TWI273612B - Semiconductor device package and method of production and semiconductor device of same - Google Patents

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TWI273612B
TWI273612B TW091137353A TW91137353A TWI273612B TW I273612 B TWI273612 B TW I273612B TW 091137353 A TW091137353 A TW 091137353A TW 91137353 A TW91137353 A TW 91137353A TW I273612 B TWI273612 B TW I273612B
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TW
Taiwan
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capacitor
circuit board
semiconductor device
semiconductor wafer
external connection
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TW091137353A
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TW200301493A (en
Inventor
Takahiro Iijima
Akio Rokugawa
Original Assignee
Shinko Electric Ind Co
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Publication date
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    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16235—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a via metallisation of the item
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    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16237—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
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    • H01L2924/153—Connection portion
    • H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA

Description

I2?3612 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 【發明所屬之技術領域3 發明領域 本發明係有關於一半導體裝置封裝及其之製造方法及 5 半導體裝置，特別係有關於一在一安裝有一半導體晶片之 電路板中提供一電容器之半導體裝置封裝其之製造方法及 半導體裝置。 【先前技術：！ 先前技術之說明 10 最近幾年，半導體裝置已安裝上更高操作頻率之半導 體晶片，隨之而來的是必須穩定供應至該等半導體晶片之 電力’因此，晶片電容器或其他電容器係設置在安裝該等 半導體晶片之半導體裝置封裝中。 本申請案之其中一發明人先前在日本專利申請案第 15 2000-276514號之說明書中揭露了一種如第10圖所示之半 導體裝置作為一使用一在内部設置有一晶片電容器或其他 電容器之半導體裝置封裝的半導體裝置。 弟1〇圖所示之半導體裝置1〇〇包含一多層電路板，即 一半導體裝置封裝1〇4(以下稱為“封裝1〇4”）及一安裝於 20其上之半導體晶片1〇2。該半導體裝置封裝104係在一板 狀芯材106之兩表面上具有多層導體圖案1〇8、1〇8···，且 該芯材106係由一玻璃環氧樹脂板等構成。該等導體圖案 108、108…係形成在多層中，且形成在多層中之該等導體 圖案108、108···係藉由通過該芯材1〇6之穿孔11〇、11〇 6 1273612 玖、發明說明 與通過絕緣層114、114而電氣地連接。 