JP5088489B2 - 半導体モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Description
集積回路が形成された半導体チップと、
前記半導体チップに形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数のバンプと、
前記複数のバンプにそれぞれ接触する複数のリードと、
前記複数のリードが形成されたベース基板と、
前記半導体チップの前記バンプが形成された面と、前記ベース基板の前記複数のリードが形成された面と、の間で間隔を保持する硬化した接着剤と、
を有し、
前記半導体チップには、収縮する方向の応力が残存し、
前記複数のリードには、少なくとも前記半導体チップから前記複数のバンプを介して、前記半導体チップの中央方向に押圧力が加えられている。本発明によれば、半導体チップの中央方向にバンプからリードに押圧力が加えられているので、半導体装置の外側においてバンプとリードが圧接している。半導体装置の外側は、バンプとリードの剥離が発生し始める側なので、その側において圧接していることで、バンプとリードが離れることを防止し、電気的な接続信頼性を確保することができる。
(2)この半導体モジュールにおいて、
前記複数の電極上に位置する複数の開口を有して前記半導体チップ上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置された、長尺状をなす樹脂突起と、
前記複数の電極上から、前記樹脂突起が延びる方向に沿った軸に交差して延び、前記樹脂突起上に至る複数の配線と、
をさらに有し、
前記複数のバンプは、前記樹脂突起及び前記複数の配線からなり、
前記複数のリードは、前記複数の配線の前記樹脂突起上の部分にそれぞれ接触し、
前記樹脂突起にも、前記軸に沿って収縮する方向の応力が残存し、
前記複数のリードには、前記樹脂突起からも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力が加えられていてもよい。
(3)この半導体モジュールにおいて、
前記樹脂突起は、複数の窪みを有し、
前記複数の配線及び前記複数のリードの接触部は、それぞれ、前記複数の窪み内に位置し、
前記複数のリードには、前記樹脂突起の前記複数の窪みの内面から、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力が加えられていてもよい。
(4)この半導体モジュールにおいて、
前記樹脂突起は、前記軸に直交する断面が弓形をなし、前記弓形の弦が前記絶縁膜上に配置され、
それぞれの前記リードは、前記弦の中央部に対向する部分が、前記弦の両端部に対向する部分よりも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に曲がっていてもよい。
(5)この半導体モジュールにおいて、
それぞれの前記リードの、前記半導体チップの外側に近い端部が、いずれかの前記バンプと接触し、
それぞれの前記リードの、前記半導体チップの中側に近い端部は、いずれの前記バンプとも接触しなくてもよい。
(6)この半導体モジュールにおいて、
前記樹脂突起は、並列する第1及び第2の樹脂突起を含み、
前記複数の配線は、前記第1の樹脂突起上に至る複数の第1の配線と、前記第2の樹脂突起上に至る複数の第2の配線と、を含み、
前記複数の第1の配線の、前記第1の樹脂突起上に位置する複数の第1の接続部と、前記複数の第2の配線の、前記第2の樹脂突起上に位置する複数の第2の接続部と、が千鳥状に配列され、
前記複数のリードは、前記複数の第1の接続部と接触する複数の第1のリードと、前記複数の第2の接続部と接触する複数の第2のリードと、を含み、
前記第1の樹脂突起は、前記軸に沿って一列に並ぶ、複数の第1の窪み及び複数の第2の窪みを有し、少なくとも1つの前記第1の窪みと少なくとも1つの前記第2の窪みが交互に配列され、
前記複数の第1の接続部及び前記複数の第1のリードの接触部は、それぞれ、前記複数の第1の窪み内に位置し、
前記複数の第2のリードは、前記第1の樹脂突起の前記複数の第2の窪み内を通って、前記複数の第2の接続部上に至るように形成されていてもよい。
(7)本発明に係る半導体モジュールの製造方法は、
(a)半導体装置を加熱する工程と、
(b)加熱された前記半導体装置を、接着剤を介して、複数のリードが形成されたベース基板に押圧する工程と、その後、
(c)前記半導体装置及び前記ベース基板の間に押圧力を加えたまま、前記半導体装置を冷却する工程と、
を含み、
