半导体装置和多层配线基板制造方法及图纸

本发明专利技术通过抑制将半导体元件倒装连接到多层配线基板时多层配线基板所产生的翘曲，来提高半导体装置连接到母基板时的可靠性。本发明专利技术提供了一种方案，在多层配线基板ＭＢ１中，通过在芯基板（１）与倒装连接侧的绝缘层（３）之间设置绝热层（１０），来防止来自加热用具的热传导，从而抑制芯基板（１）和绝缘层（４）的热膨胀量，以减少多层配线基板ＭＢ１的翘曲。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种半导体元件倒装连接于多层配线基板的半导体装置，和用于该半 导体装置的多层配线基板。
技术介绍
近年来，为了响应于电子设备的小型化、薄型化，开发了裸、乂 了、的半导体元件 直接安装在配线基板上的半导体装置。作为这样的半导体装置的一种，有采用“倒装法安 装”技术的半导体装置。“倒装法安装”技术为在主配线基板上安装半导体元件(芯片)的方法的一种，其 中在平板上的半导体元件一侧的主面设置排列为格子状的被称为凸块的突起状端子，将这 些端子和设置在配线基板上的电极连接。下面，将采用“倒装法安装”的半导体装置称为“倒 装片型”半导体装置，这样的连接方法称为“倒装连接”。和采用引线接合法的半导体装置相比，倒装片型的半导体装置可以缩小安装面 积。且由于配线短，因此具有电特性好的优势。倒装片型的半导体装置中，半导体元件通常安装在多层的配线基板上。配线基板 的两主面上形成有配线图，这些配线图通过形成在配线基板上的导通部(Er)等相互电 连接。两个配线图的一方与半导体元件的内部连接端子(凸块)连接，另一方和焊球等外 部连接端子连接。半导体元件和配线基板之间填充由环氧树脂等形成的热固性树脂以保护 内部连接端子。图13显示倒装片型的现有的半导体装置SAP的构成的一例。图14显示用于半导 体装置SAP的多层配线基板MBP的构成。如图13所示，半导体装置SAP构成为，半导体元 件SD安装在多层配线基板MBP的一侧的主面。如图14所示，多层配线基板MBP构成为，设置在中心部的绝缘层1(下面称为“芯 基板”)的两个主面分别层叠有绝缘层3和4。绝缘层3相对于芯基板1设置在倒装连接 侧，绝缘层4相对于芯基板1设置在倒装连接侧的相反侧。绝缘层3的表面(图14中的上表面)，设有用于与半导体元件SD连接的配线5。 另一方面，绝缘层4的表面(图14中的下表面)，设有二次安装用端子电极8。二次安装用 端子电极8在半导体装置SAP 二次安装于图未示的母基板上时使用。为了防止通过焊接等 和母基板的配线连接时相邻的电极之间发生短路，在多个二次安装用端子电极8之间设有 阻焊膜7。绝缘层3和芯基板1之间，以及芯基板1和绝缘层4之间，设有层间电极9。又，绝 缘层3、芯基板1和绝缘层4中分别设有导通部6，配线5和二次安装用端子电极8通过层 间电极9和导通部6电连接。如图13所示，半导体元件SD由元件主体20、电极垫21和凸块22所构成。平板上 的元件主体20的一侧表面(图13的下表面)设有多个电极垫21，各电极垫21上分别设有 凸块22。又，半导体元件SD和多层配线基板MBP之间填充有热固性的密封树脂23。 以半导体元件SD的凸块22紧紧按压至多层配线基板MBP的配线5的状态，使密封树脂23固化，半导体元件SD以凸块22与配线5紧密接触的方式固定在多层配线基板MBP 上，半导体元件SD和多层配线基板MBP之间实现电连接。接着参考图13，对半导体元件SD安装在多层配线基板MBP的倒装法安装的工序， 和此时多层配线基板MBP上发生的翘曲进行说明。将预先制作好的多层配线基板MBP放置在图未示的金属制基台上。接着，以与多 层配线基板MBP之间夹着未固化的密封树脂23，且凸块21与配线5相对的状态，将半导体 元件SD载置在多层配线基板MBP上。进一步的，在半导体元件SD上放置图未示的加热用具，以加热用具紧紧推压半导 体元件SD的状态进行加热。施加的压力使得凸块22的端部变形以实现与配线5之间的良 好接触状态，并且通过加热用具所施加的热，密封树脂23固化以保持该状态。半导体元件SD安装在多层配线基板MBP时，多层配线基板MBP和半导体元件SD 以被基台和加热用具夹持的状态被按压，且以180°C左右的温度加热。由于加热，构成多层 配线基板MBP的芯基板1和绝缘层2、3和4在水平方向延伸。经过规定时间(5 10秒)，密封树脂23固化后，去除施加在加热用具上的热和压 力。在水平方向延伸的芯基板1和绝缘层3、4由于温度的降低而收缩。此时，最上部的绝 缘层3通过密封树脂23被牢牢地粘在半导体元件SD上。由于半导体元件SD的热膨胀率要远远小于绝缘层3的热膨胀率，因此，绝缘层3 的收缩受到半导体元件SD的限制。芯基板1和绝缘层2、3和4的收缩量如图13的水平方 向的箭头所示那样大，结果，两端部有要向箭头Cl和C2所示的方向翘曲的力作用，多层配 线基板MBP翘曲为向上凸起。这样制造得到的半导体装置SAP即使之后被安装到母基板，若多层配线基板MBP 的翘曲过大，则通过焊接将二次安装用端子电极8连接到母基板的配线时的可靠性会下 降。作为防止安装有半导体元件的多层配线基板翘曲的方法，专利文献1提出了一种 方法，(1)使得构成多层配线基板的绝缘层的树脂材料的弹性率或热膨胀系数不同，(2)使 得绝缘层的厚度不同，(3)使得绝缘层的玻璃纤维布(力j 7々α 7 )的含有量不同。