專利名稱：半導(dǎo)體元件及其晶片級芯片尺寸封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體元件及其晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP )。
背景技術(shù)：
在如LSI器件的半導(dǎo)體器件中，在半導(dǎo)體芯片表面上形成諸如晶體管和 各種電子元件的集成電路，因此當(dāng)其工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量。為了避免由于半導(dǎo) 體芯片中產(chǎn)生的過度的熱量而引起錯(cuò)誤和故障，已經(jīng)開發(fā)了用于從半導(dǎo)體器 件有效散熱的各種熱沉(heatsink)結(jié)構(gòu)和散熱結(jié)構(gòu)。例如，日本專利申請 公開No. 2002 - 158310講授了 一種配備有散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其中與板 連接的散熱電極通過絕緣樹脂(或絕緣層)朝向板散發(fā)由半導(dǎo)體芯片的表面 產(chǎn)生的熱量。在該半導(dǎo)體器件中，半導(dǎo)體芯片的表面區(qū)域和側(cè)面區(qū)域由絕緣 樹脂(或絕緣層)覆蓋。
另外，日本專利申請公開No. 2001 - 77236講授了 一種配備有散熱結(jié)構(gòu) 的半導(dǎo)體器件，其中由用作電源的襯墊(pad)所產(chǎn)生的相對大量的熱通過 薄膜基底的散熱圖形(對應(yīng)于布線部分)的方式經(jīng)由在半導(dǎo)體元件表面形成 的下填充(under-fill)材料而被耗散，該散熱圖形設(shè)置在半導(dǎo)體元件表面的 周邊部分中。在該半導(dǎo)體器件中，布線部分形成在其中形成集成電路的半導(dǎo) 體芯片表面的旁邊。
制造晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP),使得在晶片^1切割為大量的單個(gè) 半導(dǎo)體芯片之前，在半導(dǎo)體芯片表面上形成用于在半導(dǎo)體芯片和板之間建立 電連接的布線部分和電極部分，并將其密封在樹脂中。在WLCSP中，在預(yù) 期位置形成布線部分、電極部分和絕緣部分，使得它們并不伸出半導(dǎo)體芯片 的側(cè)面區(qū)域。這實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體芯片的尺寸降低。
在其中半導(dǎo)體芯片的側(cè)面區(qū)域被封入絕緣層中的日本專利申請公開No.2002 - 158310中所公開的半導(dǎo)體器件以及在日本專利申請公開No. 2001 -77236中所公開的半導(dǎo)體器件都不適合于WLCSP。
傳統(tǒng)上，WLCSP不配備允許有效散發(fā)由半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生的熱的散熱結(jié) 構(gòu)。所以，為了提高半導(dǎo)體器件的可靠性，強(qiáng)烈要求WLCSP配備有效的散 熱結(jié)構(gòu)。
由于非常先進(jìn)的以實(shí)現(xiàn)高速處理和電路元件高度集成的關(guān)于IC器件和 LSI器件的最近的發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)了實(shí)現(xiàn)從半導(dǎo)體器件有效散熱的關(guān)于芯片 和封裝的各種類型的結(jié)構(gòu)，并已投入實(shí)際使用。
在減小如筆記本電腦和具有數(shù)字相機(jī)的便攜式電話的電子器件的尺寸、 厚度和重量上已經(jīng)獲得了很大的進(jìn)步。至于用于半導(dǎo)體元件的芯片外殼，近 來芯片尺寸封裝(CSP)代替了常規(guī)的雙列直插式封裝(dual in-line package, DIP)。
例如，將芯片尺寸封裝(CSP)設(shè)計(jì)成使得半導(dǎo)體元件通過金屬凸塊 (metal bump)連接到載體基底，在載體基底的下表面上形成用于將半導(dǎo)體 元件附著到印刷電路板上的金屬凸塊。最近的發(fā)展使晶片級芯片尺寸封裝 (WLCSP)具有金屬襯墊，其允許與在其上形成有電子電路的半導(dǎo)體基底 的預(yù)定表面(或電子電路制造表面)上所形成的外部器件的連接。
另外，已經(jīng)開發(fā)了各種結(jié)構(gòu)以提高在常規(guī)芯片尺寸封裝中的半導(dǎo)體元件 的散熱性能。例如，日本專利申請公開No.H10-321775講授了一種熱沉結(jié) 構(gòu)，其中附著到與CSP的預(yù)定表面相對的平坦表面的導(dǎo)熱片與具有多個(gè)通道 (channel)的金屬熱沉接觸，這些通道與金屬熱沉板結(jié)合以散發(fā)由半導(dǎo)體元 件產(chǎn)生的熱。日本專利申請公開No. Hll-67998講授了一種熱沉結(jié)構(gòu)，其 中在與CSP的預(yù)定表面相對的平坦表面上形成具有實(shí)現(xiàn)高度差的不規(guī)則區(qū) 的不規(guī)則膜，由此散發(fā)由半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的熱。
在日本專利申請公開No. H10-321775中公開的熱沉結(jié)構(gòu)中，金屬熱沉 板附著到與CSP的預(yù)定表面相對的平坦表面，由于平坦表面的有限面積，其 散熱效果也受到限制。
在曰本專利申請公開No. Hll -67998中/>開的熱沉結(jié)構(gòu)中，由于在平 坦表面上形成的不規(guī)則區(qū)會(huì)引起總面積的增加，因此可以提高散熱效果；然 而，因?yàn)槠溆邢薜纳嵝Ч?，所以仍然存在問題。
常規(guī)的WLCSP具有非常窄的表面區(qū)域，使得不能提供用于在其上設(shè)置
標(biāo)記間隔(marking space)的空間。這在操作者區(qū)別半導(dǎo)體元件的方向時(shí)引 起困難。
傳統(tǒng)上，通過兩個(gè)步驟將半導(dǎo)體芯片安裝到板上，即，使用粘合劑實(shí)現(xiàn) 暫時(shí)連接的第一步驟和使用焊料實(shí)現(xiàn)固定連接的第二步驟。這使得生產(chǎn)者降
減小生產(chǎn)機(jī)器的尺寸，這在P爭低制造成本上引起瓶頸。由于此原因，已經(jīng)開 發(fā)了使用磁性材料將半導(dǎo)體芯片有效安裝到板上的各種方法，并將其投入實(shí) 際使用，例如，這些方法在下面的文獻(xiàn)中公開。
日本專利申請公開No. 2002- 57433;
曰本專利No. 2699938;
日本專利申請公開No. H04 - 113690;以及
曰本專利申請/〉開No. H02 - 134894。
通過使用磁性材料將半導(dǎo)體芯片安裝到板上的常規(guī)方法將參考圖20和 21來進(jìn)行描述。
圖35是示出安裝方法的第一個(gè)例子的橫截面圖，其中附圖標(biāo)記201表 示芯片模塊，附圖標(biāo)記202表示在其上安裝芯片部件201的布線板。將芯片 模塊201設(shè)計(jì)成一對電極端子204附著到其上形成有電子電路的芯片基底 203的兩側(cè)；永久i茲鐵205粘附到芯片基底203的底部；在芯片基底203的 上表面上形成密封部件206。將布線板202設(shè)計(jì)成在其上形成有布線圖形(未 示出)的基底207上的預(yù)定位置形成電極圖形208;將磁性材料209設(shè)置在 電極圖形208之間。
在將芯片模塊201安裝到布線板202的過程中，將芯片模塊201設(shè)置在 布線板202的上方以在電極端子204和電極圖形208之間建立定位；然后， 向下移動(dòng)芯片模塊201而使電極端子204與電極圖形208接觸，由此可以完 成安裝過程。這里，芯片模塊201的永久磁鐵205吸引布線板202的磁性材 料209，由此可以按照它們之間預(yù)定的定位將芯片模塊201牢固地固定到布 線板202。
圖36是示出安裝方法的第二個(gè)例子的橫截面圖，其中附圖標(biāo)記211表 示IC芯片，附圖標(biāo)記212表示印刷電路板。這里，在IC芯片211的預(yù)定表 面211a上形成多個(gè)電極襯墊213,并JU茲性材:扦214嵌入IC芯片211的預(yù) 定表面211a中。在印刷電路板212上形成布線圖形215，磁性材料216嵌入
印刷電路板212。另外，用于與布線圖形215建立電連接的焊料球217貼附 在電極襯墊213上。
在將IC芯片211安裝到印刷電路板212上的過程中，將焊料球217貼 附在IC芯片211的電極襯墊213上；然后，將IC芯片211定位在印刷電路 板212之上以在焊料球217和布線圖形215之間建立定位；此后，熔化焊料 球217使IC芯片211牢固安裝在印刷電路板212上。這里，磁性材料214 和216均是被-茲化的，由此以它們之間預(yù)定的定位將IC芯片211固定到印 刷電贈(zèng)4反212。
上面提到的方法需要定位永久磁鐵205和磁性材料209、 214和216的 工藝以及使磁性材料209、 214和216磁化的工藝。這增加了制造工藝的零 件數(shù)量和數(shù)目，隨之增加制造成本。當(dāng)永久磁鐵205和磁性材料209、 214 和216在定位上改變時(shí)，就必須重新設(shè)計(jì)產(chǎn)品，這在設(shè)計(jì)上會(huì)導(dǎo)致額外的成 本。
如圖35所示，在布線板202上安裝芯片模塊201之前，必須將永久磁 鐵205附著到芯片模塊201并相應(yīng)地將磁性材料209附著到布線板202，其 中因?yàn)橛谰么盆F205和磁性材料209的提供，產(chǎn)品在總體高度和體積上應(yīng)該 增加了 ，這引起對降低產(chǎn)品尺寸和減小厚度的不希望的限制。
為了將包括磁性材料214的IC芯片211安裝到包括磁性材料216的印 刷電路板212上，就必須增加IC芯片211的厚度使其大于磁性材料214的 厚度，而且必須增加印刷電路板212的厚度使其大于磁性材料216的厚度。 這引起對產(chǎn)品的尺寸減小和厚度P爭低的不希望的限制。
在WLCSP中，根據(jù)薄膜形成技術(shù)、光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)，在硅晶片(或 半導(dǎo)體晶片)的表面上以矩陣形式形成集成電路，該晶片經(jīng)過鏡面處理，其 中在集成電路上形成凸塊和保護(hù)絕緣膜；此后，利用劃片刀等沿劃片線將半 導(dǎo)體晶片切割成單個(gè)芯片。
在上述制造工藝中，為了以批量單位管理WLCSP，就必須識(shí)別半導(dǎo)體 晶片。日本專利申請公開No. H02 - 125412講授了一種具有條形碼的半導(dǎo)體 晶片，并將其投入實(shí)際使用。
圖41是示出具有條形碼的半導(dǎo)體晶片的一個(gè)例子的透視圖，其中劃片 刀302用于在半導(dǎo)體晶片301的定向平面301a附近的預(yù)定區(qū)域或在半導(dǎo)體 晶片301的周邊區(qū)域上進(jìn)行切割，由此形成條狀空洞303a、 303b,...…，所 有這些空洞合起來用作條形碼303。
為了管理單個(gè)的WLCSP產(chǎn)品，在與其中形成有電子電路的封裝的預(yù)定 表面相對的表面上形成用于產(chǎn)品管理的識(shí)別碼。
圖42為示出具有識(shí)別碼的封裝(即WLCSP 304 )的一個(gè)例子的透視圖， 其中墨點(diǎn)激光打印機(jī)用于在與其上形成有凸塊305的WLCSP 4的預(yù)定表面 相對的背側(cè)表面304a上印刷表示生產(chǎn)編碼和特征的識(shí)別碼306。
圖43為示出具有識(shí)別碼的封裝(即WLCSP 307 )的另一個(gè)例子的透視 圖，其中激光處理機(jī)用于在與其上形成有凸塊305的WLCSP 307的預(yù)定表 面相對的背側(cè)表面307a上形成表示生產(chǎn)編碼和特征的不MJ'j區(qū)(即識(shí)別碼 308)。
其中使用油墨打印識(shí)別碼306的WLCSP 304可能遭受各種問題，其中 由于各種因素，例如油墨打印的分散、油墨的退化以及墨點(diǎn)激光打印機(jī)的電 源波動(dòng)，識(shí)別碼306在濃度上顯示出偏差，并且讀起來不清晰。對于識(shí)別碼 306，這引起閱讀上的錯(cuò)誤、故障和困難。另外，為了打印出識(shí)別碼306, WLCSP 304需要特別設(shè)計(jì)的機(jī)器，即墨點(diǎn)激光打印機(jī)，這很麻煩。
其中使用激光處理機(jī)形成識(shí)別碼308的WLCSP 307可能遭受各種問題， 其中由于各種因素，例如不規(guī)則區(qū)的分散、激光處理機(jī)的電源波動(dòng)，識(shí)別碼 308在濃度上顯示出偏差，并且讀起來不清晰。對于識(shí)別碼308,這引起閱 讀上的錯(cuò)誤、故障和困難。另外，為了通過不規(guī)則區(qū)形成識(shí)別碼308， WLCSP 307需要特別設(shè)計(jì)的機(jī)器，即激光處理機(jī)。
由于在尺寸和重量上減小并在性能上高度發(fā)展的便攜式電話和信息終 端的技術(shù)進(jìn)步，要求LSI器件和半導(dǎo)體器件以電路和元件的高集成度和高密 度來封裝。設(shè)計(jì)晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP)以獲得高度集成的半導(dǎo)體 器件，其中在制造上使晶片處理和封裝一體化。
圖50為示出密封在WLCSP中的半導(dǎo)體器件的橫截面圖，其中再布線 層(re-wiring layer) 477與在半導(dǎo)體芯片453上形成的襯墊電極(未示出) 相連；在再布線層477上形成封入在密封樹脂473中的金屬支柱480;并將 例如焊料球的外部端子481附著到金屬支柱480的表面。這公開在日本出版 的名為"Nikkei Micro Device", p.p. 44-71, 1998年8月的期刊中。日本專利 申請公開No. 2000 - 216184講授了適合于半導(dǎo)體器件的第一變型，其中金屬 支柱嵌入形成在樹脂開口內(nèi)部的屏蔽層中。日本專利申請公開No. 2001 -244372講授了適合于半導(dǎo)體器件的第二變型，其中金屬支柱具有球狀。
然而，上述半導(dǎo)體器件及其第一變型講授了將其直徑大于金屬支柱的外 部端子附著到"柱狀，，金屬支柱上，其中用于再布線層的支柱基部直徑(參 見477b )與金屬支柱的直徑基本相等。這表明支柱基部占有再布線層面積的 相對大的比例，由此再布線層就會(huì)在用于連線再引出(re-drawing of wires) 的面積上受限。由于對于再布線(或連線再引出)的這種相對小的自由度， 上述結(jié)構(gòu)在處理LSI器件中外部端子的復(fù)雜設(shè)置時(shí)就存在困難。另外，這限 制了外部端子的總密度(即每單位面積的外部端子數(shù)量)。
通過對再布線層采用多層結(jié)構(gòu)可以提高對于再布線的自由度。然而，這 可能顯著增加制造成本，這對于制造者是不利的。
