电子部件、电子部件制造方法及电子器械的制作方法

文档序号:6847162阅读:223来源:国知局
专利名称:电子部件、电子部件制造方法及电子器械的制作方法
技术领域
本发明涉及由半导体装置等的由单个有源元件或者由有源元件和无源元件构成的模块而形成的电子部件、这样的电子部件的制造方法及安装有这样的电子部件的电子器械。
背景技术
现有的半导体装置包含在电极位置形成贯穿孔的半导体元件、设置在包括贯穿孔内面领域的绝缘材料、以穿过贯穿孔中心轴方式设置的导电材料(比如、参照专利文献1)。以下,称该技术为第一现有例。
另外,现有的半导体装置中,在配置在半导体芯片的端子侧的绝缘层上形成布线,布线与端子通过贯穿绝缘层端子区域的第一转接部分电连接,并且布线连接贯穿半导体芯片的第二转接部分,在与半导体芯片的端子侧相反一侧的第二转接部分上形成作为外部端子的凸出部分(比如,参照专利文献2)。以下,称该技术为第二现有例。
还有,现有的半导体部件是在包含有第一表面层、第二表面层、第一表面层与第二表面层接合的接合层的多层电路基板上倒装安装有半导体装置的半导体部件,其包括第一半导体装置,其倒装安装在第一表面层上;第一基板,其在第一半导体装置的第一正下方区域内形成第一表面层,该第一表面层与第一半导体装置的电极电连接;第一内部布线,其形成在接合第一表面层与接合层的第一接合面;第一导电孔,其形成在第一正下方区域内,电连接第一基板端子和第一内部布线;第二半导体装置,其倒装安装在以接合面作为对称面,相对于安装第一半导体装置位置成面对称的第二表面层位置;第二基板端子,其形成在第二半导体装置的第二正下方区域内,与第二半导体装置电连接;第二内部布线,其形成在接合第二表面层和接合层的第二接合层;第三导电孔,其形成在第二正下方区域内,电连接第二基板端子和第二内部布线(比如,参照专利文献3)。以下,称该技术为第三现有例。
上述第一~第三现有例,分别以实现半导体装置小型化、抑制由在安装在基板上的状态下的温度变化造成的芯片破裂、弯曲、缓和在表面层产生的应力、变形以提供电子部件可靠性为目的,公开了适于实现各目的的半导体装置或电子部件。因此,在基板上安装这些半导体装置或电子部件时,与现有技术一样,必须使用安装器。由于安装器是由高精度、高敏感度部件构成,比如仅电子部件的吸附部分,就包括吸附电子部件用吸附喷嘴、将电子部件按照预定间隔输送至吸附喷嘴附近的送料器、检测电子部件吸附喷嘴的吸附不良情况的传感器、补正电子部件吸附位置的XY平台等,因而价格高昂。为此,如使用这样高价安装器,安装电子部件以组装电子器械,则组装成的电子器械本身也成为高价品。
其结果,导致电子器械的价格也很昂贵,比如生产IC卡等那样的、安装电子部件少而整体又为大量生产的情况。另一方面,比如使用有机LED(OLEDOrganic Light Emitting Diode)、等离子显示板(PDPPlasmaDisplay Panel)、液晶显示器(LCDLiquid Crystal Display)等显示器件的显示装置安装有多个具有相同形状及相同功能的数据驱动器。这里,数据驱动器是指根据从外部供给的一行显示数据,向显示器的对应数据电极施加数据信号,按每多个像素(比如大约330像素)设置一个数据驱动器。因此,显示器画面越大,应安装的数据驱动器的个数就越多。如这样的显示装置,尽管对数据驱动器的安装精度本身不太要求,如必须使用上述高价的安装器,则导致显示装置的价格也高昂。
另外,现有技术的半导体装置,由于只在半导体装置一面形成有用于与其他装置等连接的外部连接端子和将该外部连接端子与半导体芯片端子连接的连接线,所有半导体装置的安装限定在利用选定面的安装。还有,现有技术的半导体装置,由于热应力的作用,导致了可靠性或寿命低的问题。
专利文献1特开2002-50738号公报(权利要求18,0035、0036、0050~0075段落,图1,图2);专利文献2特开2002-170904号公报(权利要求6,0007、0012~0014段落,图3);专利文献3特开平11-87402号公报(权利要求13,0031、0067~0069段落,图6)。

发明内容
本发明为了解决上述课题,其第一目的在于得到即使采用电子部件的表面或者底面的任一面也能容易实现安装的电子部件,其中电子部件可以由半导体装置等的单个有源元件或者有源元件与无源元件构成的模块而形成。本发明的第二目的在于得到即使加大热应力也能抑制可靠性或寿命降低的上述电子部件。本发明的第三目的在于得到可以不使用高价安装器,而采用简单且便宜的装置安装上述电子部件。另外,还提出了这些电子部件的制造方法及包括电子部件的电子器械的方案。
有关本发明的电子部件,包括功能部,形成在基板的表面或者底面的至少一面上并实现预定功能;多个端子,形成于上述基板的表面或者底面上并与上述功能部连接;多个外部电极,形成于上述基板的表面和底面上;和再配置布线,形成于上述基板的表面和底面上并将形成于上述基板的表面或者底面上的上述端子与上述外部电极连接。
