專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制造方法及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將半導(dǎo)體元件高密度的封裝在電路基片上的技術(shù)。


圖13所示的現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置由半導(dǎo)體元件901、電路基片907、將半導(dǎo)體元件901和電路基片907電氣連接的突起電極905、導(dǎo)電膠909及密封樹脂911組成。
電路基片907是所有層都是填隙式鍍金屬夾層孔(IVHInterstitial ViaHole)結(jié)構(gòu)的多層電路基片、為確保與半導(dǎo)體元件901的電氣連接、設(shè)置了電極913。在半導(dǎo)體元件901上形成了多個電極903。在各個電極903上設(shè)有突起電極905、進(jìn)一步導(dǎo)電膠909覆蓋了它的一部分。半導(dǎo)體元件901和電路基片907由突起電極905將導(dǎo)電膠909按壓在電極913上而電氣連接一起。密封樹脂911充填在半導(dǎo)體元件901和電路基片907之間、填埋二者的間隙。由此、將半導(dǎo)體元件901固定在電路基片907上。
以下，參照圖14(a)～(e)、具體的說明現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的封裝方法。
圖14(a)示出半導(dǎo)體元件901。半導(dǎo)體元件901有電極903。首先，用引線接合法在電極903上形成凸臺905。凸臺905有2段突起的形狀。它的形成步驟如下。首先，將在Au引線前端上形成的球(ball)熱壓在電極903上、形成2段突起的下段部。接著，移動毛細(xì)管、用形成的Au引線環(huán)形成上段部。在這種狀態(tài)下，2段突起凸臺的高度不勻、而且前端部也不平坦。因此，將2段突起凸臺加壓進(jìn)行高度的均一化和前端部的平坦化。這樣，在電極903上形成凸臺905。
圖14(b)是表示涂敷了導(dǎo)電膠909的半導(dǎo)體元件的圖。導(dǎo)電膠909復(fù)印在凸臺905上。具體的說，例如用刮刀刀片法在旋轉(zhuǎn)園盤上涂敷均勻厚度的導(dǎo)電膠909、將凸臺905放到涂敷過的導(dǎo)電膠909上、提升它進(jìn)行復(fù)印。
圖14(c)是表示對準(zhǔn)前的半導(dǎo)體元件901和電路基片907的圖。對準(zhǔn)是為將半導(dǎo)體元件901上的凸臺905和電路基片907上的電極913高精度連接而進(jìn)行的。
圖14(d)是表示對準(zhǔn)后的半導(dǎo)體元件901和電路基片907的圖。把凸臺905上的導(dǎo)電膠909放到電路基片907的電極913上，使導(dǎo)電膠909加熱硬化。由此，使凸臺905和電極913電氣性、物理性連接。
圖14(e)是表示用樹脂911密封后的半導(dǎo)體元件901和電路基片907的圖。樹脂911是環(huán)氧樹脂型材料。在半導(dǎo)體元件901的周圍及半導(dǎo)體元件901和電路基片907的間隙處注入樹脂911、使樹脂911硬化進(jìn)行密封。這樣，由電路基片907和半導(dǎo)體元件901的樹脂模型化、完成將半導(dǎo)體元件901倒裝連接在電路基片907上的現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的目的是對具有狹窄間距配置電極的半導(dǎo)體元件及電路基片、能夠用導(dǎo)電膠實現(xiàn)高可靠性的電氣連接。
采用本發(fā)明，制造將半導(dǎo)體部和電路基片電氣連接的半導(dǎo)體裝置的方法包含以下工序在所述半導(dǎo)體部上形成多個半導(dǎo)體電極的工序；在所述電路基片上形成多個基片電極的工序；將所述半導(dǎo)體部和所述電路基片的一方連接到由絕緣性材料組成的中間連接體上的第1粘接工序；根據(jù)所述多個半導(dǎo)體電極的位置及所述多個基片電極的位置、在所述中間連接體上形成多個貫通孔的工序；通過各貫通孔、將各半導(dǎo)體電極和各基片電極電氣連接的工序；將所述半導(dǎo)體部和所述電路基片的另一方粘接到所述中間連接體上的第2粘接工序。由此達(dá)到上述目的。
電氣連接的所述工序，也可以包含以下工序在所述多個半導(dǎo)體電極及所述多個基片電極的至少一方上形成多個凸臺的工序；在所述各貫通孔上填充導(dǎo)電膠的工序；將各凸臺埋沒在所述各貫通孔內(nèi)的所述導(dǎo)電膠中、通過所述多個凸臺及所述導(dǎo)電膠、將各半導(dǎo)體電極和各基片電極電氣連接的工序。
形成多個貫通孔的所述工序也可以包含以下工序測量所述多個半導(dǎo)體電極的位置及所述多個基片電極的位置的至少一方、取得位置數(shù)據(jù)的工序；基于測量的所述位置數(shù)據(jù)、特定所述中間連接體上的多個位置的工序；在被特定的所述中間連接體上的各位置上、形成所述各貫通孔的工序。
所述多個半導(dǎo)體電極及所述多個基片電極的各個都是在表面上形成包含樹脂的被膜的金屬層、形成多個貫通孔的所述工序也可以是除去所述被膜、使所述金屬層露出來。
形成多個貫通孔的所述工序也可以是形成使壁面傾斜的所述各貫通孔。
填充導(dǎo)電膠的所述工序也可以包含從所述各貫通孔的底部到開口部注入所述導(dǎo)電膠的工序和從所述開口部梳理規(guī)定數(shù)量的導(dǎo)電膠的工序。
注入導(dǎo)電膠的所述工序也可以對導(dǎo)電膠加壓使之吐出、從所述各貫通孔的底部開始到開口部為止的注入。
所述第1粘接工序及所述第2粘接工序也可以是由加壓將所述中間連接體粘接在所述半導(dǎo)體部及所述電路基片上、封鎖所述各貫通孔。
所述導(dǎo)電膠含有導(dǎo)電性粒子和非導(dǎo)電的樹脂，封鎖所述各貫通孔的工序也可以包含在所述中間連接體和所述半導(dǎo)體部及所述電路基片的至少一方的界面上設(shè)置僅能流出所述非導(dǎo)電性樹脂的間隙的工序；由加壓使所述導(dǎo)電膠致密化、使所述非導(dǎo)電性樹脂從各貫通孔流出的工序；封鎖所述導(dǎo)電性粒子殘留下的所述各貫通孔的工序。
所述中間連接體進(jìn)一步包含加壓收縮材料、所述第1粘接工序及第2粘接工序也可以是由加壓使所述中間連接體收縮、使所述導(dǎo)電膠致密化。
所述中間連接體進(jìn)一步包含熱硬化樹脂，所述第1粘接工序由加熱使包含熱硬化樹脂的所述中間連接體的一部分硬化、將所述半導(dǎo)體部及所述電路基片的一方粘接到所述中間連接體上。
所述第2粘接工序也可以由加熱使所述中間連接體硬化、將所述半導(dǎo)體部及所述電路基片和所述中間連接體粘接。
還有，注入導(dǎo)電膠的所述工序也可以是在導(dǎo)電膠上加壓、吐出大于從各貫通孔的容積減去被埋沒的各凸臺的容積的分量，而且，小于各貫通孔容積的分量的所述導(dǎo)電膠。