該封裝104具有一插入一凹部116之電容器jig，而 該凹部116係在該芯材106中由一挖掘器等形成。該電容 器118包含一矽基材118a、一由一形成在其一表面上之絕 5 緣材料構成之膜118b與一形成在該膜上之表面上之導電膜 118c。 該電容器Π8係被一導體連結器122連結至一沿著該 凹部116之内侧壁形成之金屬電鍍膜120上。 總結本發明欲解決之問題，依據第1〇圖所示之半導體 10裝置，可將該電容器設置在該封裝104之内側靠近業已安 裝之半導體晶片102且因此可以穩定供應至該半導體晶片 102等之電力。故，即使安裝一高操作頻率之半導體晶片 102,也可以避免由於不穩定之電力等所造成之錯誤操作。 但是，即使利用第10圖所示之半導體裝置，已知的是 15進步穩疋供應至該半導體晶片之電力等仍需要安裝有一 更高速（更高頻率）之半導體晶片。 發明人致力研究電力為何在第1〇圖所示之半導體裝置 中安裝一更高速（更高頻率）之半導體晶片時供應至一半導 體晶片102之電力無法穩定之原因。 20 在半導體裝置1GG中，該電容器118被插人形成在該 芯材106巾之凹部116，而該芯材1〇6則形成在該封裝綱 之大致中央處。由該業已安裝之半導體晶片102之電極端 子延伸出至該電容器118之導體電路係彎曲地形成。 因此，由該半導體晶片1〇2之電極端子延伸出至該電 1273612 玖、發明說明 容器118之導體電路係長的且具有許多連接位置，並且由 該半導體裝置100之外部連接端子延伸至該半導體晶片 102之導體電路變大。緣是，由此可知供應至該半導體晶 片102之電力很容易會變得不穩定。 5 【發明内容】 發明概要 本發明之目的係提供一種可以儘可能縮短由該業已安 裝之半導體晶片之電極端子延伸出至該電容器之導體電路 之半導體裝置封裝及其之製造方法及半導體裝置。 10 投入達成這目的之研究之發明人相信在一封裝104中 提供一電容器118以將該電容器118之外部連接端子直接 連接欲與半導體晶片1〇2之電極端子的連接墊，而該等半 電極端子係形成在用以安裝該半導體晶片1〇2之該封裝 104之表面上，並且因此使本發明臻於完美。 15 轉明之第-特徵係提供-種半導體裝置封裝，而該 半導體裝置封裝設置有-在_用以安裝一半導體晶片之電/ 路板中之電容器，其中該電容器係直接設置在該半導體晶 片可安裝於其上之電路板之_半導體晶片安裝表面下方， 該電路板之半導體晶片安裝表面形成有一表面暴露出來之 2〇連接墊使得該半導體晶片之電極端子可直接連接，且該等 連接墊之另-表面使該電容器之外部連接端子直接與該等 2接整連接，而料連接墊則係在料連接墊中欲與該半 導體晶片之電極端子連接且對應於電容H之外部連接端 者。 于 1273612 玖、發明說明 本發明之第二特徵是提供一種半導體裝置封裝之製造 方法，用以製造一在一電路板中設置有一電容器之半導體 裝置封裝，該方法包含：將該電容器之外部連接端子直接 連接於在該等連接墊中該電容器欲連接之電容器連接端子 5之一表面，且該等連接墊係形成為該欲安裝之半導體晶片 之電極端子可直接連接於另一表面而與一金屬板之一表面 緊密接觸的狀態；形成一電路板，且該電路板具有一在該 金屬表面之一表面處電氣連接該等連接墊與該電容器之外 部連接端子的導體電路；或者將該電容器安裝成使該半導 10體晶片之電極端子欲安裝於其上之該等外部連接端子之連 接表面之一表面可直接緊密接觸連接該金屬板之一表面； 接著形成一電路板，且該電路板具有一在該金屬板之表面 處電氣連接該電容器之其他外部連接端子的導體電路；及 蝕刻該金屬板之另一表面以暴露出該電路板之半導體安裝 15表面，而該電路板之半導體安裝表面包括該半導體晶片之 電極端子可直接連接於其上的該等連接墊或該電容器之外 部連接端子之連接表面。 本發明之弟二特徵是提供一種半導體裝置，其包含這 種半導體裝置封裝與一安裝在該封裝之半導體晶片安裝表 20面上之半導體晶片，其中該半導體晶片之電極端子直接連 接於該等連接墊之一表面且設置在該半導體裝置封裝處之 該電谷器之外部連接端子係直接連接該等連接墊之另一表 面，或直接連接於一設置在該半導體裝置封裝中之電容器 之外部連接端子之連接表面。 1273612 玖、發明說明 在本發明中，可使用一包含一矽基材與多數形成在兩 表面上之外部連接端子之兩側配線型電容器作為該電容器 ’並且藉此再縮短經由該電容器與該半導體晶片之電極端 子及該封裝之外部連接端子電氣連接之導體電路的長度。 