專利名稱：層疊型半導(dǎo)體器件以及安裝體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種層疊多個半導(dǎo)體器件而得到的層疊型半導(dǎo)體器件以及安 裝了層疊型半導(dǎo)體器件的安裝體。
背景技術(shù)：
伴隨著手機以及數(shù)碼相機等各種電子裝置的小型化、高功能化的要求，提 出 一種層疊多個電子元器件特別是半導(dǎo)體器件、再將它們形成一體化并且多層 化后的層疊型半導(dǎo)體器件。
過去的層疊型半導(dǎo)體器件是在形成BGA(球柵陣列)后的最下層半導(dǎo)體器件 的布線基板上，通過焊錫球等層間構(gòu)件將上層半導(dǎo)體器件層疊多層后得到的。 下層半導(dǎo)體器件的所安裝的半導(dǎo)體芯片通過凸點進(jìn)行倒裝芯片式接合，上層半 導(dǎo)體器件在形成規(guī)定的布線電路后的布線基板上安裝半導(dǎo)體芯片，并且在進(jìn)行 細(xì)線接合的情況下進(jìn)行樹脂鑄模成型。
下面，釆用圖3A、圖3B以及圖4來說明過去的層疊型半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)以 及層疊型半導(dǎo)體器件的安裝狀態(tài)。
圖3A是表示過去的層疊型半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖3B是表示過去的 層疊型半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的成為安裝面的背面圖。圖4是表示在安裝基板上安 裝層疊型半導(dǎo)體器件后的狀態(tài)圖。
如圖3A、圖3B所示，第2半導(dǎo)體器件2在第2半導(dǎo)體基板lb的表面上安裝第2 半導(dǎo)體芯片3b，利用細(xì)線接合來電連接第2半導(dǎo)體芯片3b與第2半導(dǎo)體基板lb， 并利用封裝樹脂4對第2半導(dǎo)體芯片3b進(jìn)行樹脂封裝。而且，在第2半導(dǎo)體基板 lb的背面具有通過細(xì)線接合以及第2半導(dǎo)體基板lb的內(nèi)部布線而與第2半導(dǎo)體 芯片3b電連接的焊錫球2b。第l半導(dǎo)體器件l在第l布線基板la的表面上安裝第l 半導(dǎo)體芯片3a，并且在第l布線基板la的背面設(shè)置成為外部端子的焊錫球2a。于 是，通過在第l半導(dǎo)體基板表面上連接焊錫球2b，以在第l半導(dǎo)體器件上層疊第 2半導(dǎo)體器件，從而構(gòu)成層疊型半導(dǎo)體器件。焊錫球2a通過第l布線基板la的內(nèi)部布線與第l半導(dǎo)體芯片3a或者焊錫球2b電連接。在這樣的層疊型半導(dǎo)體器件 中，當(dāng)層疊半導(dǎo)體器件時，存在著由于因回流而導(dǎo)致各結(jié)構(gòu)材料的線膨脹系數(shù) 之差、而在層疊型半導(dǎo)體器件上產(chǎn)生彎曲的情況。

發(fā)明內(nèi)容
近些年，開發(fā)出研磨半導(dǎo)體芯片使其變薄的技術(shù)、以及在布線基板上以高 合格率安裝該薄的半導(dǎo)體芯片以作為半導(dǎo)體器件的技術(shù)，也能夠?qū)盈B多層薄的 半導(dǎo)體器件以作為層疊型半導(dǎo)體器件。這時，半導(dǎo)體芯片、安裝半導(dǎo)體芯片的 半導(dǎo)體器件、層疊半導(dǎo)體器件的布線基板的彎曲就成為問題。雖然層疊型半導(dǎo) 體器件是通過焊錫球安裝在安裝基板上，但是為了降低層疊型半導(dǎo)體器件的安 裝高度，必須減薄層疊的半導(dǎo)體器件，或者減小焊錫球的直徑。
