专利名称：半导体器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件及其制造方法。
背景技术：
以往，已知一种半导体器件，其在形成了布线层的基板上载置有控制器和存储芯片。在这种半导体器件中，通过使用合成树脂进行模制以覆盖载置于基板的控制器、存储芯片，由此形成构成半导体器件的外廓的树脂模制部。设置于基板的控制器与外部连接端子通过形成于基板的布线层和/或金属线而电连接。另外，控制器与存储芯片通过形成于基板的布线层和/或金属线而电连接。在基板上的中央部且基板与存储芯片之间的空间配置控制器，谋求包含布线层、金属线的布线的长度的等长化、缩短化，能实现提高在外部连接端子、控制器、存储芯片之间收发的信号的品质。例如，在基板与存储芯片之间的空间、即控制器的周围填充粘接材料，在控制器的周围形成粘接剂层。期望在这种半导体器件中抑制产品的翘曲。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体器件，其能够实现连接控制器与外部连接端子的布线和/或连接控制器与存储芯片的布线的等长化和/或缩短化，并且能够实现抑制产品的翅曲。根据本申请的发明的一种方式，提供一种半导体器件，具备:形成有外部连接端子的基板；控制器，其载置在基板的第一面上；第一间隔件，其载置在第一面上，配置在控制器的一侧；第二间隔件，其载置在第一面上，隔着控制器而载置在第一间隔件的相反侧；存储芯片，其跨第一间隔件和第二间隔件而载置在第一间隔件和第二间隔件之上；树脂模制部，其对由存储芯片、第一间隔件、第二间隔件和基板包围的空间以及存储芯片的周围进行密封。在基板的第一面形成有多个基板侧电极焊盘。在控制器形成有多个控制器侧电极焊盘。在存储芯片形成有多个芯片侧电极焊盘。在基板形成有对基板侧电极焊盘彼此进行电连接的焊盘间布线层、和其对基板侧电极焊盘和外部连接端子进行电连接的端子用布线层。第二间隔件小于第一间隔件。控制器侧电极焊盘与基板侧电极焊盘通过金属线连接，由此控制器与外部连接端子经由端子用布线层电连接。控制器侧电极焊盘与基板侧电极焊盘通过金属线连接，芯片侧电极焊盘与基板侧电极焊盘通过金属线连接。由此，控制器与存储芯片经由焊盘间布线层电连接。第一间隔件和第二间隔件中的载置存储芯片的载置面的高度高于控制器的高度以及供与控制器侧电极焊盘连接的金属线通过的高度。基板侧电极焊盘中的与端子用布线层连接的基板侧电极焊盘形成于基板的第一面的大致中央区域。控制器在俯视观察下大致呈方形形状，沿控制器的俯视观察下的一边而形成与外部连接端子电连接的控制器侧电极焊盘，配置控制器以使得俯视观察下其一边位于基板的第一面的大致中央区域。从空间的开放侧观察到的空间的截面面积大于从空间的开放侧观察到的设置于存储芯片上的树脂模制部的截面面积。
图1是表示第一实施方式的半导体器件的概略构造的正面剖视图。图2是沿图1示出的A-A线的箭头方向剖视图，是半导体器件的横剖视图。图3是沿图1示出的B-B线的箭视图，是半导体器件的仰视图。图4是沿图1示出的C-C线的箭视图，是省略了树脂模制部和存储芯片的半导体器件的俯视图。图5是用于表示使基板、控制器、存储芯片电连接的布线的概略构造的示意图。图6是表示第一实施方式的半导体器件的制造过程的流程图。标号说明2:基板；2a:表面(第一面)；2b:背面(第二面)；4:控制器；4a:第一边；6:间隔件；6a:第一间隔件；6b:第二间隔件；6c:载置面；8:存储芯片；9:粘接剂；10:树脂模制部；12:外部连接端子；14:基板侧电极焊盘；16:控制器侧电极焊盘；18:空间；20:芯片侧电极焊盘；22:端子用布线层；24:焊盘间布线层；26、27、28:金属线；50:半导体器件；S:区域。
