JP2014135388A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体チップが搭載された配線基板上に別の配線基板を配置した半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device in which another wiring board is arranged on a wiring board on which a semiconductor chip is mounted, and a method for manufacturing the same.
複数の半導体パッケージを多段に積層したパッケージ・オン・パッケージ(POP)において、第1の半導体チップが実装された第1配線基板と、第2の半導体チップが実装された第2配線基板とを積層した構造が、例えば、特開2009−70965号公報(特許文献1)に開示されている。 In a package-on-package (POP) in which a plurality of semiconductor packages are stacked in multiple stages, a first wiring board on which a first semiconductor chip is mounted and a second wiring board on which a second semiconductor chip is mounted are stacked. Such a structure is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-70965 (Patent Document 1).
また、一対の基板間にチップが内蔵されたチップ内蔵基板の製造方法が、例えば、特開2008−288490号公報(特許文献2)に開示されている。 Moreover, a manufacturing method of a chip built-in substrate in which a chip is built between a pair of substrates is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-288490 (Patent Document 2).
また、絶縁膜と絶縁膜との間に半導体チップと導体のポストとが配置され、さらに熱硬化性樹脂シートを配置した状態で加熱・加圧することで、熱硬化性樹脂シートから半導体チップおよびポストを封止する封止層を形成する半導体装置の製造方法が、例えば、特開2012−15546号公報(特許文献3)に開示されている。 Also, the semiconductor chip and the post of the conductor are arranged between the insulating film and the semiconductor chip and the post from the thermosetting resin sheet by heating and pressing in a state where the thermosetting resin sheet is further arranged. A method for manufacturing a semiconductor device that forms a sealing layer that seals is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-15546 (Patent Document 3).
例えば上記特許文献1のような、ある半導体チップが搭載された半導体パッケージ上に、別の半導体チップが搭載された半導体パッケージを搭載(積層)する、所謂、POP(Package On Package)技術の場合、上段側に配置される半導体パッケージの外部端子の位置に制約がある。すなわち、上段側の半導体パッケージの外部端子は、この上段側の半導体パッケージの配線基板の下面(実装面)のうち、下段側の半導体パッケージに搭載された半導体チップと重ならない位置(上記特許文献1では、配線基板の周縁部)に配置しなければならない。 For example, in the case of the so-called POP (Package On Package) technology in which a semiconductor package on which another semiconductor chip is mounted is stacked (stacked) on a semiconductor package on which a certain semiconductor chip is mounted as in Patent Document 1 above. There are restrictions on the positions of the external terminals of the semiconductor package disposed on the upper side. That is, the external terminal of the upper semiconductor package is located on the lower surface (mounting surface) of the wiring substrate of the upper semiconductor package so as not to overlap the semiconductor chip mounted on the lower semiconductor package (see Patent Document 1 above). Then, it must be arranged at the peripheral edge of the wiring board.
そこで、本発明者は、上記課題を解決するために、下段側の半導体パッケージの構成として、例えば上記特許文献2のように、半導体チップが搭載される配線基板(ベース基板)上に別の配線基板(サブ基板)を配置することを検討した。このような構成にすることで、例えば上記特許文献2の図2(D)に示すように、上段側の半導体パッケージの外部端子の配置箇所や、上段側の半導体パッケージの搭載箇所に制約がなくなるだけでなく、下段の半導体パッケージに搭載される半導体チップよりも外形サイズの小さい電子部品を搭載することもできる。
Therefore, in order to solve the above problems, the present inventor, as a configuration of the lower-stage semiconductor package, for example, another wiring on a wiring substrate (base substrate) on which a semiconductor chip is mounted as described in
しかしながら、上記特許文献2では、複数の導電性部材(上記特許文献2では、電極21)を介してベース基板(上記特許文献2では、第1の基板10)上にサブ基板(上記特許文献2では、第2の基板20)を配置してから、2つの基板間(空間部)の外側からこの基板間に樹脂を供給し、この基板間(各導電性部材と各基板の接合部を含む)を封止している。そのため、上記特許文献2のような製造方法では、基板間(空間部)にボイドが発生し易いことが、本発明者の検討により明らかとなった。
However, in
本願において開示される実施の形態の目的は、半導体装置の信頼性を向上させることができる技術を提供することにある。 An object of the embodiment disclosed in the present application is to provide a technique capable of improving the reliability of a semiconductor device.
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
一実施の形態による半導体装置の製造方法は、複数の第1デバイス形成部を備えた第1配線基板と、複数の第2デバイス形成部を備え、かつ下面の絶縁膜上に形成された封止材を有する第2配線基板とを準備し、その後、複数の第1デバイス形成部のそれぞれの上に半導体チップを搭載する。さらに、第1配線基板の上面側ランドに複数の導電性部材をそれぞれ形成し、その後、第2配線基板を第1配線基板の上面上に配置し、さらに第1および第2配線基板、上記封止材に熱を加えながら第2配線基板に荷重を加えることで、複数の導電性部材と第2配線基板の複数の下面側ランドを電気的に接続し、かつ半導体チップおよび複数の導電性部材を上記封止材で封止するものである。 A manufacturing method of a semiconductor device according to an embodiment includes a first wiring board having a plurality of first device forming portions, a sealing device having a plurality of second device forming portions and formed on an insulating film on a lower surface. A second wiring board having a material is prepared, and then a semiconductor chip is mounted on each of the plurality of first device forming portions. Further, a plurality of conductive members are respectively formed on the upper surface side lands of the first wiring substrate, and then the second wiring substrate is disposed on the upper surface of the first wiring substrate, and further, the first and second wiring substrates, By applying a load to the second wiring board while applying heat to the stopper, the plurality of conductive members and the plurality of lower surface lands of the second wiring board are electrically connected, and the semiconductor chip and the plurality of conductive members Is sealed with the above-mentioned sealing material.
上記一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上させることができる。 According to the one embodiment, the reliability of the semiconductor device can be improved.
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。 In the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary.
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。 Further, in the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments, but they are not irrelevant to each other unless otherwise specified. The other part or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related.
また、以下の実施の形態において、要素の数など(個数、数値、量、範囲などを含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。 Also, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), particularly when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and it may be more or less than the specific number.
また、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and clearly considered essential in principle. Needless to say.
また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Aからなる」、「Aよりなる」、「Aを有する」、「Aを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 Further, in the following embodiments, regarding constituent elements and the like, when “consisting of A”, “consisting of A”, “having A”, and “including A” are specifically indicated that only those elements are included. It goes without saying that other elements are not excluded except in the case of such cases. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted. Further, even a plan view may be hatched for easy understanding of the drawing.
(実施の形態)
<半導体装置>
図1は実施の形態の半導体装置の構造の一例を示す断面図および拡大部分断面図である。
(Embodiment)
<Semiconductor device>
FIG. 1 is a cross-sectional view and an enlarged partial cross-sectional view showing an example of the structure of the semiconductor device of the embodiment.
本実施の形態の半導体装置の構造について説明する。 The structure of the semiconductor device of this embodiment will be described.
上記半導体装置は、半導体チップが搭載された半導体パッケージ上に、別の半導体チップが搭載された半導体パッケージを搭載(積層)したPOP(パッケージオンパッケージ)型半導体装置(以降、単にPOPと言う)である。 The semiconductor device is a POP (package on package) type semiconductor device (hereinafter simply referred to as POP) in which a semiconductor package on which another semiconductor chip is mounted is mounted (stacked) on a semiconductor package on which a semiconductor chip is mounted. is there.
本実施の形態のPOP1は、半導体チップ2が搭載された下段側パッケージ(電子部品)6と、別の半導体チップ4が搭載された上段側パッケージ(電子部品)7とによって構成され、下段側パッケージ6のサブ基板(配線基板)5と上段側パッケージ7のパッケージ基板(配線基板)12とを、導電性部材を介して電気的に接続することにより構成される。
The POP 1 of the present embodiment includes a lower package (electronic component) 6 on which a
また、本実施の形態のPOP1では、上段側パッケージ7に搭載される半導体チップ4が、例えばメモリ系の半導体チップであり、一方、下段側パッケージ6に搭載される半導体チップ2が、例えば上段側のメモリ系の半導体チップ4を制御するロジック系の半導体チップである。したがって、POP1は、半導体システムと呼ぶこともできる。
In the POP 1 of the present embodiment, the
また、POP1は、例えば下段側パッケージ6のベース基板3の下面側に設けられた複数の外部端子16を介して電子機器のマザーボード(実装基板)等に実装される。なお、上記外部端子16は導電性部材から成り、本実施の形態では、例えばボール状の半田材(半田ボール)であるが、形状についてはこれに限らない。
The POP 1 is mounted on a motherboard (mounting board) of an electronic device or the like via a plurality of
次に、下段側と上段側のそれぞれのパッケージの構造について説明する。 Next, the structure of each package on the lower side and the upper side will be described.
