JP5285204B2 - Semiconductor device and substrate for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Description

この発明は、半導体装置及び半導体装置製造用基板に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a substrate for manufacturing a semiconductor device.

近年、プリント配線板等に半導体装置を実装する技術として、プリント配線板等に半導体装置を直接半田付けする表面実装技術が広く用いられていて、半導体装置やプリント配線板等の小型化、実装密度の向上等が図られている。 In recent years, as a technology for mounting a semiconductor device on a printed wiring board or the like, surface mounting technology for directly soldering the semiconductor device to the printed wiring board or the like has been widely used. The improvement etc. are aimed at.

表面実装技術に用いられる半導体装置としては、QFP(Quad Flat Package)、BGA(Ball Grid array)、LGA(Land grid array)等の半導体装置が採用されているが、なかでも、BGA型半導体装置やLGA型半導体装置によれば、半導体装置の表面に多数の外部端子(半田バンプ等)を配置することができるため、半導体装置やプリント配線板等のさらなる小型化、実装密度の向上等が可能になる。 As semiconductor devices used for surface mounting technology, semiconductor devices such as QFP (Quad Flat Package), BGA (Ball Grid Array), and LGA (Land Grid Array) are adopted. Among them, BGA type semiconductor devices and According to the LGA type semiconductor device, since a large number of external terminals (solder bumps, etc.) can be arranged on the surface of the semiconductor device, it is possible to further reduce the size of the semiconductor device, the printed wiring board, etc., and improve the mounting density. Become.

しかし、BGA型半導体装置やLGA型半導体装置等は、熱伝導性の低い樹脂やセラミック等からなる絶縁性基板に半導体チップが接合され、樹脂によって封止されているため、熱伝導性に優れたリードフレームが用いられるQFP型半導体装置等と比べると、半導体チップの放熱を充分に行うことができず、半導体チップの温度を許容温度以下に保つことが困難であるという問題があった。特に、近年では、半導体チップの高機能化に伴って半導体チップの発熱量が増加しているため、優れた放熱機能を有する半導体装置が要求されていた。 However, BGA type semiconductor devices, LGA type semiconductor devices, etc. have excellent thermal conductivity because the semiconductor chip is bonded to an insulating substrate made of resin, ceramic or the like having low thermal conductivity and sealed with resin. Compared to a QFP type semiconductor device or the like in which a lead frame is used, there is a problem that the semiconductor chip cannot sufficiently dissipate heat and it is difficult to keep the temperature of the semiconductor chip below an allowable temperature. In particular, in recent years, the amount of heat generated by a semiconductor chip has increased along with the increase in functionality of the semiconductor chip, so that a semiconductor device having an excellent heat dissipation function has been required.

従来の半導体装置としては、例えば、半導体チップ上面の電極とワイヤにより接続されたパッドと、半導体チップが接着材を介して接合された放熱用電極(金属板等)とを備え、パッド及び放熱用電極の一部を除いて全体が樹脂により封止された半導体装置が存在する(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の半導体装置は、半導体チップから放熱用電極を介して放熱を行うものである。 As a conventional semiconductor device, for example, a pad connected to an electrode on the upper surface of a semiconductor chip by a wire and a heat radiation electrode (metal plate or the like) to which the semiconductor chip is bonded via an adhesive material are provided. There is a semiconductor device that is entirely sealed with a resin except for a part of electrodes (see, for example, Patent Document 1). The semiconductor device described in Patent Document 1 radiates heat from a semiconductor chip via a heat radiation electrode.

また、従来の半導体装置としては、例えば、下面(実装面)に多数の接続電極が形成されるとともに、下面の周辺部に周辺補強用ダミー電極、下面の中央部に中央補強用ダミー電極が夫々形成された下面電極(フェイスダウン)型半導体チップと、接続電極に接続された接続ランド並びに各補強用ダミー電極に接続された周辺補強用ランド及び中央補強用ランドが表面に形成された絶縁性基板とを備え、この絶縁性基板には、中央補強用ランドに対応したビアホールが形成されていて、絶縁性基板の裏面には、ビアホールと接続された放熱用導体層が形成された半導体装置が存在する(例えば、特許文献2参照)。特許文献2に記載の半導体装置は、熱伝導性の高い中央補強用ダミー電極、中央補強用ランド、ビアホール及び放熱用導体層からなる熱伝導経路を介して、半導体チップから放熱を行うものである。 As the conventional semiconductor device, e.g., a lower surface and a plurality of connecting electrodes (mounting surface) is formed and Moni, peripheral reinforcing dummy electrode in a peripheral portion of the lower surface, dummy central reinforcement in the central portion of the lower surface A bottom electrode (face-down) type semiconductor chip with electrodes formed thereon, a connection land connected to the connection electrode, a peripheral reinforcing land connected to each reinforcing dummy electrode, and a central reinforcing land were formed on the surface. A semiconductor substrate having a via hole corresponding to the central reinforcing land, and a heat-dissipating conductor layer connected to the via hole formed on the back surface of the insulating substrate. There exists a device (see, for example, Patent Document 2). The semiconductor device described in Patent Document 2 radiates heat from a semiconductor chip through a heat conduction path including a central reinforcing dummy electrode, a central reinforcing land, a via hole, and a heat radiating conductor layer having high thermal conductivity. .

特開2002−158315号公報JP 2002-158315 A 特開2003−8186号公報JP 2003-8186 A

しかしながら、特許文献1に記載の半導体装置は、放熱用電極とパッドとを電気的に絶縁しなければならない構成を有していて、接着材として、熱伝導性の低い絶縁性接着剤や絶縁シートを用いなければならないため、半導体チップから放熱用電極に熱が伝わり難く、半導体チップの放熱を充分に行うことができないという問題があった。 However, the semiconductor device described in Patent Document 1 has a configuration in which the heat radiation electrode and the pad must be electrically insulated, and as an adhesive, an insulating adhesive or insulating sheet with low thermal conductivity is used. Therefore, there is a problem that heat is not easily transmitted from the semiconductor chip to the heat radiation electrode, and the semiconductor chip cannot be sufficiently radiated.

特許文献2に記載の半導体装置は、半導体チップに設けられた電極のうち、放熱用導体層と接続された電極が、中央補強用ダミー電極のみであり、熱伝導経路が少ないため、半導体チップの放熱を充分に行うことができないという問題があった。また、中央補強ダミー電極が、半導体チップ下面の中央に位置しているため、半導体チップ全体からの放熱が困難であるという問題があった。また、半導体チップが、下面電極(フェイスダウン)型半導体チップであるため、半導体チップ下面に、放熱に充分な数の中央補強用ダミー電極を設けることが困難であるという問題があった。 In the semiconductor device described in Patent Document 2, the electrode connected to the heat dissipation conductor layer among the electrodes provided on the semiconductor chip is only the central reinforcing dummy electrode and has few heat conduction paths. There was a problem that heat could not be sufficiently dissipated. In addition, since the central reinforcing dummy electrode is located at the center of the lower surface of the semiconductor chip, there is a problem that heat radiation from the entire semiconductor chip is difficult. In addition, since the semiconductor chip is a bottom electrode (face-down) type semiconductor chip, there is a problem that it is difficult to provide a sufficient number of central reinforcing dummy electrodes for heat dissipation on the bottom surface of the semiconductor chip.

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた放熱機能を有する半導体装置、及び、該半導体装置の製造に用いられる半導体装置製造用基板を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device having an excellent heat dissipation function and a semiconductor device manufacturing substrate used for manufacturing the semiconductor device. .