本发明的电子部件,在具有功能部的基板的表面和底面两面上包含通过再配置布线与功能部端子连接的外部电极,因此可以利用电子部件的表面、底面或者其两面来安装,显著提高了安装的自由度。另外,由于在基板的表面及底面两面上形成有外部电极,在安装后也可以进行电气检查。
上述多个外部电极,优选其间隔比上述多个端子的间隔大。通过此,可以提高电子部件的安装操作性或电子部件的与外部器械连接操作性。
优选在上述基板的表面及底面上形成应力缓冲层,在该应力缓冲层上形成上述外部电极和上述再配置布线。如这样通过在表面及底面上具有缓冲层,即使施加热应力,也能得到可抑制降低可靠性或寿命的电子部件。
优选上述多个外部电极呈面对称地配置在上述基板的表面和底面之间,在上述表面和上述底面上分别设置多个与同一上述端子连接的上述外部电极,在上述表面和上述底面上分别呈线对称或者点对称地配置与同一上述端子连接的上述外部电极。
具有本发明那样结构的电子部件,没有必要区分其表背,可以采用比如将电子部件边振动边导入安装基板上预定位置的所谓振动位置配合方式的安装方法,或者将电子部件根据其外形镶嵌配合于预定位置的外形定位方式的安装方法。因此,可以不使用高价的安装器,从而能大幅度简化安装工序。其结果,生产IC卡等那样应安装电子部件个数少但其整体被大量生产的电子器械本身的价格也能降低。还有,即使是安装数据驱动器多的、使用OLED、PDP、LCD等的大型显示器的显示装置,也能降低其价格。
优选上述端子通过贯穿上述基板的贯穿孔或者插柱,形成于上述基板的表面或者底面上。通过此,可以回绕布线而将功能部的端子分别引出基板的表面和底面。
优选上述贯穿孔或者上述插柱形成于上述端子的正下方。端子的正下方通常不存在有源元件的情况多,因此通过这样的设定,不必仅为了形成贯穿孔或者插拄而分配功能部面积,从而能将功能部、进而将基板面积限制于最小限度的大小内。另外,通过采用这样的结构,可以活用电子部件所不可缺少的端子,因此可以不特别设计电子部件特别是半导体装置,而沿用通用类型。
在上述电子部件中,优选对连接同一上述端子的外部电极施行同一表面处理。通过此,可以在安装电子部件时不必考虑其表背,能使用回流焊安装、倒装芯片安装、面朝下安装等同一安装方法,从而可大幅度简化安装工序。
在上述电子部件中,优选用金或者焊料对外部电极的表面进行表面处理。通过此,可以使用更一般的安装方法,从而大幅度简化安装工序。
在上述电子部件中,优选基板为正方形形状。通过此,可以省去区分半导体装置的方向性的麻烦,从而能大幅度简化安装工序。
在上述电子部件中,优选其整体形状为在宽和深方向比厚度大。通过此,可稳定地将电子部件安装于应将其安装的凹部内。
上述基板为半导体基板,上述功能部包括形成于上述半导体基板上的有源元件。通过此,可以使用简单并且廉价的装置来安装为半导体装置的电子部件。
上述功能部包括安装于上述基板上的半导体装置。通过此,可以使用简单并且廉价的装置来安装具有这样结构的模块等的电子部件。
进一步,电子部件还可以是通过任意组合上述任一种记载的电子部件并通过上述外部电极多级层叠而成的电子部件。另外,电子部件也可以是通过将上述任一种记载的电子部件与其他部件通过上述外部电极多级层叠而形成的电子部件。通过这样的结构形式,能更进一步提高半导体装置的安装密度。
有关本发明的电子部件的制造方法,具有功能部形成工序,在基板的表面或者底面的至少一面上、形成实现预定功能的功能部;端子引出工序,将连接上述功能部的多个端子贯穿上述基板以将各端子分别引出上述基板的表面和底面上;和外部电极形成工序,在上述基板的表面和底面上形成多个外部电极并将上述外部电极连接于对应的上述端子。
通过本发明的方法制造的电子部件,可以利用电子部件的表面、底面或者其两面进行安装,从而提高了安装的自由度。另外,由于在基板的表面及底面两面上形成有外部电极,在安装后也可以进行电气检查。
在上述方法中,优选在上述基板的表面及底面上形成应力缓冲层后,在上述应力缓冲层上进行上述外部电极形成工序。
通过该方法制造的电子部件,通过应力缓冲层的作用,针对安装后的安装基板与电子部件的热膨胀系数差所引起的耐温度循环来讲,也显著提高了可靠性。
优选在上述外部电极形成工序中,将上述多个外部电极呈面对称地配置在上述基板的表面和底面之间,将连接于同一上述端子的上述外部电极呈线对称或者点对称地配置在上述基板的表面和底面上。
通过该方法制造的电子部件,由于没有必要区分其表背,可以采用比如将电子部件边振动边导入安装基板上预定位置的所谓振动位置配合方式的安装方法,或者将电子部件根据其外形镶嵌配合于预定位置的外形定位方式的安装方法。因此,可以不使用高价的安装器,从而能大幅度简化安装工序。其结果,生产IC卡等那样应安装电子部件个数少但其整体被大量生产的电子器械本身的价格也能降低。还有,即使是安装数据驱动器多的、使用OLED、PDP、LCD等的大型显示器的显示装置,也能降低其价格。
有关本发明的电子器械,是安装有上述任一种电子部件的电子器械。按照该方式,可以简单并且多形式地安装电子部件于电子器械中,从而可以实现该电子器械的小型化和低价格。另外,安装了在应力缓冲层上形成有外部电极和再配置布线的电子部件的电子器械,由于提高了该电子部件的可靠性,进而提高了电子器械的可靠性和寿命。


