專利名稱：半導體裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用了功能凸點的倒裝芯片結構的半導體裝置，特別是涉及使上述功能凸點的接合可靠性提高了的半導體裝置。
背景技術：
圖15是示出了在現(xiàn)有的半導體裝置的芯片100上的功能凸點200的配置例。如圖16中所示，在將該功能凸點200安裝在芯片安裝構件、例如安裝基板400上設置的導體400a上后，通過對芯片100加熱加壓來連接兩導體100a、400a。再有，利用保護膜600覆蓋了基板400的上表面。

發(fā)明內(nèi)容但是，例如像合并使用超聲波的熱壓接鍵合法那樣，在對該芯片100施加了超聲波振動的情況下，由于該施加壓力的緣故，對于芯片100來說，存在在垂直方向上發(fā)生彎曲的可能性。其結果是，如圖15中所示，在不均勻地分布了凸點200的情況下，其分布密度低的部分、特別是圖15中用虛線包圍的角部120的彎曲變大，凸點200的接合性變差。
本發(fā)明是鑒于上述問題而進行的，其目的在于得到可抑制芯片的彎曲以提高凸點的接合性的半導體裝置。
為了達到上述目的，本發(fā)明的半導體裝置是經(jīng)設置在芯片上的功能凸點將上述芯片導電性地連接到芯片安裝構件上的倒裝芯片結構的半導體裝置，其特征在于使對抗上述芯片的局部的彎曲力的支撐構件介于上述芯片與上述芯片安裝構件之間。
按照本發(fā)明，為了將功能凸點連接到芯片安裝構件上而對芯片加壓時，支撐構件對抗作用于芯片上的施加壓力。
本發(fā)明的下一個方面的半導體裝置的特征在于在上述的發(fā)明中，在以上述芯片的中心為基準的上述功能凸點的點對稱的空的位置上配置了上述支撐構件。
按照本發(fā)明，利用支撐構件支撐以芯片的中心為基準的功能凸點的點對稱的空的位置。
本發(fā)明的下一個方面的半導體裝置的特征在于在上述的發(fā)明中，將上述點對稱的空的位置限定于上述芯片的規(guī)定的角部區(qū)域。
按照本發(fā)明，利用支撐構件支撐規(guī)定的角部區(qū)域的點對稱的空的位置。
本發(fā)明的下一個方面的半導體裝置的特征在于在上述的發(fā)明中，在上述芯片的一方和另一方的邊長分別為D和E的情況下，將上述角部區(qū)域設定為(D/3)×(E/3)的大小。
按照本發(fā)明，將上述角部區(qū)域限制于由上述芯片的一方和另一方的邊長D和E規(guī)定的(D/3)×(E/3)的大小。
本發(fā)明的下一個方面的半導體裝置的特征在于在上述的發(fā)明中，在上述芯片上已設定的規(guī)定的凸點配置位置上且在最接近各角部的部分上配置了上述支撐構件。
按照本發(fā)明，利用支撐構件支撐最接近芯片的各角部的凸點配置位置。
本發(fā)明的下一個方面的半導體裝置的特征在于在上述的發(fā)明中，上述支撐構件是設置在上述芯片上的、且不與上述芯片安裝構件導電性地連接的虛設凸點。
按照本發(fā)明，利用虛設凸點來支撐芯片。
本發(fā)明的下一個方面的半導體裝置的特征在于在上述的發(fā)明中，在上述芯片安裝構件的芯片安裝面上用電絕緣性的保護膜覆蓋了上述虛設凸點接觸的區(qū)域。
按照本發(fā)明，可減少在虛設凸點進行金屬接合時成為問題的對于功能凸點的接合能的供給損耗。
本發(fā)明的下一個方面的半導體裝置的特征在于在上述的發(fā)明中，上述支撐構件是在上述功能凸點的突出方向上以環(huán)狀從上述芯片伸出的金屬引線。
按照本發(fā)明，利用環(huán)狀的金屬引線來支撐芯片。
本發(fā)明的下一個方面的半導體裝置的特征在于在上述的發(fā)明中，上述支撐構件是從上述芯片和上述芯片安裝構件的某一方朝向另一方突出的具有彈性的突起物。
