專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法、電路基板和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法、電路基板和電子裝置。
背景技術(shù)：
伴隨近年來的電子裝置的小型化，要求適合于高密度安裝的半導(dǎo)體裝置的封裝體。為了適應(yīng)該要求，已開發(fā)了BGA(球狀柵格陣列)及CSP(芯片比例/尺寸封裝)那樣的表面安裝型封裝體。在表面安裝型封裝體中，往往使用形成了與半導(dǎo)體芯片連接的布線圖形的基板。此外，往往在基板中形成了貫通孔，并形成外部電極，使其通過該貫通孔從與布線圖形相反一側(cè)的表面突出。
按照應(yīng)用了這樣的結(jié)構(gòu)的封裝體的半導(dǎo)體裝置，在將其安裝到電路基板上之后，因電路基板與半導(dǎo)體裝置的熱膨脹率的差之故，如果對外部電極施加應(yīng)力，則往往在該外部電極中產(chǎn)生裂紋。
本發(fā)明是為了解決該問題而進(jìn)行的，其目的在于提供一種能防止外部電極的裂紋的半導(dǎo)體裝置及其制造方法、電路基板和電子裝置。
發(fā)明的公開(1)與本發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體裝置具有形成了貫通孔的基板；具有電極的半導(dǎo)體元件；導(dǎo)電部件，在上述基板的一個面的一側(cè)通過粘接部件粘接到包含上述貫通孔上方的上述一個面的任意區(qū)域上，同時在由上述粘接部件粘接的面的相反一側(cè)的面上與上述半導(dǎo)體元件的電極進(jìn)行導(dǎo)電性的連接；以及外部電極，通過上述貫通孔與上述導(dǎo)電部件連接，同時被設(shè)置在上述基板的另一個面的外側(cè)，在上述貫通孔內(nèi)，上述粘接部件的一部分介于形成上述貫通孔的內(nèi)壁面與上述外部電極之間。
按照本發(fā)明，從貫通孔內(nèi)形成外部電極，粘接部件的一部分介于外部電極與貫通孔之間。因而，由于粘接部件成為應(yīng)力緩和部件，故可吸收因與電路基板的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的應(yīng)力(熱應(yīng)力)及從外部對電路基板施加的機(jī)械的應(yīng)力。這樣，可防止在外部電極中產(chǎn)生裂紋的情況。
再有，在本發(fā)明中，粘接部件可以從基板與導(dǎo)電部件間到貫通孔的內(nèi)壁面保持連續(xù)性，也可以非連續(xù)地存在于貫通孔內(nèi)。
(2)在該半導(dǎo)體裝置中，可將上述粘接部件的一部分引入到上述貫通孔內(nèi)而介于其間。
(3)與本發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體裝置具有形成了貫通孔的基板；具有電極的半導(dǎo)體元件；導(dǎo)電部件，在上述基板的一個面的一側(cè)，直接在包含上述貫通孔上方的上述一個面的任意區(qū)域上形成，與上述半導(dǎo)體元件的電極進(jìn)行導(dǎo)電性的連接；以及外部電極，通過上述貫通孔與上述導(dǎo)電部件連接，同時被設(shè)置在上述基板的另一個面的外側(cè)，上述基板由其彈性比上述外部電極高的材料形成，利用構(gòu)成上述基板的上述材料，在上述貫通孔的內(nèi)壁面上形成凸部。
按照本發(fā)明，通過在貫通孔的內(nèi)壁面上形成凸部，比平坦的內(nèi)壁面容易變形，可吸收因與電路基板的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的應(yīng)力(熱應(yīng)力)及從外部對電路基板施加的機(jī)械的應(yīng)力。這樣，可防止在外部電極中產(chǎn)生裂紋的情況。
(4)在該半導(dǎo)體裝置中，上述外部電極的位于上述貫通孔的內(nèi)側(cè)的基端部的直徑d與從上述貫通孔突出的突出部的直徑φ可具有φ≤d的關(guān)系。
按照這一點(diǎn)，外部電極的直徑不因貫通孔而縮小，不形成中間變細(xì)的形狀。因而，由于因與電路基板的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的應(yīng)力(熱應(yīng)力)及從外部對電路基板施加的機(jī)械的應(yīng)力不集中，故可防止在外部電極中產(chǎn)生裂紋的情況。
(5)與本發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體裝置具有形成了貫通孔的基板；具有電極的半導(dǎo)體元件；導(dǎo)電部件，在上述基板的一個面的一側(cè)通過粘接部件粘接到包含上述貫通孔上方的上述一個面的任意區(qū)域上，同時在由上述粘接部件粘接的面的相反一側(cè)的面上與上述半導(dǎo)體元件的電極進(jìn)行導(dǎo)電性的連接；以及外部電極，通過上述貫通孔與上述導(dǎo)電部件連接，同時被設(shè)置在上述基板的另一個面的外側(cè)，上述外部電極的位于上述貫通孔的內(nèi)側(cè)的基端部的直徑d與從上述貫通孔突出的突出部的直徑φ具有φ≤d的關(guān)系。
按照本發(fā)明，從貫通孔內(nèi)形成外部電極。在此，外部電極的基端部的直徑d與突出部的直徑φ具有φ≤d的關(guān)系。即，外部電極的直徑不因貫通孔而縮小，不形成中間變細(xì)的形狀。因而，由于因與電路基板的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的應(yīng)力(熱應(yīng)力)及從外部對電路基板施加的機(jī)械的應(yīng)力不集中，故可防止在外部電極中產(chǎn)生裂紋的情況。
(6)上述基板可以是絕緣基板。
(7)上述基板可以是印刷基板。
(8)上述外部電極可以由焊錫形成。
(9)在該半導(dǎo)體裝置中，上述基板的外形可比半導(dǎo)體元件的外形大。
(10)在該半導(dǎo)體裝置中，上述半導(dǎo)體元件的上述電極可通過將導(dǎo)電性粒子分散在粘接劑中而構(gòu)成的各向異性導(dǎo)電材料與上述導(dǎo)電部件進(jìn)行導(dǎo)電性的連接。
(11)在該半導(dǎo)體裝置中，上述半導(dǎo)體元件的上述電極可通過引線與上述導(dǎo)電部件進(jìn)行導(dǎo)電性的連接。