まず、下段側パッケージ6は、下側のベース基板(基材、配線基板)3と上側のサブ基板(基材、配線基板)5とを備えており、ベース基板3の上面(表面、チップ搭載面)3aに半導体チップ2がフリップチップ実装されている。すなわち、半導体チップ2の主面(表面、上面、素子形成面)2aがベース基板3の上面3aと対向するように、半導体チップ2はベース基板3の上面3a上に配置(搭載)されている。さらに、半導体チップ2の上部にサブ基板5が配置されている。すなわち、ベース基板3とサブ基板5の間に半導体チップ2が配置された構造となっている。
First, the
ここで、ベース基板3は、例えばビルドアップ工法によって製造された4層の配線層構造の多層配線基板である。ベース基板3は、平面形状が四角形から成る上面3aと、この上面3aと反対側の下面(裏面、実装面)3bとを有している。上面3aには、複数のリード(ボンディングリード、端子)3c、および複数のランド(端子、電極)3dが設けられている。そして、複数のランド3dは、複数のリード3cよりも上面3aの周縁部側に配置されている。言い換えると、複数のリード3cは、図2に示すように、複数のランド3dで囲まれる領域内に配置されている。
Here, the
また、上面3aには絶縁膜であるソルダレジスト膜(上面側絶縁膜)3fが形成され、その複数の開口部3iのそれぞれにリード3cやランド3dが露出している。言い換えると、リード3cやランド3dの表面(露出面)は、ソルダレジスト膜3fから露出している。
Further, a solder resist film (upper surface side insulating film) 3f, which is an insulating film, is formed on the
一方、下面3bには複数のランド3eが設けられており、この複数のランド3eに複数の外部端子16がそれぞれ接続されている。そして、複数のランド3eは、複数のリード3cまたは複数のランド3dとそれぞれ電気的に接続されている。また、下面3bにも絶縁膜であるソルダレジスト膜(下面側絶縁膜)3fが形成され、その複数の開口部3jのそれぞれにランド3eが露出している。言い換えると、ランド3eの表面(露出面)は、ソルダレジスト膜3fから露出している。
On the other hand, a plurality of
また、ベース基板3の内部には、配線部(配線)3gおよび絶縁層3hが設けられており、上面3a側のリード3cやランド3dは、この配線部(配線)3gおよび絶縁層3hに形成された、図示しない配線を介して、下面3b側のランド3eと電気的に接続されている。
In addition, a wiring part (wiring) 3g and an insulating
また、半導体チップ2の上部に配置されるサブ基板5は、2層の配線層構造の多層配線基板である。サブ基板5は、平面形状が四角形から成る上面(表面、電子部品搭載面)5aと、この上面5aと反対側の下面(裏面)5bとを有している。上面5aには、複数のランド(端子、電極)5cが設けられている。ここで、本実施の形態では、図1に示すように、複数のランド5cは、上面5aの周縁部だけでなく、上面5aの中央部、言い換えると、上面5aのうちの半導体チップ2と重なる位置にも設けられている。
The sub-board 5 disposed on the
一方、下面5bには、複数のランド(端子、電極)5dが設けられている。そして、複数のランド5dは、絶縁層5eに設けられた、図示しない複数の配線を介して、複数のランド5cとそれぞれ電気的に接続されている。
On the other hand, a plurality of lands (terminals, electrodes) 5d are provided on the
さらに、上面5aには絶縁膜であるソルダレジスト膜(上面側絶縁膜)5fが形成され、その複数の開口部5gのそれぞれにランド5cが露出している。言い換えると、ランド5cの表面(露出面)は、ソルダレジスト膜5fから露出している。一方、下面5bにもソルダレジスト膜(下面側絶縁膜)5fが形成され、その複数の開口部5hのそれぞれにランド5dが露出している。言い換えると、ランド5dの表面(露出面)は、ソルダレジスト膜5fから露出している。
Furthermore, a solder resist film (upper surface side insulating film) 5f, which is an insulating film, is formed on the
なお、下段側パッケージ6において、半導体チップ2は、ベース基板3の上面3aのリード3cに対して、導電性部材(柱状電極、突起状電極)11を介してフリップチップ接続されている。すなわち、半導体チップ2の主面2aに設けられた複数の電極パッド2cと、ベース基板3の上面3aの複数のリード3cとが、複数の導電性部材11を介してそれぞれ電気的に接続されている。
In the
図1の拡大部分断面図に示すように、フリップチップ接続部では、各リード3c上に形成された半田層11aと、半導体チップ2の電極パッド2c上に形成された導電性部材11とが電気的に接続されている。
As shown in the enlarged partial sectional view of FIG. 1, in the flip chip connecting portion, the
ここで、本実施の形態の導電性部材11は、銅(Cu)を主成分とする柱状(突起状)電極であるが、柱状電極は、銅以外の金属から成るものであってもよい。また、銅(Cu)を主成分とする柱状(突起状)電極以外にも、半田バンプや金バンプ等を用いてもよい。
Here, although the
また、サブ基板5は、導電性部材(導通部材)8を介してベース基板3と電気的に接続されている。ベース基板3とサブ基板5とを電気的に接続する導電性部材8は、銅コア半田バンプである。すなわち、ベース基板3の上面3aの複数のランド3dが、サブ基板5の下面5bの複数のランド5dと複数の銅コア半田バンプを介して電気的に接続されている。なお、銅コア半田バンプは、例えば銅(Cu)から成るボール状のコア材(電極、金属コア、導電性部材)8aと、このコア材8aの表面を覆う半田膜(導電性部材)8bから成るが、コア材(金属コア)8aは、必ずしも銅製でなくてもよい。
The
また、下段側パッケージ6では、ベース基板3とサブ基板5との間(半導体チップ2とベース基板3との間を含む)に、封止材(封止層、接着層)10が充填されている。封止材10は、例えば熱硬化性樹脂である。
In the
なお、下段側パッケージ6では、ベース基板3とサブ基板5の間に半導体チップ2が配置されるため、サブ基板5の下面5bと半導体チップ2の裏面2b(図1で言う上側に位置する面)との間に隙間が形成されていなければならない。すなわち、フリップチップ接続後の半導体チップ2の実装高さ(ベース基板3の上面3aに形成されたソルダレジスト膜3fの表面から半導体チップ2の裏面2bまでの距離T1)よりも、ベース基板3とサブ基板5との距離T2の方が大きい(T1<T2)。
In the
これにより、半導体チップ2の裏面2bとサブ基板5の下面5bとの間に隙間が形成され、半導体チップ2の裏面2bとサブ基板5の下面5bとが接触することを防止できる。なお、本実施の形態では、サブ基板5をベース基板3上に配置(搭載)する際に使用する導電性部材8として、銅コア半田バンプを採用しているため、ベース基板3とサブ基板5との距離T2を安定して確保することができる。また、導電性部材として、銅コア半田バンプの代わりに金属製(例えば銅製)柱状電極を採用してもよく、金属製柱状電極を採用した場合にも銅コア半田バンプと同様にベース基板3とサブ基板5との距離T2を安定して確保することができる。
As a result, a gap is formed between the
ここで、半導体チップ2の実装高さT1は、例えば約80μmである。また、ベース基板3とサブ基板5との距離T2は、例えば150μm(100〜200μm)である。さらに、ベース基板3の厚さT3は、例えば230μm(200〜300μm)であり、サブ基板5の厚さT4は、例えば140μm(100〜200μm)である。
Here, the mounting height T1 of the
次に、上段側パッケージ7について説明する。
Next, the
上段側パッケージ7は、そのパッケージ基板(配線基板)12の上面(表面、チップ搭載面)12a上にダイボンド材13を介して半導体チップ4が搭載(配置)されている。半導体チップ4は、パッケージ基板12に対してワイヤ接続されるため、半導体チップ4の主面(表面、上面)4aを上方に向けて搭載されており、裏面(下面)4bがパッケージ基板12の上面12aと対向し、ダイボンド材13と接合している。
In the
また、半導体チップ4は、その主面4aに複数の電極パッド(ボンディングパッド)4cが設けられており、これら複数の電極パッド4cがパッケージ基板12の上面12aに形成されたリード(ボンディングリード、端子)12cと複数のワイヤ15を介して電気的に接続されている。
The
ワイヤ15は、例えば金(Au)から成るが、銅(Cu)から成るワイヤを用いてもよい。
The
また、半導体チップ4および複数のワイヤ15は、熱硬化性樹脂等の封止用樹脂から成る封止体14によって封止されている。
The
なお、上段側パッケージ7のパッケージ基板12は、2層の配線層構造の多層配線基板である。パッケージ基板12は、平面形状が四角形から成る上面(表面、チップ搭載面)12aと、この上面12aと反対側の下面(裏面)12bとを有している。上面12aには、複数のリード(ボンディングリード、端子)12cが設けられている。一方、下面12bには、複数のランド(端子、電極)12dが設けられている。そして、複数のランド12dは、絶縁層12eに設けられた、図示しない複数の配線を介して、複数のリード12cとそれぞれ電気的に接続されている。
The
さらに、上面12aには絶縁膜であるソルダレジスト膜(上面側絶縁膜)12fが形成され、その複数の開口部12gのそれぞれにリード12cが露出している。言い換えると、リード12cの表面(露出面)は、ソルダレジスト膜12fから露出している。一方、下面12bにもソルダレジスト膜(下面側絶縁膜)12fが形成され、その複数の開口部12hのそれぞれにランド12dが露出している。言い換えると、ランド12dの表面(露出面)は、ソルダレジスト膜12fから露出している。
Further, a solder resist film (upper surface side insulating film) 12f, which is an insulating film, is formed on the
このような上段側パッケージ7が、複数の外部端子9を介して下段側パッケージ6上に搭載されてPOP1が構成されている。すなわち、下段側パッケージ6と上段側パッケージ7とが複数の外部端子9を介して電気的に接続されている。ここでは、下段側パッケージ6のサブ基板5の上面5aの複数のランド5cと、上段側パッケージ7のパッケージ基板12の下面12bの複数のランド12dとが、複数の外部端子9を介して電気的に接続されている。なお、外部端子9は、下段側パッケージ6の外部端子16と同様に、導電性部材から成り、本実施の形態では、例えばボール状の半田材(半田ボール)である。
Such an
本実施の形態のPOP(半導体装置)1では、下段側パッケージ6が、ベース基板3とサブ基板5とを備え、半導体チップ2上にサブ基板5が配置された構造、言い換えると、サブ基板5とベース基板3との間に半導体チップ2が配置されている。そのため、POP1を形成する際には、サブ基板5上に上段側パッケージ7を搭載することになり、上段側パッケージ7において、下段側パッケージ6と接続する外部端子の位置の制約を無くすことができる。
In the POP (semiconductor device) 1 according to the present embodiment, the
さらに、上段側パッケージ7は、下段側パッケージ6のサブ基板5上に搭載するため、上段側パッケージ7の基板サイズを下段側パッケージ6の基板サイズに合わせる必要がなく、上段側パッケージ7の外形サイズの自由度を高めることができる。
Further, since the
なお、本実施の形態では、POP1において、下段側パッケージ6のベース基板3が、4層の配線層構造の多層配線基板であり、下段側パッケージ6のサブ基板5および上段側パッケージ7のパッケージ基板12が、それぞれ2層の配線層構造の多層配線基板である場合を説明したが、各基板の配線層数はこれらに限定されるものではない。
In the present embodiment, in the POP 1, the
<半導体装置の製造方法>
図2は図1に示す半導体装置の下段側の半導体パッケージの組み立てで用いられるベース基材の平面図、図3は図2に示すA−A線に沿った断面図、図4は図1に示す半導体装置の下段側の半導体パッケージの組み立てのダイボンディング時の構造の一例を示す平面図、図5は図4に示すA−A線に沿った断面図である。また、図6は図1に示す半導体装置の下段側の半導体パッケージの組み立ての電極形成時の構造の一例を示す平面図、図7は図6に示すA−A線に沿った断面図、図8は図1に示す半導体装置の下段側の半導体パッケージの組み立てで用いられるサブ基材の配置前の平面図、図9は図8に示すA−A線に沿った断面図である。また、図10は図1に示す半導体装置の下段側の半導体パッケージの組み立てで用いられるサブ基材の配置後の平面図、図11は図10に示すA−A線に沿った断面図、図12は図1に示す半導体装置の下段側の半導体パッケージの組み立てのボールマウント時の構造の一例を示す平面図、図13は図12に示すA−A線に沿った断面図である。さらに、図14は図1に示す半導体装置の下段側の半導体パッケージの組み立ての個片化時の構造の一例を示す平面図、図15は図14に示すA−A線に沿った断面図である。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device>
2 is a plan view of a base substrate used in assembling the semiconductor package on the lower side of the semiconductor device shown in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 4, and FIG. 5 is a plan view showing an example of a structure at the time of die bonding in assembling a semiconductor package on the lower side of the semiconductor device shown. 6 is a plan view showing an example of a structure when forming an electrode for assembling the lower semiconductor package of the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 8 is a plan view before placement of a sub-base material used in assembling the lower semiconductor package of the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 10 is a plan view after placement of the sub-base material used in the assembly of the lower semiconductor package of the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 12 is a plan view showing an example of a structure at the time of ball mounting for assembling the semiconductor package on the lower side of the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. Further, FIG. 14 is a plan view showing an example of a structure when the semiconductor package on the lower side of the semiconductor device shown in FIG. 1 is assembled, and FIG. 15 is a sectional view taken along the line AA shown in FIG. is there.