采用本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，具有有多個半導(dǎo)體電極的半導(dǎo)體部；有多個基片電極的電路基片；粘接在所述半導(dǎo)體部及所述電路基片上的、被夾持的、是由絕緣材料組成的中間連接體；有充填了導(dǎo)電膠的多個貫通孔；有通過各貫通孔內(nèi)的所述導(dǎo)電膠、將各半導(dǎo)體電極及各基片電極電氣連接的中間連接體。所述各半導(dǎo)體電極及所述各基片電極是在表面上形成包含樹脂被膜的金屬層、在所述各貫通孔內(nèi)所述被膜被除去、與所述導(dǎo)電膠連接。由此、達(dá)到上述目的。
所述各貫通孔的壁面也可以傾斜。
在所述多個半導(dǎo)體電極及所述多個基片電極的至少一方也可以形成多個凸臺。
所述多個凸臺的每一個也可以是2段突起形狀。
圖2(a)～(f)是說明半導(dǎo)體裝置的第1制造工序的圖。
圖3(a)是在帶有傾斜的、在中間連接體上形成的貫通孔周圍的放大圖。(b)是顯示表面處理層的、在貫通孔內(nèi)露出的部分的除去結(jié)果的圖。
圖4(a)～(e)是顯示具有比下段部還大的凸臺直徑的凸臺的形成順序圖。
圖5是顯示形成蘑菇狀凸臺的半導(dǎo)體元件的圖。
圖6(a)是顯示在半導(dǎo)體元件和電路基片粘接前將導(dǎo)電膠充填在貫通孔內(nèi)的中間連接體的圖。(b)是顯示將半導(dǎo)體元件和電路基片粘接后的中間連接體的圖。
圖7(a)是顯示在與電路基片粘接后、與半導(dǎo)體元件粘接前，導(dǎo)電膠充填貫通孔的中間連接體的圖。(b)是顯示將電路基片和半導(dǎo)體元件粘接后的中間連接體的圖。
圖8是說明實施方式1的半導(dǎo)體裝置的第2制造工序的圖。
圖9(a)是顯示實施方式2的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。(b)是半導(dǎo)體裝置的部分放大圖。
圖10是說明實施方式2的半導(dǎo)體裝置的制造工序的圖。
圖11是顯示實施方式2的變形例的半導(dǎo)體裝置全部結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖12是顯示實施方式3的半導(dǎo)體裝置全部結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖13是倒裝法封裝的現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的剖面圖。
圖14(a)～(e)是說明現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置封裝工序的圖。符號說明101—半導(dǎo)體元件，103—電極，105—凸臺，106—涂敷薄膜，107—中間連接體，109—貫通孔，111—導(dǎo)電膠，113—電路基片，115—電極，119—貫通孔(填隙式鍍金屬夾層孔)，120、130—電氣連接部，121—布線層，123—絕緣層，125—導(dǎo)電體，801—半導(dǎo)體元件，802—電路基片，803—導(dǎo)線，804—電極，805—半導(dǎo)體元件的封裝結(jié)構(gòu)體，806—模制樹脂，901—半導(dǎo)體元件，903—電極，905—凸臺，907—電路基片，909—導(dǎo)電膠，911—密封樹脂，913—電極。
具體實施例方式
首先，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，用導(dǎo)電膠和凸臺將半導(dǎo)體元件和電路基片電氣的連接起來。進(jìn)一步、本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在半導(dǎo)體元件和電路基片之間設(shè)置有連接二者、具有與半導(dǎo)體元件的電極及電路基片的電極相對應(yīng)形成的貫通孔的中間連接體。半導(dǎo)體元件和電路基片的電氣連接由將凸臺壓入充填在貫通孔內(nèi)的導(dǎo)電膠上進(jìn)行。由于導(dǎo)電膠封入貫通孔內(nèi)、能夠防止導(dǎo)電膠擴展到相鄰的電氣連接產(chǎn)生的短路。
以下，參照附圖、說明本發(fā)明的實施方式1～3。功能相同的構(gòu)成要素注以相同的參照符號。
(實施方式1)圖1(a)示出實施方式1半導(dǎo)體裝置100的全體構(gòu)造的剖面圖。半導(dǎo)體裝置100由半導(dǎo)體元件101、中間連接體107、電路基片113和多個電氣連接部120構(gòu)成。
半導(dǎo)體元件101是封裝在電路基片113上的元件、通過各電氣連接部120與電路基片113電氣的、物理的連接。
電路基片113、是所有層都具有填隙式鍍金屬夾層孔(IVHInterstitialVia Hole)結(jié)構(gòu)的樹脂多層電路基片。電路基片113在成為絕緣層芯子123的任意位置上具有多個貫通孔119。圖1(b)是半導(dǎo)體裝置100的部分放大圖。由于在貫通孔119中填充了導(dǎo)電體125、能確保分別設(shè)置在芯子123表面和背面的布線層121間的導(dǎo)通。由于在電路基片113上使用了全層IVH結(jié)構(gòu)的樹脂多層電路基片、能夠更高密度的收容布線。進(jìn)一步，由于全層IVH結(jié)構(gòu)的樹脂多層電路基片具有高耐壓力性，當(dāng)施加壓力將半導(dǎo)體元件101封裝在電路基片113上時，能夠提高半導(dǎo)體元件101的封裝成品率。
電氣連接部120分別由作為半導(dǎo)體元件101外部電極的電極103、設(shè)在電極103上的凸臺105、與電極103相對應(yīng)設(shè)在電路基片113上的電極115和將凸臺105和電極115連接起來的導(dǎo)電膠111組成。電氣連接部120存在多個。對應(yīng)的電極103和電極115、利用后述的中間連接體107電氣連接。就是說，半導(dǎo)體元件101和電路基片113電氣連接。由于用凸臺105和導(dǎo)電膠111能夠確保半導(dǎo)體元件101和電路基片113的電氣連接、即使在半導(dǎo)體裝置100上施加熱沖擊等的應(yīng)力情況下，導(dǎo)電膠111也能吸收集中在半導(dǎo)體元件101和電路基片113連接部上的應(yīng)力、不失去電氣連接。由此，能確保穩(wěn)定的電氣連接。
中間連接體107設(shè)在半導(dǎo)體元件101和電路基片113之間。中間連接體107在與電極103及電極115對應(yīng)的位置上具有為連接半導(dǎo)體元件101和電路基片113的貫通孔109。在貫通孔109的內(nèi)部，配置有使電極103及電極115更密封的導(dǎo)電膠111和設(shè)在電極103上的凸臺105。導(dǎo)電膠111由于貫通孔109的壁面抑制向水平方向的流出。由此，能夠防止導(dǎo)電膠111擴展到鄰接的電氣連接部120，防止相鄰電氣連接部120間的短路。因此，電氣連接部120能夠以狹窄的間距配置，能以高密度連接半導(dǎo)體元件101和電路基片113。