按照本發(fā)明，利用彈性突起物來支撐芯片。
本發(fā)明的下一個方面的半導體裝置的特征在于在上述的發(fā)明中，上述支撐構件是從上述芯片和上述芯片安裝構件的雙方起相對地突出的具有彈性的突起物。
按照本發(fā)明，利用從芯片和芯片安裝構件的雙方突出的的突起物來支撐芯片。
本發(fā)明的下一個方面的半導體裝置的特征在于在上述的發(fā)明中，上述支撐構件是與上述芯片和上述芯片安裝構件的雙方獨立的具有彈性的襯墊。
按照本發(fā)明，利用與芯片和芯片安裝構件的雙方獨立的襯墊來支撐芯片。
本發(fā)明的下一個方面的半導體裝置的特征在于在上述的發(fā)明中，在上述芯片與上述芯片安裝構件之間的間隙中充填了底墊樹脂。
按照本發(fā)明，底墊樹脂抑制因半導體裝置接受的熱應力引起的凸點接合部的斷裂現(xiàn)象。
本發(fā)明的下一個方面的半導體裝置的特征在于在上述的發(fā)明中，上述支撐構件是具有彈性的充填劑，在上述芯片與上述芯片安裝構件之間的間隙中充填了底墊樹脂，在上述底墊樹脂內(nèi)埋置了上述充填劑。
按照本發(fā)明，利用埋置于底墊樹脂內(nèi)的充填劑來支撐芯片。


圖1是示出本發(fā)明的實施例1的半導體裝置的虛設凸點的配置例的平面圖。
圖2是示出本發(fā)明的實施例2的半導體裝置的虛設凸點的配置例的平面圖。
圖3是示出本發(fā)明的實施例3的半導體裝置的虛設凸點的配置例的平面圖。
圖4是示出上述實施例3的凸點配置位置的另一例的平面圖。
圖5是示出上述實施例3的凸點配置位置的又一例的平面圖。
圖6是示出上述實施例3的凸點配置位置的又一例的平面圖。
圖7是示出本發(fā)明的實施例4的半導體裝置的的結構的剖面圖。
圖8是示出本發(fā)明的實施例5的半導體裝置的的結構的剖面圖。
圖9是示出本發(fā)明的實施例6的半導體裝置的的結構的剖面圖。
圖10是示出上述實施例6的突起物的變例的剖面圖。
圖11是示出上述實施例6的突起物的另一變例的剖面圖。
圖12是示出本發(fā)明的實施例7的半導體裝置的的結構的剖面圖。
圖13是示出本發(fā)明的實施例8的半導體裝置的的結構的剖面圖。
圖14是示出本發(fā)明的實施例9的半導體裝置的的結構的剖面圖。
圖15是示出現(xiàn)有的半導體裝置的凸點的配置例的平面圖。
圖16是示出上述現(xiàn)有的半導體裝置中的對于芯片的彎曲力的作用形態(tài)的剖面圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖，詳細地說明本發(fā)明的半導體裝置的優(yōu)選實施例。
實施例1.
圖1是示出本發(fā)明的實施例1的半導體裝置的虛設凸點的配置例的平面圖。
在該實施例1中，設置了對于半導體芯片1在半導體裝置的工作功能方面所必要的金屬凸點(以下，稱為功能凸點2)和不影響半導體裝置的工作功能的、即不起到作為電源、地、信號傳送等的導體的作用的凸點(以下，稱為虛設凸點3)。
各功能凸點2不一定設置在相對于半導體芯片1的中心呈點對稱的位置上。因此，在該實施例1中，在該點對稱性不成立的功能凸點2的點對稱的空的位置上設置上述虛設凸點3。
按照該實施例1，由于將功能凸點2與虛設凸點3合在一起的凸點組相對于半導體芯片1的中心以點對稱的方式分布，故即使在例如像合并使用超聲波的熱壓接鍵合法那樣，在對半導體芯片1施加了超聲波振動的情況下，避免了半導體芯片1中的不存在功能凸點2的部位、或功能凸點2的分布密度小的部位局部地發(fā)生大的彎曲這樣的不良情況，提高了功能凸點2的接合性。
實施例2.
