專利名稱：電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所討論的實施方式涉及其中在電子組件和電路板之間填充有底部填充材料的電子裝置。
背景技術(shù)：
由于針對電子裝置的減小尺寸、減小厚度和增加密度的要求，可以使用所謂的倒裝芯片安裝，其中在電子組件(例如，半導體芯片)或電路板上形成突起的電極(突起部)， 從而將電子組件電連接至電路板。在倒裝芯片安裝中，電子組件和電路板直接通過突起部相互連接。因此，當電子裝置受熱時，由于電子組件和電路板之間的熱膨脹系數(shù)方面的差異，突起物連接部中可能產(chǎn)生很大的負荷。因此，可以在電子組件與電路板之間的間隙中填充底部填充材料以減小突起物連接部中產(chǎn)生的負荷。例如，已知一種作為倒裝芯片安裝方法的技術(shù)，其中，在倒裝芯片封裝的IC或基板中形成有凹部并且在該凹部中填充有底部填充樹脂，從而提高了 IC和基板之間的結(jié)合力(例如，日本特開2000-36517號公報)。同時，由于電子裝置的尺寸減小、厚度減小和密度提高，減小了電子組件和電路板之間的間隙。因此，也減小了填充在電子組件和電路板之間的間隙中的底部填充材料的厚度。所以，當電子裝置受熱時，在底部填充材料中產(chǎn)生很大的應(yīng)力，并且可能在底部填充材料中產(chǎn)生斷裂或者底部填充材料可能會從電子組件或者電路板脫落。具體地說，在電子組件的角部，底部填充材料中產(chǎn)生很大的應(yīng)力。因此，底部填充材料有可能從電子器件或者電路板脫落。因此，有必要考慮一種措施來防止底部填充材料在電子器件的角部脫落。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個方面的目的在于減小底部填充材料受到的熱應(yīng)力并提高電子
裝置的可靠性。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種電子裝置包括電子組件，其具有安裝面，所述安裝面具有包括多個邊部和多個角部的輪廓；電路板，其包括面對所述電子組件的所述安裝面的被安裝面，并且具有在面對所述電子組件的所述角部的位置處形成的凹部；連接部，其設(shè)置在所述電子組件和所述電路板之間，并且將所述電路板電連接至所述電子組件；第一部件，其嵌入所述凹部中，并且所述第一部件的剛度低于所述電子組件和所述電路板的剛度； 以及第二部件，其設(shè)置在所述電子組件與所述電路板之間，并且所述第二部件的剛度低于所述電子組件和所述電路板的剛度。


圖1是根據(jù)第一實施方式的半導體裝置的立體圖。圖2是根據(jù)第一實施方式的半導體裝置的橫截面圖。
圖3是根據(jù)第一實施方式的半導體芯片的側(cè)視圖。圖4是根據(jù)第一實施方式的半導體芯片的底視圖。圖5是根據(jù)第一實施方式的半導體芯片的平面圖。圖6是根據(jù)第一實施方式的電路板的部分橫截面圖。圖7A至圖7C是在根據(jù)不具有任何凹部的對比示例1的半導體裝置的底部填充樹脂中出現(xiàn)的熱應(yīng)力的分布圖。圖8A至圖8C是在根據(jù)對比示例2的半導體裝置的底部填充樹脂中出現(xiàn)的熱應(yīng)力的分布圖，在對比示例2中，在從半導體芯片的角部向外移動0. 25mm的位置處設(shè)置有凹部。圖9A至圖9C是在根據(jù)對比示例3的半導體裝置的底部填充樹脂中出現(xiàn)的熱應(yīng)力的分布圖，在對比示例3中，在從半導體芯片的角部向內(nèi)移動1. 05mm的位置處設(shè)置有凹部。圖IOA至圖IOC是在根據(jù)示例的半導體裝置的底部填充樹脂中出現(xiàn)的熱應(yīng)力的分布圖，在該示例中，在半導體芯片的角部的正下方設(shè)置有凹部。圖IlA至圖IlD是例示制造根據(jù)第一實施方式的半導體裝置的方法的圖。圖12A和圖12B是例示將根據(jù)第一實施方式的半導體裝置安裝到另一安裝板的方法的圖。圖13是根據(jù)第一實施方式的變型例的電路板的部分橫截面圖。圖14是根據(jù)第一實施方式的變型例的電路板的平面圖。圖15是根據(jù)第一實施方式的變型例的電路板的平面圖。圖16是根據(jù)第一實施方式的變型例的電路板的平面圖。圖17是根據(jù)第一實施方式的變型例的電路板的平面圖。圖18是根據(jù)第一實施方式的變型例的電路板的平面圖。圖19是根據(jù)第一實施方式的變型例的半導體裝置的立體圖。圖20是根據(jù)第一實施方式的變型例的半導體裝置的橫截面圖。圖21是根據(jù)第二實施方式的半導體裝置的橫截面圖。圖22是根據(jù)第二實施方式的電路板的部分橫截面圖。圖23A至圖23C是例示制造根據(jù)第二實施方式的電路板的方法的圖。圖24A至圖24D是例示制造根據(jù)第二實施方式的半導體裝置的方法的圖。圖25是根據(jù)第二實施方式的變型例的電路板的部分橫截面圖。圖沈是根據(jù)第三實施方式的電路板的部分橫截面圖。圖27是根據(jù)第三實施方式的變型例的電路板的部分橫截面圖。圖觀是根據(jù)第四實施方式的電路板的部分橫截面圖。