在不存在中間連接體107的情況下，當(dāng)施加熱沖擊等的溫度應(yīng)力時，應(yīng)力將集中向半導(dǎo)體元件101和電路基片113連接的部分。但是，由于設(shè)置了中間連接體107，能夠抑制這樣的應(yīng)力集中。這是因為半導(dǎo)體元件101的全面與中間連接體107粘接、能夠回避應(yīng)力僅僅加在粘接部分。應(yīng)力是因為半導(dǎo)體元件101和電路基片113的熱膨脹系數(shù)差產(chǎn)生的。特別是，中間連接體107最好由熱膨脹系數(shù)在半導(dǎo)體元件101的熱膨脹系數(shù)和電路基片113的熱膨脹系數(shù)之間的材料形成。當(dāng)將這樣的中間連接體107設(shè)置的與半導(dǎo)體元件101和電路基片113粘附時，上述的因熱膨脹系數(shù)差引起的應(yīng)力能被中間連接體107吸收。這樣，更能減低施加在半導(dǎo)體元件101和電路基片113的連接部的應(yīng)力。
中間連接體107，例如，可以是焊接片等的電絕緣性樹脂。但是，采用加熱加壓時能在厚度方向壓縮的電氣絕緣性基材更好。這是因為能夠更加強固凸臺105、導(dǎo)電膠111和電路基片113上的電極115間的連接。更具體的說明參照圖2的(f)在后面敘述。作為能壓縮的電氣絕緣性基材，例如，可以采用將未硬化的環(huán)氧樹脂含浸在芳族聚酰胺無紡布上使空孔殘留下來的聚脂膠片、及將未硬化環(huán)氧樹脂含浸在多孔質(zhì)的薄膜基材上使空孔殘留下來的薄膜基材。由于在這樣的可壓縮性電氣絕緣基材中存在空孔、由加熱·加壓環(huán)氧樹脂成分流出、空孔被樹脂填埋。其結(jié)果，電氣絕緣性基材沿厚度方向收縮。
其次，參照圖2(a)～(f)說明半導(dǎo)體裝置100(圖1)的第1制造工序。
圖2(a)是顯示半導(dǎo)體元件101的圖。首先，在半導(dǎo)體元件101上通過濺射形成為了進(jìn)行半導(dǎo)體元件101向外部電氣連接的金屬層的電極103。電極103的材質(zhì)一般與半導(dǎo)體元件101的布線材料相同，例如含微量硅、銅的鋁。進(jìn)一步，在電極103的表面上也可以設(shè)置由鎳、銅、金等的各種電極材料構(gòu)成的金屬層。
接著，在這樣形成的電極103上，形成具有2段突起形狀的Au凸臺105。不將凸臺105形成在設(shè)在電路基片113上的電極115上，而形成在電極103上的理由是因為半導(dǎo)體元件101比電路基片113的表面平坦性優(yōu)秀，形成的凸臺105的高度偏差小，其結(jié)果，各電氣連接部120的偏差也小，能夠確保穩(wěn)定的電氣連接。此外，凸臺105的形狀和材料并不僅限于此。
說明具有2段突起形狀凸臺105的形成順序。首先，將在Au前端上形成的球熱壓在電極103上，形成2段突起的下段部，就是說，形成與電極103連接一側(cè)的那一段。接著，用使毛細(xì)管移動形成的Au引線環(huán)形成上段部(前端部)。在圖中，前端部的凸臺直徑比下段部的凸臺直徑小。在這種狀態(tài)下，2段突起凸臺105的高度不是均一的，而且，前端部也缺乏平坦性。因此，將2段突起凸臺105加壓，進(jìn)行高度的均一化及前端部的平坦化。這樣，凸臺105形成在電極103上。
其次，圖2(b)是表示粘貼了中間連接體107的電路基片113的圖。粘貼在電路基片113上后，在中間連接體107的相反一面上設(shè)有涂敷薄膜106。也可以預(yù)先在中間連接體107的一方的面上設(shè)置薄膜基材，而且，在相反的面上設(shè)置涂敷薄膜106，由在電路基片113的希望的位置上疊層薄膜基材，將中間連接體107粘貼向電路基片11上。作為疊層的條件，最好不使包含在中間連接體107內(nèi)的熱硬化樹脂完全硬化。這是為了在以后的工序中，當(dāng)將半導(dǎo)體元件101和中間連接體107疊層連接時能得到足夠的粘接力。
接著圖2(c)示出形成了多個貫通孔109的中間連接體107。更正確的說，貫通孔109貫通涂敷薄膜106 中間連接體107。貫通孔109最好用激光形成。激光加工進(jìn)行直到電路基片113上的電極115露出為止。請留意最好使貫通孔109的壁面帶有傾斜的形狀。這是因為貫通孔109的壁面一旦帶有傾斜、當(dāng)充填導(dǎo)電膠111時，能夠更容易的充填導(dǎo)電膠111。此外，當(dāng)用激光形成貫通孔109時，涂敷薄膜106使用具有吸收用來加工的激光波長特性的材料。一般的說，是PET薄膜、PEN薄膜。
圖3(a)是在中間連接體107上形成的帶有傾斜貫通孔109的周圍的放大圖。由于貫通孔109的涂敷薄膜106一側(cè)，即注入導(dǎo)電膠111一側(cè)的開口徑比貫通孔109的底部的開口徑形成的大、貫通孔109的壁面傾斜。由此，導(dǎo)電膠111更容易充填。由圖可以明白，貫通孔109形成的也貫通涂敷薄膜106。形成在電路基片113上的電極115是導(dǎo)電性金屬層，一般是薄的銅層。為了防止銅的表面變質(zhì)及提高與樹脂的粘接力，在金屬層的表面上通常存在由施加Cr、Zn、Ni等的被膜處理、有機防銹膜處理等的表面處理層116。表面處理層116的最表面是金屬氧化被膜及樹脂層。但是，表面處理層116妨礙在下面的工序中說明的填充貫通孔109的導(dǎo)電膠111(圖2(d))內(nèi)的導(dǎo)電性粒子與金屬層的接觸。因此，在貫通孔109的底層阻礙電氣性的連接。就是說，表面處理層116從金屬層電極115的表面變質(zhì)和確保粘附性的觀點看是必要的，但從貫通孔109底部電氣連接的觀點看是不希望的，存在這樣一種需平衡折中的問題。
在本實施方式中，形成貫通孔109時除去表面處理層116。即使除去表面處理層116，在貫通孔109上填充導(dǎo)電膠后電極115也不產(chǎn)生表面變質(zhì)等。由此，能夠使導(dǎo)電膠內(nèi)的導(dǎo)電性粒子與金屬層可靠的接觸。除去表面處理層116可以進(jìn)行由藥液、真空中的離子洗、干法刻蝕、還原氣氛化下的氧化皮膜除去、氮氣、氬氣等惰性氣氛下的噴沙(blast)加工等物理加工。這樣，因為用溶融等方法除去表面處理層116，一方面能夠確保電氣的連接，另一方面沒有必要像過去那樣將表面處理層116盡可能的作薄，使制造變得容易。圖3(b)是表示表面處理層116的、在貫通孔109內(nèi)暴露部分的除去結(jié)果的圖。由此，能夠理解電極115暴露在貫通孔109內(nèi)了。
此外，利用激光形成貫通孔109時，控制激光的能量、脈沖寬度、照射數(shù)等、在形成貫通孔109的同時也可以除去表面處理層116。還有，也可以用激光加工時產(chǎn)生的熱使表面處理層116向金屬層內(nèi)部擴散，增加銅在貫通孔109底部露出的比例。采用這種方法，能夠使導(dǎo)電膠和電極115可靠的電氣連接。
如上所述，由除去存在于電極115表面的表面處理層，電路基片113上的布線、電極內(nèi)，僅僅在電氣連接部120(圖1(b))、能夠使電極115的金屬層暴露出來。由此，能夠解決上述的平衡折中問題。
在激光加工時，可以利用電極115位置的實測值決定激光照射的中間連接體107的位置。這是因為電極115形成的電路基片113由有機樹脂組成，由于制造工藝過程中的熱和壓力容易產(chǎn)生尺寸變化，其結(jié)果，對于設(shè)計的電路基片113的圖形尺寸產(chǎn)生了偏差。
