專利名稱：多芯片組件構(gòu)造體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把多個(gè)裸半導(dǎo)體芯片器件和至少一個(gè)導(dǎo)電性接線端子裝配到基底基板上邊構(gòu)成的多芯片組件構(gòu)造體及其制造方法。
作為電子裝置小型化和高性能化的一個(gè)手段，有使裸半導(dǎo)體芯片和無(wú)源元件多個(gè)相互連接變成為一個(gè)組件的所謂多芯片組件。
現(xiàn)有的裸半導(dǎo)體芯片的裝配方法的一例，如日本特開平3-155144(1991年7月3日公開)所示，在由裸半導(dǎo)體IC芯片的厚度規(guī)定的量那么厚的絕緣薄膜上，預(yù)先形成由半導(dǎo)體裸IC芯片的外形尺寸規(guī)定的量那么大的穴，中間介有粘接劑地把絕緣薄膜粘貼到支持板上，再中間介有粘接劑地把上述裸半導(dǎo)體IC芯片粘接到上述粘貼絕緣薄膜的穴部?jī)?nèi)，用與絕緣薄膜同種的液態(tài)樹脂涂敷裸半導(dǎo)體芯片與絕緣薄膜的空隙和裸半導(dǎo)體IC芯片的表面，使得高度變成為與絕緣薄膜層均一之后，進(jìn)行熱硬化，在用光刻法除去了裸半導(dǎo)體IC芯片焊盤上邊的樹脂之后，在整個(gè)面上形成導(dǎo)體膜，再用光刻法進(jìn)行規(guī)定的導(dǎo)體布線的形成。
此外，現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置(特別是多芯片組件)及其制造方法的一例，如特開平5-47856(1993年2月26日公開)所示，其構(gòu)成如下把芯片裝配到已設(shè)置到封裝上的至少一個(gè)載物臺(tái)上，把絕緣膜涂敷到上述封裝和芯片上，在上述絕緣膜上設(shè)置與上述封裝上邊的連接焊盤和上述芯片上邊的焊盤導(dǎo)通的通孔，用布線圖形連接上述通孔。
在特開平3-155144和特開平5-47856的實(shí)施例中，支持板或封裝由絕緣基板構(gòu)成，一般說(shuō)絕緣基板的材料與導(dǎo)電材料和半導(dǎo)體材料比，熱導(dǎo)率要低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，故對(duì)于功耗大的功率放大器等的裝配是不合適的。
此外，特開平5-47856的實(shí)施例中，在芯片背面的裝配用導(dǎo)體層(例如Au-Sn共晶或?qū)щ娦哉辰觿?和絕緣薄膜上邊的導(dǎo)電布線之間沒有電性接合。
再有，在特開平3-155144中所示的現(xiàn)有的裸半導(dǎo)體芯片的裝配方法的一例中，在用與絕緣薄膜同種的液態(tài)樹脂涂敷裸半導(dǎo)體芯片與絕緣薄膜的空隙和裸半導(dǎo)體IC芯片的表面，使得高度變成為與絕緣薄膜層均一之后，在進(jìn)行熱硬化的工序中，有時(shí)候會(huì)因?yàn)闊嵊不瘯r(shí)的液態(tài)樹脂的收縮，在裸半導(dǎo)體IC芯片與絕緣薄膜間的空隙中產(chǎn)生凹坑。當(dāng)在上述空隙部分處產(chǎn)生了凹坑時(shí)，則有時(shí)候會(huì)在上述空隙部分的導(dǎo)體布線上產(chǎn)生短路或斷線等。
另外，在特開平5-47856中所示的半導(dǎo)體裝置及其制造方法的一例中，在液態(tài)樹脂的熱硬化工序中，有時(shí)候也會(huì)因?yàn)闊嵊不瘯r(shí)的收縮，在封裝和芯片間的空隙部分的絕緣膜上產(chǎn)生凹坑。該凹坑有時(shí)候也會(huì)在上述空隙部分的布線圖形上產(chǎn)生短路或斷線等的不合格。
作為解決這些問(wèn)題的一個(gè)手段，有一種芯片埋入式多芯片組件。該方法在金屬基底基板上預(yù)先設(shè)置多個(gè)凹凸，接著，用樹脂狀的絕緣膜進(jìn)行覆蓋，以便把上述裸半導(dǎo)體芯片埋進(jìn)去，再用研削等進(jìn)行平坦加工，使得上述絕緣膜和上述裸半導(dǎo)體芯片上邊的焊料凸點(diǎn)電極變成為規(guī)定的同一高度，再在其上邊設(shè)置薄膜無(wú)源部件的同時(shí)，用金屬層和絕緣膜設(shè)置多層布線。但是，該方法的課題是不能在基底基板上容易地制作所希望的凹凸。
再有，若使用現(xiàn)有例，則不能變成為可以以多芯片組件構(gòu)造體單位裝配管帽的構(gòu)造。因此，對(duì)于來(lái)自外部的損傷不能形成機(jī)械性的保護(hù)而易于破損。此外，在使之在高頻區(qū)域動(dòng)作的情況下，電磁屏蔽減弱，易受來(lái)自別處的干擾。
發(fā)明的公開若根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)側(cè)面，用來(lái)裝載多個(gè)半導(dǎo)體芯片裝置的基底基板，具備第1和第2主面，在第1主面上，形成至少一個(gè)凸部，和用來(lái)決定應(yīng)當(dāng)分別裝載半導(dǎo)體裸片器件的位置的至少2個(gè)凹部。凹部的深度比凸部的長(zhǎng)度小，且具有比凹部或金屬基板的主面高的平滑度。
