專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種容納有半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件，并涉及一種制 造該半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
近年來，對電子裝置的尺寸縮小、增強的功能性以及增強的性能 已有需要，并因此使得用于半導(dǎo)體封裝的高密度封裝技術(shù)已經(jīng)變得必 不可少。釆用金屬引線等的引線鍵合連接，以及釆用焊球的倒裝芯片 連接，已經(jīng)被用來作為將布線板和半導(dǎo)體元件連接起來的傳統(tǒng)方法， 但是這些方法都有如下所描述的問題。例如，引線鍵合連接具有低成 本的優(yōu)點，但是因為在較窄間距中必須減小引線直徑，所以出現(xiàn)了引 線斷裂和受限的連接條件。在倒裝芯片連接中，可能具有比在引線鍵 合連接中更高的速度傳送，但是在半導(dǎo)體元件中在窄間距連接或大量 端子存在的情況下，焊料凸點的連接強度被降低，并因此在連接位置 處裂紋的產(chǎn)生增加，以及由空隙產(chǎn)生了連接缺陷。因此，近來己經(jīng)提議將把半導(dǎo)體元件嵌入板內(nèi)的半導(dǎo)體器件，例 如半導(dǎo)體元件嵌入技術(shù)，作為使實現(xiàn)半導(dǎo)體器件的集成度和功能性增 加成為可能的高密度封裝技術(shù)，并且其具有很多優(yōu)點，例如封裝外形 減小、成本降低、高頻響應(yīng)及由電鍍連接的低應(yīng)力連接。例如，利用半導(dǎo)體元件嵌入技術(shù)的半導(dǎo)體器件在日本專利申請?zhí)卦S公開(Kokai) 公布No. 2002-16173、 No. 2001-250902及No. 2001-237362中被公開。但是，在傳統(tǒng)半導(dǎo)體元件嵌入技術(shù)中，首先將半導(dǎo)體元件(芯片) 安裝于設(shè)置到由樹脂或金屬構(gòu)成的基底的平坦面的一側(cè)、兩側(cè)上或凹 部中。由于成本和其他原因，在基板工藝中采用的、由樹脂或金屬構(gòu)成的基底必須是大的板，但是由于在由樹脂或金屬構(gòu)成的基底中的翹 曲、隆起以及非平坦性，所以變得難以將芯片高精度地安裝在基底上。 因此，也必須提前在基底上設(shè)置用于安裝芯片的定位標記，用于形成 定位標記的步驟致使成本增加。如圖1和2中所示，傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件具有定位標記22或基于這樣的定位標記的凹陷27。但是，定位標記22和基于這樣的定位標記的凹 陷27充當絕緣樹脂12面的非平坦部分并且是裂紋的起點，因此導(dǎo)致 半導(dǎo)體器件的可靠性降低。當基底是金屬時，為了減小半導(dǎo)體器件的 厚度，在制造后必須蝕刻金屬以去除基底。因此，增加的加工量增加 了成本。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種其中芯片能夠被高精度地安裝的半導(dǎo)體器件，在基底上不需要提供用于定位芯片的定位標記，在制造過程中能夠容易去除基底，并且能夠以低成本實現(xiàn)高密度和薄外形；以及 提供一種制造該半導(dǎo)體器件的方法。根據(jù)本發(fā)明，半導(dǎo)體器件包括具有電極端子的半導(dǎo)體元件；被 形成以密封半導(dǎo)體元件的側(cè)面和其設(shè)置有電極端子的面的絕緣層；以 及與電極端子電連接的一個或多個布線層；其中絕緣層中與其設(shè)置有 布線層的一側(cè)上的面相反的面是平行于半導(dǎo)體元件的與其設(shè)置有電極 端子的面相反的一側(cè)上的面的平坦面。在這種情況下，半導(dǎo)體元件的與其設(shè)置有電極端子的面相反的一 側(cè)上的面可以與絕緣層的平坦面在同一平面內(nèi)。半導(dǎo)體元件的與其設(shè) 置有電極端子的面相反的一側(cè)上的面也可以相對于該平坦面突出或凹 進?？梢栽诎雽?dǎo)體元件的與其設(shè)置有電極端子的面相反的一側(cè)上的面上形成固化了的粘附層，或者可以在絕緣層的平坦面上形成固化了的 粘附層。此外，可以在半導(dǎo)體元件的與其設(shè)置有電極端子的面相反的 一側(cè)上的面上和絕緣層的平坦面上形成固化了的粘附層。
此外，可以將透明基板提供到半導(dǎo)體元件的與其設(shè)置有電極端子 的面相反的一側(cè)。在該情況下，透明基板可以被構(gòu)造為玻璃基板，或 者可以將穿透透明基板的金屬通孔提供到透明基板。
此外，可以將熱沉提供到半導(dǎo)體元件的與其設(shè)置有電極端子的面 相反的一側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明，用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括步驟將透明基板 以平坦側(cè)向上定位在設(shè)置有用于安裝半導(dǎo)體元件的定位標記的支撐基 板上；以支撐基板上的定位標記作為基準，在透明基板上安裝半導(dǎo)體 元件使得設(shè)置有電極端子的面面朝上；在安裝了半導(dǎo)體元件之后，去 除支撐基板；在透明基板上形成絕緣層以密封半導(dǎo)體元件的側(cè)面和其 設(shè)置有電極端子的面；形成與半導(dǎo)體元件的電極端子電連接的一個或 多個布線層；以及剝離透明基板。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括將透
