WO2009096240A1 - 半導体チップパッケージ及びその製造方法 - Google Patents

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WO2009096240A1
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wiring pattern
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Masamichi Ishihara
Hirotaka Ueda
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Kyushu Institute Of Technology
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    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
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    • H01L2924/1532Connection portion the connection portion being formed on the die mounting surface of the substrate
    • H01L2924/1533Connection portion the connection portion being formed on the die mounting surface of the substrate the connection portion being formed both on the die mounting surface of the substrate and outside the die mounting surface of the substrate
    • H01L2924/15331Connection portion the connection portion being formed on the die mounting surface of the substrate the connection portion being formed both on the die mounting surface of the substrate and outside the die mounting surface of the substrate being a ball array, e.g. BGA
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    • H01L2924/151Die mounting substrate
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    • H01L2924/15786Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15788Glasses, e.g. amorphous oxides, nitrides or fluorides
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    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • H05K1/0209External configuration of printed circuit board adapted for heat dissipation, e.g. lay-out of conductors, coatings
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01Dielectrics
    • H05K2201/0104Properties and characteristics in general
    • H05K2201/0108Transparent

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor chip package which is optimal as an image sensor having a glass substrate or a high heat dissipation substrate on one side and taking out external electrodes from the opposite side, or a package for LSI with high power, and a method for manufacturing the same.
  • FIG. 54 is a diagram for explaining a conventional penetration technique disclosed in Patent Document 1.
  • the silicon substrate shown in FIG. 54 is the original semiconductor substrate.
  • a wiring / electrode pad layer is provided on the upper surface via an insulating layer.
  • the inner peripheral surface and the back surface of the opening of the silicon substrate are covered with an insulating film.
  • the thickness of this silicon substrate is reduced and is relatively thin. Since the thickness of the silicon substrate can be reduced, etching is facilitated and the formation of the insulating film is facilitated.
  • a glass support is provided on the upper portion of the silicon substrate.
  • Another substrate is attached to the back side of the silicon substrate.
  • Another substrate forms a through hole in a position corresponding to the opening corresponding to the opening, and a through wiring is formed in the opening and the hole, and is connected to an external terminal through the through wiring.
  • the silicon substrate secures the strength as a semiconductor chip by attaching another substrate, thereby making it possible to reduce the thickness of the original silicon substrate.
  • the time required for the silicon etching process for forming the through wiring, the insulating film forming process, the insulating film etching process, the metal material filling process, etc. is shortened, and the manufacturing cost of the semiconductor device is reduced. Can be reduced.
  • the example image sensor package has thinned the silicon substrate, there is still a need for a through wiring technique in which an opening is formed in the silicon substrate and a metal material is filled therein.
  • the present invention solves such a problem, and in a semiconductor chip package where an electrode needs to be taken out on the opposite side of the substrate, such as an image sensor package or a heat sink integrated package, a metal material is formed by opening a through hole in the semiconductor substrate. There is no need for filling through-wiring technology, and it is an object to easily take out the electrode on the opposite side of the semiconductor substrate and to easily perform rear surface rewiring.
  • the semiconductor chip package and the manufacturing method thereof according to the present invention include a substrate provided on the front surface side, a semiconductor chip mounted on the substrate, and a back surface side opposite to the substrate and connected to the semiconductor chip.
  • the external electrode to be integrated is packaged.
  • a first wiring pattern is formed on the surface of the first support plate, a semiconductor chip is disposed on the first wiring pattern, an electrode terminal of the semiconductor chip and a necessary portion of the first wiring pattern, Electrically connect.
  • the post electrode connected to the second wiring pattern of the post electrode part with wiring integrally connected by the second support plate is placed at a predetermined position of the first wiring pattern formed on the first support plate. Fix them together and connect them electrically. After resin sealing, the first and second support plates are peeled off, the substrate is pasted on the front side, and the external electrodes connected to the second wiring pattern are formed on the back side To do.
  • the semiconductor chip package and the manufacturing method thereof according to the present invention include a first wiring pattern formed on a surface of a substrate, a semiconductor chip disposed on the first wiring pattern, and an electrode terminal of the semiconductor chip.
  • the first wiring pattern is electrically connected to a necessary portion. Fixing the post electrodes connected to the second wiring pattern of the post electrode part with wiring integrally connected by the support plate at a predetermined position of the first wiring pattern formed on the substrate, And connect electrically. After the resin sealing, the support plate is peeled off to form the external electrode connected to the second wiring pattern on the back side.
  • the semiconductor chip package and the manufacturing method thereof according to the present invention include a first wiring pattern formed on the surface of the first support plate, a semiconductor chip disposed on the first wiring pattern, and the semiconductor chip. Are electrically connected to the necessary portions of the first wiring pattern.
  • a post electrode connected to the second wiring pattern of the post electrode part with wiring integrally connected by the insulating base tape attached to the entire surface of the second support plate is formed on the first support plate. At a predetermined position of one wiring pattern, they are fixed together and electrically connected. After resin sealing, the first and second support plates were peeled off, the substrate was affixed on the front side, and a hole was made in the insulating base tape on the back side, exposed through the opening The external electrode connected to the second wiring pattern is formed.
  • the semiconductor chip is an image sensor LSI chip
  • the substrate is a glass substrate or a light transmissive transparent resin substrate.
  • the substrate is a high heat dissipation substrate that functions as a heat sink.
  • a semiconductor chip package and a manufacturing method thereof according to the present invention include a substrate provided on one side, a semiconductor chip mounted on the substrate, and an external electrode connected to the semiconductor chip located on the opposite side of the substrate.
  • Package together.
  • a post electrode part with wiring in which a post electrode supported by the substrate and a wiring connected to the post electrode are formed and an upper surface wiring pattern is formed is provided.
  • a semiconductor chip is mounted on the post electrode part with wiring and resin-sealed. The tip of the post electrode is used as an external electrode on the resin-sealed surface, or an external electrode is formed.
  • the post electrode supported by the support plate and the wiring connected to the post electrode are formed, and the post electrode component with wiring in which the upper surface wiring pattern is formed is formed. Then, a semiconductor chip is mounted on the post electrode part with wiring and resin-sealed. Thereafter, the support plate is peeled off, and the substrate can be attached to the position.
  • the semiconductor chip is an image sensor chip or a large power LSI chip that requires high heat dissipation
  • the substrate is a glass substrate or a high heat dissipation substrate.
  • the external electrode can be aligned with the external electrode of another double-sided electrode package so that the connection portion overlaps, and can be laminated and bonded to the other double-sided electrode package.
  • Post electrode parts with wiring pattern a metal seed layer to be a wiring pattern with a lithography process or nano metal particles on a glass substrate or an insulating layer formed on a high heat dissipation substrate, A wiring layer is grown by plating to form a wiring layer pattern, and a post electrode is formed thereon in the same manner as the wiring layer.
  • the present invention it is possible to manufacture a semiconductor package in which an electrode needs to be taken out on the opposite side of the substrate, such as an image sensor or a high heat dissipation package, by a simple method.
  • the manufacturing process can be established without preparing the equipment.
  • (A) is a perspective view which shows the lower support plate which has wiring
  • (B) is sectional drawing shown in the state in which the image sensor was mounted and connected on this lower support plate. It is a figure which shows the detail of the 1st example of the post electrode components with wiring integrally connected by the plate-shaped support plate.
  • (A) is a perspective view of a lower support plate on which an image sensor is mounted
  • (B) is a cross-sectional view showing a state in which post electrode parts with wiring are arranged on the lower support plate. It is a figure shown in the state which connected and fixed the post electrode component with wiring on the lower support plate. It is a figure shown in the resin-sealed state after fixation.
  • FIG. 1 It is a figure shown in the state after peeling both upper and lower support plates (electrocasting mother mold). It is a figure shown in the state upside down (up and down) reversed. It is a figure which affixes a glass substrate and forms formation of a bump electrode.
  • (A) is a perspective view which shows the glass substrate which wired
  • (B) is a figure shown in the state in which the image sensor was mounted and connected on the glass substrate.
  • (A) is a perspective view which shows the state which connected the image sensor on the glass substrate
  • (B) is sectional drawing illustrated in the state which has arrange
  • FIG. 3 is a view showing a state in which an LSI chip is connected and fixed to a post electrode part with wiring and then is resin-sealed. It is a figure shown in the state in which the bump electrode for external connection was formed.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state before the image sensor chip package is stacked and connected to the signal processing LSI chip package.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state after the image sensor chip package is stacked and connected to the signal processing LSI chip package. It is a figure which shows the state which adhere
  • FIG. 2 is a view showing a state in which a high power LSI chip is connected and fixed to a post electrode part with wiring and then is sealed with resin. It is a figure shown in the state in which the bump electrode for external connection was formed.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state before a high-power LSI chip package is stacked and connected to another low-power LSI chip package.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a state after a high-power LSI chip package is stacked and connected to another low-power LSI chip package. It is a figure shown in the state which laminated
  • FIG. 3 is a view showing a state in which a semiconductor LSI chip is connected and fixed to a post electrode part with wiring and then is sealed with resin. It is a figure shown in the state which peeled the support plate.
  • FIG. 1A is a perspective view showing a lower support plate having wiring
  • FIG. 1B is an electronic component such as an image sensor (LSI chip) mounted and connected on the lower support plate. It is a figure shown in a state.
  • the image sensor is arranged with the light receiving surface facing downward.
  • the lower support plate to be peeled off from the wiring layer in a later step is formed with a wiring pattern by forming a wiring pattern by an electroforming method to be described later in detail.
  • An image sensor is arranged on this wiring pattern (wiring layer), and the electrode terminals of the image sensor and necessary portions of the wiring pattern are electrically connected. That is, an electronic component including an image sensor is bonded to a lower support plate having a wiring pattern by a die bond material, and is connected to the wiring pattern by a bonding wire (wire bonding connection method) or mounted by a flip chip method. To do.
  • FIG. 2 is a diagram showing details of a first example of post electrode parts with wiring integrally connected by a plate-like support plate
  • FIG. 2A is a single pattern for one semiconductor package
  • FIG. 2B is a perspective view of a connection pattern in which a plurality (16 pieces) of semiconductor packages are connected.
  • These single patterns or connection patterns are configured by integrally connecting a plurality of post electrodes with wiring by a support plate.
  • the post electrode is not limited to the cylindrical shape as illustrated, and may be a columnar (bar-shaped) shape including a rectangular shape, a polygonal shape, and the like.
  • the central portion of the pattern is not limited to a solid plate as illustrated, but can be hollowed out.
  • the post electrode pattern with wiring is manufactured by an electroforming method.
  • Electroforming is a method of manufacturing, repairing, or replicating metal products by electroplating, which is basically the same as electroplating, but the plating thickness and plating film are separated. It is different from plating. Also, when the plating film is peeled off from the matrix, it is important to control and manage the physical properties of the plating film.