然而，當(dāng)由于層疊型半導(dǎo)體器件的彎曲等而使從安裝基板面到層疊型半導(dǎo) 體器件的高度存在著誤差時，如圖4所示，如果減小焊錫球2a的直徑，則由于不 能確保足夠的焊錫量，所以在由于彎曲而使從安裝基板5的表面到層疊型半導(dǎo) 體器件的高度變高的部位上接合時的焊錫變細(xì)，當(dāng)焊錫球2a的與安裝基板的接 合強度不夠時，也會出現(xiàn)焊錫球2a自己斷開的情況。因此，安裝時必須考慮到 層疊型半導(dǎo)體器件的彎曲，存在明顯取決于使用元器件的用戶一側(cè)的安裝技術(shù) 的傾向。
另一方面，層疊型半導(dǎo)體器件存在著一個問題是即使作為層疊型半導(dǎo)體
器件單體是電特性良好的單體，但由于安裝時的連接不良，而也會使安裝體變 為不合格產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的在于，即使在層疊型半導(dǎo)體器件上具有彎曲，也能夠減少安 裝體上成為不合格的情況。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的層疊型半導(dǎo)體器件，其特征在于，層疊多個 半導(dǎo)體器件而構(gòu)成，在成為最下層的上述半導(dǎo)體器件的布線基板的與半導(dǎo)體芯 片安裝面相對的背面，格子狀地設(shè)置多個成為外部端子的焊錫球，形成在格子
狀的角落部分上的4個上述焊錫球之中至少1個上述焊錫球是具有與上述層疊 型半導(dǎo)體器件的工作獨立的功能的端子。
另外，其特征在于，具有與上述層疊型半導(dǎo)體器件的工作獨立的功能的端 子是成為上述最下層的半導(dǎo)體器件的單體檢查專用端子。
而且，其特征在于，本發(fā)明的安裝體是通過上述焊錫球?qū)⑸鲜鰧盈B型半導(dǎo)體器件安裝在安裝基板上而構(gòu)成。
另外，本發(fā)明的層疊型半導(dǎo)體器件，其特征在于，將第2半導(dǎo)體器件層疊 在第l半導(dǎo)體器件上而構(gòu)成，上述第2半導(dǎo)體器件具有第2布線基板、安裝在
上述第2布線基板的主面上的第2半導(dǎo)體芯片、以及設(shè)置在上述第2布線基板的 與主面相對的背面上且與上述第2半導(dǎo)體芯片電連接的多個第2焊錫球，上述第
l半導(dǎo)體器件具有通過上述第2焊錫球與上述第2半導(dǎo)體器件電連接的第1布線
基板、安裝在上述第1布線基板的與上述第2半導(dǎo)體器件的連接面的主面上的第 l半導(dǎo)體芯片、以及格子狀地設(shè)置在上述第l布線基板的與主面相對的背面上的 成為外部端子的多個第l焊錫球，形成在格子狀的角落部分上的4個上述第1焊 錫球之中的至少l個上述第l焊錫球是具有與上述層疊型半導(dǎo)體器件的工作獨 立的功能的端子。
另外，其特征在于，具有與上述層疊型半導(dǎo)體器件的工作獨立的功能的端 子是上述第l半導(dǎo)體器件的單體檢査專用端子。
而且，其特征在于，本發(fā)明的安裝體是通過上述第l焊錫球?qū)⑸鲜鰧盈B型 、I《導(dǎo)體器件安裝在安裝基板上而構(gòu)成。


圖1A是表示第1半導(dǎo)體器件以及第2半導(dǎo)體器件單體中的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖1B是表示第1實施例中的層疊型半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖1C是第1半導(dǎo)體器件的背面圖。
圖2是表示第2實施例中的安裝體的結(jié)構(gòu)圖。
