專利名稱：半導(dǎo)體封裝和半導(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)體封裝和一種半導(dǎo)體裝置，具體涉及一種在高頻應(yīng)用中采用的FBGA(密腳距球形柵格陣列)類型等的半導(dǎo)體封裝，和一種在其中將一半導(dǎo)體芯片封裝在半導(dǎo)體封裝中的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
近年來，在電信設(shè)備等內(nèi)所采用的高頻應(yīng)用半導(dǎo)體裝置中，大大提高了信號速率，且信號的這種更高速率已受信號波形干擾的限制。為此，需要一種即使在應(yīng)用更高速率信號時也可抑制波形干擾的半導(dǎo)體裝置。例如，這種半導(dǎo)體裝置具有使用雙金屬布線襯底的FBGA類型結(jié)構(gòu)。圖1表示在現(xiàn)有技術(shù)中具有FBGA類型結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的截面圖，圖2表示從圖1中截取一部分的部分平面圖。
如圖1所示，在現(xiàn)有技術(shù)中的FBGA封裝類型的半導(dǎo)體裝置120中，在絕緣膜100的一個表面上形成信號布線層102，并在另一表面形成覆蓋整個表面的接地面104。用一阻焊膜106覆蓋除其凸塊連接部分以外的信號布線層102。這樣，基本構(gòu)成一布線襯底105。然后，在信號布線層102的凸塊連接部分上分別設(shè)置焊球108。
通過一粘合層110，將在接地面104側(cè)的布線襯底105的一表面粘合到剛性元件112(散熱板和支撐板)的周圍部分，以避開在剛性元件112中心部分形成的空腔112a。又通過芯片粘合材料110a，將其上具有連接電極114a的半導(dǎo)體芯片114的背面粘合到剛性元件112的空腔112a的末端部分。
通過導(dǎo)線116，將半導(dǎo)體芯片114的連接電極114a與在布線襯底105上的信號布線層102的導(dǎo)線連接墊102a連接。此外，通過一密封樹脂118，將半導(dǎo)體芯片114，導(dǎo)線116，和信號布線層102的導(dǎo)線連接墊102a密封。
另外，若從局部A看圖1中的信號布線層102，如圖2所示，該信號布線層102包括一布線線路部分102x和一連接墊部分102y。將布線線路部分102x制成在所有傳輸路徑上都具有相同的線寬。然而，由于在連接墊部分102y上設(shè)置有相對較大直徑的焊球108，因而將連接墊部分102y的直徑制成大于布線線路部分102x的線寬。
此外，在多個信號布線層102的兩邊附近，形成接地布線層103。經(jīng)由孔100a，將接地布線層103與接地面104電連接。如上所述，基本構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)中具有FBGA封裝結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置120。
在上述半導(dǎo)體裝置120的布線襯底105中，如果將布線線路部分102x的線寬設(shè)置成在所有傳輸路徑上都幾乎具有相同的寬度，則可將該信號布線層102的布線線路部分102x設(shè)計成，使布線線路部分102x與接地面104等之間的靜電電容幾乎相同。
此外，以使間隔部分幾乎相同的方式在信號布線層102附近設(shè)置接地布線層103。這樣，由于在布線線路部分102x中可實現(xiàn)阻抗匹配，很少產(chǎn)生信號傳輸損耗。
然而，由于在連接墊部分102y上設(shè)置焊球108，因而將信號布線層102的連接墊部分102設(shè)置成具有比布線線路部分102x的線寬更大的直徑。因此，在布線線路部分102x與接地面104之間的靜電電容會和在連接墊部分102y與接地面104之間的靜電電容不同，以致于基本失去了阻抗匹配。從而，會存在產(chǎn)生信號傳輸損耗以及這樣不能獲得在所需頻率的傳輸特性的問題。
另外，對于在封裝襯底中封裝傳統(tǒng)半導(dǎo)體裝置120的情形，若從水平方向?qū)Π雽?dǎo)體裝置120施力，該力會集中到半導(dǎo)體裝置120中焊球108的連接部分。這樣，可能會使連接到焊球108等的信號布線層102斷路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能使所有傳輸路徑匹配阻抗且當(dāng)在封裝襯底中對正在封裝的該組件施加應(yīng)力時又不會造成任何問題的半導(dǎo)體封裝，以及一種在其中將一半導(dǎo)體芯片封裝在半導(dǎo)體封裝中的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體封裝，該半導(dǎo)體封裝包括一金屬板；和一布線襯底，該布線襯底具有一絕緣襯底，在絕緣襯底一個表面上形成的信號布線層，和在絕緣襯底另一表面整體形成的一接地面，由此將在接地面?zhèn)鹊牟季€襯底的一表面粘合到金屬板上；其中，信號布線層由一布線線路部分和一其寬度大于布線線路部分線寬的連接墊部分構(gòu)成，并在與連接墊部分相對應(yīng)的部分接地面中設(shè)置未形成部分。
