阅读说明：本技术 半导体装置及其制造方法 (Semiconductor device and method for manufacturing the same ) 是由 清水晓人 新德恭久 井守义久 岸博明 细川淳 今田知彦 岛村伸也 于 2018-11-29 设计创作，主要内容包括：实施方式涉及半导体装置及其制造方法。实施方式的半导体装置具备半导体芯片、配置在上述半导体芯片的周围的多个连接端子、包括将上述半导体芯片与上述多个连接端子电连接的多个布线在内的基座部件、以及填充在配置于上述基座部件上的上述半导体芯片与上述多个连接端子之间的树脂部件。上述树脂部件具有第1面、第2面和侧面,上述第1面与上述半导体芯片的和上述基座部件接触的面相连,上述第2面位于上述第1面的相反侧,上述侧面与上述第1面及上述第2面相连。上述多个连接端子位于上述树脂部件中,包含在上述第1面或上述第2面露出的第1接触面、和与上述第1接触面相连且在上述侧面露出的第2接触面。(Embodiments relate to a semiconductor device and a method of manufacturing the same. The semiconductor device of the embodiment includes a semiconductor chip, a plurality of connection terminals arranged around the semiconductor chip, a base member including a plurality of wires electrically connecting the semiconductor chip and the plurality of connection terminals, and a resin member filled between the semiconductor chip arranged on the base member and the plurality of connection terminals. The resin member has a 1 st surface, a 2 nd surface, and side surfaces, the 1 st surface being continuous with a surface of the semiconductor chip which is in contact with the base member, the 2 nd surface being located on an opposite side of the 1 st surface, and the side surfaces being continuous with the 1 st surface and the 2 nd surface. The plurality of connection terminals are located on the resin member and include a 1 st contact surface exposed on the 1 st surface or the 2 nd surface and a 2 nd contact surface continuous with the 1 st contact surface and exposed on the side surface.)

半导体装置及其制造方法

本申请主张以日本专利申请第2018－169857号(申请日：2018年9月11日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包括基础申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及半导体装置及其制造方法。

背景技术

希望将在IoT(Internet of Things，物联网)及移动设备等中使用的半导体装置小型化至与半导体芯片同等的尺寸。这些半导体装置例如以BGA(Ball grid array，球栅阵列封装)、LGA(Land grid array，平面网格阵列封装)等形态安装在电路基板上，在安装后难以对其连接状态进行检查。

发明内容

实施方式提供使安装后的检查容易的半导体装置及其制造方法。

实施方式的半导体装置，具备：半导体芯片；多个连接端子，配置在上述半导体芯片的周围；基座部件，包含将上述半导体芯片与上述多个连接端子电连接的多个布线；以及树脂部件，填充于在上述基座部件上配置的上述半导体芯片与上述多个连接端子之间。上述树脂部件具有与上述半导体芯片的和上述基座部件接触的面相连的第1面、位于上述第1面的相反侧的第2面、以及与上述第1面及上述第2面相连的侧面。上述多个连接端子位于上述树脂部件中，包含在上述第1面或上述第2面露出的第1接触面、和与上述第1接触面相连并在上述侧面露出的第2接触面。

附图说明

图1A及图1B是表示第1实施方式的半导体装置的示意图。

图2A及图2B是表示第1实施方式的半导体装置的安装方法的示意剖面图。

图3A～图8B是表示第1实施方式的半导体装置的制造过程的示意图。

图9A～图9C是表示第1实施方式的变形例的半导体装置的示意剖面图。

图10A及图10B是表示第1实施方式的变形例的半导体装置的制造过程的示意剖面图。

图11A～图11C是表示第2实施方式的半导体装置的示意剖面图。

图12A～图13C是表示第2实施方式的半导体装置的制造过程的示意剖面图。

图14A～图15B是表示第2实施方式的半导体装置的别的制造过程的示意剖面图。

图16是表示实施方式的变形例的半导体装置的示意剖面图。

图17是表示实施方式的变形例的半导体装置的安装方法的示意剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行说明。对于附图中的同一部分，赋予同一符号而适当省略其详细说明，对不同的部分进行说明。另外，附图是示意性或概念性的，各部分的厚度和宽度的关系、部分间的大小的比率等不一定与实际情况相同。此外，即使在表示相同部分的情况下，也有用附图将彼此的尺寸、比率不同地表示的情况。

