TW479332B - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

H/y332 、發明說明（1) 【發明之詳細說明】 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種藉由封裝用構造而收納著半導體元件 t半導體裝置及其製造方法。如果說得更加詳細一點，本 $明係關於一種具有例如散熱用擴散板或者帽蓋並且在中 空層而收納有半導體元件之半導體裝置之構造及其製造方 法〇 【先前技術】 、圖8係為用以顯示出習知之先前技術之封裝用構造之半 導體裝置之構造之某一例子之圖式。 4知之先釗技術之半導體裝置，係由例如以下所敘述之 構件而組成的： BGA (球閘陣列構裝）基板7 ;以及， 口 ί Ϊ體晶片5，而該半導體晶片5 ’係透過焊錫凸塊，而 '设、日曰（fllp_chip)地接合著BGA (球閘陣列構裝）基板 靠：封件’而該密封用構件，係被用以提高其接合可 構ΐ Τ Ϊ V? Γ ΐ焊錫球8 ’係配置排列在BGA (球閘陣列 態；以^，月面上，以便於得到與外部之電氣連接狀 散熱用擴散板1 ，而該散埶 體”5中之所產生之熱能：散 政熱性樹脂6，而該散熱性樹脂6，係被用以促進半導體

479332 五、發明說明（2) 晶片5和散熱用擴散板】間之熱傳導作用；以及， 環圈構件2和#著用條帶3，而該環圈構件2和黏著用條 月又攸_L <間，設置有一定之間隔， 閘陣列椹壯、I k 7 4 夏且，遇接合該BGA (球 1陴列構叙）基板7和散熱用擴散板丨兩者。 【發明所欲解決之問題】 在像前述這樣之半導體妒晋 制 之金屬、3戈者陶莞 ：：： =業中，在藉由銅等 板或帽蓋時之所造成之3 = = ;夠：封住散熱用擴散 有例如焊錫球之際或者：：t J :二及在後面之搭載 戶二 炫回焊（reflow)處理，而升溫至 密閉住之办·洛 ^上乂上，但疋，在此時，係由於該所 變形和剝i i象發生：：j產=有所謂散熱用擴散板之 ； 晶片5之門泛Ή 3，或者是在散熱性樹脂6和半導體 聚置< =有所謂制離現象，以致於會有該半導體 置之散熱特性呈劣化之問題產生。 此外，在半導體裝置上，士 — 散熱至外部之散熱效果 女衣放f用扇茱，而提升所謂 半導触爿士菩而挪爲、，， 寸’係必須要更加地提升所士田 ^衣置而熱傳導至散熱用扇葉之效果。 i月由 $ ’在進行著半導體裳置之製造之時 今也 方法而進行著安裝處理之際，係〜用 月…、用擴散板和環圈，# I ^ 、戈裝有 1〜疋，在此時，係會有所謂指&巧 〜饵傷到

