專利名稱：半導(dǎo)體器件、電子裝置的制造方法、電子裝置和攜帶式信息終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種高密度裝配半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件、裝有該半導(dǎo)體器件的攜帶式信息終端等電子裝置的制造方法、電子裝置和攜帶式信息終端。
其中第1種辦法是，在布線板與安裝基板之間設(shè)置安裝連接用的基板，介以該連接用的基板把布線板連接到安裝基板上，現(xiàn)在已經(jīng)使背面的半導(dǎo)體芯片不與安裝基板接觸就可以安裝。


圖11是用這種辦法安裝現(xiàn)有的電子裝置的剖面圖，例如，是特開平7-240496號(hào)公報(bào)中公開的現(xiàn)有電子裝置的剖面圖。如圖11所示，安裝基板108上裝配有半導(dǎo)體器件構(gòu)成電子裝置。半導(dǎo)體器件已變成一個(gè)布線板103的背面和背面上分別安裝半導(dǎo)體芯片101a、101b的構(gòu)造。而且，布線基板103介以連接用基板106接合于安裝基板108上同時(shí)電連接起來(lái)。就是，都用焊料凸點(diǎn)107實(shí)現(xiàn)布線基板103的電極104與連接用基板106的電極116之間的電連接和連接用基板106的電極116與安裝基板108的電極109之間的電連接。在這里，設(shè)定半導(dǎo)體芯片101b的厚度比連接用基板106和焊料凸點(diǎn)107合計(jì)的厚度要薄，使其不妨礙連接安裝基板。另外，布線基板103、第1、第2半導(dǎo)體芯片101a、101b，用電極102進(jìn)行電連接。并且，布線基板103與第1、第2半導(dǎo)體芯片101a、101b，布線基板103與連接用基板106的連接部，用密封樹脂105密封起來(lái)。
第2種辦法是布線板的背面設(shè)置凹部，該凹部?jī)?nèi)以嵌入方式裝配半導(dǎo)體芯片，用該辦法，現(xiàn)在也已經(jīng)使背面的半導(dǎo)體芯片不接觸安裝基板就可以安裝。
圖12是用這種辦法安裝現(xiàn)有的電子裝置的剖面圖，例如，是特開平10-79405號(hào)公報(bào)中公開的現(xiàn)有電子裝置的剖面圖。如圖12所示，布線板的背面上設(shè)置凹部，在該凹部里以嵌入方式裝配半導(dǎo)體芯片101b。因?yàn)橥疾坷镅b配半導(dǎo)體芯片101b，所以能夠達(dá)到焊料凸點(diǎn)107與安裝基板的電極(圖中省略)之間的連接不妨礙半導(dǎo)體芯片101b。另外，布線基板103與第1、第2半導(dǎo)體芯片101a、101b，用電極102電連接起來(lái)。并且，布線基板103與第1、第2半導(dǎo)體芯片101a、101b的連接部，用密封樹脂105密封起來(lái)。
這樣，用第1、第2種辦法就可以在安裝基板上裝配布線基板，使背面的半導(dǎo)體芯片不與安裝基板接觸。
但是，在第1種辦法中，不用高價(jià)的連接用基板的話，就往往會(huì)升高電子裝置的制造成本。另外，通過(guò)連接用基板把布線基板和安裝基板接合起來(lái)，因而夾著連接用基板的部分加變厚，存在難以達(dá)到薄型化的問(wèn)題。
在第2種辦法中，如果不在布線基板上形成凹部，往往因需要特別的步驟，即便本辦法也就存在升高電子裝置制造成本這樣的問(wèn)題。
并且，可以考慮，既采用連接用基板又不在布線基板上形成凹部，把雙面安裝半導(dǎo)體芯片的布線基板搭載于安裝基板上，使半導(dǎo)體芯片101b的厚度減少到盡可能小。然而，這時(shí)由于半導(dǎo)體芯片101b的厚度減少，存在剛性降低、可靠性下降等問(wèn)題。
進(jìn)而，一般形成微細(xì)布線的布線基板，線膨脹系數(shù)比由此材料構(gòu)成的安裝基板要大，就布線基板和安裝基板來(lái)說(shuō)線膨脹系數(shù)不同。如果隨著熱處理把這種線膨脹系數(shù)不同的布線基板與安裝基板焊接起來(lái)，回到室溫時(shí)，由于布線基板的熱收縮比安裝基板大，所以如圖13所示，布線基板103，在安裝基板108一側(cè)翹曲成凸?fàn)?。隨其布線基板103的背面安裝的半導(dǎo)體芯片101b，在安裝基板一側(cè)也變成凸?fàn)盥N曲。因此存在接觸到安裝基板108使半導(dǎo)體芯片101b破損的問(wèn)題。