图1表示有关本发明实施方式1的半导体装置结构的概略剖视图。
图2表示有关本发明实施方式1的半导体装置结构的概略俯视图。
图3表示有关本发明实施方式1的半导体装置另一结构的概略剖视图。
图4表示有关本发明实施方式的层叠型半导体装置结构的概略剖视图。
图5表示有关本发明实施方式的另一层叠型半导体装置结构的概略剖视图。
图6表示有关本发明实施方式2的半导体装置表面端子和外部电极的配置图。
图7表示图6的半导体装置底面端子和外部电极的配置图。
图8表示图6的半导体装置的X-X’剖视图。
图9表示外部电极61、67、611、及617位置关系的概略俯视图。
图10表示半导体装置的制造工序图。
图11表示有关本发明实施方式3的半导体装置结构的概略剖视图。
图12表示有关本发明实施方式4的半导体装置结构的概略剖视图。
图13表示搭载本发明电子部件的电子器械显示装置的示例图。
具体实施例方式
实施方式1图1表示本发明实施方式1的电子部件的半导体装置100的结构的剖视图,图2表示图1的电子部件表面的俯视图。该半导体装置100,具有矩形硅基板101,并在硅基板101的表面101a上形成有功能部102。功能部102的上面优选为预先形成由氮化硅(SiN)或氧化硅(SiO2)构成的钝化层103。功能部102由单个有源元件或者由有源元件和无源元件构成,为实现预定功能,通过执行各种信号处理,比如演算处理、图像处理、声音合成处理、声音分析处理、噪音去除处理、频率分析处理、加密处理、解密处理、认证处理等各种信号处理,针对从输入端子供给的输入信号生成输出信号,并由输出端子输出。另外,作为功能部102的端子,除这些输入、输出端子之外,通过还包括用于供给电源电压的电源端子及用于供给接地电压的接地端子,在此一并统称为端子104。
硅基板101的表面(上面)101a形成的各端子104,通过贯穿硅基板101的贯穿孔或者插拄105,在硅基板101的底面(里面)101b也分别引出。因此,在硅基板101的各面101a、101b引出的各端子104通过在硅基板101上形成的再配置布线106,与外部电极(外部器械或电缆的连接端子)107电连接。硅基板101的各面分别设置的多个外部电极107可以在表面101a和底面101b按不同的图案配置,也可以按相同的图案配置。另外,端子104或再配置布线106优选为预先用焊接保护膜予以保护。
上述半导体装置100,在其表面101a和底面101b两面上,由于分别形成有与功能部102的端子104对应的外部电极107和再配置布线106,因此利用半导体装置100的表面101a和底面101b的任一面,都可以将半导体装置100安装在安装基板上。另外,半导体装置100的表面101a和底面101b各面上,通过在硅基板101的表面101a和底面101b分别设置多个连接同一端子104的外部电极107,因此可以改变所利用的外部电极位置。通过这些,可以显著提高安装自由度。
还有,优选将多个外部电极107面对称地配置在硅基板101的表面101a和底面101b之间,并且分别在表面101a和底面101b设置多个连接同一端子104的外部电极107,而连接同一端子104的外部电极107在各面101a、101b上又分别配置为线对称或者点对称。
通过这种方式,不必区分半导体装置100的表背,可以利用其表面或背面的任一面来容易地安装半导体装置100。另外,假定硅基板101为正方形,则还不必区分半导体装置100的方向,能更容易地安装半导体装置100。
图3表示有关本发明实施方式1的半导体装置100A的另一例概略的剖面图。与图1所示的半导体装置100不同,在硅基板101的表面101a的功能部102的外侧面和硅基板101的底面101b上以相同形状及相同配置形成有应力缓冲层109。此时,再配置布线106或外部电极107形成在这些应力缓冲层109上。应力缓冲层109由感光性聚酰亚胺树脂、硅变性聚酰亚胺树脂、环氧树脂、硅变性环氧树脂等构成。
如这样,通过在硅基板101的表面101a和底面101b以同样形态设置应力缓冲层109,即使利用该表面101a、底面101b的任一面或利用该两面,将半导体装置100A安装在安装基板等上,也能吸收半导体装置100A与安装基板的热膨胀系数。因此,能显著提高半导体装置100A的安装可靠性。
图4表示有关本发明实施方式的层叠型半导体装置结构的概略剖面图。这是将图3所示的半导体装置100A,通过外部电极107,在厚度方向上层叠而形成的,但以可以适用于如图1所示的没有应力缓冲层的半导体装置100。通过采用这样的结构形式,可以容易地提高半导体装置的安装密度。
图5表示有关本发明实施方式的另一层叠型半导体装置结构的概略剖面图。这是将多个以图1或图3方式形成的有关本发明的半导体装置100B~100E,通过外部电极107,在厚度方向上层叠而形成的,另外,在最上段层叠的是非有关本发明的其他半导体装置200、300、400。再有,半导体装置100B~100E是大小或功能不同的半导体装置。通过采用这样的结构形式,能更进一步提高半导体装置的安装密度。还有,还能将功能不同的半导体装置层叠以形成一个系统块。
