專利名稱：半導(dǎo)體裝置及疊層型半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，進(jìn)一步涉及一種由層疊半導(dǎo)體元件而形成的疊層型半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著半導(dǎo)體裝置的高性能化，正在普及層疊多個半導(dǎo)體元件的疊層型半導(dǎo)體裝置。在這種疊層型半導(dǎo)體裝置中，布線于層疊半導(dǎo)體元件間的布線方法一般是引線接合方式。
在圖1中，示出了使用引線接合方式來進(jìn)行布線的疊層型半導(dǎo)體裝置100的結(jié)構(gòu)例。
參照圖1，在內(nèi)插層(interposer)111上，通過絕緣體103設(shè)置半導(dǎo)體元件101，并且在該半導(dǎo)體元件101上通過絕緣體104設(shè)置半導(dǎo)體元件102。此外，在半導(dǎo)體元件101上，配置未圖示出的有源元件、無源元件等，通過使用導(dǎo)線107的引線接合方式，進(jìn)行從與這些元件連接的布線連接部105到上述內(nèi)插層的接觸部109的布線。
同樣地，在半導(dǎo)體元件102上配置有未圖示的有源元件、無源元件等，通過使用導(dǎo)線108的引線接合方式，進(jìn)行從與這些元件連接的布線連接部106到上述內(nèi)插層的接觸部109的布線。此外，利用成型(MOLD)樹脂110將上述半導(dǎo)體元件101、102及導(dǎo)線107、108等固定到上述內(nèi)插層111上。
在使用如上述的引線接合方式的疊層型半導(dǎo)體裝置100的情況下，就會擔(dān)心因?qū)Ь€的環(huán)形形狀的差異、或布線連接部和導(dǎo)線的連接部的電阻值的偏差等引線接合加工的偏差而引起的問題。
此外，由于為了用導(dǎo)線進(jìn)行布線而必須露出半導(dǎo)體元件上的布線連接部，因此在層疊半導(dǎo)體元件的情況下，通常就會產(chǎn)生必須限制使上段半導(dǎo)體元件比下段半導(dǎo)體元件尺寸更小，而存在所謂的限制了形成疊層型半導(dǎo)體裝置時的設(shè)計自由度的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在此，本發(fā)明的目的在于提供一種解決了上述課題、新穎且有用的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的具體課題在于提供一種具有與現(xiàn)有的半導(dǎo)體元件的布線即引線接合相比布線精度高、加工偏差小的布線以及半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的另一個課題在于，不限制層疊半導(dǎo)體元件時的尺寸，提高疊層型半導(dǎo)體裝置的設(shè)計自由度。
在本發(fā)明中，使用半導(dǎo)體裝置來解決上述課題，該半導(dǎo)體裝置的特征在于包括在一個主表面上配置有多個電極的半導(dǎo)體元件和在絕緣基板上配置有多個導(dǎo)電層的布線基板上述布線基板沿上述半導(dǎo)體元件的外邊緣部配置成大致コ字狀；該布線基板中的上述導(dǎo)電層的一端連接到上述半導(dǎo)體元件的電極，并且上述導(dǎo)電層的另一端在該半導(dǎo)體元件另一個主表面?zhèn)壬稀⑾蚺c該半導(dǎo)體元件不同的方向引出。
根據(jù)本發(fā)明，由于沿上述半導(dǎo)體元件的外邊緣部而形成有采用上述布線基板的上述導(dǎo)電層的布線，因此與以環(huán)狀形成的現(xiàn)有導(dǎo)線布線相比，能夠使形成布線部時的布線長度最短，并且能夠?qū)⒉季€長度的偏差抑制為最小值。
根據(jù)本發(fā)明，在絕緣基板上配置導(dǎo)電層而作為布線基板，沿著上述半導(dǎo)體元件的外邊緣配置該布線基板，由此能夠在上述布線基板上層疊其它半導(dǎo)體元件。由此，能夠在半導(dǎo)體元件的上面層疊與該半導(dǎo)體元件相同尺寸或比該半導(dǎo)體元件尺寸大的半導(dǎo)體元件，在形成層疊型半導(dǎo)體元件時的半導(dǎo)體元件尺寸就不會受到限制，提高疊層型半導(dǎo)體裝置的設(shè)計自由度。


