JP2004087700A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＦＣＢＧＡの構造の半導体パッケージにおいて放熱性を確保しつつ、コストダウンを図る。
【解決手段】裏面に絶縁物を施し、その上に導電性金属を被着し、搭載する半導体チップのパッド位置に対応して配線およびランドを形成した金属基板と、この金属基板の前記配線の前記ランドとバンプで接合した前記半導体チップと、金属基板とバンプで接合すため、あらかじめ配線や貫通穴、ランドが形成され、また半導体チップ搭載部は凹形状を有し、且つ外部接続用ハンダボールを搭載した基板とで構成されている。
【選択図】 図１
【解決手段】裏面に絶縁物を施し、その上に導電性金属を被着し、搭載する半導体チップのパッド位置に対応して配線およびランドを形成した金属基板と、この金属基板の前記配線の前記ランドとバンプで接合した前記半導体チップと、金属基板とバンプで接合すため、あらかじめ配線や貫通穴、ランドが形成され、また半導体チップ搭載部は凹形状を有し、且つ外部接続用ハンダボールを搭載した基板とで構成されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特にパッケージの基板に熱導電率の良い金属を用いる半導体装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知例の特許第３００５１７７号公報の断面図を図５に示す。これによると、チップ５１はシリコン基板５２に接合され、シリコン基板５２からプリント配線基板５４へ接合されている。
【０００３】
また、現状のＦＣＢＧＡは特開２００１−１５６５０は図６に示されるような構造を有している。すなわち、ＩＣチップ６３のベースと接合してそのＩＣチップ６３を固定する金属放熱板６１と、外部にＢＧＡ実装パッドが形成され内部にＩＣチップの実装用パッドとそのＢＧＡ実装パッドとを接続する配線導体が形成された絶縁層樹脂６４と、ＢＧＡ実装パッドに接合されたＢＧＡはんだバンプ６９とを備え、ＩＣチップの実装用パッドははんだを介することなく直接配線導体に接合されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した公知例の特許第３００５１７７号公報の断面図を図５に示す。この構造であれば、チップの電気的動作に伴う発熱はシリコン基板を通して放熱されるが、シリコン基板の熱伝導率が低いので十分な放熱はできない。放熱が悪くチップの温度が上昇するとチップの電気的動作速度が遅くなったり故障したりする。
【０００５】
また、特開２００１−１５６５０の構造を図６に示す、この構造では絶縁樹脂層または有機基板の製造コストが極めて高くなる。理由は配線とスキマのライン＆スペースがせいぜい２５μまでしか狭くすることが出来ないために、多数のボール（例：１５００〜３０００個）との配線が困難になり、積層有機基板を７層以上にする必要があるという欠点がる。
【０００６】
本発明は、以上の欠点を回避するための方法である。金属基板に配線を形成すると有機基板の１／１０の価格で製造できる。配線層はせいぜい２層で十分である。また、１５００個以上のハンダバンプから金属基板を通して相当の熱が逃げ放熱効果も大きい。くわえて、基板を熱導電率の良い銅やアルミを用いるので十分な放熱ができる、また、銅やアルミは加工性が良いので、上表面に形成した溝により、表面積が約２倍に広がり、さらに放熱が良くなる。従って、チップの正常な動作を確保できる。特に、高速の電気的動作を行うチップでは効果が顕著である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、金属基板の裏面に絶縁物を施し、その上に導電性金属を被着し、搭載する半導体チップのパッド位置に対応して配線およびランドを形成し、前記金属基板の前記配線の前記ランドと前記半導体チップのパッドをバンプで熱圧着や溶融法で接合して、この金属基板をあらかじめ配線や貫通穴、ランドが形成された配線基板やテープ基板にバンプにて接合する、また前記配線基板や前記テープ基板の半導体チップ搭載部は凹形状を有し、前記配線基板や前記テープ基板に外部接続用ハンダボールを搭載接合することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０００８】
また、本発明の半導体装置は、裏面に絶縁物を施し、その上に導電性金属を被着し、搭載する半導体チップのパッド位置に対応して配線およびランドを形成した金属基板と、この金属基板の前記配線の前記ランドとバンプで接合した前記半導体チップと、前記金属基板とバンプで接合すため、あらかじめ配線や貫通穴、ランドが形成され、また半導体チップ搭載部は凹形状を有し、且つ外部接続用ハンダボールを搭載した基板と、を有することを特徴とする。また、前記金属基板の上面には放熱のための表面積を拡大するために厚み方向に複数の矩形もしくは三角形の溝が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の断面図である。銅やアルミ、ステンレス等の金属基板１の上表面には板厚の約半分位の深さまで矩形もしくは三角形の断面形状を有する溝２が金属基板１全面に加工形成されている。金属基板１の厚みは１００μｍ〜１０００μｍ程度である。金属基板１の下表面に酸化物等の絶縁膜３を形成して、その上に蒸着法またはメッキ法により、銅やアルミを材料とする導電性の配線４やランド５を形成する。ランド５の位置はそれぞれ半導体チップ６のパッド７や配線基板であるガラスエポキシ基板８のランド１０、バンプ１１の位置に対応している。チップ６と金属基板１を金またはハンダで形成したバンプ１１にて熱溶融および圧着にて接合する。金属基板１とガラスエポキシ基板８またはテープ基板はそれぞれ対応するランド１０の部分をハンダで接合する。半導体チップ６裏面はガラスエポキシ基板８もしくはテープ基板（図示せず）にあらかじめ形成された凹部１２で接着剤１３にて接合する。金属基板１とガラスエポキシ基板８の隙間には絶縁性の接着剤樹脂１４を注入する。これにより、チップと金属基板１、ガラスエポキシ基板８の接合性を十分確保する。ガラスエポキシ基板８またはテープ基板のランド１５には外部接続用ハンダボール１６を搭載接合する。
