半导体器件装配方法和由此方法制造的半导体器件组成比例

能消除在布线板与安装在布线板上的半导体芯片之间注入的底层树脂的硬化压力的装配半导体器件的方法。底层树脂与密封元件粘合树脂同时被硬化。或者，由密封元件密封的密封空间被底层树脂充满。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件制造方法及半导体器件，更具体地说，本专利技术涉及用来装配包括布线板和半导体芯片的半导体器件的方法，半导体芯片作为倒焊晶片安装在布线板上，并由底层树脂提供保护。传统的半导体器件中半导体芯片是作为倒焊晶片安装在印刷布线板(在下文中称为PWB)上的，它有一个问题，那就是由于用硅制造的半导体芯片和PWB之间的热膨胀率存在差异而使PWB变形，这样导致焊点出现裂缝。因此，以往是通过在半导体芯片和PWB之间注入环氧树脂基的底层树脂，并硬化树脂以强化焊头周围的部分来防止出现这一问题。附图说明图1(a)是一个显示常规技术示例的俯视图，图1(b)是该常规技术示例中沿图1(a)B-B’线的剖视图。半导体芯片1作为倒焊晶片安装在环氧树脂玻璃PWB 4上，然后用由加强框架6和平板元件11组成的密封元件覆盖和密封。更准确地说，半导体芯片1通过焊头2电连接到PWB4的电极(未示出)，并且为了防止焊头2破坏而在半导体芯片1与PWB4之间注入了底层树脂3，树脂通过固化处理来变硬。此外，由铜制造的环形加强框架6通过粘合树脂5预先在半导体芯片1的外围处粘接在PWB4上。环形加强框架6与半导体芯片1有一个固定的间隔。平板元件11由粘合树脂10与9连接，半导体芯片1因此而密封。然而，在使用上面传统的封装方法的情况下，PWB4可能弯曲或半导体芯片1可能变形，这样在固化的过程中因为底层树脂3紧缩而会出现裂缝17。现在详细介绍传统的封装方法。图2A到2F是显示对于图1中结构的传统半导体器件制造步骤的剖视图。首先，在图2A中，多个焊盘12预先排列在方形PWB4的一侧，外部电极7排列在PWB4的另一侧。此外，尽管没有在图中展示，各个焊盘12与外部电极7通过PWB4中的布线层电连接在一起。此外，用来固定平板元件11的加强框架6通过粘合树脂5预先粘接到PWB4的外围。加强框架6限定了在PWB4与平板元件11之间设置半导体芯片1的空间。在图2B中，各个焊头2与对应于各自焊头2的各个焊盘12排列成一条直线，然后半导体芯片1被安装在PWB4上。在图2C中，通过熔化焊头并将它连接到焊盘12，将半导体芯片1安装在PWB4上。这通常被称为倒焊晶片安装。在图2D中，为了防止焊头2断裂，在半导体芯片1与PWB4之间的间隙内注入可流动的底层树脂3。在这种情况下，因为半导体芯片1与PWB4之间的间隙非常小，注入的底层树脂3由于毛细现象而扩展覆盖了半导体芯片1的整个表面。在图2E中，注入的底层树脂3通过固化处理(热处理)而变硬。然后，因为环氧基底层树脂3由于硬化而在体积上稍微缩小，PWB4变形，这样它的中心部分向上弯曲。其后，在图2F中，将粘合树脂10与9应用到半导体芯片1的“背面”(与形成有效元件面相反的一面)与加强框架6的上面，然后安装平板元件11，这样就覆盖了半导体芯片1与加强框架6。然后，通过再次固化粘合树脂10与9以使它们变硬，平板元件被固定，这样就完成了封装。然而，如图3所示，这些部件在热膨胀系数和弹性系数上彼此都不同。特别是因为底层树脂3的热膨胀系数远远不同于半导体芯片1与PWB4的热膨胀系数，这样当底层树脂3硬化时，PWB4与半导体芯片1将弯曲或扭曲。然而，当扭曲的PWB4与半导体芯片1的外壳被安装在安装板时，不可能准确地将作为外部电极的焊头8连接到安装板上的焊盘。因此，这有一个问题，那就是安装中容易产生缺陷。此外，如图2F所示，当应用到扭曲的半导体芯片1的背部的粘合树脂10被加固时，也将出现一个问题，那就是由于固化产生的应力而使半导体芯片1产生裂缝17。因此，本专利技术的一个目的是提供一种能避免现有技术的那些问题的制造半导体器件的新方法和新半导体器件。本专利技术的另一个目的是提供一种半导体制造方法和半导体器件，它们能防止外壳在封装过程中由于树脂硬化而引起的应力作用产生弯曲或扭曲。本专利技术的一个更进一步的目的是提供一种半导体器件制造方法和半导体器件，它们通过彼此抵消应力来缓和外壳的不同部分由于树脂硬化而产生的应力。图1(a)是显示常规技术示例的俯视图，图1(b)是显示常规技术示例的剖视图。图2A到2F是显示图1(a)与1(b)的半导体器件的制造步骤的剖视图。图3是显示热膨胀系数与弹性模量之间关系的图。图4(a)是显示本专利技术的第一实施例的俯视图，图4(b)是显示第一实施例的剖视图。图5A到5E是显示图4的半导体器件的制造步骤的剖视图。图6是显示本专利技术的第二实施例的剖视图。图7是显示本专利技术的第三实施例的剖视图。图8是显示本专利技术的第四实施例的剖视图。图9是显示本专利技术的第五实施例的剖视图。