圖1是表示采用現(xiàn)有的引線接合式布線的疊層型半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的疊層型半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)中、半導(dǎo)體元件的尺寸相同的情況下的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的疊層型半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)中、半導(dǎo)體元件的尺寸不同的情況下的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖4是表示圖2中所示的疊層型半導(dǎo)體裝置的布線方法的圖。
圖5是表示圖4中所示的布線方法的詳細(xì)的圖。
圖6A是表示半導(dǎo)體元件的簡要外觀的立體圖，圖6B是表示在圖6A中所示的半導(dǎo)體元件中設(shè)置有疊層部件的簡要外觀的立體圖。
圖7A是表示根據(jù)本發(fā)明的疊層部件的平面圖(其1)，圖7B是將圖7A中所示的疊層部件彎曲而形成安裝于半導(dǎo)體元件上時的形狀的立體圖(其1)。
圖8A是表示根據(jù)本發(fā)明的疊層部件的平面圖(其2)，圖8B是將圖8A中所示的疊層部件彎曲而形成安裝于半導(dǎo)體元件上時的形狀的立體圖(其2)。
圖9A是表示根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體元件的布線連接方法的剖視圖(其1)，圖9B表示圖9A中所示的半導(dǎo)體元件的布線連接方法的立體圖(其1)。
圖10A是表示根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體元件的布線連接方法的剖視圖(其2)，圖10B是表示圖10A中所示的布線連接方法的立體圖(其2)。
圖11A是表示根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體元件的布線連接方法的剖視圖(其3)，圖11B是表示圖11A中所示的布線連接方法的立體圖(其3)。
圖12A～C是表示根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體元件的布線連接方法的工序的剖視圖(其1)。
圖13A～B是表示根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體元件的布線連接方法的工序的剖視圖(其2)。
圖14A是表示利用成型(MOLD)樹脂固定圖2所示的疊層型半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的圖，圖14B是表示利用成型(MOLD)樹脂固定圖3所示的疊層型半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖15A是表示使用圖14B中所示的疊層型半導(dǎo)體裝置的受光裝置的結(jié)構(gòu)圖(其1)，圖15B是表示使用圖14B中所示的疊層型半導(dǎo)體裝置的受光裝置的結(jié)構(gòu)圖(其2)。
圖16是圖2中所示的疊層型半導(dǎo)體裝置的變更例。
具體實施例方式
根據(jù)圖2～圖15來說明本發(fā)明的實施方式。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的疊層型半導(dǎo)體裝置10的結(jié)構(gòu)的剖視圖。參照圖2，上述疊層型半導(dǎo)體裝置10簡要構(gòu)成為在內(nèi)插層11上配置半導(dǎo)體元件1～3的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體元件1～3由各疊層部件4～6保持，該疊層部件4～6從該半導(dǎo)體元件1～3的各自下表面到側(cè)表面、進(jìn)而沿著上表面的外邊緣而設(shè)置。
在上述半導(dǎo)體元件1～3中，分別形成有未圖示的例如有源型元件、無源型元件等元件，設(shè)置與這些元件連接的布線連接部1a～3a，并且在該布線連接部1a～3a上分別設(shè)置有布線接觸部1b～3b。上述布線接觸部1b～3b與在上述疊層部件4～6上設(shè)置的后述布線部連接。
由上述布線部和在與該布線部連接的上述疊層部件4～6的下部設(shè)置的各疊層接觸部1c～3c形成上述疊層型半導(dǎo)體裝置10的布線。形成的布線通過疊疊接觸部1c連接到上述內(nèi)插層的接觸部9。在后面將詳細(xì)描述這樣的布線結(jié)構(gòu)。
