專利名稱：采用單層陶瓷基板的芯片大小組件半導(dǎo)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芯片大小組件(CSPChip Size Package)半導(dǎo)體，特別涉及一種為了原封不動(dòng)地收容現(xiàn)有的LOC(Lead On Chip)方式的芯片而采用特殊設(shè)計(jì)的單層陶瓷基板(sub-strate)，進(jìn)一步縮小組件厚度提高生產(chǎn)率的新的芯片大小組件半導(dǎo)體。
一般說(shuō)來(lái)，為使半導(dǎo)體組件小型化，已提出了一種芯片大小組件半導(dǎo)體。所述芯片大小組件半導(dǎo)體(以下稱之為CSP半導(dǎo)體)示出了完成后的組件尺寸與芯片的尺寸相同，或者比芯片的尺寸再大1mm或再大20％左右的組件，以其輕薄小型化為目的，被進(jìn)行了多種方式的開(kāi)發(fā)。
下面，簡(jiǎn)單地說(shuō)明兩種現(xiàn)有技術(shù)的CSP半導(dǎo)體。


圖1示出了收容LOC方式芯片的現(xiàn)有CSP半導(dǎo)體。所述CSP半導(dǎo)體由LOC用芯片1和在所述芯片1下面的規(guī)定位置上通過(guò)粘合帶4支持的引線框2構(gòu)成，在所述芯片1和引線框2之間進(jìn)行引線焊接從而相互連接起來(lái)，并且為了全體結(jié)構(gòu)的支持、保護(hù)及絕緣，用模壓化合物進(jìn)行成形。
但是，由于所述CSP半導(dǎo)體利用預(yù)先以一定形態(tài)形成的現(xiàn)有引線框，故降低了工作效率。在進(jìn)行模壓作業(yè)時(shí)，存在著在芯片與引線框之間產(chǎn)生沒(méi)有充填模壓化合物的空洞的危險(xiǎn)，而且，有引線框產(chǎn)生變形的危險(xiǎn)。還有，在進(jìn)行修邊(Trim)工序時(shí)，在引線框的附近有產(chǎn)生組件芯片碎屑(Chipping)和龜裂的可能性，存在以難以調(diào)整組件厚度的問(wèn)題。
為了解決上述問(wèn)題，已提出了一種采用高熱加工陶瓷(Co-Fried Ceramic)基板的CSP結(jié)構(gòu)。即，提出了在陶瓷基板上形成信號(hào)電路之后，在用通孔(via-hole)連接基板兩面的信號(hào)路徑的結(jié)構(gòu)的上面，安裝已形成突點(diǎn)的芯片并不使其充滿涂料的CSP半導(dǎo)體。
然而，采用上述陶瓷基板的CSP半導(dǎo)體在形成基板后，由于難以在正確位置上加工用于連接基板兩面的信號(hào)路徑的孔，故增大了制作基板的費(fèi)用，難以大量生產(chǎn)，此外，還存在因在基板與芯片之間介以突點(diǎn)而限制組件厚度縮小的問(wèn)題。
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種作為用于支持芯片的基座而使用的特殊制作的單層陶瓷基板，并采用原封不動(dòng)地收容現(xiàn)有的LOC方式的半導(dǎo)體芯片的辦法，提供一種比現(xiàn)有的CSP組件輕薄小型化的芯片大小組件半導(dǎo)體。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種通過(guò)形成多片基板的辦法可以以低成本大量產(chǎn)生的芯片大小組件半導(dǎo)體。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種通過(guò)采用以陶瓷材料制作的基板，使在工作中產(chǎn)生的熱量容易放出而使其壽命延長(zhǎng)的芯片大小組件半導(dǎo)體。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種不是用現(xiàn)有技術(shù)的模壓工序，而是在用毛細(xì)管形狀的器具使之不充滿涂覆劑的情況下組裝組件，以提高組件的可靠性并使工序時(shí)間縮短的芯片大小組件半導(dǎo)體。