明基板以平坦側(cè)向上定位在設(shè)置有用于安裝半導(dǎo)體元件的定位標記的
支撐基板上；以支撐基板上的定位標記作為基準，在透明基板上安裝 半導(dǎo)體元件使得設(shè)置有電極端子的面面朝上；在安裝了半導(dǎo)體元件之 后，去除支撐基板；在透明基板上形成絕緣層以密封半導(dǎo)體元件的側(cè) 面和其設(shè)置有電極端子的面；以及形成與半導(dǎo)體元件的電極端子電連 接的一個或多個布線層。
在這種情況下，透明基板可以是玻璃基板，或者在定位透明基板 的步驟中可以提供通孔以穿透透明基板。在定位透明基板的步驟中，可以在透明基板上提供剝離材料，并 且剝離材料可以是光固化材料。此外，在安裝半導(dǎo)體元件的步驟中，可以通過粘附層安裝半導(dǎo)體 元件。此外，可以將熱沉安裝在半導(dǎo)體元件的與其設(shè)置有電極端子的面 相反的一側(cè)上。本發(fā)明使得獲得高密度、薄外形、低成本的半導(dǎo)體器件以及制造 該半導(dǎo)體器件的方法成為可能，從而能夠高精度地安裝芯片并且在制 造過程中安裝芯片期間不需要在基底上提供定位標記就能夠容易地去 除基底。


圖1是示出第一個傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件的剖面圖；圖2是示出第二個傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件的剖面圖圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的半導(dǎo)體器件的剖面圖；圖4是示出根據(jù)第一實施方式的半導(dǎo)體器件的第一修改方式的剖面圖；圖5是示出根據(jù)第一實施方式的半導(dǎo)體器件的第二修改方式的剖面圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的半導(dǎo)體器件的剖面圖；圖7是示出根據(jù)第二實施方式的半導(dǎo)體器件的修改方式的剖面圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的半導(dǎo)體器件的剖面圖； 圖9是示出根據(jù)第三實施方式的半導(dǎo)體器件的修改方式的剖面圖；圖IO是示出根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的半導(dǎo)體器件的剖面圖； 圖11A-11G是示出根據(jù)本發(fā)明第五實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法中的步驟順序的剖面圖12A-12B分別是示出安裝半導(dǎo)體元件時定位標記的剖面圖和頂
視圖13A-13G是示出根據(jù)本發(fā)明第六實施方式的制造半導(dǎo)體器件的 方法中的步驟順序的剖面圖；以及
圖14A-14F是示出根據(jù)本發(fā)明第七實施方式的制造半導(dǎo)體器件的 方法中的步驟順序的剖面圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明中，絕緣層密封半導(dǎo)體元件的側(cè)面和其設(shè)置有電極端子 的面，并且將平坦面提供到與設(shè)置有電極端子的面相反的一側(cè)上的面。 例如，在由玻璃制成的透明基板上以所謂的面向上狀態(tài)放置半導(dǎo)體元 件來產(chǎn)生平坦面，之后形成絕緣層以密封半導(dǎo)體元件的側(cè)面和其設(shè)置 有電極端子的面。由于在玻璃基板中翹曲、隆起、面不規(guī)則等非常少， 所以即使當透明基板是大的板時也能夠?qū)⒃黾恿思啥鹊陌雽?dǎo)體元件 高精度地安裝在希望的位置處。由于絕緣層上形成的平坦面也具有非 常少的翹曲等，所以也能夠在這個面上高精度地安裝熱沉或其他組件。
在本發(fā)明中，把作為基底的透明基板定位于支撐基板上，支撐基 板設(shè)置有用于安裝半導(dǎo)體元件的定位標記，并且將半導(dǎo)體元件、絕緣 層以及其他組件定位于或形成在透明基板上。由于在半導(dǎo)體元件定位 期間通過透明基板識別透明基板上的定位標記，所以不允許定位標記 和基于這樣的定位標記的凹陷/突起保留在半導(dǎo)體器件中，特別是在絕 緣層中。因此，傳統(tǒng)技術(shù)中在這些部分處易于產(chǎn)生的裂紋得以防止， 并且半導(dǎo)體元件的可靠性能夠得以增強。在本發(fā)明中，假定短語"絕緣 層的平坦面"含義為上述提及的定位標記和由定位標記引起的翹曲不殘 留在絕緣層的面上。
在制造過程中，通過從半導(dǎo)體器件中去除透明基板能夠減小半導(dǎo) 體器件的外形尺寸，但是也可以將透明基板與半導(dǎo)體器件形成為一體。在制造期間也可以通過在去除支撐基板后再使用支撐基板來省略為每 個半導(dǎo)體器件形成定位標記的步驟。此外，通過在透明基板與半導(dǎo)體元件以及絕緣層之間提供剝離材 料能夠容易地將透明基板從半導(dǎo)體器件上剝離。特別地，通過使用光 固化剝離材料，為了容易分離，可以利用玻璃的透明性自透明基板的 下面照射光線。提供粘附層也使得將半導(dǎo)體器件保持在規(guī)定位置和高 精度地形成布線層等成為可能。也可以共同使用剝離材料和粘附層。將參考附圖在下文中詳細描述本發(fā)明的實施方式。首先將描述本 發(fā)明的第一實施方式。圖3是示出根據(jù)第一實施方式的半導(dǎo)體器件的 剖面圖。