(12)將上述半導(dǎo)體裝置安裝在與本發(fā)明有關(guān)的電路基板上。
(13)與本發(fā)明有關(guān)的電子裝置具有上述電路基板。
(14)與本發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的制造方法包括準(zhǔn)備在一個面上設(shè)置了粘接部件的基板的工序；在通過從設(shè)置了上述粘接部件的面一側(cè)朝向其相反一側(cè)的面對上述基板進(jìn)行起模，形成貫通孔的同時，將上述粘接部件的一部分引入到上述貫通孔內(nèi)的工序；通過上述粘接部件，將導(dǎo)電部件粘接到上述基板中的包含上述貫通孔上方的上述一個面的任意區(qū)域上的工序；通過上述貫通孔和引入到該貫通孔內(nèi)的上述一部分粘接部件的內(nèi)側(cè)，在上述導(dǎo)電部件上設(shè)置外部電極的形成材料，形成從上述導(dǎo)電部件的形成面的相反一側(cè)的面突出的外部電極的工序；以及將半導(dǎo)體元件的電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序。
按照本發(fā)明，在進(jìn)行基板的起模來形成貫通孔時，可同時將粘接部件的一部分引入到貫通孔內(nèi)。接著，如果通過貫通孔形成外部電極，則粘接部件的一部分介于該外部電極與貫通孔之間。按照這樣得到的半導(dǎo)體裝置，由于粘接部件成為應(yīng)力緩和部件，故可吸收因與電路基板的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的應(yīng)力(熱應(yīng)力)及從外部對電路基板施加的機(jī)械的應(yīng)力，可防止在外部電極中產(chǎn)生裂紋的情況。
(15)與本發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的制造方法包括準(zhǔn)備形成在內(nèi)壁面上具有凸部的貫通孔、同時直接在包含上述貫通孔上方的區(qū)域中形成導(dǎo)電部件、由其彈性比外部電極高的材料構(gòu)成的基板的工序；通過上述貫通孔，在上述導(dǎo)電部件上設(shè)置外部電極的形成材料，形成從上述導(dǎo)電部件的形成面的相反一側(cè)的面突出的外部電極的工序；以及將半導(dǎo)體元件的電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序。
按照本發(fā)明，通過在貫通孔的內(nèi)壁面上形成凸部，比平坦的內(nèi)壁面容易變形，可吸收因與電路基板的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的應(yīng)力(熱應(yīng)力)及從外部對電路基板施加的機(jī)械的應(yīng)力。這樣，可防止在外部電極中產(chǎn)生裂紋的情況。
(16)在該制造方法中，可在形成上述導(dǎo)電部件之前，包括對上述基板進(jìn)行起模的工序，在上述起模的工序中，將上述基板的一部分引入到上述貫通孔中，來形成凸部。
按照這一點(diǎn)，可在進(jìn)行起模的工序中簡單地形成凸部。
(17)在該制造方法中，可使用激光形成上述貫通孔。
如果使用激光，則必然產(chǎn)生凸部。
(18)在該制造方法中，可利用濕法刻蝕形成上述貫通孔。
如果應(yīng)用濕法刻蝕，則必然產(chǎn)生凸部。
(19)在該制造方法中，上述外部電極的位于上述貫通孔的內(nèi)側(cè)的基端部的直徑d與從上述貫通孔突出的突出部的直徑φ可具有φ≤d的關(guān)系。
按照這一點(diǎn)，外部電極的直徑不因貫通孔而縮小，不形成中間變細(xì)的形狀。因而，由于因與電路基板的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的應(yīng)力(熱應(yīng)力)及從外部對電路基板施加的機(jī)械的應(yīng)力不集中，故可防止在外部電極中產(chǎn)生裂紋的情況。
(20)與本發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的制造方法包括準(zhǔn)備在形成貫通孔的同時，在包含上述貫通孔上方的區(qū)域中形成了導(dǎo)電部件的基板的工序；通過上述貫通孔，在上述導(dǎo)電部件上設(shè)置外部電極的形成材料，形成從與上述導(dǎo)電部件相反一側(cè)的面突出的外部電極的工序；以及將半導(dǎo)體元件的電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序，上述外部電極的位于上述貫通孔的內(nèi)側(cè)的基端部的直徑d與從上述貫通孔突出的突出部的直徑φ具有φ≤d的關(guān)系。
按照用本發(fā)明制造的半導(dǎo)體裝置，外部電極的基端部的直徑d與突出部的直徑φ具有φ≤d的關(guān)系。即，外部電極的直徑不因貫通孔而縮小，不形成中間變細(xì)的形狀。因而，由于因與電路基板的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的應(yīng)力(熱應(yīng)力)及從外部對電路基板施加的機(jī)械的應(yīng)力不集中，故可防止在外部電極中產(chǎn)生裂紋的情況。
(21)上述基板可以是絕緣膜或印刷基板。
(22)上述外部電極的形成材料可以是焊錫。
(23)在該半導(dǎo)體裝置的制造方法中，可在將上述半導(dǎo)體元件的上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序之后，包括在半導(dǎo)體元件的外側(cè)對上述基板進(jìn)行沖切的工序。
(24)在該半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在將上述半導(dǎo)體元件的上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序中，可通過將導(dǎo)電性粒子分散在粘接劑中而構(gòu)成的各向異性導(dǎo)電材料將上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上。