Ptd 的109818, 第6頁 479332 五、發明說明（3) ί ί :::之問題發生·:::外’由於前述之散熱性樹脂開 以生硬化之瞬間，而導致在散熱性樹脂内，發生有空 隙，以致於其散熱特性呈劣化。 掉：,订者半導f r置之製造之時，係必須要剝離 ==熱用擴散=圈之附著有固性之黏 者用條邢之部位之表面上之覆蓋狀薄膜。 本發明係為了解決像前述這樣' 而完成的；本發明之目㈤，係為提二先丽技術之問題 夠避免半導體晶片之損傷現象發可以得到所謂能 特性呈劣化之半導體裝置及其製還可以防止其散熱 【解決問題之手段】 ° 本發明之申請專利範圍第1項之 板狀基板之幾乎中央部上，安、肢裴置，其係在平 該基板上，層積著環狀之環圈構：+導體晶片’並且，在 板狀之散熱用擴散板，以形成用二站者用條帶、以及平 中空部，其特徵為： 收容前述半導體晶片之 在前述黏著用條帶上設有開縫 t外，本發明之申請專利範圍第2开項成通氣孔。. ’、在平板狀基板之幾乎中央部上 6、之半導體裝置，其 且’在該基板上，層積著環狀之，有半導體晶片’並 t及平板狀之散熱用擴散板，：構件和黏著用條帶、 晶片之中空部，其特徵為： 乂成用以收容前述半導體 f，述環圈構件上設有開縫以带 此外，本發明之中請專利 Ί通氣孔。 昂3項之半導體裝置，係 479332 五、發明說明（4) :12範圍第1或2項所記載之半導體裴置中，目 性料：刚述半導體晶片和前述散熱用擴散 /、備有 欧树月曰，同日夺，在前述散熱之間之散熱 述散熱性樹脂露出。 開口部以使前 、生方2 ^杳明之申請專利範圍第4項之半導，壯里 k方法，其特徵為·· 、衣置之製 在平板狀基板之幾乎中央部上， f，在該基板上層積及黏著環狀之環圈：：^體晶片，並 及平板狀之散熱用擴散板之作掌中：？著用條 狀2二之加塵頭，而僅對於前述環狀ΐ點菩i猎由具有環 進行著加壓處理。 *著用條帶部分， 此外，本發明之申請專利 造方法，其特徵為： 項之半導體裝置之製 在平板狀基板之幾乎中央部上， 且，在該基板上層積及黏著環t二有+ ¥體晶片’並 !上以及平板狀之散熱用擴散板之件：；著用條 平上，黏著上裝設有覆蓋狀薄膜 菜中，係在剝離用條 構件之前述覆蓋狀薄膜之後，接3 =用擴散板以及環圈 之傳送、前述之散熱用擴散 ^藉由前述剝離用條帶 前述散熱用擴散板以及環圈構件％ ^構件之上拉，以使 上之前述覆蓋狀薄膜剝離掉。 黏著於前述剝離用條帶 【發明之實施形態】 以下，係參照圖式，而就本發 明。在圖式中，於相同或者相，貫施形態、，進行著說 邛刀上，係附加上相同 m 第8頁 89109818.ptd 、發明說明（5) 之元件編號，而適當地簡化★、 實施形㈣ 也間化或者省略其說明。 圖1及圖2係為用以#明太 置之圖式。圖！係為用U = 氣孔之半導體裳置之構造之剖出/同只此形以之具備有通 顯示出本發明之實施形態i +圖’而*圖2 (a)係為用以 圖，圖2 ( b )係為用以&干出者用條帶之開縫之俯視 構件之俯視圖。 *，、、、不出本發明之實施形態1之環圈 在圖1中，元件編缺1在主一 熱用擴散板），元件編平面狀之散熱用擴散板（散 構件），元件編號3係表角環狀t環圈（ί圈 條帶，元件編號4係表 ^汗、，‘之四角蜋狀之黏著用 孔之功能用之開縫，表二置卢^ 編號6係表示散埶性料 ^係表不半導體晶片，元件 列構裝）基板，而元V編’二：；7二示BGA (球問陣 該半導體裝置，係在RrA r +表不知錫球。 過焊錫凸塊，而呈覆曰 F閘陣列構裝）基板7上，透 係層積有環圈構件2和 片5，並且，還藉由密曰曰封(用fP)地接合著半導體晶 5。在半導體曰曰曰片5和散孰用’^、封住該半導體晶片 有該用以促進熱傳導效果之^=之間，係填充及黏著 1，係將半導體晶片5中之所;=脂6 °散熱用擴散板 在阶（球間陣列構 ^之散熱至外部 在(球間陣列構裝）基板7和 層籍古理m…… 土板7和放熱用擴散板1之間 89109818.ptd 第9頁 479332 五、發明說明（6) 散熱用擴散板1之四周上，於BGA (球閘陣列構裝）基板7 和散熱用擴散板1兩者之間，設置有一定之間隔，並且， 還接合該B G A (球閘陣列構裝）基板7和散熱用擴散板1兩 者。接著，在該黏著用條帶3，係形成有該作為通氣孔之 功能用之開縫4。 此外，在BGA (球閘陣列構裝）基板7之背面上，係配置 排列有該用以得到與外部呈電氣連接狀態之焊錫球8。 圖2 ( a )係為用以顯示出該由圖1之下侧（半導體晶片5 部位）而觀察著散熱用擴散板1和黏著用條帶3間之接合狀 態之所觀察到之狀態。就正如圖2 ( a )之所顯示的，係在 散熱用擴散板1上，接合有四角環狀之黏著用條帶3，並 且，在黏著用條帶3之某一個之角部上，係設置有開缝4。 圖2 ( b )係為用以顯示出該由圖1之下侧（半導體晶片5 部位）而觀察著黏著用條帶3和環圈構件2間之接合狀態之 所觀察到之狀態。就正如圖2 ( b )之所顯示的，係在四角 環狀之黏著用條帶3上，接合有環圈構件2。 圖2 ( a )和圖2 ( b )之例如具備有熱硬化性、耐熱性和 絕緣性之黏著用條帶3之開缝4，係成為圖1所示之半導體 裝置之製造後之通氣孔部。 如果藉由該實施形態的話，由於半導體裝置係具備有通 氣孔部，因此，係並不會有像以下所敘述之作為圖9之習 知之先前技術之例子而進行著說明之現象發生： 例如由於在黏著用條帶3之固化時或者是由於重熔回焊 (r e f 1 〇 w )處理之加熱，而使得中空層之空氣，發生膨