在本發(fā)明中，為獲得信號布線層的布線線路部分與其寬度大于布線線路部分線寬的連接墊部分之間的阻抗匹配，通過去除與連接墊部分相對應(yīng)的一部分接地面來設(shè)置未形成部分。
在本發(fā)明一個最佳實施例中，通過樹脂層將金屬板與布線襯底相互粘合。可將接地面的未形成部分形成空洞，或分別用樹脂層填充。否則，可將接地面的未形成部分形成空洞，并在未形成部分與金屬板之間可置入一樹脂層。
通過調(diào)整接地面未形成部分的厚度，樹脂層的厚度，或二者厚度，使在布線線路部分與接地面之間形成的靜電電容，和在連接墊部分與金屬板之間形成的靜電電容相等。由此，可在布線線路部分與連接墊部分之間獲得阻抗匹配。
此外，在本發(fā)明一個最佳實施例中，在與接地面未形成部分相對應(yīng)的一部分金屬板中可還設(shè)置一凹進(jìn)部分。這樣，設(shè)置該凹進(jìn)部分的深度以在布線線路部分與連接墊部分之間獲得阻抗匹配。
此外，在絕緣襯底的另一面上被粘合到金屬板而不設(shè)置接地面的布線襯底中，通過在與連接墊部分相對應(yīng)的一部分金屬板中設(shè)置預(yù)定的凹進(jìn)部分，同樣可在布線線路部分與連接墊部分之間獲得阻抗匹配。
此外，在本發(fā)明一個最佳實施例中，該半導(dǎo)體封裝還包括在絕緣襯底與信號布線層相鄰的一個表面形成的接地布線層；其中接地布線層，接地面，和金屬板可相互電連接，構(gòu)成一整體等勢接地。從而，可抑制接地電勢的變化，并在其穩(wěn)態(tài)獲得阻抗匹配。
此外，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體封裝，該半導(dǎo)體封裝包含一金屬板；和一布線襯底，該布線襯底包括一薄膜襯底，和在薄膜襯底一個表面上形成的信號布線層，且該信號布線層具有連接到一凸塊的連接墊部分，以此將薄膜襯底的另一表面粘合到金屬板上；其中，通過在與連接墊部分相對應(yīng)的一部分金屬板中設(shè)置一凹進(jìn)部分，將施加到凸塊上的應(yīng)力釋放。
在具有本發(fā)明半導(dǎo)體封裝的半導(dǎo)體裝置安裝在封裝襯底上之后以水平方向?qū)Π雽?dǎo)體裝置施加應(yīng)力的情形中，如果在與連接墊部分相對應(yīng)的部分金屬板中設(shè)置了凹進(jìn)部分，由于具有彈性的薄膜襯底能彎曲變形，集中到凸塊上的力可由薄膜襯底吸收。
因此，即使從水平方向?qū)ν箟K施力時，也能阻止在含有與凸塊相連的連接墊部分的信號布線層中產(chǎn)生裂縫使導(dǎo)線斷路等不利影響的產(chǎn)生。


圖1表示在現(xiàn)有技術(shù)中具有FBGA類型結(jié)構(gòu)的一種半導(dǎo)體裝置的截面圖；圖2表示從圖1中截取一部分的部分平面圖；圖3表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖；圖4表示在圖3中沿B方向看到的部分平面圖；圖5表示在圖4中沿I-I線切除后的截面圖；圖6表示在圖4中沿II-II線切除后的截面圖；圖7表示在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導(dǎo)體封裝的剛性元件一凹進(jìn)部分中設(shè)置一空洞方式的部分截面圖；圖8和圖9分別表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例半導(dǎo)體封裝的剛性元件凹進(jìn)部分形狀變化的部分截面圖；圖10表示本發(fā)明第一實施例的半導(dǎo)體封裝的一種變型的部分截面圖；圖11表示在圖10中沿C方向看到的部分平面圖；圖12表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖；圖13表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖；圖14表示根據(jù)本發(fā)明第四實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖；圖15表示根據(jù)本發(fā)明第五實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖；圖16表示根據(jù)本發(fā)明第五實施例的第一種變型的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖；圖17表示根據(jù)本發(fā)明第五實施例的第二種變型的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖；圖18表示對在現(xiàn)有技術(shù)中在封裝襯底中所封裝的半導(dǎo)體裝置施力作用的部分截面圖；以及圖19和圖20表示根據(jù)本發(fā)明第六實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖解釋本發(fā)明的實施例。
