專(zhuān)利名稱(chēng)：電子裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
已知象COG(Chip On Glass)那樣，將半導(dǎo)體芯片倒裝焊接在堅(jiān)硬的基板上的方法。該實(shí)施方式中，由于基板基本沒(méi)有彈性，因此，半導(dǎo)體芯片和基板的電連接部分的接合力的強(qiáng)化成為問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，強(qiáng)化半導(dǎo)體基板和基板的電連接部分的接合力。
(1)本發(fā)明的電子裝置具有在內(nèi)部形成有集成電路的半導(dǎo)體基板、形成于所述半導(dǎo)體基板上并具有可彈性變形部的絕緣層、與所述半導(dǎo)體基板的內(nèi)部電連接并形成于所述可彈性變形部上的電極、和形成有與所述電極相面對(duì)并電連接的布線圖案的基板，所述可彈性變形部發(fā)生彈性變形，在所述電極的下方凹進(jìn)，利用彈力向所述布線圖案推壓所述電極。
根據(jù)本發(fā)明，由于絕緣層利用其彈力向布線圖案推壓電極，因此就可以強(qiáng)化半導(dǎo)體基板和基板的電連接部分的接合力。
(2)該電子裝置也可以還具有設(shè)于所述電極及所述布線圖案之間的突起(bump)，利用所述突起將所述電極和所述布線圖案電連接在一起。
(3)在該電子裝置中，所述突起也可以包含鎳層。
(4)本發(fā)明的電子裝置的制造方法包括將半導(dǎo)體裝置安裝在形成有布線圖案的基板上的工序；
所述半導(dǎo)體裝置包括在內(nèi)部形成有集成電路的半導(dǎo)體基板、形成于所述半導(dǎo)體基板上并具有可彈性變形部的絕緣層、和與所述半導(dǎo)體基板的內(nèi)部電連接并形成于所述可彈性變形部上的電極；所述安裝工序中，將所述半導(dǎo)體裝置和所述基板按照所述電極與所述布線圖案相面對(duì)的方式配置，使得所述可彈性變形部按照在所述電極的下方凹進(jìn)的方式彈性變形。
根據(jù)本發(fā)明，由于使絕緣層彈性變形，因此可以利用絕緣層的彈力向布線圖案推壓電極，從而可以強(qiáng)化半導(dǎo)體基板和基板的電連接部分的接合力。
(5)在該電子裝置的制造方法中，所述半導(dǎo)體裝置也可以還具有設(shè)于所述電極上的突起，借助該突起使所述可彈性變形部發(fā)生彈性變形。


圖1是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的電子裝置的圖。
圖2是圖3的II-II線剖面圖。
圖3是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的圖。
圖4A～圖4D是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖。
圖5A～圖5C是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖。
圖6是說(shuō)明本實(shí)施方式的電子裝置的制造方法的圖。
圖7是說(shuō)明本實(shí)施方式的其它的電子裝置的制造方法的圖。
圖8是說(shuō)明本實(shí)施方式的電子裝置的變形例的圖。
圖9是表示具有本實(shí)施方式的電子裝置的電子機(jī)器的圖。
圖10是表示具有本實(shí)施方式的電子裝置的電子機(jī)器的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的電子裝置的圖。電子裝置具有半導(dǎo)體裝置1。圖2及圖3是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的圖，圖2是圖3的II-II線剖面圖。
半導(dǎo)體裝置1具有半導(dǎo)體基板(例如半導(dǎo)體芯片)10。在半導(dǎo)體基板10的內(nèi)部，形成有集成電路12。在半導(dǎo)體基板10上，形成有多個(gè)襯墊14。襯墊14與半導(dǎo)體基板10的內(nèi)部電連接在一起。襯墊14也可以為與集成電路12電連接的布線的一部分(端部)。襯墊14也可以形成于半導(dǎo)體基板10的表面的周緣部(端部)。例如，既可以將多個(gè)襯墊14沿半導(dǎo)體基板10的表面的四邊排列，也可以沿兩邊排列。襯墊14例如由Al制成。另外，雖然沒(méi)有圖示，但也可以按照與集成電路12交迭的方式形成襯墊14。
