半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体装置及其制造方法。提供了一种具有改善的可靠性的半导体装置。在BGA的布线板中，绝缘层在其上具有多个接合引线。绝缘层由具有玻璃布的预浸料和不具有玻璃布的树脂层组成。预浸料在其上具有树脂层。接合引线被直接布置在较软的树脂层上，并且因此由这个较软的树脂层支撑。当在倒装芯片接合期间负荷被施加到每个接合引线时，树脂层下沉，由此可以使施加到半导体芯片的应力缓和。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。提供了一种具有改善的可靠性的半导体装置。在BGA的布线板中，绝缘层在其上具有多个接合引线。绝缘层由具有玻璃布的预浸料和不具有玻璃布的树脂层组成。预浸料在其上具有树脂层。接合引线被直接布置在较软的树脂层上，并且因此由这个较软的树脂层支撑。当在倒装芯片接合期间负荷被施加到每个接合引线时，树脂层下沉，由此可以使施加到半导体芯片的应力缓和。【专利说明】 相关申请的交叉引用 将2013年4月17日提交的日本专利申请No. 2013-086899的公开内容(包括说明 书、附图以及摘要）通过参考全部并入在本申请中。
本专利技术涉及半导体装置及其制造技术，例如，在应用于通过使用倒装芯片接合 (flip chip bonding)技术将半导体芯片安装在布线板上而获得的半导体装置时有效的技 术。
技术介绍
日本专利公开No. 2004-165311 (专利文献1)描述了其中半导体芯片经由金属桩 (post)而与板的芯片安装表面上的焊盘连接的结构。 日本专利公开No. 2007-329396 (专利文献2)描述了其中半导体衬底经由金属柱 (column)和布置在其端部处的突出电极而被布置在安装板上的结构。 日本专利公开No. 2009-289908 (专利文献3)描述了其中通过接合引线上形成的 焊料与由金制成的凸块（bump)电极之间的金-焊料接合来实现半导体芯片的焊盘与布线 板的接合引线之间的电连接的结构。 日本专利公开No. 2004-165311 日本专利公开No. 2007-329396 日本专利公开No. 2〇〇9_2899〇8 (图38和39)
技术实现思路
在倒装芯片接合技术中，例如如上面在专利文献1和2中所述的，半导体芯片经由 柱状的(桩状或支柱状的）导电部件被安装在布线板上，或者，如上面在专利文献3中所述 的，半导体芯片经由突出（凸块状)导电部件被安装在布线板上。在倒装芯片接合技术中，在 半导体芯片被安装时，沿与其垂直的方向（沿布线板的厚度方向）将负荷施加到布置在布线 板上的半导体芯片。 然而在布线板的芯片安装表面上形成的电极(接合引线，连接到导电部件的电 极)、要用于将半导体芯片与布线板电气连接的柱状(桩状）或突出（凸块状）导电部件、或者 电极和导电部件两者之间存在变化。 换句话说，由于加工中的变化的影响，电极的各个表面(连接到导电部件的表面） 不总是具有相同的高度(换句话说，并不总是彼此齐平）或者导电部件不总是具有相同的高 度(尺寸)(换句话说，并不总是彼此齐平)。当半导体芯片被布置在布线板上时，导电部件中 的一些未能与布线板的电极接触。 当支撑布线板的电极的绝缘层（电极接触的绝缘层）不是预浸料（prepreg)(包含 玻璃布（glass cloth)的树脂层）时，换言之，由不包含玻璃布(其也可以被称作"玻璃纤 维"）的树脂层组成时，绝缘层具有比预浸料低的硬度(刚性或强度)。 如图25所示，负荷到半导体芯片50的施加使接触到凸块52 (导电部件)的布线板 60的接合引线64下沉。换句话说，负荷到不包含玻璃布的树脂层61的施加使得这个树脂 层61变形。 即使凸块52或接合引线64的高度改变，这个高度变化也可以被接合引线64的下 沉吸收，使得凸块52和接合引线64之间的接合故障可以被抑制。 如上所述，另一方面，不包含玻璃布的树脂层61具有比其层被示出在图26中的包 含玻璃布65的树脂层66 (预浸料）低的硬度。从减薄半导体装置的观点来看，不使用预浸 料作为支撑包括接合引线64的布线层的树脂层的半导体装置是不利的。 