若根據(jù)本發(fā)明的的另一側(cè)面，則在由金屬或半導(dǎo)體構(gòu)成的基底基板的一個(gè)主面上，預(yù)先設(shè)置多個(gè)用來(lái)裝載裸片器件的凹部和使基底基板的一部分接線端子狀地突出出來(lái)的多個(gè)凸部，設(shè)置把若干個(gè)的接線端子的根部圍起來(lái)的溝，在上述凹部的上邊，裝配在電極上邊含有具有導(dǎo)電性的焊料凸點(diǎn)的半導(dǎo)體器件或IC芯片的裸芯片器件，并用絕緣膜進(jìn)行覆蓋，使得把上述裸芯片器件埋進(jìn)去，把上述絕緣膜和上述裸芯片器件的焊料凸點(diǎn)平坦化加工成規(guī)定的同一高度，再在其上邊用金屬層和絕緣膜形成布線圖形，采用從背面借助于刻蝕或研削使上述基底基板薄層化的辦法，借助于上述絕緣膜，形成分離開來(lái)的島狀的導(dǎo)體部分，借助于此，可以在基底基板的背面上形成與基準(zhǔn)電位導(dǎo)體電隔離的電極。
此外，在切割成與上述基板的已裝載上裸芯片器件的主面相反的主面上的單位組件尺寸時(shí)，在將成為單位組件的側(cè)面的部位上，預(yù)先設(shè)置下深度比用上述刻蝕或研削使之薄層化時(shí)的切削余量還深的凹部，并在上述刻蝕或研削之后，再切成單位組件尺寸，并設(shè)置具有相反的凹坑的金屬制造的管帽，使得埋入到在組件的側(cè)面形成的凹坑的部分中去。
此外，在切割成與上述基板的已裝載上裸芯片器件的主面相反的主面上的單位組件尺寸時(shí)，在將成為單位組件的側(cè)面的部位上，預(yù)先設(shè)置下深度比用上述刻蝕或研削使之薄層化時(shí)的切削余量還深的凹部，并在上述刻蝕或研削之后，再切成單位組件尺寸，并設(shè)置具有相反的凹坑的金屬制造的管帽，使得埋入到在組件的側(cè)面形成的凹坑的部分中去。
若根據(jù)本發(fā)明的另一側(cè)面，則用來(lái)裝載多個(gè)半導(dǎo)體裸芯片器件的構(gòu)造體，可以用下述方法得到對(duì)具有第1和第2主面的金屬基板部分地進(jìn)行化學(xué)刻蝕，使得在金屬基板的第1主面上邊至少形成1個(gè)凹部，對(duì)金屬基板的第1主面進(jìn)行機(jī)械加工，使得在該刻蝕后的金屬基板的第1主面的尚未形成凸部的規(guī)定的部分上，分別形成用來(lái)決定應(yīng)當(dāng)裝載半導(dǎo)體裸芯片器件的位置的至少2個(gè)凹部。用機(jī)械加工步驟形成的上述凹部的深度，比用化學(xué)刻蝕步驟形成的上述凸部的長(zhǎng)度小，且上述凹部具有比刻蝕后的金屬基板的主面還高的平滑度。
若根據(jù)本發(fā)明的另一側(cè)面，則用同時(shí)使用刻蝕和沖壓的2階段加工法進(jìn)行基底基板的制作。首先，用第1階段的刻蝕加工，制作用來(lái)裝載裸半導(dǎo)體芯片器件的位置對(duì)準(zhǔn)用標(biāo)記。這時(shí)，位置對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記部分將變成為凹狀，在其側(cè)面實(shí)質(zhì)上設(shè)置15～60度的斜度。若有斜度，則特別是在裝載芯片裝置時(shí)裝置將向標(biāo)記內(nèi)滑落，借助于自我整合進(jìn)行的位置對(duì)準(zhǔn)將會(huì)變得容易起來(lái)。
就是說(shuō)，上述2階段加工法，用第1階段的刻蝕加工把金屬基底基板面往下挖得大一點(diǎn)，同時(shí)制作埋設(shè)多個(gè)裸半導(dǎo)體芯片器件的凹部和連接接線端子的凸部。用第2階段的沖壓加工，使因刻蝕而變得粗糙的金屬表面平坦化，并用凸部模具容易地制作具有斜度的多臺(tái)階的凹部。
在作成了基底基板后，把具備金屬性的焊料凸點(diǎn)的半導(dǎo)體裸芯片器件粘接到上述芯片裝置裝載用的標(biāo)記上邊。接著，用樹脂狀的絕緣膜進(jìn)行覆蓋，使得把上述裸芯片器件埋進(jìn)去，再用研削或研磨等進(jìn)行平坦化加工，在其上邊形成布線圖形，完成微型且小型的多芯片組件構(gòu)造體。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1a～圖1e是說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基底基板的制作工序的剖面圖。
圖2a～圖2d是說(shuō)明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的基底基板的制作工序的剖面圖。
圖3a和圖3b的平面圖和剖面圖示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基板中的引導(dǎo)標(biāo)記和圍墻的布局。
圖4a～圖4d的剖面圖示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多芯片組件構(gòu)造體的制作工序。
圖5a和圖5b的剖面圖示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基底基板的制作工序。
圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多芯片組件構(gòu)造體的剖面圖。
圖7的平面圖示出了圖6所示的構(gòu)造體的背面。
圖8a～圖8g示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多芯片組件構(gòu)造體的制作工序。
圖9的剖面圖示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例的多芯片組件構(gòu)造體的制作工序。
