半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置及其制造方法，该半导体装置能够充分确保基板和散热板的粘合面积，同时能够消除因多余的粘合材料漏出所导致的不良情况。本发明专利技术的半导体装置包括：无芯基板（２）；倒装安装到无芯基板（２）上的半导体芯片（３）；以及通过ＴＩＭ材料（１７）与半导体芯片（３）连接同时通过密封环带材料（１８）与密封树脂层（４）连接的盖（５），并且，在盖（５）的与密封树脂层（４）连接的连接面上形成有多个凹陷（１６ａ）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。更具体地，本专利技术涉及具有经由高热传导性材料与半导体芯片连接的散热板的。
技术介绍
近年来，电脑、便携式电话、PDA (Personal Digital Assistance,个人数字助理) 等电子设备的小型化、多功能化及高速化得到了发展。为此，要求装有面向这样的电子设备 的IC(集成电路)、LSI(大规模集成电路)等半导体芯片的半导体装置更加小型化、高速化及高密度化。接着，伴随半导体装置的小型化、高速化及高密度化而来的是功耗的增加，且 每单位体积的发热量也随之增加。 然而，作为半导体芯片的安装结构，公知一种在使半导体芯片的形成有电极的面处于面朝下状态下，利用焊锡凸块将半导体芯片倒装安装(flip-chip bond)到基板上的结构。但是，对于倒装安装的半导体装置，由于半导体芯片和基板的热膨胀系数的差异，也会出现发热导致在基于焊锡凸块的连接部上产生应力，并使连接可靠性降低的问题。 因此，提出了专利文献1中披露的技术，以应对通过焊锡凸块等连接部件连接热膨胀系数互不相同的半导体芯片和基板时在连接部分产生应力等问题。 具体而言，专利文献1中提议了一种利用热膨胀系数与基板的热膨胀系数为相同值或基本为相同值的部件(lid，盖)进行封装的技术。通过该技术，抑制了在连接部件中产生应力，其中，该连接部件是用于将设置于基板上的多个衬垫中的每一个与设置于半导体芯片上的多个输入端子中的每一个相连接。 下面，参照附图，对专利文献1中披露的技术进行说明。 图15是用于说明现有技术的半导体装置的示意图，在此所示的半导体装置101包 括配线基板102、半导体芯片103、以及设于半导体芯片上面的盖104。 配线基板102具有多个衬垫105，这些衬垫105与配置在配线基板102的表面或内 层上的配线相连。 半导体芯片103在表面朝下的状态下倒装安装到配线基板102上。并且，多个输 入输出端子106被设置在半导体芯片的下面(表面)，各输入输出端子排列成栅格状，且设 置在与配线基板102上的多个衬垫105中的各个相对应的位置。此外，多个输入输出端子 106和多个衬垫105中的相互对应的两者之间通过焊料107连接。 盖104设置有凹部，盖104的截面呈凹陷形状，同时半导体芯片103的上面通过高 热传导性粘合材料108与凹部的底面粘合。并且，盖104的端缘通过粘合材料109与配线 基板102的上面粘合。因此，通过盖104、粘合材料109以及配线基板102，半导体芯片103 处于完全被密封的状态。在此，盖由铜或黄铜构成，铜的热膨胀系数为16. 5X10—e广C，而黄铜的热膨胀系数 为17. 3X10—e广C，与配线基板102的热膨胀系数(15 20X10—6/°C )基本为相同值。 这样，在专利文献1所披露的技术中，由热膨胀系数与配线基板的热膨胀系数为相同值或基本为相同值的材料构成盖，从而抑制了向焊料107施加应力。 可是，当将半导体芯片倒装安装到配线基板上时，为保护配线基板和半导体芯片间的电连接部分，通常利用底填料(imderfillmaterial)进行加固。具体而言，将以环氧树脂等为主成分的液状底填料填充到配线基板和半导体芯片间的间隙中，然后加热使底填料固化，从而实现对配线基板和半导体芯片间的电连接部分的加固。 但是，受用于固化底填料的加热的影响，在配线基板上会发生弯曲，以致每个封装的配线基板和盖间的间隔都不同，甚至在封装内也会产生差异。因此，为可靠地将盖固定在配线基板上，必须增大涂敷在配线基板和盖之间的粘合材料的份量，结果导致粘合材料泄漏的问题。 换句话说，当配线基板和盖间的间隔存在差异时，若预估配线基板和盖间的间隔小并进行粘合材料的涂敷，则可能粘合材料的份量变得不充分，使得盖的固定变得不充分。为此，不得不预估配线基板和盖间的间隔大而涂敷大量的粘合材料，结果粘合材料漏出，致使封装不良、或挤破气孔等诸如此类的问题。 