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明包括在其中央部形成引線焊盤(pán)的芯片；在所述中央部形成規(guī)定形狀的長(zhǎng)方形孔，至少在一個(gè)表面上形成信號(hào)電路并在其上表面設(shè)置該芯片的基板；把所述芯片附著固定到所述基板的上面，使所述芯片的焊盤(pán)定位于所述長(zhǎng)方形孔上部的附著構(gòu)件；用于保持所述芯片和所述基板的保持裝置，以及安裝于所述基板的信號(hào)電路圖形上并形成外部電路的多個(gè)球點(diǎn)電極的構(gòu)件，其目的在于提供一種通過(guò)所述長(zhǎng)方形孔用金屬線把芯片的焊盤(pán)和基板的信號(hào)電路相互連接起來(lái)并形成內(nèi)部電路的芯片大小組件半導(dǎo)體。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明如下圖1是表示現(xiàn)有的芯片大小半導(dǎo)體的剖視圖。
圖2A和圖2B是表示本發(fā)明涉及的芯片大小組件的透視圖和剖視圖。
圖3A、圖3B、圖3C是表示本發(fā)明涉及的芯片大小組件半導(dǎo)體的基板的側(cè)視圖、上部平面圖和下部平面圖。
圖4A、圖4B是表示把LOC粘合用帶安裝到圖3的基板上部的組裝狀態(tài)的剖視圖和平面圖。
圖5A、圖5B是表示在圖4的組裝狀態(tài)下把芯片設(shè)置于粘合帶上的組裝狀態(tài)的剖視圖和平面圖。
圖6A、圖6B是表示在圖5的組裝狀態(tài)下用金屬線連接基板與芯片之間的組裝狀態(tài)的剖視圖和平面圖。
圖7A、圖7B是表示在圖6的組裝狀態(tài)下用未充滿溶液涂覆的狀態(tài)的剖視圖和平面圖。
圖8A、圖8B是表示在圖7的組裝狀態(tài)下把球點(diǎn)電極安裝到基板下面球點(diǎn)電極安裝部且表示組裝完成后狀態(tài)的剖視圖和平面圖。
下面，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明涉及的芯片大小組件半導(dǎo)體的一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成。
圖2A示出了本發(fā)明涉及的CSP半導(dǎo)體的整體形狀。圖2B示出了圖2A的CSP半導(dǎo)體的剖面結(jié)構(gòu)。圖3A、圖3B、圖3C示出了本發(fā)明涉及的CSP半導(dǎo)體的單層陶瓷基板的剖面、上表面和下表面結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D2和圖3，附圖標(biāo)號(hào)21表示芯片，22表示基板，22a表示長(zhǎng)方形孔，22b表示基板上表面，22c表示基板下表面，23表示粘合帶，24表示金屬線，25表示球點(diǎn)電極，26表示未充滿涂覆劑部分，30表示信號(hào)電路，31表示球點(diǎn)電極安裝部。
如圖所示，本發(fā)明包括LOC方式的芯片21；在中央部形成規(guī)定大小的長(zhǎng)方形孔22a，且在下表面22c上形成信號(hào)電路30的圖形，將所述芯片安裝在其上的單層陶瓷基板22；用于把所述芯片21粘附于所述基板22的上表面22b上的LOC附著用粘合帶23；通過(guò)所述基板22的長(zhǎng)方形孔22b把所述芯片21與形成于所述基板22的下表面22c上的信號(hào)電路30的引線焊接部分連接起來(lái)的金屬線24；分別安裝于在所述信號(hào)電路30上形成的多個(gè)球點(diǎn)電極安裝部31上，構(gòu)成外部電路的球點(diǎn)電極25；以及用于保持上述構(gòu)成要素的未充滿涂覆劑部26。