(25)在該半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在將上述半導(dǎo)體元件的上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序中，可通過引線將上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上。
附圖的簡單說明圖1是示出與第1實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的剖面圖，圖2A和圖2B是示出與第1實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖，圖3是示出與第1實施形態(tài)的變形例有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的圖，圖4是示出與第2實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的剖面圖，圖5是示出與第3實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的圖，圖6是示出與第4實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的圖，圖7是示出與第5實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的剖面圖，圖8A和圖8B是示出與第5實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖，圖9是示出與第5實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖，圖10是示出與第5實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖，圖11是示出安裝了與本實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的電路基板的圖，圖12是示出具備安裝了與本實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的電路基板的電子裝置的圖。
用于實施發(fā)明的最佳形態(tài)以下，參照


本發(fā)明的優(yōu)選實施形態(tài)。
(第1實施形態(tài))圖1是示出與第1實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的圖。該半導(dǎo)體裝置10包括作為半導(dǎo)體元件的一例的半導(dǎo)體芯片12和作為基板的一例的絕緣膜14，它是應(yīng)用了CSP型封裝體的裝置。在絕緣膜14上形成了外部電極16，半導(dǎo)體芯片12具有多個電極13。在圖1中，只在半導(dǎo)體芯片12的相對的二邊上形成了電極13，但如眾所周知那樣，也可在四邊上形成。
絕緣膜14由聚酰亞胺樹脂構(gòu)成，具有多個貫通孔14a。作為由聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的基板，可使用熱膨脹系數(shù)約12ppm/℃彈性系數(shù)約900kg/mm2或，熱膨脹系數(shù)約20ppm/℃彈性系數(shù)約302kg/mm2的基板。此外，在絕緣膜14的一個面上粘接了作為導(dǎo)電部件的一例的布線圖形18。詳細(xì)地說，布線圖形18通過粘接劑17粘接到絕緣膜14上。作為粘接部件的一例的粘接劑17，可使用熱膨脹系數(shù)(50～150℃)約70～165ppm/℃彈性系數(shù)(150℃)約0.1～0.9×108Pa斷裂延伸率約13～29％的粘接劑，例如，可使用熱膨脹系數(shù)(50～150℃)約70ppm/℃彈性系數(shù)(150℃)約0.1×108Pa斷裂延伸率約21％的粘接劑。
將粘接劑17的一部分引入到貫通孔14a內(nèi)。再有，也可使用粘接帶等，來代替粘接劑17。此外，將布線圖形18形成為通過貫通孔14a上方，在圖1中未示出，包含貫通孔14a上方的部分成為比其它部分寬度寬的接合區(qū)(land)。
再者，在絕緣膜14上通過貫通孔14a在布線圖形18上(在圖中，朝下)形成了外部電極16。外部電極16包括位于貫通孔14a內(nèi)與布線圖形18接合的基端部16a和在與布線圖形18相反的一側(cè)從絕緣膜14突出的突出部16b。再有，外部電極16由焊錫、銅或鎳等構(gòu)成。
在本實施形態(tài)中，如圖1中放大地示出的那樣，在外部電極16的基端部16a與貫通孔14a之間夾入了粘接劑17的一部分。利用該粘接劑17的一部分來緩和施加到外部電極16上的應(yīng)力(熱應(yīng)力或機(jī)械的應(yīng)力)。在此，由于應(yīng)力大多在加熱時產(chǎn)生，故粘接劑17必須至少在加熱時具有起到應(yīng)力緩和功能的程度的柔軟性和彈性。
在各個布線圖形18上形成了凸部18a。各凸部18a與半導(dǎo)體芯片12的各電極13對應(yīng)地形成。因而，在電極13沿半導(dǎo)體芯片12的外周排列在四邊上時，凸部18a也排列在四邊上而形成。電極13與凸部18a導(dǎo)電性地連接，通過布線圖形18與外部電極16導(dǎo)通。此外，通過形成凸部18a，可在絕緣膜14與半導(dǎo)體芯片12之間、或在布線圖形18與半導(dǎo)體芯片12之間空出寬的間隔。
利用作為各向異性導(dǎo)電材料的一例的各向異性導(dǎo)電膜20，可謀求電極13與凸部18a的導(dǎo)電性的連接。各向異性導(dǎo)電膜20是使樹脂中的金屬微粒子等的導(dǎo)電粒子分散而作成片狀的膜。如果在電極13與凸部18a之間擠壓各向異性導(dǎo)電膜20，則導(dǎo)電粒子也被擠壓，使兩者間導(dǎo)電性地導(dǎo)通。此外，如果使用各向異性導(dǎo)電膜20，則只在擠壓導(dǎo)電粒子的方向上導(dǎo)電性地導(dǎo)通，在此以外的方向上不導(dǎo)通。因而，即使在多個電極13上粘接片狀的各向異性導(dǎo)電膜20，在相鄰的電極13相互間也不導(dǎo)電性地導(dǎo)通。
在上述的例子中，在布線圖形18一側(cè)形成了凸部18a，但也可在半導(dǎo)體芯片12的電極13上形成凸點(diǎn)，在該情況下，不需要在布線圖形18一側(cè)形成凸部18a。
