專利名稱：半導(dǎo)體元件裝配用基板及其制造方法和半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裝配半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體元件裝配用基板、其制造方法和具備已經(jīng)裝配上了半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體元件裝配用基板的半導(dǎo)體器件。
發(fā)明的背景最近的半導(dǎo)體器件，借助于集成度的增大和高頻化，有望實(shí)現(xiàn)多引腳且小型的封裝。為此，使用現(xiàn)有的引線框架的周邊端子式類型，如果增加端子數(shù)則封裝將導(dǎo)致大型化。對(duì)策之一是縮小端子節(jié)距，但是要縮小到0.4mm以下是困難的。
作為導(dǎo)致端子數(shù)的增加的對(duì)策，有把端子配置成面狀的面積陣列式的封裝。在該面積陣列封裝上，必須有用來把引線從芯片端子引向外部端子的布線基板。如果把外部端子電極設(shè)于布線基板的下表面上，則芯片的裝配面要分成布線基板的上表面的情況和下表面的情況。在把芯片裝配到上表面上的情況下，就要有聯(lián)結(jié)布線基板的上表面和下表面的層間連接。在把芯片裝配到布線基板的下表面上的情況下，則不需要這種連接。但是，在把芯片裝配到布線基板的下表面上的情況下，為了吸收芯片的厚度和密封所需要的厚度，就必須有凹部。
該凹部被稱之為空腔，在空腔存在于下面的情況下，被稱作空腔在下構(gòu)造。為制作該構(gòu)造，一般地說，可以用在基板上锪孔或者是把基板锪透粘接到基板上的辦法制作。在該構(gòu)造的情況下，由于布線面是同一個(gè)面，故芯片連接部分和外部電極的高度變化的情況下，就需要多層構(gòu)造的布線?？梢杂眠@些方法形成滿足芯片收容部分和芯片連接部分和外部電極部分之間的立體式的位置關(guān)系。
作為面積陣列式半導(dǎo)體封裝之一，有把焊料球用作連接端子的網(wǎng)格焊球陣列(BGA)。該BGA與使用現(xiàn)有的引線框架的半導(dǎo)體器件比價(jià)格昂貴，人們希望降低其價(jià)格。價(jià)格高的主要理由是，半導(dǎo)體元件裝配用基板的構(gòu)造或制造工藝比起引線框架來復(fù)雜。因此，人們希望開發(fā)構(gòu)造和制造工藝簡單的半導(dǎo)體元件裝配用基板。
面積陣列式半導(dǎo)體封裝所用的布線基板，一般被稱之為插入層(interposer)基板，插入層基板粗分起來有薄膜形狀、硬板形狀等。布線層數(shù)為1層2層或3層以上。一般說，布線層數(shù)少的造價(jià)低。
可以期望最低的造價(jià)的是1層的布線構(gòu)造。在布線存在于插入層基板的至少兩面上的情況下，就可以把半導(dǎo)體芯片裝配部分和外部端子分放到表面和背面上。但是，如果用1層的布線構(gòu)造的插入層基板，則半導(dǎo)體芯片裝配部分和外部端子就變成為在同一個(gè)面上。在這樣的1層的布線構(gòu)造中，就必須把至少與芯片的厚度那么厚的凹部設(shè)置在布線面一側(cè)，以便容納半導(dǎo)體芯片，其制造方法就成了問題。
被稱作TAB(Tape Automated Bonding，載帶自動(dòng)鍵合)和TCP(Tape Carrier Package，載帶封裝)的插入層基板和封裝技術(shù)，锪通插入層基板的中央部分設(shè)置半導(dǎo)體芯片。在硬板中，仍然锪通插入層基板的中央部分制作半導(dǎo)體芯片收容部分，作為底板，或者是把金屬板粘接起來，或者是對(duì)插入層基板的中央部分進(jìn)行锪孔加工形成凹部。若用這種方法，則布線在平面部分上，且在凹部上不存在布線。
發(fā)明的概述本發(fā)明是考慮到上述那些問題而發(fā)明的，其目的是提供一種半導(dǎo)體元件裝配用基板及其制造方法、以及在半導(dǎo)體元件裝配用基板上已經(jīng)裝配上半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件，上述半導(dǎo)體元件裝配用基板可以實(shí)現(xiàn)小型化、高可靠性、價(jià)格便宜，且可以容易地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和制造方法的標(biāo)準(zhǔn)化。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在具備凹部的半導(dǎo)體元件裝配用基板，或者在把半導(dǎo)體元件裝配到該凹部中之后，用密封樹脂密封后的半導(dǎo)體器件中，其特征是上述半導(dǎo)體元件裝配用基板具備沿該基板表面和上述凹部的基板壁面配置的布線。上述布線由下述部分構(gòu)成與在上述凹部開口一側(cè)的該基板表面上設(shè)置的外部連接端子連接的外部連接端子部分，與上述所裝配的半導(dǎo)體元件連接的內(nèi)部連接端子部分，和上述外部連接端子部分與上述內(nèi)部連接端子部分之間的布線部分。上述布線埋入到上述基板表面和上述凹部的基板壁面中，上述內(nèi)部連接端子部分位于上述凹部內(nèi)。
例如，上述凹部的基板壁面，假定是具備伸向該凹部的底面方向的預(yù)定傾斜角度范圍內(nèi)的傾斜度的壁面，其傾斜度為5～40度，更為理想的是在10～40度的范圍內(nèi)。此外，在用上述凹部的基板壁面的高度G和水平距離L來表示的情況下，要使傾斜構(gòu)造變成為使兩者之比L/G為1.5＜L/G＜10，更為理想的是2＜L/G＜10，最為理想的是3＜L/G＜10。
上述凹部，例如借助于凸型的沖壓成型構(gòu)成。此外，上述凹部也可以作成為形成了多個(gè)臺(tái)階。
此外，還可以構(gòu)成為在上述凹部上，設(shè)置通過再次對(duì)該凹部進(jìn)行锪孔加工形成的、用來收容半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體元件收容部分。在這種情況下，上述锪孔加工后的半導(dǎo)體元件收容部分的深度，理想的是比應(yīng)該裝配的半導(dǎo)體芯片的厚度還深。
此外，在上述發(fā)明的半導(dǎo)體元件裝配用基板和半導(dǎo)體器件中，該基板表面部分的上述外部連接端子與上述凹部內(nèi)的上述內(nèi)部連接端子之間的臺(tái)階，理想的是在0.05mm以上。
裝配于上述凹部中的半導(dǎo)體元件的端子，或者是與上述內(nèi)部連接端子部分金屬絲鍵合，或者是面朝下直接連接到上述內(nèi)部連接端子部分上。
此外，在上述發(fā)明的半導(dǎo)體元件裝配用基板和半導(dǎo)體器件中，上述布線，理想的是設(shè)置在除上述凹部的拐角部分之外的壁面區(qū)域上。
此外，也可以作成為這樣的構(gòu)成上述凹部形成于該基板的主平面的大致的中心位置上，在上述凹部內(nèi)這樣地裝配半導(dǎo)體元件，使得該元件對(duì)于該半導(dǎo)體元件裝配用基板的厚度方向處于大致的中央位置。此外，還可以作成為這樣的構(gòu)造在上述凹部內(nèi)，把半導(dǎo)體元件裝配為對(duì)于該基板的厚度方向從中央偏移該基板的厚度的30％以內(nèi)。此外，還可以把上述凹部的底面區(qū)域作成為可以收容多個(gè)元件的寬廣度，同時(shí)，形成連往上述多個(gè)元件的布線，并在該凹部內(nèi)裝配多個(gè)半導(dǎo)體元件和無源元元件。
此外，在上述發(fā)明的半導(dǎo)體元件裝配用基板和半導(dǎo)體器件中，上述布線是利用完全由金屬構(gòu)成的，可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體形成的布線，上述可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體，理想的是具有如下構(gòu)造至少含有具有構(gòu)成上述布線的第1金屬層，和作為載體層起作用的第2金屬層。
此外，還可以構(gòu)成為使上述凹部的深度，比將要裝配的半導(dǎo)體元件的厚度小，且對(duì)于該半導(dǎo)體元件裝配用基板的厚度方向，從中央部分把上述凹部的底面锪孔加工成應(yīng)該裝配的該半導(dǎo)體元件的厚度的0.5到2.5倍的范圍內(nèi)的深度。此外，還可以構(gòu)成為使上述凹部的深度，比要裝配的半導(dǎo)體元件的厚度小，而且，對(duì)該凹部的底面進(jìn)行锪孔加工，并具有使預(yù)浸坯料硬化形成的樹脂層以便至少使露出來的锪孔底面由無紡布構(gòu)成?；蛘?，在形成了上述凹部的樹脂層的背面上，粘接厚度為0.20mm以上的金屬板，并對(duì)該凹部的底面實(shí)行锪孔加工，使得上述凹部的深度，比要裝配的半導(dǎo)體元件的厚度小，而且，在上述金屬板上的锪孔深度變成為0.05mm以上。