进而，用各图中所示的X轴、Y轴以及Z轴来说明各部分的配置及结构。X轴、Y轴、Z轴相互正交，分别表示X方向、Y方向、Z方向。此外，有时将Z方向设为上方、将其相反方向设为下方来说明。

(第1实施方式)

图1A及图1B是表示第1实施方式的半导体装置1的示意图。图1A是表示沿着图1B中所示的A－A线的剖面的示意剖面图。图1B是表示半导体装置1的下表面的示意图。

半导体装置1具有所谓QFN(Quad Flatpack No-leaded，四方扁平无引线封装)的形态。半导体装置1具备半导体芯片10、多个连接端子20、基座部件30和树脂部件40。

如图1A所示，半导体芯片10及连接端子20例如配置在基座(base)部件30的下表面上。半导体芯片10使包含未图示的晶体管等的表面10a朝向基座部件30配置。

基座部件30例如设为片状，包含布线33和绝缘体35。布线33将半导体芯片10与连接端子20电连接。布线33例如能够形成为，与金属引线相比具有低电阻及高热传导率。

如图1B所示，连接端子20配置在半导体芯片10的周围。树脂部件40设置为，例如将半导体芯片10与连接端子20之间的空间填充。连接端子20配置为，沿着树脂部件40的外边缘，将半导体芯片10包围。树脂部件40包含将连接端子20间的空间填充的部分。

树脂部件40具有第1面40a、第2面40b和侧面40c。第1面40a连接于半导体芯片10的和基座部件30接触的表面10a，第2面40b位于第1面40a的相反侧。侧面40c在树脂部件40的外边缘处，连接于第1面40a及第2面40b。

连接端子20的Z方向的厚度例如比基座部件30的Z方向的厚度厚。此外，连接端子20的Z方向的厚度例如与半导体芯片10的Z方向的厚度大致相同。连接端子20位于树脂部件40的内部，具有在树脂部件40的表面露出的第1接触面20a以及第2接触面20b。该例中，第1接触面20a在树脂部件40的第2面40b露出，第2接触面20b在侧面40c露出。此外，第2接触面20b设置为，与第1接触面20a相连。

此外，连接端子20例如分别包含位于树脂部件40中的芯材23、和金属层25。金属层25设在芯材23上，包含与芯材23不同的材料。该情况下，第1接触面20a以及第2接触面20b是金属层25的表面。

与芯材23相比，金属层25利用对于连接部件例如焊料而言浸润性高的材料形成。芯材23例如是铜(Cu)或铜合金，金属层25例如包含镍(Ni)、钴(Co)等。另外，在芯材23的材料对于连接部件而言具有高浸润性的情况下，金属层25能够省略。

图2A是表示第1实施方式的半导体装置1的安装方法的示意剖面图。另外，图2B是表示比较例的半导体装置2的安装方法的示意剖面图。

如图2A所示，半导体装置1经由连接部件205而被安装在安装基板210上。半导体装置1配置为，半导体芯片10的背面10b朝向安装基板。

连接部件205将半导体装置1的连接端子20与安装基板210的连接焊盘203连接。连接部件205例如是焊料。连接端子20例如包含对焊料而言具有高浸润性的金属层25。由此，连接部件205沿着连接端子20的第2接触面20b上攀，形成所谓的圆角(fillet)205f。

例如能够通过目视安装后的半导体装置1的侧面，而确认圆角205f的有无。如果连接端子20与连接部件205之间的焊料连接不良，则不形成圆角205f。因而，在半导体装置1的安装后，通过检查接触面20b处的圆角205f的有无，能够判断焊料连接是否良好。

在图2B所示的例子中，半导体装置2例如经由焊球215安装于安装基板220。焊球215将半导体装置2的键合焊盘39与安装基板220的连接焊盘213连接。

在这样的安装形态(BGA)下，焊球215位于半导体装置2与安装基板220之间。因此，无法通过目视来确认焊球215的连接状态，例如使用透射型X射线装置进行检查。这样的检查其成本高，与目视相比需要较长的检查时间。此外，在键合焊盘39微细化的情况下，检查精度也下降。