【００１０】
次に本発明の製造方法を図２以降の図面で説明する。図２は金属基板１の断面図である。金属基板１上表面に機械的加工もしくはエッチング等の化学的加工により矩形もしくは三角形等の断面形状を有する溝２を板厚の半分程度まで板全面に形成する。金属基板１の下表面には酸化物等で絶縁膜３を形成し、蒸着法やメッキ法で配線４やランド５を形成する。
【００１１】
図３は金属基板１の下側に半導体チップ６のパッドと金属基板１のランドをハンダや金等でバンプを形成し熱圧着で接合する。
【００１２】
図４は上記半導体チップ６を搭載接合した金属基板１をガラスエポキシ基板８にハンダ等で接合する。半導体チップ裏面とガラスエポキシ基板は、ガラスエポキシ基板に形成された凹部を接着剤で接合する。金属基板１とガラスエポキシ基板８、半導体チップ６の隙間には絶縁性の接着樹脂１４を注入する。前出の図１が完成した半導体装置の断面図である。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、金属基板１に拡散の手法で配線を形成すると有機基板の１／１０の価格で製造できる。配線層は２層で十分である。また、１５００個以上のハンダバンプから金属基板を通して相当の熱が逃げ放熱効果も大きいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態における製造方法の金属基板の断面図である。
【図３】第１の実施形態におけるチップ搭載時の断面図である。
【図４】本発明のガラスエポキシ基板への接合時の断面図である。
【図５】第１の従来例の構成を示す断面図である。
【図６】第２の従来例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 金属基板
２ 溝
３ 絶縁膜
４ 配線
５ ランド
６ 半導体チップ
７ パッド
８ ガラスエポキシ基板
１０ ランド
１１ バンプ
１２ 凹部
１４ 絶縁性の接着剤樹脂
１５ ランド
１６ 外部接続用ハンダボール
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特にパッケージの基板に熱導電率の良い金属を用いる半導体装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知例の特許第３００５１７７号公報の断面図を図５に示す。これによると、チップ５１はシリコン基板５２に接合され、シリコン基板５２からプリント配線基板５４へ接合されている。
【０００３】
また、現状のＦＣＢＧＡは特開２００１−１５６５０は図６に示されるような構造を有している。すなわち、ＩＣチップ６３のベースと接合してそのＩＣチップ６３を固定する金属放熱板６１と、外部にＢＧＡ実装パッドが形成され内部にＩＣチップの実装用パッドとそのＢＧＡ実装パッドとを接続する配線導体が形成された絶縁層樹脂６４と、ＢＧＡ実装パッドに接合されたＢＧＡはんだバンプ６９とを備え、ＩＣチップの実装用パッドははんだを介することなく直接配線導体に接合されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した公知例の特許第３００５１７７号公報の断面図を図５に示す。この構造であれば、チップの電気的動作に伴う発熱はシリコン基板を通して放熱されるが、シリコン基板の熱伝導率が低いので十分な放熱はできない。放熱が悪くチップの温度が上昇するとチップの電気的動作速度が遅くなったり故障したりする。
【０００５】
また、特開２００１−１５６５０の構造を図６に示す、この構造では絶縁樹脂層または有機基板の製造コストが極めて高くなる。理由は配線とスキマのライン＆スペースがせいぜい２５μまでしか狭くすることが出来ないために、多数のボール（例：１５００〜３０００個）との配線が困難になり、積層有機基板を７層以上にする必要があるという欠点がる。
【０００６】
本発明は、以上の欠点を回避するための方法である。金属基板に配線を形成すると有機基板の１／１０の価格で製造できる。配線層はせいぜい２層で十分である。また、１５００個以上のハンダバンプから金属基板を通して相当の熱が逃げ放熱効果も大きい。くわえて、基板を熱導電率の良い銅やアルミを用いるので十分な放熱ができる、また、銅やアルミは加工性が良いので、上表面に形成した溝により、表面積が約２倍に広がり、さらに放熱が良くなる。従って、チップの正常な動作を確保できる。特に、高速の電気的動作を行うチップでは効果が顕著である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、金属基板の裏面に絶縁物を施し、その上に導電性金属を被着し、搭載する半導体チップのパッド位置に対応して配線およびランドを形成し、前記金属基板の前記配線の前記ランドと前記半導体チップのパッドをバンプで熱圧着や溶融法で接合して、この金属基板をあらかじめ配線や貫通穴、ランドが形成された配線基板やテープ基板にバンプにて接合する、また前記配線基板や前記テープ基板の半導体チップ搭載部は凹形状を有し、前記配線基板や前記テープ基板に外部接続用ハンダボールを搭載接合することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０００８】