第二變型的優(yōu)點(diǎn)在于通過形成球狀金屬支柱，減小了用作端子底部的金 屬支柱靠近外部端子的表面面積。然而，端子底部的減小引起外部端子連接 強(qiáng)度的降低，由此會(huì)降低半導(dǎo)體器件的可靠性。另外，"球狀"金屬支柱可 能容易被破壞或容易與半導(dǎo)體芯片分離。
曰本專利申請公開No. 2001 - 94000講授了 一種以芯片尺寸封裝(CPS ) 密封的半導(dǎo)體器件的一個(gè)例子，其中半導(dǎo)體芯片通過與印刷電路板建立電連 接的外部端子與底部基底相連。
曰本專利申請公開No. 2003 - 124389講授了 一種進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)包括半導(dǎo) 體基底的半導(dǎo)體器件的尺寸減小的晶片級芯片尺寸封裝(WLCPS)的一個(gè) 例子，其中在用于制造電子電路的預(yù)定表面上形成外部端子。
圖61是表示芯片尺寸封裝(CSP) 501的透視圖；圖62是CSP 501的 橫截面圖，其中半導(dǎo)體芯片503與在底部基底502表面上形成的電路和線電 連接；絕緣樹脂帶504粘附到底部基底502的背側(cè)；用于與半導(dǎo)體芯片503 建立電連接的金屬凸塊505在樹脂帶504上露出；在底部基底502的表面和 背側(cè)形成有V形通道部分506并且其二維地延伸。
由于在底部基底502的表面和背側(cè)形成V形通道部分506, CSP 501的 缺點(diǎn)在于底部基底502的剛性略微降低，且其端部容易變形。當(dāng)通過熱回流 將CSP 501安裝到印刷電路板上時(shí)，響應(yīng)于印刷電路板的彎曲，底部基底502 的端部容易變形，由此金屬凸塊505不容易被破壞，并且不大可能朝向印刷 電路板上鄰近的著陸區(qū)(lands)而嚴(yán)重變形。
圖63是表示W(wǎng)LCSP511的傳統(tǒng)公知例子的橫截面圖，其中在硅基底512
的表面512a上形成集成電路513;形成由絕緣樹脂構(gòu)成的樹脂包圍層514 以完全覆蓋包括集成電路513的表面512a;在樹脂包圍層514的表面514a 上部分地露出用于與集成電路513建立電連接的焊料凸塊(或電極)515。
WLCSP 511所占用的面積基本上等于硅基底512的總表面積。與CSP 501相比，WLCSP511在用于制造電子電路的面積上減小了 ，并且其尺寸減 小。
其中在底部基底502的表面和背側(cè)上形成V形通道部分506的上述CSP 501可以可靠地阻止由于印刷電路板彎曲而引起焊料橋和線被損壞并破裂。 然而，它很難避免包括半導(dǎo)體芯片503的CSP 501整體彎曲的發(fā)生。
也就是說，在底部基底502的表面和背側(cè)上形成V形通道部分506不能 充分地避免包括半導(dǎo)體芯片503的CSP 501的整體彎曲。
與CSP 501類似，很難避免包括硅基底512的WLCSP 511的整體彎曲 的發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體器件，它能夠以WLCSP的形式制 造，并能夠有效地將半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生的熱散發(fā)到其外部。
本發(fā)明的另 一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體元件及其晶片級芯片尺寸封裝， 它能夠在不增加半導(dǎo)體元件有效面積的情況下提高散熱性能，它很容易區(qū)分 半導(dǎo)體元件的方向，并能夠被處理以提供由半導(dǎo)體元件具體標(biāo)明的信息。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種半導(dǎo)體元件及其板，它能夠在不增加 零件數(shù)量和制造工藝以及在不增加產(chǎn)品的總體高度和體積的情況下實(shí)現(xiàn)產(chǎn) 品的尺寸降低和厚度減小。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種半導(dǎo)體元件及其制造方法，其中識(shí)別 信息可以容易地施加給半導(dǎo)體元件而不引起任何損壞。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種封入WLCSP中的半導(dǎo)體器件，其中 提高了再布線的自由度而不使用用于再布線層的多層結(jié)構(gòu)，它處理了外部端 子的復(fù)雜布置并提高了外部端子的密度，它保證了與金屬支柱連接的外部端 子的高連接強(qiáng)度。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種半導(dǎo)體器件，它可靠地避免了半導(dǎo)體 基底彎曲的發(fā)生，并由此增加了強(qiáng)度并改善了散熱。
在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種半導(dǎo)體器件，其包括具有矩形形
狀的半導(dǎo)體芯片、其中在其表面上形成多個(gè)襯墊電極；第一絕緣層，其形成
芯片的表面上設(shè)置以與外部器件建立電連接的多個(gè)連接電極；在半導(dǎo)體芯片 的表面上設(shè)置并與外部器件連接的至少一個(gè)散熱電極；在第一絕緣層的表面 上形成以在襯墊電極和連接電極之間建立電連接的第一布線部分；在第一絕 緣層的表面上形成并與散熱電極連接的第二布線部分；以及以連接電極和散 熱電極在半導(dǎo)體芯片的表面被露出的方式密封第一布線部分和第二布線部 分的第二絕緣層，其中第二布線部分設(shè)置在半導(dǎo)體芯片的熱部(heatportion) 附近并形成為覆蓋除了對應(yīng)于第一布線部分的預(yù)定區(qū)域以外的第一絕緣層 的表面。
以上，在第一絕緣層的表面的中心區(qū)域中形成第一布線部分，在第一絕 緣層表面的周邊區(qū)域中形成第二布線部分?？蛇x擇地，在第一絕緣層表面的 中心區(qū)域中形成第二布線部分。另外，使用附著到具有至少一個(gè)著陸區(qū)的板 上的上述半導(dǎo)體來構(gòu)造半導(dǎo)體單元，該著陸區(qū)與散熱電極接觸。
即使以WLCSP的形式實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件，由于第二布線部分的面積增大，
熱電極相連的多個(gè)第二布線部分。另外，當(dāng)形成嚙合部分以在第二布線部分 與第一或第二絕緣層之間建立相互嚙合時(shí)，可以防止第二布線部分與第一或 第二絕緣層分離。所以，就能夠提高半導(dǎo)體器件的散熱效率和可靠性。
在本發(fā)明的第二方面中，半導(dǎo)體元件包括在與形成有電子電路的半導(dǎo)體 基底的預(yù)定表面相對的背側(cè)表面上形成的多個(gè)通道或空洞(例如孔)。其中 在其寬度方面或在其間的距離方面可以將通道或空洞形成得彼此不同。
晶片級芯片尺寸封裝包括具有多個(gè)通道或空洞的上述半導(dǎo)體元件，可以 適當(dāng)改變上述通道或空洞的寬度或其間的距離以提高用于散熱的總面積。所 以，可以提高散熱特性并容易區(qū)分封裝的方向，其中也可以通過適當(dāng)改變通 道或空洞的形狀和尺寸來實(shí)現(xiàn)識(shí)別信息，這使得可以容易地識(shí)別和管理封 裝。
在本發(fā)明的第三方面中，半導(dǎo)體元件包括用于與外部器件建立電連接的 多個(gè)第一端子和不與外部器件連接并配備有第一磁性材料的至少一個(gè)第二 端子，該第一磁性材料由鐵磁材料或弱磁性材料構(gòu)成。該鐵磁材料由從鐵
(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er) 和銩(Tm)中選擇的至少一種元素構(gòu)成?？梢粤硗鈱⒂糜诟袦y物理量的傳 感器附著到與半導(dǎo)體元件的預(yù)定表面相對的另 一表面上。
使用附著到板上的上述半導(dǎo)體元件來構(gòu)成電子器件，其中將第二磁性材
性材料，由此通過在第 一磁性材料和第二磁性材料之間發(fā)生的磁性吸？ 1將半 導(dǎo)體元件以其間的預(yù)定定位固定到板，因而提高了可靠性和制造產(chǎn)量。
在本發(fā)明的第四方面中，半導(dǎo)體元件包括具有用于制造電子電路的預(yù)定 表面的半導(dǎo)體基底，其中與半導(dǎo)體基底的預(yù)定表面相對的表面被分成多個(gè)區(qū) 域，它們在表面粗糙度上彼此不同以標(biāo)明識(shí)別標(biāo)識(shí)?？蛇x擇地，在與半導(dǎo)體 基底的預(yù)定表面相對的表面上形成具有用于標(biāo)明識(shí)另，J標(biāo)識(shí)的預(yù)定圖形的光 敏感層。光敏感層由光敏感聚酰亞胺樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂或光敏 感SOG構(gòu)成，其中通過光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)預(yù)定圖形。識(shí)別標(biāo)識(shí)表示為字符、數(shù) 字、符號、編碼或圖像。
在本發(fā)明的第五方面中，封入晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP)的半導(dǎo) 體器件包括密封在樹脂中并在與襯墊電極連接的再布線層上形成的金屬支 柱，其中外部端子與金屬支柱的預(yù)定表面連接，該預(yù)定表面大于靠近再布線 層的與之相對的表面。例如，金屬支柱具有錐形形狀，其截面積在從再布線 層到外部端子的方向上逐漸增加。
因?yàn)槲挥谕獠慷俗痈浇慕饘僦е念A(yù)定表面被制造得大于位于再布 線層附近的金屬支柱的相對表面，所以可以降低再布線層上支柱基部所占的 面積比率。因此，在不使用用于再布線層的多層結(jié)構(gòu)的情況下，就可以提高 關(guān)于再布線的自由度，由此使半導(dǎo)體器件可以應(yīng)付外部端子的復(fù)雜設(shè)置以及 外部端子增大的密度。另外，半導(dǎo)體器件能夠充分確保位于外部端子附近的
金屬支柱的預(yù)定表面。與具有球形形狀的常規(guī)金屬支柱比較，上述金屬支柱 不會(huì)因?yàn)閼?yīng)力而可能被損害并與半導(dǎo)體芯片分離。因此可以提高半導(dǎo)體器件 的可靠性。在外部端子與金屬支柱連接之前進(jìn)行的預(yù)先測試中，可以容易地 在金屬支柱與測試探針之間建立對準(zhǔn)。
在本發(fā)明的第六方面中，半導(dǎo)體器件包括具有用于制造電子電路的第一 表面的半導(dǎo)體基底；由絕緣樹脂構(gòu)成的樹脂包圍層，其形成在半導(dǎo)體基底的 第一表面上；與電子電路相連并在樹脂包圍層上部分露出的多個(gè)外部端子；在樹脂包圍層上形成的多個(gè)通道或空洞；以及在與半導(dǎo)體基底的第一表面相 對的第二表面上形成的多個(gè)通道或空洞。所述通道沿預(yù)定方向延伸，或者將 其形成為彼此成直角地相交。另外，通道或空洞可以在形狀和尺寸上被適當(dāng) 地改變。而且，可以在有限的區(qū)域中設(shè)置空洞，而在其它區(qū)域中不形成空洞。 由于形成通道或空洞，所以可以提高半導(dǎo)體器件表面的總面積，由此提 高半導(dǎo)體器件的散熱性能。另外，可以避免半導(dǎo)體器件的彎曲。
現(xiàn)將參考以下附圖更具體地描述本發(fā)明的這些和其它目的、方面和實(shí)施
例，其中
圖l是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的包括半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件的平 面圖2是表示半導(dǎo)體器件的基本部件的橫截面圖3是表示關(guān)于半導(dǎo)體芯片和布線部分之間連接的基本部件的橫截面
圖4A是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第一步驟的橫截面圖，其中在半 導(dǎo)體芯片的表面上形成絕緣層；
圖4B是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第二步驟的橫截面圖，其中在絕 緣層的表面上形成第一抗蝕劑層；
圖4C是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第三步驟的橫截面圖，其中除去 第一抗蝕劑層;
圖4D是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第四步驟的橫截面圖，其中形成 第二抗蝕劑層以形成支柱；
圖4E是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第五步驟的橫截面圖，其中除去 第二抗蝕劑層；
圖4F是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第六步驟的橫截面圖，其中形成 模制樹脂，并將焊料球附著到支柱的上端；
圖5是表示半導(dǎo)體單元總體結(jié)構(gòu)的橫截面圖，其中在板上安裝半導(dǎo)體器
件；
圖6是表示第一實(shí)施例的第一修改實(shí)例的橫截面圖，其中在半導(dǎo)體芯片 中晶體管的柵電極之上形成散熱襯墊；
圖7是表示第一實(shí)施例的第二修改實(shí)例的平面圖，其中在絕緣層的表面 上形成多個(gè)第二布線層；
圖8是表示圖7中所示的第一實(shí)施例的第二修改實(shí)例的橫截面圖； 圖9是表示第一實(shí)施例的第三修改實(shí)例的平面圖，其中第二布線部分由 薄片構(gòu)成；
圖IO是表示圖9中所示的第一實(shí)施例的第三修改實(shí)例的橫截面圖11是表示第一實(shí)施例的第四修改實(shí)例的平面圖，其中在絕緣層的中 心區(qū)域形成第一布線部分，在絕緣層的周邊區(qū)域形成第二布線部分；
圖12是表示第一實(shí)施例的第五修改實(shí)例的橫截面圖，它是對于建立第 二布線部分和模制樹脂之間相互嚙合的嚙合部分的修改；
圖13是表示第一實(shí)施例的第六修改實(shí)例的橫截面圖，它是對于建立第 二布線部分和絕緣層之間相互嚙合的嚙合部分的修改；
圖14是表示第一實(shí)施例的第七修改實(shí)例的橫截面圖，其中在板上將相 鄰的著陸區(qū)整體連接在一起；
圖15A是表示與支柱一起整體形成的凸起(projection)的橫截面圖，其 用于形成電極；
圖15B是表示垂直延伸的凸起的橫截面圖15C是表示在支柱上形成的凸起的橫截面圖，其用于形成電極；
圖16是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP) 的外觀的透一見圖17是第二實(shí)施例的WLCSP的正視圖;
圖18是第二實(shí)施例的WLCSP的側(cè)視閨；