并且，半導(dǎo)體芯片101b與布線基板103的間隙如很小，安裝時(shí)即使在半導(dǎo)體芯片101b不與安裝基板108接觸的情況下，由于產(chǎn)品使用時(shí)的外壓力，要是安裝基板108上發(fā)生彎曲或應(yīng)力，同樣，會(huì)使半導(dǎo)體芯片101b的表面接觸安裝基板108，存在使半導(dǎo)體芯片101b破損的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述這種現(xiàn)有問(wèn)題而創(chuàng)造，其目的在于提供一種不會(huì)使電特性惡化，布線板的雙面上配置半導(dǎo)體芯片的低成本半導(dǎo)體器件、電子裝置的制造方法、電子裝置和攜帶式信息終端。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具備表面和背面上具有電極的布線基板；上述布線基板的一個(gè)面上設(shè)置具有規(guī)定高度的突起電極；上述布線基板的上述一個(gè)面上設(shè)置與上述布線基板的電極電連接，厚度比上述突起電極的高度小的半導(dǎo)體芯片；以及上述布線基板的另一個(gè)面上設(shè)置使得上述布線基板的上述一個(gè)面?zhèn)劝紶盥N曲而且與上述布線基板的電極電連接的厚度比上述半導(dǎo)體芯片厚度大的電子部件。
這樣的半導(dǎo)體器件，變成在布線基板設(shè)置突起電極(凸點(diǎn))的一側(cè)翹曲(在設(shè)置了突起電極的一側(cè)可能有凹部)，將安裝了半導(dǎo)體芯片的布線基板搭載于安裝基板上時(shí)，半導(dǎo)體芯片不會(huì)接觸安裝基板，現(xiàn)在已經(jīng)可以安裝沒(méi)有損傷半導(dǎo)體芯片。進(jìn)而，不是又用連接用基板又在布線基板上形成凹部，因此可以便宜地制造半導(dǎo)體器件。
這樣，設(shè)法使布線基板在設(shè)置突起電極的一側(cè)翹曲，由于翹曲的大小和方向大體上由電子部件和布線基板決定，使電子部件的線膨脹系數(shù)比布線基板的線膨脹系數(shù)小就可以。并且，把電子部件的線膨脹系數(shù)值定為比半導(dǎo)體芯片的線膨脹系數(shù)值以下是令人滿意的。
布線基板的翹曲當(dāng)半導(dǎo)體芯片的縱橫尺寸相同時(shí)，變成縱橫同樣的碗狀翹曲，當(dāng)尺寸不同時(shí)，在縱向和橫向變成翹曲程度不同的碗狀翹曲。該翹曲若過(guò)大，由于不可能由安裝基板上設(shè)置的突起電極吸收，并且由于電子部件或半導(dǎo)體芯片的電特性惡化，因此設(shè)法使布線基板的翹曲，布線基板的中央部分與周邊部分的高度差為100μm以下是令人滿意的。并且，一定需要發(fā)生翹曲，因此布線基板的中央部分與周邊部分的高度差為5μm～100μm以下是更加令人滿意的，考慮到實(shí)際上的制造，就可以是10～40μm。
并且，電子部件也可以是一個(gè)半導(dǎo)體芯片，也可以是多個(gè)疊層多個(gè)的半導(dǎo)體芯片，而且，為了確實(shí)提高剛性，抑制電特性惡化，規(guī)定電子部件的厚度為0.3mm以上是理想的。另一方面如果過(guò)分加厚電子部分的厚度，作為半導(dǎo)體器件變厚就與薄型化背道而馳，因而規(guī)定為0.65mm是理想的。另外，為了進(jìn)一步確實(shí)提高剛性，防止電特性惡化，也可以在平面尺寸大小內(nèi)，把電子部件增大到比半導(dǎo)體芯片還要大。
并且，布線基板可以使用，例如印制電路板、通過(guò)給印制電路板表面涂覆環(huán)氧樹脂形成微細(xì)布線層的基板、及由聚酰亞胺樹脂和導(dǎo)體構(gòu)成的樹脂基板。
并且，有關(guān)本發(fā)明的另一種半導(dǎo)體器件具備表面和背面上具有電極的布線基板；上述布線基板的一個(gè)面上設(shè)置具有規(guī)定高度的突起電極；上述布線基板的上述一個(gè)面上設(shè)置與上述布線基板的電極電連接，厚度比上述突起電極的高度要小的半導(dǎo)體芯片；以及上述布線基板的另一個(gè)面上設(shè)置與上述布線基板的電極電連接，厚度比上述半導(dǎo)體芯片厚度大而且線膨脹系數(shù)比上述布線基板的線膨脹系數(shù)要小的電子部件。