图10是显示本专利技术的第六实施例的剖视图。图11是显示本专利技术的第七实施例的剖视图。图12是与弯曲情况有关的图。现在，参考附图介绍本专利技术的实施例。图4(a)与图4(b)包括显示本专利技术的第一实施例的俯视图和沿线A-A’的剖视图。在这两个图中，与图1(a)与1(b)的部件相同或类似的部件用同样的数字表示。通过第一实施例，可以保持图4(a)所示的半导体器件的平整度，此外，能防止半导体芯片1出现裂缝。在这一实施例中，底层树脂3是环氧基树脂(例如HISOLE制造的CB011R或CNB46-14)，粘合树脂5、9与10是由硅基、环氧基或热塑性树脂(例如东芝化学有限公司制造的CT223，以及STAYSTIK制造的571薄膜)组成的银敷料。此外，PWB4与铜平板元件11是在商业上可得到的传统产品。例如PWB4可以是环氧玻璃PWB。此外，半导体芯片1与PWB4之间的间隙是50～120μm，焊头2之间的间距是240μm到1mm，焊头2的数量达到3000个，其中经常要用到1300到2000个焊头2。此外，半导体芯片1的尺寸被设定为13到17平方毫米。然而，为了介绍清楚，图4中的半导体芯片的数量与减小比例尺寸与实际的半导体芯片不同，而后面的图也是这样。下面将详细介绍这一实施例的制造方法。在图5A到5E中，与图4(a)和图4(b)相同或类似的部件用同样的符号表示，图5A到5C的步骤的介绍因为它们与图2A到2C几乎一样而省略；下面将详细介绍图5D和5E的步骤。图5D的步骤好像与图2D大体一样。然而，在图5D的步骤中，只注入了环氧基底层树脂，而固化处理还没有进行。在图5E中，由弹性模量低的银敷料制造的硅基粘合树脂10与9被应用到在前面步骤中安装在PWB4上的半导体芯片1的背部(与芯片1中形成有效元件的一面相反的一面)和加强框架6的上侧。然后，平板元件11被安装，仅在此之后，整个外壳被固化处理，以同时硬化底层树脂3与粘合树脂10与9。该固化处理要在足够的温度下进行足够的时间，以使底层树脂3和粘合树脂9与10硬化。结果，应用到不同部分的树脂产生压力。然而，通过同时硬化树脂，同时产生的应力彼此抵消，没有应力局部地加到PWB4或半导体芯片1上。因此，PWB4或半导体芯片1与传统示例的情况相反，没有弯曲或扭曲。下面参考附图介绍本专利技术其它实施例。图6到图9是显示本专利技术的其它实施例的剖视图，其中与图4中相同或类似的部件用同样的符号表示。在图6中，通过将第一实施例的底层树脂3不仅注入半导体芯片1的下侧，而且完全充满半导体芯片1周围的间隙而构成了第二实施例。与第一实施例的情况相似，通过用底层树脂完全充满半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造半导体器件的方法，包括如下步骤： （ａ）通过多个连接半导体芯片与布线板的焊头在所述布线板的一侧安装所述半导体芯片； （ｂ）在所述布线板与所述半导体芯片之间注入底层树脂，将密封元件粘合树脂应用到所述半导体芯片的一部分和布线板的一部分，并在所述布线板上安装密封元件，并使其接触所述密封元件粘合树脂； （ｃ）同时硬化所述底层树脂和所述密封元件粘合树脂。

【技术特征摘要】
JP 1998-1-7 187119981．制造半导体器件的方法，包括如下步骤(a)通过多个连接半导体芯片与布线板的焊头在所述布线板的一侧安装所述半导体芯片；(b)在所述布线板与所述半导体芯片之间注入底层树脂，将密封元件粘合树脂应用到所述半导体芯片的一部分和布线板的一部分，并在所述布线板上安装密封元件，并使其接触所述密封元件粘合树脂；(c)同时硬化所述底层树脂和所述密封元件粘合树脂。2．权利要求1中制造半导体器件的方法，进一步包括如下步骤(d)在步骤(a)之前在所述布线板上安装加强框架，其中所述密封元件粘合树脂被应用到所述加强框架。3．权利要求2中制造半导体器件的方法，其中在步骤(b)中，不仅在所述布线板与所述半导体芯片的所述一侧之间注入所述底层树脂，而且在所述半导体芯片的另一侧和所述加强框架上也注入底层树脂，这样就形成了密封元件粘合树脂。4．权利要求1中制造半导体器件的方法，进一步包括如下步骤(e)在步骤(c)之前将加强树脂用于所述布线板的背面，其中步骤(c)包括同时硬化所述底层树脂、所述密封元件粘合树脂、以及所述加强树脂。5．权利要求1中制造半导体器件的方法，进一步包括如下步骤(f)将所述加强元件粘合树脂用于所述布线板的背面，并在步骤(c)之前在布线板对面安装加强元件，其中步骤(c)包括同时硬化所述底层树脂、所述密封元件粘合树脂、以及所述加强元件粘合树脂。6．权利要求1中制造半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：马场干夫，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]