25(h)参照)
しかる後、支持基板11の他方の主面(裏面)に選択的に設けられた導電層に、半田を主体とする球状電極端子等の外部接続端子13を複数個配設し、前記図8に示す半導体装置400が形成される。
Next, the suction of the bonding tool 86 is released, and the bonding tool 75 is raised (arrow Q). (See FIG. 25 (h))
Thereafter, a plurality of external connection terminals 13 such as spherical electrode terminals mainly composed of solder are disposed on the conductive layer selectively provided on the other main surface (back surface) of the support substrate 11, as shown in FIG. The semiconductor device 400 shown is formed.

この様に、本実施の形態に於ける製造方法にあっては、ボンディングツール86による支持基板11に対する加圧が、凹部93を具備して当該支持基板11を支持するボンディングステージ91上に於いて、当該支持基板11に対しフリップチップ実装される第1の半導体素子21、当該支持基板11にフェイスアップ状態をもって実装された第2の半導体素子31ならびに当該第2の半導体素子31を覆う封止樹脂62を介して行われる。これにより、当該支持基板11は、前記凹部93上に於いて局所的に加圧される。   As described above, in the manufacturing method according to the present embodiment, the pressure applied to the support substrate 11 by the bonding tool 86 is provided on the bonding stage 91 that includes the recess 93 and supports the support substrate 11. The first semiconductor element 21 flip-chip mounted on the support substrate 11, the second semiconductor element 31 mounted face-up on the support substrate 11, and the sealing resin that covers the second semiconductor element 31 62. As a result, the support substrate 11 is locally pressurized on the recess 93.

また、当該支持基板11は、ボンディングツール86から第1の半導体素子21、第2の半導体素子31ならびに当該第2の半導体素子31を覆う封止樹脂62を介して伝導される熱により局所的に加熱される。この結果、当該支持基板11は、ボンディングステージ91の凹部93内に於いて局所的に伸長し、撓みを生じる。   Further, the support substrate 11 is locally generated by heat conducted from the bonding tool 86 through the first semiconductor element 21, the second semiconductor element 31, and the sealing resin 62 covering the second semiconductor element 31. Heated. As a result, the support substrate 11 locally expands in the concave portion 93 of the bonding stage 91 to bend.

即ち、かかる局所的加圧ならびに加熱によって生ずる支持基板11の局所的な伸長及び撓みによって、当該支持基板11には、前記第2の半導体素子31を含む樹脂封止部を受容することが可能な凹部Sが形成される。かかる凹部Sは、第2の半導体素子31ならびに当該第2の半導体素子31を覆う封止樹脂62をその厚さ方向に受容することから、当該支持基板11上に第2の半導体素子31、当該第2の半導体素子31を覆う封止樹脂62ならびに第1の半導体素子21が積層状態をもって配置される状態であっても、実質的に第2の半導体素子31ならびに第2の半導体素子31を覆う封止樹脂62の全厚さに相当する厚さ(高さ)の増加がもたらされない。   That is, the support substrate 11 can receive the resin sealing portion including the second semiconductor element 31 by the local extension and deflection of the support substrate 11 caused by the local pressurization and heating. A recess S is formed. Since the recess S receives the second semiconductor element 31 and the sealing resin 62 covering the second semiconductor element 31 in the thickness direction, the second semiconductor element 31 and the second semiconductor element 31 are formed on the support substrate 11. Even when the sealing resin 62 covering the second semiconductor element 31 and the first semiconductor element 21 are arranged in a stacked state, the second semiconductor element 31 and the second semiconductor element 31 are substantially covered. The thickness (height) corresponding to the total thickness of the sealing resin 62 is not increased.

即ち、本実施の形態に於ける製造方法にあっては、第1の半導体素子21及び第2の半導体素子31という複数の半導体素子を具備し、且つ薄型化及び小形化が要求される半導体装置を、簡易な工程で製造することができ、製造コスト化の低下を図ることができる。   That is, in the manufacturing method according to the present embodiment, a semiconductor device that includes a plurality of semiconductor elements, that is, the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 31, and that is required to be thin and downsized. Can be manufactured by a simple process, and a reduction in manufacturing cost can be achieved.