1.基材(ベース)準備
まず、図2および図3に示す多連ベース基板(配線基板)17を準備する。多連ベース基板17は、複数のデバイス形成部17c、複数のデバイス形成部17cのうちの互いに隣り合うデバイス形成部17cの間に設けられた切断部(除去部、ダイシング部)17d、および平面視において複数のデバイス形成部17cの周囲に設けられた枠部17eを備えている。
1. Preparation of Base Material (Base) First, a multiple base substrate (wiring substrate) 17 shown in FIGS. 2 and 3 is prepared. The
また、多連ベース基板17の複数のデバイス形成部17cのそれぞれは、上面(表面、チップ搭載面)17aと、上面17aに形成された複数のリード(ボンディングリード、端子)3cおよび複数のランド(端子、電極)3dとを有している。そして、上面17aには、絶縁膜であるソルダレジスト膜(上面側絶縁膜)3fが形成され、その複数の開口部3iのそれぞれにリード3cやランド3dが露出している。言い換えると、リード3cやランド3dの表面(露出面)は、ソルダレジスト膜3fから露出している。
Each of the plurality of
さらに、複数のデバイス形成部17cのそれぞれは、上面17aとは反対側の下面(裏面、実装面)17bと、下面17bに形成された複数のランド3eとを有している。そして、複数のランド3eは、複数のリード3cまたは複数のランド3dとそれぞれ電気的に接続されている。また、下面17bにも絶縁膜であるソルダレジスト膜(下面側絶縁膜)3fが形成され、その複数の開口部3jのそれぞれにランド3eが露出している。言い換えると、ランド3eの表面(露出面)は、ソルダレジスト膜3fから露出している。
Further, each of the plurality of
なお、各デバイス形成部17cにおいて、複数のランド3dは、複数のリード3cよりもデバイス形成部17cの周縁部側に配置されている。言い換えると、複数のリード3cは、図2に示すように、複数のランド3dで囲まれる領域内に配置されている。また、図3に示すように、各リード3cのそれぞれの表面には、半田層11aが形成されている。
In each
また、図2に示すように、多連ベース基板17の表面の枠部17eには、アライメントマーク(位置決め部)17fが形成されている。すなわち、多連ベース基板17の表面の枠部17eにおける4つの角部にアライメントマーク17fが設けられている。なお、アライメントマーク17fは、例えば金属パターンから成り、必ずしも表面の4つの角部に設けられていなくてもよく、枠部17eにおいて、少なくとも対向する2つの位置に設けられていればよい。
As shown in FIG. 2, an alignment mark (positioning portion) 17 f is formed on the
2.ダイボンディング
ダイボンディング工程では、図4および図5に示すように、まず、吸着ツール20によって半導体チップ2の裏面2bを吸着して多連ベース基板17の上面17aのデバイス形成部17c上に搬送し、搬送後、吸着を停止してデバイス形成部17c上に配置する。なお、半導体チップ2は、その主面2aに複数の電極パッド(ボンディングパッド、端子、電極)2cが形成されている。
2. In the die bonding step, as shown in FIGS. 4 and 5, first, the
その後、半導体チップ2のフリップチップ接続を行う。すなわち、半導体チップ2の主面2aが多連ベース基板17のデバイス形成部17cの上面17aと対向するように、複数の導電性部材11を介して複数のデバイス形成部17cのそれぞれの上面17a上に半導体チップ2を搭載する。
Thereafter, flip chip connection of the
この時、耐熱シート22を介して加熱ツール21を半導体チップ2の裏面2bに押し当て、半導体チップ2を介してフリップチップ接続部を加熱する。この加熱により、多連ベース基板17の各リード3c上の半田層11aを溶融し、半田を導電性部材11に濡れ上がらせて半田と導電性部材11を電気的に接続する。
At this time, the
なお、加熱ツール21には熱源が埋め込まれている。さらに、半導体チップ2の電極パッド2c上の導電性部材11に熱を印加できるようにバンプ直上にも加熱ツール21が配置されていなければならないため、加熱ツール21の大きさをチップサイズより小さくすることは好ましくない。すなわち、加熱ツール21の大きさは、半導体チップ2の外形サイズより大きい方が好ましい。
Note that a heat source is embedded in the
これにより、ダイボンディング工程を完了する。 This completes the die bonding process.
3.電極形成
ダイボンディング後、図6および図7に示すように、多連ベース基板17のそれぞれのランド3dに導電性部材8をそれぞれ形成する。この時、バンプ搭載用の配列マスク等を用いて導電性部材8のランド3d上への位置決めを行い、その後、リフロー等の熱処理によって導電性部材8の半田溶融を行って複数の導電性部材8を複数のランド3dに接続させる。
3. Electrode Formation After die bonding, as shown in FIGS. 6 and 7,
なお、本実施の形態の電極形成工程では、複数のランド3dにそれぞれ形成された複数の導電性部材8のそれぞれの高さが、半導体チップ2の実装高さ(多連ベース基板17の上面17aに形成されたソルダレジスト膜3fの表面から半導体チップ2の裏面(上側に位置する面)2bまでの距離)より高くなるようにそれぞれの導電性部材8を形成する。
In the electrode forming process of the present embodiment, the height of each of the plurality of
これは、図1に示すように、半導体チップ2の裏面2bとサブ基板5の下面5bとが接触しないようにするためであり、導電性部材8の高さは、ベース基板3とサブ基板5との距離T2と略同じと見なすことができ、したがって、導電性部材8の高さT2が半導体チップ2の実装高さT1より大きくなるように導電性部材8を形成する。これにより、半導体チップ2の裏面2bとサブ基板5の下面5bとの間に隙間を形成することができる。
This is to prevent the
したがって、本実施の形態では、ベース基板3とサブ基板5とを接続する導電性部材8として、銅コア半田バンプを採用することで、ベース基板3とサブ基板5との距離を安定して確保することができる。
Therefore, in the present embodiment, a copper core solder bump is employed as the
また、導電性部材8として、銅ポストバンプ等の柱状電極を用いた場合にも、同様にベース基板3とサブ基板5との距離を安定して確保することができる。
Further, when a columnar electrode such as a copper post bump is used as the
また、電極形成は、ダイボンディング後に行う必要がある。 Moreover, it is necessary to perform electrode formation after die bonding.