如此，由于通過使用代替現(xiàn)有的引線接合的具有布線部的疊層部件來形成疊層型半導(dǎo)體裝置，所以能夠在半導(dǎo)體元件的布線連接部上的空間設(shè)置半導(dǎo)體元件，能夠?qū)盈B如圖2中所示的相同尺寸的半導(dǎo)體元件來形成層疊型半導(dǎo)體部件。
并且，在使用這樣的疊層部件形成疊層型半導(dǎo)體部件的情況下，不僅能由相同尺寸的半導(dǎo)體元件來形成疊層型半導(dǎo)體裝置，如圖3所示，還可以由不同尺寸的半導(dǎo)體元件來形成疊層型半導(dǎo)體裝置，并不限制形成疊層型半導(dǎo)體裝置時的半導(dǎo)體元件的尺寸。
圖3是使用上述疊層部件，分別由不同尺寸的上述半導(dǎo)體元件1、半導(dǎo)體元件2′及半導(dǎo)體元件3′形成疊層型半導(dǎo)體裝置20的結(jié)構(gòu)的剖視圖。其中，圖中對于之前說明過的部分賦予相同的參考符號，并省略說明。
參照圖3，在上述半導(dǎo)體元件1的上面，層疊比該半導(dǎo)體元件1尺寸小的半導(dǎo)體元件2′，還有在上述內(nèi)插層11上，層疊比該半導(dǎo)體元件2′大且比該半導(dǎo)體元件1小的半導(dǎo)體元件3′。上述半導(dǎo)體元件1～3由各疊層部件4′～6′保持，該疊層部件4′～6′從該半導(dǎo)體元件1～3的各下表面到側(cè)面、進(jìn)而沿著上表面的外邊緣進(jìn)行設(shè)置。
在上述半導(dǎo)體元件1、2′、3′的一個主表面(上表面)上，分別形成有未圖示的例如有源型元件、無源型元件等元件，設(shè)置有與這些元件連接的布線連接部1a、2a′、3a′，并且在該布線連接部1a、2a′、3a′上分別設(shè)置有布線接觸部1b、2b′、3b′。上述布線接觸部1b、2b′、3b′與設(shè)置在上述疊層部件4′～6′上的后述的布線部連接。
由上述布線部件和在與該布線部連接的上述疊層部件4′～6′的下部設(shè)置的各疊層接觸部1c～3c形成上述疊層型半導(dǎo)體裝置10的布線。形成的布線通過疊層接觸部1c連接到上述內(nèi)插層的接觸部9。
如本圖所示，通過使用上述疊層部件，能夠在半導(dǎo)體元件之上形成層疊比該半導(dǎo)體元件大的半導(dǎo)體元件的疊層型半導(dǎo)體裝置。即，由于沒有限制形成疊層型半導(dǎo)體裝置時的半導(dǎo)體元件的尺寸，所以能夠起到提高設(shè)計疊層型半導(dǎo)體裝置時的自由度的效果。
接下來，關(guān)于根據(jù)上述疊層部件的布線方法的詳細(xì)內(nèi)容，以下根據(jù)圖4來進(jìn)行說明。圖4是將圖2中所示的疊層型半導(dǎo)體裝置的一部分放大的圖。其中，圖中，對于之前說明過的部分賦予相同的參考符號，并省略一部分說明。
參照圖4，首先，以上述疊層部件4的情況為例進(jìn)行參考時，該疊層部件4的簡要構(gòu)成為將由絕緣體形成的薄板彎曲成為大致コ字狀，從上述半導(dǎo)體元件1的下表面沿側(cè)表面、上表面的外邊緣而形成的布線基板4a；在該布線基板4a的與上述半導(dǎo)體元件1內(nèi)接的一側(cè)面上形成的布線部4b；在該布線部件4b的內(nèi)側(cè)形成的由絕緣體形成的保護(hù)層4c。
此外，上述布線部4b通過上述半導(dǎo)體元件1的上表面?zhèn)?設(shè)置上述布線接觸部的一側(cè))的上述布線基板4a的貫通孔，而引出到該布線基板4a的外側(cè)，并在該布線部4b上形成有接觸電極4g。同樣地，上述布線部4b在上述半導(dǎo)體元件1的下表面?zhèn)?與上述上表面?zhèn)认鄬Φ囊粋?cè))通過上述布線基板4a的貫通孔，而引出到該布線基板4a的外側(cè)，并在該布線部4b上形成有接觸電極4f。
上述接觸電極4g與接觸于在上述疊層部件5配置的布線部5b的接觸電極5f連接，上述接觸電極4f通過在上述內(nèi)插層11上形成的布線部(未圖示)電連接到在其下表面設(shè)置的接觸部9。此外，上述布線部4b和上述布線接觸部1b通過接觸電極4h連接。
在上述疊層部件5上配置的布線部5b，與上述布線部4b的情況相同，也構(gòu)成由布線基板5a和保護(hù)層5c夾持的結(jié)構(gòu)，并沿上述半導(dǎo)體元件2的下表面、外邊緣及上表面而形成。
此外，上述布線部5b從上述半導(dǎo)體元件2的上表面?zhèn)?形成有布線接觸部的一側(cè))的上述布線基板5a的貫通孔引出，并在該布線部5b上形成有接觸電極5g。此外，上述布線部5b和上述布線接觸部2b通過接觸電極5h而連接。
