JP4148828B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置に関し、特に、フレキシブルシートを用いた小型の半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5を参照して従来型の半導体装置100の構成を説明する(下記特許文献1参照)。
【0003】
同図に示す半導体装置100では、実装基板としてのフレキシブルシート103の表面および裏面に、半導体素子が実装されることで装置が構成されている。
【0004】
フレキシブルシート103の表面および裏面には、配線化された導電パターンが形成されている。フレキシブルシート103の上面には第1の半導体素子101Aが実装され、裏面には第2の半導体素子101Bが実装されている。ここでは、金属細線106を介して、第1の半導体素子101Aおよび第2の半導体素子101Bは、フレキシブルシートの配線と電気的に接続されている。第1の半導体素子101Aおよび第2の半導体素子101Bは、それぞれ第1の封止樹脂102Aおよび第2の封止樹脂102Bにより封止されている。
【0005】
上記したような構成の半導体装置100の製造方法としては、先ず、フレキシブルシート103の表面に第1の半導体素子101Aを実装して、第1の封止樹脂102Aにより封止を行う。次に、フレキシブルシート103を反転させて、第2の半導体素子101Bの実装および第2の封止樹脂102Bによる封止を行う。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−3922号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した半導体装置100では、フレキシブルシート103の両面に半導体素子の実装を行うため、両面に配線化された導電パターンを有するフレキシブルシートが必須であった。このことが、半導体装置100のコストアップを招いていた。
【0008】
更に、製造方法では、フレキシブルシート103を反転させる工程が必要になり、このことが、工程の複雑化を招いていた。
【0009】
本発明は上記した問題を鑑みて成されたものであり、本発明の主な目的は、簡素化された構成および製造方法の導体装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置は、表面のみに導電パターンが設けられたフレキシブルシートと、前記フレキシブルシートの表面に実装された第1の半導体素子を被覆する第1の封止樹脂と、前記第1の半導体素子に接近した箇所の前記フレキシブルシートの表面に実装された第2の半導体素子を被覆する第2の封止樹脂とを具備し、前記導電パターンは、前記第1の半導体素子と接続される第1のパッドと、前記第2の半導体素子と接続される第2のパッドと、外部との接続を行う第3のパッドとを含み、前記第1の封止樹脂と前記第2の封止樹脂とが、接着樹脂を介して当接するように、前記フレキシブルシートは曲折されることを特徴とする。
【0011】
本発明の半導体装置の製造方法は、第1のパッド、第2のパッドおよび第3のパッドを含む導電パターンが、表面のみに形成されたフレキシブルシートを用意する工程と、前記フレキシブルシートの表面に第1の半導体素子および第2の半導体素子を実装し、前記第1のパッドに前記第1の半導体素子を接続し、前記第2のパッドに前記第2の半導体素子を接続する工程と、前記第1の半導体素子および前記第2の半導体素子を、第1の封止樹脂および第2の封止樹脂にて封止する工程と、前記フレキシブルシートを曲折させて前記第1の封止樹脂および前記第2の封止樹脂を重ね合わせる工程と、を有することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
先ず、図1を参照して本発明にかかる半導体装置10Aの構造を説明する。
【0013】
本発明の半導体装置10Aは、表面に導電パターンが設けられたフレキシブルシート13と、フレキシブルシート13の表面に実装された第1の半導体素子11Aを被覆する第1の封止樹脂12Aと、第1の半導体素子11Aに接近した箇所のフレキシブルシート13の表面に実装された第2の半導体素子11Bを被覆する第2の封止樹脂12Bとを具備し、第1の封止樹脂12Aと第2の封止樹脂12Bとが重なり合うようにフレキシブルシート13を曲折させる構成となっている。このような構成の半導体装置10Aの詳細を以下にて詳述する。
【0014】
図1(A)を参照して、第1の半導体素子11Aおよび第2の半導体素子11Bは、例えばICチップであり、フレキシブルシート13に固着されて、フレキシブルシート13の表面に形成された導電路と電気的に接続されている。ここでは、金属細線16を介して、半導体素子11とフレキシブルシート13の導電路とが電気的に接続されている。また、半導体素子以外の素子をフレキシブルシート13に実装することも可能である。また、第1の半導体素子11Aおよび第2の半導体素子11Bは、フレキシブルシート13が曲折できる程度以上に離間されて、フレキシブルシート13の表面に固着されている。
【0015】
第1の封止樹脂12Aおよび第2の封止樹脂12Bは、例えば熱硬化性樹脂からなり、第1の半導体素子11Aおよび第2の半導体素子11Bを被覆している。本発明では、第1の封止樹脂12Aおよび第2の封止樹脂12Bは、両者共にフレキシブルシート13の表面に形成されている。