此外，樹脂層的锪孔加工，也可以在達(dá)到上述金屬板之前結(jié)束。
此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在半導(dǎo)體元件裝配用基板的制造方法中，其特征是采用把至少含有第1金屬層和作為其載體層起作用的第2金屬層的構(gòu)造的、全部由金屬構(gòu)成的可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體加壓粘接到樹脂基板上的同時(shí)，在該樹脂基板上形成具備預(yù)定的傾斜角度范圍內(nèi)的傾斜度的壁面的凹部，剩下上述第1金屬層，除去其它的金屬層的辦法，從該基板表面開始沿上述凹部的基板壁面配置形成在上述凹部開口一側(cè)的該基板表面上設(shè)置的外部端子連接的外部連接端子，與上述裝配上的半導(dǎo)體元件連接的內(nèi)部連接端子，和由上述外部連接端子部分與上述內(nèi)部連接端子部分之間的布線構(gòu)成的、埋入到上述基板表面和上述凹部的基板壁面內(nèi)的布線。
其中，上述可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體的斷裂伸長率理想的是2％以上。此外，構(gòu)成上述可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體的上述載體層的厚度，理想的是處于0.010mm到0.050mm的范圍內(nèi)。此外，上述凹部的基板壁面的傾斜角度范圍理想的是在5度以上40度以下，上述凹部的深度理想的是至少應(yīng)在要容納的半導(dǎo)體元件的厚度的30％以上。此外，還可以構(gòu)成為在上述凹部形成之后，對(duì)該凹部的底面進(jìn)行锪孔加工，在上述锪孔加工之后，進(jìn)行上述其它的金屬層的除去。在有其它的金屬層的狀態(tài)下，通過锪孔加工，可以以良好的精度锪孔加工端部。
此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在具備用來裝配半導(dǎo)體元件的凹部和布線的半導(dǎo)體元件裝配用基板的制造方法中，其特征是使上述凹部的深度比要裝配的半導(dǎo)體元件的厚度小，而且，對(duì)該凹部的底面進(jìn)行锪孔加工，在進(jìn)行上述锪孔加工時(shí)，切斷連往上述所裝配的半導(dǎo)體元件的布線的一部分，使該布線的端部到達(dá)锪孔加工所形成的凹部的邊緣部分。提高凹部的邊緣部分的加工精度。
倘采用本發(fā)明，則可以形成能夠收容半導(dǎo)體元件的凹部的同時(shí)，還可以形成與半導(dǎo)體元件的連接節(jié)距對(duì)應(yīng)的微細(xì)布線，這對(duì)于面積陣列式半導(dǎo)體封裝是合適的。應(yīng)用了該技術(shù)的半導(dǎo)體封裝，對(duì)CSP(ChipScale Package，芯片規(guī)模封裝)，F(xiàn)BGA(Fine Pitch Ball Grid Array，細(xì)節(jié)距網(wǎng)格焊球陣列)，BGA(Ball Grid Array，網(wǎng)格焊球陣列)，LGA(LandGrid Array，網(wǎng)格焊臺(tái)陣列)等是合適的。
附圖的簡單說明

圖1的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝的剖面構(gòu)成的一個(gè)例子。
圖2的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝的剖面構(gòu)成的另外的例子。
圖3剖面圖示出了裝配了多個(gè)半導(dǎo)體元件的本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝的剖面構(gòu)造例子。
圖4的剖面圖示出了具有高散熱性能的本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝的剖面構(gòu)造的例子。
圖5的剖面圖示出了全部由金屬構(gòu)成的可拉伸加工的布線構(gòu)成體的剖面構(gòu)造的例子。
圖6的剖面圖示出了全部由金屬構(gòu)成的可拉伸加工的布線構(gòu)成體的剖面構(gòu)造的另外的例子。
圖7示出了成型沖壓時(shí)的材料構(gòu)成，是在構(gòu)成中使用無紡布預(yù)浸坯料的例子的說明圖。
圖8示出了成型沖壓時(shí)的材料構(gòu)成，是使用去掉了預(yù)浸坯料的構(gòu)成的例子的說明圖。
圖9示出了為了形成高散熱構(gòu)造的成型沖壓時(shí)的材料構(gòu)成，是在背面使用金屬板的例子的說明圖。
圖10的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另外的例子。
圖11的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另外的例子。
圖12的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另外的例子。
圖13的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另外的例子。
圖14的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法(沖壓構(gòu)成)的另外的例子。
圖15的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法(沖壓構(gòu)成)的另外的例子。
圖16的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法(沖壓構(gòu)成)的另外的例子。
圖17的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另外的例子。
圖18的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另外的例子。
圖19的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法(沖壓構(gòu)成)的另外的例子。
圖20的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法(沖壓構(gòu)成)的另外的例子。
圖21(a)的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體元件裝配用基板的另外的例子。
圖21(b)的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另外的例子。
圖22(a)的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體元件裝配用基板的另外的例子。
圖22(b)的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另外的例子。
圖23的剖面圖示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法(沖壓構(gòu)成)。
優(yōu)選實(shí)施方案參照?qǐng)D1～圖4說明應(yīng)用了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的實(shí)施方案。另外，本發(fā)明不受限于下述實(shí)施方案。
本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件，如各個(gè)圖所示，具備半導(dǎo)體元件(半導(dǎo)體芯片)1；具有用來裝配半導(dǎo)體芯片1的凹部或貫通孔部分的絕緣基板7；在絕緣基板7的表面上形成，電連到半導(dǎo)體芯片1上的同時(shí)，在實(shí)際裝配時(shí)進(jìn)行與外部之間的連接的外部電極5；對(duì)容納半導(dǎo)體芯片1的凹部或貫通孔部分進(jìn)行密封的密封樹脂4。