(第一實施例)圖3表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖，圖4表示在圖3中沿B方向看到的部分平面圖，圖5表示在圖4中沿I-I線切除后的截面圖，圖6表示在圖4中沿II-II線切除后的截面圖，圖7表示在根據(jù)相同的半導(dǎo)體封裝的剛性元件一凹進(jìn)部分中設(shè)置一空洞部分方式的部分截面圖，以及圖8表示根據(jù)相同的半導(dǎo)體封裝的剛性元件凹進(jìn)部分形狀變化的部分截面圖。
如圖3所示，本發(fā)明第一實施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)成一半導(dǎo)體裝置1，且該半導(dǎo)體封裝基本上由一布線襯底10和一剛性元件12(金屬板)構(gòu)成。在這種半導(dǎo)體封裝中封裝一半導(dǎo)體芯片14以構(gòu)成該半導(dǎo)體裝置1。在布線襯底10中，在由諸如聚酰亞胺，環(huán)氧等樹脂制成的絕緣薄膜16(絕緣襯底)的一個表面上將信號布線層20形成圖案，并在另一面上形成覆蓋除預(yù)定部分外的整個表面的接地面18。
如圖4所示，該信號布線層20包括一布線線路部分20a和一在其上設(shè)置有一焊球25的連接墊部分20b。另外，在多個信號布線層20兩側(cè)附近以預(yù)定的間隔形成接地布線層22。信號布線層20，接地布線層22，以及接地面18由諸如銅(Cu)等金屬層制成。
此外，在信號布線層20和接地布線層22上，形成一層在信號布線層20等的凸塊連接部分上具有開口部分的阻焊膜24。以此方式，基本構(gòu)建成布線襯底10。通過一樹脂層26將在接地面18側(cè)的布線襯底10的一表面粘合到除其中心部分以外的剛性元件12的周圍部分。然后，在布線襯底10上的信號布線層20的凸塊連接部分上設(shè)置焊球25(凸塊)。該剛性元件12由諸如銅，銅合金，鋁等金屬制成，且通常該剛性元件12還用作散熱板和支撐板。
在剛性元件12的中心部分中設(shè)置用作芯片裝入部分的一空腔13。通過芯片粘合材料27，將具有連接電極14a的半導(dǎo)體芯片14的背面粘合到空腔13的末端部分。然后，通過導(dǎo)線28，將半導(dǎo)體芯片14的連接電極14a與布線襯底10上的信號布線層20的連接墊部分20c連接。此外，通過一密封樹脂30，將半導(dǎo)體芯片14，導(dǎo)線28，信號布線層20的連接墊部分20c等密封。
本發(fā)明第一實施例的半導(dǎo)體封裝的發(fā)明是鑒于以下事實，在構(gòu)成布線襯底10的信號布線層20的布線線路部分20a和連接墊部分20b中，布線線路部分20a與連接墊部分20b相連，其中連接墊部分20b的寬度大于布線線路部分20a的線寬，從而在它們之間不能獲得阻抗匹配，并產(chǎn)生信號傳輸損耗。
換句話說，在本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝中，如圖3，圖4和圖6所示，在與信號布線層20的連接墊部分20b相對應(yīng)的部分接地面18中，設(shè)置在其中部分去除接地面18的未形成部分18a。除此之外，對于與接地面18的未形成部分18a相對應(yīng)的部分剛性元件12，設(shè)置調(diào)整其深度以獲得阻抗匹配的凹進(jìn)部分12a。然后，在剛性元件12的凹進(jìn)部分12a中填充樹脂層26。該樹脂層26還具有將布線襯底10粘合到剛性元件12的作用。當(dāng)通過樹脂層26將剛性元件12和布線襯底10相互粘合時，推壓該樹脂層26然后將其填充到凹進(jìn)部分12a中。
以此方式，如圖5和圖6所示，將信號布線層20的布線線路部分20a與接地面18所形成的靜電電容C1設(shè)置成和信號布線層20的連接墊部分20b與剛性元件12所形成的靜電電容C2相等。以此，在信號布線層的布線線路部分20a與連接墊部分20b之間獲得阻抗匹配。這樣，在整個信號傳輸路徑上就能夠在所需頻率無損耗地傳輸信號。例如，在覆蓋40GHz或更多的寬帶中可獲得穩(wěn)態(tài)傳輸特性。
基于絕緣膜16的相對介電常數(shù)和厚度，在凹進(jìn)部分12a中填充的樹脂層26的相對介電常數(shù)，信號布線層20的連接墊部分20b的直徑和厚度等不同，可獲得阻抗匹配的凹進(jìn)深度最佳值也有所不同。換而言之，在符合各種半導(dǎo)體封裝設(shè)計原則的同時，還要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整凹進(jìn)部分12a的深度以在布線線路部分20a與連接墊部分20b之間獲得阻抗匹配。