相对于此，在半导体装置1中，例如，能够通过摄像器件直接取得连接端子20的图像，能够通过将其解析而检测圆角205f的有无。这样的检查其成本低，能够以短时间实施。此外，其精度也高。因而，在半导体装置1中，安装后的检查变得容易。

接着，参照图3A～图8B，说明第1实施方式的半导体装置1的制造方法。图3A～图8B是依次表示半导体装置1的制造过程的示意图。

图3A及图3B是表示在支承部件110上配置的引线架120的示意图。图3A是表示沿着图3B中所示的B－B线的剖面的示意图。

如图3A所示，在支承部件110上，隔着粘接层103而配置模制框105及引线架120。支承部件110例如是板状的玻璃载件。引线架120使用电阻小、热传导率高的材料，例如，铜(Cu)或铜合金。

如图3B所示，引线架120配置在模制框105的内部。引线架120包括框部123和端子125。框部123将多个空间120s包围而设置，端子125从框部123向被框部123包围的空间120s延伸而设置。

图4A及图4B是表示在支承部件110上配置的半导体芯片10的示意图。图4A是表示沿着图4B中所示的C－C线的剖面的示意图。

如图4A及图4B所示，隔着粘接层103将半导体芯片10配置在支承部件110之上。半导体芯片10分别配置在被引线架120的框部123包围的空间120s。半导体芯片10例如使包含晶体管等的表面10a朝向粘接层103而配置。此外，半导体芯片10配置在从端子125离开的位置。

图5A～图5C是与图4所示的剖面对应的剖面图。此外，图5A～图5C中所示的X方向、Y方向以及Z方向与图1中所示的方向分别对应。

如图5A所示，向模制框105的内部填充树脂部件40。树脂部件40例如是热固化型的环氧树脂。例如利用真空成型而形成树脂部件40。

如图5B所示，在将模制框105除去之后，向树脂部件40的第2面40b粘贴支承部件130。接着，将支承部件110及粘接层103剥离，使树脂部件40的第1面40a露出。支承部件130例如是具有晶片形状的陶瓷板。

如图5C所示，在树脂部件40的第1面40a，半导体芯片10的表面10a以及引线架120的表面露出。

图6A～图6C是与图5C所示的剖面的一部分对应的局部剖面图。图6A～图6C表示将半导体芯片10与引线架120电连接的布线33的形成过程。

如图6A所示，在树脂部件40的第1面40a上形成绝缘膜135。绝缘膜135例如是聚酰亚胺膜。绝缘膜135将半导体芯片10的表面10a以及引线架120的表面覆盖。

接着，在绝缘膜135中形成接触孔CH。接触孔CH分别从绝缘膜135的上表面连通到半导体芯片10及引线架120地形成。

如图6B所示，将布线33形成在绝缘膜135上。布线33例如利用镀覆法而选择性地形成，将半导体芯片10与引线架120电连接。例如通过在镍(Ni)等籽晶层上镀覆金属层而形成布线33。布线33例如包含铜(Cu)或铝(Al)等。

如图6C所示，将布线33覆盖而形成绝缘膜137。绝缘膜137例如是聚酰亚胺膜。绝缘膜135及绝缘膜137例如用相同材料形成，成为一体化的绝缘体35。

图7A～图7D是依次表示接续于图6C的制造过程的示意剖面图。

如图7A所示，将支承部件130剥离，使树脂部件40的第2面40b露出。

接着，如图7B所示，研磨树脂部件40的第2面40b侧，使其薄层化。由此，使半导体芯片10的背面10b以及引线架120的表面露出。

如图7C所示，形成将引线架120的一部分除去后的切割线DL1(半切割)。切割线DL1沿着框部123(参照图3B)形成。切割线DL1例如利用比框部123的X方向上的宽度厚、比从框部123向X方向及－X方向延伸的端子125的前端之间的距离(参照图3B)薄的刀片形成。

如图7D所示，将金属层25形成于在树脂部件40的第2面40b露出的引线架120的表面上。金属层25还覆盖切割线DL1的内表面。

金属层25例如采用镀覆法形成。金属层25采用与引线架120的材料相比对于焊料而言浸润性高的材料、例如锡(Sn)、镍(Ni)、钯(Pd)、金(Au)等形成。

图8A及图8B是表示接续于图7D的制造过程的示意剖面图。如图8A及图8B所示，形成将引线架120及绝缘体35切断的切割线DL2。

如图8A所示，使树脂部件40的第2面40b朝上而将包含半导体芯片10、基座部件30(参照图1A)以及树脂部件40的构造体配置在切割片140上。

接着，将引线架120及绝缘体35切断，将构造体单片化为半导体装置1。例如采用比框部123的X方向上的宽度厚、比图7C所示的半切割中使用的刀片薄的刀片而切断(全切割)引线架120及绝缘体35。

