JP3466145B2 - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents
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Description
製造方法に関するものである。
置の一例を示す概略の構成図であり、同図(a)は平面
図、及び同図(b)は同図(a)のX−X線における断
面図である。
導体チップ1の回路形成面上に絶縁膜2が設けられ、集
積回路の一部であるAl(アルミニウム)電極3からこ
の絶縁膜2上にCu(銅)配線4が設けられている。絶
縁膜2及びCu配線4上は、回路保護用の樹脂5で封止
されている。また、Cu配線4の外部接続箇所である端
子表面4aには、半田によるバンプ端子6が搭載されて
いる。
される。まず、半導体ウエハ上に複数の集積回路を形成
し、絶縁膜2及びCu配線4を設ける。更に、半導体ウ
エハ上の絶縁膜2及びCu配線4を覆うように、樹脂5
を充填する。
面を研磨刃で平らに研磨し、Cu配線4の端子表面4a
を半導体ウエハ表面に露呈させる。そして、半導体ウエ
ハ表面に露呈した端子表面4a上にバンプ端子6を搭載
する。
ウエハを切断して個々の半導体装置に分割する。これに
よって、図2のような半導体装置が得られる。
む時には、半導体チップ1の回路形成面を下にして、回
路基板の所定の位置にバンプ端子6が一致するように搭
載する。更に、回路基板をリフロー炉に入れてバンプ端
子6の半田を溶融させ、半導体装置を回路基板に接続す
る。
半導体装置では、次のような課題があった。 (1) 半導体装置の裏面(即ち、回路形成面の反対側
の面)がSi(シリコン)の結晶となっているので、こ
の半導体装置を回路基板に押しつけて実装する際に、半
導体チップ1の一部に欠けが発生し、その欠け片によっ
て接続不良が発生することがあった。
の裏面からは見えないので、この半導体装置を回路基板
に搭載するときに、所定の位置から外れるおそれがあっ
た。
で封止した後、切断して個々の半導体装置に分割するた
め、切削刃が樹脂によって目詰まりして切削負荷が大き
くなり、半導体チップ1が欠けることがあった。
で封止した後、個々の半導体装置に切断するようにして
いるので、半導体ウエハ上の良品の数が少ない場合で
も、この半導体ウエハの表面全体に樹脂封止を施さねば
ならず、製造コストが高くなっていた。
を解決し、製造中や実装中に破損するおそれのない半導
体装置とその製造方法を提供するものである。
に、本発明の内の第1の発明は、半導体装置において、
半導体基板表面の回路形成面上に集積回路及び複数の電
極が形成された半導体チップと、前記半導体チップ全体
を収容できる深さの凹部を有する金属製のカバーと、前
記カバーの凹部の内部底面に前記半導体チップの裏面を
固定する導電性または熱伝導性を有する接着剤と、前記
カバー内に固定された半導体チップの回路形成面を封止
し、該カバーの凹部の縁と同じ高さまで充填された封止
樹脂と、前記半導体チップの電極を外部に導くために前
記回路形成面上に絶縁層を介して設けられ、外部接続用
の端子表面が前記封止樹脂の表面と同一平面となるよう
に形成された配線と、前記配線の外部接続用の端子表面
の上に形成されたバンプ端子とを備えている。
1の発明と同様の半導体チップと、金属製のカバーと、
接着剤と、封止樹脂と、前記半導体チップの電極を外部
に導くために該電極上に設けられ、外部接続用の端子表
面が前記封止樹脂の表面と同一平面となるように形成さ
れたバンプと、前記バンプの外部接続用の端子表面の上
に形成されたバンプ端子とを備えている。
おいて、加熱溶着によって前記カバーを回路基板に固定
するために該カバーの凹部の縁に前記バンプ端子と同様
のバンプを設けている。
る接着剤として金または銀を用いている。
て、前記カバーの凹部の縁の周囲に樹脂製のダムを設け
ると共に、該ダムの内側に樹脂を塗布している。
て、前記カバーの表面に搭載位置決め用のマークを付し
ている。
いて、次のような分割工程と、接着工程と、封止工程
と、研磨工程と、搭載工程とを順次行うようにしてい
る。
半導体ウエハを切り出して半導体基板表面の回路形成面
上に集積回路と外部接続用の複数の電極が形成された半
導体チップに分割するものである。接着工程は、凹部を
有する金属製のカバーの内側に前記半導体チップの裏面
を接着するものである。封止工程は、前記カバーの凹部
に接着された前記半導体チップを覆うように該凹部に封
止樹脂を充填するものである。研磨工程は、前記充填し