  • the plating metal of the conductive material grown by electroforming nickel or copper, a nickel alloy, or a material containing a copper alloy can be used.
  • stainless steel which is a general conductive material
  • a material whose thermal expansion coefficient is not significantly different from the resin material used for resin sealing for example, a copper material for the base
  • a material such as an oxide film that is thin enough to conduct electricity for plating so that the plating pattern can be easily peeled off can be used. It is necessary to select a plating bath composition and plating conditions that do not cause internal stress.
  • a nickel sulfamate bath is used as the plating bath.
  • FIG. 55 is a process diagram showing a method for producing an electroformed part using a photoresist.
  • a photoresist non-conductive coating
  • a mother die such as stainless steel.
  • an electroforming original plate in which the non-plated portion is covered with a photoresist pattern is formed by pattern printing exposed through a pattern film and subsequent development (FIG. 55B).
  • the thickness is equal to or greater than the total thickness of a resin-encapsulated semiconductor single chip or a stack of a plurality of chips, for example, about 100 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • a plating metal is formed in the opening of the photoresist pattern (FIG. 55 (c)).
  • a plating apparatus An electroformed metal to be electroformed on the anode side is placed in a plating bath (for example, nickel sulfamate solution) maintained at an appropriate temperature, and an electroforming mother mold such as stainless steel is disposed on the cathode side.
  • a photoresist pattern is formed in advance as shown in FIG. When a current is passed, the electroformed metal on the anode side melts and is plated on the opening of the photoresist pattern on the electroformed mother die.
  • the portions other than the resist portion become post electrodes and wiring patterns as they are.
  • the post electrode formed of the plated metal is peeled off from the electroforming mother mold (FIG. 55 (f)). As will be described later, this peeling step is performed after the resin sealing step (see FIG. 6).
  • a feature of the electroforming method is that the formed plating electrode and the support plate can be easily peeled off by heat or pressure.
  • the post electrode component with wiring is integrated with the support plate by growing the wiring layer and the post electrode by using lithography and plating on the conductive material (electroforming mother die) which is the support plate. A post electrode pattern with wiring is formed.
  • FIG. 3A shows a perspective view of the lower support plate on which the image sensor is mounted (see FIG. 1)
  • FIG. 3B shows a post electrode component with wiring as shown in FIG. It is sectional drawing shown in the state which carried out.
  • An electronic component such as an image sensor is fixed and electrically connected using the wiring layer formed on the lower support plate as a bonding pad region.
  • FIG. 4 is a diagram showing a state in which post electrode parts with wiring are connected and fixed on the lower support plate.
  • the post electrode parts with wiring integrally connected by the upper support plate are fixed together and electrically connected to predetermined positions of the wiring pattern of the lower support plate.
  • As a method for fixing and connecting the post electrode (1) ultrasonic bonding, (2) connection using a conductive paste such as silver paste, (3) solder connection, (4) connection electrode provided on the organic substrate side While the metal pad portion is provided with a concave portion, the post electrode component side can be formed by a method of providing a convex portion and inserting / crimping or inserting and crimping.
  • all the post electrodes are integrally connected by the upper and lower plate-like support plates.
  • FIG. 5 is a diagram showing the resin-sealed state after fixing. Although the figure shows only one part, in reality, a large number of parts are connected and placed in a mold and filled with resin. Thus, transfer molding is performed so as to fill the space between the upper and lower support plates, or resin sealing is performed using a liquid resin (a material is, for example, an epoxy system).
  • a liquid resin a material is, for example, an epoxy system.
  • FIG. 6 is a view showing a state after the upper and lower support plates (electroforming mother mold) are peeled off. By peeling the support plate, the wiring layer is exposed on both the upper and lower sides. Next, as shown in FIG.
  • a glass substrate is attached to the light receiving surface side of the image sensor.
  • a transparent plate such as a glass substrate or a transparent resin (acrylic, cycloolefin polymer, etc.) plate having good light transmittance is attached.
  • the transparent plate is attached using, for example, an adhesive such as a thermosetting resin.
  • the transparent plate may be attached after the following individualization.
  • bump electrodes for external connection connected to the wiring layer are formed.
  • a protective film is applied to the back wiring layer. Using the rewiring on the back surface, the post electrode can be arbitrarily moved to the position of the external electrode of the image sensor chip. Therefore, the image sensor chip package can be easily connected in three dimensions.
  • the product is completed after being cut into individual chips and separated into pieces.
  • the image sensor chip package completed in this way can be easily connected to another package such as a signal processing LSI chip package before separation.
  • FIG. 9A is a perspective view showing a wired glass substrate (or a transparent resin substrate with good light transmission), and FIG. 9B is an electronic component such as an image sensor mounted on the glass substrate.
  • the image sensor is arranged with the light receiving surface facing downward.
  • a transparent glass substrate is used as the support plate.
  • a metal seed layer to be a wiring pattern is formed on the entire surface of the transparent glass substrate (for example, a sputter layer or a nano metal material is coated).
  • the seed layer for example, gold, silver, copper, or palladium foil that enables copper plating can be used.
  • the wiring layer pattern is completed by applying a resist on the seed layer, exposing and developing the pattern, further etching, removing the resist.
  • a wiring layer is grown on the seed layer by plating.
  • the seed layer can be directly patterned with nano metal particles to omit the lithography process. This direct patterning is a method in which nano metal particles such as copper are contained in an organic solvent and a desired pattern is drawn by an ink jet method which is practically used in a printer.
  • FIG. 10A is a perspective view showing a state in which an image sensor is connected to a glass substrate
  • FIG. 10B is a state in which post electrode parts with wiring as shown in FIG. 2 are arranged on the glass substrate.
  • An electronic component such as an image sensor (semiconductor LSI chip) is fixed and electrically connected using the wiring layer formed on the glass substrate as a bonding pad region.
  • FIG. 11 is a diagram showing the post electrode part with wiring connected and fixed on the glass substrate. This connection is made as described above with reference to FIG.
  • FIG. 12 is a view showing a state where the resin is sealed after fixing. As described above with reference to FIG. 5, transfer molding is performed so as to fill the space between the glass substrate and the upper support plate, or resin sealing is performed using a liquid resin (material is, for example, epoxy).
  • FIG. 13 is a diagram showing the state after the upper support plate is peeled off. By peeling the upper support plate, the wiring layer is exposed on the upper side. Next, as shown in FIG. 13
  • bump electrodes for external connection connected to the wiring layer are formed on the back surface side.
  • a protective film is applied to the back wiring layer.
  • the product is completed after being cut into individual chips and separated into pieces.
  • FIG. 16A is a perspective view showing a wired lower support plate
  • FIG. 16B is a sectional view showing an electronic component such as an image sensor mounted on and connected to the lower support plate. is there.
  • FIG. 16 is the same as FIG. 1, and an image sensor is mounted and connected on a lower support plate having a wiring pattern.
  • FIG. 17 is a view showing a second example of post electrode parts with wiring different from FIG. 2, and FIG. 17 (A) is a perspective view showing post electrode parts with wiring shown in a state of being integrally connected. A cross-sectional view taken along the line YY 'in the drawing is shown in FIG.
  • This insulating base tape functions as a protective film that covers the wiring layer in the finished product.
  • the lower support plate is peeled off from the insulating base tape in a later step. For this reason, for example, when a temperature higher than the reflow temperature (more than the mold temperature) is applied, a process in which the silicon substrate (or glass) and the tape are easily peeled is performed in advance.
  • an ultraviolet peelable adhesive is used as an adhesive with a heat capsule, or a material that transmits light (such as heat resistant low thermal expansion glass) as a support plate.
  • a thermoplastic adhesive may be used.
  • a metal seed layer to be a wiring pattern is formed on the tape to form a metal-attached tape.
  • the seed layer for example, gold, silver, copper, or palladium foil that enables copper plating can be used.
  • the wiring layer pattern is completed by applying a resist on the seed layer, exposing and developing the pattern, further etching, removing the resist.
  • a wiring layer is grown on the seed layer by plating. Further thereon, resist application and development are performed to form a post electrode portion, and the post portion is plated and grown.
  • the wiring part may be patterned directly with nano metal particles to omit the lithography process. In the same manner as described above, a resist is applied and developed to form a post electrode portion, and the post portion is plated and grown. Thus, the post electrode part with wiring is completed.
  • the post electrode part with wiring shown in FIG. 17 is connected and fixed on the lower support plate on which the image sensor shown in FIG. 16 is mounted.
  • FIG. 18 illustrates the state before connection. .
  • the post electrode of the post electrode part with wiring is fixed and electrically connected to the bonding pad region on the wiring layer.
  • FIG. 19 is a diagram showing the post electrode part with wiring connected and fixed on the lower support plate.
  • FIG. 20 is a diagram showing the resin-sealed state after fixing. After the post electrode parts with wiring connected integrally are fixed to the lower support plate, in this state, the upper surface of the image sensor is transfer molded to the lower surface of the insulating base tape, or a liquid resin (the material is, for example, (Epoxy system) is used for resin sealing.
  • a liquid resin the material is, for example, (Epoxy system) is used for resin sealing.
  • FIG. 21 is a view showing a state after the upper and lower support plates are peeled off.
  • the lower support plate is peeled off by applying a predetermined high temperature.
  • the insulating base tape exposed on the upper side of FIG. 21 functions as a protective film of the finished product.
  • FIG. 22 is a diagram showing the state of being upside down (up and down).
  • a glass substrate is attached to the light receiving surface side of the image sensor.
  • a hole is made in the insulating base tape, and a bump electrode for external connection connected to the wiring exposed through the opening is formed. Thereby, the semiconductor package of the third embodiment is completed.
  • FIGS. 9A and 9B a glass substrate having wiring as illustrated in FIG. 9A is used, and the glass substrate is illustrated in FIGS. 9B and 10A.
  • electronic components such as image sensors are mounted and connected.
  • a post electrode component with wiring having a two-layer structure in which an insulating base tape is attached to one entire surface of a support plate is used. .
  • FIG. 24 is a view showing a state where a post electrode part with wiring having a two-layer supporting plate is arranged on a glass substrate on which an image sensor is mounted.
  • FIG. 25 illustrates the post electrode component with wiring connected and fixed on the glass substrate on which the image sensor is mounted.
  • the post electrode of the post electrode part with wiring is fixed and electrically connected to the bonding pad region on the wiring layer.
  • FIG. 27 is a view showing the state after the support plate is peeled off.
  • the support plate is peeled off by applying a predetermined high temperature or irradiating with ultraviolet rays.
  • the insulating base tape exposed on the upper side of FIG. 27 functions as a protective film for the finished product.
  • FIG. 28 is a diagram showing a state where the top and bottom (up and down) are reversed.
  • a hole is formed in the insulating base tape, and a bump electrode for external connection connected to the wiring exposed through the opening is formed. Thereby, the semiconductor package of the fourth embodiment is completed.