圖3A是表示過去的層疊型半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖3B是表示過去的層疊型半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的成為安裝面的背面圖。
圖4是表示將層疊型半導(dǎo)體器件安裝在安裝基板上以后的狀態(tài)圖。
具體實施例方式
(第l實施例)
參照圖l來說明與本發(fā)明的第l實施例相關(guān)的層疊型半導(dǎo)體器件。 圖1A是表示第1半導(dǎo)體器件以及第2半導(dǎo)體器件單體中的結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖 1B是表示第1實施例中的層疊型半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖，是表示在第l半導(dǎo) 體器件上層疊第2半導(dǎo)體器件以后的層疊型半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖1C是第l半導(dǎo)體器件的背面圖，是表示成為層疊型半導(dǎo)體器件的外部端子的焊錫 球的配置圖。
圖1A、圖1B、圖1C所示的本實施例的層疊型半導(dǎo)體器件是在第1半導(dǎo)體器 件1上層疊第2半導(dǎo)體器件2。成為下層的第l半導(dǎo)體器件l在第l布線基板la的主 面上設(shè)置底層樹脂，以對第l半導(dǎo)體芯片3a進(jìn)行倒裝芯片安裝，在第l布線基板 la的與主面相對的背面上格子狀地配置成為外部電極的焊錫球2b。成為上層的 第2半導(dǎo)體器件2的結(jié)構(gòu)是，第2布線基板lb與第2半導(dǎo)體芯片3b利用將第2布線 基板lb的主面朝上安裝的細(xì)線接合方式、或者利用將第2布線基板lb的主面朝 下而通過層間構(gòu)件進(jìn)行連接的倒裝芯片接合方式形成電連接，并且主要利用封 裝樹脂4來保護(hù)第2半導(dǎo)體芯片3b形成的主面。由第l半導(dǎo)體芯片3a組成的第l半 導(dǎo)體器件l與由第2半導(dǎo)體芯片3b組成的第2半導(dǎo)體器件2是預(yù)先用各自的工序 所制造出的，在安裝到產(chǎn)品的基板上之前，利用焊錫球2b將雙方的半導(dǎo)體器件 電極之間減小電連接，從而形成層疊型半導(dǎo)體器件。
在第l布線基板la的與主面對向的背面上，格子狀地配置起到作為外部電 極功能的焊錫球2a，然后當(dāng)產(chǎn)生彎曲時，將形成在影響最大的角落部分上的4 個焊錫球中的至少l個作為在安裝層疊型半導(dǎo)體器件的安裝體的狀態(tài)下不會對 工作起作用的功能上獨立的端子，設(shè)為焊錫球2c。例如，能夠?qū)⒑稿a球2c設(shè)定 為僅在層疊第l半導(dǎo)體器件l之前、以單體進(jìn)行檢查時所使用的檢測專用端子。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，由于在層疊第1半導(dǎo)體器件1與第2半導(dǎo)體器件2時所產(chǎn)生 的構(gòu)件之間的線膨脹之差，而在層疊型半導(dǎo)體器件上發(fā)生彎曲，在安裝時焊錫 球2c與其它的焊錫球2a相比，與安裝基板之間的距離變大。因此，雖然因焊錫 球2c在安裝中會產(chǎn)生連接不良等的不良情況，但是在安裝之后，由于焊錫球2c 是不會對工作起作用的端子，所以例如即使在層疊型半導(dǎo)體器件上發(fā)生彎曲并 且對焊錫球2c產(chǎn)生不良情況，但在安裝體上也能夠減少不良情況的發(fā)生。
(第2實施例)
參照圖2來說明采用與本發(fā)明第2實施例相關(guān)的層疊型半導(dǎo)體器件的安裝體。