在本實施形態(tài)中，只在電極13與凸部18a之間及其附近形成了各向異性導(dǎo)電膜20，但可只在電極13與凸部18a之間形成，也可在包括注入下述的樹脂22的區(qū)域的半導(dǎo)體芯片12的整個面上形成。
然后，將樹脂22從凝膠注入孔24注入到在絕緣膜14與半導(dǎo)體芯片12之間形成的間隙中。再有，在半導(dǎo)體芯片12的整個面上形成各向異性導(dǎo)電膜20的情況下，不需要注入孔24，而且，也不需要樹脂22的注入工序。
在此，如果使用楊氏模量低的、起到應(yīng)力緩和的作用的材料作為樹脂膜22，則除了上述的粘接劑17產(chǎn)生的應(yīng)力緩和功能外，還可謀求進(jìn)一步的應(yīng)力緩和。例如，通過使用聚酰亞胺樹脂、硅酮樹脂、硅酮變性聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、硅酮變性環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂等，樹脂22起到應(yīng)力緩和功能。
其次，關(guān)于與本實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置10的制造方法，說明主要的工序。
首先，準(zhǔn)備在一個面上設(shè)置了粘接劑17的絕緣膜14，在絕緣膜14中形成貫通孔14a。在圖2A和圖2B中示出該工序。即，如圖2A中所示，首先，在設(shè)置了粘接劑17的面的一側(cè)，配置沖切模具1和支承模具2。在該圖中，使具有粘接劑17的面朝上來放置絕緣膜14，在其上放置了沖切模具1。再有，將絕緣膜14放置在圖中未示出的臺上。然后，如圖2B中所示，使沖切模具1貫通絕緣膜14，形成貫通孔14a。在這里，沖切模具1由支承模具2導(dǎo)向，一邊將粘接劑17引入，一邊貫通絕緣膜14。因而，成為將粘接劑17的一部分引入到貫通孔14a的內(nèi)部的狀態(tài)。此外，即使拔出沖切模具1，已被引入到貫通孔14a內(nèi)的粘接劑17也不返回到原處，而是留在貫通孔14a內(nèi)。再有，為了將粘接劑17引入到貫通孔14a內(nèi)，最好在沖切模具1與支承模具2之間存在著約10～50μm的間隙(clearance)。
此外，最好在與形成貫通孔14a的同時，也在絕緣膜14中形成凝膠注入孔24。
然后，將銅箔等的導(dǎo)電箔粘接到絕緣膜14上，利用刻蝕形成布線圖形18。如果將凸部18a的形成區(qū)域掩蔽起來，以減薄除此以外的部分的方式進(jìn)行刻蝕并除去掩模，則可形成凸部18a。
接著，從凸部18a的上方將各向異性導(dǎo)電膜20粘接到絕緣膜14上。詳細(xì)地說，在多個凸部18a沿相對的二邊排列的情況下，以平行的2條直線狀粘接各向異性導(dǎo)電膜20，在凸部18a在四邊上排列的情況下，與其相對應(yīng)，以描繪出矩形的方式粘接各向異性導(dǎo)電膜20。
這樣，使凸部18a與電極13相對應(yīng)，將上述絕緣膜14壓在半導(dǎo)體芯片12上，用凸部18a和電極13來擠壓各向異性導(dǎo)電膜20。這樣，可謀求凸部18a與電極13的導(dǎo)電性的連接。
其次，從凝膠注入孔24注入樹脂，在絕緣膜14與半導(dǎo)體芯片12之間形成樹脂22。
然后，通過貫通孔14a在布線圖形18上設(shè)置焊錫，形成球狀的外部電極16。具體地說，例如通過使用了焊錫糊劑的焊錫印刷、或?qū)⒑稿a球放置在布線圖形18上，來形成外部電極16。
利用這些工序，可得到半導(dǎo)體裝置10。再有，在本實施形態(tài)中，使用了各向異性導(dǎo)電膜20，但也可使用各向異性導(dǎo)電粘接劑來代替各向異性導(dǎo)電膜20。各向異性導(dǎo)電粘接劑除了未形成片狀這一點(diǎn)之外，與各向異性導(dǎo)電膜20的結(jié)構(gòu)相同。
按照本實施形態(tài)，由于粘接劑17介于絕緣膜14上形成的貫通孔14a與外部電極16之間，故可吸收施加到外部電極16上的應(yīng)力(熱應(yīng)力或機(jī)械的應(yīng)力)。為了得到這樣的結(jié)構(gòu)，如上所述，預(yù)先在絕緣膜14上設(shè)置粘接劑17，從該粘接劑17一側(cè)進(jìn)行貫通孔14a的沖切工序即可。通過這樣做，在與貫通孔14a的沖切工序的同時，可將粘接劑17的一部分引入到貫通孔14a內(nèi)。
其次，圖3是示出本實施形態(tài)的變形例的圖。在該變形例中，不預(yù)先將粘接劑17引入到絕緣膜14的貫通孔14a內(nèi)，在外部電極26的形狀方面具有特征。由于粘接劑17也可不引入到貫通孔14a內(nèi)，故可使用沒有粘接劑17的印刷基板來代替絕緣膜14。
即，外部電極26的基端部26a的直徑d與突出部26b的直徑φ具有φ≤d的關(guān)系。換言之，位于貫通孔14a的開口端部的基端部26a與在貫通孔14a的外側(cè)從絕緣膜14突出的突出部26b大致相等，或基端部26a比突出部26b大。特別是，兩者最好大致相等。通過這樣做，不形成從突出部26b到基端部26a呈縮小的形狀。
按照該結(jié)構(gòu)，由于在外部電極26中沒有呈縮小的形狀，故施加到外部電極26上的應(yīng)力不會集中。因此，可使應(yīng)力分散，防止產(chǎn)生裂紋。再有，如果采取粘接劑17進(jìn)入貫通孔14a內(nèi)的結(jié)構(gòu)，則可進(jìn)一步提高應(yīng)力緩和性能。
此外，其制造方法與上述的實施形態(tài)相同。但是，由于不一定需要使粘接劑17進(jìn)入貫通孔14a內(nèi)的工序，故不限定沖切貫通孔14a的方向。此外，在該變形例中，可利用濺射法在絕緣膜14上形成布線圖形18等，來省略粘接劑17。但是，在該變形例中，不妨礙粘接劑17介于貫通孔14a與外部電極26之間。
(第2實施形態(tài))圖4是示出與第2實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的圖。該半導(dǎo)體裝置110包括半導(dǎo)體元件112，作為基板的一例的絕緣膜14(與第1實施形態(tài)的結(jié)構(gòu)相同)和多個外部電極16(與第1實施形態(tài)的結(jié)構(gòu)相同)。在半導(dǎo)體元件112的多個電極(未圖示)上設(shè)置了凸點(diǎn)113。凸點(diǎn)113大多是金球凸點(diǎn)、鍍金凸點(diǎn)，但也可以是焊錫球。將絕緣膜14作成比半導(dǎo)體元件112大的形狀。