在半導(dǎo)體基板10上，形成有絕緣層(具體來(lái)說(shuō)是電絕緣層)20。絕緣層20也可以包含鈍化膜22。鈍化膜22既可以?xún)H用非樹(shù)脂的材料(例如SiO2或SiN)制成，也可以含有樹(shù)脂層。在鈍化膜22上，形成有使襯墊(pad)14的至少一部分(例如中央部)顯露出來(lái)的開(kāi)口。即，鈍化膜22避開(kāi)襯墊14的至少中央部形成。也可以在襯墊14的端部上放置鈍化膜22。
絕緣層20具有可彈性變形部24?？蓮椥宰冃尾?4具有發(fā)生彈性變形的性質(zhì)(或應(yīng)力松弛功能)?？蓮椥宰冃尾?4形成于鈍化膜22上?？蓮椥宰冃尾?4最好由聚亞胺樹(shù)脂、硅酮改性聚亞胺樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、硅酮改性環(huán)氧樹(shù)脂、苯并環(huán)丁烯(BCB；benzocyclobutene)、聚苯并惡唑(PBO；polybenzoxazole)等具有彈性的樹(shù)脂制成。另外，只要是具有彈性的材料，也可以是無(wú)機(jī)材料(玻璃等)?？蓮椥宰冃尾?4也可以形成于鈍化膜22的局部的區(qū)域內(nèi)。例如，也可以在從半導(dǎo)體基板10的中央偏向任意一個(gè)端部的位置上，形成可彈性變形部24。也可以將可彈性變形部24的至少一部分(例如僅一部分)形成于與集成電路12交迭的區(qū)域內(nèi)?？蓮椥宰冃尾?4也可以具有傾斜的側(cè)面。
絕緣層20具有第1及第2面26、28。第2面是按照比第1面26更高出半導(dǎo)體基板10的方式形成的。第1面26也可以是鈍化膜22的表面(上表面)。第2面也可以是可彈性變形部24的表面(上表面)。
半導(dǎo)體裝置1具有第1及第2電極32、34。第1及第2電極32、34也可以不在半導(dǎo)體基板10的外側(cè)被電連接在一起。第1電極32避開(kāi)第2面28形成。第1電極32是所述的襯墊14。第1電極32與半導(dǎo)體基板10的內(nèi)部(例如集成電路12)電連接。也可以在第1電極32上形成突起36。另外，第1電極32既可以在鈍化膜22上再配置(變換間距)，也可以排列成多列。當(dāng)以多列進(jìn)行排列時(shí)，也可以排列成鋸齒形。
第2電極34形成于可彈性變形部24(第2面28)上。第2電極34形成于比第1電極32更高的位置上。如果將多個(gè)第2電極34排列成鋸齒形，則可以拓寬間距(參照?qǐng)D3)。另外，可以將第2電極34配置成單列。在第2電極34上，也可以形成突起38。也可以將突起36、38用相同材料制成。突起36、38也可以具有如下的構(gòu)造，即，包含Ni層，在Ni層上層疊由Au、Cr或Al制成的層。
第2電極34與半導(dǎo)體基板10的內(nèi)部(例如集成電路12)電連接。所以，也可以利用布線40將任意的襯墊14和第2電極34電連接。布線40從襯墊14上延伸至第2面28上形成。布線40也可以穿過(guò)第1面26上。
電子裝置具有支撐構(gòu)件50。支撐構(gòu)件50具有第1支撐面52和比第1支撐面52更低的第2支撐面54。支撐構(gòu)件50也可以包括第1及第2基板56、58。按照使第1及第2基板56、58具有交迭區(qū)域的方式進(jìn)行安裝。在其安裝中也可以使用粘接劑等。第1基板56例如為柔性基板。在第1基板56上也可以安裝電子零件72。第2基板58例如為電子面板(液晶面板、有機(jī)電致發(fā)光面板等)的至少一部分。對(duì)于液晶面板，按照與第2基板58相面對(duì)的方式設(shè)置另一個(gè)基板74。也可以使第2基板58從基板74向外突出，在第2基板58的第2支撐面54上、在基板74的周緣部，設(shè)置樹(shù)脂76。
位于第1基板56的與第2基板58交迭的區(qū)域內(nèi)并處于第2基板58相反一側(cè)的面是第1支撐面52。位于第2基板58的與第1基板56交迭的區(qū)域外的第1基板56側(cè)的面是第2支撐面52。
