JP2011044478A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】熱膨張によって半導体装置に生じる反り、及び外部電極の破損を低減し、半導体装置の信頼性の向上を図る。
【解決手段】一面に電極パッド5aが設けられた半導体チップ5と、一面に接続パッドが設けられたサブ配線基板6と、電極パッド5aと接続パッド6aとを電気的に接続する接続部材と、一面にサブ配線基板6が搭載され、サブ配線基板6の接続パッド6aと電気的に接続される外部端子11が設けられたメイン配線基板7と、半導体チップ5の外周全体を覆って設けられ、メイン配線基板7の一面側に半導体チップ5を固定する封止樹脂材9と、を備える。サブ配線基板6は、メイン配線基板7の厚み方向において、メイン配線基板7と半導体チップ5との間に位置されている。
【選択図】図2An object of the present invention is to reduce the warpage of a semiconductor device due to thermal expansion and the damage of an external electrode, thereby improving the reliability of the semiconductor device.
A semiconductor chip provided with an electrode pad on one side; a sub-wiring substrate on which a connection pad is provided on one side; a connection member for electrically connecting the electrode pad and the connection pad; A sub-wiring board 6 is mounted on one surface, and a main wiring board 7 provided with external terminals 11 that are electrically connected to connection pads 6a of the sub-wiring board 6 is provided, covering the entire outer periphery of the semiconductor chip 5, And a sealing resin material 9 for fixing the semiconductor chip 5 on one surface side of the main wiring board 7. The sub wiring board 6 is located between the main wiring board 7 and the semiconductor chip 5 in the thickness direction of the main wiring board 7.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、半導体チップが配線基板に実装されてなる半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a wiring board and a method for manufacturing the same.
従来、BGA(Ball Grid Array)型の半導体装置は、一面に複数の接続パッドを有し、他面に接続パッドと電気的に接続された複数のランドとを有する配線基板と、配線基板の一面に搭載された半導体チップと、半導体チップの電極パッドと配線基板の接続パッドとを電気的に接続するワイヤと、少なくとも半導体チップとワイヤを覆う絶縁性樹脂からなる封止体と、配線基板のランドに設けられた外部端子(半田ボール)とを備えて構成されている。このような本発明に関連する半導体装置は、例えば特許文献1、2に記載されている。
Conventionally, a BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device has a wiring board having a plurality of connection pads on one surface and a plurality of lands electrically connected to the connection pads on the other surface, and one surface of the wiring substrate. A semiconductor chip mounted on the semiconductor chip, a wire for electrically connecting the electrode pad of the semiconductor chip and the connection pad of the wiring board, a sealing body made of an insulating resin covering at least the semiconductor chip and the wire, and a land of the wiring board And external terminals (solder balls) provided on the board. Such semiconductor devices related to the present invention are described in
また、例えば特許文献3には、半導体チップが実装されるマルチチップモジュール基板と、半導体チップとワイヤを介して電気的に接続されるサブ基板とを備える半導体装置が開示されている。この半導体装置は、半導体チップが電気的に接続されたサブ基板が、マルチチップモジュール基板上に実装されている。 For example, Patent Document 3 discloses a semiconductor device including a multichip module substrate on which a semiconductor chip is mounted, and a sub-substrate that is electrically connected to the semiconductor chip via a wire. In this semiconductor device, a sub substrate to which a semiconductor chip is electrically connected is mounted on a multichip module substrate.
ところで、上述した特許文献1、2の構成では、半導体チップが配線基板上に接着材などによって固定されているので、半導体チップと配線基板との熱膨張係数の差に起因する応力が発生し、半導体装置の信頼性を低下させる恐れがある。
By the way, in the structure of
さらに、特許文献1、2の構成では、半導体チップが配線基板上に接着されて固定されているので、配線基板における半導体チップが搭載されているエリアと、配線基板における半導体チップが無いエリアとの境界、特に半導体チップの外周部の4つの角部に応力が集中してしまう問題がある。このような応力の集中が生じることによって、半導体チップの4つの角部の下方に配置される外部端子(半田ボール)が破損してしまい、半導体装置を実装基板上に実装する二次実装時の信頼性も低下させる恐れがある。
Further, in the configurations of
また、特許文献1、2においては、半導体チップが配線基板上に接着固定されているので、半導体チップと配線基板との熱膨張係数の差によって、半導体装置にソリが発生する問題がある。さらに、半導体装置に生じたソリの状態によっては、半導体装置の実装精度の悪化を招いたり、実装基板と外部端子との接続不良が発生したりする恐れがある。
Further, in
また、特許文献3では、配線基板に搭載された半導体チップの一部、半導体チップと配線基板との間隙が、封止樹脂で覆われずに露出されている。このため、半導体チップとしてDRAM(Dynamic Random Access Memory)が用いられた場合には、半導体チップの周囲において、封止樹脂の熱膨張の差による応力が異なることで、リフレッシュ特性が劣化する恐れがあった。 Further, in Patent Document 3, a part of a semiconductor chip mounted on a wiring board, and a gap between the semiconductor chip and the wiring board are exposed without being covered with a sealing resin. For this reason, when a DRAM (Dynamic Random Access Memory) is used as a semiconductor chip, the refresh characteristics may be deteriorated due to the difference in stress due to the difference in thermal expansion of the sealing resin around the semiconductor chip. It was.
