用於半導體器件的封裝的製作方法
2023-07-17 12:00:06 2
專利名稱：用於半導體器件的封裝的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於半導體器件，用於安裝半導體元件的封裝。更具體地，本發明涉及用於形成為許多層的疊層的半導體器件的封裝，其中許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣樹脂層，以及在其一個表面上有用於安裝半導體元件的部分，或，另外，在許多層的疊層的上表面上有一個或多個絕緣樹脂層，以及在其最上面的絕緣樹脂層的上表面上有用於安裝半導體元件的部分，其特徵為在半導體元件與半導體封裝之間的接合部分中的改進的接合強度。本發明還涉及放置在半導體元件與半導體封裝之間的內插件。
背景技術：
在許多情形下，在傳統的技術領域中，絕緣樹脂單獨用作為用於半導體器件的多層封裝的絕緣樹脂層的材料，該半導體器件包括通過交替地堆疊多個導電層和絕緣樹脂層而得到的許多層的疊層，以及具體地，絕緣樹脂用作為用於多層半導體基片或半導體封裝的絕緣樹脂層的材料，多層半導體基片或半導體封裝的所有的層是通過堆積過程形成的。所以，用於本身安裝半導體元件的封裝強度低，但具有大的線熱膨脹係數。特別是，如果絕緣樹脂層的線熱膨脹係數與被安裝的半導體元件的線熱膨脹係數有很大的不同，則在軟熔焊料步驟中把半導體元件安裝在封裝時，在半導體元件與封裝之間出現熱應力，引起封裝或半導體元件損壞的問題。
而且，為了增強半導體封裝的強度，常常通過使用其中加上玻璃布的絕緣樹脂層來製造多層基片。然而，當使用加上玻璃布的多層樹脂基片時，在封裝上通過以雷射束照射進行打孔時，過孔或通孔容易變形。而且，當通孔被電鍍時，電鍍不能令人滿意地完成。在這樣的情形下，絕緣樹脂層的線熱膨脹係數最小時也是約15ppm，但是，這已不再能接近於半導體元件本身的線熱膨脹係數。
而且，為了增強半導體封裝，可以用增強的材料(加固件)包圍該封裝。然而，通常，封裝具有的線熱膨脹係數大於傳統的增強的構件的線熱膨脹係數。所以，當半導體元件通過軟熔焊料被安裝在封裝上時，封裝的中心部分比外圍膨脹得更多，使得很難完成與半導體元件的令人滿意的電連接。
而且，如果從半導體元件這方面看來，用作為半導體元件的材料通常具有低的介電常數，以及是非常脆弱的，往往容易破碎。所以，在半導體元件與封裝之間的接合部分中必須儘可能減小應力。
在以下的文件中公開了相關技術。例如，日本待審查專利公開(Kokai)號11-163208公開了通過使用液晶聚酯的非織纖維作為多層印刷板的基本材料，以及用熱固樹脂成分浸漬它而得到的聚酯膠片的使用。日本待審查專利公開(Kokai)號2000-31642公開了使用液晶聚酯或多芳基化合物作為樹脂，該樹脂用於在堆積的多層電路板上形成絕緣層和通過磨砂使絕緣樹脂片的表面粗糙化。而且，日本待審查專利公開(Kokai)號2002-16173公開了通過使用樹脂和玻璃布，非織的玻璃纖維，聚醯胺型非織纖維或液晶聚合物型非織纖維構建的半導體器件的絕緣層。
日本待審查專利公開(Kokai)號2000-323613公開了用於半導體器件的多層基片，其設計用於層間連接的過孔的形狀，以使用於安裝半導體元件的表面儘可能地平坦並儘可能地減小厚度。日本待審查專利公開(Kokai)號2001-36253公開了通過使用低彈性的樹脂層以吸收由於與安裝的電子零件，諸如半導體元件的熱膨脹係數的差值而產生的應力而部分構建的絕緣樹脂層。而且，日本待審查專利公開(Kokai)號2001-274556公開了把具有6到12ppm的熱膨脹係數的熱膨脹緩衝片一體地堆疊在上面要安裝表面安裝部分的印刷線路板上，以得到用於表面安裝的印刷線路板，在與表面安裝部分的連接上保持良好的可靠性。日本待審查專利公開(Kokai)號2002-83893公開了多層線路結構膜，該多層線路結構膜具有改進的平坦度，使用金屬基底作為增強材料，把多層線路結構膜堆疊在由金屬板製成的金屬基底上，以及該多層線路結構膜具有用於插入半導體元件的開口，把半導體元件插入到金屬基底的開口中，以及連接倒裝片。