上述した課題を解決するために、本発明は、以下のようなものを提供する。
(1)マトリックス状に配列されたビアホールを有するとともに、導電性のアイランドが表面に設けられた絶縁性基板と、
記アイランドに導電層を介してダイボンディングされた半導体チップとを備え、
記アイランドが設けられた領域における前記絶縁性基板には、前記マトリックス状に配列されたビアホール以外に、複数の放熱用ビアホールが設けられており、前記複数の放熱用ビアホールが、前記マトリックス状に配列された主ビアホールのうちの隣接する4個から等間隔を開けてそれぞれ配置されてマトリックス状に設けられた複数の第放熱用ビアホールを含み、
前記アイランドが設けられた領域における前記絶縁性基板の裏面には、前記主ビアホールと電気的に接続された金属端子が形成されており、前記金属端子が前記主ビアホールに対応する箇所に形成されているが、前記放熱用ビアホールに対応する箇所には形成されていないことを特徴とする半導体装置。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following.
(1) an insulating substrate having main via holes arranged in a matrix and having conductive islands on the surface;
And a semiconductor chip is die-bonded via a conductive layer before Symbol island,
The said insulating substrate in a region where the front Symbol island is provided, in addition to the main via holes are arranged in the matrix form, a plurality of heat radiating holes are provided, the plurality of heat radiating via hole, said matrix are respectively adjacent to open the four or we equidistantly placing of the main hole arranged see contains a plurality of first heat radiating holes provided in a matrix,
A metal terminal electrically connected to the main via hole is formed on the back surface of the insulating substrate in the region where the island is provided, and the metal terminal is formed at a position corresponding to the main via hole. However, it is not formed at a position corresponding to the heat radiating via hole .

(1)の発明によれば、半導体チップがダイボンディングされた導電性のアイランドは、導電層を介して上記半導体チップ下面の略全域と接していて、アイランドの下側には、マ トリックス状に配列されたビアホールと同じくマトリックス状に配列された放熱用ビアホールとが設けられている。従って、熱伝導性の高い導電層とアイランドとビアホール及び放熱用ビアホールとによって、半導体チップからの放熱を行うための広い熱伝導経路が確保され、優れた放熱機能を有する。
また、熱伝導性の高い金属端子(半田バンプ等)が主ビアホールと電気的に接続されているため、半導体チップから熱伝導経路を介して主ビアホールに伝わった熱を、さらに金属端子を介して外部(プリント配線板等)に逃がすことができ、放熱機能をより高めることができる。また、半導体チップの下面(実装面)にグランド電極を設けるとともに、上記金属端子をプリント配線板等の電極と接続することにより、上記金属端子を半導体装置のグランド電極として機能させることが可能である。
According to the invention of (1), the conductive island to which the semiconductor chip is die-bonded is in contact with the substantially whole area of the lower surface of the semiconductor chip through the conductive layer, and the matrix is formed below the island. Heat dissipating via holes arranged in a matrix similar to the arranged main via holes are provided. Therefore, a wide heat conduction path for radiating heat from the semiconductor chip is ensured by the conductive layer having high heat conductivity, the island, the main via hole, and the heat radiating via hole, and has an excellent heat radiating function.
In addition, since a metal terminal (solder bump, etc.) with high thermal conductivity is electrically connected to the main via hole, the heat transferred from the semiconductor chip to the main via hole via the heat conduction path is further passed through the metal terminal. It can escape to the outside (printed wiring board etc.), and the heat dissipation function can be further enhanced. Further, by providing a ground electrode on the lower surface (mounting surface) of the semiconductor chip and connecting the metal terminal to an electrode such as a printed wiring board, the metal terminal can function as a ground electrode of the semiconductor device. .

本発明において、「マトリックス状」とは、平面格子点上にビアホールが配列されることによって、ビアホールが行及び列をなしている状態をいう。ただし、行と列とは必ずしも直交している必要はなく、所定角(たとえば60°)をなしていてもよい。 In the present invention, “matrix shape” means a state in which main via holes form rows and columns by arranging main via holes on planar lattice points. However, the rows and the columns do not necessarily have to be orthogonal, and may form a predetermined angle (for example, 60 °).

さらに、本発明は、以下のようなものを提供する。
(2)前記第一放熱用ビアホールの直径が前記主ビアホールの直径と同じである、上記(1)の半導体装置。
(3)前記第一放熱用ビアホールの直径が前記主ビアホールの直径よりも大きい、上記(1)の半導体装置。
(4)前記複数の放熱用ビアホールが、前記マトリックス状に配列された主ビアホールのうちの隣接する2つの中間にそれぞれ配置された複数の第二放熱用ビアホールをさらに含む、上記(1)の半導体装置。
(5)前記第一放熱用ビアホールの直径が前記主ビアホールの直径よりも大きく、前記第二放熱用ビアホールの直径が前記主ビアホールの直径よりも小さい、上記(4)の半導体装置。
(6)前記複数の放熱用ビアホールが、異なる直径を有する放熱用ビアホールを含む、上記(1)または(2)に記載の半導体装置。
(7)前記アイランドが設けられた領域において、前記マトリックス状に配置された全ての主ビアホールの間に、前記放熱用ビアホールが配置されている、上記(1)〜(6)のいずれかの半導体装置。
(8)前記絶縁性基板の裏面に、前記アイランドと略同じ面積を有する導体層が形成されている、上記(1)〜(7)のいずれかの半導体装置。
(9)前記導体層に前記主ビアホールおよび前記放熱用ビアホールが電気的に接続されている、上記(8)の半導体装置。
Furthermore, the present invention provides the following.
(2) The semiconductor device according to (1), wherein a diameter of the first heat radiating via hole is the same as a diameter of the main via hole.
(3) the diameter of the first release heat via hole is larger than the diameter of the main hole, the semiconductor device of the above (1).
(4) the plurality of heat dissipating via hole further comprises a plurality of second heat radiating holes which two adjacent intermediate respectively disposed within the main hole arranged in the matrix shape, the semiconductor of (1) apparatus.
(5) The semiconductor device according to (4), wherein a diameter of the first heat radiating via hole is larger than a diameter of the main via hole, and a diameter of the second heat radiating via hole is smaller than a diameter of the main via hole.
(6) The semiconductor device according to (1) or (2), wherein the plurality of heat dissipation via holes include heat dissipation via holes having different diameters.
(7) The semiconductor according to any one of (1) to (6), wherein in the region where the island is provided, the heat radiating via hole is arranged between all the main via holes arranged in a matrix. apparatus.
(8) The semiconductor device according to any one of (1) to (7), wherein a conductor layer having substantially the same area as the island is formed on the back surface of the insulating substrate.
(9) The semiconductor device according to (8), wherein the main via hole and the heat radiating via hole are electrically connected to the conductor layer.

さらに、本発明は、以下のようなものを提供する。
(10)前記絶縁性基板の裏面において前記金属端子の部分以外の全域を覆うソルダーレジスト層が形成されている、上記(1)〜(9)のいずれかの半導体装置。
(11)前記ビアホール及び/又は前記放熱用ビアホールには、金属充填材が充填されていることを特徴とする上記(1)〜(10)のいずれか一項に記載の半導体装置。
Furthermore, the present invention provides the following.
(10) The semiconductor device according to any one of (1) to (9) , wherein a solder resist layer is formed on the back surface of the insulating substrate to cover the entire region other than the metal terminal portion.
(11) The semiconductor device according to any one of (1) to (10) , wherein the main via hole and / or the heat radiating via hole is filled with a metal filler.

