半导体设备及电子设备的制作方法

本技术(根据本公开的技术)涉及半导体设备和电子设备，并且具体地涉及对于应用于具有凸块电极的半导体设备和使用该半导体设备的电子设备有效的技术。

背景技术：

1、在将半导体芯片封装在封装体中的半导体设备中，需要越来越多的外部端子以实现更高的性能。为此，一种被称为bga(球栅阵列，ball grid array)型的半导体设备已经商业化，其中在封装体的一个表面上布置多个球形焊料凸块作为外部端子。例如，ptl 1公开了一种使用在焊料层中包含芯的芯焊料凸块作为焊料凸块的半导体设备。

2、[引文列表]

3、[专利文献]

4、[ptl 1]

5、jp 2009-70699a

技术实现思路

1、[技术问题]

2、顺便提及，在电子设备的制造过程中，bga型半导体设备与诸如电阻器或电容器之类的分立组件(独立组件)一起安装在安装基板上。在这个安装步骤中，通过应用热处理(回流)以熔化焊料凸块，将bga半导体设备安装在安装基板上，由于在热处理之后的冷却过程期间封装体与安装基板之间的热膨胀系数的差异，这增加了对焊料凸块的应力。对于芯焊料凸块，芯的存在分散由于封装体与安装基板之间的热膨胀系数差异而增加的应力，并减少集中在与焊盘(封装体侧或安装基板侧的焊盘)的接合界面处的应力。

3、但是，安装基板并不总是平坦的，并且存在安装基板翘曲的情况。在这种情况下，芯焊料凸块的芯抑制了焊料层的外部形状的变形，从而导致对安装基板的翘曲的追随性低，这会造成bga型半导体设备的安装可靠性降低。

4、特别地，当安装基板在安装基板的安装表面侧凸出的方向上翘曲时，以及当封装体经由位于除封装体的安装表面侧的外周以外的部分中的芯焊料凸块的芯而由安装基板支撑时，安装基板的翘曲造成位于封装体的安装表面侧的外周中的芯焊料凸块的焊料层在垂直方向上拉伸，从而造成芯焊料凸块的外部形状变得不太圆柱形，并且芯焊料凸块与焊盘之间的键合强度会降低。键合强度的这种降低意味着安装可靠性的降低。

5、本技术的目的是提供一种可以提高半导体设备的安装可靠性的技术。

6、[问题的解决方案]

7、(1)根据本技术的一个方面的半导体设备包括：

8、封装体，包括半导体芯片并在一个表面上布置有多个第一焊盘；以及

9、多个焊料凸块，分别单独地键合到多个焊盘。

10、多个焊料凸块包括具有芯的芯焊料凸块和不具有芯的无芯焊料凸块。

11、(2)根据本技术的另一方面的电子设备包括：

12、半导体设备，在包括半导体芯片的封装体的一个表面上布置有多个第一焊盘；

13、安装基板，在一个表面上布置有多个第二焊盘；以及

14、多个焊料凸块，分别单独地插入在多个第一焊盘与多个第二焊盘之间，并且分别单独地键合到多个第一焊盘和多个第二焊盘。

15、多个焊料凸块包括具有芯的芯焊料凸块和不具有芯的无芯焊料凸块。

技术特征：

1.一种半导体设备，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体设备，其中所述芯焊料凸块布置在这样的区段处：在包括所述芯焊料凸块和所述无芯焊料凸块的所述多个焊料凸块中的每个焊料凸块被熔化并单独地键合到安装基板上的多个第二焊盘中的每个第二焊盘之后执行的冷却过程期间，由所述封装体与所述安装基板之间的热膨胀系数的差异造成的应力集中在该区段。

3.根据权利要求1所述的半导体设备，其中在平面图中所述芯焊料凸块布置在所述封装体的拐角处。

4.根据权利要求1所述的半导体设备，其中在平面图中所述芯焊料凸块布置在叠加在所述半导体芯片的轮廓上的位置处。

5.根据权利要求1所述的半导体设备，其中在平面图中所述芯焊料凸块布置在所述封装体的拐角处并且布置在叠加在所述半导体芯片的轮廓上的位置处。

6.根据权利要求1所述的半导体设备，其中所述封装体包括布置在二维平面中的多个半导体芯片，以及

7.根据权利要求1所述的半导体设备，其中所述封装体包括布置在二维平面中的多个半导体芯片，以及

8.根据权利要求1所述的半导体设备，其中所述芯焊料凸块包括所述芯和覆盖所述芯的焊料层，以及

9.根据权利要求1所述的半导体设备，其中所述芯焊料凸块与所述无芯焊料凸块具有相同的外部形状。

10.一种电子设备，包括：

11.根据权利要求10所述的电子设备，其中所述芯焊料凸块布置在这样的区段处：在包括所述芯焊料凸块和所述无芯焊料凸块的所述多个焊料凸块中的每个焊料凸块被熔化并单独地键合到安装基板上的多个第二焊盘中的每个第二焊盘之后执行的冷却过程期间，由所述封装体与所述安装基板之间的热膨胀系数的差异造成的应力集中在该区段。

12.根据权利要求10所述的半导体设备，其中在平面图中所述芯焊料凸块布置在所述封装体的拐角处。

13.根据权利要求10所述的半导体设备，其中在平面图中所述芯焊料凸块布置在叠加在所述半导体芯片的轮廓上的位置处。

14.根据权利要求10所述的半导体设备，其中在平面图中所述芯焊料凸块布置在所述封装体的拐角处并且布置在叠加在所述半导体芯片的轮廓上的位置处。

15.根据权利要求10所述的半导体设备，其中所述封装体包括布置在二维平面中的多个半导体芯片，以及

16.根据权利要求10所述的半导体设备，其中所述封装体包括布置在二维平面中的多个半导体芯片，以及

17.根据权利要求10所述的半导体设备，其中所述芯焊料凸块包括所述芯和覆盖所述芯的焊料层，以及

18.根据权利要求10所述的半导体设备，其中所述芯焊料凸块与所述无芯焊料凸块具有相同的外部形状。

技术总结
本发明提高半导体设备的安装可靠性。提供的半导体设备包括：封装体，包括半导体芯片并具有布置在一个表面上的多个电极垫；以及多个凸块电极，分别单独地键合到所述多个电极垫。所述多个凸块电极包括具有芯的芯凸块电极和不具有芯的无芯凸块电极。

技术研发人员：西田裕史,横山和寿
受保护的技术使用者：索尼半导体解决方案公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21