另外,在形成图4、图5的结构时,根据需要,事先设计各半导体装置的外部电极为可电连接、结构连接,通过采用这样的结构,可以在半导体装置间不使用中继基板,不同的半导体装置彼此也能容易地连接。
实施方式2图6表示本发明实施方式2的为电子部件的半导体装置的表面的概略俯视图,图7表示图6的半导体装置底面的概略底面图,图8是图6的半导体装置的X-X’剖视图。
本例的半导体装置1是在长方形硅基板2的表面2a及其附近大致中央部分形成功能部3、并且在硅基板2的表面2a周边附近形成外部电极61~620、在硅基板2的底面2b周边附近形成外部电极71~720的结构。另外,在下面,在统称外部电极61~620时仅以外部电极6表示。对外部电极71~720以及其他在符号有下标的构成元素也如此。对于后述的其他实施方式也如此。
功能部3由单个有源元件或者由有源元件和无源元件构成,为实现预定功能,通过对从输入端子4(41~43)供给的输入信号,执行比如演算处理、图像处理、声音合成处理、声音分析处理、噪音去除处理、频率分析处理、加密处理、解密处理、认证处理等各种信号处理,生成输出信号,并由输出端子5(51~53)输出。输入端子41~43及输出端子51~53在硅基板2的表面2a的功能部3周边附近形成。另外,为简单说明,虽仅表示了输入端子41~43及输出端子51~53,但功能部的端子通常还设置有用于供给电源电压的电源端子或用于供给接地电压的接地端子等。在此,以下为了统称输入端子、输出端子、电源端子、接地端子等时,仅称为端子。
外部电极61~620及外部电极71~720由如铝(Al)、铜(Cu)等金属膜或者这些的合金膜而形成。外部电极61、67、611及617通过图中未表示的形成于硅基板2的表面2a或者其附近的布线、相互连接,并且其中至少一个电极通过图中未表示的再配置布线、与功能部3的输入端子41连接。同样,外部电极62、66、612及616通过图中未表示的形成于硅基板2的表面2a或者其附近的布线、相互连接,并且其中至少一个电极通过图中未表示的再配置布线、与功能部3的输入端子42连接。外部电极63、65、613及615通过图中未表示的形成于硅基板2的表面2a或者其附近的布线,相互连接,并且其中至少一个电极通过图中未表示的再配置布线、与功能部3的输出端子51连接。外部电极64及614通过图中未表示的形成于硅基板2的表面2a或者其附近的布线,相互连接,并且其中至少一个电极通过图中未表示的再配置布线、与功能部3的输出端子52连接。外部电极68、610、618及620通过图中未表示的形成于硅基板2的表面2a或者其附近的布线,相互连接,并且其中至少一个电极通过图中未表示的再配置布线、与功能部3的输入端子43连接。外部电极69及619通过图中未表示的形成于硅基板2的表面2a或者其附近的布线,相互连接,并且其中至少一个通过图中未表示的再配置布线、与功能部3的输出端子53连接。
输入端子41通过图中未表示的从硅基板2的表面2a向底面2b贯穿而形成的贯穿孔,在硅基板2的底面2b也引出,连接图中未表示的再配置布线的同时,通过该布线,与外部电极71、77、711及717中至少一个电极连接。外部电极71、77、711及717相互之间通过图中未表示的布线连接。同样,输入端子42通过从硅基板2的表面2a向底面2b贯穿而形成的贯穿孔82,在硅基板2的底面2b也引出,连接图中未表示的再配置布线的同时,通过该布线,与外部电极72、76、712及716中至少一个电极连接。外部电极72、76、712及716相互之间通过图中未表示的布线连接。输入端子43通过图中未表示的从硅基板2的表面2a向底面2b贯穿而形成的贯穿孔,在硅基板2的底面2b也引出,连接图中未表示的再配置布线的同时,通过该布线,与外部电极78、710、718及720中至少一个电极连接。外部电极78、710、718及720相互之间通过图中未表示的布线连接。
输出端子51通过图中未表示的从硅基板2的表面2a向底面2b贯穿而形成的贯穿孔,在硅基板2的底面2b也引出,连接图中未表示的再配置布线的同时,通过该布线,与外部电极73、75、713及715中至少一个电极连接。外部电极73、75、713及715相互之间通过图中未表示的布线连接。输出端子52通过从硅基板2的表面2a向底面2b贯穿而形成的贯穿孔92,在硅基板2的底面2b也引出,连接图中未表示的再配置布线的同时,通过该布线,与外部电极74及714中至少一个电极连接。外部电极74及714相互之间通过图中未表示的布线连接。输出端子53通过图中未表示的从硅基板2的表面2a向底面2b贯穿而形成的贯穿孔,在硅基板2的底面2b也引出,连接图中未表示的再配置布线的同时,通过该布线,与外部电极79及719中至少一个电极连接。外部电极79及719相互之间通过图中未表示的布线连接。