圖10的平面圖示出了圖9所示的構(gòu)造體的背面。
圖11是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多芯片組件構(gòu)造體的剖面圖。
圖12的平面圖示出了圖11所示的構(gòu)造體的背面。
圖13示出了在多芯片組件構(gòu)造體中含有的電路的一個(gè)例子。
圖14示出了在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多芯片組件構(gòu)造體的上表面上描畫的圖形的一個(gè)例子。
優(yōu)選實(shí)施例圖1a～圖1e示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基底基板的制作工序。首先，作為第1個(gè)階段，在圖1a中，在例如由Cu構(gòu)成的金屬基底基板11的第1主面上邊，用光刻法制作刻蝕用的光刻膠掩模12。接著，在圖1b中，用氯化鐵構(gòu)成的化學(xué)刻蝕液，把金屬基底基板11刻蝕加工成深度180微米，制作凸?fàn)畹慕泳€端子或凸部13。接著，在圖1c中，進(jìn)入第2階段的沖壓加工。在模具14、14’之間，插入已制作上接線端子13的金屬基底基板11，然后，慢慢地加上加重16開始進(jìn)行沖壓(圓圈內(nèi)表示具備斜度的模具凸部15)。接著，在圖1d中，加上最后的加重結(jié)束沖壓。凹部17的深度，一般說(shuō)比凸部13的長(zhǎng)度小。
接著，在圖1e中，在從模具中取出來(lái)的基底基板11上，在裝載、粘接裸半導(dǎo)體芯片器件的位置上，形成深度20微米、15度～60度范圍的斜度角，在這里，形成45度的凹狀標(biāo)記或凹部17，完成用2階段加工進(jìn)行的基底基板的制作。斜度是向著凹部17的底面其面積變小的那樣的斜度。
如上所述，2階段加工的特征在于在第1階段的刻蝕加工中把基底基板面向下挖得大一點(diǎn)，設(shè)置用來(lái)埋設(shè)裸半導(dǎo)體芯片器件的凸部，在第2階段的加工中，用具備斜度的凸?fàn)钅＞呤挂蚩涛g而變得粗糙的金屬表面平坦化，并用低加重設(shè)置比受到刻蝕的表面平滑度還高的凹狀標(biāo)記或凹部。作為基底基板11的材料，也可以使用Al。
圖2a～圖2d示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的含有多個(gè)半導(dǎo)體裸芯片器件的單一組件構(gòu)造體用基底基板的制作工序。
作為金屬基底基板21使用Cu。在基板上邊形成的組件尺寸為10mm見方。首先，作為第1階段，在圖2a中，在基底基板21上邊，用光刻法制作形成直徑200微米的略呈圓柱狀的接線端子和用來(lái)隔開組件構(gòu)造體相互之間的井字形的寬600微米的圍墻的刻蝕用光刻膠掩模22。接著，在圖2b中，用氯化鐵系的化學(xué)刻蝕液把金屬基底基板21刻蝕深度約180微米，制作接線端子或凸部23和把組件構(gòu)造體相互間隔開來(lái)的圍墻24。圍墻24是對(duì)于基底基板來(lái)說(shuō)配置在最外側(cè)的導(dǎo)電性塊，起著對(duì)構(gòu)造體進(jìn)行電磁屏蔽，進(jìn)行機(jī)械性增強(qiáng)的作用。
接著，在圖2c中，進(jìn)入第2階段的沖壓加工。在用預(yù)先在基底基板21上形成的引導(dǎo)標(biāo)記和模具25的標(biāo)記進(jìn)行了位置對(duì)準(zhǔn)之后，對(duì)模具25、25’之間的金屬基底基板21慢慢地加上加重26開始進(jìn)行沖壓(圓圈內(nèi)表示具備斜度的模具凸部27)。這時(shí)，必須設(shè)計(jì)為對(duì)于接線端子23、圍墻24，模具要制作得大一點(diǎn)，使得在沖壓時(shí)，上述接線端子23等的形狀不變形。在圖2d中，參照標(biāo)號(hào)28是在加工后的基底基板21的刻蝕面上邊形成的裸半導(dǎo)體芯片器件裝載用的凹狀標(biāo)記或凹部。經(jīng)過(guò)該2階段加工的工序，借助于刻蝕加工，在基底基板內(nèi)形成接線端子23、把組件構(gòu)造體相互間隔開來(lái)的井字形圍墻24，借助于沖壓加工，形成裸半導(dǎo)體芯片器件裝載用的凹狀標(biāo)記28。
圖3a和圖3b是把在本發(fā)明的實(shí)施例的基底基板上設(shè)置的引導(dǎo)標(biāo)記和組件間井字形隔開的圍墻的布局圖。
圖3a是作為用來(lái)制作多個(gè)組件構(gòu)造體的基底基板，使用直徑75mmφ、厚度700微米、組件構(gòu)造體尺寸10mm見方的Cu時(shí)的平面圖。作為引導(dǎo)標(biāo)記31，在基板周邊的4個(gè)地方設(shè)有直徑3mmφ的貫通孔，在沖壓之前進(jìn)行與模具標(biāo)記之間的位置對(duì)準(zhǔn)。此外，在各個(gè)組件構(gòu)造體相互之間設(shè)有井字形圍墻32，把它用做作為使用裸芯片器件裝載后的絕緣膜的埋入工序中的基底基板防止撓曲和單位組件構(gòu)造體切下來(lái)時(shí)的屏蔽用側(cè)壁。另外，參照標(biāo)號(hào)33表示在各個(gè)組件構(gòu)造體上形成的接線端子或凸部。
此外，圖3b示出了沿圖3a中的線IIIB-IIIB的剖面圖。在用沖壓加工形成的裸芯片器件裝載部分的標(biāo)記34上，在其側(cè)面設(shè)有45度的斜度。
