专利名称：层叠型半导体器件以及安装体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种层叠多个半导体器件而得到的层叠型半导体器件以及安 装了层叠型半导体器件的安装体。
背景技术：
伴随着手机以及数码相机等各种电子装置的小型化、高功能化的要求，提 出 一种层叠多个电子元器件特别是半导体器件、再将它们形成一体化并且多层 化后的层叠型半导体器件。
过去的层叠型半导体器件是在形成BGA(球栅阵列)后的最下层半导体器件 的布线基板上，通过焊锡球等层间构件将上层半导体器件层叠多层后得到的。 下层半导体器件的所安装的半导体芯片通过凸点进行倒装芯片式接合，上层半 导体器件在形成规定的布线电路后的布线基板上安装半导体芯片，并且在进行 细线接合的情况下进行树脂铸模成型。
下面，釆用图3A、图3B以及图4来说明过去的层叠型半导体器件的结构以 及层叠型半导体器件的安装状态。
图3A是表示过去的层叠型半导体器件的结构的剖面图，图3B是表示过去的 层叠型半导体器件的结构的成为安装面的背面图。图4是表示在安装基板上安 装层叠型半导体器件后的状态图。
如图3A、图3B所示，第2半导体器件2在第2半导体基板lb的表面上安装第2 半导体芯片3b，利用细线接合来电连接第2半导体芯片3b与第2半导体基板lb， 并利用封装树脂4对第2半导体芯片3b进行树脂封装。而且，在第2半导体基板 lb的背面具有通过细线接合以及第2半导体基板lb的内部布线而与第2半导体 芯片3b电连接的焊锡球2b。第l半导体器件l在第l布线基板la的表面上安装第l 半导体芯片3a，并且在第l布线基板la的背面设置成为外部端子的焊锡球2a。于 是，通过在第l半导体基板表面上连接焊锡球2b，以在第l半导体器件上层叠第 2半导体器件，从而构成层叠型半导体器件。焊锡球2a通过第l布线基板la的内部布线与第l半导体芯片3a或者焊锡球2b电连接。在这样的层叠型半导体器件 中，当层叠半导体器件时，存在着由于因回流而导致各结构材料的线膨胀系数 之差、而在层叠型半导体器件上产生弯曲的情况。
发明内容
近些年，开发出研磨半导体芯片使其变薄的技术、以及在布线基板上以高 合格率安装该薄的半导体芯片以作为半导体器件的技术，也能够层叠多层薄的 半导体器件以作为层叠型半导体器件。这时，半导体芯片、安装半导体芯片的 半导体器件、层叠半导体器件的布线基板的弯曲就成为问题。虽然层叠型半导 体器件是通过焊锡球安装在安装基板上，但是为了降低层叠型半导体器件的安 装高度，必须减薄层叠的半导体器件，或者减小焊锡球的直径。
然而，当由于层叠型半导体器件的弯曲等而使从安装基板面到层叠型半导 体器件的高度存在着误差时，如图4所示，如果减小焊锡球2a的直径，则由于不 能确保足够的焊锡量，所以在由于弯曲而使从安装基板5的表面到层叠型半导 体器件的高度变高的部位上接合时的焊锡变细，当焊锡球2a的与安装基板的接 合强度不够时，也会出现焊锡球2a自己断开的情况。因此，安装时必须考虑到 层叠型半导体器件的弯曲，存在明显取决于使用元器件的用户一侧的安装技术 的倾向。
另一方面，层叠型半导体器件存在着一个问题是即使作为层叠型半导体
器件单体是电特性良好的单体，但由于安装时的连接不良，而也会使安装体变 为不合格产品。
本发明的目的在于，即使在层叠型半导体器件上具有弯曲，也能够减少安 装体上成为不合格的情况。
为了达到上述目的，本发明的层叠型半导体器件，其特征在于，层叠多个 半导体器件而构成，在成为最下层的上述半导体器件的布线基板的与半导体芯 片安装面相对的背面，格子状地设置多个成为外部端子的焊锡球，形成在格子
状的角落部分上的4个上述焊锡球之中至少1个上述焊锡球是具有与上述层叠 型半导体器件的工作独立的功能的端子。
另外，其特征在于，具有与上述层叠型半导体器件的工作独立的功能的端 子是成为上述最下层的半导体器件的单体检查专用端子。
而且，其特征在于，本发明的安装体是通过上述焊锡球将上述层叠型半导体器件安装在安装基板上而构成。
另外，本发明的层叠型半导体器件，其特征在于，将第2半导体器件层叠 在第l半导体器件上而构成，上述第2半导体器件具有第2布线基板、安装在
上述第2布线基板的主面上的第2半导体芯片、以及设置在上述第2布线基板的 与主面相对的背面上且与上述第2半导体芯片电连接的多个第2焊锡球，上述第
l半导体器件具有通过上述第2焊锡球与上述第2半导体器件电连接的第1布线