  • the fifth embodiment has the above-described configuration only in that a high heat dissipation substrate that functions as a heat sink, a heat spreader, or the like is used. Is different.
  • FIGS. 30A and 30B are views showing a third example of post electrode parts with wiring shown in a state where a large number of them are integrally connected, in which FIG. 30A is a perspective view thereof, and FIG. Sectional drawing cut
  • the third example shown in FIG. 30 corresponds to a case where a transparent glass substrate is used as the support plate of the first example of the post electrode part with wiring exemplified in FIG.
  • the post electrode component with wiring of the third example is configured by integrally connecting a plurality of post electrodes and wirings with a transparent glass substrate as a back support plate.
  • a metal seed layer to be a wiring pattern is formed on the entire surface of the transparent glass substrate (for example, a sputtered layer or a nano metal material is coated).
  • the seed layer for example, gold, silver, copper, or palladium foil that enables copper plating can be used.
  • the wiring layer pattern is completed by applying a resist on the seed layer, exposing and developing the pattern, further etching, removing the resist.
  • a wiring layer is grown on the seed layer by plating. Further thereon, resist application and development are performed to form a post electrode portion, and the post portion is plated and grown.
  • the lithography process can be omitted by patterning the seed layer directly with nano metal particles.
  • This direct patterning is a method in which nano metal particles such as copper are contained in an organic solvent and a desired pattern is drawn by an ink jet method which is practically used in a printer.
  • a resist is applied and developed to form a post electrode portion, and the post portion is plated and grown. Thereby, the post electrode part with wiring is completed.
  • FIG. 31 shows an example in which an image sensor (semiconductor LSI chip) is mounted on a post electrode part with wiring.
  • the image sensor (semiconductor LSI chip) is fixed and electrically connected by using the wiring layer formed on the post electrode part with wiring as a bonding pad region. This fixing and connection can be performed by flip chip bonding.
  • a microlens can be mounted between the light condensing surface side of the image sensor and the glass substrate. In this way, the image sensor is mounted on the back side of the transparent glass substrate.
  • FIG. 32 is a view showing a state in which a semiconductor LSI chip is connected and fixed to a post electrode part with wiring, and is then sealed with a resin.
  • a resin a material is, for example, an epoxy system.
  • FIG. 33 is a diagram showing a state where bump electrodes for external connection are formed.
  • the tip of the post electrode exposed from the resin sealing portion can be used as an external electrode.
  • a bump electrode connected to the post electrode can be formed and used as the external electrode.
  • the product is completed after being cut into individual chips and separated into pieces.
  • the image sensor chip package completed in this way can be easily connected to another package such as a signal processing LSI chip package before separation.
  • FIG. 34 and 35 are schematic cross-sectional views showing a mounting state in which the image sensor chip package illustrated in FIG. 32 before the bump electrode formation is laminated and joined to the signal processing LSI chip package.
  • FIG. 34 shows a state before connection
  • FIG. 35 shows a state after connection.
  • the signal processing LSI chip package is configured as a double-sided electrode package (PKG). As shown in the figure, the image sensor chip package located on the upper surface is aligned with the signal processing LSI chip package located on the lower surface so that the connection portion overlaps, and the protruding electrode (post electrode) of the connection portion passes through the furnace body. Are temporarily melted by heating.
  • FIG. 36 is a diagram showing an LSI chip (signal processing LSI chip) bonded and connected to a multilayer organic substrate.
  • the LSI chip is illustrated as being bonded to a multilayer organic substrate with a die bond material and connected to the uppermost wiring pattern of the organic substrate by a bonding wire.
  • a bonding metal pad portion to be a bonding wire connection electrode is formed, and wiring to the pad portion is formed.
  • the metal pad portion on the front surface of the multilayer or single layer organic substrate and the LSI chip are connected by an Au bonding wire.
  • the LSI chip can be flip-chip bonded to the organic substrate (not shown). In this case, the LSI chip is flip-chip bonded to the uppermost wiring pattern of the multilayer or single-layer organic substrate using a normal technique.
  • a multilayer or single-layer organic substrate is formed by forming a wiring pattern on each layer of a single-layer two-layer wiring structure or a substrate composed of a plurality of layers, and then bonding these substrates and connecting the wiring patterns of each layer as necessary. For this purpose, a through hole is formed. A conductor layer is formed inside the through hole, and the conductor layer is connected to a land which is an end face electrode portion formed on the back surface side.
  • a multi-layer or single-layer organic substrate for example, is known as a batch encapsulated organic substrate (BGA: Ball Grid Array) in which a small solder material called “solder ball” rolled (bump) is mounted on the back surface. Yes.
  • FIG. 37 is a diagram showing the post electrode fixed and connected.
  • Post electrode components integrally connected by a support plate are fixed together and electrically connected to predetermined positions of the wiring pattern of the organic substrate.
  • As a method for fixing and connecting the post electrode (1) ultrasonic bonding, (2) connection using a conductive paste such as silver paste, (3) solder connection, (4) connection electrode provided on the organic substrate side While the metal pad portion is provided with a concave portion, the post electrode component side can be formed by a method of providing a convex portion and inserting / crimping or inserting and crimping.
  • connection electrode metal pads see FIG. 36
  • all the post electrodes are integrally connected by a plate-like support plate. ing.
  • FIG. 38 is a diagram showing details of post electrode parts integrally connected by a plate-like support plate
  • FIGS. 38A and 38B are side views of a single pattern for one double-sided electrode package. A cross-sectional view and a perspective view are shown, respectively, and FIG. 38C shows a perspective view of a pattern in which four single patterns for four double-sided electrode packages are connected to one.
  • This post electrode part has the same configuration as the first to third examples of the post electrode part with wiring described above, but differs in that there is no wiring pattern in FIG.
  • the post electrode component of FIG. 38 is configured by integrally connecting a plurality of post electrodes with a support plate.
  • the integrally connected post electrode component is manufactured by the electroforming method described above with reference to FIG.
  • FIG. 39 is a view showing a state where the post electrode component is connected and fixed on the multilayer organic substrate and then sealed with resin.
  • the front surface of the LSI chip extends to the lower surface of the support plate (electroforming mother mold), that is, the LSI chip and the support. Transfer molding is performed so as to fill the space between the plates, or resin sealing is performed using a liquid resin (material is, for example, epoxy).
  • FIG. 40 is a view showing the state after the support plate (electroformed mother die) is peeled off. By peeling the support plate, the plurality of post electrodes are electrically separated from each other.
  • FIG. 41 is a diagram showing a state in which bump electrodes for external connection are formed on the back surface.
  • the tip of the post electrode can be used as it is as an external electrode to be connected to the above image sensor chip package.
  • the image sensor chip package can be easily connected in three dimensions.
  • This rewiring can be performed by an inkjet method or screen printing.
  • electroless plating can be performed after the seed layer pattern is formed.
  • rewiring can be performed using the first example of the post electrode part with wiring described above with reference to FIG.
  • the first example of the post electrode component with wiring not only the post electrode supported by the support plate but also the wiring pattern connected to the post electrode is formed as an upper surface wiring pattern by electroforming.
  • the post electrode part with wiring of the first example is fixed and electrically connected. The subsequent steps can be performed in the same manner as the steps described above with reference to FIGS.
  • FIG. 42 is a view showing a fourth example of post electrode parts with wiring shown in a state where a large number of pieces are integrally connected, (A) is a perspective view, and (B) is YY ′ in the figure. It is sectional drawing cut
  • the post electrode part with wiring of the fourth example shown in FIG. 42 is shown in FIG. 30 only in that a high heat dissipation substrate functioning as a heat sink, a heat spreader or the like is used instead of the transparent glass substrate illustrated in FIG. This is different from the illustrated configuration.
  • An example of manufacturing the post electrode part with wiring illustrated in FIG. 42 is as follows. First, a thin insulating layer is provided on a high heat dissipation substrate. Thereafter, as in FIG. 30, a seed layer is formed on the entire surface (for example, a sputtered layer or a nano metal material is coated), and thereafter a resist is applied, developed into a wiring pattern, plated and grown, and then a post portion is formed For this purpose, resist coating and development are performed, and plating is grown.
  • the plurality of post electrodes and wirings are integrally connected by the high heat dissipation substrate which is the back support plate.
  • FIG. 43 shows an example in which a large power LSI chip is mounted on a post electrode part with wiring.
  • a large power LSI chip that requires high heat dissipation is fixed and electrically connected to the post electrode part with wiring on the high heat dissipation substrate.
  • a high heat dissipation type LSI chip is mounted on the back side of the high heat dissipation substrate functioning as a heat sink.
  • FIG. 44 is a diagram showing a state in which a large power LSI chip is connected and fixed to a post electrode part with wiring, and is then sealed with a resin. Transfer molding is performed so as to fill a space from the tip of the electrode post to the lower surface of the high heat dissipation substrate, or resin sealing is performed using a liquid resin (a material is, for example, an epoxy system).
  • a liquid resin a material is, for example, an epoxy system
  • FIG. 45 is a diagram showing a state where bump electrodes for external connection are formed.
  • the tip of the post electrode exposed from the resin sealing portion can be used as an external electrode, but a bump electrode connected to the post electrode can be formed as an external connection electrode.
  • 46 and 47 are schematic cross-sectional views showing a mounting state in which the LSI chip package having a high power shown in FIG. 44 before the bump electrode formation is laminated and joined to another LSI chip package having a low power.
  • 46 shows a state before connection
  • FIG. 47 shows a state after connection.
  • the small power LSI chip package is configured as a double-sided electrode package (PKG). This small power LSI chip package can be configured as described above with reference to FIGS. Similar to the above-described configuration, rewiring may be provided on the upper surface of the LSI package.
  • FIG. 46 is a diagram showing a state after being connected.
  • FIG. 48 is a diagram showing a state in which another LSI chip package is stacked. Even in the case of three or more layers, the LSI with the largest power consumption is brought to the top layer.
  • the illustrated first package corresponds to a large power LSI chip package having the high heat dissipation substrate illustrated in FIG.
  • the illustrated second and third packages correspond to the small power LSI chip package described above.
  • the size of the heat radiating portion is not necessarily limited to the size of the entire surface of the package, but may be any size.
  • FIG. 49A and 49B are diagrams illustrating an example in which an image sensor (or a large power LSI chip package) is mounted on a post electrode part with wiring, in which FIG. 49A is a cross-sectional view and FIG. 49B is a back side of the post electrode part with wiring.
  • C is the perspective view seen from the back side in the state which attached the image sensor.
  • FIG. 49 is a view corresponding to FIG. 31 or FIG.
  • the post electrode part with wiring shown in FIG. 49B can be manufactured in the same manner as the post electrode part with wiring of the first example described above with reference to FIG.
  • the support plate shown in FIG. 49 will be peeled off in a later step.
  • FIG. 50 is a view showing a state in which a semiconductor LSI chip is connected and fixed to a post electrode part with wiring and then is sealed with resin, as in FIG. 32 or FIG. 44.