圖4a～4d是本發(fā)明的另一實(shí)施例的多芯片組件構(gòu)造體的制作工序。
首先，在圖4a中，在設(shè)有用刻蝕和沖壓在基底基板的第1主面上預(yù)先制作的連接接線端子(凸部)42(也形成將其周圍圍起來(lái)的溝部42’)、把組件構(gòu)造體相互之間隔開的圍墻(凸部)43、電極44和裸芯片裝載用標(biāo)記(凹部)45的基底基板41上邊，用Au-Sn共晶焊料粘接、裝載含有使金屬(例如Au或Al等)的焊料凸點(diǎn)46置放在電極上邊的多個(gè)半導(dǎo)體器件或IC芯片的裸芯片器件47。標(biāo)記45用與上邊說(shuō)的實(shí)施例同樣的沖壓加工形成，具有斜度。凸部42、43用刻蝕法形成，而標(biāo)記45和溝部用沖壓加工形成。接著，在圖4b中，對(duì)基底基板41上邊的凹部和凸部或裸芯片器件47，進(jìn)行使用作為第1絕緣膜的環(huán)氧樹脂48的埋入。接著，借助于研削或研磨熱硬化后的環(huán)氧樹脂48使表面平坦化，使連接接線端子42、圍墻43和裸芯片器件47上邊的金屬焊料凸點(diǎn)46露出來(lái)。接著，在圖4d中在平坦化后的絕緣膜48上邊依次疊層形成用來(lái)形成薄膜無(wú)源部件和多層布線的第2絕緣膜49、第3絕緣膜50，用金屬形成的第1布線圖形51，在第1布線圖形51上邊形成的電容器52，在其上邊用金屬形成的第2布線圖形53和貫通第2、第3絕緣膜49、50的導(dǎo)電性的貫通孔54。之后，從多芯片組件構(gòu)造體的背面，一直到絕緣膜48露出來(lái)為止，進(jìn)行切削使得借助于研削或刻蝕，使圍墻43和電極44與基底基板41隔離開來(lái)形成導(dǎo)電塊。
然后，在把組件構(gòu)造體隔開的圍墻43的正中間進(jìn)行切斷，變成為單位多芯片組件構(gòu)造體。導(dǎo)電接線端子42用填充在溝部42’和連接接線端子42與裸芯片器件47之間的埋入樹脂進(jìn)行保持，與基底基板41分離獨(dú)立。因此，為了從基板背面直接取出電極，可以把多芯片組件構(gòu)造體直接焊接到母板上，與有導(dǎo)線進(jìn)行電連的情況比，可以縮小裝配面積。
在圖5a、圖5b中示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例的基底基板的制作方法。在本實(shí)施例中，在對(duì)已用刻蝕法形成了導(dǎo)電接線端子和圍墻的基板進(jìn)行加工之際，使用與上模具的凸部對(duì)應(yīng)地在下模具上設(shè)置了凹部的一組模具。
如圖5a所示，進(jìn)行用刻蝕法形成了導(dǎo)電接線端子61和圍墻65的基板60和上模具70a及下模具70b之間的位置對(duì)準(zhǔn)，用塑性變形之一的沖壓加工，形成導(dǎo)電接線端子61周邊的樹脂埋入溝62和芯片裝載用的凹狀標(biāo)記63。
在本實(shí)施例中，由于與上模具70a的凸部對(duì)應(yīng)起來(lái)在下模具70b上形成了凹部，故被上模具70a的凸部擠壓出來(lái)的基板，可以向下模具70b的凹部逃逸。因此，與使用平坦的下模具的情況比，在沖壓后的基板上難以產(chǎn)生撓曲等的變形。
另外，雖然在沖壓加工后的基板上，如圖5b所示，會(huì)在基板背面形成凸部，但可以用為了使導(dǎo)電接線端子露出來(lái)而進(jìn)行的基板背面的研削工序除去。這時(shí)，導(dǎo)電接線端子61的周邊的溝部的一部分，起著使圍墻65變成為獨(dú)立的導(dǎo)電塊的作用。
倘采用使用并用刻蝕和沖壓的2階段加工的上述實(shí)施例，則可以在基底基板的規(guī)定部分上以良好的再現(xiàn)性制作規(guī)定的深度的凹部和凸部。此外，借助于刻蝕和沖壓一攬子形成技術(shù)，可以使處理簡(jiǎn)化和處理時(shí)間縮短化。
此外，還可以抑制刻蝕時(shí)制作的圍墻在用絕緣膜形成的埋入之際的基底基板的撓曲，實(shí)現(xiàn)處理的穩(wěn)定化。
此外，借助于沖壓加工，還可以使因刻蝕而變得粗糙的金屬表面平坦化，實(shí)現(xiàn)裸芯片裝載時(shí)的粘接條件的容限擴(kuò)大。即，將會(huì)實(shí)現(xiàn)在芯片與基板的界面上的無(wú)氣泡發(fā)生和良好的粘接性。此外，由于粘接性提高，故芯片的散熱性也將改善。
再有，還可以實(shí)現(xiàn)從組件背面取下電極的無(wú)引線構(gòu)造。
圖6是本發(fā)明的另一實(shí)施例的多芯片組件構(gòu)造體的剖面圖。在圖6中，用在導(dǎo)電性的例如由金屬或半導(dǎo)體構(gòu)成、含有部分71-1、71-2、71-3、71-4的基底基板71，和在其上邊設(shè)有裸芯片器件裝載用的帶斜度的凹坑2，且裝載含有在電極上邊具有金屬(例如Au或Al等)的焊料凸點(diǎn)(連接導(dǎo)體)4的多個(gè)半導(dǎo)體器件IC芯片的裸芯片器件3，覆蓋為使得把上述裸芯片器件73和基底基板的接線端子部分71-3埋進(jìn)去的例如樹脂的第1絕緣膜75，在其上邊用用來(lái)進(jìn)行多層布線的第2絕緣膜76和第3絕緣膜77和金屬層形成的第1布線圖形78和在第1布線圖形上邊形成的電容器79和在其上邊用金屬層形成的第2布線圖形80和貫通第2、第3絕緣膜的導(dǎo)電性的貫通孔81-1、81-2、81-3以及覆蓋基底基板1的全體的金屬制造的管帽82構(gòu)成。在該多芯片組件構(gòu)造體中，將成為信號(hào)的輸入輸出端子或電源供給端子的電極(導(dǎo)電性塊)在基底基板的背面上實(shí)質(zhì)上并排設(shè)置且可以進(jìn)行與外部之間的電連，借助于基底基板1的接線端子部分71-3用金屬層形成，且連接到布線圖形80上。管帽也可以使用進(jìn)行了金屬電鍍的樹脂材料。這時(shí)，管帽與用金屬制作的情況下一樣，起著構(gòu)造體的屏蔽和機(jī)械增強(qiáng)的作用。
