[发明专利]电极及其制造方法,以及具有该电极的半导体器件

说明书

本申请要求在先的日本专利申请JP2006-113195的优先权，在此将其公开内容引入供参考。

背景技术

本发明涉及一种半导体器件的电极，具体地，涉及用于PoP结构(Package-on-Package)的电极，其中安装有半导体元件的封装被层叠在一起，还涉及这种电极的制造方法以及具有这种电极的半导体器件。

近年来，半导体器件的速度和容量增加，此外，为了电子系统的微型化，半导体器件封装已被小型化。特别，在便携式器件中，封装的小型化是重要的，并且，每个具有安装在一个封装中的多个半导体芯片的那些半导体器件已经被采用至今。作为这些半导体器件，已经提出了具有在封装中层叠多个半导体芯片的MCP(多芯片封装)和其中多个CSP(芯片尺寸封装)被层叠在一起的PoP(Package-on-Package)器件。此外，倒装芯片键合方法等等被用作除常规引线键合方法以外的半导体芯片连接方法，其中倒装芯片键合方法使用形成为凸块的键合焊盘。这使之可以获得半导体器件的小型化。

图3是具有常规PoP结构的半导体器件的剖面图。在所示的半导体器件中，上封装具有树脂密封的半导体芯片9-1和9-2，并且在它们的焊盘3处通过焊球16-2连接到下封装。具体地，下封装安装有半导体芯片9-3，并且具有在其上部的连接焊盘3和在其底部设置的焊球16-1。半导体芯片9-1和9-2被安装在上封装的上部，并通过引线键合连接到上封装板的电极。在上封装的底侧形成用于连接下封装的焊盘3。

在该PoP结构中，为了将上和下封装连接在一起，必须保证下封装中安装的半导体芯片9-3的高度所需要的空间或间隙(间隔)。该间隔由焊球的高度保持。但是，由于焊球的球形由焊料本身的物理性能决定，因此不可能随意地形成垂直延伸的形状。因此，连接上和下封装的每个焊球16-2要求具有大于该间隔的直径。另一方面，依据连接端子(I/O端子)的数目增加，封装的小型化等等，必须减小连接焊球的尺寸和减窄连接电极间距。但是，就焊球而言，存在如果球直径被减小，那么间隔量也减小的问题。相反，如果用于连接上和下封装的焊球16-2的直径大于用于将板连接的焊球16-1的直径，那么由于端子数目，产生封装的尺寸增加的问题。

为了处理该问题，考虑使用除焊球以外的连接方法。例如，专利文件1(日本未审查专利申请公开号(JP-A)-14571)公开了一种半导体器件，具有在半导体元件上形成的金属柱。在专利文件1中，使用电镀方法形成金属柱。但是，通过电镀方法存在金属柱的高度变化的问题。另一方面，在专利文件2(日本未审查专利申请公开号(JP-A)2004-228403)中，半导体元件和相对板的连接图形通过导电柱连接在一起。但是，在专利文件2中，发生有关导电柱的定位问题。这些现有技术文件的技术被不足以应用于具有许多端子的半导体器件，在这种半导体器件中连接电极间距被减窄。

此外，随着增强的功能性，半导体器件的连接端子数目增加，以致需要减窄连接端子间距。

但是，没有建立用于PoP结构的电极连接技术，以便充分地减窄连接电极间距。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种用于PoP(Package-on-Package)结构的电极，使之可以减窄端子间距，并提供这种电极的制造方法以及具有这种电极的半导体器件。

为了实现上述目的，本发明基本上采用下面将被描述的技术。可以容易地理解，本发明也包括这种技术的要点范围内能实现的各种应用技术。

本发明的电极制造方法包括以下步骤：从其背面刻蚀金属板，由此形成具有与金属板厚度相等的高度的金属柱。

本发明的电极制造方法的特征在于具有以下步骤：在形成金属柱的步骤之前，在金属板的表面上形成布线板和在该布线板上安装半导体芯片并树脂密封它。

本发明的电极制造方法的特征还可以在于，形成布线板的步骤包括以下步骤：通过在金属板的表面上涂敷抗电镀剂、构图该抗电镀剂、以及进行电镀来形成焊盘，形成用于保护该焊盘的绝缘树脂层，以及在该绝缘树脂层中形成穿通孔由此形成连接到该焊盘的电极。

本发明的电极制造方法的特征还在于通过依次电镀镍、金、镍和铜，形成该焊盘。

本发明的电极制造方法的特征还可以在于通过镀铜形成电极。

本发明的电极制造方法的特征可以在于，形成所述金属柱/多个金属柱的步骤包括：在金属板的背面上涂敷抗刻蚀剂，对该抗刻蚀剂进行构图以提供用于保留与焊盘相对应的金属板区域的图形，以及然后利用该图形刻蚀金属板。

本发明的电极制造方法的特征还可以在于由包含铜作为主要成分的金属板形成金属柱。