接著，說明本發(fā)明的實施例2。該實施例2是只在半導體芯片1的各角部區(qū)域應用了上述的實施例1的技術的實施例。即，在半導體芯片1的各角部區(qū)域中，相對于點對稱性不成立的功能凸點2，在其點對稱的空的位置上設置上述虛設凸點3。
按照該實施例2，避免了半導體芯片1的相對的各角部區(qū)域的一方局部地發(fā)生大的彎曲這樣的不良情況，提高了功能凸點2的接合性。此外，即使在例如圖1那樣在半導體芯片1的內(nèi)部區(qū)域中存在功能凸點2的情況下，由于虛設凸點3的排列位置被限定于上述角部區(qū)域，故可得到減少該虛設凸點3的配置數(shù)目的優(yōu)點。
再有，在該實施例2中，在半導體芯片1的一方和另一方的邊長分別為D和E的情況下，將上述角部區(qū)域設定為(D/3)×(E/3)的大小。但是，該區(qū)域的大小也可根據(jù)凸點2、3的排列密度等適當?shù)刈兏?br> 實施例3.
接著，說明本發(fā)明的實施例3。圖3中示出的半導體芯片1將其凸點配置位置設定為矩陣狀，以便在該半導體芯片1的整個區(qū)域中均等地分布。此外，圖4和5中示出的半導體芯片1將其凸點配置位置設定于邊緣部上，再者，圖6中示出的半導體芯片1將其凸點配置位置設定于邊緣和內(nèi)部的一部分上。
在該實施例3中，在設定了上述那樣的凸點配置位置的情況下，至少在最接近于半導體芯片1的各角部的凸點配置位置上配置虛設凸點3。因而，即使在半導體芯片1的角部附近發(fā)生了垂直方向的彎曲的情況下，也只在虛設凸點3中發(fā)生接合不良。即，避免了在功能凸點2中的接合不良。
實施例4.
接著，參照圖7說明本發(fā)明的實施例4。該實施例4在芯片安裝構件4(基板，或下側芯片)中具有用不與虛設凸點3進行金屬接合的電絕緣性的保護膜覆蓋了虛設凸點3接觸的面的結構。再有，在該圖7中，符號1a表示在半導體芯片1上設置的焊區(qū)(pad)等的導體，符號4a表示在芯片安裝構件4上設置的接合區(qū)(land)等的導體。
按照該實施例4，可減少在虛設凸點3進行金屬接合時成為問題的對功能凸點2的接合能的供給損耗。
再有，作為上述的絕緣性的保護膜6，可使用在作為基板的表面上設置的保護膜的材料而使用的阻焊劑或作為半導體芯片1表面的保護膜的材料使用的聚酰亞胺涂膜等。
在此，功能凸點2和虛設凸點3除了用濺射法或電鍍法形成的凸點外，還包含由含有導電性粒子的粘結劑構成的凸點。
實施例5.
如圖8中所示，在該實施例5中，使用了形成為環(huán)狀的金屬制的引線7來代替上述的實施例1～4中的虛設凸點3。
該金屬引線7由以金、銅、鉛、錫等的金屬為主成分的金屬細線或在其表面上涂敷了絕緣性覆蓋膜的細線構成，利用與一般的引線鍵合方法同樣的方法將其兩端連接到半導體芯片1的導體1a上。
按照該實施例5，由于可用寬的面積來抑制半導體芯片1的垂直方向的彎曲，故可進一步提高功能凸點2的接合性。
實施例6.