基板、安装在上述第1布线基板的与上述第2半导体器件的连接面的主面上的第 l半导体芯片、以及格子状地设置在上述第l布线基板的与主面相对的背面上的 成为外部端子的多个第l焊锡球，形成在格子状的角落部分上的4个上述第1焊 锡球之中的至少l个上述第l焊锡球是具有与上述层叠型半导体器件的工作独 立的功能的端子。
另外，其特征在于，具有与上述层叠型半导体器件的工作独立的功能的端 子是上述第l半导体器件的单体检査专用端子。
而且，其特征在于，本发明的安装体是通过上述第l焊锡球将上述层叠型 、I《导体器件安装在安装基板上而构成。
图1A是表示第1半导体器件以及第2半导体器件单体中的结构的剖面图。
图1B是表示第1实施例中的层叠型半导体器件的结构的剖面图。
图1C是第1半导体器件的背面图。
图2是表示第2实施例中的安装体的结构图。
图3A是表示过去的层叠型半导体器件的结构的剖面图。
图3B是表示过去的层叠型半导体器件的结构的成为安装面的背面图。
图4是表示将层叠型半导体器件安装在安装基板上以后的状态图。
具体实施例方式
(第l实施例)
参照图l来说明与本发明的第l实施例相关的层叠型半导体器件。 图1A是表示第1半导体器件以及第2半导体器件单体中的结构的剖面图，图 1B是表示第1实施例中的层叠型半导体器件的结构的剖面图，是表示在第l半导 体器件上层叠第2半导体器件以后的层叠型半导体器件的结构的剖面图。图1C是第l半导体器件的背面图，是表示成为层叠型半导体器件的外部端子的焊锡 球的配置图。
图1A、图1B、图1C所示的本实施例的层叠型半导体器件是在第1半导体器 件1上层叠第2半导体器件2。成为下层的第l半导体器件l在第l布线基板la的主 面上设置底层树脂，以对第l半导体芯片3a进行倒装芯片安装，在第l布线基板 la的与主面相对的背面上格子状地配置成为外部电极的焊锡球2b。成为上层的 第2半导体器件2的结构是，第2布线基板lb与第2半导体芯片3b利用将第2布线 基板lb的主面朝上安装的细线接合方式、或者利用将第2布线基板lb的主面朝 下而通过层间构件进行连接的倒装芯片接合方式形成电连接，并且主要利用封 装树脂4来保护第2半导体芯片3b形成的主面。由第l半导体芯片3a组成的第l半 导体器件l与由第2半导体芯片3b组成的第2半导体器件2是预先用各自的工序 所制造出的，在安装到产品的基板上之前，利用焊锡球2b将双方的半导体器件 电极之间减小电连接，从而形成层叠型半导体器件。
在第l布线基板la的与主面对向的背面上，格子状地配置起到作为外部电 极功能的焊锡球2a，然后当产生弯曲时，将形成在影响最大的角落部分上的4 个焊锡球中的至少l个作为在安装层叠型半导体器件的安装体的状态下不会对 工作起作用的功能上独立的端子，设为焊锡球2c。例如，能够将焊锡球2c设定 为仅在层叠第l半导体器件l之前、以单体进行检查时所使用的检测专用端子。
在这样的结构中，由于在层叠第1半导体器件1与第2半导体器件2时所产生 的构件之间的线膨胀之差，而在层叠型半导体器件上发生弯曲，在安装时焊锡 球2c与其它的焊锡球2a相比，与安装基板之间的距离变大。因此，虽然因焊锡 球2c在安装中会产生连接不良等的不良情况，但是在安装之后，由于焊锡球2c 是不会对工作起作用的端子，所以例如即使在层叠型半导体器件上发生弯曲并 且对焊锡球2c产生不良情况，但在安装体上也能够减少不良情况的发生。
(第2实施例)
参照图2来说明采用与本发明第2实施例相关的层叠型半导体器件的安装体。
图2是表示第2实施例中的安装体的结构图，是表示在安装基板上安装本发 明的层叠型半导体器件后的结构的主要部分的剖面图。
安装在图2所示的本实施例的安装体上的层叠型半导体器件是在第1半导 体器件1上层叠第2半导体器件2而形成的。成为下层的第l半导体器件l在第l布线基板la的主面上设置底层树脂，而对第l半导体芯片3a进行倒装芯片安装，在 第l的布线基板la的与主面相对的背面上格子状地配置成为外部电极的焊锡球 2b。成为上层的第2半导体器件2的结构是，第2布线基板lb与第2半导体芯片3b 利用将第2布线基板lb的主面朝上安装的细线接合方式、或者利用将第2布线基 板lb的主面朝下而通过层间构件进行连接的倒装芯片接合方式形成电连接，并 且主要利用封装树脂4来保护第2半导体芯片3b形成的主面。由第l半导体芯片 3a组成的第l半导体器件l与由第2半导体芯片3b组成的第2半导体器件2是预先 用各自的工序所制造出的，在安装到产品的基板上之前，利用焊锡球2b将双方 的半导体器件电极之间进行电连接，从而形成层叠型半导体器件。
在第l布线基板la的与主面对向的背面上，格子状地配置起到作为外部电 极功能的焊锡球2a，然后当产生弯曲时，将形成在影响最大的角落部分上的4 个焊锡球中的至少l个作为在安装层叠型半导体器件的安装体状态下不会对工 作起作用的功能上独立的端子，设为焊锡球2c。例如，能够将焊锡球2c设定为 仅在层叠第l半导体器件l之前、以单体进行检査时所使用的检测专用端子。