た封止樹脂の表面を平らに研磨して前記半導体チップの
電極の表面を露呈させるものである。搭載工程は、前記
研磨工程で露呈させた前記半導体チップの電極の表面に
バンプ端子を搭載するものである。
を構成したので、半導体チップの周囲が金属製のカバー
と封止樹脂で保護され、Si等の半導体基板が表面に露
出することがない。これにより、製造中や実装中に破損
するおそれのない半導体装置が得られる。
(b)は、本発明の第1の実施形態を示す半導体装置の
概略の構成図であり、同図(a)は平面図、及び同図
(b)は同図(a)のA−A線における断面図である。
図1(a),(b)において、図2中の要素と共通の要
素には共通の符号が付されている。
半導体チップ1と、これを保護するための金属カバー8
及び封止樹脂9を有している。半導体チップ1の回路形
成面上には絶縁膜2が設けられ、集積回路の一部である
Al電極3から絶縁膜2上にCu配線4が設けられてい
る。半導体チップ1の裏面は、Ag(銀)等の導電性及
び熱伝導性を有する接着剤7で金属カバー8の内部底面
に固定されている。
e(鉄)またはCu板をプレス加工して、半導体チップ
1が丁度収まる大きさの深さ0.2mm程度の凹部8a
を設けると共に、その周囲にフランジ部8bを設けたも
のである。
プ1の絶縁膜2及びCu配線4を覆ってフランジ部8b
と同一平面を形成するように封止樹脂9が充填されてい
る。また、封止樹脂9の表面に露出したCu配線4の外
部接続箇所である端子表面4aと、金属カバー8のフラ
ンジ部8bには、半田によるバンプ端子6が搭載されて
いる。更に、金属カバー8の表面、即ち封止樹脂9が充
填されていない方の面には、半導体チップ1に設けられ
たバンプ端子6に対応する位置に、搭載位置決め用のマ
ークとして溝穴8cが設けられている。
の製造方法の工程図である。以下、これらの図3(a)
〜(h)を参照しつつ、図1の半導体装置の製造方法を
説明する。
2、Al電極3及びCu配線4を設ける。この時、保護
用の樹脂による封止は行わない。
して個々の半導体チップ1に分割する。
凹部8aを一括形成した金属カバー8Wを用意してお
き、これらの凹部8aに接着剤7を用いて半導体チップ
1の裏面を固定する。
体チップ1の絶縁膜2とCu配線4の表面を封止する。
を、研磨刃で平らに研磨し、この金属カバー8Wのフラ
ンジ部8bとCu配線4の端子表面4aを露呈させる。
み取り、端子表面4aの位置を検出する。更に、検出し
た端子表面4aの位置に対応する金属カバー8Wの表
面、即ち端子表面4aの反対側に、レーザビーム等を照
射して搭載位置決め用の溝穴8cを形成する。
の所定の位置に、バンプ端子6を搭載する。
々の金属カバー8に切断する。これにより、図1の半導
体装置が完成する。
板に組み込む時には、半導体チップ1の回路形成面を下
にして、回路基板の所定の位置にバンプ端子6が一致す
るように搭載する。この時、金属カバー8の表面に形成
された溝穴8cによってバンプ端子6の位置を検出し、
この金属カバー8の表面を真空チャックで吸引して回路
基板の所定の位置に搭載する。更に、半導体装置やその
他の回路部品等が搭載された回路基板をリフロー炉に入
れ、バンプ端子6の半田を溶融させて半導体装置や回路
部品等を回路基板に接続する。
体装置は、次のような利点がある。 (i) 半導体チップ1が金属カバー8と封止樹脂9で
覆われているので、損傷するおそれがない。
導性の接着剤7で金属カバー8に接続されているので、
放熱効果が大きい。
剤7で金属カバー8に接続され、かつこの金属カバー8
はバンプ端子6で回路基板に接続されるようになってい
るので、電磁的なシールド効果が得られる。
の溝穴8cが形成されているので、回路基板の正確な位
置に搭載することができる。
もバンプ端子6が設けられているので、回路基板に強固
に実装することができる。
封止する前に切断して個々の半導体チップ1に分割する
ため、切削刃Cの目詰まりがなく、切断中に半導体チッ
プ1が欠けるおそれが少ない。
後、金属カバー8に収容して樹脂封止を行うようにして
いるので、不良半導体チップに対する無駄な製造コスト
を排除することができる。
の実施形態を示す半導体装置の概略の構成図であり、図
1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されてい
る。この半導体装置は、半導体チップ1表面のAl電極
3上にAu(金)バンプ端子10が形成され、その面上
に半田によるバンプ端子6が形成された構造になってい
る。その他の構造は、図1と同様である。
