半导体封装及其安装结构制造技术

本发明专利技术涉及半导体封装及其安装结构。具备中介层(1)、搭载于中介层(1)的第一面的半导体元件(2)、形成于中介层(1)的第二面的凸块(3)、以及搭载于中介层(1)的第二面的芯片部件(10)。中介层(1)是硅中介层，半导体元件(2)被倒装芯片安装于中介层(1)的第一面，芯片部件(10)是在硅基板上通过薄膜工艺形成元件，并在单一面形成焊盘的薄膜无源元件，芯片部件(10)的焊盘经由导电性接合材料而与形成于中介层(1)的第二面的焊环连接。根据该结构，小型化的同时确保半导体封装的中介层(1)与芯片部件(10)之间的接合可靠性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是涉及在内部具备半导体元件并且在底面形成安装用的凸块的、半导体封装及其安装结构的专利技术。
技术介绍
在如数字电路这样的基于时钟信号来进行动作的半导体器件、如高频电路这样的对高频信号进行处理的半导体器件中，在这些半导体器件被安装在印刷电路板的状态下，存在起因于电流变动的噪声与电源线叠加，对半导体器件带来不良影响的情况。为了除去该噪声，在半导体器件的电力供给端子的附近设置旁路电容器(去耦电容器)。另一方面，在表面安装于印刷电路板的、被封装化的半导体器件(以下，“半导体封装”)之一中存在具备中介层的BGA(BallGridArray：球栅阵列)型的半导体封装。图13是表示上述半导体封装以及上述旁路电容器的以往的安装结构的几个例子的剖视图。在图13中(1)(2)(3)所示的任何的例子中，都是在中介层1的上面安装半导体元件2，利用密封树脂4对半导体元件2进行树脂密封，在中介层的下面形成凸块3。在(1)所示的例子中，半导体元件2与中介层1的上面引线接合，在印刷电路板6安装有旁路电容器5，并在其上部安装有半导体封装。在(2)所示的例子中，半导体元件2在中介层1的上面被倒装芯片安装。在(3)所示的例子中，在中介层1的下面安装有旁路电容器5。即在半导体封装侧安装有旁路电容器5。在BGA型半导体封装的下面安装有旁路电容器的例子被专利文献1示出。专利文献1：日本特开2005－150283号公报在图13所示的以往的半导体封装的安装结构中，在(1)(2)的半导体封装的安装结构中，由于从半导体元件2到旁路电容器5的距离较长，所以等效串联电感(ESL)较大。在(3)的半导体封装的安装结构中，由于从半导体元件2到旁路电容器5的电流路径长较短，所以ESL较小，噪声减少效果较高。然而，在专利文献1所公开的BGA型半导体封装中存在如下那样的应解决的课题。(a)专利文献1所公开的BGA型半导体封装具备的中介层通常是玻璃环氧树脂基板。另外，旁路电容器是具有在两端的5面上分别形成电极的所谓狗骨型的端子结构的层叠型陶瓷电容器(MLCC)。由于玻璃环氧树脂基板和MLCC的线膨胀系数较大地偏离，所以根据热历程，有可能在接合部产生裂缝。(b)MLCC的坯体是陶瓷，MLCC硬且脆。因此，在弯曲BGA型半导体封装时，应力集中在接合部，在接合部容易产生裂缝。(c)由于MLCC具有狗骨型的端子结构，所以难以使与邻接的焊球的间隙变小。在作为BGA型半导体封装的安装目标的印刷电路板的布线与MLCC之间有短路的风险。另外，在印刷电路板的布线与MLCC之间所产生的寄生电容容易变大。换句话说，不容易适应高密度地配置有焊球的封装。如此，不容易确保芯片电容器与半导体封装的中介层之间的接合可靠性，并且不能成为小型、高密度、电特性优异的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种确保半导体封装的中介层与芯片部件之间的接合可靠性，并且小型、高密度、电气特性出色的半导体封装以及其安装结构。(1)本专利技术的半导体封装的特征在于具备中介层、搭载于上述中介层的第一面的半导体元件、形成于上述中介层的第二面的凸块、以及搭载于上述中介层的上述第二面的芯片部件，上述中介层是硅中介层，上述半导体元件被安装于上述中介层的第一面，上述芯片部件是在硅基板上通过薄膜工艺形成元件，并在单一面形成焊盘的薄膜元件，上述芯片部件的上述焊盘经由导电性接合材料与形成在上述中介层的第二面上的焊环连接。根据上述构成，能够确保中介层与芯片部件之间的接合可靠性，并且构成小型、高密度、电特性出色的半导体封装。(2)在上述(1)中，优选，上述半导体元件是处理器单元，上述芯片部件是旁路电容器(去耦电容器)，上述中介层具备使上述半导体元件与上述芯片部件导通的通孔。根据该构成，由于从半导体元件到旁路电容器的电流路径长较短，所以ESL较小，噪声减少效果较高。