專利名稱：半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法，尤其是適宜適用于芯片尺寸封裝(CSP)或球狀格柵陣列(BGA)等的方法。
背景技術(shù)：
在以往的半導(dǎo)體裝置中，為了獲得半導(dǎo)體封裝的小型化，有使用芯片尺寸封裝或球狀格柵陣列的方法。在這些芯片尺寸封裝或球狀格柵陣列中，通過使用安裝了半導(dǎo)體芯片的載體基板，可構(gòu)成半導(dǎo)體封裝。因此，在將安裝了半導(dǎo)體芯片的載體基板搭載在母板上時，通過使用焊錫球或無鉛球，將載體基板與母板接合在一起。為了使焊錫球或無鉛球與載體基板或母板接合，而在載體基板或母板上形成連接盤(land)連接盤。
在此，作為連接盤的材料，一般使用銅。為了確保溫度循環(huán)性和球的剪切強度，而在連接盤的底面上實施有鍍鎳或鍍金。
進年來，與移動電話機等的小型化、高性能化和高功能化相適應(yīng)，移動電話機中都已搭載了芯片尺寸封裝或球狀格柵陣列等半導(dǎo)體封裝。由此，為了提高制品降落時的耐沖擊性，不再對連接盤的底面實施鍍鎳或鍍金，而是將焊錫球或無鉛球直接與銅的底面進行接合。
另外，例如，專利文獻1中公開了一種在溫度循環(huán)時，為防止焊錫球發(fā)生破裂，而將焊料抗蝕劑層開口部的端部形狀形成為錐狀的方法。
特開平10-340972號公報然而，將焊錫球或無鉛球與銅的底面直接接合時，雖然提高了制品落下時的耐沖擊性，但出現(xiàn)所謂剪切強度(橫向強度)、耐溫度循環(huán)性和球均攤(ball share)強度劣化的問題。
另一方面，對連接盤實施鍍鎳和鍍金時，雖然能確保剪切強度、耐溫度循環(huán)性和球均攤強度，但由于所謂(Cu，Ni)6Sn5合金的剝離方向的強度弱，所以出現(xiàn)所謂制品落下時耐沖擊性低劣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種既能抑制剪切強度劣化，又能提高耐沖擊性的半導(dǎo)體裝置和半導(dǎo)體裝置的制造方法。
為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的一種形態(tài)的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備安裝了半導(dǎo)體芯片的載體基板；配置在與上述半導(dǎo)體芯片安裝面不同的區(qū)域內(nèi)，以在上述載體基板上形成、并露出了接合底面的第1連接盤；和配置在與上述半導(dǎo)體芯片安裝面不同的區(qū)域內(nèi)，以在上述載體基板上形成、并在接合面上層疊了鍍層的第2連接盤。
據(jù)此，通過將第1連接盤與第1突出電極接合，可確保剝離方向的強度，同時，通過將第2連接盤與第2突出電極接合，可確保剪切強度。由此，既能抑制剪切強度劣化，又能確保剝離方向的強度，還能確保耐溫度循環(huán)性和球均攤強度，同時也提高了耐沖擊性。
另外，根據(jù)本發(fā)明的一種形態(tài)的半導(dǎo)體裝置，其特征是上述第1連接盤配置在上述載體基板中更容易產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)，而上述第2連接盤配置在上述載體基板中更容易產(chǎn)生剪切應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)。
據(jù)此，在容易產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)，可提高對拉伸應(yīng)力的耐性，同時，在容易產(chǎn)生剪切應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)，可提高對剪切應(yīng)力的耐性。由此，既能抑制剪切強度的劣化，又能提高對沖擊的耐性。
另外，根據(jù)本發(fā)明的一種形態(tài)的半導(dǎo)體裝置，其特征是還具有與上述第1和第2連接盤接合的突出電極；和隔著上述第1和第2突出電極，搭載了上述載體基板的母板。
據(jù)此，既能減小半導(dǎo)體封裝的安裝面積，又能確保剪切強度和對沖擊的耐性，并能使移動電話機等攜帶設(shè)備獲得小型化、高性能化和高功能化。
根據(jù)本發(fā)明的一種形態(tài)的半導(dǎo)體裝置，其特征是上述第1和第2連接盤的底面是Cu，上述鍍層是Pd的單層結(jié)構(gòu)、Au的單層結(jié)構(gòu)、Sn的單層結(jié)構(gòu)、Ni/Au的層疊結(jié)構(gòu)、Pd/Ni的層疊結(jié)構(gòu)、或者Pd/Ni/Au的層疊結(jié)構(gòu)、上述突出電極是焊錫球或無鉛球。