5 較佳地，為了使與形成在該電路板之一表面上形成在 該半導體晶片安裝表面上且直接連接於該電容器之外部連 接端子之電容器連接墊與通過該電容器而形成在該電路板 之另一表面處之板外部連接端子電氣連接的導體電路具有 最短之距離，宜於由該電容器下降至該電路板之另一表面 10 之垂直線之方向上形成該等板外部連接端子且以大致筆直 之方式形成該導體電路。 當形成作為一多層電路板之該電路板時，藉由形成一 藉直線地堆疊由將金屬填入通過該等層中之穿孔而形成之 通孔而與該等電容器連接墊與該等板外部連接端子電氣連 15接之導體電路，且該等電容器連接墊係形成在該多層電路 板之一表面處之半導體晶片安裝表面上，而該等板外部連 接端子則通過該電容器形成在該多層電路板之另一表面處 ，可以使與該導體電路經由該電容器與在該電路板之另一 表面處形成之板外部連接端子電氣連接為最短距離。 20 在本發明之半導體裝置封裝（以下有時僅稱為“封裝” )中，當一半導體晶片安裝在該半導體裝置安裝表面上時， 對應於該電容器之外部連接端子之半導體晶片之電極端子 係直接連接於在該半導體晶片安裝電路處之一表面暴露形 成之連接墊中之該等連接墊之一表面，且該電容器之外部 10 1273612 玖、發明說明 連接端子直接連接該等連接墊之另一表面。 或者，對應於該電容器之外部連接端子之半導體晶片 之電極端子直接連接於暴露在該半導體晶片安裝表面處之 電容器之外部連接端子之連接表面。 5 因此，由於該半導體晶片之電極端子與該電容器之電 極端子係經由該等連接墊或直接連接，所以可以儘可能地 縮短在端子之間的導體電路之距離並且減少連接位置且可 減少與該半導體晶片之電極端子與該電容器之電極端子電 氣連接之該導體電路的電感。 10 圖式簡單說明 本發明之以上與其他目的及特徵可配合附圖由以下之 較佳實施例之說明變得更清楚，其令·· 第1圖是一截面圖，用以說明本發明之半導體裝置之 一例子； 15 第2圖是一截面圖，用以說明一設置在一形成第i圖 所不之半導體裳置之半導體裝置封裝處之電容器的例子,· 第3圖疋第1圖所示之半導體裝置之部份放大截面圖 第4A至4K圖是多個截面圖，用以說明製造一形成第 2〇 1圖所示之半導體褒置之半導體裝置封裝之步驟； 第5A至sr 圖是多個截面圖，用以說明製造第2圖所 示之電谷器之步驟； 第 6 圖η 疋截面圖’用以說明本發明之半導體裝置之 另一例子； 1273612 玖、發明說明 第7圖是一截面圖，用以說明一設置在一形成第6圖 所示之半導體裝置之半導體裝置封裝處之電容器的例子； 第8圖是第6圖所示之半導體裝置之部份放大截面圖 第9A至9C圖是多個截面圖，用以說明製造一形成第 8圖所示之半導體裝置之半導體裝置封裝之步驟；及 第10是一截面圖，用以說明一習知技術之半導體裝置 I：實施方式3 ίο 較佳實施例之詳細說明 以下將參照附圖洋細§兒明本發明之較佳實施例。 本發明之一半導體裝置係顯示於第丨圖中，第丨圖所 示之半導體裝置10包含一設置在其内部且具有一電容器 - 18之半導體裝置封裝14(以下有時僅稱為“封裝，，），一作 ， 15為-藉由-薄樹脂層13結合於其_表面之補強構件之框形 金屬板Η ’及-藉由倒裝晶片結合法安裝在形成於該金屬 ^ 板11之框形開口中之半導體晶片安裝表面上的半導體晶片 12 ° 該封裝14係-由作為具有多數導體圖案ΐ6、ΐ6之 絕緣層之多數樹脂層14a、14b與14c之積層所構成的多層 電路板，形成在該等層上之該等導體圖案16、16 ,係藉由 通過該等層之通孔2G、2G.來電氣連接。 該封裝14之另—表面具有多數連接於其上到乍為板外 部連接端子之焊料球，該等焊料球Μ、％.係藉一包含導 12 1273612 玖、發明說明 體圖案16、通孔20等之導體電路而與該半導體晶片以之 電極端子電氣連接。 除了該等焊料球24、24···之部份以外，該封裝14之 另一表面被一焊料耐钱層23所覆蓋。 5 設置在封裝14中之電容器18,如第2圖所示，係一 兩側配線型電容器且包含一在兩表面上形成有多數外部連 接端子18a、18a、l8b、18b的矽基材22。 該矽基材22形成有多數穿孔42，該矽基材22之一表 面與該等穿孔42之内壁係形成有一氧化膜層％。 1〇 該氧化膜層26具有形成於其上之導體圖案46a與導體 圖案52a，且該等導體圖案46a與導體圖案52a在一包含 該等導體圖案46a肖52b之導體電路與一包含該導體圖案 52a之導體電路中經由一介電層48互相結合。