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)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著電子裝置的功能性強(qiáng)及小型化，要求設(shè)置在電子裝置中的半導(dǎo)體器 件(例如半導(dǎo)體集成電路器件)功能性強(qiáng)、運(yùn)行速度快、小型化、厚度薄。
因此，提出了具有以下結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。在這種半導(dǎo)體器件中，印刷 線路板包括基底材料，導(dǎo)電層選擇性地形成在主表面上或基底材料內(nèi)側(cè)?；?br> 底材料由例如是玻璃環(huán)氧樹脂的絕緣樹脂制成。導(dǎo)電層由銅(Cu)等材料制 成。利用半導(dǎo)體集成電路元件(以下稱為"半導(dǎo)體元件")主表面上形成的 凸起形或突出形外部連接端子，半導(dǎo)體元件以倒裝芯片(朝下)的狀態(tài)連接 到導(dǎo)電層。此外，印刷線路板另一主表面上形成的電極上設(shè)置有外部連接端 子(例如球形電極端子)。
此外還提出了在線路板上設(shè)置多個(gè)電子部件(例如半導(dǎo)體元件)的結(jié)構(gòu)。 此外還提出了所謂的COC (芯片上芯片)結(jié)構(gòu)，其中，功能不同的多個(gè) 半導(dǎo)體元件通過外部連接端子直接相連。
另一方面，為了減小容納(安裝)有半導(dǎo)體元件的封裝的厚度，提出了 具有以下結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。在印刷線路板中選擇性地形成開口以穿透印刷 線路板。芯片以倒裝芯片法安裝在硅(Si)或陶瓷制成的板上，且容納在開 口部分中。設(shè)置杯形蓋子以覆蓋從開口部分突出的芯片。參見日本特開平 No. 8-250653。
但是日本特開平No. 8-250653所述的結(jié)構(gòu)中，在印刷線路板中形成與芯 片對應(yīng)的開口部分以穿透印刷線路板。因此增加了印刷線路板的制造成本。 此外，在印刷線路板中對內(nèi)部布線有限制，因此降低了設(shè)計(jì)自由度。
如果增加布線層數(shù)量以提高布線的設(shè)計(jì)自由度，就會(huì)增加制造成本。此 外，印刷線路板的厚度增加，其尺寸就會(huì)變大。這樣導(dǎo)致半導(dǎo)體器件尺寸大，
5因此不能滿足尺寸小、厚度小的要求。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)實(shí)施例的方案， 一種半導(dǎo)體器件包括支撐板；第一半導(dǎo)體元件， 安裝在所述支撐板的主表面上；以及電子部件，設(shè)置在所述支撐板與所述第 一半導(dǎo)體元件之間；其中，所述支撐板包括凹入部分，所述凹入部分形成在 與所述第一半導(dǎo)體元件分離的方向上；以及所述電子部件的至少一部分容納 在所述凹入部分中。
根據(jù)實(shí)施例的另一方案， 一種半導(dǎo)體器件的制造方法包括步驟通過第 一半導(dǎo)體元件將電子部件壓到支撐板的主表面，使得所述支撐板在與所述第 一半導(dǎo)體元件分離的方向上變形，以使所述電子部件的至少一部分容納在所 述支撐板上形成的凹入部分中。
根據(jù)實(shí)施例的再一方案， 一種半導(dǎo)體器件的制造方法包括步驟在支撐 板與第一半導(dǎo)體元件之間設(shè)置第二半導(dǎo)體元件；通過所述第一半導(dǎo)體元件將
所述第二半導(dǎo)體元件壓到所述支撐板被加熱而局部彎曲的部位；以及將所述 第一半導(dǎo)體元件固定至所述支撐板呈彎曲的部位。
利用本發(fā)明，可以通過簡單的工藝制造具有多個(gè)電子元件、薄厚度和小 尺寸的半導(dǎo)體器件，因此可以降低制造成本；而且半導(dǎo)體器件的可靠性高， 功能性強(qiáng)。
通過所附權(quán)利要求書中特別指出的元件和組合可以實(shí)現(xiàn)并達(dá)成本發(fā)明 的目的和優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)當(dāng)理解，上文的一般描述和下文的詳細(xì)描述都是示例性和說明性的， 并非對如權(quán)利要求書所主張的本發(fā)明的限制。


圖1是第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫截面圖2是示出圖1所示第一半導(dǎo)體元件的電路形成表面的示意圖3是示出圖2所示第一半導(dǎo)體元件的電路形成表面的修改實(shí)例的示意
圖4是第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫截面6圖5是示出圖4所示第一半導(dǎo)體元件的電路形成表面的示意圖6是示出圖5所示第一半導(dǎo)體元件的電路形成表面的修改實(shí)例的示意
圖7是第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫截面圖8是第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫截面圖9是示出第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造步驟的第一示意圖10是示出第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造步驟的第二示意圖11是示出第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造步驟的第三示意圖12示出表示接合器的高度位置及負(fù)載與時(shí)間的關(guān)系曲線圖13是圖10 (a)中虛線A所包圍部分的放大示意圖14是示出接合器中形成的凹入部分的修改實(shí)例的示意圖15是示出圖10和圖11中所示步驟的修改實(shí)例的第一示意圖16是示出圖10和圖11中所示步驟的修改實(shí)例的第二示意圖17是示出第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造步驟的第一示意圖18是示出第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造步驟的第二示意圖19是示出第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造步驟的第三示意圖20是示出第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造步驟的第一示意圖21是示出第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造步驟的第二示意圖22是示出第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造步驟的第三示意圖23是示出第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造步驟的第一示意圖24是示出第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造步驟的第二示意圖；以及
圖25是示出第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造步驟的第三示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面所討論的實(shí)施例提供一種厚度薄、小型化的半導(dǎo)體器件。 先討論各實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，后討論半導(dǎo)體器件的制造方法。 <半導(dǎo)體器件> (第一實(shí)施例) 參照圖1討論第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100的結(jié)構(gòu)。 在半導(dǎo)體器件100中，通過所謂的倒裝芯片(朝下)方法將第一半導(dǎo)體集成電路元件(以下稱為"第一半導(dǎo)體元件")21安裝在支撐板11的主表 面(上表面)上。
在支撐板11中，在與第一半導(dǎo)體元件21分離的方向上選擇性地設(shè)置朝 向第一半導(dǎo)體元件21其中一個(gè)主表面(即電子電路形成表面)的區(qū)域。此 外，設(shè)置凹入部分S使第一半導(dǎo)體元件21與支撐板11之間的空間在垂直方 向(即與第一半導(dǎo)體元件21主表面垂直的方向)上擴(kuò)展(expand)。凹入部 分S位于支撐板11的基本上中央部分。
第二半導(dǎo)體集成電路元件(第二半導(dǎo)體元件)31容納在凹入部分S中。 第二半導(dǎo)體元件31以倒裝芯片的方式安裝并固定在第一半導(dǎo)體元件21上。
支撐板11稱為線路板、插入機(jī)構(gòu)、或電路板。支撐板的基底材料例如 是有機(jī)絕緣樹脂(例如玻璃環(huán)氧樹脂)、玻璃-BT (雙馬來酰亞胺三嗪)或 聚酰亞胺。由銅(Cu)等材料制成的布線層以表面布線結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)的形 式形成在基底材料的表面或內(nèi)部。
支撐板11可以是在正常溫度范圍內(nèi)具有柔性的柔性(FPC:柔性印刷電 路)板或所謂的剛性板，只要支撐板ll通過加熱而膨脹并具有柔性。例如， 厚度約0.3mm、四層布線結(jié)構(gòu)的玻璃環(huán)氧板可用作支撐板ll。
如上所述，凹入部分S設(shè)置在支撐板11基本上中央部分。凹入部分S 的厚度與支撐板11的其它部分實(shí)質(zhì)上相同。凹入部分S構(gòu)造為在與安裝第 一半導(dǎo)體元件21的主表面相對的方向上突出。凹入部分S基本上是矩形平 面構(gòu)造,(圖1中未示出)。
通過支撐板ll本身的變形(彎曲)形成凹入部分S。凹入部分S容納功 能元件，例如半導(dǎo)體元件或無源元件。
在支寧板11安裝第一半導(dǎo)體元件21的主表面上選擇性地設(shè)置連接到布 線層的導(dǎo)電層(圖1中未示出)。除了第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子 所連接的部分和這一部分的周圍，導(dǎo)電層被選擇性地覆蓋上焊料抗蝕劑層 (絕緣樹脂膜)。導(dǎo)電層作為電極端子12的部分暴露在焊料抗蝕劑層中形 成的開口部分上。
凹入部分S設(shè)置在配置電極端子12的部分的內(nèi)側(cè)，以與電極端子12包 圍或夾在中間的區(qū)域相對應(yīng)。凹入部分S上部的開口寬度W1小于相對的電 極端子12之間的距離WS。另一方面，凹入部分S下部(底部)的開口寬度W2大于凹入部分S中 容納的第二半導(dǎo)體元件31的外部尺寸。
凹入部分S的深度DS1、第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24的高度 以及電極端子12的厚度之和至少大于容納在凹入部分S中的第二半導(dǎo)體元 件31的厚度與外部連接端子33的高度之和，所述外部連接端子33在第一 半導(dǎo)體元件21與第二半導(dǎo)體元件31之間將第一半導(dǎo)體元件21與第二半導(dǎo) 體元件31連接起來。
因此，容納在凹入部分S中的第二半導(dǎo)體元件31的厚度與外部連接端 子33的高度之和小于凹入部分S的深度DS1、第一半導(dǎo)體元件21外部連接 端子24的高度以及電極端子12的厚度之和。
必要的話，通過電解電鍍方法或非電解電鍍方法在支撐板11的電極端 子12表面上形成雙層電鍍層和三層電鍍層，雙層電鍍層從下層開始依次為 鎳(Ni)和金(Au)，三層電鍍層從下層開始依次為銅(Cix)、鎳(Ni)和 金(Au)。也可以采用焊料覆蓋物，例如鋅(Sn)或鋅(Sn)合金來替代電 鍍層。
此外，在支撐板11的另一個(gè)主表面(后表面)上選擇性地設(shè)置多個(gè)導(dǎo) 電層。在這些導(dǎo)電層(圖1中未示出)上設(shè)置外部連接端子13，例如主要成 分是焊料的球形電極端子。
外部連接端子13的高度H大于支撐板11對應(yīng)于凹入部分S的部分的后 表面US的位置與支撐板ll后表面其它部分的位置之間的長度h (H>h)。
第一半導(dǎo)體元件21和第二半導(dǎo)體元件31的結(jié)構(gòu)中，對例如由硅(Si) 這樣的半導(dǎo)體或砷化鎵(GaAs)這樣的化合物半導(dǎo)體制成的半導(dǎo)體襯底采用 半導(dǎo)體制造工藝(所謂的晶圓工藝)，從而在半導(dǎo)體襯底的其中一個(gè)主表面 上形成電子電路部分。圖1中未示出形成電子電路部分的有源元件(例如晶 體管)和/或無源元件(例如容性元件)、將這些功能元件相連接或者將功能 元件與電極端子相連接的重布線層(rewiringlayer)和/或多層布線層等等。
第一半導(dǎo)體元件21的厚度例如大約100，到大約300/z附。此外，第二 半導(dǎo)體元件31的厚度例如大約25/^到大約200//m 。
圖2示出電子電路形成表面(即第一半導(dǎo)體元件21朝向支撐板11的表 面)上端子焊盤的配置結(jié)構(gòu)。
9第一半導(dǎo)體元件21是基本上矩形構(gòu)造，多個(gè)第一外部連接端子焊盤22 設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21的電子電路形成表面上，沿著基本上矩形構(gòu)造的 四條邊的邊緣部分成直線。
此外，在電子電路形成表面基本上中央的部分以矩形方式設(shè)置多個(gè)第二 外部連接端子焊盤23，對應(yīng)于第二半導(dǎo)體元件31的電極端子(見下文)的 配置。
此外，在第一半導(dǎo)體元件21的第一外部連接端子焊盤22上設(shè)置凸起形 外部連接端子24。第一外部連接端子焊盤22與支撐板11的電極端子12通 過外部連接端子24相互機(jī)械和電連接。
第一外部連接端子焊盤22和第二外部連接端子焊盤23例如由鋁(Al)、 銅(Cu)或這些金屬的合金制成。
設(shè)置在第一外部連接端子焊盤22上的凸起形外部連接端子24例如由金 屬(例如金(Au)、銅(Cu))或這些金屬的合金、鋅(Sn)和銀(Ag) 的焊料、或者鋅(Sn)、銀(Ag)和銅(Cu)的焊料制成。
在對凸起形外部連接端子24采用由金(Au)、銅(Cu)或它們的合金 制成的金屬凸點(diǎn)的情況下，就可以通過例如所謂的球焊接方法(使用引線接 合技術(shù))來形成外部連接端子24。