また、特許文献3では、半導体チップの一部が封止樹脂で覆われていないので、半導体装置の耐湿性の低下や、半導体装置の機械的強度が低下する恐れがある。 Further, in Patent Document 3, since a part of the semiconductor chip is not covered with the sealing resin, there is a possibility that the moisture resistance of the semiconductor device is lowered and the mechanical strength of the semiconductor device is lowered.
本発明は、上述のような課題を解決するものである。 The present invention solves the above-described problems.
本発明の半導体装置の一態様によれば、一面に電極パッドが設けられた半導体チップと、一面に接続パッドが設けられたサブ配線基板と、電極パッドと接続パッドとを電気的に接続する接続部材と、一面にサブ配線基板が搭載され、サブ配線基板の接続パッドと電気的に接続される外部端子が設けられたメイン配線基板と、半導体チップの外周全体を覆って設けられ、メイン配線基板の一面側に半導体チップを固定する固定材と、を備える。サブ配線基板は、メイン配線基板の厚み方向において、メイン配線基板と半導体チップとの間に位置されている。 According to one aspect of the semiconductor device of the present invention, a semiconductor chip provided with an electrode pad on one surface, a sub-wiring substrate provided with a connection pad on one surface, and a connection for electrically connecting the electrode pad and the connection pad. A main wiring board on which a sub wiring board is mounted on one side and provided with external terminals that are electrically connected to connection pads of the sub wiring board; and a main wiring board that covers the entire outer periphery of the semiconductor chip. And a fixing material for fixing the semiconductor chip to the one surface side. The sub wiring board is located between the main wiring board and the semiconductor chip in the thickness direction of the main wiring board.
以上のように構成した本発明に係る半導体装置は、メイン配線基板の一面と半導体チップとの間に固定材が配置され、半導体チップがメイン配線基板の一面上に直接固定されないように構成されている。この構成によって、半導体チップとメイン配線基板との熱膨張係数の差によって生じる応力が低減され、半導体装置の反りが低減される。さらに、この構成によって、半導体チップの外周近傍に配置される外部端子に作用する応力が低減されるので、外部端子の破損が低減される。 The semiconductor device according to the present invention configured as described above is configured such that a fixing material is disposed between one surface of the main wiring substrate and the semiconductor chip, and the semiconductor chip is not directly fixed on one surface of the main wiring substrate. Yes. With this configuration, the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor chip and the main wiring board is reduced, and the warpage of the semiconductor device is reduced. Further, with this configuration, the stress acting on the external terminals arranged in the vicinity of the outer periphery of the semiconductor chip is reduced, so that damage to the external terminals is reduced.
また、本発明に係る半導体装置は、半導体チップの外周全体、つまり半導体チップの外周面の全てが固定材で覆われることによって、半導体装置の耐湿性及び機械的強度が向上される。また、半導体チップの外周面の全てが固定材で覆われることによって、固定材の熱膨張等によって半導体チップに加わる応力を、半導体チップの周囲において均等に作用させることが可能になる。したがって、半導体装置の信頼性が向上される。 In the semiconductor device according to the present invention, the entire outer periphery of the semiconductor chip, that is, the entire outer peripheral surface of the semiconductor chip is covered with the fixing material, so that the moisture resistance and mechanical strength of the semiconductor device are improved. Further, since the entire outer peripheral surface of the semiconductor chip is covered with the fixing material, the stress applied to the semiconductor chip due to the thermal expansion of the fixing material can be applied uniformly around the semiconductor chip. Therefore, the reliability of the semiconductor device is improved.
上述したように本発明によれば、熱膨張によって半導体装置に生じる反り、外部電極の破損の発生を低減し、半導体装置の信頼性を向上することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the occurrence of warpage in the semiconductor device due to thermal expansion and the breakage of the external electrode, and improve the reliability of the semiconductor device.