電極115的實測值能夠由從上面看電路基片113，測定電路基片113的基準(zhǔn)點的位置得到。作為基準(zhǔn)點，可以用預(yù)先設(shè)定在電路基片113上的位置檢測用標(biāo)記、也可以設(shè)定基準(zhǔn)電極115、用它的邊緣。這樣將實測的基準(zhǔn)點和電路基片113的設(shè)計的基準(zhǔn)點的平面坐標(biāo)上的變化量、反映在預(yù)先輸入的設(shè)計加工位置數(shù)據(jù)上、補償加工位置數(shù)據(jù)?；谘a償過的加工位置數(shù)據(jù)、由激光加工、在與電極115對應(yīng)的中間連接體107的位置上高精度的形成貫通孔109。此外，在考慮沒有位置偏差的情況下，也可以用設(shè)計值決定激光的照射位置。
進(jìn)一步，同樣的測定設(shè)在半導(dǎo)體元件101上的凸臺105的位置，將它的位置數(shù)據(jù)反映在加工位置數(shù)據(jù)上進(jìn)行補償，能夠形成更高精度的貫通孔109。由于由這種補償，對應(yīng)凸臺105及電極115的位置，能夠正確的形成貫通孔109，能夠?qū)⑽恢脤?zhǔn)時的對準(zhǔn)容量設(shè)定的小些。因此，能夠由電氣連接部120(圖1(b))，實現(xiàn)以狹窄的間距配置的半導(dǎo)體裝置100(圖1)。進(jìn)一步，如果檢測了電極115和凸臺105兩方的位置，即使是原來不能將凸臺105與電極115對準(zhǔn)的半導(dǎo)體元件101也能判別。由此，能夠進(jìn)一步提高成品率。進(jìn)一步，由于這種判別是在半導(dǎo)體元件101封裝到電路基片113前進(jìn)行的，判定為不能封裝的半導(dǎo)體元件101能夠再利用做封裝在別的電路基片113上的半導(dǎo)體元件。
接著，圖2(d)示出填充導(dǎo)電膠111后的貫通孔109。導(dǎo)電膠111包含熱硬化性樹脂和導(dǎo)電性粒子。熱硬化性樹脂例如是苯酚、環(huán)氧樹脂，起到黏合劑的功能。導(dǎo)電性粒子最好由金、銀、銅、銀鈀、及這些的合金中至少1種組成、分散在熱硬化樹脂中。導(dǎo)電性粒子很少有在表面上的阻礙連接的氧化等變質(zhì)層，能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的電氣連接。此外，涂敷薄膜106起到在膠填充工序中，防止導(dǎo)電膠111附著在中間連接體107的表面上的保護(hù)功能。
圖2(e)是表示與半導(dǎo)體元件101對準(zhǔn)后的電路基片113的圖。由對準(zhǔn)、能夠?qū)雽?dǎo)體元件101疊層在中間連接體107上構(gòu)成。當(dāng)對準(zhǔn)時，涂敷薄膜106(圖2(c))被剝離。當(dāng)涂敷薄膜106剝離時導(dǎo)電膠111容易從中間連接體107的表面突出涂敷薄膜106厚度那樣的量。這一突出的導(dǎo)電膠111，當(dāng)將半導(dǎo)體元件101疊層在中間連接體107上時，有可能誘發(fā)相鄰的電氣連接部120間的短路。因此，突出部最好盡量的小，為此，在加工中在不斷裂的限度內(nèi)，最好采用盡可能薄的涂敷薄膜106。如果剝離了涂敷薄膜106，能夠防止激光加工時的加工碎片附著在中間連接體107的表面上。
除減低涂敷薄膜106的厚度外，還將在導(dǎo)電膠111填充貫通孔109后，用橡膠等柔軟的滑動輥梳理填充到涂敷薄膜106表面上的導(dǎo)電膠111，導(dǎo)電膠111最好是凹狀填充、以使它不掛在涂敷薄膜106上。
由填充滑動輥印刷填充導(dǎo)電膠111時，導(dǎo)電膠從貫通孔的底面開始直到表面(開口部)致密的填充，然后，從貫通孔開口部梳理一定量的導(dǎo)電膠即可。在各工序中，由設(shè)定滑動輥硬度、滑動輥角度、滑動輥移動速度，能夠使穩(wěn)定的填充導(dǎo)電膠和梳理二者并存。
還有，也可以用分配法將導(dǎo)電膠111填充貫通孔109。所謂的「分配法」是從收容導(dǎo)電膠111的容器中，由空氣壓力等外壓使得吐出希望數(shù)量的導(dǎo)電膠111的方法。使用分配法、能夠在各貫通孔109內(nèi)填充偏差小的導(dǎo)電膠111的同時，任意設(shè)定吐出時的壓力、對微細(xì)貫通孔109設(shè)定高吐出壓力、能夠高密度的填充導(dǎo)電膠111。還有，如果將分配法和所述的由滑動輥的梳理工序并用、能夠更進(jìn)一步抑制填充量的偏差。
在貫通孔109內(nèi)填充的導(dǎo)電膠111的分量，最好設(shè)定在大于貫通孔109的容積減去凸臺105的體積，而且，小于貫通孔109的體積。填充在貫通孔109內(nèi)的導(dǎo)電膠111的分量如果設(shè)定在這個范圍內(nèi)，在后面的工序中，當(dāng)凸臺105埋設(shè)(埋沒)在導(dǎo)電膠111內(nèi)時，能夠抑制導(dǎo)電膠111從貫通孔109的溢出，能夠?qū)?dǎo)電膠壓縮、致密化。
圖2(f)是表示疊層了半導(dǎo)體元件101的電路基片113的圖。凸臺105埋沒在貫通孔109內(nèi)的導(dǎo)電膠111上，使半導(dǎo)體元件101疊層在中間連接體107上。然后，由加熱·加壓，確保凸臺105、導(dǎo)電膠111和電路基片113上的電極115之間的電氣連接。
由于預(yù)先在貫通孔109的壁面上形成了傾斜，貫通孔109的壁面在疊層狀態(tài)的加熱·加壓時，成為引導(dǎo)凸臺105的導(dǎo)軌。由此，即使疊層位置多少有些偏離，其結(jié)果是凸臺105并不從電路基片113上的電極115分離。還有，由于是在凸臺105被埋設(shè)(埋沒)在貫通孔109內(nèi)部的狀態(tài)下加熱加壓的、能夠抑制加熱·加壓時半導(dǎo)體元件101和電路基片113的位置偏離。
這樣，一旦將凸臺105埋沒在貫通孔109內(nèi)的導(dǎo)電膠111內(nèi)，凸臺105與導(dǎo)電膠111的接觸面積變大，能夠更穩(wěn)定的電氣連接。進(jìn)一步，即使應(yīng)力集中在連接部分的情況下，最好也能成為凸臺105和導(dǎo)電膠111的連接難于退化的結(jié)構(gòu)。這特別是，與高度是1段的情況相比，具有更高的2段突起形狀的凸臺105的情況下是顯著的。進(jìn)一步，也可以由這時的加熱·加壓、在凸臺105的導(dǎo)電膠111壓縮、使導(dǎo)電膠111內(nèi)的導(dǎo)電性粒子致密化。由此，凸臺105、導(dǎo)電膠111和電路基片113上的電極115之間的電氣連接更穩(wěn)定、這是理想的。
在由加熱·加壓使導(dǎo)電膠111致密化的情況下、最好是包含在導(dǎo)電膠111內(nèi)的導(dǎo)電性粒子不沿面方向流出，就是說，不沿半導(dǎo)體元件101擴展的方向流出的那樣、一面封鎖貫通孔的開口部一面進(jìn)行致密化。就是說，為了因壓縮力使導(dǎo)電膠111致密化，在中間連接體107和半導(dǎo)體元件101的界面或者在中間連接體107與電路基片113的界面上設(shè)置僅僅使包含在導(dǎo)電膠111內(nèi)的樹脂成分流出、導(dǎo)電性粒子不流出的間隙。