(i)〜(vii)の利点に加えて、次の(viii)のような利
点がある。 (viii) バンプ端子6は、Auバンプ端子10と接合し
ているので、酸化膜がなく、接合不良が発生しない。
の実施形態を示す半導体装置の概略の構成図であり、図
1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されてい
る。この半導体装置は、金属カバー8のフランジ部8b
の周囲に沿って絶縁樹脂によるダム11が設けられると
共に、このダム11の内部の封止樹脂9の表面に酸化防
止用の樹脂12が塗布された構造になっている。その他
の構造は、図1と同様である。
体装置は、前記(i)〜(vii)の利点に加えて、次の
(ix),(x)のような利点がある。
続部が樹脂12で覆われるので、この接続部の酸化によ
るバンプ端子6の剥がれが防止できる。
端子6側に薄く塗布された樹脂12を有しているので、
温度変化による熱膨張ストレスがこの樹脂12の表面に
集中する。これにより、バンプ端子6とCu配線4の端
子表面4aの界面へのストレスが緩和され、バンプ端子
6が剥がれるおそれがなくなる。
ず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例
えば、次の(A)〜(J)のようなものがある。
ップ1を配置しているが、複数の半導体チップを配置し
ても良い。
で充填しているが、半導体チップ1の表面にのみ樹脂を
塗布するようにしても良い。
4、バンプ端子6、Auバンプ端子10等の材質は、例
示したものに限定されず、その機能を果たすものであれ
ばどのような材料でも同様に適用可能である。
Agの接着剤7で固定しているが、半導体チップ1の裏
面と金属カバー8の内部底面に予めAuめっきを施して
おき、加熱溶着するようにしても良い。
位に接続する必要がない場合には、半導体チップ1と金
属カバー8を絶縁性の接着剤7で固定しても良い。
接続する必要がなく、かつCu配線4の端子表面4aだ
けで回路基板に強固に接続できる場合には、金属カバー
8のフランジ部8bにバンプ端子6を設ける必要はな
い。また、金属カバー8にフランジ部8bを設ける必要
もない。
余裕があって、搭載位置がずれるおそれのない場合に
は、金属カバー8の表面に搭載位置決め用の溝穴8cを
設ける必要はない。
を一括形成した金属カバー8Wに半導体チップ1を固定
して、樹脂封止や研磨等の一括処理を施した後、工程8
で個々の金属カバー8に切断分離している。大型の金属
カバー8を用いる場合等には、個別の金属カバー8に半
導体チップ1を固定しても良い。
表面にレーザビームを照射して、搭載位置決め用の溝穴
8cを設けているが、端子位置の認識ができるものであ
れば、インク等によるマークでも同様に適用可能であ
る。また、搭載位置を正確に示すことができるものであ
ればよく、すべてのバンプ端子6に対応して位置決め用
のマークを施す必要はない、
ー8のフランジ部8bの周囲に絶縁樹脂によるダム11
を設けているが、金属カバー8を内側に変形させてダム
を形成するようにしても良い。
2の発明によれば、半導体チップは導電性または熱伝導
性を有する接着剤によって金属製のカバーの凹部に固定
され、かつこの半導体チップの回路形成面が封止樹脂に
よって封止されている。これにより、Si等の半導体基
板が表面に露出することがなく、実装中等に破損するお
それがなく、かつ、良好な放熱効果やシールド効果が得
られる。
回路基板に固定するためのバンプを設けている。これに
より、半導体チップの基板面を所定の電位に接続するこ
とができ、かつ良好な放熱効果を得られる。
製のカバーに接続するために、金または銀の接着剤を用
いている。これにより、半導体チップをカバーに、電気
的かつ機械的に確実に接続することができる。
ダムを設け、このダムの内側に樹脂を塗布している。こ
れにより、バンプ端子と電極の接続部が樹脂で覆われる
ので、接続部の酸化による剥がれが防止される。更に、
半導体チップの外部接続用の電極とバンプ端子との間の
温度変化による熱膨張ストレスが樹脂で緩和され、バン
プ端子が熱膨張ストレスによって剥がれるおそれがなく
なる。
位置決め用のマークを付している。これにより、半導体
装置を回路基板の正しい位置に搭載することができる。
脂で封止される前の半導体ウエハから半導体チップを切
り出すようにしている。これにより、切り出し用の切削
刃が樹脂で目詰まりを起こすことがなく、分割中に半導
体チップが欠けるおそれがない。更に、個々の半導体チ
ップに分割した後、封止処理を行うようにしているの