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施例)
図1は、第1の実施例のBGA型の半導体装置の一部を切り欠いて示す平面図である。図2は、第1の実施形態の半導体装置を示す断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing a BGA type semiconductor device according to the first embodiment with a part thereof cut away. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the semiconductor device of the first embodiment.
図1及び図2に示すように、第1の実施例の半導体装置1は、半導体チップ5と、ワイヤ8を介して半導体チップ5と電気的に接続されるサブ配線基板6と、サブ配線基板6が実装されるメイン配線基板7と、メイン配線基板7に半導体チップ5を固定する封止樹脂材9と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
半導体チップ5の一面(表(おもて)面)には、例えば論理回路或いは記憶回路などの所定回路が形成されている。また、半導体チップ5の表面の外周近傍位置には複数の電極パッド5aが形成されており、電極パッド5aを除く半導体チップ5の表面に、図示しないパッシベーション膜が形成されることよって、回路形成面である表面が保護されている。
On one surface (front surface) of the
メイン配線基板7は、所定の配線が形成された略四角形に形成され、厚さが例えば0.2mm程度のガラスエポキシ基板である。メイン配線基板7は、基材の両面に所定の配線が形成されており、配線が、図示しない絶縁膜、例えばソルダーレジストで部分的に覆われている。メイン配線基板7の一面(表面)の配線のソルダーレジストから露出された部分には、複数の接続パッド7aが形成されている。また、メイン配線基板7の表面の反対側の他面(裏面)には、配線のソルダーレジストから露出された部分に複数のランド7bが形成されている。そして、接続パッド7aとこの接続パッド7aに対応するランド7bとは、図2に示すように、メイン配線基板7の配線7cによってそれぞれ電気的に接続されている。また、複数のランド7bには、それぞれ外部端子11を構成する半田ボールがそれぞれ搭載されており、外部端子11が所定の間隔で格子状に配置されている。
The
メイン配線基板7の表面上には、サブ配線基板6が搭載されている。サブ配線基板6は、例えば厚さが0.2mm程度に形成されたガラスエポキシ基板である。サブ配線基板6は、半導体チップ5の外形よりもやや大きな開口部13を有する略四角形の枠状に形成されており、所定の配線が形成されている。また、サブ配線基板6には、メイン配線基板7と同様に、複数の接続パッド6aと、これら接続パッド6aと電気的に接続されたランド6bとが形成されている。そして、サブ配線基板6のランド6bと、メイン配線基板7の接続パッド7aとは、それぞれバンプ電極12を介して、電気的に接続されている。
A
そして、サブ配線基板6の開口部13の上方の位置には、半導体チップ5が配置されている。半導体チップ5は、サブ配線基板6の一面(表面)に平行な平面において、開口部13内に配置されている。また、メイン配線基板7の厚み方向において、サブ配線基板6の表面と半導体チップ5の表面の反対側の他面(裏面)との間に間隙が設けられている。このように、開口部13の上方に半導体チップ5が配置されると共に、上述の間隙が設けられることで、製造時に封止樹脂材9が半導体チップ5の周囲に円滑に行き渡らせることができる。
The
また、半導体チップ5の電極パッド5aは、電極パッド5aとそれぞれ対応するサブ配線基板6の接続パッド6aと、接続部材としての導電性を有するワイヤ8によって結線されることで、電気的に接続されている。ワイヤ8は例えばAu、Cu等からなる。
Further, the
また、メイン配線基板7の表面には、半導体チップ5、サブ配線基板6及びワイヤ8のそれぞれの外周全体を覆うように、封止樹脂材9が設けられている。封止樹脂材9は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなり、封止樹脂材9がメイン配線基板7の表面と半導体チップ5の裏面との間にも充填されて配置されることで、半導体チップ5がメイン配線基板7の上方位置に保持されている。
A sealing resin material 9 is provided on the surface of the
上述のように、本実施例の半導体装置1は、表面(一面)に電極パッド5aが設けられた半導体チップ5と、表面(一面)に接続パッド6aが設けられたサブ配線基板6と、電極パッド5aと接続パッド6aとを電気的に接続するワイヤ8(接続部材)と、表面(一面)にサブ配線基板6が搭載され、サブ配線基板6の接続パッド6aと電気的に接続される外部端子11が設けられたメイン配線基板7と、半導体チップ5の外周全体を覆って設けられ、メイン配線基板7の表面(一面)側に半導体チップ5を固定する封止樹脂材9(固定材)と、を備える。そして、サブ配線基板6は、メイン配線基板7の厚み方向において、メイン配線基板7と半導体チップ5との間に位置されている。言い換えれば、ワイヤ8(接続部材)は、半導体チップ5の電極パッド6aから半導体チップ5の厚み方向に跨って延ばされてサブ配線基板6の接続パッド6aに連結されている。