前記(a)工程で、前記半導体装置は、
集積回路が形成された半導体チップと、
前記半導体チップに形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数のバンプと、
を有し、
前記(b)工程で、前記複数のバンプを複数のリードに押圧し、
前記(c)工程で、前記半導体チップを収縮させて、前記複数のバンプを介して、前記複数のリードに、前記半導体チップの中央方向に押圧力を加える。本発明によれば、半導体チップの中央方向にバンプからリードに押圧力を加えるので、半導体装置の外側においてバンプとリードが圧接する。半導体装置の外側は、バンプとリードの剥離が発生し始める側なので、その側において圧接させることで、バンプとリードが離れることを防止し、電気的な接続信頼性を確保することができる。
(8)この半導体モジュールの製造方法において、
前記(a)工程で、前記半導体装置は、
前記複数の電極上に位置する複数の開口を有して前記半導体チップ上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置された、長尺状をなす樹脂突起と、
前記複数の電極上から、前記樹脂突起が延びる方向に沿った軸に交差して延び、前記樹脂突起上に至る複数の配線と、
をさらに有し、
前記複数のバンプは、前記樹脂突起及び前記複数の配線からなり、
前記(b)工程で、前記複数の配線の前記樹脂突起上の部分を、前記複数のリードに接触させ、
前記(c)工程で、前記樹脂突起も前記軸に沿って収縮させ、前記複数のリードに、前記樹脂突起からも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力を加えてもよい。
(9)この半導体モジュールの製造方法において、
前記(b)工程で、前記樹脂突起に、前記複数の配線及び前記複数のリードの接触部を介して、複数の窪みを形成し、
前記(c)工程で、前記複数のリードに、前記樹脂突起の前記複数の窪みの内面から、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力を加えてもよい。
(10)この半導体モジュールの製造方法において、
前記(b)工程前に、前記樹脂突起は、前記軸に直交する断面が弓形をなし、前記弓形の弦が前記絶縁膜上に配置され、
前記(c)工程で、それぞれの前記リードの、前記弦の中央部に対向する部分を、前記弦の両端部に対向する部分よりも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に曲げてもよい。
(11)この半導体モジュールの製造方法において、
前記(c)工程で、
それぞれの前記リードは、前記半導体チップの外側に近い端部がいずれかの前記バンプと接触して、前記半導体チップの中央方向に押圧され、
それぞれの前記リードの、前記半導体チップの中央に近い端部は、いずれの前記バンプとも接触しなくてもよい。
(12)この半導体モジュールの製造方法において、
前記樹脂突起は、並列する第1及び第2の樹脂突起を含み、
前記複数の配線は、前記第1の樹脂突起上に至る複数の第1の配線と、前記第2の樹脂突起上に至る複数の第2の配線と、を含み、
前記複数の第1の配線の、前記第1の樹脂突起上に位置する複数の第1の接続部と、前記複数の第2の配線の、前記第2の樹脂突起上に位置する複数の第2の接続部と、が千鳥状に配列され、
前記複数のリードは、複数の第1のリードと、複数の第2のリードと、を含み、
前記(b)工程で、前記複数の第1のリードを部分的に前記複数の第1の接続部と対向させ、前記複数の第2のリードを部分的に前記複数の第2の接続部と対向させ、かつ、前記複数の第2のリードを部分的に前記第1の接続部を避けて前記第1の樹脂突起と対向させ、前記複数の第2のリードを前記第1の樹脂突起にめり込ませ、
前記(c)工程で、前記第1の樹脂突起の収縮に従って前記第2のリードを屈曲させてもよい。
(半導体装置)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体モジュールに使用される半導体装置を示す平面図である。図2は、図1に示す半導体装置のII-II線断面図であり、図3は、図1に示す半導体装置のIII-III線断面図である。
次に、本発明の第1の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する。本実施の形態では、上述した半導体装置1を用意する。半導体モジュールの製造方法では、上述した半導体装置1を加熱する。加熱によって半導体チップ10が膨張する。半導体チップ10が軸AX(図1参照)に沿って長い場合、その方向の膨張量が大きい。加熱によって樹脂突起20も膨張する。樹脂突起20は軸AXに沿って膨張する。