また、本発明の半導体装置は、裏面に絶縁物を施し、その上に導電性金属を被着し、搭載する半導体チップのパッド位置に対応して配線およびランドを形成した金属基板と、この金属基板の前記配線の前記ランドとバンプで接合した前記半導体チップと、前記金属基板とバンプで接合すため、あらかじめ配線や貫通穴、ランドが形成され、また半導体チップ搭載部は凹形状を有し、且つ外部接続用ハンダボールを搭載した基板と、を有することを特徴とする。また、前記金属基板の上面には放熱のための表面積を拡大するために厚み方向に複数の矩形もしくは三角形の溝が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の断面図である。銅やアルミ、ステンレス等の金属基板１の上表面には板厚の約半分位の深さまで矩形もしくは三角形の断面形状を有する溝２が金属基板１全面に加工形成されている。金属基板１の厚みは１００μｍ〜１０００μｍ程度である。金属基板１の下表面に酸化物等の絶縁膜３を形成して、その上に蒸着法またはメッキ法により、銅やアルミを材料とする導電性の配線４やランド５を形成する。ランド５の位置はそれぞれ半導体チップ６のパッド７や配線基板であるガラスエポキシ基板８のランド１０、バンプ１１の位置に対応している。チップ６と金属基板１を金またはハンダで形成したバンプ１１にて熱溶融および圧着にて接合する。金属基板１とガラスエポキシ基板８またはテープ基板はそれぞれ対応するランド１０の部分をハンダで接合する。半導体チップ６裏面はガラスエポキシ基板８もしくはテープ基板（図示せず）にあらかじめ形成された凹部１２で接着剤１３にて接合する。金属基板１とガラスエポキシ基板８の隙間には絶縁性の接着剤樹脂１４を注入する。これにより、チップと金属基板１、ガラスエポキシ基板８の接合性を十分確保する。ガラスエポキシ基板８またはテープ基板のランド１５には外部接続用ハンダボール１６を搭載接合する。
【００１０】
次に本発明の製造方法を図２以降の図面で説明する。図２は金属基板１の断面図である。金属基板１上表面に機械的加工もしくはエッチング等の化学的加工により矩形もしくは三角形等の断面形状を有する溝２を板厚の半分程度まで板全面に形成する。金属基板１の下表面には酸化物等で絶縁膜３を形成し、蒸着法やメッキ法で配線４やランド５を形成する。
【００１１】
図３は金属基板１の下側に半導体チップ６のパッドと金属基板１のランドをハンダや金等でバンプを形成し熱圧着で接合する。
【００１２】
図４は上記半導体チップ６を搭載接合した金属基板１をガラスエポキシ基板８にハンダ等で接合する。半導体チップ裏面とガラスエポキシ基板は、ガラスエポキシ基板に形成された凹部を接着剤で接合する。金属基板１とガラスエポキシ基板８、半導体チップ６の隙間には絶縁性の接着樹脂１４を注入する。前出の図１が完成した半導体装置の断面図である。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、金属基板１に拡散の手法で配線を形成すると有機基板の１／１０の価格で製造できる。配線層は２層で十分である。また、１５００個以上のハンダバンプから金属基板を通して相当の熱が逃げ放熱効果も大きいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態における製造方法の金属基板の断面図である。
【図３】第１の実施形態におけるチップ搭載時の断面図である。
【図４】本発明のガラスエポキシ基板への接合時の断面図である。
【図５】第１の従来例の構成を示す断面図である。
【図６】第２の従来例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 金属基板
２ 溝
３ 絶縁膜
４ 配線
５ ランド
６ 半導体チップ
７ パッド
８ ガラスエポキシ基板
１０ ランド
１１ バンプ
１２ 凹部
１４ 絶縁性の接着剤樹脂
１５ ランド
１６ 外部接続用ハンダボール
Claims (7)
- 金属基板の裏面に絶縁物を施し、その上に導電性金属を被着し、搭載する半導体チップのパッド位置に対応して配線およびランドを形成し、前記金属基板の前記配線の前記ランドと前記半導体チップのパッドをバンプで熱圧着や溶融法で接合して、この金属基板をあらかじめ配線や貫通穴、ランドが形成された配線基板やテープ基板にバンプにて接合する、また前記配線基板や前記テープ基板の半導体チップ搭載部は凹形状に形成し、前記配線基板や前記テープ基板に外部接続用ハンダボールを搭載接合することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 裏面に絶縁物を施し、その上に導電性金属を被着し、搭載する半導体チップのパッド位置に対応して配線およびランドを形成した金属基板と、この金属基板の前記配線の前記ランドとバンプで接合した前記半導体チップと、前記金属基板とバンプで接合すため、あらかじめ配線や貫通穴、ランドが形成され、また半導体チップ搭載部は凹形状を有し、且つ外部接続用ハンダボールを搭載した基板と、を有することを特徴とする半導体装置。
- 前記金属基板の上面には放熱のための表面積を拡大するために厚み方向に複数の矩形もしくは三角形の溝が形成されていることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
- 前記金属基板が銅で構成されることを特徴とする請求項２または３記載の半導体装置。