據(jù)此，可使焊錫球或無鉛球能穩(wěn)定地與鍍層接合，在與鍍層間的接合部分，可確保剪切強度，同時也能使焊錫球或無鉛球與銅底面直接接合，還能提高制品落下時的耐沖擊性。
另外，根據(jù)本發(fā)明的一種形態(tài)的半導(dǎo)體制造方法，其特征是具備以下工序即，將配置在與半導(dǎo)體芯片安裝面不同區(qū)域內(nèi)的第1和第2連接盤，在載體基板上形成的工序；在由抗蝕劑層覆蓋住第1連接盤的狀態(tài)下，進行電鍍處理，在上述第2連接盤的接合面上形成鍍層的工序；和在上述載體基板上安裝半導(dǎo)體芯片的工序。
據(jù)此，在第2連接盤的接合面上，可有選擇地形成鍍層，通過將第1突出電極與第1連接盤的底面接合之后，可將第2突出電極接合在設(shè)有鍍層的第2連接盤上。由此，既能獲得半導(dǎo)體封裝小型化，又能抑制剪切強度劣化，還能提高耐沖擊性。
根據(jù)本發(fā)明的一種形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征是還具備隔著分別與上述第1和第2連接盤接合的突出電極，將上述安裝了半導(dǎo)體芯片的載體基板搭載在母板上的工序。
據(jù)此，既能減小半導(dǎo)體封裝的安裝面積，又能確保剪切強度和耐沖擊性，還能使移動電話機等攜帶設(shè)備獲得小型化、高性能化、和高功能化。


圖1是表示涉及本發(fā)明的一種實施方式的半導(dǎo)體裝置的簡要構(gòu)成的剖面圖。
圖2是表示涉及本發(fā)明的一種實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖。
圖3是表示形成了鍍層的連接盤的配置方法的平面圖。
圖中1—母板，2、12a、12a’、22、32、42、52、23、33、43、53—連接盤，11、21、32、41、51—載體基板，12b—內(nèi)部配線，12c—導(dǎo)電圖案，12、12’—銅箔，13—焊料抗蝕劑層，14—半導(dǎo)體芯片，14a—焊盤電極，15—連接層，16—連接線，17—密封樹脂，18、18’—突出電極，19—鍍層
具體實施例方式
以下參照

涉及本發(fā)明實施方式的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
圖1是表示涉及本發(fā)明一種實施方式的半導(dǎo)體裝置的簡要構(gòu)成的剖面圖。
圖1中，在載體基板11的表面上形成導(dǎo)電圖案12c，同時在載體基板11的背面上形成多個連接盤12a、12a’。在連接盤12a’上形成鍍層19，同時，在連接盤12a上，不形成鍍層19，而是直接露出基體(鍍前表面)的狀態(tài)。而且，作為鍍層19，例如可采用Pd的單層結(jié)構(gòu)、Au的單層結(jié)構(gòu)、Su的單層結(jié)構(gòu)、Ni/Au的層疊結(jié)構(gòu)、Pd/Ni的層疊結(jié)構(gòu)、或者Pd/Ni/Au的層疊結(jié)構(gòu)。
另外，在載體基板11內(nèi)形成內(nèi)部配線12b，導(dǎo)電圖案12c和連接盤12a、12a’通過內(nèi)部配線連接。在載體基板11上形成覆蓋連接盤12a、12a’周圍的焊料抗蝕劑層13。在載體基板11上，通過接合層15面朝上安裝半導(dǎo)體芯片。在半導(dǎo)體芯片14上設(shè)置焊盤電極(pad electrode)14a，焊盤電極14a通過焊接線16與導(dǎo)電圖案12c連接。安裝在載體基板11上的半導(dǎo)體芯片14，用密封樹脂17密封住。而且，在用密封樹脂17密封半導(dǎo)體芯片14時，例如，使用環(huán)氧樹脂等熱固化樹脂進行模具成形等。
另外，設(shè)在載體基板11之背面的連接盤12a、12a’上，分別設(shè)置有用于在母板1上安裝載體基板11的突出電極18、18’。分別將突出電極18、18’與設(shè)在母板1上的連接盤2進行接合，而將載體基板11安裝在母板1上。
另外，作為載體基板11，例如可使用兩面基板、多層配線基板、組合基板、帶式基板或薄膜基板等，作為載體基板11的材質(zhì)，例如可使用聚酰亞胺樹脂、玻璃環(huán)氧樹脂、BT樹脂、芳族聚酰胺和環(huán)氧的混合物或陶瓷等。另外，作為導(dǎo)電圖案12c和連接盤2、12a、12a’的材質(zhì)，例如可使用Cu。作為突出電極18，例如，除了焊錫球和無鉛球外，還可使用Au凸起、用焊錫等被覆的Cu凸起和Ni凸起等，作為焊接線16，例如可使用Au和Al線等。作為接合層15，例如可使用Ag糊等。作為無鉛球，最好使用Sn-Ag-Cu的合金、Sn-Ag-Cu-Bi的合金。
