TW417259B - Substrate for mounting semiconductor chip - Google Patents

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TW417259B
TW417259B TW088110014A TW88110014A TW417259B TW 417259 B TW417259 B TW 417259B TW 088110014 A TW088110014 A TW 088110014A TW 88110014 A TW88110014 A TW 88110014A TW 417259 B TW417259 B TW 417259B
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pad
semiconductor wafer
conductor
resin
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TW088110014A
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English (en)
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Kei Murayama
Mitsutoshi Higashi
Original Assignee
Shinko Electric Ind Co
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Description

417259 at _ B7 五、發明説明（i) 發明背景 1·發明領域 本發明係關於用以設置一半導體晶片之底材，其中半 導體晶片經由樹脂而被接合至底材之一表面上。本發明亦 關於一種運用此類底材之半導艎元件。 2.相關技藝說明 在習知技藝中，如第2與3圖所示，一半導體晶片20經 由一 ACF30之樹脂被設置到一由陶瓷或樹脂製成的底材體 10上。 ACF30是由諸如環氧基樹脂的熱固性樹脂所形成，或 是諸如聚乙烯的熱塑性樹脂所形成。假如ACF30是由可熱 固的樹脂所組成，則半導體晶片20可以經由被加熱而固化 的ACF30之可熱固樹脂接合至底材體1〇之一表面上。另一 方面，若ACF30是由熱塑性樹脂所組成，那麼半導體晶片 20可以經由ACF30之熱塑性樹脂接合至底材體1〇之一表面 上，ACF係被加熱接著被冷卻而硬化。 將上述兩者合起來，諸如Au擋塊或其他被形成在複 數個被有序地配置在半導體晶片20之一表面之電極上的導 體擋塊22，係經由包含在ACF30之樹脂中的導電顆粒（未 顯示）而被電氣地連接至複數個導體墊50上，該等導體塾 #藉由金屬化或姓刻銅箔在底材艘10之一表面上相對於分 別的導體擋塊處被設置。 因此，半導體晶片經由ACF30之樹脂被表面設置至底 材上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） i. n 1^1^1 I ml m I~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 4 B7 五、發明説明（2 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 關於此點，ACF象徵，，各向異性導電薄膜，，，其係在其 樹月旨中包含由導電顆粒。當半導體晶片被表面設置至如上 述之底材上時，包含在ACF樹脂中的導電顆粒被插入在被 形成在半導體晶片之電極上的導體擋塊與被形成在底材體 之表面上的導體墊之間。因此，電導率被賦予給一部分的 ACF ’其係被插入在半導體晶片上之導體擋塊與底材體上 的導體墊之間，藉此半導體晶片之導體擋塊經由包含在部 分的ACF令之導電顆粒而與底材之表面上的導體墊電氣地 接觸。 複數個在半導體晶片20上的電極在其上有積體電路被 形成之半導體晶片20的表面上以一預定間距被配置，因 此’複數個用以電氣連接電極之導體墊50在底材體1〇的表 面上被形成’半導體晶片20係以顇定的間距相對於電極之 配置而被設置於該底材體之表面上。 