89109818.ptd 第10頁 五、發明說明（7) 脹，以致於會有所謂散熱用擴散板】之 擴散板1及環圈構件2之剝離現象發生。乂或者散熱用 此外即使是該設置有開縫4之黎菩用/文册 接合於散熱用擴散板】之部位上，但9 :贡、，係也可以 (球閘陣列構裝）基板7之部位一=可以接合在BGA 何-種方<，並且，也可以同時採二了广米用前述之任 此外，就正如圖2⑷及圖2 (b )兩種方式。 條帶3之形狀和環圈構件2之形狀，係的二黏著用 熱用擴散板1之外％，係也與黏帶3二:亚且，散 件2之形狀，成為一致。因此，就】:； ：：、環圈構 可以藉由在散熱用擴散板R中央部，^之所_•示的，係 之時，透過散熱性樹脂6，而接合著半導體襄置 相當容易地將半導體晶片5中 =二，以便於 部。 I所產生之熱能，散熱至外 圖3係為用以顯示出本發明之 之開縫之其他之配置例子之俯視圖。〜1之黏者用條帶3 就正如圖3之所顯示的’係可以，2摘— 或者邊緣上，机罢兮打# 在個角洛、4個角落、 、 °又置。亥黏者用條帶3之開縫。 上之所敘述的，如果藉 Ί以防止如以下所敘述之現象發生： 的居，係 由於接合著散熱用擴散板 擔任著熱傳導作用之 :，❿剝離掉該 脂6和半導_日>二树 或者疋由於散熱性樹 熱特性呈劣二片5間之㈣ 479332 五、發明説明（8) 此外’係還可以防止所謂由於半 、- 所造成之例如BGA (球閘陣列構裝、κ 之變形現象 配線之斷線現象發生。 土 寺之破裂或者内 部配線之斷線現象發生 〜、有 此外’黏著用條帶3之開縫4，係 有 造後之製品上，因此，即使是，+導體裝 黏著用條帶3之開縫‘，係也能夠二;中，； 作用。 ”、、通氣孔部之 此外，如果藉由該實施形態的話，係並 擴散板1之基材上，設置有孔穴或者開錄而要^在散熱用 因此，係藉由能夠相當廣泛地確保 通氣孔部。 當有利地提升半導體裝置之散熱特性:域，而可以相 此外，例如在半導體裝置之散熱 散熱用扇葉（並未圖示出）之時，係=^ 上而搭载著 住該散熱用擴散板1和散熱用扇葉之間"b之接目入虽r廣泛地確保 當有利於提升半導體裝置之散熱特性，並且口二域’、而相 §亥散熱用擴散板1和散熱用扇葉之間之接合力。退可以提高 就正如以上之所敘述的，如果藉由該實° ° :半導體裝置，係在平板狀之基板之幾乎中二：話二則 有半導體晶片’並j_ ’在該基板上’係著；’女裝 ，和黏著用條帶、以及平板狀之散熱用擴狀：環圈 该用以收容著半導體晶片之中空部，此「 =、，、而形成 用條帶上，係設置有開縫，而形成通氣孔。則述之黏著 ^如以上之所說明㈤，如果藉由該實施 ^體裝置之製造作業巾，即使是在升 洁，在 <狀恶下，由於