更に、ボンディングツール86を、その高さ位置を制御しながら降下して第1の半導体素子21に形成された外部接続端子24を、支持基板11の第1の電極端子12に接触させ、その後、ボンディングツール86の荷重を制御して外部接続端子24に荷重を付与しているため、該荷重により確実に支持基板11の第1の電極端子12に接続することができる。よって、接続信頼性の高い実装構造を得ることができる。   Further, the bonding tool 86 is lowered while controlling the height position thereof, and the external connection terminal 24 formed on the first semiconductor element 21 is brought into contact with the first electrode terminal 12 of the support substrate 11, and thereafter Since the load is applied to the external connection terminal 24 by controlling the load of the bonding tool 86, the load can be reliably connected to the first electrode terminal 12 of the support substrate 11. Therefore, a mounting structure with high connection reliability can be obtained.

尚、本製造方法に於いても、ボンディングステージ91に配設された凹部93の底面に吸引機構に接続された吸引孔94を配設し、当該凹部93内を排気して減圧しつつ、支持基板11上に第1の半導体素子21をフリップチップ実装することができる。   Also in this manufacturing method, the suction hole 94 connected to the suction mechanism is provided on the bottom surface of the concave portion 93 provided in the bonding stage 91, and the inside of the concave portion 93 is evacuated and depressurized while being supported. The first semiconductor element 21 can be flip-chip mounted on the substrate 11.

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内に於いて、種々の変形及び変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Variations and changes are possible.