將導(dǎo)電部件118粘接在絕緣膜14的一個面上。將導(dǎo)電部件118作成從圖1中示出的布線圖形18省略了凸部18a的結(jié)構(gòu)，利用粘接劑17粘接到絕緣膜14上。
利用設(shè)置在絕緣膜14上的形成了導(dǎo)電部件118的整個面上的各向異性導(dǎo)電材料120，可謀求凸點(diǎn)113與導(dǎo)電部件118的導(dǎo)電性的連接。各向異性導(dǎo)電材料120本身可使用與圖1中示出的各向異性導(dǎo)電膜20相同的材料。通過這樣做，各向異性導(dǎo)電材料120介于半導(dǎo)體元件112與絕緣膜14之間，半導(dǎo)體元件112上的形成了電極的面和絕緣膜14上的形成了導(dǎo)電部件118的面被覆蓋而得到保護(hù)。其它的結(jié)構(gòu)與第1實施形態(tài)相同。
關(guān)于與本實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置110的制造方法，除了在絕緣膜14的整個面上設(shè)置各向異性導(dǎo)電材料120這一點(diǎn)外，可使用在第1實施形態(tài)中已說明的方法。在制造半導(dǎo)體裝置110時，在基板上安裝了半導(dǎo)體元件112之后，可按絕緣膜14的形狀來沖切該基板。此外，在本實施形態(tài)中，關(guān)于外部電極16的形狀，也可采用圖3中示出的形態(tài)。
(第3實施形態(tài))圖5是示出與本發(fā)明的第3實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的圖。在該圖中示出的半導(dǎo)體裝置30中，利用引線40來連接布線圖形38與半導(dǎo)體芯片32的電極33。布線圖形38通過經(jīng)粘接劑37粘接到基板34上而形成。存在著基板34與第1實施形態(tài)相同是絕緣膜的情況或是印刷基板的情況。
此外，在基板34的布線圖形38的形成面上設(shè)置了應(yīng)力緩和層42。應(yīng)力緩和層42由可作為第1實施形態(tài)的樹脂22被選擇的材料來形成。通過粘接劑46，將與半導(dǎo)體芯片32的具有電極33的面相反一側(cè)的面粘接到該應(yīng)力緩和層42上。
在基板34中形成了貫通孔34a。通過該貫通孔34a，在布線圖形38上形成了外部電極36。詳細(xì)地說，在布線圖形38上形成了外部電極36，使其在基板34中的與布線圖形38相反一側(cè)的面突出。而且，半導(dǎo)體芯片32的外周和基板34的具有布線圖形38的面用樹脂44來密封。
將外部電極36作成圖1中示出的結(jié)構(gòu)、或與圖3中示出的外部電極26相同的結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)相同的效果?；蛘?，也可與圖1中示出的實施形態(tài)相同，構(gòu)成為使粘接劑37介于貫通孔34a與外部電極36之間。
本實施形態(tài)與第1實施形態(tài)相比，在將引線40使用于半導(dǎo)體芯片32的電極33與布線圖形38的連接這一點(diǎn)和利用樹脂44來密封半導(dǎo)體芯片32等這一點(diǎn)上不同，但關(guān)于應(yīng)力緩和的功能，與第1實施形態(tài)相同。
(第4實施形態(tài))圖6是示出與本發(fā)明的第4實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的圖。該圖中示出的半導(dǎo)體裝置130在粘接劑37介于貫通孔34a與外部電極136之間這一點(diǎn)上與圖5中示出的半導(dǎo)體裝置30不同。
(第5實施形態(tài))圖7是示出與本發(fā)明的第5實施形態(tài)有關(guān)的半導(dǎo)體裝置的圖。該圖中示出的半導(dǎo)體裝置210在導(dǎo)電部件118不使用粘接部件、而是直接在基板214上形成這一點(diǎn)上與圖4中示出的半導(dǎo)體裝置110不同。在圖7中，對于與圖4中示出的半導(dǎo)體裝置110相同的結(jié)構(gòu)附以相同的符號。再有，在本實施形態(tài)中，以面朝下的方式來安裝半導(dǎo)體元件112，但也可應(yīng)用圖6中示出的面朝上的安裝。
基板214用其彈性比外部電極16高的材料來形成。此外，在基板214的貫通孔214a的內(nèi)壁面上形成了凸部220。在圖8A和圖8B中示出凸部220的形成方法。
基板214在沒有設(shè)置粘接劑這一點(diǎn)上與圖2中示出的絕緣膜14不同。如圖8A中所示，利用沖切模具1對放置在支承模具2上的基板214如圖8B中所示那樣進(jìn)行沖切，形成貫通孔214a。通過這樣做，構(gòu)成基板214的材料向貫通孔214a的內(nèi)部突出，形成了凸部220。例如，可在基板214的一個面上，將形成貫通孔214a端部的部分之一部引入到貫通孔214a內(nèi)，形成凸部220，也可以在基板214的厚度的中間部分中，在貫通孔214a的內(nèi)壁面上形成凸部220。此外，關(guān)于凸部220，可使貫通孔214a的周端部整體向貫通孔214a的內(nèi)側(cè)突出，形成環(huán)狀，也可以只使貫通孔214a周端部的一部分向貫通孔214a的內(nèi)側(cè)突出，而構(gòu)成。通過形成凸部220，如圖4中所示，可起到與粘接劑17介于貫通孔14a內(nèi)的結(jié)構(gòu)相同的效果。即，由于與貫通孔214a的內(nèi)壁面是平坦的情況相比，凸部220容易變形，故可緩和施加到外部電極16上的應(yīng)力。
這樣，在形成了貫通孔214a之后，在基板214上形成導(dǎo)電部件118，構(gòu)成2層基板。例如，在基板214是熱塑性的情況下，對其加熱使之軟化，通過使導(dǎo)電箔密接于其上，在不使用粘接劑的情況下進(jìn)行粘接，對其進(jìn)行刻蝕，可形成導(dǎo)電部件218。或者，也可應(yīng)用濺射法。
或者，如圖9中所示，也可使用激光器320在形成了導(dǎo)電部件310的基板300中形成貫通孔330。此時，在貫通孔330中也形成凸部332。作為激光器320，如果使用CO2激光器，則容易形成凸部332，但也可使用受激準(zhǔn)分子激光。
或者，如圖10中所示，也可在形成了導(dǎo)電部件410的基板400上，形成具有與貫通孔對應(yīng)的開口422的抗蝕劑420，通過施行濕法刻蝕，形成貫通孔430。此時，由于在貫通孔430的內(nèi)壁面上存在凹凸，故也可形成凸部432。
