[發明專利]半導體裝置及其制造方法

無效

• 申請號: 201110344666.5
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102468245A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 安川浩永
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L23/29
• 分類號: H01L23/29;H01L23/34;H01L21/56;H01L21/48
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云

技術領域

本發明涉及半導體裝置及其制造方法。

背景技術

近年來，諸如計算機、移動電話和PDA(個人數字助理)的電子裝置的小型化、高性能化和高速化取得了進步。因此，用于這些電子裝置的諸如IC(集成電路)和LSI(大規模集成電路)的半導體裝置需要小型化、高速化和高密度化。

半導體裝置的小型化、高速化和高密度化往往會導致功耗上的增加，并且增加單位體積上產生的熱量。

過去，作為半導體芯片的安裝結構，采用了這樣的結構，其中在形成半導體芯片電極的表面向下的狀態下，采用焊料突起部將半導體芯片以倒裝芯片的方式安裝在基板上。

在執行倒裝芯片安裝的半導體裝置中，因為半導體芯片和基板之間熱膨脹系數上的差別，所以存在由于產生的熱量而在焊料突起部的連接部分上產生應力的問題，并且降低了連接可靠性。

類似地，當以倒裝芯片的方式安裝半導體芯片的半導體裝置的彎曲量很大時，存在將半導體裝置安裝在安裝基板上時二次安裝可靠性降低的問題。

為了解決這樣的問題，提出了這樣的半導體裝置，其中半導體芯片和基板之間的間隙填充有底層填料且硬化，并且基板的一部分覆蓋有樹脂層(例如，見日本未審查專利申請公開No.2007-335740)。

也就是，例如，基板101和其上設置的半導體芯片102之間的間隙填充有底層填料105，如圖7A和圖7B所示，圖7A示出了半導體裝置的透視圖，圖7B示出了沿著圖7A的VIIB-VIIB線剖取的截面圖。

基板101和半導體芯片102通過基板101的表面(圖中的上表面)上的電極焊盤103和半導體芯片102的下表面上的焊料突起部104彼此電連接。底層填料105填充在除了電極焊盤103和焊料突起部104彼此連接的部分之外的部分中。

半導體裝置100通過以樹脂層110覆蓋半導體芯片102周圍的基板101而形成。

另外，焊料球106形成在基板101的后側(圖中的下表面)。

對于這樣的構造，因為施加給焊料突起部的應力被底層填料和基板上的樹脂層釋放，所以改善了連接的可靠性。另外，能夠抑制基板由于外部力引起的變形。

發明內容

然而，可能存在這樣的情況，當底層填料侵入半導體芯片和基板之間時，由于基板表面的狀態或者施加的底層填料量等變化而帶入空氣，從而產生空隙。當空隙存在于底層填料內時，可認為在將半導體裝置安裝在安裝基板上時焊料突起部電短路。

特別是，對于基板的電極焊盤和半導體芯片的焊料突起部的連接部分，其數量增加或者其間隔變窄，從而在底層填料內易于產生空隙。

另外，還認為取決于底層填料和密封樹脂層的材料的選擇，焊料突起部的應力增加，并且焊料突起部的連接可靠性降低或半導體裝置的彎曲量增加，從而使半導體裝置在安裝基板上的二次安裝可靠性降低。

需要提供一種半導體裝置及其制造方法，其能夠實現焊料突起部的足夠的連接可靠性和半導體裝置在安裝基板上的二次安裝可靠性，而在底層填料內不產生空隙。

根據本發明的實施例，提供一種半導體裝置，其包括：基板，包括表面上的電極焊盤；半導體芯片，設置在基板上以電連接到電極焊盤；以及第一樹脂層，形成在基板上，并且還填充在基板和半導體芯片之間。

此外，提供一種半導體裝置，其包括層疊在第一樹脂層上的第二樹脂層，第二樹脂層的彈性模量大于第一樹脂層的彈性模量。

根據本發明的另一個實施例，提供一種制造半導體裝置的方法，其包括：將半導體芯片設置在基板上，以電連接到基板的表面上形成的電極焊盤；以及通過轉移模制法在基板上以及在基板和半導體芯片之間形成第一樹脂層。

此外，提供一種制造半導體裝置的方法，其包括通過轉移模制法形成第二樹脂層，其層疊在第一樹脂層上，第二樹脂層的彈性模量大于第一樹脂層的彈性模量。

根據本發明實施例的半導體裝置的上述構造，基板上形成的第一樹脂層還通過轉移模制法填充在基板和半導體芯片之間。因此，因為在基板和半導體芯片之間不使用底層填料，所以不存在這樣的情況，當底層填料侵入半導體芯片和基板之間時，由于基板表面的狀態或者施加的底層填料量上的變化而帶入空氣，從而產生空隙。

另外，在第一樹脂層上層疊彈性模量大于第一樹脂層的第二樹脂層。因此，能夠通過具有較小彈性模量的第一樹脂層來減少基板和半導體芯片之間的連接部分中產生的應力，并且通過具有較大彈性模量的第二樹脂層來減少半導體裝置的彎曲量。