本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件，還設(shè)有電連半導(dǎo)體芯片1和外部電極5的布線2。該布線2由下述構(gòu)成用來和半導(dǎo)體芯片1連接的金屬絲3所連接的內(nèi)部連接端子部分，與外部電極5連接的外部連接端子部分，以及該內(nèi)部連接端子部分和外部連接端子部分之間的布線。在上述內(nèi)部連接端子部分和上述外部連接端子部分之間設(shè)有臺(tái)階。
其中，連接金屬絲3和外部電極5之間的布線2，從配置外部電極5的基板表層部分到上述凹部的底面的表層部分為止連續(xù)地埋入。此外，半導(dǎo)體芯片1、金屬絲3、金屬絲3和布線2之間的連接部分(內(nèi)部連接端子部分)、和布線2的主要部分或所有的部分位于上述凹部內(nèi)，并用密封樹脂進(jìn)行密封。
在圖1～圖4中，6是在絕緣基板7的表面上形成的表面絕緣層，在圖1～圖4中，8是設(shè)于絕緣基板7的背面一側(cè)的金屬板。
上述半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體元件裝配用基板，采用把至少含有第1金屬層和用作其載體層的第2金屬層的多層構(gòu)造的全部由金屬構(gòu)成的可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體粘接到樹脂基板上，同時(shí)在該樹脂基板上形成具備預(yù)定傾斜角度范圍傾斜度的壁面的上述凹部，剩下上述第1金屬層，除去其它金屬層的辦法，通過從該基板表面開始沿上述凹部的基板壁面配置形成下述布線來制造。該布線由在上述凹部開口一側(cè)的該基板表面上設(shè)置的與外部連接端子連接的外部連接端子部分，與上述所裝配的半導(dǎo)體元件連接的內(nèi)部連接端子部分，和由上述外部連接端子部分與上述內(nèi)部連接端子部分之間的布線構(gòu)成、并埋入到上述基板表面和上述凹部的基板壁面內(nèi)。
把上述可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體推壓粘接到樹脂基板上，剩下第1金屬層除去其它的金屬層后，作為第1金屬層的與布線的別的金屬層沒有接觸的3面，和已埋入到樹脂基板上且已與別的金屬層接觸的1面在同一個(gè)面上露出來。在本發(fā)明中，所謂埋入布線就意味著這樣的情況。
在上述可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體中，作為第1金屬層的布線與別的金屬層接觸的布線面(a)的寬度，比與布線面(a)相反的面的布線面(b)的寬度大。在本發(fā)明中，寬度大的布線(a)的面露出來，并可以把該面用作為端子，故可以使單位面積的布線密度增大，使高密度化成為可能。
可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體，既可以是至少含有用作布線的第1金屬層和用作其載體層的第2金屬層的多層構(gòu)造，也可以是由作為用一個(gè)的金屬箔的一個(gè)面，通過規(guī)定的光刻膠圖形形成的半刻蝕布線的布線起作用的第1金屬層和作為其載體層起作用的第2金屬層構(gòu)成的構(gòu)造。
上述可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體，在推壓粘接到樹脂基板上，剩下第1金屬層，除去其它的金屬層的情況下，也可以把其它的金屬層的一部分，例如，內(nèi)部連接端子部分、外部連接端子部分的部位等剩下。
上述凹部，是用與之對(duì)應(yīng)的凸型的沖壓機(jī)成型的，采用對(duì)其本身或該凹部再次進(jìn)行锪孔加工的辦法，形成將成為半導(dǎo)體芯片1的收容部分的半導(dǎo)體元件收容部分。其中，凹部也可以設(shè)置多個(gè)臺(tái)階。
此外，上述凹部或?qū)υ摪疾窟M(jìn)行锪孔加工形成的半導(dǎo)體收容部分的深度，也可以作成為比應(yīng)該裝配的半導(dǎo)體芯片1的厚度還深。
另外，在對(duì)上述凹部進(jìn)行锪孔加工的情況下，也可以構(gòu)成為在進(jìn)行了該锪孔加工后，除去上述其它的金屬層(載體層)。
此外，在本實(shí)施方案中，設(shè)置布線2的傾斜部分的傾斜角度，規(guī)定為與下述該器件用基板的制造方法中的制造條件對(duì)應(yīng)起來設(shè)定的、預(yù)定的角度范圍內(nèi)。
更為具體地說，上述凹部壁面的傾斜角度，規(guī)定為5度～40度以下，較為理想的是為5～25度，更為理想的是5～18度。該傾斜角度，不但根據(jù)沖壓加工所用的模具突起部分的形狀，還要根據(jù)形成布線2所用的可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體(轉(zhuǎn)印用金屬箔)的物理特性和凹部形成沖壓時(shí)的制造條件等決定。傾斜角度意味著最大傾斜角度。
此外，如果用傾斜部分的高度G和水平距離L表示(參照?qǐng)D1)，則對(duì)于本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的傾斜部分來說，規(guī)定為1.5＜G/L＜10，更為理想的是2＜G/L＜10，最為理想的是3＜G/L＜10。
此外，上述臺(tái)階的深度理想的是要收容的半導(dǎo)體芯片1的厚度的30％。半導(dǎo)體芯片1的厚度，一般說為0.2～0.5mm，故臺(tái)階的深度至少必須是0.06～0.15mm。
臺(tái)階的深度也會(huì)因外部電極5的高度而不同。如圖1～圖4所示，在把焊料球用做外部電極5的情況下，余裕度會(huì)因焊料球的大小而異。例如，若焊料球的直徑為0.7mm左右，則進(jìn)行低的金屬絲鍵合，若把密封樹脂4的高度壓至0.2mm左右，則可以充分地保持封裝與母板基板的間隔。但是，當(dāng)焊料球的直徑小于0.4mm時(shí)，保持封裝和母板基板的間隔而不設(shè)置凹部，將會(huì)變得困難起來。
此外，在不使用焊料球的LGA(Land Grid Array，網(wǎng)格焊臺(tái)陣列)中必須在凹部內(nèi)設(shè)置金屬絲鍵合連接部分。
在裝配半導(dǎo)體芯片1的絕緣基板7中，在設(shè)置正方形、長方形的臺(tái)階的情況下，其拐角部分最容易斷裂。此外，即便是達(dá)不到斷裂的情況下，也會(huì)遭受到最大的變形。為此，在拐角部分處，在設(shè)置布線和長期可靠性方面就有可能產(chǎn)生問題，理想的是不在這里設(shè)置布線。在拐角部分設(shè)置布線的情況下，可以在拐角部分處設(shè)置R。
此外，在絕緣基板7的凹部中，要把半導(dǎo)體芯片1裝配為使得對(duì)該基板的厚度方向變成為中央。為此，可以把發(fā)生溫度循環(huán)情況下的該半導(dǎo)體器件的撓曲抑制得很小。
另一方面，在使半導(dǎo)體元件從中央部分偏移開來進(jìn)行裝配的情況下，存在著基板的剛性和密封樹脂的硬化收縮量的關(guān)系，即便是偏移基板厚度的30％，實(shí)質(zhì)上仍可以確保可靠性。
此外，半導(dǎo)體芯片1的收容部分除去利用沖壓機(jī)進(jìn)行的凹部形成之外，還可以如圖1或圖4所示，對(duì)凹部內(nèi)再次進(jìn)行锪孔加工的辦法，制作各種各樣規(guī)格的半導(dǎo)體元件裝配用基板。锪孔加工，通常在印制布線基板中進(jìn)行，故可以借助于立銑刀機(jī)械式地進(jìn)行，加工尺寸在XYZ方向上都可以精密地進(jìn)行控制。
在本實(shí)施方案中，锪孔加工深度必須處于容納芯片厚度的0.5倍～2.5倍的范圍內(nèi)。這關(guān)系到金屬絲鍵合連接的容易性。對(duì)于高度低的環(huán)形金屬絲鍵合來說，在芯片一側(cè)的鍵合位置與在基板一側(cè)的鍵合位置的高度變化最好是變化不大。
锪孔加工面的狀態(tài)，影響與半導(dǎo)體芯片1之間的粘接和與密封樹脂之間的粘接。在用布狀的連續(xù)玻璃纖維形成用來裝配半導(dǎo)體芯片1的絕緣基板7的情況下，有時(shí)候在锪孔加工面上玻璃纖維和樹脂會(huì)剝離。在這樣的情況下，密封樹脂和芯片粘接樹脂向锪孔加工面上的沾潤性不好，粘接力弱。無紡布的玻璃纖維是短纖維，锪孔加工面是平滑的。因此，密封樹脂和芯片粘接樹脂向锪孔加工面上的沾潤性好，粘接力強(qiáng)。對(duì)詳細(xì)的制造方法，將在以下進(jìn)行說明。