另外,如图8剖视图所示,各贯穿孔优选为设定为引出于各端子4、5正下方的状态。端子4、5的正下方通常不存在有源元件的情况多,因此通过这样的设定,不必仅为了形成贯穿孔而分配基板面积,从而能将硅基板面积限制于最小限度的大小内。另外,通过采用这样的结构,可以活用电子部件所不可缺少的端子,因此不对电子部件特别是半导体装置进行定制,而可以沿用通用类型。
图6及图7中,在表示其形状的圆内附加了相同大写英文字母的输入端子4、输出端子5及外部电极6、7,表示其相互之间连接。从图6及图7可以看出,外部电极61~620及外部电极71~720中,与同一输入端子4或者输出端子5连接的电极,在硅基板2的表面2a及底面2b上呈对称配置。即,比如,在硅基板2的表面2a上,连接于功能部3的输入端子41的外部电极61、67、611及617中,如图9所示外部电极61与外部电极67相对直线L1呈线对称,外部电极611与外部电极617相对直线L1呈线对称。外部电极61与外部电极617相对直线L2呈线对称,外部电极67与外部电极611相对直线L2呈线对称。另外,外部电极61与外部电极611相对中点O呈点对称,外部电极67与外部电极617相对中点O呈点对称。
同样,连接于功能部3的输入端子42的外部电极62、66、612及616中,外部电极62与外部电极66相对图9所示直线L1呈线对称,外部电极612与外部电极616相对图9所示直线L1呈线对称。外部电极62与外部电极616相对图9所示直线L2呈线对称,外部电极66与外部电极612相对图9所示直线L2呈线对称。另外,外部电极62与外部电极612相对图9所示中点O呈点对称,外部电极66与外部电极616相对图9所示中点O呈点对称。
连接于功能部3的输入端子43的外部电极68、610、618及620中,外部电极68与外部电极620相对图9所示直线L1呈线对称,外部电极610与外部电极618相对图9所示直线L1呈线对称。外部电极68与外部电极610相对图9所示直线L2呈线对称,外部电极620与外部电极618相对图9所示直线L2呈线对称。另外,外部电极68与外部电极618相对图9所示中点O呈点对称,外部电极620与外部电极610相对图9所示中点O呈点对称。另外,外部电极64与外部电极614相对图9所示直线L2呈线对称,外部电极69与外部电极619相对直线L1呈线对称。
另一方面,在硅基板2的底面2b中也同样,外部电极71~720,与外部电极61~610相同下标的各电极之间,有同样的关系。即,比如,外部电极71、77、711及717,在图9中,通过将外部电极61置换为外部电极717、将外部电极67置换为外部电极711、将外部电极611置换为外部电极77、将外部电极617置换为外部电极71,可以看到外部电极71与外部电极77相对直线L1呈线对称,外部电极711与外部电极717相对直线L1呈线对称。同样,外部电极71与外部电极717相对直线L2呈线对称,外部电极77与外部电极711相对直线L2呈线对称。另外,外部电极71与外部电极711相对中点O呈点对称,外部电极77与外部电极717相对中点O呈点对称。外部电极72、76、712及716组、外部电极73、75、713及715组、外部电极74及714组、外部电极78、710、718及720组、外部电极79及719组也同样。因此,外部电极71~720,与外部电极61~610相同下标的各电极之间,成为相对通过硅基板2的表面2a和底面2b中点的假想平面呈面对称。
外部电极61~610及外部电极71~720的邻接外部电极彼此之间的间隔比如为0.5mm。另一方面,输入端子41~43的邻接输入端子彼此之间的间隔与输出端子51~53邻接输出端子彼此之间的间隔比如为100μm。
另外,实际上,在硅基板2的表面2a形成有层间绝缘膜或焊锡保护膜等,在各表面形成有输入端子41~43、输出端子51~53或者布线层,但图6~图9中没有表示出这些。下面说明的制造方法中,对层间绝缘膜或焊锡保护膜等的形成也不作特别说明。对于后述的其他实施方式也同样。
下面,参照图10所示制造工序图说明上述结构的半导体装置1的制造方法。首先,如图10(a)所示,在具有预定厚度的由硅构成的半导体晶圆11的表面11a及其附近各部分,使用已知的半导体制造技术形成由有源元件和无源元件构成的功能部3。接着,使用切割装置等从晶圆11切出长方形硅基板2。然后,在功能部3的周边附近形成输入端子41~43及输出端子51~53,并且在硅基板2的各输入端子41~43及输出端子51~53的正下方,形成由表面2a向底面2b贯穿的各贯穿孔,将各端子4、5引出硅基板2。另外,图10(b)中,仅表示了端子42、52及贯穿孔82、92。