圖19是WLCSP的第一修改實(shí)例的正視圖20是WLCSP的第二修改實(shí)例的正^L圖21是WLCSP的第三修改實(shí)例的正視圖22是WLCSP的第四修改實(shí)例的正^見圖23是WLCSP的第五修改實(shí)例的平面圖24是沿圖23中A - A線得到的橫截面圖25是WLCSP的第六修改實(shí)例的平面'圖26是表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例在印刷電路板上安裝的晶片級芯片 尺寸封裝(WLCSP)的側(cè)視圖27是表示W(wǎng)LCSP預(yù)定表面的平面圖28是表示印刷電路板的預(yù)定表面的平面圖，其設(shè)置為與WLCSP的 預(yù)定表面直接面對；
圖29是表示根據(jù)第三實(shí)施例的第一修改實(shí)例附著到板上的WLCSP的 側(cè)一見圖30是表示用于第三實(shí)施例的第一修改實(shí)例的板的平面圖； 圖31是表示根據(jù)第三實(shí)施例的第二修改實(shí)例附著到板上的WLCSP的 側(cè)視圖32是表示用于根據(jù)第三實(shí)施例的第i修改實(shí)例的WLCSP的焊料球 的橫截面圖33是表示根據(jù)第三實(shí)施例的第四修改實(shí)例附著到板上的WLCSP的 側(cè)視圖34是表示W(wǎng)LCSP預(yù)定表面的平面圖，其直接面對圖33中所示的板 的預(yù)定表面；
圖35是表示通過利用永久磁鐵和磁性材料將芯片模塊安裝到布線板上 的方法的橫截面圖36是表示通過利用磁性材料和焊料球?qū)C芯片安裝到印刷電路板上 的方法的橫截面圖37是表示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP) 的外觀透視圖38是其中光入射到WLCSP的硅基底的背側(cè)表面上、由此實(shí)現(xiàn)識(shí)別 由預(yù)定字符構(gòu)成的識(shí)另'J標(biāo)識(shí)的透視圖39A是用于制造WLCSP的第一步驟的橫截面圖，其中在硅基底的背 側(cè)上形成掩模層；
圖39B是用于制造WLCSP的第二步驟的橫截面圖，其中掩模層經(jīng)過曝 光和顯影，然后被除去以留下與形成識(shí)別標(biāo)識(shí)的預(yù)定字符的形狀相匹配的掩 模層；
圖39C是用于制造WLCSP的第三步驟的橫截面圖，其中利用掩模層， 對背側(cè)表面進(jìn)行噴沙。
圖39D是用于制造WLCSP的第四步驟的橫截面圖，其中除去4務(wù)模層以 露出表示識(shí)別標(biāo)識(shí)的預(yù)定字符的平坦表面區(qū)域；
圖40是根據(jù)第四實(shí)施例的修改實(shí)例的WLCSP的透視圖； 圖41是表示具有條形碼的半導(dǎo)體晶片的透視圖； 圖42是表示具有識(shí)別碼的WLCSP的一個(gè)例子的透視圖； 圖43是表示具有識(shí)別碼的WLCSP的另一個(gè)例子的透視圖； 圖44A是表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例封入晶片級芯片尺寸封裝 (WLCSP)的半導(dǎo)體器件的平面圖44B是沿圖44A中Al - Al線得到的橫截面圖45是沿圖44A中Bl - Bl線得到的橫截面圖46A是表示金屬支柱第一實(shí)例的橫截面圖，在其上安裝有外部端子；
圖46B是表示金屬支柱第二實(shí)例的橫截面圖46C是表示金屬支柱第三實(shí)例的橫截面圖46D是表示金屬支柱第四實(shí)例的橫截面圖46E是表示金屬支柱第五實(shí)例的橫截面圖46F是表示金屬支柱第六實(shí)例的橫截面圖46G是表示金屬支柱第七實(shí)例的橫截面圖46H是表示金屬支柱第八實(shí)例的橫截面圖47A是表示用于制造圖45所示的半導(dǎo)體器件的第一步驟的橫截面圖47B是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第二步驟的橫截面圖47C是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第三步驟的橫截面圖47D是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第四步驟的橫截面圖47E是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第五步驟的橫截面圖48A是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第六步驟的橫截面圖48B是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第七步驟的橫截面圖48C是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第八步驟的橫截面圖48D是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第九步驟的橫截面圖48E是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第十步驟的橫截面圖48F是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第十一步驟的橫截面圖48G是表示用于制造該半導(dǎo)體器件的第十二步驟的橫截面圖49A是表示在制造半導(dǎo)體器件中形成金屬支柱的橫截面圖49B是表示在制造半導(dǎo)體器件中形成金屬支柱的橫截面圖50是表示封入WLCSP的半導(dǎo)體器件的一個(gè)例子的橫截面圖51是表示才艮據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP )
的平面圖52是WLCSP的后視圖53是沿圖51中A2 - A2線得到的橫截面圖54A是表示用于制造該WLCSP的第一步驟的橫截面圖54B是表示用于制造該WLCSP的第二步驟的橫截面圖54C是表示用于制造該WLCSP的第三步驟的橫截面圖54D是表示用于制造該WLCSP的第四步驟的橫截面圖55是根據(jù)第六實(shí)施例的第一修改實(shí)例的WLCSP的平面圖56是WLCSP的后視圖57是沿圖55中B2 - B2線得到的橫截面圖58是表示用于形成凹坑的金屬模具的橫截面圖59是根據(jù)第六實(shí)施例的第二修改實(shí)例的WLCSP的平面圖60是根據(jù)第六實(shí)施例的第三修改實(shí)例的CSP的橫截面圖61是表示包括安裝在具有V形通道部分的底部基底上的半導(dǎo)體芯片
的芯片尺寸封裝(CSP)的一個(gè)例子的透視圖； 圖62是圖61所示的CPS的橫截面圖；以及
圖63是傳統(tǒng)上公知的晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP)的一個(gè)例子的橫 截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將參考附圖通過實(shí)例進(jìn)一步具體描述本發(fā)明。 1、第一實(shí)施例 '
現(xiàn)將參考圖1、 2、 3、 4A-4F和5來描述才艮據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo) 體器件。如圖l和2所示，半導(dǎo)體器件l包括在平面圖中具有矩形板狀形 狀的半導(dǎo)體芯片3;在半導(dǎo)體芯片3的表面3a上形成的絕緣層5 (用作第一 絕緣層)；在半導(dǎo)體芯片3的表面3a上設(shè)置的多個(gè)連接電極7和散熱電極9; 在絕緣層5的表面5a上形成以在半導(dǎo)體芯片3與連接電極7或散熱電極9 之間建立相互連接的多個(gè)布線部分11、 13和15;以及模制樹脂17 (用作第 二絕緣層)，該模制樹脂在電極7和9暴露于半導(dǎo)體芯片3的表面3a的條件 下覆蓋絕緣層5的表面5a,并且將電極7和9以及布線部分11、 13和15密 封在其中。
也就是說，半導(dǎo)體器件1具有WLCSP狀結(jié)構(gòu)，其中絕緣層5、模制樹
脂17、電極7和9以及布線部分11、 13和15形成為不從半導(dǎo)體芯片3的表 面3a水平突出。
在半導(dǎo)體芯片3中，在于平面圖中為矩形形狀的基底19的表面上形成 信號襯墊電極21、電源襯墊電極23、接地襯墊電極25和散熱襯墊27。在由 硅(Si)構(gòu)成的基底19的表面上形成包括晶體管和其它電子元件的電子電路。
信號襯墊電極21、電源襯墊電極23、接地襯墊電極25和散熱襯墊27 都由鋁(Al)構(gòu)成，并設(shè)置在半導(dǎo)體芯片3的表面3a的周邊。與用于QFP 型半導(dǎo)體器件的常規(guī)半導(dǎo)體芯片相類似的構(gòu)成半導(dǎo)體芯片3 。
信號襯墊電極21對于在基底19上形成的各種元件輸入和輸出電信號。 電源襯墊電極23將電源提供給半導(dǎo)體芯片3中包括的電子電路。
電源襯墊電極23和接地襯墊電極25—起用作襯墊電極以在半導(dǎo)體芯片3的 電子電路和用于安裝半導(dǎo)體芯片1的印刷電路板(未示出)上的其他電子電 路(或外部電路)之間建立電連接。
散熱村墊27從半導(dǎo)體芯片3散發(fā)由在基底19上形成的各種元件產(chǎn)生的 熱，由此它們與基底19的熱部相鄰設(shè)置。
具體而言，如圖3所示，包括在基底19的表面19a上所形成的晶體管 31中的源極擴(kuò)散區(qū)31a和漏極擴(kuò)散區(qū)31b分別與電極33和35連接。這些電 極33和35通過在鈍化膜41中形成的連線而連接，并通過電子電^各和連線 (未示出)與電源襯墊電極23和接地襯墊電極25相連。在基底19的表面 19a上鄰近晶體管31的漏極擴(kuò)散區(qū)31b形成與散熱襯墊27相連的散熱擴(kuò)散 區(qū)37。形成每個(gè)均由場氧化膜(Si02)或淺溝槽(Si02)構(gòu)成的絕緣區(qū)39 以包圍散熱擴(kuò)散區(qū)37，由此使漏極擴(kuò)散區(qū)31b與散熱擴(kuò)散區(qū)37電絕緣。在 該結(jié)構(gòu)中，由晶體管31的柵電極31c的下部溝道所產(chǎn)生的熱通過散熱擴(kuò)散 區(qū)37被傳送到散熱襯墊27,散熱擴(kuò)散區(qū)37形成為與漏極擴(kuò)散區(qū)31b相鄰。
可以通過以下方式來修改上述結(jié)構(gòu)散熱擴(kuò)散區(qū)37形成為經(jīng)由絕緣區(qū) 39與晶體管31的源極擴(kuò)散區(qū)31a相鄰。另外，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整散熱襯墊27 的電勢和散熱擴(kuò)散區(qū)37的雜質(zhì)的極性，由此用作將電源提供給半導(dǎo)體芯片3
的電子電路的電極或者使半導(dǎo)體芯片3接地的電極。
半導(dǎo)體芯片3包括鈍化膜41,其形成為覆蓋除了散熱村墊27的基底19 的表面19a。在鈍化膜41中形成空洞43使得散熱襯墊27暴露于鈍化膜41 的表面41a外部。另外，在鈍化膜41中形成其它空洞(未示出)，使得電源 襯墊電極23和接地襯墊電極25分別暴露于鈍化膜41的表面41a外部。
鈍化膜41由薄絕緣膜的疊層構(gòu)成，即二者都由二氧化硅(Si02)構(gòu)成 的第一絕緣膜41b和第二絕緣膜41c、以及由氮化硅(SiN)構(gòu)成的第三絕緣 膜41d。鈍化膜41具有高的耐熱性和高電絕緣性。鈍化膜41的表面41a用 作半導(dǎo)體芯片3的表面3a。
使用作為電絕緣材料的聚酰亞胺(PI)構(gòu)成的絕緣樹脂來形成絕緣層5。 形成絕緣層5以覆蓋半導(dǎo)體芯片3的表面3a和由散熱襯墊27和鈍化膜41 限定的空洞43的內(nèi)壁。另外，絕^彖月莫5覆蓋其它空洞(未示出)的內(nèi)壁， 所述其他空洞分別由信號襯墊電極21、電源襯墊電極23、接地襯墊電極25 和鈍化膜41限定。
如圖2所示，連接電極7和散熱電極9用于在半導(dǎo)體芯片3和用于安裝 半導(dǎo)體器件1的板(未示出)的電子電路之間建立電連接。這些電極7和9 每個(gè)都由支柱45和焊料球47構(gòu)成，其中具有圓柱形的支柱45從預(yù)定表面 (即與襯墊電極21、23和25連接的第一布線部分11和13的表面lla和13a， 以及與散熱襯墊27連接的第二布線部分15的表面15a)延長到模制樹脂17 的表面17a，焊料球47附著到支柱45的上端45a以便從模制樹脂17的表面 17a突出。每個(gè)支柱45由銅(Cu)構(gòu)成，其中調(diào)節(jié)其上端45a的高度以與 模制樹脂17的表面17a—起形成平坦表面。每個(gè)焊料球47通過將焊接材料 大體成形為球體而形成。
如圖1所示，在絕緣層5的表面5a的周邊區(qū)域形成與第一布線部分11 和13相連的連接電極7，并且其與半導(dǎo)體芯片3的襯墊電極21、 23和25 相鄰設(shè)置。與第二布線部分15相連的散熱電極9不設(shè)置在周邊區(qū)域，而設(shè) 置在絕緣層5的表面5a的中心區(qū)域中，其中散熱電極9還設(shè)置在散熱襯墊 27和中心區(qū)域之間的中間區(qū)域。
連接電極7和散熱電極9彼此相鄰設(shè)置，其間具有相等的距離，這樣不 會(huì)引起半導(dǎo)體芯片3的電子電路的短路。
如圖2所示，與散熱襯墊27相連的第二布線部分15部分地嵌入在散熱襯墊27和絕緣層5之間所限定的空洞49中，其中其形成在絕緣層5和模制 樹脂17之間并從空洞49的開口延長到達(dá)散熱電極9的支柱45的下端。如 圖3所示，第二布線部分15由下阻擋金屬51和布線層52構(gòu)成，它們依次 形成在絕緣層5的表面5a上。布線層52由銅(Cu)構(gòu)成。為了增加散熱襯 墊27和布線層52之間的粘附力，下阻擋金屬51由鈦(Ti)或鉻(Cr )構(gòu) 成，其中與布線層52的厚度比較，適當(dāng)?shù)販p小其厚度。
在類似于第二布線部分15結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)中形成與信號襯墊電極21、電源 村墊電極23和接地襯墊電極25相連的第一布線部分11和13，其中它們被 延長以達(dá)到連接電極7 (有關(guān)信號輸7v/輸出、電源和地)的下端，連接電極 7設(shè)置在絕緣層5的表面5a的周邊區(qū)域。
如圖1所示，第二布線部分15由在平面圖中具有矩形形狀的薄片15b 和連接布線部分15c構(gòu)成，其中薄片15b形成在絕緣層5的表面5a的中心 區(qū)域,連接布線部分15c形成在半導(dǎo)體芯片3的周邊區(qū)域并與散熱襯墊27 連接。如圖1和2所示，形成多個(gè)孔54以在其厚度方向穿過第二布線部分 15,其中在平面圖中它們每個(gè)都形成在散熱電極9之間的預(yù)定位置。連接布 線部分15c形成為與半導(dǎo)體芯片3中的熱部29相鄰。
第一布線部分11和13將連接電極7與信號襯墊電極21、電源村墊電極 23和接地襯墊電極25電連接。這里，鄰近信號襯墊電極21、電源村墊電極 23和接地襯墊電極25設(shè)置連接電極7，與第二布線部分15的連接布線部分 15c的長度相比，第一布線部分11和13均在長度上減小。這使得可以在連 接電極7與信號襯墊電極21 、電源襯墊電極23和接地襯墊電極25之間實(shí)現(xiàn) 電信號的高速傳輸。
有必要使相對大的電流量流過與電源襯墊電極23和接地襯墊電極25連 接的第一布線部分ll。因此，與和信號襯墊電極21相連的其它第一布線部 分13的厚度相比，第一布線部分11在厚度上增大。