設(shè)在中間連接體107和半導(dǎo)體元件101界面上的間隙形成的使露出在中間連接體107表面的未硬化樹脂表面粗化，能夠形成的將表面粗糙度設(shè)定在包含在導(dǎo)電膠111內(nèi)的導(dǎo)電性粒子直徑以下。另一方面，設(shè)在中間連接體107和電路基片113界面上的間隙，由于預(yù)先將形成在電路基片113表面的電極115的表面粗化、在與中間連接體107的界面上設(shè)置希望的間隙是簡便的。還有，作為中間連接體107使用內(nèi)部含空孔的多孔質(zhì)材料，即使在僅僅使導(dǎo)電膠111內(nèi)含有的樹脂成分流出到中間連接體107中的情況下，也能得到同樣的效果。
在圖2(b)所示的工序中，熱硬化樹脂沒有完全硬化配置在電路基片113上的中間連接體107，在圖2(f)的工序中，由將凸臺105被埋設(shè)(埋沒)在導(dǎo)電膠111內(nèi)后的加熱·加壓工序，在厚度方向收縮使導(dǎo)電膠111更壓縮的同時，完全硬化。由此，凸臺105、導(dǎo)電膠111、和電路基片113上的電極115間的接合能夠更強固。由此，半導(dǎo)體元件101和中間連接體107更強固的粘接、由這個強固的粘接力抑制半導(dǎo)體元件101從電路基片113的剝離。從圖2(f)所示的在加熱·加壓工序下確保與半導(dǎo)體元件101的粘接力的觀點看、在圖2(b)所示的狀態(tài)下、中間連接體107的熱硬化性樹脂的硬化率低于50％更好。硬化率可由溫度和時間控制。
由以上說明的工序、能夠得到實施方式1的半導(dǎo)體裝置100(圖1)。此外，在圖2(a)中，說明過凸臺105前端部的凸臺直徑比下端部的凸臺直徑小。但是，前端部的凸臺直徑也可以大于下段部的凸臺直徑。采用前端部凸臺直徑大的凸臺、能夠提高導(dǎo)電膠111和凸臺105的拉樁效果。因此，即使在半導(dǎo)體元件101和電路基片113間施加垂直方向的張力、也能夠維持凸臺105和導(dǎo)電膠111間的接合。參照圖4(a)～(e)說明形成這樣的凸臺的順序。
圖4(a)～(e)示出具有比下段部大的凸臺直徑的凸臺105的形成順序。這里說明與2段突起不同類型的凸臺。圖4(a)示出半導(dǎo)體元件101。首先，在半導(dǎo)體元件101上，形成為進(jìn)行半導(dǎo)體元件101向外部電氣連接的電極103。
圖4(b)示出涂敷了光刻膠104的半導(dǎo)體元件101。光刻膠104涂敷在形成了電極103的半導(dǎo)體元件101的表面上。光刻膠104是正性膠、負(fù)性膠都可以。
圖4(c)示出具有錐形曝光圖形的光刻膠104。這樣的圖形用光掩膜板，將圖形曝光在光刻膠104上、然后顯影、得到能使電極103露出的圖形。為得到錐形形狀只要設(shè)定適當(dāng)?shù)钠毓鈼l件即可。例如，采用負(fù)性光刻膠104的情況下，設(shè)定曝光顯影條件使之過曝光。這樣，在光刻膠104上就能容易的形成錐形形狀的圖形。
其次，圖4(d)示出由電鍍形成的金屬105。金屬105是凸臺的母材、也就是凸臺105自身。金屬105能夠由電鍍露出的電極103使之析出得到。析出要做到使金屬析出材料104不從光刻膠104的表面突出、能使凸臺105平坦化。從與導(dǎo)電膠111(圖1)更穩(wěn)定接合的觀點看電鍍的金屬析出材料最好用金、銀、銅、以及這些的合金。
最后、圖4(e)示出具有前端部凸臺直徑大的凸臺105的半導(dǎo)體元件101。在圖4(d)的半導(dǎo)體元件101中，凸臺105由除去光刻膠104得到。
此外，在圖4(d)中，析出的金屬材料即使突出在光刻膠104的表面上也可以。由于金屬的析出使金屬材料突出出來，凸臺105成為蘑菇形狀。圖5是表示形成了蘑菇形狀凸臺105的半導(dǎo)體元件101的圖。由于凸臺105是蘑菇形狀更能提高導(dǎo)電膠111和凸臺105的拉樁效果，確保更良好的連接穩(wěn)定性。
還有，中間連接體107也可以用在薄膜基材的兩面上設(shè)置粘接劑層的3層結(jié)構(gòu)。當(dāng)將半導(dǎo)體元件101疊層到中間連接體107上的時候，成為中間連接體107芯子的薄膜基材能夠維持它的形狀。因此，貫通孔109的壁面抑制導(dǎo)電膠111的擴展，在導(dǎo)電膠111上施加壓縮力，能夠更強固凸臺105、導(dǎo)電膠111和電極115間的接合。設(shè)在薄膜基材兩面的粘接劑將中間連接體107和半導(dǎo)體元件101及電路基片113粘接。進(jìn)一步，由將半導(dǎo)體元件101疊層到中間連接體107上時的加熱加壓、因為粘接劑層在厚度方向收縮、導(dǎo)電膠111能夠更致密化。
在中間連接體107采用3層構(gòu)造的薄膜基材的情況下，還存在別的優(yōu)點。就是說，能夠減薄中間連接體107的厚度。在以更窄的間距配置電氣連接部120的情況下，貫通孔109有必要用更小的直徑。這時，當(dāng)僅僅使貫通孔109的直徑盡量小時，貫通孔109的直徑與深度的高寬比變大。另一方面，當(dāng)將導(dǎo)電膠111填充到貫通孔109時，高寬比低好。這是因為能夠穩(wěn)定的填充導(dǎo)電膠111。由此，用薄膜基材形成中間連接體107的話，它的厚度能夠減薄、能夠抑制高寬比的增加。進(jìn)一步，能夠以窄的間距配置電氣連接部120。具體的說，用薄膜基材形成中間連接體107，將貫通孔109小直徑化時，薄膜基材的厚度成為50μm的極薄狀態(tài)。
當(dāng)厚度薄到這樣的情況下，單獨處理中間連接體107變的困難。例如，中間連接體107有一定程度的厚度的話，在圖2(b)中，也可以預(yù)先將中間連接體107載置在電路基片113上。就是說，能夠在中間連接體107上形成貫通孔，充填導(dǎo)電膠111后，將半導(dǎo)體元件101及電路基片113疊層粘接。但是，在中間連接體107非常薄的情況下，不能采用該工序。圖6(a)示出在將半導(dǎo)體元件101及電路基片113粘接前、將導(dǎo)電膠111填充在貫通孔內(nèi)的中間連接體107。由于中間連接體107薄、從設(shè)在中間連接體107上的貫通孔的兩端導(dǎo)電膠111突出出來。當(dāng)用這樣的中間連接體107粘接半導(dǎo)體元件101和電路基片113時，在加熱·加壓工序中、突出的導(dǎo)電膠111就向面方向擴展。圖6(b)示出半導(dǎo)體元件101和電路基片113粘接后的中間連接體107。在這種情況下，當(dāng)貫通孔(連接部)間的間距狹小時，相鄰的連接部就發(fā)生電氣短路。
由此，如上所述，最好是預(yù)先將中間連接體107形成在電路基片113上的工序。采用該工序，必須抑制導(dǎo)電膠111突出的貫通孔的開口面是一方向的、在導(dǎo)電膠填充時的梳理工序中容易控制。圖7(a)示出與電路基片113粘接后、與半導(dǎo)體元件101粘接前、導(dǎo)電膠111填充在貫通孔109內(nèi)的中間連接體107。在填充導(dǎo)電膠111的工序中，由控制導(dǎo)電膠111的量，就能理解導(dǎo)電膠111不從中間連接體107的表面突出出來。由此，在加熱·加壓工序時，能夠抑制在貫通孔的兩端面上導(dǎo)電膠111的面方向擴展。圖7(b)示出將電路基片113和半導(dǎo)體元件101粘接后的中間連接體107。由此，即使在連接部進(jìn)一步變成狹窄間距的情況下，也能防止電氣的短路。還有，由于貫通孔109的一方一側(cè)(電路基片113側(cè))是關(guān)閉的、從那里膠不會脫落。由此，導(dǎo)電膠111填充時的梳理等的控制也是一次即可，制造工序能夠簡便化。