在包含該等 導體圖案46a與52b之導體電路與包含該導體圖帛52&之 15 ^體電路之單_端處形成有凸塊形外部連接端子 〇 此外，兩導體電路之另一端與外部連接端子18b、i8b 連接，而該等外部連接端子18b、18b通過藉由以金屬電鑛 等填充通過該♦基材22之穿孔42、42所形成之通孔而延 20伸至神基材22之另-表面並且形成有多數平坦連接表面 〇 形成在該電容器18之一表面上之凸塊形外部連接端子 18a、18a，如第丨與3圖所示，係直接連接於形成在該封 裝14之半導體晶片安裝表面上之連接墊32、32中該等電 13 1273612 玖、發明說明 容器連接墊32c、32c之一表面且於另一表面處直接連接於 該半導體晶片12之電極端子。 因此，半導體晶片12之電極端子（焊料凸塊）12a、12a 與形成在該電容器18之一表面上之外部連接端子18a、 5 18a係經由該等連接墊32c、32c連接，相較於第10圖所 示且其中該半導體晶片102與該電容器118電氣連接之半 導體裝置100，距離縮短且連接位置之數目減少。 形成在該電容器18之另一表面上之外部連接端子18b 、18b係藉由以形成在該等層中之多層通孔20、20···所構 10 成之導體電路而與作為與該封裝14之另一表面連接之該等 板外部連接端子之該等焊料球24、24電氣連接。 在第1圖所示之半導體裝置10中，該導體電路之電感 可以藉由形成該導體電路之最短距離而再減少，而該導體 電路係藉疊置該等通孔20、20...，且通過該電容器18與 15 該等電容器連接墊32c、32c及焊料球24、24電氣連接而 形成。 此處，該“最短距離”係指該等焊料球24、24形成於 由該電容器連接墊32c、32c下降至該封裝14之另一表面 之垂直線之方向上且與該等電容器連接墊32c、32c及焊料 20 球24、24連接之導體電路是大致形成一直線。 在第1圖所示之半導體裝置10中，當連接該等連接墊 32、32…與焊料球24、24...之導體電路係藉由層積形成在 該等層中之通孔20、20…所形成時，使該等通孔20、20··· 係以藉由以銅或另一金屬填充穿孔而形成之填充通孔可使 14 1273612 玖、發明說明 所形成之通孔20之端面更容易成為扁平狀且使該等通孔 20、20…之積層更容易成一直線。 形成第1圖至第3圖所示之封裝14可以藉由第4A至 4K所示之方法來製造。 5 首先，由銅或其他金屬所構成之金屬板11a係塗佈有 聚酿亞胺或其他樹脂以形成一薄樹脂層丨3 (第4 A圖）。 其次，該薄樹脂層13係藉由無電極電鍍等形成有一銅 等之薄膜金屬層，這薄膜金屬層被用來作為一電力供結層 · 以藉電鍍形成一金屬層。這金屬層係以微影成像或其他已 1〇知之方法形成圖案以形成該等連接墊32、32···(第4B圖）， 该等連接墊32、32…係形成一種該半導體晶片12之電極 端子所連接之一表面可直接緊密接觸連接形成在該金屬板 11a上之薄樹脂層π的狀態。 - 在該等連接塾32、32…中之電容器連接墊32c、32c . 15之另一表面係使用軟焊料或另一種硬焊材料而與形成在該 電容器18之一表面上之該外部連接端子18a、18a結合以 · 安裝該電容器18(第4C圖）。 與該電容器18安裝在一起之金屬板Ua之一表面係積 層在一樹脂層14a上使得形成在該電容器18之另一表面上 · 2〇之外部連接端子18b、18b係被樹脂覆蓋（第4D圖），這樹 · 脂層14a可以藉由塗佈一如環氧樹脂、聚醯亞胺或聚對二 甲苯之樹脂或積層多數由這些樹脂所構成之樹脂片而形成 〇 該樹脂層14a具有多數藉由蝕刻或雷射所形成之用以 15 1273612 玖、發明說明 形成通孔的凹孔34、34.·.，在這些凹孔34、34 .之底部， 該等連接墊32或該電容器18之外部連接端子⑽暴露出 來。 包括該等凹孔34、34···之底部與内壁之樹脂層W之 5整個表面具有一由無電極電鍍等形成之銅或其他金屬薄膜 ’這被當作-用以電鍍之電力供給層以藉銅或另一金屬填 充該等凹孔34、34···且形成該金屬層36(第仆圖）。在進 行這電鐘時，係以使用其中陽極與陰極每隔_預定時㈣ _ 反轉的PR電鍍為佳。 10 特別地，較佳的是將具有用以將鋼或其他金屬填充在 該等凹孔34、34···中之向前電流陽極與陰極每隔一預定時 間就反轉而以具有與該向前電流之流動方向相反方向之反 向電流施加PR電鍍，以在該等凹孔34、34••中之金屬薄 · 膜上形成一金屬膜，接著以直流電電鍍該等凹孔34、34... 15之剩餘部份以便用銅或其他金屬填滿它們並且形成該等通 孔20、20···，其中可以在一預定時間内用一金屬充份地均 鲁 勻填充小直徑凹孔以形成通孔。 在這電鍍結束後，可拋光該金屬層36之表面以使該金 屬層36之表面平坦。 20 接著，該金屬層36藉由微影成像或其他習知方法形成 圖案以形成導體圖案16、16···(第4G圖）。 此外，所形成之導體圖案16、16…與一樹脂層14b疊 合以藉一樹脂覆蓋它們，接著該樹脂層14b藉由蝕刻或雷 射形成多數用以形成通孔之凹孔34、34···，在該等凹孔34 16 Ϊ273612 玖、發明說明 、34·..