半导体封装件及其制造方法_3

文档序号:9525580阅读:来源:国知局
力缓和层102。在这里,使用铁合金的不锈钢基板(SUS基板)作为支撑基板101,但只要是具有一定程度的刚性的基板即可,也可以用由其他材料形成的基板。例如,也可以为玻璃基板、硅基板、陶瓷基板、有机基板。
[0071]使用膜厚为10?200 μπι的热固性树脂作为应力缓和层102。如上所述,应力缓和层102的物性值满足以下条件中的至少任一个条件(优选为所有条件),具体条件如下:
(1)在相同温度条件下,设支撑基板101的弹性模量为Α,设应力缓和层102的弹性模量为Β,并设第一密封体105的弹性模量为C的情况下,A > C > Β或C > A > Β成立;(2)在相同温度条件下,设支撑基板101的线膨胀系数为a,设应力缓和层102的线膨胀系数为b,并设第一密封体105的线膨胀系数为c的情况下,a<c<b(或aNc<b)成立。
[0072]另外,优选地,使用针对支撑基板101和第一密封体105双方均具有JIS的棋盘格胶带试验(旧JIS K5400)中分类为“分类0”的附着力的树脂,作为应力缓和层102。
[0073]在形成应力缓和层102后,接着如图3(B)所示,使用粘接材料103将半导体器件104粘接于应力缓和层102上。在这里,作为粘接材料103,使用公知的管芯附着膜。
[0074]具体地,首先,在晶片上利用公知的半导体工艺来制造多个半导体器件(半导体元件),在将管芯附着膜贴附于半导体器件的状态下执行背面研磨工序(晶片的厚度减薄化)。之后,通过管芯切割工序来将多个半导体器件单片化,并将连带粘接材料103而分离的多个半导体器件104粘接于应力缓和层102上。这样,在支撑基板101上配置多个半导体器件104,并在封装化后将其各自地分离,据此大幅度地提高量产性。
[0075]接着,如图3(C)所示,以覆盖半导体器件104的方式形成第一密封体105。作为第一密封体105,可以使用环氧类树脂、酚(phenol)类树脂以及聚酰亚胺类树脂中的任意一种。可以为热固性树脂,也可以为光固性树脂。另外,第一密封体105也可以使用丝网印刷法、旋涂法等公知的任意一种涂敷方法。
[0076]在形成第一密封体105后,接着,利用公知的光刻技术或公知的激光加工技术对第一密封体105进行图案化,而形成多个开口部105a (图4(A))。这些开口部105a用于确保之后要形成的第一布线层106和半导体器件104的电连接。
[0077]接着,如图4(B)所示,以覆盖第一密封体105及开口部105a的方式形成铜种子层106a。铜种子层106a为以作为镀铜(copper plating)的基底的铜、镍络(NiCr)、钛、或者钛钨(TiW)等为主要成分的薄膜,例如,利用溅射法来形成。
[0078]接着,如图4(C)所示,在形成铜种子层106a之后,形成覆盖铜种子层106a的抗蚀剂掩模21。关于抗蚀剂掩模21的形成,可在利用公知的方法(例如旋涂法)来涂敷抗蚀剂材料之后,通过光刻技术或者公知的激光加工技术来形成开口部21a。上述开口部21a作为下述的铜布线106b的形成区域发挥功能。
[0079]在对抗蚀剂掩模21形成开口部21a之后,通过镀铜在铜种子层106a上形成铜布线106b(图5(A))。镀铜可利用电镀,也可利用无电解镀。另外,在本实施方式中,通过镀铜来形成铜布线106b,但并不局限于此,也可以通过其他方法来形成铜布线106b。例如,也可使用溅射法、蒸镀法等。
[0080]接着,如图5 (B)所示,除去抗蚀剂掩模21,接着,如图5 (C)所示,将铜布线106b作为掩模对铜种子层106a进行刻蚀来除去。利用刻蚀除去铜种子层106a,据此将铜布线106b进行电隔离,而作为第一布线层106发挥作用。
[0081]在形成铜布线106b之后,接着,形成第二密封体107,并通过光刻技术或者公知的激光加工技术来形成开口部107a (图6(A))。第二密封体107的形成与第一密封体105相同,因而省略其说明。开口部107a用于将下述的外部端子110与第一布线层106电连接。