  • FIG. 51 is a diagram showing the support plate in a peeled state.
  • the support plate prepared by electroforming can be easily peeled off. By peeling the support plate, the plurality of post electrodes are electrically separated from each other.
  • FIG. 52 is a view showing a state where a glass substrate or a transparent resin (acrylic, cycloolefin polymer, etc.) having a high light transmittance or a high heat dissipation substrate is attached to the position where the support plate is peeled.
  • the substrate is attached using an adhesive such as a thermosetting resin, for example.
  • the substrate may be attached after the following individualization.
  • FIG. 53 is a diagram showing a state where bump electrodes for external connection are formed.
  • the tip of the post electrode exposed from the resin sealing portion can be used as the external electrode.
  • a bump electrode connected to the post electrode can be formed and used as the external electrode. In actual manufacturing, after this, the product is completed after being cut into individual chips and separated into pieces.

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Abstract

 第1の支持板の表面に第1の配線パターンを形成して、該第1の配線パターン上に半導体チップを配置して、該半導体チップの電極端子と該第1の配線パターンの必要箇所とを電気接続する。第2の支持板により一体に連結されている配線付ポスト電極部品の第2の配線パターンと接続されたポスト電極を、第1の支持板に形成した第1の配線パターンの所定の位置に一括して固定し、かつ電気的に接続する。樹脂封止後、第1及び第2の支持板を剥離し、おもて面側においてはガラス基板を貼り付け、かつ、裏面側においては第2の配線パターンに接続される前記外部電極を形成する。

Description

半導体チップパッケージ及びその製造方法
 本発明は、一方の面にガラス基板或いは高放熱基板を備えて、その反対側面から外部電極を取り出すイメージセンサ或いはパワーの大きなLSI用のパッケージとして最適な半導体チップパッケージ及びその製造方法に関する。
 近年、携帯電話にカメラが搭載されるようになり、またデジカメの小型化・薄型化の要求に伴い、画像の撮像部と処理部の小型化の要求が非常に強くなっている。ICの設計・製造技術の進展によって、回路の高度集積化かつ低消費電力化が可能となり、画像の撮像部と処理部を一体化してパッケージしたイメージセンサパッケージが用いられている。
 このようなイメージセンサパッケージは、イメージセンサ面と反対に電極を取り出す必要があるが、従来、このような電極取り出しは、半導体基板に貫通孔を設け、この貫通孔内に金属材料を充填する貫通配線技術を使って行われている。図54は、特許文献1に開示されている従来の貫通技術を説明する図である。図54に示したシリコン基板が本来の半導体基板である。その上面に絶縁層を介して配線・電極パッド層が設けられている。シリコン基板の開口の内周面および裏面は絶縁膜で覆われている。このシリコン基板の厚みは、薄化され、相対的に相当に薄いものになっている。シリコン基板の厚みを薄くすることができたため、エッチングが容易になり、かつ絶縁膜の形成が容易になる。シリコン基板の上側部分には、ガラスの支持体が設けられる。シリコン基板の裏面側には別の基板が取り付けられる。別の基板は、上記開口に対応してそれに一致する位置に貫通状態の孔を形成し、この開口と孔には貫通配線が形成され、この貫通配線を介して外部端子に接続されている。
 前述のごとく、シリコン基板は、別の基板を貼り付けることにより半導体チップとしての強度を確保し、これにより、本来のシリコン基板の厚みを薄くすることが可能となる。そして、シリコン基板を薄化することにより、貫通配線形成のためのシリコンエッチング工程、絶縁膜形成工程、絶縁膜のエッチング工程、金属材料充填工程などに要する時間を短くして、半導体装置の製造コストを低減することが可能となる。
 しかし、例示のイメージセンサパッケージは、シリコン基板を薄化したとはいえ、依然として、シリコン基板に開口を開けて、そこに金属材料を充填する貫通配線技術が必要である。
 また、イメージセンサパッケージと同様に、パワーの大きいLSIチップ及びそのためのヒートシンクを一体化したパッケージにおいても、ヒートシンクとは反対側に設けた外部端子(電極)に対する配線を容易にする技術が求められている。
特開2007-158078号公報
 現行のイメージセンサパッケージで採光面と反対側に、或いはヒートシンクを一体化したパッケージでヒートシンクとは反対側に電極を取り出そうとする場合は、貫通電極(貫通配線)を用いるしかないために、製造工程が複雑でコストが高くなる。
 本発明は、係る問題点を解決して、イメージセンサパッケージ或いはヒートシンク一体化パッケージのように基板と反対側に電極を取り出す必要のある半導体チップパッケージにおいて、半導体基板に貫通孔を開けて金属材料を充填する貫通配線技術の必要はなく、半導体基板と反対側に容易に電極を取り出すと共に、裏面再配線を容易に行うことを目的としている。
 本発明の半導体チップパッケージ及びその製造方法は、おもて面側に備えた基板と、該基板に装着される半導体チップと、前記基板とは反対の裏面側に位置して前記半導体チップに接続される外部電極とを一体化してパッケージする。第1の支持板の表面に第1の配線パターンを形成して、該第1の配線パターン上に半導体チップを配置して、該半導体チップの電極端子と該第1の配線パターンの必要箇所とを電気接続する。第2の支持板により一体に連結されている配線付ポスト電極部品の第2の配線パターンと接続されたポスト電極を、第1の支持板に形成した第1の配線パターンの所定の位置に、一括して固定し、かつ電気的に接続する。樹脂封止後、第1及び第2の支持板を剥離し、おもて面側においては前記基板を貼り付け、かつ、裏面側においては第2の配線パターンに接続される前記外部電極を形成する。
 また、本発明の半導体チップパッケージ及びその製造方法は、基板の表面に第1の配線パターンを形成して、該第1の配線パターン上に半導体チップを配置して、該半導体チップの電極端子と該第1の配線パターンの必要箇所とを電気接続する。支持板により一体に連結されている配線付ポスト電極部品の第2の配線パターンと接続されたポスト電極を、前記基板に形成した第1の配線パターンの所定の位置に、一括して固定し、かつ電気的に接続する。樹脂封止後、前記支持板を剥離し、裏面側において第2の配線パターンに接続される前記外部電極を形成する。
 また、本発明の半導体チップパッケージ及びその製造方法は、第1の支持板の表面に第1の配線パターンを形成して、該第1の配線パターン上に半導体チップを配置して、該半導体チップの電極端子と該第1の配線パターンの必要箇所とを電気接続する。第2の支持板の全面に貼り付けた絶縁基材テープにより一体に連結されている配線付ポスト電極部品の第2の配線パターンと接続されたポスト電極を、第1の支持板に形成した第1の配線パターンの所定の位置に、一括して固定し、かつ電気的に接続する。樹脂封止後、第1及び第2の支持板を剥離し、おもて面側においては前記基板を貼り付け、かつ、裏面側においては前記絶縁基材テープに穴を空け、開口により露出した第2の配線パターンと接続される前記外部電極を形成する。
 半導体チップは、イメージセンサLSIチップであり、かつ基板はガラス基板又は光透過性の透明樹脂基板である。或いは、基板は、ヒートシンクとして機能する高放熱基板である。
 本発明の半導体チップパッケージ及びその製造方法は、一方の側に備えた基板と、該基板に装着される半導体チップと、基板とは反対側に位置して半導体チップに接続される外部電極とを一体化してパッケージする。前記基板に支持されるポスト電極及び該ポスト電極に接続される配線を形成して、上面配線パターン造り込みがなされている配線付ポスト電極部品を備える。この配線付ポスト電極部品に半導体チップを実装して、樹脂封止する。樹脂封止した表面上においてポスト電極の先端を外部電極として用い、或いは外部電極を形成する。
 また、本発明の半導体チップパッケージの製造方法は、支持板に支持されるポスト電極及び該ポスト電極に接続される配線を形成して、上面配線パターン造り込みがなされている配線付ポスト電極部品を形成し、該配線付ポスト電極部品に半導体チップを実装して、樹脂封止する。その後、支持板を剥離して、その位置に基板を貼り付けることができる。
 半導体チップは、イメージセンサチップ或いは高放熱を必要とする大パワーLSIチップであり、前記基板はガラス基板或いは高放熱基板である。外部電極には、別の両面電極パッケージの外部電極と接続部分が重なるようにアライメントを行って、該別の両面電極パッケージと積層接合することができる。
 配線付ポスト電極部品は、ガラス基板の上に、或いは高放熱基板の上に形成した絶縁層の上に、リソグラフィ工程或いはナノ金属粒子で配線パターンとなるべき金属のシード層をパターンニングした後、メッキにより配線層を成長させて、配線層のパターンを形成し、さらにその上に、配線層と同様にして、ポスト電極を形成する。
 本発明によれば、簡易な方法で、イメージセンサあるいは高放熱のパッケージのような基板と反対側に電極を取り出す必要のある半導体パッケージを製作できる。半導体基板に貫通孔を開けて金属材料を充填する貫通配線技術の必要も無く、半導体基板と反対側に容易に電極を取り出し、かつ裏面の再配線を行うことが容易にでき、新規に高価な設備を準備をしなくても製造工程が構築できる。