接下來，當(dāng)參照上述疊層部件6時，在該疊層部件6上配置的布線部6b，與上述布線部4b及5b的情況相同，也構(gòu)成由布線基板6a和保護(hù)層6c夾持的結(jié)構(gòu)，并沿上述半導(dǎo)體元件3的下表面、外邊緣及上表面而形成。
此外，上述布線部6b從上述半導(dǎo)體元件3的下表面?zhèn)鹊纳鲜霾季€基板6a的貫通孔引出，并在該布線部6b上形成有接觸電極6f。上述布線部6b通過接觸電極6f及5g與上述布線部5b連接。此外，上述布線部6b和上述布線接觸部3b通過接觸電極6h連接。
如此，半導(dǎo)體元件1～3的各布線連接部1a～3a及上述內(nèi)插層11的上述接觸部9通過上述疊層部件4～6而電連接。此外，上述疊層部件4～6還起到保持各上述半導(dǎo)體元件1～3的作用。進(jìn)一步，按以疊層部件5為例，下面利用圖5來詳細(xì)說明利用這種疊層部件的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)內(nèi)容。
圖5是進(jìn)一步放大上述疊層部件5及上述半導(dǎo)體元件2的圖。其中，圖中，對于之前說明過的部分賦予相同的參考符號，并省略一部分說明。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，上述半導(dǎo)體元件2例如是Si半導(dǎo)體芯片，該半導(dǎo)體芯片具有25μm或25μm以上的厚度，設(shè)置有未圖示的有源元件、無源元件，配置有與這些元件電連接的例如由A1構(gòu)成的上述布線接觸部2a。并且，在上述布線接觸部2a上形成有布線接觸部2b。
如上所述，上述布線基板5a從上述半導(dǎo)體元件2的下表面沿側(cè)表面、以及上表面的外邊緣進(jìn)行配置，由絕緣體薄膜例如厚度20～75μm程度的聚酰亞胺形成。
在上述布線基板5a的內(nèi)側(cè)形成的上述布線部5b由厚度2～10μm的銅(Cu)形成。
此外，覆蓋上述布線部5b而形成的保護(hù)層5c由具有折疊性(tuck)的絕緣體形成的薄膜例如厚度5μm的聚酰亞胺膜形成。在上述保護(hù)層5c上，若使用具有粘接性的例如聚酰亞胺的雙面膠帶，則能夠通過該雙面膠帶的粘接力將上述布線部5b和上述布線基板5a固定到上述半導(dǎo)體元件2上。因此，不需要特別使用成型樹脂等固定用凝固劑。
此外，上述布線部5b，在上述半導(dǎo)體元件2的下表面?zhèn)龋ㄟ^在上述布線基板5a上形成的貫通孔5d而引出到該布線基板5a的外側(cè)，并且，在Ni(2μm)/Au(0.5μm)鍍層上形成焊接鍍層(10μm)，以形成布線電極5f。
同樣地，上述布線部5b，在上述半導(dǎo)體元件1的上表面?zhèn)?，通過在上述布線基板5a上形成的貫通孔5e而引出到該布線基板5a的外側(cè)，并且，在Ni(2μm)/Au(0.5μm)鍍層上形成焊接鍍層(10μm)，以形成布線電極5g。
此外，上述布線5b和上述布線接觸部2b通過在上述布線部5b表面上形成的上述接觸電極5h進(jìn)行電連接。上述接觸電極5h由Au的柱狀凸起、或在Ni(2μm)/Au(0.5μm)鍍層的上面形成的焊接鍍層(10μm)構(gòu)成。
在利用根據(jù)本發(fā)明的疊層部件的疊層型半導(dǎo)體裝置中，由于形成了沿半導(dǎo)體元件的外邊緣的布線形狀，所以與現(xiàn)有的引線接合式比較，由于不需要引線接合的布線空間，所以能夠進(jìn)一步小型化。
并且，在半導(dǎo)體元件的上表面或下表面配置其它半導(dǎo)體元件而形成層疊結(jié)構(gòu)是很容易的。即，如上所述，例如能夠形成在半導(dǎo)體元件的上面裝載與該半導(dǎo)體元件相同尺寸、或更大的其它半導(dǎo)體元件的疊層結(jié)構(gòu)，不會限制層疊的半導(dǎo)體元件的尺寸并擴(kuò)寬了疊層型半導(dǎo)體裝置的設(shè)計自由度。
此外，在上述半導(dǎo)體部件5中，構(gòu)成為上述布線部5b與上述半導(dǎo)體元件2相連接的面，被由絕緣物形成的上述保護(hù)層5c覆蓋的結(jié)構(gòu)。因此，在利用上述疊層部件5時，不需要在上述半導(dǎo)體元件2的與上述布線部5b對向的面上形成絕緣膜。