例如，若設(shè)置絕緣膜16厚度0.05mm，絕緣膜16的相對介電常數(shù)3.2，信號布線層20的連接墊部分20b的厚度0.018mm，連接墊部分20b的直徑0.60mm，樹脂層26的相對介電常數(shù)3.2，以及凹進(jìn)部分的形狀圓柱形，則給出包含凹進(jìn)部分12a的深度(在圖6中為d)，即從絕緣膜16到凹進(jìn)部分12a末端表面的深度，約為0.21mm。這樣，信號布線層20的布線線路部分20a與連接墊部分20b之間的阻抗為50Ω，從而可獲得阻抗匹配。
這樣，可以使用具有與上述絕緣膜16幾乎相同相對介電常數(shù)的電介質(zhì)材料，或可以使用具有不同于絕緣膜的相對介電常數(shù)的電介質(zhì)材料，作為在剛性元件12的凹進(jìn)部分12a中所填充的樹脂層。
另一方面，如圖7所示，可以采用在剛性元件12的凹進(jìn)部分12a中不填充任何物質(zhì)而形成一空洞部分11的方式。這樣，通過一粘合片26x，將剛性元件12和布線襯底10相互粘合。在粘合片26x中設(shè)置與剛性元件12的凹進(jìn)部分12a相對應(yīng)的開口部分。然后，將粘合片26x粘合到剛性元件12或布線襯底10上，再將剛性元件12和布線襯底10粘實，以使凹進(jìn)部分12a與粘合片26x的開口部分相重合。
若采用在剛性元件12的凹進(jìn)部分12a中設(shè)置空洞部分11的方式，則在計算上可用空氣的介電常數(shù)(1)取代樹脂層26的相對介電常數(shù)。因此，如果其他條件與上述條件相同，則可將包括凹進(jìn)部分12a的深度(在圖7中為d)，即從絕緣膜16到凹進(jìn)12a的末端表面的深度，設(shè)置為約0.13mm。
此外，除圖7所示的圓柱形凹進(jìn)部分12a外，還可將剛性元件12中所形成的凹進(jìn)部分12a的形狀制成如圖8所示的半球形凹進(jìn)部分12b，如圖9所示的圓錐形凹進(jìn)部分12c等。在剛性元件12的凹進(jìn)部分12a中填充樹脂層26的方式如圖8和圖9所示。
這樣，如果可能由于電力線從信號布線層20的連接墊部分20b的周圍部分橫向沿展而不能獲得精確的阻抗匹配，則最好形成如圖8所示的半球形凹進(jìn)部分12b。這是由于通過半球形凹進(jìn)部分12b校正了電力線的影響，從而可獲得精確的阻抗匹配。
通過用立銑刀加工剛性元件12的表面層部分，可獲得在圖7中的圓柱形凹進(jìn)部分12a。通過選擇性刻蝕剛性元件12的表面層部分，還可獲得在圖8中的半球形凹進(jìn)部分12b。通過用具有一尖端部分的鉆頭加工剛性元件12的表面層部分，又可獲得在圖9中圓錐形凹進(jìn)部分12c。
另外，在本實施例的半導(dǎo)體封裝中，如圖3和圖7所示，形成用于將接地布線層22，接地面18和剛性元件12電連接的通孔16a。在將布線襯底10粘合到剛性元件12(設(shè)置焊球25之前)之后，通過在信號布線層20側(cè)的布線襯底10的一表面上粘合一保護(hù)片(未示出)，然后再用鉆頭等加工該保護(hù)片，信號布線層20，絕緣膜16，接地平面18和樹脂層26來形成這種通孔。然后，在通孔16a中填充諸如銀膏等導(dǎo)電膏19(導(dǎo)體)，再剝掉保護(hù)片。
以此方式，通過填充到通孔16a中的導(dǎo)電膏，不僅將設(shè)置在信號布線層20附近的接地布線層22與接地面18電連接，而且將其與剛性元件12電連接。也就是，將接地布線層22，接地面18，和剛性元件12設(shè)置成同一電勢，從而將它們看作一具有更大面積的完整接地。因而，可抑制接地電勢的波動并可穩(wěn)定阻抗。
在此，可采用以下方式來取代經(jīng)由通孔16a所實現(xiàn)接地布線層22與接地面18和剛性元件之間的電連接。圖10表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導(dǎo)體封裝的一個變型的部分截面圖，圖11表示在圖10中沿C的方向所看到的部分平面圖。
在本實施例的半導(dǎo)體封裝的這種變型中，如圖10和圖11中所示，從布線襯底10的一端部的側(cè)壁，露出接地布線層22和接地面18的端部的側(cè)面。在剛性元件12的此部位中設(shè)置一從布線襯底10突出的突起部分12y。然后，將導(dǎo)電膏19(導(dǎo)體)涂到剛性元件12的突起部分12y以覆蓋布線襯底10的側(cè)面。
以此方式，可形成將接地布線層22與接地面和剛性元件電連接的結(jié)構(gòu)。在該變型中，由于沒有必要特別形成通孔16a，因此可通過一簡單方式將接地布線層22，接地面18，和剛性元件12電連接，以構(gòu)成等勢接地。