下面再說(shuō)明作為本發(fā)明的主要特征的所述基板，如圖3所示，所述基板是單層的陶瓷材料，作為本發(fā)明涉及的CSP半導(dǎo)體的基座發(fā)揮其作用，在其中央部的規(guī)定位置上形成有規(guī)定大小的長(zhǎng)方形孔22a，在該上表面上不形成任何圖形，而只在其下表面22c上形成信號(hào)電路30的圖形。
所述圖形的形成是用無(wú)電解鍍膜法在基板下表面22c上鍍鎳之后，用電解鍍膜法實(shí)施鍍金而形成。
所述信號(hào)電路30，由在圖3中以虛線示出的引線焊接部和形成于所述信號(hào)電路30端部的球點(diǎn)電極安裝部31構(gòu)成。所述引線焊接部通過(guò)所述長(zhǎng)方形孔22a用金屬線24直接與芯片連接，把球點(diǎn)電極25分別安裝到各個(gè)所述球點(diǎn)電極安裝部31上，并使之與PCB(Printed Circuit Board)的圖形連結(jié)。另外，在所述基板22的下表面22c上，將除所述引線焊接部和所述球點(diǎn)電極安裝部外的部分用電介質(zhì)材料進(jìn)行涂覆使之絕緣。如上所述，本發(fā)明適用只在下表面22c上形成信號(hào)電路圖形的單層陶瓷基板，在芯片與基板之間不需要突點(diǎn)而用金屬線直接連接，這樣，組件的厚度可以制作得比現(xiàn)有的CSP半導(dǎo)體更薄些，上述基板由于在中央部形成有規(guī)定大小的單個(gè)長(zhǎng)方形孔，而不需要在現(xiàn)有的基板上形成正確定位的多個(gè)孔，故加工和制作變得容易了。因此，可以節(jié)省制作費(fèi)用和大量產(chǎn)生。
又因陶瓷的散熱性能良好，在芯片工作時(shí)，容易發(fā)散所產(chǎn)生的熱，故可延長(zhǎng)熱匹配應(yīng)力低下的芯片的壽命。
下面，參照?qǐng)D4至圖8，說(shuō)明組裝采用上述單層陶瓷基板的CSP半導(dǎo)體的過(guò)程。
首先，如圖4A、圖4B所示，把LOC附著用粘合帶23附著到所述基板22的上表面22b上，而且分別安裝在形成于中央的長(zhǎng)方形孔22a的兩側(cè)。
接著，如圖5A、圖5B所示，把芯片安裝到所述粘合帶23上，使得芯片21的中心定位于所述基板22的上表面22a的上部。
其次，如圖6A、圖6B所示，用金屬線連接配置在所述基板22的中央長(zhǎng)方形孔22a間的引線焊盤(pán)和露出于所述基板22的下表面22c的信號(hào)電路30的引線焊接部(用虛線表示的部分)。
在完成引線焊接之后，如圖7A、圖7B所示，注入象環(huán)氧系樹(shù)脂之類的涂覆溶液形成未充滿涂覆部26。這時(shí)，用毛細(xì)管狀器具把所述溶液自然地充填到芯片21和基板22之間形成的狹窄間的間隙內(nèi)。被注入的所述溶液的量調(diào)節(jié)為使得完全地一直浸沒(méi)到芯片21的頂端為止。在所述未充滿溶液的充填完成之后，為了使之硬化而實(shí)施固化處理。其結(jié)果，省去了用于現(xiàn)有的CSP半導(dǎo)體的模壓作業(yè)，具有消除在模壓作業(yè)中產(chǎn)生的組件內(nèi)部發(fā)生空洞部和基板的變形問(wèn)題的效果。如上所述，上述效果是通過(guò)利用毛細(xì)管器具把涂覆溶液自然地充填到芯片和基板之間形成的間隙內(nèi)而達(dá)到的。
接著，對(duì)完成所述工序之后的產(chǎn)品用溶劑處理在所述基板22的下表面22c上的信號(hào)電路30的端部上形成的多個(gè)球點(diǎn)電極安裝部31，如圖8A、圖8B所示，把球點(diǎn)電極25安置到所述球點(diǎn)電極安裝部31上以后，用紅外線加熱裝置進(jìn)行加熱安裝球點(diǎn)電極25。
