专利名称：半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有支承衬底的半导体装置。
背景技术：
参照图5说明现有安装衬底及半导体装置。图5(A)是半导体装置100的剖面图，图5(B)是其背面图(参照专利文献1)。
参照图5(A)，在玻璃环氧树脂等构成的支承衬底101的上面形成由铜箔等构成的电极104。在支承衬底101的背面形成有背面电极105，利用敷金属夹层孔106与电极104连接。电极104和背面电极105由镀膜被覆。
半导体元件102固定在支承衬底101上，利用金属细线103与电极104连接。另外，被覆半导体元件102形成密封树脂107。
参照图5(B)，在支承衬底101的背面，与外周部平行直线排列设有两列背面电极105。
专利文献1特开平11-233688号公报(参照图7)。
上述半导体装置100是介由形成于背面电极105的焊剂安装在安装衬底上。但是，由于半导体装置100内装的半导体元件102和安装衬底之间热膨胀系数差异很大，故会因温度变化产生热应力。目前，是由支承衬底101和焊剂来缓和该热应力。但为了促进支承衬底101对热应力的缓和，必需使支承衬底101形成得较厚，这阻碍了半导体装置的薄型化。另外，由于热应力的作用，还存在包括敷金属夹层孔106和电极104的连接部的连接线路被破坏的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而开发的，本发明的主要目的在于提供一种防止热应力引起的破坏的半导体装置。
本发明的半导体装置包括支承衬底；形成于所述支承衬底的表面及背面，由贯通部连接的表面电极及背面电极；固定在所述支承衬底的表面上，与所述表面电极电连接的半导体元件；密封所述半导体元件的密封树脂，所述支承衬底的背面设有槽。
另外，在本发明中，所述背面电极矩阵状形成于所述支承衬底的背面，所述槽呈格子状设置在所述背面电极之间。
本发明中，所述槽形成于所述背面电极之间的中间部。
本发明的半导体装置，通过将焊剂附着在所述背面电极上而安装在安装衬底上。
图1是说明本发明的半导体装置的剖面图(A)，背面图(B)；图2是说明本发明的半导体装置的剖面图(A)，剖面放大图(B)；图3是说明本发明的半导体装置的剖面图；图4是说明本发明的半导体装置的制造方法的剖面图(A)～(D)；图5是说明现有半导体装置的剖面图(A)，背面图(B)。
具体实施例方式
参照图1说明本发明的半导体装置10的结构。图1(A)是半导体装置10的剖面图，图1(B)是其背面图。
参照图1(A)，本发明的半导体装置10A包括支承衬底11；形成于支承衬底的表面及背面，由贯通部15连接的表面电极13及背面电极14；固定在支承衬底11的表面上，与表面电极13电连接的半导体元件16；密封半导体元件16的密封树脂18，在支承衬底11的背面设有槽。下面说明这些要素的详细内容。
支承衬底11具有支承半导体装置10的各结构要素的作用，例如由玻璃环氧树脂衬底构成。支承衬底11的材料也可以是玻璃环氧树脂衬底以外的衬底，也可以用其它有机材料作为其材料。在此，支承衬底11具有单层配线结构，但构成多层配线结构的支承衬底11也可以。
表面电极13由导电性材料构成，形成于支承衬底11的表面上。表面电极13形成连接金属细线17的焊盘部，还构成环绕在半导体元件16下方的配线部。
背面电极14形成于支承衬底11的背面，通过贯通支承衬底11的贯通部15与表面电极13电连接。
半导体元件16是LSI(大规模集成电路(Large Scale Integration))芯片，介由粘接剂19，以面朝上接合法固定在支承衬底11的表面。半导体元件16的引出电极和表面电极13介由金属细线17电连接。也可以将半导体元件以外的元件内装于半导体装置10。
密封树脂18被覆半导体元件16、金属细线17及支承衬底11的表面。密封树脂18为了提高机械强度及耐湿性可采用混入了无机填充物的遮光性树脂。用于密封树脂18的树脂可整体采用热塑性树脂或热硬性树脂。
槽12通过对支承衬底11背面进行半划片而形成，设置在背面电极14之间的中间部附近。参照图1(B)，背面电极14形成矩阵状，可实现BGA(焊球阵列(Ball Grid Array))或LGA(焊盘阵列(Land Grid Array))结构。槽12呈格子状形成于各行及各列的背面电极14之间。
参照图2说明上述半导体元件14的安装结构。参照图2(A)，安装衬底20的表面形成有导电通路21。介由附着在背面电极14背面的焊剂22，连接安装衬底20的导电通路21和半导体装置10。在此，焊剂22可采用焊锡等。
内装于半导体装置10的半导体元件16和安装衬底20热膨胀系数相差很大。具体地说，半导体元件16的热膨胀系数为2ppm左右，安装衬底20在由树脂制成的情况下，其热膨胀系数为20ppm左右。因此，由于使用状况下的温度变化，在半导体装置10和安装衬底20被加热时，安装衬底20与半导体元件16相比，膨胀量很大。因此，置于半导体元件16和安装衬底20之间的导电通路21、焊剂22、背面电极14、贯通部15、支承衬底11及表面电极13会产生热应力。在本发明中，通过在支承衬底11上设置槽12，降低了该热应力。