具體實施例方式第一實施方式下面將參考圖1至圖20對第一實施方式進行描述。半導體裝置的結(jié)構(gòu)圖1是根據(jù)第一實施方式的半導體裝置100的立體圖，并且圖2是根據(jù)第一實施方式的半導體裝置100的橫截面圖并顯示了沿圖1中的線II-II截取的橫截面。如圖1和圖2所示，半導體裝置100是所謂的球狀柵極陣列封裝體(BGA =BallGrid Array)型的半導體封裝體，并且包括半導體芯片10、安裝有半導體芯片10的電路板 20、填充在位于半導體芯片10與電路板20之間的間隙中的底部填充樹脂30以及作為外部連接端子而安裝在電路板20上的焊球40。假定半導體芯片10是通過在半導體晶片中制作多個電路并通過切割該半導體晶片進行劃片而獲得的一個半導體芯片。但是，本實施方式并不局限于該半導體芯片，可以使用另一電子組件。圖3是根據(jù)第一實施方式的半導體芯片10的側(cè)視圖，并且圖4是根據(jù)第一實施方式的半導體芯片10的底視圖。如圖3和圖4所示，半導體芯片10包括芯片主體11和形成在芯片主體11的底面(即，芯片主體10的面對電路板20的表面)上的多個突起部12。在平面視圖中，芯片主體11形成為大體矩形的形狀。換句話說，芯片主體11在面對電路板20的部分處具有底面，該底面的輪廓由四個邊部Ila和四個角部lib限定。芯片主體11的每個邊部Ila的長度均設(shè)置成約4mm。芯片主體11的厚度設(shè)置為約0. 2mm。應(yīng)當理解，實施方式并不限于此。例如，芯片主體11的平面形狀可以是三角形、五角形或具有更多個邊部的多邊形。另外，芯片主體11的平面形狀可以是圓形或橢圓形。芯片主體11 的線膨脹系數(shù)是大約2ppm至4ppm，并且典型地是2. 6ppm。多個突起部12沿芯片主體11的邊部1 Ia排布。突起部12的間距設(shè)置為大約10 μ m 至ΙΟΟμπι。例如，可以使用金作為突起部12的材料。例如，可以使用球焊(ball bonding) 作為制造突起部12的方法。電路板20是所謂的玻璃環(huán)氧板(glass epoxy board)。但是，本實施方式并不限于此，可以使用諸如玻璃復合板或陶瓷板的另一種印刷電路板。圖5是根據(jù)第一實施方式的半導體芯片20的平面圖，并且圖6是根據(jù)第一實施方式的電路板20的部分橫截面圖并顯示了沿圖5中的線VI-VI截取的橫截面。如圖5和圖 6所示，電路板20包括芯材21、第一布線層22和第二布線層23。芯材21是例如通過在玻璃纖維布中浸漬環(huán)氧樹脂而獲得的。芯材21在平面視圖中形成為大體矩形的形狀，并且在預(yù)定位置處具有多個過孔H。芯材21的厚度例如是 150μπι至250μπι。各個過孔H垂直地貫通芯材21，并且導通孔V嵌入各個過孔H中。導通孔V包括形成在過孔H的內(nèi)表面上的導電層Va和填充在導電層Va內(nèi)側(cè)的絕緣材料Vb0 導電層Va將第一布線層22電連接至第二布線層23。例如，可以使用銅作為導電層Va的材料。芯材21在電路板20中所占的比例很高。因此，整個電路板20的熱膨脹系數(shù)主要取決于芯材21，并在本實施方式中設(shè)置為大約12ppm至16ppm。第一布線層22形成在芯材21的頂面(S卩，芯材21的面對半導體芯片10的表面) 上，并且包括多個第一布線圖案22A。通過在芯材21的頂面上形成金屬膜并接著從該金屬膜中通過刻蝕去除不必要的部分，第一布線層22形成為第一布線圖案22A的圖案形狀。例如，可以使用銅箔作為第一布線層22的材料。另外，第一阻焊25形成在芯材21的頂面上。 例如，可以使用酰亞胺基樹脂(具體而言，聚酰亞胺樹脂等)作為第一阻焊25的材料。第一阻焊25蓋住第一布線圖案22A，但是在與半導體芯片10的突起部12相對應(yīng)的位置處形成有開口 25A。因此，第一布線圖案22A通過第一阻焊25的開口 25A部分地露出，并且各個露出的區(qū)域形成第一電極焊盤22B。因此，多個第一電極焊盤22B按照與半導體芯片10的突起部12相對應(yīng)的關(guān)系沿電路板20的各個邊部布置在電路板20的頂面上。
第二布線層23形成在芯材21的底面(S卩，芯材21的安裝有焊球40的表面)上， 并包括多個第二布線圖案23A。通過在芯材21的底面上形成金屬膜并接著從該金屬層中通過刻蝕去除不必要的部分，第二布線層23形成為第二布線圖案23A的圖案形狀。例如， 可以使用銅箔作為第二布線層23的材料。另外，第二阻焊26形成在芯材21的底面上。例如，可以使用酰亞胺基樹脂(具體而言，聚酰亞胺樹脂等)作為第二阻焊26的材料。第二阻焊膜26蓋住第二布線圖案23A，但是具有以矩陣形式形成在電路板20的整個底面中的多個開口 26A。因此，第二布線圖案23A通過第二阻焊26的開口 26A露出，并且各個露出的區(qū)域均形成第二電極焊盤23B。因此，多個第二電極焊盤23B以矩陣形式布置在電路板20的底面上。焊球40分別安裝到這些第二電極焊盤23B。當半導體裝置100被安裝到另一安裝板(母板)上時，焊球40用作外部連接端子。 在電路板20中，在分別與半導體芯片10的角部lib對應(yīng)的位置處形成了凹部27。 凹部27從電路板20的芯材21的頂面至底面貫通芯材21并到達第二布線層23。因此，在與半導體芯片10的角部lib相對應(yīng)的位置處，位于半導體芯片10與電路板20之間的間隔比在由半導體芯片10的突起部12限定的中心區(qū)域Rc處的間隔大出了芯材21的厚度。應(yīng)當理解，凹部27不是必須要貫通芯材21，例如，凹部27可以形成在芯材21中以便延伸到芯材21中的中間位置處。在本實施方式中，第一電極焊盤22B沒有形成在任何與半導體芯片 10的角部lib相對應(yīng)的位置處，因此凹部27不妨礙第一電極焊盤22B。底部填充樹脂30被填充在半導體芯片10與電路板20之間的間隙中，以將半導體芯片10接合到電路板20。另外，通過底部填充樹脂30材料凝固時所產(chǎn)生的收縮力，底部填充樹脂30將半導體芯片10的突起部12壓靠在電路板20的第一電極焊盤22B上以將突起部12電連接至第一電極焊盤22B。因此，不需要額外地使用導電粘合劑等來將半導體芯片 10的突起部12連接至電路板20的第一電極焊盤22B。底部填充樹脂30的周邊部分在半導體芯片10周圍突起以形成所謂的圓角F(fillet F)。圓角F從電路板20的頂面開始延伸到半導體芯片10的邊部，因此用來增強半導體芯片10與電路板20之間的結(jié)合力并減小在底部填充樹脂30的周邊部分產(chǎn)生的應(yīng)力。而且，通過在半導體芯片10和電路板20之間的間隙中填充底部填充樹脂，可以減小施加在突起部12和第一電極焊盤22B的連接部上的應(yīng)力。