這樣的半導(dǎo)體器件中，電子部件的線膨脹系數(shù)將比布線基板的線膨脹系數(shù)要小，因此安裝基板已經(jīng)在設(shè)置突起電極一側(cè)翹曲，安裝基板上搭載安裝了半導(dǎo)體芯片的布線基板時(shí)，半導(dǎo)體芯片就不會(huì)接觸到安裝基板，現(xiàn)在已經(jīng)可以無(wú)損傷地安裝半導(dǎo)體芯片。進(jìn)而，不必時(shí)而使用連接用基板時(shí)而為布線基板形成凹部，因此能夠制造便宜的半導(dǎo)體器件。
并且，如上述說(shuō)明過(guò)的那樣，對(duì)布線基板，也可以采用樹脂基板，規(guī)定電子部件的厚度為0.3mm以上是令人滿意的。
有關(guān)本發(fā)明的電子裝置的制造方法是在安裝的一側(cè)上設(shè)置突起電極和半導(dǎo)體芯片并通過(guò)上述突起電極將在與上述被安裝一側(cè)相反側(cè)上設(shè)置電子部件的半導(dǎo)體器件安裝到安裝基板上制造電子裝置的電子裝置制造方法，就是上述半導(dǎo)體芯片的厚度比上述突起電極的高度要小，上述電子部件的厚度要比半導(dǎo)體芯片的厚度要大，并將上述安裝的一側(cè)凹狀翹曲的半導(dǎo)體器件和上述安裝基板定位，在上述半導(dǎo)體器件翹成凹狀的狀態(tài)下把上述半導(dǎo)體器件緊壓于上述安裝基板上，通過(guò)上述突起電極在上述安裝基板上安裝上述半導(dǎo)體器件。
這樣的電子裝置的制造方法中，設(shè)于布線基板上的突起電極高度與半導(dǎo)體芯片的厚度(高度)之差即使很小，在布線基板的安裝基板一側(cè)翹成凹狀的狀態(tài)下被安裝于安裝基板上，因此安裝半導(dǎo)體芯片不會(huì)接觸到安裝基板，能夠防止半導(dǎo)體芯片接觸安裝基板而受傷。
這樣，只要設(shè)定電子部件的線膨脹系數(shù)比布線基板的線膨脹系數(shù)還要小，使其布線基板在設(shè)置突起電極一側(cè)翹曲就行。這時(shí)，布線基板的線膨脹系數(shù)比電子部件的線膨脹系數(shù)要大，冷卻時(shí)的收縮量布線基板方面將比電子部件增大。因此，布線基板與電子部件比較收縮更大，布線基板現(xiàn)在已經(jīng)隨著電子部件側(cè)變成凸?fàn)畹耐霠盥N曲。并且，作為電子部件的線膨脹系數(shù)值，在半導(dǎo)體芯片的線膨脹系數(shù)值以下的值是令人滿意的。
本半導(dǎo)體器件用包括將上述電子部件安裝于上述布線基板上，一邊加熱一邊把電子部件接合于布線基板上以后進(jìn)行冷卻，使其上述布線基板的被安裝一側(cè)翹成凹狀的步驟；在上述布線基板的被安裝的一側(cè)上安裝半導(dǎo)體芯片的步驟；以及在上述布線基板的被安裝的一側(cè)上形成突起電極的形成步驟的制造步驟進(jìn)行制造也行。
并且，有關(guān)本發(fā)明的電子裝置具備安裝基板；在上述安裝基板上邊介以具有規(guī)定高度的突起電極并被裝配的表面和背面上具有電極的布線基板；設(shè)置于上述布線基板的安裝基板側(cè)面上，使其配置在上述安裝基板與上述布線基板之間的空間而且使其與上述安裝基板的電極電連接，厚度比上述突起電極的高度要小的半導(dǎo)體芯片；在與上述布線基板的安裝基板側(cè)相反一側(cè)的面上設(shè)置厚度比上述布線基板的電極電連接的厚度比上述突起電極的高度要小的半導(dǎo)體芯片；以及在與上述布線基板的安裝基板相反側(cè)面上設(shè)置使其與上述布線基板的電極電連接，厚度比上述半導(dǎo)體芯片厚度要大而且線膨脹系數(shù)比上述布線基板的線膨脹系數(shù)要小的電子部件。
并且，有關(guān)本發(fā)明的攜帶式信息終端具備殼體；配置于上述殼體內(nèi)的安裝基板；配置于上述安裝基板上邊的邏輯LSI芯片；在上述安裝基板上邊介以具有規(guī)定高度的突起電極裝配的表面和背面上具有電極的布線基板；設(shè)置于上述布線基板的安裝基板側(cè)面上，使其配置在上述安裝基板與上述布線基板之間的空間內(nèi)而且與上述安裝基板的電極電連接，厚度比上述突起電極的高度要小的存儲(chǔ)器或邏輯LSI芯片；以及在與上述布線基板的安裝基板相反側(cè)面上設(shè)置使其與上述布線基板的電極電連接，厚度比上述半導(dǎo)體芯片厚度要大而且線膨脹系數(shù)比上述布線基板的線膨脹系數(shù)要小的電子部件。
這種電子裝置、攜帶式信息終端中，存儲(chǔ)器或邏輯LSI芯片等的半導(dǎo)體芯片并不接觸安裝基板，可按規(guī)定距離間隔配置，安裝就不會(huì)使該半導(dǎo)體芯片受傷，因此可以提供一種小型化、重量輕優(yōu)良的電子裝置、攜帶式信息終端。