之底部暴露出該導體圖案16與通孔20(第4H圖）。 此方式形成在該樹脂層14t>中之凹孔34、34…以 與第4F圖之步驟相同之方式形成有通孔20與導體圖案16 〇 ϋ义也肖以覆蓋形成在該樹脂層14b處之該導體圖 案/6等所形成之樹腊層14c亦形成有通孔2〇 #(第w圖） “树月曰層14e之表面接著以—焊料耐钱層23塗佈，但在 作為該等板外部連接端子之該等焊㈣Μ欲連接之塾位置 處則除外（第4J圖）。 1〇 然後，蝕刻該金屬板Ua以暴露出包括欲與該半導體 晶片12之電極端子12a、12a••之連接墊32、^••之表面 的半v體曰曰片安裝表面，該金屬板lla可以被钱刻以移除 所有的金屬板11a，但較佳的是藉由僅蝕刻移除覆蓋該金 屬板11a之半導體晶片安裝表面之部份而僅暴露出欲安裝 15該半導體晶片12之半導體晶片安裝表面並且形成一藉由一 第4K圖所示之框形金屬板11補強之封裝14。 當蝕刻該金屬板11a時，在該金屬板lla該樹脂層14a 之間的薄樹脂層13通常未被蝕刻該金屬板Ua之蝕刻溶液 蝕刻，當覆蓋該金屬板lla之半導體晶片安裝表面之部份 20的蝕刻結束時，就不再進行蝕刻。因此，可防止在該等連 接塾3 2之表面餘刻處發生過度餘刻。 此外’如果形成一包含一具有與該金屬板lla不同顏 色之樹脂之薄樹脂層13，則當該欲蝕刻之金屬板 11 a之部 份結束姓刻時，該部份之顏色將會改變且因此可直接判斷 17 1273612 玖、發明說明 該蝕刻已經結束。 依此方式，在該金屬板lla以一預定方式結束蝕刻後 ，该薄树脂層13之暴露部份以一用以蝕刻該薄樹脂層13 之蝕刻溶液蝕刻且不蝕刻該金屬板lla並且該等連接墊32 5 、32…之表面將暴露出來。 為了得到第1圖所示且包含安裝有該半導體晶片12之 第4K圖所示之封裝14的半導體裝置1〇，可以將該等焊料 球放在形成於該樹脂層14e上之墊上，接著使用們迴流以 連接作為板外部連接端子之焊料球24。 10 接著，將該半導體晶片丨2安裝在暴露於形成框形之金
屬板11之開孔處之樹脂層14a的半導體晶片安裝表面上， 此時’該半導體晶>1 12之該等電極端子（焊料凸塊）H 12a…與該等對應連接墊32之表面接觸且與藉迴流而與它 們結合以形成第1圖所示之半導體裝置。 15 纟第1圖所示之半導體裝置10中，利用在經由該等電 容器連接墊32c、32C與該電容器18之外部連接端子I8a 、18a連接之該半導體晶片12之電極端子12&、12&當中 之其中一電力用之電極端子與其餘接地用電極端子，可以 穩定供應至該半導體晶片12等之電力，因此即使安裝一 操作頻率增加之半導體晶片12，亦可避免由於電力等不穩 定造成之錯誤操作。 另可使用-市售電容器作為第卜2、3與扣至伙圖 所示之電容器18,但無法由市面上購得時，亦可由第7圖 示之方法獲得。 18 1273612 玖、發明說明
首先’形成用以形成在該碎基材40之一表面處開口之 通孔的凹孔42a、42a，接著包括該等凹孔42a、42a之内壁 之矽基材40之表面之整個區域形成有一氧化物膜44(第5A 圖），該專凹孔42a、42a可以藉由雷射或反應性離子餘刻 5 (RIE)形成。 · 該氧化物膜44之整個表面藉濺鍍等形成有一由Ti_Cu 構成之薄膜金屬層’接者該薄膜金屬層被當作一電鍵用電 力供給層以便用銅或其他金屬填充該等凹孔42a、42a並且 · 在該薄膜金屬層上形成一預定厚度之金屬層。然後，所形 10成之金屬層藉由微影成像法或其他習知之方法形成圖案以 形成一導體圖案46a等（第5B圖）。 具有該導體圖案46a之矽基材40之一表面之整個區域 係藉由濺鍍等形成有一由Ti-Pt構成之結合層，接著形成 · 有一由SrTi03、BaTi03、Ta05等所構成之介電層48a。 · ；I電層4 8 a係錯由微影成像法或其他習知之方法形 成圖案以僅留下覆蓋該導體圖案46a之介電層48並且在該 · 介電層48中形成一貫通孔50a(第5D圖）。 形成有該介電層48等之矽基材40之一表面之整個區 域藉濺鍍等形成有一由Ti-Cu構成之薄膜金屬層，接著該 · 20薄膜金屬層被當作一電鍍用電力供給層以便用銅或其他金 · 屬填充該貫通孔50a以形成該通孔50並且形成由銅等構成 之具有一預定厚度之金屬層52(第5E圖）。 該金屬層52係藉由微影成像法或其他習知之方法形成 圖案以形成猎由該通孔50與該導體圖案46a連接的一導體 19 1273612 玖、發明說明 /、 ^體圖案52b(第5F圖）。該等導體圖案52a、 似具有多數作為外部連接端子18a、18a之焊料凸塊。 