部智慧財產局員工消費合作社印製 如第3圊所示，上述導體墊50被定以形狀，而呈在縱 長方向上延伸之加寬長條，使得導體擋塊22可以一可靠的 方式而被電氣地連接至對應的導體墊50上，雖然為了某些 原因導體擋塊22之一位置在導體墊50之縱長或橫向方向上 被稍微地偏離一目標者，此導體擋塊在半導體晶片20的電 極上被形成，以經由被包含在ACF30樹脂中的導電顆粒而 被電氣地連接至導體墊50上》 為此目的，複數個加寬長條形的導體墊50在半導體晶 片20欲被設置於其上之底材體10的表面上被配置，致使一 具有一長度相當於導體墊50長度的狹隙52在每個相鄰的導 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 毯齊郎皆慧財產局員工消費合作社印製 417259 at B7 五、發明説明（3 ) 體墊50之間被界定。 然而，根據上述用以設置半導體晶片之底材，空隙易 在半導體晶片20經由ACF30樹脂被接合至底材體1〇表面上 時在ACF30樹脂中的任一處產生，其係降低ACF樹脂的附 著力並導致半導體晶片20從底材體10之表面上剝離，半導 體晶片係經由ACF30之樹脂而被設置在底材體之表面上。 因此，一有利的電氣連接在被形成於半導體晶片20之電極 上的導體擋塊22與被形成在底材體10之表面上的導體墊50 之間被降低，此底材體10係經由包含在ACF30樹脂中的導 電性顆粒而被互相地連接。 上述空隙在ACF30樹脂中的任一處產生的原因是因為 在加熱期間從ACF30樹脂中所產生的氣體不能流暢地通過 相鄰導體墊50之間的狹隙52，該等導體墊係被相互平行地 配置在底材體10的表面上並具有與導體墊50之縱向長度相 等的長度，而是一大比例的氣體連續停留在被設置在導體 墊50内側並藉由加熱而被軟化的ACF30樹脂的内部中。 同樣地，留在一在被複雜合併的連接線12之間的空氣 與/或附著在其階形側表面上的空氣因加熱而膨脹，其係 不能流暢地通過相鄰導體墊50之間的狹隙52，該等導體墊 係被互相平行地配置在底材體10的表面上，而是一大比例 的空體連續停留在被設置在導體墊50内侧並藉由加熱而被 軟化的ACF30樹脂的内部中。 特別地，假如ACF30由快速硬化樹脂所組成，則將半 導體晶片20經由ACF30樹脂接合至底材體10的表面上所需 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I I裝 訂 辣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印軋 A7 B7 ' 五、發明説明（4) -- 的加熱時間大大地縮短，例如，在2〇至6〇秒的範圍内，因 幾乎所有上述的氣體與/或空氣留存在^聊之樹脂的 内部中’而導致空隙產生在ACF3峨脂的任何一處。 彡些對於-底材，其中在_由可熱固樹脂或熱塑性樹 月曰所組成之底廣填料（未顯示）被填滿在半導想晶片2〇與底 .材體10間的間隙中，而將半導體晶片20接合至底材體10之 '*表面上的同時，被形成在設置在半導體晶片20表面上的電 極上的導體楼塊22被直接地電氣連接至被形成在底材體⑺ 表面上的導體墊5〇是正確的。 此即，在這類底材中，當由可熱固樹脂或熱塑性樹脂 所組承的底層填料被加熱時，從底層填料中所產生的氣體 或是留在底層填料内部中的空氣，其係並在加熱期間膨 脹，在每個被相互平行地配置在底材體丨〇表面上相鄰的導 體墊50之間沒有抗阻的情況下，不能流暢地通過長狹隙 52 ’而是大比例的氣體與/或空氣持續停留在設置在導體 」 塾5〇内侧且因加熱而軟化的底層填料之樹脂内部中》 此導致在底層填料樹脂中之任何一處有空隙產生，造 成底層填料樹脂的附著力變差，因而半導體晶片20容易從 .底材體10表面上剝離。 從而’已經不可能在半導體晶片20經由底層填料而被 接合至底材體10之表面上的底材中，在被形成在半導體晶 片20之電極上的導體檔板22與被形成在底材體10表面上的 導體墊50之間維持有利的電氣連接。 本紙承尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------1-------IT-------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 417259 37 五、發明説明（5 ) 發明總結 本發明之一目的是為解決上述習知技藝中的問題，並 且提供一種用以設置半導體晶片之底材（其後僅稱之為，，底 材”），該半導體晶片係能夠在將半導體晶片接合至一底材 體之一表面上的期間避免間隙在ACF或底層填料樹脂中產 生，而避免半導韹晶片從底材體表面上剝離。 