此外，圖7是從其背面看圖6的構(gòu)造體的圖。在圖7中，將成為基底基板71的基準(zhǔn)電位的部分71-1和將成為電極的部分71-2，借助于第1絕緣膜75進(jìn)行電隔離。此外，作為電磁屏蔽用，在側(cè)面上設(shè)有導(dǎo)電性的壁71-4。
從圖8a到圖8g，示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例的多芯片組件構(gòu)造體的制作工序。圖8a示出了在對(duì)基底基板71的背面進(jìn)行刻蝕或研削前的狀態(tài)下的剖面。是借助于刻蝕或機(jī)械加工在基底基板的第1主面上，設(shè)有平坦部分71-1、電極部分71-2、接線端子部分(凸部)71-3、屏蔽壁(凸部)71-4，和在其上邊設(shè)有裸芯片器件裝載用的帶斜度的凹坑72的圖。該刻蝕或機(jī)械加工，也可以使用在上邊所述的實(shí)施例中使用的刻蝕或機(jī)械加工。但是，在基底基板使用半導(dǎo)體(例如Si)的情況下，要使用沖壓加工以外的例如銑削或研削等的機(jī)械加工。
圖8b是在用圖8a示出的基底基板上邊，裝載含有在電極上邊具有金屬性(例如Au或Al等)的焊料凸點(diǎn)4的多個(gè)半導(dǎo)體器件或IC芯片的裸芯片器件3的圖。圖8c是把在圖8b中所示的基底基板的凹部、凸部和裸芯片器件用絕緣性的樹脂75埋進(jìn)去后的圖。圖8d是圖8c所示的用絕緣性的樹脂75把基底基板的凹部、凸部和裸芯片器件埋進(jìn)去后，借助于研削或研磨樹脂75使表面平坦化后的圖。圖8e是在平坦化后的表面上邊，形成了用用來(lái)進(jìn)行多層布線的第2絕緣膜76和第3絕緣膜77和金屬層形成的第1布線圖形78和在第1布線圖形上邊形成的電容器和在其上邊用金屬層形成的第2布線圖形80和貫通第2、第3絕緣膜的貫通孔81的圖。
圖8f示出了借助于刻蝕或研削，一直到沿線VIII-VIII的剖面為止，從其背面切削圖8e所示的多芯片組件構(gòu)造體的情況下的背面。信號(hào)的輸入輸出端子和電源供給用端子(導(dǎo)電性塊)71-2，用絕緣樹脂，與將成為大地(公用電位)導(dǎo)體的基底電極71-1進(jìn)行隔離。圖8g在借助于刻蝕或研削一直到沿線VIII-VIII為止從背面切削圖8f所示的多芯片組件構(gòu)造體后，在形成屏蔽壁(導(dǎo)電性塊)71-4的位置上進(jìn)行切斷，變成為單位多芯片組件的情況。
圖9示出了另一實(shí)施例，作為基底基板，是與上述實(shí)施例一樣用刻蝕和機(jī)械加工一體地設(shè)置平坦部分71-1、電極部分71-2、接線端子71-3和在其上邊設(shè)置的芯片裝載用的凹坑72的圖。
圖10示出了從背面用刻蝕或研削一直到沿線IX-IX的剖面為止切削圖9所示的多芯片組件構(gòu)造體后的背面。信號(hào)輸入輸出端子和電源供給用端子71-2用絕緣樹脂75與將成為大地(公用電位)導(dǎo)體的基底電極71-1進(jìn)行隔離。此外，在切成為單位組件尺寸時(shí)在將成為單位組件的側(cè)面的部位上，預(yù)先設(shè)置深度比借助于上述刻蝕或研削進(jìn)行薄層化時(shí)的切削余量還深的凹坑部分83。
圖11是本發(fā)明的另一實(shí)施例的多芯片組件構(gòu)造體的剖面，它是這樣的圖在切成與基底基板71的已裝載上裸芯片器件的面相反的面的單位組件尺寸時(shí)，在將成為單位組件構(gòu)造體的側(cè)面或基板邊緣部分上，預(yù)先設(shè)置好深度比借助于上述刻蝕或研削進(jìn)行薄層化時(shí)的切削余量還深的固定用凹坑部分83，借助于刻蝕或研削一直到規(guī)定的厚度為止進(jìn)行薄層化，在切成為單位組件尺寸后，設(shè)置具有相反的凹坑的金屬制造的管帽82，以便向上述凹坑83的部分內(nèi)填埋。金屬管帽82由于起著構(gòu)造體的屏蔽和機(jī)械增強(qiáng)的作用，故沒有必要設(shè)置屏蔽壁71-4。圖12示出了圖1所示的多芯片組件構(gòu)造體的背面。另外，圖11是沿圖12中的線IX-IX的剖面圖。
圖13示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的多芯片組件構(gòu)造體中所含有的電路的一個(gè)例子。是作為半導(dǎo)體器件使用2個(gè)FET的兩級(jí)高頻放大器。圖14是圖13所示的高頻放大器的圖形圖，信號(hào)的輸入輸出端子Pin、Pout和柵極偏壓Vg、漏極偏壓Vd通過(guò)通孔和導(dǎo)電性接線端子連接到背面的電極端子上。在本實(shí)施例中，F(xiàn)ET1和FET2分別組裝到個(gè)別的裸芯片器件中去。其它的電路元件和連接導(dǎo)體則可作為多層布線實(shí)現(xiàn)。