在下文中給出的實施方式的描述中，上述提到的絕緣層等同 于絕緣樹脂12。如圖3中所示，本實施方式的半導(dǎo)體器件26設(shè)置有半導(dǎo)體元件11，半導(dǎo)體元件11具有在其第一面上的電極端子13。形成絕緣樹脂 12以密封半導(dǎo)體元件11的側(cè)面和其設(shè)置有電極端子13的面。將通孔 14、絕緣層16以及用于將電極端子13電連接到半導(dǎo)體器件26的外部 端子17的布線層15提供到電極端子13的上面。在絕緣層16的面上 提供阻焊劑18使得暴露外部端子17的一部分并且覆蓋其剩余部分。 在半導(dǎo)體元件11中，自絕緣樹脂12暴露與設(shè)置有電極端子13的面相 反的一側(cè)上的面，并且絕緣層12不具有用于定位半導(dǎo)體元件11的定 位標記和基于這樣的定位標記的凹陷/突起。絕緣樹脂12的下面與半導(dǎo) 體元件11的背面平行，并且，在本實施方式中，其與半導(dǎo)體元件11 的背面在同一平面內(nèi)。絕緣樹脂12的下面也具有高平坦度。雖然在附 圖中沒有示出，但是在上述的同一平坦面上也可以安裝熱沉或其他組 件。關(guān)于在本說明書中的半導(dǎo)體元件11，與設(shè)置有電極端子13的面相 反的一側(cè)上的面被稱為半導(dǎo)體元件11的背面。在絕緣樹脂12中，半 導(dǎo)體元件11的背側(cè)上的面被稱為絕緣樹脂12的下面。例如，利用感光性或非感光性有機材料形成絕緣樹脂12?？梢允?用的有機材料的例子包括環(huán)氧樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙 烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、酚樹脂、聚酰亞胺樹脂、BCB (苯并環(huán)丁烯)、 PBO (聚苯并噁唑)、聚降冰片烯樹脂等，以及用環(huán)氧樹脂、環(huán)氧丙烯 酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、酚樹脂、聚酰亞胺樹脂、
BCB、 PBO、聚降冰片烯樹脂等浸漬了的玻璃布或由芳族聚酰胺纖維等 形成的織布或非織布。
布線層15的主要成份是選自由銅、銀、金、鎳、鋁和鈀組成的組 中的一種或多種金屬。從電阻抗和成本方面來看銅是最優(yōu)選的。
例如，由感光性或非感光性有機材料形成絕緣層16。可以使用的
有機材料的例子包括環(huán)氧樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸
酯樹脂、聚酯樹脂、酚樹脂、聚酰亞胺樹脂、BCB、 PBO、聚降冰片烯 樹脂等，以及用環(huán)氧樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂、 聚酯樹脂、酚樹脂、聚酰亞胺樹脂、BCB、 PBO、聚降冰片烯樹脂等浸 漬了的玻璃布或由芳族聚酰胺纖維等形成的織布或非織布。也可以用 與絕緣樹脂12相同的材料來形成絕緣層16。
在圖3中所示的實施方式中，布線層15包含兩層，并且絕緣層 16包含三層，但不限于這樣的構(gòu)造，并且布線層15和絕緣層16可以 由必需的層數(shù)組成。圖3中，布線層15形成在絕緣層16的區(qū)域中， 但也可以采用其中布線層15從半導(dǎo)體元件11側(cè)看的第一層形成在絕 緣樹脂12的區(qū)域中的構(gòu)造。
可以選取與布線層15相同的材料并將其用作外部端子17，以及 可以在外部端子17的表面上形成選自由金、銀、銅、錫和焊料材料組 成的組中的一種或多種金屬。例如，可以將感光抗蝕油墨用作阻悍劑 18。在本實施方式中，采用絕緣樹脂12的下面是高度平坦的面的構(gòu) 造。該原因在于半導(dǎo)體元件11設(shè)置在具有平坦面的透明玻璃板上， 且之后如下文中在制造方法的描述中所述，絕緣樹脂12形成于其上。 與樹脂、金屬等相比，玻璃板具有非常少的翹曲、隆起、面不規(guī)則等。 在半導(dǎo)體元件11中也可以將玻璃板用作基底。因此，能夠?qū)雽?dǎo)體元 件11高精度地安裝在玻璃板上的目標位置上。由于半導(dǎo)體元件11的 背面和絕緣樹脂12的下面在同一平面內(nèi)并且絕緣樹脂12的下面是高 度平坦的面，所以熱沉或其他組件也能夠以高精度穩(wěn)固地安裝在半導(dǎo) 體元件11的背面上。
在本實施方式中，半導(dǎo)體器件26，且特別是絕緣樹脂12，不具有
用于安裝半導(dǎo)體元件11的定位標記以及基于這樣的定位標記的凹陷/
突起。這是因為定位標記被提供到不包含在半導(dǎo)體器件26中的支撐基 板，如下文中在制造方法的描述中所述的。具體地，當定位半導(dǎo)體元 件11時，通過定位在半導(dǎo)體器件26和支撐基板之間的玻璃板，定位 標記是看得見的。如上述提到的，由于玻璃板具有高平坦度，所以不 用將定位標記提供到絕緣樹脂和其他組件也能夠正確地定位半導(dǎo)體元 件ll。因此，由于半導(dǎo)體器件26不具有定位標記以及基于這樣的定位 標記的凹陷/突起，所以可以防止傳統(tǒng)技術(shù)中容易形成在這些部分處的 裂紋，并能夠增強半導(dǎo)體器件26的可靠性。
上述的本實施方式的半導(dǎo)體器件是將外部端子17提供到半導(dǎo)體 器件26—側(cè)的單側(cè)端子半導(dǎo)體器件，但是本發(fā)明不限于這種構(gòu)造。例 如，通過提供暴露半導(dǎo)體元件11的背面的通孔可以形成雙側(cè)端子半導(dǎo) 體器件。