根據本發明，提供有一種用以設置一欲經由樹脂而被 接合至底材表面之半導體晶片的底材，該底材係包含：一 具有一半導髏設置表面之底材逋；複數條導電線，係配置 在該表面上，以便在縱長的方向上延伸並被一預定間距大 致互相平行地隔開；各導電線藉由其之一部分界定一墊部 分’其寬度係大於導電線之寬度，半導體晶片分別的電極 被電氣連接至該墊部分上；該墊部分相對於其橫向方向具 有一端與另一端；及複數個墊部分以此類一墊部分之一端 部與一相鄰墊部分的另一端部在一橫向方向上被配置成彼 此相鄰的方式被配置。 經濟部智慧財產局員工消旁合作社印製 在此底材中，被定以形狀而呈加寬長條並被互相平行 地配置在底材表面上的導體墊在導體墊的縱長方向上交替 地變換。 藉此，兩個相鄰的導體墊在橫向方向上以比導體墊之 縱向長度的一半短許多的距離如所見般地相互交疊。此意 味著，在兩相鄰導體墊間的狹隙之長度也變得比導體墊之 縱向長度的一半短許多。較短的間隙使在樹脂被加熱時所 產生的氣體以較小的阻抗流暢地通過。相同地，留在樹脂 本紙張纽ϋ财關家縣（CNS ) ( 210X297公釐) ' A7 B7
J 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明説明（ 内部中並在加熱期間膨脹的空氣或其他氣體也被准許流暢 地通過變短的狹隙。 被定以形狀而呈加寬長條之導體墊在導體墊的縱長方 向上被交替地變換，使得兩相鄰導底墊之一者的一端部部 分與其他的導體墊之其他端部部分在導體墊的橫向方向 上’以較導體擋塊之寬度大的距離如所見般地被相互交 疊。 藉此’可能以可靠的方式將被形成在被配置在半導體 晶片表面上分別電極上的導體檔塊電氣地連接至與另一相 鄰者如所見般在導體墊之橫向方向上被交疊的導體墊之端 部部分上，使得導體檔塊不會從導體墊上脫開。 根據本發明之另一層面’提供有一種半導體元件，係 包含：一具有複數個被以一預定間距配置的電極之半導體 晶片；及一用以藉由一樹脂黏合劑將半導體晶片設置至其 上的底材，該底材係包含： 一具有一半導體晶片設置表面之底材體；複數條導電 線，其係被配置在該表面上以便在縱長方向上延伸，並被 以該預定間距大致相互平行地隔開；各該等導電線係藉由 其之一部分而界定一墊部分，該墊部分之寬度比導電線的 寬度大，半導體晶片分別的電極被電氣地連接至該墊部分 上；該墊部分係相對於其縱長方向具有一個與另一個端 部；及該等複數個墊部分係以此類一墊部分之一端部與一 相鄰墊部分之另-端部在-橫向方向上被配置成彼此相鄰 的方式被配置》 ----------装------1T------.^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 417259 at _______B7__ 五、發明説明（7 ) 樹脂黏合劑最好是ACF型。根據此類結構，因為一在 兩相鄰導體墊部分之間的狹隙具有較導體墊之縱長長度的 一半短很多的長度，該等導體墊係被定形呈加寬長條並在 導體晶片之橫向方向上如所見般地相互交疊，當ACF樹脂 被加熱時所產生的氣體被准許以較小的阻抗流暢地通過。 同樣地，留在樹脂内部並在加熱期間膨脹的空氣或其他氣 體亦被准許以較小的阻抗流暢地通過被縮短的狹隙。 圖示簡短說明 本發明將會參考例示於附呈圊式中的較佳實施例於下 做更詳細地說明。 第1圖係為根據本發明之一底材之部分的放大平面 圖： 第2圖是一其上有半導體晶片藉由一樹脂黏合劑被設 置之底材的前視圊；及 第3圖係為習知技藝所熟知的底材之局部放大平面 圖。 實施例之詳細說明 在例示的底材中，複數個被定形呈加寬長條之導體墊 50在一底材體10之表面上以一間距互相平行地被配置，該 底材體係由諸如陶瓷或樹脂之絕緣材料所製成並用以設置 一半導體晶片20於其上，其中導體墊50藉由金屬化或蝕刻 銅鉑而被形成。 本紙張尺度適用_國國家標準（〇泌）八4规格（210父297公釐） (请先聞讀背面之注意事項存填寫本黃) .装' 經濟部智慧財產局员工消費合作社印製 10 - 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 ) _____B7 _ ' ： 五、發明説明（8 ) 複數個導體檔塊22在被配置在半導體晶片20之一表面 的電極上以一預定間距被形成，同時相對於上述被定形成 加寬長條並在底材體10之表面上被以一間距相互平行地配 置之導體墊50。