As described above, the
この構成のように、メイン配線基板7の表面と半導体チップ5の裏面との間に封止樹脂材9が配置され、半導体チップ5がメイン配線基板7の表面上に直接接着されて固定されないように構成されたことによって、例えば外部電極11を形成するリフロー工程などにおいて、半導体チップ5とメイン配線基板7との熱膨張係数の差によって生じる応力が低減され、半導体装置1の信頼性を向上することができる。さらに、本実施例では、半導体チップ5がメイン配線基板7の表面上に直接接着されて固定されていないように構成されたことによって、半導体チップ5の外周の4つの角部の下方近傍位置に配置される各外部端子11に作用する応力が低減されるので、外部端子11の破損が低減され、半導体装置1を実装基板などに二次的に実装するときの信頼性も向上できる。
As in this configuration, the sealing resin material 9 is disposed between the front surface of the
また、本実施例では、半導体チップ5がメイン配線基板7の表面上に直接接着されて固定されないように構成されたことによって、半導体チップ5とメイン配線基板7との熱膨張係数の差によって生じる半導体装置1の反りを低減することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施例では、サブ配線基板6を用いることによって、メイン配線基板7と半導体チップ5との間が中空(非接触)となり、半導体チップ5の周囲全面に封止樹脂材9を配置することができると共に、メイン配線基板7における半導体チップ5の直下の位置に外部端子11が配置されたFAN−IN構造を採ることが可能となる。
Further, in this embodiment, by using the
また、半導体チップ5の外周面の全てが封止樹脂材9で覆われるように構成されたことによって、半導体装置1の耐湿性及び機械的強度を向上できる。また、半導体チップ5がDRAM(Dynamic Random Access Memory)である場合には、半導体チップ5の外周面の全てが封止樹脂材9で覆われたことによって、封止樹脂材9の熱膨張等によって半導体チップ5に加わる応力が均等化される。このため、半導体装置1のリフレッシュ特性の劣化を低減でき、リフレッシュ特性を向上することができる。
In addition, since the entire outer peripheral surface of the
次に、第1の実施例の半導体装置の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment will be described.
図3は、半導体チップ5とサブ配線基板6とのワイヤボンディング工程を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a wire bonding step between the
まず、本実施例の製造方法では、半導体チップ5をサブ配線基板6にワイヤ8を介して電気的に接続するワイヤボンディング工程が行われる。このワイヤボンディング工程では、図3(a)に示すように、半導体チップ5及びサブ配線基板6がそれぞれ載せられる載置台としてのワイヤボンディングステージ21が用いられる。
First, in the manufacturing method of the present embodiment, a wire bonding step is performed in which the
ワイヤボンディングステージ21は、図3(a)及び図3(b1)に示すように、半導体チップ5が載せられるチップ載置面22と、サブ配線基板6が載置される基板載置面23とを有している。このワイヤボンディングステージ21は、半導体チップ5の厚み方向において、チップ載置面22に載せられた半導体チップ5の裏面が、基板載置面23に載せられたサブ配線基板6の表面よりも上方に位置するように、チップ載置面22及び基板載置面23が形成されている。
As shown in FIGS. 3A and 3B1, the
また、ボンディングステージ21のチップ載置面22には吸着孔25が設けられており、チップ載置面22に搭載された半導体チップ5が吸着されて保持されるように構成されている。図示しないが、基板載置面23に、チップ載置面22と同様の吸着穴が設けられ、サブ配線基板6が吸着保持されてもよい。また、基板載置面23には、サブ配線基板6のランド6bに設けられたバンプ電極との接触を避けるための凹部が形成されている。
Further, the
また、ワイヤボンディングステージ21は、図3(b2)に示すように、ワイヤ8を支持する支持部としての支持壁24が、チップ載置面22と基板載置面23との間に設けられてもよい。支持壁24は、半導体チップ5の外周に沿って環状に形成されており、支持壁24の上端面が、半導体チップ5の表面の位置よりも上方まで突出されている。このような支持壁24を有するワイヤボンディングステージ21を用いることで、支持壁24によってワイヤ8の長さ方向の途中が支持されるので、ワイヤ8が半導体チップ5の外周部に接触することなく良好に湾曲された形状に形成することが可能になり、半導体チップ5の外周全体、ワイヤ8の外周全体に封止樹脂材9を円滑に行き渡らせることが可能になる。なお、ワイヤボンディングステージ21の代わりに、同様に構成された治具が用いられてもよいことは勿論である。
Further, as shown in FIG.