這些金屬凸點(diǎn)可以通過電解電鍍方法形成。在通過電解電鍍方法形成金 屬凸點(diǎn)時(shí)，可以在第一外部連接端子焊盤22上例如形成UBM (凸點(diǎn)下金屬) 層。UBM層例如由鈦(Ti) /鉤(W)、鈦(Ti) /鈀(Pd)、或鈦(Ti) /鎳 (NO /鈀(Pd)制成。
在將焊料凸點(diǎn)用作外部連接端子24時(shí)，可以通過例如電解電鍍方法、 轉(zhuǎn)印方法、印刷方法或其它方法來形成外部連接端子24。在這種情況下，可 以在第一外部連接端子焊盤22上形成UBM (凸點(diǎn)下金屬)層。UBM層例 如由鎳(Ni)、鈦(Ti) /銅(Cu) /鎳(Ni)、鈦(Ti) /鉻(Cr) /銅(Cu) /鎳(Ni)等制成。
另一方面，第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子33連接到第二外部連接 端子焊盤23。
第二半導(dǎo)體元件31是基本上矩形構(gòu)造，多個(gè)外部連接端子焊盤32設(shè)置 在第二半導(dǎo)體元件31的電子電路形成表面上，沿著基本上矩形構(gòu)造的四條邊的邊緣部分成直線。此外，凸起形外部連接端子33設(shè)置在外部連接端子 焊盤32上。換言之，第一半導(dǎo)體元件21的第二外部連接端子焊盤23與第 二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子焊盤32通過凸起形外部連接端子33相互 電連接。
第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子焊盤32以及第一半導(dǎo)體元件21的 第一外部連接端子焊盤22、第二外部連接端子焊盤23例如由鋁(Al)、銅 (Cu)、或它們的合金制成。
設(shè)置在外部連接端子焊盤32上的凸起形外部連接端子33以及設(shè)置在第 一半導(dǎo)體元件21上的凸起形外部連接端子24例如由金屬(例如金(Au)、 銅(Cu))、它們的合金、鋅(Sn)和銀(Ag)焊料、或者鋅(Sn)和銀 (Ag)以及銅(Cu)焊料制成。
在外部連接端子33采用金(An)、銅(Cu)或它們的合金制成的金屬 凸點(diǎn)的情況下，可以通過例如所謂的球焊接方法或電解電鍍方法來形成外部 連接端子33。此外，在將焊料凸點(diǎn)用作外部連接端子33時(shí)，可以通過例如 電解電鍍方法、轉(zhuǎn)印方法、印刷方法或其它方法來形成外部連接端子33。
第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子33所連接的第一半導(dǎo)體元件21的 第二外部連接端子焊盤23的表面可以采用從下層開始依次為鎳(Ni)和金 (Au)的雙層電鍍層或者例如由鋅(Zn)或鋅(Zn)合金構(gòu)成的焊料覆蓋 物。
第一半導(dǎo)體元件21的凸起形外部連接端子24可以設(shè)置在支撐板11的 電極端子12上，電極端子12是倒裝芯片安裝側(cè)的端子。此外，第二半導(dǎo)體 元件31的凸起形外部連接端子33可以設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21的第二外 部連接端子焊盤23上，第二外部連接端子焊盤23是倒裝芯片安裝側(cè)的端子。
同時(shí)，圖3 (a)或圖3 (b)所示的實(shí)例可以應(yīng)用于設(shè)置在第一半導(dǎo)體 元件21主表面(電子電路形成表面)上的第一外部連接端子焊盤22和第二 外部連接端子焊盤23的配置。
圖3 (a)所示的實(shí)例中，沿著第一半導(dǎo)體元件21A的電子電路形成表面 的四條邊中兩條相對的邊以單線方式設(shè)置第一外部連接端子焊盤22。另一方 面，第二外部連接端子焊盤23以與圖2所示相同的方式配置，。
圖3 (b)所示的實(shí)例中，沿著第一半導(dǎo)體元件21B的電子電路形成表面的四條邊以復(fù)線方式設(shè)置第一外部連接端子焊盤22。按照這種結(jié)構(gòu)，因?yàn)?以復(fù)線方式設(shè)置第一外部連接端子焊盤22，所以容易將熱量通過第一外部連 接端子焊盤22從第一半導(dǎo)體元件21傳到支撐板11 。
圖3 (b)所示的實(shí)例中，在電子電路形成表面基本上中央部分以柵格方 式設(shè)置第二外部連接端子焊盤23。
此外，半導(dǎo)體器件100中，固化的第一粘合劑41設(shè)置在支撐板11的主 表面與第一半導(dǎo)體元件21的朝向支撐板11這個(gè)主表面的主表面之間。此外， 固化的第二粘合劑42設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21的主表面與第二半導(dǎo)體元件 31的朝向第一半導(dǎo)體元件21這個(gè)主表面的主表面(電子電路形成表面)之 間。
基于倒裝芯片方法適當(dāng)?shù)剡x擇第一粘合劑41和第二粘合劑42。例如， 可以將主要成分是環(huán)氧基樹脂的熱固樹脂用作第一粘合劑41和第二粘合劑 42。在第一粘合劑41和第二粘合劑42中可以添加導(dǎo)電微粒，例如銀(Ag)、 金(Au)、銅(Cu)、或鎳(Ni)。
因此在第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100中，支撐板11上通過倒裝芯片方 法安裝并固定第一半導(dǎo)體元件21的部分(該部分朝向第一半導(dǎo)體元件21) 在與第一半導(dǎo)體元件21分離的方向上選擇性地突出。結(jié)果，在第一半導(dǎo)體
元件21與支撐板11之間形成凹入部分S，凹入部分S在與第一半導(dǎo)體元件 21主表面垂直的方向上擴(kuò)展。
此外，安裝并固定在第一半導(dǎo)體元件21上的第二半導(dǎo)體元件31容納在 凹入部分S中。換言之，當(dāng)半導(dǎo)體器件100是所謂的芯片上芯片式結(jié)構(gòu)時(shí)(包 括第一半導(dǎo)體元件21和第二半導(dǎo)體元件31，第一半導(dǎo)體元件21安裝在支撐 板11上，第二半導(dǎo)體元件31安裝在第一半導(dǎo)體元件21上)，第二半導(dǎo)體元 件31容納并配置在第一半導(dǎo)體元件21與支撐板11之間的凹入部分S中。
因此在半導(dǎo)體器件100中，對應(yīng)于第二半導(dǎo)體元件31整體厚度的厚度 沒有實(shí)質(zhì)的增加。因此，通過組合多個(gè)半導(dǎo)體元件、采用厚度薄且尺寸小的 芯片上芯片式結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)的半導(dǎo)體器件。
固化的第一粘合劑41設(shè)置在支撐板11與第一半導(dǎo)體元件21之間以及 支撐板ii與第二半導(dǎo)體元件31之間。另一方面，固化的第二粘合劑42設(shè)
置在第一半導(dǎo)體元件21與第二半導(dǎo)體元件31之間。
12通過第一粘合劑41保護(hù)第一半導(dǎo)體元件21的主表面(電子電路形成表 面)與支撐板ll相互連接的部分。此外，通過第二粘合劑42保護(hù)第一半導(dǎo) 體元件21的主表面與第二半導(dǎo)體元件31的主表面(電子電路形成表面)相 互連接的部分。因此，當(dāng)通過第一粘合劑41保持支撐板11與第一半導(dǎo)體元 件21之間的連接并通過第二粘合劑42保持第一半導(dǎo)體元件21與第二半導(dǎo) 體元件31之間的連接時(shí)，能夠固定并保持支撐板ll的彎曲構(gòu)造。因此可以 實(shí)現(xiàn)可靠性高的半導(dǎo)體器件。
(第二實(shí)施例)
參照圖4討論第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件200的結(jié)構(gòu)。圖4中與圖1所示 相同的部分釆用相同的附圖標(biāo)記并省略其說明。
在半導(dǎo)體器件200中，通過所謂的倒裝芯片方法將第一半導(dǎo)體元件21 安裝在支撐板11的主表面(上表面)上。
第一實(shí)施例、第二實(shí)施例的第一半導(dǎo)體元件21的結(jié)構(gòu)中，對例如由硅 (SO這樣的半導(dǎo)體或砷化鎵(GaAs)這樣的化合物半導(dǎo)體制成的半導(dǎo)體襯 底采用半導(dǎo)體制造工藝(所謂的晶圓工藝)，從而在半導(dǎo)體襯底的其中一個(gè) 主表面上形成電子電路部分。
在支撐板ll中，在與第一半導(dǎo)體元件21分離的方向上選擇性地突出朝 向第一半導(dǎo)體元件21其中一個(gè)主表面(即電子電路形成表面)的區(qū)域。此 外，設(shè)置凹入部分S使第一半導(dǎo)體元件21與支撐板11之間的空間在垂直方 向(即與第一半導(dǎo)體元件21主表面垂直的方向)上擴(kuò)展。凹入部分S位于
支撐板ll基本上中央部分。
此外在半導(dǎo)體器件200中，第二半導(dǎo)體元件31以倒裝芯片的方式安裝 并固定在支撐板11的凹入部分S中的電極端子14上。
換言之，作為支撐板11導(dǎo)電層的一部分，電極端子14設(shè)置在支撐板11 上的凹入部分S中。第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子33連接到電極端子 14。
外部連接端子焊盤32形成在第二半導(dǎo)體元件31的電子電路形成表面 上，凸起形外部連接端子33設(shè)置在外部連接端子焊盤32上。外部連接端子 焊盤32與支撐板11的電極端子14通過凸起形外部連接端子33相互機(jī)械和電連接。在此結(jié)構(gòu)中，在第一半導(dǎo)體元件21主表面的電子電路形成區(qū)域朝 向第二半導(dǎo)體元件31的部分選擇性地設(shè)置絕緣層25。圖5示出絕緣層25的 配置。
第一外部連接端子焊盤22設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21電子電路形成表面 的四條邊附近，絕緣層25設(shè)置在第一外部連接端子焊盤22包圍的區(qū)域中， 以覆蓋電子電路形成部分。
絕緣層25具有彈性，由主要成分例如是聚酰亞胺基樹脂、硅基樹脂或 者環(huán)氧基樹脂的材料制成。絕緣層25的厚度例如從大約15/^。
通過設(shè)置絕緣層25，可以將第一半導(dǎo)體元件21與第二半導(dǎo)體元件31電 介質(zhì)隔離。因此，可以避免由于第一半導(dǎo)體元件21與第二半導(dǎo)體元件31的 接觸而造成的操作失誤。
因?yàn)榻^緣層25具有彈性，所以在半導(dǎo)體器件200的制造過程中，將第 一半導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方式安裝在支撐板ll上時(shí)，可以避免第一半 導(dǎo)體元件21的電子電路形成部分由于施加的負(fù)載而損壞。換言之，絕緣層 25充當(dāng)了壓力緩解層，當(dāng)以倒裝芯片的方式安裝第一半導(dǎo)體元件21時(shí)，該 壓力緩解層構(gòu)造為通過緩解因?yàn)榘惭b在支撐板11上的第二半導(dǎo)體元件31在 第一半導(dǎo)體元件21中引起的壓力，避免對第一半導(dǎo)體元件21主表面(電子 電路形成表面)的損壞。
同時(shí)，圖6 (a)或圖6 (b)所示的實(shí)例可以應(yīng)用于第一半導(dǎo)體元件21 主表面上的絕緣層25和第一外部連接端子焊盤22的配置。
圖6 (a)所示的實(shí)例中，沿著形成第一半導(dǎo)體元件21C主表面外周的四 條邊中的兩條邊，在這兩條邊附近以單線方式設(shè)置第一外部連接端子焊盤 22。此外，在由第一外部連接端子焊盤22構(gòu)成的相對的直線之間設(shè)置絕緣 層25。
圖6 (b)所示的實(shí)例中，沿著形成第一半導(dǎo)體元件21D主表面外周的 四條邊，在這四條邊附近以復(fù)線方式設(shè)置第一外部連接端子焊盤22-1和 22-2。此外，在由第一外部連接端子焊盤22-2構(gòu)成的相對的直線之間設(shè)置絕 緣層25。
雖然在圖4所示實(shí)例中將絕緣層25設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21D的主表 面(電子電路形成表面)上，但是也可以將絕緣層25設(shè)置在第二半導(dǎo)體元件31朝向第一半導(dǎo)體元件21的第二主表面(后表面，電子電路非形成表面) 上。
固化的第一粘合劑41設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21的主表面與支撐板11 之間。此外，固化的第三粘合劑43設(shè)置在第二半導(dǎo)體元件31的主表面與支 撐板11之間?；诘寡b芯片方法適當(dāng)?shù)剡x擇第一粘合劑41和第三粘合劑43。 例如，從熱固樹脂粘合劑中選擇第一粘合劑41和第三粘合劑43。球形電極 端子作為外部連接端子13設(shè)置在導(dǎo)電層(圖6未示出)上，導(dǎo)電層設(shè)置在 支撐板ll的另一主表面(后表面)上。
外部連接端子13暴露的頂部延伸為低于支撐板11對應(yīng)于凹入部分S形 成的后表面US。
因此在第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件200中，支撐板11朝向第一半導(dǎo)體元 件21的、通過倒裝芯片方法安裝并固定第一半導(dǎo)體元件21的部分在與第一 半導(dǎo)體元件21分離的方向上選擇性地變形。在第一半導(dǎo)體元件21與支撐板 11之間形成凹入部分S,凹入部分S在與第一半導(dǎo)體元件21主表面垂直的 方向上擴(kuò)展。
此外，通過倒裝芯片方法將第二半導(dǎo)體元件31安裝并固定在支撐板11 上。第一半導(dǎo)體元件21堆疊在第二半導(dǎo)體元件31上。
換言之，半導(dǎo)體器件200包括第一半導(dǎo)體元件21和安裝在支撐板11上 的第二半導(dǎo)體元件31。第二半導(dǎo)體元件31容納和設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21
與支撐板11之間的凹入部分S中。
因此在半導(dǎo)體器件200中，當(dāng)兩個(gè)半導(dǎo)體元件21、 31堆疊在支撐板11 上時(shí)，對應(yīng)于第二半導(dǎo)體元件31整體厚度的厚度沒有實(shí)質(zhì)的增加。因此， 通過組合多個(gè)半導(dǎo)體元件作為厚度薄且尺寸小的芯片上芯片式結(jié)構(gòu)，可以實(shí) 現(xiàn)功能強(qiáng)的半導(dǎo)體器件。
