[發明專利]半導體裝置、層疊型半導體裝置以及內插器基板

無效

• 申請號: 200710192720.2
• 申請日: 2007-11-16
• 公開（公告）號: CN101183670A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: 細野真行;柴田明司;稻葉公男
• 申請（專利權）人: 日立電線株式會社
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L23/498;H01L23/13;H01L25/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 鐘晶

技術領域

本發明涉及半導體裝置、層疊型半導體裝置以及內插器基板，特別涉及在半導體元件和內插器基板之間或內插器基板和印刷配線板(母板)之間有應力作用的BGA型、CSP型、SIP型、它們的復合體等半導體裝置、層疊型半導體裝置以及用于該半導體裝置的內插器基板。

背景技術

以往，為了緩和在半導體裝置的內插器基板和半導體元件之間產生的應力，產生了在半導體元件和內插器基板之間配置了應力緩和彈性物的結構的BGA型等半導體裝置。

該半導體裝置的特征是具有應力緩和彈性物。作為該應力緩和彈性物，已知有由在回流焊溫度下的彈性模量為1Mpa以上的高分子材料構成的粘接帶(參照專利文獻1)，或者由連續氣泡結構物或三維網狀結構物所構成的多孔樹脂帶(參照專利文獻2)。

但是，這樣的應力緩和彈性物的材料價格高，特別是在專利文獻2中例示的由連續氣泡結構物或三維網狀結構物構成的多孔樹脂帶的種類中尤為顯著。

因此，開發應力緩和彈性物的替代品，作為本申請的申請人先前所提出的專利申請(未公開在先申請)，本申請的申請人提出以下發明。

圖1是例示具有所定連接層的半導體裝置的結構說明圖，圖2是例示其層疊半導體裝置結構的說明圖。

BGA型的半導體裝置10是在內插器基板3和由Si芯片構成的半導體元件4之間配置連接層5，將它們接合成一體化來構成的，其中的內插器基板3是在聚酰亞胺等絕緣基板(絕緣帶)1之上形成銅的配線圖案2而成的。

半導體裝置10是使用特定的焊頭(未圖示)，將配線圖案2的內部引線6引線接合到半導體元件4的電極墊上。引線接合的接合部以及連接層5的上面和半導體元件4的側面之間所形成的直角轉角部分，全部用模型樹脂或環氧填充樹脂等密封樹脂7來密封。焊球8搭載于內插器基板3上形成的通孔，該焊球8與配線圖案2的規定部分導電性地連接。

作為應力緩和彈性物替代品的連接層5(以下，有時稱為“代替彈性物的連接層”)，具有用生成破壞、偏移(滑動)或剝離的材質構成的層，或者具有生成破壞、偏移(滑動)或剝離的結構，破壞、偏移(滑動)或剝離是由于有應力作用于半導體元件4和內插器基板3之間(“應力”是指由于半導體元件與搭載基板的熱膨脹率差所產生的熱應力或由于對BGA封裝的焊球9施加的外部沖擊所產生的應力等。而且，作為破壞，有脆性破壞或延性破壞，例如，有龜列、破裂等)。

破壞、偏移(滑動)或剝離產生在半導體元件4與連接層5的部分接合界面上、內插器基板3與連接層5的部分接合界面上或連接層5內的部分層間界面上，或者半導體元件4與內插器基板3在未分離的范圍內該連接層內部的一部分上。為了半導體元件4與內插器基板3不分離而用密封樹脂7保持時，產生破壞、偏移(滑動)或剝離的部位不只是上述的各部分，例如還可產生在整個接合界面。

具體地，例如如圖1所示，介于半導體元件4和內插器基板3之間的連接層5的結構是含有用作支持體的芯層11和接合層12、13來構成的，該接合層12、13是用于將芯層11接合在半導體元件4和內插器基板3上。

芯層11是由例如光照時固化的光固化性物質(感光材料)薄膜化的干燥膜材料，內部含有液態層的具有機械結構的膜材料等來構成的。通過將芯層11沁入接合劑等讓其帶有接合力，可以只用芯層11來構成連接層5。使用Ag糊劑材料作為連接層5時，為了Ag糊劑材料自身作為接合層發揮功能，可以以Ag糊劑材料單層來使用。即，連接層5具有由帶(薄膜)或糊劑構成的層，可以將該層作為單層、2層、3層或4層以上的結構來使用。

接合層12、13可以由因應力作用而在與芯層11的接合界面，與半導體元件4的接合界面或與內插器基板3的接合界面產生破壞、偏移(滑動)或剝離的材質來構成，也可以具有其中任意的接合界面會生成破壞、偏移(滑動)或剝離的結構。

專利文獻1：日本特開平9-321084號公報

專利文獻2：日本特開平10-340968號公報

發明內容

利用上述發明，可以緩和內插器基板和半導體元件之間所生成的應力，除此之外，結構設計的要點是緩和由于半導體封裝與組入其中的印刷配線板(母板)的熱膨脹率系數差異所產生的應力(壓力)，或者緩和層疊型半導體裝置的半導體裝置間所產生的應力，要求具有更加優良的應力緩和能力的半導體裝置、層疊型半導體裝置以及用于該半導體裝置的內插器基板。