図6〜図8は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体モジュールを説明する図でもある。半導体モジュールは、上述した半導体装置1と、ベース基板24と、を有する。複数のバンプ18にそれぞれ複数のリード26が接触している。ベース基板24は、リード26の樹脂突起20とは反対側を支持する。樹脂突起20は、弾性変形によって形成された複数の窪み30を有する。複数の配線22の複数のリード26との接触部は、それぞれ、複数の窪み30内(その表面上)に形成されている。接着剤28が、硬化して、半導体チップ10のバンプ18が形成された面と、ベース基板24の複数のリード26が形成された面と、の間で間隔を保持している。また、接着剤28によって、半導体チップ10とベース基板24は、対向面に沿ってスライドしないように固定されている。
図9は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体モジュールに使用される半導体装置を示す平面図である。本実施の形態では、樹脂突起は、並列する第1及び第2の樹脂突起40,42を含む。複数の配線は、第1の樹脂突起40上に至る複数の第1の配線44と、第2の樹脂突起42上に至る複数の第2の配線46と、を含む。複数の第1の配線44は、第1の樹脂突起40上に位置する複数の第1の接続部48を含む。複数の第2の配線46は、第2の樹脂突起42上に位置する複数の第2の接続部50を含む。半導体チップ52は、複数の第1の電極54と、複数の第2の電極56を有する。複数の第1の電極54に複数の第1の配線44が電気的に接続されている。複数の第2の電極56に複数の第2の配線46が電気的に接続されている。複数の第1の電極54及び複数の第2の電極56は、一列に配列されており、交互に反対方向に引き出されている。そのため、複数の第1の接続部48と複数の第2の接続部50とは千鳥状に配列されている。半導体装置2について、その他の詳細は、第1の実施の形態で説明した内容が該当する。
図12は、本発明の第3の実施の形態に係る半導体モジュール及びその製造方法を説明する断面図である。本実施の形態では、それぞれのリード126の、半導体チップ110の外側に近い端部127は、いずれかのバンプ118と接触している。それぞれのリード126の、半導体チップ110の中側に近い端部129は、いずれのバンプ118とも接触しない。その他の詳細は、第1の実施の形態で説明した内容が該当する。本発明はこのような形態も含む。
Claims (8)
- 集積回路が形成された半導体チップと、
前記半導体チップに形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記複数の電極上に位置する複数の開口を有して前記半導体チップ上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置された、長尺状をなす樹脂突起と、前記複数の電極上から、前記樹脂突起が延びる方向に沿った軸に交差して延び、前記樹脂突起上に至る複数の配線と、を有する複数のバンプと、
前記複数の配線の前記樹脂突起上の部分にそれぞれ接触する複数のリードと、
前記複数のリードが形成されたベース基板と、
前記半導体チップの前記バンプが形成された面と、前記ベース基板の前記複数のリードが形成された面と、の間で間隔を保持する硬化した接着剤と、
を有し、
前記半導体チップには、収縮する方向の応力が残存し、
前記樹脂突起にも、前記軸に沿って収縮する方向の応力が残存し、
前記樹脂突起は、複数の窪みを有し、
前記複数の配線及び前記複数のリードの接触部は、それぞれ、前記複数の窪み内に位置し、
前記複数のリードには、前記樹脂突起の前記複数の窪みの内面から、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力が加えられている半導体モジュール。 - 請求項1に記載された半導体モジュールにおいて、
前記樹脂突起は、前記軸に直交する断面が弓形をなし、前記弓形の弦が前記絶縁膜上に配置され、
それぞれの前記リードは、前記弦の中央部に対向する部分が、前記弦の両端部に対向する部分よりも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に曲がっている半導体モジュール。 - 請求項1又は2に記載された半導体モジュールにおいて、
それぞれの前記リードの、前記半導体チップの外側に近い端部が、いずれかの前記バンプと接触し、
