半导体装置、系统级封装以及用于车辆的系统级封装制造方法及图纸

本公开涉及半导体装置、系统级封装以及用于车辆的系统级封装。目标是在重复从高温到低温的环境变化时抑制焊球破裂。一种半导体装置包括半导体集成电路和基板。半导体集成电路是例如半导体芯片。半导体集成电路与基板之间的热膨胀系数不同。基板在与安装半导体集成电路的表面相对的表面上包括多个焊球。基板在与半导体集成电路的边缘中的至少一边相对应的位置处不具有焊球。

Semiconductor devices, system level encapsulation, and system level packaging for vehicles

This disclosure involves a semiconductor device, a system level package, and a system level package for vehicles. The aim is to inhibit the rupture of the welded ball when the environment changes from high temperature to low temperature. A semiconductor device consists of a semiconductor integrated circuit and a substrate. Semiconductor integrated circuits are, for example, semiconductor chips. The thermal expansion coefficient between the semiconductor integrated circuit and the substrate is different. The substrate includes a plurality of welds on a surface relative to the surface of the semiconductor integrated circuit. The substrate does not have a solder ball at a relative position at least on the edge of the semiconductor integrated circuit.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置、系统级封装以及用于车辆的系统级封装相关申请的交叉引用2016年9月27日提交的日本专利申请No.2016-188185的公开内容(包括说明书、附图和摘要)通过引用全部并入本文。
本专利技术涉及半导体装置、系统级封装以及用于车辆的系统级封装，并且更具体而言涉及具有安装在具有用于焊球的电极的基板上的集成电路的半导体装置、系统级封装以及用于车辆的系统级封装。
技术介绍
未经审查的日本专利申请公开No.2006-196874公开了一种半导体装置，该半导体装置包括安装在印刷布线基板上的半导体封装。在上述公开中，半导体封装具有包括多个焊球的焊球组。焊球用于将半导体封装内的半导体元件电耦接到印刷布线基板。
技术实现思路
但是，未经审查的日本专利申请公开No.2006-196874中公开的半导体装置有这样的问题：当重复从高温到低温的环境变化时，焊球容易在特定位置处破裂，因此在可靠性方面恶化。根据说明书的描述和附图，其它问题和新颖特征将是清楚的。根据一个实施例，一种半导体装置被设计为：半导体集成电路安装在具有用于焊球的电极的基板上，并且用于焊球的电极不设置在与半导体集成电路的边缘中的至少一边相对应的位置处。根据另一个实施例，一种半导体系统级封装被设计为：半导体集成电路安装在包括用于焊球的电极的封装基板上，并且用于焊球的电极不设置在与半导体集成电路的边缘中的至少一边相对应的位置处。根据另外的一个实施例，一种用于车辆的半导体系统级封装被设计为：接收传感器信息的半导体集成电路和存储器元件安装在包括用于焊球的电极的封装基板上，并且用于焊球的电极不设置在与半导体集成电路的边缘中的至少一边相对应的位置处。根据上述实施例，即使当重复从高温到低温的环境变化时，也能够获得具有高可靠性的免于焊球破裂的半导体装置、系统级封装以及用于车辆的系统。附图说明图1是示出根据第一实施例的半导体装置的俯视平面视图。图2是示出沿着图1中的线A-A截取的截面的截面视图。图3是示出半导体集成电路的布置的另一个示例的俯视平面视图。图4是示出根据第二实施例的SiP中的组件的布置示例的视图。图5是示出SiP的功能框图。图6是示出安装有SiP的车辆的视图。图7是示出根据第二实施例的SiP的俯视平面视图。图8是示出根据第二实施例的SiP的截面视图。图9是示出根据第三实施例的SiP的俯视平面视图。图10是示出根据第三实施例的SiP的截面视图。图11是示出根据修改示例的SiP的俯视平面视图。图12是示出根据另一个修改示例的SiP的截面视图。图13是示出安装在基板上的SiP的截面视图。具体实施方式在描述实施例之前，将描述到达实施例的背景。图13是安装在基板上的系统级封装(SiP)的截面视图。SiP是通过例如将多个管芯芯片(半导体集成电路)密封到一个封装中而制成的。SiP500包括封装基板501、半导体集成电路502、存储器元件503以及无源元件504(诸如电容器)。半导体集成电路502和存储器元件503是安装在例如封装基板501上的倒装芯片。无源元件504例如被焊接到封装基板501。在SiP500中，封装基板501由树脂材料制成。半导体集成电路502是例如裸芯片和由硅作为材料制成的半导体元件。存储器元件503被形成为包括树脂基板的封装。假设封装基板501的热膨胀系数与半导体集成电路502的热膨胀系数不同，并且封装基板501的热膨胀系数与存储器元件503的热膨胀系数基本相等。封装基板501在与安装半导体集成电路502和存储器元件503的表面相对的表面处包括多个焊球511。多个焊球511以预定的周期布置在封装基板501的整个表面上或者以周边方式布置。封装基板501是安装在基板600(诸如系统板或母板)上的倒装芯片。基板600由树脂材料形成，类似于封装基板501。底部填充树脂602密封封装基板501与基板600之间的空间。本专利技术的专利技术人等人对如图13所示的二次安装有SiP500的基板600执行温度循环测试。此处，温度循环测试是以预定的循环被添加应力的样本被放置在顺序地从低温变化到高温的环境中的环境测试。作为温度循环测试的结果，证实布置在半导体集成电路502的边缘正下方的焊球容易破裂。认为焊球破裂的发生是因为由半导体集成电路502与封装基板501之间的热膨胀量的差异引起的应力被添加在与半导体集成电路502的端部部分相对应的位置处。焊球的破裂尤其发生在矩形半导体集成电路502的四边中的距离封装基板600的中心的最远的边(远边)505正下方。具体而言，在图13中，被虚线包围的、在半导体集成电路502的远边505正下方的焊球511最容易破裂。当焊球511破裂时，发生接触故障或开路故障，从而使SiP500无法正常工作。这个问题不限于SiP500，而是类似地也发生在其中在基板上安装热膨胀系数与基板不同的半导体集成电路的半导体装置中。在下文中，将详细描述所实施的具有用于解决上述问题的手段的实施例。为了简要描述的目的，下面的描述和附图被适当地省略和缩略。在附图中，相同的附图标记附连到相同的元件，并且必要时节省重复的描述。在下面的实施例中，当为了方便的目的而有必要时，将把实施例分成多个部分或形式进行描述；除非特别指定，否则它们是彼此关联的，并且一个与另一个在作为细节和补充描述的修改示例和应用示例的部分或整体方面相关。另外，在提到元件的数的情况下(包括件、数值、量和范围)，在下面的实施例中，数不限于指定的数，而是可以多于或少于指定的数，除非特别指定以及除非在原则上明显限于指定的数。另外，在下面的实施例中，除非特别指定以及除非在原则上显然被认为是必要的，否则组件并不总是必要的。类似地，在下面的实施例中，当提到组件的形状和位置关系时，除非特别指定以及除非它们在原则上有明显不同的形状和位置关系，否则它们应当包括它们的相似或近似。这对于以上的数(包括件、数值、量和范围)是正确的。第一实施例图1是示出根据第一实施例的半导体装置的俯视平面视图。半导体装置10包括基板11、半导体集成电路20和多个焊球12。半导体装置10是例如球栅阵列(BGA)封装形状的半导体装置。半导体集成电路(以下简称为集成电路)20安装在基板11的一个表面上。基板11在与安装有集成电路20的上述表面相对的另一表面上包括多个BGA端子(焊球)12。图1中所示的平面视图示出了从与安装有集成电路20的表面相对的表面看到的基板11。在图1中，用于安装集成电路20的位置(其周边)由虚线示出。图2是示出沿图1的线A-A截取的截面的截面视图。集成电路20是由例如由Si作为材料制成的半导体元件(半导体芯片)。集成电路20是例如使用焊接凸点安装在基板11上的倒装芯片。集成电路20的安装方法(用于将集成电路20耦接到基板11的方法)不特别受限，而是集成电路20可以根据引线接合耦接到基板11。基板11由例如树脂材料形成。半导体装置10被二次安装在另一个基板(诸如由树脂材料制成的系统板或母板)上。此处，基板11的热膨胀系数为大约7×10-6/K到9×10-6/K。另一方面，集成电路20的热膨胀系数为大约3×10-6/K到3.8×10-6/K。因此，在半导体装置10中，基板11的热膨胀系数与集成电路20的热膨胀系数不同。当这个半导体装置10用在以重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括：半导体集成电路；以及基板，用于在其上安装所述半导体集成电路，其中所述半导体集成电路与所述基板之间的热膨胀系数不同，其中所述基板在与安装所述半导体集成电路的表面相对的表面上包括用于多个焊球的电极，其中所述基板在与所述半导体集成电路的边缘中的至少一边相对应的位置处不具有用于焊球的电极。