例如，隨著半導體芯片10或電路板20的變形而在半導體芯片10和電路板20之間產(chǎn)生的應(yīng)力不僅施加在突起部12和第一電極焊盤22B的連接部上，而且還施加在底部填充樹脂30上。因此，抑制了應(yīng)力集中在突起部12和第一電極焊盤22B的連接部上。并且，底部填充樹脂30的剛度(S卩，彈性模數(shù))小于半導體芯片10和電路板20 的剛度。因此，當半導體芯片10或電路板20發(fā)生變形時，底部填充樹脂30與該變形相對應(yīng)地發(fā)生相似的變形以吸收半導體芯片10或電路板20的變形。例如，可以使用環(huán)氧基樹脂(具體而言，通過向環(huán)氧樹脂添加由硅制成的填充劑而獲得的材料)作為底部填充樹脂 30。底部填充樹脂30的彈性模數(shù)取決于環(huán)氧樹脂的成分、填充劑的添加量等。如上所述的底部填充樹脂30被嵌入在電路板20的芯材21中形成的凹部27中。 因此，底部填充樹脂30在位于半導體芯片10的角部lib的正下方的位置處的厚度大于在由多個突起部12限定的中心區(qū)域Rc處的厚度。換句話說，在半導體芯片10的角部lib的正下方的區(qū)域中存在的介于半導體芯片10與電路板20之間的底部填充樹脂30多于其他區(qū)域。因此，當半導體芯片10或電路板20發(fā)生變形時，在半導體芯片10的角部lib正下方的位置處，較多的底部填充樹脂30量吸收了半導體芯片10或電路板20的變形。因此， 在半導體芯片10的角部lib正下方的位置處，每單位體積的底部填充樹脂30的變形量很小。結(jié)果，在根據(jù)本實施方式的具有凹部27的半導體裝置100中，與不具有任何凹部27的半導體裝置相比，可以減小在靠近半導體芯片10的角部lib的底部填充樹脂30中產(chǎn)生的應(yīng)力。
例如，當半導體芯片10和電路板20受熱時，由于在半導體芯片10與電路板20之間熱膨脹系數(shù)方面的差異，隨著從半導體芯片10的中心到外側(cè)的距離的增加，電路板20發(fā)生變形從而加劇從半導體芯片10脫落。因此，在距離半導體芯片10的中心最遠的位置處 (即，半導體芯片10的角部11b)，半導體芯片10和底部填充樹脂30之間的距離最大。但是，由于根據(jù)該實施方式的半導體裝置100在半導體芯片10的角部lib的正下方的位置比角部lib附近具有更多的底部填充樹脂30，所以在這些角部lib的位置處，底部填充樹脂 30每單位體積的變形量很小。因此，當半導體芯片10與電路板20受熱時，可以抑制在半導體芯片10的角部lib正下方處產(chǎn)生的應(yīng)力，并因此能夠防止在底部填充樹脂30中產(chǎn)生斷裂和在底部填充樹脂30與半導體芯片10或電路板20之間的界面處發(fā)生脫落。換句話說，在本實施方式中，通過增加底部填充樹脂30的用量，在不增加位于半導體芯片10的角部lib的正下方的底部填充樹脂30中的應(yīng)力的情況下，可以減輕電路板20變形的影響。具體而言，在與半導體芯片10的角部lib相對應(yīng)的位置處，由于應(yīng)力集中在底部填充樹脂30上，因此最可能出現(xiàn)半導體芯片10和底部填充樹脂30的分離。因此，通過使凹部27位于電路板20中以使得凹部27在半導體芯片10的角部lib的正下方延伸，可以獲得顯著的效果。而且，通過在電路板20的凹部27中嵌入底部填充樹脂30，在電路板20與底部填充樹脂30之間產(chǎn)生了所謂的錨定效應(yīng)，并且避免了底部填充樹脂30從電路板20脫落。仿真結(jié)果下面將對在根據(jù)第一實施方式的底部填充樹脂中產(chǎn)生的熱應(yīng)力的仿真結(jié)果進行描述。在仿真中，加熱溫度設(shè)定為140°C，半導體芯片10的熱膨脹系數(shù)設(shè)定為3. 5ppm,電路板20的熱膨脹系數(shù)設(shè)定為ll.Oppm，底部填充樹脂30的熱膨脹系數(shù)設(shè)定為37. Oppm，半導體芯片10的各個邊部的長度設(shè)定為4. 2mm，半導體芯片10的厚度設(shè)定為0. 2mm,電路板20 的各個邊部的長度設(shè)定為8. Omm,電路板20的厚度設(shè)定為0. 22mm,底部填充樹脂30的厚度 (半導體芯片10與電路板20之間的間隔)設(shè)定為40μπι，在半導體芯片10周圍突起的圓角F的長度設(shè)定為0. 4mm,并且各個凹部的深度設(shè)定為0. 1mm。在圖7A至圖IOC中的各個應(yīng)力分布圖表中，橫軸表示離開半導體芯片中心的距離，縱軸表示在厚度方向上在底部填充樹脂中所產(chǎn)生的應(yīng)力的值。橫軸的指標(曲線弧長) 是通過將離開半導體芯片中心的距離(mm)與V 2相乘得到的。因此，橫軸上的刻度3處的位置對應(yīng)于離開半導體芯片中心大約2. Imm的位置，S卩，半導體芯片的角部的位置。對比示例1對比示例1旨在說明不具有任何凹部27的半導體裝置300A中的底部填充樹脂30 的熱應(yīng)力。圖7A是根據(jù)不具有任何凹部的對比示例1的半導體裝置300A的示意圖。圖7B是在半導體裝置300A中的半導體芯片10與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力的分布圖。圖7C是在半導體裝置300A中的電路板20A與底部填充樹脂30之間的界面從產(chǎn)生的熱應(yīng)力的分布圖。如圖7B所示，在不具有任何凹部的半導體裝置300A中，在半導體芯片10與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力隨著從半導體芯片10的中心向外側(cè)離開的距離的增加而增加，并且熱應(yīng)力在半導體芯片10的角部的正下方的位置處(參見圖7B中的箭頭