これは、ダイボンディング工程で半導体チップ2のフリップチップ接続を行う際に、半導体チップ2の裏面2bに加熱ツール21を押し当ててフリップチップ接続を行うのであるが、図5に示すように、加熱ツール21がチップサイズより大きいためである。すなわち、ダイボンディング前にそれぞれの導電性部材8を多連ベース基板17に形成してしまうと、ダイボンディング時に加熱ツール21と導電性部材8とが接触してダイボンディングに支障をきたす虞れがあり、したがって、本実施の形態の組み立てでは、ダイボンディング(フリップチップ接続)を行ってから電極形成を実施する。
This is because when the flip chip connection of the
4.基材(サブ)配置
電極形成後、図8および図9に示すように、多連ベース基板17上に多連サブ基板(配線基板)18を配置する。
4). Substrate (Sub) Arrangement After the electrodes are formed, a multiple sub-substrate (wiring substrate) 18 is disposed on the
ここで、複数のサブ基板5を有する多連サブ基板18について説明する。
Here, the multiple sub-board 18 having the plurality of
多連サブ基板18は、図8および図9に示すように、複数のデバイス形成部18c、複数のデバイス形成部18cのうちの互いに隣り合うデバイス形成部18cの間に設けられた切断部(除去部、ダイシング部)18d、および平面視において複数のデバイス形成部18cの周囲に設けられた枠部18eを備えている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the multiple sub-substrate 18 includes a plurality of
また、多連サブ基板18の複数のデバイス形成部18cのそれぞれは、上面(主面、部品搭載面)18aと、上面18aに形成された複数のランド(端子、電極)5cとを有している。そして、上面18aには絶縁膜であるソルダレジスト膜(上面側絶縁膜)5fが形成され、その複数の開口部5gのそれぞれにランド5cが露出している。言い換えると、ランド5cの表面(露出面)は、ソルダレジスト膜5fから露出している。
Each of the plurality of
さらに、複数のデバイス形成部18cのそれぞれは、上面18aとは反対側の下面(裏面、実装面、チップ対向面)18bと、下面18bに形成された複数のランド5dとを有している。そして、複数のランド5dは、複数のランド5cとそれぞれ電気的に接続されている。また、下面18bにも絶縁膜であるソルダレジスト膜(下面側絶縁膜)5fが形成され、その複数の開口部5hのそれぞれにランド5dが露出している。言い換えると、ランド5dの表面(露出面)は、ソルダレジスト膜5fから露出している。
Further, each of the plurality of
また、図9に示すように、多連サブ基板18の下面18b上のソルダレジスト膜5f上には、封止材(封止層、接着層)10が形成されている。
Further, as shown in FIG. 9, a sealing material (sealing layer, adhesive layer) 10 is formed on the solder resist
ここで、本実施の形態で用いる封止材10は、NCF(Non-Conductive Film)と呼ばれるフィルム状のものであり、例えば熱硬化性のエポキシ系樹脂から成るものである。なお、封止材10は、多連サブ基板18を固定するための接着材でもある。
Here, the sealing
また、封止材10は、多連サブ基板18の下面(裏面)18bの全面に亘って形成されている。なお、封止材10は、必ずしも多連サブ基板18の下面18bの全面に形成されていなくてもよい。すなわち、封止材10は、少なくとも複数のデバイス形成部18cのそれぞれを覆っていれば、枠部18eの一部は露出していてもよい。
The sealing
また、封止材10を多連ベース基板17に接触させる前の封止材10の厚さは、半導体チップ2の実装高さよりも大きい。すなわち、図1に示す半導体チップ2の実装高さT1より、図9の封止材10の厚さT5は大きい(T1<T5)。一例として、T1=80μmであり、T5=180μm(130〜230μm)である。また、多連サブ基板18の厚さT6は、例えばT6=140μm(100〜200μm)である。
Further, the thickness of the sealing
このように封止材10の多連ベース基板17に接触させる前の厚さを、半導体チップ2の実装高さよりも大きく(厚く)しておくことで、多連ベース基板17と多連サブ基板18とを複数の導電性部材8を介して接続した際に、多連ベース基板17と多連サブ基板18との間に確実に封止材10を充填することができる。
Thus, the
また、図8および図9に示すように、多連ベース基板17と多連サブ基板18との平面視の大きさの関係は、多連サブ基板18<多連ベース基板17となっている。
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the relationship between the size of the
また、封止材10の多連サブ基板18の下面18bに形成されたソルダレジスト膜5fへの貼り付け(形成)は、真空プレス方法(真空ラミネート方法)によって行う。すなわち、真空雰囲気中において、フィルム状の封止材10を、熱を印加しながらプレスすることによって多連サブ基板18の下面(裏面、実装面)18bに貼り付ける。
The sealing
これにより、封止材10中にボイドが形成されることを低減できる。さらに、封止材10の下面10aの平坦化を図ることができる。
Thereby, it can reduce that a void is formed in the sealing
次に、多連ベース基板17と多連サブ基板18との貼り付けについて説明する。
Next, attachment of the
まず、図8に示すように、多連ベース基板17の上面17aの4つの角部のアライメントマーク17fを認識して、多連ベース基板17と多連サブ基板18の位置合わせを行い、図9に示すように、多連サブ基板18の下面18bが多連ベース基板17の上面17aと対向するように多連サブ基板18を多連ベース基板17の上面17a上に配置する。
First, as shown in FIG. 8, the alignment marks 17f at the four corners of the
その後、真空雰囲気中において、多連ベース基板17、多連サブ基板18および封止材10に熱を加えながら多連サブ基板18に上方から荷重(垂直荷重)を加える。
Thereafter, a load (vertical load) is applied to the multiple sub-substrate 18 from above while applying heat to the
これにより、図11に示すように、複数の導電性部材8と複数の多連サブ基板18の下面18bの複数のランド5dをそれぞれ電気的に接続する。さらに、封止材10を多連ベース基板17の上面17aに接触させて、半導体チップ2と多連ベース基板17の間の隙間、半導体チップ2および複数の導電性部材8の封止を封止材10で行う。すなわち、多連ベース基板17と多連サブ基板18との間に封止材10が充填されることで、多連ベース基板17と多連サブ基板18の接着が行われ、かつ半導体チップ2と多連ベース基板17の間の隙間、さらには半導体チップ2および複数の導電性部材8等から成る凹凸部分を封止材10で封止することができる。
Thereby, as shown in FIG. 11, the plurality of
また、真空雰囲気中において、封止材10による基板貼り付けを行うことで、封止材10中にボイドが形成されることを低減できる。
In addition, the formation of voids in the sealing
さらに、図1に示す半導体チップ2の実装高さ(ベース基板3の上面3aに形成されたソルダレジスト膜3fの表面から半導体チップ2の裏面2bまでの距離)T1より、図9の貼り付け前の封止材10の厚さT5の方が大きい(T1<T5)ことにより、基板貼り付け時に、多連ベース基板17と多連サブ基板18の間の空間に確実に封止材10を充填することができる。
Further, from the mounting height of the
また、上記のように半導体チップ2の実装高さT1より、貼り付け前の封止材10の厚さT5の方が大きく、かつ多連ベース基板17上には半導体チップ2や複数の導電性部材8が搭載されているため、基板配置後、図10および図11に示すように、封止材10の一部が多連サブ基板18の外側(周囲)にはみ出した状態となる。
In addition, as described above, the thickness T5 of the sealing
しかしながら、平面視の基板の大きさにおいて、多連ベース基板17>多連サブ基板18であるため、封止材10のはみ出した部分を多連ベース基板17の端部に配置することができる。
However, since the size of the substrate in plan view is the
なお、図10に示すように、多連サブ基板18上に搭載される電子部品と電気的に接続される複数のランド(電極パッド、端子)5cのそれぞれは、それらの平面形状が円形であるが、上記ランド5cの平面形状は、四角形等であってもよい。すなわち、搭載される電子部品の外部端子の形状に合わせることが好ましい。
As shown in FIG. 10, each of the plurality of lands (electrode pads, terminals) 5c electrically connected to the electronic components mounted on the multiple sub-board 18 has a circular planar shape. However, the planar shape of the
以上により、基材(サブ)配置を完了する。 The base material (sub) arrangement is thus completed.
5.ボールマウント
基材(サブ)配置後、図12および図13に示すようにボールマウントを行う。ここでは、図13に示すように、貼り合わせられた多連基板の上下面(表裏面)を反転させ、多連ベース基板17の下面17bを上方に向けて複数の外部端子16のそれぞれを複数のランド3e上に配置する。なお、外部端子16は導電性部材から成り、本実施の形態では、例えばボール状の半田材(半田ボール)であるが、形状についてはこれに限らない。
5. Ball Mount After the substrate (sub) is arranged, the ball mount is performed as shown in FIGS. Here, as shown in FIG. 13, the upper and lower surfaces (front and back surfaces) of the bonded multiple substrates are reversed, and the plurality of
その後、リフロー炉等の熱処理によって半田溶融を行って複数のランド3eに外部端子16をそれぞれ形成する。
Thereafter, the solder is melted by heat treatment such as a reflow furnace to form the
6.個片化
ボールマウント後、図14および図15に示すように個片化を行う。個片化工程では、図15に示すように多連サブ基板18の上面18aをダイシングシート24に貼り付け、表裏を反転させた多連基板のうちの多連サブ基板18側をダイシングシート24によって保持し、この状態で、多連ベース基板17の下面17bの上方からダイシングシ用のブレード23を回転・進入させてダイシング(個片化)を行う。
6). Individualization After ball mounting, individualization is performed as shown in FIGS. In the singulation process, as shown in FIG. 15, the
すなわち、多連サブ基板18の切断部18d(または多連ベース基板17の切断部17d)に沿って回転するブレード23を走行させることで、多連ベース基板17の切断部17d、多連サブ基板18の切断部18d、および封止材10のうちの多連サブ基板18の切断部18dと重なる部分を除去(切断)し、複数のデバイス形成部17c(または複数のデバイス形成部18c)それぞれに個片化する。
That is, the
これにより、下段側パッケージ6の組み立て完了となる。
Thereby, the assembly of the
7.パッケージ搭載
下段側パッケージ6の組み立て完了後、図1に示すPOP1の組み立てを行う。ここでは、下段側パッケージ6上に、別のパッケージである上段側パッケージ7を搭載する。上段側パッケージ7は、例えばメモリ系の半導体チップ4が搭載された半導体パッケージであり、複数の外部端子(導電性部材)9を介して下段側パッケージ6のサブ基板5の上面5a上に上段側パッケージ7を搭載する。すなわち、パッケージ基板12の下面12bの複数のランド12dのそれぞれに外部端子9が設けられ、かつ検査によって良品と判定された上段側パッケージ7を準備し、この上段側パッケージ7の複数の外部端子9を、下段側パッケージ6のサブ基板5の上面5aの複数のランド5c上に配置する。なお、外部端子9は導電性部材から成り、本実施の形態では、例えばボール状の半田材(半田ボール)であるが、形状についてはこれに限らない。
7). Package Mounting After the assembly of the
その後、加熱処理によって複数の外部端子9を溶融することで、下段側パッケージ6上に上段側パッケージ7を複数の外部端子9を介して電気的に接続する。
Thereafter, the plurality of
これにより、POP1の組み立て完了となる。 Thereby, the assembly of POP1 is completed.