再有，上述的實施形態(tài)是應(yīng)用了CSP型封裝體的半導(dǎo)體裝置，但本發(fā)明也可適用于為了謀求多引腳化而使用比半導(dǎo)體芯片寬的基板的BGA型的封裝體。
在圖11中，示出安裝了利用與上述的實施形態(tài)有關(guān)的方法制造的半導(dǎo)體裝置1100的電路基板1000。電路基板1000一般使用例如玻璃環(huán)氧基板等的有機(jī)系列基板。在電路基板1000中形成例如由銅構(gòu)成的布線圖形使之成為所希望的電路，同時在該電路基板1000上設(shè)置了焊錫球。而且，通過將布線圖形的焊錫球與半導(dǎo)體裝置1100的外部電極以機(jī)械方式連接起來，可謀求這些部件的電導(dǎo)通。
此時，由于在半導(dǎo)體裝置1100中設(shè)置了吸收因與外部的熱膨脹差及機(jī)械應(yīng)力而產(chǎn)生的變形的結(jié)構(gòu)，故即使將本半導(dǎo)體裝置1100安裝在電路基板1000上，也可提高連接時和其后的可靠性。
再有，也可將安裝面積縮小到用裸芯片進(jìn)行安裝的面積。因此，如果將該電路基板1000用于電子裝置，則可謀求電子裝置本身的小型化。此外，在相同的面積內(nèi)可確保更大的安裝空間，也可謀求高功能化。
而且，作為具備該電路基板1000的電子裝置，在圖12中示出了筆記本型個人計算機(jī)1200。
再有，也可將本發(fā)明應(yīng)用于各種面安裝用的電子元件，而不問其是有源元件還是無源元件。作為電子元件，例如，有電阻器、電容器、線圈、振蕩器、濾波器、溫度傳感器、熱敏電阻、變阻器、電位器或熔斷器等。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，具有形成了貫通孔的基板；具有電極的半導(dǎo)體元件；導(dǎo)電部件，在上述基板的一個面的一側(cè)通過粘接部件粘接到包含上述貫通孔上方的上述一個面的任意區(qū)域上，同時在由上述粘接部件粘接的面的相反一側(cè)的面上與上述半導(dǎo)體元件的電極進(jìn)行導(dǎo)電性的連接；以及外部電極，通過上述貫通孔與上述導(dǎo)電部件連接，同時被設(shè)置在上述基板的另一個面的外側(cè)，其特征在于在上述貫通孔內(nèi)，上述粘接部件的一部分介于形成上述貫通孔的內(nèi)壁面與上述外部電極之間。
2.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于將上述粘接部件的一部分引入到上述貫通孔內(nèi)而介于其間。
3.一種半導(dǎo)體裝置，具有形成了貫通孔的基板；具有電極的半導(dǎo)體元件；導(dǎo)電部件，在上述基板的一個面的一側(cè)，直接在包含上述貫通孔上方的上述一個面的任意區(qū)域上形成，與上述半導(dǎo)體元件的電極進(jìn)行導(dǎo)電性的連接；以及外部電極，通過上述貫通孔與上述導(dǎo)電部件連接，同時被設(shè)置在上述基板的另一個面的外側(cè)，其特征在于上述基板由其彈性比上述外部電極高的材料形成，利用構(gòu)成上述基板的上述材料，在上述貫通孔的內(nèi)壁面上形成凸部。
4.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述外部電極的位于上述貫通孔的內(nèi)側(cè)的基端部的直徑d與從上述貫通孔突出的突出部的直徑φ具有φ≤d的關(guān)系。
5.如權(quán)利要求3中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述外部電極的位于上述貫通孔的內(nèi)側(cè)的基端部的直徑d與從上述貫通孔突出的突出部的直徑φ具有φ≤d的關(guān)系。
6.一種半導(dǎo)體裝置，具有形成了貫通孔的基板；具有電極的半導(dǎo)體元件；導(dǎo)電部件，在上述基板的一個面的一側(cè)通過粘接部件粘接到包含上述貫通孔上方的上述一個面的任意區(qū)域上，同時在由上述粘接部件粘接的面的相反一側(cè)的面上與上述半導(dǎo)體元件的電極進(jìn)行導(dǎo)電性的連接；以及外部電極，通過上述貫通孔與上述導(dǎo)電部件連接，同時被設(shè)置在上述基板的另一個面的外側(cè)，其特征在于上述外部電極的位于上述貫通孔的內(nèi)側(cè)的基端部的直徑d與從上述貫通孔突出的突出部的直徑φ具有φ≤d的關(guān)系。
7.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述基板是絕緣基板。
8.如權(quán)利要求3中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述基板是絕緣基板。
9.如權(quán)利要求6中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述基板是絕緣基板。
10.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述基板是印刷基板。
11.如權(quán)利要求3中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述基板是印刷基板。
12.如權(quán)利要求6中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述基板是印刷基板。
13.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述外部電極由焊錫形成。
14.如權(quán)利要求3中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述外部電極由焊錫形成。
15.如權(quán)利要求6中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述外部電極由焊錫形成。
16.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述基板的外形比半導(dǎo)體元件的外形大。
17.如權(quán)利要求3中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述基板的外形比半導(dǎo)體元件的外形大。