并且，在利用多個根據(jù)本發(fā)明的疊層型半導(dǎo)體裝置進(jìn)行安裝的情況下，由于形成由上述布線基板5a覆蓋上述布線部5b的結(jié)構(gòu)，所以不存在該布線部5b與鄰接的其它疊層型半導(dǎo)體裝置的布線部接觸而導(dǎo)致電短路的問題。因此，能夠以狹窄間隙來設(shè)置根據(jù)本發(fā)明的疊層型半導(dǎo)體裝置。
此外，在利用上述疊層部件5，而進(jìn)行利用上述布線部5b的布線的情況下，與現(xiàn)有的引線方式相比，布線長度的偏差減小，布線長的長度相同，可實現(xiàn)精度非常高的布線。這對于考慮到在今后推進(jìn)高性能化的SiP(系統(tǒng)內(nèi)封裝)情況，例如在電性能、高速化等方面是有利的。
接下來，關(guān)于在半導(dǎo)體元件中安裝上述半導(dǎo)體疊層部件的方法，利用圖6A～B來進(jìn)行說明。其中圖中，對于之前說明過的部分賦予相同的參考符號，并省略說明。
圖6A是上述半導(dǎo)體裝置2的立體圖。在上述半導(dǎo)體元件中，如上所述，形成有未圖示的例如有源型元件、無源型元件等元件，設(shè)置與這些元件連接的布線接觸部2a，并且在該布線接觸部2a上分別設(shè)置布線接觸部2b。
圖6B是在上述半導(dǎo)體元件2上安裝了上述疊層部件5后的立體圖。示出了在上述半導(dǎo)體元件1安裝有四個上述疊層部件5的立體圖。在上述半導(dǎo)體元件2安裝上述疊層部件5時，必須將上述疊層部件5的上述接觸電極5h(本圖中未示出，在圖5中表示)接觸到上述布線接觸部2b。由于需要進(jìn)行正確的位置對合，所以在上述疊層部件5上設(shè)置對準(zhǔn)標(biāo)記5i。
此外，如這樣在半導(dǎo)體元件上安裝疊層部件，在層疊之前將上述半導(dǎo)體元件2及疊層部件5組裝的圖6B的狀態(tài)下，還可以進(jìn)行單獨的性能試驗。
接下來，關(guān)于上述疊層部件的制造方法，以下根據(jù)圖7A～B來進(jìn)行說明。
圖7A是將圖7B中所示的大致コ字狀向上彎曲的上述疊層部件5在平面上進(jìn)行展開的圖。上述疊層部件5按以下要領(lǐng)進(jìn)行制造。
首先，在由聚酰亞胺形成的上述布線基板5a的表面上形成對應(yīng)于上述半導(dǎo)體元件2的厚度、且與上述布線接觸部2b的位置相對應(yīng)的、例如由Cu形成的上述布線部5b。
并且，以覆蓋上述布線部5b的一部分的方式，形成由聚酰亞胺形成的上述保護(hù)層5c而形成上述疊層部件5。
在上述布線基板5a及上述保護(hù)層5c中使用聚酰亞胺是因為在形成疊層型半導(dǎo)體裝置的工序中存在例如成型(MOLD)工序(175℃)、回流焊接工序(240℃)、基板安裝時的加熱工序(260℃)等曝露于高溫下的工序，而對耐熱性有要求。如果是具有耐熱性的絕緣體，也可使用其它材料。
圖7B是將上述疊層部件5彎曲成為大致コ字狀，并形成在上述半導(dǎo)體元件2上安裝的狀態(tài)的立體圖。
此外，上述疊層部件5是用于層疊上述半導(dǎo)體元件2和與該半導(dǎo)體元件2尺寸相同的半導(dǎo)體元件的情況下的疊層部件，而在下面圖8A～B中示出了層疊不同尺寸的半導(dǎo)體元件的情況下的疊層部件的制造方法的例子。
圖8A是將圖3中所示的層疊尺寸不同的半導(dǎo)體元件的、彎曲成大致コ字狀的上述疊層部件4′展開成平面的平面圖。
參照圖8A，由聚酰亞胺形成的布線基板4a′，為了層疊不同尺寸的半導(dǎo)體元件，如圖所示，而形成將梯形和長方形進(jìn)行組合的形狀。在此，在上述布線基板4a′上，形成由上述疊層部件4′所保持的半導(dǎo)體元件、以及與在該半導(dǎo)體元件上層疊的其它半導(dǎo)體元件的布線接觸部對應(yīng)的由例如Cu形成的布線部4b′。
并且，以覆蓋上述布線部4b′的一部分的方式，形成例如由聚酰亞胺形成的上述保護(hù)層4c′而形成上述疊層部件5。
圖8B是將上述疊層部件4′彎曲成為大致コ字狀并成為在上述半導(dǎo)體元件1上安裝的狀態(tài)的立體圖。如圖3所示，由上述疊層部件4′保持上述半導(dǎo)體元件1，并且在該疊層部件4′的上面層疊比該半導(dǎo)體元件1小的上述半導(dǎo)體元件2′。
接下來，關(guān)于疊層部件的向半導(dǎo)體元件的設(shè)置方法，以下在圖9A、B～圖13A、B中進(jìn)行說明。
圖9A～B是表示在上述半導(dǎo)體元件1設(shè)置上述疊層部件5的設(shè)置方法的圖，圖9A表示其剖視圖，圖9B表示其立體圖。其中圖中，對于之前說明過的部分賦予相同的參考符號，并省略說明。