在这样的结构中，由于在层叠第1半导体器件1与第2半导体器件2时所产生 的构件之间的线膨胀之差，而在层叠型半导体器件上发生弯曲。当将该层叠型 半导体器件安装在安装基板5上以形成安装体时，焊锡球2c与其它的焊锡球2a 相比，与安装基板5之间的距离变大。因此，虽然因焊锡球2c在安装中会产生连 接不良等的不良情况，但是在安装之后，由于焊锡球2c是不会对工作起作用的 端子，所以例如即使在层叠型半导体器件上发生弯曲并且对焊锡球2c产生不良 情况，但在安装体上也能够减少不良情况的发生。
而且，虽然在该状态下对安装基板5进行回流安装，但是焊锡球2c因为从 安装时的熔融高温过程到凝固冷却过程中所产生的线膨胀之差而引起的第l布 线基板la的弯曲，从而层叠型半导体器件与安装基板5接合时的内部应力在焊锡 球2c处变得最强，会发生焊锡球2c不与安装基板5连接、或者与其它焊锡球相比 连接强度变低的情况。因此，例如即使焊锡球2c与安装基板5连接，但也可能连 接部分的截面积变小，很容易断裂。在焊锡球2c不与安装基板5连接的状态下， 因为对焊锡球所加的应力之中是最大的焊锡球2c所加的应力被释放，而应力分 散到焊锡球2c以外的焊锡球2a上，所以比起前者整个焊锡球的连接较强。
另外，在上述各实施例中，虽然是以层叠2个半导体器件的情况为例来说 明的，但是即使在层叠多层的情况下，在对安装基板的安装中所采用的格子状配置的焊锡球之中，通过将受到弯曲影响最大的四角的焊锡球设定为不起到作 为安装体的功能的端子，从而在安装时，即使由于层叠型半导体器件的弯曲而 对这些端子产生连接不良，但因为这些端子对于安装体中的工作不起作用，所 以即使在层叠型半导体器件上具有弯曲，也能够降低安装体上不良情况的发
权利要求
1.一种层叠型半导体器件，其特征在于，层叠多个半导体器件而构成，在成为最下层的所述半导体器件的布线基板的与半导体芯片安装面相对的背面上，格子状地设置多个成为外部端子的焊锡球，形成在格子状的角落部分上的4个所述焊锡球之中的至少1个所述焊锡球是具有与所述层叠半导体器件的工作独立的功能的端子。
2. 如权利要求l中所述的层叠型半导体器件，其特征在于， 具有与所述层叠型半导体器件的工作独立的功能的端子是成为所述最下层的半导体器件的单体检查专用端子。
3. —种层叠型半导体器件，其特征在于， 在第1半导体器件上层叠第2半导体器件而构成， 所述第2半导体器件具有第2布线基板；安装在所述第2布线基板的主面上的第2半导体芯片；以及设置在所述第2布线基板的与主面相对的背面上且与所述第2半导体芯片电连 接的多个第2焊锡球，所述第l半导体器件具有通过所述第2焊锡球与所述第2半导体器件电连接的第1布线基板；安装在所述第1布线基板的与所述第2布线基板装置的连接面的主面上的第1半导体芯片；以及格子状地设置在所述第l布线基板的与主面相对的背面上且成为外部端子的 多个第l焊锡球，形成在格子状的角落部分上的4个所述第1焊锡球之中的至少1个所述第1焊锡球是具有与所述层叠型半导体器件的工作独立的功能的端子。
4. 如权利要求3中所述的层叠型半导体器件，其特征在于，具有与所述层叠型半导体器件的工作独立的功能的端子是所述第l半导体器 件的单体检查专用端子。
5. —种安装体，其特征在于，通过所述焊锡球将权利要求l中所述的层叠型半导体器件安装在安装基板上 而构成。
6. —种安装体，其特征在于，通过所述焊锡球将权利要求2中所述的层叠型半导体器件安装在安装基板上 而构成。
7. —种安装体，其特征在于，通过所述第1焊锡球将权利要求3中所述的层叠型半导体器件安装在安装基板 上而构成。
8. —种安装体，其特征在于，通过所述第1焊锡球将权利要求4中所述的层叠型半导体器件安装在安装基板 上而构成。
全文摘要
在层叠型半导体器件中，在向安装基板(5)进行安装中所采用的格子状配置的焊锡球(2a)之中，通过将受到弯曲影响最大的四角的焊锡球(2c)设定为层叠型半导体器件单体的检查专用端子，则在安装时，即使由于层叠型半导体器件的弯曲而对这些端子产生连接不良，但因为这些端子对安装体中的工作不起作用，所以即使在层叠型半导体器件中具有弯曲，也能够降低安装体上不良情况的发生。
文档编号H01L23/488GK101295708SQ20081000976
公开日2008年10月29日 申请日期2008年2月4日 优先权日2007年4月27日
发明者佐藤元昭 申请人:松下电器产业株式会社