模制樹脂17由電絕緣材料構(gòu)成，其中它覆蓋了絕緣層5的表面5a，且 密封了電極7和9的支柱45以及布線部分H、 13和15。才莫制樹脂17由其 硬度低于布線部分ll、 13和15硬度的樹脂材料構(gòu)成。以在平面圖中基本上 和半導(dǎo)體芯片3相同的矩形形狀來形成模制樹脂17。
模制樹脂17具有嵌入第二布線部分15的孔54中的凸起51。 一對孔54 和凸起51形成用于在第二布線部分15和才莫制樹脂17之間建立相互嚙合的嚙合部分53。
接下來，將描述半導(dǎo)體器件1的制造方法。
首先，如圖4A所示，在半導(dǎo)體芯片3的表面3a上形成絕緣層5，從而 在每個(gè)襯墊電極21、 23和25以及散熱襯墊27的正上方形成開口 5b。如圖 4B所示，在除了用于形成每個(gè)布線部分11、 13和15的預(yù)定位置的絕緣層5 的表面5a上形成第一抗蝕劑層55,其中它包括用于形成第二布線部分15 的孔54的預(yù)定區(qū)域。
將銅材料置于其中不形成第一抗蝕劑層55的預(yù)定部分中，換句話說， 在絕緣層5的暴露部分中，由此形成每個(gè)布線部分11、 13和15。這里，與 第一抗蝕劑層55的表面55a的厚度相比，布線部分ll、 13和15的每個(gè)表 面lla、 13a和15a在厚度減小。在完成布線部分ll、 13和15的形成之后， 如圖4C所示除去第一抗蝕劑層55。
如圖4D所示，在除了用于形成支柱45的預(yù)定位置之外的布線部分11、 13和15的每個(gè)表面lla、 13a和15a上形成第二抗蝕劑層57。在該狀態(tài)下， 部分露出布線部分11、 13和15的每個(gè)表面lla、 13a和15a。將銅材料置于 其中不形成第二抗蝕劑層57的預(yù)定部分中，換句話說，在其中露出布線部 分27的預(yù)定部分中，由此形成支柱45。在完成支柱45的形成之后，如圖 4E所示除去第二抗蝕劑層57。
最后，如圖4F所示，以露出支柱45的上端45a的方式形成模制樹脂17 以覆蓋絕緣層5的表面5a,并密封布線部分ll、 13和15以及支柱45。然 后，將焊料球47附著到支柱45的上端45a上。由此完成半導(dǎo)體器件1的制 造。
將上述半導(dǎo)體器件1安裝到板59以制造圖5所示的半導(dǎo)體單元61。在 板59的表面59a上形成多個(gè)著陸區(qū)63并使其與附著到電極7和9的焊料球 47接觸。
當(dāng)半導(dǎo)體器件l在半導(dǎo)體單元61中工作時(shí)，由半導(dǎo)體芯片3的熱部29 產(chǎn)生的熱被傳遞到與其相鄰的散熱襯墊27,通過它經(jīng)由第二布線部分15和 散熱電極9將熱進(jìn)一步傳遞到板59的著陸區(qū)63。因而可以將半導(dǎo)體芯片3 的熱散發(fā)到半導(dǎo)體器件1的外部。
在半導(dǎo)體器件l中，除了其中設(shè)置與襯墊電極21、 23和25相連的第一 布線部分11和13的周邊區(qū)域以外，將用于散熱的第二布線部分15設(shè)置在絕緣層5的表面5a的中心區(qū)域，由此可以增大用于形成第二布線部分15的 薄片15b的面積。另外，第二布線部分15的連接布線部分15c和散熱襯墊 27形成為與半導(dǎo)體芯片3的熱部29相鄰。
這使第二布線部分15通過絕緣層5和散熱襯墊27有效地吸收由半導(dǎo)體 芯片3產(chǎn)生的熱。所以，即使以WLCSP的形式構(gòu)成半導(dǎo)體器件1，也可以 向散熱電極9有效地散發(fā)半導(dǎo)體芯片3的熱。
利用嚙合部分53將第二布線部分15和模制樹脂17彼此嚙合。所以， 即使第二布線部分15和模制樹脂17由具有不同熱膨脹系數(shù)的不同材料構(gòu) 成，第二布線部分15也會(huì)變形以適應(yīng)模制樹脂17的熱變形。也就是說，即 使第二布線部分15在絕緣層5的表面5a上以相對大的面積形成，也可以防 止第二布線部分15由于模制樹脂17的熱變形而與模制樹脂17分離。因此 可以提高半導(dǎo)體器件1的可靠性。
可以使用適合于半導(dǎo)體芯片的常規(guī)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例，其中在半導(dǎo)體 芯片3的表面3a的周邊區(qū)域形成襯墊電極21、 23和25以及散熱襯墊27， 其中在絕緣層5的表面5a的周邊區(qū)域額外地形成第一布線部分11和13。這 使得可以在絕緣層5的表面5a上容易地形成第二布線部分15而不改變半導(dǎo) 體芯片3中的襯墊電極21、 23和25以及散熱襯墊27的設(shè)置。因此可以降 低半導(dǎo)體器件1的制造成本。
在半導(dǎo)體器件l和半導(dǎo)體單元61中，可以將熱從與第二布線部分15相 連的散熱電極9散發(fā)至在板59上形成的電子電路。這使第二布線部分15有 效地把從半導(dǎo)體芯片3吸收的熱散發(fā)到半導(dǎo)體器件1的外部。即，對于半導(dǎo) 體器件1可以提高散熱效率。
可以用各種方式修改本實(shí)施例，這將在下面描述。
在本實(shí)施例中，散熱襯墊27通過連線與基底19電連接。當(dāng)然，散熱襯 墊27不必與基底19連接。例如，如圖6所示，可以這樣修改本實(shí)施例在 晶體管31的柵電極31c之上形成散熱襯墊27。在這種情況下，對于半導(dǎo)體 器件1可以進(jìn)一步提高散熱效率，因?yàn)樯嵋r墊27設(shè)置在柵電極31c附近， 與半導(dǎo)體芯片3的其它元件相比柵電極31c的熱量最高。
可以這樣修改本實(shí)施例在基底19的散熱擴(kuò)散區(qū)37之上形成散熱襯墊 27，其中散熱襯墊27不與散熱擴(kuò)散區(qū)37電連接?？蛇x擇地，可以分別在柵 電極31c和散熱擴(kuò)散區(qū)37之上形成散熱襯墊27。
在本實(shí)施例中，在絕緣層5的表面5a上形成單一第二布線部分15。當(dāng) 半導(dǎo)體芯片3包括多個(gè)熱部時(shí)，可以這樣如此^f務(wù)改本實(shí)施例如圖7和8所 示，在絕緣層5的表面5a上形成多個(gè)第二布線部分(即第二布線部分14和 16)。這樣，第二布線部分14和16分別"&置在不同的熱部26和28附近； 即，它們可以有效地吸收分別由熱部26和28產(chǎn)生的熱。
以上，散熱襯墊27鄰近熱部26和28設(shè)置并分別與第二布線部分14和 16相連。第二布線部分14和16彼此互相絕緣；所以對于半導(dǎo)體芯片3的電 子電路，可以避免散熱襯墊27之間的短路的發(fā)生。所以，可以避免在半導(dǎo) 體器件1中錯(cuò)誤和故障的發(fā)生，由此可以提高半導(dǎo)體器件1的可靠性。
在本實(shí)施例中，由薄片15b和連接布線部分15c構(gòu)成第二布線部分15。 當(dāng)熱部30存在于半導(dǎo)體芯片3的中心區(qū)域時(shí)，可以這樣^[奮改本實(shí)施例如 圖9和10所示，第二布線部分18由設(shè)置成僅覆蓋絕緣層5中心區(qū)域的薄片 構(gòu)成。這使第二布線部分18通過絕緣層5吸收由熱部30產(chǎn)生的熱。
在本實(shí)施例中，在絕緣層5的表面5a的中心區(qū)域形成第二布線部分15。 這里，第二布線層15不是必須形成在中心區(qū)域，而可以形成為覆蓋除了對 應(yīng)于第一布線層11和13的區(qū)域以外的絕緣層5的表面5a的預(yù)定區(qū)域。當(dāng) 在半導(dǎo)體芯片3的中心區(qū)域設(shè)置襯墊電極21、 23和25以及散熱襯墊27時(shí)， 可以這樣修改本實(shí)施例如圖11所示，在襯墊電極21、 23和25以及散熱 襯墊27內(nèi)側(cè)的絕緣層5的中心區(qū)域形成第一布線部分12,在襯墊電極21、 23和25以及散熱襯墊27外側(cè)的絕緣層5的周邊區(qū)域形成具有片狀形狀的第 二布線層20。
根據(jù)圖11所示的半導(dǎo)體器件2,即使每個(gè)絕緣層5和模制樹脂17均經(jīng) 受熱變形，發(fā)生在絕緣層5和模制樹脂17的中心區(qū)域的熱變形量也會(huì)小于 發(fā)生在絕緣層5和模制樹脂17的周邊區(qū)域的熱變形量。由于這個(gè)原因，在 第一布線部分12上產(chǎn)生的熱應(yīng)力量就會(huì)變得小于在第二布線層20上產(chǎn)生的 熱應(yīng)力量。即，甚至當(dāng)?shù)谝徊季€部分12厚度減小時(shí)，也可以避免由于熱應(yīng) 力引起的第一布線層12的斷裂的發(fā)生。
與第一布線部分12相比，可以在絕緣層5的表面5a上更大的區(qū)域中形 成第二布線部分20。這^_第二布線層20充分地吸收相對大量的熱應(yīng)力，其 大于第一布線部分12的熱應(yīng)力。所以可以避免由于熱應(yīng)力引起的第二布線 部分20的斷裂的發(fā)生。由此可以提高半導(dǎo)體器件2的可靠性。
在本實(shí)施例中，由在第二布線部分15中形成的孔54和在才莫制樹脂17 中形成的凸起51構(gòu)成嚙合部分53。這里，嚙合部分53不必按如上所述方式 構(gòu)成，但必須以保證第二布線部分15和模制樹脂17之間的相互嚙合的形狀 構(gòu)成。也就是說，可以如此修改本實(shí)施例如圖12所示，嚙合部分60由孔 56和模制樹脂17的凸起58構(gòu)成，其中孔56形成為穿過第二布線部分15 和絕緣層5，凸起58與孔56嚙合。可選擇地，凸起由第二布線部分15形成 并朝向模制樹脂17,從而提供與所述凸起嚙合的空洞，由此形成嚙合部分。
所述嚙合不必通過在第二布線部分15和模制樹脂17之間建立嚙合的嚙 合部分53和60實(shí)現(xiàn)?？梢蕴峁┰诘诙季€部分15和絕緣層5之間實(shí)現(xiàn)相 互嚙合的嚙合部分。例如，如圖13所示，可以提供由孔62和凸起64構(gòu)成 的嚙合部分66,其中孔62形成為在厚度方向穿過絕緣層5，而凸起64形成 在第二布線部分15中以便與孔62嚙合。
以上，即使第二布線部分15和絕緣層5由具有不同熱膨脹系數(shù)的不同 材料構(gòu)成，第二布線部分15也變形來適應(yīng)絕緣層5的熱變形。這可靠地防 止了第二布線部分15與絕緣層5分離。所以，可以提高半導(dǎo)體器件1的可 靠性。
圖5示出在半導(dǎo)體單元61內(nèi)的板59上形成多個(gè)著陸區(qū)63?？梢赃@樣修 改本實(shí)施例如圖14所示，在板59的表面上，彼此相互鄰接的著陸區(qū)64 和65整體連接在一起。
上述修改允許由散熱電極9吸收的熱從著陸區(qū)64有效地傳遞到其它著 陸區(qū)65。這實(shí)現(xiàn)了有效散熱，其中由半導(dǎo)體芯片3產(chǎn)生的熱從散熱電極9 有效地傳遞到板59。
在本實(shí)施例中，電極7和9每個(gè)都配備有圓柱形的支柱45，它們從布線 部分11、 13和15的表面lla、 13a和15a延長到模制樹脂17的表面17a。 可以這樣修改本實(shí)施例不形成支柱45，將焊料球47直接附著到布線部分 11、 13和15上。這種修改減小了用于密封布線部分11、 13和15的模制樹 脂17的厚度。因此，能夠減小半導(dǎo)體器件1的總體厚度。
因?yàn)閮H需要至少電極7和9的預(yù)定部分突出到模制樹脂17的表面17a 之上，所以電極7或9不必配備有焊料球47。例如，如圖15A和15B所示， 從模制樹脂17突出的凸起67可以與支柱46整體形成。為了形成凸起67, 可以使用通過鍍敷(plating)生長和銅糊料的應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)的絲網(wǎng)印刷?？蛇x
擇地，如圖15C所示，在形成支柱45和模制樹脂17之后，進(jìn)行抗蝕劑構(gòu)圖 從而通過鍍敷生長形成凸起68,其在平面圖中具有矩形形狀。
電極7和9不必由支柱45和46、焊料球47以及凸起67和68構(gòu)成。也 就是說，電極7和9可以僅使用支柱45和46形成。這樣，當(dāng)將半導(dǎo)體器件 1安裝在板59上時(shí)，進(jìn)行焊接以在支柱45和46與板59的電子電路之間建 立電連接。
2、第二實(shí)施例
圖16是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP) 的透視圖。圖17是WLCSP的正視圖。圖18是WLCSP的側(cè)視圖。附圖標(biāo) 記101表示硅基底(或半導(dǎo)體基底)，其在平面圖中具有矩形形狀，在其上 形成有集成電路(或電子電路，未示出)。附圖標(biāo)記102表殺實(shí)現(xiàn)與外部器 件的連接的金屬襯墊，其沿硅基底101的預(yù)定表面101a的周邊部分以矩形 形式進(jìn)行設(shè)置，并且其每一個(gè)都具有半橢圓形橫截面。附圖標(biāo)記103表示通 道，其在與預(yù)定表面101a相對的背側(cè)表面101b上〗皮此平行地形成，并且其 每一個(gè)都具有矩形形狀的橫截面。如圖17所示，每個(gè)通道103以使用深度 "d"和寬度"w"以及其間的距離"s"的尺寸限定。
當(dāng)將每個(gè)通道103制造為更深的深度d時(shí)，可以提高背側(cè)表面101b的 總面積；然而，當(dāng)深度d提高得很大時(shí)，硅基底101的剛性就會(huì)下降。所以， 優(yōu)選深度d在硅基底101厚度t的20%到50%的范圍內(nèi)。
例如，當(dāng)硅基底101為長度為5mm，厚度t為500|im的正方形時(shí)，通 道103的深度d在lOO^rni到250jxm的范圍內(nèi)，優(yōu)選設(shè)定在150pm士30nm的 范圍內(nèi)。寬度w在200pm到500pm的范圍內(nèi)，優(yōu)選設(shè)定在250jum士25]im的 范圍內(nèi)。相鄰?fù)ǖ?03之間的距離s的范圍從200pm到500pm，優(yōu)選設(shè)定在 250(im±25|im的范圍。
根據(jù)上述尺寸，在硅基底101上可以形成五到十個(gè)通道103。
在WLCSP的制造中，在硅基底lOl的預(yù)定表面101a上形成集成電路(以 及其它元件，如必要的傳感器)，在預(yù)定表面101a的周邊部分中形成用于形 成金屬襯墊102的凸塊(未示出)。在除凸塊以外的預(yù)定表面101a上形成鈍 化膜以保護(hù)集成電路和其它元件。
然后，使用如研磨機(jī)的切割機(jī)在硅基底101的背側(cè)表面101b上形成通 道103。由此可以制造WLCSP。
在本實(shí)施例的WLCSP中，在與硅基底101的預(yù)定表面101a相對的背側(cè) 表面101b上彼此平行地形成多個(gè)通道103,可以在不增加半導(dǎo)體基底101 的有效面積的情況下提高背側(cè)表面101b的總面積。這提高了 WLCSP的散 熱性能。
另外，這樣制造出本實(shí)施例的WLCSP:使用如研磨機(jī)的切割機(jī)在硅基 底101的背側(cè)表面101b上形成通道103。即，使用簡單和廉價(jià)的機(jī)器來形成 通道103,這樣不增加制造成本。
可以以各種方式修改本實(shí)施例，下面將對其進(jìn)行描述。
(a) 第一修改實(shí)例
