半导体器件制造技术

一种半导体器件，包含：（ａ）布线基板，具有第一表面和对着所述第一表面的第二表面，第一焊盘形成在所述第一表面的第一区上，而第二焊盘形成在所述第一区周围的第二区上；（ｂ）微机芯片，凸块电极形成在其表面上，所述微机芯片装在所述布线 基板的所述第一区上，使所述第一焊盘与所述凸块电极彼此电连接；以及（ｃ）存储器芯片，第三焊盘形成在其表面上，所述存储器芯片装在所述微机芯片的背面上，所述第三焊盘与所述第二焊盘使用导线连接。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及到半导体器件，更确切地说，是涉及到一种用于多芯片模块(MCM)的有效技术或多芯片封装(MCP)技术，在此多芯片模块中多个半导体芯片装在一个布线基板上。为了改进半导体器件的封装密度，已提出了各种多层封装技术，将多个半导体芯片三维封装到布线基板上。在一个实例中，将存储芯片和微机芯片装在一个布线基板上来组成一个系统。这样的封装也称为系统封装(SiP)。存储芯片包括DRAM(动态随机存储器)和非易失存储器(闪存)，后者是与高速微处理器(MPU微处理单元，尺寸很小的运算处理器)封在一个树脂外壳中的。这样的SiP在功能上优于将存储芯片用树脂封装而成的存储模块，故其要求是较高的。特别是，移动通信设备如移动电话要求半导体器件功能多尺寸小，SiP就适用于这样的设备。例如，专利文献1公开了一种半导体器件，其中由高速微处理器构成的芯片(2C)制作在两个芯片上，即DRAM芯片(2A)和闪存芯片(2B)。国际发布No.WO 02/103793 A1(图2)专利技术综述本专利技术开发了一种多芯片模块(MCM)，其中多个半导体芯片(此后简称芯片)封装在一个外壳中。本专利技术检验了一种多芯片模块，其中DRAM构成的芯片、闪存构成的芯片、及高速微处理器(MPU)构成的芯片都封装在一个树脂外壳中。将前述的三个芯片装在一个布线基板上，如果所有的芯片并列安装，所得MCM的缺点是增大了尺寸，因此本专利技术探索了一种MCM，其中三个芯片封装成多层结构。然而，可有一种情形，如果构成芯片的高速微处理器被设在上层，因其多功能性而有大量的插针，如上述专利文献1所公开的那样，MCM的尺寸就无意中增大了。这是因为当上层芯片与布线基板由焊线彼此连接时，应提供足够大的引线间隔(布线基板上压焊端的间隔)。这样，在将多个芯片叠成多层的情形，重要的是不仅要考虑到位于上层和下层的芯片尺寸来进行安排，而且必须考虑到各个芯片的特性(包括插针数和插针的排列)，使芯片组装成的MCM尺寸小。在一种结构中，上层的芯片从下层芯片的端部突出来(伸出)，注塑树脂不可能填充伸出部分之下的部分，因而会形成气泡(空洞)。如果在热负荷试验中空洞中的空气反复发生热膨胀，例如，就可发生注塑树脂与芯片脱离或注塑树脂开裂(外壳开裂)。因此，本专利技术的目标是提供一种具有多个芯片的多芯片模块，其尺寸小或封装密度高。本专利技术的另一个目标是提供一种具有多个芯片的多芯片模块，其可靠性得到了改善。本专利技术还有一个目标是提供一种具有多个芯片的多芯片模块，其功能性有了改进。本专利技术的上述和其他目标以及新的特点，从本说明书的描述和附图，将变得更为明显。将对本说明书公开的本专利技术各典型方面的概况作一简述。一方面，根据本专利技术的一种半导体器件包括(a)布线基板，具有第一表面和对着第一表面的第二表面，在第一表面的第一区中制作有第一焊盘，而第二焊盘制作在第一区周围的第二区中；(b)微机芯片，在其表面上制作有凸块电极，微机芯片装在布线基板的第一区中，使得第一焊盘与凸块电极彼此电连接；以及(c)存储器芯片，在其表面上制作有第三焊盘，存储器芯片装在微机芯片的背面，第三焊盘与第二焊盘用导线连接。另一方面，根据本专利技术的这种半导体器件包括(a)布线基板，具有第一表面和对着第一表面的第二表面，在第一表面的第一区中制作有第一焊盘，而第二焊盘制作在第一区周围的第二区中；(b)微机芯片，在其表面上制作有凸块电极，微机芯片装在布线基板的第一区中，使得第一焊盘与凸块电极彼此电连接；以及(c)第一和第二存储器芯片装在微机芯片的背面，(c1)在第一存储器芯片的表面上制作有第三焊盘，(c2)在第二存储器芯片的表面上制作有第四焊盘，(c3)第三和第四焊盘与第二焊盘用导线连接。还有一方面，根据本专利技术的这种半导体器件包括(a)布线基板，具有第一表面和对着第一表面的第二表面，在第一表面的第一区中制作有第一焊盘，而第二焊盘制作在第一区周围的第二区中；(b)微机芯片，在其表面上制作有凸块电极，微机芯片装在布线基板的第一区中，使得第一焊盘与凸块电极彼此电连接；以及(c)多个存储器芯片装在微机芯片的背面，在每个存储器芯片的表面上制作有第三焊盘，第三焊盘与第二焊盘用导线连接。