如圖9中所示，在該實施例6中，設置了具有彈性的突起物8來代替上述的實施例1～4中的虛設凸點3。該彈性突起物8具有半導體芯片1與芯片安裝構件4(基板或下側芯片)之間的間隙大致同等的高度，例如圖示那樣，被設置在半導體芯片1的表面上。
如圖10中所示，也可在芯片安裝構件4的表面上設置上述彈性突起物8。
按照該實施例6，與設置了虛設凸點3的情況相同，可確保位于半導體芯片1的角部的功能凸點2的良好的接合性。
再有，如圖11中所示，也可分別在半導體芯片1和芯片安裝構件4的表面上相向地設置具有上述彈性突起物8的大致1/2高度的2個彈性突起物8a和彈性突起物8b，使這2個突起物相接。
實施例7.
如圖12中所示，該實施例7具有使與半導體芯片1和芯片安裝構件4獨立的、且具有同半導體芯片1與芯片安裝構件4(基板或下側芯片)之間的間隙大致同等的厚度的具有彈性的襯墊9介入該間隙中的結構。
按照該實施例7，不在半導體芯片1和芯片安裝構件4的表面上附加具有彈性的構件，而是利用使之介于其間的彈性襯墊9，可得到與使用了上述的虛設凸點3的情況同樣的提高功能凸點2的接合性的效果。
實施例8.
如圖13中所示，該實施例8具有在上述的實施例1～7中在半導體芯片1與芯片安裝構件4(基板或下側芯片)之間的間隙中充填了底墊(underfill)樹脂10的結構。再有，圖13示出了在圖7中示出的半導體芯片1與芯片安裝構件4之間充填了底墊樹脂10的狀態(tài)。
按照該實施例8，可抑制因半導體裝置接受的熱應力而引起的凸點接合部的斷裂現(xiàn)象，可得到使凸點接合部的壽命提高的效果。
實施例9.
如圖14中所示，該實施例9具有在底墊樹脂10內(nèi)埋置了具有與半導體芯片1與芯片安裝構件4(基板或下側芯片)之間的間隙大致同等的高度的、具有彈性的充填劑11來代替上述的實施例8中的虛設凸點3的結構。
按照該實施例9，不需要形成虛設凸點3用的附加操作，利用埋置于底墊樹脂10內(nèi)的彈性充填劑11，可得到與使用了該虛設凸點3的實施例8同樣的效果。
如以上所說明的那樣，按照本發(fā)明，在為了將功能凸點連接到芯片安裝構件上而對芯片加壓時，由于支撐構件對抗作用于芯片的施加壓力，故可抑制施加上述超聲波振動時的芯片的彎曲。
按照本發(fā)明的下一個方面，由于利用支撐構件來支撐以芯片的中心為基準的功能凸點的點對稱的空的位置，故避免了芯片中的不存在功能凸點的部位、或功能凸點的分布密度小的部位局部地發(fā)生大的彎曲這樣的不良情況，提高了該凸點的接合性。
按照本發(fā)明的下一個方面，由于將點對稱的空的位置限定于芯片的規(guī)定的角部區(qū)域，故可得到減少支撐構件的配置數(shù)目的優(yōu)點。
按照本發(fā)明的下一個方面，由于支撐構件在容易產(chǎn)生彎曲的芯片的(D/3)×(E/3)的角部區(qū)域中支撐芯片，故可減少支撐構件的配置數(shù)目。
按照本發(fā)明的下一個方面，由于利用支撐構件支撐最接近于芯片的各角部的凸點配置位置，故即使在芯片的角部附近發(fā)生了垂直方向的彎曲的情況下，也只在支撐構件中發(fā)生接合不良。即，避免了功能凸點的接合不良。
按照本發(fā)明的下一個方面，由于使用虛設凸點作為支撐構件，故利用該虛設凸點來支撐芯片。
按照本發(fā)明的下一個方面，由于用電絕緣性的保護膜覆蓋住虛設凸點接觸的芯片安裝構件的面，故可減少在上述虛設凸點進行金屬接合時成為問題的對于功能凸點的接合能的供給損耗。
按照本發(fā)明的下一個方面，由于利用環(huán)狀的金屬引線來支撐芯片，故可用寬的面積來抑制該芯片的垂直方向的彎曲。