(A)は、配線を有する下支持板を示す斜視図であり、(B)は、この下支持板上にイメージセンサが搭載されて接続された状態で示す断面図である。 板状の支持板により一体に連結されている配線付ポスト電極部品の第1の例の詳細を示す図である。 (A)はイメージセンサを搭載した下支持板の斜視図を示し、(B)はこの下支持板上に、配線付ポスト電極部品を配置した状態で示す断面図である。 下支持板上に配線付ポスト電極部品を接続、固定した状態で示す図である。 固定後、樹脂封止した状態で示す図である。 上下の両支持板(電鋳母型)を剥離した後の状態で示す図である。 天地(上下)逆転した状態で示す図である。 ガラス基板を貼り付け及びバンプ電極の形成を示す図である。 (A)は、配線をしたガラス基板を示す斜視図であり、(B)は、ガラス基板上に、イメージセンサが搭載されて接続された状態で示す図である。 (A)は、ガラス基板上にイメージセンサを接続した状態を示す斜視図であり、(B)は、このガラス基板上に、配線付ポスト電極部品を配置した状態で例示する断面図である。 ガラス基板上に配線付ポスト電極部品を接続、固定した状態で示す図である。 固定後、樹脂封止した状態で示す図である。 上支持板を剥離した後の状態で示す図である。 天地(上下)逆転した状態で示す図である。 外部接続用のバンプ電極の形成を示す図である。 (A)は、配線をした下支持板を示す斜視図であり、(B)は、下支持板上にイメージセンサが搭載されて接続された状態で示す断面図である。 図2とは異なる配線付ポスト電極部品の第2の例を示す図である。 接続前の状態で例示する図である。 配線付ポスト電極部品を下支持板上に接続、固定した状態で示す図である。 固定後、樹脂封止した状態で示す図である。 上下の両支持板を剥離した後の状態で示す図である。 天地(上下)逆転した状態で示す図である。 イメージセンサの受光面側へのガラス基板の貼り付け、及び外部接続用のバンプ電極の形成を示す図である。 イメージセンサを搭載したガラス基板上に、2層構成支持板を有する配線付ポスト電極部品を配置した状態で示す図である。 配線付ポスト電極部品が、イメージセンサを装着したガラス基板上に接続、固定された状態で例示する図である。 イメージセンサの上面を樹脂封止した状態で示す図である。 支持板を剥離した後の状態で示す図である。 天地(上下)逆転した状態で示す図である。 外部接続用のバンプ電極を形成した図である。 多数個一体に連結された状態で示す配線付ポスト電極部品の第3の例を示す図である。 配線付ポスト電極部品にイメージセンサを装着した状態で例示する図である。 配線付ポスト電極部品にLSIチップを接続、固定した後、樹脂封止した状態で示す図である。 外部接続用のバンプ電極を形成した状態で示す図である。 イメージセンサチップパッケージを信号処理用LSIチップパッケージと積層接続する前の状態を示す模式的断面図である。 イメージセンサチップパッケージを信号処理用LSIチップパッケージと積層接続した後の状態を示す模式的断面図である。 多層有機基板上にLSIチップを接着しかつ接続した状態で示す図である。 ポスト電極を固定し、接続した状態で示す図である。 板状の支持板により一体に連結されているポスト電極部品の詳細を示す図である。 ポスト電極部品を多層有機基板上に接続、固定した後、樹脂封止した状態で示す図である。 支持板を剥離した後の状態で示す図である。 裏面に外部接続用のバンプ電極を形成した状態で示す図である。 多数個一体に連結された状態で示す配線付ポスト電極部品の第4の例を示す図である。 配線付ポスト電極部品に大パワーLSIチップを装着した状態で例示する図である。 配線付ポスト電極部品に大パワーLSIチップを接続、固定した後、樹脂封止した状態で示す図である。 外部接続用のバンプ電極を形成した状態で示す図である。 パワーの大きいLSIチップパッケージをパワーの小さい別のLSIチップパッケージと積層接続する前の状態を示す模式的断面図である。 パワーの大きいLSIチップパッケージをパワーの小さい別のLSIチップパッケージと積層接続した後の状態を示す模式的断面図である。 3段のLSIチップパッケージを積層した状態で示す図である。 配線付ポスト電極部品にイメージセンサ(或いは大パワーLSIチップパッケージ)を装着した状態で例示する図である。 配線付ポスト電極部品に半導体LSIチップを接続、固定した後、樹脂封止した状態で示す図である。 支持板を剥離した状態で示す図である。 支持板を剥離した位置に、ガラス基板又は光透過性の良い透明樹脂、或いは高放熱基板を貼り付けた状態で示す図である。 外部接続用のバンプ電極を形成した状態で示す図である。 従来の貫通技術を説明する図である。 電鋳部品の製造方法を示す工程図である。
 以下、例示に基づき、本発明を説明する。最初に、本発明をイメージセンサチップパッケージに具体化した第1の実施形態を、図1~図8を参照して説明する。図1(A)は、配線を有する下支持板を示す斜視図であり、(B)は、この下支持板上に、イメージセンサ(LSIチップ)のような電子部品が搭載されて接続された状態で示す図である。イメージセンサは、受光面を下側に向けて配置する。後の工程で配線層から剥離されることになる下支持板は、詳細は後述する電鋳法により、配線パターンを形成して、配線パターン造り込みがなされている。
 この配線パターン(配線層)上にイメージセンサを配置して、該イメージセンサの電極端子と該配線パターンの必要箇所とを電気接続する。即ち、配線パターンを有する下支持板上に、イメージセンサを含む電子部品をダイボンド材により接着して、配線パターンとはボンディングワイヤにより接続するか(ワイヤボンド接続方式)、或いは、フリップチップ方式で搭載する。
 図2は、板状の支持板により一体に連結されている配線付ポスト電極部品の第1の例の詳細を示す図であり、図2(A)は1個の半導体パッケージのための単体パターンの斜視図を示し、また図2(B)は複数個(16個)の半導体パッケージのための複数個を連結した連結パターンの斜視図を示している。これら単体パターン或いは連結パターンは、複数個の配線付ポスト電極を支持板により一体に連結して構成される。ポスト電極は、例示したような円柱形状に限らず、矩形、多角形状等を含む柱状(棒状)形状であれば良い。パターン中央部は、例示したようにベタ板にすることに限らず、中抜きでも可能である。配線付ポスト電極パターンの製造は電鋳法によって行われる。
 電鋳法自体は、周知の加工法である。電鋳法とは「電気めっき法による金属製品の製造・補修又は複製法」であって、基本的には電気めっきと同様であるが、めっき厚、めっき皮膜の分離操作を行う点が、電気めっきとは異なる。また、母型よりめっき皮膜を剥離して使用する場合、めっき皮膜の物性の制御・管理が重要ポイントとなる。電鋳法により成長させる導電性材料のめっき金属としては、ニッケルまたは銅や、ニッケル合金、或いは銅合金を含む材料を用いることができる。母型材質としては、一般的な導電性材料であるステンレスを用いることができるが、それ以外に、樹脂封止のために用いる樹脂材料と熱膨張係数が大きく異ならない材質、例えばベースに銅材料を用いて表面はめっきパターンが剥離し易いようにめっき用の電気を通す程度の薄い酸化膜等の材料で覆ったものを用いることができる。内部応力の生じないようなめっき浴の組成やめっき条件を選定する必要があり、ニッケルめっきの場合、めっき浴として、スルファミン酸ニッケル浴が利用されている。
 図55は、フォトレジストを用いた電鋳部品の製造方法を示す工程図である。図55(a)に示すように、ステンレス等の母型の上面に、フォトレジスト(不導体被膜)を塗布する。次いで、パターンフィルムを通して露光するパターン焼き付け及びその後の現像により、非めっき部分をフォトレジストパターンで覆った電鋳用原版を形成する(図55(b))。例えば、ポスト電極を形成する場合は、樹脂封止された半導体単体チップあるいは複数チップの積層のトータル厚さ以上、例えば100μm~300μ前後の厚さとする。続いて、フォトレジストパターンの開口部にめっき金属が形成される(図55(c))。これは、めっき装置を用いて行う。適性温度に維持されためっき浴(例えば、スルファミン酸ニッケル液)中に、陽極側に電鋳させようとする電鋳金属を入れ、陰極側にステンレス等の電鋳母型を配置する。陰極側の電鋳母型の表面上には、図55(b)に示すように、フォトレジストパターンが予め形成されている。電流を流すと、陽極側の電鋳金属が溶け出して、電鋳母型上のフォトレジストパターン開口部にめっきされる。
 次に、図55(d)に示すように、平坦化加工が行われる。図2に示すような配線付ポスト電極を形成する場合、最初の工程(図55(a)~(d))で、配線パターンを形成した後、さらに、この工程を繰り返す2回目の工程で、配線パターンに接続されるポスト電極を形成する。
 次に、レジストを除去すると(図55(e))、レジスト部分以外がそのままポスト電極や配線パターンとなる。そして、めっき金属により形成されたポスト電極を電鋳母型から剥離する(図55(f))。この剥離工程は、後述するように、樹脂封止工程後に行う(図6参照)。形成されためっき電極と支持板の剥がしが、熱や圧力で容易に行うことができるのが、電鋳法の特徴である。このように、配線付ポスト電極部品は、支持板である導電性材料(電鋳母型)にリソグラフィーとメッキを用いて、配線層とポスト電極を成長させることにより、支持板と一体になった配線付ポスト電極パターンを形成する。
 図3(A)はイメージセンサを搭載した下支持板の斜視図を示し(図1参照)、かつ(B)はこの下支持板上に、図2に示すような配線付ポスト電極部品を配置した状態で示す断面図である。下支持板に形成した配線層をボンディングパッド領域として、イメージセンサのような電子部品を固定し、かつ電気的に接続する。
 図4は、下支持板上に配線付ポスト電極部品を接続、固定した状態で示す図である。下支持板の配線パターンの所定の位置には、上支持板により一体に連結された配線付ポスト電極部品が、一括して固定されかつ電気的に接続される。ポスト電極を固定及び接続する手法としては、(1)超音波による接合、(2)銀ペースト等の導電性ペーストによる接続、(3)半田接続、(4)有機基板側に設けた接続電極用金属パッド部に凹部を設ける一方、ポスト電極部品側は凸部を設けて挿入圧着あるいは挿入しカシメる方法、により行うことができる。ポスト電極が配線パターン上の所定の位置に固定された段階では、全てのポスト電極が、板状の上下の両支持板により一体に連結されている。
 図5は、固定後、樹脂封止した状態で示す図である。図は1個のみの部品を示しているが、実際には多数個連結されている状態で、金型に入れて樹脂を充填する。これによって、上下の両支持板の間の空間を満たすようにトランスファーモールドされ、或いは液状樹脂(材質は、例えばエポキシ系)を用いて樹脂封止される。
 図6は、上下の両支持板(電鋳母型)を剥離した後の状態で示す図である。支持板を剥離することにより、上下両側に配線層が露出する。次に、図7に示すように、天地(上下)逆転させる。
 次に、図8に示すように、おもて面側においては、イメージセンサ受光面側にガラス基板を貼り付ける。下支持板を剥離した位置に、ガラス基板又は光透過性の良い透明樹脂(アクリル、シクロオレフィンポリマーなど)板などの透明板を貼り付ける。透明板の貼り付けは、例えば、熱硬化型樹脂のような接着剤を用いて行う。なお、透明板の貼り付けは、以下の個片化を行った後でも良い。裏面側においては、配線層に接続される外部接続用のバンプ電極を形成する。この際、必要に応じて、裏面配線層には、保護膜を塗布する。裏面の再配線を利用して、ポスト電極の配置から、任意にイメージセンサチップの外部電極の位置に持っていくことができる。このため、容易に3次元にイメージセンサチップパッケージを接続することができる。