89109818.ptd 第12頁 479332 五、發明說明（9) 該密閉於半導體裝置内之空氣，係通過該通氣孔，而連通 至外部氣體，因此，係並不會有所謂由於内部空氣之熱膨 脹而導致散熱用擴散板呈變形或者剝離之現象發生。所 以，係可以防止半導體裝置之特性呈劣化之現象發生。 實施形態2 圖4係為用以說明本發明之實施形態2之半導體裝置之圖 式，也就是說，圖4係為用以顯示出圖1中之半導體裝置之 環圈構件2之其他之形狀之俯視圖。 在該實施形態中，係在環圈構件2，設置有開縫4，以便 於取代如同實施形態1所示而在黏著用條帶3上之所設置之 開缝。就正如圖4之所顯示的，環圈構件2之開縫4之位置 和形狀，係可以為環圈構件2之角落，或者是也可以藉由 抽除邊緣上之一部分，而使得環圈構件2之開缝4之形狀， 成為C形狀，並且，該環圈構件2之開縫4，係成為半導體 裝置製造後之通氣孔部。 此外，該設置於環圈構件2上之開縫4，係可以為2個部 位以上。 由於該作為半導體裝置之其他之構造，係相同於實施形 態1中之所說明之半導體裝置，因此，係省略掉其重複之 說明。 像前述這樣，在該實施形態中，半導體裝置，係在平板 狀之基板之幾乎中央部上，安裝有半導體晶片，並且，在 該基板上，層積著環狀之環圈構件和黏著用條帶、以及平 板狀之散熱用擴散板，而形成該用以收容著前述之半導體

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89109818.ptd 第13頁 479332 五、發明說明（ίο) ---一^ 晶片之中空部，其中，在前述之環圈構件上，係設置有開 縫，而形成通氣孔。 ” 即使是在該實施形態中，係也可以得到相同於形態 1之效果。 、、 實施形熊、3 、圖5係為用以說明本發明之實施形態3之半導體裝置之圖 式，其中圖5 (a)係為切斷半導體裝置之中央部之立體 圖，而圖5 ( b )係為半導體裝置之其他之例子^中央部之 剖面圖。 就正如圖5 ( a )之所顯示的，在該實施形態中，於藉由 散熱用擴散板1和環圈構件2之2層構造而具備有中空層之 半導體裝置中，在接合著散熱用擴散板丨之半導體晶片θ 5之 部位上，係形成有其面積小於比較大面積之半導體晶片5 之抽，狀孔9 (開口部）。在該抽除狀孔9，係曝露出該用 以覆盖住半導體晶片5之散熱性樹脂6。 此/卜，在圖5 ( b )所示之例子中，於藉由散熱用擴散板 1和環圈構件2之2層構造而具備有中空層之半導體裝置 中，在接合著散熱用擴散板1之半導體晶片5之部位上，係 多：之比較小之抽除狀孔9(開口部）。在該抽、 二，。 曝露出該用以覆蓋住半導體晶片5之散熱性樹 時，係可以促、而格載者政熱用扇葉（並未圖示出）之 進所明由半導體晶片5開始而熱傳導至散熱 479332 五、發明說明（11) 用扇葉之熱傳導效果。此外，在藉由散熱用扇葉之搭載而 堵塞住散熱用擴散板1之孔穴之後，係也可以藉由黏著用 條帶3之開縫4，而保有通氣孔。 就正如以上之所敘述的，如果藉由該實施形態的話，則 該半導體裝置，係在平板狀之基板之幾乎中央部上，安裝 有半導體晶片，並且，在該基板上，係層積著環狀之環圈 構件和黏著用條帶、以及平板狀之散熱用擴散板，而形成 該用以收容著半導體晶片之中空部，此外，在前述之黏著 用條帶上，係設置有開缝，而形成通氣孔。 此外，係在散熱用擴散板之幾乎中央部上，設置有抽除 狀孔，而曝露出該用以填充著半導體晶片和散熱用擴散板 之間之散熱性樹脂。 係藉由像前述這樣構造之半導體裝置，而能夠提高半導 體裝置之耐熱特性，同時，還達到所謂散熱性之提升效 果。 實施形態4 圖6係為用以說明本發明之實施形態4之半導體裝置之製 造方法之圖式。 就正如圖6 ( a )之所顯示的，該半導體裝置之製造方 法，係在平板狀之基板7之幾乎中央部上，安裝有半導體 晶片5，並且，在該基板7上，層積及黏著有環狀之環圈構 件2和黏著用條帶3、以及平板狀之散熱用擴散板1。 在該實施形態中，於半導體裝置之製造作業中，係藉由 圖6 ( b )所示之具有環狀凸部之加壓頭1 0，而在半導體晶