倘采用上述實(shí)施例，則采用在基底基板上在電極上邊裝載具有金屬性的焊料凸點(diǎn)的多個(gè)裸芯片器件，并用樹脂狀的第1絕緣膜進(jìn)行覆蓋使得將之埋進(jìn)去，把上述焊料凸點(diǎn)和上述絕緣膜平坦化加工成規(guī)定的相同的高度，變成為在其上邊形成多層布線圖形的多芯片組件構(gòu)造體，在基底基板的一個(gè)面上設(shè)置多個(gè)用來(lái)裝載裸芯片器件的凹部和基底基板的一部分接線端子狀地突出出來(lái)的凸部，在其若干個(gè)接線端子的周圍預(yù)先一攬子地設(shè)置好根部島狀地鼓起來(lái)那樣的溝的辦法，使多芯片組件構(gòu)造體的制作變得容易起來(lái)的同時(shí)，使在上述基底基板的背面一側(cè)設(shè)置信號(hào)的輸入輸出端子和用來(lái)供給電源電壓的電極成為可能，因此，可以使把多芯片組件構(gòu)造體組裝到母板上去時(shí)的引線部分形成得極其之短，可以大幅度地改善在高頻區(qū)域中的特性。
此外，在把多芯片組件構(gòu)造體切成單位組件尺寸時(shí)，可以在將成為單位組件的側(cè)面的部位形成屏蔽用的壁，因此可以對(duì)來(lái)自外部的損傷進(jìn)行機(jī)械性的保護(hù)，同時(shí)在使之在高頻區(qū)域進(jìn)行動(dòng)作這樣的情況下，還可以增強(qiáng)電磁屏蔽效果，使得難以受到來(lái)自別處的干擾。
工業(yè)上利用的可能性如上所述，已裝載上多個(gè)半導(dǎo)體裸芯片器件的多芯片組件構(gòu)造體，通過(guò)采用導(dǎo)電性基底基板和在該基板上一攬子地形成的導(dǎo)電性凸部和器件定位用凹部，具有可以改善散熱性、高頻特性優(yōu)良、難以受到來(lái)自外部的干擾的影響的構(gòu)造。此外，采用在導(dǎo)電性凸部的形成中和裸芯片器件定位用凹部的形成中分別使用化學(xué)刻蝕和機(jī)械加工的辦法，提高了導(dǎo)電性凸部和器件定位用凹部的再現(xiàn)性。因此，本發(fā)明在電子裝置的小型化和高性能化方面是有用的。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)裝載多個(gè)半導(dǎo)體裸芯片器件的基底基板，其特征是上述基板用金屬制作，具備第1和第2主面，在上述第1主面上形成至少一個(gè)凸部、和用來(lái)決定應(yīng)當(dāng)分別裝載半導(dǎo)體裸芯片器件的位置的至少2個(gè)凹部，上述凹部的深度比上述凸部的長(zhǎng)度小，上述凹部具有比上述金屬基板的第1主面高的平滑度。
2.權(quán)利要求1所述的基底基板，其特征是上述金屬是銅或鋁。
3.權(quán)利要求1所述的基底基板，其特征是上述凹部具有向著凹部的底面其面積減小這樣的斜度。
4.權(quán)利要求3所述的基底基板，其特征是上述凹部的斜度的角度，實(shí)質(zhì)上為15度～60度。
5.一種多芯片組件構(gòu)造體，其特征是具有具備第1和第2主面，在上述第1主面上形成用來(lái)決定應(yīng)當(dāng)分別裝載半導(dǎo)體裸芯片器件的位置的至少2個(gè)凹部的導(dǎo)電性基底基板；裝載在上述第1主面的凹部中的至少多個(gè)半導(dǎo)體裸芯片器件；與上述基底基板絕緣，在上述基底基板的第2主面上邊實(shí)質(zhì)上并排設(shè)置，在上述基底基板的第1主面一側(cè)和第2主面一側(cè)可以與外部電連的至少一個(gè)導(dǎo)電性塊；填充在它們之間的空間內(nèi)，使得上述導(dǎo)電性塊與上述基底基板和半導(dǎo)體裸芯片器件隔離的絕緣物；設(shè)置于上述絕緣物的上方的電連導(dǎo)體。
6.權(quán)利要求5所述的多芯片組件構(gòu)造體，其特征是上述導(dǎo)電性塊設(shè)置多個(gè)，對(duì)于上述基底基板來(lái)說(shuō)配置在最外側(cè)的導(dǎo)電性塊可以用來(lái)屏蔽構(gòu)造體。
7.權(quán)利要求5所述的多芯片組件構(gòu)造體，其特征是還具有覆蓋上述基底基板、導(dǎo)電性塊、絕緣物和電連導(dǎo)體的管帽。
8.權(quán)利要求7所述的多芯片組件構(gòu)造體，其特征是上述管帽用樹脂制作，起著機(jī)械性地增強(qiáng)構(gòu)造體的作用。
9.權(quán)利要求7所述的多芯片組件構(gòu)造體，其特征是上述管帽用金屬構(gòu)成，與上述配置在最外側(cè)的導(dǎo)電性塊一起工作，起著屏蔽上述構(gòu)造體的作用的同時(shí)，還起著機(jī)械性地增強(qiáng)上述構(gòu)造體的作用。
10.權(quán)利要求7所述的多芯片組件構(gòu)造體，其特征是上述管帽用電鍍上金屬的樹脂制作，與上述配置在最外側(cè)的導(dǎo)電性塊一起工作，起著屏蔽上述構(gòu)造體的作用的同時(shí)，還起著機(jī)械性地增強(qiáng)上述構(gòu)造體的作用。
11.權(quán)利要求5所述的多芯片組件構(gòu)造體，其特征是上述導(dǎo)電性基底基板和導(dǎo)電性塊用金屬或半導(dǎo)體材料制作。
12.權(quán)利要求5所述的多芯片組件構(gòu)造體，其特征是上述凹部具有向著凹部的底面其面積減小這樣的斜度。
13.權(quán)利要求12所述的多芯片組件構(gòu)造體，其特征是上述凹部的斜度的角度，實(shí)質(zhì)上為15度～60度。