以上の説明に関し、更に以下の項を開示する。
(付記1)
支持基板と、
前記支持基板の一方の主面に搭載された第1の半導体素子と、
前記支持基板と前記第1の半導体素子との間に配置された電子部品と、
を具備し、
前記支持基板は、前記第1の半導体素子から離間する方向に変形して形成される凹部を有し、
前記電子部品は、その厚さの少なくとも一部が前記凹部に収容されて搭載されてなることを特徴とする半導体装置。
(付記2)
前記支持基板は、前記第1の半導体素子とは反対側に撓んでおり、
前記凹部は、前記支持基板に撓みにより形成されていることを特徴とする付記1記載の半導体装置。
(付記3)
前記支持基板の前記凹部が形成される部分は、前記支持基板の他の部分と同じ厚さを有することを特徴とする付記1又は2記載の半導体装置。
(付記4)
前記凹部は、前記第1の半導体素子の前記支持基板への対向面よりも小さいことを特徴とする付記1乃至3のいずれか記載の半導体装置。
(付記5)
前記電子部品は、前記第1の半導体素子とは別体の第2の半導体素子であることを特徴とする付記1乃至4のいずれか記載の半導体装置。
(付記6)
前記第1の半導体素子は、外部接続端子を介して前記支持基板にフリップチップ実装され、
前記電子部品の厚さは、前記外部接続端子の高さよりも大きいことを特徴とする付記1乃至5いずれか記載の半導体装置。
(付記7)
前記第1の半導体素子と前記電子部品との間隙に、弾性を有する絶縁層が設けられていることを特徴とする付記6記載の半導体装置。
(付記8)
前記電子部品は、前記支持基板上に実装され、前記支持基板にワイヤボンディング接続され、樹脂封止されていることを特徴とする付記1乃至7いずれか記載の半導体装置。
(付記9)
前記支持基板と前記第1の半導体素子との前記間隙に接着剤が設けられ、前記支持基板と前記第1の半導体素子とは固着されていることを特徴とする付記1乃至9いずれか記載の半導体装置。
(付記10)
前記支持基板は、加熱により膨張するとともに可撓性を有することを特徴とする付記1乃至10いずれか記載の半導体装置。
(付記11)
支持基板の一方の主面に対して、電子部品を、第1の半導体素子を介して押圧し、前記支持基板を前記第1の半導体素子から離間する方向に変形させ、かかる変形により前記支持基板に形成された凹部に前記電子部品の少なくとも一部を収容せしめる工程を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記12)
前記電子部品を前記支持基板に押圧するときに、前記支持基板を加熱することを特徴とする付記11記載の半導体装置の製造方法。
(付記13)
前記支持基板の一方の主面に前記第1の半導体素子を搭載する工程を具備することを特徴とする付記11又は12記載の半導体装置の製造方法。
(付記14)
前記電子部品は、前記第1の半導体素子とは別体の第2の半導体素子であることを特徴とする付記11乃至13いずれか記載の半導体装置の製造方法。
(付記15)
前記支持基板は、上部に凹部が形成されたステージ上に搭載され、
前記支持基板は、局所的に加熱されると該凹部内に撓むことを特徴とする付記11記載の半導体装置の製造方法。
(付記16)
前記ステージに形成された前記凹部の外周部分を画定する端部の断面は、上拡がり状の形状を有することを特徴とする付記15記載の半導体装置の製造方法。
(付記17)
前記ステージに形成された前記凹部は、前記支持基板が撓んだときに、前記支持基板の当該撓んだ箇所の下面が当該凹部の底面に接触することができる深さを有することを特徴とする付記15又は16記載の半導体装置の製造方法。
(付記18)
前記第1の半導体素子は、前記第1の半導体素子を吸着保持する治具により加熱され、
前記第1の半導体素子の熱は、前記第1の半導体素子に設けられ前記支持基板と前記第1の半導体素子とを接続する外部接続端子と前記電子部品とを介して、前記支持基板に伝導されることを特徴とする付記11乃至17いずれか記載の半導体装置の製造方法。
(付記19)
前記支持基板は、前記支持基板のガラス転移温度以上の温度に局所的に加熱されることを特徴とする付記11乃至18いずれか記載の半導体装置の製造方法。
(付記20)
支持基板と第1の半導体素子との間に第2の半導体素子を配置する工程と、
前記支持基板を加熱した状態で、前記第2の半導体素子を、前記第1の半導体素子を介して前記支持基板に押圧して、前記支持基板を局所的に撓ませる工程と、
前記支持基板を撓ませた状態で、前記支持基板に前記第1の半導体素子を固着する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Regarding the above description, the following items are further disclosed.
(Appendix 1)
A support substrate;
A first semiconductor element mounted on one main surface of the support substrate;
An electronic component disposed between the support substrate and the first semiconductor element;
Comprising
The support substrate has a recess formed by being deformed in a direction away from the first semiconductor element,
A semiconductor device, wherein the electronic component is mounted such that at least a part of its thickness is accommodated in the recess.
(Appendix 2)
The support substrate is bent to the opposite side to the first semiconductor element;
The semiconductor device according to appendix 1, wherein the recess is formed in the support substrate by bending.
(Appendix 3)
The semiconductor device according to appendix 1 or 2, wherein a portion of the support substrate where the concave portion is formed has the same thickness as other portions of the support substrate.
(Appendix 4)
The semiconductor device according to any one of appendices 1 to 3, wherein the concave portion is smaller than a surface of the first semiconductor element facing the support substrate.
(Appendix 5)
The semiconductor device according to any one of appendices 1 to 4, wherein the electronic component is a second semiconductor element that is separate from the first semiconductor element.
(Appendix 6)
The first semiconductor element is flip-chip mounted on the support substrate via an external connection terminal,
The semiconductor device according to any one of appendices 1 to 5, wherein a thickness of the electronic component is larger than a height of the external connection terminal.
(Appendix 7)
8. The semiconductor device according to appendix 6, wherein an insulating layer having elasticity is provided in a gap between the first semiconductor element and the electronic component.
(Appendix 8)
The semiconductor device according to any one of appendices 1 to 7, wherein the electronic component is mounted on the support substrate, wire-bonded to the support substrate, and resin-sealed.
(Appendix 9)
The adhesive according to any one of appendices 1 to 9, wherein an adhesive is provided in the gap between the support substrate and the first semiconductor element, and the support substrate and the first semiconductor element are fixed to each other. Semiconductor device.
(Appendix 10)
11. The semiconductor device according to any one of appendices 1 to 10, wherein the support substrate expands by heating and has flexibility.
(Appendix 11)
An electronic component is pressed against one main surface of the support substrate via the first semiconductor element, and the support substrate is deformed in a direction away from the first semiconductor element, and the deformation causes the support substrate to be deformed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of accommodating at least a part of the electronic component in a recess formed in the substrate.
(Appendix 12)
The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 11, wherein the support substrate is heated when the electronic component is pressed against the support substrate.
(Appendix 13)
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to appendix 11 or 12, further comprising a step of mounting the first semiconductor element on one main surface of the support substrate.
(Appendix 14)
14. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 11 to 13, wherein the electronic component is a second semiconductor element separate from the first semiconductor element.
(Appendix 15)
The support substrate is mounted on a stage having a recess formed in the upper part,
The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 11, wherein the support substrate is bent into the recess when locally heated.
(Appendix 16)
16. The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 15, wherein a cross section of an end portion defining an outer peripheral portion of the recess formed on the stage has an upwardly expanding shape.
(Appendix 17)
The recess formed in the stage has a depth that allows the lower surface of the bent portion of the support substrate to contact the bottom surface of the recess when the support substrate is bent. A method for manufacturing a semiconductor device according to Supplementary Note 15 or 16.
(Appendix 18)
The first semiconductor element is heated by a jig that holds the first semiconductor element by suction,
Heat of the first semiconductor element is conducted to the support substrate through an external connection terminal provided on the first semiconductor element and connecting the support substrate and the first semiconductor element and the electronic component. 18. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 11 to 17, wherein:
(Appendix 19)
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 11 to 18, wherein the support substrate is locally heated to a temperature equal to or higher than a glass transition temperature of the support substrate.
(Appendix 20)
Disposing a second semiconductor element between the support substrate and the first semiconductor element;
A step of locally bending the support substrate by pressing the second semiconductor element against the support substrate via the first semiconductor element while the support substrate is heated;
Fixing the first semiconductor element to the support substrate in a state where the support substrate is bent; and
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