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89109818.ptd 第15頁 479332 五、發明說明（12) 片5之外側’僅對於前述之環狀之黏著用條帶3部分，進行 著加壓處理。 τ 像丽述這樣，在該實施形態中，其特徵為： 在半導體裝置之製造作#中’使得該用 散板1和環圈構件2而進行著熱壓合處理之加壓頭10:】擴 面，成為環圈狀。 土頌丨U之表 藉由像前述這樣之半導體之 所謂對於半導艚曰y C： 你」以避免 加熱處理，因此，係^夠避免對於散熱性樹脂6進行著 化現象之發生，而：：以措由防止散熱性樹脂6之瞬間硬 象之發生。而此夠防止所謂散熱性樹脂6内之空隙現 實施形熊j 圖7係為用以說明本 造方法之圖式。 Χ Λ知形態5之半導體裝置之製 一般而言，散熱用擴散板丨 f吏用前’於該散熱用擴散⑻等之構件，係 上’接合有覆蓋狀薄膜 者,圈構件2等之構件之 者裱圈構件2等之構件。在半 呆壯4该放熱用擴散板1或 必須要剝離掉該覆蓋狀薄膜。収衣置之製造作業中，係 在該實施形態中，像前述這樣 業，百先就正如圖7 ( a )之 设盍狀薄膜之剝離作 上，搭载著剝離用條帶1 2，並且不的，係在剝離用台座1 3 示的，由上面而擠髮著該具有覆* ”如圖7 (b)之所顯 |狀溥膜11之散熱用擴散 479332 五、發明說明（13) :1 工且、算後，二 滑動著該剝離用條帶12，㊉利用例如吸附 〃、. 1開該散熱用擴散板1之時，由於覆蓋狀薄 、，知相虽牛固地黏接在剝離用條帶丨2上，因此，係可 以由$熱用擴散板丨，而剝離掉覆蓋狀薄膜丨ι。 像：，在該實施形態中，半導體裝置之製造方 >曰~係在平板狀之基板7之幾乎中央部上，安裝有半導體 二㈣著用柊if基板上’層積及黏著有環狀之環圈構 中Λ Λ 以及平板狀之散熱用擴散板1之作業 覆甚狀㈣】〗㈣用條帶12上，分別地黏著上該裝設有 苗二每膜π、。之散熱用擴散板1以及環圈構件2之前述之覆 i作用以及·^後，係藉由利用前述之剝離用條帶12之傳 具等之上拉；用：：= = 51和環_牛2之吸附用工 用之所產生之力夏，而分別地由兮針_ _ 述之剝離用條帶12上之覆蓋狀薄膜u，剝離掉;^者於前 用擴散板1以及環圈構件2。 刖述之散熱 也就是說，在該實施形態中，其特徵為： 使用該剝離用條帶12，並且，還利用 ;田而在剝離用台座13上，剝離掉該附著於;=之差 ”、、用擴散板1和環圈構件2等之帽蓋狀之黏著二、占附有散 上之覆蓋狀薄膜11。 條帶之表面 ，正如以上之所敘述的，在該實施形態中， 之4造方法’係在平板狀之基板之幾乎中^體骏置 半導體晶>! ’並且’在該基板上，層積及黏：安裝有 圈構件和黏著用條帶、以及平板狀之散熱用擴长狀之環 _ ^政板之作業 Η 89109818.ptd 第17頁 479332 五、發明說明（14) 中，其中，係 膜之散熱用擴 著，由該黏著 膜，拉離開前 【發明之效果 就正如以上 夠避免半導體 還可以防止其 相當容易地進 【元件編號之 在剝離用條帶上而黏著上該裝設有覆蓋狀薄 散板以及環圈構件之覆蓋狀薄膜之後，接 於前述之剝離用條帶上之前述之覆蓋狀薄 述之散熱用擴散板以及環圈構件。 ] 所敘述的而構成本發明，因此，本發明係能 裝置之半導體晶片之損傷現象發生。並且， 散熱特性呈劣化之半導體裝置。或者是能夠 行著覆蓋狀薄膜之剝離處理。 說明】 1 散熱用擴散板 2 環圈 3 黏著用條帶 4 開縫 5 半導體晶片 6 散熱性樹脂 7 BGA (球閘陣列構裝）基板 8 焊錫球 9 抽除狀孔 10 加壓頭 11 覆蓋狀薄膜 12 剝離用條帶 13 剝離用台座