參照圖9A，上述半導(dǎo)體元件2容納于彎曲成大致コ字狀的上述疊層部件5的コ字狀空間內(nèi)。在帶溫度控制的部件201上裝載有上述疊層部件5。在此，一邊通過上述帶溫度控制的部件來進(jìn)行上述疊層部件5及上述半導(dǎo)體元件2的溫度控制，一邊通過連接工具200，將上述布線接觸部2b、與上述疊層部件5的上述接觸電極5h(在本圖中未示出，圖5中示出)進(jìn)行電連接。該連接是通過作為上述接觸電極5h的構(gòu)成材料一部分的回流焊接處理來進(jìn)行的。此時，對應(yīng)于上述布線接觸部2b及上述接觸電極5h的數(shù)量，一個點一個點地進(jìn)行連接。
圖9B是圖9A中所示的設(shè)置方法的立體圖，如圖所示，通過連接工具200，一個點一個點地連接上述布線接觸部2b及上述接觸電極5h。此外，圖9A～B所示的設(shè)置方法能夠變化為如下所示的圖10A～B。
圖10A～B是將圖9A～B中所示的上述疊層部件5設(shè)置于上述半導(dǎo)體元件1的設(shè)置方法的變更例，圖10A表示其剖視圖，圖10B表示其立體圖。其中圖中，對于之前說明過的部分賦予相同的參考符號，并省略說明。
參照圖10A，在本圖中，在圖9A中所使用的上述連接工具200變更為連接工具300。這是為了，改變連接工具的形狀，而同時對多個上述布線接觸部2b和上述接觸電極5h進(jìn)行連接。
參照圖10B，利用上述連接工具300，同時對多個上述布線接觸部2b和上述接觸電極5h的連接位置進(jìn)行連接。因此，與上述圖9A～B的情況相比，提高上述布線接觸部2b和上述接觸電極5h連接作業(yè)的效率。
此外，為了進(jìn)一步提高上述布線接觸部2b和上述接觸電極5h連接作業(yè)的效率，也可將連接方法變更為下圖11A～B。其中圖中，對于之前說明過的部分賦予相同的參考符號，并省略說明。
參照圖11A，在本圖中，使用連接工具400，該連接工具400是比上述連接工具300更大的連接工具。在本圖所示的布線連接方法中，使用連接工具400，同時連接所有的要連接的上述布線接觸部2b和上述接觸電極5h。
圖11B是圖11A中所示的連接方法的立體圖，同時對所有的多個上述疊層部件5、及各疊層部件5的上述布線接觸部2b和上述接觸電極5h進(jìn)行連接。因此，與上述圖10A～B所示的情況相比，能夠進(jìn)一步提高作業(yè)效率。
此外，以下作為在上述半導(dǎo)體元件2上安裝上述疊層部件5，進(jìn)而連接上述布線接觸部2b與上述接觸電極5h，并在該半導(dǎo)體元件2設(shè)置該疊層部件5的工序的例子，利用下面的圖12A～C按順序進(jìn)行說明。
圖12A～C是按順序表示在上述半導(dǎo)體元件2上設(shè)置上述疊層部件5的設(shè)置工序的圖。其中圖中，對于之前說明過的部分賦予相同的參考符號，并省略說明。
首先，參照圖12A，最初進(jìn)行成為平面的上述疊層部件5的上述接觸電極5h(本圖中未圖示，圖5中表示)的向上述布線接觸部2b的連接作業(yè)。
此后，如圖12B所示，進(jìn)行上述疊層部件5的彎曲加工，首先從上述半導(dǎo)體元件2的上表面沿著側(cè)表面進(jìn)行該疊層部件5的彎曲加工。
接下來，如圖12C所示，沿著上述半導(dǎo)體元件2的下表面彎曲上述疊層部件5，并完成該疊層部件5的向上述半導(dǎo)體元件2的設(shè)置。此外，圖12A～C所示的工序也可變化為如下面的圖13A～B所示。
圖13A～B是按順序表示在上述半導(dǎo)體元件1上設(shè)置上述疊層部件5的工序的圖。其中圖中，對于之前說明過的部分賦予相同的參考符號，并省略說明。
首先，參照圖13A，將預(yù)先按本圖所示的形狀彎曲的上述疊層部件5沿著該半導(dǎo)體元件2的下表面及側(cè)表面的外邊緣而裝載于上述半導(dǎo)體元件2。
此后，如圖13B所示，彎曲上述疊層部件5。然后，如上述圖9A～B的說明所示，將上述布線接觸部2b與上述接觸電極5h連接。此外，此時的上述布線接觸部2b與上述接觸電極5h的連接方法，可以是圖10A～B中所示的方法，此外也可以按圖11A～B所示的方法進(jìn)行。
如此，將上述布線接觸部2b與上述接觸電極5h連接，彎曲上述疊層部件5，在上述半導(dǎo)體元件2上設(shè)置上述疊層部件5的順序，可以進(jìn)行任意的變換，即使進(jìn)行順序的改變，也可以進(jìn)行同樣的設(shè)置。
接下來，用圖14A、B～圖15A、B來說明利用疊層部件而形成的疊層型半導(dǎo)體裝置的實施方式的例子。