[0082]接着,如图6(B)所示,以掩埋设置于第二密封体107的开口部107a的方式形成外部端子(在这里,焊料球)110。关于外部端子110的形成,也可以使用公知的任何方法。在这里,利用260°c的回流焊处理来进行。另外,也可以形成销形状的金属导体来代替焊料球。
[0083]最后,如图6(C)所示,通过公知的切割工序来切割每个支撑基板101,而将各个半导体器件104分离。如此,形成多个半导体封装件100a、100b。
[0084]此外,在图3?图6所示的制造工序中,采用了在第一布线层106设置外部端子110的结构,但也可以如图2所示,在形成外部端子110之前,还形成第二布线层108。
[0085]通过以上的制造工序,完成图1所示的本发明的半导体封装件100。根据本发明,采用将满足上述的规定的条件的应力缓和层102设置于支撑基板101上的结构,因而可降低在之后的加热工序(热固性树脂的固化处理、焊料球的回流焊处理)中,因支撑基板101与第一密封体105之间的物性值之差所引起的内部应力,实现整体上尽可能地抑制翘曲的半导体封装件的制造工序。
[0086](第二实施方式)
[0087]图7的㈧示出了本发明第二实施方式的半导体封装件200的剖面图。第二实施方式的半导体封装件200中,在应力缓和层102上设置有导电层31,这一点与第一实施方式的半导体封装件100不同。其他方面与第一实施方式的半导体封装件100相同。
[0088]在图7的㈧中,导电层31不局限于铜,也可以使用铝或银等任何材料,但为了有效地执行半导体器件104的散热,优选地,使用热传导率良好的金属材料。
[0089]此外,在图7的㈧所示的半导体封装件200中,为了提高从半导体器件104的下方整体的散热效果,如图8的(A)所示,在半导体器件104的下方设置矩形(在本实施方式中是正方形)的导电层31。当然,导电层31的形状不局限于矩形,可以呈任何形状。在图8的㈧中,虚线表示半导体器件104的轮廓,在比导电层31更靠内侧的位置配置半导体器件 104。
[0090]另外,如图7的㈧所示,导电层31可以与上层的铜布线32、33电连接。在这里,示出了与形成于第二密封体107上的第二布线层108电连接的例子,但也可以与形成于第一密封体105上的第一布线层106电连接。为此,可以使导电层31发挥布线的功能,或者发挥电容(电容器)、电阻、电感器等负载元件的功能。
[0091]另外,图7的(B)为本发明第二实施方式的半导体封装件200a的剖面图。如图7的(B)所示,也可以将导电层31a设置在半导体器件104的轮廓的内侧。另外,在本实施方式中,将基于导电层31a的台阶差形成为被粘接材料103a填埋的结构,将粘接材料103a作为平坦化层使用。这种情况下,作为粘接材料103a,优选使用在半导体器件104粘接时具有充分的流动性的材料。另外,关于半导体封装件200a,如图8的⑶所示,导电层31a的轮廓位于半导体器件104的轮廓的内侧。
[0092]如上所述,在第二实施方式的半导体封装件200以及200a中,除了第一实施方式的半导体封装件100所发挥的效果之外,可以使用导电层31来形成连接各半导体器件之间的布线或构成各种功能电路的负载元件,因而可以获得提高电路设计的自由度的效果。
[0093]进而,可以通过在半导体器件104的下方设置由热传导率良好的金属形成的导电层,来提高半导体器件104的散热效果,可以实现散热性优异、可靠性高的半导体封装件。
[0094](第三实施方式)
[0095]图9的㈧示出了本发明第三实施方式的半导体封装件300的剖面图。第三实施方式的半导体封装件300中,对设置于应力缓和层102上的导电层进行图案化来积极地用作布线,这一点与第二实施方式的半导体封装件200不同。其他方面与第二实施方式的半导体封装件200相同。
[0096]在图9的(A)中,导电层41不局限于铜,也可以使用铝或银等任何材料。在图中,可观察到分离成多个导电层41,但实际上如图10所示,是相互电连接的,发挥将形成于半导体器件的元件之间连接的布线的功能,或者发挥各种负载元件的功
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