圖2是表示第2實施例中的安裝體的結(jié)構(gòu)圖，是表示在安裝基板上安裝本發(fā) 明的層疊型半導(dǎo)體器件后的結(jié)構(gòu)的主要部分的剖面圖。
安裝在圖2所示的本實施例的安裝體上的層疊型半導(dǎo)體器件是在第1半導(dǎo) 體器件1上層疊第2半導(dǎo)體器件2而形成的。成為下層的第l半導(dǎo)體器件l在第l布線基板la的主面上設(shè)置底層樹脂，而對第l半導(dǎo)體芯片3a進(jìn)行倒裝芯片安裝，在 第l的布線基板la的與主面相對的背面上格子狀地配置成為外部電極的焊錫球 2b。成為上層的第2半導(dǎo)體器件2的結(jié)構(gòu)是，第2布線基板lb與第2半導(dǎo)體芯片3b 利用將第2布線基板lb的主面朝上安裝的細(xì)線接合方式、或者利用將第2布線基 板lb的主面朝下而通過層間構(gòu)件進(jìn)行連接的倒裝芯片接合方式形成電連接，并 且主要利用封裝樹脂4來保護(hù)第2半導(dǎo)體芯片3b形成的主面。由第l半導(dǎo)體芯片 3a組成的第l半導(dǎo)體器件l與由第2半導(dǎo)體芯片3b組成的第2半導(dǎo)體器件2是預(yù)先 用各自的工序所制造出的，在安裝到產(chǎn)品的基板上之前，利用焊錫球2b將雙方 的半導(dǎo)體器件電極之間進(jìn)行電連接，從而形成層疊型半導(dǎo)體器件。
在第l布線基板la的與主面對向的背面上，格子狀地配置起到作為外部電 極功能的焊錫球2a，然后當(dāng)產(chǎn)生彎曲時，將形成在影響最大的角落部分上的4 個焊錫球中的至少l個作為在安裝層疊型半導(dǎo)體器件的安裝體狀態(tài)下不會對工 作起作用的功能上獨立的端子，設(shè)為焊錫球2c。例如，能夠?qū)⒑稿a球2c設(shè)定為 僅在層疊第l半導(dǎo)體器件l之前、以單體進(jìn)行檢査時所使用的檢測專用端子。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，由于在層疊第1半導(dǎo)體器件1與第2半導(dǎo)體器件2時所產(chǎn)生 的構(gòu)件之間的線膨脹之差，而在層疊型半導(dǎo)體器件上發(fā)生彎曲。當(dāng)將該層疊型 半導(dǎo)體器件安裝在安裝基板5上以形成安裝體時，焊錫球2c與其它的焊錫球2a 相比，與安裝基板5之間的距離變大。因此，雖然因焊錫球2c在安裝中會產(chǎn)生連 接不良等的不良情況，但是在安裝之后，由于焊錫球2c是不會對工作起作用的 端子，所以例如即使在層疊型半導(dǎo)體器件上發(fā)生彎曲并且對焊錫球2c產(chǎn)生不良 情況，但在安裝體上也能夠減少不良情況的發(fā)生。
而且，雖然在該狀態(tài)下對安裝基板5進(jìn)行回流安裝，但是焊錫球2c因為從 安裝時的熔融高溫過程到凝固冷卻過程中所產(chǎn)生的線膨脹之差而引起的第l布 線基板la的彎曲，從而層疊型半導(dǎo)體器件與安裝基板5接合時的內(nèi)部應(yīng)力在焊錫 球2c處變得最強，會發(fā)生焊錫球2c不與安裝基板5連接、或者與其它焊錫球相比 連接強度變低的情況。因此，例如即使焊錫球2c與安裝基板5連接，但也可能連 接部分的截面積變小，很容易斷裂。在焊錫球2c不與安裝基板5連接的狀態(tài)下， 因為對焊錫球所加的應(yīng)力之中是最大的焊錫球2c所加的應(yīng)力被釋放，而應(yīng)力分 散到焊錫球2c以外的焊錫球2a上，所以比起前者整個焊錫球的連接較強。