a)達到大約31.5MPa(張應(yīng)力)。另外，如圖7C所示，在電路板20A與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力在半導體芯片10的角部的正下方的位置處(參見圖7C中的箭頭
b)達到大約8.IMPa (張應(yīng)力)。對比示例2對比示例2旨在說明其中凹部27B位于半導體芯片10的角部的外側(cè)的半導體裝置300B中的底部填充樹脂30的熱應(yīng)力。圖8A是根據(jù)對比示例2的半導體裝置300B的示意圖，其中，凹部27B位于半導體芯片10的角部的外側(cè)(即，位于從半導體芯片10中的兩個相互交叉的邊部向外移動了 dl( = 0. 25mm)的位置處)。圖8B是在半導體裝置300B中的半導體芯片10與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力的分布圖。圖8C是在半導體裝置300B中的電路板20B 與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力的分布圖。如圖8B所示，當凹部27B位于從半導體芯片10向外側(cè)移動了 dl ( = 0. 25mm)的位置處時，在半導體芯片10與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力在半導體芯片 10的角部的正下方的位置處(參見圖8B中的箭頭a)達到大約28. 6MPa(張應(yīng)力)。另外， 如圖8C所示，在電路板20B與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力在半導體芯片 10的角部的正下方的位置處(參見圖8C中的箭頭b)達到大約7. 5MPa(張應(yīng)力)。對比示例3對比示例3旨在說明其中凹部27C位于半導體芯片10的角部的內(nèi)側(cè)的半導體裝置300C中的底部填充樹脂30的熱應(yīng)力。圖9A是根據(jù)對比示例3的半導體裝置300C的示意圖，其中，凹部27C位于半導體芯片10的角部的內(nèi)側(cè)(即，位于從半導體芯片10中的兩個相互交叉的邊部向內(nèi)移動了 d2( = 1. 05mm)后的位置處)。圖9B是在半導體裝置300C中的半導體芯片10與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力的分布圖。圖9C是在半導體裝置300C中的電路板20C 與底部填充樹脂30之間的界面從產(chǎn)生的熱應(yīng)力的分布圖。如圖9B所示，當凹部27C位于從半導體芯片10向內(nèi)移動了 d2 ( = 1. 05mm)的位置處時，在半導體芯片10與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力在半導體芯片10 的角部的正下方的位置處(參見圖9B中的箭頭a)達到大約25. 6MPa(張應(yīng)力)。另外，如圖9C所示，在電路板20C與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力在半導體芯片10 的角部的正下方的位置處(參見圖9C中的箭頭b)達到大約0. OMPa(張應(yīng)力)。示例 示例旨在說明在其中凹部27位于半導體芯片10的角部的正下方的半導體裝置 100中的底部填充樹脂30的熱應(yīng)力。圖IOA是根據(jù)示例的半導體裝置100的示意圖，其中，凹部27位于半導體芯片10的角部的正下方。圖IOB是在半導體裝置100中的半導體芯片10與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力的分布圖。圖IOC是在半導體裝置100中的電路板20與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力的分布圖。 如圖IOB所示，在具有位于半導體芯片10的角部的正下方的凹部27的半導體裝置100中，在半導體芯片10與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力在半導體芯片 10的角部的正下方的位置處(參見圖IOB中的箭頭a)達到大約9. 5MPa(張應(yīng)力)。換句話說，與對比示例1至3相比，半導體芯片10與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力顯著減小。另外，電路板20與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力在半導體芯片10 的角部的正下方的位置處(參見圖IOC中的箭頭b)大約為-3. IMPa (壓應(yīng)力compressive stress)。換句話說，在電路板20與底部填充樹脂30之間的界面處產(chǎn)生的熱應(yīng)力是壓應(yīng)力， 其不對底部填充樹脂30的脫落產(chǎn)生影響。如上所述，從仿真結(jié)果還可以看出，通過在電路板20中形成包括位于半導體芯片 10的角部的正下方位置處的凹部27并在凹部27中填充底部填充樹脂30，可以減小導致底部填充樹脂30脫落的熱應(yīng)力。半導體裝置的制造方法圖IlA至圖IlD是例示制造根據(jù)第一實施方式的半導體裝置的方法的圖。應(yīng)當注意，在圖IlA至圖IlD中，略去了半導體裝置100的詳細結(jié)構(gòu)而僅顯示了第一電極焊盤22B。 因此，如有必要，請參見圖1至圖7C。首先，如圖IlA所示，制備電路板20。雖然在圖IlA至圖IlD中未顯示，但是電路板20包括諸如玻璃環(huán)氧材料的芯材21以及分別形成在其頂面和底面的第一布線層22和第二布線層23。凹部27分別形成在電路板20中的與半導體芯片10的四個角部lib相對應(yīng)的區(qū)域中。