另外，除了在載體基板11上朝上安裝半導(dǎo)體芯片14的方法外，還可以在載體基板11上倒裝片安裝半導(dǎo)體芯片14。例如，在載體基板11上倒裝片安裝半導(dǎo)體芯片14時，可使用ACF(Anisotropic ConductiveFilm)、NCF(Nonconductive Film)接合、ACP(Anisotropic ConductivePaste)接合、NCP(Nonconductive Conductive Paste)接合等壓接接合，也可用焊錫接合和合金接合等金屬接合。
然后，通過將突出電極18、18’分別與連接盤12a、12a’接合，可將突出電極18直接接合在連接盤12a的底面上，將突出電極18’接合在形成鍍層19的連接盤12a’上。
作為連接盤12a的基體使用Cu，與對連接盤12a實施Ni/Au等鍍層19的情況比較，可確保剝離方向的強度，并能提高耐沖擊性。通過在連接盤12a’上形成鍍層19，與沒有鍍層19的情況比較，可提高剪切強度。由此，通過將連接盤12a與突出電極18接合，可確保剝離方向的強度，同時，通過將連接盤12a’與突出電極18’接合，可確保剪切強度。結(jié)果，既能抑制剪切強度劣化，又能確保剝離方向的強度，既能確保耐溫度循環(huán)性和球均攤強度，又能提高耐沖擊性。
在將焊錫球和無鉛球與Cu底面的連接盤12a接合時，也可在連接盤12a上形成CuOSP等有機皮膜。在將突出電極與設(shè)在母板1上的連接盤2接合時，可將突出電極18直接與連接盤2的基體接合?；蛘?，對于設(shè)在母板1上的連接盤2，也可設(shè)置實施鍍的連接盤和未實施鍍的連接盤。
另外，連接盤12a配置在載體基板11上易于產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)，連接盤12a’最好配置在載體基板11上易于產(chǎn)生剪切應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)。最好是將連接盤12a配置在比設(shè)置連接盤12a’的區(qū)域更容易產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)，將連接盤12a’配置在比設(shè)置連接盤12a的區(qū)域更容易產(chǎn)生剪切應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)。
圖2是表示涉及本發(fā)明一種實施方式的半導(dǎo)體裝置制造方法的剖面圖。
圖2(a)中，在載體基板11的兩個面上分別貼合銅箔12、12’。如圖2(b)所示，通過將銅箔12、12’分別形成圖案，在載體基板11上形成導(dǎo)電圖案12c，同時在載體基板11的背面上形成連接盤12a、12a’。
另外，在載體基板11上形成導(dǎo)電圖案12c時，可使用光刻技術(shù)，在銅箔12上形成與導(dǎo)電圖案12c形狀相對應(yīng)的第1光致抗蝕劑膜。將第1光致抗蝕劑膜作為掩模，對銅箔12進行蝕刻，可在載體基板11上形成導(dǎo)電圖案12c。而且，在載體基板11的背面上形成連接盤12a、12a’時，也可使用光刻技術(shù)，在銅箔12’上形成與連接盤12a、12a’形狀相對應(yīng)的第2光致抗蝕劑膜。同樣將第2光致抗蝕劑膜作掩模，對銅箔12’進行蝕刻，可在載體基板11的背面上形成連接盤12a、12a’。
在導(dǎo)電圖案12c上，例如也可形成Ni/Au層疊結(jié)構(gòu)的鍍層。連接盤12a的厚度，例如為10～30μm，連接盤12a的直徑，例如為300～400μm。
接著，如圖2(c)所示，形成貫通載體基板11的開口部，通過將導(dǎo)電性材料埋入開口部內(nèi)，在載體基板11上形成內(nèi)部配線12b。作為埋入開口部內(nèi)的導(dǎo)電性材料，例如可用Cu糊等。
接著，如圖2(d)所示，在載體基板11上形成被覆連接盤12a之周圍的焊料抗蝕劑層13。在載體基板11上形成焊料抗蝕劑層13時，在載體基板11上涂布絕緣性樹脂，介于構(gòu)成的掩模，覆蓋在連接盤12a、12a’上。
接著，如圖2(e)所示，在載體基板11上貼合標識帶M，覆蓋住導(dǎo)電圖案12c。而且，利用光刻技術(shù)，在載體基板11的背面上，形成覆蓋連接盤12a的接合面，同時使連接盤12a’的接合面露出的抗蝕劑膜圖案R。通過對形成抗蝕劑膜圖案R的載體基板11進行電鍍處理，如圖2(f)所示，在連接盤12a’上有選擇地形成鍍層19。而且，在導(dǎo)電圖案12c上形成鍍層時，不必在載體基板11上貼合標識帶M，就可對載體基板11進行電鍍處理。在連接盤12a’上有選擇地形成鍍層19時從載體基板11上除去抗蝕劑膜圖案R和標識帶M。
接著，如圖2(g)所示，通過接合層15，將半導(dǎo)體芯片14安裝在載缽基板11上。這樣，通過焊接線16將焊接電極14a與導(dǎo)電圖案12c連接后，用密封樹脂17將半導(dǎo)體芯片14封住。然后，如圖1所示，通過使突出電極18與連接盤2、12a接合，同時使突出電極18’與連接盤2、12a’接合，將載體基板11安裝在母板上。