并且，如上述說(shuō)過(guò)的那樣，至于布線基板，采用樹脂基板是令人滿意的，作為電子部件的厚度，在0.3mm以上是令人滿意的。
圖6表示本發(fā)明實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件制造方法的步驟圖；圖7表示本發(fā)明實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件制造方法的步驟圖；圖8表示本發(fā)明實(shí)施例8的攜帶式信息終端示意構(gòu)成的立體圖；圖9表示本發(fā)明實(shí)施例8的攜帶式信息終端示意構(gòu)成的剖面圖；圖10表示本發(fā)明實(shí)施例9的攜帶式信息終端示意構(gòu)成的剖面圖；圖11表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件示意構(gòu)成的剖面圖；圖12表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件示意構(gòu)成的剖面圖；圖13表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件示意構(gòu)成的剖面圖；
在本實(shí)施例中，已經(jīng)構(gòu)成第2半導(dǎo)體芯片1b的厚度比焊料凸點(diǎn)7的高度要小，使其可以搭載于布線基板3的背面，即安裝基板與布線基板之間。而且，第1半導(dǎo)體芯片1a要比第2半導(dǎo)體芯片1b的厚度大，將其構(gòu)成能夠確保作為半導(dǎo)體器件10的剛性。進(jìn)而，將布線基板3構(gòu)成為，使其搭載第2半導(dǎo)體芯片1b的背面一側(cè)翹成凹狀，第2半導(dǎo)體芯片1b不與安裝基板接觸。
例如，在厚度0.4mm左右的布線基板3上，連接厚度0.4mm左右的第1半導(dǎo)體芯片1a和厚度0.15mm左右的第2半導(dǎo)體芯片1b，并且，將焊料凸點(diǎn)7形成為0.3mm左右以下的高度(厚度)，作為其復(fù)合體的半導(dǎo)體器件10，不能不發(fā)生微小的彎曲，發(fā)生10μm的翹曲。由于該翹曲，而不會(huì)造成電特性的惡化。
改變第1半導(dǎo)體芯片1a和第2半導(dǎo)體芯片1b的厚度，可以控制上述翹曲。第2半導(dǎo)體芯片1b的厚度在第1半導(dǎo)體芯片1a厚度的約66％以下是令人滿意的，并且從確保剛性的觀點(diǎn)出發(fā)，50μm左右以上是令人滿意的。
布線基板3的翹曲，在半導(dǎo)體芯片的縱橫尺寸相同時(shí)，將成為縱橫相同的碗狀翹曲，尺寸不同時(shí)，將成為縱向和橫向上翹曲程度不同的碗狀翹曲。若該翹曲過(guò)大，則變得不能由安裝基板上設(shè)置的焊料凸點(diǎn)7吸收，并且，第1半導(dǎo)體芯片1a或第2半導(dǎo)體芯片1b中的電特性惡化，因此布線基板3的翹曲，理想的是設(shè)法使其布線基板3的中央部與周邊部高度之差為100μm以下的令人滿意的。并且，需要發(fā)生一定翹曲，因而布線基板3的中央部與周邊部高度之差為5μm～100μm左右是更理想的，考慮實(shí)際制造的話，可以認(rèn)為10μm～40μm就行。
為了確實(shí)提高剛性，抑制電特性的惡化，第1半導(dǎo)體芯片1a的厚度規(guī)定為0.3mm以上是令人滿意的。另一方面，如果過(guò)分加厚電子部分的厚度，作為半導(dǎo)體器件10變厚就與薄型化背道而弛，因此認(rèn)為約0.65mm以下是令人滿意的。
并且，布線基板上作為微小的彎曲，一旦出現(xiàn)微小壓曲，搭載的半導(dǎo)體芯片的平面內(nèi)應(yīng)力的不均勻就發(fā)生，使電特性惡化，然而在本實(shí)施例中，不是局部的翹曲，而是使布線基板整體上翹曲，所以整體的翹曲發(fā)生的半導(dǎo)體芯片材料中，實(shí)際上發(fā)生的畸變或殘余應(yīng)力，若與上述周期性的微小壓曲相比，限于非常小的值，不會(huì)使電特性惡化。
在本實(shí)施例中，圖1中的布線基板3中央部分與周邊部分的高度差h為10μm左右。為了確保焊料凸點(diǎn)7和布線基板3的電極之間的連接，該高度差h為100μm以下是理想的。