专利文献1 日本特开2001-217514号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而专利文献1中所记载的方法，需要半导体装置暴露在焊接的熔融温度以上的 气氛中，即以回流焊接为前提。而本专利技术是以在加压和加热状态下将半导体元件连接到多 层配线基板上的倒装片型半导体装置为对象的。在将半导体元件安装在配线基板时不施加 压力的专利文献1的半导体装置和施加压力的倒装片型半导体装置中，产生翘曲的原理是 不同的。因此，专利文献1所记载的方法即使用于倒装片型半导体装置，也无法充分获得降 低多层配线基板的翘曲的效果。本专利技术鉴于上述问题，提供一种能够抑制在倒装法安装时施加的热所导致的多层 配线基板的翘曲，以提高安装到母基板时的连接可靠性的半导体装置。解决问题的手段为了达到上述目的，本专利技术提供的半导体装置包括多层配线基板，含有相互层叠的、大致平板状的至少三层绝缘层；和安装在所述多 层配线基板的一侧主面上的半导体元件，其特征在于， 所述多层配线基板还具有由热传导性比所述绝缘层低的材料构成的绝热部件，所 述绝热部件设置在所述绝缘层的层间的至少一处，或者设置在所述绝缘层中至少一层绝缘 层的一部分上。在本专利技术的半导体装置中，较理想的是，所述多层配线基板包括由所述绝缘层中 的一层所构成的芯基板；层叠于所述芯基板的一侧主面上的至少一层绝缘层；和层叠于所 述芯基板的另一侧主面上的至少一层绝缘层。在此，较理想的是，所述绝热部件是设置在所述绝缘层的层间的至少一处的、大致 平板上的绝热层。另外，所述绝热层为一个，其可以设置在作为所述芯基板的第一绝缘层和 所述半导体元件安装侧的最外的第二绝缘层之间。较理想的是，在所述绝热层中设有连接所述绝热层两个主面的导通部，且 该导通部通过层间电极与分别设置在相邻的所述绝缘层中的导通部电连接。在此，较理想的是，所述绝热部件设置在除最外两层绝缘层之外的所述绝缘层中 的至少一层的靠近所述半导体元件安装位置的部位。又，较理想的是，所述绝热部件设置在第三绝缘层中，所述第三绝缘层位于作为所 述芯基板的第一绝缘层和所述半导体元件安装侧的最外的第二绝缘层之间，且所述绝热部件通过在形成于所述第三绝缘层中与所述半导体元件相对的部位的 第一开口部中填充所述热传导性低的材料而构成。所述绝热部件设置在所述第一绝缘层中，且所述绝热部件可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，该半导体装置包括：多层配线基板，含有相互层叠的、大致平板状的至少三层绝缘层；和安装在所述多层配线基板的一侧主面上的半导体元件，其特征在于，所述多层配线基板还具有由热传导性比所述绝缘层低的材料构成的绝热部件，所述绝热部件设置在所述绝缘层的层间的至少一处，或者设置在所述绝缘层中至少一层绝缘层的一部分上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-12-26 2007-334142一种半导体装置，该半导体装置包括多层配线基板，含有相互层叠的、大致平板状的至少三层绝缘层；和安装在所述多层配线基板的一侧主面上的半导体元件，其特征在于，所述多层配线基板还具有由热传导性比所述绝缘层低的材料构成的绝热部件，所述绝热部件设置在所述绝缘层的层间的至少一处，或者设置在所述绝缘层中至少一层绝缘层的一部分上。2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述多层配线基板包括由所述绝缘 层中的一层所构成的芯基板；层叠于所述芯基板的一侧主面上的至少一层绝缘层；和层叠 于所述芯基板的另一侧主面上的至少一层绝缘层。3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述绝热部件是设置在所述绝缘层 的层间的至少一处的、大致平板上的绝热层。4.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，所述绝热层为一个，其设置在作为所 述芯基板的第一绝缘层和所述半导体元件安装侧的最外的第二绝缘层之间。5.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，在所述绝热层中设有连接所述绝热 层两个主面的导通部，且该导通部通过层间电极与分别设置在相邻的所述绝缘层中的导通部电连接。6.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述绝热部件设置在除最外两层绝 缘层之外的所述绝缘层中的至少一层的靠近所述半导体元件安装位置的部位。7.如权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，所述绝热部件设置在第三绝缘层中， 所述第三绝缘层位于作为所述芯基板的第一绝缘层和所述半导体元件安装侧的最外的第 二绝缘层之间，且所述绝热部件通过在形成于所述第三绝缘层中与所述半导体元件相对的部位的第一 开口部中填充所述热传导性低的材料而构成。8.如权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，所述绝热部件设置在所述第一绝缘 层中，且所述绝热部件通过在形成于所述第一绝缘层的与所述半导体元件相对的部位的第二 开口部中填充所述热传导性低的材料而构成。...

【专利技术属性】
技术研发人员：户村善广，近藤繁，岩濑铁平，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]