著該矽基材4〇之另一表面被拋光以利除該等凹孔 42a形成該等穿孔42 ’填充在該等穿孔42中之金屬 的端if被暴露出來以形成該等通孔52、52(第5G圖）。 該等通孔52、52之端面被暴露出來之該梦基材22之 另表面，如第2圖所示，除了該等通孔52、52之暴露端 面處以外’形成有一由環氧樹脂、聚醯亞胺等構成之保護 層17接著’具有平坦連接表面之外部連接端子i8b、i8b 係藉由一與該等導體圖案52a、52b與46b類似之方法形成 ’藉此得到第2圖所示之電容器18。 在第2圖所示之電容器18中，包含該等導體圖案4仏 與52b之導體電路與包含該導體圖案52a之導體電路具有 經由該介電層48而互相結合之該導體圖案46a與該導體圖 15案52a以展現電容器之功能。 在第1圖所示之半導體裝置10中，當安裝有依此方式 獲得之第2圖所示之電容器18時，該電容器18之外部連 接端子18a、18a與該半導體晶片12之電極端子12a、12a 係經由電容器連接墊32c電氣連接。 2 〇 在這情形下，在第6圖所示之半導體裝置10中，該半 導體晶片12之電極端子丨2a、12a係直接連接於形成在該 電谷器18之一表面上之外部連接端子i8c、18c之平坦連 接表面，因此可以縮短在第1圖所示之半導體裝置1〇中， 該電容器18與該半導體晶片12之間之導體電路的距離。 20 1273612 玖、發明說明 即’使用第6圖所示之半導體裝置1〇的電容器18, 如第7圖所示，係使多數欲與其他電子元件之端子連接之 外部連接端？ 18c、18c的連接表面作成平坦狀。因此，在 具有該電容器18之封裝14中，如第8圖所示，該等外部 5連接端子18e、18e之平坦表面係暴露於該半導體晶片安裝 表面處且係與該半導體晶片12之對應電極端子 直接連接。 形成在第7圖所示之電容器18之另一表面上之外部連 接端子18b、18b，如第8圖所示，係藉由形成在該等層中 之多數積層通孔20、20···形成之導體電路與作為連接於該 封裝14之另一表面之板外部連接端子的焊料球24、24電 氣連接。 15 20 因此’在第6圖所示之半導體裝置1()中，該導體電路 之電感可以藉由形成該導體電路之最短距離而再減少，而 該導體電路係藉疊置料通孔2G、2G·..，且通過該電容器 18之本體與該半導體晶片12之電極端子12a、12a欲直接 連接之該f容器之外部連接端子18e、…及該等焊料球 24、24電氣連接而形成。 此處’該“最短距離”係指料焊料球24、24形成於 由該半導體晶片12之電極端子12a、12a欲連接之該等外 部連接端子18c、18c下降至該封裝14之另一表面之垂直 線之方向上且與該電容器18之外部連接端子18e、18c及 焊料球24、24連接之導體電路是大致形成-直線。 第7圖所示之電容器18可以藉由與用以製造第5A至 21 1273612 玖、發明說明 5G圖所示之電容器18之步驟相同，但第5ρ圖之步驟除外 的步驟獲得。 在第5F圖之步驟中，係使用微影成像或其他已知之方 法來形成藉由通孔50與該導體圖案46a電氣連接的一導體 5圖案52a與-導體圖案52b。此時，形成在該導體圖案52a 、52b處的是可以與該半導體晶片12之電極端子（焊料凸 塊）12a、12a連接之具有平坦連接表面的外部連接端子ΐ8^ 18c而不疋包含该4焊料凸塊之外部連接端子i8a、 ^ 18a(第 2 圖）。 1〇 即使在使用依此方式得到之第7圖所示之電容器18來 形成第8圖所示之封裝14時，亦可藉由與第4A至伙圖 所示之製造步驟相同之步驟來得到它，但第4八至4C圖之 步驟被改變成第9A至9C圖所示之步驟。 · 即，包含銅或其他金屬之金屬板Ua之一表面具有一 15包含一聚醯亞胺或其他樹脂之薄樹脂層13(第9A圖），接 著該薄樹脂層13藉無電極電鍍形成一銅或其他金屬之薄膜 φ 。這薄膜被當作-電鑛用電力供給層以形成一接著以微影 成像或其他已知方法形成圖案以形成連接塾32、32···的金 屬層（第9B圖），在這步驟中，如第4B圖所示，未一成$ · Μ等電容器連接塾32c、32c。因此，所形成之連㈣仏 32···係與連接於導體圖案等之通孔2()連接且該電容器 除外，並且形成該封裝14。 其次，帛7圖所示之電容器18係安裝在該薄樹脂層 13之暴路部份處（第9C圖），此時，該電容器18係安裝成 22 1273612 玖、發明說明 使該電容器18之外部連接端子18c、18c之平坦連接表面 接觸該薄樹脂層13之暴露表面。 接著在第4D至4K圖所示之步驟係被用來獲得形成 第6圖所示之半導體裝置的封裝14。 5 以上，形成此處說明之半導體裝置10之封裝14係一 三層電路板，但它也可以作成一多於三層者或可以是單一 層者。 