此外，還可以構(gòu)成為在絕緣基板7的中心部分形成對(duì)于收容半導(dǎo)體元件厚度不充分的凹部和布線，再對(duì)該凹部進(jìn)行锪孔加工，在锪孔時(shí)，切斷一部分布線2，使得布線2的端部到達(dá)由锪孔所形成的凹部。
此外，如圖3所示，還可以構(gòu)成為在絕緣基板7的中心部分，形成可以收容多個(gè)元件的凹部和布線，在該凹部內(nèi)裝配多個(gè)半導(dǎo)體元件或無源元件。布線2用作凹部內(nèi)的半導(dǎo)體芯片間的布線以及向凹部和向凹部外的布線。
另外，在凹部形成沖壓時(shí)，如果把金屬板設(shè)置在背面一側(cè)，則可以同時(shí)使作為散熱層起作用的金屬部分一體化。
此外，如圖4所示，也可以構(gòu)成為對(duì)安裝在絕緣基板7的背面上的金屬板8進(jìn)行锪孔加工，并使金屬層在因锪孔而形成的凹部的底面上露出來。在為了使金屬層露出來的锪孔中使用立銑刀的情況下，必須切入金屬面中去。因此，必須加厚金屬板8。在使用薄的金屬層的情況下，雖然實(shí)質(zhì)上在立銑刀加工中板厚精度的修正是困難的，但是，采用單獨(dú)使用激光加工、等離子體加工、樹脂刻蝕加工等或與立銑刀加工一起使用的辦法則可以制作。此外，還可以用對(duì)需要進(jìn)行锪孔的部分反復(fù)進(jìn)行锪除，粘接別的基板或金屬板的辦法形成。
其次，參照?qǐng)D5～圖8對(duì)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的制造方法進(jìn)行說明。
對(duì)實(shí)施例1進(jìn)行說明在本例的制造方法中，最初，作為用來形成含有布線2的布線的轉(zhuǎn)印用金屬箔，例如如圖5或圖6所示，使用先用電鍍法在厚度35微米的銅箔(載體箔)10上形成0.5微米的鎳層11，再形成5微米的銅層12這樣的3層構(gòu)造箔。該銅箔是日本電解株式會(huì)社生產(chǎn)的。
另外，在本發(fā)明中，轉(zhuǎn)印用金屬箔全都是用金屬構(gòu)成，只要是不含一切的樹脂等的金屬箔，也可以用上述構(gòu)造以外的構(gòu)造。就是說，轉(zhuǎn)印用的金屬箔，只要至少具有載體層(在本例中是銅箔10)和布線層(在本例中是銅層12)即可，在載體層和布線層由同種的金屬構(gòu)成的情況下，則在層間設(shè)置由不同金屬構(gòu)成的緩沖層(在本例中是鎳合金11)。另外，載體層在后邊的工序中用刻蝕法除去。載體層也可以剩下一部分做為端子靈活使用。
此外，轉(zhuǎn)印用金屬箔，在加工溫度區(qū)域(作為沖壓機(jī)溫度的150℃～250℃)中，必須具有2％以上的斷裂伸長率(斷裂伸長率理想的是100％以下)。轉(zhuǎn)印用金屬箔規(guī)定載體層的厚度處于0.010mm～0.050mm的范圍內(nèi)。若比這還薄，則處理困難，若比這還厚，則難于順從模具的形狀。載體層可以在轉(zhuǎn)印工序前邊，對(duì)尚未形成布線的面進(jìn)行正面刻蝕使之變薄。
在本例中，把將成為布線構(gòu)件的厚度5微米的銅箔12用通常的光刻膠法形成光刻膠圖形進(jìn)行刻蝕。刻蝕液必須具有不刻蝕鎳而刻蝕銅的選擇性。在印制板業(yè)界中一般常用的堿性刻蝕劑是合適的。厚度35微米的載體箔10被光刻膠保護(hù)使得不被刻蝕。
把該帶圖形的銅箔10～12，用圖7所示的構(gòu)成，在溫度180℃、壓力25kg/cm2下加熱加壓2小時(shí)。圖7示出了這樣的構(gòu)成在沖壓機(jī)上模13和沖壓機(jī)下模17之間，從上邊開始，配置多個(gè)鋁箔18、3層構(gòu)造的帶圖形的銅箔(銅箔10、鎳合金11和銅布線12)，多個(gè)玻璃布預(yù)浸坯料14，無紡布預(yù)浸坯料15，玻璃布預(yù)浸坯料14，和作為金屬板的銅箔16。
沖壓機(jī)上模13的突起部分13a的剖面成臺(tái)形形狀，其高度為0.15毫米，其側(cè)面的傾斜角度為45度。作為緩沖墊層把3個(gè)厚度25微米的鋁箔18插入到模具和銅箔之間進(jìn)行沖壓。預(yù)浸坯料使用在玻璃布上含浸了耐熱環(huán)氧樹脂的日立化成工業(yè)(株)的產(chǎn)品。
在這里，厚度0.1mm的玻璃布預(yù)浸坯料14全部共使用了8個(gè)。此外，還用了1個(gè)玻璃纖維的厚度為0.2mm的無紡布預(yù)浸坯料15。該無紡布預(yù)浸坯料插入到第6個(gè)和第7個(gè)玻璃布預(yù)浸坯料之間。用這樣的條件制作的玻璃環(huán)氧樹脂基板要制作多個(gè)，同一的布線和凹部形成多個(gè)。對(duì)之用先前說過的堿性刻蝕劑刻蝕載體銅箔10全面地除去之，其次，用鎳選擇刻蝕液刻蝕除去鎳層11。
用以上的條件就可以在厚度1.0mm的板上形成具有深度為0.15毫米的凹部，且在含有凹部的表面層上連續(xù)地形成布線。此外，為了調(diào)整深度，再用立銑刀器件從凹部開始對(duì)該基板再進(jìn)行銑削到深度0.55mm，加工為可以裝配半導(dǎo)體芯片。阻焊劑層用通常的方法設(shè)計(jì)，在端子部分上進(jìn)行5微米厚的鎳、0.5微米厚的金的電鍍。
在這里，把厚度為0.28mm的半導(dǎo)體芯片1粘接到該凹部內(nèi)，用金屬絲鍵合進(jìn)行連接。對(duì)半導(dǎo)體芯片1和金屬絲鍵合部分(金屬絲3和布線2的內(nèi)部連接端子部分)用液態(tài)樹脂4密封，在裝上焊料球5之后，切斷分離成單個(gè)片，制成半導(dǎo)體器件。
用以上的制造方法，例如可以得到圖1所示的那樣的構(gòu)造。倘采用本構(gòu)造，則可以制作與芯片尺寸接近的比較小的封裝，可以制作芯片規(guī)模封裝。
對(duì)實(shí)施例2進(jìn)行說明在本例的制造方法中，也可以在厚度35微米的銅箔(載體箔)上，用電鍍法形成0.5微米的鎳層，再準(zhǔn)備形成了5微米的銅層的3層構(gòu)造箔。該銅箔使用日本電解株式會(huì)社的產(chǎn)品。
在上述厚度5微米的銅層上，用通常的光刻膠法形成并刻蝕光刻膠圖形。刻蝕液必須具有不刻蝕鎳而刻蝕銅的選擇性。在印制板業(yè)界中一般常用的堿性刻蝕劑是合適的。厚度35微米的載體箔被光刻膠保護(hù)使得不被刻蝕。
對(duì)由銅箔10、鎳合金11和銅層12構(gòu)成的帶圖形的銅箔，用圖8所示的構(gòu)成，在180℃、壓力25kg/cm2下2小時(shí)加熱加壓。圖8示出了這樣的構(gòu)成在沖壓機(jī)上模13和沖壓機(jī)下模17之間，配置多個(gè)鋁箔18、3層構(gòu)造的帶圖形的銅箔(銅箔10、鎳合金11和銅布線12)，玻璃布預(yù)浸坯料14，多個(gè)有锪掉部分的預(yù)浸坯料19，多個(gè)玻璃布預(yù)浸坯料14，和作為金屬板的銅箔16。
沖壓機(jī)上模13的突起部分，高度為0.5mm，其側(cè)面的傾斜度制作成30度。作為緩沖層，在模具和銅箔之間，插入厚度25微米的一個(gè)鋁箔進(jìn)行沖壓。
預(yù)浸坯料使用向玻璃布中含浸耐熱環(huán)氧樹脂的日立化成工業(yè)(株)的產(chǎn)品。制作把相當(dāng)于上述沖壓機(jī)上模13的突起部分的部分锪掉的預(yù)浸坯料，作為層構(gòu)成使用與突起的高度相當(dāng)?shù)暮穸鹊牧俊Ｔ谶@次的突起高度為0.5mm的情況下，使用5個(gè)已锪掉0.1mm的預(yù)浸坯料和5個(gè)未進(jìn)行锪掉的預(yù)浸坯料。
使用多個(gè)用以上那樣的條件制成的玻璃環(huán)氧樹脂基板，并形成多個(gè)同樣的布線和凹部。對(duì)之用先前說過的堿性刻蝕劑刻蝕載體銅箔10全面地除去之，其次，用鎳選擇刻蝕液刻蝕除去鎳層11。
借助于以上的操作，就可以在厚度1mm的板上形成具有深度為0.5mm的凹部，在含有凹部的表面層上可以連續(xù)地形成布線。阻焊劑層用通常的方法設(shè)計(jì)，在端子部分上進(jìn)行5微米厚的鎳、0.5微米厚的金的電鍍。把半導(dǎo)體芯片1粘接到該凹部內(nèi)，用金屬絲鍵合法進(jìn)行連接。用液態(tài)樹脂4密封芯片和金屬絲鍵合部分。在裝上焊料球5之后，切斷基板，制成單個(gè)片的半導(dǎo)體器件。
倘采用本例的制造方法，就可以得到例如在圖2或圖3所示的那樣的基板背面上再安裝上金屬板的構(gòu)造。倘采用本例的構(gòu)造，由于傾斜部分的傾斜角度小，故傾斜部分變長，雖然封裝尺寸會(huì)變大，但是，由于不需要锪孔加工工序，所以可以低價(jià)格化。此外，如圖3所示，具有可以收容多個(gè)芯片，且可以同時(shí)形成該芯片間的布線的效應(yīng)。