14.一種制作用來(lái)裝載多個(gè)半導(dǎo)體裸芯片器件的構(gòu)造體的方法，具有下述步驟對(duì)具有第1和第2主面的金屬基板部分地進(jìn)行化學(xué)刻蝕，使得在金屬基板的第1主面上邊至少形成1個(gè)凸部的步驟；對(duì)上述金屬基板的第1主面進(jìn)行機(jī)械加工，使得在上述金屬基板的第1主面的尚未形成上述凸部的規(guī)定的部分上，至少形成分別用來(lái)決定應(yīng)當(dāng)裝載半導(dǎo)體裸芯片器件的位置的至少2個(gè)凹部的步驟，用上述機(jī)械加工步驟形成的上述凹部的深度，比由上述化學(xué)刻蝕步驟形成的上述凸部的長(zhǎng)度小，且上述凹部具有比上述刻蝕后的金屬基板的主面還高的平滑度。
15.權(quán)利要求14所述的制作方法，其特征是上述金屬是銅或鋁。
16.權(quán)利要求14所述的制作方法，其特征是上述機(jī)械加工是沖壓加工。
17.權(quán)利要求16所述的制作方法，其特征是上述沖壓加工，包括對(duì)于上述凹部的壁面加上向著凹部的底面面積減小這樣的斜度。
18.權(quán)利要求17所述的制作方法，其特征是上述凹部的斜度的角度，實(shí)質(zhì)上為15度～60度。
19.權(quán)利要求14所述的制作方法，其特征是用上述化學(xué)刻蝕步驟在上述基板的第1主面上形成多個(gè)凸部，用上述機(jī)械加工步驟，在上述金屬基板的第1主面的尚未形成上述凸部的規(guī)定的部分上，除了形成上述凹部之外，對(duì)于上述多個(gè)凸部的至少一個(gè)，還形成將其周圍圍起來(lái)的溝部。
20.一種制造多芯片組件構(gòu)造體的方法，其特征是具有下述步驟對(duì)具有第1和第2主面的金屬基板部分地進(jìn)行化學(xué)刻蝕，使得在金屬基板的第1主面上邊形成多個(gè)凸部的步驟；對(duì)上述金屬基板的第1主面進(jìn)行機(jī)械加工，使得在上述金屬基板的第1主面的尚未形成上述凸部的規(guī)定的部分上，形成分別用來(lái)決定應(yīng)當(dāng)裝載半導(dǎo)體裸芯片器件的位置且深度比上述凸部的長(zhǎng)度小的至少2個(gè)凹部，和對(duì)于上述多個(gè)凸部的至少一個(gè)，形成將其周圍圍起來(lái)的溝部的步驟；向上述每一凹部?jī)?nèi)裝載在表面上具有連接導(dǎo)體的半導(dǎo)體裸芯片器件的步驟；用絕緣層把上述金屬基板的第1主面和已裝載到其上邊的半導(dǎo)體裸芯片器件覆蓋起來(lái)的步驟；使上述半導(dǎo)體裸芯片器件的連接導(dǎo)體露出來(lái)那樣地實(shí)質(zhì)上使上述絕緣層的表面平坦化的步驟；在上述平坦化后的絕緣層的表面上邊形成電連導(dǎo)體的步驟；使上述溝部露出來(lái)并使上述多個(gè)凸部的至少一個(gè)與上述基板電隔離為止，對(duì)上述基板的第2主面進(jìn)行研削的步驟。
21.權(quán)利要求20所述的制作方法，其特征是上述金屬是銅或鋁。
22.權(quán)利要求20所述的制作方法，其特征是上述機(jī)械加工是沖壓加工，上述凹部具有比上述被刻蝕后的金屬基板的主面高的平滑度。
23.權(quán)利要求22所述的制作方法，其特征是上述沖壓加工，包括對(duì)于上述凹部的壁面加上向著凹部的底面面積減小這樣的斜度。
24.權(quán)利要求23所述的制作方法，其特征是上述凹部的斜度的角度，實(shí)質(zhì)上為15度～60度。
25.權(quán)利要求22所述的制作方法，其特征是用來(lái)形成上述至少2個(gè)凹部和將上述凸部的周圍圍起來(lái)的溝部的對(duì)上述金屬基板的第1主面進(jìn)行的沖壓加工，使用具有上模具和下模具的一對(duì)模具進(jìn)行，上述下模具具有與上述溝部的個(gè)數(shù)和形狀對(duì)應(yīng)的凹坑部分。
26.權(quán)利要求22所述的制作方法，其特征是用上述沖壓加工，在上述金屬基板的第1主面上，除了上述至少2個(gè)凹部和上述溝部之外，在基板的緣部上還形成管帽固定用凹部，在上述研削步驟之后，具有使覆蓋上述基板的第1主面的管帽嚙合到上述管帽固定用凹部上的步驟。
27.一種制造多芯片組件構(gòu)造體的方法，其特征是具有下述步驟對(duì)具有第1和第2主面的半導(dǎo)體基板部分地進(jìn)行化學(xué)刻蝕，使得在半導(dǎo)體基板的第1主面上邊形成多個(gè)凸部的步驟；對(duì)上述半導(dǎo)體基板的第1主面進(jìn)行機(jī)械加工，使得在該半導(dǎo)體基板的第1主面的尚未形成上述凸部的規(guī)定的部分上，形成分別用來(lái)決定應(yīng)當(dāng)裝載半導(dǎo)體裸芯片器件的位置且深度比上述凸部的長(zhǎng)度小的至少2個(gè)凹部，和對(duì)于上述多個(gè)凸部的至少一個(gè)，形成將其周圍圍起來(lái)的溝部的步驟；向上述每一凹部?jī)?nèi)裝載在表面上具有連接焊盤的半導(dǎo)體裸芯片器件的步驟；用絕緣層把上述半導(dǎo)體基板的第1主面和已裝載到其上邊的半導(dǎo)體裸芯片器件覆蓋起來(lái)的步驟；使上述半導(dǎo)體裸芯片器件的連接導(dǎo)體露出來(lái)那樣地實(shí)質(zhì)上使上述絕緣層的表面平坦化的步驟；在上述平坦化后的絕緣層的表面上邊形成電連導(dǎo)體的步驟；使上述溝部露出來(lái)并使上述多個(gè)凸部的至少一個(gè)與上述基板電隔離為止，對(duì)上述基板的第2主面進(jìn)行研削的步驟。