此外，該半導體裝置10被放置成使該框形金屬板U 在該半導體晶片安裝表面，但是如果該封裝14夠硬的話， 10也可以將所有的金屬板11a蝕刻移除。另外，焊料球24連 接而作為板外部連接端子，但也可以使用插腳。 歸納本發明之效果，依據本發明，可以儘可能地縮短 由所女裝之半導體晶片之電極端子延伸至該電容器之導體 電路，故即使安裝一較高速（較高頻率）之半導體晶片，也 15可以穩定供應至該半導體晶片之電力且可增加該半導體裝 置之可靠性。 雖然本發明已配合用以說明之特定實施例說明過了， 但是可了解的是所屬技術領域中具有通常知識者可在不偏 離本發明之基本概念與範疇之情形下對其進行各種修改。 20 【圖式簡單說明】 第1圖是一截面圖，用以說明本發明之半導體裝置之 一例子； 第2圖是一截面圖，用以說明一設置在一形成第i圖 所示之半導體裝置之半導體裝置封裴處之電容器的例子； 23 1273612 玖、發明說明 第3圖是第1圖所示之半導體裝置之部份放大截面圖 第4A至4K圖是多個截面圖，用以說明製造一形成第 1圖所示之半導體裝置之半導體裝置封裝之步驟； 5 第5A至5G圖是多個截面圖，用以說明製造第2圖所 示之電容器之步驟； 第6圖是一截面圖，用以說明本發明之半導體裝置之 另一例子； 第7圖是一截面圖，用以說明一設置在一形成第6圖 10所示之半導體裝置之半導體裝置封裝處之電容器的例子； 第8圖是第6圖所示之半導體裝置之部份放大截面圖 第9A至9C圖是多個截面圖，用以說明製造一形成第 8圖所示之半導體裝置之半導體裝置封裝之步驟；及 第10是一截面圖，用以說明一習知技術之半導體裝置
【圖式之主要元件代表符號表】 16…導體圖案 17.. .保護層 18.. .電容器 18a，18b，18c···外部連接端 子 20.. .通孔 22.. .矽基材 10…半導體裝置 11···金屬板 12…半導體晶片 12a···電極端子 13…薄樹脂層 14…半導體裝置封裝 14a-14c···樹脂層 24 1273612 玖、發明說明 23.焊料耐蝕層 114…絕緣層 24...焊料球 116···凹部 26...氧化膜層 118...電容器 32...連接墊 118a...矽基材 32c...電容器連接墊 118b...膜 34...凹孔 118c…導電膜 3 6...金屬層 120…金屬電鍍膜 4 0…碎基材 122…導體連結器 42··.穿孔 42a...凹孔 44...氧化物膜 48,48a...介電層 46&，52&，521)...導體圖案 50,52...通孔 52...金屬層 50a·.·貫通孔 100...半導體裝置 102…半導體晶片 104··.半導體裝置封裝 106...芯材 108...導體圖案 110…穿孔 112...通孔
25

Claims (1)

1273612 拾、申請專利範圍 i. 一種半導體裝置封裝，設置有一在一用以安裝一半導 體晶片之電路板中之電容器，其中 該電容器係直接設置在該電路板之—半導體曰片 安裝表面下方， 5 該電路板之半導體晶片安裝表面形成有一表面暴 露出來之連接墊使得該半導體晶片之電極端子可直接 連接，且 該等連接墊之另一表面使該電容器之外部連接端 子直接與該等連接墊連接，而該等連接墊則係在該等 1〇 連接墊中欲與該半導體晶片之電極端子連接且對應於 電容器之外部連接端子者。 2· 種半導體裝置封裝’設置有一在一用以安裝一半導 體晶片之電路板中之電容器，其中 該電容器係直接設置在該電路板之一半導體晶片 15 安裝表面下方，且 在該電容器之外部連接端子中欲直接連接該半導 體晶片之電極端子之外部連接端子的連接表面係形成 在暴露於該半導體晶片安裝表面處。 3·如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置封裝，其中 20 該電容器是一兩側配線型電容器且包含一在兩侧上形 成有多數外部連接端子之矽基材。 4·如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置封裝，其中 與在該電路板之一表面上安裝在該半導體晶片安裝表 面上之半導體晶片之電極端子及通過該電容器形成在 26 1273612 拾、申請專利範圍 該電路板之另一表面上之板外部連接端子電氣連接的 導體電路係错由在由該半導體晶片之電極端子欲安裝 之連接墊下降至該電容器之垂直線方向上形成該等板 外部連接端子與藉由使該導體電路大致為一直線而作 5 成最短距離。 5·如申請專利範圍第2項之半導體裝置封裝，其中與在 該電路板之一表面上安裝在該半導體晶片安裝表面上 之半導體晶片之電極端子及通過該電容器形成在該電 路板之另一表面上之板外部連接端子電氣連接的導體 10 電路係藉由在由該半導體晶片之電極端子直接連接之 電容器之外部連接端子之連接表面下降至該電路板之 另一表面之垂直線方向上形成該等板外部連接端子與 藉由使該導體電路大致為一直線而作成最短距離。 