在第1支撐面52上形成第1布線圖案60，在第2支撐面54上形成第2布線圖案62。半導(dǎo)體裝置1的第1電極32和第1布線圖案60相面對(duì)并電連接。半導(dǎo)體裝置1的第2電極34和第2布線圖案62相面對(duì)并電連接。而且，在第1電極32和第1布線圖案60之間夾隔突起36，在第2電極34和第2布線圖案62之間夾隔突起38。所以，利用突起36將第1電極32和第1布線圖案60電連接，利用突起38將第2電極34和第2布線圖案62電連接。在電連接中，也可以使用各向異性導(dǎo)電材料(各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電糊等)64。另外，也可以不使用各向異性導(dǎo)電材料，而使用絕緣性的粘接劑或粘接薄膜等。
如圖1所示，利用例如粘接劑(各向異性導(dǎo)電材料64的粘合劑或絕緣性的粘接劑、粘接薄膜等)的收縮力，將半導(dǎo)體基板10和支撐構(gòu)件50(第2基板58)吸引粘接在一起。這樣，可彈性變形部24就能夠按照在第2電極34的下方凹進(jìn)的方式發(fā)生彈性變形。此后，利用可彈性變形部24的彈力，將第2電極34(或突起38)向第2布線圖案62推壓。根據(jù)本實(shí)施方式，由于絕緣層20(具體來(lái)說(shuō)是可彈性變形部24)利用其彈力將第2電極34(或突起38)向第2布線圖案62推壓，因此可以強(qiáng)化半導(dǎo)體基板10和第2基板58的電連接部分的接合力。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，半導(dǎo)體裝置1具有在不同高度的面上形成的第1及第2電極32、34，被安裝在具有高低差的區(qū)域(第1及第2支撐面52、54)上。另外，在本實(shí)施方式中，由于僅半導(dǎo)體裝置1的一部分與第1基板56交迭，因此可以實(shí)現(xiàn)第1基板56的小型化。
圖4A～圖5C是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制作方法的圖。如圖4A所示，在半導(dǎo)體基板10上，形成具有第1面26和比第1面26更高的第2面28的絕緣層20。當(dāng)半導(dǎo)體基板10為半導(dǎo)體晶片時(shí)，在各個(gè)構(gòu)成半導(dǎo)體晶片的區(qū)域內(nèi)形成可彈性變形部24?？蓮椥宰冃尾?4在與集成電路12交迭的區(qū)域內(nèi)形成。也可以通過(guò)對(duì)形成于半導(dǎo)體基板10(例如其全面)上的絕緣層(例如樹(shù)脂層)進(jìn)行圖案處理(例如蝕刻)來(lái)形成可彈性變形部24。
如圖4B所示，形成一層或多層的導(dǎo)電膜80。也可以利用例如TiW膜和其上的Cu膜來(lái)形成導(dǎo)電膜80。也可以利用濺射來(lái)形成導(dǎo)電膜80。還可以在第1及第2面26、28的整體上形成導(dǎo)電膜80。
如圖4C所示，在導(dǎo)電膜80上，按照去除第1及第2電極32、34的區(qū)域的方式，形成第1抗蝕層(例如樹(shù)脂層)82。在形成布線40(參照?qǐng)D3)的情況下，按照去除布線40的區(qū)域的方式，形成第1抗蝕層82。也可以經(jīng)過(guò)光刻等工序，對(duì)設(shè)于導(dǎo)電膜80(例如其全面)上的抗蝕層進(jìn)行圖案處理。
如圖4D所示，在導(dǎo)電膜80的從第1抗蝕層82露出的面上，通過(guò)將導(dǎo)電膜80作為電極進(jìn)行電解電鍍，形成第1金屬層(例如Cu層)84。而且，在第1金屬層84的形成中，也可以使用非電解電鍍。其后，將第1抗蝕層82除去。
如圖5A所示，將第1金屬層84作為掩模，對(duì)導(dǎo)電膜80進(jìn)行蝕刻。這樣就可以形成第2電極34及布線40。第2電極34形成于第2面28上。而且，在本實(shí)施方式中，襯墊14為第1電極32。
如圖5B所示，在除去突起36、38的形成區(qū)域(第1及第2電極32、34的至少中央部)內(nèi)，形成第2抗蝕層(例如樹(shù)脂層)86。
如圖5C所示，在第1金屬層84的從第2抗蝕層86顯露出來(lái)的面(突起36、38的形成區(qū)域)上，設(shè)置1層或多層第2金屬層(Ni、Au、Cr、Al等)88。這樣就可以形成突起36、38。