【0016】
フレキシブルシート13は、例えばポリイミド系材料から成り、その表面には導電パターンが形成されている。フレキシブルシート13には半導体素子11が実装され、フレキシブルシートの表面に形成された導電パターンと半導体素子11とが電気的に接続されている。即ち、フレキシブルシート13は、第1の半導体素子11Aが実装される領域と、第2の半導体素子11Bが実装される領域と、外部との接続を行うパッド14Bが形成される領域とを有する。そして、これらの領域は、フレキシブルシート13の片側のみに形成され、導電パターンより成る配線部14Aにて電気的に接続されている。また、フレキシブルシート以外の基板を用いることも可能である。具体的には、可撓性を有し、表面に形成される導電パターンとの絶縁処理が施されている基板であれば、材質にかかわらず全般的に用いることができる。
【0017】
また、フレキシブルシート13が曲折されることにより、第1の封止樹脂12Aと第2の封止樹脂12Bとは、平面的に重ね合うようになる。ここでは、第1の半導体素子11Aが実装された箇所のフレキシブルシート13の裏面に、第2の半導体素子11Bが実装された箇所のフレキシブルシート13の裏面が、接着樹脂15を介して当接している。係る構成により、片面のみに導電パターンを有するフレキシブルシート13を用いて、両面実装の半導体装置10Aを構成することができる。
【0018】
ここでは、フレキシブルシート13の裏面に、第3の半導体素子11Cが実装される。具体的には、第1の半導体素子11Aが実装される箇所のフレキシブルシート13の裏面に、第3の半導体素子11Cが実装されている。第3の半導体素子11Cとしては、例えば、CCD(Charged Coupled Device)イメージセンサ等の固体撮像素子を採用することができる。
【0019】
図1(B)を参照して、他の形態の半導体装置10Dの構成を説明する。ここでは、第3の半導体素子11Cは、第2の半導体素子11Bが実装される箇所のフレキシブルシート13の裏面に実装されている。
【0020】
図1(C)は、第3の半導体素子11Cが実装される箇所の拡大断面図である。同図を参照して、第1の半導体素子11Aまたは第2の半導体素子11Bが実装される箇所のフレキシブルシート13の裏面に、第3の半導体素子11Cが実装されている。具体的には、第3の半導体素子11Cが有するバンプ電極20に対応する箇所のフレキシブルシート13には開口部が設けられ、その開口部からパッド14Dの裏面が露出している。そして、フレキシブルシート13の開口部から露出するパッド14Dの裏面に、バンプ電極20を介して、第3の半導体素子11Cが実装されている。
【0021】
上記のように、第1または第2の半導体素子が実装される箇所のフレキシブルシート13の裏面に、第3の半導体素子11Cを実装することにより、第3の半導体素子11Cの信頼性を向上させることができる。通常は、他の構成要素と比較すると半導体の熱膨張係数は極めて小さい。従って、この熱膨張係数の相違により、大きな熱応力が発生して、半導体素子と他の箇所との接続を行うバンプ電極20にクラックが発生する場合がある。本発明では、樹脂封止される第1または第2の半導体素子と、第3の半導体素子11Cとが、フレキシブルシート13を介して極めて接近している。従って、両者の熱膨張係数は同じであることから、バンプ電極20に作用する熱応力を軽減して、その信頼性を向上させることができる。
【0022】
続いて、図2から図4を参照して、本発明にかかる半導体装置の製造方法を説明する。ここでは、一実施例として、図1に示す半導体装置10Aの製造方法を説明する。
【0023】
本発明の半導体装置10の製造方法は、表面に導電パターン14を有するフレキシブルシート13を用意する工程と、フレキシブルシート13の表面に第1の半導体素子11Aおよび第2の半導体素子11Bを実装する工程と、第1の半導体素子11Aおよび第2の半導体素子11Bを、第1の封止樹脂12Aおよび第2の封止樹脂12Bにて封止する工程と、フレキシブルシート13を曲折させて第1の封止樹脂12Aおよび第2の封止樹脂12Bを重ね合わせる工程とを有する。このような各工程を以下にて説明する。
【0024】
図2を参照して、ポリイミド樹脂等から成るフレキシブルシート13を説明する。図2(A)はフレキシブルシート13の平面図であり、図2(B)は他の形態のフレキシブルシート13の平面図である。
【0025】
図2(A)を参照して、フレキシブルシート13には導電パターン14が表面に形成されている。この導電パターンは、ボンディングパッド14C、配線部14Aおよびパッド14Bを構成している。ボンディングパッド14Cは、載置予定の半導体素子の対応した領域を囲むように複数個が形成されている。本実施の形態では、2つの半導体素子が実装されるので、これらの半導体素子を囲むようにボンディングパッド14Cが形成されている。配線部14Aは、ボンディングパッド14C同士または、ボンディングパッド14Cとパッド14Bとを接続させる働きを有する。パッド14Cは、フレキシブルシート13の一端に複数個が形成され、外部との接続端子として機能する。
【0026】
図2(B)を参照して、他の形態のフレキシブルシート13を説明する。ここでは、フレキシブルシート13はL字の形状を有す湾曲形状になっている。他の特徴は図2(A)に示したものと同様である。