28.一種多芯片組件構(gòu)造體，其特征是具有導(dǎo)電性基底基板、具有裝載于該基板上邊的金屬性的焊料凸點(diǎn)的多個(gè)裸芯片器件、和進(jìn)行覆蓋使得把上述裸芯片器件埋進(jìn)去的第1絕緣膜，上述絕緣膜的表面和上述裸芯片器件的焊料凸點(diǎn)實(shí)質(zhì)上處于同一高度，在上述絕緣膜的上方形成布線圖形，上述焊料凸點(diǎn)和上述圖形進(jìn)行電連，上述布線圖形和上述基底基板借助于導(dǎo)電性的接線端子連接，上述導(dǎo)電性接線端子借助于第2絕緣膜與上述基底基板隔離開來(lái)構(gòu)成島狀的電極，上述裸芯片器件裝載用的凹部和導(dǎo)電性接線端子與上述基底基板一體形成。
29.權(quán)利要求28所述的多芯片組件構(gòu)造體，其特征是在基底基板的一部分上設(shè)置凸部使得把上述多芯片組件構(gòu)造體圍起來(lái)，在其上邊設(shè)置金屬性的凹狀管帽。
30.權(quán)利要求28所述的多芯片組件構(gòu)造體，其特征是在多芯片構(gòu)造體的側(cè)面一部分上設(shè)置凹坑，設(shè)置覆蓋上述多芯片組件構(gòu)造體的金屬制造的管帽，使得上述凹坑作為限制器起作用。
31.一種多芯片組件構(gòu)造體的制作方法，其特征是具有下述步驟在具有第1和第2主面的導(dǎo)電性基底基板的第1主面上邊，設(shè)置多個(gè)用來(lái)裝載裸芯片器件的凹部和基底基板的一部分接線端子狀地突出出來(lái)的塊的步驟；在上述塊的至少一個(gè)的根部設(shè)置溝的步驟；向上述芯片裝載用的凹部?jī)?nèi)裝載具有電極的裸芯片器件的步驟；在上述裸芯片器件的各個(gè)電極上邊，設(shè)置高度至少比上述裸芯片器件的高度之間的偏差高的金屬性焊料凸點(diǎn)的步驟；用第1絕緣膜進(jìn)行覆蓋使得把上述裸芯片器件和上述焊料凸點(diǎn)和上述塊埋進(jìn)去的步驟；使上述焊料凸點(diǎn)和上述塊和上述第1絕緣膜平坦化為規(guī)定的同一高度的步驟；在上述第1絕緣膜的上方形成布線圖形的步驟；采用用該第2主面使上述基底基板薄層化的辦法，作為電極形成用上述第1絕緣膜進(jìn)行隔離的島狀的導(dǎo)體部分的步驟。
32.權(quán)利要求31所述的多芯片組件的制作方法，其特征是在基底基板的一部分上，預(yù)先設(shè)置凸部，使得把上述多芯片組件構(gòu)造體的整個(gè)側(cè)面圍起來(lái)，并切成在該位置上進(jìn)行切斷那樣大小的單位組件尺寸，在其上邊設(shè)置金屬性的凹狀管帽。
33.權(quán)利要求31所述的多芯片組件構(gòu)造體的制作方法，其特征是在切割成與已裝載上述裸芯片器件的基底基板的第1主面相反的第2主面上的單位組件尺寸的情況下，在將成為組件的側(cè)面的部位上，預(yù)先設(shè)置下深度比上述薄層化時(shí)的切削量還深且比基底基板厚度淺的多個(gè)凹部，并在上述薄層化之后，再切成單位組件尺寸，并設(shè)置覆蓋上述多芯片組件構(gòu)造體的金屬制造的管帽，使得在基底基板的側(cè)面形成的凹坑作為限制器起作用。
34.一種用來(lái)裝載多個(gè)裸芯片器件的基底基板的制作方法，其特征是具有用刻蝕法一直到規(guī)定的深度為止使導(dǎo)電性基底基板的規(guī)定的部分凹下去的第1步驟，和用使用模具的沖壓加工使在上述第1步驟中形成的凹部的規(guī)定的部分凹下到規(guī)定的深度的第2步驟。
35.權(quán)利要求34所述的制作方法，其特征是至少在上述第2步驟之前，還有形成用來(lái)使上述模具的位置對(duì)準(zhǔn)的由2個(gè)以上的貫通孔構(gòu)成的引導(dǎo)標(biāo)記的步驟。
36.權(quán)利要求34所述的制作方法，其特征是用上述第1步驟用井字形框把多個(gè)組件間分隔開來(lái)形成凸?fàn)畹膰鷫Α?br> 37.權(quán)利要求34所述的制作方法，其特征是用上述第2步驟形成的凹部是上述裸芯片器件的裝載位置，上述凹部的側(cè)面具有15到60度的斜度角。
全文摘要
一種裝載有多個(gè)半導(dǎo)體裸芯片器件的基底金屬基板,具有第1和第2主面,在第1主面上形成了至少一個(gè)凸部和用來(lái)決定裸芯片器件的裝載位置的至少2個(gè)凹部。凹部的深度比凸部的長(zhǎng)度大且具有比金屬基板的主面更好的平滑度。金屬基板被部分地進(jìn)行化學(xué)刻蝕以形成凸部,同時(shí)還進(jìn)行機(jī)械加工以形成第1主面。導(dǎo)電性的凸部與已裝載上裸芯片器件的基板的部分進(jìn)行隔離,在基底基板的第1和第2主面一側(cè),用做用來(lái)進(jìn)行電連的外部端子。
文檔編號(hào)H01L23/31GK1267396SQ98808253
公開日2000年9月20日 申請(qǐng)日期1998年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月19日
發(fā)明者關(guān)根健治, 山田宏治, 山崎松夫, 加賀谷修, 山下喜市 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所