接着,在硅基板2的表面2a周边附近形成外部电极61~620,并且为将外部电极61、67、611及617与输入端子41连接,而在硅基板2的表面2a或者其附近形成图中未表示的再配置布线。同样,为将外部电极63、65、613及615与输出端子51连接,而在硅基板2的表面2a或者其附近形成图中未表示的再配置布线。为将外部电极64及614与输出端子52连接,而在硅基板2的表面2a或者其附近形成图中未表示的再配置布线。为将外部电极68、610、618及620与输入端子43连接,而在硅基板2的表面2a或者其附近形成图中未表示的再配置布线。为将外部电极69及619与输出端子53连接,而在硅基板2的表面2a或者其附近形成图中未表示的再配置布线。以上说明的外部电极61~620的形成及再配置布线的形成虽然可以用其他工序形成,但通常使用同一工序进行。另外,图10(c)中仅表示了外部电极69及619。
接着,在硅基板2的底面2b周边附近形成外部电极71~720,使其通过硅基板2的表面2a及底面2b中点的假想平面能与上述外部电极61~620中相同下标的电极呈面对称。
如上述那样制造的半导体装置1,包括在硅基板2的表面2a形成的实现预定功能的功能部3、为将功能部3的输入端子41~43及输出端子51~53与外部连接的外部电极61~620及外部电极71~720。在硅基板2的表面2a及底面2b配置外部电极61~620及外部电极71~720,使其能不区分表背的情况下进行安装,并将其与对应的输入端子4或者输出端子5连接。
在安装具有这样结构的半导体装置1时,没有必要使用高价安装器,可以采用比如边振动安装基板同时将半导体装置散布在安装基板的表面一面即所谓的振动位置配合方式的安装方法,或者不是将各个半导体装置1以高精度定位于安装基板的表面而是仅定位半导体装置的外形形状即所谓的外形定位方式的安装方法。因此,能大幅度地简化安装工序。其结果,生产IC卡等那样应安装半导体装置1等电子部件个数少但其整体被大量生产的电子器械本身的价格也被降低。还有,即使是安装数据驱动器多的、使用OLED、PDP、LCD等的大型显示器的显示装置,也能降低其价格。
另外,该例的半导体装置1,其外部电极61~620的邻接外部电极6彼此之间的间隔以及外部电极71~720的邻接外部电极7彼此之间的间隔设定为0.5mm。另一方面,将输入端子41~43的邻接输入端子4彼此之间的间隔以及输出端子51~53的邻接输出端子彼此之间的间隔设定为比如100μm。即、将输入端子4的间距及输出端子5的间距变换外部电极6及7的间距那样的、使用回流焊装置等能一齐安装的通用安装装置可使用的间距。因此,由于没有必要使用倒装芯片安装方法等个别安装方法,故在这一点也能大幅度地简化安装工序,并且能减少安装工序数。
还有,该例半导体装置1由于在硅基板2的表面2a及底面2b两面形成有外部电极61~620及外部电极71~720,因此能进行安装后的电检查。
再有,虽然图中未表示,如用已知的方法形成使用金、焊料等的凸出部分,由于能采用各种二次安装方法,从而更进一步提高安装性。
另外,上述半导体装置1的制造方法也适用于制造上述实施方式1及后述实施方式3、4的半导体装置。
实施方式3图11表示有关本发明实施方式3的电子部件的半导体装置21的结构的剖视图。图11中与图6~图8各部分对应部分采用同一符号,在此省略说明。图11所示的半导体装置21,在硅基板2的表面2a大致中央部分处,新形成剖面为大致台状的应力缓冲层221,并且在硅基板2的底面2b大致中央部分处也新形成与应力缓冲层221相同形状的应力缓冲层222。应力缓冲层221与应力缓冲层222相对于通过硅基板2的表面2a和底面2b中点的假想平面呈面对称。应力缓冲层221及222比如由感光性聚酰亚胺树脂、硅变性聚酰亚胺树脂、环氧树脂、硅变性环氧树脂等构成。另外,应力缓冲层221及222,可以在图10的工序中在形成外部电极及再配置布线工序之前或者之后形成。按照该实施方式3的半导体装置21,可以得到与上述实施方式2相同的效果之外,还可以通过应力缓冲层221缓冲功能部3的热应力而显著提高可靠性寿命,并且通过应力缓冲层221及222,由于成为表背对称结构而使针对半导体装置21的表背热膨胀系数差所引起的耐温度循环来讲,也显著提高了可靠性。
实施方式4图12表示有关本发明实施方式4的电子部件的半导体装置31的结构的概略剖视图。该半导体装置31是与实施方式1说明的半导体装置100A基本相同结构的半导体装置。
该例的半导体装置31,在长方形硅基板32的表面32a及其附近大致全部区域形成功能部分33,并且在功能部33的周边附近处形成输入端子341~343及输出端子351~353。另外,在功能部33的表面大致全部区域,形成剖面为大致台状的应力缓冲层401,并且在硅基板32的底面32b的位于、相对通过表面32a和底面32b中点的假想平面呈面对称位置处形成与应力缓冲层401相同形状的应力缓冲层402。还有,在应力缓冲层401的周边附近处形成外部电极361~3620,在应力缓冲层402的周边附近处形成外部电极371~3720。再有,图12中表示的分别是输入端子341~343中的342、输出端子351~353中的352、外部电极361~3620中的3619和3620、外部电极371~3720中的379和3719。