6·如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置封裝，其中 15 該電路板是一多層電路板且與在該多層電路板之一表 面上欲安裝在該半導體晶片安裝表面上之半導體晶片 之電極端子及通過該電容器形成在該多層電路板之另 一表面上之板外部連接端子電氣連接的導體電路係藉 由在直線上疊合藉由將金屬填入通過該等層中之穿孔 20 所形成之通孔而形成。 7·如申請專利範圍第丨或2項之半導體裝置封裝，其中 在該電路板之一表面上設置有一作為該電路板之補強 構件的框形金屬板。 8· —種半導體裝置封裝之製造方法，用以製造一在一電 27 1273612 拾、申請專利範圍 路板中設置有一電容器之半導體裝置封裝，該方法包 含： 將該電容器之外部連接端子直接連接於在該等連 接墊中該電容器欲連接之電容器連接端子之一表面， 5 且該等連接墊係形成為該欲安裝之半導體晶片之電極 端子可直接連接於另一表面而與一金屬板之一表面緊 密接觸的狀態； 形成一電路板’且該電路板具有一在該金屬表面 之一表面處電氣連接該等連接墊與該電容器之外部連 1〇 接端子的導體電路；及 蚀刻該金屬板之另一表面以暴露出包括至少該等 連接墊之該電路板之半導體安裝表面。 9· 一種半導體裝置封裝之製造方法，用以製造一在一電 路板中設置有一電容器之半導體裝置封裝，該方法包 15 含·· 將該電容器安裝成使該半導體晶片之電極端子欲 女裝之該4外部連接端子之連接表面之一表面可直接 緊密接觸連接該金屬板之一表面； 形成一電路板，且該電路板具有一在該金屬板之 20 表面處與該電容器之其他外部連接端子電氣連接的導 體電路；及 蝕刻該金屬板之另一表面以暴露出該電路板之半 導體安裝表面，而該電路板之半導體安裝表面包括至 少該半導體晶片之電極端子可直接連接之該電容器之 28 1273612 拾、申請專利範圍 外部連接端子之連接表面。 10·如申請專利範圍第8或9項之半導體裝置封裝之製造 方法，更包含使用該電容器作為一兩側配線型電容器 ’且該兩側配線型電容器包含一在兩側上形成有多數 5 外部連接端子之矽基材。 11·如申請專利範圍第8或9項之半導體裝置封裝之製造 方法，更包含在由欲連接於該電容器之半導體晶片之 電極端子直接連接之連接墊下降至該電路板之另一表 面之垂直線方向上形成該等板外部連接端子與藉由使 10 該導體電路大致為一直線而使與在該電路板之一表面 上女裝在该半導體晶片安裝表面上之半導體晶片之電 極端子及通過該電容器形成在該電路板之另一表面上 之板外部連接端子電氣連接的導體電路具有最短距離 〇 15 12·如中請專利範圍第9項之半導體裝置封裝之製造方法 ，更包含在由該半導體晶片之電極端子直接連接之電 谷盗之外部連接端子之連接表面下降至該電路板之另 一表面之垂直線方向上形成該等板外部連接端子與藉 ， i使該導體電路大致為—直線而使與在該電路板之一 表面上女裝在該半導體晶片安裝表面上之半導體晶片 之電極端子及通過該電容器形成在該電路板之另一表 面上之板外部連接端子電氣連接的導體電路具有最短 距離。 13.如申請專利範圍第8或9項之半導體裝置封裝之製造 29 1273612 拾、申請專利範圍 方法，更包含當該電路板形成為一多層電路板時，藉 由在直線上疊合藉由將金屬填入通過該等層中之穿孔 所形成之通孔而形成一與在該多層電路板之一表面上 名人文裝在該半導體晶片安裝表面上之半導體晶片之電 5 極端子及通過該電容器形成在該多層電路板之另一表 面上之板外部連接端子電氣連接的導體電路。 I4·如申請專利範圍第8或9項之半導體裝置封裝之製造 方法，更包含使用一藉由將覆蓋該電路板之半導體晶 片安裝表面之部份蝕刻移除所得到且作為該電路板之 10 補強構件的框形金屬板。 b· —種半導體裝置，其包含申請專利範圍第丨項之半導 體裝置封裝與-安裝在該封裝之半導體晶片安裝表面 上之半導體晶片， 其中該半導體晶片之電極端子直接連接於該等連 15 #墊之—表面’而該等連接墊在另-表面處係直接連 接於設置在該半導體裝置封裝處之電容器之外部連接 端子。 16. -種半導體裝置，其包含中請專利範圍帛2項之半 20 體裝置封裝與一安裝在該封裝之半導體晶片安裝表’ 上之半導體晶片， 其中該半導體晶片 置在該半導體裝置封裝 連接表面。
之電極端子係直接連接於一設 中之電容器之外部連接端子之 30
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