 実際の製造においては、この後、個々のチップに切断して切り分ける個片化を経た後に、製品として完成する。これによって、従来技術のような貫通電極の必要なく、透明ガラス基板の反対側に配線層及び外部電極としてバンプ電極を形成したイメージセンサチップパッケージが完成する。このようにして完成したイメージセンサチップパッケージは、個片化前に、信号処理用LSIチップパッケージのような別のパッケージと容易に接続することができる。
 次に、本発明をイメージセンサチップパッケージに具体化した第2の実施形態を、図9~図15を参照して説明する。図9(A)は、配線をしたガラス基板(又は光透過性の良い透明樹脂基板)を示す斜視図であり、(B)は、ガラス基板上に、イメージセンサのような電子部品が搭載されて接続された状態で示す図である。イメージセンサは、受光面を下側に向けて配置する。
 図9の例では、支持板として透明ガラス基板を用いる。透明ガラス基板の全面に、配線パターンとなるべき金属のシード層を形成する(例えばスパッタ層あるいはナノ金属材料を塗膜)。このシード層としては、例えば、銅メッキを可能とする金、銀、銅、パラジューム箔を用いることができる。配線層のパターンはシード層の上にレジストを塗布し、パターンを露光、現像してさらにエッチングを行い、レジストを除去して完成させる。このシード層の上にメッキにより配線層を成長させる。或いは、ナノ金属粒子で直接シード層をパターンニングしてリソグラフィ工程を省略することもできる。この直接パターンニングは、有機溶媒中に銅等のナノ金属粒子を含有させて、それをプリンターで実用されているインクジェット法で所望のパターンを描く方法である。
 図10(A)は、ガラス基板上にイメージセンサを接続した状態を示す斜視図であり、(B)は、このガラス基板上に、図2に示すような配線付ポスト電極部品を配置した状態で例示する断面図である。ガラス基板に形成した配線層をボンディングパッド領域として、イメージセンサ(半導体LSIチップ)のような電子部品を固定し、かつ電気的に接続する。
 図11は、ガラス基板上に配線付ポスト電極部品を接続、固定した状態で示す図である。この接続は、図4を参照して前述したように行う。また、図12は、固定後、樹脂封止した状態で示す図である。図5を参照して前述したようにして、ガラス基板と上支持板の間の空間を満たすようにトランスファーモールドされ、或いは液状樹脂(材質は、例えばエポキシ系)を用いて樹脂封止される。
 図13は、上支持板を剥離した後の状態で示す図である。上支持板を剥離することにより、上側に配線層が露出する。次に、図14に示すように、天地(上下)逆転させる。
 次に、図15に示すように、裏面側においては、配線層に接続される外部接続用のバンプ電極を形成する。この際、必要に応じて、裏面配線層には、保護膜を塗布する。この後、個々のチップに切断して切り分ける個片化を経た後に、製品として完成する。
 次に、本発明をイメージセンサチップパッケージに具体化した第3の実施形態を、図16~図23を参照して説明する。図16(A)は、配線をした下支持板を示す斜視図であり、(B)は、下支持板上にイメージセンサのような電子部品が搭載されて接続された状態で示す断面図である。図16は、図1と同一のものであり、配線パターンを有する下支持板上に、イメージセンサを搭載して接続している。
 図17は、図2とは異なる配線付ポスト電極部品の第2の例を示す図であり、(A)は、多数個一体に連結された状態で示す配線付ポスト電極部品を示す斜視図であり、図中のY-Y’ラインで切断した断面図を(B)に示している。
 図17において、支持板として、下支持板(例えば、シリコン基板又はガラス)の一方の全面に、ポリイミドテープなどに代表される薄膜フィルムの絶縁基材により作成したテープを貼り付けたものを用いる。この絶縁基材テープは、完成製品において配線層を覆う保護膜として機能する。下支持板は、後の工程で絶縁基材テープから剥離される。このため、例えばリフロー温度より高温(モールド温度以上)を加えると、シリコン基板(又はガラス)とテープが剥離し易い処理を予め行っておく。例えば熱カプセル入り接着剤、または支持板として光を透過する材料(耐熱低熱膨張ガラスなど)にして、紫外線剥離型接着剤を用いる。または熱可塑性の接着剤でも良い。
 さらに、このテープ上に、配線パターンとなるべき金属のシード層を形成して、メタル付きテープを形成する。このシード層としては、例えば、銅メッキを可能とする金、銀、銅、パラジューム箔を用いることができる。配線層のパターンはシード層の上にレジストを塗布し、パターンを露光、現像してさらにエッチングを行い、レジストを除去して完成させる。このシード層の上にメッキにより配線層を成長させる。さらにその上に、ポスト電極部形成のためレジスト塗布と現像を行い、ポスト部をメッキ成長させる。或いは、配線部はナノ金属粒子で直接シード層をパターンニングにしてリソグラフィ工程を省略することもできる。前記と同じようにさらにその上に、ポスト電極部形成のためレジスト塗布と現像を行い、ポスト部をメッキ成長させる。これによって、配線付ポスト電極部品が完成する。
 図17に示した配線付ポスト電極部品は、図16に示したイメージセンサを装着した下支持板上に接続、固定されることになるが、図18は、接続前の状態で例示している。配線層上のボンディングパッド領域には、配線付ポスト電極部品のポスト電極が固定されかつ電気的に接続される。
 図19は、配線付ポスト電極部品を下支持板上に接続、固定した状態で示す図である。図20は、固定後、樹脂封止した状態で示す図である。一体に連結されている配線付ポスト電極部品が下支持板に固定された後、この状態で、イメージセンサの上面は、絶縁基材テープの下面までトランスファーモールドされ、或いは液状樹脂(材質は、例えばエポキシ系)を用いて樹脂封止される。
 図21は、上下の両支持板を剥離した後の状態で示す図である。例えば、所定の高温を加えることにより、下支持板を剥離する。これにより図21の上側に露出した絶縁基材テープは、完成製品の保護膜として機能する。
 図22は、天地(上下)逆転した状態で示す図である。次に、図23に示すように、おもて面側においては、イメージセンサの受光面側にガラス基板を貼り付ける。裏面側においては、絶縁基材テープに穴を空け、開口により露出した配線と接続される外部接続用のバンプ電極を形成する。これによって、第3の実施形態の半導体パッケージが完成する。
 次に、本発明をイメージセンサチップパッケージに具体化した第4の実施形態を、図24~図29を参照して説明する。この第4の実施形態では、上述の図9(A)に例示したような配線をしたガラス基板を用い、かつ、このガラス基板上には、図9(B)及び図10(A)に例示したように、イメージセンサのような電子部品が搭載されて接続されている。第4の実施形態において、このようなガラス基板には、図17に例示したように、支持板の一方の全面に絶縁基材テープを貼り付けた2層構成を有する配線付ポスト電極部品を用いる。
 図24は、イメージセンサを搭載したガラス基板上に、2層構成支持板を有する配線付ポスト電極部品を配置した状態で示す図である。
 図25は、配線付ポスト電極部品が、イメージセンサを装着したガラス基板上に接続、固定された状態で例示している。配線層上のボンディングパッド領域には、配線付ポスト電極部品のポスト電極が固定されかつ電気的に接続される。
 図26は、一体に連結されている配線付ポスト電極部品がガラス基板上に固定された後、この状態で、イメージセンサの上面は、絶縁基材テープの下面までトランスファーモールドされ、或いは液状樹脂(材質は、例えばエポキシ系)を用いて樹脂封止される。
 図27は、支持板を剥離した後の状態で示す図である。例えば、所定の高温を加えることや、紫外線を照射することにより、支持板を剥離する。これにより図27の上側に露出した絶縁基材テープは、完成製品の保護膜として機能する。
 図28は、天地(上下)逆転した状態で示す図である。次に、図29に示すように、裏面側においては、絶縁基材テープに穴を空け、開口により露出した配線と接続される外部接続用のバンプ電極を形成する。これによって、第4の実施形態の半導体パッケージが完成する。
 次に、本発明の第5の実施形態として、高放熱型チップパッケージに具体化した例(図示省略)を説明する。以上に説明した第1~第4の実施形態において例示した透明ガラス基板に代えて、第5の実施形態は、ヒートシンク、ヒートスプレッダー等として機能する高放熱基板を用いた点でのみ上述の構成とは相違している。
 これによって、ヒートシンクとして機能する高放熱基板の裏面側に、高放熱型のLSIチップが実装されて、従来技術のような貫通電極の必要なく、ヒートシンクとして機能する高放熱基板の反対側に外部電極を形成した高放熱型チップパッケージが完成する。
 次に、本発明の第6の実施形態として、イメージセンサチップパッケージに具体化した例を、図30~図33を参照して説明する。図30は、多数個一体に連結された状態で示す配線付ポスト電極部品の第3の例を示す図であり、(A)はその斜視図、(B)は図中のX-X’ラインで切断した断面図を示している。図30に示す第3の例は、図2に例示した配線付ポスト電極部品の第1の例の支持板として、透明ガラス基板を用いたものに相当する。第3の例の配線付ポスト電極部品は、第1の例と同様に、複数のポスト電極及び配線を背面の支持板としての透明ガラス基板により一体に連結して構成される。
 図30に示す第3の例の配線付ポスト電極部品では、透明ガラス基板の全面に、配線パターンとなるべき金属のシード層を形成する(例えばスパッタ層あるいはナノ金属材料を塗膜)。このシード層としては、例えば、銅メッキを可能とする金、銀、銅、パラジューム箔を用いることができる。配線層のパターンはシード層の上にレジストを塗布し、パターンを露光、現像してさらにエッチングを行い、レジストを除去して完成させる。このシード層の上にメッキにより配線層を成長させる。さらにその上に、ポスト電極部形成のためレジスト塗布と現像を行い、ポスト部をメッキ成長させる。或いは、ナノ金属粒子で直接シード層をパターンニングにしてリソグラフィ工程を省略することもできる。この直接パターンニングは、有機溶媒中に銅等のナノ金属粒子を含有させて、それをプリンターで実用されているインクジェット法で所望のパターンを描く方法である。前記と同じようにさらにその上に、ポスト電極部形成のためレジスト塗布と現像を行い、ポスト部をメッキ成長させる。これによって、配線付ポスト電極部品が完成する。
 図31は、配線付ポスト電極部品にイメージセンサ(半導体LSIチップ)を装着した状態で例示している。配線付ポスト電極部品に形成した配線層をボンディングパッド領域として、イメージセンサ(半導体LSIチップ)を固定し、かつ電気的に接続する。この固定及び接続は、フリップチップボンド接続によって行うことができる。また、イメージセンサの集光面側とガラス基板の間にマイクロレンズを実装することもできる。このようにして、透明ガラス基板の裏面側に、イメージセンサが実装される。
 図32は、配線付ポスト電極部品に半導体LSIチップを接続、固定した後、樹脂封止した状態で示す図である。図は1個のみの部品を示しているが、実際には多数個連結されている状態で、金型に入れて樹脂を充填する。これによって、電極ポストの先端から透明ガラス基板の下面までの空間を満たすようにトランスファーモールドされ、或いは液状樹脂(材質は、例えばエポキシ系)を用いて樹脂封止される。封止した際にポスト電極の先端が少し樹脂で覆われる場合は表面を軽く研削して先端の金属表面を露出させる工程を追加してもよい。