按照現有技術，如上所述，在通過使用雷射束形成過孔和通孔、在通孔中電鍍的粘附力和半導體封裝本身的強度方面，問題沒有解決到足夠的程度。而且，在製造半導體器件的步驟中，當半導體元件要通過軟熔焊料安裝在封裝上時，由於由溫度而引起的在其上安裝半導體元件的封裝的中心部分與它的外圍之間的線熱膨脹係數的差值，封裝的中心部分的膨脹大於它的外圍，以及在半導體元件與封裝之間出現應力，因此留下問題。由於當半導體元件在工作時熱膨脹的結果，有關在半導體元件與封裝之間的應力的問題也沒有完全解決。
發明內容
根據以上說明，所以，本發明的一個目的是提供用於半導體器件的封裝，該用於半導體器件的封裝防止在半導體元件與安裝半導體元件的半導體封裝之間的接合部分出現應力，該應力來自於它們之間的線熱膨脹係數的差值，以及該用於半導體器件的封裝還保持在半導體元件與封裝之間的接合部分中的足夠的強度，即使使用具有小的強度的半導體元件。
為了完成以上的、按照本發明的任務，提供了一種用於半導體器件的封裝，該封裝形成為許多層的疊層，所述許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣樹脂層，以及該封裝在疊層的一個表面上具有用於安裝半導體元件的部分，其中至少包括所述用於安裝半導體元件的部分和它的周圍的、所述疊層的絕緣樹脂層的整個區域或某些區域，由通過用絕緣樹脂浸漬液晶聚合物的編織纖維而得到的聚酯膠片構成。
按照本發明，還提供了一種用於半導體器件的封裝，該封裝包括許多層的疊層，所述許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣樹脂層；至少兩個絕緣樹脂層，堆疊在所述疊層的上表面上，並包括用作為最上層的第一層和形成最上層下面的下一層的第二層；以及在所述第一層的上表面上限定的、並用於安裝半導體元件的部分，其中所述第一層由具有小於要被安裝的半導體元件的線熱膨脹係數的線熱膨脹係數的絕緣樹脂構成，以及所述第二層由具有低楊氏模量和高伸長百分比的材料構成。
還提供了一種用於半導體器件的封裝，該封裝包括許多層的疊層，所述許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣層；至少一個絕緣層，包括用作為最上層的第一層；以及在所述第一層的上表面上限定的、用於安裝半導體元件的部分，其中所述第一層由具有低楊氏模量和高伸長百分比的材料構成。。
其特徵在於，第一層具有沿著用於安裝半導體元件的部分的周圍形成的溝槽，以吸收在安裝半導體元件的部分與周圍區域之間的應力的差值。
其特徵在於，增強的構件(加固件)被固定在所述疊層的一個表面上或所述第一層上，以便包圍所述用於安裝半導體元件的部分。
按照本發明，還提供一種內插件，被插入在半導體元件與具有用於安裝所述半導體元件的部分的封裝之間，由此把半導體元件的多個電極端子電連接到封裝的多個墊片部分，所述內插件包括由具有橡膠樣彈性的彈性材料製成的板狀的內插件主體；從所述主體的一個表面伸出的、並接合到所述半導體元件的多個電極端子的多個第一端子；以及從所述主體的另一個表面伸出的、並接合到所述封裝的所述多個墊片部分的多個第二端子。在這種情況下，內插件主體中包含絕緣網。