如上所述，在本實施例的半導(dǎo)體封裝中，為了在信號布線層20的布線線路部分20a與連接墊部分20b之間獲得阻抗匹配，在與信號布線層20的連接墊部分20b相對應(yīng)的部分接地面18中設(shè)置在其中部分去除接地面18的未形成部分18a。此外，對于與未形成部分18a相對應(yīng)的部分剛性元件12，設(shè)置可調(diào)整其深度以獲得阻抗匹配的凹進(jìn)部分12a。然后，在凹進(jìn)部分12a中填充具有預(yù)定相對介電常數(shù)的樹脂層26，否則，以在其中設(shè)置空洞部分11的方式形成凹進(jìn)部分。同樣，將接地布線層22與接地面18和剛性元件12電連接以構(gòu)成等勢接地。
綜上所述，在半導(dǎo)體裝置1的布線襯底10的所有傳輸路徑上，可在其穩(wěn)態(tài)中獲得阻抗匹配。
(第二實施例)圖12表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖。如圖12所示，在第二實施例的半導(dǎo)體裝置1a中，采用在其中不形成空腔的平板剛性元件12x，在其中心處將一半導(dǎo)體芯片14粘帖到芯片安裝部分。然后，將具有與上述相同結(jié)構(gòu)的布線襯底10粘合到除芯片安裝部分以外的剛性元件12x的周圍部分。由于在第二實施例中的其他元件與第一實施例圖3所示半導(dǎo)體裝置1的那些元件相同，在此將省略其描述。這樣，就可采用與第一實施例相同的多種修改和變型的應(yīng)用方式。
(第三實施例)圖13表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖。如圖13所示，在第三實施例的半導(dǎo)體裝置1b中，構(gòu)建通過省略第二實施例半導(dǎo)體裝置1a的焊球25而具有LGA(基板柵格陣列)類型封裝結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置。這樣，在封裝襯底(母板)面上的布線片上設(shè)置焊球，并將該焊球與布線襯底10上的信號布線層20的凸塊連接部分20d相連。這樣，可通過省略第一實施例中半導(dǎo)體裝置1的焊球25，而采用LGA類型的結(jié)構(gòu)。
由于在第二實施例中的其他元件與第一實施例中圖3所示半導(dǎo)體裝置1的那些元件相同，在此將省略其描述。這樣，可采用與第一實施例相同的多種修改和變型的應(yīng)用方式。
(第四實施例)圖14表示根據(jù)本發(fā)明第四實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖。第四實施例與第一實施例的不同在于，省略布線襯底的接地面且通常將剛性元件用作接地面。因此，對于與圖3所示的那些相同的元件賦予相同的附圖標(biāo)記，并將在此省略其描述。
如圖14所示，在第四實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置1c)中，在絕緣膜16的一個表面上形成與在第一實施例中相同的那些信號布線層20和接地布線層22。然而，與第一實施例不同的是，在絕緣膜16的另一表面上不形成接地面。通過樹脂層26將絕緣膜16的另一表面粘合到剛性元件12上。
另外，通過填充入導(dǎo)電膏19的通孔16a，將接地布線層22與剛性元件12電連接，以構(gòu)成等勢接地。即，剛性元件不僅用作第一實施例中的散熱板和支撐板，還用作第一實施例中的接地面18。這樣，如同第一實施例的變型，若不形成通孔16a，則可通過導(dǎo)電膏將接地布線層22和剛性元件的端部側(cè)面相連。
此外，如同第一實施例，在與連接墊部分20b相對應(yīng)的部分剛性元件12中，形成調(diào)節(jié)其深度可在信號布線層20的布線線路部分20a與連接墊部分20b之間獲得阻抗匹配的凹進(jìn)部分12a。如第一實施例，將預(yù)定的樹脂層26填充到凹進(jìn)部分12a中。否則，采用在凹進(jìn)部分12a中設(shè)置空洞部分的方式。
在第四實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置1c)中，若不在布線襯底10上設(shè)置接地面18，則將剛性元件12還用作接地面。從而，可簡化半導(dǎo)體封裝的結(jié)構(gòu)，并可縮減其生產(chǎn)成本。這樣，如同第一實施例，可采用與第一實施例相同的各種修改和變型的應(yīng)用方式。
(第五實施例)圖15到圖17分別表示根據(jù)本發(fā)明第五實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖。第五實施例與第一實施例的不同在于，在剛性元件中不設(shè)置凹進(jìn)部分且僅在與信號布線層20的連接墊20b相對應(yīng)的部分接地面中設(shè)置未形成部分。這樣，在圖15到圖17中，與第一實施例中圖3相同的那些元件賦予相同的附圖標(biāo)記，并在此將省略其描述。
如圖15所示，在第五實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置1d)中，與第一實施例不同的是，在剛性元件12(金屬板)中不特別形成凹進(jìn)部分，且在與信號布線層20的連接墊20b(圖4)相對應(yīng)的部分接地面18中設(shè)置未形成部分18a。