(11)の発明によれば、ビアホール及び/又は放熱用ビアホールに、熱伝導性の高い金属充填材が充填されているため、さらに広い熱伝導経路を確保することができ、放熱機能をさらに高めることができる。
(12)前記絶縁性基板の表面にボンディングパッドが形成されており、前記絶縁性基板の表面において前記導電層および前記ボンディングパッドを除いた全域を覆うソルダーレジスト層が形成されている、上記(1)〜(11)のいずれかに記載の半導体装置。
According to the invention of (11) , since the main via hole and / or the heat radiating via hole are filled with the metal filler having high thermal conductivity, a wider heat conduction path can be secured, and the heat radiating function is further improved. Can be increased.
(12) A bonding pad is formed on the surface of the insulating substrate, and a solder resist layer is formed on the surface of the insulating substrate to cover the entire area excluding the conductive layer and the bonding pad. The semiconductor device according to any one of (11 ) to (11) .

さらに、本発明は、以下のようなものを提供する。
(13)マトリックス状に配列されたビアホールを有するとともに、半導体チップがダイボンディングされる導電性のアイランドが表面に設けられた絶縁性基板を備え、
記アイランドが設けられた領域における記絶縁性基板には、前記マトリックス状に配列されたビアホール以外に、複数の放熱用ビアホールが設けられており、前記複数の放熱用ビアホールが、前記マトリックス状に配列された主ビアホールのうちの隣接する4個から等間隔を開けてそれぞれ配置されてマトリックス状に設けられた複数の第放熱用ビアホールを含み、
前記アイランドが設けられた領域における前記絶縁性基板の裏面には、前記主ビアホールと電気的に接続された金属端子が形成されており、前記金属端子が前記主ビアホールに対応する箇所に形成されているが、前記放熱用ビアホールに対応する箇所には形成されていないことを特徴とする半導体装置製造用基板。
Furthermore, the present invention provides the following.
(13) An insulating substrate having main via holes arranged in a matrix and having a conductive island on the surface on which a semiconductor chip is die-bonded ,
The front Symbol insulating substrate in a region where the front Symbol island is provided, in addition to the main via holes are arranged in the matrix form, a plurality of heat radiating holes are provided, the plurality of heat radiating via hole, said matrix arranged in Jo is arranged to open the four or al equidistant adjacent of the main hole saw including a plurality of first heat radiating holes provided in a matrix,
A metal terminal electrically connected to the main via hole is formed on the back surface of the insulating substrate in the region where the island is provided, and the metal terminal is formed at a position corresponding to the main via hole. However, it is not formed at a position corresponding to the heat radiating via hole .

(13)の発明によれば、半導体チップがダイボンディングされる導電性のアイランドは、半導体チップの下面と略同じ面積又は該下面より大きな面積を有し、アイランドの下側には、マトリックス状に配列されたビアホールと同じくマトリックス状に配列された放熱用ビアホールとが設けられている。
従って、アイランドに導電層を介して半導体チップをダイボンディングすることにより、熱伝導性の高い導電層とアイランドとビアホール及び放熱用ビアホールとによって、半導体チップからの放熱を行うための広い熱伝導経路が確保され、優れた放熱機能を有する半導体装置を製造することができる。
また、熱電導性の高い金属端子(半田バンプ等)が主ビアホールと電気的に接続されているため、この半導体装置製造用基板を用いて半導体装置を製造することによって、半導体チップから熱伝導経路を介して主ビアホールに伝わった熱を、さらに金属端子を介して外部(プリント配線板等)を逃がすことが可能な半導体装置を製造することができ、半導体装置の放熱機能をより高めることができる。
According to the invention of (13), the conductive island to which the semiconductor chip is die-bonded has substantially the same area as the lower surface of the semiconductor chip or an area larger than the lower surface, and a matrix is formed below the island. Heat dissipating via holes arranged in a matrix similar to the arranged main via holes are provided.
Therefore, by die bonding the semiconductor chip to the island via the conductive layer, a wide heat conduction path for radiating heat from the semiconductor chip by the conductive layer having high thermal conductivity, the island, the main via hole, and the heat radiating via hole. Is ensured, and a semiconductor device having an excellent heat dissipation function can be manufactured.
In addition, since a metal terminal (solder bump or the like) having high thermal conductivity is electrically connected to the main via hole, a semiconductor device is manufactured using this semiconductor device manufacturing substrate, so that a heat conduction path from the semiconductor chip. It is possible to manufacture a semiconductor device capable of releasing the heat transmitted to the main via hole through the metal and the outside (printed wiring board, etc.) through the metal terminal, and to further enhance the heat dissipation function of the semiconductor device. .

さらに、本発明は、以下のようなものを提供する。
(14)前記第1放熱用ビアホールの直径が前記ビアホールの直径と同じである、上記(13)の半導体装置製造用基板。
(15)前記複数の放熱用ビアホールが、隣接する2つの前記ビアホールの中間にそれぞれ配置された複数の第二放熱用ビアホールをさらに含む、上記(13)または(14)の半導体装置製造用基板。
(16)前記絶縁性基板の裏面に、前記アイランドと略同じ面積を有する導体層が形成さ
れている、上記(13)(15)のいずれかの半導体装置製造用基板。
Furthermore, the present invention provides the following.
(14) The substrate for manufacturing a semiconductor device according to (13) , wherein a diameter of the first heat radiating via hole is the same as a diameter of the main via hole.
(15) The semiconductor device manufacturing substrate according to (13) or (14) , wherein the plurality of heat radiating via holes further include a plurality of second heat radiating via holes respectively disposed between two adjacent main via holes. .
(16) The substrate for manufacturing a semiconductor device according to any one of (13) to (15) , wherein a conductor layer having substantially the same area as the island is formed on the back surface of the insulating substrate.

さらに、本発明は、以下のようなものを提供する。
(17)前記絶縁性基板の裏面において前記金属端子の部分以外の全域を覆うソルダーレジスト層が形成されている、上記(13)〜(16)のいずれかの半導体装置製造用基板。(18)上記ビアホール及び/又は上記放熱用ビアホールには、金属充填材が充填されていることを特徴とする上記(13)(17)のいずれかの半導体装置製造用基板。
Furthermore, the present invention provides the following.
(17) The substrate for manufacturing a semiconductor device according to any one of (13) to (16) , wherein a solder resist layer is formed on the back surface of the insulating substrate so as to cover the entire region other than the metal terminal portion. (18) The substrate for manufacturing a semiconductor device according to any one of (13) to (17) , wherein the main via hole and / or the heat radiating via hole is filled with a metal filler.

(18)の発明によれば、ビアホール及び/又は放熱用ビアホールに、熱伝導性の高い金属充填材が充填されているため、この半導体装置製造用基板を用いて半導体装置を製造することによって、さらに広い熱伝導経路が確保された半導体装置を製造することができ、半導体装置の放熱機能をより高めることができる。
(19)前記絶縁性基板の表面にボンディングパッドが形成されており、前記絶縁性基板の表面において前記アイランドおよび前記ボンディングパッドを除いた全域を覆うソルダーレジスト層が形成されている、上記(13)(18)のいずれかの半導体装置製造用
基板。
According to the invention of (18) , since the main via hole and / or the heat radiating via hole are filled with the metal filler having high thermal conductivity, the semiconductor device is manufactured by using the semiconductor device manufacturing substrate. Further, it is possible to manufacture a semiconductor device in which a wider heat conduction path is ensured, and it is possible to further enhance the heat dissipation function of the semiconductor device.
(19) the bonding pad on the surface of an insulating substrate is formed, a solder resist layer on the surface of the insulating substrate to cover the entire area except for the islands and the bonding pad is formed, the (13) The substrate for manufacturing a semiconductor device according to any one of (18) .