18.如權(quán)利要求6中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述基板的外形比半導(dǎo)體元件的外形大。
19.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體元件的上述電極通過將導(dǎo)電性粒子分散在粘接劑中而構(gòu)成的各向異性導(dǎo)電材料與上述導(dǎo)電部件進(jìn)行導(dǎo)電性的連接。
20.如權(quán)利要求3中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體元件的上述電極通過將導(dǎo)電性粒子分散在粘接劑中而構(gòu)成的各向異性導(dǎo)電材料與上述導(dǎo)電部件進(jìn)行導(dǎo)電性的連接。
21.如權(quán)利要求6中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體元件的上述電極通過將導(dǎo)電性粒子分散在粘接劑中而構(gòu)成的各向異性導(dǎo)電材料與上述導(dǎo)電部件進(jìn)行導(dǎo)電性的連接。
22.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體元件的上述電極通過引線與上述導(dǎo)電部件進(jìn)行導(dǎo)電性的連接。
23.如權(quán)利要求3中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體元件的上述電極通過引線與上述導(dǎo)電部件進(jìn)行導(dǎo)電性的連接。
24.如權(quán)利要求6中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體元件的上述電極通過引線與上述導(dǎo)電部件進(jìn)行導(dǎo)電性的連接。
25.一種電路基板，其特征在于安裝了如權(quán)利要求1、2、4、7、10、13、16、19、22的任一項中所述的半導(dǎo)體裝置。
26.一種電路基板，其特征在于安裝了如權(quán)利要求3、5、8、11、14、17、20、23的任一項中所述的半導(dǎo)體裝置。
27.一種電路基板，其特征在于安裝了如權(quán)利要求6、9、12、15、18、21、24的任一項中所述的半導(dǎo)體裝置。
28.一種電子裝置，其特征在于具有如權(quán)利要求25中所述的電路基板。
29.一種電子裝置，其特征在于具有如權(quán)利要求26中所述的電路基板。
30.一種電子裝置，其特征在于具有如權(quán)利要求27中所述的電路基板。
31.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括準(zhǔn)備在一個面上設(shè)置了粘接部件的基板的工序；在通過從設(shè)置了上述粘接部件的面一側(cè)朝向其相反一側(cè)的面對上述基板進(jìn)行起模，形成貫通孔的同時，將上述粘接部件的一部分引入到上述貫通孔內(nèi)的工序；通過上述粘接部件，將導(dǎo)電部件粘接到上述基板中的包含上述貫通孔上方的上述一個面的任意區(qū)域上的工序；通過上述貫通孔和引入到該貫通孔內(nèi)的上述一部分粘接部件的內(nèi)側(cè)，在上述導(dǎo)電部件上設(shè)置外部電極的形成材料，形成從上述導(dǎo)電部件的形成面的相反一側(cè)的面突出的外部電極的工序；以及將半導(dǎo)體元件的電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序。
32.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括準(zhǔn)備形成在內(nèi)壁面上具有凸部的貫通孔、同時直接在包含上述貫通孔上方的區(qū)域中形成導(dǎo)電部件、由其彈性比外部電極高的材料構(gòu)成的基板的工序；通過上述貫通孔，在上述導(dǎo)電部件上設(shè)置外部電極的形成材料，形成從上述導(dǎo)電部件的形成面的相反一側(cè)的面突出的外部電極的工序；以及將半導(dǎo)體元件的電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序。
33.如權(quán)利要求32中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在形成上述導(dǎo)電部件之前，包括對上述基板進(jìn)行起模的工序，在上述起模的工序中，將上述基板的一部分引入到上述貫通孔中，來形成凸部。
34.如權(quán)利要求32中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于使用激光形成上述貫通孔。
35.如權(quán)利要求32中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于利用濕法刻蝕形成上述貫通孔。
36.如權(quán)利要求31中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于上述外部電極的位于上述貫通孔的內(nèi)側(cè)的基端部的直徑d與從上述貫通孔突出的突出部的直徑φ具有φ≤d的關(guān)系。
37.如權(quán)利要求32中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于上述外部電極的位于上述貫通孔的內(nèi)側(cè)的基端部的直徑d與從上述貫通孔突出的突出部的直徑φ具有φ≤d的關(guān)系。
38.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包括準(zhǔn)備在形成貫通孔的同時，在包含上述貫通孔上方的區(qū)域中形成了導(dǎo)電部件的基板的工序；通過上述貫通孔，在上述導(dǎo)電部件上設(shè)置外部電極的形成材料，形成從與上述導(dǎo)電部件相反一側(cè)的面突出的外部電極的工序；以及將半導(dǎo)體元件的電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序，上述外部電極的位于上述貫通孔的內(nèi)側(cè)的基端部的直徑d與從上述貫通孔突出的突出部的直徑φ具有φ≤d的關(guān)系。
