JP2008109109A - 半導体モジュール、半導体モジュールの製造方法および携帯機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表面S1に電極2aおよび保護膜3を有する半導体基板1がマトリクス状に形成された半導体ウエハを用意する。次に、半導体ウエハ(半導体基板1)の表面S1において、半導体基板1と、突起部4aが一体的に形成されるとともにその近傍に溝部4bを有する銅板4zとの間に絶縁層7を挟持する。このように挟持した上で、プレス装置を用いて加圧成形して、半導体基板1、絶縁層7、及び銅板4zを一体化する。これにより、突起部4aが絶縁層7を貫通し、突起部4aと電極2aとが電気的に接続される。これと同時に、突起部4aに押し出される余分な絶縁層7が溝部4b内に流動する。
【選択図】図5
Description
図1は本発明の第1実施形態に係る半導体モジュールの概略断面図である。図1に基づいて第1実施形態の半導体モジュールについて説明する。
図2および図3は突起部と溝部とを有する銅板の形成方法を説明するための断面図である。図4は複数のスクライブラインにより区画された半導体基板がマトリクス状に配置された半導体ウエハを示す平面図である。図5および図6は図1に示した第1実施形態に係る半導体モジュールの製造プロセスを説明するための概略断面図である。次に、図2〜図6を参照して、第1実施形態に係る半導体モジュールの製造プロセスについて説明する。
(1)主表面S2から突出して設けた突起部4aとこの主表面S2に設けた溝部4bとを有する銅板4zと、半導体基板1とを絶縁層7を介して圧着したことで、突起部4aに押し出される部分などの余分な絶縁層7が溝部4b内に流動することにより、突起部4aと半導体基板1の電極2aとの界面に絶縁層7の残膜が介在することが抑制されるため、突起部4aと電極2aとの接続信頼性が向上した半導体モジュールを容易に製造することができる。
(2)銅板4zに突起部4aとともに設けられた溝部4bが、特に半導体ウエハの中心付近において、突起部4aに押し出される絶縁層7の逃げ場として機能するので、突起部4aと電極2aとの接続信頼性が向上した半導体モジュールを半導体ウエハ全面にわたって再現よく安定して製造することができる。このため、半導体モジュールの製造コストを低減することができる。
(3)半導体モジュールが個別化される前の半導体ウエハの状態で一括して突起部4aおよび溝部4bを有する再配線パターン(配線層)4を形成したので、半導体モジュールごとに個別に再配線パターン4等を形成する場合に比べて、半導体モジュールの製造コストを低減することができる。
図7は本発明の第2実施形態に係る突起部と溝部とを有する銅板を説明するための断面図である。図8および図9は第2実施形態に係る半導体モジュールの製造プロセスを説明するための概略断面図である。次に、図7〜図9を参照して、第2実施形態に係る半導体モジュールの製造プロセスについて説明する。
ることにより、半導体基板1、絶縁層7、及び銅板4zを一体化する。プレス加工条件は第1実施形態と同様の条件が採用される。
(4)スクライブライン5は一般に半導体ウエハ(半導体基板1)の表面に縦横に形成された複数の回路素子を個々の回路素子2に区画するように囲む格子状の領域であり、半導体ウエハ(半導体基板1)をダイシングして個別化する際に除去される領域である。このため、スクライブライン5には、半導体基板1(回路素子2)の電極2aやそれに接続される再配線パターン4などのレイアウトを考慮せずに溝部4b1を設けることができ、さらに別の回路素子を新たに製造する場合にも溝部4b1を共通化して利用することが可能となる。この結果、接続信頼性が向上した半導体モジュールの低コスト化を図ることができる。
(5)半導体基板1(回路素子2)の電極2aを集積回路が形成された領域を避けた周辺部(スクライブライン5近傍)に形成し、溝部4b1をスクライブライン5に形成したことで、突起部4aに押し出される部分などの余分な絶縁層7が溝部4b1内に流動しやすくなるので、突起部4aと電極2aとの界面に絶縁層7の残膜が介在することがより効果的に抑制される。
図10は本発明の第3実施形態に係る突起部と溝部とを有する銅板を説明するための断面図である。図11および図12は第3実施形態に係る半導体モジュールの製造プロセスを説明するための概略断面図である。次に、図10〜図12を参照して、第3実施形態に係る半導体モジュールの製造プロセスについて説明する。