圖3是表示涉及本發(fā)明實施方式的形成了鍍層的連接盤配置方法的平面圖。
圖3(a)中，在載體基板21上交替配置露出底面的的連接盤22，和對接合面實施電鍍的連接盤23，據(jù)此，能用剪切強度優(yōu)良的連接盤23圍繞著剪切強度較差的連接盤22，同時還能用剝離方向強度優(yōu)良的連接盤22圍繞著剝離方向強度較差的連接盤23。結(jié)果，剪切強度較差的連接盤22的接合部分，可由剪切強度優(yōu)良的連接盤23的連接盤23的接合部分支撐著，同時，剝離方向強度較差的連接盤23的接合部分，可由剝離方向強度優(yōu)良的連接盤22的接合部分支撐著，所以既能獲得半導(dǎo)體封裝小型化，又能抑制剪切強度劣化，還能提高耐沖擊性。
如圖3(b)所示，將實施電鍍的連接盤33配置在載體基板31上，同時將露出基體的連接盤32配置在載體基板31的四個角處。
如圖3(c)所示，將實施電鍍的連接盤43配置在載體基板41的內(nèi)側(cè)，同時將露出基體的連接盤42配置在載體基板41的外周部分。
另外，如圖3(d)所示，將實施電鍍的連接盤53配置在載體基板51上，同時將露出基體的連接盤52配置在載體基板51的對角線上。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備安裝了半導(dǎo)體芯片的載體基板；以配置在與上述半導(dǎo)體芯片的安裝面不同的區(qū)域內(nèi)的方式，在上述載體基板上形成、并露出接合面基體的第1連接盤；和以配置在與上述半導(dǎo)體芯片的安裝面不同的區(qū)域內(nèi)的方式，在上述載體基板上形成、并在接合面上層疊了鍍層的第2連接盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述第1連接盤配置在上述載體基板中更易于產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)，上述第2連接盤配置在上述載體基板中更易于產(chǎn)生剪切應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述第1連接盤配置在比上述配置了第2連接盤區(qū)域更易于產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)、上述第2連接盤配置在比上述配置了第1連接盤的區(qū)域更易于產(chǎn)生剪切應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還具備接合于上述第1和第2連接盤的突出電極；和隔著上述第1和第2突出電極，搭載了上述載體基板的母板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述第1和第2連接盤的底面是Cu、上述鍍層是Pd的單層結(jié)構(gòu)、Au的單層結(jié)構(gòu)、Sn的單層結(jié)構(gòu)、Ni/Au的層疊結(jié)構(gòu)、Pd/Ni的層疊結(jié)構(gòu)、或Pd/Ni/Au的層疊結(jié)構(gòu)，上述突出電極是焊錫球或無鉛球。
6.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具備在載體基板上形成配置在與半導(dǎo)體芯片安裝面不同區(qū)域內(nèi)的第1和第2連接盤的工序；通過在用保護膜覆蓋第1連接盤的狀態(tài)下進行電鍍處理，在上述第2連接盤的接合面上形成鍍層的工序；和在上述載體基板上安裝半導(dǎo)體芯片的工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置制造方法，其特征在于，還具備隔著分別與上述第1和第2連接盤接合的突出電極，將安裝了上述半導(dǎo)體芯片的載體基板搭載在母板上的工序。
全文摘要
既能抑制半導(dǎo)體裝置的剪切強度劣化，又能提高耐沖擊性。在載體基板11的背面上形成多個連接盤(12a、12a’)，在連接盤(12a’)上形成鍍層(19)，在連接盤(12a)上不形成鍍層(19)，而形成基體露出的狀態(tài)，通過將突出電極(18、18’)分別與連接盤(12a、12a’)接合，使突出電極(18)直接與連接盤(12a)的基體接合，使突出電極(18’)與形成鍍層(19)的連接盤(12a’)接合。
文檔編號H01L23/498GK1747161SQ200510091529
公開日2006年3月15日 申請日期2005年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月6日
發(fā)明者大槻哲也 申請人:精工愛普生株式會社