本実施の形態の半導体装置(POP1)の製造方法によれば、多連ベース基板17と多連サブ基板18とを貼り合わせる際に、予め多連サブ基板18に貼り付けられた、チップの実装高さより厚いフィルム状の封止材10を基板間に介在させて熱と荷重(垂直荷重)を印加して貼り合わせることにより、基板貼り合わせ後に基板間に樹脂を充填するのに比べて、ボイドの巻き込みを減らすことができる。
According to the method for manufacturing the semiconductor device (POP1) of the present embodiment, when the
これにより、封止材10中に形成されるボイドの低減化を図ることができ、半導体装置(POP1)の信頼性の向上を図ることができる。
Thereby, the void formed in the sealing
つまり、貼り合わせた基板間に後から樹脂を充填する場合、基板間には、半導体チップや複数のボール電極等が設けられているため、大きな凹凸部分が存在する領域が多々あり、ボイドが発生し易い。しかしながら、本実施の形態では、予め基板に貼り付けられた封止材10を用いて、基板を貼り合わせる際に基板の接着と半導体チップ等の封止を一緒に行うものであり、その結果、封止時のボイドの巻き込みを減らすことができる。
In other words, when the resin is filled between the bonded substrates later, there are many regions with large uneven portions between the substrates because semiconductor chips and multiple ball electrodes are provided, causing voids. Easy to do. However, in this embodiment, when the substrates are bonded together using the sealing
なお、[先行技術文献]の[特許文献3(特開2012−15546号公報)]に開示された封止方法は、予め基材間に熱硬化性樹脂シートを配置して基材を両側から加熱・加圧をして基材間に熱硬化性樹脂シートから成る封止層を形成するものであるが、この場合、加熱・加圧時に熱硬化性樹脂シートが押し広げられ、その結果、チップの上方にボイドが発生し易い。 In addition, the sealing method disclosed in [Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-15546)] of [Prior Art Document] arranges the thermosetting resin sheet between the substrates in advance, and the substrates are arranged from both sides. Heating and pressurizing to form a sealing layer composed of a thermosetting resin sheet between the substrates, but in this case, the thermosetting resin sheet is spread during heating and pressurization, Voids are easily generated above the chip.
これに対して、本実施の形態の半導体装置の製造方法では、貼り合わせる基板のうち、一方の基板の全面(ただし、枠部18eの一部は露出していてもよい)に亘ってフィルム状の封止材10を貼り付けた状態で基板同士の貼り合わせを行うため、巻き込みによるボイドの発生も抑えることができる。さらに、局所的なボイドの発生も抑制することができる。
On the other hand, in the manufacturing method of the semiconductor device of the present embodiment, among the substrates to be bonded, the entire surface of one substrate (however, a part of the
その結果、半導体装置(POP1)の信頼性の向上を図ることができる。 As a result, the reliability of the semiconductor device (POP1) can be improved.
また、POP1の組み立てでは、下段側パッケージ6、およびこの下段側パッケージ6上に搭載される上段側パッケージ7とも、検査によって良品と判定されたパッケージを用いるため、各パッケージの歩留りを排除でき、したがって、POP1(製品)の歩留りを向上させることができる。
Further, in assembling the POP 1, since the
<変形例>
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
<Modification>
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments of the invention. However, the present invention is not limited to the embodiments of the invention, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.
(変形例1)
上記実施の形態では、半導体装置が図1に示すPOP1(下段側パッケージ6上に上段側パッケージ7が搭載されたパッケージ)の場合について説明したが、上記半導体装置は、上段側パッケージ7を搭載(積層)していない、下段側パッケージ6のみを完成品(半導体装置)とするものであってもよい。
(Modification 1)
In the above embodiment, the case where the semiconductor device is POP1 (a package in which the
(変形例2)
上記実施の形態では、半導体装置の組み立てにおいて、ベース基板3とサブ基板5とを電気的に接続する導電性部材(導通部材)8を、基板を貼り合わせる際にベース基板3に形成しておく方法について説明したが、上記導電性部材は、サブ基板5に形成しておいてもよい(後述する図19参照)。
(Modification 2)
In the above embodiment, in assembling the semiconductor device, the conductive member (conductive member) 8 that electrically connects the
(変形例3)
図16は実施の形態の変形例3の半導体装置の下段側の半導体パッケージの組み立てで用いられるサブ基材の配置前の平面図、図17は図16に示すA−A線に沿った断面図である。
(Modification 3)
16 is a plan view before placement of a sub-base material used in assembling the lower semiconductor package of the semiconductor device of
上記実施の形態では、半導体装置の組み立てにおいて、多連ベース基板17と多連サブ基板18を貼り合わせる際に、多連サブ基板18側に封止材(封止層、接着層)10が形成されている場合について説明したが、上記封止材10は、図17に示すように多連ベース基板17に配置されていてもよい。
In the above embodiment, when the
これにより、多連ベース基板17と多連サブ基板18とを貼り合せる際、上記実施の形態のように多連サブ基板18に封止材10を貼り付けていた場合に比べて、更に隙間なく封止材10を貼り付けることができる。
As a result, when the
これは、多連ベース基板17上には、半導体チップ2や複数の導電性部材(導通部材)8等が設けられているため、多連サブ基板18に比べて比較的大きな凹凸が複数形成されており、多連ベース基板17ではボイドが形成され易い。
This is because the
上記実施の形態の場合、多連サブ基板18に貼り付けた後の封止材10の表面の平坦度は高いものの、熱と荷重で導電性部材8や半導体チップ2により凸凹が形成されている多連ベース基板17に封止材10を貼り合せるため、ボイドが発生する可能性も含んでいる。
In the case of the above-described embodiment, the surface of the sealing
そこで、ボイドの発生をできるだけ抑制するには、図17に示すように、予めベース基板3側に真空環境で封止材10を貼り付けておくことが好ましい。すなわち、図16および図17に示すように、半導体チップ2の実装高さよりも大きい厚さから成る封止材10を、予め多連ベース基板17の上面17a上に配置し、さらに真空環境(真空プレス方式)で封止材10を多連ベース基板17の上面17aに接触させて貼り付けることで、半導体チップ2と複数の導電性部材8を封止材10で封止し、その際、封止材10からエアーを抜いておく。この状態の多連ベース基板17に、多連サブ基板18を貼り合わせることにより、貼り合わせ時の巻き込むエアーも低減することができ、下側の凹凸を多く有する多連ベース基板17に対してのボイド対策がより確実に行われる。
Therefore, in order to suppress the generation of voids as much as possible, it is preferable that the sealing
さらに、真空環境(真空プレス方式)で封止材10をプレスし、この封止材10を多連ベース基板17に貼り付けることにより、封止材10の上面(多連サブ基板18と対向する面)の平坦度の向上も図ることができる。
Furthermore, the sealing
これにより、多連サブ基板18との接着においてもボイドの発生を抑制することができ、封止材10の多連サブ基板18との接着度を高めることができる。
Thereby, generation | occurrence | production of a void can be suppressed also in adhesion | attachment with the multiple sub board |
(変形例4)
図18は実施の形態の変形例4の半導体装置の下段側の半導体パッケージの組み立てで用いられるサブ基材の配置前の平面図、図19は図18に示すA−A線に沿った断面図である。
(Modification 4)
18 is a plan view before placement of a sub-base material used in assembling the lower semiconductor package of the semiconductor device of
図18および図19に示す変形例4は、真空環境(真空プレス方式)において多連ベース基板17上に搭載された複数の半導体チップ2を封止材10で覆っておき、多連サブ基板18側には複数の導電性部材(導通部材)8を形成しておいてから、多連サブ基板18を多連ベース基板17上に配置するものである。
In
ただし、変形例4の方法の場合、突起状の導電性部材8を封止材10に挿入することになるため、封止材10にボイドを巻き込みやすい。そのため、ボイドの対策を考慮した場合には、上記変形例3の方法の方が好ましい。
However, in the case of the method of the modification example 4, since the protruding
(変形例5)
図20は実施の形態の変形例5の半導体装置の下段側の半導体パッケージの組み立てで用いられるサブ基材の配置前の平面図、図21は図20に示すA−A線に沿った断面図、図22は実施の形態の変形例5の半導体装置の下段側の半導体パッケージの組み立てで用いられるサブ基材の配置後の平面図、図23は図22に示すA−A線に沿った断面図である。
(Modification 5)
20 is a plan view before placement of a sub-base material used in assembling the lower semiconductor package of the semiconductor device of
図20〜図23に示す変形例5は、半導体装置の組み立てにおいて、サブ基板側に、予め個片化されたサブ基板5を用いるものである。すなわち、図20および図21に示すように、それぞれのデバイス形成部17cにおいて、半導体チップ2および複数の導電性部材(導通部材)8が設けられた多連ベース基板17のそれぞれのデバイス形成部17c上に、予め個片化され、かつそれぞれ下面5bに、個片化された封止材10が形成されたサブ基板5を配置する。
その後、図22および図23に示すように、個片化された複数のサブ基板5を、個々の封止材10を介して多連ベース基板17のそれぞれのデバイス形成部17cに貼り付け(接着し)、さらに半導体チップ2と複数の導電性部材8を封止する。
Thereafter, as shown in FIG. 22 and FIG. 23, the plurality of divided sub-substrates 5 are pasted (adhered) to the respective
なお、多連ベース基板17に設けられた半導体チップ2と複数の導電性部材8の高さの関係や、サブ基板5側での封止材10の厚さやベース基板3への貼り付け方法、さらには、多連ベース基板17上へのそれぞれのサブ基板5の貼り付け方法、多連ベース基板17の個片化方法等については、上記実施の形態で説明したものと同様であるため、その重複説明は省略する。
Note that the height relationship between the
このように半導体装置の組み立てにおいて、ベース基板側に、予め個片化された複数のサブ基板5を用いることにより、多連ベース基板17と各サブ基板5とを貼り合わせる際に、個片化されたサブ基板5の方が大きな多連サブ基板18に比べてエアーの抜ける距離が遥かに短いため、多連サブ基板18に比べてボイドが形成されにくい。