按照本發(fā)明的下一個方面，利用從芯片和芯片安裝構件的某一方朝向另一方突出的彈性突起物的支撐力抑制芯片的彎曲。
按照本發(fā)明的下一個方面，利用從芯片和芯片安裝構件的雙方突出的突起物的支撐力抑制芯片的彎曲。
按照本發(fā)明的下一個方面，由于使用與芯片和芯片安裝構件的雙方獨立的襯墊作為支撐構件，故沒有必要在芯片和基板的表面上附加具有彈性的構件。
按照本發(fā)明的下一個方面，由于在芯片與芯片安裝構件之間形成的間隙中充填底墊樹脂，故可抑制因半導體裝置接受的熱應力而引起的凸點接合部的斷裂現(xiàn)象。
按照本發(fā)明的下一個方面，可利用由底墊樹脂保持了的充填劑來抑制芯片的彎曲。
權利要求
1.一種半導體裝置，該半導體裝置是經(jīng)設置在芯片上的功能凸點將上述芯片導電性地連接到芯片安裝構件上的倒裝芯片結構的半導體裝置，其特征在于使對抗上述芯片的局部的彎曲力的支撐構件介于上述芯片與上述芯片安裝構件之間。
2.如權利要求1中所述的半導體裝置，其特征在于在以上述芯片的中心為基準的上述功能凸點的點對稱的空的位置上配置了上述支撐構件。
3.如權利要求2中所述的半導體裝置，其特征在于將上述點對稱的空的位置限定于上述芯片的規(guī)定的角部區(qū)域。
4.如權利要求3中所述的半導體裝置，其特征在于在上述芯片的一方和另一方的邊長分別為D和E的情況下，將上述角部區(qū)域設定為(D/3)×(E/3)的大小。
5.如權利要求1中所述的半導體裝置，其特征在于在上述芯片上已設定的規(guī)定的凸點配置位置上且在最接近各角部的部分上配置了上述支撐構件。
6.如權利要求1～5的任一項中所述的半導體裝置，其特征在于上述支撐構件是設置在上述芯片上的、且不與上述芯片安裝構件導電性地連接的虛設凸點。
7.如權利要求6中所述的半導體裝置，其特征在于在上述芯片安裝構件的芯片安裝面上用電絕緣性的保護膜覆蓋住上述虛設凸點接觸的區(qū)域。
8.如權利要求1～5的任一項中所述的半導體裝置，其特征在于上述支撐構件是在上述功能凸點的突出方向上以環(huán)狀從上述芯片伸出的金屬引線。
9.如權利要求1～5的任一項中所述的半導體裝置，其特征在于上述支撐構件是從上述芯片和上述芯片安裝構件的某一方朝向另一方突出的具有彈性的突起物。
10.如權利要求1～5的任一項中所述的半導體裝置，其特征在于上述支撐構件是從上述芯片和上述芯片安裝構件的雙方起相向地突出的具有彈性的突起物。
11.如權利要求1～5的任一項中所述的半導體裝置，其特征在于上述支撐構件是與上述芯片和上述芯片安裝構件的雙方獨立的具有彈性的襯墊。
12.如權利要求1中所述的半導體裝置，其特征在于在上述芯片與上述芯片安裝構件之間的間隙中充填了底墊樹脂。
13.如權利要求1～5的任一項中所述的半導體裝置，其特征在于上述支撐構件是具有彈性的充填劑，在上述芯片與上述芯片安裝構件之間的間隙中充填了底墊樹脂，在上述底墊樹脂內(nèi)埋置了上述充填劑。
全文摘要
本發(fā)明的課題是抑制芯片的彎曲來提高凸點的接合性。本發(fā)明的半導體裝置是經(jīng)設置在半導體芯片1上的功能凸點2將半導體芯片1導電性地連接到芯片安裝構件4上的倒裝芯片結構的半導體裝置，使對抗半導體芯片1的局部的彎曲力的虛設凸點3介于半導體芯片1與芯片安裝構件4之間。
文檔編號H01L23/32GK1411045SQ0212062
公開日2003年4月16日 申請日期2002年5月27日 優(yōu)先權日2001年9月25日
發(fā)明者木村通孝, 巖崎俊寬, 畑中康道, 若宮敬一郎 申請人:三菱電機株式會社