通過一粘合片26x(樹脂層)將在接地面18側(cè)的布線襯底10的一表面粘合到剛性元件12上，并將接地面18的未形成部分18a形成空洞。也就是，它具有在接地面18的未形成部分(空洞部分)18a與剛性元件12之間置入粘合片26x的結(jié)構(gòu)。
在第五實施例的半導(dǎo)體封裝中，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整具有一預(yù)定相對介電常數(shù)的粘合片26x的厚度，接地面18的未形成部分18a的深度(與接地面18的厚度相對應(yīng))，或其兩者，以使分別在布線線路部分20a和連接墊部分20b中形成的靜電電容基本相等。因此，在布線線路部分20a與連接墊部分20b之間可獲得阻抗匹配。
特別是，可容易制備具有多種厚度的粘合片。因此，若改變連接墊部分20b的直徑等，可簡單地通過調(diào)整粘合片26x的厚度而無需改變未形成部分18a的深度(接地面18的厚度)即可獲得阻抗匹配。
此外，如圖16所示，在根據(jù)第五實施例的第一種變型的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置1e)中，在圖15所示的結(jié)構(gòu)中，在與接地面18的未形成部分18a相對應(yīng)的部分粘合片26x(樹脂層)中形成開口部分26y。將接地面18的未形成部分18a與粘合片26x中的開口部分26y形成一空洞。
通過使用粘合片26x將布線襯底10和剛性元件12粘合可獲得這種結(jié)構(gòu)，其中，在與接地面18的未形成部分18a相重合的部分粘合片26x中形成開口部分26y。
在第五實施例的第一種變型中，根據(jù)連接墊部分20b的直徑等，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整粘合片26x的開口部分26y的深度，接地面18的未形成部分18a(空洞部分)的深度，或兩者，來優(yōu)化整體空洞部分的厚度，從而在布線線路部分20a和連接墊部分20b之間獲得阻抗匹配。在第一種變型的情形中，基于與上述實施例相同的原因，重要的是，通過改變粘合片26x的厚度來調(diào)整整體空洞部分的厚度，一定能獲得阻抗匹配。
另外，如圖17所示，在根據(jù)第五實施例的第二種變型中，通過樹脂層26將在接地面18側(cè)的布線襯底10的表面粘合到剛性元件12上，并用樹脂層26填充接地面18的未形成部分18a。在通過軟質(zhì)樹脂層26將剛性元件12和布線襯底10粘合時，將軟質(zhì)樹脂層26推壓并將其填充到接地面18的未形成部分18a后，可獲得該結(jié)構(gòu)。
在第五實施例的第二種變型中，基于連接墊部分20b的直徑等，來調(diào)整在連接墊部分20b之上置于絕緣膜16和剛性元件12之間的粘合層26的厚度。從而在布線線路部分20a與連接墊部分20b之間獲得阻抗匹配。
第五實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置1d，1e，1f)可獲得與第一實施例相同的優(yōu)點(diǎn)，由于其并不特別需要在剛性元件12中形成凹進(jìn)部分，因而又能使半導(dǎo)體封裝的結(jié)構(gòu)比第一實施例更簡化。
這樣，如同第一實施例，可采用應(yīng)用多種修改和變型的方式。又如同第二和第三實施例，可采用平板剛性元件，或通過省略焊球?qū)⒈緦嵤├龖?yīng)用于LGA類型半導(dǎo)體封裝。
(第六實施例)圖18表示對在現(xiàn)有技術(shù)中在封裝襯底中所封裝的半導(dǎo)體裝置施力作用的部分截面圖，以及圖19和圖20表示根據(jù)本發(fā)明第六實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)的截面圖。在圖19和圖20中，對于與第一實施例中圖3所示相同的那些元件賦予相同的附圖標(biāo)記，并將省略其描述。
如圖18所示，其中在封裝襯底(母版)130上封裝有具有現(xiàn)有技術(shù)中FBGA封裝結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置120(圖1)的電子部件中，若在水平方向?qū)Π雽?dǎo)體裝置120施力，則該力集中在焊球108(凸塊)連接部分的鄰近區(qū)域上。因此，由于將該力施加到連接焊球108的連接墊102y附近，因而有可能在信號布線層102中產(chǎn)生裂縫等，從而使信號布線層102斷路。根據(jù)第六實施例的半導(dǎo)體封裝可以克服這種缺陷。