具体实施例方式下面参照附图详细说明本发明实施方式的半导体器件及其制造方法。本发明并不限于该实施方式。(第一实施方式)图1是表示第一实施方式的半导体器件的概要构造的正面剖视图。图2是沿图1示出的A-A线的箭头方向剖视图，是半导体器件的横剖视图。图3是沿图1示出的B-B线的箭视图，是半导体器件的仰视图。图4是沿图1示出的C-C线的箭视图，是省略了树脂模制部和存储芯片的半导体器件的俯视图。为了简化附图，省略了阴影(hatching，影线)。半导体器件50具备基板2、控制器4、间隔件6、存储芯片8以及树脂模制部10。基板2是例如在绝缘性树脂基板的内部和/或表面设置有布线层的基板，兼作元件搭载基板和端子形成基板。作为这种基板2，可以使用印制布线板，该印制布线板使用了玻璃-环氧树脂、玻璃-BT树脂(双马来酰亚胺三嗪树脂(Bismaleimide-Triazine Resin))等。基板2的厚度例如形成为50 μ m 300 μ m。如图3所示，基板2的背面(第二面)2b被由阻焊(solder resist)层(未图示)覆盖，在阻焊层被蚀刻了的部分，作为导电性图案例如形成有铜箔图案。形成于基板2的背面2b的多个导电性图案成为能够与外部系统进行信号的收发的外部连接端子12。在本实施方式中，外部连接端子12遍及基板2的背面2b的大致整个区域而形成。如图4所示，基板2的表面(第一面)2a被由阻焊层(未图示)覆盖，在阻焊层开口的部分，作为导电性图案例如形成有铜箔图案。形成于基板2的表面2a的多个导电性图案的一部分成为基板侧电极焊盘(pad) 14。控制器4从多个存储芯片8中选择写入、读出数据的存储芯片8。控制器4控制向所选择的存储芯片8的数据的写入、存储在所选择的存储芯片8中的数据的读出等。控制器4被载置在基板2的表面2a上，通过使用了热固化性树脂的粘接剂9粘接于基板2。在控制器4的上面形成有多个电极焊盘(控制器侧电极焊盘16)。控制器4的上面在俯视观察下大致呈方形形状。控制器侧电极焊盘16沿控制器4上面的四边排列配置。沿着控制器4上面的俯视观察下的四边中的一条边(第一边4a)配置的控制器侧电极焊盘16成为通过后述的端子用布线层与外部连接端子12连接的电极焊盘。在俯视观察下，控制器4被配置成其第一边4a与基板2的表面2a的大致中央接近(理想的是位于大致中央区域)。与基板2同样地，间隔件6可以使用绝缘性树脂材料、例如玻璃-环氧树脂、玻璃-BT树脂等。间隔件6具有第一间隔件6a和第二间隔件6b。第一间隔件6a与第二间隔件6b被载置在基板2的表面2a上，通过使用了热固化性树脂的粘接剂9被粘接于基板2。在粘接剂9使用绝缘性树脂的情况下，间隔件6除了使用绝缘性树脂材料以外，还可以使用导电性材料、半导体例如从硅晶圆切出的硅芯片。第一间隔件6a被配置于控制器4的一侧。第二间隔件6b隔着控制器4被配置于第一间隔件6a的相反侧。第一间隔件6a和第二间隔件6b的上面成为载置存储芯片8的载置面6c。另外，第一间隔件6a和第二间隔件6b形成为将比基板2的表面2a上的、控制器4的一侧及其相反侧的区域的整个区域稍小的区域覆盖这样的大小。第二间隔件6b形成为小于第一间隔件6a。存储芯片8是NAND型快闪存储器等存储元件。存储芯片8跨第一间隔件6a与第二间隔件6b而被载置在第一间隔件6a与第二间隔件6b的载置面6c上。存储芯片8设置有多块，层叠在第一间隔件6a与第二间隔件6b的载置面6c上。配置在间隔件6侧的最下层的存储芯片与间隔件6通过使用了热固化性树脂的粘接剂9而粘接。另外，所层叠的存储芯片8彼此也通过使用了热固化性树脂的粘接剂9而粘接。在本实施方式中，示出层叠了八块存储芯片8层叠的例子。如图2所示，在俯视观察下，从最下层起到第三块为止的存储芯片8向一个方向稍微错开而层叠。然后，第四块 第五块的存储芯片8向与到第三块为止的存储芯片相反的方向稍微错开而层叠。另外，第六 第七块的存储芯片8向与从最下层起到第三块为止的存储芯片8相同的方向错开地层叠。另外，第八块存储芯片8向与第四 第五块的存储芯片8相同的方向错开地层叠。