在上述的本實施方式的半導(dǎo)體器件中，半導(dǎo)體元件11的背面與絕 緣樹脂12的下面在同一平面內(nèi)，但是，本發(fā)明不限于這種構(gòu)造。例如， 如圖4中所示，半導(dǎo)體元件11的背面可以相對于絕緣樹脂12的下面 突出。通過這樣的構(gòu)造，半導(dǎo)體元件11具有更大的被暴露的面區(qū)域，性。通過加工半導(dǎo)體元件11的突起部分也可以調(diào) 整半導(dǎo)體元件ll的厚度。此外，如圖5中所示，可以采用這樣的構(gòu)造，在所述構(gòu)造中，半 導(dǎo)體元件11的背面相對于絕緣樹脂12的下面凹進去。通過這樣的構(gòu) 造，可以防止半導(dǎo)體元件11的端部剝離以及碎裂。此外，可以在由通孔14、布線層15和絕緣層16組成的布線組件 的規(guī)定位置中提供作為電路噪聲濾波器的電容器。用于形成電容器的優(yōu)選的感應(yīng)體(inductor)材料包括氧化鈦、氧化鉭、A1203、 Si02、 Zr02、 Hf02、 Nb205及其他金屬氧化物;BST (BaxSr卜xTi。3) 、 PZT (PbZrJVxOs ) 、 PLZT ( Pb卜yLayZrxTi卜x03 )及其他鈣鈦礦系 (perovskite-based)材料；以及SrBi2Ta209和其他Bi基(Bi-based)層 狀化合物。在上述分子式中，滿足0"《1和0<7<1的關(guān)系。無機材料、 與磁性材料混合的有機材料等可以用作形成電容器的感應(yīng)體材料。除 半導(dǎo)體元件和電容器之外，可進一步提供電阻器以及其他分立零件。此外，可以在半導(dǎo)體元件11的背面上安裝增強板、散熱片等。接下來，將描述本發(fā)明的第二實施方式。圖6是示出根據(jù)第二實 施方式的半導(dǎo)體器件的剖面圖。因為圖6中的零件除了下面描述的之 外與第一實施方式中的相同，所以圖6中使用相同的參考符號來指代 與圖3中相同的零件，并不再給出對其的詳細描述。如圖6中所示，在本實施方式的半導(dǎo)體器件26中，相對于絕緣樹 脂12的下面，半導(dǎo)體元件11的背面是凹進去的。在凹陷處提供有固 化了的粘附材料19，并且粘附材料19的被暴露的面與鄰近的絕緣樹脂 12的下面在同一平面內(nèi)。除了上述的那些，構(gòu)造方面與圖3中所示的 第一實施方式中的一樣，并且也沒有被提供到絕緣樹脂12以安裝半導(dǎo) 體元件11的定位標記和基于這樣的定位標記的凹陷/突起。例如，粘附材料19是感光性或非感光性有機材料?？梢杂米髡掣?材料19的材料的例子包括環(huán)氧樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、酚樹脂、聚酰亞胺樹脂、BCB、 PBO、聚降冰片烯樹脂等。在本實施方式中，在由絕緣樹脂12和半導(dǎo)體元件11的背面形成 的凹陷中提供有固化了的粘附材料19。提供固化了的粘附材料19是為 了當在下文中所描述的制造方法(圖13)中在基底和剝離材料上定位 半導(dǎo)體元件11時增加粘附性。通過照這樣經(jīng)由粘附材料19定位半導(dǎo) 體元件11，在用于形成布線組件的步驟中能夠防止由于熱歷程、應(yīng)力 等使得半導(dǎo)體元件11變得偏移。在圖6中所示的本實施方式的半導(dǎo)體器件中，將粘附材料19提供 到半導(dǎo)體元件11的背面。這相當于將粘附材料19提供到圖5中所示 的半導(dǎo)體器件，并且也可以將粘附材料19提供到絕緣樹脂12的下面。 如圖7中所示，可以將粘附材料19提供到半導(dǎo)體元件11的背面和鄰 近的絕緣樹脂12的下面。從而半導(dǎo)體元件11的背側(cè)由在同一平面內(nèi) 的相同材料組成，并能夠?qū)岢粱蚋鞣N類型的零件穩(wěn)固地安裝到這個 面。接下來，將描述本發(fā)明的第三實施方式。圖8是示出根據(jù)第三實 施方式的半導(dǎo)體器件的剖面圖。因為圖8中的零件除了以下描述的之 外與第一實施方式中的相同，所以在圖8中使用相同的參考符號來指 代與圖3中相同的零件，并不再給出對其的詳細描述。如圖8中所示，本實施方式的半導(dǎo)體器件26設(shè)置有透明基板23， 該透明基板23與半導(dǎo)體元件11的背面和鄰近的絕緣樹脂12的下面相 接觸。例如，非堿性玻璃、金屬玻璃、鈉鈣玻璃、丙烯酸玻璃、晶質(zhì) 玻璃、石英玻璃、玻璃纖維、液體玻璃、玻璃陶瓷等可被用作透明基板23。除了上述的那些，構(gòu)造方面與圖3中所示的第一實施方式中的 一樣，并且也沒有被提供到絕緣樹脂12以安裝半導(dǎo)體元件11的定位 標記和基于這樣的定位標記的凹陷/突起。
在本實施方式中，將透明基板23提供到半導(dǎo)體器件26增強了半 導(dǎo)體器件26的剛性。結(jié)果，能夠提供無翹曲或隆起的半導(dǎo)體器件26。 具體地，由于半導(dǎo)體器件26的機械強度增加，所以溫度高的時候半導(dǎo) 體器件26具有最小的變形，并且當在器件中封裝半導(dǎo)體器件時增強了 二次封裝的可靠性。由于透明基板23具有極好的平坦度，所以能夠?qū)?熱沉或各種其他類型的零件高精度地安裝于其下面上。
在圖8中所示的本實施方式中，將透明基板23提供到如圖3中所 示的半導(dǎo)體器件26的半導(dǎo)體元件11的背面，但是，本發(fā)明不限于這 種構(gòu)造。例如，可以將透明基板23提供到描述第一和第二實施方式時 所參照的圖4-7的任一個中所示出的半導(dǎo)體器件26的半導(dǎo)體元件11 的背面。