另外，在上述各實施例中，雖然是以層疊2個半導(dǎo)體器件的情況為例來說 明的，但是即使在層疊多層的情況下，在對安裝基板的安裝中所采用的格子狀配置的焊錫球之中，通過將受到彎曲影響最大的四角的焊錫球設(shè)定為不起到作 為安裝體的功能的端子，從而在安裝時，即使由于層疊型半導(dǎo)體器件的彎曲而 對這些端子產(chǎn)生連接不良，但因為這些端子對于安裝體中的工作不起作用，所 以即使在層疊型半導(dǎo)體器件上具有彎曲，也能夠降低安裝體上不良情況的發(fā)
權(quán)利要求
1.一種層疊型半導(dǎo)體器件，其特征在于，層疊多個半導(dǎo)體器件而構(gòu)成，在成為最下層的所述半導(dǎo)體器件的布線基板的與半導(dǎo)體芯片安裝面相對的背面上，格子狀地設(shè)置多個成為外部端子的焊錫球，形成在格子狀的角落部分上的4個所述焊錫球之中的至少1個所述焊錫球是具有與所述層疊半導(dǎo)體器件的工作獨立的功能的端子。
2. 如權(quán)利要求l中所述的層疊型半導(dǎo)體器件，其特征在于， 具有與所述層疊型半導(dǎo)體器件的工作獨立的功能的端子是成為所述最下層的半導(dǎo)體器件的單體檢查專用端子。
3. —種層疊型半導(dǎo)體器件，其特征在于， 在第1半導(dǎo)體器件上層疊第2半導(dǎo)體器件而構(gòu)成， 所述第2半導(dǎo)體器件具有第2布線基板；安裝在所述第2布線基板的主面上的第2半導(dǎo)體芯片；以及設(shè)置在所述第2布線基板的與主面相對的背面上且與所述第2半導(dǎo)體芯片電連 接的多個第2焊錫球，所述第l半導(dǎo)體器件具有通過所述第2焊錫球與所述第2半導(dǎo)體器件電連接的第1布線基板；安裝在所述第1布線基板的與所述第2布線基板裝置的連接面的主面上的第1半導(dǎo)體芯片；以及格子狀地設(shè)置在所述第l布線基板的與主面相對的背面上且成為外部端子的 多個第l焊錫球，形成在格子狀的角落部分上的4個所述第1焊錫球之中的至少1個所述第1焊錫球是具有與所述層疊型半導(dǎo)體器件的工作獨立的功能的端子。
4. 如權(quán)利要求3中所述的層疊型半導(dǎo)體器件，其特征在于，具有與所述層疊型半導(dǎo)體器件的工作獨立的功能的端子是所述第l半導(dǎo)體器 件的單體檢查專用端子。
5. —種安裝體，其特征在于，通過所述焊錫球?qū)?quán)利要求l中所述的層疊型半導(dǎo)體器件安裝在安裝基板上 而構(gòu)成。
6. —種安裝體，其特征在于，通過所述焊錫球?qū)?quán)利要求2中所述的層疊型半導(dǎo)體器件安裝在安裝基板上 而構(gòu)成。
7. —種安裝體，其特征在于，通過所述第1焊錫球?qū)?quán)利要求3中所述的層疊型半導(dǎo)體器件安裝在安裝基板 上而構(gòu)成。
8. —種安裝體，其特征在于，通過所述第1焊錫球?qū)?quán)利要求4中所述的層疊型半導(dǎo)體器件安裝在安裝基板 上而構(gòu)成。
全文摘要
在層疊型半導(dǎo)體器件中，在向安裝基板(5)進(jìn)行安裝中所采用的格子狀配置的焊錫球(2a)之中，通過將受到彎曲影響最大的四角的焊錫球(2c)設(shè)定為層疊型半導(dǎo)體器件單體的檢查專用端子，則在安裝時，即使由于層疊型半導(dǎo)體器件的彎曲而對這些端子產(chǎn)生連接不良，但因為這些端子對安裝體中的工作不起作用，所以即使在層疊型半導(dǎo)體器件中具有彎曲，也能夠降低安裝體上不良情況的發(fā)生。
文檔編號H01L23/488GK101295708SQ20081000976
公開日2008年10月29日 申請日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者佐藤元昭 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社