凹部27貫通芯材21并到達第二布線層23。例如，可以使用激光加工作為形成凹部27的方法。當使用激光加工時，如果將第二布線層23用作加工停止面，則很容易形成凹部27。也可以使用鉆孔來代替激光加工。接著，如圖IlB所示，例如通過點膠法(dispense method)向電路板20的頂面提供環(huán)氧基樹脂L。這里所使用的環(huán)氧基樹脂L是例如通過向環(huán)氧樹脂添加諸如硅的填充劑而獲得的。環(huán)氧基樹脂L的提供量被設(shè)定成在安裝半導體芯片10時，位于半導體芯片10 與電路板20之間的空隙被充滿并且在半導體芯片10周圍形成圓角F。接著，將半導體芯片 10附接在壓頭Hp的底面，并且半導體芯片10被設(shè)置為使得半導體芯片10的突起部12面對電路板20的第一電極焊盤22B。接著，如圖IlC所示，降下半導體芯片10并對著電路板20按壓半導體芯片10。于是，環(huán)氧基樹脂L受到半導體芯片10擠壓并展開以填充電路板20的凹部27并且在半導體芯片10周圍突起以形成圓角F。此時所施加的力取決于半導體芯片10的尺寸、突起部12 的尺寸或突起部12的數(shù)量，并且例如設(shè)定為2kgf至Skgf。接著，半導體芯片10被設(shè)置在壓頭Hp內(nèi)部的加熱器(未顯示)加熱以使半導體芯片10和電路板20之間的空隙中的環(huán)氧基樹脂L凝固。因此，環(huán)氧基樹脂L收縮，半導體芯片10牢牢地接合到電路板20，并且半導體芯片10的突起部12電連接到電路板20的第一電極焊盤22B。接著，如圖IlD所示，分別將焊球40安裝到電路板20的第二電極焊盤23B。通過這種方法，完成了根據(jù)第一實施方式的半導體裝置100。
安裝到另一個安裝板的方法圖12A至圖12B是例示將根據(jù)第一實施方式的半導體裝置安裝到另一個安裝板的方法的圖。應(yīng)當注意，在圖12A至圖12B中，略去了半導體裝置100的詳細結(jié)構(gòu)。因此，如有必要，請參見圖1至圖7C。當將半導體裝置100安裝到另一個安裝板1000時，如圖12A所示，將半導體裝置 100放置在另一個安裝板1000上。接著，在熔爐中將半導體裝置100和安裝板1000加熱以使焊球40回流。因此，如圖12B所示地，焊球40熔化并凝固為焊件(solder member) 120， 并且半導體裝置100的第二電極焊盤23B電連接至安裝板1000的電極焊盤110?；亓鳒囟热Q于焊球40的材料，例如，將回流溫度設(shè)定為210°C至260°C。因此，半導體芯片10和電路板20熱膨脹以在底部填充樹脂30中產(chǎn)生熱應(yīng)力。但是，根據(jù)本實施方式的半導體裝置 100包括電路板20中的、位于半導體芯片10的角部的正下方的被填充有底部填充樹脂30 的凹部27。因此，減小了在半導體芯片10的角部的正下方的底部填充樹脂30的熱應(yīng)力，并因此抑制了在底部填充樹脂30中產(chǎn)生斷裂和在底部填充樹脂30與半導體芯片10或電路板20之間的界面處出現(xiàn)脫落的可能。所述安裝到另一個安裝板的方法可以應(yīng)用到以下實施方式及其變型例。電路板的變型例圖13是根據(jù)第一實施方式的變型例的電路板20的部分橫截面圖。在上述的第一實施方式中，凹部27形成在電路板20的芯材21中。但是，當電路板20為多層布線板時， 例如可以在多層布線板中的層間絕緣層中形成凹部270A。
如圖13所示，根據(jù)本變型例的電路板20是多層布線板并且包括芯材21、在芯材 21的頂面上形成的第一多層布線28和在芯材21的底面上形成的第二多層布線29。第一多層布線28從芯材21側(cè)起依次包括第一下布線層28A、第一層間絕緣層28B 和第一上布線層28C。第一下布線層28A和第一上布線層28C通過在第一層間絕緣層28B 中嵌入的導通孔(未顯示)相互電連接。例如，可以使用環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂作為第一層間絕緣層28B的材料。雖然這里沒有顯示，但是第一下布線層28A和第一上布線層28C 分別包括多個第一下布線圖案(未顯示)和多個第一上布線圖案(未顯示)。第二多層布線29從芯材21側(cè)起依次包括第二下布線層29A、第二層間絕緣層29B 和第二上布線層29C。第二下布線層29A和第二上布線層29C通過在第二層間絕緣層29B 中嵌入的導通孔(未顯示)相互電連接。例如，可以使用環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂作為第二層間絕緣層29B的材料。雖然這里沒有顯示，但是第二下布線層29A和第二上布線層29C 分別包括多個第二下布線圖案(未顯示)和多個第二上布線圖案(未顯示)。根據(jù)本變型例的凹部270A沒有形成在芯材21中而是形成在第一層間絕緣層28B 中以便包括位于半導體芯片10的角部lib的正下方的位置，即，橫跨角部lib的正下方的位置地延伸。凹部270A貫通第一層間絕緣層28B并到達第一下布線層28A。底部填充樹脂30填充在半導體芯片10和電路板20之間的間隙中并且嵌入在第一層間絕緣層28B中形成的凹部270A中。當如上所述地使用多層布線板作為電路板20時，即使第一多層布線28的第一層間絕緣層28B中形成有凹部270A并且凹部270A中嵌入底部填充樹脂30，但更大量的底部填充樹脂30可以設(shè)置在半導體芯片10的角部lib的正下方。
凹部的變型例