参照图2(B)说明槽12的详细情况。如上所述，半导体元件16的热膨胀系数为安装衬底的十分之一左右。因此，在半导体元件16和安装衬底20两者温度均上升后，安装衬底20与半导体元件16相比会有很大的膨胀，故在支承衬底11或贯通部15上会产生大的热应力。具体地说，会在支承衬底11或贯通部15上作用大的剪切力。在本发明中，通过在支承衬底11上设置槽，使形成背面电极14的部位附近的支承衬底可动，降低了作用于支承衬底11或贯通部15的热应力。参照上图，设有槽12的部位的支承衬底11向右变形。这样，为了使在热应力作用时，使设有背面电极14的部位的支承衬底11横向可动，而形成了槽12。通过使支承衬底11局部可动，可防止贯通部15和表面电极13的连接部位或贯通部15和背面电极14的连接部位剥离。
即使在半导体装置10和安装衬底20之间作用大的热应力时，也可以通过使背面电极14附近的支承衬底横向可动，来吸收该热应力。另外，在现有半导体装置中，为了吸收上述热应力，使支承衬底形成得很厚，但根据本发明的结构，可减薄支承衬底11。在上述说明中，槽12的深度设置为直至支承衬底11的厚度的中途为止，但也可以将槽12形成为支承衬底11要被分离的程度的深度。
参照图3，说明其它方式的半导体装置10B的结构。半导体装置10B的基本结构与参照图1说明的半导体装置相同，不同点在于半导体元件16是以面朝下方式，以倒装片安装的。即使在具有这种结构的半导体装置10B的情况下，也可以实现上述槽12的形成带来的效果。
参照图4说明半导体装置10B的制造方法。参照图4(A)，在支承衬底11的表面及背面形成表面电极13及背面电极14。表面电极13及背面电极14由贯通支承衬底11形成的贯通部15电连接。
参照图4(B)，介由粘接剂19进行半导体元件16的固定安装，由金属细线17使半导体元件16的电极和表面电极14电连接。
参照图4(C)，被覆半导体元件16及金属细线17形成密封树脂18。密封树脂18的形成方法可考虑传递模模制、注射模模制和罐封等。
参照图4(D)，通过用切割刀对支承衬底11的背面进行半划片，形成槽12。槽12的深度比支承衬底11的厚度浅。然后，沿各半导体装置的分界线分割密封树脂18及支承衬底11，完成例如如图1所示的半导体装置10。在此，槽12的形成可以由图4(A)所示的工序进行，也可以由切割以外的方法形成槽12。具体地说，可以通过蚀刻或激光等除去方法形成槽12。
本发明可实现如下所示的效果。
由于在支承衬底11的背面形成槽12，故即使由于半导体元件16和安装衬底20的热膨胀系数之差而有热应力作用在支承衬底11上时，也可以通过使支承衬底11局部可动而降低产生的热应力。因此，可防止因热应力而在贯通部15和表面电极14的连接部位或贯通部15和背面电极14的连接部位产生裂纹。
另外，由于利用设有槽12的支承衬底11吸收热应力，故可缓和作用于连接半导体装置10和安装衬底20的焊剂22的应力。
通过在支承衬底11上设置槽12，可防止在安装半导体装置10时焊剂22相互短路。因此，不形成抗焊料剂也可防止焊剂22的短路。
权利要求
1.一种半导体装置，其特征在于，其包括支承衬底；形成于所述支承衬底的表面及背面，由贯通部连接的表面电极及背面电极；固定在所述支承衬底的表面上，与所述表面电极电连接的半导体元件；密封所述半导体元件的密封树脂，所述支承衬底的背面设有槽。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述背面电极矩阵状形成于所述支承衬底的背面，所述槽呈格子状设置在所述背面电极之间。
3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述槽形成于所述背面电极之间的中间部。
4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，通过将焊剂附着在所述背面电极上而安装在安装衬底上。
全文摘要
一种半导体装置，其可防止热应力引起的破坏。本发明的半导体装置10A包括支承衬底11；形成于支承衬底的表面及背面，由贯通部15连接的表面电极13及背面电极14；固定在支承衬底11的表面上，与表面电极13电连接的半导体元件16；密封半导体元件16的密封树脂18，形成在支承衬底11的背面设有槽12的结构。因此，可防止因热应力而在贯通部15和表面电极14的连接部位或贯通部15和背面电极14的连接部位产生裂纹。
文档编号H01L23/28GK1574303SQ200410045229
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月4日 优先权日2003年6月5日
发明者三田清志 申请人:三洋电机株式会社, 关东三洋半导体股份有限公司