以上分成各個(gè)階段說(shuō)明組裝一個(gè)本發(fā)明涉及的CSP半導(dǎo)體的過(guò)程，若把所述陶瓷基板制作成多片(multi)基板狀態(tài)在上述的組裝階段中實(shí)施CSP半導(dǎo)體組裝作業(yè)，然后，再沿已形成的切斷線切斷就可以大量產(chǎn)生單個(gè)CSP半導(dǎo)體。其結(jié)果，可以提高花費(fèi)于整個(gè)CSP半導(dǎo)體組裝工序的生產(chǎn)率和作業(yè)性。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在不脫離其基本構(gòu)思的范圍內(nèi)還可以有種種變更。
本發(fā)明比現(xiàn)有的組件提高了可靠性，同時(shí)可以得到厚度更薄的組件，并且由于提高了熱發(fā)散能力而使壽命延長(zhǎng)，在制作工序中，具有縮短工序、節(jié)省制作費(fèi)用、提高作業(yè)性和生產(chǎn)效率的效果。
權(quán)利要求
1.一種芯片大小組件半導(dǎo)體，包括在其中央部形成有引線焊盤(pán)的芯片；在所述中央部形成規(guī)定形狀的長(zhǎng)方形孔，至少在一個(gè)表面上形成信號(hào)電路并在其上表面上設(shè)置所述芯片的基板；用于把所述芯片附著、固定到所述基板的上表面上，使所述芯片的焊盤(pán)定位于所述長(zhǎng)方形孔上部的附著構(gòu)件；用于保持所述芯片和所述基板的保持裝置；安裝于所述基板的信號(hào)電路圖形上，并形成外部電路的多個(gè)球點(diǎn)電極的構(gòu)件，通過(guò)所述長(zhǎng)方形孔，用金屬線把芯片的焊盤(pán)和基板的信號(hào)電路相互連接起來(lái)并形成內(nèi)部電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片大小組件半導(dǎo)體，其特征在于，還包括把從芯片引出的金屬線連接到所述信號(hào)電路上去的多個(gè)引線焊接部和安裝固定所述球點(diǎn)電極構(gòu)件的球點(diǎn)電極安裝部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯片大小組件半導(dǎo)體，其特征在于，在所述基板形成的信號(hào)電路的表面上，用電介質(zhì)涂覆除所述引線焊接部和球點(diǎn)電極部以外的其余部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片大小組件半導(dǎo)體，其特征在于，所述基板是由具有規(guī)定尺寸與形狀的陶瓷板材料形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片大小組件半導(dǎo)體，其特征在于，所述保持裝置是以規(guī)定量的涂覆用樹(shù)脂溶液注入并充填到所述芯片和所述基板之間，然后通過(guò)熱處理使所充填的樹(shù)脂溶液固化而成。
全文摘要
一種采用單層陶瓷基板的芯片大小組件半導(dǎo)體,包括:在其中央部形成引線焊盤(pán)的芯片;在中央部形成規(guī)定尺寸的四角形的長(zhǎng)方形孔的規(guī)定尺寸陶瓷板材料的上表面上設(shè)置芯片的基板;用于把芯片安裝到基板上表面上的附著構(gòu)件;分別安裝于信號(hào)電路的球點(diǎn)電極安裝部并與外部電路連結(jié)的球點(diǎn)電極;充填于芯片和基板之間保持芯片和基板的涂覆部,其目的在于使組件的厚度更薄且可靠性提高。
文檔編號(hào)H01L21/60GK1190795SQ9711438
公開(kāi)日1998年8月19日 申請(qǐng)日期1997年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月18日
發(fā)明者孔炳植 申請(qǐng)人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社