如圖19所示，用與第一實施例中半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)1相同的構(gòu)建方式，構(gòu)建第六實施例的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)1g。通過粘合片26x，將形成接地面的布線襯底一表面粘合到剛性元件12除芯片安裝部分以外的周圍部分。構(gòu)成布線襯底10的絕緣膜16由諸如聚酰亞胺，環(huán)氧等具有彈性的樹脂膜制成。
然后，在與其上設(shè)置焊球25的連接墊部分20b相對應(yīng)的部分接地面18中，形成未形成部分18a。此外，在與未形成部分18a相對應(yīng)的部分剛性元件12中，形成凹進(jìn)部分12a。在圖19中，舉例說明了在凹進(jìn)部分12a中設(shè)置一空洞部分11的方式。
從而，如圖20所示，若將焊球25連接和設(shè)置到封裝襯底32上，并以水平方向?qū)Π雽?dǎo)體裝置1d施力，由于具有彈性的絕緣膜16可朝凹進(jìn)部分12a側(cè)彎曲和變形，因而集中到焊球25上的力可被絕緣膜16所吸收。
因此，即使當(dāng)以水平方向向焊球25施力時，也能防止在包含與焊球25連接的連接墊部分20b的信號布線層20中產(chǎn)生裂縫使布線斷路的缺陷產(chǎn)生。同時，由于在封裝襯底32上的連接墊所受的應(yīng)力得到釋放，因而能提高封裝襯底32上的布線可靠性。
以此方式，在第六實施例中，可形成凹進(jìn)部分12a，以使在對焊球25施力時，與設(shè)置有焊球25的區(qū)域相對應(yīng)的部分絕緣膜16發(fā)生彎曲和變形，從而該部分可將力吸收。
這樣，顯示出對剛性元件12的凹進(jìn)部分12a設(shè)置空洞部分11的方式。但也可采用在凹進(jìn)部分12a中填充不妨礙絕緣膜16變形的低硬度物體?？刹捎寐榷《┖铣上鹉z基底，苯酚基底樹脂等彈性物體作為低硬度物體。在凹進(jìn)部分12a中填充這種低硬度物體，且該物體還可用作粘合布線襯底10和剛性元件12的粘合層。
此外，舉例說明了將半球形形狀作為剛性元件12的凹進(jìn)部分12a的形狀。也可采用在第一實施例中所述的圓柱形，圓錐形等形狀。另外，如第四實施例，可將本實施例應(yīng)用于在布線襯底上不形成接地面的半導(dǎo)體裝置。
另外，若結(jié)合第一實施例等，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整剛性元件12的凹進(jìn)部分12a的大小，在凹進(jìn)部分12a中的介電常數(shù)等，可構(gòu)建能夠獲得阻抗匹配又可將施加到焊球25上的應(yīng)力釋放的半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)。
如上所述，解釋了本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)。不過本發(fā)明的范圍不限于上述實施例中具體所述范例，上述實施例在不偏離本發(fā)明范圍內(nèi)的變型應(yīng)該包含在本發(fā)明范圍之內(nèi)。
例如，在第一到第五實施例中，舉例表示出將絕緣膜16用于布線襯底10的核心襯底的方式。不過也可采用諸如玻璃環(huán)氧襯底等的剛性襯底。
此外，在第六實施例中，絕緣膜并不限于諸如聚酰亞胺，環(huán)氧等樹脂?？刹捎萌魏尉哂袕椥缘囊r底。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體封裝包括一金屬板；和一布線襯底，該布線襯底包括一絕緣襯底，一形成在絕緣襯底一個表面上的信號布線層，以及一在絕緣襯底另一表面上整體形成的接地面，在接地面?zhèn)鹊牟季€襯底的表面與金屬板相粘合；其中，該信號布線層由一布線線路部分和一寬度大于布線線路部分線寬的連接墊部分構(gòu)成，并在與連接墊部分相對應(yīng)的一部分接地面中設(shè)置一未形成部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，將接地面的未形成部分制成一空洞，或用一樹脂層填充。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，將接地面的未形成部分制成一空洞，并在未形成部分與金屬板之間置入一樹脂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體封裝，其中，將樹脂層調(diào)整到具有在布線線路部分與連接墊部分之間獲得阻抗匹配的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，在與接地面的未形成部分相對應(yīng)的一部分金屬板中再設(shè)置一凹進(jìn)部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，還包括在絕緣襯底的一個表面上形成與信號布線層相鄰的接地布線層；且其中，將接地布線層，接地面，和金屬板相互電連接，以構(gòu)成一整體等勢接