で、不良の半導体チップに対して樹脂封止を行うという
無駄を排除することができる。
略の構成図である。
ある。
略の構成図である。
略の構成図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 半導体基板表面の回路形成面上に集積回
路及び複数の電極が形成された半導体チップと、 前記半導体チップ全体を収容できる深さの凹部を有する
金属製カバーと、 前記カバーの凹部の内部底面に前記半導体チップの裏面
を固定する導電性または熱伝導性を有する接着剤と、 前記カバー内に固定された半導体チップの回路形成面を
封止し、該カバーの凹部の縁と同じ高さまで充填された
封止樹脂と、 前記半導体チップの電極を外部に導くために前記回路形
成面上に絶縁層を介して設けられ、外部接続用の端子表
面が前記封止樹脂の表面と同一平面となるように形成さ
れた配線と、 前記配線の外部接続用の端子表面の上に形成されたバン
プ端子とを備え、 前記カバーの凹部の縁の周囲に樹脂製のダムを設けると
共に、該ダムの内側に樹脂を塗布したことを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項2】 半導体基板表面の回路形成面上に集積回
路及び複数の電極が形成された半導体チップと、 前記半導体チップ全体を収容できる深さの凹部を有する
金属製カバーと、 前記カバーの凹部の内部底面に前記半導体チップの裏面
を固定する導電性または熱伝導性を有する接着剤と、 前記カバー内に固定された半導体チップの回路形成面を
封止し、該カバーの凹部の縁と同じ高さまで充填された
封止樹脂と、 前記半導体チップの電極を外部に導くために該電極上に
設けられ、外部接続用の端子表面が前記封止樹脂の表面
と同一平面となるように形成されたバンプと、 前記バンプの外部接続用の端子表面の上に形成されたバ
ンプ端子とを備え、 前記カバーの凹部の縁の周囲に樹脂製のダムを設けると
共に、該ダムの内側に樹脂を塗布したことを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項3】 加熱溶着によって前記カバーを回路基板
に固定するために該カバーの凹部の縁に前記バンプ端子
と同様のバンプを設けたことを特徴とする請求項1また
は2記載の半導体装置。 - 【請求項4】 前記接着剤は金または銀であることを特
徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体装
置。 - 【請求項5】 前記カバーの表面に搭載位置決め用のマ
ークを付したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか
1つに記載の半導体装置。 - 【請求項6】 複数の集積回路が形成された半導体ウェ
ハを切り出して半導体基板表面の回路形成面上に集積回
路と外部接続用の複数の電極が形成された半導体チップ
に分割する分割工程と、 凹部を有する金属製のカバーの内側に前記半導体チップ
の裏面を接着する接着工程と、 前記カバーの凹部に接着された前記半導体チップを覆う
ように該凹部に封止樹脂を充填する封止工程と、 前記充填した封止樹脂の表面を平らに研磨して前記半導
体チップの電極の表面を露呈させる研磨工程と、 前記研磨工程で露呈させた前記半導体チップの電極の表
面にバンプ端子を搭載する搭載工程とを、 順次行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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---|---|---|---|
JP2000297838A JP3466145B2 (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | 半導体装置とその製造方法 |
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JP2000297838A JP3466145B2 (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | 半導体装置とその製造方法 |
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JP2002110862A JP2002110862A (ja) | 2002-04-12 |
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