As described above, in assembling the semiconductor device, by using a plurality of
すなわち、本変形例5のように、予め個片化されたサブ基板5を用いて半導体装置を組み立てる方が、封止材10中に形成されるボイドの低減化を図ることができる。
That is, as in the fifth modification, assembling a semiconductor device using the
さらに、予め個片化されたサブ基板5を用いて組み立てる方が、サブ基板側において、良品の選別された基板のみを用いることができるため、半導体装置の歩留りを向上させることができる。
Furthermore, in the case of assembling using the
ただし、組み立て作業の効率を考慮した場合、上記実施の形態のように、上下側とも多連基板(多連ベース基板17と多連サブ基板18)を用いた方が組み立て作業の効率向上を図ることができるため、この場合には、上記実施の形態の組み立て方法の方が有利である。
However, when considering the efficiency of the assembly work, the efficiency of the assembly work is improved by using the multiple substrates (the
なお、サブ基板5が個片化されているものを使用する場合は、上述のようにボイドの抜けが良いため、封止材(封止層、接着層)10は、フィルム状に限らず、ペースト状のものを用いてもよい。
In addition, when using what the sub-board |
さらに、ペースト状の封止材10を使用する場合には、半導体チップ2の基板への電気的接続において、フリップチップ接続に限らず、ワイヤ接続を採用してもよい。ただし、ボイドの発生を考慮した場合は、上記実施の形態のようにフィルム状の封止材10を用いることが好ましい。
Furthermore, when the paste-
また、本変形例5の場合は、図20に示すように、アライメントマーク17fが個々のサブ基板5に対応するように多数設けられている。すなわち、多連ベース基板17の各デバイス形成部(各デバイス領域)17cに対応してそれらの各角部に設けられている。
Further, in the case of the fifth modification, as shown in FIG. 20, a large number of alignment marks 17 f are provided so as to correspond to the
これにより、個片化されたサブ基板5を用いた場合でも、それらのサブ基板5と多連ベース基板17とを貼り合わせる際に、それぞれのアライメントマーク17fを認識して位置合わせしてから貼り合わせることができる。
As a result, even when the sub-boards 5 separated into individual pieces are used, when the sub-boards 5 and the
(変形例6)
図24は実施の形態の変形例6の半導体装置の構造を示す断面図、図25は実施の形態の変形例6の他の半導体装置の構造を示す断面図である。
(Modification 6)
24 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device according to
図24の変形例6は、ベース基板3とサブ基板5とを電気的に接続する導電性部材(導通部材)として、柱(突起)状の電極25を用いた場合を示すものである。電極25が半田材25aを介してベース基板3のランド3dと電気的に接続されている。電極25は、柱(突起)状の電極であり、例えば銅を主成分とする合金から成る。なお、柱状の電極の水平断面形状は、円形あるいは多角形等であるが、電極にかかる応力を考慮すると円形(円柱の電極)が好ましい。柱状であるため、電極高さを安定して確保することができる。
したがって、図24に示すPOP1によれば、上記導電性部材として柱状の電極25を用いたことにより、ベース基板3とサブ基板5との距離の面内均一化を図ることができる。ただし、必ずしも柱状でなくてもよく、高さの確保を図ることができる形状であれば、突起状であってもよい。
Therefore, according to POP1 shown in FIG. 24, by using the
また、図25に変形例6は、上記導電性部材としてボール状の電極(半田ボール)26を用いた場合を示すものである。ただし、電極26を採用する場合、高さを確保するには、ボール径を大きくする必要がある。そのため、多ピン化や狭ピッチ化を考慮した場合は、上記実施の形態で説明したように、銅コア半田バンプ等のコアボール(バンプ)や上記柱状の電極を採用することが好ましい。コア半田ボール(バンプ)は、コア部材が、金属から成るボール状の部材であり、この金属ボール(金属コア)の表面が半田膜によって覆われており、上記半田膜の内部に金属ボールが設けられているため、上記柱状の電極と同様に電極の高さを確保することができる。
FIG. 25 shows a sixth modification in which a ball-shaped electrode (solder ball) 26 is used as the conductive member. However, when the
(変形例7)
図26は実施の形態の変形例7の半導体装置の構造を示す断面図である。
(Modification 7)
FIG. 26 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device according to
例えば、上記実施の形態では、下段側パッケージ6のサブ基板5上にメモリ系の半導体チップ4を有した上段側パッケージ(電子部品)7を搭載することについて説明したが、上記半導体装置は、これに限定されるものではない。すなわち、上段側パッケージ7の代わりとして、抵抗、容量、さらには振動子などの電子部品(チップ部品)を搭載してもよい。
For example, in the above embodiment, it has been described that the upper package (electronic component) 7 having the
また、図26の変形例7に示すように、これら複数の電子部品(例えば、メモリ系の半導体チップ4を有した電子部品または半導体パッケージ)27とチップ部品28とを搭載したPOP29等であってもよい。POP29では、下段側パッケージ6のサブ基板5上に外部端子9を介して電子部品27が搭載され、さらに半田材28aを介してチップ部品28が搭載されている。
In addition, as shown in
(変形例8)
上記実施の形態では、多連ベース基板17と多連サブ基板18とを貼り合わせる際の位置合決め用のマーク(位置決め部)として、多連ベース基板17にアライメントマーク17fが形成されている場合を説明したが、アライメントマーク17fに限らず、位置決め用のピン等を用いてもよい。すなわち、位置決め用のピンをどちらか一方の基板に形成し、他方の基板に該ピン挿入用の孔を設けておき、これを用いて位置合わせしても良い。
(Modification 8)
In the above embodiment, when the
ただし、上記変形例5の場合は、個々のサブ基板5に、ピンまたは孔を設けるスペースが必要となるため、上記変形例5の場合には、多連ベース基板17にアライメントマーク17fを形成しておき、このアライメントマーク17fを認識して位置合わせを行うことが好ましい。
However, in the case of the above-described modified example 5, a space for providing pins or holes is required in each sub-substrate 5, and in the case of the above-described modified example 5, an
(変形例9)
上記実施の形態では、半導体装置の実装において、鉛(Pb)を実質的に含まない半田材を用いて、実装基板(マザーボード)に実装することについて説明したが、鉛(Pb)を含む半田材を用いてもよい。しかしながら、環境汚染対策を考慮した場合には、鉛(Pb)を実質的に含まない半田材を用いることが好ましい。ここで、鉛を実質的に含まない半田、所謂、鉛フリー半田とは、鉛(Pb)の含有量が0.1wt%以下のものを意味し、この含有量は、RoHS(Restriction of Hazardous Substances)指令の基準として定められている。なお、上記半田材は、銅コア半田バンプ、半田膜8b、外部端子9,16、半田層11a、半田材25a,28a、および電極26などで用いられる半田材である。
(Modification 9)
In the above embodiment, the mounting of the semiconductor device on the mounting substrate (motherboard) using the solder material that does not substantially contain lead (Pb) has been described. However, the solder material containing lead (Pb) is used. May be used. However, considering environmental pollution measures, it is preferable to use a solder material that does not substantially contain lead (Pb). Here, solder that does not substantially contain lead, so-called lead-free solder, means that the content of lead (Pb) is 0.1 wt% or less, and this content is defined by RoHS (Restriction of Hazardous Substances). ) It is defined as a standard for the directive. The solder material is a solder material used for the copper core solder bump, the
(変形例10)
さらに、上記実施の形態で説明した技術思想の要旨を逸脱しない範囲内において、変形例同士を組み合わせて適用することができる。
(Modification 10)
Furthermore, the modified examples can be applied in combination within a range not departing from the gist of the technical idea described in the above embodiment.
その他、実施の形態に記載された内容の一部を以下に記載する。
(項1)
以下の工程を含む、半導体装置の製造方法:
(a)複数の第1デバイス形成部、前記複数の第1デバイス形成部のうちの互いに隣り合う第1デバイス形成部の間に設けられた第1切断部、および平面視において前記複数の第1デバイス形成部の周囲に設けられた第1枠部を備えた第1配線基板と、それぞれに1つの第2デバイス形成部を備えた複数の第2配線基板と、を準備する工程;
ここで、
前記複数の第1デバイス形成部のそれぞれは、第1上面と、前記第1上面に形成された複数の第1ボンディングリードと、前記第1上面に形成され、かつ前記複数の第1ボンディングリードとそれぞれ電気的に接続された複数の第1上面側ランドと、前記複数の第1ボンディングリードおよび前記複数の第1上面側ランドのそれぞれが露出するように前記第1上面上に形成された第1上面側絶縁膜と、前記第1上面とは反対側の第1下面と、前記第1下面に形成され、かつ前記複数の第1ボンディングリードとそれぞれ電気的に接続された複数の第1下面側ランドと、前記複数の第1下面側ランドのそれぞれが露出するように前記第1下面上に形成された第1下面側絶縁膜と、を有し、
前記複数の第2配線基板のそれぞれの前記第2デバイス形成部は、第2上面と、前記第2上面に形成された複数の第2上面側ランドと、前記複数の第2上面側ランドのそれぞれが露出するように前記第2上面上に形成された第2上面側絶縁膜と、前記第2上面とは反対側の第2下面と、前記第2下面に形成され、かつ前記複数の第2上面側ランドとそれぞれ電気的に接続された複数の第2下面側ランドと、前記複数の第2下面側ランドのそれぞれが露出するように前記第2下面上に形成された第2下面側絶縁膜と、前記第2下面側絶縁膜上に形成された封止材と、を有し、
(b)前記(a)工程の後、第1主面、前記第1主面に形成された複数の第1ボンディングパッド、および前記第1主面とは反対側の第1裏面を有する第1半導体チップを、前記複数の第1デバイス形成部のそれぞれの前記第1上面上に搭載する工程;
(c)前記(b)工程の後、前記複数の第1上面側ランドに複数の導電性部材をそれぞれ形成する工程;
ここで、
前記複数の第1上面側ランドにそれぞれ形成された前記複数の導電性部材のそれぞれの高さは、前記第1半導体チップの実装高さよりも高く、
(d)前記(c)工程の後、前記複数の第2配線基板を前記第1配線基板の前記複数の第1デバイス形成部のそれぞれの前記第1上面上に配置し、前記第1配線基板、前記複数の第2配線基板および複数の前記封止材に熱を加えながら前記複数の第2配線基板に荷重を加えることで、前記複数の導電性部材と前記複数の第2配線基板のそれぞれの前記複数の第2下面側ランドをそれぞれ電気的に接続し、かつ前記複数の封止材を前記第1配線基板の前記第1上面に接触させ、かつ前記第1半導体チップおよび前記複数の導電性部材を封止する工程;
ここで、
前記複数の封止材を前記第1配線基板に接触させる前の前記複数の封止材のそれぞれの厚さは、前記第1半導体チップの前記実装高さよりも大きく、
(e)前記(d)工程の後、前記第1配線基板の前記第1切断部、および前記複数の封止材のそれぞれのうちの前記第1切断部と重なる部分を除去する工程。
In addition, a part of the contents described in the embodiment will be described below.