當(dāng)半導(dǎo)體基板10為半導(dǎo)體晶片時(shí)，半導(dǎo)體裝置的制作方法也可以包括對(duì)其進(jìn)行切斷(例如切割)的工序。其它的制作方法是從所述的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)成導(dǎo)出的內(nèi)容。根據(jù)本實(shí)施方式，由于第1及第2電極32、34形成于不同高度的面上，因此可以實(shí)現(xiàn)在具有高低差的區(qū)域上的安裝。
圖6是說(shuō)明本實(shí)施方式的電子裝置的制造方法的圖。該制造方法包括將半導(dǎo)體裝置1安裝在形成有第2布線圖案62的第2基板58上的工序?；蛘撸撝圃旆椒ò▽雽?dǎo)體裝置1安裝在具有第1支撐面52和比第1支撐面52更低的第2支撐面54的支撐構(gòu)件50上的工序。在進(jìn)行半導(dǎo)體裝置1的安裝前，先安裝第1及第2基板56、58。此后，使半導(dǎo)體裝置1的第1電極32和第1布線圖案60相面對(duì)并電連接。使半導(dǎo)體裝置1的第2電極34和第2布線圖案62相面對(duì)并電連接。在它們的電連接中，也可以使用各向異性導(dǎo)電材料(各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電糊等)64。另外，也可以通過(guò)利用粘接劑等樹(shù)脂的壓接來(lái)進(jìn)行電連接。
在安裝工序中，將半導(dǎo)體裝置1和第2基板58按照第2電極34與第2布線圖案62相面對(duì)的方式配置。此后，使可彈性變形部24按照在第2電極34的下方凹進(jìn)的方式發(fā)生彈性變形。例如，向半導(dǎo)體裝置1和第2基板58之間施加推壓力。也可以借助突起38，使可彈性變形部24發(fā)生彈性變形。此后，利用粘接劑(例如各向異性導(dǎo)電材料64的粘合劑等)的收縮力等，向半導(dǎo)體裝置1和第2基板58之間施加將兩者吸合的力。如果粘接劑發(fā)生硬化，即可以維持該吸合力。
根據(jù)本實(shí)施方式，使絕緣層20(具體來(lái)說(shuō)是它的可彈性變形部24)彈性變形，并維持它的彈性變形。所以，可以利用彈力將第2電極34向第2布線圖案62推壓，從而可以強(qiáng)化半導(dǎo)體基板20和第2基板58的電連接部分的接合力。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于半導(dǎo)體裝置1的第1及第2電極32、34形成于不同高度的面上，因此可以實(shí)現(xiàn)在具有高低差的區(qū)域(第1及第2支撐面52、54)上的安裝。
圖7是說(shuō)明本實(shí)施方式的其它的電子裝置的制造方法的圖。在該制造方法中，使半導(dǎo)體裝置1的第1電極32和形成于第1基板56上的第1布線圖案60相面對(duì)并電連接。即，在將半導(dǎo)體裝置1安裝到第2基板58上之前，先安裝在第1基板56上。在其接合中，也可以利用使用各向異性導(dǎo)電材料或樹(shù)脂的壓接、或者其它的COF(Chip On Film)安裝中使用的Au-Su合金接合或Au-Au金屬接合來(lái)進(jìn)行接合。此后，將半導(dǎo)體裝置1及第1基板56安裝在第2基板58上。具體來(lái)說(shuō)，使半導(dǎo)體裝置1的第2電極34與形成于第2基板58上的第2布線圖案62相面對(duì)并電連接。在其電連接中，也可以使用各向異性導(dǎo)電材料(各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電糊等)64。或者也可以進(jìn)行使用樹(shù)脂的壓接。另外，按照第1布線圖案60的和第1電極32的電連接部分與第2基板58交迭的方式，將第1基板56安裝在第2基板58上。在其安裝中，也可以使用各向異性導(dǎo)電材料64。根據(jù)本實(shí)施方式，雖然通過(guò)使第1及第2基板56、58交迭而形成高低差，但是，由于半導(dǎo)體裝置1的第1及第2電極32、34形成于不同高度的面上，因此可以與該高低差對(duì)應(yīng)。除此以外的內(nèi)容，與參照?qǐng)D6所說(shuō)明的內(nèi)容相同。