 図33は、外部接続用のバンプ電極を形成した状態で示す図である。樹脂封止部から露出したポスト電極先端を外部電極として用いることができるが、図33に示すように、それに接続されるバンプ電極を形成して、これを外部電極とすることもできる。実際の製造においては、この後、個々のチップに切断して切り分ける個片化を経た後に、製品として完成する。これによって、従来技術のような貫通電極の必要なく、透明ガラス基板の反対側に外部電極としてバンプ電極を形成したイメージセンサチップパッケージが完成する。このようにして完成したイメージセンサチップパッケージは、個片化前に、信号処理用LSIチップパッケージのような別のパッケージと容易に接続することができる。
 図34及び図35は、バンプ電極形成前の図32に例示したイメージセンサチップパッケージを、信号処理用LSIチップパッケージと積層接合した実装状態を示す模式的断面図である。図34は接続前の状態を示し、図35は接続後の状態を示している。信号処理用LSIチップパッケージは、両面電極パッケージ(PKG)として構成される。図示したように、上面に位置するイメージセンサチップパッケージを、下面に位置する信号処理用LSIチップパッケージと、アライメントを行って接続部分が重なるようにし、炉体を通して接続部分の突起電極(ポスト電極)を一時的に加熱溶融して接合させる。
 図34及び図35中に示されているイメージセンサチップパッケージの製造については、図30~図33を参照して前述したとおりである。以下、信号処理用LSI(論理LSI)チップパッケージのような両面電極パッケージの製造について、図36~図41を参照しつつ順を追って説明する。
 図36は、多層有機基板上にLSIチップ(信号処理用LSIチップ)を接着し、かつ接続した状態で示す図である。LSIチップは、多層有機基板上にダイボンド材により接着して、有機基板の最上層の配線パターンとはボンディングワイヤにより接続するものとして例示している。多層または単層有機基板の最上層の配線パターンに、ボンディングワイヤ接続電極となるボンディング用金属パッド部が形成されると共に、該パッド部への配線が形成される。この多層または単層有機基板のおもて面の金属パッド部と、LSIチップは、Auボンディングワイヤにより接続される。或いは、LSIチップは、有機基板に対してフリップチップボンド接続することもできる(図示省略)。この場合、LSIチップは、多層または単層有機基板の最上層の配線パターンに、通常の技術を用いて、フリップチップボンド接続される。
 多層または単層有機基板は、単層2層配線構造や複数層から成る基板の各層に、それぞれ配線パターンを形成した後、これらの基板を貼り合わせ、必要に応じて各層の配線パターンを接続するためのスルーホールを形成したものである。このスルーホールの内部には導体層が形成され、この導体層が裏面側に形成された端面電極部であるランドと接続されている。このような多層または単層有機基板は、例えば、「ハンダボール」と呼ばれる小さいハンダ材料を丸めたもの(バンプ)を裏面に実装した(BGA:Ball Grid Array)一括封止有機基板として知られている。
 図37は、ポスト電極を固定し、接続した状態で示す図である。有機基板の配線パターンの所定の位置には、支持板により一体に連結されたポスト電極部品が、一括して固定され、かつ電気的に接続される。ポスト電極を固定及び接続する手法としては、(1)超音波による接合、(2)銀ペースト等の導電性ペーストによる接続、(3)半田接続、(4)有機基板側に設けた接続電極用金属パッド部に凹部を設ける一方、ポスト電極部品側は凸部を設けて挿入圧着、あるいは挿入し、カシメる方法、により行うことができる。
 ポスト電極が有機基板の配線パターン上の所定の位置に配置した接続電極用金属パッド部(図36参照)に固定された段階では、全てのポスト電極が、板状の支持板により一体に連結されている。
 図38は、板状の支持板により一体に連結されているポスト電極部品の詳細を示す図であり、図38(A)及び(B)は1個の両面電極パッケージのための単体パターンの側面断面図及び斜視図をそれぞれ示し、また図38(C)は4個の両面電極パッケージのための4個の単体パターンを1個に連結したパターンの斜視図を示している。このポスト電極部品は、上述した配線付ポスト電極部品の第1~第3の例と同様な構成を有しているが、図38には配線パターンが無い点で異なっている。図38のポスト電極部品は、複数のポスト電極を支持板により一体に連結して構成される。一体連結のポスト電極部品の製造は、図55を参照して上述した電鋳法によって行われる。
 この後、図38に示したポスト電極部品は、図36に示した多層有機基板上に接続、固定されて、前述した図37に例示の構成となる。図39は、ポスト電極部品を多層有機基板上に接続、固定した後、樹脂封止した状態で示す図である。一体に連結されているポスト電極部品が多層有機基板上に固定された後、この状態で、LSIチップのおもて面は、支持板(電鋳母型)の下面まで、即ちLSIチップと支持板の間の空間を満たすようにトランスファーモールドされ、或いは液状樹脂(材質は、例えばエポキシ系)を用いて樹脂封止される。
 図40は、支持板(電鋳母型)を剥離した後の状態で示す図である。支持板を剥離することにより、複数のポスト電極が電気的には互いに個々に分離される。
 図41は、裏面に外部接続用のバンプ電極を形成した状態で示す図である。おもて面においては、ポスト電極の先端をそのまま、上記したイメージセンサチップパッケージに接続されるべき外部電極として用いることができるが、図41に示すように、上面に再配線をして、ポスト電極の配置から、任意にイメージセンサチップの外部電極の位置に持っていくことができる。このため容易に3次元に、イメージセンサチップパッケージを接続することができる。
 この再配線は、インクジェット方式あるいはスクリーン印刷で行うことができる。或いは、再配線のために、シード層パターン形成後に無電解メッキすることによっても行うことができる。或いは、図2を参照して上述した配線付ポスト電極部品の第1の例を用いて再配線することもできる。配線付ポスト電極部品の第1の例は、電鋳法により、支持板に支持されるポスト電極だけでなく、それに接続される配線パターンが、上面配線パターンとして造り込みがなされている。LSIチップを接着しかつ接続した多層有機基板(図36参照)上に、第1の例の配線付ポスト電極部品が固定され、かつ電気的に接続されることになる。以降の工程は、図37~図40を参照して前述した工程と同様に行うことができる。
 次に、本発明の第7の実施形態として、高放熱型チップパッケージに具体化した例を説明する。図42は、多数個一体に連結された状態で示す配線付ポスト電極部品の第4の例を示す図であり、(A)は斜視図であり、(B)は図中のY-Y’ラインで切断した断面図である。図42に示す第4の例の配線付ポスト電極部品は、上述した図30に例示の透明ガラス基板に代えて、ヒートシンク、ヒートスプレッダー等として機能する高放熱基板を用いた点でのみ図30に例示の構成とは相違している。
 図42に例示の配線付ポスト電極部品の製造の一例は以下の通りである。まず、高放熱基板に薄い絶縁層を設ける。その後は、図30と同様に、全面にシード層を形成し(例えばスパッタ層あるいはナノ金属材料を塗膜)、その後にレジストを塗り、配線パターンに現像し、メッキ成長させ、その後ポスト部の形成のためレジスト塗布と現像を行い、メッキ成長させる。これによって、複数のポスト電極及び配線が、背面の支持板である高放熱基板により一体に連結して構成される。
 図43は、配線付ポスト電極部品に大パワーLSIチップを装着した状態で例示している。高放熱基板の配線付ポスト電極部品に、高放熱を必要とする大パワーLSIチップが固定されかつ電気的に接続される。これによって、ヒートシンクとして機能する高放熱基板の裏面側に、高放熱型のLSIチップが実装される。
 図44は、配線付ポスト電極部品に大パワーLSIチップを接続、固定した後、樹脂封止した状態で示す図である。電極ポストの先端から高放熱基板の下面までの空間を満たすようにトランスファーモールドされ、或いは液状樹脂(材質は、例えばエポキシ系)を用いて樹脂封止される。
 図45は、外部接続用のバンプ電極を形成した状態で示す図である。樹脂封止部から露出したポスト電極先端を外部電極として用いることができるが、それに接続されるバンプ電極を形成して外部接続用の電極とすることができる。
 これによって、従来技術のような貫通電極の必要なく、ヒートシンクとして機能する高放熱基板の反対側に外部電極を形成した高放熱型チップパッケージが完成する。このような高放熱型チップパッケージは、比較的に放熱の少ない別のLSIチップパッケージと容易に接続することができる。
 図46及び図47は、バンプ電極形成前の図44に示すパワーの大きいLSIチップパッケージを、パワーの小さい別のLSIチップパッケージと積層接合した実装状態を示す模式的断面図である。図46は接続前の状態を示し、図47は接続後の状態を示している。小パワーLSIチップパッケージは、両面電極パッケージ(PKG)として構成される。この小パワーLSIチップパッケージは、図36~図41を参照して前述したような構成とすることができる。そして、前述の構成と同様に、LSIパッケージ上面に再配線があっても良い。
 図46に示すように、上面に位置する大パワーLSIチップパッケージを、下面に位置する小パワーLSIチップパッケージと、アライメントを行って接続部分が重なるようにし、炉体を通して接続部分の突起電極を一時的に加熱溶融して接合させる。図47は、接続された後の状態で示す図である。
 図48は、さらに別のLSIチップパッケージを積層した状態で示す図である。3段以上の積層の場合でも、最も消費電力の大きなLSIを最上位層に持ってくる。図示の第1のパッケージが、図45に例示の高放熱基板を有する大パワーLSIチップパッケージに相当する。図示の第2及び第3のパッケージは、上述した小パワーLSIチップパッケージに相当する。放熱部の大きさは必ずしもパッケージ全面の大きさだけでなく、任意の大きさとすることができる。
 次に、本発明の第8の実施形態として、図33に示した構成を有するイメージセンサチップパッケージ、或いは図45に示した構成を有するLSIチップパッケージの別の製造方法を説明する。図49は、配線付ポスト電極部品にイメージセンサ(或いは大パワーLSIチップパッケージ)を装着した状態で例示する図であり、(A)は断面図を、(B)は配線付ポスト電極部品の裏側から見た斜視図を、(C)はイメージセンサを取り付けた状態で裏側から見た斜視図である。図49は、前述した図31或いは図43に相当する図であるが、前述のガラス基板或いは高放熱基板に代えて、剥離可能の支持板(電鋳母型)が用いられている点でのみ相違している。図49(B)に示す配線付ポスト電極部品は、図2を参照して上述した第1の例の配線付きポスト電極部品と同様にして製造することができる。図49に示す支持板は、後の工程で剥離されることになる。
 図50は、図32或いは図44と同様に、配線付ポスト電極部品に半導体LSIチップを接続、固定した後、樹脂封止した状態で示す図である。
 図51は、支持板を剥離した状態で示す図である。電鋳法により作成した支持板は容易に剥離することができる。支持板を剥離することにより、複数のポスト電極が電気的には互いに個々に分離される。
 図52は、支持板を剥離した位置に、ガラス基板又は光透過性の良い透明樹脂(アクリル、シクロオレフィンポリマーなど)、或いは高放熱基板を貼り付けた状態で示す図である。基板の貼り付けは、例えば、熱硬化型樹脂のような接着剤を用いて行う。なお、基板の貼り付けは、以下の個片化を行った後でも良い。