(Claim 1)
A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) a plurality of first device forming portions, a first cutting portion provided between first device forming portions adjacent to each other among the plurality of first device forming portions, and the plurality of first in plan view Preparing a first wiring board having a first frame portion provided around the device forming portion and a plurality of second wiring boards each having one second device forming portion;
here,
Each of the plurality of first device forming portions includes a first upper surface, a plurality of first bonding leads formed on the first upper surface, a plurality of first bonding leads formed on the first upper surface, and A plurality of first upper surface lands electrically connected to each other, and a plurality of first bonding leads and a plurality of first upper surface lands formed on the first upper surface so as to be exposed. A plurality of first lower surface sides formed on the first lower surface and electrically connected to the plurality of first bonding leads, respectively, on the upper surface side insulating film, the first lower surface opposite to the first upper surface, and A land, and a first lower surface side insulating film formed on the first lower surface so that each of the plurality of first lower surface side lands is exposed,
The second device forming portion of each of the plurality of second wiring boards includes a second upper surface, a plurality of second upper surface side lands formed on the second upper surface, and a plurality of second upper surface side lands. A second upper surface insulating film formed on the second upper surface so as to be exposed, a second lower surface opposite to the second upper surface, the second lower surface, and the plurality of second surfaces. A plurality of second lower surface side lands electrically connected to the upper surface side lands, respectively, and a second lower surface side insulating film formed on the second lower surface so that each of the plurality of second lower surface side lands is exposed. And a sealing material formed on the second lower surface side insulating film,
(B) After the step (a), a first main surface, a plurality of first bonding pads formed on the first main surface, and a first back surface opposite to the first main surface. Mounting a semiconductor chip on the first upper surface of each of the plurality of first device forming portions;
(C) After the step (b), a step of forming a plurality of conductive members on each of the plurality of first upper surface lands;
here,
Each of the plurality of conductive members formed on each of the plurality of first upper surface lands is higher than a mounting height of the first semiconductor chip,
(D) After the step (c), the plurality of second wiring boards are arranged on the first upper surface of each of the plurality of first device forming portions of the first wiring board, and the first wiring board Each of the plurality of conductive members and the plurality of second wiring substrates by applying a load to the plurality of second wiring substrates while applying heat to the plurality of second wiring substrates and the plurality of sealing materials. The plurality of second lower surface side lands are electrically connected to each other, the plurality of sealing materials are brought into contact with the first upper surface of the first wiring board, and the first semiconductor chip and the plurality of conductive materials Sealing the conductive member;
here,
Each thickness of the plurality of sealing materials before bringing the plurality of sealing materials into contact with the first wiring substrate is larger than the mounting height of the first semiconductor chip,
(E) After the step (d), a step of removing the first cut portion of the first wiring board and a portion overlapping with the first cut portion of each of the plurality of sealing materials.
1 POP
2 半導体チップ
2a 主面(表面、上面)
2b 裏面(下面)
2c 電極パッド(ボンディングパッド、端子、電極)
3 ベース基板(配線基板)
3a 上面(表面、チップ搭載面)
3b 下面(裏面、実装面)
3c リード(ボンディングリード、端子)
3d,3e ランド(端子、電極)
3f ソルダレジスト膜
3g 配線部(配線)
3h 絶縁層
3i,3j 開口部
4 半導体チップ
4a 主面(表面、上面)
4b 裏面(下面)
4c 電極パッド(ボンディングパッド)
5 サブ基板(配線基板)
5a 上面(表面、電子部品搭載面)
5b 下面(裏面)
5c,5d ランド(端子、電極)
5e 絶縁層
5f ソルダレジスト膜
5g,5h 開口部
6 下段側パッケージ
7 上段側パッケージ
8 導電性部材(導通部材)
8a コア材(電極、金属コア、導電性部材)
8b 半田膜(導電性部材)
9 外部端子(導電性部材)
10 封止材(封止層、接着層)
10a 下面
11 導電性部材(柱状電極、突起状電極)
11a 半田層
12 パッケージ基板(配線基板)
12a 上面(表面、チップ搭載面)
12b 下面(裏面)
12c リード(ボンディングリード、端子)
12d ランド(端子、電極)
12e 絶縁層
12f ソルダレジスト膜
12g,12h 開口部
13 ダイボンド材
14 封止体
15 ワイヤ
16 外部端子
17 多連ベース基板
17a 上面
17b 下面
17c デバイス形成部
17d 切断部(除去部、ダイシング部)
17e 枠部
17f アライメントマーク(金属パターン)
18 多連サブ基板
18a 上面
18b 下面
18c デバイス形成部
18d 切断部
18e 枠部
20 吸着ツール
21 加熱ツール
22 耐熱シート
23 ブレード
24 ダイシングシート
25 電極
25a 半田材
26 電極
27 電子部品
28 チップ部品
28a 半田材
29 POP
1 POP
2b Back side (lower side)
2c Electrode pads (bonding pads, terminals, electrodes)
3 Base board (wiring board)
3a Top surface (surface, chip mounting surface)
3b Lower surface (back surface, mounting surface)
3c Lead (bonding lead, terminal)
3d, 3e Land (terminal, electrode)
3f Solder resist
3h Insulating
4b Back side (lower side)
4c Electrode pad (bonding pad)
5 Sub-board (wiring board)
5a Top surface (surface, electronic component mounting surface)
5b Bottom (back)
5c, 5d Land (terminal, electrode)
5e Insulating
8a Core material (electrode, metal core, conductive member)
8b Solder film (conductive member)
9 External terminal (conductive member)
10 Sealing material (sealing layer, adhesive layer)
12a Top surface (surface, chip mounting surface)
12b Bottom (back)
12c Lead (bonding lead, terminal)
12d land (terminal, electrode)
18 Multiple Sub-Substrate
Claims (9)
(a)複数の第1デバイス形成部、前記複数の第1デバイス形成部のうちの互いに隣り合う第1デバイス形成部の間に設けられた第1切断部、および平面視において前記複数の第1デバイス形成部の周囲に設けられた第1枠部を備えた第1配線基板と、複数の第2デバイス形成部、前記複数の第2デバイス形成部のうちの互いに隣り合う第2デバイス形成部の間に設けられた第2切断部、および平面視において前記複数の第2デバイス形成部の周囲に設けられた第2枠部を備えた第2配線基板と、を準備する工程;
ここで、
前記複数の第1デバイス形成部のそれぞれは、第1上面と、前記第1上面に形成された複数の第1ボンディングリードと、前記第1上面に形成され、かつ前記複数の第1ボンディングリードとそれぞれ電気的に接続された複数の第1上面側ランドと、前記複数の第1ボンディングリードおよび前記複数の第1上面側ランドのそれぞれが露出するように前記第1上面上に形成された第1上面側絶縁膜と、前記第1上面とは反対側の第1下面と、前記第1下面に形成され、かつ前記複数の第1ボンディングリードとそれぞれ電気的に接続された複数の第1下面側ランドと、前記複数の第1下面側ランドのそれぞれが露出するように前記第1下面上に形成された第1下面側絶縁膜と、を有し、
前記複数の第2デバイス形成部のそれぞれは、第2上面と、前記第2上面に形成された複数の第2上面側ランドと、前記複数の第2上面側ランドのそれぞれが露出するように前記第2上面上に形成された第2上面側絶縁膜と、前記第2上面とは反対側の第2下面と、前記第2下面に形成され、かつ前記複数の第2上面側ランドとそれぞれ電気的に接続された複数の第2下面側ランドと、前記複数の第2下面側ランドのそれぞれが露出するように前記第2下面上に形成された第2下面側絶縁膜と、前記第2下面側絶縁膜上に形成された封止材と、を有し、
(b)前記(a)工程の後、第1主面、前記第1主面に形成された複数の第1ボンディングパッド、および前記第1主面とは反対側の第1裏面を有する第1半導体チップを、前記複数の第1デバイス形成部のそれぞれの前記第1上面上に搭載する工程;
(c)前記(b)工程の後、前記複数の第1上面側ランドに複数の導電性部材をそれぞれ形成する工程;
ここで、
前記複数の第1上面側ランドにそれぞれ形成された前記複数の導電性部材のそれぞれの高さは、前記第1半導体チップの実装高さよりも高く、
(d)前記(c)工程の後、前記第2配線基板の前記第2下面が前記第1配線基板の前記第1上面と対向するように前記第2配線基板を前記第1配線基板の前記第1上面上に配置し、前記第1配線基板、前記第2配線基板および前記封止材に熱を加えながら前記第2配線基板に荷重を加えることで、前記複数の導電性部材と前記複数の第2下面側ランドをそれぞれ電気的に接続し、かつ前記封止材を前記第1配線基板の前記第1上面に接触させ、かつ前記第1半導体チップおよび前記複数の導電性部材を前記封止材で封止する工程;
ここで、
前記封止材を前記第1配線基板に接触させる前の前記封止材の厚さは、前記第1半導体チップの前記実装高さよりも大きく、
(e)前記(d)工程の後、前記第1配線基板の前記第1切断部、前記第2配線基板の前記第2切断部、および前記封止材のうちの前記第2切断部と重なる部分を除去する工程。 A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) a plurality of first device forming portions, a first cutting portion provided between first device forming portions adjacent to each other among the plurality of first device forming portions, and the plurality of first in plan view A first wiring board having a first frame portion provided around the device forming portion, a plurality of second device forming portions, and a second device forming portion adjacent to each other among the plurality of second device forming portions. A step of preparing a second cutting board provided therebetween, and a second wiring board provided with a second frame provided around the plurality of second device forming parts in plan view;
here,
Each of the plurality of first device forming portions includes a first upper surface, a plurality of first bonding leads formed on the first upper surface, a plurality of first bonding leads formed on the first upper surface, and A plurality of first upper surface lands electrically connected to each other, and a plurality of first bonding leads and a plurality of first upper surface lands formed on the first upper surface so as to be exposed. A plurality of first lower surface sides formed on the first lower surface and electrically connected to the plurality of first bonding leads, respectively, on the upper surface side insulating film, the first lower surface opposite to the first upper surface, and A land, and a first lower surface side insulating film formed on the first lower surface so that each of the plurality of first lower surface side lands is exposed,
Each of the plurality of second device forming portions is configured to expose the second upper surface, the plurality of second upper surface side lands formed on the second upper surface, and the plurality of second upper surface side lands. The second upper surface side insulating film formed on the second upper surface, the second lower surface opposite to the second upper surface, and the second upper surface side lands formed on the second lower surface and electrically A plurality of second lower surface lands that are connected to each other, a second lower surface side insulating film formed on the second lower surface so that each of the plurality of second lower surface lands is exposed, and the second lower surface And a sealing material formed on the side insulating film,
(B) After the step (a), a first main surface, a plurality of first bonding pads formed on the first main surface, and a first back surface opposite to the first main surface. Mounting a semiconductor chip on the first upper surface of each of the plurality of first device forming portions;
(C) After the step (b), a step of forming a plurality of conductive members on each of the plurality of first upper surface lands;
here,
Each of the plurality of conductive members formed on each of the plurality of first upper surface lands is higher than a mounting height of the first semiconductor chip,
(D) After the step (c), the second wiring board is placed on the first wiring board so that the second lower surface of the second wiring board faces the first upper surface of the first wiring board. The plurality of conductive members and the plurality of conductive members are disposed on the first upper surface and apply a load to the second wiring substrate while applying heat to the first wiring substrate, the second wiring substrate, and the sealing material. The second lower surface side lands are electrically connected to each other, the sealing material is brought into contact with the first upper surface of the first wiring board, and the first semiconductor chip and the plurality of conductive members are sealed. Sealing with a sealing material;
here,
The thickness of the sealing material before bringing the sealing material into contact with the first wiring substrate is larger than the mounting height of the first semiconductor chip,
(E) After the step (d), the first cutting part of the first wiring board, the second cutting part of the second wiring board, and the second cutting part of the sealing material overlap. Removing the portion.