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體封裝，其中，經(jīng)由一填充有導(dǎo)體的通孔將接地布線層，接地面，和金屬板電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體封裝，其中，在從布線襯底一端部的側(cè)壁到達(dá)金屬板的區(qū)域，剝露出接地布線層和接地面的側(cè)面，通過在該區(qū)域中設(shè)置的一導(dǎo)體，將接地布線層，接地面，和金屬板電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體封裝，其中，將接地面的未形成部分和金屬板的凹進(jìn)部分制成一空洞，或用一樹脂層填充。
10.一種半導(dǎo)體封裝包括一金屬板；和一布線襯底，該布線襯底包括一絕緣襯底，和一形成在絕緣襯底一個表面上的信號布線層，將布線襯底的另一表面粘帖到金屬板上；其中，信號布線層由一布線線路部分和一寬度大于布線線路部分線寬的連接墊部分構(gòu)成，并在與連接墊部分相對應(yīng)的一部分金屬板中設(shè)置一凹進(jìn)部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體封裝，還包括形成在絕緣襯底一個表面上的與信號布線層相鄰的接地布線層；且其中，將接地布線層和金屬板相互電連接，以構(gòu)成一整體等勢接地。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體封裝，其中，將金屬板的凹進(jìn)部分制成一空洞，或用一樹脂層填充。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體封裝，其中，將金屬板的凹進(jìn)部分制成具有圓柱形，半球形，或圓錐形的形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體封裝，其中，調(diào)整金屬板的凹進(jìn)部分，使其具有在布線線路部分和連接墊部分之間獲得阻抗匹配的深度。
15.一種半導(dǎo)體封裝包括一金屬板；和一布線襯底，該布線襯底包括一薄膜襯底，一形成在薄膜襯底一個表面上的信號布線層，且信號布線層具有一與凸塊相連的連接墊部分，薄膜襯底的另一表面與金屬板相粘合；其中，通過在與連接墊部分相對應(yīng)的一部分金屬板中設(shè)置一凹進(jìn)部分，來釋放施加給凸塊的應(yīng)力。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體封裝，還包括在薄膜襯底的另一個表面上整體形成的接地面；且其中，在與連接墊部分相對應(yīng)的一部分接地面中設(shè)置一未形成部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體封裝，其中，將金屬板的凹進(jìn)部分制成一空洞，或用彈性物體或苯酚樹脂填充。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝，其中，金屬板具有一將半導(dǎo)體芯片安裝到預(yù)定中心部分的芯片安裝部分，而將布線襯底粘帖到金屬板的除芯片安裝部分以外的周圍部分。
19.一種半導(dǎo)體裝置包括如權(quán)利要求18給出的半導(dǎo)體封裝；以及一半導(dǎo)體芯片，在一表面?zhèn)壬暇哂羞B接電極，其中將該半導(dǎo)體芯片的背面?zhèn)日澈系叫酒惭b部分，并將連接電極與布線襯底一個表面的一布線層電連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體封裝，其中在半導(dǎo)體封裝的金屬板的芯片安裝部分中設(shè)置一空腔，并將該半導(dǎo)體芯片粘帖到空腔的底部部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體封裝，還包括與布線襯底一個表面的連接墊部分相連的凸塊。
全文摘要
本發(fā)明給出了一種半導(dǎo)體封裝，該半導(dǎo)體封裝包括一金屬板和一布線襯底，該布線襯底具有一絕緣襯底，形成在絕緣襯底一個表面上的信號布線層，以及在絕緣襯底另一表面上整體形成的一接地面，由此將布線襯底在接地面?zhèn)鹊囊槐砻嬲澈系浇饘侔迳稀Ｔ撔盘柌季€層由一布線線路部分和一寬度大于布線線路部分線寬的連接墊部分構(gòu)成，并在與連接墊部分相對應(yīng)的部分接地面中設(shè)置未形成部分。此外，在與未形成部分相對應(yīng)的部分金屬板中可形成一凹進(jìn)部分。
文檔編號H01L23/36GK1489207SQ03155128
公開日2004年4月14日 申請日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月23日
發(fā)明者
口努, 樋口努 申請人:新光電氣工業(yè)株式會社