圖14A～B是利用根據(jù)本發(fā)明的疊層部件而形成的疊層型半導(dǎo)體裝置的例子。其中圖中，對于之前說明過的部分賦予相同的參考符號，并省略說明。
首先，參照圖14A，本圖所示的疊層型半導(dǎo)體裝置10A是圖2中所示的上述疊層型半導(dǎo)體裝置10的變更例。
在本實施方式中，在上述內(nèi)插層11上利用成型(MOLD)樹脂500固定上述半導(dǎo)體元件1～3及上述疊層部件4～6。在圖2所示的疊層型半導(dǎo)體裝置10的情況下，由于通過上述疊層部件4～6將上述半導(dǎo)體元件1～3固定在上述內(nèi)插層11上，因此具有不需要現(xiàn)有的疊層型半導(dǎo)體裝置中所必需的成型樹脂的效果。但是，如本圖14A所示，由上述成型樹脂500固定上述半導(dǎo)體元件1～3及層疊用部件4～6的情況下，通過進(jìn)行固定來增加穩(wěn)定，在對上述層疊型半導(dǎo)體元件10A施加沖擊時，能夠進(jìn)一步降低產(chǎn)生半導(dǎo)體元件的剝離等問題的可能性，具有進(jìn)一步提高可靠性的效果。
此外，圖14B是圖3中所示的疊層型半導(dǎo)體裝置20的變更例。
在本實施方式中，利用成型樹脂500在上述內(nèi)插層11固定上述半導(dǎo)體元件1、2′、3′及上述疊層部件4′、5′、6′。在此情況下，同樣地，在由上述成型樹脂500固定上述半導(dǎo)體元件1、2′、3′和上述疊層部件4′、5′、6′的情況下，通過進(jìn)行固定來增加穩(wěn)定，在對上述層疊型半導(dǎo)體元件20A施加沖擊時，能夠進(jìn)一步降低產(chǎn)生半導(dǎo)體元件的剝離等問題的可能性，具有進(jìn)一步提高可靠性的效果。
并且，在下面的圖15A～B中示出在本圖14B所示的疊層型半導(dǎo)體裝置20A上承載具備光接收部的半導(dǎo)體元件的實施例。
圖15A是在上述疊層型半導(dǎo)體裝置20A的上述半導(dǎo)體元件3上承載光接收部600的例子的、疊層型半導(dǎo)體裝置20B的剖視圖。其中圖中，對于之前說明過的部分賦予相同的參考符號，并省略說明。
在上述疊層型半導(dǎo)體裝置20B中，在上述成型樹脂500的上部設(shè)置開口部501，在上述半導(dǎo)體元件3上承載有光接收部600。在上述光接收部600中，例如可以使用指紋傳感器、光接收元件等。
此外，在上述半導(dǎo)體元件1～2中，承載驅(qū)動電路、輸出電路、運算電路等。如這樣的根據(jù)本發(fā)明的疊層型半導(dǎo)體裝置中，與現(xiàn)有的產(chǎn)品比較，由于不需要引線接合的空間，所以能夠?qū)⒄麄€組件小型化。此外，在半導(dǎo)體元件的布線接觸部上的空間內(nèi)，可以層疊其它半導(dǎo)體元件，還可以層疊與該半導(dǎo)體元件相同尺寸或更大的半導(dǎo)體元件。即，在疊層型半導(dǎo)體裝置中，由于沒有限制層疊的半導(dǎo)體元件的尺寸，所以具有設(shè)計自由度大這樣的優(yōu)點。此外，由于形成了用絕緣體覆蓋布線部分的結(jié)構(gòu)，所以在安裝多個疊層型半導(dǎo)體裝置的情況下，在鄰接的半導(dǎo)體裝置中不會產(chǎn)生布線接觸的問題，因此可進(jìn)行高密度安裝。
此外，在圖15B中，示出了作為圖15A所示的疊層型半導(dǎo)體裝置20B的變更例的、疊層型半導(dǎo)體裝置20C的剖視圖。
在本圖所示的上述疊層型半導(dǎo)體裝置20C的情況下，成型樹脂500A中使用透過光的材質(zhì)。因此，不需要在成型樹脂中設(shè)置開口部。在上述疊層型半導(dǎo)體裝置20C中，與現(xiàn)有的產(chǎn)品比相，也可以將整個組件小型化。此外，在此情況下，與現(xiàn)有的產(chǎn)品相比，可以將整個組件小型化，此外，由于在疊層型半導(dǎo)體裝置中不限制層疊的半導(dǎo)體元件的尺寸，所以具有設(shè)計自由度大這樣的優(yōu)點。并且，由于形成了用絕緣體覆蓋布線部分的結(jié)構(gòu)，所以在安裝多個疊層型半導(dǎo)體裝置的情況下，在鄰接的半導(dǎo)體裝置中不會產(chǎn)生布線接觸的問題，因此可進(jìn)行高密度安裝。
如上所述，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并沒有限定于上述特定的實施例，而是可以在權(quán)利要求的范圍所記載的宗旨內(nèi)進(jìn)行各種變形·變更。