對(duì)實(shí)施例3進(jìn)行說明在本例的制造方法中，在厚度35微米的銅箔(載體箔)上，用電鍍法形成0.5微米的鎳層，進(jìn)而準(zhǔn)備形成了5微米的銅層的3層構(gòu)造箔。該銅箔使用日本電解株式會(huì)社的產(chǎn)品。
上述厚度為5微米的銅層，用眾所周知的光刻膠法形成光刻膠圖形并進(jìn)行刻蝕?？涛g液必須具有不刻蝕鎳而刻蝕銅的選擇性。在印制板業(yè)界中一般常用的堿性刻蝕劑是合適的。厚度35微米的載體箔10被抗蝕劑保護(hù)使得不被刻蝕。
對(duì)用圖9示出的該帶圖形銅箔的構(gòu)成，在溫度180℃、壓力25kg/cm2下加熱加壓2小時(shí)。圖9示出了這樣的構(gòu)成在沖壓機(jī)上模13和沖壓機(jī)下模17之間，從上邊開始，配置多個(gè)鋁箔18、3層構(gòu)造的帶圖形的銅箔(銅箔10、鎳合金11和銅布線12)，多個(gè)玻璃布預(yù)浸坯料14、19，和作為金屬板的銅板16’。
模具的突起部分的高度為0.20mm，其側(cè)面的傾斜度制作成30度。作為緩沖層，在模具和銅箔之間，插入厚度25微米的一個(gè)鋁箔18進(jìn)行沖壓。
預(yù)浸坯料使用向玻璃布中含浸耐熱環(huán)氧樹脂的日立化成工業(yè)(株)的產(chǎn)品。使用6個(gè)厚度0.1mm的預(yù)浸坯料。在第2個(gè)和第3個(gè)預(yù)浸坯料19中，對(duì)相當(dāng)于模具突起部分的部分進(jìn)行了锪掉加工。此外，在基板的背面一側(cè)，配置厚度0.40mm的已經(jīng)進(jìn)行了粘接粗化處理的銅板并進(jìn)行沖壓。沖壓后的總體的厚度為1.0mm。
制造多個(gè)用以上那樣的條件制成的玻璃環(huán)氧樹脂基板，并形成多個(gè)同樣的布線和凹部。對(duì)之用先前說過的堿性刻蝕劑刻蝕載體銅箔全面地除去之，其次，用鎳選擇刻蝕液刻蝕除去鎳層。
借助于以上的操作，就可以在厚度1mm的板上形成具有深度為0.20mm的凹部，在含有凹部的表面層上可以連續(xù)地形成布線。再用立銑刀器件對(duì)該基板進(jìn)行銑削一直到0.65mm的深度，加工為可以裝配半導(dǎo)體芯片。阻焊劑層用通常的方法設(shè)計(jì)，在端子部分上進(jìn)行5微米厚的鎳、0.5微米厚的金的電鍍。
把半導(dǎo)體芯片粘接到該凹部內(nèi)，用金屬絲鍵合法進(jìn)行連接。用液態(tài)樹脂4密封芯片和金屬絲鍵合部分。在裝上焊料球5之后，切斷制成單個(gè)片的半導(dǎo)體器件。
倘采用本例的制造方法，則可以得到例如圖4那樣的構(gòu)造。倘采用本構(gòu)造，就可以用一攬子沖壓加工組裝散熱板，可以提供能夠達(dá)到低價(jià)格、高可靠性的制造方法。
倘采用以上的實(shí)施例1到實(shí)施例3，則有可能做到小型化、高可靠性和價(jià)格便宜，可以提供容易實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和制造方法的標(biāo)準(zhǔn)化的、裝配半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體元件裝配用基板及其制造方法，以及把半導(dǎo)體元件裝配到半導(dǎo)體元件裝配用基板上的半導(dǎo)體器件。
其次，參照?qǐng)D10～圖16說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件、基板和制造方法的另外的實(shí)施方案。
本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件是在其布線基板的一部分上設(shè)置凹部，在該凹部內(nèi)裝配半導(dǎo)體芯片而構(gòu)成的半導(dǎo)體器件，向布線基板的含有凹部的布線基板表層部分埋入連續(xù)的布線導(dǎo)體。
說得更具體一點(diǎn)，在具有高度不同的2個(gè)以上的表層部分的布線基板中，這是這樣的一種基板例如如圖10所示，在第1表層部分上設(shè)置與外部連接端子5連接的外部連接端子部分，在第2表層部分上設(shè)置與半導(dǎo)體芯片1連接的內(nèi)部連接端子部分，在第1表層部分和第2表層部分上設(shè)置0.05mm以上的臺(tái)階，向第1表層部分和第2表層部分及其中間部分的表層內(nèi)埋入連續(xù)的布線導(dǎo)體形成布線2。
該布線基板可以用在銅等的金屬箔上設(shè)置布線導(dǎo)體，在把樹脂層粘接到該金屬箔上之際，同時(shí)形成凹部的制造方法實(shí)現(xiàn)。
此外，作為實(shí)現(xiàn)上述布線基板的方法，在對(duì)已經(jīng)設(shè)有布線導(dǎo)體的金屬箔和含浸過樹脂的多層玻璃布進(jìn)行重疊壓縮、形成凹部的布線基板的制造方法中，可以用在預(yù)先除去了一部分與凹部對(duì)應(yīng)的玻璃布之后進(jìn)行壓縮的辦法制造。
此外，若用本實(shí)施方案的另外的形態(tài)，則在具有凹部的布線基板中，例如如圖11所示，可以提供在金屬絲鍵合部分和芯片粘接部分這2個(gè)臺(tái)階上形成凹部的布線基板及其制造方法。在該形成2個(gè)臺(tái)階的凹部的方法中，第1個(gè)臺(tái)階用具有凸部的模具對(duì)預(yù)浸坯料進(jìn)行壓縮形成凹部，第2個(gè)臺(tái)階則可以用切削加工的辦法形成。
在一個(gè)布線基板上設(shè)置多個(gè)凹部，在各個(gè)凹部內(nèi)裝配上芯片、進(jìn)行樹脂密封、裝上焊料球之后，采用切斷分離的辦法，就可以制造半導(dǎo)體器件。
圖10～圖13是本實(shí)施例中的典型半導(dǎo)體器件的剖面圖。
1是半導(dǎo)體芯片，2是布線，3是金屬絲，4是密封樹脂，5是外部端子電極，6是表面絕緣層，7是絕緣基板，8是金屬板，9是絕緣板。
如圖11所示，凹部也可以一部分是貫通孔，該半導(dǎo)體器件如圖12、13所示，背面可以用金屬板8、絕緣板9進(jìn)行支持。
用圖14說明本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的一個(gè)例子。
在厚度為35微米的銅箔(載體箔，日本電解株式會(huì)社生產(chǎn))10上，電鍍形成0.5微米的鎳層11，再準(zhǔn)備已經(jīng)形成了5微米的銅層的3層構(gòu)造箔。用通常的光刻膠法使厚度5微米的銅層形成光刻膠圖形，進(jìn)行刻蝕，形成布線導(dǎo)體12。
刻蝕液必須具有刻蝕銅而不刻蝕鎳的選擇性。在印制板業(yè)界中一般常用的堿性刻蝕劑是合適的。厚度35微米的載體箔被光刻膠保護(hù)使得不被刻蝕。
對(duì)該帶圖形(布線導(dǎo)體12)的銅箔10，用圖14所示的構(gòu)成，在溫度180℃、壓力25kg/cm2下加熱加壓2小時(shí)。模具13的突起部分為0.15mm，突起部分的傾斜角制作成90度。作為緩沖層，在模具13、17和銅箔10、16之間插入厚度為50微米的聚四氟乙烯(杜邦公司生產(chǎn))薄片(未畫出)進(jìn)行沖壓。預(yù)浸坯料(不锪掉)14使用在玻璃布上含浸有耐熱環(huán)氧樹脂的日立化成的產(chǎn)品。
用這樣的條件制作的玻璃環(huán)氧樹脂基板制成多個(gè)，并形成多個(gè)同一的布線和凹部。對(duì)之用先前說過的堿性刻蝕劑刻蝕載體銅箔，全面地除去。
其次，用鎳選擇刻蝕液刻蝕除去鎳層。用以上的條件在厚度1mm的基板上形成具有深度為0.15毫米的凹部，且在含有凹部的表面層上連續(xù)地形成布線。再用銑削器件對(duì)該基板進(jìn)行深度0.5mm的銑削，加工為可以裝配半導(dǎo)體芯片1，然后再切斷成單個(gè)片。把半導(dǎo)體芯片1粘接到凹部內(nèi)，用金屬絲鍵合進(jìn)行連接。用液態(tài)樹脂密封半導(dǎo)體芯片1和金屬絲鍵合部分，制成半導(dǎo)體器件。
參照?qǐng)D15說明本實(shí)施例的制造方法的另外的例子。
對(duì)與上述圖14同樣的帶圖形的銅箔10，用圖15所示的構(gòu)成，在溫度180℃、壓力25kg/cm2下加熱加壓2小時(shí)。在本例中，模具13的突起部分為0.5mm，突起部分的傾斜角度制作成45度。作為緩沖層，在模具13、17和銅箔10、16之間插入厚度為50微米的聚四氟乙烯(杜邦公司生產(chǎn))薄片(未畫出)進(jìn)行沖壓。預(yù)浸坯料(不锪掉)14使用在玻璃布上含浸有耐熱環(huán)氧樹脂的日立化成的產(chǎn)品。制作锪掉與模具突起部分相當(dāng)部分的預(yù)浸坯料15，把相當(dāng)于突起的高度的厚度量用作層構(gòu)成。