39.如權(quán)利要求31中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于上述基板是絕緣膜或印刷基板。
40.如權(quán)利要求32中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于上述基板是絕緣膜或印刷基板。
41.如權(quán)利要求31中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于上述外部電極的形成材料是焊錫。
42.如權(quán)利要求32中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于上述外部電極的形成材料是焊錫。
43.如權(quán)利要求38中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于上述外部電極的形成材料是焊錫。
44.如權(quán)利要求31中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在將上述半導(dǎo)體元件的上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序之后，包括在半導(dǎo)體元件的外側(cè)對上述基板進(jìn)行沖切的工序。
45.如權(quán)利要求32中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在將上述半導(dǎo)體元件的上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序之后，包括在半導(dǎo)體元件的外側(cè)對上述基板進(jìn)行沖切的工序。
46.如權(quán)利要求38中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在將上述半導(dǎo)體元件的上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序之后，包括在半導(dǎo)體元件的外側(cè)對上述基板進(jìn)行沖切的工序。
47.如權(quán)利要求31中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在將上述半導(dǎo)體元件的上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序中，通過將導(dǎo)電性粒子分散在粘接劑中而構(gòu)成的各向異性導(dǎo)電材料將上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上。
48.如權(quán)利要求32中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在將上述半導(dǎo)體元件的上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序中，通過將導(dǎo)電性粒子分散在粘接劑中而構(gòu)成的各向異性導(dǎo)電材料將上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上。
49.如權(quán)利要求38中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在將上述半導(dǎo)體元件的上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序中，通過將導(dǎo)電性粒子分散在粘接劑中而構(gòu)成的各向異性導(dǎo)電材料將上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上。
50.如權(quán)利要求31中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在將上述半導(dǎo)體元件的上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序中，通過引線將上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上。
51.如權(quán)利要求32中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在將上述半導(dǎo)體元件的上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序中，通過引線將上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上。
52.如權(quán)利要求38中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在將上述半導(dǎo)體元件的上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上的工序中，通過引線將上述電極導(dǎo)電性地連接到上述導(dǎo)電部件上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能防止外部電極的裂紋的半導(dǎo)體裝置及其制造方法、電路基板和電子裝置。半導(dǎo)體裝置具有:形成了貫通孔(14a)的絕緣膜(14);具有電極(13)的半導(dǎo)體芯片(12);布線圖形(18),通過粘接劑(17)粘接在絕緣膜(14)的一個面的包含貫通孔(14a)上方的區(qū)域上并與半導(dǎo)體芯片(12)的電極(13)進(jìn)行導(dǎo)電性的連接;以及外部電極(16),通過貫通孔(14a)設(shè)置在布線圖形(18)上,同時從與布線圖形(18)相反一側(cè)的面突出,將粘接劑(17)的一部分引入并介于貫通孔(14a)與外部電極(16)之間。
文檔編號H01L21/48GK1262784SQ99800377
公開日2000年8月9日 申請日期1999年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月27日
發(fā)明者橋元伸晃 申請人:精工愛普生株式會社