圖14至圖18是根據(jù)第一實施方式的變型例的電路板20的平面圖。在上述第一實施方式中，在電路板20中形成的凹部27具有在平面圖中大體為矩形的形狀，但并不限于此。例如，如圖14所示，可以在電路板20中形成在平面圖中具有大體三角形的形狀的凹部 2700a。如圖15和圖16所示，可以在電路板20中形成在平面圖中具有大體為L形狀的凹部2700b和2700c。另外，如圖17所示，可以在電路板20中形成在平面圖中具有環(huán)形形狀 (矩形框形狀)的凹部2700d以包圍第一電極焊盤22B。在這種情況下，當凹部2700d位于半導體芯片10的邊部Ila的正下方以沿著邊部Ila延伸時，即使在半導體芯片10的邊部 Ila附近也可以減輕底部填充樹脂30上的應(yīng)力集中。另外，如圖18所示，當半導體芯片10 的突起部12布置為兩行時，也就是說，當突起部12沿著芯片主體11的相互面對的兩個邊部布置時，可以在電路板20中的、位于沒有布置突起部12的余下的兩個邊部Ila的正下方處形成長的凹部2700e。這里所描述的凹部27的變型例(S卩，凹部2700a至2700e)可以應(yīng)用到以下實施方式及它們的變型例中。半導體裝置的變型例圖19是根據(jù)第一實施方式的變型例的半導體裝置100的立體圖，并且圖20是根據(jù)第一實施方式的變型例的半導體裝置100的橫截面圖并顯示了沿圖19中的線XX-XX截取的橫截面。如圖19和圖20所示，根據(jù)需要，根據(jù)第一實施方式的半導體裝置可以包括用于密封半導體芯片10和底部填充樹脂30的密封樹脂50。例如，可以使用通過向環(huán)氧樹脂添加由硅制成的填充劑得到的材料作為密封樹脂50的材料。該填充劑的添加量大于底部填充樹脂中的填充劑的添加量。因此與底部填充樹脂30相比，密封樹脂50具有更高的剛度 (即，更高的彈性模數(shù))。當半導體芯片10和底部填充樹脂30被密封樹脂50密封時，由于為了將半導體裝置100安裝到另一個安裝板1000 (參見圖12A和圖12B)而進行的加熱(回流)，密封樹脂50也發(fā)生熱膨脹。因此，作為整體，半導體裝置100的外部形狀在橫截面上可以是大致M的形狀。具體而言，在半導體裝置100中，與半導體芯片10的角部lib相對應(yīng)的部分離安裝板1000最遠(M的頂點)，而半導體芯片10的角部lib的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的區(qū)域靠近安裝板。同樣在這種情況下，與上述第一實施方式相似，半導體芯片10的角部lib 的正下方的底部填充樹脂30的熱應(yīng)力非常大。但是，在根據(jù)本變型例的半導體裝置中，與第一實施方式相類似，半導體芯片10的角部lib的正下方的區(qū)域中的底部填充樹脂30比其他區(qū)域中的多。因此，抑制了在底部填充樹脂30中產(chǎn)生斷裂和在底部填充樹脂與半導體芯片10或電路板20之間的界面處出現(xiàn)脫落的可能。這里所描述的半導體裝置100的變型例(即，額外地提供密封樹脂50)可以應(yīng)用到以下實施方式及它們的變型例中。第二實施方式下面將參考圖21至圖25對第二實施方式進行描述。半導體裝置的結(jié)構(gòu)圖21是根據(jù)第二實施方式的半導體裝置200的橫截面圖，并且圖22是根據(jù)第二實施方式的電路板20的部分橫截面圖。如圖21和圖22所示，根據(jù)第二實施方式的底部填充樹脂31包括第一樹脂部31A和第二樹脂部31B。第一樹脂部31A嵌入到凹部27中。第一樹脂部31A的頂面設(shè)置在與電路板20的芯材21高度相同的高度處。第二樹脂部31B形成在電路板20和第一樹脂部3IA上，并且填充在半導體芯片10與電路板20之間的間隙中。 第二樹脂部31B的周邊部分在半導體芯片10周圍突起以形成所謂的圓角F。與半導體芯片10和電路板20相比，第一樹脂部31A和第二樹脂部31B中的每一方都具有較低的剛度 (即，較低的彈性模數(shù))。因此，當半導體芯片10和電路板20發(fā)生變形時，第一樹脂部31A 和第二樹脂部31B都可以減輕半導體芯片10和電路板20變形的影響。在本實施方式中，當?shù)撞刻畛錁渲?0被劃分為第一樹脂部31A和第二樹脂部31B 時，第一樹脂部分31A可以在電路板20的制造過程中嵌入到電路板20的凹部27中。因此，不需要利用所謂的底部填充樹脂先入法(first-in method)或底部填充樹脂后入法 (last-in method)將底部填充樹脂嵌入凹部27中。因此，可以防止由于帶入的空氣而導致在嵌入凹部27中的第一樹脂部31A中產(chǎn)生空隙。底部填充樹脂先入法是一種提供方法，在該方法中，液態(tài)的底部填充樹脂被涂布在電路板的頂面上并被半導體芯片所按壓和展開。 底部填充樹脂后入法是一種提供方法，在該方法中，在將半導體芯片安裝到電路板以后，將液態(tài)的底部填充樹脂注入到半導體芯片和電路板之間的間隙中。另外，在本實施方式中，可以將第一樹脂部31A的剛度(即，彈性模數(shù))設(shè)定為低于第二樹脂部31B的剛度。通過這樣設(shè)置，與當?shù)谝粯渲?1A和第二樹脂部31B的材料相同時相比，由第一樹脂部31A吸收的半導體芯片10或電路板20的變形量很大。因此，減小了應(yīng)當由第二樹脂部31B吸收的半導體芯片10或電路板20的變形量。所以，可以增加填充在半導體芯片10與電路板20之間的間隙中的第二樹脂部31B的剛度(S卩，彈性模數(shù))。 因此，能夠更加牢固地加強半導體芯片10的突起部12與電路板20的第一電極焊盤22B的連接部。例如，可以使用環(huán)氧基樹脂(即，通過向環(huán)氧樹脂添加由硅制成的填充劑來獲得的材料)作為第一樹脂部31A和第二樹脂部31B的材料。當?shù)谝粯渲?1A的彈性模數(shù)被設(shè)定為小于第二樹脂部31B的彈性模數(shù)時，僅需要針對第一樹脂部31A和第二樹脂部31B 調(diào)整環(huán)氧基樹脂中的填充劑的添加量。換句話說，僅需要使第一樹脂部31A的材料中的填充劑的添加量小于第二樹脂部31B的材料中的填充劑的添加量。電路板的制造方法圖23A至圖23C是例示制造根據(jù)第二實施方式的電路板20的方法的圖。