在存储芯片8上面中，在通过使存储芯片8错开地层叠来露出的部分，设置有多个电极焊盘(芯片侧电极焊盘20)。通过这种构造，形成被基板2、间隔件6以及存储芯片8包围并且配置有控制器4的空间18。在俯视观察下，该空间18成为以下状态:从控制器4观察，在与配置有第一间隔件6a和第二间隔件6b的方向相差大致90度的方向上，不被间隔件6堵塞而开放。树脂|旲制部10使用合成树脂而构成，包含层置的存储芯片8的周围以及空间18而对基板2的表面2a侧进行密封。树脂模制部10构成半导体器件50的外廓，保护被密封的存储芯片8、控制器4。图5是用于表示使基板2、控制器4、存储芯片8电连接的布线的概略构造的示意图。如图5所示，在基板2，作为布线层的一部分而具有端子用布线层22和焊盘间布线层24，该端子用布线层22是对外部连接端子12与基板侧电极焊盘14进行电连接的布线层，该焊盘间布线层24是对基板侧电极焊盘14彼此进行电连接的布线层。设置于控制器4的控制器侧电极焊盘16的一部分通过实施了引线接合的金属线26，与设置于端子用布线层22的端部的基板侧电极焊盘14电连接。由此，外部连接端子12与控制器4电连接。设置于控制器4的控制器侧电极焊盘16的一部分通过实施了引线接合的金属线27，与设置于焊盘间布线层24的端部的基板侧电极焊盘14电连接。另外，设置于存储芯片8的芯片侧电极焊盘20的一部分通过实施了引线接合的金属线28与设置于焊盘间布线层24的端部的基板侧电极焊盘14中的、连接了金属线27的基板侧电极焊盘14的另一端侧所设置的基板侧电极焊盘14电连接。由此，控制器4与存储芯片8电连接。如图1、图2所示，空间18的高度高于控制器4的高度以及供与控制器4连接的金属线26、27通过的高度。即，将第一间隔件6a和第二间隔件6b的高度确定成使得载置于基板2时的、第一间隔件6a和第二间隔件6b的载置面6c的高度高于控制器4的高度以及供与控制器4连接的金属线26、27通过的高度。另外，从空间18的没有被间隔件6堵塞的开放侧观察到的空间18的截面面积大于从同样的方向观察到的设置于存储芯片8上的树脂模制部10的截面面积(区域S的截面面积)。通常，半导体器件50根据标准等来确定其高度H，因此有时难以变更树脂模制部10的高度。在这样的情况下，设定间隔件6、存储芯片8的高度，以使得空间18的截面面积大于区域S的截面面积。接着，说明半导体器件50的制造过程。图6是表示第一实施方式的半导体器件的制造过程的流程图。首先，在基板2的表面2a上载置控制器4 (步骤SI)。接着，将控制器4的控制器侧电极焊盘16与基板2的基板侧电极焊盘14通过金属线26、27进行电连接(步骤 S2)。接着，在控制器4两侧载置第一间隔件6a和第二间隔件6b (步骤S3)。接着，在第一间隔件6a和第二间隔件6b的载置面6c上层叠存储芯片8，将存储芯片8的芯片侧电极焊盘20与基板2的基板侧电极焊盘14通过金属线27进行电连接(步骤S4)。然后，用模具将基板2的表面2a之上覆盖，将软化的合成树脂注入到模具中，使所注入的合成树脂固化而形成树脂模制部10 (步骤S5)，由此制造出半导体器件50。如上所述，根据本实施方式I的半导体器件50，控制器4被配置成与基板2的表面2a的大致中央接近，因此能够实现对控制器4与外部连接端子12进行连接的布线和/或对控制器4与存储芯片8进行连接的布线的等长化、缩短化。特别是，配置控制器4以使得形成有与外部连接端子12电连接的控制器侧电极焊盘16的大部分的第一边4a位于成为基板2的表面2a的大致中央的区域，因此容易实现遍及基板2的背面2b的大致整个区域而形成的外部连接端子12与控制器4之间的布线的等长化。此时，优选将用于控制器4通过外部连接端子12与外部收发数据的电极焊盘16配置于第一边4a。这是因为设置于控制器4的电极焊盘16中的这些电极焊盘的等长化、缩短化的效果最大。另外，在间隔件6使用了硅芯片的情况下，基板2与存储芯片8之间的大部分由间隔件6和控制器4构成。