 図53は、外部接続用のバンプ電極を形成した状態で示す図である。樹脂封止部から露出したポスト電極先端を外部電極として用いることができるが、図53に示すように、それに接続されるバンプ電極を形成して、これを外部電極とすることもできる。実際の製造においては、この後、個々のチップに切断して切り分ける個片化を経た後に、製品として完成する。
  以上、本開示にて幾つかの実施の形態のみを単に一例として詳細に説明したが、本発明の新規な教示及び有利な効果から実質的に逸脱せずに、その実施の形態には多くの改変例が可能である。
 

Claims (23)

  1. おもて面側に備えた基板と、該基板に装着される半導体チップと、前記基板とは反対の裏面側に位置して前記半導体チップに接続される外部電極とを一体化してパッケージした半導体チップパッケージにおいて、
     前記基板は、第1の支持板を剥離した位置に貼り付けられ、かつ、第1の支持板は、その表面に第1の配線パターンを形成して、該第1の配線パターン上に半導体チップを配置して、該半導体チップの電極端子と該第1の配線パターンの必要箇所とを電気接続し、
     第2の支持板により一体に連結されている配線付ポスト電極部品の第2の配線パターンと接続されたポスト電極を、第1の配線パターンの所定の位置に接続し、
     第2の支持板を剥離した裏面側において第2の配線パターンに接続される前記外部電極を形成した、
    ことから成る半導体チップパッケージ。
  2. 前記基板はガラス基板又は光透過性の透明樹脂基板、若しくはヒートシンクとして機能する高放熱基板である請求項1に記載の半導体チップパッケージ。
  3. おもて面側に備えた基板と、該基板に装着される半導体チップと、前記基板とは反対の裏面側に位置して前記半導体チップに接続される外部電極とを一体化してパッケージした半導体チップパッケージにおいて、
     前記基板は、その表面に第1の配線パターンを形成して、該第1の配線パターン上に半導体チップを配置して、該半導体チップの電極端子と該第1の配線パターンの必要箇所とを電気接続し、
     支持板により一体に連結されている配線付ポスト電極部品の第2の配線パターンと接続されたポスト電極を、前記基板に形成した第1の配線パターンの所定の位置に接続し、
     前記支持板を剥離した裏面側において第2の配線パターンに接続される前記外部電極を形成した、
    ことから成る半導体チップパッケージ。
  4. 前記基板はガラス基板又は光透過性の透明樹脂基板、若しくはヒートシンクとして機能する高放熱基板である請求項3に記載の半導体チップパッケージ。
  5. 前記配線付ポスト電極部品の支持板には、その全面に保護膜として機能する絶縁基材テープが貼り付けられる請求項3に記載の半導体チップパッケージ。
  6. おもて面側に備えた基板と、該基板に装着される半導体チップと、前記基板とは反対の裏面側に位置して前記半導体チップに接続される外部電極とを一体化してパッケージした半導体チップパッケージにおいて、
     前記基板は、第1の支持板を剥離した位置に貼り付けられ、かつ、第1の支持板は、その表面に第1の配線パターンを形成して、該第1の配線パターン上に半導体チップを配置して、該半導体チップの電極端子と該第1の配線パターンの必要箇所とを電気接続し、
     第2の支持板の全面に貼り付けた絶縁基材テープにより一体に連結されている配線付ポスト電極部品の第2の配線パターンと接続されたポスト電極を、第1の支持板に形成した第1の配線パターンの所定の位置に接続し、
     第2の支持板を剥離した裏面側においては前記絶縁基材テープに穴を空け、開口により露出した第2の配線パターンと接続される前記外部電極を形成した、
    ことから成る半導体チップパッケージ。
  7. 前記基板はガラス基板又は光透過性の透明樹脂基板、若しくはヒートシンクとして機能する高放熱基板である請求項6に記載の半導体チップパッケージ。
  8. おもて面側に備えた基板と、該基板に装着される半導体チップと、前記基板とは反対の裏面側に位置して前記半導体チップに接続される外部電極とを一体化してパッケージした半導体チップパッケージの製造方法において、
     第1の支持板の表面に第1の配線パターンを形成して、該第1の配線パターン上に半導体チップを配置して、該半導体チップの電極端子と該第1の配線パターンの必要箇所とを電気接続し、
     第2の支持板により一体に連結されている配線付ポスト電極部品の第2の配線パターンと接続されたポスト電極を、第1の支持板に形成した第1の配線パターンの所定の位置に、一括して固定し、かつ電気的に接続し、
     樹脂封止後、第1及び第2の支持板を剥離し、おもて面側においては前記基板を貼り付け、かつ、裏面側においては第2の配線パターンに接続される前記外部電極を形成した、
    ことから成る半導体チップパッケージの製造方法。
  9. 前記基板はガラス基板又は光透過性の透明樹脂基板、若しくはヒートシンクとして機能する高放熱基板である請求項8に記載の半導体チップパッケージの製造方法。
  10. おもて面側に備えた基板と、該基板に装着される半導体チップと、前記基板とは反対の裏面側に位置して前記半導体チップに接続される外部電極とを一体化してパッケージした半導体チップパッケージの製造方法において、
     前記基板の表面に第1の配線パターンを形成して、該第1の配線パターン上に半導体チップを配置して、該半導体チップの電極端子と該第1の配線パターンの必要箇所とを電気接続し、
     支持板により一体に連結されている配線付ポスト電極部品の第2の配線パターンと接続されたポスト電極を、前記基板に形成した第1の配線パターンの所定の位置に、一括して固定し、かつ電気的に接続し、
     樹脂封止後、前記支持板を剥離し、裏面側において第2の配線パターンに接続される前記外部電極を形成した、
    ことから成る半導体チップパッケージの製造方法。
  11. 前記基板はガラス基板又は光透過性の透明樹脂基板、若しくはヒートシンクとして機能する高放熱基板である請求項10に記載の半導体チップパッケージの製造方法。
  12. 前記配線付ポスト電極部品の支持板には、その全面に保護膜として機能する絶縁基材テープが貼り付けられる請求項10に記載の半導体チップパッケージの製造方法。
  13. おもて面側に備えた基板と、該基板に装着される半導体チップと、前記基板とは反対の裏面側に位置して前記半導体チップに接続される外部電極とを一体化してパッケージした半導体チップパッケージの製造方法において、
     第1の支持板の表面に第1の配線パターンを形成して、該第1の配線パターン上に半導体チップを配置して、該半導体チップの電極端子と該第1の配線パターンの必要箇所とを電気接続し、
     第2の支持板の全面に貼り付けた絶縁基材テープにより一体に連結されている配線付ポスト電極部品の第2の配線パターンと接続されたポスト電極を、第1の支持板に形成した第1の配線パターンの所定の位置に、一括して固定し、かつ電気的に接続し、
     樹脂封止後、第1及び第2の支持板を剥離し、おもて面側においては前記基板を貼り付け、かつ、裏面側においては前記絶縁基材テープに穴を空け、開口により露出した第2の配線パターンと接続される前記外部電極を形成した、
    ことから成る半導体チップパッケージの製造方法。
  14. 前記基板はガラス基板又は光透過性の透明樹脂基板、若しくはヒートシンクとして機能する高放熱基板である請求項13に記載の半導体チップパッケージの製造方法。
  15. 一方の側に備えた基板と、該基板に装着される半導体チップと、前記基板とは反対側に位置して前記半導体チップに接続される外部電極とを一体化してパッケージした半導体チップパッケージにおいて、
     前記基板に支持されるポスト電極及び該ポスト電極に接続される配線を形成して、上面配線パターン造り込みがなされている配線付ポスト電極部品を備え、
     該配線付ポスト電極部品に半導体チップを実装して、樹脂封止し、
     該樹脂封止した表面上において前記ポスト電極の先端を前記外部電極として用い、或いは外部電極を形成した、
    ことから成る半導体チップパッケージ。
  16. 前記半導体チップは、イメージセンサチップ或いは高放熱を必要とする大パワーLSIチップであり、前記基板はガラス基板或いは高放熱基板である請求項15に記載の半導体チップパッケージ。
  17. 前記外部電極には、別の両面電極パッケージの外部電極と接続部分が重なるようにアライメントを行って、該別の両面電極パッケージと積層接合した請求項15に記載の半導体チップパッケージ。
  18. 一方の側に備えた基板と、該基板に装着される半導体チップと、前記基板とは反対側に位置して前記半導体チップに接続される外部電極とを一体化してパッケージした半導体チップパッケージの製造方法において、
     前記基板に支持されるポスト電極及び該ポスト電極に接続される配線を形成して、上面配線パターン造り込みがなされている配線付ポスト電極部品を形成し、
     該配線付ポスト電極部品に半導体チップを実装して、樹脂封止し、
     該樹脂封止した表面上において前記ポスト電極の先端を前記外部電極として用い、或いは外部電極を形成した、
    ことから成る半導体チップパッケージの製造方法。
  19. 前記半導体チップは、イメージセンサチップ或いは高放熱を必要とする大パワーLSIチップであり、前記基板はガラス基板或いは高放熱基板である請求項18に記載の半導体チップパッケージの製造方法。
  20. 前記配線付ポスト電極部品は、前記ガラス基板の上に、或いは高放熱基板の上に形成した絶縁層の上に、リソグラフィ工程或いはナノ金属粒子で配線パターンとなるべき金属のシード層をパターンニングした後、メッキにより配線層を成長させて、配線層のパターンを形成し、さらにその上に、配線層と同様にして、ポスト電極を形成した請求項19に記載の半導体チップパッケージの製造方法。
  21. 前記外部電極には、別の両面電極パッケージの外部電極と接続部分が重なるようにアライメントを行って、該別の両面電極パッケージと積層接合した請求項18に記載の半導体チップパッケージの製造方法。
  22. 一方の側に備えた基板と、該基板に装着される半導体チップと、前記基板とは反対側に位置して前記半導体チップに接続される外部電極とを一体化してパッケージした半導体チップパッケージの製造方法において、
     支持板に支持されるポスト電極及び該ポスト電極に接続される配線を形成して、上面配線パターン造り込みがなされている配線付ポスト電極部品を形成し、
     該配線付ポスト電極部品に半導体チップを実装して、樹脂封止し、
     前記支持板を剥離して、その位置に前記基板を貼り付け、
     該樹脂封止した表面上において前記ポスト電極の先端を前記外部電極として用い、或いは外部電極を形成した、
    ことから成る半導体チップパッケージの製造方法。
  23. 前記半導体チップは、イメージセンサチップ或いは高放熱を必要とする大パワーLSIチップであり、前記基板はガラス基板又は光透過性の透明樹脂、或いは高放熱基板である請求項22に記載の半導体チップパッケージの製造方法。
     
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