如本例所示，在突起的高度為0.5mm的情況下，使用5個(gè)厚度锪掉0.1mm的預(yù)浸坯料15，5個(gè)未進(jìn)行锪掉的預(yù)浸坯料14。用這樣的條件制作的玻璃環(huán)氧樹脂基板一次制成多個(gè)，并形成多個(gè)同一的布線和凹部。對(duì)之用先前說過的堿性刻蝕劑蝕刻并全面地除去載體銅箔。其次，用鎳選擇刻蝕液刻蝕除去鎳層。
用以上的條件在厚度1mm的板上形成具有深度為0.5微米的凹部，且在含有凹部的表面層上連續(xù)地形成布線。把半導(dǎo)體芯片1粘接到凹部內(nèi)，用金屬絲鍵合進(jìn)行連接。用液態(tài)樹脂密封半導(dǎo)體芯片1和金屬絲鍵合部分。在裝上焊料球5后，切斷基板，制成單個(gè)片的半導(dǎo)體器件。
參照?qǐng)D16說明本實(shí)施例的制造方法的另外的例子。
對(duì)與上述圖14同樣的帶圖形的銅箔10，用圖16所示的構(gòu)成，在溫度180℃、壓力25kg/cm2下加熱加壓2小時(shí)。在本例中，模具13的突起部分為0.5mm，突起部分的傾斜角度制作成45度。作為緩沖層，在模具13、17和銅箔10、16之間插入厚度為50微米的聚四氟乙烯(杜邦公司生產(chǎn))薄片(未畫出)進(jìn)行沖壓。預(yù)浸坯料使用在玻璃布上含浸有耐熱環(huán)氧樹脂的日立化成的產(chǎn)品。
對(duì)厚度為0.5mm的玻璃環(huán)氧樹脂基板18’锪掉與模具突起部分相當(dāng)?shù)牟糠帧Ｔ谶@種情況下，把未锪掉0.1mm厚度的預(yù)浸坯料14置于一個(gè)玻璃環(huán)氧樹脂基板18’和帶圖形的銅箔10之間，在玻璃環(huán)氧樹脂基板18’的下部使用3個(gè)預(yù)浸坯料14。
用這樣的條件制作的玻璃環(huán)氧樹脂基板一次制成多個(gè)，并形成多個(gè)同一的布線和凹部。對(duì)之用先前說過的堿性刻蝕劑刻蝕并全面地除去載體銅箔。其次，用鎳選擇刻蝕液刻蝕除去鎳層。
用以上的條件在厚度1mm的板上形成具有深度為0.5毫米的凹部，且在含有凹部的表面層上連續(xù)地形成布線。把半導(dǎo)體芯片1粘接到凹部內(nèi)，用金屬絲鍵合進(jìn)行連接。用液態(tài)樹脂密封半導(dǎo)體芯片1和金屬絲鍵合部分。在裝上焊料球后，切斷基板，制成單個(gè)片的半導(dǎo)體器件。
如上所述，倘采用本實(shí)施例，則可以簡單的構(gòu)造，簡單的制造工藝，低價(jià)格制作半導(dǎo)體器件。
其次，參照?qǐng)D17～圖20說明半導(dǎo)體器件、基板和制造方法的另外的實(shí)施例。
本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，如圖17所示，具備半導(dǎo)體芯片1；具備用來裝配半導(dǎo)體芯片1的半導(dǎo)體元件收容部分的絕緣基板7；在絕緣基板7的表面上形成，電連到半導(dǎo)體芯片1上，同時(shí)在實(shí)際裝配時(shí)進(jìn)行與外部之間的連接的外部電極5；和密封容納半導(dǎo)體芯片1的半導(dǎo)體芯片收容部分的密封樹脂4，此外，還具備用來與半導(dǎo)體芯片1連接的金屬絲3和在與外部電極5之間設(shè)置臺(tái)階，并沿在該臺(tái)階間進(jìn)行連接的傾斜部分配置的布線2。另外，圖中的標(biāo)號(hào)表示在絕緣基板7的表面上形成的表面絕緣層。
本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置，在例如用以下說明的圖20的制造方法制造的具有凹部的半導(dǎo)體器件裝配用基板中，再在該凹部的底面進(jìn)行锪孔加工，形成裝配半導(dǎo)體芯片1的半導(dǎo)體器件收容部分。
此外，基板凹部的傾斜角度變成為比45度更為平緩的角度。該傾斜角度由沖壓成型用的模具的突起部分的傾斜角度和轉(zhuǎn)印用的銅箔(載體層)10的剛性和沖壓壓力的平衡等決定。
本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，不限定于圖17的例子，例如圖18所示，也可以構(gòu)成為不是在凹部壁面上而是在凹部的底面內(nèi)配置布線2’，同時(shí)在其下方把絕緣層夾在中間設(shè)置接地層1801。此外，還可以構(gòu)成為具備把接地層1801和外部電極5連接起來的層間連接部分1802。
在本實(shí)施例中，并不特別限定接地層1801的形成方法和層間連接的形成方法。例如，使將成為接地層1801的銅箔或銅圖形與已經(jīng)形成的布線基板相向，在其間把預(yù)浸坯料等的絕緣粘接薄片夾在中間，再使預(yù)浸坯料進(jìn)行疊層，采用沖壓的辦法，形成多層構(gòu)造的基板。
參照?qǐng)D19、圖20說明本實(shí)施例中的半導(dǎo)體元件裝配用基板的制造方法。
在本實(shí)施例在制造方法中，和上邊說過的2個(gè)實(shí)施例的制造方法及其基本構(gòu)成是一樣的。以下，主要對(duì)不同的部分進(jìn)行說明，同樣的部分則予以省略。
另外，本實(shí)施例的制造方法，也和上述2個(gè)實(shí)施例一樣，作為用來形成布線2的轉(zhuǎn)印用金屬箔，使用由厚度25微米的銅箔(載體層)10，將成為布線層的銅層12以及載體層10和銅層12之間的緩沖層11構(gòu)成的3層構(gòu)造。另外，在圖中還同時(shí)示出了11、12這兩層。
在本例中，把該帶圖形的銅箔10～12，如圖19所示，用溫度190℃的熱盤1901和頂板1902夾在中間，在壓力30kg/cm2下加熱加壓。在這里，在沖壓上模13的沖壓下模17之間，從圖面上方開始，配置一個(gè)鋁箔18，3層構(gòu)造的帶圖形的銅箔10～12，多個(gè)預(yù)浸坯料1905、1906和厚度為35微米的銅箔16。
沖壓上模13的突起部分其剖面呈現(xiàn)臺(tái)形形狀，其側(cè)面的傾斜角度為30度。預(yù)浸坯料1906，在與沖壓上模13的突起部分對(duì)應(yīng)的部分處開一個(gè)窗口，從上邊配置2個(gè)。
此外，本實(shí)施例的制造方法，并不限定于圖19的例子，例如，也可以作成為圖20那樣的構(gòu)成。
就是說，把帶圖形的銅箔10～12，用溫度190℃的熱盤1901和頂板1902夾在中間，在壓力20kg/cm2下加熱加壓。在這里，在突起部分側(cè)面的傾斜角度為45度的沖壓上模13的沖壓下模17之間，從圖面上方開始，配置3個(gè)鋁箔18，含有厚度35微米的銅箔10的3層構(gòu)造箔10～12，1個(gè)開有窗口的預(yù)浸坯料1906，多個(gè)預(yù)浸坯料1905和厚度為35微米的銅箔16。
倘采用上述圖20的制造方法，就可以制造具備圖17所示的那樣平緩的傾斜角度的壁面的凹部。
本發(fā)明的半導(dǎo)體元件裝配用基板，在具備圖21(a)、圖22(b)那樣的凹部的半導(dǎo)體元件裝配用基板中，其特征是具備沿該基板表面和上述凹部的基板壁面配置的布線，上述布線由下述部分構(gòu)成與設(shè)于上述凹部開口一側(cè)的該基板表面上的外部連接端子連接的外部連接端子部分，與上述所裝配的半導(dǎo)體元件連接的內(nèi)部連接端子部分，和上述外部連接端子部分和上述內(nèi)部連接端子部分之間的布線部分。上述布線埋入到上述基板表面和上述凹部的基板壁面內(nèi)，上述內(nèi)部連接端子部分位于上述凹部內(nèi)。
在圖21(a)、圖22(a)中，7是絕緣基板，2是埋入到基板表面和上述凹部的基板壁面內(nèi)形成的布線。在圖21(a)的半導(dǎo)體元件裝配用基板中，在凹部的中央部分形成有貫通孔。圖21(b)示出了使用了該基板的半導(dǎo)體器件。在圖21(b)中，1是在已經(jīng)裝配到基板上的狀態(tài)下所裝配的半導(dǎo)體元件，4是密封樹脂，5是外部連接端子?；灏疾啃纬刹季€的內(nèi)部連接端子部分，并用樹脂密封。該基板可以用上邊說過的方法制造。
在圖22(a)的半導(dǎo)體元件裝配用基板中，是一種在兩端形成凹部的構(gòu)造，用一次制造多個(gè)的辦法制造上述基板，可以采用在凹部處切斷的辦法制造。使用了該基板的半導(dǎo)體器件示于圖22(b)。在圖22(b)中，1是半導(dǎo)體元件，4是密封樹脂，5是外部連接端子。在基板兩端的凹部內(nèi)形成有布線的內(nèi)部連接端子部分，并用樹脂密封。