前記(a)工程で、前記封止材は、前記第2配線基板の前記第2下面の全面に形成される、半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
In the step (a), the sealing material is formed on the entire surface of the second lower surface of the second wiring board.
前記封止材は、前記第2配線基板の前記第2下面にプレスすることによって形成される、半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 2,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the sealing material is formed by pressing the second lower surface of the second wiring board.
前記(d)工程は、真空雰囲気中で行う、半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 3,
The step (d) is a method for manufacturing a semiconductor device, which is performed in a vacuum atmosphere.
前記導電性部材は、金属コアを半田膜で被覆したボール電極または柱状電極である、半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 4,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the conductive member is a ball electrode or a columnar electrode in which a metal core is covered with a solder film.
前記第1配線基板に位置決め部が形成されている、半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 5,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a positioning portion is formed on the first wiring board.
(a)複数の第1デバイス形成部、前記複数の第1デバイス形成部のうちの互いに隣り合う第1デバイス形成部の間に設けられた第1切断部、および平面視において前記複数の第1デバイス形成部の周囲に設けられた第1枠部を備えた第1配線基板と、複数の第2デバイス形成部、前記複数の第2デバイス形成部のうちの互いに隣り合う第2デバイス形成部の間に設けられた第2切断部、および平面視において前記複数の第2デバイス形成部の周囲に設けられた第2枠部を備えた第2配線基板と、を準備する工程;
ここで、
前記複数の第1デバイス形成部のそれぞれは、第1上面と、前記第1上面に形成された複数の第1ボンディングリードと、前記第1上面に形成され、かつ前記複数の第1ボンディングリードとそれぞれ電気的に接続された複数の第1上面側ランドと、前記複数の第1ボンディングリードおよび前記複数の第1上面側ランドのそれぞれが露出するように前記第1上面上に形成された第1上面側絶縁膜と、前記第1上面とは反対側の第1下面と、前記第1下面に形成され、かつ前記複数の第1ボンディングリードとそれぞれ電気的に接続された複数の第1下面側ランドと、前記複数の第1下面側ランドのそれぞれが露出するように前記第1下面上に形成された第1下面側絶縁膜と、を有し、
前記複数の第2デバイス形成部のそれぞれは、第2上面と、前記第2上面に形成された複数の第2上面側ランドと、前記複数の第2上面側ランドのそれぞれが露出するように前記第2上面上に形成された第2上面側絶縁膜と、前記第2上面とは反対側の第2下面と、前記第2下面に形成され、かつ前記複数の第2上面側ランドとそれぞれ電気的に接続された複数の第2下面側ランドと、前記複数の第2下面側ランドのそれぞれが露出するように前記第2下面上に形成された第2下面側絶縁膜と、を有し、
(b)前記(a)工程の後、第1主面、前記第1主面に形成された複数の第1ボンディングパッド、および前記第1主面とは反対側の第1裏面を有する第1半導体チップを、前記複数の第1デバイス形成部のそれぞれの前記第1上面上に搭載する工程;
(c)前記(b)工程の後、前記複数の第1上面側ランドに複数の導電性部材をそれぞれ形成する工程;
ここで、
前記複数の第1上面側ランドにそれぞれ形成された前記複数の導電性部材のそれぞれの高さは、前記第1半導体チップの実装高さよりも高く、
(d)前記(c)工程の後、前記第1半導体チップの実装高さよりも大きい厚さから成る封止材を前記第1配線基板の前記第1上面上に配置し、さらに、前記封止材を前記第1配線基板の前記第1上面に接触させ、かつ前記第1半導体チップおよび前記複数の導電性部材を前記封止材で封止する工程;
ここで、
前記(d)工程は、真空雰囲気中において行われ、
(e)前記(d)工程の後、前記第2配線基板の前記第2下面が前記第1配線基板の前記第1上面と対向するように前記第2配線基板を前記第1配線基板の前記第1上面上に配置し、前記第1配線基板、前記第2配線基板および前記封止材に熱を加えながら前記第2配線基板に荷重を加えることで、前記複数の導電性部材と前記複数の第2下面側ランドをそれぞれ電気的に接続し、かつ前記封止材を前記第2配線基板の前記第2下面に接触させる工程;
(f)前記(e)工程の後、前記第1配線基板の前記第1切断部、前記第2配線基板の前記第2切断部、および前記封止材のうちの前記第2切断部と重なる部分を除去する工程。 A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) a plurality of first device forming portions, a first cutting portion provided between first device forming portions adjacent to each other among the plurality of first device forming portions, and the plurality of first in plan view A first wiring board having a first frame portion provided around the device forming portion, a plurality of second device forming portions, and a second device forming portion adjacent to each other among the plurality of second device forming portions. A step of preparing a second cutting board provided therebetween, and a second wiring board provided with a second frame provided around the plurality of second device forming parts in plan view;
here,
Each of the plurality of first device forming portions includes a first upper surface, a plurality of first bonding leads formed on the first upper surface, a plurality of first bonding leads formed on the first upper surface, and A plurality of first upper surface lands electrically connected to each other, and a plurality of first bonding leads and a plurality of first upper surface lands formed on the first upper surface so as to be exposed. A plurality of first lower surface sides formed on the first lower surface and electrically connected to the plurality of first bonding leads, respectively, on the upper surface side insulating film, the first lower surface opposite to the first upper surface, and A land, and a first lower surface side insulating film formed on the first lower surface so that each of the plurality of first lower surface side lands is exposed,
Each of the plurality of second device forming portions is configured to expose the second upper surface, the plurality of second upper surface side lands formed on the second upper surface, and the plurality of second upper surface side lands. The second upper surface side insulating film formed on the second upper surface, the second lower surface opposite to the second upper surface, and the second upper surface side lands formed on the second lower surface and electrically And a plurality of second lower surface side lands connected to each other, and a second lower surface side insulating film formed on the second lower surface so that each of the plurality of second lower surface side lands is exposed,
(B) After the step (a), a first main surface, a plurality of first bonding pads formed on the first main surface, and a first back surface opposite to the first main surface. Mounting a semiconductor chip on the first upper surface of each of the plurality of first device forming portions;
(C) After the step (b), a step of forming a plurality of conductive members on each of the plurality of first upper surface lands;
here,
Each of the plurality of conductive members formed on each of the plurality of first upper surface lands is higher than a mounting height of the first semiconductor chip,
(D) After the step (c), a sealing material having a thickness larger than the mounting height of the first semiconductor chip is disposed on the first upper surface of the first wiring board, and further, the sealing Bringing a material into contact with the first upper surface of the first wiring substrate and sealing the first semiconductor chip and the plurality of conductive members with the sealing material;
here,
The step (d) is performed in a vacuum atmosphere,
(E) After the step (d), the second wiring board is placed on the first wiring board so that the second lower surface of the second wiring board faces the first upper surface of the first wiring board. The plurality of conductive members and the plurality of conductive members are disposed on the first upper surface and apply a load to the second wiring substrate while applying heat to the first wiring substrate, the second wiring substrate, and the sealing material. Electrically connecting the second lower surface-side lands, and bringing the sealing material into contact with the second lower surface of the second wiring board;
(F) After the step (e), the first cutting part of the first wiring board, the second cutting part of the second wiring board, and the second cutting part of the sealing material overlap. Removing the portion.
前記(d)工程では、さらに、前記封止材をプレスする、半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 7,
In the step (d), the method for manufacturing a semiconductor device further comprises pressing the sealing material.
前記導電性部材は、金属コアを半田膜で被覆したボール電極または柱状電極である、半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 8,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the conductive member is a ball electrode or a columnar electrode in which a metal core is covered with a solder film.
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---|---|---|---|
JP2013002685A JP2014135388A (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Method of manufacturing semiconductor device |
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JP2013002685A JP2014135388A (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Method of manufacturing semiconductor device |
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- 2013-01-10 JP JP2013002685A patent/JP2014135388A/en active Pending
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