此外，在本實施方式中，已說明用全層IVH構(gòu)造的樹脂多層電路基片作為電路基片113。但是，電路基片113的結(jié)構(gòu)不僅限于此。用玻璃環(huán)氧樹脂基片、合成基片作為電路基片也能得到同樣的效果。
其次，參照圖8(a)～(f)、說明實施方式1的半導(dǎo)體裝置100(圖1)的第2種制造方法。此外，在與參照圖2(a)～(f)已說明的重復(fù)的情況下，省略詳細(xì)的說明。
圖8(a)是示出半導(dǎo)體元件101的圖，與圖2(a)相同。在半導(dǎo)體元件101上形成電極103、進(jìn)一步在電極103上形成2段突起形狀的凸臺105。
圖8(b)示出將導(dǎo)電膠111復(fù)印在凸臺105的前端上的導(dǎo)電膠111。由此可以明了，導(dǎo)電膠111不是象圖2(d)那樣，直接填充到中間連接體107的貫通孔109內(nèi)。
接著，圖8(c)示出在表面上粘貼了中間連接體107的電路基片113。當(dāng)然，當(dāng)粘貼中間連接體107時，與圖2(b)一樣，不使中間連接體107完全硬化。
圖8(d)示出形成了多個貫通孔109的中間連接體107。這與圖2(c)相同。此外，在圖8(d)中，說明了在中間連接體107的表面上不形成涂敷薄膜106(圖2的(b)、(c))的情況的例子。但是，在中間連接體107的表面上形成涂敷薄膜106，在貫通孔109的激光加工后剝離，能夠防止激光加工時的加工碎片附著在中間連接體107的表面。
圖8(e)示出與半導(dǎo)體元件101對準(zhǔn)后的電路基片113。為了在中間連接體107上疊層配置半導(dǎo)體元件101，將設(shè)有導(dǎo)電膠111的凸臺105與貫通孔109對準(zhǔn)。
最后，圖8(f)示出疊層了半導(dǎo)體元件101的電路基片113。將凸臺105和導(dǎo)電膠111收容在貫通孔109內(nèi)，通過加熱·加壓使導(dǎo)電膠111硬化。也可以利用該加熱·加壓，由凸臺105壓縮導(dǎo)電膠111，使導(dǎo)電膠111內(nèi)的導(dǎo)電性粒子致密化。由此，在凸臺105、導(dǎo)電膠111和電路基片113上的電極115之間電氣連接更加穩(wěn)定、更好。由以上的第2制造方法完成半導(dǎo)體裝置100。
此外，在第2制造方法中也與第1制造方法同樣，當(dāng)將導(dǎo)電膠111密閉在貫通孔109內(nèi)時，也可以形成使包含在導(dǎo)電膠111內(nèi)的導(dǎo)電性粒子不流出，僅僅樹脂成分流出的間隙。間隙可以形成在中間連接體107和半導(dǎo)體元件101的界面，或者形成在中間連接體107和電路基片113的界面上。由此，當(dāng)加熱·加壓時，與使導(dǎo)電膠更致密化的同時，能夠抑制與鄰接的連接部的電氣短路。
如以上說明的，實施方式1的半導(dǎo)體裝置100(圖1)在半導(dǎo)體元件101和電路基片113之間，設(shè)置了在與半導(dǎo)體元件101的電極105及電路基片113的電極115對應(yīng)的位置上具有貫通孔109的中間連接體107。電極103和電極115的電氣連接，通過將形成在電極103上的凸臺105埋沒在填充到貫通孔109內(nèi)的導(dǎo)電膠111上進(jìn)行。由于導(dǎo)電膠111密閉在貫通孔109的內(nèi)部，能夠防止導(dǎo)電膠111擴展到鄰接的電氣連接部120上，防止相鄰的電氣連接部120的短路。由此，能夠以更窄的間距設(shè)置電氣連接部120。
還有，貫通孔109是在將電路基片113上的電極115的位置的實測值和在半導(dǎo)體元件101上的凸臺105的位置的實測值反映到加工用的設(shè)計加工數(shù)據(jù)上，校正加工數(shù)據(jù)后形成。因此，能夠更高精度的形成貫通孔109，能夠提高封裝成品率。進(jìn)一步，也能以更窄的間距配置電氣連接部120。
進(jìn)一步，由于凸臺105被埋設(shè)(埋沒)在貫通孔109內(nèi)的導(dǎo)電膠111內(nèi)，即使在半導(dǎo)體元件101和電路基片113之間施加水平方向(面方向)的剪斷力的情況下，凸臺105也不會從導(dǎo)電膠111離開，半導(dǎo)體裝置100(圖1)能夠保持電氣連接的穩(wěn)定性。還有，采用實施方式1的第1及第2制造方法，能夠成批的實施貫通孔109的加工，導(dǎo)電膠111的充填及加熱·加壓等加工。由此，能夠在大張狀的電路基片上成批封裝多個半導(dǎo)體元件，生產(chǎn)率好。
(實施方式2)圖9(a)示出實施方式2的半導(dǎo)體裝置900結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖9(b)是半導(dǎo)體裝置900的部分放大圖。在實施方式1中、在半導(dǎo)體元件101(圖1(b)的電極103上設(shè)置凸臺105。本實施方式的半導(dǎo)體裝置900中，在電路基片113的電極115上設(shè)置凸臺105。其他的結(jié)構(gòu)，例如，半導(dǎo)體元件101上的電極103和電路基片113上的電極115通過凸臺105和導(dǎo)電膠111電氣連接以及貫通孔109的壁面抑制導(dǎo)電膠111的流出、防止相鄰的電氣連接部120間的短路不良等都與實施方式1相同。
參照圖10(a)～(f)說明實施方式2的半導(dǎo)體裝置900(圖9(a))的制造工序。首先，圖10(a)示出電路基片113。在電路基片113上形成與半導(dǎo)體元件101進(jìn)行電氣連接的電極115。進(jìn)一步，在電極115上形成凸臺105。在實施方式2中，凸臺115用的是2段突起形狀的凸臺。與實施方式1一樣，凸臺105的形狀并不限定于此。
其次，圖10(b)示出粘接了中間連接體107的半導(dǎo)體元件101。在中間連接體107的表面上形成了涂敷薄膜106。在中間連接體107的粘接工序中，包含在中間連接體107內(nèi)的熱硬化樹脂最好不完全硬化。
進(jìn)一步，圖10(c)示出形成了貫通孔109的中間連接體107。更正確的說，貫通孔109貫通涂敷薄膜106及中間連接體107。貫通孔109最好用激光加工形成。進(jìn)行激光加工直到半導(dǎo)體元件101上的電極103露出為止。在用激光加工形成貫通孔109的時候，將設(shè)置在電路基片113上的凸臺105的實測值和設(shè)置在半導(dǎo)體元件101上的電極103的實測值反映在設(shè)計時的加工數(shù)據(jù)上、校正加工數(shù)據(jù)。而且，最好在其之后加工貫通孔109。
圖10(d)示出填充了導(dǎo)電膠111的貫通孔109。填充規(guī)定數(shù)量導(dǎo)電膠111的手法與實施方式1說明的一樣。
接著，圖10(e)示出與半導(dǎo)體元件101對準(zhǔn)后的電路基片113。為了在中間連接體107上疊層配置半導(dǎo)體元件101，將設(shè)置了導(dǎo)電膠111的凸臺105和貫通孔109對準(zhǔn)。在該工序中，涂敷薄膜106從中間連接體107剝離。