输入端子341~343通过硅基板32的各该输入端子正下方的贯穿孔也引出于硅基板32的底面32b,其中贯穿孔是由表面32a向底面32b贯穿。输出端子351~353通过硅基板32的各该输入端子正下方的贯穿孔也引出于硅基板32的底面32b,其中贯穿孔是由表面32a向底面32b贯穿。另外,图12中仅表示了与端子342和352对应的贯穿孔382和392。
图12中,输入端子341~343、输出端子351~353、外部电极361~3620、外部电极371~3720的位置关系和连接关系,除输入端子341~343和输出端子351~353配置于外部电极361~3620和外部电极371~3720硅基板32外侧的周边侧以外,其他与上述实施方式2中输入端子41~43、输出端子51~53、外部电极61~620、外部电极71~720的位置关系和连接关系相同,因此这里省略说明。另外,应力缓冲层401及402的材质与实施方式3中应力缓冲层221及222的材质相同。还有,应力缓冲层401及402,在图10的工序中在形成各外部电极之前及形成与各对应端子间连接的布线(再配置布线)之前进行。按照该实施方式4的半导体装置31,可以得到与上述实施方式2相同的效果之外,还可以通过应力缓冲层401及402,针对安装后的安装基板与半导体装置31的热膨胀系数差所引起的耐温度循环来讲,也显著提高了可靠性。
实施方式5上述各实施方式是以硅基板为长方形形状为例予以了说明,但本发明并不局限于此、比如,硅基板也可以是正方形。此时,半导体装置的外形本身也成为转动对称,使安装时没有方向性要求,能大幅度简化安装工序。
实施方式6上述各实施方式中,关于半导体装置的整体形状,虽没有特别说明,但其优选为在宽和深的方向比其厚度大。这是由于半导体装置的整体形状在其宽和深比其厚度小的情况下,有可能会出现半导体装置不能被稳定地安装于安装基板上应安装其的凹部处。
实施方式7上述各实施方式中对端子和外部电极形成于不同平面位置的例子予以了说明,但本发明并不局限于此。比如,可以在端子上形成外部电极。按照该实施方式7,可以不必仅为形成外部电极而分配功能部面积,从而可以控制功能部面积、进而控制硅基板面积于最小限大小内。
实施方式8上述各实施方式中对硅基板2的各端子4、5通过基板2上形成的贯穿孔而引出于硅基板2的两面2a、2b的情况予以了说明,但本发明并不局限于此。比如,可以取代贯穿孔,在贯穿孔内部埋入导电体即形成所谓接触插拄。
实施方式9上述各实施方式中,对将本发明适用于半导体装置的例子予以了说明,但本发明并不局限于此。比如,也可以适用于由有源元件和无源元件构成功能部而形成的模块中,或者由安装于印刷基板上的半导体装置和无源元件构成功能部而形成的各种电子部件中。
实施方式10上述各实施方式中,关于对外部电极的表面处理虽并没有特别说明,但形成于基板的表面的外部电极和形成于基板底面的外部电极,其优选为施行同一表面处理,该同一表面处理是指比如凸出部分形成方法和凸出部分的材质(如金(Au)、镍(Ni)-金(Au)、焊料(特别是无铅焊料)等),钎焊膏、焊剂等形成方法或这些材质(如锡(Sn)-银(Ag)-铜(Cu)、锡(Sn)-银(Ag)、锡(Sn)-银(Ag)-铋(Bi)-铜(Cu))等。这是由于通过对形成于基板的表面及底面的外部电极施行同一表面处理,可以在安装电子部件时不必考虑其表背,能使用回流焊安装、倒装芯片安装、面朝下安装等同一安装方法,从而可大幅度简化安装工序。
实施方式11安装了有关本发明的上述半导体装置的电子器械,比如图13所示装置。但是,安装了有关本发明的上述半导体装置的电子器械并不局限于该所示装置,还包括IC卡或手机等。安装了有关本发明的上述半导体装置的电子器械由于可以如前边所述那样简单并且多形式地安装半导体装置于电子器械中,从而可以实现该电子器械的小型化和低价格。另外,安装了在应力缓冲层上形成有外部电极和再配置布线的半导体装置的电子器械,由于提高了该半导体装置的可靠性,进而提高了电子器械的可靠性和寿命。
以上参照附图详细说明了该发明的实施方式,但其具体结构并不局限于这些实施方式,只要不脱离本发明精神范围的设计变更都属于本发明范畴。
比如,上述实施方式中说明的各半导体装置其构造可以为将这些半导体装置多级层叠的安装方式。
另外,上述各半导体装置也可以不使用该功能部,而使用作为用以连接配置于半导体装置的表面侧和底面侧的连接部。
还有,上述各半导体装置,对功能部3、33、102形成于硅基板2、32、101的例子予以了说明,但也可以将这些功能部形成于硅基板的底面侧,或者形成于这些基板的两面。更有,上述各半导体装置虽然是设定与功能部3、33、102连接的端子4、5、104形成于硅基板2、32、101表面侧而将其分别也从底面侧引出的结构,但其也可以是将端子形成于底面侧而将其分别也从表面侧引出的结构。
再有,上述实施方式中,是对将功能部3形成于半导体晶圆11的各处所后从半导体晶圆11切出硅基板2的例子予以了说明,但不局限于此,也可以在经过图10所示全部制造工序后,从半导体晶圆11切出硅基板2。
另外,上述各实施方式,只要其目的及结构没有特别的矛盾或问题,可以沿用相互的技术。
权利要求