本発明によれば、優れた放熱機能を有する半導体装置、及び、該半導体装置の製造に用いられる半導体装置製造用基板を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the board | substrate for semiconductor device manufacture used for manufacture of the semiconductor device which has the outstanding heat dissipation function, and this semiconductor device can be provided.

まず、本発明の半導体装置の一例について説明する。
図1は、本発明に係る半導体装置の一例を模式的に示す平面透視図である。
図2は、図1に示した半導体装置の縦断面図(A−A線断面図)である。
First, an example of the semiconductor device of the present invention will be described.
FIG. 1 is a plan perspective view schematically showing an example of a semiconductor device according to the present invention.
2 is a vertical cross-sectional view (cross-sectional view taken along line AA) of the semiconductor device shown in FIG.

半導体装置10が備える絶縁性基板21は、ガラス繊維を含浸したビスマレイミド−トリアジン樹脂(BT樹脂)からなるものである。なお、絶縁性基板21としては、絶縁性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、ビスマレイミド−トリアジン樹脂(BT樹脂)、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、これらの樹脂にガラス繊維等の補強材を含浸したもの、セラミック等からなる基板を挙げることができる。 The insulating substrate 21 provided in the semiconductor device 10 is made of a bismaleimide-triazine resin (BT resin) impregnated with glass fibers. The insulating substrate 21 is not particularly limited as long as it has insulating properties, and is not limited to bismaleimide-triazine resin (BT resin), epoxy resin, polyester resin, polyimide resin, phenol resin, and the like. Examples thereof include a resin impregnated with a reinforcing material such as glass fiber, and a substrate made of ceramic.

絶縁性基板21の表面の中央部分には、半導体チップ11の下面(実装面)と略同じ面積を有するアイランド22が形成されている。アイランド22は、Cu層からなるものである。また、Cu層上には、Ni層やAu層等が形成されていてもよい。本発明において、アイランド22は、導電性を有するものであれば、特に限定されるものではない。 An island 22 having substantially the same area as the lower surface (mounting surface) of the semiconductor chip 11 is formed in the central portion of the surface of the insulating substrate 21. The island 22 is made of a Cu layer. In addition, a Ni layer, an Au layer, or the like may be formed on the Cu layer. In the present invention, the island 22 is not particularly limited as long as it has conductivity.

絶縁性基板21の表面の周辺部分には、Cu層からなる複数の導体回路23が形成されている。導体回路23は、半導体装置10の周辺部分から中央部分に延びるパターンを有している(図1参照)。各導体回路23の周辺側の端部は、半導体装置10の各辺に沿って等間隔に配列されていて、該端部の上面には、ボンディングパッド24が形成されている。ボンディングパッド24は、Ni層やAu層等からなるものである。
絶縁性基板21の表面には、アイランド22及びボンディングパッド24を除いた表面全域を覆うソルダーレジスト層25が形成されている。
A plurality of conductor circuits 23 made of a Cu layer are formed on the peripheral portion of the surface of the insulating substrate 21. The conductor circuit 23 has a pattern extending from the peripheral portion to the central portion of the semiconductor device 10 (see FIG. 1). Peripheral ends of each conductor circuit 23 are arranged at equal intervals along each side of the semiconductor device 10, and bonding pads 24 are formed on the upper surfaces of the ends. The bonding pad 24 is made of a Ni layer, an Au layer, or the like.
A solder resist layer 25 is formed on the surface of the insulating substrate 21 so as to cover the entire surface excluding the island 22 and the bonding pad 24.

アイランド22には、導電層12を介して半導体チップ11がダイボンディングされている。半導体チップ11としては、種々のものを用いることが可能であり、その具体的な機能や内部の回路構成は、特に限定されるものではない。
半導体チップ11の上面には、複数の電極11aが設けられていて、各電極11aとボンディングパッド24とがワイヤ14によって電気的に接続されている。図1では、説明の便宜上、電極11a及びワイヤ14を図示していない。
The semiconductor chip 11 is die-bonded to the island 22 via the conductive layer 12. Various semiconductor chips 11 can be used, and specific functions and internal circuit configurations are not particularly limited.
A plurality of electrodes 11 a are provided on the upper surface of the semiconductor chip 11, and each electrode 11 a and the bonding pad 24 are electrically connected by wires 14. In FIG. 1, for convenience of explanation, the electrode 11a and the wire 14 are not shown.

絶縁性基板21には、アイランド22の形成領域の内部及び外部の両方を含めて全体に、マトリックス状(縦8個×横8個)に配列された64個のビアホール26が形成されている(図1参照)。そのうち、アイランド22の形成領域には、縦4個×横4個のビアホール26が配列されている。ビアホール26の直径は、120〜150μm程度である。ビアホール26は、絶縁性基板21に穿設された貫通孔の壁面に無電解メッキや電解メッキ等によって金属薄膜が形成され、さらに該貫通孔に充填材が充填されたものである。 The insulating substrate 21 is formed with 64 via holes 26 arranged in a matrix (8 vertical × 8 horizontal) including the inside and the outside of the formation region of the island 22 as a whole (8 vertical × 8 horizontal). (See FIG. 1). Among them, in the formation region of the island 22, 4 vertical × 4 horizontal via holes 26 are arranged. The diameter of the via hole 26 is about 120 to 150 μm. The via hole 26 is formed by forming a metal thin film on the wall surface of the through hole formed in the insulating substrate 21 by electroless plating or electrolytic plating, and further filling the through hole with a filler.

さらに、アイランド22の形成領域における絶縁性基板21には、縦4個×横4個に配列されたビアホール26以外に、9個の放熱用ビアホール27がマトリックス状に形成されている(図1参照)。放熱用ビアホール27は、隣接する4個のビアホール26から等間隔を空けて配置されている。放熱用ビアホール27は、絶縁性基板21に穿設された貫通孔の壁面に無電解メッキや電解メッキ等によって金属薄膜が形成され、さらに該貫通孔に充填材が充填されたものであり、ビアホール26と同様の形状及び構成を有している。ただし、図中では、ビアホール26と放熱用ビアホール27とを区別し易いように、放熱用ビアホール27には着色を施している。また、アイランド22の形成領域に配列されたビアホール26及び放熱用ビアホール27は、アイランド22と電気的に接続されている。本実施形態では、ビアホール26及び放熱用ビアホール27とアイランド22とが電気的に接続されている場合について説明したが、本発明においては、この例に限定されず、例えば、ビアホール26及び放熱用ビアホール27とアイランド22とが絶縁されていてもよい。 Further, in the insulating substrate 21 in the region where the island 22 is formed, nine heat dissipation via holes 27 are formed in a matrix form in addition to the via holes 26 arranged in the length 4 × width 4 (see FIG. 1). ). The heat radiating via holes 27 are arranged at equal intervals from the four adjacent via holes 26. The heat radiating via hole 27 is formed by forming a metal thin film on the wall surface of the through hole formed in the insulating substrate 21 by electroless plating or electrolytic plating and filling the through hole with a filler. 26 has the same shape and configuration. However, in the drawing, the heat dissipation via hole 27 is colored so that the via hole 26 and the heat dissipation via hole 27 can be easily distinguished. The via holes 26 and the heat dissipation via holes 27 arranged in the formation region of the island 22 are electrically connected to the island 22. In the present embodiment, the case where the via hole 26 and the heat dissipation via hole 27 and the island 22 are electrically connected has been described. However, the present invention is not limited to this example. For example, the via hole 26 and the heat dissipation via hole are used. 27 and the island 22 may be insulated.