因此，为确保盖和配线基板的充分连接、同时使粘合材料不从封装外表漏出，如图16所示，在盖上形成有比盖尺寸小一圈的粘合用凹部120。 S卩、即使预估配线基板和盖间的间隔大而涂敷大量的粘合材料而使粘合材料漏出，也会使漏出的粘合材料留在粘合用凹部120中，从而解决了封装不良、或挤破气孔等诸如此类的问题。需要说明的是，图16中的标记A表示漏出的粘合材料。 日本专利文献1 :特开平11-354677号公报 然而，作为下一代的半导体封装，估计会采用无芯基板。若使用无芯基板，则会产生比现有技术基板(具有芯材C的基板)更大的弯曲变形量，所以即使采用设置有粘合用凹部的盖，可能也无法充分应对粘合材料的漏出。 而且，弯曲变形量大则意味着无芯基板和盖的粘合面积小，盖也不能完全固定到无芯基板上。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种能够充分确保基板和散热板的粘合面积，同时能够消除因多余的粘合材料漏出所导致的不良情况的。 为达到上述目的，本专利技术涉及的半导体装置包括基板；半导体芯片，以表面朝下的状态安装到上述基板上；加固件，设置在上述基板的半导体芯片安装区域的外围区域；以及散热板，上述散热板通过高热传导性材料与上述半导体芯片连接，并通过粘合材料与上述加固件连接，从而被设置在上述半导体芯片和上述加固件上，并且，在上述散热板的与上述加固件连接的连接面上设有凹凸部。 在此，通过在散热板的与加固件连接的连接面上设置的凹凸部，可留存多余的粘合材料，并能消除因多余的粘合材料的漏出所导致的不良情况。并且，通过在散热板的与加固件连接的连接面上设置的凹凸部，散热板与粘合材料的接触面积增大，并且可充分确保基板和散热板的粘合面积。 并且，为达到上述目的，本专利技术涉及的半导体装置的制造方法包括将表面朝下的半导体芯片倒装安装到设有配线图案的基板上的步骤；在被倒装安装的半导体芯片的外围区域形成加固件的步骤；以及在上述半导体芯片的背面涂敷高热传导性材料，并在上述加固件的表面涂敷粘合材料，然后将散热板连接到半导体芯片和加固件上的步骤，其中，在上述散热板的与上述加固件连接的连接面上设有凹凸部。 在此，通过连接在与上述加固件连接的连接面上设有凹凸部的散热板，从而能够将多余的粘合材料留存在凹凸部中，并能消除因多余的粘合材料的漏出所导致的不良情况。而且，能够增大散热板与粘合材料的接触面积，并能够充分确保基板和散热板的粘合面积。 根据应用了本专利技术的，不但能够充分确保基板和散热板的粘合面积，而且还能消除因多余的粘合材料的漏出所导致的不良情况。附图说明 图1是用于说明应用了本专利技术的半导体装置的一个实施例的示意 图2是用于详细说明无芯基板的结构的示意性截面图； 图3是应用了本专利技术的半导体装置的制造方法的一个实施例的简要流程 图4(a) 图4(c)是用于说明应用了本专利技术的半导体装置的制造方法的一个实施例的示意图(1); 图5(a) 图5(c)是用于说明应用了本专利技术的半导体装置的制造方法的一个实施例的示意图(2); 图6(a) 图6(d)是用于说明应用了本专利技术的半导体装置的制造方法的一个实施例的示意图(3); 图7(a) 图7(c)是用于说明应用了本专利技术的半导体装置的制造方法的一个实施例的示意图(4); 图8(a)和图8(b)是用于说明应用了本专利技术的半导体装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括：基板；半导体芯片，以表面朝下的状态安装到所述基板上；加固件，设置在所述基板的半导体芯片安装区域的外围区域；以及散热板，所述散热板通过高热传导性材料与所述半导体芯片连接，并通过粘合材料与所述加固件连接，从而被设置在所述半导体芯片和所述加固件上，并且，在所述散热板的与所述加固件连接的连接面上设有凹凸部。

【技术特征摘要】
JP 2008-10-22 2008-272247一种半导体装置，包括基板；半导体芯片，以表面朝下的状态安装到所述基板上；加固件，设置在所述基板的半导体芯片安装区域的外围区域；以及散热板，所述散热板通过高热传导性材料与所述半导体芯片连接，并通过粘合材料与所述加固件连接，从而被设置在所述半导体芯片和所述加固件上，并且，在所述散热板的与所述加固件连接的连接面上设有凹凸部。2. 根据权利要求l所述的半导体装置，其中，在所述散热板的与所述加固件连接的连接面上设有有底的凹部，所述凹部的深度从所 述散热板的外围区域向...

【专利技术属性】
技术研发人员：草野英俊，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]