1.一种电子部件,其特征在于,包括功能部,形成在基板的表面或者底面的至少一面上并实现预定功能;多个端子,形成于所述基板的表面或者底面上并与所述功能部连接;多个外部电极,形成于所述基板的表面和底面上;和再配置布线,形成于所述基板的表面和底面上并将形成于所述基板的表面或者底面上的所述端子与所述外部电极连接。
2.根据权利要求1所述的电子部件,其特征在于,所述多个外部电极,其间隔比所述多个端子的间隔大。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件,其特征在于,在所述基板的表面及底面上形成应力缓冲层,在该应力缓冲层上形成所述外部电极和所述再配置布线。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电子部件,其特征在于,所述多个外部电极呈面对称地配置在所述基板的表面和底面之间,在所述表面和所述底面上分别设置多个与同一所述端子连接的所述外部电极,在所述表面和所述底面上分别呈线对称地配置与同一所述端子连接的所述外部电极。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的电子部件,其特征在于,所述多个外部电极呈面对称地配置在所述基板的表面和底面之间,在所述表面和所述底面上分别设置多个与同一所述端子连接的所述外部电极,在所述表面和所述底面上分别呈点对称地配置与同一所述端子连接的所述外部电极。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的电子部件,其特征在于,所述端子通过贯穿所述基板的贯穿孔或者插柱,形成于所述基板的表面或者底面上。
7.根据权利要求6所述的电子部件,其特征在于,所述贯穿孔或者所述插柱形成于所述端子的正下方。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的电子部件,其特征在于,对连接同一所述端子的外部电极施行同一表面处理。
9.根据权利要求8所述的电子部件,其特征在于,用金或者焊料对所述外部电极的表面进行表面处理。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的电子部件,其特征在于,所述基板为正方形形状。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的电子部件,其特征在于,其在宽和深方向比厚度大。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的电子部件,其特征在于,所述基板为半导体基板,所述功能部包括形成于所述半导体基板上的有源元件。
13.根据权利要求1~11中任一项所述的电子部件,其特征在于,所述功能部包括安装于所述基板上的半导体装置。
14.一种电子部件,其特征在于,将权利要求1~13中任一项所述的电子部件任意地组合,并且通过所述外部电极多级层叠而成。
15.一种电子部件,其特征在于,将权利要求1~14中任一项所述的电子部件与其他部件通过所述外部电极多级层叠而成。
16.一种电子部件的制造方法,其特征在于,具有功能部形成工序,在基板的表面或者底面的至少一面上、形成实现预定功能的功能部;端子引出工序,将连接所述功能部的多个端子贯穿所述基板以将各端子分别引出所述基板的表面和底面上;和外部电极形成工序,在所述基板的表面和底面上形成多个外部电极并将所述外部电极连接于对应的所述端子。
17.根据权利要求16所述的电子部件的制造方法,其特征在于,在所述基板的表面及底面上形成应力缓冲层后,在所述应力缓冲层上进行所述外部电极形成工序。
18.根据权利要求16或17所述的电子部件的制造方法,其特征在于,在所述外部电极形成工序中,将所述多个外部电极呈面对称地配置在所述基板的表面和底面之间,将连接于同一所述端子的所述外部电极呈线对称地配置在所述基板的表面和底面上。
19.根据权利要求16或17所述的电子部件的制造方法,其特征在于,在所述外部电极形成工序中,将所述多个外部电极呈面对称地配置在所述基板的表面和底面之间,将连接于同一所述端子的所述外部电极呈点对称地配置在所述基板的表面和底面上。
20.一种电子器械,其特征在于,安装有权利要求1~15中任一项所述的电子部件。
全文摘要
提供一种电子部件,其包括基板、功能部、多个端子、外部电极、再配置布线的电子部件,其中功能部形成在基板的表面或者底面的至少一面上并实现预定功能,端子形成于基板的表面或者底面上并与功能部连接,外部电极形成于基板的表面和底面上,再配置布线形成于基板的表面和底面上并将形成于基板的表面或者底面上的端子与外部电极连接。
文档编号H01L23/12GK1638078SQ200510004039
公开日2005年7月13日 申请日期2005年1月10日 优先权日2004年1月9日
发明者桥元伸晃 申请人:精工爱普生株式会社
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