【0027】
次に、図3を参照して、フレキシブルシート13の表面に第1の半導体素子11Aおよび第2の半導体素子11Bを実装する。ここでは、第1の半導体素子11Aおよび第2の半導体素子11Bが、フレキシブルシート13の表面に固着され、金属細線16を介して、ボンディングパッド14Cと電気的に接続されている。本工程では、フレキシブルシート13の表面のみに半導体素子11が実装されるので、フレキシブルシート13を裏面に反転させる工程を省くことができる。即ち、完成時に於いてはフレキシブルシート13の両面に位置する第1の半導体素子11Aおよび第2の半導体素子11Bを、同時に実装することができる。
【0028】
次に、図4を参照して、第1の半導体素子11Aおよび第2の半導体素子11Bを、第1の封止樹脂12Aおよび第2の封止樹脂12Bにて封止する。本工程に於いて、第1の封止樹脂12Aおよび第2の封止樹脂12Bの形成は、例えば、トランスファーモールドで行うことができる。また、第1の半導体素子11Aおよび第2の半導体素子11Bは、フレキシブルシート13の同一面に実装されている。このことから、それらを被覆する第1の封止樹脂12Aおよび第2の封止樹脂12Bを、同時に形成することができる。
【0029】
上記工程が終了した後に、フレキシブルシート13を曲折させて第1の封止樹脂12Aおよび第2の封止樹脂12Bを重ね合わせる。このことで、図1や図1に示す半導体装置が完成する。
【0030】
【発明の効果】
本発明の半導体装置によれば、曲折されたフレキシブルシート13に、第1の半導体素子11Aおよび第2の半導体素子11Bを実装している。そして、第3の半導体素子は、フレキシブルシート13に設けた開口部を介して表面の導電パターンに実装されている。このことから、表面のみに導電パターンを有するフレキシブルシート13を用いて、両面実装構造を得ることができる。
【0031】
また、本発明の半導体装置によれば、表面のみに導電パターンを有するフレキシブルシート13を用いて、表面に複数個の半導体素子の実装および封止を行うことで、半導体装置を製造することができる。また、フレキシブルシート13の曲折および第3の半導体素子の実装は、最後の工程で行う。従って、フレキシブルシート13を反転させる工程を省いて、両面実装の構造を有する半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の半導体装置の断面図(A)、断面図(B)、断面図(C)である。
【図2】 本発明の半導体装置の製造方法を示す平面図(A)、平面図(B)である。
【図3】 本発明の半導体装置の製造方法を示す平面図(A)、断面図(B)である。
【図4】 本発明の半導体装置の製造方法を示す平面図(A)、断面図(B)である。
【図5】 従来の半導体装置を説明する断面図である。
【符号の説明】
10 半導体装置
11A 第1の半導体素子
11B 第2の半導体素子
12A 第1の封止樹脂
12B 第2の封止樹脂
13 フレキシブルシート
14A 配線部
14B パッド
15 接着樹脂
Claims (5)
- 表面のみに導電パターンが設けられたフレキシブルシートと、前記フレキシブルシートの表面に実装された第1の半導体素子を被覆する第1の封止樹脂と、前記第1の半導体素子に接近した箇所の前記フレキシブルシートの表面に実装された第2の半導体素子を被覆する第2の封止樹脂とを具備し、
前記導電パターンは、前記第1の半導体素子と接続される第1のパッドと、前記第2の半導体素子と接続される第2のパッドと、外部との接続を行う第3のパッドとを含み、
前記第1の封止樹脂と前記第2の封止樹脂とが、接着樹脂を介して当接するように、前記フレキシブルシートは曲折されることを特徴とする半導体装置。 - 前記フレキシブルシートの裏面に第3の半導体素子が実装されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記第3の半導体素子は、固体撮像素子であることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
- 前記フレキシブルシートを部分的に開口して開口部が設けられ、前記導電パターンから成る第4のパッドの裏面が前記開口部から露出し、
前記第3の半導体素子は、前記開口部に露出する前記第4のパッドに接続されるバンプ電極を介して実装されることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。 - 第1のパッド、第2のパッドおよび第3のパッドを含む導電パターンが、表面のみに形成されたフレキシブルシートを用意する工程と、
前記フレキシブルシートの表面に第1の半導体素子および第2の半導体素子を実装し、前記第1のパッドに前記第1の半導体素子を接続し、前記第2のパッドに前記第2の半導体素子を接続する工程と、
前記第1の半導体素子および前記第2の半導体素子を、第1の封止樹脂および第2の封止樹脂にて封止する工程と、
前記フレキシブルシートを曲折させて前記第1の封止樹脂および前記第2の封止樹脂を重ね合わせる工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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