進(jìn)而，在本實(shí)施例中，如果對(duì)第1半導(dǎo)體芯片1a、第2半導(dǎo)體芯片1b的厚度和布線基板3的厚度作各種變化計(jì)算出翹曲量，要是第1半導(dǎo)體芯片1a的厚度變成不足0.3mm，剛性大大降低，因而翹曲就迅速增加。因此，把第1半導(dǎo)體芯片1a的厚度設(shè)定在0.3mm以上，使作為復(fù)合體的半導(dǎo)體器件1的剛性不會(huì)降低的令人滿意的。
這樣，把第1半導(dǎo)體芯片1a的厚度設(shè)定為0.3mm以上，之所以讓第2半導(dǎo)體芯片1b比其更薄，是具有促進(jìn)翹曲的發(fā)生，同時(shí)有抑制翹曲在一定范圍內(nèi)的這種作用。
在本實(shí)施例中，可以由第1半導(dǎo)體芯片1a和布線基板3決定翹曲的大小和方向，冷卻時(shí)的收縮量大的第2半導(dǎo)體芯片1b比第1半導(dǎo)體芯片1a要收縮得多，可在第2半導(dǎo)體芯片1b一側(cè)，使布線基板3翹曲成凹狀。
在本實(shí)施例中，第1半導(dǎo)體芯片1a和第2半導(dǎo)體芯片1b其平面的大小不同。而且，連接大的一方作為第1半導(dǎo)體芯片1a，因而跟上述實(shí)施例1同樣，可使布線基板3翹曲，并且，可以提高剛性，更進(jìn)一步抑制微小壓曲。
在圖3中，電子部件1a是由2個(gè)半導(dǎo)體芯片構(gòu)成，構(gòu)成這2個(gè)芯片的總厚度比起搭載于布線基板3相反面上的第2半導(dǎo)體芯片1b厚度要厚。進(jìn)而，在布線基板3的背面上，形成用于與安裝基板(圖未示出)的電極電連接的連接用突起電極的焊料凸點(diǎn)7。
在本實(shí)施例中，構(gòu)成第2半導(dǎo)體芯片1b的厚度比起焊料凸點(diǎn)7的高度來(lái)要小，現(xiàn)在已經(jīng)可以搭載于布線基板背面，即安裝基板與布線基板之間。并且要構(gòu)成使其電子部件1a的厚度比起第2半導(dǎo)體芯片1b的厚度來(lái)要大，以便能夠確保作為半導(dǎo)體器件的剛性。進(jìn)而，將布線基板3構(gòu)成，使其搭載第2半導(dǎo)體芯片1b的背面一側(cè)翹曲成凹狀，使得第2半導(dǎo)體芯片1b不與安裝基板接觸。
跟上述實(shí)施例1同樣，由2個(gè)半導(dǎo)體芯片構(gòu)成的電子部件1a厚度，在0.3mm以上是令人滿意的。并且，第2半導(dǎo)體芯片1b的厚度，在電子部件1a厚度的約66％以下是令人滿意的。
并且，2個(gè)芯片的搭載方法沒(méi)有特別限定，例如，可用粘合劑粘貼2個(gè)半導(dǎo)體芯片，利用焊絲連接上側(cè)半導(dǎo)體芯片的電極和布線基板3的電極。
在本實(shí)施例中，作為電子部件1a，示出搭載2個(gè)半導(dǎo)體芯片的例子，然而例如如圖4所示，進(jìn)而也可以搭載半導(dǎo)體芯片，由多個(gè)半導(dǎo)體芯片構(gòu)成電子部件。多個(gè)半導(dǎo)體芯片的電極與布線基板的連接，例如如圖5所示，可用焊絲進(jìn)行連接，使連接布線彼此不接觸。
其次，如圖6(b)所示，在布線基板3另一個(gè)面的電極4上定位第2半導(dǎo)體芯片1b的連接電極2，同樣處理，加熱冷卻并連接以后，為了提高連接可靠性，用密封樹脂5填充第2半導(dǎo)體芯片1b與布線基板3間的間隙。在這里，第2半導(dǎo)體芯片1b比電子部件1a薄，彎曲布線基板3的力也小，所以布線基板3照樣變成在電子部件1a一側(cè)翹曲成凸?fàn)睢?br> 采用厚度0.3mm的電子部件1a和厚度0.15mm的第2半導(dǎo)體芯片1b的情況下，翹曲為10μm左右。
其次如圖6(c)所示，在布線基板3的周邊形成焊料凸點(diǎn)7。其形成方法，例如，在布線基板3的電極4上邊配置焊料凸點(diǎn)7，加熱使焊料熔融。也可以在布線基板3的電極4上印制膏體焊料，通過(guò)加熱形成突起電極。例如，為了形成0.5mm焊料球間隔，可采用約0.3mm的焊料球。這時(shí)焊料凸點(diǎn)7高度約為0.23mm。因此，安裝基板(圖未示出)上安裝焊料凸點(diǎn)7時(shí)，假若第2半導(dǎo)體芯片1b的厚度為0.15mm、用于布線基板3上連接第2半導(dǎo)體芯片1b的連接電極2高度為30μm、布線基板3上的電極4厚度為20μm、及布線基板3的翹曲為10μm，即便搭載于安裝基板上時(shí)作為有10μm的翹曲復(fù)位，也能確保第2半導(dǎo)體芯片1b與安裝基板的間隔約30μm。