如图8B所示，切割线DL2沿着引线架120的框部123(参照图3B)形成。由此，框部123被除去，端子125作为连接端子20的芯材23(参照图1A)而留在树脂部件40的内部。

图9A～图9C是表示第1实施方式的变形例的半导体装置3～5的示意剖面图。图9A～图9C是表示与图1A对应的剖面的示意图。

图9A所示的半导体装置3具有在半导体芯片10的背面10b上设置的金属层15。金属层15在例如图7D所示的工序中，与金属层25一起形成。金属层15包含例如对于焊料而言浸润性高的材料。

半导体装置3以使半导体芯片10的背面10b与例如安装基板的安装焊盘(GND平面)连接的方式被安装。由此，能够提高由半导体芯片10产生的热的发散。

图9B所示的半导体装置4，在连接端子20的第1接触面20a与第2接触面20b交叉的部分不具有缺口部20c。因此，在半导体装置4中，能够简化其制造过程(参照图10A及图10B)。

在图9C所示的半导体装置5中，基座部件30形成为，包含布线33、绝缘体35以及金属层37。金属层37设在绝缘体35上。绝缘体35的与金属层37接触的面位于半导体芯片10的与表面10a接触的面的相反侧。

金属层37例如将绝缘体35的表面整体覆盖而设置，屏蔽从半导体装置5的上方照射的光及电磁波。由此，能够防止半导体芯片10的误动作。

图10A及图10B是表示第1实施方式的变形例的半导体装置4的制造过程的示意剖面图。图10A及图10B表示接续于图7B所示的工序的制造过程。包含半导体芯片10、引线架120以及基座部件30的构造体例如被配置在切割片150之上。

如图10A所示，形成将在树脂部件40的第2面40b露出的引线架120以及绝缘体35断开的切割线DL1。切割线DL1沿着引线架120的框部123(参照图3B)形成。

例如采用比框部123的X方向上的宽度厚、比从框部123向X方向及－X方向延伸的端子125的前端之间的距离(参照图3B)薄的刀片而形成切割线DL1。由此，使成为连接端子20的芯材23的端子125留在树脂部件40的内部而使引线架120被全切割。

如图10B所示，将金属层25形成于在树脂部件40的表面露出的芯材23之上。金属层25例如采用镀覆法形成。金属层25包含与引线架120的材料相比对于焊料而言浸润性高的材料。

这样，半导体装置4能够通过1次的切割形成。因此，制造过程被简化，能够降低制造成本。

(第2实施方式)

图11A～图11C是表示第2实施方式的半导体装置6～8的示意剖面图。图11A～图11C是表示与图1A对应的剖面的示意图。例如，半导体装置6～8配置为，基座部件30以面向安装基板的方式被键合，半导体芯片10的背面10b朝向上方。

在图11A所示的半导体装置6中，连接端子20具有第1接触面20d和第2接触面20e。第1接触面20d在树脂部件40的第1面40a露出。第2接触面20e在树脂部件40的侧面40c(参照图1B)露出。第2接触面20e设置为，与第1接触面20d相连。连接端子20在第1接触面20d与第2接触面20e交叉的部分具有缺口部20c。

图11B所示的半导体装置7，在连接端子20的第1接触面20d与第2接触面20e交叉的部分不具有缺口部20c。因此，与半导体装置6相比，半导体装置7能够通过更简化的制造过程来制作。

在图11C所示的半导体装置8中，树脂部件40设置为将半导体芯片10的背面10b覆盖。此外，树脂部件40设置为，将连接端子20中的位于第1接触面20d的相反侧的表面覆盖。由此，能够将半导体芯片10封固到树脂封装内。此外，如果对树脂部件40采用具有遮光性的材料，则将从背面10b侧向半导体芯片10入射的光遮挡，能够防止其误动作。