于是，成为存储芯片8上侧的部分为树脂制的树脂模制部10，成为控制器4下侧的部分为树脂制的基板2。即，上下夹着存储芯片8和控制器4的区域均由树脂材料构成，因此能够实现抑制半导体器件50的翘曲。另外，第一间隔件6a和第二间隔件6b形成为覆盖比基板2的表面2a上的、控制器4的一侧及其相反侧的区域的整个区域稍小的区域的大小，因此能够将存储芯片8中的没有被载置面6c支承的区域限于更小的面积。因而，能够抑制在上述步骤S5中注入树脂材料时、存储芯片8由于注入压力等而变形或者破裂。另外,从空间18的不被间隔件6堵塞的开放侧观察到的空间18的截面面积大于从同样的方向观察到的设置于存储芯片8上的树脂模制部10的截面面积(区域S的截面面积)，因此在上述步骤S5中注入树脂材料时，与存储芯片8的上侧相比，树脂材料更容易先填充到空间18。通过相比于存储芯片8的上侧而先填充到空间18的树脂材料支承存储芯片8，由此能够抑制存储芯片8由于来自向存储芯片8的上侧注入的树脂材料的压力等而变形或者破裂。进而，由于相比于存储芯片8的上侧而先填充到空间18，因此能够抑制由于空气等的卷入而产生空隙不良。另外，在俯视观察下，空间18成为从控制器4观察时在与配置有第一间隔件6a和第二间隔件6b的方向相差大致90度的方向上不被间隔件6堵塞而开放的状态，因此树脂材料容易从该开放部分顺利地注入到空间18。在本实施方式中，在俯视观察下呈方形形状的基板2的长边侧是开放的，但也可以以短边侧开放的方式设置间隔件6。但是，在使长边侧开放的情况下，空间18的合成树脂的注入流路短，因此容易更顺利地注入树脂。
权利要求
1.一种半导体器件，具备: 形成有外部连接端子的基板； 控制器，其载置在所述基板的第一面上； 第一间隔件，其载置在所述第一面上，配置在所述控制器的一侧； 第二间隔件，其载置在所述第一面上，隔着所述控制器而载置在所述第一间隔件的相反侧； 存储芯片，其跨所述第一间隔件和所述第二间隔件而载置在所述第一间隔件和所述第二间隔件之上； 树脂模制部，其对由所述存储芯片、所述第一间隔件、所述第二间隔件和所述基板包围的空间以及所述存储芯片的周围进行密封； 多个基板侧电极焊盘，其形成于所述基板的第一面； 多个控制器侧电极焊盘，其形成于所述控制器； 多个芯片侧电极焊盘，其形成于所述存储芯片； 焊盘间布线层，其对形成于所述基板的所述基板侧电极焊盘彼此进行电连接；以及端子用布线层，其对形成于所述基板的所述基板侧电极焊盘和所述外部连接端子进行电连接， 所述第二间隔件小于所述第一间隔件， 所述控制器侧电极焊盘与所述基板侧电极焊盘通过金属线连接，由此所述控制器与所述外部连接端子经由所述端子用布线层电连接， 所述控制器侧电极焊盘与所述基板侧电极焊盘通过金属线连接，所述芯片侧电极焊盘与所述基板侧电极焊盘通过金属线连接，由此所述控制器与所述存储芯片经由所述焊盘间布线层电连接， 所述第一间隔件和所述第二间隔件中的载置所述存储芯片的载置面的高度高于所述控制器的高度以及供与所述控制器侧电极焊盘连接的金属线通过的高度， 所述基板侧电极焊盘中的与所述端子用布线层连接的基板侧电极焊盘形成于所述基板的第一面的大致中央区域， 所述控制器在俯视观察下大致呈方形形状， 沿所述控制器的俯视观察下的一边而形成与所述外部连接端子电连接的所述控制器侧电极焊盘， 俯视观察下形成于所述基板的第一面的大致中央区域的所述基板侧电极焊盘与沿所述一边而形成的所述控制器侧电极焊盘经由所述金属线电连接， 从所述空间的开放侧观察到的所述空间的截面面积大于从所述空间的开放侧观察到的设置于所述存储芯片之上的树脂模制部的截面面积。