(6)溝部4b2のスペースパターンに基づいて所定のライン/スペースパターンを有する再配線パターン(配線層)4を自己整合的に形成することができるようになるため、銅板4zを加工して再配線パターン4を形成するためのリソグラフィ工程とエッチング工程が不要となる。この結果、突起部4aと電極2aとの接続信頼性が向上した半導体モジュールの低コスト化を図ることが可能となる。
図13は本発明の第4実施形態に係る突起部と貫通孔とを有する銅板を説明するための断面図である。図14および図15は第4実施形態に係る半導体モジュールの製造プロセスを説明するための概略断面図である。次に、図13〜図15を参照して、第4実施形態に係る半導体モジュールの製造プロセスについて説明する。
(7)突起部4aに押し出される部分などの余分な絶縁層7が貫通溝4b3内に流入するだけでなく、銅板4zを貫通する貫通溝4b3を介して外部(銅板4zの裏面側)へ流出するようになるので、突起部4aと電極2aとの界面に絶縁層7の残膜が介在することがさらに効果的に抑制される。このため、突起部4aと電極2aとの接続信頼性が向上した半導体モジュールを容易に製造することができる。
(8)銅板4zを貫通する貫通溝4b3を設けたことで、この貫通溝4b3を介して突起部4aに押し出される部分などの余分な絶縁層7を外部(銅板4zの裏面側)へ流出させることができるので、突起部4aと電極2aとの接続信頼性が向上した半導体モジュールを、非貫通の溝部を設ける場合に比べて再現よく安定して製造することができる。このため、半導体モジュールの低コスト化を図ることができる。
図16および図17は第5実施形態に係る半導体モジュールの製造プロセスを説明するための概略断面図である。次に、図16および図17を参照して、第5実施形態に係る半導体モジュールの製造プロセスについて説明する。
図18および図19は第6実施形態に係る半導体モジュールの製造プロセスを説明するための概略断面図である。次に、図18および図19を参照して、第6実施形態に係る半導体モジュールの製造プロセスについて説明する。
スクライブライン5に設けられた溝部4b1内および溝部1a内の両方に流動する。この結果、突起部4aと半導体基板1の電極2aとの界面から絶縁層7が効果的に押し出されて、絶縁層7の一部が界面に残存しにくくなる。
(9)スクライブライン5内の銅板4z側および半導体基板1側の両方に溝部(溝部4b1,溝部1a)を設けたことで、突起部4aに押し出される部分などの余分な絶縁層7が溝部4b1内および溝部1a内の両方に流動するようになり、突起部4aと電極2aとの界面に絶縁層7の残膜が介在することがより効果的に抑制される。このため、突起部4aと電極2aとの接続信頼性が向上した半導体モジュールをさらに容易に製造することができる。
図20は、第7実施形態に係る半導体モジュールの概略断面図である。本実施形態の半導体モジュールの基本的な構成は第1実施形態と同様である。第7実施形態に係る半導体モジュールについて、第1実施形態と同様な構成については適宜説明を省略する。
(10)再配線パターン4の主表面Sに微細凹凸90を設けることにより、アンカー効果により絶縁層7と再配線パターン4との間の密着力が向上する。
図21は、第8実施形態に係る半導体モジュールの概略断面図である。本実施形態の半導体モジュールの基本的な構成は第1実施形態と同様である。第8実施形態に係る半導体モジュールについて、第1実施形態と同様な構成については適宜説明を省略する。
(11)第1実施形態で説明したプレス加工(図5(C)参照)において、各突起部4aとそれに対応する半導体基板1の電極2aとの界面から押し出された絶縁層7が、突起部4aの周囲に沿って設けられた溝部4bに確実に流動する。この結果、絶縁層7の一部が突起部4aと半導体基板1の電極2aとの界面により一層残存しにくくなる。
図23は、第9実施形態に係る半導体モジュールの概略断面図である。本実施形態の半導体モジュールの基本的な構成は、配線パターン4と絶縁層7との間に中間層200が設けられている点を除くと、第1実施形態と同様である。第9実施形態に係る半導体モジュールについて、第1実施形態と同様な構成については適宜説明を省略する。
(12)溝部の深さと同等な厚さを有する中間層を予め形成しておくことにより、溝部を所望の深さに形成することが容易になり、溝部を再現よく安定的に製造することができる。このため、半導体モジュールの製造コストを低減することができる。
次に、本発明の半導体モジュールを備えた携帯機器について説明する。なお、携帯機器として携帯電話に搭載する例を示すが、たとえば、個人用携帯情報端末(PDA)、デジタルビデオカメラ(DVC)、及びデジタルスチルカメラ(DSC)といった電子機器であってもよい。