89109818.ptd 第18頁 479332 圖式簡單說明 圖1係為用以顯示出本發明之實施形態1之半導體裝置之 構造之剖面圖。 圖2 A、B係為用以顯示出本發明之實施形態1之黏著用條 帶以及環圈構件之俯視圖。 圖3係為用以顯示出本發明之實施形態1之黏著用條帶之 其他之例子之俯視圖。 圖4係為用以顯示出本發明之實施形態2之半導體裝置之 環圈構件之形狀之俯視圖。 圖5 A、B係為本發明之實施形態3之半導體裝置之中央部 切斷立體圖以及其他之半導體裝置之例子之中央部剖面 圖。 圖6A、B係為用以說明本發明之實施形態4之半導體裝置 之製造方法之圖式。 圖7A〜C係為用以說明本發明之實施形態5之半導體裝置 之製造方法之圖式。 圖8係為用以顯示出習知之先前技術之封裝用構造之半 導體裝置之某一例子之剖面圖。 圖9A、B係為用以說明在習知之先前技術之半導體裝置 中之所發生之問題之剖面圖。

89109818.ptd 第19頁

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1 · 一種半 上，安裝有 之環圈構件 以形成用以 在前述黏 2 · —種半 上，安裴有 之環圈構件 以形成用以 在前述環 3·如申請 用以填充前 性樹脂，同 述散熱性樹 4 · 一種半 在平板狀 且’在該基 帶、以及平 狀凸部之加 進行著加壓 5. 種半 在平板狀 且’在該基 帶、以及平 導體裝置 半導體晶 和黏著用 收容前述 著用條帶 導體裝置 半導體晶 和黏著用 收容前述 圈構件上 專利範圍 述半導體 時，在前 脂露出。 導體裝置 基板之幾 板上層積 板狀之散 壓頭，而 處理。 導體裝置 基板之幾 板上層積 板狀之散 ，其係 片，並 條帶、 半導體 上設有 ，其係 片，並 條帶、 半導體 設有開 第1或2 晶片和 述散熱 之製造 乎中央 及黏著 熱用擴 僅對於 之製造 乎中央 及黏著 熱用擴 在平板 且，在 以及平 晶片之 開縫以 在平板 且，在 以及平 晶片之 縫以形 項之半 前述散 用擴散 狀基板 該基板 板狀之 中空部 形成通 狀基板 該基板 板狀之 中空部 成通氣 導體裝 熱用擴 板上設 之幾乎中 上，層積 散熱用擴 ’其特徵 氣孔。 之幾乎中 上，層積 散熱用擴 ’其特徵 孔。 置，其中 散板之間 有開口部 央部 著環狀 散板， 為·· 央部 著環狀 散板， 為： 具備有 之散熱 以使前 方法，其特徵為： t上，安裝有半導體晶 壞狀之環圈構件和黏著 ί板之作業中，係藉由 刖述％狀之黏著用條帶 方法，其特徵為： 片，並 用條 具有環 部分， 片，並 用條 離用條 ::士，安裝有半導體晶 ;大之環圈構件和黏著 政板之作業中，係在剝

   89109818.ptd 第20頁 479332 六、申請專利範圍 帶上，黏著上裝設有覆蓋狀薄膜之散熱用擴散板以及環圈 構件之前述覆蓋狀薄膜之後，藉由前述剝離用條帶之傳 送、前述散熱用擴散板以及環圈構件之上拉，以使前述散 熱用擴散板以及環圈構件自黏著於前述剝離用條帶上之前 述覆蓋狀薄膜剝離掉。

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