應(yīng)當注意，在圖23A至圖23C中，略去了電路板20的詳細結(jié)構(gòu)，僅顯示了第一電極焊盤22B。因此， 如有必要，請參見圖21至圖22C。首先，如圖23A所示，制備電路板20。雖然在圖23A至圖23C中未顯示，但是電路板20包括諸如玻璃環(huán)氧材料的芯材21以及形成在芯材21頂面和底面的第一布線層22和第二布線層23。接著，如圖23B所示，凹部27分別形成在芯材21中、半導體芯片10的四個角部 lib的正下方。凹部27貫通芯材21并到達第二布線層23。例如，可以使用激光加工作為形成凹部27的方法。當使用激光加工時，如果使用第二布線層23作為加工停止面，則很容易形成凹部27。也可以使用鉆孔來代替激光加工。接著，如圖23C所示，例如，通過點膠法向凹部27提供環(huán)氧基樹脂，并且將環(huán)氧基樹脂與電路板一起加熱。因此，環(huán)氧基樹脂凝固以在凹部27中形成第一樹脂部31A。提供環(huán)氧基樹脂的方法并不限于點膠法，可以使用諸如印刷法的另一種方法。這樣就完成了在第二實施方式中使用的電路板20。半導體裝置的制造方法圖24A至圖24D是例示制造根據(jù)第二實施方式的半導體裝置的方法的圖。應(yīng)當注意，在圖24A至圖24D中，略去了半導體裝置200的詳細結(jié)構(gòu)而僅顯示第一電極焊盤22B。 因此，如有必要，請參見圖21至圖22。首先，如圖24A所示，制備電路板20。這里所制備的電路板20是根據(jù)圖23A至圖 23C所示的制造工藝制造的電路板20。接著，如圖24B所示，例如，通過點膠法向電路板20的頂面提供環(huán)氧基樹脂L。這里所使用的環(huán)氧基樹脂L是第二樹脂部31B的材料，并且該環(huán)氧基樹脂L是例如通過向環(huán)氧樹脂添加諸如硅的填充劑而獲得的材料。所提供的環(huán)氧基樹脂L的用量如此設(shè)定當安裝半導體芯片10時，半導體芯片10和電路板20之間的空隙被充滿并且在半導體芯片10 周圍形成圓角F。接著，將半導體芯片10附接到壓頭Hp的底面，并且將半導體芯片10設(shè)置為使得其突起部12面對電路板20的第一電極焊盤22B。接著，如圖24C所示，降下半導體芯片10并抵靠電路板20按壓半導體芯片10。因此，環(huán)氧基樹脂L受到半導體芯片10按壓并展開以填充在半導體芯片10與電路板20之間的間隙中并且在半導體芯片10周圍突起以形成所謂的圓角F。此時施加的力取決于半導體芯片10的尺寸、突起部12的尺寸或突起部12的數(shù)量，并且例如被設(shè)定為2kgf至Skgf。接著，壓頭Hp內(nèi)設(shè)置的加熱器(未顯示)對半導體芯片10加熱以使半導體芯片10與電路板 20之間的間隙中的環(huán)氧基樹脂L凝固。因此，環(huán)氧基樹脂L收縮，半導體芯片10牢牢地接合到電路板20，并且半導體芯片10的突起部12電連接到電路板20的第一電極焊盤22B。接著，如圖24D所示，分別將焊球40安裝到電路板20的第二電極焊盤23B。這樣就完成了根據(jù)第二實施方式的半導體裝置200。電路板的變型例圖25是根據(jù)第二實施方式的變型例的電路板20的部分橫截面圖。在上述的第二實施方式中，凹部27形成在電路板20的芯材21中。但是，當電路板20是多層布線板時， 凹部270A例如可以形成在多層布線板中的層間絕緣層中。如圖25所示，根據(jù)本變型例的電路板20是多層布線板并且包括芯材21、形成在芯材21的頂面上的第一多層布線28和形成在芯材21的底面上的第二多層布線29。第一多層布線28從芯材21側(cè)起依次包括第一下布線層28A、第一層間絕緣層28B 和第一上布線層28C。第一下布線層28A和第一上布線層28C通過在第一層間絕緣層28B 中嵌入的導通孔(未顯示)相互電連接。例如，可以使用環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂作為第一層間絕緣層28B的材料。雖然這里沒有顯示，但是第一下布線層28A和第一上布線層28C 分別包括多個第一下布線圖案(未顯示)和多個第一上布線圖案(未顯示)。第二多層布線29從芯材21側(cè)起依次包括第二下布線 層29A、第二層間絕緣層29B 和第二上布線層29C。第二下布線層29A和第二上布線層29C通過在第二層間絕緣層29B 中嵌入的導通孔(未顯示)相互電連接。例如，可以使用環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂作為第二層間絕緣層29B的材料。雖然這里沒有顯示，但是第二下布線層29A和第二上布線層29C 分別包括多個第二下布線圖案(未顯示)和多個第二上布線圖案(未顯示)。根據(jù)本變型例的凹部270A沒有形成在芯材21中，而是形成在第一層間絕緣層28B中以便包括位于半導體芯片10的角部lib的正下方的位置，即，以橫跨角部lib的正下方的位置延伸。凹部270A貫通第一層間絕緣層28B并到達第一下布線層28A。底部填充樹脂31的第一樹脂部31A嵌入在第一層間絕緣層28B中形成的凹部270A中。另外，底部填充樹脂31的第二樹脂部31B形成在電路板20和第一樹脂部分31A上，并且填充在半導體芯片10與電路板20之間的間隙中。當使用多層布線板作為如上所述的電路板20時，即使凹部270A形成在第一多層布線28的第一層間絕緣層28B中并且在凹部270A中嵌入了底部填充樹脂31的第一樹脂部分31A，也可以在將更大量的底部填充樹脂31設(shè)置在半導體芯片10的角部lib的正下方。第三實施方式下面將參考圖26至圖27對第三實施方式進行描述。電路板的結(jié)構(gòu)圖26是根據(jù)第三實施方式的電路板20的部分橫截面圖。如圖26所示，根據(jù)第三實施方式的底部填充樹脂32包括第一樹脂部32A和第二樹脂部32B。另外，根據(jù)第三實施方式的凹部27被電路板20的第一布線層22所封閉。換句話說，第一樹脂部32A和第二樹脂部32B被第一布線層22彼此隔開。因此，即使當由于底部填充樹脂32的凝固和收縮而產(chǎn)生很大的應(yīng)力(張應(yīng)力)時，但是由于第一樹脂部32A和第二樹脂部32B的移動受到第一布線層22的阻擋，因此可以防止第一樹脂部32A與凹部27的內(nèi)表面之間的界面處的脫落以及第二樹脂部32B與半導體芯片10之間的界面處的脫落。電路板的變型例圖27是根據(jù)第三實施方式的變型例的電路板20的部分橫截面圖。如圖27所示， 根據(jù)該變型例的底部填充樹脂32包括第一樹脂部32A和第二樹脂部32B。另外，根據(jù)該變型例的凹部27被電路板20的第一多層布線28所封閉。換句話說，第一樹脂部32A和第二樹脂部32B被第一多層布線28彼此隔開。因此，即使當由于底部填充樹脂32的凝固和收縮而產(chǎn)生很大的應(yīng)力(張應(yīng)力)時，但是由于第一樹脂部32A和第二樹脂部32B的大的移動受到第一多層布線28的阻擋，因此可以防止第一樹脂部32A與凹部27的內(nèi)表面之間的界面處的脫落以及第二樹脂部32B與半導體芯片10之間的界面處的脫落。如上所述，當電路板20是多層布線板時，根據(jù)上述的第三實施方式，可以通過第一多層布線28而不是第一布線層22將第一樹脂部32A和第二樹脂部32B彼此隔開。第四實施方式下面將參考圖28對第四實施方式進行描述。圖28是根據(jù)第四實施方式的電路板20的部分橫截面圖。如圖28所示，在第四實施方式中，使用在電路板20的芯材21形成的過孔H作為凹部270B。使用在各個過孔H中嵌入的導通孔V的絕緣材料Vb作為底部填充樹脂33的第一樹脂部33A。換句話說，根據(jù)第四實施方式的底部填充樹脂33包括由導通孔V的絕緣材料形成的第一樹脂部33A和填充在半導體芯片10與電路板20之間的間隙中的第二樹脂部33B。如上所述地，當形成在電路板20中的導通孔V位于半導體芯片10的角部lib的正下方時，導通孔V的絕緣材料Vb吸收半導體芯片10或電路板20的變形，并且因此不需要額外形成凹部。此處敘述的全部示例和條件性語言旨在出于教育目的而幫助讀者理解本發(fā)明以及發(fā)明人對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的原理，并且應(yīng)當被解釋為不限于如此具體敘述的示例和條件，并且說明書中對這種示例的組織也與展示本發(fā)明的優(yōu)點和缺點無關(guān)。盡管已經(jīng)詳細 描述了本發(fā)明的實施方式，但應(yīng)當理解的是在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可對其做出各種變化、替換和修改。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置，該電子裝置包括電子組件，其具有安裝面，所述安裝面具有包括多個邊部和多個角部的輪廓；電路板，其包括面對所述電子組件的所述安裝面的被安裝面，并且所述電路板具有在面對所述電子組件的所述角部的位置處形成的凹部；連接部，其設(shè)置在所述電子組件與所述電路板之間，并且所述連接部將所述電路板電連接至所述電子組件；第一部件，其嵌入所述凹部中，并且所述第一部件的剛度低于所述電子組件和所述電路板的剛度；以及第二部件，其設(shè)置在所述電子組件與所述電路板之間，并且所述第二部件的剛度低于所述電子組件和所述電路板的剛度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中，所述第一部件和所述第二部件由相同材料一體地形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中，所述第一部件的剛度低于所述第二部件的剛度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，該電子裝置還包括將所述第一部件和所述第二部件相互隔離開的隔離部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中，所述凹部位于面對所述電子組件的所述邊部的位置處，以沿所述邊部延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中，所述電路板包括芯材；第一布線層，其形成在所述芯材的第一表面上，所述第一表面位于安裝了所述電子組件的一側(cè)；以及第二布線層，其形成在所述芯材的第二表面上，所述第二表面與所述第一表面相反；并且所述凹部從所述第一表面到所述第二表面貫通所述芯材并且到達所述第二布線層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子裝置，其中，所述電路板在所述凹部的內(nèi)表面上具有導電層，所述導電層將所述第一布線層電連接至所述第二布線層。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子裝置。一種電子裝置包括電子組件，其具有安裝面，該安裝面具有包括多個邊部和多個角部的輪廓；電路板，其包括面對所述電子組件的安裝面的被安裝面，并且具有在面對所述電子組件的角部的位置處形成的凹部；連接部，其設(shè)置在所述電子組件和電路板之間，并且將電路板電連接至所述電子組件；第一部件，其嵌入凹部中，并且第一部分的剛度低于所述電子組件和電路板的剛度；以及第二部件，其設(shè)置在所述電子組件與電路板之間，并且第二部件的剛度低于所述電子組件和電路板的剛度。
文檔編號H01L23/00GK102386146SQ201110241800
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者宮腰武, 小八重健二, 石川直樹, 高橋哲也 申請人:富士通株式會社