附图简述附图说明图1为表示根据本专利技术一种实施方式的半导体器件主要部分的剖面图；图2为表示根据此实施方式的半导体器件上表面的平面图；图3为表示根据此实施方式的半导体器件下表面的平面图；图4为根据本专利技术的半导体器件所用布线基板主要部分的剖面图；图5为表示根据本专利技术的半导体器件所用布线基板上表面的平面图；图6为表示根据本专利技术的半导体器件所用布线基板下表面的平面图7为表示根据本专利技术的半导体器件所用微机芯片上表面的平面图；图8为表示根据本专利技术的半导体器件所用微机芯片下表面的平面图；图9为表示根据本专利技术的半导体器件所用存储器芯片上表面的平面图；图10为表示根据本专利技术的半导体器件所用存储器芯片下表面的平面图；图11为表示根据本专利技术的半导体器件所用存储器芯片上表面的平面图；图12为表示根据本专利技术的半导体器件所用存储器芯片下表面的平面图；图13为表示根据本专利技术的半导体器件所用微机芯片与存储器芯片间控制关系的框图；图14为布线基板主要部分的剖面图，说明根据本专利技术一种实施方式的半导体芯片制作方法；图15为布线基板主要部分的剖面图，说明根据这种实施方式的半导体芯片制作方法；图16为布线基板主要部分的剖面图，说明根据这种实施方式的半导体芯片制作方法；图17为布线基板主要部分的剖面图，说明根据这种实施方式的半导体芯片制作方法；图18为表示根据此实施方式的另一种半导体器件上表面的平面图；以及图19为表示根据此实施方式的还有一种半导体器件上表面的平面图。优选实施方式的描述现在参照附图来详细描述本专利技术的实施方式。在说明实施方式的附图中，同样的部分始终用同样的参考数字代表，而重复的描述将被省略。在图中，对某些部分的描述，如焊盘数，也可省略。为便于说明，在某些图中如有必要还可省略一些尺寸，如长宽比。图1为表示根据本专利技术的半导体器件主要部分的剖面图。图2为表示半导体器件上表面的平面图。图3为表示半导体器件下表面的平面图。如图1-3所示，根据本实施方式的半导体器件有三个半导体芯片(存储器芯片2A和2B及微机芯片2C)，装在布线基板1(安装基板或封装基板)的主表面上。半导体芯片(此后简称为芯片)由注塑树脂3包封。在图2的平面图中，省略了对注塑树脂3的描述。这样的将多个芯片装在一个布线基板上的半导体器件称为多芯片模块(MCM)，而具有层叠芯片结构的MCM称为堆垛MCM。存储器芯片和控制存储器芯片的微机芯片装在一个布线基板上的半导体器件，例如根据本专利技术的半导体器件，称为系统封装(SiP)。下面将描述布线基板1、微机芯片2C、以及存储器芯片2B和2A各自的结构。图4-6分别为表示布线基板1的主要部分和上、下表面的剖面图和平面图。图7和8为表示微机芯片2C上、下表面的平面图。图9和10为表示存储器芯片2B上、下表面的平面图。图11和12为表示存储器芯片2A上、下表面的平面图。如图4-6所示，布线基板1具有大体上的矩形外形，例如11mm×9mm，厚约650μm(包括凸块电极Bp的高度，约为250μm)。布线基板1有基底部分(芯部)1a和位于基底部分1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包含(a)布线基板，具有第一表面和对着所述第一表面的第二表面，第一焊盘形成在所述第一表面的第一区上，而第二焊盘形成在所述第一区周围的第二区上；(b)微机芯片，凸块电极形成在其表面上，所述微机芯片装在所述布线基板的所述第一区上，使所述第一焊盘与所述凸块电极彼此电连接；以及(c)存储器芯片，第三焊盘形成在其表面上，所述存储器芯片装在所述微机芯片的背面上，所述第三焊盘与所述第二焊盘使用导线连接。2.根据权利要求1的半导体器件，其中所述凸块电极的数目大于所述第三焊盘的数目。3.根据权利要求1的半导体器件，其中所述布线基板为复合基板。4.根据权利要求1的半导体器件，其中所述第一焊盘或所述第二焊盘的最小间距为65μm或更小。5.一种半导体器件，包含(a)布线基板，具有第一表面和对着所述第一表面的第二表面，第一焊盘形成在所述第一表面的第一区上，而第二焊盘形成在所述第一区周围的第二区上；(b)微机芯片，凸块电极形成在其表面上，所述微机芯片装在所述布线基板的所述第一区上，使所述第一焊盘与所述凸块电极彼此电连接；以及(c)第一和第二存储器芯片，装在所述微机芯片的背面上，(c1)所述第一存储器芯片具有第三焊盘形成在其表面上，(c2)所述第二存储器芯片具有第四焊盘形成在其表面上，(c3)所述第三和第四焊盘使用导线与所述第二焊盘连接。6.根据权利要求5的半导体器件，其中所述凸块电极的数目大于所述第三和第四焊盘各数目之和。7.根据权利要求5的半导体器件，其中所述布线基板为复合基板。8.根据权利要求5的半导体器件，其中所述第一焊盘或所述第二焊盘的最小间距为65μm或更小。9.根据权利要求5的半导体器件，其中每个所述第一和第二存储器芯片都受所述微机芯片控制。10.根据权利要求5的半导体器件，其中(d)其中所述微机芯片在第一方向上的宽度，小于在所述第一方向上所述第一和第二存储器芯片各宽度之和，其中所述微机芯片有一对边沿在与所述第一方向正交的第二方向上延伸，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川智和，内藤孝洋，黑田宏，林义成，
申请(专利权)人：株式会社瑞萨科技，
类型：发明
国别省市：