接着，参照图12及图13，说明第2实施方式的半导体装置6的制造方法。图12A～图13C是依次表示接续于图6C所示的工序的制造过程的示意剖面图。

如图12A所示，将绝缘体35选择性地除去，形成切割空间DS。切割空间DS沿着引线架120的框部123(参照图3B)形成。在切割空间DS的底面，露出框部123。

如图12B所示，形成将引线架120的一部分除去了的切割线DL1(半切割)。切割线DL1沿着框部123形成。例如采用比框部123的X方向上的宽度厚、比从框部123向X方向及－X方向延伸的端子125的前端之间的距离(参照图3B)薄的刀片而形成切割线DL1。

如图12C所示，将金属层25形成于在切割空间DS中露出的引线架120的表面上。金属层25还覆盖切割线DL1的内表面。

如图13A所示，将包含半导体芯片10、引线架120以及基座部件30的构造体配置在例如切割片160之上。然后，将支承部件130剥离，使树脂部件40的第2面40b露出。

如图13B所示，研磨树脂部件40的第2面40b侧，进行薄层化以使半导体芯片10的背面10b及引线架120的表面露出。

如图13C所示，以将引线架120切断的方式形成切割线DL2。例如采用比框部123的X方向上的宽度厚、比图12B所示的半切割中使用的刀片薄的刀片而形成切割线DL2。由此，将作为芯材23的端子125留在树脂部件40的内部而断开引线架120。

另外，在图13B所示的树脂部件40的薄层化工序中，能够通过在半导体芯片10的背面10b上留下树脂部件40的一部分来形成半导体装置8。

图14A～图15B是表示第2实施方式的半导体装置7的制造过程的示意剖面图。图14A～图15B是依次表示接续于图12A所示的工序的制造过程的示意剖面图。

如图14A所示，将切割线DL1形成在切割空间DS中，将引线架120全切割。例如采用比框部123的X方向上的宽度厚、比从框部123向X方向及－X方向延伸的端子125的前端之间的距离薄的刀片而形成切割线DL1。由此，能够在树脂部件40中留下端子125而将框部123除去。留在树脂部件40中的端子125成为连接端子20的芯材23。

如图14B所示，将金属层25形成于在切割空间DS中露出的芯材23的表面上。金属层25还形成于在切割线DL1内露出的芯材23的表面上。

如图15A所示，将包含半导体芯片10、引线架120以及基座部件30的构造体配置在切割片160之上。然后，将支承部件130剥离，使树脂部件40的第2面40b露出。

如图15B所示，研磨树脂部件40的第2面40b侧，实现薄层化。由此，包含半导体芯片10、引线架120以及基座部件30的构造体被单片化为多个半导体装置7。

这样，半导体装置7能够通过1次的切割来形成，从而能够简化其制造过程。

图16是表示实施方式的变形例的半导体装置9的示意剖面图。图16是表示与图1A对应的剖面的示意图。

在半导体装置9中，在基座部件30的下表面上配置多个半导体芯片10。连接端子20沿着树脂部件40的外边缘将多个半导体芯片10包围而配置。此外，半导体装置1、3～8也同样，可以包含2个以上的半导体芯片。

此外，图17是表示实施方式的变形例的半导体装置的安装方法的示意剖面图。图17所示的例子中，2个半导体装置6层叠在安装基板170之上。这样的安装也可以代替半导体装置6而使用半导体装置1、3～8中的任一个来实施。此外，也可以是它们的组合。

设置在安装基板170的上表面的键合焊盘173和半导体装置6例如通过焊料175而连接。焊料175将层叠的半导体装置6的2个连接端子20与键合焊盘173连接。此时，焊料175攀上连接端子20的第2接触面20e(参照图6A)，形成圆角175f。通过该圆角175f，能够容易地实施安装后的检查。

此外，也可以将位于下段的半导体装置6的基座部件30经由连接部件179而与安装焊盘177连接。在基座部件30与连接部件179之间，例如，配置未图示的金属层37(参照图9C)。由此，能够提高从半导体装置6向安装基板170的散热性。

以上，说明了第1实施方式以及第2实施方式的半导体装置1、3～9，但实施方式不由它们限定。此外，半导体装置1、3～9的构成的细节只要在技术上可能就能相互适用。

说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，并不意欲限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同范围中。