絶縁性基板21の裏面の中央部分には、アイランド22と略同じ面積を有する導体層28が形成されていて、導体層28には、ビアホール26及び放熱用ビアホール27が電気的に接続されている。また、絶縁性基板21の裏面の周辺部分には、各ビアホール26と電気的に接続された導体層28が形成されている。これらの導体層28は、Cu層からなるものである。また、絶縁性基板21の裏面には、導体層28の一部(ビアホール26の対応箇所)を除いた裏面全域を覆うソルダーレジスト層30が形成されている。 A conductor layer 28 having substantially the same area as the island 22 is formed at the center of the back surface of the insulating substrate 21, and a via hole 26 and a heat dissipation via hole 27 are electrically connected to the conductor layer 28. . In addition, a conductor layer 28 electrically connected to each via hole 26 is formed in the peripheral portion of the back surface of the insulating substrate 21. These conductor layers 28 are made of a Cu layer. Also, a solder resist layer 30 is formed on the back surface of the insulating substrate 21 to cover the entire back surface except for a part of the conductor layer 28 (corresponding portion of the via hole 26).

導体層28の露出した箇所には、Ni層やAu層等からなる半田パッド29が形成されていて、半田パッド29には、半田バンプ(金属端子)31が形成されている。本実施形態では、予め絶縁性基板21の裏面に半田バンプ31が形成されている場合について説明するが、本発明はこの例に限定されず、例えば、実装時に半田ボールや半田ペースト等を用いて直接、プリント配線板に実装することとしてもよい。 A solder pad 29 made of a Ni layer, an Au layer, or the like is formed on the exposed portion of the conductor layer 28, and a solder bump (metal terminal) 31 is formed on the solder pad 29. In the present embodiment, the case where the solder bumps 31 are formed on the back surface of the insulating substrate 21 in advance will be described. However, the present invention is not limited to this example. For example, a solder ball or solder paste is used during mounting. It is good also as mounting directly on a printed wiring board.

半導体装置10には、絶縁性基板21の上面全体を覆うように半導体チップ11を封止する樹脂パッケージ部19が形成されている。樹脂パッケージ部19は、例えば、エポキシ樹脂等を含有する樹脂組成物からなるものである。なお、図1では、樹脂パッケージ部19を図示していない。 In the semiconductor device 10, a resin package portion 19 that seals the semiconductor chip 11 is formed so as to cover the entire top surface of the insulating substrate 21. The resin package part 19 consists of a resin composition containing an epoxy resin etc., for example. In addition, in FIG. 1, the resin package part 19 is not illustrated.

半導体装置10は、半導体チップ11がダイボンディングされたアイランド22は、導電層12を介して半導体チップ11下面の略全域と接していて、アイランド22の下側には、マトリックス状に配列されたビアホール26と放熱用ビアホール27とが設けられている。従って、図2に示すように、熱伝導性の高い導電層12とアイランド22とビアホール26及び放熱用ビアホール27とによって、半導体チップ11からの放熱を行うための広い熱伝導経路が確保され、優れた放熱機能を有する。 In the semiconductor device 10, the island 22 to which the semiconductor chip 11 is die-bonded is in contact with substantially the entire area of the lower surface of the semiconductor chip 11 via the conductive layer 12. 26 and a heat dissipation via hole 27 are provided. Accordingly, as shown in FIG. 2, the conductive layer 12 with high thermal conductivity, the island 22, the via hole 26 and the heat radiating via hole 27 ensure a wide heat conduction path for radiating heat from the semiconductor chip 11. It has a heat dissipation function.

本発明においては、本実施形態に係る半導体装置10のように、アイランド22の形成領域における絶縁性基板21の裏面には、ビアホール26と電気的に接続された半田バンプ(金属端子)31が形成されていることが望ましい。熱伝導性の高い半田バンプ31がビアホール26と電気的に接続されているため、半導体チップ11からビアホール26に伝わった熱を、さらに半田バンプ31を介して外部(プリント配線板等)に逃がすことができ、放熱機能をより高めることができるからである。 In the present invention, as in the semiconductor device 10 according to this embodiment, solder bumps (metal terminals) 31 electrically connected to the via holes 26 are formed on the back surface of the insulating substrate 21 in the formation region of the islands 22. It is desirable that Since the solder bumps 31 having high thermal conductivity are electrically connected to the via holes 26, the heat transferred from the semiconductor chip 11 to the via holes 26 is further released to the outside (printed wiring board or the like) via the solder bumps 31. This is because the heat dissipation function can be further enhanced.

本発明においては、ビアホール26及び/又は放熱用ビアホール27に、熱伝導性の高い金属充填材が充填されていることが望ましい。さらに広い熱伝導経路を確保することができ、放熱機能をさらに高めることができるからである。 In the present invention, it is desirable that the via hole 26 and / or the heat radiating via hole 27 be filled with a metal filler having high thermal conductivity. This is because a wider heat conduction path can be secured and the heat dissipation function can be further enhanced.

本実施形態では、放熱用ビアホール27の直径がビアホール26の直径と同じであり、放熱用ビアホール27が、隣接する4個のビアホール26から等間隔を空けて配置されている場合について説明したが、本発明において、放熱用ビアホール27の形状及び配置は、特に限定されるものではなく、例えば、図3(a)、(b)に示すものを採用することができる。 In the present embodiment, the case where the diameter of the heat dissipation via hole 27 is the same as the diameter of the via hole 26 and the heat dissipation via hole 27 is arranged at equal intervals from the adjacent four via holes 26 has been described. In the present invention, the shape and arrangement of the heat dissipation via hole 27 are not particularly limited, and for example, those shown in FIGS. 3A and 3B can be employed.

図3(a)は、他の実施形態に係る半導体装置のアイランド形成領域における絶縁性基板を模式的に示す平面図である。
アイランド形成領域における絶縁性基板32には、マトリックス状(縦4個×横4個)に配列された16個のビアホール36が形成されている。また、放熱用ビアホール37が、各ビアホール36の間、すなわち、隣接する4個のビアホール36から等間隔を空けて配置されているが、放熱用ビアホール37の直径は、ビアホール36の直径より大きい。
FIG. 3A is a plan view schematically showing an insulating substrate in an island formation region of a semiconductor device according to another embodiment.
In the insulating substrate 32 in the island formation region, 16 via holes 36 arranged in a matrix (4 vertical × 4 horizontal) are formed. Further, although the heat radiating via holes 37 are arranged between the respective via holes 36, that is, at equal intervals from the four adjacent via holes 36, the diameter of the heat radiating via holes 37 is larger than the diameter of the via holes 36.

このように、放熱用ビアホールの直径を、ビアホールの直径より大きくすることによって、熱伝導経路を広く確保することができ、放熱効果を高めることができる。また、開口面積が同じであれば、コストの増大を抑制する点から、放熱用ビアホールの直径を大きくして貫通孔の数を減らすことが望ましい。 Thus, by making the diameter of the heat radiating via hole larger than the diameter of the via hole, a wide heat conduction path can be secured and the heat radiating effect can be enhanced. If the opening area is the same, it is desirable to increase the diameter of the heat dissipation via hole and reduce the number of through holes from the viewpoint of suppressing an increase in cost.