このように構成されたボンディングステージ21を用いて、図3(a)に示すように、チップ載置面22が形成された突出部を、サブ配線基板6の開口部13内に配置するように、枠状のサブ配線基板6の裏面側をボンディングステージ21のチップ載置面上に搭載して保持する。続いて、ボンディングステージのチップ載置面22上に半導体チップ5を搭載して保持する。
Using the thus configured bonding
つぎに、図3(b1)及び図3(b2)に示すように、ボンディングステージ21上に保持された半導体チップ5の電極パッド5aと、サブ配線基板6の接続パッド6aとを、それぞれ導電性のワイヤ8によって結線して電気的に接続する。
Next, as shown in FIGS. 3B1 and 3B2, the
半導体チップ5の電極パッド5aに対応する全てのワイヤ接続が完了した後、ボンディングステージ21から取り外すことで、図3(c)及び図4に示すように、半導体チップ5がワイヤ接続されたサブ配線基板6が得られる。このとき、半導体チップ5は、複数のワイヤ8による張力によってサブ配線基板6の上方に保持されている。
After all the wire connections corresponding to the
図5は、第1の実施例の半導体装置1の製造工程を説明するための断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the
まず、本実施例に用いられる配線母基板は、MAP(Mold Array Process)方式で処理されるものであり、複数の製品形成部がマトリクス状に配置されている。製品形成部は、配線母基板が切断、分離された後に、上述したメイン配線基板7となる部位で、メイン配線基板7と同様の構成であるので、説明を省略する。また、マトリックス状に配置された製品形成部の周囲には、枠部が設けられている。枠部には、図示しない位置決め孔が所定の間隔で設けられており、配線母基板の搬送、位置決めが可能に構成されている。また、製品形成部間の領域に、ダイシングラインDLが含まれている。まず、図5(a)に示すように、複数のメイン配線基板7を構成する配線母基板が準備される。
First, the wiring mother board used in this embodiment is processed by a MAP (Mold Array Process) method, and a plurality of product forming portions are arranged in a matrix. The product forming portion has the same configuration as that of the
次に、配線母基板は、サブ基板搭載工程に移行される。図5(b)に示すように、配線母基板の主面上には、半導体チップ5がワイヤ接続されたサブ配線基板6が、フリップチップ実装されることで、各サブ配線基板6が各製品形成部にそれぞれ搭載される。
Next, the wiring mother board is transferred to a sub-board mounting process. As shown in FIG. 5B, the
フリップチップ実装では、例えばフリップチップボンダー(不図示)のボンディングツールを用いてサブ配線基板6の表面の外周部を保持し、サブ配線基板6の裏面のランド6bに形成されたバンプ電極12を、製品形成部の接続パッド6a上に超音波熱圧着することで搭載される。バンプ電極12としては、例えばAu等からなるスタッドバンプが用いられる。なお、ボンディングツールの先端には、図示しないが、半導体チップ5及びワイヤ8との接触を避けるための凹部が形成されており、ワイヤ8を変形させないようにサブ配線基板6を保持することが可能にされている。続いて、サブ配線基板6が搭載された配線母基板は、封止工程に移行される。
In flip chip mounting, for example, a bonding tool of a flip chip bonder (not shown) is used to hold the outer peripheral portion of the front surface of the
封止工程では、図5(c)に示すように、配線母基板の表面に、複数の製品形成部に跨って一体的な封止体が、封止樹脂材9によって形成される。この封止工程では、例えばコンプレッションモールド装置(不図示)が用いられる。コンプレッションモールド装置が有する成形金型の上型に、配線母基板の裏面を吸着保持させることで、配線母基板がセットされる。 In the sealing step, as shown in FIG. 5C, an integrated sealing body is formed on the surface of the wiring mother board by the sealing resin material 9 across the plurality of product forming portions. In this sealing step, for example, a compression mold apparatus (not shown) is used. The wiring mother board is set by attracting and holding the back surface of the wiring mother board to the upper mold of the molding die included in the compression molding apparatus.
そして、コンプレッションモールド装置が有する成形金型の下型には、フィルムを介して、顆粒状の封止樹脂材、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が所定量、供給されて、下型が所定温度まで加熱され、顆粒状の封止樹脂材9が溶融される。その後、配線母基板の他面を吸着保持した上型を下型に向かって下降させて、配線母基板の表面側を、溶融された封止樹脂材9に浸漬させる。そして、コンプレッションモールド装置の上型と下型によって封止樹脂材9を圧縮することで、配線母基板上の所定部分に封止樹脂材9を充填する。 Then, a predetermined amount of a thermosetting resin such as an epoxy resin or the like is supplied to the lower mold of the molding mold included in the compression mold apparatus via the film, and the lower mold is predetermined. Heated to temperature, the granular sealing resin material 9 is melted. Thereafter, the upper die holding the other surface of the wiring mother board is lowered toward the lower die, and the surface side of the wiring mother board is immersed in the molten sealing resin material 9. Then, the sealing resin material 9 is compressed by the upper mold and the lower mold of the compression mold apparatus, thereby filling the predetermined portion on the wiring mother board with the sealing resin material 9.
本実施例では、コンプレッションモールド装置を用いて封止樹脂材9を加圧して充填する方法を用いることによって、半導体チップ5の側面から封止樹脂材9を流し込ませていないので、封止樹脂材9の流し込み時のワイヤ流れを発生させることなく、配線母基板に複数のワイヤ8で吊り下げられた半導体チップ5の全ての外周面、及びメイン配線基板7とサブ配線基板6との電気的接続部に封止樹脂材9を円滑に充填させることができる。
In this embodiment, since the sealing resin material 9 is not poured from the side surface of the
そして、封止樹脂材9を例えば180℃程度の所定の温度で熱硬化させることによって、図5(c)に示すように、配線母基板上に、封止樹脂材9によって封止体が形成される。複数の製品形成部を一括して覆うように封止することで、配線母基板に、外形の寸法精度が良い封止体を効率的に形成することができる。 Then, by sealing the sealing resin material 9 at a predetermined temperature of about 180 ° C., for example, a sealing body is formed by the sealing resin material 9 on the wiring motherboard as shown in FIG. Is done. By sealing so as to cover a plurality of product forming portions at once, a sealing body with good dimensional accuracy of the outer shape can be efficiently formed on the wiring mother board.
次に、封止体が形成された配線母基板は、ボールマウント工程に移行される。図5(d)に示すように、配線母基板の裏面に格子状に配置された複数のランド上に、導電性を有する半田ボールを搭載することで、外部端子11を形成する。
Next, the wiring mother board on which the sealing body is formed is transferred to a ball mounting process. As shown in FIG. 5D,
ボールマウント工程では、配線母基板上のランドの配置に合わせて複数の吸着孔が形成されたマウントツール(不図示)を用いて、例えば半田等からなる半田ボールをマウントツールで保持し、保持された半田ボールにフラックスを転写形成し、製品形成部のランドに一括搭載する。全ての製品形成部に半田ボールを搭載した後、配線母基板をリフロー工程で加熱することで外部端子11が形成される。
In the ball mounting process, using a mounting tool (not shown) in which a plurality of suction holes are formed in accordance with the arrangement of lands on the wiring mother board, for example, a solder ball made of solder or the like is held by the mounting tool. Flux is transferred to the solder balls and mounted on the lands in the product formation area. After mounting the solder balls on all the product forming portions, the
次に、外部端子11が形成された配線母基板は、基板ダイシング工程に移行され、図5(e)に示すように、配線母基板をダイシングラインに沿って切断し、製品搭載部毎にそれぞれ分離する。この基板ダイシング工程では、配線母基板の封止体側をダイシングテープ29上に載せて接着し、ダイシングテープ29によって配線母基板を固定する。その後、ダイシング装置(不図示)のダイシングブレードを用いて、配線母基板をダイシングラインに沿って縦横方向に切断して、個々の製品形成部毎に切断して、分離する。切断、分離後、ダイシングテープ29から製品形成部である半導体装置1を取り上げることで、図1及び図2に示したような半導体装置1が得られる。
Next, the wiring mother board on which the
上述したように、本実施例の半導体装置の製造方法は、半導体チップ5が載せられるチップ載置面22と、サブ配線基板6が載置される基板載置面23とを有し、半導体チップ5の厚み方向において、チップ載置面22に載せられた半導体チップ5が、基板載置面23に載せられたサブ配線基板6の表面(一面)よりも上方に位置するように、チップ載置面22及び基板載置面23が形成されたボンディングステージ21(載置台)を用いて行われる。そして、この製造方法は、表面(一面)に電極パッド5aが設けられた半導体チップ5をチップ載置面22に載せると共に、表面(一面)に接続パッド6aが設けられたサブ配線基板6を基板載置面23に載せる工程と、半導体チップ5の電極パッド5aとサブ配線基板6の接続パッド6aとを、ワイヤ8(接続部材)を介して電気的に接続する工程と、半導体チップ5とワイヤ8(接続部材)を介して電気的に接続されたサブ配線基板6を、メイン配線基板7の表面(一面)に搭載し、サブ配線基板6とメイン配線基板7の接続パッド7aとを電気的に接続する工程と、半導体チップ5の外周全体を封止樹脂材9(固定材)によって覆って、メイン配線基板7の表面(一面)側に半導体チップ5を固定する工程と、を有している。この製造方法によれば、例えば外部電極11を形成するリフロー工程などにおいて、熱膨張によって半導体装置1に生じる反り、及び外部電極11の破損を低減し、信頼性が向上された半導体装置1を提供することができる。
As described above, the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment has the
(第2の実施例)
図6は、第2の実施例の半導体装置を示す断面図である。図7は、第2の実施例の半導体装置の製造工程を説明するための断面図である。
(Second embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the semiconductor device of the second embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of the second embodiment.
第2の実施例の半導体装置2は、第1の実施例と基本構成が同様に構成されており、メイン配線基板7の表面に、サブ配線基板6が配置される凹部が形成されている点だけが異なっている。このため、第2の実施例において、第1の実施例と同一の構成部材には、第1の実施例と同一の符号を付して説明を省略する。
The
図6に示すように、第2の実施例の半導体装置2が備えるメイン配線基板7の表面には、凹部27がメイン配線基板7の外周部に沿って環状に形成されている。この凹部27の底面には、接続パッド7aが形成されており、凹部27内に配置されたサブ配線基板6が、バンプ電極12を介して接続パッド7aに電気的に接続されている。
As shown in FIG. 6, a
また、図7に示すように、第2の実施例の半導体装置2は、サブ配線基板6が配線母基板の凹部27内に配置されて実装される点を除いて、上述した第1の実施例における製造工程と同様に行われるので、説明を省略する。
As shown in FIG. 7, the
第2の実施例の半導体装置2によれば、第1の実施例の半導体装置1と同様の効果が得られると共に、メイン配線基板7の表面に設けられた凹部27内にサブ配線基板6が配置されることで、半導体装置2の薄型化を図ることができる。
According to the
なお、上述した実施例の半導体装置1,2が備えるサブ回路基板6は、四角形の枠状に形成されたが、必要に応じて、サブ回路基板6が複数に分割されて配置されてもよい。
The
1 半導体装置
5 半導体チップ
5a 電極パッド
6 サブ配線基板
6a 接続パッド
7 メイン配線基板
8 ワイヤ
9 封止樹脂材
11 外部端子
13 開口部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
一面に接続パッドが設けられたサブ配線基板と、
前記電極パッドと前記接続パッドとを電気的に接続する接続部材と、
一面に前記サブ配線基板が搭載され、前記サブ配線基板の前記接続パッドと電気的に接続される外部端子が設けられたメイン配線基板と、
前記半導体チップの外周全体を覆って設けられ、前記メイン配線基板の前記一面側に前記半導体チップを固定する固定材と、を備え、
前記サブ配線基板は、前記メイン配線基板の厚み方向において、前記メイン配線基板と前記半導体チップとの間に位置されている、半導体装置。 A semiconductor chip provided with electrode pads on one surface;
A sub-wiring board provided with connection pads on one side;
A connection member for electrically connecting the electrode pad and the connection pad;
The sub wiring board is mounted on one surface, and a main wiring board provided with external terminals that are electrically connected to the connection pads of the sub wiring board;
A fixing material provided to cover the entire outer periphery of the semiconductor chip, and fixing the semiconductor chip to the one surface side of the main wiring board,
The sub wiring board is a semiconductor device positioned between the main wiring board and the semiconductor chip in a thickness direction of the main wiring board.
一面に接続パッドが設けられたサブ配線基板と、
前記電極パッドと前記接続パッドとを電気的に接続する接続部材と、
一面に前記サブ配線基板が搭載され、前記サブ配線基板の前記接続パッドと電気的に接続される外部端子が設けられたメイン配線基板と、
前記半導体チップの外周全体を覆って設けられ、前記メイン配線基板の前記一面側に前記半導体チップを固定する固定材と、を備え、
前記接続部材は、前記半導体チップの前記電極パッドから前記半導体チップの厚み方向に跨って延ばされて前記サブ配線基板の前記接続パッドに連結されている、半導体装置。 A semiconductor chip provided with electrode pads on one surface;
A sub-wiring board provided with connection pads on one side;
A connection member for electrically connecting the electrode pad and the connection pad;
The sub wiring board is mounted on one surface, and a main wiring board provided with external terminals that are electrically connected to the connection pads of the sub wiring board;
A fixing material provided to cover the entire outer periphery of the semiconductor chip, and fixing the semiconductor chip to the one surface side of the main wiring board,
The semiconductor device, wherein the connection member extends from the electrode pad of the semiconductor chip in a thickness direction of the semiconductor chip and is connected to the connection pad of the sub wiring board.
前記半導体チップは、前記サブ配線基板の前記一面に平行な平面において、前記開口部内に配置されている、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の半導体装置。 The sub wiring board is formed in a frame shape having an opening larger than the outer shape of the semiconductor chip,
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor chip is disposed in the opening in a plane parallel to the one surface of the sub-wiring substrate. 5.
一面に接続パッドが設けられ、開口部を有する枠状のサブ配線基板と、
前記電極パッドと前記サブ基板の前記接続パッドとを電気的に接続する接続部材と、
一面に前記サブ配線基板が搭載され、前記サブ配線基板の前記接続パッドと電気的に接続される他の接続パッドが該一面に設けられると共に、該一面の反対側の他面に該他の接続パッドと電気的に接続された外部端子が設けられたメイン配線基板と、
前記半導体チップ、前記接続部材及び前記サブ配線基板のそれぞれの外周全体を覆って、前記メイン配線基板の前記一面上に設けられた封止材と、を備え、
前記半導体チップは、前記サブ配線基板の前記一面に平行な平面において、前記開口部内に配置され、
前記メイン配線基板の厚み方向において、前記サブ配線基板の前記一面と前記半導体チップの前記一面の反対側の他面との間に間隙が設けられている、半導体装置。 A semiconductor chip provided with electrode pads only on one surface;
A frame-shaped sub-wiring substrate having a connection pad on one surface and having an opening;
A connection member for electrically connecting the electrode pad and the connection pad of the sub-board;
The sub-wiring board is mounted on one surface, and another connection pad electrically connected to the connection pad of the sub-wiring board is provided on the one surface, and the other connection on the other surface opposite to the one surface. A main wiring board provided with external terminals electrically connected to the pads;
Covering the entire outer periphery of each of the semiconductor chip, the connection member and the sub wiring board, and a sealing material provided on the one surface of the main wiring board,
The semiconductor chip is disposed in the opening in a plane parallel to the one surface of the sub-wiring board,
A semiconductor device, wherein a gap is provided between the one surface of the sub-wiring substrate and another surface opposite to the one surface of the semiconductor chip in the thickness direction of the main wiring substrate.
一面に電極パッドが設けられた前記半導体チップを前記チップ載置面に載せると共に、一面に前記接続パッドが設けられた前記サブ配線基板を前記基板載置面に載せる工程と、
前記半導体チップの前記電極パッドと前記サブ配線基板の前記接続パッドとを、接続部材を介して電気的に接続する工程と、
前記半導体チップと前記接続部材を介して電気的に接続された前記サブ配線基板を、メイン配線基板の一面に搭載し、前記サブ配線基板と前記メイン配線基板の接続パッドとを電気的に接続する工程と、
前記半導体チップの外周全体を固定材によって覆って、前記メイン配線基板の前記一面側に前記半導体チップを固定する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 A chip mounting surface on which a semiconductor chip is mounted; and a substrate mounting surface on which a sub-wiring substrate is mounted. In the thickness direction of the semiconductor chip, the semiconductor chip mounted on the chip mounting surface is Using the mounting table on which the chip mounting surface and the substrate mounting surface are formed so as to be located above one surface of the sub wiring substrate mounted on the substrate mounting surface,
Placing the semiconductor chip provided with electrode pads on one surface on the chip mounting surface, and placing the sub-wiring substrate provided with the connection pads on one surface on the substrate mounting surface;
Electrically connecting the electrode pads of the semiconductor chip and the connection pads of the sub-wiring board via a connection member;
The sub-wiring board electrically connected to the semiconductor chip via the connecting member is mounted on one surface of the main wiring board, and the sub-wiring board and the connection pads of the main wiring board are electrically connected. Process,
Covering the entire outer periphery of the semiconductor chip with a fixing material, and fixing the semiconductor chip to the one surface side of the main wiring board;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009190100A JP2011044478A (en) | 2009-08-19 | 2009-08-19 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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