導體檔塊22經由包含在一 ACF30樹脂中的 導電性顆粒而被電氣地連接至相對的導體墊5〇上。 • 加之’半導體晶片20經由ACF30樹脂接合至底材體1〇 ) 表面上。 因此，半導體晶片20以一可靠且不容易從底材體表面 上脫離的方式被設置至底材體1〇之表面上。 導體晶片50之下端延續至一條被形成在底材體10之表 面上的連接線12。導體晶片50之上端延續至一條被形成在 底材體10之表面上的導體線14。可能的是，將一電链電極 (未顯示）經由導體線14連接至導體墊50，並且連接線12延 續至其上，以進行用以防銹之Ni或用以在導體墊50與連接 線12上表面精整之Au的電鑛。 上述結構與習知技藝之底材的結構相同，除了在例示 的底材中’被定以形狀而成加寬長條並被互相平行地配置 的導體墊50在導體墊之縱長方向上被交替地變換，使得兩 相鄰導體墊50之一尾端部分如所見般在導體墊50之橫向方 • 向上以一比導體檔塊22的宽度大的距離與其他導體墊50之 另外一部分交疊。 在結構如上述之第1圖所示之底材中，一狹隙52之長 度可以做的比導體墊50的縱向長度之一半短很多，該狹隙 52係在如所見般在橫向方向上彼此互相交疊之部分的導體 本紙張尺度適用中國國家橾隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------^------1T------,^- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 11 417259 at _ B7 五、發明説明（9 ) 墊50間被界定。誠如前述’當半導體晶片2〇經由ACF30樹 脂而被接合至底材體10之表面上時，一在被定以形狀而成 加寬長條之相鄰導體墊間被界定之被縮短長度的狹隙52准 許ACF30樹脂在被加熱時所產生的氣艎以較小的抗阻流暢 地通過。同樣地，留在樹脂内部且在加熱期間膨脹的空氣 或其他氣體亦被准許以較小的抗阻流暢地通過在相鄰導體 墊50間被界定之被縮短狹隙。因此，可能避免由於留在 ACF30樹脂中的氣體與/或空氣在ACF30樹脂中的任何一 處產生空隙。 此外，可能將被形成在分別的電極上之導體檔塊22以 一可靠的方式經由被包含在ACF30樹脂中的導電顆粒而電 氣地連接至相對的導體塾50上，該等電極係被以一預定的 間距配置在半導體晶片20表面上，使得導體檔塊22不會沒 有與後者對齊。 根據此底材，上述的底層填料會被當作一用以將半導 體晶片20接合至底材趙1〇表面上的樹脂，其係為可流進半 導體晶片20與底材想1〇間的間隙中並可藉由加熱而固化之 可熱固性樹脂’或是可流進間隙中並藉由在加熱之後的冷 卻而硬化之熱塑性樹脂。在可熱固性或熱塑性樹脂之底層 填料或其他者被用來將半導體晶片20接合至底材體10上的 情況下’一在被定以形狀而成加寬長條之相鄰的導體墊5〇 間被界定之一被縮短長度之狹隙52，准許樹脂在被加熱時 所產生的氣體或留在樹脂内部並在加熱期間膨脹的空氣或 相似物以較小的阻抗流暢地通過》所以，空隙不會在底層 本紙張从適财家料（CNS ) ( 210X297公釐) ----- (請先聞讀免面之注，意事項再填寫本頁) -裝- 訂 i球· 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 12 A7 B7 五、發明説明（10) 填料或其他物之樹脂中被產生。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此底材中，電氣連接可在導體墊50與導體檔塊22之 間可靠地得到，即使是在被形成在半導體晶片20之電極上 的導體檔塊22在其縱長與/或橫向方向上稍微偏離導體墊 50的情況下’因為導體塾50被定以形狀而成加寬長條，使 • 得導體檔塊22不會離開導體墊50。 > 換言之，連接線12延續至導體墊50的下端，而導體線 14延續至具有比導體墊50之一半寬度還要窄很多的寬度之 導體墊50。 這是因為連接線12與/或導體線14足夠具有一個僅用 以導電力用而不需要將導體塾與形成在半導體晶片2〇之電 極上的導體檔塊電氣地連接之功能》 因此’寬闊的空間被提供在被形成在底材體10之表面 上相鄰的連接線12與/或導體線14之間，其係如第1圖所 示，並且准許當在ACF或底層填料之樹脂被加熱時所產生 的氣體，或是留在ACF或底材填料之樹脂的内部中並在加 熱期間會膨脹之空氣以較小的阻抗流暢地通過。