100、200、300、400 半導体装置
11 支持基板
21,31 半導体素子
14、23 外部接続端子
24、25、33 接着剤
32 絶縁層
41 受動素子部品
51 ボンディングワイヤ
52 封止樹脂
60、65 ボンディングステージ
62、75 ボンディングツール
S 凹部
100, 200, 300, 400 Semiconductor device 11 Support substrate 21, 31 Semiconductor element 14, 23 External connection terminals 24, 25, 33 Adhesive
32 Insulating layer 41 Passive element component 51 Bonding wire 52 Sealing resin 60, 65 Bonding stage 62, 75 Bonding tool S Recess

Claims (10)

支持基板の一方の主面に対して、電子部品を、第1の半導体素子を介して押圧し、前記支持基板を前記第1の半導体素子から離間する方向に変形させ、かかる変形により前記支持基板に形成された凹部に前記電子部品の少なくとも一部を収容せしめる工程を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。   An electronic component is pressed against one main surface of the support substrate via the first semiconductor element, and the support substrate is deformed in a direction away from the first semiconductor element, and the deformation causes the support substrate to be deformed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of accommodating at least a part of the electronic component in a recess formed in the substrate. 前記電子部品を前記支持基板に押圧するときに、前記支持基板を加熱することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the support substrate is heated when the electronic component is pressed against the support substrate. 前記支持基板の一方の主面に前記第1の半導体素子を搭載する工程を具備することを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置の製造方法。   3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of mounting the first semiconductor element on one main surface of the support substrate. 前記電子部品は、前記第1の半導体素子とは別体の第2の半導体素子であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の半導体装置の製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the electronic component is a second semiconductor element separate from the first semiconductor element. 5. 前記支持基板は、上部に凹部が形成されたステージ上に搭載され、
前記支持基板は、局所的に加熱されると該凹部内に撓むことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
The support substrate is mounted on a stage having a recess formed in the upper part,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the support substrate is bent into the recess when locally heated.
前記ステージに形成された前記凹部の外周部分を画定する端部の断面は、上拡がり状の形状を有することを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方法。   6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein a cross section of an end portion defining an outer peripheral portion of the recess formed on the stage has an upwardly expanding shape. 前記ステージに形成された前記凹部は、前記支持基板が撓んだときに、前記支持基板の当該撓んだ箇所の下面が当該凹部の底面に接触することができる深さを有することを特徴とする請求項5又は6記載の半導体装置の製造方法。   The recess formed in the stage has a depth that allows the lower surface of the bent portion of the support substrate to contact the bottom surface of the recess when the support substrate is bent. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5 or 6. 前記第1の半導体素子は、前記第1の半導体素子を吸着保持する治具により加熱され、
前記第1の半導体素子の熱は、前記第1の半導体素子に設けられ前記支持基板と前記第1の半導体素子とを接続する外部接続端子と前記電子部品とを介して、前記支持基板に伝導されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか記載の半導体装置の製造方法。
The first semiconductor element is heated by a jig that holds the first semiconductor element by suction,
Heat of the first semiconductor element is conducted to the support substrate through an external connection terminal provided on the first semiconductor element and connecting the support substrate and the first semiconductor element and the electronic component. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
前記支持基板は、前記支持基板のガラス転移温度以上の温度に局所的に加熱されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか記載の半導体装置の製造方法。   9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the support substrate is locally heated to a temperature equal to or higher than a glass transition temperature of the support substrate. 支持基板と第1の半導体素子との間に第2の半導体素子を配置する工程と、
前記支持基板を加熱した状態で、前記第2の半導体素子を、前記第1の半導体素子を介して前記支持基板に押圧して、前記支持基板を局所的に撓ませる工程と、
前記支持基板を撓ませた状態で、前記支持基板に前記第1の半導体素子を固着する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Disposing a second semiconductor element between the support substrate and the first semiconductor element;
A step of locally bending the support substrate by pressing the second semiconductor element against the support substrate via the first semiconductor element while the support substrate is heated;
Fixing the first semiconductor element to the support substrate in a state where the support substrate is bent; and
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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