另外，相应地，在电容器单体中的ESL可以并不那么小。(3)在上述(1)或者(2)中，优选，上述凸块排列成格子状，上述芯片部件被配置在上述凸块的排列范围内的一部分(除去上述凸块的一部分这样的区域)。根据该构成，不需打乱半导体封装的凸块的格子状排列、以及不需打乱作为安装目标的印刷电路板的焊盘的格子状排列，就能够配置芯片部件。尤其，由于芯片部件具有在单一面形成焊盘的端子结构，所以在芯片部件的侧面没有电极，另外，由于是通过薄膜工艺所形成的部件，所以芯片部件的外形尺寸不需低于中介层的凸块的排列尺寸精度，就能够减少凸块的取掉个数(除去格子状排列的凸块的一部分的配置图案的、该除去的凸块的数量)。(4)在上述(1)～(3)中的任意一项中，优选上述芯片部件在上述焊盘的形成面具有树脂层。由此，由于芯片部件的焊盘形成面的缓冲性、弹性较高，所以即使半导体封装弯曲，也能够抑制施加给芯片部件的接合部的应力。(5)在上述(4)中，优选上述半导体元件在上述中介层上被树脂密封。根据该构成，半导体元件的保护结构能够容易地实现。尤其，由于构成中介层的硅基板与密封树脂的线膨胀率一般差异较大，所以虽然半导体封装容易弯曲，但是由于芯片部件的焊盘形成面的缓冲性、弹性较高，所以芯片部件的接合部的稳定性被保持。(6)在上述(1)～(5)中的任意一项中，，优选上述芯片部件在俯视时具有四边形的外形，并被搭载在上述四边形的4边相对于上述凸块的排列方向形成倾斜的朝向上。由此，不需较大地减少形成于中介层的凸块的数量，就能够构成带芯片部件的半导体封装。(7)在上述(1)～(6)中的任意一项中，优选上述芯片部件的上述焊盘在俯视时是矩形，并被形成在上述矩形的各边沿着上述凸块的排列方向的朝向上。由此，容易确保中介层的多个焊环的中的、连接芯片部件的焊盘的焊环与设有置凸块的焊环的间隔，并且容易确保连接芯片部件的焊盘的焊环的面积。(8)在上述(1)～(7)中的任意一项中，优选上述芯片部件的上述焊盘在俯视时被配置在上述芯片部件的上述外形的角部。由此，即使芯片部件的外形尺寸较小，也能够确保焊盘间的距离，并且向中介层的搭载也容易。(9)本专利技术的半导体封装的安装结构的特征在于，包括印刷电路板和安装于上述印刷电路板的半导体封装，上述半导体封装具备中介层、搭载于上述中介层的第一面的半导体元件、形成于上述中介层的第二面的凸块、以及搭载于上述中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体封装，其特征在于，具备中介层、搭载于所述中介层的第一面的半导体元件、形成于所述中介层的第二面的凸块、以及搭载于所述中介层的所述第二面的芯片部件，所述中介层是硅中介层，所述半导体元件被安装于所述中介层的第一面，所述芯片部件是在硅基板上通过薄膜工艺形成元件，并在单一面形成焊盘的薄膜元件，所述芯片部件的所述焊盘经由导电性接合材料而与形成于所述中介层的第二面的焊环连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.30 JP 2014-201916;2014.11.04 JP 2014-224001.一种半导体封装，其特征在于，
具备中介层、搭载于所述中介层的第一面的半导体元件、形成于所
述中介层的第二面的凸块、以及搭载于所述中介层的所述第二面的芯片
部件，
所述中介层是硅中介层，
所述半导体元件被安装于所述中介层的第一面，
所述芯片部件是在硅基板上通过薄膜工艺形成元件，并在单一面形
成焊盘的薄膜元件，
所述芯片部件的所述焊盘经由导电性接合材料而与形成于所述中
介层的第二面的焊环连接。
2.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，
所述半导体元件是处理器单元，
所述芯片部件是旁路电容器，
所述中介层具备使所述半导体元件与所述芯片部件导通的通孔。
3.根据权利要求1或者2所述的半导体封装，其中，
所述凸块被排列成格子状，
所述芯片部件被配置在所述凸块的排列范围内的一部分。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的半导体封装，其中，
所述芯片部件在所述焊盘的形成面具有树脂层。
5.根据权利要求4所述的半导体封装，其中，
所述半导体元件在所述中介层上被树脂密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：手岛祐一郎，中矶俊幸，竹岛裕，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP