半导体器件及其制造方法、电路基板和电子装置的制作方法

文档序号:6890539阅读:128来源:国知局
专利名称:半导体器件及其制造方法、电路基板和电子装置的制作方法
技术领域
本发明涉及半导体器件及其制造方法、电路基板和电子装置。如追溯半导体器件的高密度封装,则裸芯片封装是理想的。然而,裸芯片难以保证品质并且不便使用。因此,应用CSP(Chip Scale/SizePackage芯片尺度/尺寸封装)的半导体器件便得到开发。
尤其是近年来,以晶片水平制造的所谓晶片水平的CSP技术引人注目。采取晶片水平CSP将涂有树脂层并进行二次布线的多个半导体元件以晶片单位形成,然后切断成各个半导体元件,形成半导体器件。
但是,此时切割成小片后的半导体器件端面造成缺损,往往树脂层从半导体元件的界面剥离掉。本发明是解决这一问题的技术,其目的在于提供可靠性高的半导体器件及其制造方法、电路基板和电子装置。
(1)本发明的半导体器件的制造方法是一种半导体器件的制造方法,在具有电极的多个半导体元件的集合体上形成多个树脂层、与各半导体元件的上述电极进行电连接的布线以及与上述布线进行电连接的外部端子,并包含切断上述集合体的工序。
可避开上述集合体的切断区域以形成上述多个树脂层中的至少一个树脂层。
按照本发明,预先避开集合体的切断区域以形成至少一个树脂层并切断集合体。由此,可以抑制半导体器件端部的缺损,可以防止半导体器件的树脂层剥离。因此,可以制造可靠性高的半导体器件。
(2)在该半导体器件的制造方法中,对于上述至少一个树脂层可通过喷墨方式或者印刷方式形成。
因此,可以更简单地避开切断区域,形成至少一个树脂层。
(3)在该半导体器件的制造方法中,可将上述至少一个树脂层预先构制图形并形成在另一构件上,并采取使之转印到上述集合体的方法形成。
因此,可以更简单地避开切断区域,形成至少一个树脂层。
(4)在该半导体器件的制造方法中,在上述切断区域敷设由疏离上述至少一个树脂层的成分构成的材料,通过用上述材料使之疏离的方法形成上述至少一个树脂层。
因此,可将至少一个树脂层确实从切断区域除去。
(5)在该半导体器件的制造方法中,上述至少一个树脂层由感光性材料构成,可通过曝光并除去上述切断区域的部分来形成上述至少一个树脂层。
因此,例如用现有的工序可以容易地形成至少一个树脂层。
(6)在这种半导体器件的制造方法中,上述多个树脂层包括上述布线下面的第一树脂层和上述布线上面的第二树脂层,用形成上述树脂层的工序也可以避开上述集合体的切断区域,至少形成上述第1树脂层。
因此,可避开切断区域形成在布线下面所形成的第1树脂层。例如,在较厚地形成第1树脂层的情况下是有效的。
(7)在这种半导体器件的制造方法中,用形成上述树脂层的工序可避开上述集合体的切断区域,形成上述第2树脂层。
(8)在这种半导体器件的制造方法中,用形成上述树脂层的工序,在以覆盖上述外部端子和上述切断区域的方式敷设上述第2树脂层的至少是最上层后,除去其一部分并使上述外部端子至少是前端部露出,同时除去上述切断区域的部分。
因此,例如用现有的工序数可以从切断区域去除第2树脂层。
(9)在这种半层体器件的制造方法中,用形成上述树脂层的工序,可形成多层上述第2树脂层,以覆盖上述集合体的切断区域的方式形成上述多层中至少是最上层。
因此,可以抑制切断时半导体端部的缺陷的发生,也可以抑制缺陷的蔓延,可以有效地防止树脂层的剥离。
(10)在这种半导体器件的制造方法中,上述多个树脂层包括上述布线下面的第1树脂层和上述布线上面的第2树脂层。
用形成上述树脂层的工序,可避开上述集合体的切断区域,至少形成上述第2树脂层。
因此,可避开切断区域,形成在布线上所形成的第2树脂层。例如,在较厚地形成第2树脂层的情况下是有效的。
(11)在这种半导体器件的制造方法中,上述第2树脂层的热膨胀系数可比上述第1树脂层大。
因此,可以有效地缓和由热应力造成的应力。
(12)在这种半导体器件的制造方法中,用形成上述树脂层的工序,可使上述外部端子的一部分露出,形成上述第2树脂层,使得从上述外部端子的上述第2树脂层露出的部分比上述外部端子与上述布线的结合部从平面上看要小。
因此,通过增大在第2树脂层中与外部端子的接触面积,可使应力进一步有效地得到缓和。
(13)在这种半导体器件的制造方法中,形成多层上述树脂层,用形成上述树脂层的工序,避开上述布线中形成上述外部端子的区域,以形成上述第2树脂层的最下层,用形成上述外部端子的工序,可在从上述布线的上述第2树脂层露出的部分形成上述外部端子。
因此,可以更简单地设置外部端子。
(14)在这种半导体器件的制造方法中,在各个上述半导体元件中形成多个上述电极,用形成上述树脂层的工序,可在上述半导体元件中比上述电极更靠内侧的区域形成上述第1树脂层。
因此,可以避开切断区域敷设第1树脂层。另外,通过减少第1树脂层的面积,即使在半导体元件和第1树脂层的热膨胀系数有某种程序的差异时,也可以有效地缓和施加于外部端子上的应力。
(15)本发明的半导体器件通过上述半导体器件的制造方法制造而成。
(16)本发明的半导体器件包括有电极的半导体芯片;
与上述半导体芯片上的上述电极进行电连接的布线;与上述布线进行电连接而设置的外部端子;以及在形成上述半导体芯片的上述电极的面上敷设的多个树脂层,上述多个树脂层中的至少一个树脂层,其平面形状的外缘比上述半导体芯片的外缘更靠近内侧。
按照本发明,至少一个树脂层的平面形状的外缘比被切断后的半导体元件的外缘更靠近内侧。即,在多个树脂层中至少一个树脂层避开半导体元件的端部而被形成。因此,可以防止树脂层从切断面剥离。
(17)在该半导体器件中,上述至少一个树脂层可以在上述布线下面形成。
(18)在该半导体器件中,上述半导体芯片备有多个上述电极,上述至少一个树脂层,从平面上看可在比上述半导体芯片的上述电极更靠近内侧的区域形成。
因此,由于树脂层的面积小,即使半导体芯片与树脂层的热膨胀系数有某种程度的差异时,也可以有效地缓和施加于外部端子上的应力。
(19)在该半导体器件中,上述多个树脂层包括上述布线上以覆盖住上述外部端子的底部周围的方式被敷设的树脂层,可使上述外部端子的一部分露出,使得上述外部端子从上述树脂层露出的部分比起与上述外部端子的上述布线的接合部从平面上看要变小。
因此,通过增大与树脂层的外部端子的接触面积可进一步有效地缓和应力。
(20)本发明的电路基板上装载有上述半导体器件。
(21)本发明的电子装置中包括上述半导体器件。图1是说明本发明第1实施形态的半导器件用的图。
图2是说明本发明第1实施形态的半导体器件的制造方法用的图。
图3是说明本发明第1实施形态的半导体器件的制造方法用的图。
图4是说明本发明第1实施形态的半导体器件的制造方法用的图。
图5是说明本发明第1实施形态的半导体器件的制造方法用的图。
图6是说明本发明第1实施形态的半导体器件的制造方法用的图。
图7是说明本发明第1实施形态的半导体器件的制造方法用的图。
图8是说明本发明第1实施形态的半导体器件的制造方法用的图。
图9是说明本发明第1实施形态的半导体器件的制造方法的第1变例用的图。
图10是说明本发明第1实施形态的半导体器件的制造方法的第2变例用的图。
图11是说明本发明第1实施形态的半导体器件的制造方法的第3变例用的图。
图12是说明本发明第1实施形态的半导体器件及其制造方法的第4变例用的图。
图13是说明本发明第2实施形态的半导体器件及其制造方法用的图。
图14是说明本发明第2实施形态的半导体器件用的图。
图15是本发明第2实施形态的变例的半导体器件及其制造方法的示意图。
图16是说明本发明第3实施形态的半导体器件及其制造方法用的图。
图17是说明本发明第3实施形态的半导体器件用的图。
图18是本发明第3的实施形态的变例的半导体器件及其制造方法的示意图。
图19是本实施形态的安装了半导体器件的电路基板的示意图。
图20是本实施形态的装载有半导体器件的电子装置的示意图。
图21是本实施形态的装载有半导体器件的电子装置的示意图。下面,参照


本发明的优选实施形态。但是,本发明并不限于以下的实施形态。
(第1实施形态)图1是说明第1实施形态的半导体器件用的图。图2~图12是本实施形态的半导体器件的制造方法用的图。
本实施形态的半导体器件的制造方法是在集合体10上形成布线20、外部端子30以及多个树脂层。在集合体10中有多个半导体元件12。集合体10可以是硅晶片。各半导体元件12中形成有多个电极14。通过将集合体切断成各个半导体元件12,可以将半导体元件12作成半导体芯片。详细地说,图1为对各个半导体元件12切断前的包括集合体10的半导体器件的集合体的示意图。
本实施形态的半导体器件是将图1所示的半导体器件切断而成。半导体器件1包括各个半导体元件(半导体芯片)12、布线20、外部端子30和多个树脂层(在图1中的第1树脂层40和第2树脂层100)。而且,多个树脂层中至少一个树脂层(在图1中为全部的树脂层)避开半导体元件12的端部而形成。半导体器件1的封装尺寸与半导体芯片的尺寸大致相等,因此可以将其分类于CSP,或者可称之为具有应力缓和功能的倒装芯片。
半导体元件12在一个面(有源面)上形成多个电极14。当半导体元件12的平面形状像矩形(正方型或长方型)时,多个电极14沿至少一条边(含相向的两边或全部边)形成。或者,在半导体元件12一个面的中央形成多个电极14亦可。可避开电极14在半导体元件12上形成SiN、SiO2以及MgO等钝化膜16。钝化膜16为电绝缘膜。钝化膜16不同于本实施形态中的多个树脂层,可以用树脂以外的材料形成。钝化膜16也可以避开电极14的至少一部分,在半导体元件12的整个面上形成。
布线20在半导体元件12形成电极的面上与电极14进行电连接。布线20多半由多层构成。例如,可层叠铜(Cu)、铬(Cr)、钛(Ti)、镍(Ni)、钨化钛(TiW)、金(Au)、铝(Al)、钒化镍(NiV)和钨(W)之中的任一种后,形成布线。当电极14在半导体元件12的端部形成时,在半导体元件12的中央方向引入布线20。通过形成与各电极14连接的布线20,可以在半导体元件12的面上形成布线图形。
如图1所示,外部端子30避开电极14的正上方而形成在布线20上。详细地说,外部端子30被形成在布线20的例如接合部22。接合部22的面积被形成为比从电极14引出的部分(线)面积要大。外部端子30因避开电极14的正上方而形成,所以施加于外部端子30上的应力并不直接施加于电极14上。外部端子30可以是例如焊球等,所以被用于与电路基板的电连接。
第1树脂层40可以用多层形成,但在图1所示的例子中是用一层来形成。第1树脂层40可用聚酰亚胺树脂、聚硅氧烷变性聚酰亚胺树脂、环氧树脂,聚硅氧烷变性环氧树脂、苯并环丁烯和聚苯并噁唑等形成。
第1树脂层40在包含布线20下面的区域形成。详细而言,第1树脂层40在集合体10上形成,而在第1树脂层40上面则形成与接合部22及与之连接的线。换言之,第1树脂层40至少在布线20和半导体元件12之间形成。
第2树脂层100由一层或多层形成。第2树脂层100在包含布线20上面的区域形成。第2树脂层100可以由与上述第1树脂层40同样的材料构成,至少一层可以有应力缓和功能。或者,第2树脂层100也可以用与第1树脂层40不同的材料形成。
在图1所示的例子中,第2树脂层100包括最上层60和最下层50。最上层60和最下层50也可以用相互不同的材料形成。作为最上层60的材料,最好用可在上述第1树脂层40上使用的材料,尤其是最好采用较之构成第1树脂层40和第2树脂层100的另一层(最下层50)的材料,其杨氏模量更低的材料。
布线20的一部分与电极14连接,并由此迂回使之到达第1树脂层40上。接合部22被形成在第1树脂层40上。第1树脂层40使电极14露出,被形成在集合体10上。详细而言,第1树脂层40被形成在集合体10的钝化膜16上。
最下层50比如说是阻焊剂,被形成为可覆盖住布线20。在这种情况下,最下层50避开布线20中的接合部22而形成。另外,最下层50也可形成于第1树脂层40上。
当第2树脂层100由一层构成时,最上层60可取代最下层50,形成为可覆盖住布线20。最上层60被形成于外部端子30的底部周围。或者,除外部端子30的前端部以外,可被形成为能覆盖住外部端子30的侧面。总之,通过去掉最上层60的一部分,可使外部端子30至少露出前端部。
另外,也可使第2树脂层100的热膨胀系数比第1树脂层40的大。由此,利用热应力可以缓和施加于外部端子30上的应力等。
在本实施形态的半导体器件中,第1树脂层40被形成为其平面形状位于比半导体元件12的外缘靠近内侧。具体地说,第1树脂层40避开半导体元件12的端部而形成。这时,如图1所示,第2树脂层100也可以避开半导体元件12的端部而形成。半导体器件1的第1树脂层40及第2树脂层100的端面例如也可以通过下述曝光技术、印刷方式或喷墨方式等而形成。其端面既可以是与用机械方式切断的面不同的光滑端面,也可以是如图1所示在偏离半导体元件12的方向附有各树脂层的平面形状逐渐变小的锥面的倾斜面。
这样一来,第1树脂层40及第2树脂层100的端面位于比半导体器件1的外缘靠近内侧,所以可以抑制它们从半导体元件12剥离。
而且,在本实施形态中,例如如果第1树脂层40避开半导体元件12的端部而形成,则第2树脂层100也可以形成为可覆盖住半导体元件12的端部。也就是说,第2树脂层100的剖切断面也可位于半导体器件1的端部。这时,只有第2树脂层100中的最上层60可以形成为可覆盖住半导体元件12的端部。尤其是,如果采用其杨氏模量比其它树脂层(第1树脂层40及第2树脂层100的最下层50)为低的材料形成最上层60,则可以防止在切断区域70处的半导体元件12的缺陷,同进可以抑制该缺陷的蔓延,进而可以抑制第1树脂层40及第2树脂层100从半导体元件12剥离。此外,由于不避开半导体元件12的端部而设置了最上层60,所以可用简单的工序制造半导体器件。
下面,参照图2~图12来说明本实施形态的半导体器件的制造方法。在本实施形态中,可避开切断区域70形成多个树脂层中的至少一个树脂层(比如至少是第1树脂层40)。
如图2~图5所示,形成了第1树脂层40、布线20及第2树脂层100之一的最下层50。
首先,准备具有多个电极14并避开电极14的至少一部分而形成钝化膜16的集合体10(参照图8)。
其次,制备形成布线20用的第1树脂层40。可以通过曝光技术形成第1树脂层40。例如,如图2所示,在电极14及集合体10上(具体地说在钝化膜16上)全面地敷设第1树脂层40。作为第1树脂层40的材料,可以使用在能量(光、紫外线或者放射线)作用下能改变其性质的树脂,例如可以使用光致聚合物等。作为第1树脂层40的材料,可以是当能量辐照时溶解性增加的材料(正型)、也可以是溶解性减少的材料(负型)。
在第1树脂层40中,如图3所示,形成了使电极14露出的孔44,同时在切断区域70上形成开口部42。孔44在每个电极14上形成。开口部42是沿着集合体10的切断区域70使之整体开口而形成的。换言之,沿着集合体10之中与半导体元件12相邻的边界线形成开口部。
例如,如图2所示,在第1树脂层40的上方配置有形成了开口82、84的掩模80,并对该掩模80照射能量90。此处,如图2所示,第1树脂层40的材料如果在能量照射下而溶解性增加时,则在开口部42及孔44的形成区域上配置开口82、84。反之,第1树脂层40的材料如果在能量照射下其溶解性减少时,则覆盖住开口部42及孔的形成区域,而在除此以外的区域配置开口。然后通过显影,如图3所示,对应于开口82形成开口部42,对应于开口84形成使电极14露出的孔44。在采用上述能量照射技术(曝光技术等)时,因有能量从掩模80的开口82、84传入,所以开口部42及孔44的开口端部以曲面形式形成。
如图4所示,从电极14到第1树脂层40上形成布线20。布线20可以用光刻、溅射或若镀覆处理等技术形成。当在布线20的一部分上形成接合部22时,接合部22就被形成于第1树脂层40上。布线20也形成于第1树脂层40的孔44的内表面上。
通过从电极14引进布线20,即可避开电极14的正上方而形成外部端子30。另外,由此可以在半导体元件12的有源区内设置外部端子30。亦即,可以做间距变换。因此,在配置外部端子30时,在有源区内,即可以提供作为设定面的区域,从而极大地增加了外部端子30的设定位置的自由度。例如,借助于在必要的位置处使布线20弯曲,也可以将外部端子30排列成网格状。
如图4所示,形成了最下层50。例如,将最下层50全面敷设在第1树脂层40及布线20上。在这种情况下,在第1树脂层40形成的开口部42上也要充填最下层50的材料。该工序最好在使第1树脂层40固化以后进行。
如图5所示,在最下层50中,形成了使布线20的一部分(接合部22)露出的同时,也为避开切断区域70而用的开口部52。这也可以采用与第1树脂层40中所进行的工序同样的方法来进行。例如,如图4所示,将形成了开口182、184的掩模180配置于最下层50的上方并照射能量90。这时,如图4所示,最下层50的材料如果在能量照射下溶解性增加,则在开口部52及孔54的形成区域上配置开口182、184。反之,作为最下层50的材料,可以采用在接受能量照射时溶解性减少的材料。然后,通过显影,在对应于开口182处去除掉充填于开口部42的部分,同时形成开口部52,如图5所示。另外,对应于开口184处形成使布线20的一部分(接合部22)露出的孔54。通过形成最下层50,由后工序可简单地设置外部端子30。还有,省略掉最下层50的形成工序,也可以在布线20上形成下述的最上层60。
如图6及图7所示,形成了外部端子30及最上层60。在布线20上形成了外部端子30。详细地说,在布线20中的第1树脂层40上所形成的一部分(接合部22)处设置外部端子30。在已形成最下层50的情况下,在从最下层50露出的布线20的一部分(接合部)上设置外部端子30。通过形成最下层50可容易地设置外部端子30。通过在第1树脂层40上配置外部端子30,把第1树脂层作为应力缓冲层,可缓和施加于外部端子30上的应力。也可在接合部22上设置焊球等来形成外部端子30。或者,也可在接合部22上涂布焊膏并使之熔融,借表面张力形成球状。
如图6所示,形成了最上层。使外部端子30中至少是前端部露出来形成最上层60。也可使外部端子30中至少是底部周围设置最上层60。由此,把最上层60作为应力缓冲层,可以缓和施加于外部端子30上的应力(热应力)。
例如,在最下层50及外部端子30上全面敷设由非感光性树脂材料构成的最上层60。这时,在开口部42和52处也充填最上层60的材料。然后,由于采用了等离子体等的干法刻蚀,通过物理方法去除掉一部分,使外部端子30中至少是前端部露出。采取同样的方法,去除掉充填于开口部42、52的部分,进而形成开口部62。这样一来,如图7所示,在使外端部子30中至少是前端部露出的同时,使开口部42、52和62分别在上下方向连通,即可避开切断区域70。另外,在上述例子中,分别形成最下层50及最上层60的开口部52、62,但也可一次形成使最下层50及最上层60层叠后为避开切断区域70用的开口部。
另外,在本工序中,也可只在外部端子30的底部周围形成最上层60。亦即,利用把开口42、52分别在上下方向连通,也可避开切断区域70。另外,与上述例子不同,采用与第1树脂层40同样的曝光技术也可形成最上层60。
另外,在上述例子中,避开切断区域70,同时形成了第1树脂层40及第2树脂层100,但在本实施形态中并不限定于此。也就是说,当作为第2树脂层100的最下层50和最上层60是其杨氏模量比第1树脂层40低的材料层时,利用最下层50和最上层60也可形成为能覆盖住切断区域70。尤其是,最好设置能增强外部端子30底部周围的最上层60以覆盖住切断区域70(参照第2实施形态)。如果覆盖切断区域70的第2树脂层100的材料是其杨氏模量比构成第1树脂层40及第2树脂层100的另一层(最下层50)的材料低的材料时,则可以抑制在切断集合体10时所产生的半导体元件12端部的缺陷及其蔓延,从而可以抑制第1树脂层40及第2树脂层100从半导体元件12上剥离。
如图7和图8所示,沿着切断区域70逐片切断集合体10。也就是说,把包括多个半导体元件12的集合体10的多个半导体器件的集合体进行分片,形成分离半导体元件12的半导体器件1。图7是切断时集合体10的剖面示意图,图8是切断时集合体10整体的示意图。
把集合体10从形成电极14的面一侧切断。例如,如图7所示,在至少避开第1树脂层10而形成切断区域70,配置刀片110进行切断。使刀片110高速旋转可以切断集合体10。这时,也可将集合体10贴附在胶带(图中未示出)等上进行切断。
由此,至少沿着避开第1树脂层40而形成的切断区域70进行切断,就能抑制因切断引起的半导体器件1的端部的缺陷。从而,可防止半导体器件1与第1树脂层40和第2树脂层100相剥离。因此,可以制造可造性高的半导体器件。
下面,参照图9~图12,说明本实施形态的半导体器件制造方法的第1~第4的变例。
(第1变例)如图9所示,在本变例中,通过喷墨方式形成避开切断区域70而形成的至少一个树脂层(例如至少第1树脂层40)。由此,以简单的工序就可在避开切断区域70的必要区域敷设第1树脂层40。另外,也可在避开切断区域70的同时避开电极14,敷设第1树脂层40。
如采取喷墨方式,通过应用在喷墨印刷方面已得到实用化的技术,可以高速、无浪费且经济地充填油墨。
图9所示的喷墨头112例如在喷墨印刷机方面已得到实用化,因而使用压电元件的压电喷射型或者采用电热变换体作为能量发生元件的气泡喷射型是可能的。由此可自由设定构成第1树脂层的膏46的喷射面积和喷射图形。
此时,如图9所示,在切断区域70敷设疏离第1树脂层40的膏46的成份所构成的材料114,可以形成第1树脂层40。例如,也可以是氟系化合物等。由此,可以确实避开切断区域70而形成第1树脂层40。
(第2变例)如图10所示,在本变例中是通过印刷方式避开切断区域70而形成的至少一个树脂层(例如至少是第1树脂层40)。由此,用简单的工序即可在避开了切断区域70的必要的区域敷设第1树脂层40。另外,也可既避开切断区域70又避开电极14敷设第1树脂层。
例如,如图10所示,切断区域70和各电极14用掩模122覆盖。换言之,切断区域70和电极14以外的区域形成掩模122的开口部。接着,在集合体10的整个面上敷设由第1树脂层40的材料构成的膏46,在掩模122形成开口的区域以掩模122的高度均匀地充填膏46。这时,可采用滑板120将膏46充填到开口部。然后,可以通过去除掉掩模122,避开切断区域70及电极14,在必要的区域形成第1树脂层40。
(第3变例)
如图11所示,在本变例中,对至少一个树脂层(例如至少是第1树脂层40)预先构图并在其它构件130上形成,然后使之转印到集合体10上,在避开了切断区域70的区域形成。由此,可以更为简单地在避开了切断区域70的区域形成第1树脂层40。另外,也可既避开切断区域70又避开电极14敷设第1树脂层40。
这时,如上述例子所示,也可以敷设材料114并去除掉第1树脂层40。由此,可以确实避开切断区域70而形成第1树脂层40。
(第4变例)图12是本变例的外部端子30周围的示意图。本变例是本实施形态的半导体器件的变例。在本变例中,在包括最上层160的第2树脂层1 02的外部端子30周围所敷设部分的形态与上述情形不同。
例如,当外部端子以球状形成时,在接合部22所设置的外部端子30从接合部的平面上看的孔径D2与外部端子的直径D有如下关系D2≤D可如此形成最上层160,使得这样的从接合部的平面上看的孔径D2与从外部端子30的最上层160露出的部分从平面上看的孔径D1之间有D1<D2的关系。亦即,为了不至妨碍外部端子30与电路基板之间的电连接,可覆盖住外部端子30周围,形成最上层160。在这种情况下,如图12所示,覆盖最上层160的外部端子30的部分也可比最上层160的其它面凸起。
由此,外部端子30与电路基板进行电连接时,可以确实保护两者的电连接部。通过进一步缓和施加于外部端子30处与布线20的接合部的应力,可以防止接合部产生裂痕。因此,可以提供可靠性更高的半导体器件。而且,本变例的半导体器件的制造方法也可以与上述相同。
(第2实施形态)图13~图15是本实施形态的半导体器件及其制造方法的说明图。图13是包含本实施形态的半导体器件的集合体(半导体晶片)的剖面图。图14是本实施形态的半导体器件的平面图,详细而言,图13所示的集合体是被逐边切割后的半导体芯片的平面图。另外,在图14中,布线220及第2树脂层104被省略掉。再有,图15是包含本实施形态的变例的半导体器件的集合体(半导体晶片)的剖面图。
本实施形态的半导体器件包括各个半导体元件(半导体芯片)12、布线220、外部端子30以及多个树脂层(在图13中为第1树脂层240及第2树脂层104)。然后,在多个树脂层中的至少一个树脂层(在图13中为全部树脂层)避开半导体元件12的端部而形成。半导体器件2的第1树脂层240的形态与第1实施形态不同。另外,第2树脂层104可用一层形成,但在图13所示的例子中,则由最上层60及最下层250的多层构成。再有,半导体器件2是将图13所示的半导体器件切断而成。在以下的说明以外的部分,也可以是与第1实施形态相同的形态。
本实施形态的半导体元件12在其端部形成电极14。第1树脂层240在半导体元件12的中央部形成。换言之,第1树脂层240在比半导体元件12中的电极14更靠近内侧区域形成。如图14所示,在半导体元件(半导体芯片)12的相向两边排列多个电极14的情况下,第1树脂层240在由排列于各边的电极14所夹持的区域形成。或者在半导体元件12的所有边(4边)上排列多个电极14的情况下,第1树脂层240在由排列于各边的电极14所围住的区域形成。再有,在半导体元件12上被形成的第1树脂层240,从半导体元件12的平面上看,则如图14所示,可在一个区域上整体地形成,或者也可分割成多个区域而形成。
由此,第1树脂层240的热膨胀系数即便与半导体元件12有某种程度的差异,由于第1树脂层240的形成区域被抑制得很小,所以施加于外部端子30上的应力可得到缓和。
另外,这样一来,通过形成第1树脂层240,可避开切断区域70形成第1树脂层240。与第1实施形态一样,布线220可在从电极14至第1树脂层240上形成。
另外,第1树脂层240的热膨胀系数也可比第2树脂层104的小。由此,就可以缓和因热应力造成的施加于外部端子30上的应力等。
本实施形态的半导体器件可形成第2树脂层104,使得其平面形状位于比半导体元件12的外缘更靠近内侧。详细地说,第2树脂层104可避开半导体元件12的端部而形成。其它的形态也可与第1实施形态相同。
如图15所示,作为本实施形态的变例,第2树脂层104的最上层60可形成为能覆盖住半导体元件12的端部。特别是,最上层60最好采用其杨氏模量比构成第1树脂层240及第2树脂层104的另一层(最下层250)材料为低的材料。也就是说,在多个树脂层之中,即使第2树脂层104的最上层60形成到直至半导体元件12的端部,也可有效地防止在半导体元件12的端部产生缺陷,并控制缺陷的蔓延,可防止树脂层从半导体元件12的端部剥离。
下面说明本实施形态的半导体器件的制造方法。
在将第1树脂层240全面敷设在含有电极14的集合体10上以后,应用曝光技术等在比各半导体元件12的多个电极14更靠近内侧的区域形成。由此,可避开切断区域70形成第1树脂层240。然后,在形成了从电极14至第1树脂层240上的布线220以后,可根据需要形成最下层250。在最下层250处,可通过形成使接合部222露出的孔254而简单地设置外部端子30。另外,最下层250的形成工序也省略。
可与第1实施形态一样形成外部端子30及最上层60,在切断区域70形成开口部252、62。然后,沿着切断区域70切断集合体10。由此,可以抑制半导体器件中多个树脂层的剥离。
或者,在集合体10的整个面上敷设最上层60以后,也可以只去除掉最上层60中覆盖外部端子30的部分。亦即,也可以留下最上层60,以便覆盖集合体10的切断区域。由此,用简单的工序就可以形成最上层60。
再有,在本实施形态方面,也可应用上述实施形态中第1~第4的变例以制造半导体器件。
(第3实施形态)图16~图18是本实施形态的半导体器件及其制造方法的说明图。图16是包含本实施形态的半导体器件的集合体(半导体晶片)的剖面图。图17是本实施形态的半导体器件的平面图,详细而言,图16所示的集合体是逐边切断后的半导体芯片的平面图。另外,在图16中,布线220及第2树脂层104予以省略。再有,图18是包含本实施形态的变例的半导体器件的集合体(半导体晶片)的剖面图。
本实施形态的半导体器件包括各个半导体元件(半导体芯片)12、布线220、外部端子30和多个树脂层(在图16中为第1树脂层340及第2树脂层104)。然后,多个树脂层中的至少一个树脂层(在图16中为全部树脂层)可避开半导体元件12的端部而形成。在半导体器件3中,第1树脂层340的形态与上述实施形态不同。再有,半导体器件3是将图16所示的半导体器件切断而成。除下面说明的以外,也可以是与第1及第2实施形态相同的形态。
本实施形态的第1树脂层340只在外部端子30下面形成。在半导体元件12上形成的各个外部端子30的下面,可形成某个第1树脂层。亦即,第1树脂层340可形成为其个数与外部端子30的个数相同。
如图17所示,第1树脂层340的外形从半导体元件12的平面上看,比外部端子30的外形形成得要大。第1树脂层340的外形可以是圆形,也可以是矩形。
由此,可抑制第1树脂层340的形成区域使之进一步变小,所以即便第1树脂层340的热膨胀系数对半导体元件12有某种程度的差异,也可以进一步缓和施加于外部端子30上的应力。
如图18所示,作为本实施形态的变例,第2树脂层104的最上层60可形成为覆盖住半导体元件12的端部。特别是,最上层60最好采用其杨氏模量比构成第1树脂层340及第2树脂层104的另一层(最下层250)的材料为低的材料。也就是说,在多个树脂层之中,即便第2树脂104的最上层60形成至半导体元件12的端部,也可有效地防止半导体元件12的端部产生缺陷并抑制缺陷的蔓延,可以防止树脂层从半导体元件12的端部剥离。
另外,在半导体器件的制造方法方面,采用与第2实施形态相同的方法可只在外部端子30的下面形成第1树脂层340。再有,在本实施形态方面,也可应用第1实施形态中的第1~第4的变例以制造半导体器件。
安装了本实施形态的半导体器件1的电路基板1000示于图19。电路基板1000一般可采用诸如玻璃环氧树脂基板等有机类基板。在电路基板1000上例如可形成由铜构成的布线图形,以形成所希望的电路,通过这些布线图形与半导体器件1的外部端子30之间的机械连接,可实现它们之间的电导通。
于是,作为具有应用了本发明的半导体器件1的电子装置1100,在图20中示出了笔记本型个人计算机,在图21中示出了移动电话1200。
权利要求
1.一种半导体器件的制造方法,在该半导体器件中,包括在具有电极的多个半导体元件的集合体上形成多个树脂层、与各半导体元件的上述电极进行电连接的布线、以及与上述布线进行电连接的外部端子,并且切断上述集合体的工序,其特征在于避开上述集合体的切断区域,形成上述多个树脂层中的至少一个树脂层。
2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法,其特征在于通过喷墨方式或者印刷方式形成上述至少一个树脂层。
3.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法,其特征在于通过预先构图并且形成在另外的构件上,使上述至少一个树脂层转印刷上述集合体上而形成。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的半导体器件的制造方法,其特征在于在上述切断区域敷设由疏离上述至少一个树脂层的成分而构成的材料,通过用上述材料使上述至少一个树脂层受到疏离而形成。
5.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法,其特征在于上述至少一个树脂层由感光材料构成,通过对上述至少一个树脂层曝光并去除掉上述切断区域的部分而形成上述至少一个树脂层。
6.如权利要求1、2、3、5中任意一项所述的半导体器件的制造方法,其特征在于上述多个树脂层包括上述布线下面的第1树脂层和上述布线上面的第2树脂层,通过形成上述树脂层的工序,避开上述集合体的切断区域形成至少是上述第1树脂层。
7.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法,其特征在于通过形成上述树脂层的工序,避开上述集合体的切断区域形成上述第2树脂层。
8.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法,其特征在于通过形成上述树脂层的工序,在以覆盖住上述外部端子和上述切断区域的方式敷设上述第2树脂层中的至少是最上层以后,去除掉其中一部分,使上述外部端子的至少前端部露出,同时去除掉上述切断区域的部分。
9.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法,其特征在于通过形成上述树脂层的工序,上述第2树脂层由多层形成,可形成上述多层中的至少是最上层,以便覆盖住上述集合体的切断区域。
10.如权利要求1、2、3、5中任意一项所述的半导体器件的制造方法,其特征在于上述多个树脂层包括上述布线下面的第1树脂层和上述布线上面的第2树脂层,通过形成上述树脂层的工序,避开上述集合体的切断区域以形成至少是上述第2树脂层。
11.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法,其特征在于上述第2树脂层的热膨胀系数比上述第1树脂层为大。
12.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法,其特征在于通过形成上述树脂层的工序,为使从上述外部端子的上述第2树脂层露出的部分比与上述外部端子的上述布线的接合部从平面上看要变小,可使上述外部端子的一部分露出以形成上述第2树脂层。
13.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法,其特征在于上述第2树脂层由多层形成,通过形成上述树脂层的工序,避开形成上述布线的上述外部端子的区域,形成上述第2树脂层的最下层,通过形成上述外部端子的工序,在从上述布线的上述第2树脂层露出的部分形成上述外部端子。
14.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法,其特征在于在各个上述半导体元件中,形成多个上述电极,通过形成上述树脂层的工序,在比上述半导体元件的上述电极更靠近内侧的区域,形成上述第1树脂层。
15.一种半导体器件,其特征在于该半导体器件用权利要求1、2、3、5中任意一项所述的半导体器件的制造方法制造而成。
16.一种半导体装置,其特征在于包括有电极的半导体芯片;在上述半导体芯片的上述电极上进行电连接的布线;在上述布线上为进行电连接而设置的外部端子;以及在形成了上述半导体芯片的上述电极的面上设置的多个树脂层,在上述多个树脂层的至少一个树脂层中,其平面形状的外缘比上述半导体芯片的外缘更位于内侧。
17.如权利要求16所述的半导体器件,其特征在于上述至少一个树脂层在上述布线的下面形成。
18.如权利要求16所述的半导体器件,其特征在于上述半导体芯片有多个上述电极,上述至少一个树脂层从平面上看比上述半导体芯片的上述电极更靠近内侧区域形成。
19.如权利要求16至18中任意一项所述的半导体器件,其特征在于上述多个树脂层包括在上述布线上可覆盖住上述外部端子的底部周围而敷设的树脂层,为使从上述外部端子的上述树脂层露出的部分比与上述外部端子的上述布线的接合部从平面上看要变小,可使上述外部端子的一部分露出而成。
20.一种电路基板,其特征在于其中装载有权利要求16至18中任意一项所述的半导体器件。
21.一种电子装置,其特征在于具有权利要求16至18中任意一项所述的半导体器件。
全文摘要
本发明的课题是一种半导体器件的制造方法,它包含在具有电极(14)的多个半导体元件(12)的集合体(10)上形成多个树脂层(40、100)、与各半导体元件(12)的电极(14)进行电连接的布线(20)以及与布线(20)进行电连接的外部端子(30),并且切断集合体(10)的工序,避开集合体(10)的切区域形成多个树脂层(40、100)中的至少一个树脂层。
文档编号H01L23/31GK1381070SQ01801366
公开日2002年11月20日 申请日期2001年3月23日 优先权日2000年3月23日
发明者桑原启二, 花冈辉直, 伊东春树 申请人:精工爱普生株式会社
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