圖19是表示根據(jù)本實(shí)施例的第一修改實(shí)例的晶片級芯片尺寸封裝 (WLCSP)的正視圖。與其中使用如研磨機(jī)的切割機(jī)來形成通道103以使 其具有矩形形狀橫截面的圖17所示的上述WLCSP相比，圖19中示出的 WLCSP的特征在于沿著硅基底101的晶面(crystal plane)進(jìn)行各向異性蝕 刻，由此在背側(cè)表面101b上形成每個(gè)均具有三角形橫截面的通道111。
為了實(shí)現(xiàn)與上述WLCSP基本相同的散熱特性，有必要適當(dāng)調(diào)整每個(gè)具 有三角形橫截面的通道111的尺寸，該尺寸由寬度"w"和深度"d，，限定。
可以通過適當(dāng)改變腐蝕溶液的成分和各向異性蝕刻的條件來調(diào)整寬度 w和深度d。
例如，形成二氧化硅膜以部分覆蓋與硅基底101的預(yù)定表面101a相對 的背側(cè)表面101b,其中沒有覆蓋二氧化硅的硅基底101的預(yù)定部分在90。C 下經(jīng)受蝕刻。
結(jié)果，第一修改實(shí)例的WLCSP表現(xiàn)出和上述WLCSP基本相同的預(yù)定 效果。
(b) 第二修改實(shí)例
圖20是表示根據(jù)本實(shí)施例的第二修改實(shí)例的晶片級芯片尺寸封裝 (WLCSP)的正視圖。與圖17所示的其中對于在硅基底101兩端附近形成 的最外側(cè)的通道103設(shè)置相同距離的上述WLCSP相比，圖20所示的WLCSP 的特征在于，在最右側(cè)通道103和硅基底101的右端之間所測量的距離 與在最左側(cè)通道103和硅基底101的左端之間所測量的距離02不同。
第二修改實(shí)例的WLCSP表現(xiàn)出和上述WLCSP基本相同的預(yù)定效果。 其中最右側(cè)通道103和基底101右端之間的距離D,與最左側(cè)通道103 和基底101左端之間的距離D2不同的WLCSP的結(jié)構(gòu)特征，使得可以利用用 于檢測距離D,和D2之間的差異的半導(dǎo)體激光器來容易地區(qū)分背側(cè)表面101b 的方向。
(c) 第三修改實(shí)例
圖21是表示根據(jù)本實(shí)施例的第三修改實(shí)例的晶片級芯片尺寸封裝 (WLCSP)的正視圖。與其中所有通道103具有相同的寬度w的圖17所示
的上述WLCSP相比，圖21所示的WLCSP的特征在于,在基底101的左端
附近形成的最左側(cè)通道121具有不同于其它通道103的寬度w的寬度W2。 第三修改實(shí)例的WLCSP表現(xiàn)出和上述WLCSP基本相同的預(yù)定效果。 其中最左側(cè)通道121具有不同于其它通道103的寬度w的寬度W2的
WLCSP結(jié)構(gòu)特征，使得可以利用用于檢測寬度w和W2之間差異的半導(dǎo)體激
光器來容易地區(qū)分背側(cè)表面101b的方向。
(d) 第四修改實(shí)例
圖22是表示根據(jù)本實(shí)施例的第四修改實(shí)例的晶片級芯片尺寸封裝 (WLCSP)的正視圖。與其中所有通道103具有相同的寬度w的圖17所示 的上述WLCSP相比，圖22所示的WLCSP的特征在于，形成具有不同寬度 的多種類型的通道131 - 133，其間具有預(yù)定距離。即，通道131-133的設(shè) 置可以用作實(shí)現(xiàn)信息識(shí)別功能的條形碼。
具體而言，通道131、 132和133分別具有寬度w!、 W2和W3，其中它 們根據(jù)預(yù)定規(guī)則設(shè)置以用作實(shí)現(xiàn)信息識(shí)別功能的條形碼。
第四修改實(shí)例的WLCSP表現(xiàn)出和上述WLCSP基本相同的預(yù)定效果。
其中根據(jù)預(yù)定規(guī)則設(shè)置具有不同寬度三類通道131 - 133的WLCSP的
結(jié)構(gòu)特征，使得可以容易地利用用于檢測寬度W,到W3之間差異的半導(dǎo)體激
光器來區(qū)分背側(cè)表面101b的方向。即，通過使用用于檢測包括通道131 - 133 的WLCSP的總體形狀的半導(dǎo)體激光器，可以容易地讀取施加到WLCSP的 各個(gè)識(shí)別信息。另外，可以容易地識(shí)別和管理WLCSP,并可以容易地識(shí)別 和管理安裝在WLCSP中的芯片。
還可以進(jìn)一步修改其中根據(jù)預(yù)定規(guī)則設(shè)皇具有不同寬度三類通道131 -133的圖22所示的WLCSP，使得所有通道131 - 133具有相同的寬度但形 成為其間具有不同的距離，其中可以利用131-133來實(shí)現(xiàn)識(shí)別信息。
在上面描述的進(jìn)一步修改中，可以利用用于檢測通道131-133之間距 離差的半導(dǎo)體激光器來讀取由通道131 - 133實(shí)現(xiàn)的識(shí)別信息。
(e)第五修改實(shí)例
圖23是表示根據(jù)本實(shí)施例的第五修改實(shí)例的晶片級芯片尺寸封裝 (WLCSP)的平面圖；圖24是沿圖23中A-A線得到的橫截面圖。與其中 在硅基底101的背側(cè)表面101b上彼此平行形成多個(gè)通道103的上述WLCSP 相比，圖23和24所示的WLCSP的特征在于，以矩陣形式在硅基底101的 背側(cè)表面101b上形成具有相同深度"d"和相同半徑"r"的多個(gè)孔141,它 們之間具有相同的距離"s",其中在預(yù)定的角部區(qū)域142沒有形成孔，因此 該區(qū)域被做成平坦的。
孔141的深度d優(yōu)選在硅基底101厚度t的20 %到50 %的范圍內(nèi)。
例如，當(dāng)硅基底101為長度是5mm且厚度t為500pm的正方形時(shí)，孑L 141的深度d在lOO[im到250jim的范圍內(nèi)，優(yōu)選設(shè)定在180pm士30(im的范 圍內(nèi)。半徑r在200pm到300pm的范圍內(nèi)，優(yōu)選設(shè)定在250nm士25pim的范 圍內(nèi)。相鄰孔141之間的距離在100,到200{im的范圍內(nèi)，優(yōu)選設(shè)定在 250|im±25(im的范圍內(nèi)。
根據(jù)上述尺寸設(shè)定孔141,在背側(cè)表面lOlb上可以形成五到十個(gè)孔。
在WLCSP的制造中，在硅基底101的預(yù)定表面lOla上形成集成電路(和 其它元件，例如必要的傳感器)，在預(yù)定表面lOla的周邊部分形成用于形成 金屬襯墊102的凸塊(未示出)。在除凸塊以外的預(yù)定表面lOla上形成鈍化 膜以保護(hù)集成電路和其它元件。
然后，硅基底101的背側(cè)表面lOlb經(jīng)受公知的光刻，其中它被光敏感 樹脂涂覆，然后經(jīng)過構(gòu)圖，由此形成由光敏感樹脂構(gòu)成的掩模。此后，硅基 底101的背側(cè)表面lOlb經(jīng)過各向同性蝕刻或各向異性蝕刻以形成孔141。
以上，可以使用干法蝕刻或濕法蝕刻中的任何一種。與上述圖16-18 中的WLCSP類似，可以使用切割機(jī)而不進(jìn)行蝕刻來形成孔141。
第五修改實(shí)例的WLCSP表現(xiàn)出和上述WLCSP基本相同的預(yù)定效果。
其中在對應(yīng)于硅基底101的背側(cè)表面101b的一個(gè)角部的平坦角部區(qū)域 142中不形成孔的WLCSP結(jié)構(gòu)特征，使得可以利用用于檢測平坦角部區(qū)域 142位置的半導(dǎo)體激光器來區(qū)分背側(cè)表面101b的方向。
可以進(jìn)一步修改其中以矩陣方式形成每個(gè)具有相同半徑的多個(gè)孔141的 WLCSP,使得以矩陣方式形成具有不同半徑的多個(gè)孔。
以上，可以將識(shí)別信息施加到具有不同半徑的孔的布置上。即，可以利 用檢測孔之間的半徑差的半導(dǎo)體激光器來讀取施加到WLCSP的識(shí)別信息。
(f)第六修改實(shí)例
圖25是表示根據(jù)本實(shí)施例的第六修改實(shí)例的晶片級芯片尺寸封裝 (WLCSP)的平面圖。與其中在對應(yīng)于硅基底101的背側(cè)表面101b—個(gè)角 部的平坦角部區(qū)域142中不形成孔的第五修改實(shí)例的WLCSP相比，圖25 所示的WLCSP的特征在于，在硅基底101的背側(cè)表面101b的一個(gè)角部中 形成其半徑不同于其它孔141半徑的孔151。
第六修改實(shí)例的WLCSP表現(xiàn)出和第五實(shí)施例的WLCSP基本相同的預(yù) 定效果。
如上所述，第二實(shí)施例和它的修改實(shí)例具有簡單的結(jié)構(gòu)，其中為了在與 其中形成有集成電路的硅基底101的預(yù)定表面101a相對的背側(cè)表面101b上 散熱，適當(dāng)?shù)匦纬煽斩矗缤ǖ?03、 111、 121和131 - 133以及孔141。如 此簡單的結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到除WLCSP以外的例如CSP和BGA (即球柵陣列) 的任何類型的封裝以及任何其他類型的半導(dǎo)體芯片。
3、第三實(shí)施例
圖26是表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例在印刷電路板上安裝的晶片級芯片 尺寸封裝(WLCSP)的側(cè)視圖；圖27是表示W(wǎng)LCSP預(yù)定表面的平面圖； 圖28是表示印刷電路板預(yù)定表面的平面圖。
WLCSP 221包括在平面圖中具有矩形形狀的硅基底(或半導(dǎo)體基底) 222,在其中形成集成電路(或電子電路，未示出)。在硅基底222的預(yù)定表 面222a上，在所選擇的柵格點(diǎn)處設(shè)置連接插腳(connection pin )(用作第一 端子)223,其由如銅(Cu)和鋁(Al)的導(dǎo)電材料構(gòu)成以便與外部器件建 立電連接。在不與連接插腳223的位置重疊的柵格的其它選定位置設(shè)置非連 接插腳(用作第二端子)224,其不與外部ll件電連接。焊料球225粘附在 連接插腳223上。每個(gè)具有盤狀形狀的磁性材料226通過粘合劑227粘結(jié)到 非連接插腳224上。
本實(shí)施例的WLCSP 221設(shè)計(jì)為當(dāng)安裝到印刷電路板上時(shí)，均勻的接合 強(qiáng)度施加給預(yù)定表面222a上的所有插腳，其中除連接插腳223以外設(shè)置根 本與同印刷電路板的電連接無關(guān)的非連接插腳224，由此對于預(yù)定表面222a 的總體區(qū)域，建立關(guān)于電連接的結(jié)合強(qiáng)度的適當(dāng)平衡。
為了通過磁性材料226實(shí)現(xiàn)基本上相同的磁力，與》茲性材料226結(jié)合的 非連接插腳224設(shè)置在五個(gè)位置，即，預(yù)定表面222a的四個(gè)角和近似預(yù)定 表面222a的中心。即磁性材料226關(guān)于預(yù)定表面222a的中心軸彼此對稱設(shè)置。
印刷電路板(簡稱為板)231具有預(yù)定表面231a,其設(shè)置為直接面對 WLCSP 221的預(yù)定表面222a。這里，在對應(yīng)于WLCSP 221的連接插腳223 的板231的預(yù)定表面231a的選定位置設(shè)置電極圖形232;在對應(yīng)于WLCSP 221的非連接插腳224的板231的預(yù)定表面231a的其它選定位置設(shè)置磁性材 料233。
作為磁性材料226和233,可以使用鐵磁材料和弱^磁性材料或軟>磁性材 料中的一種。
作為鐵磁材料，優(yōu)選使用從下列預(yù)定元素中選取的一種元素，例如鐵 (Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)
作為弱磁性材料，優(yōu)選使用例如鐵(Fe )、鈷鐵(Fe-Co合金)、鎳鐵(Fe-Ni 合金)和硅鐵(Fe-Si合金)。
作為用于焊料球225的材料，優(yōu)選使用例如由63重量百分比的Sn和 37重量百分比的Pb構(gòu)成的低共溶焊料(eutectic solder )、由60重量百分比 的Sn和40重量百分比的Pb構(gòu)成的焊料、由95重量百分比的Pb和5重量 百分比的Sn構(gòu)成的高溫焊料以及由95重量百分比的Sn和5重量百分比的 Sb構(gòu)成的高溫焊料。除了上述焊料材料之外,還可以使用主要由Ag、 Sb和 In構(gòu)成的無Pb焊料。
所以，在WLCSP 221和板231之間施加磁力，使得在與預(yù)定表面222a 的四個(gè)角和中心對應(yīng)的五個(gè)位置設(shè)置的磁性材料226吸引在與磁性材料226 對應(yīng)的預(yù)定表面231a上設(shè)置的磁性材料233,由此可以用預(yù)定定位將WLCSP 221固定到板231的預(yù)定表面231a。
接下來描述如何將WLCSP 221精確安裝到板231上的方法。
首先，在WLCSP 221的連接插腳223上分別設(shè)置焊料球225,然后其 經(jīng)過加熱，使得焊料球225分別固定粘附到連接插腳223。另外，磁性材料 226通過粘合劑227分別附著到非連接插腳224上。
在對應(yīng)于WLCSP221的連接插腳223的板231的預(yù)定表面231a的選定
位置處設(shè)置電極圖形232。在對應(yīng)于WLCSP 221的非連接插腳224的板231 的預(yù)定表面231a的其它選定位置設(shè)置磁性材料233。當(dāng)》茲性材料226或磁性 材料233由鐵磁材料構(gòu)成時(shí)，不必從外部施加磁場。當(dāng)磁性材料226和磁性 材料233都由弱磁性材料構(gòu)成時(shí)，必須磁化磁性材料226或磁性材料233。
接著，以預(yù)定表面222a直接面對預(yù)定表面231a的方式在板231上方設(shè) 置WLCSP 221 。當(dāng)WLCSP 221與板231緊密接觸時(shí)，磁性材料226和磁性 材料233由于其磁力而彼此相互吸引，使得磁性材料226與磁性材料233緊 密接觸，由此使磁性材料226和磁性材料23 3按定位固定在一起。
將由WLCSP 221和板231構(gòu)成的上述組件放入焊料回流爐(solder reflow furnace )或熱處理爐，將其以預(yù)定溫度加熱預(yù)定時(shí)間，使得焊料球225 被熔化從而在連接插腳223和電極圖形232之間建立電連接。在加熱和熔化 期間，磁性材料226和磁性材料233由于其磁力而按定位固定在一起；所以， 即使當(dāng)焊料球熔化時(shí)，在連接插腳223和電極圖形232之間也不可能發(fā)生位 置偏離。
在適合于組裝在一起的WLCSP 221和板231的上述結(jié)構(gòu)中，/磁性材料 226分別連接WLCSP 221的預(yù)定表面222a上的非連4妄插腳224,在對應(yīng)于 非連接插腳224的板231的預(yù)定表面23la的選定位置設(shè)置磁性材料233,使 得由于磁力WLCSP 221的磁性材料226按定位固定連接板231的磁性材料 233。所以，在WLCSP221和板231之間可以容易地建立固定的定位。與其 中利用插槽使封裝與板連接的常規(guī)方法相比，本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于WLCSP 221可以容易地附著到板231并從板231脫開。