- 前記金属基板がアルミで構成されることを特徴とする請求項２または３記載の半導体装置。
- 前記基板がガラスエポキシ基板であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
- 前記基板がテープ基板であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002245484A JP2004087700A (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002245484A JP2004087700A (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004087700A true JP2004087700A (ja) | 2004-03-18 |
Family
ID=32053661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002245484A Pending JP2004087700A (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004087700A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009021583A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-29 | Honeywell Internatl Inc | ダイ装着応力遮断構造 |
| CN103165476A (zh) * | 2011-12-15 | 2013-06-19 | 英飞凌科技股份有限公司 | 集成电路封装以及封装方法 |
| US9105562B2 (en) | 2011-05-09 | 2015-08-11 | Infineon Technologies Ag | Integrated circuit package and packaging methods |
| US9269685B2 (en) | 2011-05-09 | 2016-02-23 | Infineon Technologies Ag | Integrated circuit package and packaging methods |
| US9425116B2 (en) | 2011-05-09 | 2016-08-23 | Infineon Technologies Ag | Integrated circuit package and a method for manufacturing an integrated circuit package |
| JP2017510076A (ja) * | 2014-03-31 | 2017-04-06 | マイクロン テクノロジー， インク． | 改良された熱性能を有する積層半導体ダイアセンブリならびに関連するシステムおよび方法 |
-
2002
- 2002-08-26 JP JP2002245484A patent/JP2004087700A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009021583A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-29 | Honeywell Internatl Inc | ダイ装着応力遮断構造 |
| US9105562B2 (en) | 2011-05-09 | 2015-08-11 | Infineon Technologies Ag | Integrated circuit package and packaging methods |
| US9269685B2 (en) | 2011-05-09 | 2016-02-23 | Infineon Technologies Ag | Integrated circuit package and packaging methods |
| US9425116B2 (en) | 2011-05-09 | 2016-08-23 | Infineon Technologies Ag | Integrated circuit package and a method for manufacturing an integrated circuit package |
| CN103165476A (zh) * | 2011-12-15 | 2013-06-19 | 英飞凌科技股份有限公司 | 集成电路封装以及封装方法 |
| JP2017510076A (ja) * | 2014-03-31 | 2017-04-06 | マイクロン テクノロジー， インク． | 改良された熱性能を有する積層半導体ダイアセンブリならびに関連するシステムおよび方法 |
| US10461059B2 (en) | 2014-03-31 | 2019-10-29 | Micron Technology, Inc. | Stacked semiconductor die assemblies with improved thermal performance and associated systems and methods |
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Legal Events
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