図3(b)は、他の実施形態に係る半導体装置のアイランド形成領域における絶縁性基板を模式的に示す平面図である。
アイランド形成領域における絶縁性基板42には、マトリックス状(縦4個×横4個)に配列された16個のビアホール46が形成されている。また、放熱用ビアホール47は、ビアホール46の直径より大きな直径を有する第一放熱用ビアホール47aと、ビアホール46の直径より小さな直径を有する第二放熱用ビアホール47bとからなり、第一放熱用ビアホール47aは、各ビアホール46の間、すなわち、隣接する4個のビアホール46から等間隔を空けて配置されて、マトリックス状に配列されている。また、第二放熱用ビアホール47bは、隣接する2つのビアホール46の中間に配置されている。
FIG. 3B is a plan view schematically showing an insulating substrate in an island formation region of a semiconductor device according to another embodiment.
In the insulating substrate 42 in the island formation region, 16 via holes 46 arranged in a matrix (4 vertical × 4 horizontal) are formed. The heat dissipation via hole 47 includes a first heat dissipation via hole 47a having a diameter larger than the diameter of the via hole 46 and a second heat dissipation via hole 47b having a diameter smaller than the diameter of the via hole 46, and the first heat dissipation via hole 47a. Are arranged between the respective via holes 46, that is, at an equal interval from the four adjacent via holes 46, and arranged in a matrix . Further, the second heat radiating via hole 47 b is arranged in the middle of two adjacent via holes 46.

このように、放熱用ビアホールの直径は、必ずしも1種類である必要はなく、異なる直径を有する放熱用ビアホールが存在していてもよい。また、このように、異なる直径を有する放熱用ビアホールを形成することによって、絶縁性基板の機械的強度を確保しつつ、放熱用ビアホールによる開口面積を広げることが可能になる。 Thus, the diameter of the heat dissipation via hole is not necessarily one type, and there may be a heat dissipation via hole having a different diameter. In addition, by forming heat dissipation via holes having different diameters as described above, it is possible to increase the opening area of the heat dissipation via holes while ensuring the mechanical strength of the insulating substrate.

本発明では、図1及び図3に示したように、アイランド形成領域において、マトリックス状に配置された全てのビアホールの間に、放熱用ビアホールが配置されていることが望ましい。半導体チップの全体から均一に放熱することができるため、局所的に半導体チップの温度が上昇してしまうことを防止することができるからである。 In the present invention, as shown in FIGS. 1 and 3, it is desirable that heat dissipation via holes are arranged between all the via holes arranged in a matrix in the island formation region. This is because heat can be uniformly dissipated from the entire semiconductor chip, so that the temperature of the semiconductor chip can be prevented from rising locally.

次に、本発明の半導体装置製造用基板について説明する。
図4は、本発明に係る半導体装置製造用基板の一例を模式的に示す断面図である。
図4に示す半導体装置製造用基板20は、半導体チップ11、導電層12、ワイヤ14及び樹脂パッケージ部19を備えていない点を除くと、図1に示した半導体装置10と同じ構成を有するものである。この半導体装置製造用基板20を用いて半導体装置を製造することによって、放熱機能に優れた半導体装置を製造することができる。
Next, the substrate for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of a semiconductor device manufacturing substrate according to the present invention.
The semiconductor device manufacturing substrate 20 shown in FIG. 4 has the same configuration as the semiconductor device 10 shown in FIG. 1 except that the semiconductor chip 11, the conductive layer 12, the wires 14, and the resin package part 19 are not provided. It is. By manufacturing a semiconductor device using the semiconductor device manufacturing substrate 20, a semiconductor device having an excellent heat dissipation function can be manufactured.

次に、本発明の半導体装置製造用基板の製造方法と、上記半導体装置製造用基板を用いた本発明の半導体装置の製造方法とについて説明する。 Next, a method for manufacturing a substrate for manufacturing a semiconductor device according to the present invention and a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention using the substrate for manufacturing a semiconductor device will be described.

(A)絶縁性基板21を出発材料とし、まず、絶縁性基板21の表面に、アイランド22及び導体回路23を形成するとともに、絶縁性基板21の裏面に、導体層28を形成する。アイランド22、導体回路23及び導体層28は、絶縁性基板21の両面に無電解メッキ等によりベタの金属層を形成した後、エッチング処理を施すことにより形成することができる。また、銅張基板にエッチング処理を施すことにより形成してもよい。 (A) Using the insulating substrate 21 as a starting material, first, the island 22 and the conductor circuit 23 are formed on the surface of the insulating substrate 21, and the conductor layer 28 is formed on the back surface of the insulating substrate 21. The island 22, the conductor circuit 23, and the conductor layer 28 can be formed by forming a solid metal layer on both surfaces of the insulating substrate 21 by electroless plating or the like and then performing an etching process. Moreover, you may form by performing an etching process to a copper clad board | substrate.

(B)絶縁性基板21に、ドリルやレーザ等によりマトリックス状に貫通孔(以下、第一貫通孔という)を穿設する。第一貫通孔は、ビアホール26となるものであり、第一貫通孔の直径は、例えば120〜150μm程度である。
さらに、アイランド23の形成領域に、ドリルやレーザ等により貫通孔(以下、第二貫通孔という)を穿設する。第二貫通孔は、放熱用ビアホール27となるものであり、第二貫通孔の直径は、特に限定されるものではない。
(B) A through hole (hereinafter referred to as a first through hole) is formed in a matrix in the insulating substrate 21 by a drill, a laser, or the like. The first through hole becomes the via hole 26, and the diameter of the first through hole is, for example, about 120 to 150 μm.
Further, a through hole (hereinafter referred to as a second through hole) is drilled in the formation region of the island 23 by a drill, a laser or the like. The second through hole serves as the heat dissipation via hole 27, and the diameter of the second through hole is not particularly limited.

第二貫通孔の直径を第一貫通孔の直径と同じとした場合、第二貫通孔を形成する際に第一貫通孔の形成するための装置等の設定をそのまま用いることができるため、貫通孔の形成に係る手間の増大を抑制することができる。一方、第二貫通孔の直径を第一貫通孔の直径と異ならせた場合(異種径を混在させた場合)、貫通孔間の間隔を確保しつつ多数の貫通孔を形成することが可能になるため、放熱効果を高めることができる。なお、第二貫通孔は、必ずしも全てが同じ直径である必要はなく、直径の異なるものが複数種類混在していてもよい。また、開口面積が同じであれば、コストの増大を抑制する点から、貫通孔の直径を大きくして貫通孔の数を減らすことが望ましい。 If the diameter of the second through hole is the same as the diameter of the first through hole, the setting of the device for forming the first through hole can be used as it is when forming the second through hole, An increase in labor related to the formation of the holes can be suppressed. On the other hand, when the diameter of the second through hole is different from the diameter of the first through hole (when different diameters are mixed), it is possible to form a large number of through holes while ensuring the interval between the through holes. Therefore, the heat dissipation effect can be enhanced. The second through holes do not necessarily have the same diameter, and a plurality of types having different diameters may be mixed. Further, if the opening area is the same, it is desirable to increase the diameter of the through hole and reduce the number of through holes from the viewpoint of suppressing an increase in cost.