例如，圖16示出了在圖2所示的上述疊層型半導(dǎo)體裝置10中、不使用半導(dǎo)體元件2及3、僅使用上述半導(dǎo)體元件1及疊層部件4并在上述半導(dǎo)體元件1的上面具備上述光接收部600的半導(dǎo)體裝置10B的例子。其中圖中，對于之前說明過的部分賦予相同的參考符號，并省略說明。
在上述半導(dǎo)體裝置10B的情況下，不進(jìn)行層疊，而以單層使用半導(dǎo)體元件。此時，可以將現(xiàn)有的這種倒裝式結(jié)合中存在困難的光接收部600作為指紋傳感器來使用。此情況下，具有將用手指施加按壓的壓力，由上述布線基板4a成為緩沖材料而吸收應(yīng)力的效果。
此外，除此以外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置也可根據(jù)需要進(jìn)行變形·變更，并不限定為在實施方式中所述的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括在一個主表面上配置有多個電極的半導(dǎo)體元件、以及在絕緣基板上配置有多個導(dǎo)電層的布線基板；上述布線基板沿著上述半導(dǎo)體元件的外邊緣部配置成大致コ字狀該布線基板中的上述導(dǎo)電層的一端連接到上述半導(dǎo)體元件的電極并且上述導(dǎo)電層的另一端在該半導(dǎo)體元件的另一個主表面?zhèn)壬?、向與該半導(dǎo)體元件不同的方向引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述布線基板由上述絕緣基板、和在其一個表面上配置的上述導(dǎo)電層以及選擇性地覆蓋該導(dǎo)電層的保護(hù)絕緣層構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述導(dǎo)電層電連接到安裝上述半導(dǎo)體元件的安裝板的接觸部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述導(dǎo)電層電連接到在其它半導(dǎo)體元件上配置的電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述導(dǎo)電層通過在上述絕緣基板上形成的貫通孔、從該絕緣基板的上述一個表面向另一個表面引出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述導(dǎo)電層由金屬材料形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述絕緣基板由聚酰亞胺形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述保護(hù)絕緣層由聚酰亞胺形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述保護(hù)絕緣層具有粘接性，利用該粘接性將上述布線基板固定到上述半導(dǎo)體元件上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述保護(hù)絕緣層是絕緣樹脂的雙面膠帶。
11.一種疊層型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，利用權(quán)利要求1～10中任意一項中所述的半導(dǎo)體裝置的、層疊多個半導(dǎo)體元件而形成。
全文摘要
本發(fā)明利用下述半導(dǎo)體裝置來形成疊層型半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置的特征在于包括在一個主表面上配置有多個電極的半導(dǎo)體元件、以及在絕緣基板上配置有多個導(dǎo)電層的布線基板上述布線基板沿著上述半導(dǎo)體元件的外邊緣部配置成大致コ字狀；該布線基板中的上述導(dǎo)電層的一端連接到上述半導(dǎo)體元件的電極；并且上述導(dǎo)電層的另一端在該半導(dǎo)體元件的另一個主表面?zhèn)壬?、向與該半導(dǎo)體元件不同的方向引出。
文檔編號H01L23/52GK1650426SQ0282949
公開日2005年8月3日 申請日期2002年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月17日
發(fā)明者大野貴雄, 吉田英治, 三澤洋 申請人:富士通株式會社