それぞれの前記リードの、前記半導体チップの中側に近い端部は、いずれの前記バンプとも接触しない半導体モジュール。 - 請求項1に記載された半導体モジュールにおいて、
前記樹脂突起は、並列する第1及び第2の樹脂突起を含み、
前記複数の配線は、前記第1の樹脂突起上に至る複数の第1の配線と、前記第2の樹脂
突起上に至る複数の第2の配線と、を含み、
前記複数の第1の配線の、前記第1の樹脂突起上に位置する複数の第1の接続部と、前記複数の第2の配線の、前記第2の樹脂突起上に位置する複数の第2の接続部と、が千鳥状に配列され、
前記複数のリードは、前記複数の第1の接続部と接触する複数の第1のリードと、前記複数の第2の接続部と接触する複数の第2のリードと、を含み、
前記第1の樹脂突起は、前記軸に沿って一列に並ぶ、複数の第1の窪み及び複数の第2の窪みを有し、少なくとも1つの前記第1の窪みと少なくとも1つの前記第2の窪みが交互に配列され、
前記複数の第1の接続部及び前記複数の第1のリードの接触部は、それぞれ、前記複数の第1の窪み内に位置し、
前記複数の第2のリードは、前記第1の樹脂突起の前記複数の第2の窪み内を通って、前記複数の第2の接続部上に至るように形成されている半導体モジュール。 - (a)半導体装置を加熱する工程と、
(b)加熱された前記半導体装置を、接着剤を介して、複数のリードが形成されたベース基板に押圧する工程と、その後、
(c)前記半導体装置及び前記ベース基板の間に押圧力を加えたまま、前記半導体装置を冷却する工程と、
を含み、
前記(a)工程で、前記半導体装置は、
集積回路が形成された半導体チップと、
前記半導体チップに形成され、前記集積回路に電気的に接続された複数の電極と、
前記複数の電極上に位置する複数の開口を有して前記半導体チップ上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置された、長尺状をなす樹脂突起と、前記複数の電極上から、前記樹脂突起が延びる方向に沿った軸に交差して延び、前記樹脂突起上に至る複数の配線と、を有する複数のバンプと、
を有し、
前記(b)工程で、前記複数の配線の前記樹脂突起上の部分を、前記複数のリードに接触させ、前記樹脂突起に、前記複数の配線及び前記複数のリードの接触部を介して、複数の窪みを形成し、
前記(c)工程で、前記半導体チップおよび前記樹脂突起を収縮させ、前記複数のリードに、前記樹脂突起の前記複数の窪みの内面から、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に押圧力を加える半導体モジュールの製造方法。 - 請求項5に記載された半導体モジュールの製造方法において、
前記(b)工程前に、前記樹脂突起は、前記軸に直交する断面が弓形をなし、前記弓形の弦が前記絶縁膜上に配置され、
前記(c)工程で、それぞれの前記リードの、前記弦の中央部に対向する部分を、前記弦の両端部に対向する部分よりも、前記軸に沿って前記半導体チップの中央方向に曲げる半導体モジュールの製造方法。 - 請求項5又は6に記載された半導体モジュールの製造方法において、
前記(c)工程で、
それぞれの前記リードは、前記半導体チップの外側に近い端部がいずれかの前記バンプと接触して、前記半導体チップの中央方向に押圧され、
それぞれの前記リードの、前記半導体チップの中央に近い端部は、いずれの前記バンプとも接触しない半導体モジュールの製造方法。 - 請求項5に記載された半導体モジュールの製造方法において、
前記樹脂突起は、並列する第1及び第2の樹脂突起を含み、
前記複数の配線は、前記第1の樹脂突起上に至る複数の第1の配線と、前記第2の樹脂突起上に至る複数の第2の配線と、を含み、
前記複数の第1の配線の、前記第1の樹脂突起上に位置する複数の第1の接続部と、前記複数の第2の配線の、前記第2の樹脂突起上に位置する複数の第2の接続部と、が千鳥状に配列され、
前記複数のリードは、複数の第1のリードと、複数の第2のリードと、を含み、
前記(b)工程で、前記複数の第1のリードを部分的に前記複数の第1の接続部と対向させ、前記複数の第2のリードを部分的に前記複数の第2の接続部と対向させ、かつ、前記複数の第2のリードを部分的に前記第1の接続部を避けて前記第1の樹脂突起と対向させ、前記複数の第2のリードを前記第1の樹脂突起にめり込ませ、
前記(c)工程で、前記第1の樹脂突起の収縮に従って前記第2のリードを屈曲させる半導体モジュールの製造方法。
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