圖10(f)示出疊層了半導(dǎo)體元件101的電路基片113。由加熱·加壓將凸臺105被埋設(shè)(埋沒)在貫通孔109內(nèi)的導(dǎo)電膠111內(nèi)的同時、將中間連接體107粘接到電路基片113上。由此，能確保凸臺105、導(dǎo)電膠111和半導(dǎo)體元件101的電極103間的電氣連接。進(jìn)一步，也可以通過加熱·加壓，用凸臺105壓縮導(dǎo)電膠111。由此，使導(dǎo)電膠111內(nèi)的導(dǎo)電性粒子致密化，在凸臺105、導(dǎo)電膠111和半導(dǎo)體元件101的電極103間能實現(xiàn)更穩(wěn)定的電氣連接。由以上制造方法完成半導(dǎo)體裝置900。
本實施方式的半導(dǎo)體裝置900(圖9(a))、在凸臺105形成在電路基片113的電極115上這一點上與實施方式1的半導(dǎo)體裝置100(圖1(a))不同。一般說，形成在電路基片113上的電極115多用金屬層或者銅電鍍形成、它的厚度是18μm～35μm。這與在半導(dǎo)體元件101一側(cè)形成的電極103相比要厚。因此，在圖10(f)所示的由加熱·加壓的疊層粘接工序中，當(dāng)使電極115埋沒在貫通孔109上那樣將中間連接體107疊層配置在電路基片113上時，能夠更進(jìn)一步壓縮、致密化導(dǎo)電膠111。
此外，在本實施方式中，僅僅在電路基片113一側(cè)形成凸臺105。如果在半導(dǎo)體元件101一側(cè)也形成凸臺105的話，能夠得到可靠性更高的電氣連接。
圖11示出實施方式2變形例的半導(dǎo)體裝置910全部結(jié)構(gòu)的剖面圖。半導(dǎo)體裝置910形成更厚的電路基片113上的電極115，用來代替凸臺105(圖9(b))。將該電極115埋設(shè)(埋沒)在貫通孔109內(nèi)的導(dǎo)電膠111上，也能得到與迄今為止的半導(dǎo)體裝置同樣優(yōu)點。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠省略凸臺105形成工序、生產(chǎn)率好。
(實施方式3)圖12示出實施方式3的半導(dǎo)體裝置1200全部結(jié)構(gòu)的剖面圖。半導(dǎo)體裝置1200是將半導(dǎo)體裝置100(圖1(a))中的半導(dǎo)體元件101更換成半導(dǎo)體元件的封裝結(jié)構(gòu)體805構(gòu)成的。
半導(dǎo)體裝置1200由封裝結(jié)構(gòu)體805、中間連接體107、電路基片113和電氣連接部130構(gòu)成。由于中間連接體107和電路基片113與實施方式1、2相同，省略詳細(xì)說明。
封裝結(jié)構(gòu)體805具有電路基片802、設(shè)在電路基片上的半導(dǎo)體元件801、將電路基片802和半導(dǎo)體元件801電氣連接的金屬導(dǎo)線803和設(shè)在電路基片802表面上的能覆蓋半導(dǎo)體元件801和金屬導(dǎo)線803的模制樹脂806。
這里，封裝半導(dǎo)體元件801的封裝結(jié)構(gòu)體805用引線焊接法確保半導(dǎo)體元件801和電路基片802的電氣連接。但是，并不僅限于這種結(jié)構(gòu)，封裝結(jié)構(gòu)體805也可以用倒裝法將半導(dǎo)體元件801和電路基片802電氣連接。還有，封裝結(jié)構(gòu)體805也可以是用芯片尺寸封裝(CSPChip SizePackage)、球柵陣列(BGABall Grid Array)等被稱為所謂半導(dǎo)體封裝的結(jié)構(gòu)。
電氣連接部130是封裝結(jié)構(gòu)體805的外部電極。電氣連接部130具有與半導(dǎo)體元件801的電極的一部分電氣連接的電極804、設(shè)在電極804上的凸臺105、設(shè)在電路基片113上與各個電極804對應(yīng)的電極115、連接凸臺105和電極115的導(dǎo)電膠111。電極804和電極115通過由凸臺105和導(dǎo)電膠111組成的中間電氣連接部連接、將封裝結(jié)構(gòu)體805和電路基片113電氣連接。
一般來說，封裝結(jié)構(gòu)體805是在電極804上形成焊料球，由焊料連接與電路基片113電氣連接。但是，隨著電極804窄間距化、相鄰的焊料球之間有時發(fā)生短路不良。因此，實施方式3的半導(dǎo)體裝置1200中，將封裝結(jié)構(gòu)體805封裝到電路基片113上時，能夠使相鄰的電氣連接部130之間不發(fā)生短路那樣的狹窄的間距配置。
半導(dǎo)體裝置1200在封裝結(jié)構(gòu)體805的電極804上形成凸臺105、將凸臺105埋沒向填充在設(shè)在中間連接體107上的貫通孔109內(nèi)的導(dǎo)電膠111上。由此，封裝結(jié)構(gòu)體805和電路基片113電氣連接。進(jìn)一步，將凸臺105埋沒向?qū)щ娔z111時，凸臺105壓縮導(dǎo)電膠111，能夠?qū)崿F(xiàn)電路基片113和封裝結(jié)構(gòu)體805間的更穩(wěn)定的電氣連接。這樣，由于在電路基片113和封裝結(jié)構(gòu)體805的電氣連接中使用了導(dǎo)電膠111，實施方式1中說明的一樣，能夠緩和加在電路基片113和封裝結(jié)構(gòu)體805雙方連接部分的應(yīng)力，能實現(xiàn)對熱沖擊等引起的尺寸變化下的穩(wěn)定的電氣連接。還有，由于導(dǎo)電膠111被關(guān)閉在貫通孔109內(nèi)，導(dǎo)電膠111不會溢出到相鄰的電氣連接部130上、不會引起相鄰的電氣連接部130的短路。由此，能夠以更窄的間距配置電氣連接部130。
此外，在本實施方式中，示出了在電極804一側(cè)形成凸臺105的結(jié)構(gòu)。但是，也可以將凸臺105形成在電路基片113的電極115一側(cè)。進(jìn)一步，也可以在電極804側(cè)和電極115側(cè)兩方面上都形成凸臺105。
就凸臺105的形狀來說，并不僅限于2段突起形狀，也可以用實施方式1所示的其他的材料和形狀。
通過狹窄間距的電氣連接部130配置在電路基片113上的電子器件不僅限于半導(dǎo)體元件及半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)體。用在濾波器、微型組件等電子器件也能得到同樣的效果。
發(fā)明的效果采用本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，在半導(dǎo)體部和電路基片間設(shè)置了中間連接體，在中間連接體上形成了貫通孔。由于在貫通孔內(nèi)，封入了設(shè)在半導(dǎo)體部或者電路基片的至少一方上的凸臺和導(dǎo)電膠，確保半導(dǎo)體部和電路基片的電氣連接，導(dǎo)電膠不從貫通孔向外部擴展。由此，能夠防止相鄰的電氣連接部的短路。由此，能夠用導(dǎo)電膠將具有以狹窄的間距配置的電極的半導(dǎo)體元件及電路基片高可靠性的電氣連接。