此外，第一粘合劑41設(shè)置在支撐板11與第一半導(dǎo)體元件21之間。另 一方面，第三粘合劑43設(shè)置在第二半導(dǎo)體元件31與支撐板11之間。換言 之，第一粘合劑41保護(hù)第一半導(dǎo)體元件21的主表面(電子電路形成表面) 與支撐板11相連接的部分。此外，第三粘合劑43保護(hù)第二半導(dǎo)體元件31 的主表面(電子電路形成表面)與支撐板ll相連接的部分。
因此，當(dāng)通過第一粘合劑41保持支撐板11與第一半導(dǎo)體元件21之間的連接以及通過第三粘合劑43保持第二半導(dǎo)體元件31與支撐板11之間的 連接時(shí)，能夠固定并保持支撐板11的彎曲構(gòu)造。
此外，通過在第一半導(dǎo)體元件21與第二半導(dǎo)體元件31之間設(shè)置絕緣層 25，可以將第一半導(dǎo)體元件21與第二半導(dǎo)體元件31可靠地隔離，從而避免 由于第一半導(dǎo)體元件21與第二半導(dǎo)體元件31的接觸而造成的操作失誤。因 此，可以實(shí)現(xiàn)可靠性高的半導(dǎo)體器件。
(第三實(shí)施例)
參照圖7討論第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件300的結(jié)構(gòu)。
圖7中與圖1或圖4所示相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記并省略其說明。
在半導(dǎo)體器件300中，通過所謂的倒裝芯片方法將第一半導(dǎo)體元件21 安裝在支撐板11的主表面(上表面)上。
在支撐板ll中，在與第一半導(dǎo)體元件21分離的方向上選擇性地突出朝 向第一半導(dǎo)體元件21其中一個(gè)主表面(即電子電路形成表面)的區(qū)域。此 外，設(shè)置凹入部分S使第一半導(dǎo)體元件21與支撐板11之間的空間在垂直方 向(即與第一半導(dǎo)體元件21主表面垂直的方向)上擴(kuò)展。凹入部分S位于 支撐板ll基本上中央部分。
此外在半導(dǎo)體器件300中，多個(gè)無源元件51連接凹入部分S中的電極 端子15,從而安裝在支撐板ll上。
電極端子15作為支撐板導(dǎo)電層的一部分設(shè)置在支撐板11的凹入部分S 中，因此無源元件51的電極通過導(dǎo)電粘合劑52連接到電極端子15。
無源元件51是所謂的芯片部件，具有板形構(gòu)造或柱形構(gòu)造。例如，無 源元件51可以是充當(dāng)旁通電容器的容性元件、充當(dāng)噪聲濾波器的電感器、 電阻元件等等。無源元件51包括絕緣元件體部分51a和多個(gè)電極端子51b， 電極端子51b設(shè)置在絕緣元件體部分51a的邊緣部分或者單個(gè)主表面上?；?于第一半導(dǎo)體元件21的電路結(jié)構(gòu)、尺寸等因素適當(dāng)?shù)剡x擇無源元件51。將 電極端子15的位置和方向選擇為使得無源元件51盡可能靠近要連接的第一 半導(dǎo)體元件21的電極端子。
無源元件51的電極端子51b和支撐板11的電極端子15通過導(dǎo)電粘合 劑52相互電連接。例如可以用在環(huán)氧基樹脂或硅基樹脂中包含銀(Ag)、
16金(Au)、銅(Qi)、鎳(Ni)、碳黑等導(dǎo)電粒子的導(dǎo)電粘合劑或者像鋅(Sn) 和銀(Ag)悍料、或者鋅(Sn)和銀(Ag)以及銅(Cu)焊料這樣的焊料 材料作為導(dǎo)電粘合劑52。
球形電極端子作為外部連接端子13設(shè)置在導(dǎo)電層(未示出)上，導(dǎo)電 層形成在支撐板ll的另一主表面(后表面)上。
外部連接端子13的頂部延伸為低于支撐板11對應(yīng)于凹入部分S形成的 后表面US。
因此在第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件300中，支撐板11朝向第一半導(dǎo)體元 件21的、通過倒裝芯片方法安裝并固定第一半導(dǎo)體元件21的部分在與第一 半導(dǎo)體元件21分離的方向上選擇性地變形。在第一半導(dǎo)體元件21與支撐板 11之間形成凹入部分S，凹入部分S在與第一半導(dǎo)體元件21主表面垂直的 方向上擴(kuò)展。
此外，通過倒裝芯片方法將無源元件51安裝并固定在支撐板11的凹入 部分S中。第一半導(dǎo)體元件21堆疊在無源元件51上。換言之，半導(dǎo)體器件 300包括第一半導(dǎo)體元件21和安裝在支撐板11上的無源元件51。無源元件 51容納和設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21與支撐板11之間的凹入部分S中。
因此在半導(dǎo)體器件300中，當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體元件21和無源元件51堆疊在 支撐板11上時(shí)，對應(yīng)于無源元件51整體厚度的厚度沒有實(shí)質(zhì)的增加。因此， 通過組合半導(dǎo)體元件和無源元件，可以實(shí)現(xiàn)厚度薄、尺寸小、運(yùn)行穩(wěn)定性高 的半導(dǎo)體器件。
此外，第一粘合劑41設(shè)置在支撐板11與第一半導(dǎo)體元件21之間。換 言之，第一粘合劑41保護(hù)無源元件51以及第一半導(dǎo)體元件21的主表面(電 子電路形成表面)與支撐板ll相連接的部分。因此，當(dāng)通過第一粘合劑41 保持支撐板11與第一半導(dǎo)體元件21之間的連接并通過第一粘合劑41保持 無源元件51與支撐板11之間的連接時(shí)，能夠固定并保持支撐板11的彎曲 構(gòu)造。因此，可以實(shí)現(xiàn)可靠性高的半導(dǎo)體器件。
(第四實(shí)施例) 參照圖8討論第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件400的結(jié)構(gòu)。 圖8中與圖1或圖4所示相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記并省略其說明。在半導(dǎo)體器件400中，通過所謂的倒裝芯片方法將第一半導(dǎo)體元件21 安裝在支撐板11的主表面(上表面)上。
在支撐板11中，在與第一半導(dǎo)體元件21分離的方向上選擇性地突出朝 向第一半導(dǎo)體元件21其中一個(gè)主表面(即電子電路形成表面)的區(qū)域。此 外，設(shè)置凹入部分S使第一半導(dǎo)體元件21與支撐板11之間的空間在垂直方 向(即與第一半導(dǎo)體元件21主表面垂直的方向)上擴(kuò)展。凹入部分S位于 支撐板ll基本上中央部分。
此外在半導(dǎo)體器件400中，通過晶片接合部件61將第二半導(dǎo)體元件31 安裝并固定在支撐板11的凹入部分S上，其中第二半導(dǎo)體元件31的主表面 (電子電路形成表面)朝上。第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子焊盤32通 過接合導(dǎo)線34連接到支撐板11的電極端子16。此外，用密封樹脂62將第 二半導(dǎo)體元件31和接合導(dǎo)線34 —起密封。晶片接合部件61例如由成分是 聚酰亞胺基樹脂或環(huán)氧基樹脂的材料制成。電極端子16由與電極端子12相 同的材料制成。
通過非電解電鍍(electroless plating)方法可以在第二半導(dǎo)體元件31主 表面上設(shè)置的外部連接端子焊盤32的表面上形成從下層開始依次為鎳(Ni) 和金(Au)的雙層電鍍層。此外，第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子焊盤 32與支撐板11的電極端子16通過接合導(dǎo)線34相連接，接合導(dǎo)線34由主要 成分例如是金(Au)或銅(Cu)的材料制成。
密封樹脂62由成分例如是環(huán)氧基樹脂的材料制成。
球形電極端子作為外部連接端子13設(shè)置在導(dǎo)電層(未示出)上，導(dǎo)電 層設(shè)置在支撐板11的另一主表面(后表面)上。
外部連接端子13的頂部延伸為低于支撐板11對應(yīng)于凹入部分S形成的 后表面US。
因此在第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件400中，支撐板11朝向第一半導(dǎo)體元 件21的、通過倒裝芯片方法安裝并固定第一半導(dǎo)體元件21的部分在與第一 半導(dǎo)體元件21分離的方向上選擇性地變形。在第一半導(dǎo)體元件21與支撐板 11之間形成凹入部分S，凹入部分S在與第一半導(dǎo)體元件21主表面垂直的 方向上擴(kuò)展。
此外，以所謂的倒裝芯片狀態(tài)將第二半導(dǎo)體元件31安裝并固定在支撐
18板11上。第一半導(dǎo)體元件21堆疊在第二半導(dǎo)體元件31上。換言之，半導(dǎo) 體器件400包括第一半導(dǎo)體元件21和安裝在支撐板11上的第二半導(dǎo)體元件 31。第二半導(dǎo)體元件31容納并設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21與支撐板11之間 的凹入部分S中。
因此在半導(dǎo)體器件400中，當(dāng)兩個(gè)半導(dǎo)體元件21、 31堆疊在支撐板11 上時(shí)，對應(yīng)于第二半導(dǎo)體元件31整體厚度的厚度沒有實(shí)質(zhì)的增加。因此， 通過組合多個(gè)半導(dǎo)體元件作為芯片上芯片式結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)并且厚度 薄且尺寸小的半導(dǎo)體器件。
此外，固化的第一粘合劑41設(shè)置在支撐板11與第一半導(dǎo)體元件21之 間。此外，固化的第一粘合劑41還設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21與密封第二半 導(dǎo)體元件31的密封樹脂62之間。換言之，通過第一粘合劑41保護(hù)第一半 導(dǎo)體元件21的主表面(電子電路形成表面)與支撐板11相連接的部分。
另一方面，通過密封樹脂62密封并保護(hù)第二半導(dǎo)體元件31的主表面(電 子電路形成表面)與支撐板ll相連接的部分。因此，第一粘合劑41保持支 撐板ii與第一半導(dǎo)體元件21之間的連接，密封樹脂62保持支撐板11與第
二半導(dǎo)體元件31之間的連接，以及能夠固定并保持支撐板11的彎曲構(gòu)造。 因此可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的半導(dǎo)體器件。
下面討論上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。 (半導(dǎo)體器件IOO的制造方法)
參照圖9至圖14討論第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100的制造方法。
在制造半導(dǎo)體器件100時(shí)，首先，將第二元件31以倒裝芯片的方式(朝 下的方式來安裝)安裝在第一半導(dǎo)體元件21的主表面(即電子電路形成表 面)上。
作為倒裝芯片安裝方法，可以采用通過粘合劑的熱壓接合方法、使用焊 料的連接方法、熱壓接合方法、超聲連接方法、使用各向異性導(dǎo)電樹脂的連 接方法等等。
換言之，在這種制造方法中，通過第二粘合劑42將第二半導(dǎo)體元件31 以倒裝芯片的方式安裝在第一半導(dǎo)體元件21的主表面(即電子電路形成表面)上。結(jié)果，第二半導(dǎo)體元件31的主表面(即電子電路形成表面)朝向 第一半導(dǎo)體元件21的主表面(即電子電路形成表面)。參照圖9進(jìn)行討論。
在倒裝芯片安裝方法中，首先，經(jīng)由吸孔72，通過真空吸附將第一半導(dǎo) 體元件21吸附并保持在接合臺71上。此時(shí)，第一半導(dǎo)體元件21的主表面 (電子電路形成表面)暴露，參見圖9 (a)。
預(yù)先在第一半導(dǎo)體元件21的主表面(電子電路形成表面)上的第一外 部連接端子焊盤22上形成凸起形外部連接端子24。作為外部連接端子24， 可以使用通過所謂的球焊接方法(采用導(dǎo)線接合技術(shù)或電解電鍍方法)形成 的金屬凸點(diǎn)或者通過電解電鍍方法、轉(zhuǎn)印方法、印刷方法等等形成的金凸點(diǎn)。
在后面的步驟中，在第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子33所連接的第 二外部連接端子焊盤23的表面上形成從下層開始依次為鎳(Ni)和金(Au) 的雙層電鍍層或者例如由鋅(Sn)或鋅(Sn)合金構(gòu)成的焊料覆蓋物。
在第一半導(dǎo)體元件21被第二外部連接端子焊盤23包圍的表面區(qū)域，選 擇性地設(shè)置由熱固材料(主要成分是環(huán)氧基樹脂)制成的第二粘合劑42。
另一方面，通過吸孔82使用預(yù)先加熱到指定溫度的接合器(bonding tool) (夾具(jig))來吸附并保持第二半導(dǎo)體元件31的后表面(電子電路非形成表 面)。
作為外部連接端子33，可以使用通過所謂的球焊接方法(釆用導(dǎo)線接合 技術(shù)或電解電鍍方法)形成的金屬凸點(diǎn)或者通過電解電鍍方法、轉(zhuǎn)印方法、 印刷方法等等形成的金凸點(diǎn)。第二半導(dǎo)體元件31的厚度和外部連接端子33 (設(shè)置在第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子焊盤32上)的高度之和大于外 部連接端子24 (形成在第一半導(dǎo)體元件21的第一外部連接端子焊盤22上) 的高度。
使第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子33與第一半導(dǎo)體元件21的第二 外部連接端子焊盤23相對以定位。
之后降低接合器81，從而將第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子33推向 第一半導(dǎo)體元件21的第二外部連接端子焊盤23，使外部連接端子33與第二 外部連接端子焊盤23相接觸。通過接合器81對第二半導(dǎo)體元件31的外部 連接端子33施加指定的負(fù)載，使第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子33連 接到第一半導(dǎo)體元件21的第二外部連接端子焊盤23。此時(shí)，第二粘合劑42流入第二半導(dǎo)體元件31下表面(電子電路形成表 面，朝向第一半導(dǎo)體元件21的表面)的整個(gè)區(qū)域，從而到達(dá)第一半導(dǎo)體元 件21與第二半導(dǎo)體元件31之間的空間以及第二半導(dǎo)體元件31的側(cè)表面外 周部分。
此外，通過接合器81的熱量將第二粘合劑42熱固化。參見圖9 (b)。 因此，將第二半導(dǎo)體元件31以倒裝芯片的方式安裝在第一半導(dǎo)體元件 21上。
之后，停止接合器81的吸附，將接合器81與第二半導(dǎo)體元件31分離。 因此，接合器81升高。參見圖9 (c)。
在以倒裝芯片的方式安裝第二半導(dǎo)體元件31的步驟以后，可以進(jìn)行在 第一半導(dǎo)體元件21的第一外部連接端子焊盤22上設(shè)置外部連接端子24的
' 接著，將第一半導(dǎo)體元件21 (第二半導(dǎo)體元件31以倒裝芯片的方式安 裝在第一半導(dǎo)體元件21上)以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上。
參照圖IO至圖11討論在支撐板11上安裝第一半導(dǎo)體元件21的步驟。
本實(shí)例中，使用通過第一粘合劑41的熱壓接合方法作為將第一半導(dǎo)體 元件21以倒裝芯片的方式安裝在支撐板ll上的方法。作為倒裝芯片安裝方 法，關(guān)于通過使用接合器(構(gòu)造為吸附和保持第一半導(dǎo)體元件21)來加熱和 施壓，可以使用通過粘合劑的熱壓接合方法、使用焊料的連接方法、熱壓接 合方法、超聲連接方法、使用各向異性導(dǎo)電樹脂的連接方法等等。
首先，經(jīng)由吸孔92，通過真空吸附將支撐板11吸附并保持在接合臺91 上。參見圖10 (a)。
本實(shí)施例中，在接合臺91上選擇性地設(shè)置凹入部分93。凹入部分93具 有平面構(gòu)造、尺度和深度，從而容納第二半導(dǎo)體元件31和一部分支撐板11。 支撐板11的上表面設(shè)置多個(gè)電極端子12作為形成在支撐板11上的導(dǎo)電層 的一部分。
在支撐板ll的上表面被多個(gè)電極端子12包圍的區(qū)域中設(shè)置由環(huán)氧基樹 脂制成的第一粘合劑41。
將接合臺91加熱到大約50'C到大約IO(TC。
另一方面，如上所述，經(jīng)由吸孔87將第一半導(dǎo)體元件21的第二主表面(后表面，電子電路非形成表面)(與以倒裝芯片的方式安裝第二半導(dǎo)體元
件31的表面相對)吸附并保持在接合器86上。將接合器86預(yù)先加熱到指 定溫度(大約270"C到大約30(TC)。
使第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24與支撐板11的電極端子12相 對以定位。
因此，以倒裝芯片的方式安裝在第一半導(dǎo)體元件21上的第二半導(dǎo)體元 件31的后表面(電子電路非形成表面)朝向設(shè)置在支撐板11上的第一粘合 劑41。
完成上述定位以后，降低接合器86，如圖IO (a)中箭頭H所示。
圖12 (a)示出接合器86下端表面位置隨時(shí)間的變化。此外，圖12 (b)
示出連接到接合器86的負(fù)載傳感器(未示出)檢測到的負(fù)載隨時(shí)間的變化。 圖12 (a)和圖12 (b)中所示時(shí)間Ts表示將圖10 (a)中所示的第一
半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24與支撐板11的電極端子12進(jìn)行定位的時(shí)間。
通過降低接合器86，以倒裝芯片的方式安裝在第一半導(dǎo)體元件21上的 第二半導(dǎo)體元件31的后表面(電子電路非形成表面)與支撐板ll相接觸。 參見圖10 (b)。
在圖12 (a)和圖12 (b)中發(fā)生接觸的時(shí)間表示為時(shí)間TO。此時(shí)，第 二半導(dǎo)體元件31的厚度與外部連接端子33(設(shè)置在第二半導(dǎo)體元件31的外 部連接端子焊盤32上)的高度之和大于外部連接端子24 (形成在第一半導(dǎo) 體元件21的第一外部連接端子焊盤22上)的高度。，因此，第一半導(dǎo)體元件 21上的外部連接端子24與支撐板11上的電極端子12沒有接觸，接合器86 的下端表面(朝向支撐板11的表面)位于高度為Zl的位置。
之后，將降低接合器86而產(chǎn)生的壓力通過第一半導(dǎo)體元件21、第二半 導(dǎo)體元件31以及第二粘合劑42施加在支撐板11上。
通過這種壓力，將支撐板11至少對應(yīng)于第二半導(dǎo)體元件31后表面及其 周圍的部分壓入凹入部分93 (設(shè)置在接合臺91上部)中以延伸。
此時(shí)如上所述，將接合器86加熱到指定溫度。接合器86的熱量通過第 一半導(dǎo)體元件21和外部連接端子33傳到第二半導(dǎo)體元件31，因此將靠近第 二半導(dǎo)體元件31的支撐板11局部地加熱。通過這種加熱，支撐板11產(chǎn)生
22局部熱膨脹并持續(xù)進(jìn)展(progress)，從而使支撐板11容易擴(kuò)展到接合臺91 的凹入部分93中并開始彎曲。
換言之，如圖12 (b)所示，基于接合器86施加的壓力，在短時(shí)間內(nèi)， 支撐板11對接合器86產(chǎn)生的反作用力增加。隨著時(shí)間的增長，由于支撐板 11的變形(膨脹或彎曲)，反作用力減少。圖12 (b)中反作用力表示為與 反作用力對應(yīng)的擠壓負(fù)載(pressing load)。
加熱支撐板11使支撐板11由于接合器86的擠壓而產(chǎn)生的延伸變?nèi)菀住?將加熱溫度設(shè)定為等于或大于支撐板11的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，就可以使支撐 板ll容易地變形或彎曲。
通過施加壓力或加熱，在接合臺91的凹入部分93中，支撐板11沿著 凹入部分93的內(nèi)表面延伸以彎曲，因此，開始形成容納第二半導(dǎo)體元件31 的凹入部分S。
此外，由于通過支撐板11與第二半導(dǎo)體元件31的接觸而傳導(dǎo)的接合器 86的熱量，粘附在支撐板11上的第一粘合劑41的粘性下降，因此第一粘合 劑41的流動(dòng)性增加。在支撐板11與第一半導(dǎo)體元件21之間的第一半導(dǎo)體 元件21朝向支撐板11的整個(gè)區(qū)域中第一粘合劑41被推動(dòng)和延伸。
此外，通過進(jìn)一步降低接合器86，使第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端 子24與支撐板11上的電極端子12相接觸(通過位置控制的第一擠壓)。
在形成接觸的時(shí)間Tl (參見圖10 (c))，接合器86的下端表面位于 高度Z2。
通過使第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24與支撐板11上的電極端 子12相接觸，接合器86的熱量通過第一半導(dǎo)體元件21、第二半導(dǎo)體元件 31、外部連接端子33以及外部連接端子24傳到支撐板11。因此，第一粘合 劑41進(jìn)一步流動(dòng)并到達(dá)電極端子12周圍。
如上所述，從第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24與支撐板11上的 電極端子12相接觸的時(shí)間Tl到完成將第一半導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方 式安裝在支撐板ll的時(shí)間T3，控制負(fù)載傳感器檢測到的負(fù)載(通過負(fù)載控 制的第二擠壓)。
將負(fù)載控制為使得負(fù)載傳感器檢測到的負(fù)載在時(shí)間T2到達(dá)F值。第一 半導(dǎo)體元件21上形成的外部連接端子24每一個(gè)的F值被設(shè)定為從大約10gf到大約60gf。參見圖12 (b)。
通過施加負(fù)載，第一半導(dǎo)體元件21上形成的外部連接端子24連接到支 撐板11上的電極端子12。此時(shí)，因?yàn)橥獠窟B接端子24出現(xiàn)塑性變形，接合 器86下端表面的位置從高度Z2稍微下降，到達(dá)高度Z3。參見圖ll (d)。
保持時(shí)間T2具有F值的負(fù)載直到指定的時(shí)間T3。
從時(shí)間T2到時(shí)間T3，通過接合器86經(jīng)由第一半導(dǎo)體元件21、第二半 導(dǎo)體元件31、外部連接端子33以及外部連接端子24傳遞的熱量來加熱支撐 板ll，使得被加熱的區(qū)域擴(kuò)展，支撐板ll的局部熱膨脹進(jìn)一步持續(xù)進(jìn)展。
因此，接合臺91的凹入部分93中支撐板11的膨脹或彎曲持續(xù)進(jìn)展， 支撐板11通過第二半導(dǎo)體元件31對第一半導(dǎo)體元件21產(chǎn)生的反作用力下 降。
第一粘合劑41的熱固化持續(xù)進(jìn)展，其中第一粘合劑41被壓入并擴(kuò)展到 支撐板ii與第一半導(dǎo)體元件21之間的整個(gè)空間，以到達(dá)外部連接端子24周圍。
為了使接合器86有效地施加負(fù)載，將接合臺91的吸孔92配置在與支 撐板11的電極端子12和第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24的連接位置 正下方不同的位置。
在時(shí)間T3，完成第一半導(dǎo)體元件21在支撐板11上的安裝(參見圖11 (e))。
此時(shí)，支撐板11與第二半導(dǎo)體元件31后表面之間的空間已經(jīng)擴(kuò)展。因 此，支撐板11通過第二半導(dǎo)體元件31對第一半導(dǎo)體元件21產(chǎn)生的反作用 力沒有產(chǎn)生。負(fù)載傳感器檢測的負(fù)載保持為具有F值。
此外，接合器86的下端表面保持在高度為Z3的位置。
在支撐板11彎曲到接合臺91的凹入部分93處，第一粘合劑41固化。 結(jié)果，第一粘合劑41提供底層填料(underfill)，即保護(hù)了第一半導(dǎo)體元件 21的電子電路形成表面和外部連接端子24，并固定在第一半導(dǎo)體元件21與 支撐板ll之間。通過第一粘合劑41固化產(chǎn)生的連接力和收縮力，保持第一 半導(dǎo)體元件21與支撐板11之間通過外部連接端子24的連接。 -
第一半導(dǎo)體元件21安裝在支撐板11上以后，接合器86的吸附停止， 接合器86升高，如圖ll (f)中箭頭I所示(時(shí)間Te)。當(dāng)接合器86的擠壓停止或者第一粘合劑41固化并收縮時(shí)，支撐板11 在接合臺91的凹入部分中稍微升高。因此，可以容易地將支撐板ll從接合 臺91取出。
此外，將支撐板11從接合臺91取出后，在支撐板11上設(shè)置外部連接 端子13。
換言之，在支撐板11的后表面上選擇性地設(shè)置導(dǎo)電層，在導(dǎo)電層上設(shè) 置外部連接端子13，例如主要成分是焊料的球形電極端子，從而形成圖1所 示的半導(dǎo)體器件100。
因此在本實(shí)施例的制造方法中，接合器86對支撐板11的擠壓通過第一 半導(dǎo)體元件21 (以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上)和第二半導(dǎo)體元件 31 (以倒裝芯片的方式安裝在第一半導(dǎo)體元件21上)施加在接合臺91 (具 有凹入部分93)和支撐板11上。結(jié)果，支撐板11局部地壓在凹入部分93 上。
通過從接合器86經(jīng)由第一半導(dǎo)體元件21和第二半導(dǎo)體元件31傳導(dǎo)的 熱量，支撐板ll被局部地加熱。
因此，在接合臺91的凹入部分93中，支撐板11在與安裝第一半導(dǎo)體 元件21的主表面分離的方向上膨脹并彎曲。換言之，由于支撐板ll通過局 部擠壓和加熱而產(chǎn)生的局部延伸或彎曲，在支撐板11上形成凹入部分S。在 第二半導(dǎo)體元件31的厚度方向上，第二半導(dǎo)體元件31容納在凹入部分S中。
因此，當(dāng)兩個(gè)半導(dǎo)體元件(即第一半導(dǎo)體元件21和第二半導(dǎo)體元件31) 堆疊在支撐板11上時(shí)，對應(yīng)于第二半導(dǎo)體元件31整體厚度的厚度沒有實(shí)質(zhì) 增加。
換言之，在本實(shí)施例的制造方法中，可以通過簡單的步驟制造具有多個(gè) 半導(dǎo)體元件(即第一半導(dǎo)體元件21和第二半導(dǎo)體元件31)、要求小厚度和 小尺寸的半導(dǎo)體器件。因此可以降低制造成本。
此外，在控制接合器86的高度位置時(shí)降低接合器86，從而使第一半導(dǎo) 體元件21上形成的外部連接端子24與支撐板11上形成的電極端子12相接 觸。之后，控制接合器86的負(fù)載，從而將負(fù)載提供給外部連接端子24。因 此，可以通過負(fù)載將外部連接端子24可靠地連接到支撐板11的電極端子12。 因此，可以獲得連接可靠性高的安裝結(jié)構(gòu)。
25在時(shí)間T2將粘合劑41固化的情況下，完成第一半導(dǎo)體元件21在支撐 板ll上的倒裝芯片式安裝。因此，此時(shí)可以停止接合器86的吸附，將接合 器86升高。
此外，完成第一半導(dǎo)體元件21在支撐板11上的倒裝芯片式安裝以后， 可以進(jìn)行后期固化處理，從而可以將第一半導(dǎo)體元件21與第二半導(dǎo)體元件 31之間的第二粘合劑42固化。
在以下條件下采用本實(shí)施例的制造方法制造圖1所示的半導(dǎo)體器件100。
將厚約0.3mm、四層布線結(jié)構(gòu)的玻璃環(huán)氧板用作支撐板ll。對于印刷線 路板，根據(jù)使用TMA方法(由用于包銅薄片的JIS-C-6481測試方法限定) 的測量結(jié)果，這種板的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為大約17(TC到大約185°C。
此外，使用尺寸為大約13mmX13mm、厚度大約200/// 的硅半導(dǎo)體元 件作為第一半導(dǎo)體元件21 。利用球焊接方法(使用金導(dǎo)線)形成840個(gè)金(Au) 凸點(diǎn)作為第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24。
另一方面，使用尺寸為大約6mmX6mm、厚度大約100，的硅半導(dǎo)體 元件作為第二半導(dǎo)體元件31。利用球焊接方法(使用金導(dǎo)線)形成380個(gè)金 (Au)凸點(diǎn)作為第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子33。
此外，配置為吸附并保持第一半導(dǎo)體元件21的接合器86的加熱溫度被 設(shè)定為大約27(TC到大約300°C。配置為吸附并保持支撐板11的接合臺91 的加熱溫度被設(shè)定為大約5(TC到大約IO(TC。此外，接合臺91的凹入部分 93被設(shè)定為大約8.5mmX8.5mm的矩形構(gòu)造，厚度DS2約0.2mm。
在上述條件下，通過使用本實(shí)施例的制造方法，將第一半導(dǎo)體元件21 (第二半導(dǎo)體元件31以倒裝芯片的方式安裝在第一半導(dǎo)體元件21上)以倒 裝芯片的方式安裝在支撐板11上。
安裝時(shí)支撐板的峰值溫度為大約200'C到大約300°C。安裝時(shí)支撐板11 的變形量大約130//附。
在本實(shí)施例的制造方法中，圖13示出接合臺91底部的橫截面構(gòu)造以及 從凹入部分93底部延伸的內(nèi)側(cè)表面(側(cè)壁表面)。
圖13示出示出圖10 (a)中虛線A包圍的部分。圖13中未示出支撐板11。
換言之，凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面93a從平面凹入部分底表面93b延伸到上表面。內(nèi)側(cè)表面93a為弧形截面，其朝向凹入部分93內(nèi)側(cè)呈凸起形。
具有弧形截面的凹入部分93其內(nèi)側(cè)表面開口向上。因此，當(dāng)支撐板ll 延伸并彎曲以接觸凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面時(shí)，可以避免或減少支撐板11特 定部分的應(yīng)力集中。因此，可以避免支撐板ll中的導(dǎo)線將來產(chǎn)生損壞。
凹入部分93的底表面93b是平的。凹入部分93的深度DS2被設(shè)定為當(dāng) 在第二半導(dǎo)體元件31的厚度方向上容納第二半導(dǎo)體元件31并且支撐板11 延伸和彎曲時(shí)，使支撐板11的下側(cè)表面(第二主表面)與凹入部分93的底 表面接觸。因此，限制了支撐板ll的彎曲量，并且支撐板ll的下側(cè)表面具 有平坦表面。
凹入部分93內(nèi)側(cè)表面的構(gòu)造并不限于圖13所示的實(shí)例。
例如，凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面可以是傾斜表面93aa，以鈍角從底部延 伸。參見圖14 (a)。
此外，可以在中途改變內(nèi)側(cè)表面的傾斜角，從而可以形成具有至少兩個(gè) 傾斜角的內(nèi)側(cè)表面93ab-l和93ab-2。參見圖14 (b)。
此外，內(nèi)側(cè)表面可以具有以指定高度與底部垂直的表面93ac-l以及具有 指定傾斜角的傾斜表面93ac-2。參見圖14 (c)。
此外，內(nèi)側(cè)表面可以具有以指定高度與底部垂直的表面93ad-l以及從垂 直表面93ad-l延伸的弧形內(nèi)側(cè)表面93ad-2。參見圖14 (d)。
在上述所有構(gòu)造中，凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面開口向上。因此，當(dāng)支撐 板11延伸并彎曲時(shí)，即使支撐板11與凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面接觸，也可 以避免或減少支撐板11特定部分的應(yīng)力集中。因此，可以避免損壞支撐板 11中形成的布線層。
在參照圖IO和圖ll討論的實(shí)例中，在接合臺91的凹入部分93中，以
機(jī)械方式并局部地提供壓力并且向支撐板11提供熱量，從而產(chǎn)生延伸和彎 曲。但是，在凹入部分93中可以采用真空(減壓)吸附，從而促進(jìn)支撐板 11的延伸和彎曲。
參照圖15和圖16討論在凹入部分93中有吸孔的擠壓方法。圖15和圖 16中與圖10、圖11中相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記并省略其說明。
在這種工藝方法中，在接合臺91的凹入部分93的底部設(shè)置連接到吸附 機(jī)構(gòu)(圖15和圖16中未示出)的吸孔94。通過驅(qū)動(dòng)吸附機(jī)構(gòu)，經(jīng)由吸孔94在凹入部分93中進(jìn)行真空吸附(減壓)。從而將設(shè)置在接合臺91上的支 撐板11的半導(dǎo)體元件安裝部分選擇性地吸附在凹入部分93中。
在這種工藝方法中，利用吸孔92，通過吸附將支撐板11保持在具有上 述結(jié)構(gòu)的接合臺91上。參見圖15 (a)。
此外如上所述，凹入部分93具有平面構(gòu)造、尺度和深度，從而容納第 二半導(dǎo)體元件31和一部分支撐板11。將安裝并固定支撐板11的接合臺91 加熱到大約50'C到大約IOO'C。此外，通過加熱，經(jīng)由吸孔94將接合臺91 的凹入部分93的內(nèi)部空間排空。
在支撐板11的上表面設(shè)置多個(gè)電極端子12作為支撐板11上形成的導(dǎo) 電層的一部分。
在支撐板11上被多個(gè)電極端子12包圍的上表面的區(qū)域中設(shè)置第一粘合 劑41。第一粘合劑41由主要成分是環(huán)氧基樹脂的材料制成，具有熱固特性。
另一方面，通過吸孔87將第一半導(dǎo)體元件21的后表面(電子電路非形 成表面)吸附并保持在接合器86上(第二半導(dǎo)體元件31以倒裝芯片的方式 安裝在第一半導(dǎo)體元件21的后表面)。將接合器86預(yù)先加熱到指定溫度， 例如大約270。C到大約300°C。
將第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24與支撐板11的電極端子12定 位為相對。
定位以后，當(dāng)控制高度時(shí)，降低接合器86 (如圖15 (b)中箭頭J所示) 直到第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24與支撐板11上的電極端子12相 接觸(通過位置控制的第一擠壓)。
通過降低接合器86，以倒裝芯片的方式安裝在第一半導(dǎo)體元件21上的 第二半導(dǎo)體元件31的后表面(電子電路非形成表面)通過第一粘合劑41首 先接觸支撐板11。第二半導(dǎo)體元件31的厚度大于第一半導(dǎo)體元件21的第一 外部連接端子焊盤22上形成的外部連接端子24的高度。因此，第一半導(dǎo)體 元件21的外部連接端子24與支撐板11上的電極端子12沒有接觸。此外， 通過進(jìn)一步降低接合器86，第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24與支撐板 ll上的電極端子12相接觸。
之后，通過降低接合器86產(chǎn)生的壓力經(jīng)由第一半導(dǎo)體元件21、第二半 導(dǎo)體元件31以及第一粘合劑41施加給支撐板11。換言之，通過這種壓力，至少將支撐板11安裝了第二半導(dǎo)體元件31的 部分及其周圍壓入凹入部分93 ，從而將支撐板11延伸。
另外，此時(shí)，將構(gòu)造為吸附并保持第一半導(dǎo)體元件21的接合器86加熱 到指定溫度，如上所述。接合器86的熱量通過第一半導(dǎo)體元件21和外部連 接端子24傳到第二半導(dǎo)體元件31。支撐板11靠近第二半導(dǎo)體元件31的部 分被局部地加熱。通過這種加熱，支撐板11產(chǎn)生局部熱膨脹并持續(xù)進(jìn)展。 因此，支撐板11因?yàn)閴毫Χ由?，并且，通過由于局部受熱引起的局部熱 膨脹，容易在凹入部分70中延伸并開始彎曲。
在這種工藝方法中，通過擠壓和加熱將接合臺65的凹入部分70的內(nèi)部 空間排空，支撐板11的延伸和彎曲持續(xù)進(jìn)展。
換言之，經(jīng)由吸孔77，通過吸附將凹入部分70的內(nèi)部空間排空以減壓。 因此，支撐板11產(chǎn)生延伸和彎曲的部分被吸附，通過延伸和彎曲引起的變 形可以持續(xù)進(jìn)展。此外，通過這種排空，減少了凹入部分70中的空氣。因 此，支撐板ll的彎曲變形不會(huì)受到空氣的熱膨脹的阻礙。
另一方面，由于通過支撐板11與第二半導(dǎo)體元件31的接觸而傳導(dǎo)的接 合器86的熱量，粘附在支撐板11上的第一粘合劑41的粘性下降，因此第 一粘合劑41的流動(dòng)性增加。在支撐板11與第一半導(dǎo)體元件21之間的第一 半導(dǎo)體元件21朝向支撐板11的整個(gè)區(qū)域中第一粘合劑41被推動(dòng)并延伸。
第一半導(dǎo)體元件21上形成的外部連接端子24與支撐板11的電極端子 12相接觸，從而連接到電極端子12。因此，完成將第一半導(dǎo)體元件21以倒 裝芯片的方式安裝在支撐板ll上。參見圖16 (c)。
保持通過連接到接合器86的負(fù)載傳感器所檢測的負(fù)載，直到外部連接 端子24連接到電極端子12 (通過負(fù)載控制的第二擠壓)。
在將第一半導(dǎo)體元件21安裝到支撐板11上時(shí)，當(dāng)保持支撐板11在接 合臺91的凹入部分93中彎曲的構(gòu)造時(shí)，將第一粘合劑41固化。通過第一 粘合劑41固化產(chǎn)生的粘合力和收縮力，保持第一半導(dǎo)體元件21與支撐板11 之間通過外部連接端子24的連接。
接著，停止接合器86的吸附，接合器85開始升高，如圖16 (d)中箭 頭K所示。
之后，在支撐板11后表面上選擇性設(shè)置的導(dǎo)電層上設(shè)置多個(gè)外部連接
29端子13，例如主要成分是焊料的球形電極端子。結(jié)果，形成圖l所示的半導(dǎo) 體器件IOO。因此在這種制造方法中，通過吸孔94將接合臺81上的凹入部 分93的內(nèi)部空間排空以減壓，通過吸附將產(chǎn)生或持續(xù)進(jìn)展局部延伸或彎曲 的支撐板11牽引到凹入部分93中。結(jié)果，彎曲變形有效地持續(xù)進(jìn)展。此外， 通過這種排空，可以避免支撐板11的彎曲變形由于凹入部分93中空氣的熱 膨脹而受到阻礙。因此，能可靠地形成支撐板ll的彎曲構(gòu)造。
(半導(dǎo)體器件200的制造方法) 參照圖17至圖19討論第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件200的制造方法。圖17 至圖19中與圖9至圖11中所示相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記并省略其說 明。
在制造半導(dǎo)體器件200時(shí)，首先，將第二半導(dǎo)體元件31以倒裝芯片的 方式安裝在支撐板11上。作為倒裝芯片安裝方法，可以采用通過粘合劑的 熱壓接合方法、使用焊料的連接方法、熱壓接合方法、超聲連接方法、使用 各向異性導(dǎo)電樹脂的連接方法等等。
在這種制造方法中，通過第三粘合劑43將第二半導(dǎo)體元件31熱壓在支 撐板11上，從而以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上。參照圖17進(jìn)行討 論。
在這種制造方法中，首先，經(jīng)由吸孔81，通過真空吸附將支撐板11吸 附并保持在接合臺71上。此時(shí)，支撐板11的主表面(半導(dǎo)體元件安裝表面) 暴露。參見圖17 (a)。
作為電極端子12，導(dǎo)電層的多個(gè)部分暴露在支撐板11的主表面上。在 電極端子12包圍的區(qū)域中，多個(gè)電極端子14暴露作為支撐板11導(dǎo)電層的 一部分。
此外，在電極端子14包圍的區(qū)域中設(shè)置第三粘合劑43。第三粘合劑43
由主要成分是環(huán)氧基樹脂的熱固材料制成。
另一方面，經(jīng)由吸孔82，通過預(yù)先加熱到指定溫度的接合器81吸附并 保持第二半導(dǎo)體元件31的后表面(電子電路非形成表面)。
在第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子焊盤32上設(shè)置外部連接端子33。 作為外部連接端子33，可以使用通過所謂的球焊接方法(采用導(dǎo)線接合技術(shù)或電解電鍍方法)形成的金屬凸點(diǎn)或者通過電解電鍍方法、轉(zhuǎn)印方法、印刷 方法等等形成的金凸點(diǎn)。
使第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子33與支撐板11的電極端子14相 對以定位。
之后，降低接合器81，從而將第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子33推 向支撐板11的電極端子14，因此外部連接端子33與電極端子14相接觸。 通過接合器81向第二半導(dǎo)體元件31的外部連接端子33施加指定的負(fù)載， 使外部連接端子33連接到支撐板11上的電極端子14。此時(shí)，第三粘合劑 43流過第二半導(dǎo)體元件31主表面(電子電路形成表面，朝向支撐板11的表 面)的整個(gè)區(qū)域，從而到達(dá)第二半導(dǎo)體元件31與支撐板11之間的空間以及 第二半導(dǎo)體元件31的側(cè)表面外周部分。
此外，通過接合器81的熱量將第三粘合劑43熱固化。參見圖17 (b)。 因此，將第二半導(dǎo)體元件31以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上。 之后，停止接合器81的吸附，接合器81升高。參見圖17 (c)。 接著，將第一半導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方式安裝在支撐板ll上，從 而堆疊在第二半導(dǎo)體元件31上。
參照圖18和圖19討論將第一半導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方式安裝在 支撐板ll上的步驟。
本實(shí)例中，將經(jīng)由第一粘合劑41的熱壓接合方法用作將第一半導(dǎo)體元 件21以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上的方法。作為倒裝芯片安裝方法， 關(guān)于通過使用接合器(構(gòu)造為吸附和保持第一半導(dǎo)體元件21)來加熱和施壓， 可以使用通過粘合劑的熱壓接合方法、使用焊料的連接方法、熱壓接合方法、 超聲連接方法、使用各向異性導(dǎo)電樹脂的連接方法等等。
首先，經(jīng)由吸孔92，通過真空吸附將支撐板11吸附并保持在接合臺91上。
本實(shí)施例中，在接合臺91中選擇性地設(shè)置凹入部分93。
凹入部分93具有平面構(gòu)造、尺度和深度，從而容納第二半導(dǎo)體元件31
和一部分支撐板11。
將支撐板11吸附并保持在接合臺91上，使第二半導(dǎo)體元件31位于凹
入部分93基本上中央部分。將安裝了支撐板11的接合臺91加熱到大約50
31。C到大約100。C。
凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面93a從平面凹入部分底表面一93b延伸到上表面。 內(nèi)側(cè)表面93a為弧形截面，朝向凹入部分93內(nèi)側(cè)呈凸起形。具有弧形截面 的凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面開口向上。因此，當(dāng)支撐板ll延伸并彎曲以接觸 凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面時(shí)，可以避免或減少支撐板11特定部分的應(yīng)力集中。 因此，可以避免支撐板ll中的導(dǎo)線將來產(chǎn)生損壞。
凹入部分93的底表面93b是平的。凹入部分93的深度被設(shè)定為當(dāng)在第 二半導(dǎo)體元件31的厚度方向上容納第二半導(dǎo)體元件31并且支撐板11延伸 和彎曲時(shí)，使支撐板11的下側(cè)表面(第二主表面)與凹入部分93的底表面 接觸。因此，限制了支撐板ll的彎曲量，并且支撐板ll的下側(cè)表面具有平 坦表面。
凹入部分93內(nèi)側(cè)表面的構(gòu)造并不限于圖13所示的實(shí)例?？梢圆捎脠D14 所示的實(shí)例。
在支撐板(被吸附并保持在接合臺91上)上表面被多個(gè)電極端子12包 圍的區(qū)域中設(shè)置第一粘合劑41，以覆蓋第二半導(dǎo)體元件31。第一粘合劑41 由主要成分例如是環(huán)氧基樹脂的熱固材料制成。參見圖18 (d)。
將第二半導(dǎo)體元件31以倒裝芯片的方式安裝在支撐板ll上以后，可以 在接合臺91上連續(xù)進(jìn)行第一粘合劑41的覆蓋。
另一方面，經(jīng)由吸孔87，將第一半導(dǎo)體元件21的第二主表面(后表面， 電子電路非形成表面)吸附并保持在接合器86上。將接合器86加熱到指定 溫度(大約27(TC到大約30(TC)。
在第一半導(dǎo)體元件21的第一外部連接端子焊盤22上設(shè)置凸起形外部連 接端子24。
在第一半導(dǎo)體元件21的電子電路形成表面的第一外部連接端子焊盤22 所包圍的區(qū)域中設(shè)置絕緣層25。絕緣層25具有彈性，由主要成分例如是聚 酰亞胺基樹脂、硅基樹脂或者環(huán)氧基樹脂的材料制成。絕緣層25的厚度例 如是大約1//附到大約15//附。
使第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24與支撐板11的電極端子.12相 對以定位。
此時(shí)，第一半導(dǎo)體元件21在第二半導(dǎo)體元件31上方。第一半導(dǎo)體元件21的主表面(電子電路形成表面)朝向第二半導(dǎo)體元件31的后表面(電子 電路非形成表面)。當(dāng)控制接合器86的高度位置時(shí)，降低接合器86 (如圖 18 (e)中箭頭L所示)直到第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24與支撐 板11上的電極端子12相接觸(通過位置控制的第一擠壓)。
因此，通過接合器86向第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24施加指 定的負(fù)載，使第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24連接到支撐板11的電 極端子12。此時(shí)同時(shí)地，經(jīng)由設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21表面的絕緣層25， 將第一半導(dǎo)體元件21壓向第二半導(dǎo)體元件31的后表面。
因此，經(jīng)由第一半導(dǎo)體元件21、第二半導(dǎo)體元件31以及第一粘合劑41， 將通過降低接合器86產(chǎn)生的壓力施加給支撐板11 。
通過這種壓力，將支撐板11至少對應(yīng)于第二半導(dǎo)體元件31安裝部分及 其周圍的部分壓入接合臺91的凹入部分93中以延伸。
此時(shí)如上所述，將接合器86加熱到指定溫度。
接合器86的熱量經(jīng)由第一半導(dǎo)體元件21和第二半導(dǎo)體元件31傳到支 撐板11，從而將支撐板11局部地加熱。通過這種加熱，支撐板11產(chǎn)生局部 熱膨脹并持續(xù)進(jìn)展，因此支撐板11容易擴(kuò)展到接合臺91的凹入部分93中 并開始彎曲。
由于通過支撐板11與第二半導(dǎo)體元件31的接觸而傳導(dǎo)的接合器86的 熱量，粘附在支撐板11上的第一粘合劑41的粘性下降，因此第一粘合劑41 的流動(dòng)性增加。因此，在支撐板11與第一半導(dǎo)體元件21之間的第一半導(dǎo)體 元件21的整個(gè)區(qū)域中第一粘合劑41被推動(dòng)和延伸，并熱固化持續(xù)進(jìn)行。
保持通過連接到接合器86的負(fù)載傳感器所檢測的負(fù)載，直到第一半導(dǎo) 體元件21的外部連接端子24連接到支撐板11的電極端子12，并且完成將 第一半導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上。參見圖19 (f) (通過負(fù)載控制的第二擠壓)。
因?yàn)樵O(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21的電子電路形成表面的絕緣層25具有彈 性，所以在以倒裝芯片的方式安裝時(shí)可以避免第一半導(dǎo)體元件21的電子電 路形成部分由于施加在第一半導(dǎo)體元件21上的負(fù)載而損壞。換言之，絕緣 層25充當(dāng)了壓力緩解層，當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體元件21堆疊在第二半導(dǎo)體元件31 上并且以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上時(shí)，該壓力緩解層構(gòu)造為通過緩解第二半導(dǎo)體元件31后表面作用在第一半導(dǎo)體元件21上的壓力，避免對 第一半導(dǎo)體元件21主表面(電子電路形成表面)的損壞。
在將第一半導(dǎo)體元件21安裝到支撐板11上時(shí)，當(dāng)保持支撐板11在接 合臺91的凹入部分93中彎曲的構(gòu)造時(shí)，將第一粘合劑41固化。通過第一 粘合劑41固化產(chǎn)生的粘合力和收縮力，保持第一半導(dǎo)體元件21與支撐板11 之間通過外部連接端子24的連接。
接著，停止接合器86的吸附，接合器86開始升高，如圖19 (g)中箭 頭M所示。
之后，在導(dǎo)電層(選擇性地設(shè)置在支撐板11后表面)上設(shè)置多個(gè)外部 連接端子13，例如主要成分是焊料的球形電極端子。結(jié)果，形成圖4所示的 半導(dǎo)體器件200。
因此在這種制造方法中，在接合臺91 (具有凹入部分93)上通過接合 器86向支撐板11施壓，并通過第一半導(dǎo)體元件21 (以倒裝芯片的方式安裝 在支撐板ll上)和第二半導(dǎo)體元件31 (以倒裝芯片的方式安裝在支撐板ll 上)支撐所述支撐板11。因此，將支撐板11局部地壓入凹入部分93中。此 外，通過從接合器86傳到第一半導(dǎo)體元件21和第二半導(dǎo)體元件31的熱量 將支撐板ll加熱。
因此，支撐板11在接合臺91的凹入部分93中擴(kuò)展并彎曲。換言之， 通過支撐板11因?yàn)榫植繑D壓或加熱產(chǎn)生的局部膨脹或彎曲，在支撐板11中 形成可以容納第二半導(dǎo)體元件31的凹入部分S。因?yàn)榭梢栽诘诙雽?dǎo)體元件 31的厚度方向上將第二半導(dǎo)體元件31容納在凹入部分S中，所以當(dāng)兩個(gè)半 導(dǎo)體元件21、 31堆疊在支撐板11上時(shí)，對應(yīng)于第二半導(dǎo)體元件31整體厚 度的厚度沒有實(shí)質(zhì)的增加。
在本實(shí)施例的制造方法中，可以通過簡單的工藝制造具有多個(gè)半導(dǎo)體元 件(即第一半導(dǎo)體元件21和第二半導(dǎo)體元件31)、要求小厚度和小尺寸的 半導(dǎo)體器件，因此可以降低制造成本。
當(dāng)控制接合器86的高度位置時(shí)降低接合器86，因此第一半導(dǎo)體元件21 上形成的外部連接端子24與支撐板11的電極端子12相接觸。之后，控制 接合器86的負(fù)載，從而將負(fù)載提供給外部連接端子24。通過這種擠壓或者 施加負(fù)載，將外部連接端子24可靠地連接到支撐板11的電極端子12，因此可以獲得連接可靠性高的安裝結(jié)構(gòu)。
將第二半導(dǎo)體元件31以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上以后，可以
進(jìn)行后期固化處理，從而可以將設(shè)置在第二半導(dǎo)體元件31與支撐板11之間 的第三粘合劑43固化。
在這種制造方法中，設(shè)置在接合臺91上的凹入部分93的底部可以設(shè)置 連接到吸附機(jī)構(gòu)的吸孔94。當(dāng)將凹入部分93內(nèi)部排空和減壓時(shí)，可以將第 一半導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上。
(半導(dǎo)體器件300的制造方法) 參照圖20至圖22討論第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件300的制造方法。圖20 至圖22中與圖9至圖11中所示相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記并省略其說 明。
在制造半導(dǎo)體器件300時(shí)，預(yù)先將無源元件51連接到支撐板11的電極 端子15。圖20中示出這種制造步驟。
換言之，將一部分導(dǎo)電層設(shè)置在支撐板11其中一個(gè)主表面上作為多個(gè) 電極端子12。在電極端子12包圍的區(qū)域中設(shè)置多個(gè)電極端子15。參見圖20 (a)。
此外，例如通過利用印刷方法(使用金屬掩膜)在電極端子15上設(shè)置 銀(Ag)膏樹脂，從而設(shè)置導(dǎo)電粘合劑52。參見圖20 (b)。
可以通過從噴嘴注入銀(Ag)膏樹脂的方法來提供銀(Ag)膏樹脂。 例如可利用在環(huán)氧基樹脂或硅基樹脂中包含銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、 鎳(Ni)、碳黑等導(dǎo)電粒子的導(dǎo)電粘合劑或者像鋅(Sn)和銀(Ag)焊料、 或者鋅(Sn)和銀(Ag)以及銅(Cu)焊料這樣的焊料材料作為導(dǎo)電粘合 劑52。
接著，利用所謂的芯片安裝器或類似器件將無源元件51經(jīng)由導(dǎo)電粘合 劑52安裝并固定在支撐板11上的電極端子15上。參見圖20 (c)。
無源元件51是所謂的芯片部件，具有板形構(gòu)造或柱形構(gòu)造。例如，無 源元件可以是充當(dāng)旁通電容器的容性元件、充當(dāng)噪聲濾波器的電感器、電阻 元件等等。無源元件51包括絕緣元件體部分51a和多個(gè)電極端子51b，電極 端子51b設(shè)置在絕緣元件體部分51a的邊緣部分或者單個(gè)主表面上?；诘?br> 35一半導(dǎo)體元件21的電路結(jié)構(gòu)、尺寸等因素適當(dāng)?shù)剡x擇無源元件51。
無源元件51的電極端子51b和支撐板11的電極端子15通過導(dǎo)電粘合 劑52相互機(jī)械和電連接。
之后，通過烤箱等器件的加熱或紫外線等射線的輻射將導(dǎo)電粘合劑52 固化，從而將無源元件51安裝在支撐板ll上。參見圖20 (d)。
接著在本制造方法中，將第一半導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方式安裝在 安裝了無源元件51的支撐板11上。
參照圖21和圖22討論將第一半導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方式安裝在 支撐板ll上的步驟。
本實(shí)例中，將經(jīng)由第一粘合劑41的熱壓接合方法用作將第一半導(dǎo)體元 件21以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上的方法。作為倒裝芯片安裝方法， 關(guān)于通過使用接合器(構(gòu)造為吸附和保持第一半導(dǎo)體元件21)來加熱和施壓， 可以使用通過粘合劑的熱壓接合方法、使用焊料的連接方法、熱壓接合方法、 超聲連接方法、使用各向異性導(dǎo)電樹脂的連接方法等等。
首先，經(jīng)由吸孔92，通過真空吸附將支撐板11吸附并保持在接合臺91上。
本實(shí)施例中，在接合臺91上選擇性地設(shè)置凹入部分93。凹入部分93具 有平面構(gòu)造、尺度和深度，從而容納無源元件51和一部分支撐板11。
將支撐板11吸附并保持在接合臺91上，使無源元件51位于凹入部分 93基本上中央部分。將安裝支撐板11的接合臺91加熱到大約5(TC到大約 IO(TC。
凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面93a從平面凹入部分底表面93b延伸到上表面。 內(nèi)側(cè)表面93a為弧形截面，朝向凹入部分93內(nèi)側(cè)呈凸起形。具有弧形截面 的凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面開口向上。因此，當(dāng)支撐板ll延伸并彎曲以接觸 凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面時(shí)，可以避免或減少支撐板11特定部分的應(yīng)力集中。 因此，可以避免支撐板11中的導(dǎo)線將來產(chǎn)生損壞。
凹入部分93的底表面93b是平的。凹入部分93的深度被設(shè)定為當(dāng)在第 二半導(dǎo)體元件31的厚度方向上容納第二半導(dǎo)體元件31并且支撐板11延伸 和彎曲時(shí)，使支撐板11的下側(cè)表面(第二主表面)與凹入部分93的底表面 接觸。因此，限制了支撐板ll的彎曲量，并且支撐板ll的下側(cè)表面具有平坦表面。
凹入部分93內(nèi)側(cè)表面的構(gòu)造并不限于圖13所示的實(shí)例?？梢圆捎脠D14 所示的實(shí)例。
在支撐板(被吸附并保持在接合臺91上)上表面被多個(gè)電極端子12包 圍的區(qū)域中設(shè)置第一粘合劑41，以覆蓋無源元件51。第一粘合劑41由主要 成分例如是環(huán)氧基樹脂的熱固材料制成。參見圖21 (e)。
將無源元件51以倒裝芯片的方式安裝在支撐板ll上以后，可以在接合 臺91上連續(xù)進(jìn)行第一粘合劑41的覆蓋。
另一方面，經(jīng)由吸孔87，將第一半導(dǎo)體元件21的第二主表面(后表面， 電子電路非形成表面)吸附并保持在接合器86上。將接合器86加熱到指定 溫度(大約270'C到大約30(TC)。
在第一半導(dǎo)體元件21的第一外部連接端子焊盤22上設(shè)置凸起形外部連 接端子24。
在第一半導(dǎo)體元件21的電子電路形成表面的第一外部連接端子焊盤22 所包圍的區(qū)域中設(shè)置絕緣層25。絕緣層25具有彈性，由主要成分例如是聚 酰亞胺基樹脂、硅基樹脂或者環(huán)氧基樹脂的材料制成。絕緣層25例如厚約 1至[J大約15 //w 。
使半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24與支撐板11的電極端子15相對以 定位。
此時(shí)，第一半導(dǎo)體元件21在無源元件51上方。第一半導(dǎo)體元件21的 主表面(電子電路形成表面)朝向無源元件51。當(dāng)控制接合器86的高度位 置時(shí)，降低接合器86 (如圖21 (f)中箭頭N所示)直到第一半導(dǎo)體元件21 的外部連接端子24與支撐板11上的電極端子12相接觸(通過位置控制的 第一擠壓)。
因此，通過接合器86向第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24施加指 定的負(fù)載，使第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24連接到支撐板11的電 極端子12。此時(shí)同時(shí)地，第一半導(dǎo)體元件21經(jīng)由設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21 表面的絕緣層25壓向無源元件51。
因此，經(jīng)由第一半導(dǎo)體元件21、無源元件51以及第一粘合劑41，將通 過降低接合器86產(chǎn)生的壓力施加給支撐板11。通過這種壓力，將支撐板11至少對應(yīng)于無源元件51安裝部分及其周圍 的部分壓入接合臺91的凹入部分93中以延伸。 此時(shí)如上所述，將接合器86加熱到指定溫度。
接合器86的熱量經(jīng)由第一半導(dǎo)體元件21和無源元件51傳到支撐板11， 從而將支撐板ll局部地加熱。通過這種加熱，支撐板ll產(chǎn)生局部熱膨脹并 持續(xù)進(jìn)展，因此支撐板11容易延伸到接合臺91的凹入部分93中并開始彎 曲。
由于通過支撐板11與第一半導(dǎo)體元件21的接觸而傳導(dǎo)的接合器86的 熱量，粘附在支撐板11上的第一粘合劑41的粘性下降，因此第一粘合劑41 的流動(dòng)性增加。因此，在支撐板11與第一半導(dǎo)體元件21之間的第一半導(dǎo)體 元件21的整個(gè)區(qū)域中第一粘合劑41被推動(dòng)和延伸，并且熱固化持續(xù)進(jìn)行。
保持通過連接到接合器86的負(fù)載傳感器所檢測的負(fù)載，直到第一半導(dǎo) 體元件21的外部連接端子24連接到支撐板11的電極端子12，并且完成將 第一半導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上。參見圖22 (g) (通過負(fù)載控制的第二擠壓)。
因?yàn)樵O(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21的電子電路形成表面的絕緣層25具有彈 性，所以在以倒裝芯片的方式安裝時(shí)可以避免第一半導(dǎo)體元件21的電子電 路形成部分由于施加在第一半導(dǎo)體元件21上的負(fù)載而損壞。換言之，絕緣 層25充當(dāng)了壓力緩解層，當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體元件21堆疊在無源元件51上并且 以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上時(shí)，該壓力緩解層構(gòu)造為通過緩解無 源元件51后表面作用在第一半導(dǎo)體元件21上的壓力，避免對第一半導(dǎo)體元 件21主表面(電子電路形成表面)的損壞。
在將第一半導(dǎo)體元件21安裝到支撐板11上時(shí)，當(dāng)保持支撐板11在接 合臺91的凹入部分93中彎曲的構(gòu)造時(shí)，將第一粘合劑41固化。通過第一 粘合劑41固化產(chǎn)生的粘合力和收縮力，保持第一半導(dǎo)體元件21與支撐板11 之間通過外部連接端子24的連接。
接著，停止接合器86的吸附，接合器86開始升高，如圖22 (h)中箭 頭O所示。
之后，在導(dǎo)電層(選擇性地設(shè)置在支撐板11后表面)上設(shè)置多個(gè)外部 連接端子13，例如主要成分是焊料的球形電極端子。結(jié)果，形成圖7所示的半導(dǎo)體器件300。
因此在這種制造方法中，在接合臺91 (具有凹入部分93)上通過接合 器86壓向支撐板11，并通過第一半導(dǎo)體元件21 (以倒裝芯片的方式安裝在 支撐板11上)和無源元件51 (以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上)支撐 所述支撐板11。從而將支撐板11局部地壓入凹入部分93中。此外，通過 從接合器86傳到第一半導(dǎo)體元件21和無源元件51的熱量將支撐板11加熱。
因此，支撐板11在接合臺91的凹入部分93中擴(kuò)展并彎曲。換言之， 通過支撐板11因?yàn)榫植繑D壓或加熱產(chǎn)生的局部膨脹或彎曲，在支撐板11中 形成可以容納無源元件51的凹入部分S。因?yàn)榭梢栽跓o源元件51的厚度方 向上將無源元件51容納在凹入部分S中，所以當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體元件21和無源 元件51堆疊在支撐板11上時(shí)，對應(yīng)于無源元件51整體厚度的厚度沒有實(shí) 質(zhì)的增加。
在本實(shí)施例的制造方法中，可以通過簡單的工藝制造具有多個(gè)電子元件 (即第一半導(dǎo)體元件21和無源元件51)、小厚度和小尺寸的半導(dǎo)體器件， 因此可以降低制造成本。
當(dāng)控制接合器86的高度位置時(shí)降低接合器86，從而使第一半導(dǎo)體元件 21上的外部連接端子24與支撐板11的電極端子12相接觸。之后，控制接 合器86的負(fù)載，從而將負(fù)載提供給外部連接端子24。通過這種擠壓或者施 加負(fù)載，將外部連接端子24可靠地連接到支撐板11的電極端子12，因此可 以獲得連接可靠性高的安裝結(jié)構(gòu)。
在這種制造方法中，設(shè)置在接合臺91上的凹入部分93的底部可以設(shè)置 連接到吸附機(jī)構(gòu)的吸孔94。當(dāng)將凹入部分93內(nèi)部排空和減壓時(shí)，可以將半 導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上。
(半導(dǎo)體器件400的制造方法) 參照圖23至圖25討論第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件400的制造方法。圖23 至圖25中與圖9至圖11中所示相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記并省略其說 明。
在制造半導(dǎo)體器件400時(shí)，首先，將第二半導(dǎo)體元件31以倒裝芯片的 方式安裝在支撐板ll上，并用樹脂密封。圖23示出這種安裝和密封步驟。換言之，在支撐板ll的其中一個(gè)主表面上，作為多個(gè)電極端子12的一 部分導(dǎo)電層暴露，多個(gè)電極端子16暴露在電極端子12所包圍的區(qū)域中。參 見圖23 (a)。
接著，通過晶片接合部件61將第二半導(dǎo)體元件31安裝并固定在支撐板 11被電極端子16包圍的區(qū)域上，其中第二半導(dǎo)體元件31的主表面(電子電 路形成表面)朝上。參見圖23 (b)。
將外部連接端子焊盤32設(shè)置在第二半導(dǎo)體元件31的主表面上以包圍電 子電路形成表面。將所謂的晶片接合器用于第二半導(dǎo)體元件31的晶片接合。 晶片接合部件61例如由成分是聚酰亞胺基樹脂或環(huán)氧基樹脂的材料制成。
接著，第二半導(dǎo)體元件31的電路形成表面上形成的外部連接端子焊盤 32與支撐板11的電極端子16通過接合導(dǎo)線34相連接，接合導(dǎo)線34由主要 成分是金(Au)、銅(Cu)或其它材料制成。參見圖23 (c)。
通過非電解電鍍方法可以在第二半導(dǎo)體元件31主表面上設(shè)置的外部連 接端子焊盤32的表面上形成從下層開始依次為鎳(Ni)和金(Au)的雙層 電鍍層。
之后，采用樹脂成型方法(例如傳遞成型方法或壓縮成型方法)或者灌 注方法，用密封樹脂62將第二半導(dǎo)體元件31、電極端子16密封。
將成分例如是環(huán)氧基樹脂的材料用作密封樹脂62。
在這種制造方法中，以所謂的朝上狀態(tài)安裝第二半導(dǎo)體元件31，第一半 導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上，支撐板11和第二半導(dǎo) 體元件31以及接合導(dǎo)線34被樹脂密封。
參照圖24和圖25討論將第一半導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方式安裝在 支撐板ll上的步驟。
本實(shí)例中，將經(jīng)由第一粘合劑41的熱壓接合方法用作將第一半導(dǎo)體元 件21以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上的方法。作為倒裝芯片安裝方法， 關(guān)于通過使用接合器86 (構(gòu)造為吸附和保持第一半導(dǎo)體元件21)來加熱和 施壓，可以使用通過粘合劑的熱壓接合方法、使用焊料的連接方法、熱壓接 合方法、超聲連接方法、使用各向異性導(dǎo)電樹脂的連接方法等等。
首先，經(jīng)由吸孔92，通過真空吸附將支撐板11吸附并保持在接合臺91上。本實(shí)施例中，在接合臺91中選擇性地設(shè)置凹入部分93。凹入部分93具 有平面構(gòu)造、尺度和深度，從而容納第二半導(dǎo)體元件31和一部分支撐板11。
將支撐板11吸附并保持在接合臺91上，使第二半導(dǎo)體元件31位于凹 入部分93基本上中央部分。將安裝了支撐板11的接合臺91加熱到大約50 "C到大約IOO'C。
凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面93a從平面凹入部分底表面93b延伸到上表面。 內(nèi)側(cè)表面93a為弧形截面，朝向凹入部分93內(nèi)側(cè)呈凸起形。具有弧形截面 的凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面開口向上。因此，當(dāng)支撐板ll延伸并彎曲以接觸 凹入部分93的內(nèi)側(cè)表面時(shí)，可以避免或減少支撐板11特定部分的應(yīng)力集中。 因此，可以避免支撐板ll中的導(dǎo)線將來產(chǎn)生損壞。
凹入部分93的底表面93b是平的。凹入部分93的深度被設(shè)定為當(dāng)在第 二半導(dǎo)體元件31的厚度方向上容納第二半導(dǎo)體元件31并且支撐板11延伸 和彎曲時(shí)，使支撐板ll的下側(cè)表面(第二主表面)與凹入部分93的底表面 接觸。因此，限制了支撐板ll的彎曲量，并且支撐板ll的下側(cè)表面具有平 坦表面。
凹入部分93內(nèi)側(cè)表面的構(gòu)造并不限于圖13所示的實(shí)例?？梢圆捎脠D14 所示的實(shí)例。
在支撐板11 (被吸附并保持在接合臺91上)上表面被多個(gè)電極端子12 包圍的區(qū)域中設(shè)置第一粘合劑41，以覆蓋第二半導(dǎo)體元件31。第一粘合劑 41由主要成分例如是環(huán)氧基樹脂的熱固材料制成。參見圖24 (e)。
形成包括第二半導(dǎo)體元件31的樹脂密封部分62以后，可以在接合臺91 上連續(xù)進(jìn)行第一粘合劑41的覆蓋。
另一方面，經(jīng)由吸孔87將第一半導(dǎo)體元件21的第二主表面(后表面， 電子電路非形成表面)吸附并保持在接合器86上。將接合器86加熱到指定 溫度(大約270'C到大約30(TC)。
在第一半導(dǎo)體元件21的第一外部連接端子焊盤22上設(shè)置凸起形外部連 接端子24。
在第一半導(dǎo)體元件21的電子電路形成表面的第一外部連接端子焊盤22 所包圍的區(qū)域中設(shè)置絕緣層25。絕緣層25具有彈性，由主要成分例如是聚 酰亞胺基樹脂、硅基樹脂或者環(huán)氧基樹脂的材料制成。絕緣層25例如厚約200910128958.8
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使第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24與支撐板11的第一電極端子 12相對以定位。
此時(shí)，第一半導(dǎo)體元件21位于構(gòu)造為覆蓋第二半導(dǎo)體元件31的密封樹 脂62上方。第一半導(dǎo)體元件21的主表面(電子電路形成表面)朝向密封樹 脂62。當(dāng)控制接合器86的高度位置時(shí)，降低接合器86 (如圖24 (f)中箭 頭P所示)直到第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24與支撐板11上的第 一電極端子12相接觸(通過位置控制的第一擠壓)。
因此，通過接合器86向第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24施加指 定的負(fù)載，使第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24連接到支撐板11的電 極端子12。此時(shí)同時(shí)地，經(jīng)由設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21表面的絕緣層25， 將第一半導(dǎo)體元件21壓向構(gòu)造為覆蓋第二半導(dǎo)體元件31的密封樹脂62。
因此，經(jīng)由第一半導(dǎo)體元件21、構(gòu)造為覆蓋第二半導(dǎo)體元件31的密封 樹脂62以及第一粘合劑41，將通過降低接合器86產(chǎn)生的壓力施加給支撐板 11。
通過這種壓力，將支撐板11至少在第二半導(dǎo)體元件31正下方的部分、 至少在構(gòu)造為覆蓋第二半導(dǎo)體元件31的密封樹脂62正下方的部分及其周圍 壓入接合臺91的凹入部分93中以延伸。
此時(shí)如上所述，將構(gòu)造為吸附并保持第一半導(dǎo)體元件21的接合器86加 熱到指定溫度。
接合器86的熱量經(jīng)由第一半導(dǎo)體元件21、第二半導(dǎo)體元件31以及構(gòu)造 為覆蓋第二半導(dǎo)體元件31的密封樹脂62傳到支撐板11，從而使支撐板11 局部地加熱。通過這種加熱，支撐板11產(chǎn)生局部熱膨脹并持續(xù)進(jìn)展，因此 支撐板11容易延伸到接合臺91的凹入部分93中并開始彎曲。
由于通過支撐板11與包括第二半導(dǎo)體元件31的密封樹脂62的接觸而 傳導(dǎo)的接合器86的熱量，粘附在支撐板11上的第一粘合劑41的粘性下降， 因此第一粘合劑41的流動(dòng)性增加。因此，在位于支撐板11與第一半導(dǎo)體元 件21之間的第一半導(dǎo)體元件21的整個(gè)區(qū)域中第一粘合劑41被推動(dòng)和延伸， 并且熱固化持續(xù)進(jìn)行。
保持通過連接到接合器86的負(fù)載傳感器所檢測的負(fù)載，直到第一半導(dǎo)體元件21的外部連接端子24連接到支撐板11的電極端子12，并且完成將 第一半導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上。參見圖25 (g) (通過負(fù)載控制的第二擠壓)。
因?yàn)樵O(shè)置在第一半導(dǎo)體元件21的電子電路形成表面上的絕緣層25具有 彈性，所以倒裝芯片安裝時(shí)，可以避免第一半導(dǎo)體元件21的電子電路形成 部分由于施加在第一半導(dǎo)體元件21上的負(fù)載而損壞。換言之，絕緣層25充 當(dāng)了壓力緩解層，當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體元件21堆疊在包括第二半導(dǎo)體元件31的密 封樹脂62上并且以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上時(shí)，該壓力緩解層構(gòu) 造為通過緩解由于來自包括第二半導(dǎo)體元件31的密封樹脂62的力而作用在 第一半導(dǎo)體元件21中的應(yīng)力，避免對第一半導(dǎo)體元件21主表面(電子電路 形成表面)的損壞。
在將第一半導(dǎo)體元件21安裝到支撐板11上時(shí)，當(dāng)保持支撐板11在接 合臺91的凹入部分93中彎曲的構(gòu)造時(shí)，將第一粘合劑41固化。通過第一 粘合劑41固化產(chǎn)生的粘合力和收縮力，保持第一半導(dǎo)體元件21與支撐板11 之間通過外部連接端子24的連接。
接著，停止接合器86的吸附，接合器86開始升高，如圖25 (h)中箭 頭Q所示。
之后，在支撐板11后表面上選擇性設(shè)置的導(dǎo)電層上設(shè)置多個(gè)外部連接 端子13，例如主要成分是焊料的球形電極端子。從而形成圖8所示的半導(dǎo)體 器件400。
因此在這種制造方法中，在接合臺91 (具有凹入部分93)上通過接合 器86向支撐板11施壓，并通過第一半導(dǎo)體元件21 (以倒裝芯片的方式安裝 在支撐板ll上)、第二半導(dǎo)體元件31 (以倒裝芯片的方式安裝在支撐板ll 上)以及覆蓋第二半導(dǎo)體元件31的密封樹脂62支撐所述支撐板11。結(jié)果， 將支撐板11局部地壓入凹入部分93中。
此外，通過從接合器86傳到第一半導(dǎo)體元件21、第二半導(dǎo)體元件31 以及覆蓋第二半導(dǎo)體元件31的密封樹脂62的熱量將支撐板11局部地加熱。 結(jié)果，支撐板11在接合臺91的凹入部分93中擴(kuò)展并彎曲。
換言之，通過支撐板11因?yàn)榫植繑D壓或加熱產(chǎn)生的局部膨脹或彎曲， 在支撐板ll中形成可以容納第二半導(dǎo)體元件31的凹入部分S。因此，因?yàn)榭梢栽诘诙雽?dǎo)體元件31的厚度方向上將第二半導(dǎo)體元件31和覆蓋第二半 導(dǎo)體元件31的密封樹脂62容納在凹入部分S中，所以當(dāng)兩個(gè)半導(dǎo)體元件21 、 31以及密封樹脂62堆疊在支撐板11上時(shí)，對應(yīng)于第二半導(dǎo)體元件31和密 封樹脂62整體厚度的厚度沒有實(shí)質(zhì)的增加。
在本實(shí)施例的制造方法中，可以通過簡單的工藝制造具有多個(gè)半導(dǎo)體元 件(即第一半導(dǎo)體元件21和第二半導(dǎo)體元件31)、要求小厚度和小尺寸的 半導(dǎo)體器件，因此可以降低制造成本。
當(dāng)控制接合器86的高度位置時(shí)降低接合器86，以使第一半導(dǎo)體元件21 上形成的外部連接端子24與支撐板11的電極端子12相接觸。之后，控制 接合器86的負(fù)載，從而將負(fù)載提供給外部連接端子24。通過這種擠壓或者 施加負(fù)載，將外部連接端子24可靠地連接到支撐板11的電極端子12，因此 可以獲得連接可靠性高的安裝結(jié)構(gòu)。
在這種制造方法中，設(shè)置在接合臺91上的凹入部分93的底部可以設(shè)置 連接到吸附機(jī)構(gòu)的吸孔94。當(dāng)將凹入部分93內(nèi)部排空和減壓時(shí)，可以將第 一半導(dǎo)體元件21以倒裝芯片的方式安裝在支撐板11上。
因此根據(jù)上述實(shí)施例，可以提供具有多個(gè)半導(dǎo)體元件或多個(gè)功能元件 (例如半導(dǎo)體元件和無源元件)、并且厚度薄、尺寸小的半導(dǎo)體器件。還可 以提供制造方法，由此能夠以低制造成本制造上述半導(dǎo)體器件。
本申請中所有的實(shí)例和陳述的條件性語言是為了教導(dǎo)的目的，幫助讀者 理解本發(fā)明和發(fā)明人所提供的拓展本領(lǐng)域技術(shù)的概念，并且應(yīng)當(dāng)解釋為不限 于這樣特別陳述的實(shí)例和條件，說明書中這些實(shí)例的組織結(jié)構(gòu)也不涉及說明 本發(fā)明這些實(shí)例的優(yōu)劣。雖然詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解， 可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變化、替代和改變而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種半導(dǎo)體器件，包括支撐板；第一半導(dǎo)體元件，安裝在所述支撐板的主表面上；以及電子部件，設(shè)置在所述支撐板與所述第一半導(dǎo)體元件之間；其中，所述支撐板包括凹入部分，所述凹入部分形成在與所述第一半導(dǎo)體元件分離的方向上；以及所述電子部件的至少一部分容納在所述凹入部分中。
2、 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述支撐板向與所述第一半導(dǎo)體元件相對的一側(cè)彎曲；以及 所述凹入部分是通過所述支撐板的彎曲形成的。
3、 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述支撐板形成所述凹入部分的部分與所述支撐板的其它部分厚 度相同。
4、 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述凹入部分的尺寸小于所述第一半導(dǎo)體元件的表面的尺寸，所 述表面朝向所述支撐板。
5、 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述電子部件是與所述第一半導(dǎo)體元件獨(dú)立設(shè)置的第二半導(dǎo)體元件。
6、 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一半導(dǎo)體元件通過外部連接端子以倒裝芯片的方式安裝在 所述支撐板上；以及所述電子部件的厚度大于所述外部連接端子的高度。
7、 如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中，在所述第一半導(dǎo)體元件與所述電子部件之間的空間中設(shè)置有具有 彈性的絕緣層。
8、 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述電子部件安裝在所述支撐板上，通過導(dǎo)線接合連接至所述支 撐板，并被樹脂密封。
9、 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，在所述支撐板與所述第一半導(dǎo)體元件之間的空間中設(shè)置粘合劑， 使得所述支撐板與所述第一半導(dǎo)體元件相互固定。
10、 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述支撐板通過加熱而膨脹，并具有柔性。
11、 一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括步驟通過第一半導(dǎo)體元件將電子部件壓到支撐板的主表面，使得所述支撐板在與所述第一半導(dǎo)體元件分離的方向上變形，以使所述電子部件的至少一部 分容納在所述支撐板上形成的凹入部分中。
12、 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，在將所述電子部件壓到所述支撐板時(shí)，加熱所述支撐板。
13、 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，還包括步驟 將所述第一半導(dǎo)體元件安裝在所述支撐板的主表面上。
14、 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述電子部件是與所述第一半導(dǎo)體元件獨(dú)立設(shè)置的第二半導(dǎo)體元件。
15、 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，將所述支撐板安裝在上部形成有凹入部分的臺子上；以及當(dāng)所述支撐板局部受熱時(shí)，所述支撐板彎曲而進(jìn)入所述臺子的凹入部分中。
16、 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，邊緣部分的橫截面向上擴(kuò)展，所述邊緣部分限定所述支撐板的凹 入細(xì)分的外周部分。
17、 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述支撐板的凹入部分具有的深度使得在所述支撐板彎曲時(shí)，所 述支撐板的彎曲部分的下表面與所述支撐板的凹入部分的底表面相接觸。
18、 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，通過夾具加熱所述第一半導(dǎo)體元件，所述夾具構(gòu)造為吸附并保持 所述第一半導(dǎo)體元件；以及所述第一半導(dǎo)體元件的熱量通過外部連接端子和所述電子部件傳到所述支撐板，所述外部連接端子設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體元件上，并構(gòu)造為將所 述支撐板與所述第一半導(dǎo)體元件相互連接。
19、 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，以等于或大于所述支撐板的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度局部地加熱所 述支撐板。
20、 一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括步驟在支撐板與第一半導(dǎo)體元件之間設(shè)置第二半導(dǎo)體元件； 通過所述第一半導(dǎo)體元件將所述第二半導(dǎo)體元件壓到所述支撐板被加 熱而局部彎曲的部位；以及將所述第一半導(dǎo)體元件固定至所述支撐板呈彎曲的部位。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，所述半導(dǎo)體器件包括支撐板；第一半導(dǎo)體元件，安裝在所述支撐板的主表面上；以及電子部件，設(shè)置在所述支撐板與所述第一半導(dǎo)體元件之間；其中，所述支撐板包括凹入部分，所述凹入部分形成在與所述第一半導(dǎo)體元件分離的方向上；以及所述電子部件的至少一部分容納在所述凹入部分中。利用本發(fā)明，可以通過簡單的工藝制造具有多個(gè)電子元件、薄厚度和小尺寸的半導(dǎo)體器件，因此可以降低制造成本；而且半導(dǎo)體器件的可靠性高，功能性強(qiáng)。
文檔編號H01L21/58GK101604669SQ200910128958
公開日2009年12月16日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者乘松孝行, 西村隆雄 申請人:富士通微電子株式會(huì)社