次に、無電解メッキを施し、さらに電解メッキを施すことにより、貫通孔(第一貫通孔及び第二貫通孔)の壁面に金属薄膜を形成し、さらに該貫通孔に充填材を充填することにより、ビアホール26及び放熱用ビアホール27を形成する。上記充填材としては、特に限定されるものではなく、例えば、樹脂充填材、金属充填材を挙げることができるが、熱伝導経路を広く確保して放熱効果を高める点から、金属充填材を用いることが望ましい。金属充填材としては、例えば、金属粒子を含有する導電性ペーストを挙げることができる。また、上記貫通孔をメッキにより充填することにより、ビアホール26及び放熱用ビアホール27を形成してもよい。また、ビアホール26及び放熱用ビアホール27には、蓋メッキを施してもよい。 Next, by applying electroless plating and further electrolytic plating, a metal thin film is formed on the wall surface of the through hole (first through hole and second through hole), and the through hole is filled with a filler. Thus, the via hole 26 and the heat radiating via hole 27 are formed. The filler is not particularly limited, and examples thereof include a resin filler and a metal filler. However, a metal filler is used in order to secure a wide heat conduction path and enhance a heat dissipation effect. It is desirable. Examples of the metal filler include a conductive paste containing metal particles. Further, the via hole 26 and the heat radiating via hole 27 may be formed by filling the through hole with plating. The via hole 26 and the heat radiating via hole 27 may be plated with a lid.

(C)次に、絶縁性基板21の表面に、未硬化のソルダーレジスト組成物をロールコータやカーテンコータ等により塗布したり、フィルム状に成形したソルダーレジスト組成物を圧着したりした後、硬化処理を施すことにより、ソルダーレジスト層25を形成する。絶縁性基板21の裏面にも、同様にしてソルダーレジスト層30を形成する。 (C) Next, an uncured solder resist composition is applied to the surface of the insulating substrate 21 by a roll coater, a curtain coater, or the like, or a solder resist composition formed into a film shape is pressure-bonded and then cured. By performing the treatment, the solder resist layer 25 is formed. Similarly, the solder resist layer 30 is formed on the back surface of the insulating substrate 21.

続いて、ソルダーレジスト層25の所定箇所にレーザ処理や露光現像処理により開口を形成し、露出した箇所にNiメッキやAuメッキを行うことにより、アイランド22をNi層やAu層で被覆するとともに、ボンディングパッド24を形成する。また、ソルダーレジスト層30に対しても同様の処理を行い、半田パッド29を形成する。次に、半田パッド29上に、半田ペーストを塗布するか又は半田ボールを載置し、リフローすることにより、半田バンプ31を形成する。
上記(A)〜(C)の工程を経ることにより、半導体装置製造用基板20を製造することができる(図4参照)。
Subsequently, an opening is formed in a predetermined portion of the solder resist layer 25 by laser processing or exposure and development processing, and the exposed portion is subjected to Ni plating or Au plating, thereby covering the island 22 with a Ni layer or an Au layer, A bonding pad 24 is formed. In addition, the solder pad 29 is formed by performing the same process on the solder resist layer 30. Next, solder bumps 31 are formed by applying solder paste or placing solder balls on the solder pads 29 and performing reflow.
Through the steps (A) to (C), the semiconductor device manufacturing substrate 20 can be manufactured (see FIG. 4).

(D)次に、半導体装置製造用基板20のアイランド22に半田ペーストやAgペーストを塗布し、塗布した半田ペースト上に半導体チップ11を搭載してリフローすることにより、アイランド22に導電層12を介して半導体チップ11をダイボンディングする。
続いて、半導体チップ11の上面に設けられた電極11aと、ボンディングパッド24とをワイヤを用いてワイヤボンディングする。そして、絶縁性基板21の上面全体を覆うように、エポキシ樹脂等を含有する樹脂組成物で樹脂パッケージ部19を形成することにより、半導体装置10を製造することができる。
(D) Next, a solder paste or an Ag paste is applied to the island 22 of the semiconductor device manufacturing substrate 20, and the semiconductor chip 11 is mounted on the applied solder paste and reflowed, whereby the conductive layer 12 is formed on the island 22. Then, the semiconductor chip 11 is die-bonded.
Subsequently, the electrode 11a provided on the upper surface of the semiconductor chip 11 and the bonding pad 24 are wire-bonded using a wire. And the semiconductor device 10 can be manufactured by forming the resin package part 19 with the resin composition containing an epoxy resin etc. so that the whole upper surface of the insulating substrate 21 may be covered.

以上、本発明の実施形態に係る半導体装置及び半導体装置製造用基板について説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。本実施形態においては、絶縁性基板が1層からなるものである場合について説明したが、本発明において、上記絶縁性基板は、複数の板状体が積層されたものであってもよい。また、アイランド形成領域内に配置されたビアホールの直径が、アイランド形成領域外に配置されたビアホールの直径と異なっていてもよい。 Although the semiconductor device and the semiconductor device manufacturing substrate according to the embodiment of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this example. In the present embodiment, the case where the insulating substrate is composed of one layer has been described, but in the present invention, the insulating substrate may be a laminate of a plurality of plate-like bodies. Further, the diameter of the via hole arranged in the island formation region may be different from the diameter of the via hole arranged outside the island formation region.

本実施形態では、アイランドが、半導体チップ下面(実装面)と略同じ大きさの矩形状を有している場合について説明したが、本発明において、アイランドの形状は、特に限定されるものではない。さらに、本実施形態では、半導体装置のパッケージ方式がBGAである場合について説明したが、本発明はこの例に限定されず、例えば、LGAであってもよい。 In this embodiment, the case where the island has a rectangular shape that is substantially the same size as the lower surface (mounting surface) of the semiconductor chip has been described. However, in the present invention, the shape of the island is not particularly limited. . Furthermore, although the case where the package system of the semiconductor device is BGA has been described in the present embodiment, the present invention is not limited to this example, and may be LGA, for example.

本発明に係る半導体装置の一例を模式的に示す平面透視図である。It is a plane perspective view showing typically an example of a semiconductor device concerning the present invention. 図1に示した半導体装置の縦断面図(A−A線断面図)である。It is a longitudinal cross-sectional view (AA sectional view taken on the line) of the semiconductor device shown in FIG. 他の実施形態に係る半導体装置のアイランド形成領域における絶縁性基板を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the insulating substrate in the island formation area of the semiconductor device which concerns on other embodiment. 本発明に係る半導体装置製造用基板の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically an example of the board | substrate for semiconductor device manufacture which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 半導体装置
11 半導体チップ
11a 電極
12 導電層
14 ワイヤ
19 樹脂パッケージ部
20 半導体装置製造用基板
21 絶縁性基板
22 アイランド
23 導体回路
24 ボンディングパッド
25、30 ソルダーレジスト層
26 ビアホール
27 放熱用ビアホール
28 導体層
29 半田パッド
31 半田バンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor device 11 Semiconductor chip 11a Electrode 12 Conductive layer 14 Wire 19 Resin package part 20 Semiconductor device manufacturing substrate 21 Insulating substrate 22 Island 23 Conductor circuit 24 Bonding pad 25, 30 Solder resist layer 26 Via hole 27 Heat radiation via hole 28 Conductive layer 29 Solder pads 31 Solder bumps

Claims (19)