然而，当采用树脂层(预浸料）66作为支撑电极(诸如如图26所示的接合引线64) 的绝缘层时，与不包含玻璃布的树脂层61不同，即使负荷被施加到这个树脂层66它也不容 易变形。因此在这个树脂层66上形成的接合引线64不下沉。换句话说，由于作为绝缘层 的树脂层66不容易变形，因此难以吸收凸块或接合引线之间的高度变化。 在此公开的实施例的一个目的是提供能够改善半导体装置的可靠性的技术。 根据在此的描述和附图，其它目的和新颖的特征将是清楚的。 根据一个实施例的半导体装置包括布线板和半导体芯片，所述布线板具有第一绝 缘层、多个接合引线和多个连接盘，所述半导体芯片经由多个导电部件被安装在布线板上， 使得半导体芯片的主表面面对布线板。导电部件经由多个焊料材料而与布线板的接合引线 分别连接。在上述的半导体装置中，第一绝缘层由具有玻璃纤维的第一树脂层以及没有玻 璃纤维的第二树脂层构成，并且每个接合引线与第二树脂层接触。 根据上述一个实施例，可以提供具有改善的可靠性的半导体装置。 【专利附图】【附图说明】 图1是示出根据实施例的半导体装置的结构的一个示例的平面图； 图2是示出沿着图1中示出的线A-A截取的结构的一个示例的截面图； 图3是示出图1中示出的半导体装置的背面侧结构的一个示例的背面视图； 图4是示出要被并入图1中示出的半导体装置中的布线板的上表面侧结构的一个 不例的平面图； 图5是示出沿着图4中示出的线A-A截取的结构的一个示例的截面图； 图6是示出图5中示出的部分B的结构的一个示例的放大片段截面图； 图7是示出图4中示出的布线板的下表面侧结构的一个示例的背面视图； 图8是示出要被安装在图1中示出的半导体装置上的半导体芯片的主表面侧结构 的一个示例的平面图； 图9是示出沿着图8中示出的线A-A截取的结构的一个示例的截面图； 图10是示出要被安装在图1中示出的半导体装置上的半导体芯片的背面侧结构 的一个示例的背面视图； 图11是示出沿着图10的线A-A截取的结构的一个示例的截面图； 图12是示出要在图1中示出的半导体装置的制造中使用的布线板的结构的一个 不例的平面图； 图13是示出沿着图12的线A-A截取的结构的一个示例的截面图； 图14是示出图12中示出的布线板中的一个装置区域的结构的一个示例的截面 图； 图15是示出图1中示出的半导体装置的制造中的焊料预涂覆之后的结构的一个 示例的截面图； 图16是示出图1中示出的半导体装置的制造中的底部填料（underfill)施加之 后的结构的一个示例的平面图； 图17是示出沿着图16中示出的线A-A截取的结构的一个示例的截面图； 图18是示出图1中示出的半导体装置的制造中的倒装芯片接合步骤中的芯片安 装之后的结构的一个示例的截面图； 图19是示出图18中示出的倒装芯片接合步骤中的芯片的压力接合之后的结构的 一个示例的截面图； 图20是示出图1中示出的半导体装置的制造中的球安装（ball mounting)之后 的结构的一个示例的截面图； 图21是示出要被并入根据实施例的变型示例1的半导体装置中的布线板的上表 面侧上的引线布置的一个示例的平面图； 图22是示出根据实施例的变型示例2的半导体装置的结构的一个示例的截面 图； 图23是示出要被并入根据实施例的变型示例4的半导体装置中的布线板的结构 的一个示例的截面图； 图24是示出实施例的变型示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括：布线板，所述布线板具有第一绝缘层、在第一绝缘层的第一表面之上形成的多个接合引线、以及在第一绝缘层的与第一表面相对的第二表面之上形成的多个连接盘，以及半导体芯片，所述半导体芯片具有第一主表面、在第一主表面之上形成的多个焊盘、以及与第一主表面相对的第二主表面，并且所述半导体芯片经由多个导电部件被安装在布线板的第一表面之上，使得第一主表面面对布线板的第一表面；其中导电部件经由多个焊料材料而与布线板的接合引线分别电气连接，其中第一绝缘层具有含有玻璃纤维的第一树脂层以及没有玻璃纤维的第二树脂层，以及其中每个接合引线与第二树脂层接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杉山道昭，绀野顺平，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP