[发明专利]三维安装半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在布线基板的两面安装有包含半导体芯片的各种电路元件的三维安装半导体装置及其制造方法。

背景技术

在便携电话中使用的RF(无线)模块等中高频特性非常重要，作为高频特性，最敏感的部分是半导体(LSI)芯片端与外带部件之间的布线。现有的布线为LSI芯片接合线-封装件基板-柱电极-部件端，其长度长。在RF模块的情况下，即使模块内布线多，模块的外部连接端子少也可。但是，在现有的一般的模块技术中，在封装件的基板侧能够进行多层布线，能够采用较多的布线，但是在柱电极侧，通常难以采用较多的布线。另外，信号路径也是二维的。如果将该信号路径三维化的话，则能够相应缩短信号路径，高频特性也得以改善。另外安装面积也能够减少，能够降低总成本。因此，要求进行三维安装，缩短信号路径。

图21是例示三维安装的根据现有技术的半导体装置的图(参照专利文献1)。在布线基板的上表面形成有电极A、以未图示的布线等构成的上表面布线图案。在电极A之上安装电容器、电阻、电感器、滤波器等无源元件或有源元件等电路元件。在布线基板的下表面形成有电极B、以连接它们的布线等构成的下表面布线图案。该下表面布线图案与布线基板上表面的电极A也通过未图示的布线电连接。

在下表面布线图案的电极B连接有LSI芯片的突起电极，而且从别的电极C形成垂直的连接孔，在该连接孔的内周形成有以金属薄膜构成的连接部。构成连接部的金属薄膜与在密封部表面的连接孔的周围形成的电极D成为一体。

这样的两面安装的半导体装置安装在母基板上。在母基板上形成有包含电极E以及接地电极的布线图案。电极E以及接地电极在与电极D以及散热体面对的位置形成，分别使用焊锡等接合。在半导体芯片的上表面的有源区域中产生的热从半导体芯片的下表面经由散热体以及接地电极向母基板散热。

这样，通过在布线基板的两面安装LSI芯片、各种电路元件，不仅能够减少安装面积、降低总成本，而且能够缩短信号路径。

但是，例示的半导体装置的构造复杂，特别是用于连接分别在布线基板和母基板设置的布线图案之间的连接结构需要复杂的工序。通常，半导体制造工艺分为制造LSI的前工序和将其封装的后工序，但是覆盖前工序的专业制造厂少。例示的半导体装置的制造，需要与在布线基板上进行与电极连接的垂直的连接孔的形成、导电性物质的埋入等的处理的工艺，即前工序接近的设备，仅用的后工序设备不能进行。

专利文献1：日本特开2005-203633号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于用简易的方法使平面安装为三维安装，而且缩短信号路径。另外，通过把需要接近前工序的设备的工序以脱机方式汇总为部件，使后工序的制造厂不需要大的投资也能够参与，能够容易地追随今后的市场扩大。

本发明的在布线基板的两面安装有包含半导体芯片的各种电路元件的三维安装半导体装置及其制造方法，在布线基板的一方的主面以及另一方的主面各自具有用于连接各种电路元件的连接焊盘部及对该连接焊盘部进行连接的布线图案，并且具有用于将一方以及另一方的主面各自的连接焊盘部以及布线图案相互连接的贯通布线部。形成将被支撑部支撑的多个柱电极整体形成的柱电极部件。在布线基板的一方的主面，安装半导体芯片并与该一方的主面上的连接焊盘部连接，并且，在该布线图案的规定的位置，将柱电极部件固定并电连接，在树脂密封后，剥离支撑部并使柱电极端面露出。在布线基板的另一方的主面，在该另一方的主面上的连接焊盘部配置并连接其它的电路元件。

柱电极部件能够具有与柱电极连接的背面布线，在该种情况下，在树脂密封后，在剥离支撑部时使背面布线露出。在布线基板的一方的主面中，以使柱电极在侧面露出的方式进行树脂密封，该露出的柱电极以在其侧面制作弯月面(meniscus)的方式形成填锡(solder fillet)，能够在母基板的布线图案上进行软钎焊。

发明的效果

在本发明中能够容易地使平面安装为三维安装，能够缩短信号路径(LSI芯片-布线基板-电路元件)，改善高频特性。由此，能够实现RF(无线)模块的高性能化和少面积化，能够实现便携电话机等小型电子设备的高性能化和高密度安装。高密度安装导致设备的小型化或者低成本。

另外，根据本发明，能够使柱电极的侧面露出，由此能够在侧面形成填锡，因此能够格外强化安装强度。

附图说明

图1是表示在布线基板(多层有机基板)的背面上粘接而且连接半导体芯片(LSI芯片)的状态的图。