マトリックス状に配列された主ビアホールを有するとともに、導電性のアイランドが表面に設けられた絶縁性基板と、
前記アイランドに導電層を介してダイボンディングされた半導体チップとを備え、
前記アイランドが設けられた領域における前記絶縁性基板には、前記マトリックス状に配列された主ビアホール以外に、複数の放熱用ビアホールが設けられており、前記複数の放熱用ビアホールが、前記マトリックス状に配列された主ビアホールのうちの隣接する4個から等間隔を開けてそれぞれ配置されてマトリックス状に設けられた複数の第一放熱用ビアホールを含み、
前記アイランドが設けられた領域における前記絶縁性基板の裏面には、前記主ビアホールと電気的に接続された金属端子が形成されており、前記金属端子が前記主ビアホールに対応する箇所に形成されているが、前記放熱用ビアホールに対応する箇所には形成されていないことを特徴とする半導体装置。
An insulating substrate having main via holes arranged in a matrix and having conductive islands on the surface;
A semiconductor chip die-bonded to the island via a conductive layer;
In addition to the main via holes arranged in a matrix, the insulating substrate in the region where the island is provided is provided with a plurality of heat dissipation via holes, and the plurality of heat dissipation via holes are in the matrix shape. Including a plurality of first heat dissipating via holes arranged in a matrix and arranged at equal intervals from adjacent four of the arranged main via holes,
A metal terminal electrically connected to the main via hole is formed on the back surface of the insulating substrate in the region where the island is provided, and the metal terminal is formed at a position corresponding to the main via hole. However, it is not formed at a position corresponding to the heat radiating via hole.
前記第一放熱用ビアホールの直径が前記主ビアホールの直径と同じである、請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a diameter of the first heat radiating via hole is the same as a diameter of the main via hole. 前記第一放熱用ビアホールの直径が前記主ビアホールの直径よりも大きい、請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein a diameter of the first heat radiating via hole is larger than a diameter of the main via hole. 前記複数の放熱用ビアホールが、前記マトリックス状に配列された主ビアホールのうちの隣接する2つの中間にそれぞれ配置された複数の第二放熱用ビアホールをさらに含む、請求項1に記載の半導体装置。 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of heat radiating via holes further include a plurality of second heat radiating via holes respectively arranged in the middle of two adjacent ones of the main via holes arranged in a matrix. 前記第一放熱用ビアホールの直径が前記主ビアホールの直径よりも大きく、前記第二放熱用ビアホールの直径が前記主ビアホールの直径よりも小さい、請求項4に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 4, wherein a diameter of the first heat radiating via hole is larger than a diameter of the main via hole, and a diameter of the second heat radiating via hole is smaller than a diameter of the main via hole. 前記複数の放熱用ビアホールが、異なる直径を有する放熱用ビアホールを含む、請求項1または2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of heat dissipation via holes include heat dissipation via holes having different diameters. 前記アイランドが設けられた領域において、前記マトリックス状に配置された全ての主ビアホールの間に、前記放熱用ビアホールが配置されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein in the region where the island is provided, the heat dissipation via hole is arranged between all the main via holes arranged in a matrix. 前記絶縁性基板の裏面に、前記アイランドと略同じ面積を有する導体層が形成されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a conductor layer having substantially the same area as the island is formed on the back surface of the insulating substrate. 前記導体層に前記主ビアホールおよび前記放熱用ビアホールが電気的に接続されている、請求項8に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 8, wherein the main via hole and the heat radiating via hole are electrically connected to the conductor layer. 前記絶縁性基板の裏面において前記金属端子の部分以外の全域を覆うソルダーレジスト層が形成されている、請求項1〜9のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device as described in any one of Claims 1-9 in which the soldering resist layer which covers the whole region other than the part of the said metal terminal is formed in the back surface of the said insulating substrate. 前記主ビアホール及び/又は前記放熱用ビアホールには、金属充填材が充填されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the main via hole and / or the heat dissipation via hole is filled with a metal filler. 前記絶縁性基板の表面にボンディングパッドが形成されており、前記絶縁性基板の表面において前記導電層および前記ボンディングパッドを除いた全域を覆うソルダーレジスト層が形成されている、請求項1〜11のいずれか一項に記載の半導体装置。   The bonding pad is formed in the surface of the said insulating substrate, The soldering resist layer which covers the whole area except the said conductive layer and the said bonding pad in the surface of the said insulating substrate is formed. The semiconductor device as described in any one. マトリックス状に配列された主ビアホールを有するとともに、半導体チップがダイボンディングされる導電性のアイランドが表面に設けられた絶縁性基板を備え、
前記アイランドが設けられた領域における前記絶縁性基板には、前記マトリックス状に配列された主ビアホール以外に、複数の放熱用ビアホールが設けられており、前記複数の放熱用ビアホールが、前記マトリックス状に配列された主ビアホールのうちの隣接する4個から等間隔を開けてそれぞれ配置されてマトリックス状に設けられた複数の第一放熱用ビアホールを含み、
前記アイランドが設けられた領域における前記絶縁性基板の裏面には、前記主ビアホールと電気的に接続された金属端子が形成されており、前記金属端子が前記主ビアホールに対応する箇所に形成されているが、前記放熱用ビアホールに対応する箇所には形成されていないことを特徴とする半導体装置製造用基板。
Including an insulating substrate having main via holes arranged in a matrix and a conductive island on which a semiconductor chip is die-bonded on the surface,
In addition to the main via holes arranged in a matrix, the insulating substrate in the region where the island is provided is provided with a plurality of heat dissipation via holes, and the plurality of heat dissipation via holes are in the matrix shape. Including a plurality of first heat dissipating via holes arranged in a matrix and arranged at equal intervals from adjacent four of the arranged main via holes,
A metal terminal electrically connected to the main via hole is formed on the back surface of the insulating substrate in the region where the island is provided, and the metal terminal is formed at a position corresponding to the main via hole. However, it is not formed at a position corresponding to the heat radiating via hole.
前記第一放熱用ビアホールの直径が前記主ビアホールの直径と同じである、請求項13に記載の半導体装置製造用基板。   The substrate for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein a diameter of the first heat radiating via hole is the same as a diameter of the main via hole. 前記複数の放熱用ビアホールが、隣接する2つの前記主ビアホールの中間にそれぞれ配置された複数の第二放熱用ビアホールをさらに含む、請求項13または14に記載の半導体装置製造用基板。   The substrate for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein the plurality of heat dissipation via holes further include a plurality of second heat dissipation via holes respectively disposed between two adjacent main via holes. 前記絶縁性基板の裏面に、前記アイランドと略同じ面積を有する導体層が形成されている、請求項13〜15のいずれか一項に記載の半導体装置製造用基板。   The substrate for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein a conductor layer having substantially the same area as the island is formed on a back surface of the insulating substrate. 前記絶縁性基板の裏面において前記金属端子の部分以外の全域を覆うソルダーレジスト層が形成されている、請求項13〜16のいずれか一項に記載の半導体装置製造用基板。   The board | substrate for semiconductor device manufacture as described in any one of Claims 13-16 in which the soldering resist layer which covers the whole region other than the part of the said metal terminal is formed in the back surface of the said insulating substrate. 前記主ビアホール及び/又は前記放熱用ビアホールには、金属充填材が充填されていることを特徴とする請求項13〜17のいずれか一項に記載の半導体装置製造用基板。   The semiconductor device manufacturing substrate according to claim 13, wherein the main via hole and / or the heat radiating via hole is filled with a metal filler. 前記絶縁性基板の表面にボンディングパッドが形成されており、前記絶縁性基板の表面において前記アイランドおよび前記ボンディングパッドを除いた全域を覆うソルダーレジスト層が形成されている、請求項13〜18のいずれか一項に記載の半導体装置製造用基板。   The bonding pad is formed in the surface of the said insulating substrate, The soldering resist layer which covers the whole area except the said island and the said bonding pad in the surface of the said insulating substrate is formed in any one of Claims 13-18 A substrate for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
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