按照本發明，還提供一種內插件，被插入在半導體元件與具有用於安裝所述半導體元件的部分的封裝之間，由此把半導體元件的多個電極端子電連接到封裝的多個墊片部分，所述內插件包括板狀的內插件主體，該板狀的內插件主體是通過把由具有與構成所述半導體元件的主要材料的矽的線熱膨脹係數相同的或接近的線熱膨脹係數的材料製成的第一板狀的構件與由具有與構成所述封裝的主要材料的絕緣樹脂的線熱膨脹係數相同的或接近的線熱膨脹係數的材料製成的第二板狀的構件粘結在一起而得到的；從所述主體的第一板狀構件的表面伸出的、並接合到所述半導體元件的多個電極端子的多個第一端子；以及從所述主體的第二板狀構件的表面伸出的、並接合到所述封裝的所述多個墊片部分的多個第二端子。
按照本發明，還提供了一種用於半導體器件的封裝，該封裝包括許多層的疊層，所述許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣樹脂層；至少一個絕緣樹脂層，堆疊在所述疊層的上表面上，並至少包括用作為最上層的第一層；以及在所述第一層的上表面上限定的、並用於安裝半導體元件的部分，其中所述第一層是具有橡膠樣彈性的應力緩衝層。而且，在這種情況下，作為應力緩衝層的所述第一層中包括絕緣網。
按照本發明，還提供了一種用於半導體器件的封裝，該封裝包括許多層的疊層，所述許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣樹脂層；至少一個絕緣樹脂層，堆疊在所述疊層的上表面上，並至少包括用作為最上層的第一層；以及在所述第一層的上表面上限定的、並用於安裝半導體元件的部分，其中所述第一層由具有與構成半導體元件的主要材料的矽的線熱膨脹係數相同的或接近的線熱膨脹係數的材料製成。
按照本發明，還提供了一種用於半導體器件的封裝，該封裝包括許多層的疊層，所述許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣樹脂層；至少一個絕緣樹脂層，堆疊在所述疊層的上表面上，並至少包括用作為最上層的第一層；以及在所述第一層的上表面上限定的、並用於安裝半導體元件的部分，其中至少所述第一層的所述用於安裝半導體元件的部分的區域具有被形成在其中的、用於減小應力的多個溝槽或間隙。
圖1(a)和1(b)顯示加到內插件上的彈性膜的實例；圖2顯示其中矽板或液晶聚合物膜用於元件一側的內插件的實例；圖3顯示其中絕緣網用作為內插件的材料的實例；圖4顯示其中用於堆積的基片的彈性材料被使用在元件一側的實例；圖5顯示其中矽板用於元件一側的堆積的基片的實例；圖6顯示其中許多溝槽被形成在元件一側的封裝中的實例；
圖7顯示其中在元件一側的封裝中包括具有網狀孔隙的結構的實例；圖8顯示其中在封裝與元件之間均衡線熱膨脹係數的實例；圖9(a)和9(b)顯示其中在封裝中包括增強的構件(加固件)的實例；圖10(a)和10(b)顯示其中在多層基片中包括增強的構件(加固件)的常規實例；圖11顯示其中使用通過用絕緣樹脂浸漬液晶聚合物的網而得到的聚酯膠片的本發明的實施例；圖12顯示配備有應力緩衝層的本發明的實施例；圖13顯示配備有應力緩衝層的本發明的另一個實施例；以及圖14顯示其中在應力緩衝層中形成溝槽的本發明的另一個實施例。
具體實施例方式
現在參照附圖詳細地描述本發明的實施例。
參照圖1到3，內插件被布置在半導體元件與半導體封裝之間，以便減小在它們之間的應力或在它們之間不產生應力。
圖1(a)顯示通過使用象具有橡膠彈性的橡皮那樣的彈性材料，諸如彈性膜，作為內插件材料，而製成的內插件，以及圖1(b)顯示其中半導體元件通過使用內插件安裝在半導體封裝上的狀態。多個導電端子3和4從膜2的兩個表面向上和向下伸出，膜2構成內插件1。在軟熔焊料的步驟中，半導體元件10的多個電極端子11被連接到內插件1的上部端子3，以及內插件1的下部端子4被連接到半導體封裝20的多個墊片部分21，這樣，半導體元件10被安裝在半導體封裝20上。