經(jīng)過(guò)確保該間隔，即使由于外部壓力即半導(dǎo)體器件壓緊到安裝基板上，第2半導(dǎo)體芯片1b也不會(huì)接觸安裝基板。
這樣，在使布線基板3翹曲的狀態(tài)下，就可以制造半導(dǎo)體器件10。
另外，在本實(shí)施例中，作為在布線基板3上安裝電子部件1a的方法，示出了倒裝片焊接法的例子，然而更詳細(xì)點(diǎn)說(shuō)，在布線基板3上配置各向異性導(dǎo)電粘合薄膜(環(huán)氧樹脂膜中含有導(dǎo)電粒子的薄膜)，其上壓著加熱的半導(dǎo)體芯片。上述各向異性導(dǎo)電粘合薄膜，例如由熱硬化型環(huán)氧樹脂粘合劑變成，因此邊加熱邊在布線基板3上壓著電子部件1a的期間使樹脂硬化。
并且，也可以利用焊料的倒裝片焊接法。焊料采用鉛錫或銀錫等合金，例如可以用蒸發(fā)、印制焊料膏、球焊法等形成。也可以使用金、銅等替換焊料。這時(shí)，就可以將導(dǎo)電性粘合劑或?qū)щ娏Ｗ咏橛谶B接電極2與布線基板3的電極4之間進(jìn)行連接。也可以在連接電極2與布線基板3的電極4之間介以焊料進(jìn)行連接。并且，也可以采用絲熱壓焊接法，替換倒裝片焊接法。
并且，布線基板3例如印制電路板，使用聚酰亞胺等樹脂材料。特別是，電子部件1a、第2半導(dǎo)體芯片1b的電極4間隔小(100μm以下)的情況下，印制電路板上不可能形成小間隔電極，因此可以采用在印制電路板的樹脂層上，用電鍍法等形成微細(xì)布線層的加高法基板。
圖7(b)表示，使上述安裝基板8上的電極9與半導(dǎo)體器件10的焊料凸點(diǎn)7定位以后，在安裝基板8上邊搭載半導(dǎo)體器件10的狀態(tài)(未進(jìn)行加熱)。在這里，設(shè)定布線基板3的翹曲為100μm以內(nèi)，已經(jīng)可使半導(dǎo)體器件10的焊料凸點(diǎn)7充分接觸連接用電極材料16。
圖7(c)表示在約240℃下加熱上述安裝基板，讓焊料熔化，降到室溫的狀態(tài)。對(duì)安裝基板，例如采用所謂玻璃纖維的玻璃環(huán)氧樹脂的話，上述安裝基板由于線膨脹系數(shù)比由樹脂材料或樹脂材料比率高的復(fù)合材料構(gòu)成的布線基板3要小，所以熱收縮比布線基板小，按照?qǐng)D7(b)的狀態(tài)緩和布線基板3的翹曲。
在本實(shí)施例中，從圖7(b)的狀態(tài)到圖7(c)的狀態(tài)，緩和的翹曲量約為10μm。因此，第2半導(dǎo)體芯片1b與安裝基板8的間隔可保證有幾十μm。
另外，在本實(shí)施例中，表示將連接用電極材料16的高度設(shè)為100μm的例子，但是電極9的間隔變得越小，不能變成使連接用電極材料16的高度過(guò)低，因此，為了確保第2半導(dǎo)體芯片1b與安裝基板8的間隔，適當(dāng)確定上述布線基板3的翹曲量就行。
把布線基板3的翹曲規(guī)定為100μm以下，然而10～40μm左右是令人滿意的。
圖8作為攜帶式信息終端的例子表示移動(dòng)電話的示意構(gòu)成，移動(dòng)電話21由殼體22、鍵頭23、顯示器24、天線25、搭載多個(gè)器件的安裝基板8、及電池(圖未示出)等構(gòu)成。
圖9表示配置于殼體內(nèi)的安裝基板8的信號(hào)處理區(qū)域。安裝基板8上安裝有進(jìn)行攜帶式信息終端的基本信號(hào)處理的CPU功能的邏輯LSI11、存儲(chǔ)器組件12、電阻、電容等的芯片元件20、及半導(dǎo)體器件10。半導(dǎo)體器件10由邏輯LSI(電子部件)1a、邏輯LSI(半導(dǎo)體芯片)1b、及布線基板3構(gòu)成，并用焊料凸點(diǎn)7安裝到安裝基板8上。
上述邏輯LSI1a、邏輯LSI1b，如制成一并具有，例如要求大容量存儲(chǔ)功能的圖象信號(hào)處理功能和存儲(chǔ)功能的邏輯LSI，則可以減小面積、薄型、降低成本就令人滿意了。
在本實(shí)施例中，雖然示出分別安裝邏輯LSI11、存儲(chǔ)器組件12的例子，但是也可以利用布線基板進(jìn)行雙面安裝。
圖中，配置于殼體22內(nèi)的安裝基板上安裝有半導(dǎo)體器件10、電阻、電容等的芯片元件20。半導(dǎo)體器件10是由邏輯LSI(電子部件)1a、邏輯LSI(半導(dǎo)體芯片)1b、及布線基板3構(gòu)成，并用焊料凸點(diǎn)7安裝到安裝基板8上。
上述邏輯LSI1a、邏輯LSI1b，一并具有進(jìn)行攜帶式信息終端的基本信號(hào)處理的CPU功能和圖象信號(hào)處理等附加功能及存儲(chǔ)功能。