【技术特征摘要】
2016.09.27 JP 2016-1881851.一种半导体装置，包括：半导体集成电路；以及基板，用于在其上安装所述半导体集成电路，其中所述半导体集成电路与所述基板之间的热膨胀系数不同，其中所述基板在与安装所述半导体集成电路的表面相对的表面上包括用于多个焊球的电极，其中所述基板在与所述半导体集成电路的边缘中的至少一边相对应的位置处不具有用于焊球的电极。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述半导体集成电路是使用焊接凸点安装在所述基板上的倒装芯片。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述半导体集成电路包括半导体元件和用于在其上安装所述半导体元件的另一个基板。4.一种半导体系统级封装，包括：至少一个半导体集成电路；以及封装基板，用于在其上安装至少一个半导体元件，其中所述半导体集成电路的热膨胀系数与所述封装基板的热膨胀系数不同，其中所述封装基板在与安装了所述至少一个半导体集成电路的表面相对的表面上包括用于多个焊球的电极，以及其中所述封装基板在与所述至少一个半导体集成电路的边缘中的至少一边相对应的位置处不具有用于焊球的电极。5.根据权利要求4所述的系统级封装，其中所述封装基板在至少与所述半导体集成电路的边缘中的距离所述封装基板的中心最远的边相对应的位置处不具有用于焊球的电极。6.根据权利要求4所述的系统级封装，其中所述封装基板在与所述半导体集成电路的边缘的内侧相对应的位置处不具有用于焊球的电极。7.根据权利要求4所述的系统级封装，其中，从与所述半导体集成电...

【专利技术属性】
技术研发人员：別井隆文，
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