在圖8中所示的本實施方式的半導(dǎo)體器件中，沒有將具有透孔的 金屬通孔25提供到透明基板23，但是，如圖9中所示，可以提供金屬 通孔25。因此，自半導(dǎo)體元件11產(chǎn)生的熱能夠從透明基板23被有效 地消散掉。
接下來，將描述本發(fā)明的第四個實施方式。圖10是示出根據(jù)第四 實施方式的半導(dǎo)體器件的剖面圖。因為圖IO中的零件除了以下描述的 之外與第一實施方式中的相同，所以在圖8中使用相同的參考符號來
指代與圖3中相同的零件，并不再給出對其的詳細描述。
如圖10中所示，本實施方式的半導(dǎo)體器件26具有熱沉20，該熱 沉20與半導(dǎo)體元件11的背面和鄰近的絕緣樹脂12的下面相接觸。除 了上述的那些，構(gòu)造方面與圖3中所示的第一實施方式中的一樣，并且也沒有被提供到絕緣樹脂12以安裝半導(dǎo)體元件11的定位標記和基 于這樣的定位標記的凹陷/突起。
在本實施方式中，通過將熱沉20提供到半導(dǎo)體器件26能夠增強
半導(dǎo)體器件26的散熱性能。
在圖IO中示出的本實施方式中，將熱沉20提供到半導(dǎo)體器件26 的半導(dǎo)體元件ll的背面，但是本發(fā)明不限于這種構(gòu)造。例如，可以將 透明基板23提供到描述第一至第三個實施方式時所參照的圖4-9的任 一個中所示出的半導(dǎo)體器件26的半導(dǎo)體元件11的背面。圖10中示出 的熱沉20僅僅是一個例子，并且，例如，也可以將增強板、散熱片或 另外的零件提供到其上安裝有熱沉20的面。
接下來，將描述本發(fā)明的第五個實施方式。本實施方式是制造根 據(jù)圖3中所示的第一實施方式的半導(dǎo)體器件的方法的實施方式。圖 11A-11G是示出根據(jù)第五實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法中的步驟 順序的剖面圖。圖12A-12B分別是示出安裝半導(dǎo)體元件期間定位標記 的剖面圖和頂視圖。
如圖IIA中所示，首先制備其上具有定位標記22的支撐基板21。 樹脂、金屬、玻璃或其任意組合可被用作支撐基板21的材料。定位標 記22能夠被高精度地識別，并可通過各種方法來提供作為定位標記22 使用的定位標記22。例如，可以采用將金屬沉積在支撐基板21上的方 法，或通過濕法蝕刻或機械加工來提供凹陷的方法。在本實施方式中， 支撐基板21由具有5mm厚度的不銹鋼構(gòu)成，并且由在支撐基板21上 通過電鍍而形成的具有5pm厚度的鎳來形成定位標記22。
然后，如圖IIB中所示，將透明基板23以平坦側(cè)向上安裝在具有 定位標記22的支撐基板21上。例如，非堿性玻璃、金屬玻璃、鈉鈣 玻璃、丙烯酸玻璃、晶質(zhì)玻璃、石英玻璃、玻璃纖維、液體玻璃、玻璃陶瓷等可被用作透明基板23。即使透明基板23不是看得見地透明的， 在通過照射太陽光、激光、同步加速器輻射、紅外線、紫外線、X射線等能夠識別支撐基板21上的定位標記22的范圍內(nèi)，它也是足夠的。 在本實施方式中采用非堿性玻璃。然后，在透明基板23上提供剝離材 料24。在剝離材料24的功能中包括粘附特性，但是，優(yōu)選通過紫外線 等來固化剝離材料24，使得其成為低粘附性材料。在本實施方式中采 用紫外線固化膜。然后，如圖11C中所示，以所謂的將設(shè)置有電極端子13的面面朝 上(與透明基板23側(cè)相反的一側(cè))的面向上狀態(tài)，通過剝離材料24 將半導(dǎo)體元件11安裝在透明基板23上。此時，如圖12中所示，將支 撐基板21的定位標記22用作基準而利用透明基板23的透明性來安裝 半導(dǎo)體元件ll。圖12A-12B相當于圖IIC，但是為了方便起見，將透 明基板23和剝離材料24的一個邊(side)的長度制成不一樣。由于相對于樹脂和金屬用作透明基板23的非堿性玻璃即使例如 其尺寸為lmxlm也具有非常少的翹曲和隆起，所以能夠高精度地安裝 半導(dǎo)體元件11。在圖11和12中，示出單個半導(dǎo)體元件11以簡化描述， 但是，也可以安裝多個半導(dǎo)體元件11。為了易于識別定位標記22，剝 離材料24也優(yōu)選透明且薄的，但是，例如，也可以在剝離材料24的 與定位標記22相對應(yīng)的部分中形成孔。然后，如圖11D中所示，從安裝有半導(dǎo)體元件11的透明基板23 上去除支撐基板21。這樣，去除的支撐基板21可以被再使用。然后，如圖11E中所示，層疊絕緣樹脂12以覆蓋半導(dǎo)體元件11 的側(cè)面和其設(shè)置有電極端子13的面。例如，由感光性或非感光性有機 材料形成絕緣樹脂12?？梢允褂玫挠袡C材料的例子包括環(huán)氧樹脂、 環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、酚樹脂、聚酰 亞胺樹脂、BCB、 PBO、聚降冰片烯樹脂等，以及用環(huán)氧樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、酚樹脂、聚酰亞胺樹 脂、BCB、 PBO、聚降冰片烯樹脂等浸漬了的玻璃布或由芳族聚酰胺纖 維等形成的織布或非織布。采用的層疊方法包括傳遞成型法、壓縮式
成型法(compression form molding)、印刷法、真空壓制法、真空層壓 法、旋涂法、口模式涂布法(die coating)、淋涂法(curtain coating) 等。在本實施方式中，利用真空層壓法形成環(huán)氧樹脂。當形成絕緣樹 脂12時，可以預(yù)先在對應(yīng)于半導(dǎo)體元件11的位置處將孔提供到有機 材料。
然后，如圖11F中所示，形成通孔14、布線層15和絕緣層16以 電連接外部端子17和半導(dǎo)體元件11上的電極端子13。為了形成通孔 14，首先在絕緣樹脂12中對應(yīng)于通孔14的位置處設(shè)置開口。當將感 光性材料用作絕緣樹脂12時，通過光刻形成開口。當絕緣樹脂12是 非感光性材料或是具有低的圖案分辨率的感光性材料時，通過激光加 工、干法蝕刻或爆破(blasting)法來形成開口。在本實施方式中，利 用激光加工形成開口。然后，將主要成份為選自由銅、銀、金、鎳、 鋁和鈀組成的組中的一種或多種金屬填充到開口內(nèi)，并形成通孔14。 通過電鍍法、無電電鍍法、印刷法、熔融金屬吸引法(molten metal suction)或另外的方法來填充開口。也可以通過在通孔14的位置處預(yù) 先形成用于導(dǎo)電的柱(post)后再形成絕緣層16的工藝來形成通孔14， 并且通過拋光來硏磨絕緣層16的面以暴露導(dǎo)電柱。這種方法不需要在 絕緣層16中形成開口。
通過減法、半加法、全加法或其他方法來形成布線層15。減法是 這樣一種方法，即，在設(shè)置于基板上的銅箔上以需要的圖案形成抗蝕 劑，并蝕刻不需要的銅箔，之后剝離抗蝕劑以獲得需要的圖案。半加 法是這樣一種方法，即，通過無電電鍍法、濺射法、CVD (化學(xué)氣相 沉積)法或其他方法來形成供電層，之后在其開口部分中形成具有需 要的圖案的抗蝕劑，通過電鍍將金屬沉積到抗蝕劑的開口部分中，并 將抗蝕劑去除，然后蝕刻供電層以獲得需要的布線圖案。全加法是這樣一種方法，即，在基板上沉積無電電鍍觸媒，之后在抗蝕劑中形成 圖案，當抗蝕劑留下來作為絕緣膜時活化觸媒，并通過由無電電鍍在 絕緣膜的開口部分中沉積金屬來獲得需要的布線圖案。布線層15的主 要成份是選自由銅、銀、金、鎳、鋁和鈀組成的組中的一種或多種金 屬。從電阻抗和成本來看，特別優(yōu)選銅。在本實施方式中，利用半加 法由銅形成布線層15。
例如，由感光性或非感光性有機材料形成絕緣層16?？梢允褂玫?有機材料的例子包括環(huán)氧樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸
酯樹脂、聚酯樹脂、酚樹脂、聚酰亞胺樹脂、BCB、 PBO、聚降冰片烯
樹脂等，以及用環(huán)氧樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂、
聚酯樹脂、酚樹脂、聚酰亞胺樹脂、BCB、 PBO、聚降冰片烯樹脂等浸 漬了的玻璃布或由芳族聚酰胺纖維等形成的織布或非織布。在本實施 方式中使用環(huán)氧樹脂?？梢允褂门c如上所述的用于層疊絕緣樹脂12的 方法相同的方法來層疊絕緣層16。在圖11中示出的例子中具有兩個導(dǎo) 體(conductor)層和三個絕緣層，但是可以根據(jù)需要的層數(shù)來重復(fù)用 于形成通孔14、布線層15以及絕緣層16的步驟。
然后，在最上面的布線層15上形成阻焊劑18的圖案。形成阻焊 劑18用來給半導(dǎo)體器件26提供滯燃特性(flame retardant properties) 和表面電路保護。阻焊劑18的材料由環(huán)氧基、丙烯酸基、聚氨酯基或 聚酰亞胺基有機材料組成，并且根據(jù)需要也可以添加無機或有機填料 (filler)。例如，感光抗蝕油墨也可以用作阻焊劑18。在本實施方式 中，使用感光抗蝕油墨。然后，在阻焊劑18被暴露的表面上形成外部 端子17?？梢赃x取與布線層15相同的材料并將其用作外部端子17， 并且在外部端子17的表面上形成選自由金、銀、銅、錫以及焊料材料 組成的組中的一種或多種金屬。在本實施方式中，在外部端子17的表 面上順序?qū)盈B具有3/mi厚度的鎳層和具有0.5/mi厚度的金層。在本實 施方式中采用了阻焊劑18，但是，也可將其中不采用阻焊劑18的構(gòu)造 用于半導(dǎo)體器件26中。然后，如圖11G中所示，從半導(dǎo)體器件26上剝離透明基板23。
此時，從透明基板23的下面向剝離材料24照射紫外線。如上所述， 由于在本實施方式中采用了紫外線固化的剝離材料24，所以紫外線照 射能夠降低剝離材料24的粘附性，并且能夠容易地將透明基板23從 半導(dǎo)體器件26上剝離。通過上述的工藝來獲得本實施方式的半導(dǎo)體器 件26。在圖11G中，絕緣樹脂12和半導(dǎo)體元件11的背面在同一平面 內(nèi)，但是，也可以采用這樣的構(gòu)造，即，半導(dǎo)體元件11的背面相對于 絕緣樹脂12突出或是凹進去。在這種情況下，通過干法蝕刻、濕法蝕 刻、機械加工或其他方法可以去除半導(dǎo)體元件11和絕緣樹脂12中的 一個或兩個，并且可以利用電鍍法、CVD法或其他方法來層疊材料。
在本實施方式的制造方法中，定位標記22被提供在支撐基板21 上，在其上定位透明基板23,并將半導(dǎo)體器件26形成在透明基板23 上。通過使用具有極好透明性的透明基板23來利用被提供到支撐基板 21的定位標記22，因此不需要在半導(dǎo)體器件26上形成定位標記22的 步驟。由于能夠再使用支撐基板21，所以可以減少形成定位標記所需 的步驟數(shù)。由于用作透明基板23的玻璃板具有非常少的翹曲、隆起以 及面不規(guī)則，所以即使玻璃板大時也能夠高精度地安裝半導(dǎo)體元件11。 此外，提供剝離材料24到透明基板23的上面使得按照上述方式從半 導(dǎo)體器件26上容易地剝離透明基板23成為可能。如上所述，本實施 方式的制造方法使得在高精度安裝半導(dǎo)體元件期間制造低成本半導(dǎo)體 器件成為可能。
接下來，將描述本發(fā)明的第六個實施方式。本實施方式是用于制 造根據(jù)圖6中示出的第二實施方式的半導(dǎo)體器件的方法的實施方式。 圖13A-13G是示出根據(jù)第六實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法中的步 驟順序的剖面圖。
如圖13A-13B中所示，首先將透明基板23安裝到提供有定位標記22的支撐基板21上，并在其上形成剝離材料24。上述步驟與根據(jù)第 五實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法中的步驟相同。下面對于制造方 法中與第五實施方式相同的步驟不再給出詳細描述。然后，如圖13C中所示，在剝離材料24上形成粘附材料19。例 如，粘附材料19是感光性或非感光性有機材料?？梢杂米髡掣讲牧?9 的材料的例子包括環(huán)氧樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸酯 樹脂、聚酯樹脂、酚樹脂、聚酰亞胺樹脂、BCB、 PBO、聚降冰片烯樹 脂等。在本實施方式中采用環(huán)氧樹脂。然后將半導(dǎo)體元件11安裝于粘 附材料19上。此時，半導(dǎo)體元件11以所謂的面向上狀態(tài)被安裝在透 明基板23上，這樣，與第五實施方式中的一樣，具有電極端子13的 半導(dǎo)體元件11的面面朝上。然后，如圖13E-13G中所示，形成絕緣樹脂12、通孔14、布線層 15、絕緣層16、外部端子17和阻焊劑18。然后從半導(dǎo)體器件26上剝 離透明基板23。上述步驟與第五實施方式中的步驟一樣。通過上述的 工藝獲得本實施方式的半導(dǎo)體器件26。在本實施方式的制造方法中，通過粘附材料19將半導(dǎo)體元件11 安裝于剝離材料24上。如上所述，優(yōu)選直到剝離步驟剝離材料24仍 保持粘附特性，但是，粘附材料19的出現(xiàn)進一步增加了半導(dǎo)體元件11 的粘附性。因此，在用于形成布線組件的步驟中能夠有效地防止由于 熱歷程、應(yīng)力以及其他影響使得半導(dǎo)體元件ll變得偏移。如上所述， 本實施方式的制造方法使得在半導(dǎo)體元件11的安裝中保持高精度成為 可能。接下來，將描述本發(fā)明的第七個實施方式。本實施方式是制造根 據(jù)圖8中示出的第三實施方式的半導(dǎo)體器件的方法的實施方式。圖 14A-14F是示出根據(jù)第七實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法中的步驟 順序的剖面圖。如圖HA中所示，首先制備具有定位標記22的支撐基板21。
然后，如圖14B中所示，將透明基板23安裝在提供有定位標記 22的支撐基板21上。例如，可以采用非堿性玻璃、金屬玻璃、鈉鈣玻 璃、丙烯酸玻璃、晶質(zhì)玻璃、石英玻璃、玻璃纖維、液體玻璃、玻璃 陶瓷等作為透明基板23。即使透明基板23不是看得見地透明的，在通 過照射太陽光、激光、同步加速器輻射、紅外線、紫外線、X射線等 能夠識別支撐基板21上的定位標記22的范圍內(nèi)，它也是足夠的。在 本實施方式中采用非堿性玻璃。也可以將如圖7中所示的透孔25提供 到透明基板23。因而，半導(dǎo)體元件11的熱量能夠從透明基板23上被 有效地消散掉。
然后，如圖14C中所示，以所謂的面向上狀態(tài)將半導(dǎo)體元件11 安裝于透明基板23上，這樣，設(shè)置有電極端子13的半導(dǎo)體元件11的 面面朝上。在這個示例中，與在第五實施方式中一樣，以支撐基板21 的定位標記22作為基準，利用透明基板23的透明性來安裝半導(dǎo)體元 件ll。
然后，如圖14D中所示，從其上安裝有半導(dǎo)體元件11的透明基板 23上去除支撐基板21。如圖14E-14F中所示，然后，形成絕緣樹脂12、 通孔14、布線層15、絕緣層16、外部端子17和阻焊劑18。上述步驟 與在第五實施方式中的步驟相同。在本實施方式的制造方法中，不從 半導(dǎo)體元件11和絕緣樹脂12上去除透明基板23。因此，通過將透明 基板23與半導(dǎo)體元件11和絕緣樹脂12形成為一體來獲得本實施方式 的半導(dǎo)體器件26。
在本實施方式的制造方法中，通過將透明基板23與半導(dǎo)體元件 11和絕緣樹脂12形成為一體來制造半導(dǎo)體器件26。因此，能夠制造 具有最少翹曲和隆起的半導(dǎo)體器件26，并且能夠增強可靠性。如上面第五實施方式中所描述的，本實施方式具有同樣的效果，其在制造過 程中不需要用于形成半導(dǎo)體器件26的定位標記的步驟，并且能夠高精 度地安裝半導(dǎo)體元件11。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體元件，具有電極端子；絕緣層，被形成為密封該半導(dǎo)體元件的側(cè)面和設(shè)置有所述電極端子的面；以及一個或多個布線層，與所述電極端子電連接；其中所述絕緣層中與設(shè)置有所述布線層的一側(cè)上的面相反的面是平行于所述半導(dǎo)體元件的與設(shè)置有所述電極端子的面相反的一側(cè)上的面的平坦面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述半導(dǎo)體元件的 與設(shè)置有所述電極端子的面相反的一側(cè)上的面與所述絕緣層的所述平 坦面在同一平面內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述半導(dǎo)體元件的 與設(shè)置有所述電極端子的面相反的一側(cè)上的面從所述絕緣層的所述平 坦面突出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述半導(dǎo)體元件的 與設(shè)置有所述電極端子的面相反的一側(cè)上的面從所述絕緣層的所述平 坦面凹進。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的半導(dǎo)體器件，其中，在 所述半導(dǎo)體元件的與設(shè)置有所述電極端子的面相反的一側(cè)上的面上， 形成固化的粘附層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的半導(dǎo)體器件，其中，在 所述絕緣層的所述平坦面上，形成固化的粘附層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的半導(dǎo)體器件，其中，在 所述半導(dǎo)體元件的與設(shè)置有所述電極端子的面相反的一側(cè)上的面上和 在所述絕緣層的所述平坦面上，形成固化的粘附層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l至4中的任一項所述的半導(dǎo)體器件，其中，將 透明基板提供到所述半導(dǎo)體元件的與設(shè)置有所述電極端子的面相反的
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述透明基板是玻璃基板。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其中，將穿透所述透明基板的金屬通孔提供到所述透明基板。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的半導(dǎo)體器件，其中， 將熱沉提供到所述半導(dǎo)體元件的與設(shè)置有所述電極端子的面相反的一 側(cè)。
12. —種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟在設(shè)置有用于安裝半導(dǎo)體元件的定位標記的支撐基板上，以平坦側(cè)向上定位透明基板；使用所述支撐基板上的所述定位標記作為基準，在所述透明基板 上安裝所述半導(dǎo)體元件，使得設(shè)置有電極端子的面面朝上；在安裝了所述半導(dǎo)體元件之后，去除所述支撐基板；在所述透明基板上形成絕緣層，以密封所述半導(dǎo)體元件的側(cè)面和 設(shè)置有所述電極端子的面；形成與所述半導(dǎo)體元件的所述電極端子電連接的一個或多個布線 層；以及剝離所述透明基板。
13. —種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟在設(shè)置有用于安裝半導(dǎo)體元件的定位標記的支撐基板上，以平坦 側(cè)向上定位透明基板；使用所述支撐基板上的所述定位標記作為基準，在所述透明基板 上安裝所述半導(dǎo)體元件，使得設(shè)置有電極端子的面面朝上；在安裝了所述半導(dǎo)體元件之后，去除所述支撐基板；在所述透明基板上形成絕緣層，以密封所述半導(dǎo)體元件的側(cè)面和 設(shè)置有所述電極端子的面；以及形成與所述半導(dǎo)體元件的所述電極端子電連接的一個或多個布線層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中， 所述透明基板是玻璃基板。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中， 在定位所述透明基板的步驟中，提供金屬通孔以穿透所述透明基板。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中， 在定位所述透明基板的步驟中，在所述透明基板上提供剝離材料。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，所述剝 離材料是光固化材料。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中， 在安裝所述半導(dǎo)體元件的步驟中，通過粘附層安裝所述半導(dǎo)體元件。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中， 在所述半導(dǎo)體元件的與設(shè)置有所述電極端子的面相反的一側(cè)上，安裝 熱沉。
全文摘要
在設(shè)置有定位標記的支撐基板上定位透明基板，并提供剝離材料。然后，定位半導(dǎo)體元件使得電極端子面朝上，且之后去除支撐基板。在剝離材料上形成絕緣樹脂以覆蓋半導(dǎo)體元件；且之后形成通孔、布線層、絕緣層、外部端子和阻焊劑。然后，通過使用剝離材料，從半導(dǎo)體器件上剝離透明基板。因而，能夠高精度地安裝芯片，在制造過程中在基底上安裝芯片期間不需要提供定位標記，并且能夠容易地去除基底。結(jié)果，能夠以低成本制造具有高密度和薄外形的半導(dǎo)體器件。
文檔編號H01L23/48GK101320716SQ200810125539
公開日2008年12月10日 申請日期2008年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日
發(fā)明者前田武彥, 副島康志, 山道新太郎, 川野連也, 村井秀哉, 森健太郎, 船矢琢央 申請人:日本電氣株式會社;恩益禧電子股份有限公司