形成內插件1的彈性膜2吸收由於在半導體元件10與半導體封裝20之間的線熱膨脹係數的差值造成的形變差，這樣，應力可被減小。在這種情形下，當形成內插件1的膜具有不小於200μm的厚度時，呈現出大大地減小應力的效果。
圖2顯示內插件1，該內插件1是通過把在半導體元件一側的矽(Si)板或液晶聚合物膜5與在半導體封裝一側的、具有與構成半導體封裝的絕緣樹脂的線熱膨脹係數相同的線熱膨脹係數的膜6粘結在一起而得到的合成板。
矽(Si)板或液晶聚合物膜5具有與形成半導體元件10的基底材料的矽(Si)的線熱膨脹係數相同的或接近的線熱膨脹係數，而膜6具有與是構成半導體封裝20的主要材料的絕緣樹脂，諸如環氧樹脂或聚醯亞胺，的線熱膨脹係數相同的或接近的線熱膨脹係數。所以，甚至在加熱環境下，諸如當軟熔焊料時，在半導體元件10與形成內插件1的矽(Si)板或液晶聚合物膜5之間不出現應力，以及在內插件1的樹脂膜6與是半導體封裝20的主要材料的絕緣樹脂之間也不出現應力。
而且，對於形成內插件1的樹脂膜6，即使在膜6與半導體封裝20的絕緣樹脂之間有一定程度的線熱膨脹係數差別，在內插件1的上部膜5與下部膜6之間的應力幾乎被吸收，雖然它根據樹脂膜6的材料可能有點不同。否則，可能只在內插件1的半導體封裝20一側產生應力。然而，這裡，矽(Si)板或液晶聚合物膜具有這樣大的強度，使得內插件或半導體封裝不被損壞。
參照圖3，絕緣網(編織纖維)7被用作為內插件1的材料，以及出現在半導體元件10與半導體封裝20之間的應力通過利用網7的孔隙被減小。具體地說，在圖3的內插件中，諸如液晶聚合物的絕緣網用導電膠部分地浸漬，以形成用於使得網7的上表面與下表面互相導電的墊片。按另一種方式，通過電鍍形成墊片8以使得網的上表面與下表面互相導電。墊片8的上表面被連接到半導體元件10的電極，以及墊片8的下表面被連接到半導體封裝20的墊片部分。
圖4和5顯示其中在作為半導體封裝的堆積的基片的最上層中，即在包括用於安裝半導體元件的部分的、堆積的基片的最上層中，引入應力緩衝層的實例。圖4的實例使用諸如橡膠的彈性材料，即象矽酮那樣的彈性體，作為應力緩衝層22。圖5的實例使用由相同的材料，即形成半導體元件10的矽，製成的矽(Si)板，作為應力緩衝層23。在這些實例中，應力緩衝層22和23隻在堆疊半導體封裝的層的步驟中通過傳統已知的堆積方法被堆疊在最上層。
圖6和7是通過在半導體元件一側在半導體封裝的區域中提供間隙而減小應力的實例。在圖6的結構中，在半導體元件一側在半導體封裝20的區域中提供多個溝槽或間隙24，這樣，當半導體元件被接合在其上時，在包括用於安裝半導體元件的部分的半導體封裝20的表面部分中的應力被溝槽或間隙24吸收和減小。在圖7中，在半導體元件一側的半導體封裝的層或區域具有象網結構那樣的孔隙結構25。孔隙結構吸收當半導體元件被接合到其上時在半導體元件與封裝20之間產生的應力。更具體地說，圖7的結構25包括諸如液晶聚合物的絕緣網，以及該網用導電膠部分地浸漬，形成用於使得網的上表面與下表面互相導電的墊片。按另一種方式，通過電鍍形成墊片以使得網的上表面與下表面互相導電。
參照圖8，構成半導體封裝20的多層基片的層26通過使用藉助於將液晶聚合物的網用絕緣樹脂浸漬而得到的材料來構成，以使得半導體封裝的線熱膨脹係數接近於半導體元件的線熱膨脹係數。通過使用藉助於將液晶聚合物的網(編織纖維)用絕緣樹脂，諸如環氧樹脂或聚醯亞胺浸漬而得到的材料，半導體封裝20的線熱膨脹係數被降低，以及使得它接近於半導體元件10本身的線熱膨脹係數。所以，當半導體元件10被接合時，在半導體元件10與半導體封裝20之間的接合部分中的應力被減小。作為液晶聚合物，可以使用聚酯型或多芳基化合物型中的一種。