在本發(fā)明中，一次制造多個(gè)半導(dǎo)體元件裝配用基板，就是說，可以用一攬子沖壓的辦法一次制造多個(gè)。
圖23的剖面圖示出了沖壓機(jī)構(gòu)成，該圖示出了用一次制造多個(gè)的辦法制造半導(dǎo)體元件裝配用基板的工序。13是形成有多個(gè)凹型13a的沖壓機(jī)上模，17是沖壓機(jī)下模，10是形成了多組布線的銅箔，14是預(yù)浸坯料。
若用圖23的沖壓機(jī)構(gòu)成，在上模、下模之間加熱加壓，則用縱橫均等地配置的多個(gè)凸型13a，可以一攬子形成多個(gè)凹部，同時(shí)，經(jīng)由凹部的壁面，從基板表面的外部連接端子部分，向凹部內(nèi)的內(nèi)部連接端子部分連續(xù)地埋入形成布線12。在這種情況下，基板表面的外部連接端子部分，可以高精度(高的尺寸穩(wěn)定性)地保持均等地受到形成相鄰的凹部所產(chǎn)生的張力的沖壓前的平面的位置。就是說，借助于本發(fā)明的半導(dǎo)體元件裝配用基板的一次制造多個(gè)，可以進(jìn)行凹部的形成而不會(huì)與外部連接端子部分的沖壓前的平面的位置產(chǎn)生位置偏離。在基板表面上形成的外部連接端子部分保持沖壓前的平面的位置，使得在外部連接端子部分上形成外部連接端子的部位以外形成阻焊劑的情況下的位置對(duì)準(zhǔn)作業(yè)變得容易起來。對(duì)于最外側(cè)來說，只要在上模13的邊緣的全周上設(shè)置虛設(shè)凸型13b即可。借助于虛設(shè)凸型13b，不僅可以防止最外側(cè)的基板的外部連接端子部分的位置偏離，還可以防止預(yù)浸坯料的樹脂流動(dòng)。一次制造多個(gè)理想的是7×7以上。
如上所述，在本發(fā)明中，可以采用下述工序制造半導(dǎo)體器件。這些工序是準(zhǔn)備沖壓機(jī)構(gòu)成的工序，該沖壓機(jī)構(gòu)成含有具有縱橫均等地配置的多個(gè)突起的沖壓機(jī)上模、由與上述突起部分已進(jìn)行了位置對(duì)準(zhǔn)的規(guī)定的布線和金屬箔構(gòu)成的布線構(gòu)成體、預(yù)浸坯料和沖壓機(jī)下模；埋入工序，采用在沖壓機(jī)上模和沖壓機(jī)下模之間進(jìn)行沖壓的辦法，在沖壓后的基板上一攬子形成多個(gè)凹部的同時(shí)，把上述規(guī)定的布線埋入到上述基板表面和上述凹部的基板壁面內(nèi)；除去上述金屬箔的工序；裝配半導(dǎo)體元件的工序；樹脂密封凹部的工序；形成外部連接端子的工序；切斷分離成單個(gè)片的工序。
權(quán)利要求
1.一種在半導(dǎo)體元件裝配用基板上形成凹部，把半導(dǎo)體元件裝配到該凹部內(nèi)之后，用密封樹脂進(jìn)行密封的半導(dǎo)體器件，其特征是上述半導(dǎo)體元件裝配用基板具備沿該基板表面和上述凹部的基板壁面配置的布線，上述布線由下述部分構(gòu)成與在上述凹部開口一側(cè)的該基板表面上設(shè)置的外部連接端子連接的外部連接端子部分，與上述所裝配的半導(dǎo)體元件連接的內(nèi)部連接端子部分，以及上述外部連接端子部分與上述內(nèi)部連接端子部分之間的布線部分，上述布線埋入到上述基板表面和上述凹部的基板壁面內(nèi)，上述內(nèi)部連接端子部分位于上述凹部內(nèi)。
2.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是上述凹部的基板壁面具備向該凹部的底面方向延伸的在規(guī)定傾斜角度范圍內(nèi)的傾斜。
3.權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其特征是上述凹部的基板壁面的傾斜角度處于5～40度的范圍內(nèi)。
4.權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其特征是上述凹部的基板壁面傾斜構(gòu)造的高度G及其水平距離L之比L/G在1.5＜L/G＜10的范圍內(nèi)。
5.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是上述凹部由凸型沖壓成型的辦法構(gòu)成。
6.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是上述凹部形成多個(gè)臺(tái)階。
7.權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其特征是在上述凹部內(nèi)，還設(shè)有用來收容半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體元件收容部分，該部分是用對(duì)該凹部進(jìn)一步進(jìn)行锪孔加工的辦法形成的。
8.權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征是上述锪孔加工后的半導(dǎo)體元件收容部分的深度比應(yīng)該裝配的半導(dǎo)體元件的厚度還大。
9.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是位于該基板表面上的上述外部連接端子部分與上述凹部內(nèi)的上述內(nèi)部連接端子部分的臺(tái)階高度在0.05mm以上。
10.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是裝配到上述凹部內(nèi)的半導(dǎo)體元件的端子和上述內(nèi)部連接端子部分進(jìn)行金屬絲鍵合連接。
11.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是面朝下地把半導(dǎo)體元件的端子直接連接到上述內(nèi)部連接端子部分上。
12.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是上述布線設(shè)于除上述凹部的拐角部分之外的壁面區(qū)域上。
13.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是上述凹部在該基板的主平面的大體上的中心位置處形成，在上述凹部內(nèi)，把半導(dǎo)體元件裝配為使得對(duì)于該半導(dǎo)體元件裝配用基板的厚度方向，大體上變成為中央。
14.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是在上述凹部內(nèi)把半導(dǎo)體元件偏移裝配為對(duì)于該基板的厚度方向，從中央偏移該基板的厚度的30％以內(nèi)。
15.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是上述凹部在底面區(qū)域上具備可以收容多個(gè)元件的寬廣度的同時(shí)，還形成有布向上述多個(gè)元件的布線，在該凹部內(nèi)裝配多個(gè)半導(dǎo)體元件和無源元件。
16.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是上述布線是利用完全由金屬構(gòu)成的，可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體形成的布線，上述可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體具有如下的多層構(gòu)造至少含有具有構(gòu)成上述布線的第1金屬層，和作為載體層起作用的第2金屬層。
17.一種具備用來裝配半導(dǎo)體元件的凹部的半導(dǎo)體元件裝配用基板，其特征是上述半導(dǎo)體元件裝配用基板具備沿該基板表面和上述凹部的基板壁面配置的布線，上述布線由下述部分構(gòu)成與在上述凹部開口一側(cè)的該基板表面上設(shè)置的外部連接端子連接的外部連接端子部分，與上述所裝配的半導(dǎo)體元件連接的內(nèi)部連接端子部分，和上述外部連接端子部分與上述內(nèi)部連接端子部分之間的布線部分，上述布線埋入到上述基板表面和上述凹部的基板壁面內(nèi)，上述內(nèi)部連接端子部分位于上述凹部內(nèi)。