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 同樣地，一寬闊的空間被提供在連接線12與彼此相鄰 的導體墊間，或是在導體線14與彼此相鄰被形成在底材體 10之表面上的導體墊之間’其係如第1圖所示，並且准許 在ACF或底材填料被加熱時所產生的氣體與/或留在acf 或底層填料之樹脂的内部中並在加熱期間會膨脹的空氣以 較小的阻力流暢地通過。 誠如上述’根據本發明之底材與半導體元件，當半導 13 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 417259 3 —-----ζί____ 五、發明説明（11 ) 趙晶片經由4CF或底層填料之樹脂被接合至底材體之表面 上時’可能准許在ACF或底層填料之樹脂被加熱時所產生 的氣體與/或被留在樹脂内部並在加熱期間膨脹的空氣， 以較小的阻抗流暢地通過一在被互相平行地配置在底材體 之表面上相鄰的導體墊間之被縮短狭隙。藉此在ACF或底 層填料之樹脂内部中空隙的產生一定可以避免。亦可能的 是’以一可靠的方式將半導體晶片接合至底材體之表面 上’而不會容易從底材體表面上剝離。因此，良好的電氣 連接在被形成在半導體晶片之電極上的導體擋塊與被形成 在底材體表面上的導體擋塊之間長期間被維持。 熟悉該項技術者應該了解的是，先前說明僅關於被揭 露發明之較佳實施例，各種改變與修正可以被進行，而不 會悖離本發明之精神與範圍。 元件標號對照表 10 底材體 12 連接線 14 導體線 20 半導體晶片 22 導體擋塊 30 ACF 50 導體墊 52 狹隙 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公兼） 14

Claims (1)

  1. 417259申請專利範圍 A8 BS C8 D8 l·. 2· -種用來設置半導趙晶片的底材，該半導體晶片係經 由一樹脂而被接合至該底材之表面上，該底材包含： 一具有一半導體晶片設置表面之底材體； 複數條導電線，其係被配置在該表面上以便在一 縱長方向上延伸，並以一預定間距被大致相互平行地 隔開； 各該等導電線係藉由其之一部分而界定一個墊部 分，該墊部分的寬度比該導電線的寬度大，該半導體 晶片之一分別電極係被電氣地連接至該墊部分上； 該墊部分係相對於其縱長方向具有一個端部與另 一個端部；及 該等複數個墊部分係以此類一個墊部分之一端部 與-個相鄰墊部分之另一端部在一橫向方向上被配置 成彼此相鄰之方式而被配置。 一種半導體元件，係包含： 一具有複數個被以一預定間距配置之電極的半導 趙晶片；及 一用以藉由樹脂黏合劑而將該半導體晶片設置於 其上之底材；該底材係包含·· 一具有一半導體晶片設置表面之底材體； 複數條導電線，其係被配置在該表面上以便在一 縱長方向上延伸，並以一預定間距被大致相互平行地 隔開； 各該等導電線係藉由其之一部分而界定一個塾部 (諸先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) I •裝------- I ---------^--^-I i - - I In a • . t張肅細啊準（CNS) A4^ (2ιοχ297公庚了 I 1 I- · -15· 申請專利範圍 3, 4. 分，該墊部分之寬度比導電線的寬度大，該半導體日 片之一分別電極係被電氣地連接至該墊部分上； 該墊部分係相對於其縱長方向具有—個端部與另 一端部；及 該等複數個墊部分係以此類一個墊部分之一端部 與一個相鄰墊部分之另一端部在一橫向方向上被配置 成彼此相鄰之方式而被配置。 如申請專利範圍第2項所述之半導體元件，其中該樹 脂黏合劑係為一各向異性導電薄膜》 如申請專利範圍第2項所述之半導體元件，其中該半 導體之各該電極被電氣地連接至一分別的導電標塊， 其係藉由該樹脂黏合劑而被接合至該底材上之一分別 墊上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製- 本纸張尺度埴用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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