如上所述，^磁性材料226和233具有定位功能；因此，利用;f茲性材料226 和233可以在WLCSP 221和板231之間容易地建立定位和固定。這消除了 在WLCSP 221和板231之間調(diào)整定位的必要。
本實(shí)施例可以以多種下面描述的方式進(jìn)行修改。
(a)第一修改實(shí)例
圖29是表示根據(jù)本實(shí)施例的第一修改實(shí)例附著到印刷電路板上的晶片 級芯片尺寸封裝(WLCSP)的側(cè)視圖30是表示印刷電路板的預(yù)定表面 的平面圖，其直接面對WLCSP的預(yù)定表面。
與圖28所示的使用磁性材料 233的板231相比，
圖30所示的板241的特征在于，多個(gè)永久i茲鐵242代替 ^t性材料233并附著到預(yù)定表面241a上。
在對應(yīng)于板241的預(yù)定表面241a的四個(gè)角和中心的五個(gè)位置設(shè)置永久 磁鐵242,其中它們吸引附著到WLCSP 221的預(yù)定表面222a的磁性材料226， 使得磁性材料226與永久磁鐵242緊密接觸以建立在它們之間的固定定位。
如何將WLCSP 221精確安裝到板241的方法與結(jié)合本實(shí)施例描述的上 述方法相同。
第 一修改實(shí)例表現(xiàn)出與本實(shí)施例相同的預(yù)定效果和作用。 因?yàn)橛谰么盆F242代替了磁性材料233,就不必在外部磁場中磁化板
241。
(b)第二修改實(shí)例
圖31是表示根據(jù)本實(shí)施例的第二修改實(shí)例的附著到印刷電路板上的晶 片級芯片尺寸封裝(WLCSP)的側(cè)視圖。與其中磁性材料226通過粘合劑 227僅連接到非連接插腳224的圖26所示的WLCSP 221比較，圖31所示的 WLCSP 251的特征在于焊料球252附著到所有的連接插腳223和非連接插腳 224，其中每個(gè)焊料球252形成為將磁粉末M到焊料(或?qū)w)的復(fù)合體 (complex)部件。
每個(gè)焊料球252由其中將鐵;茲粉末分散到焊料中的復(fù)合體焊料構(gòu)成。作 為鐵磁粉末，優(yōu)選使用從例如鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、禮(Gd)、鋱 (Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)和銩(Tm)的預(yù)定元素中選取的一
金。將鐵磁粉末分散到例如由63重量百分比的Sn和37重量百分比的Pb構(gòu) 成的焊料、由60重量百分比的Sn和40重量百分比的Pb構(gòu)成的焊料、由 50重量百分比的Sn和50重量百分比的Pb構(gòu)成的焊料、由95重量百分比 的Pb和5重量百分比的Sn構(gòu)成的焊料、以及由95重量百分比的Sn和5重 量百分比的Sb構(gòu)成的焊料。
優(yōu)選鐵^磁粉末的含量在復(fù)合體焊料總重量的IO重量百分比到50重量百 分比的范圍內(nèi)；更優(yōu)選設(shè)定為35重量百分比。
當(dāng)鐵磁粉末的含量小于10重量百分比時(shí)，磁力將大大降低以至于很難 將WLCSP251固定到板231上。當(dāng)鐵不茲粉末的含量超過50重量百分比時(shí)， 就可能降低焊料的粘附性、熔化能力和強(qiáng)度。
也可以使用例如由鐵(Fe)、鈷鐵(Fe-Co合金)、鎳鐵(Fe-Ni合金) 和硅鐵(Fe-Si合金)構(gòu)成的弱磁粉末來代替鐵^磁粉末。
第二修改實(shí)例表現(xiàn)出與本實(shí)施例相同的預(yù)定效果和作用。
因?yàn)閺?fù)合體焊料球252連接所有的連接插腳223和非連接插腳224,可 以通過在WLCSP251的預(yù)定表面222a上設(shè)置復(fù)合體焊料球252的簡單步驟 來實(shí)現(xiàn)第二修改實(shí)例。這省去了將磁性材料226設(shè)置到板231的預(yù)定表面 231a上的步驟；由此可以減少制造工藝。
(c) 第三修改實(shí)例
圖32是表示根據(jù)本實(shí)施例的第三修改實(shí)例的用在晶片級芯片尺寸封裝 (WLCSP)中的焊料球的橫截面圖。與磁粉末分散到焊料中的圖31所示的 復(fù)合體焊料球252相比，圖32所示的焊料球261具有雙層結(jié)構(gòu)，其中球狀 磁性部件262被焊料層(或?qū)щ妼?263包圍。
作為磁性部件262,優(yōu)選使用從例如鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、釓 (Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)和銩(Tm)的預(yù)定元素 中選擇的一種元素構(gòu)成的鐵磁粉末；或者優(yōu)選使用從所述預(yù)定元素中選擇的 兩種或更多元素構(gòu)成的合金。作為焊料層163，優(yōu)選使用例如由63重量百分 比的Sn和37重量百分比的Pb構(gòu)成的焊料、由60重量百分比的Sn和40重 量百分比的Pb構(gòu)成的焊料、由50重量百分比的Sn和50重量百分比的Pb 構(gòu)成的焊料、由95重量百分比的Pb和5重量百分比的Sn構(gòu)成的焊料以及 由95重量百分比的Sn和5重量百分比的Sb構(gòu)成的焊料。
適當(dāng)?shù)卮_定焊料球261的尺寸和形狀以適合連接插腳223和非連接插腳 224,由此不專門地確定它們的尺寸。在如圖32所示的具有J求形的焊料5求261 的情況下，磁性部件262的直徑在50iim到300jLim的范圍內(nèi)；焊料層263的 厚度在70jim到200一m的范圍內(nèi)。
用于焊料球261內(nèi)的磁性部件262的磁粉末的優(yōu)選含量與前述鐵磁粉末 的含量類似。
第三修改實(shí)例表現(xiàn)出與本實(shí)施例相同的預(yù)定效果和作用。
(d) 第四修改實(shí)例
圖33是表示附著到板上的晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP)的側(cè)視圖； 圖34是表示W(wǎng)LCSP預(yù)定表面的平面圖。與將WLCSP221安裝到板231上 的圖26所示的本實(shí)施例比較，第四實(shí)施例的特征在于，在板231上安裝對 應(yīng)于配備有巨磁阻元件(即用于檢測物理量的GMR元件)的WLCSP 221 的WLCSP272。
如圖34所示，除了通過WLCSP221的厚度與GMR元件271的位置垂 直相對的預(yù)定區(qū)域之外，在WLCSP221的預(yù)定表面222a上規(guī)則設(shè)置由弱磁 性材料構(gòu)成的多個(gè)非連接球273。這提高了 GMR元件271響應(yīng)外部磁場的 靈敏度。
可以用其它元件，例如霍爾效應(yīng)變換器、隧道;茲阻元件(即TMR元件)、 壓力傳感器和溫度傳感器來替代GMR元件271,這些元件集成到WLCSP 221中以同時(shí)檢測如霍爾效應(yīng)、磁場、壓力和溫度的物理量。
例如，當(dāng)用在垂直方向?qū)Α菲澝舾械幕魻栃?yīng)變換器(或TMR元件)來 代替GMR元件271時(shí)，必須在預(yù)定位置處的預(yù)定表面222a上設(shè)置非連接球 273，所述預(yù)定位置通過WLCSP 221的厚度與霍爾效應(yīng)變換器(或TMR元 件)的位置垂直相對。
另夕卜，通過將由坡莫合金(即鐵鎳合金)構(gòu)成的磁性板粘附在WLCSP 221 的預(yù)定表面222a上，可以進(jìn)一步提高感測能力。
第四修改實(shí)例表現(xiàn)出與本實(shí)施例相同的預(yù)定效果和作用。
由于在板231上安裝對應(yīng)于配備有GMR元件271的WLCSP 221的 WLCSP272,可以實(shí)現(xiàn)具有能夠集成在一起的WLCSP221和GMR元件271 的兩種功能的高級器件。
如上所述，本實(shí)施例及其修改實(shí)例具有簡單的結(jié)構(gòu)，其中磁性材料226 連接到非連接插腳224，所述插腳設(shè)置在其上形成有集成電路的硅基底222 的預(yù)定表面222a上的柵格的選定位置。這種簡單結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到除WLCSP 以外的例如CSP和BGA的任何類型的封裝以及應(yīng)用到任何類型的半導(dǎo)體芯 片。
4、第四實(shí)施例
圖37是表示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP ) 的外觀透視圖，其中附圖標(biāo)記311表示硅基底(或半導(dǎo)體基底)，其在平面 圖中具有矩形形狀，且在其中形成有集成電路(或電子電路，未示出)；附 圖標(biāo)記312表示具有半球形橫截面的金屬襯墊，其用于建立與外部器件的連 接并設(shè)置在硅基底311的預(yù)定表面311a的周邊區(qū)域；附圖標(biāo)記313表示粗 糙表面區(qū)域，其表面粗糙度'Ra，大于預(yù)定值并在與預(yù)定表面311a相對的 背側(cè)表面上通過噴沙而形成；附圖標(biāo)記314表示平坦表面區(qū)域，其在除了粗 糙表面區(qū)域313之外的背側(cè)表面上不經(jīng)過表面粗糙化，因此其確保了硅基底311的初始平坦度。
平坦表面區(qū)域314標(biāo)明兩個(gè)字符314a和314b (代表"A，，和"B"),其 形成WLCSP的識(shí)別標(biāo)識(shí)(或識(shí)別符)315。
適合于4l糙表面區(qū)域313的表面粗糙度Ra優(yōu)選在10pm到100pm的范 圍內(nèi)；更優(yōu)選為10pm到50pm的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)定為20pm。適合于 平坦表面區(qū)域314的表面粗糙度Ra優(yōu)選在0.05pm到5pm的范圍內(nèi)；更優(yōu) 選為lpm到3pm的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)定為2pm。
如圖38所示，當(dāng)光L入射到WLCSP的背側(cè)表面上時(shí)，在粗糙表面區(qū) 域313上就會(huì)發(fā)生光的不規(guī)則反射，而在平坦表面區(qū)域314上發(fā)生光的規(guī)則 反射(在其上光沿單一方向被反射)。這就引起粗糙表面區(qū)域313和平坦表 面區(qū)域314之間的光澤差異。這種光澤差異能被人眼可視地識(shí)別，并使人工 搡作者能夠在粗糙表面區(qū)域313和平坦表面區(qū)域314之間容易地區(qū)分。所以， 人工操作者就可以輕松可視地識(shí)別出由平坦表面區(qū)域314實(shí)現(xiàn)的字符314a 和字符314b構(gòu)成的識(shí)別標(biāo)識(shí)315。
接下來，將描述本實(shí)施例的WLCSP的制造方法，特別是有關(guān)粗糙表面 區(qū)域313的形成。
如圖39A所示，提供硅基底311,在其預(yù)定表面311a上具有多個(gè)金屬 襯墊312。根據(jù)旋涂方法，具有高噴沙抵抗性的光敏感材料(其不同于用于 形成硅基底311的材料)，例如光敏感聚酰亞胺樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸 樹脂以及光敏感SOG (玻璃上硅)被涂敷到硅基底311的背側(cè)表面311b， 然后將其干燥以形成掩模層(或光敏感層)321。
如圖39B所示，具有實(shí)現(xiàn)識(shí)別標(biāo)識(shí)的開口 322的掩模323被設(shè)置在掩模 層321上，然后經(jīng)過曝光和顯影，使得掩模層321的預(yù)定部分被選擇性的留 下，而其它部分被去除。由此，可以形成對應(yīng)于識(shí)別標(biāo)識(shí)的掩模層321a。
如圖39C所示，利用掩模層321a,硅基底311的背側(cè)表面311b經(jīng)過根 據(jù)噴沙的粗糙表面處理。具體而言，將例如氧化硅微粒和鈉玻璃微粒的無機(jī) 微粒324噴涂在掩模層321a上和背側(cè)表面311b的露出部分上，其中由于高 噴沙抵抗性，掩模層321a排斥無機(jī)微粒324使得其下的背側(cè)表面311b的預(yù) 定部分未受損傷，而不具有噴沙抵抗性的背側(cè)表面311b的露出部分容易通 過噴在其上的無機(jī)微粒324而被噴沙并變得粗糙。
結(jié)果，背側(cè)表面311 b的露出部分經(jīng)過噴沙，由此形成粗糙表面區(qū)域313,
其表面粗糙度Ra在50pm到lOOpm的范圍內(nèi)。由掩模層321a覆蓋的背側(cè)表 面311b的預(yù)定部分不經(jīng)過噴沙，由此形成平坦表面區(qū)域314,其表面粗糙度 Ra在0.05pm到10,的范圍內(nèi)。
如圖39D所示，掩模層321a與背側(cè)表面313分離，使得平坦表面區(qū)域 314露出來。
如上所述，在硅基底311的背側(cè)表面3Ub上形成粗糙表面區(qū)域313和 平坦表面區(qū)域314。通過成形平坦表面區(qū)域314而形成上述字符314a和314b, 可以實(shí)現(xiàn)由字符314a和314b構(gòu)成的識(shí)別標(biāo)識(shí)315。
根據(jù)本實(shí)施例的WLCSP，在與硅基底311的預(yù)定表面311a相對的背側(cè) 表面311b上形成經(jīng)過噴沙的粗糙表面區(qū)域3D和平坦表面區(qū)域314,其中成 形平坦表面區(qū)域314以形成由字符314a和314b構(gòu)成的識(shí)別標(biāo)識(shí)315。因?yàn)?表面粗糙度的不同，操作者可以輕易地在視覺上區(qū)分識(shí)別標(biāo)識(shí)315。這消除 了關(guān)于識(shí)別標(biāo)識(shí)315的識(shí)別的困難和錯(cuò)誤。
由于形成部分占有背側(cè)表面311b的總面積的粗糙表面區(qū)域313,可以增 加相對于硅基底311的背側(cè)表面311b的總表面面積，由此提高了散熱性能。
以上，根據(jù)表面粗糙度的不同進(jìn)行每個(gè)WLCSP的識(shí)別，這可以被人眼 容易地識(shí)別。另外，本實(shí)施例并沒有為了實(shí)現(xiàn)識(shí)別而劣化半導(dǎo)體元件。
根據(jù)本實(shí)施例的WLCSP的制造方法，在硅基底311的背側(cè)表面311b 上形成4務(wù);模層321，然后其經(jīng)過曝光和顯影以形成掩;^莫層321a,通過掩^t層 321a使背側(cè)表面311b經(jīng)過表面粗糙度處理，然后將掩模層321a與背側(cè)表面 3Ub分開。因此，利用筒單的機(jī)器便可以在硅基底311的背側(cè)表面311b上 容易地形成粗糙表面區(qū)域313和平坦表面區(qū)域314。
本實(shí)施例可以以多種方式f務(wù)改，下面將進(jìn)行描述。