(13)突起部4aと電極2aとの接続信頼性が向上し、ひいては半導体モジュール130の接続信頼性が向上するので、こうした半導体モジュール130を搭載した携帯機器の信頼性が向上する。
(14)半導体モジュール130の製造コストが低減されるので、こうした半導体モジュール130を搭載した携帯機器の製造コストを抑制することができる。
(15)上記実施形態で示したウエハレベルCSP(Chip Size Package)プロセスにより製造された半導体モジュール130は薄型化・小型化されるので、こうした半導体モジュール130を搭載した携帯機器の薄型化・小型化を図ることができる。
Claims (14)
- 表面に回路素子とこの回路素子と電気的に接続された電極とが設けられた半導体基板を準備する第1の工程と、
主表面から突出して設けられた突起部とこの主表面に設けられた第1の溝部とを有する金属板を形成する第2の工程と、
前記金属板と前記半導体基板とを絶縁層を介して圧着し、前記突起部が前記絶縁層を貫通することにより前記突起部と前記電極とを電気的に接続する第3の工程と、
を備える、半導体モジュールの製造方法。 - 前記回路素子は前記半導体基板に複数設けられ、
前記第1の溝部は複数の前記回路素子間を区画するように設けられたスクライブ領域に形成されていることを特徴とした請求項1に記載の半導体モジュールの製造方法。 - 前記電極は前記回路素子の周辺部に設けられていることを特徴とした請求項2に記載の半導体モジュールの製造方法。
- 前記金属板を加工することにより所定のライン/スペースパターンを有する配線層を形成する第4の工程をさらに備え、
前記第1の溝部は前記配線層のスペースパターンに対応して形成され、前記配線層は前記金属板を裏面側から薄膜化することにより形成されていることを特徴とした請求項1に記載の半導体モジュールの製造方法。 - 前記第1の溝部は前記金属板を貫通して形成されていることを特徴とした請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体モジュールの製造方法。
- 前記第1の工程の前記半導体基板には、その表面に第2の溝部がさらに設けられていることを特徴とした請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体モジュールの製造方法。
- 表面に回路素子およびこの回路素子と電気的に接続された電極と、溝部とが設けられた半導体基板を準備する第1の工程と、
突起部を有する金属板を形成する第2の工程と、
前記金属板と前記半導体基板とを絶縁層を介して圧着し、前記突起部が前記絶縁層を貫通することにより前記突起部と前記電極とを電気的に接続する第3の工程と、
を備える、半導体モジュールの製造方法。 - 主表面から突出する突起部が一体的に設けられた配線層と、
前記突起部と電気的に接続された素子電極が設けられた回路素子と、
前記配線層と前記回路素子との間に設けられた絶縁層と、
を備え、
前記配線層は、前記主表面に溝部を有し、前記溝部に前記絶縁層が充填されていることを特徴とする半導体モジュール。 - 前記配線層および前記突起部が圧延金属で形成されていることを特徴とする請求項8に記載の半導体モジュール。
- 前記絶縁層が、加圧によって可塑流動性を起こす絶縁樹脂で形成されていることを特徴とする請求項8または9に記載の半導体モジュール。
- 前記配線層の前記主表面に微細凹凸が形成されていることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の半導体モジュール。
- 前記溝部が前記突起部の周囲に沿って設けられていることを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の半導体モジュール。
- 主表面から突出する突起部が一体的に設けられた配線層と、
前記突起部と電気的に接続された素子電極が設けられた回路素子と、
前記配線層と前記回路素子との間に設けられた絶縁層と、
前記配線層の前記主表面と前記絶縁層との間に設けられた中間層と、
を備え、
前記中間層は、前記絶縁層と接する面に溝部を有し、前記溝部に前記絶縁層が充填されていることを特徴とする半導体モジュール。 - 請求項8乃至13のいずれか1項に記載の半導体モジュールを備えることを特徴とする携帯機器。
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