圖8是說(shuō)明本實(shí)施方式的電子裝置的變形例的圖。圖8所示的電子裝置在支撐構(gòu)件50上安裝有多個(gè)半導(dǎo)體裝置1。關(guān)于半導(dǎo)體裝置1的構(gòu)造和安裝的形式等詳細(xì)內(nèi)容，與上述的內(nèi)容相同。本發(fā)明也包括該形式。
作為具有本發(fā)明的實(shí)施方式的電子裝置的電子機(jī)器，在圖9中顯示有筆記本型個(gè)人電腦1000，在圖10中顯示有攜帶電話2000。
本發(fā)明并不限定于所述的實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種變形。例如，本發(fā)明包括與實(shí)施方式中說(shuō)明的構(gòu)成實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成(例如，功能、方法及結(jié)果相同的構(gòu)成，或目的及結(jié)果相同的構(gòu)成)。另外，本發(fā)明包括將實(shí)施方式中說(shuō)明的構(gòu)成的非本質(zhì)的部分置換后的構(gòu)成。另外，本發(fā)明包括可以取得與實(shí)施方式中說(shuō)明的構(gòu)成相同的作用效果的構(gòu)成，或可以達(dá)到相同目的的構(gòu)成。另外，本發(fā)明包括在實(shí)施方式中說(shuō)明的構(gòu)成中附加了公知技術(shù)的構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置，其特征是，具有在內(nèi)部形成有集成電路的半導(dǎo)體基板、形成于所述半導(dǎo)體基板上并具有可彈性變形部的絕緣層、與所述半導(dǎo)體基板的內(nèi)部電連接并形成于所述可彈性變形部上的電極、和形成有與所述電極相面對(duì)并電連接的布線圖案的基板，所述可彈性變形部發(fā)生彈性變形，在所述電極的下方凹進(jìn)，利用彈力向所述布線圖案推壓所述電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征是，還具有設(shè)于所述電極及所述布線圖案之間的突起(bump)，利用所述突起將所述電極和所述布線圖案電連接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子裝置，其特征是，所述突起包含鎳層。
4.一種電子裝置的制造方法，其特征是，包括將半導(dǎo)體裝置安裝在形成有布線圖案的基板上的工序；所述半導(dǎo)體裝置包括在內(nèi)部形成有集成電路的半導(dǎo)體基板、形成于所述半導(dǎo)體基板上并具有可彈性變形部的絕緣層、和與所述半導(dǎo)體基板的內(nèi)部電連接并形成于所述可彈性變形部上的電極；所述安裝工序中，將所述半導(dǎo)體裝置和所述基板按照所述電極與所述布線圖案相面對(duì)的方式配置，使得所述可彈性變形部按照在所述電極的下方凹進(jìn)的方式彈性變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子裝置的制造方法，其特征是，所述半導(dǎo)體裝置還具有設(shè)于所述電極上的突起，借助該突起使所述可彈性變形部發(fā)生彈性變形。
全文摘要
一種電子裝置，具有在內(nèi)部形成有集成電路的半導(dǎo)體基板、形成于半導(dǎo)體基板上并具有可彈性變形部的絕緣層、與半導(dǎo)體基板的內(nèi)部電連接并形成于可彈性變形部上的電極、和形成有與電極相面對(duì)并電連接的布線圖案的基板?？蓮椥宰冃尾堪l(fā)生彈性變形，在電極的下方凹進(jìn)，利用彈力向布線圖案推壓電極。
文檔編號(hào)H01L23/48GK1540420SQ200410032898
公開(kāi)日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2004年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
發(fā)明者橋元伸晃 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社