圖40是表示根據(jù)本實(shí)施例修改實(shí)例的WLCSP的透視圖。與其中掩模 層321a與硅基底311的背側(cè)表面311b分開的圖37和38所示的WLCSP比 較，圖40所示的WLCSP的特征在于，形成由具有高噴沙抵抗性和熱傳導(dǎo) 性的光敏感材料(其不同于形成硅基底311的材料)，例如光敏感聚酰亞胺 樹脂、聚氨酯樹脂、光敏感SOG (玻璃上硅)構(gòu)成的掩模層(或光敏感層) 331以覆蓋平坦表面區(qū)域314并且該掩模層不與硅基底3U的背側(cè)表面311b 分離。
修改實(shí)例表現(xiàn)出與本實(shí)施例相同的預(yù)定效果和作用。
由于掩模層331由具有高噴沙抵抗性和熱傳導(dǎo)性的光敏感材料構(gòu)成，所 以可以增加硅基底311的背側(cè)表面311b的總表面積，由此提高了散熱性能。
識(shí)別標(biāo)識(shí)315不必由平坦表面區(qū)域314形成。即，由預(yù)定字符構(gòu)成的識(shí) 別標(biāo)識(shí)可以通過適當(dāng)?shù)爻尚未植诒砻鎱^(qū)域313而形成。
粗糙表面區(qū)域313不必由噴沙形成。例如，可通過劃片刀等方法在粗糙 表面區(qū)域313上形成表示條、島和點(diǎn)的不規(guī)則物，由此可以改善散熱性能。 當(dāng)然，在粗糙表面區(qū)域313的不規(guī)則物上可以附加進(jìn)行噴沙。
當(dāng)硅晶片經(jīng)過切片并切割為單個(gè)封裝(每個(gè)對應(yīng)于WLCSP)時(shí)，使用 劃片刀使硅晶片的劃線區(qū)經(jīng)過半切割，由此形成識(shí)別標(biāo)識(shí)，然后其經(jīng)受噴沙。 這樣，在經(jīng)過半切割的硅晶片的預(yù)定部分上就形成了圓邊。這使得來自硅晶 片的封裝很難被部分切割并破裂；所以可以提高半導(dǎo)體元件的可靠性。
表面粗糙化處理不是必須由噴沙實(shí)現(xiàn)。也就是說，可以使用用于表面粗 糙化處理的各種噴射方法，例如噴空氣方法、噴丸(shot-blasting)方法和微 噴射(micro-blasting)方法。
噴射材料(或拋光材料)不必限于無機(jī)微粒324。即，可以使用如石榴 石的礦物材料，如氧化鋯和玻璃珠的陶瓷材料，如鐵粉末、鋼珠、不銹鋼珠、 鋼絲和不銹鋼絲的金屬材料，以及如尼龍和聚碳酸酯的樹脂材料。
在本實(shí)施例中，使用掩模層321a使硅基底311的背側(cè)表面311b經(jīng)過表 面粗糙化處理。不使用掩模層321a，背側(cè)表面311的全部區(qū)域經(jīng)過噴射并變 得粗糙；然后通過微噴射在該"粗糙"背側(cè)表面311b上直接繪出識(shí)別標(biāo)識(shí)， 或者使其它區(qū)域經(jīng)受微噴射。
順便提及，可以將識(shí)別標(biāo)識(shí)適當(dāng)?shù)爻尚螢楸硎咀址?、?shù)字、符號、編碼 和圖像的任何類型。
如上所述，本實(shí)施例可以應(yīng)用于除WLCSP以外的例如CSP和BGA的 任何類型的封裝，在本實(shí)施例中，在與硅基底311的預(yù)定表面311a相對的 背側(cè)表面311b上進(jìn)行噴沙以形成粗糙表面區(qū)域313和平坦表面區(qū)域314,其 實(shí)現(xiàn)由字符314a和314b構(gòu)成的識(shí)別標(biāo)識(shí)315。
5、第五實(shí)施例
圖44A是表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的從再布線層觀察的封入與外部 端子連接的晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP)的半導(dǎo)體器件的平面圖；圖44B 是沿圖44A中Al - Al線得到的橫截面圖；圖45是沿圖44A中Bl - Bl線得到的橫截面圖。這些圖式并未在比例和尺寸方面精確繪制，其中為了清楚 地表示其突出的形狀，金屬支柱被部分地變形。
圖45示出了包括襯墊電極415的半導(dǎo)體芯片403,其中再布線層427 與襯墊電極415相連，金屬支柱430 (用作電極407)與再布線層427相連； 外部端子431附著到金屬支柱430上。
更具體而言，半導(dǎo)體芯片403包括其上形成有集成電路的硅基底413和 在硅基底413上形成的多個(gè)襯墊電極415。在半導(dǎo)體芯片403的表面上形成 鈍化膜419使得襯墊電極415的上表面被敞開。通過由具有高耐熱性和電絕 緣性的Si02和SiN構(gòu)成的疊層來形成鈍化膜419。
通過在鈍化膜419上依次形成的保護(hù)膜421和密封樹脂423來實(shí)現(xiàn)絕緣 部分411。
保護(hù)膜421由聚酰亞胺構(gòu)成，其中其形成為覆蓋鈍化膜419的表面419a 和開口 422的內(nèi)壁，所述開口由襯墊電極415和鈍化膜419限定。
形成密封樹脂423以覆蓋保護(hù)膜421的表面421a和半導(dǎo)體芯片403的 表面403a以及下面將要描述的金屬支柱430和布線部分409。
布線部分409部分地嵌入在于村墊電極415和保護(hù)膜421之間限定的開 口 424中，其中其被形成為穿過絕緣部分411內(nèi)的保護(hù)膜421和密封樹脂 423,并朝向金屬支柱430的下端延長。布線部分409由在保護(hù)膜421的表 面421a上依次形成的下阻擋金屬(UBM)層425和再布線層427的疊層形 成。通過由鈦(或鉻)和銅構(gòu)成的疊層形成下阻擋金屬層425;再布線層427 由銅構(gòu)成。如圖44A和44B所示，再布線層427由從襯墊電極415引出的 再布線427a和附著到再布線427a的預(yù)定端的支柱基部427b構(gòu)成，其中與 再布線427a相比增加了支柱基部427b的寬度，并且每個(gè)支柱基部在平面圖 中形成為圓形。下阻擋金屬層425與再布線層427相比在厚度上適當(dāng)減小。 例如，通過0.18pm的下層和0.6pm的上層的疊層來形成下阻擋金屬層425; 再布線層427的厚度在4pm到5|_im的范圍內(nèi)。
在再布線層427的支柱基部427b上形成電極407，其中電極407由金屬 支柱430和例如焊料球的外部端子431構(gòu)成，金屬支柱430由銅構(gòu)成并在平 面圖中形成為圓形，外部端子431附著到金屬支柱430的上端。金屬支柱430 在其周邊密封在密封樹脂423中，其中靠近外部端子431的金屬支柱的表面 430b與密封樹脂423的表面423a基本在同一平面上匹配。外部端子431從密封樹脂423的表面423a突出。
金屬支柱430具有錐形形狀(在表面430a和430b之間限定)，其中其 直徑在從再布線層427到外部端子431的方向上逐漸增加。所以，金屬支柱 430的截面面積在從靠近再布線層427的表面430a到靠近外部端子431的表 面430b的方向上逐漸增加。簡而言之，使表面430b大于表面430a。
另外，外部端子431的最大直徑大于金屬支柱430的最大直徑(即靠近 外部端子431的表面430b的直徑)。因此，外部端子431的最大截面面積大 于靠近外部端子431的金屬支柱430的表面430b。
順便提及，用于本實(shí)施例的術(shù)語"直徑"在平面圖中表示長度，其位于 橫穿與金屬支柱相鄰設(shè)置的再布線(即線和空間)的方向上，即，沿圖44A 中的線A1-A1的方向。
本實(shí)施例的特征在于，金屬支柱430具有錐形形狀，其中靠近再布線層 427的表面430a小于靠近外部端子431的表面430b。這減小了支柱基部427b 占據(jù)再布線層427的面積的比率，由此在不使用用于再布線層427的多層結(jié) 構(gòu)的情況下增加了關(guān)于再布線427a引出的自由度。因此，即使當(dāng)外部端子 之間的間距基本上符合再布線的寬度和間距時(shí)，也可以提高存在于相鄰?fù)獠?端子431之間的再布線427a的總數(shù)，這通過在圖44B和圖50之間的比較而 被清楚地示出。
如上所述，本實(shí)施例對于外部端子的設(shè)計(jì)和布置表現(xiàn)出相對高的自由 度；因此，本實(shí)施例足夠應(yīng)對外部端子的復(fù)雜設(shè)置，并能處理高集成度和密 度的封裝，其中減小外部端子之間的間距以增加外部端子的總密度。特別是， 本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件401可以保證用于靠近外部端子431的金屬支柱430 的表面430b的足夠大的面積，因而保證金屬支柱430和外部端子431之間 足夠的連接強(qiáng)度。與"球形"金屬支柱相比，金屬支柱430不可能由于應(yīng)力 而被破壞或分離。也就是說，半導(dǎo)體器件401具有優(yōu)越的可靠性。
在將外部端子431附著到金屬支柱430之前進(jìn)行的預(yù)先測試中，本實(shí)施 例容易保證測試探針和金屬支柱430之間的對準(zhǔn)。
在本實(shí)施例中，使外部端子431的最大截面面積大于靠近外部端子431 的金屬支柱430的表面430b。這使得人工操作者容易在金屬支柱430上安裝 外部端子431;所以，可以增加金屬支柱430和外部端子431之間的連接強(qiáng) 度。在將外部端子431附著到金屬支柱430之前進(jìn)行的預(yù)先實(shí)驗(yàn)中，本實(shí)施
例容易在測試探針和金屬支柱430之間建立對準(zhǔn)。
由于對再布線427a引出的相對高的自由度，本實(shí)施例可以擴(kuò)大WLCSP 型半導(dǎo)體器件的使用。例如，可以設(shè)計(jì)具有相對小數(shù)量的再布線427a的半 導(dǎo)體器件，其基本上與在傳統(tǒng)公知的半導(dǎo)體器件中引出的線的數(shù)量相匹配， 其中可以在寬度上擴(kuò)寬再布線427a，這允許相對大的電流量流過其中，由此 本發(fā)明可以適合于要求相對大的電流量的集成電路。
本發(fā)明可以以各種方式修改，這將在下面具體描述。
在本實(shí)施例中，以錐形形狀來形成金屬支柱430,但不限于此。也就是 說，僅通過減小位于再布線層427附近的表面430a^f吏其小于位于外部端子 431附近的表面430b就可以獲得類似的效果。滿足上述條件就可以容易地形 成金屬支柱430。這里，優(yōu)選將金屬支柱430形成為使得其截面面積在從再 布線層427到外部端子431的方向上增加。
優(yōu)選用于金屬支柱430的各種形狀。例如，圖46A示出具有凹坑狀 (dimple-like )形狀的金屬支柱430,其中壁的傾角在A/v下部到上部的方向 上逐漸增加。圖46B示出了金屬支柱430的第二實(shí)例，其中下部具有錐形， 上部具有柱形。圖46C示出了金屬支柱430的第三實(shí)例，其中下部具有柱形， 上部具有凹坑形狀。圖46D示出了金屬支柱430的第四實(shí)例，其中上部和下 部分別形成為具有不同直徑的柱形。圖46E示出了金屬支柱430的第五實(shí)例， 其中下部具有柱形，上部具有錐形。圖46F示出了金屬支柱430的第六實(shí)例， 其與圖46A所示的金屬支柱相反，其中壁的傾角在從下部到上部的方向上逐 漸減小。圖46G示出了金屬支柱430的第七實(shí)例，其中上部和下部分別形成 為具有不同傾角的錐形。圖46H示出了金屬支柱430的第八實(shí)例，其中上部 和下部分別形成為具有不同傾角的錐形。
接著，參考圖47A-47E和圖48A-48G描述半導(dǎo)體器件401的制造方法， 對應(yīng)于圖45來說明每幅圖。
首先，如圖47A-47C所示，在半導(dǎo)體芯片403的表面上，形成鈍化膜 419以在襯墊電極415上方提供開口 ；形成保護(hù)膜421以覆蓋鈍化膜419的 表面419a以及開口 422的內(nèi)壁；形成下阻擋金屬(UBM)層425以覆蓋保 護(hù)膜421的表面421a以及開口 424的內(nèi)壁和底部。
如圖47D所示，涂敷光致抗蝕劑并且其經(jīng)過曝光和顯影以便在除了用于 形成再布線層427的預(yù)定區(qū)域的下阻擋金屬層425的表面425a上形成第一抗蝕劑膜441。通過使用第一抗蝕劑膜441作為掩模，強(qiáng)迫電流流過下阻擋
金屬層425以使用銅執(zhí)行選擇性電場電鍍，由此形成再布線層427 (即再布 線427a和支柱基部427b)。此后，如圖47E所示，使第一抗蝕劑膜441從 下阻擋金屬層425分離。
接著，如圖48A和48B所示，涂敷用于形成金屬支柱的光致抗蝕劑443 并且其經(jīng)過曝光和顯影，由此在再布線層427的金屬基部427b上形成"直" 的開口 432,其中開口 432的直徑與位于再布線層427附近的金屬支柱430 的表面430a的直徑相同。然后，將紫外輻射照射到光致抗蝕劑443上，由 此使其硬化。光致抗蝕劑443不限于特定材料，優(yōu)選使用酚醛樹脂(novolak resin )。
如圖48C所示，對開口 432進(jìn)行氧等離子體灰化，由此通過擴(kuò)大其上部 而使開口 432形成為錐形。如圖48D所示，開口 432在90。C到200。C的溫度 范圍下經(jīng)受加熱回流，優(yōu)選在13(TC到170。C的溫度范圍下，進(jìn)一步優(yōu)選在 16(TC下，由此使灰化的表面變平滑。
替代氧等離子體灰化，可以通過使用CF4/CHF3/He (或使用Ar或Nj 的干法蝕刻將開口 432形成為錐形。當(dāng)然，也可以同時(shí)使用氧等離子體灰化 和干法々蟲刻。
除了干燥處理以外也可以使用預(yù)定的方式。例如，如圖48B所示，光致 抗蝕劑443經(jīng)過構(gòu)圖，然后在其邊緣處經(jīng)過加熱回流，由此就可以對開口 432 的表面應(yīng)用緩變的錐形形狀。
可選擇地，光致抗蝕劑443以包括具有不同特性的兩層的雙層結(jié)構(gòu)形成， 其中僅光致抗蝕劑443的上部經(jīng)過處理從而與下部相比提高其溶解度。這里， 上部和下部在相同的條件下經(jīng)受顯影，由此可以在形成開口時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)錐形形狀。
由此，形成第二抗蝕劑膜并將其用作掩模，其中如圖48D所示，對開口 432進(jìn)行使用銅的選擇性電場電鍍，由此使由銅構(gòu)成的金屬支柱430生長。 然后，如圖48E所示，將第二抗蝕劑膜分離以便保留具有錐形形狀的金屬支 柱430。
接下來，如圖48F所示，使用再布線層427作為掩模進(jìn)行離子銑削(ion milling)、濕法蝕刻或干法蝕刻，以去除下阻擋金屬層425的不需要的區(qū)域， 由此將再布線層427劃分成隔離的部件。
最后，如圖48G所示，形成密封樹脂423以覆蓋保護(hù)膜421的表面并密 封布線部分409和金屬支柱430,以露出位于外部端子431附近的金屬支柱 430的表面430b。而且，將例如焊料球的外部端子431附著到金屬支柱430 上。這樣就可以完成半導(dǎo)體器件401的制造。
可以通過適當(dāng)?shù)匦薷牡诙刮g劑膜的形成步驟來容易地形成具有錐形 形狀的金屬支柱430,這結(jié)合圖48A到48D來進(jìn)行描述。類似地，可以容易 地形成圖46A和46F所示的金屬支柱430。簡言之，將本實(shí)施例設(shè)計(jì)成使得 金屬支柱430的截面面積在從再布線層427到外部端子431的方向上逐漸增 加。這有助于金屬支柱430的簡單形成，同時(shí)更好地滿足其中位于外部端子 431附近的表面430b大于位于再布線層427附近的表面430a的預(yù)定條件。