參照圖9(a)和9(b)，增強的構件(加固件)30被固定在堆積的基片20的最上層，以便包圍構成半導體封裝的堆積的基片20的用於安裝半導體元件的區域。加固件30例如由玻璃/環氧樹脂基片製成，以及被固定在堆積的基片20上，以增加半導體封裝(堆積的基片20)的強度，以及具體地，增強用於安裝半導體元件的基片20的區域的剛度。在堆積的基片20中，其中絕緣樹脂被堆疊的部分具有相對較低的線熱膨脹係數(CTE)，而由上述材料製成的加固件30具有相對較高的線熱膨脹係數(CTE)。所以，當基片20被加熱時，諸如在軟熔焊料的步驟中，在半導體元件安裝區域的中心部分中出現向內的應力，以及圍繞半導體元件安裝區域的部分中出現向外的應力，如圖上的箭頭所示。這使得有可能大大地減小在其上安裝半導體元件10的接合部分中和在它的周圍部分中的線熱膨脹係數。結果，以上的區域變得平坦，以及可以預期在其上安裝半導體元件10的接合部分中應力被減小。
圖10(a)和10(b)顯示其中加固件被固定在整層的堆積的基片的最上層的結構。整層的堆積的基片的絕緣樹脂20a到20c具有約20到約30ppm的線熱膨脹係數。另一方面，由玻璃/環氧樹脂基片等製成的加固件30具有約10到約20ppm的線熱膨脹係數。所以，與以上涉及到圖9(a)和9(b)的說明相反，整層的堆積的基片的絕緣樹脂層20a到20c的線熱膨脹係數大於加固件的線熱膨脹係數。所以，用於安裝半導體元件的區域膨脹大於周圍部分，造成不平和失去平坦性，以及惡化與半導體元件的連接的可靠性。堆積的疊層20的絕緣樹脂層20a到20c例如單獨由絕緣層製成，或由諸如浸漬以樹脂的玻璃布的增強的構件製成。在圖10(a)和10(b)上，導電部分40包括被安排在堆積的疊層20的絕緣樹脂層20a到20c之間的導電圖案層41，疊層的最上層的晶片(元件)連接部分42，以及用於電連接在絕緣樹脂層與晶片(元件)連接部分之中的導電層的過孔部分43。
圖11顯示其中加固件30被固定在整層的堆積的基片20的最上層的實施例，正如圖10(a)和10(b)上所示的實施例那樣。它與圖10(a)和10(b)的半導體封裝結構的不同之處在於，堆積的多層疊層20的絕緣樹脂層20d到20f是如參照圖8描述的那樣，由通過用絕緣樹脂浸漬液晶聚合物的網(編織纖維)而得到的材料製成的，而不是單獨使用絕緣層，或浸漬以樹脂的諸如玻璃布的增強材料。所以，由多層疊層構成的半導體封裝20呈現減小的線熱膨脹係數。所以，在加熱的環境中，如當半導體元件10在軟熔焊料步驟中被接合時，在半導體封裝的周圍部分和在中心部分，一個力把加固件30向外拉，以及該力使得堆積的層20d到20f向中心收縮。所以，半導體元件安裝區域變得平坦，以及可靠性被改進而在半導體元件與半導體封裝被接合在一起的部分不會造成斷裂。
堆積的多層疊層20的絕緣樹脂層20d到20f都可以通過使用藉助於用絕緣樹脂浸漬液晶聚合物的網(編織纖維)而得到的材料來構成，如圖11所示。另外，可以只有某些層，以及主要是，只有用於安裝半導體元件10的區域和它的周圍區域如上所述地構成，以及其他絕緣樹脂層可以單獨由絕緣層製成，或通過使用浸漬以樹脂的諸如玻璃布的增強的材料而製成，如圖10(a)和10(b)所示。通過藉助於使用如上所述的以絕緣樹脂浸漬的液晶聚合物的網，形成堆積的多層的疊層20的至少某些層，有可能把以上的部分的線熱膨脹係數減小到例如約0到約5ppm，這接近於半導體元件10的線熱膨脹係數。
也就是，與單獨由絕緣層構成的堆積的絕緣樹脂基片20相比較，包括液晶聚合物的網(編織纖維)的堆積的絕緣樹脂基片20呈現減小的特定的感應率，或減小的介質損耗正切和大的機械強度。所以，半導體封裝呈現增強的電特性以及封裝本身呈現增加的強度。
因此，由於使得堆積的多層疊層20的線熱膨脹係數(CTE)接近於半導體元件10的線熱膨脹係數，安裝半導體元件的區域呈現約3ppm的CTE，這接近於半導體元件10的CTE，以及它的周圍部分呈現約15到20ppm大小的CTE。所以，在其中半導體元件10通過軟熔焊料被接合的加熱的環境中，堆積的多層疊層20的基片被向外拉，由此在半導體元件10與半導體封裝20之間的接合部分變得平坦，以及應力被鬆弛。所以，即使當使用具有相對較低的強度的半導體元件，也不造成斷裂，以及可靠性被改進。
作為液晶聚合物，可以使用聚酯型或多芳基化合物型中的一種，以及，理想地，使用18到23μm的直徑的單絲。從得到減小厚度和減小重量的封裝的立場出發，特別地，希望單絲具有小的直徑。網的密度優選地是約240到約380(每1英寸寬度的絲的數目)。
參照圖12到14，兩個絕緣樹脂層20g和20h被堆疊在組成半導體封裝的主體20的多層的疊層上。多層的疊層20形成通常使用的多層的基片，以及其中多個絕緣樹脂層和多個導電層互相交替地堆疊，以及可以得到各種類型的疊層。導電部分包括被安排在多層的疊層的絕緣樹脂層之中的導電圖案層41，疊層的最上層的晶片(元件)連接部分(凸起)42，以及用於電連接在絕緣樹脂層與晶片(元件)連接部分之中的導電層的過孔部分43。
在這些實施例中，在作為最上層的絕緣樹脂層20g中和在下一個絕緣樹脂層20h中提供盲孔43，使得在多層的疊層20的表面上的導電圖案41被電連接到作為最上層的絕緣樹脂層20g的半導體元件接合部分42，而不形成在它們之間的導電層(導電圖案)。多層的疊層20是在作為最上層的絕緣樹脂層20g與下一個絕緣樹脂層20h被堆疊和形成之後通過堆積方法堆疊的。
圖12到14所示的實施例處理在其一個表面上具有堆積的結構的多層的疊層20。然而，本發明也可應用於在其兩個表面上具有堆積的結構的多層的疊層，象金屬芯基片。
在任何實施例中，矩形框架形狀的加固件30作為增強的構件被附著到作為最上層的絕緣樹脂層20g的、圍繞安裝半導體元件10的區域的外圍。應當注意，加固件30可以省略。
按照圖12所示的實施例，作為最上層的絕緣樹脂層20g例如由具有約-5到約3ppm的線熱膨脹係數的液晶聚合物等製成，該線熱膨脹係數小於要被安裝的半導體元件的線熱膨脹係數。在最上層的下面的絕緣樹脂層20h由具有低的楊氏模量和高的伸長百分比的材料(例如包含橡膠成份，諸如矽酮)製成。然後，作為最上層的絕緣樹脂層20g起作用使得要被安裝的半導體元件的線熱膨脹係數在軟熔焊料步驟中與作為最上層的絕緣樹脂層20g的半導體元件安裝區域的線熱膨脹係數一致或相接近，以減小在接合部分處的應力。下一個絕緣樹脂層20h用來吸收在半導體元件或作為最上層的絕緣樹脂層20g與封裝(多層的疊層)20之間的線熱膨脹係數的差值，由此減小所產生的應力。這兩個絕緣樹脂層20g和20h協作，共同防止半導體元件中發生碎裂。
按照圖13所示的實施例，作為最上層的絕緣樹脂層20g由具有低的楊氏模量和高的伸長百分比的材料(例如包含橡膠成份，諸如矽酮)製成。另一方面，在最上層的下面的下一個絕緣樹脂層20h例如單獨由絕緣層，或由通過將諸如玻璃布等的增強的材料浸漬以諸如環氧樹脂或聚醯胺的樹脂而得到的材料製成。這緩和在作為最上層的絕緣樹脂層20g與被安裝在其上表面上的半導體元件之間的線熱膨脹係數的失配。
按照圖14所示的實施例，象圖12的實施例那樣，作為最上層的絕緣樹脂層20g由具有例如約-5到約3ppm的線熱膨脹係數的材料製成，該線熱膨脹係數小於要被安裝的半導體元件的線熱膨脹係數，以及在最上層的下面的下一個絕緣樹脂層20h由具有低的楊氏模量和高的伸長百分比的材料(例如包含橡膠成份)製成。而且，在這個半導體封裝中，在加固件30的內側，沿著半導體元件安裝部分的周圍形成溝槽或間隙32。溝槽或間隙32的深度可相當於兩個絕緣樹脂層20g和20h之一(最上層的絕緣樹脂層20g)的厚度，或可以相當於它們二者的厚度。