在半導(dǎo)體部和電路基片的電氣連接上使用了導(dǎo)電膠。由此，能夠緩和因二者的熱膨脹系數(shù)差引起的加在二者上的應(yīng)力。由此，在因熱沖擊引起尺寸變化的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的電氣連接。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，是制造將半導(dǎo)體部和電路基片電氣連接起來的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于它包含以下各工序在所述半導(dǎo)體部上形成多個半導(dǎo)體電極的工序，在所述電路基片上形成多個基片電極的工序，將所述半導(dǎo)體部及所述電路基片的一方粘接到由絕緣性材料組成的中間連接體上的第1粘接工序，在所述中間連接體上形成多個與所述多個半導(dǎo)體電極的位置及所述多個基片電極的位置相對應(yīng)的多個貫通孔的工序，通過各貫通孔、將各半導(dǎo)體電極和各基片電極電氣連接的工序，將所述半導(dǎo)體部及所述電路基片的另一方粘接到所述中間連接體上的第2粘接工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于進(jìn)行電氣連接的所述工序包含以下各工序在所述多個半導(dǎo)體電極及所述多個基片電極的至少一方上、形成多個凸臺的工序，在所述各貫通孔內(nèi)填充導(dǎo)電膠的工序，將各凸臺埋沒在所述各貫通孔內(nèi)的所述導(dǎo)電膠內(nèi)、通過所述多個凸臺及所述導(dǎo)電膠、將各半導(dǎo)體電極和各基片電極電氣連接的工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于形成多個貫通孔的所述工序包含以下各工序測定所述多個半導(dǎo)體電極的位置及所述多個基片電極的位置的至少一方、取得位置數(shù)據(jù)的工序，基于已測定的所述位置數(shù)據(jù)、特定所述中間連接體上的多個位置的工序，在特定的所述中間連接體上的各位置上形成所述各貫通孔的工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述多個半導(dǎo)體電極及所述多個基片電極的每一個都是在表面上形成了含樹脂被膜的金屬層，形成多個貫通孔的所述工序除去所述被膜、使所述金屬層露出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于形成多個貫通孔的所述工序形成使壁面傾斜的所述各貫通孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于填充導(dǎo)電膠的所述工序包含從所述各貫通孔的底部到開口部注入所述導(dǎo)電膠的工序和從所述開口部梳理規(guī)定量的所述導(dǎo)電膠的工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置制造方法，其特征在于注入導(dǎo)電膠的所述工序在導(dǎo)電膠上施加壓力、使之吐出，從所述各貫通孔的底部到開口部注入。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述第1粘接工序及所述第2粘接工序由加壓使所述中間連接體與所述半導(dǎo)體部及所述電路基片粘附、封鎖所述各貫通孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述導(dǎo)電膠包含導(dǎo)電性粒子和非導(dǎo)電性的樹脂，封鎖所述各貫通孔的工序包含以下各工序在所述中間連接體和所述半導(dǎo)體部及所述電路基片的至少一方的界面上設(shè)置僅僅使所述非導(dǎo)電性樹脂流出的間隙的工序，由加壓使所述導(dǎo)電膠致密化、使所述非導(dǎo)電性樹脂從各貫通孔流出的工序，封鎖殘留了所述導(dǎo)電性粒子的所述各貫通孔的工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述中間連接體進(jìn)一步包含因加壓收縮的材料，所述第1粘接工序及所述第2粘接工序因加壓使所述中間連接體收縮、使所述導(dǎo)電膠致密化。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述中間連接體進(jìn)一步包含熱硬化性樹脂，所述第1粘接工序由加熱使包含熱硬化性樹脂的所述中間連接體的一部分硬化，將所述半導(dǎo)體部及所述電路基片的一方粘接到所述中間連接體上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述第2粘接工序由加熱使所述中間連接體硬化，將所述半導(dǎo)體部及所述電路基片和所述中間連接體粘接。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于注入導(dǎo)電膠的所述工序是對導(dǎo)電膠施加壓力、使之吐出分量大于從各貫通孔的容積減去被埋沒的各凸臺的容積、并且小于各貫通孔容量的所述導(dǎo)電膠。
14.一種半導(dǎo)體裝置，是具有以下部分的半導(dǎo)體裝置，其特征在于具有多個半導(dǎo)體電極的半導(dǎo)體部，具有多個基片電極的電路基片，是粘接在所述半導(dǎo)體部及所述電路基片的、被夾持的、由絕緣性材料組成的中間連接體，具有被導(dǎo)電膠填充的多個貫通孔，通過各貫通孔內(nèi)的所述導(dǎo)電膠、將各半導(dǎo)體電極和各基片電極電氣連接的中間連接體；所述各半導(dǎo)體電極及所述各基片電極是在表面上形成包含樹脂被膜的金屬層，在所述各貫通孔內(nèi)所述被膜被除去、與所述導(dǎo)電膠相連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述各貫通孔的壁面是傾斜的。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于在所述多個半導(dǎo)體電極及所述多個基片電極的至少一方上、形成多個凸臺。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述多個凸臺的每一個是2段突起形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用導(dǎo)電膠將具有狹窄間距配置電極的半導(dǎo)體元件及電路基片高可靠性電氣連接的半導(dǎo)體裝置及制造這種半導(dǎo)體裝置的制造方法。該制造方法包含以下各工序:在半導(dǎo)體部上形成多個半導(dǎo)體電極的工序;在電路基片上形成多個基片電極的工序;將半導(dǎo)體部及電路基片的一方粘接到由絕緣性材料組成的中間連接體上的第1粘接工序;在中間連接體上形成與多個半導(dǎo)體電極的位置及多個基片電極的位置對應(yīng)的多個貫通孔的工序;通過各貫通孔將各半導(dǎo)體電極和各基片電極電氣連接的工序;將半導(dǎo)體部及電路基片的另一方粘接到中間連接體上的第2粘接工序。
文檔編號H05K3/28GK1383197SQ0211836
公開日2002年12月4日 申請日期2002年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月25日
發(fā)明者東谷秀樹, 中村禎志, 安藤大藏 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社