類似地，通過形成兩級抗蝕劑膜，可以容易地形成圖46B - 46E和圖46G - 46H所示的其它類型的金屬支柱430。
在形成如46D所示的金屬支柱430時(shí)，如圖49A所示，形成具有不同 直徑的"直"開口的兩級抗蝕劑膜443a和443b，然后其經(jīng)過選擇性電場電 鍍，由此允許金屬支柱430的生長。
在形成如圖46B、 46C、 46E、 46G和46H所示的金屬支柱430時(shí)，形 成如圖49A所示的兩級抗蝕劑膜443a和443b,然后兩級抗蝕劑膜經(jīng)過氧等 離子體灰化或如圖49B所示的使用CF4/CHF3/He的干法蝕刻，由此擴(kuò)大它們 中的至少一個(gè)的開口，其中兩級抗蝕劑膜經(jīng)過選擇性電場電鍍，由此獲得金 屬支柱430。圖49B與圖46C所示的金屬支柱430的形成有關(guān)。
與具有錐形形狀和凹坑形狀的金屬支柱相比，形成關(guān)于圖46B-46E和 圖46G - 46H所示的金屬支柱430需要用于形成兩級抗蝕劑膜的復(fù)雜制造步 驟。然而，每個(gè)上述金屬支柱430的優(yōu)點(diǎn)在于，可以使位于外部端子431附 近的表面430b的直徑大于支柱基部427b的直徑。在對于再布線的自由度方 面這是優(yōu)選的，它充分保證了再布線層427中再布線的寬度；在金屬支柱430 和外部端子431之間的連接強(qiáng)度方面這也是優(yōu)選的。
6、第六實(shí)施例
圖51是表示根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP ) 的平面圖；圖52是WLCSP的后視圖；圖53是沿圖51中A2 - A2線得到的 橫截面圖。附圖標(biāo)記521表示硅基底(或半導(dǎo)體基底)，其在平面圖中具有 矩形形狀，附圖標(biāo)記522表示在硅基底521的表面521a上形成的集成電路
(或電子電路)；附圖標(biāo)記523表示在包括集成電路522的表面521a上形成 的樹脂包圍層；附圖標(biāo)記524表示與集成電路522建立電連接并在樹脂包圍 層523的表面523a上部分露出的外部端子。
在與硅基底521的表面521a相對的背側(cè)表面521b上以矩陣形式形成多 個(gè)通道527 (例如在圖51中的八個(gè)通道)。如果必要可以改變通道527的數(shù) 量。
由于通道527的深度變得更深，所以可以提高硅基底521的背側(cè)表面 521b的總表面面積。然而，當(dāng)通道527的深度變得太深時(shí)，就會(huì)降低硅基底 52]的機(jī)械強(qiáng)度。所以，優(yōu)選通道527的深度在硅基底521厚度的5%到20 %的范圍內(nèi)。
對于通道527的寬度和深度的尺寸，可以相對于硅基底521的預(yù)定尺寸 而確定，硅襯底521的邊為5mm且其厚度為500pm,例如，其中通道527 的寬度在20pm到150pm的范圍內(nèi)，優(yōu)選從50pm到lOO]jm;且通道527的 深度在25fim到100(im的范圍內(nèi)，優(yōu)選從40(im到70|im。
在樹脂包圍層523的表面523a上以矩陣形式形成多個(gè)外部端子524;以 柵格狀方式形成多個(gè)通道528 (例如圖52中的八個(gè)通道)以便為外部端子 524劃分單個(gè)的正方形部分。這里，通道527之間的交叉點(diǎn)基本上與樹脂包 圍層523的表面523a上的外部端子524的位置相一致。如果必要可以改變 通道528的數(shù)量。
由于通道528的深度變得更深，所以可以提高樹脂包圍層523的表面 523a的總表面面積。當(dāng)通道528的深度變得太深時(shí)，就會(huì)降低樹脂包風(fēng)層 523的機(jī)械強(qiáng)度。所以，優(yōu)選通道528的深度在樹脂包圍層523厚度的5% 到20%的范圍內(nèi)。
對于通道528的寬度和深度的尺寸，可以相對于樹脂包圍層523的預(yù)定 尺寸而確定，樹脂包圍層的厚度為lOOpim,其中通道528的寬度在20pm到 150(im的范圍內(nèi)，優(yōu)選從50|im到100(im;通道528的深度在5(im到20pm 的范圍內(nèi)，優(yōu)選從lO^im到15prn。
接著，描述WLCSP的制造方法。
首先，如圖54A所示，在硅基底521的表面521a上形成集成電路522 (包括電子電路和各種必要的傳感器)；在集成電路522的周邊區(qū)域形成與 外部端子524建立電連接的連接襯墊(未示出)；形成絕緣膜(未示出)以
覆蓋除了與連接襯墊相對應(yīng)的預(yù)定區(qū)域之外的集成電路522,由此保護(hù)電路
和元件。
如圖54B所示，在硅基底521的表面521a上形成再布線層(未示出) 和樹脂包圍層523。使用例如研磨機(jī)的切割機(jī)在硅基底521的背側(cè)表面521b 上形成通道527并在樹脂包圍層523的表面523a上形成通道528。
如圖54C所示，在樹脂包圍層523的表面523a上形成與再布線層相連 的外部端子524。
取代使用如研磨機(jī)的切割機(jī)，如圖54D所示，使具有沖頭533的金屬模 具532向下移動(dòng)，從而使沖頭533按壓樹脂包圍層523的表面523a,由此形 成通道528，其中沖頭533從預(yù)定位置的下表面532a突出，并且其形狀與通 道528的形狀互補(bǔ)。所以，就能夠制造出本實(shí)施例的WLCSP。
根據(jù)本實(shí)施例，在硅基底521的背側(cè)表面521b上形成多個(gè)通道527,在 樹脂包圍層523的表面523a上形成多個(gè)通道528,由此可以降低包括硅基底 521和樹脂包圍層523的WLCSP的整體彎曲，或者可以避免WLCSP的整 體彎曲的發(fā)生。
由于形成通道527和528,可以增加相對于硅基底521的背側(cè)表面521b 和樹脂包圍層523的表面523a的有效表面面積。這可以提高與印刷電路板 相連的WLCSP的連4妄強(qiáng)度。
由于相對于硅基底521的背側(cè)表面521b和樹脂包圍層523的表面523a 而增加了有效表面面積，所以可以提高關(guān)于WLCSP的散熱性能，由此穩(wěn)定 WLCSP的性能并提高其可靠性。
可以以多種方式修改本實(shí)施例，下面將進(jìn)行描述。
圖55是WLCSP的第一修改實(shí)例的平面圖；圖56是WLCSP的后視圖； 圖57是沿圖55中B2-B2線得到的橫截面圖。與其中在硅基底521的背側(cè) 表面521b上以矩陣形式形成多個(gè)通道527,以柵格狀方式形成多個(gè)通道528 以在樹脂包圍層523的表面523a上劃分外部端子524的正方形部分的本實(shí) 施例的WLCSP相比，第一修改實(shí)例的WLCSP的特征在于，在硅基底521 的背側(cè)表面521b上以矩陣形式形成多個(gè)半球形凹坑(或空洞)541;在樹脂 包圍層523的表面523a上的外部端子524之間的預(yù)定位置形成具有小曲率 半徑的多個(gè)小凹坑(或小空洞)542;在由四個(gè)外部端子524包圍的每個(gè)中 心位置形成具有大曲率半徑的多個(gè)大凹坑(或大空洞)。
由于凹坑541的最大深度變得更深，所以可以提高硅基底521的背側(cè)表 面521b的總表面面積。然而，當(dāng)凹坑541的深度變得太深時(shí)，就會(huì)降低硅 基底521的機(jī)械強(qiáng)度。所以，優(yōu)選凹坑541的深度在硅基底521厚度的5% 到20%的范圍內(nèi)。如果必要可以改變凹坑541的數(shù)量
對于凹坑541的開口直徑和最大深度的尺寸可以相對于硅基底521的預(yù) 定尺寸而確定，硅基底521的長度為5mm,其厚度為500,，其中凹坑541 的開口直徑在30pm到300pm的范圍內(nèi)，優(yōu)選從lOOjim到200jim;凹坑541 的最大深度在25 pm到lOOjim的范圍內(nèi)，優(yōu)選從40pm到70pm。
順便提及，如果必要，可以改變在樹脂包圍層523的表面523a上形成 的凹坑542和543的形狀、尺寸和數(shù)量。
對于大凹坑543的開口直徑和最大深度的尺寸，可以相對于樹脂包圍層 523的預(yù)定尺寸來確定，樹脂包圍層523的長度為5mm,其厚度為lOOpm, 其中大凹坑543的開口直徑在100pm到300(im的范圍內(nèi)，優(yōu)選從150pm到 200pm;且大凹坑543的最大深度在25,到100|im的范圍內(nèi)，優(yōu)選從40pm 到70(im。
優(yōu)選小凹坑542的開口直徑和最大深度小于大凹坑543的開口直徑和最 大深度。例如，小凹坑542的開口直徑在30pm到100pm的范圍內(nèi)，優(yōu)選從 50pm到80pm;小凹坑542的最大深度在10pm到50pm的范圍內(nèi)，優(yōu)選從 20,到40拜。
接下來，將描述WLCSP的第一修改實(shí)例的制造方法，其中下面的描述 僅相對于與本實(shí)施例的WLCSP制造方法相比的差別而給出。
在硅基底521的表面521a上形成集成電^各522和絕緣膜，然后硅基底 521經(jīng)過干法蝕刻、濕法蝕刻、噴沙和激光處理，由此形成凹坑541 。
在硅基底521的表面521a上形成樹脂包圍層523。然后，使用圖58所 示的金屬模具551，在樹脂包圍層523的表面523a上形成小凹坑542和大凹 坑543。
金屬模具551提供其形狀與小凹坑542的形狀互補(bǔ)的多個(gè)沖頭552和其 形狀與大凹坑543的形狀互補(bǔ)的多個(gè)沖頭553，所有這些沖頭形成在下表面 551a的預(yù)定位置。向下移動(dòng)金屬模具551使得沖頭552和553按壓樹脂包圍 層523的表面523a,由此可以形成小凹坑542和大凹坑543。
第 一 修改實(shí)例表現(xiàn)出與本實(shí)施例相同的預(yù)定效果。
圖59是表示W(wǎng)LCSP的第二修改實(shí)例的平面圖。與其中在硅基底521 的背側(cè)表面521b上形成半球形凹坑541的第一修改實(shí)例相比，第二修改實(shí) 例的WLCSP的特征在于，在硅基底521的背側(cè)表面521b的四個(gè)角上形成 多個(gè)半球形凹坑561,并在硅基底521的背側(cè)表面521b的中心區(qū)域形成多個(gè) 半5求形凹坑562。
凹坑561和562的形狀和尺寸基本上與用于第一修改實(shí)例的WLCSP的 凹坑541相同。
第二修改實(shí)例表現(xiàn)出與第 一修改實(shí)例基本相同的預(yù)定效果。
由于在可能易于彎曲的硅基底521的背側(cè)表面521b的四個(gè)角上形成半 球形凹坑561,所以能夠可靠地避免硅基底521的彎曲的發(fā)生。
由于在難于從其散發(fā)熱量的硅基底521的背側(cè)表面521b的中心區(qū)域形 成半球形凹坑562，所以可以對于硅基底521提高散熱性能。
圖60是表示根據(jù)第六實(shí)施例的第三修改實(shí)例的芯片尺寸封裝(CSP) 的橫截面圖。附圖標(biāo)記571表示其中在表面571a上形成有集成電路(或電 子電路，未示出)的硅基底；附圖標(biāo)記572表示具有與半導(dǎo)體芯片571電連 接的表面572a的底部基底(或第二基底)；附圖標(biāo)記573表示在底部基底572 的背側(cè)表面572b上形成并與集成電路電連接的外部端子。
在半導(dǎo)體芯片571上，可以形成除集成電路以外的各種薄膜元件，例如 薄膜溫度傳感器和薄膜磁傳感器。
在半導(dǎo)體芯片571的背側(cè)表面571b上以柵格狀方式形成多個(gè)通道527; 在底部基底572的背側(cè)表面572b上以柵格狀方式形成多個(gè)通道528。
根據(jù)第三修改實(shí)例的CSP表現(xiàn)出與本實(shí)施例的WLCSP相同的預(yù)定效 杲。
如上所述，本實(shí)施例有助于改善對于彎曲的避免、改善連接強(qiáng)度和散熱 性能，其中在提供滿意效果的預(yù)定位置適當(dāng)?shù)匦纬删哂兴栊螤詈统叽绲亩?個(gè)通道和多個(gè)凹坑。
如果必要可以改變通道的數(shù)量和設(shè)置以及通道的形狀。例如，除了柵格 狀方式，還可以以百葉窗狀的方式以及網(wǎng)狀的方式來"i殳置通道。
而且，如果必要，除半球形以外，可以適當(dāng)改變凹坑的尺寸和形狀，其 中它們可以以例如立方體形和長方體形來形成。
可以將本實(shí)施例及其修改實(shí)例應(yīng)用于除CSP和WLCSP以外的任何類型的封裝，例如BGA,在本實(shí)施例中為了避免彎曲并提高連接強(qiáng)度和散熱性
能，在半導(dǎo)體基底上或在樹脂包圍層上形成通道或空洞。
因?yàn)樵诓幻撾x其精神或基本特征的情況下，可以以多種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā) 明，所以實(shí)施例是說明性的而非限制性的，由于本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要 求限定而不是由說明書限定，所以落入權(quán)利要求的邊界和范圍、或者這些邊 界和范圍的等同物之內(nèi)的所有變化，都將包括在權(quán)利要求中。
本申請要求日本專利申請No.2004 - 158984、 2004 - 72375、 2004 -80837、 2004- 172562、 2004 - 173986和2004 - 351806的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi) 容在此引入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其包封在晶片級芯片尺寸封裝中，包括金屬支柱，其包圍在樹脂中，并且形成在與襯墊電極相連的再布線層上；以及外部端子，其連接該金屬支柱的表面，其中該金屬支柱的形狀進(jìn)行修改，使得位于外部端子附近的第一表面大于位于再布線層附近的第二表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述金屬支柱的截面面積 沿著從所述第二表面到所述第 一表面的方向逐漸增加。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述外部端子的最大截面 面積大于所述金屬支柱的所述第 一表面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述金屬支柱具有錐形形狀。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件，其包封在晶片級芯片尺寸封裝中，包括金屬支柱，其包圍在樹脂中，并且形成在與襯墊電極相連的再布線層上；以及外部端子，其連接該金屬支柱的表面，其中該金屬支柱的形狀進(jìn)行修改，使得位于外部端子附近的第一表面大于位于再布線層附近的第二表面。
文檔編號H01L23/34GK101197340SQ200710142759
公開日2008年6月11日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
發(fā)明者井川郁哉, 佐藤隆志, 大倉喜洋, 大橋敏雄, 野本健太郎, 齊藤博 申請人:雅馬哈株式會(huì)社