按照圖14所示的實施例，象圖12的實施例那樣，作為最上層的絕緣樹脂層20g起作用使得要被安裝的半導體元件的線熱膨脹係數在軟熔焊料步驟中與作為最上層的絕緣樹脂層20g的半導體元件安裝區域的線熱膨脹係數一致或相接近，以鬆弛在接合部分處的應力。下一個絕緣樹脂層20h用來吸收在半導體元件或作為最上層的絕緣樹脂層20g與封裝(多層的疊層)20之間的線熱膨脹係數的差值，由此鬆弛所產生的應力。這兩個絕緣樹脂層協作，一起防止半導體元件中發生碎裂。此外，圍繞半導體元件安裝部分的間隙32隔離在內部安裝區域與外部區域之間的線熱膨脹係數，讓它們互相獨立，以及使得有可能進一步減小應力。
雖然本發明在以上參照附圖通過實施例進行了描述，但應當注意，本發明絕不只限於以上的實施例，而是可以以各種方式進行修改，改變，或校正，而不背離本發明的精神和範圍。
在圖12到14所示的實施例中，例如，兩個絕緣樹脂層20g和20h被堆疊在封裝(多層的疊層)20上。然而，可以只堆疊一個具有低的楊氏模量和高的伸長百分比的絕緣樹脂層，得到同樣的效果。還在圖12到14所示的實施例中，標號50應當表示被用作為用於外部電連接的接觸面或端子的引線部分。
在圖1，2和4到7上，為了簡化起見，半導體封裝20沒有以多層形式示出。然而，實際上，多個絕緣樹脂層被堆疊為堆積的多層基片，以及導電(圖案)層被形成在絕緣樹脂層之間，導電圖案層通過未示出的過孔層互相電連接。在圖8上，導電圖案層也未示出。
按照本發明，如上所述，在半導體元件與安裝半導體元件的半導體封裝之間沒有應力或存在數量上減小的應力，防止在二者之間的接合中出現應力。而且，用於安裝元件的區域變得平坦。所以，即使在使用具有小的強度的半導體元件時，在半導體元件與封裝之間的接合部分中也保持強度，防止發生碎裂。
權利要求
1.一種用於半導體器件的封裝，該封裝形成為許多層的疊層，所述許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣樹脂層，以及該封裝在疊層的一個表面上具有用於安裝半導體元件的部分，其中至少包括所述用於安裝半導體元件的部分和它的周圍的、所述疊層的絕緣樹脂層的整個或部分區域由通過用絕緣樹脂浸漬液晶聚合物的編織纖維而得到的聚酯膠片構成。
2.按照權利要求1的用於半導體器件的封裝，其中增強的構件被固定在所述疊層的一個表面上，以便包圍所述用於安裝半導體元件的部分。
3.一種用於半導體器件的封裝，該封裝包括許多層的疊層，所述許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣樹脂層；至少兩個絕緣樹脂層，堆疊在所述疊層的上表面上，並包括用作為最上層的第一層和形成最上層下面的下一層的第二層；以及在所述第一層的上表面上限定的、用於安裝半導體元件的部分，其中所述第一層由具有小於要被安裝的半導體元件的線熱膨脹係數的線熱膨脹係數的絕緣樹脂構成，以及所述第二層由具有低楊氏模量和高伸長百分比的材料構成。
4.按照權利要求3的用於半導體器件的封裝，其中增強的構件被固定在所述第一層上，以便包圍所述用於安裝半導體元件的部分。
5.按照權利要求3的用於半導體器件的封裝，其中所述第一層具有沿著用於安裝半導體元件的部分的周圍形成的溝槽，以吸收在安裝半導體元件的部分與周圍區域之間的應力的差值。
6.一種用於半導體器件的封裝，該封裝包括許多層的疊層，所述許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣層；至少一個絕緣層，包括用作為最上層的第一層；以及在所述第一層的上表面上限定的、用於安裝半導體元件的部分，其中所述第一層由具有低楊氏模量和高伸長百分比的材料構成。
7.按照權利要求6的用於半導體器件的封裝，其中增強的構件被固定在所述第一層上，以便包圍所述用於安裝半導體元件的部分。