在本實(shí)施例中，示出了由2個(gè)邏輯LSI構(gòu)成半導(dǎo)體器件10的例子，然而也可以由多個(gè)半導(dǎo)體芯片構(gòu)成，其中一部分也可以不含有邏輯功能。
本實(shí)施例和上述實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件10可以是上述實(shí)施例1～6中任何一種構(gòu)成，或按照上述實(shí)施例7的制造方法進(jìn)行制造，因而能夠構(gòu)成安裝密度高，而且薄、成本低。
并且，在布線基板3的兩側(cè)安裝邏輯LSI，因而與僅在單側(cè)安裝的情況相比可以緩和布線基板3的翹曲，而且改變邏輯LSI1a和邏輯LSI1b的厚度或線膨脹系數(shù)，保持適度翹曲，因此也不會(huì)發(fā)生邏輯LSI1b與安裝基板8的接觸。特別是，在攜帶式信息終端當(dāng)中，使用時(shí)對(duì)安裝基板加上彎曲、扭曲等的外部壓力并弄彎，因此規(guī)定邏輯LSI1b與安裝基板8表面的間隔為30μm左右。
如以上的那樣，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件、電子裝置的制造方法、電子裝置和攜帶式信息終端適用于需要高密度安裝半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件、攜帶式信息終端等電子裝置及其制造。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括在表面和背面上具有電極的布線基板；上述布線基板的一個(gè)面上設(shè)置有規(guī)定高度的突起電極；上述布線基板的上述一個(gè)面上設(shè)置厚度比上述突起電極的高度小的半導(dǎo)體芯片，使其與上述布線基板的電極電連接；以及在上述布線基板的另一個(gè)面上設(shè)置厚度比上述半導(dǎo)體芯片厚度大的電子部件，使上述布線基板的上述一個(gè)面?zhèn)嚷N曲成凹狀而且使其與上述布線基板的電極電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是電子部件的線膨脹系數(shù)比布線基板的線膨脹系數(shù)小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是電子部件的線膨脹系數(shù)值是在半導(dǎo)體芯片的線膨脹系數(shù)值以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是所述翹曲是碗狀的翹曲，布線基板的中央部分與周邊部分的高度差在100μm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是電子部件是層疊多個(gè)半導(dǎo)體芯片的疊層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是電子部件的厚度在0.3mm以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是在平面的大小內(nèi)，電子部件比半導(dǎo)體芯片大。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是布線基板是樹脂基板。
9.一種半導(dǎo)體器件，包括在表面和背面上具有電極的布線基板；上述布線基板的一個(gè)面上設(shè)置具有規(guī)定高度的突起電極；上述布線基板的上述一個(gè)面上設(shè)置使其與上述布線基板的電極電連接，厚度比上述突起電極的高度小的半導(dǎo)體芯片；以及上述布線基板的另一個(gè)面上設(shè)置與上述布線基板的電極電連接，厚度比上述半導(dǎo)體芯片厚度大而且線膨脹系數(shù)比上述布線基板的線膨脹系數(shù)小的電子部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其特征是布線基板是樹脂基板。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其特征是電子部件的厚度是0.3mm以上。