2.—种半导体器件，具备: 形成有外部连接端子的基板； 控制器，其载置在所述基板的第一面上； 第一间隔件，其载置在所述第一面上，配置在所述控制器的一侧； 第二间隔件，其载置在所述第一面上，隔着所述控制器而载置在所述第一间隔件的相反侧；存储芯片，其跨所述第一间隔件和所述第二间隔件而载置在所述第一间隔件和所述第二间隔件之上； 树脂模制部，其对由所述存储芯片、所述第一间隔件、所述第二间隔件和所述基板包围的空间以及所述存储芯片的周围进行密封； 多个基板侧电极焊盘，其形成于所述基板的第一面； 多个控制器侧电极焊盘，其形成于所述控制器； 多个芯片侧电极焊盘，其形成于所述存储芯片； 焊盘间布线层，其对形成于所述基板的所述基板侧电极焊盘彼此进行电连接；以及端子用布线层，其对形成于所述基板的所述基板侧电极焊盘和所述外部连接端子进行电连接， 所述控制器侧电极焊盘与所述基板侧电极焊盘通过金属线连接，由此所述控制器与所述外部连接端子经由所述端子用布线层电连接， 所述控制器侧电极焊盘与所述基板侧电极焊盘通过金属线连接，所述芯片侧电极焊盘与所述基板侧电极焊盘通过金属线连接，由此所述控制器与所述存储芯片经由所述焊盘间布线层电连接。
3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中， 所述第一间隔件和所述第二间隔件中的载置所述存储芯片的载置面的高度高于所述控制器的高度以及供与所述控制器侧电极焊盘连接的金属线通过的高度。
4.根据权利要求2或者3所述的半导体器件，其中， 所述基板侧电极焊盘中的与所述端子用布线层连接的基板侧电极焊盘形成于所述基板的第一面的大致中央区域， 所述控制器在俯视观察下大致呈方形形状， 沿所述控制器的俯视观察下的一边而形成与所述外部连接端子电连接的所述控制器侧电极焊盘， 俯视观察下形成于所述基板的第一面的大致中央区域的所述基板侧电极焊盘与沿所述一边而形成的所述控制器侧电极焊盘经由所述金属线电连接。
5.根据权利要求2或者3所述的半导体器件， 从所述空间的开放侧观察到的所述空间的截面面积大于从所述空间的开放侧观察到的设置于所述存储芯片上的树脂模制部的截面面积。
6.—种半导体器件的制造方法， 在形成有外部连接端子的基板的第一面上载置控制器， 在所述第一面上的所述控制器的一侧载置第一间隔件， 在所述第一面上的隔着所述控制器的所述第一间隔件的相反侧载置第二间隔件，跨所述第一间隔件和所述第二间隔件而在所述第一间隔件和所述第二间隔件之上载置存储芯片， 通过金属线对形成于所述控制器的控制器侧电极焊盘和形成于所述基板的第一面的基板侧电极焊盘进行连接，经由端子用布线层对所述控制器与所述外部连接端子进行电连接，所述端子用布线层是对所述基板侧电极焊盘和所述外部连接端子进行电连接的布线层，通过金属线对所述控制器侧电极焊盘和所述基板侧电极焊盘进行连接，并且通过金属线对形成于所述存储芯片的芯片侧电极焊盘和所述基板侧电极焊盘进行连接，经由焊盘间布线层对所述控制器与所述存储芯片进行电连接，所述焊盘间布线层是对所述基板侧电极焊盘彼此进行电连接的布线层， 通过树脂模制部对由所述存储芯片、所述第一间隔件、所述第二间隔件和所述基板包围的空间以及所述 存储芯片的周围一并进行密封。
全文摘要
本发明提供一种半导体器件及其制造方法。半导体器件(50)具备形成有外部连接端子(12)的基板；载置在基板(2)的第一面(2a)上的控制器(4)；配置在控制器(4)的一侧的树脂制的第一间隔件(6a)；隔着控制器(4)而载置在第一间隔件的相反侧的树脂制的第二间隔件(6b)；跨第一间隔件和第二间隔件而载置在第一间隔件和第二间隔件之上的存储芯片(8)；对由存储芯片、第一间隔件、第二间隔件和基板包围的空间(18)以及存储芯片的周围进行密封的树脂模制部(10)。由此，能实现连接控制器和外部连接端子的布线和/或连接控制器和存储芯片的布线的等长化和/或缩短化，并且能抑制产品翘曲。
文档编号H01L21/60GK103178036SQ20121031384
公开日2013年6月26日 申请日期2012年8月29日 优先权日2011年12月20日
发明者井本孝志, 安藤善康, 谷本亮, 岩本正次, 野田真史 申请人:株式会社 东芝