18.權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板，其特征是使上述凹部的深度，比將要裝配的半導(dǎo)體元件的厚度小，相對(duì)該半導(dǎo)體元件裝配用基板的厚度方向，從中央部分把上述凹部的底面锪孔加工成應(yīng)該裝配的該半導(dǎo)體元件的厚度的0.5到2.5倍的范圍內(nèi)的深度。
19.權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板，其特征是使上述凹部的深度，比要裝配的半導(dǎo)體元件的厚度小，而且，對(duì)該凹部的底面進(jìn)行锪孔加工，具有使預(yù)浸坯料硬化形成的樹脂層以便至少使露出來的锪孔底面由無紡布構(gòu)成。
20.權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板，其特征是其構(gòu)成為把金屬板粘接到形成了上述凹部的樹脂層的背面。
21.一種半導(dǎo)體元件裝配用基板的制造方法，其特征是采用把至少含有第1金屬層和作為其載體層起作用的第2金屬層的多層構(gòu)造且全部由金屬構(gòu)成的可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體加壓粘接到樹脂基板上，同時(shí)在該樹脂基板上形成具備預(yù)定傾斜角度范圍內(nèi)的傾斜度的壁面的凹部，剩下上述第1金屬層，除去其它的金屬層的辦法，從該基板表面開始沿上述凹部的基板壁面配置形成在上述凹部開口一側(cè)的該基板表面上設(shè)置的與外部連接端子連接的外部連接端子部分，與所述裝配上的半導(dǎo)體元件連接的內(nèi)部連接端子部分，和由上述外部連接端子部分與上述內(nèi)部連接端子部分之間的布線部分構(gòu)成的、埋入到上述基板表面和上述凹部的基板壁面內(nèi)的布線。
22.權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板的制造方法，其特征是上述可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體的斷裂伸長率在2％以上。
23.權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板的制造方法，其特征是構(gòu)成上述可進(jìn)行拉伸加工的布線構(gòu)成體的上述載體層的厚度處于0.010mm到0.050mm的范圍內(nèi)。
24.權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板的制造方法，其特征是上述凹部的基板壁面的傾斜角度范圍為5度以上40度以下，上述凹部的深度為要容納的半導(dǎo)體元件的厚度的至少30％以上。
25.一種具備用來裝配半導(dǎo)體元件的凹部和布線的半導(dǎo)體元件裝配用基板的制造方法，其特征是使上述凹部的深度比要裝配的半導(dǎo)體元件的厚度小，而且，對(duì)該凹部的底面進(jìn)行锪孔加工，在進(jìn)行上述锪孔加工時(shí)，切斷布向上述所裝配的半導(dǎo)體元件的布線的一部分，使該布線的端部到達(dá)锪孔加工所形成的凹部的邊緣部分。
26.權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板的制造方法，其特征是在形成了上述凹部之后，對(duì)該凹部的底面施行锪孔加工，在上述锪孔加工之后，進(jìn)行上述其它的金屬層的除去。
27.權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板，其特征是上述凹部的基板壁面具備向該凹部的底面方向延伸預(yù)定傾斜角度范圍內(nèi)的斜度。
28.權(quán)利要求27所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板，其特征是上述凹部的基板壁面的傾斜角度在5～40度的范圍內(nèi)。
29.權(quán)利要求27所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板，其特征是上述凹部的基板壁面的傾斜構(gòu)造的高度G及其水平距離L之比L/G在1.5＜L/G＜10的范圍內(nèi)。
30.權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板，其特征是上述凹部用凸型沖壓機(jī)成型的辦法構(gòu)成。
31.權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板，其特征是上述凹部形成多個(gè)臺(tái)階。
32.權(quán)利要求30所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板，其特征是在上述凹部內(nèi)，還設(shè)有用來收容半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體元件收容部分，該部分是用對(duì)該凹部進(jìn)一步進(jìn)行锪孔加工的辦法形成的。
33.權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體元件裝配用基板，其特征是上述锪孔加工后的半導(dǎo)體元件收容部分的深度比應(yīng)該裝配的半導(dǎo)體元件的厚度還大。
34.權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件裝配用基板，其特征是位于該基板表面部分的上述外部連接端子部分與上述凹部內(nèi)的上述內(nèi)部連接端子部分的臺(tái)階高度在0.05mm以上。
35.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征是具備下述工序準(zhǔn)備沖壓機(jī)構(gòu)成的工序，該沖壓機(jī)構(gòu)成含有具有縱橫均等地配置的多個(gè)突起部分的沖壓機(jī)上模、由與上述突起部分已進(jìn)行了位置對(duì)準(zhǔn)的規(guī)定布線和載體金屬箔構(gòu)成的布線構(gòu)成體、預(yù)浸坯料和沖壓機(jī)下模；埋入工序，采用在沖壓機(jī)上模和沖壓機(jī)下模之間進(jìn)行沖壓的辦法，在沖壓后的預(yù)浸坯料的基板上一攬子形成多個(gè)凹部的同時(shí)，把上述規(guī)定的布線埋入到上述基板表面和上述凹部的基板壁面內(nèi)；除去上述載體金屬箔的工序；裝配半導(dǎo)體元件的工序；樹脂密封凹部的工序；形成外部連接端子的工序；切斷分離成單個(gè)片的工序。
36.權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征是在沖壓機(jī)上模的周緣上形成虛設(shè)突起部分。
37.一種具備凹部的半導(dǎo)體元件裝配用基板，其特征是上述半導(dǎo)體元件裝配用基板具備沿該基板表面和上述凹部的基板壁面配置的布線，上述布線由下述部分構(gòu)成與在上述凹部開口一側(cè)的該基板表面上設(shè)置的外部連接端子連接的外部連接端子部分，與上述所裝配的半導(dǎo)體元件連接的內(nèi)部連接端子部分，和上述外部連接端子部分與上述內(nèi)部連接端子部分之間的布線部分，上述布線埋入到上述基板表面和上述凹部的基板壁面內(nèi)，上述內(nèi)部連接端子部分位于上述凹部內(nèi)。
全文摘要
公開一種可靠性高、可以小型化、可以降低造價(jià)的具有具備用來裝配半導(dǎo)體元件的凹部的基板的半導(dǎo)體器件。通過把由將成為布線構(gòu)件的銅布線(12)、鎳合金等的緩沖層(11)和將成為載體層的銅箱(10)構(gòu)成的可進(jìn)行拉伸加工的布線體粘接到樹脂基板(14、15)上,同時(shí)用模具(13)的突起部分(13a)進(jìn)行沖壓加工,形成埋入到基板表面中的布線(2),并且通過在構(gòu)成布線(2)的兩端的將連接到半導(dǎo)體器件(1)的內(nèi)部連接端子部分和將連接到外部連接端子(5)的外部連接端于部分之間提供臺(tái)階,在基板的中央部分形成容納半導(dǎo)體器件(1)的凹部。
文檔編號(hào)H05K3/00GK1253662SQ98804590
公開日2000年5月17日 申請(qǐng)日期1998年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月30日
發(fā)明者福富直樹, 若島喜昭, 直之進(jìn), 木田明成 申請(qǐng)人:日立化成工業(yè)株式會(huì)社