12.一種電子裝置的制造方法，用于將在被安裝的一側(cè)上設(shè)置突起電極和半導(dǎo)體芯片、在與上述被安裝的一側(cè)相反側(cè)上設(shè)置電子部件的半導(dǎo)體器件，通過(guò)上述突起電極安裝到安裝基板上來(lái)制造電子裝置，其特征是，上述半導(dǎo)體芯片的厚度比上述突起電極的高度小，上述電子部件的厚度比半導(dǎo)體芯片的厚度大，并使上述被安裝的一側(cè)翹曲成凹狀的半導(dǎo)體器件和上述安裝基板定位，在上述半導(dǎo)體器件翹曲的狀態(tài)下把上述半導(dǎo)體器件緊壓于上述安裝基板上，通過(guò)上述突起電極，上述半導(dǎo)體器件安裝到上述安裝基板上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述電子裝置的制造方法，其特征是電子部件的線膨脹系數(shù)比布線基板的線膨脹系數(shù)小。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述電子裝置的制造方法，其特征是電子部件的線膨脹系數(shù)值是半導(dǎo)體芯片的線膨脹系數(shù)值以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述電子裝置的制造方法，其特征是半導(dǎo)體器件是用包括如下制造步驟而制造的將上述電子部件安裝于上述布線基板上的步驟，一邊加熱一邊把電子部件接合于布線基板上，其后進(jìn)行冷卻，使上述布線基板的被安裝一側(cè)翹曲成凹狀；在上述布線基板的被安裝的一側(cè)上安裝半導(dǎo)體芯片的步驟；以及在上述布線基板的被安裝一側(cè)上形成突起電極的步驟。
16.一種電子裝置包括安裝基板；在上述安裝基板上介以具有規(guī)定高度的突起電極而裝配上的表面和背面上具有電極的布線基板；設(shè)置于上述布線基板的安裝基板側(cè)的面上、配置在上述安裝基板與上述布線基板之間的空間而且與上述安裝基板的電極電連接、厚度比上述突起電極的高度小的半導(dǎo)體芯片；以及在與上述布線基板的安裝基板側(cè)相反側(cè)的面上設(shè)置、與上述布線基板的電極電連接、厚度比上述半導(dǎo)體芯片厚度大而且線膨脹系數(shù)比上述布線基板的線膨脹系數(shù)小的電子部件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子裝置，其特征是布線基板是樹脂基板。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其特征是電子部件的厚度是0.3mm以上。
19.一種攜帶式信息終端，包括殼體；配置于上述殼體內(nèi)的安裝基板；配置于上述安裝基板上的邏輯LSI芯片；在上述安裝基板上介以具有規(guī)定高度的突起電極而安裝的表面和背面上具有電極的布線基板；設(shè)置于上述布線基板的安裝基板側(cè)的面上、配置于上述安裝基板與上述布線基板之間的空間而且與上述安裝基板的電極電連接、厚度比上述突起電極的高度小的存儲(chǔ)器或邏輯LSI芯片；以及在與上述布線基板的安裝基板側(cè)相反側(cè)的面上設(shè)置、與上述布線基板的電極電連接、厚度比上述半導(dǎo)體芯片厚度大而且線膨脹系數(shù)比上述布線基板的線膨脹系數(shù)小的電子部件。
全文摘要
低成本的半導(dǎo)體器件、電子裝置的制造方法、電子裝置和攜帶式信息終。其中半導(dǎo)體器件,包括在布線基板的一個(gè)面上具有規(guī)定高度的突起電極、比上述突起電極高度小的半導(dǎo)體芯片、在布線基板的另一個(gè)面上比上述半導(dǎo)體芯片的厚度大的電子部件,使得上述一個(gè)的面?zhèn)嚷N曲成凹狀,因此確保剛性,并且,確保半導(dǎo)體芯片與安裝基板的間隙。電子裝置和攜帶式信息終端,按照在配置于殼體內(nèi)的安裝基板上介以具有規(guī)定高度的突起電極安裝在布線基板雙面具有邏輯LSI的上述半導(dǎo)體器件,使得上述布線基板的上述突起電極一側(cè)翹曲成凹狀,因此可確保剛性和間隙,即使受到外壓力時(shí)邏輯LSI也無(wú)損。
文檔編號(hào)H01L25/065GK1365521SQ01800595
公開日2002年8月21日 申請(qǐng)日期2001年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月21日
發(fā)明者濱口恒夫, 利田賢二 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社