8.按照權利要求6的用於半導體器件的封裝，其中所述第一層具有沿著用於安裝半導體元件的部分的周圍形成的溝槽，以吸收在安裝半導體元件的部分與周圍區域之間的應力的差值。
9.一種內插件，被插入在半導體元件與具有用於安裝所述半導體元件的部分的封裝之間，由此把半導體元件的多個電極端子電連接到封裝的多個墊片部分，所述內插件包括由具有橡膠樣彈性的彈性材料製成的板狀的內插件主體；從所述主體的一個表面伸出的、並接合到所述半導體元件的多個電極端子的多個第一端子；以及從所述主體的另一個表面伸出的、並接合到所述封裝的所述多個墊片部分的多個第二端子。
10.按照權利要求9的內插件，其中所述內插件主體中包含絕緣網。
11.一種內插件，被插入在半導體元件與具有用於安裝所述半導體元件的部分的封裝之間，由此把半導體元件的多個電極端子電連接到封裝的多個墊片部分，所述內插件包括板狀的內插件主體，該板狀的內插件主體是通過把由具有與構成所述半導體元件的主要材料的矽的線熱膨脹係數相同的或接近的線熱膨脹係數的材料製成的第一板狀的構件與由具有與構成所述封裝的主要材料的絕緣樹脂的線熱膨脹係數相同的或接近的線熱膨脹係數的材料製成的第二板狀的構件粘結在一起而得到的；從所述主體的第一板狀構件的表面伸出的、並接合到所述半導體元件的多個電極端子的多個第一端子；以及從所述主體的第二板狀構件的表面伸出的、並接合到所述封裝的所述多個墊片部分的多個第二端子。
12.一種用於半導體器件的封裝，該封裝包括許多層的疊層，所述許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣樹脂層；至少一個絕緣樹脂層，堆疊在所述疊層的上表面上，並至少包括用作為最上層的第一層；以及在所述第一層的上表面上限定的、並用於安裝半導體元件的部分，其中所述第一層是具有橡膠樣彈性的應力緩衝層。
13.按照權利要求12的用於半導體器件的封裝，其中包括應力緩衝層的所述第一層中包括絕緣網。
14.一種用於半導體器件的封裝，該封裝包括許多層的疊層，所述許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣樹脂層；至少一個絕緣樹脂層，堆疊在所述疊層的上表面上，並至少包括用作為最上層的第一層；以及在所述第一層的上表面上限定的、並用於安裝半導體元件的部分，其中所述第一層由具有與構成半導體元件的主要材料的矽的線熱膨脹係數相同的或接近的線熱膨脹係數的材料製成。
15.一種用於半導體器件的封裝，該封裝包括許多層的疊層，所述許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣樹脂層；至少一個絕緣樹脂層，堆疊在所述疊層的上表面上，並至少包括用作為最上層的第一層；以及在所述第一層的上表面上限定的、並用於安裝半導體元件的部分，其中至少所述第一層的所述用於安裝半導體元件的部分的區域具有被形成在其中的、用於減小應力的多個溝槽或間隙。
全文摘要
為了防止在半導體元件與安裝半導體元件的半導體封裝之間的接合部分中出現應力，以使即使在安裝具有小的強度的半導體元件時也不發生碎裂。用於半導體器件的封裝形成為許多層的疊層(20)，所述許多層包括互相交替地堆疊的多個導電層和絕緣樹脂層，以及該封裝在疊層的一個表面上具有用於安裝半導體元件的部分。至少包括所述用於安裝半導體元件的部分和它的周圍的、疊層的絕緣樹脂層(20d到20f)的整個區域或某些區域由通過用絕緣樹脂浸漬液晶聚合物的編織纖維而得到的聚酯膠片構成。
文檔編號H05K1/03GK1574304SQ20041004551
公開日2005年2月2日 申請日期2004年5月28日 優先權日2003年5月30日
發明者小井和彥, 小平正司, 渡利英作, 中村順一, 松元俊一郎 申請人:新光電氣工業株式會社