[发明专利]绝缘配线基板及其制造方法和使用了该基板的半导体封装

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝缘配线基板特别是可防止发生因吸收的水分受热而气化膨胀所导致的缺陷的绝缘配线基板及其制造方法和使用了这种绝缘配线基板的半导体封装。

背景技术

近年来，半导体封装主要采用了QFP(quad flat package：四方扁平封装)型、BGA(ball grid array：球栅阵列)型、LGA(land grid array：平面栅格阵列)型的CSP(chip size package/chip scale package：芯片级封装)等。

尤其在最近几年，基于对半导体元件高集成化和信号处理高速化的要求，半导体封装大多采用了上述芯片级封装中BGA型、LGA型的树脂密封型半导体封装。之所以采用上述BGA型、LGA型的树脂密封型半导体封装，是因为下述结构，即：使一个半导体芯片的电路形成面朝上进行配置，以细金属丝连接上述半导体芯片和配线基板，并通过配线图形实现与外部端子之间的导通，由此，能够配置大量的外部端子。

另外，关于上述半导体封装所使用的绝缘配线基板，也迫切要求其实现薄型化。厚度为200μm以下的由环氧树脂制成的绝缘内层基板已成为主流，厚度为40μm～60μm的绝缘内层基板也得到了较多的应用。关于采用了厚度为40μm～60μm的内层基板的绝缘配线基板，包括阻焊层的厚度在内其厚度达到100μm左右。

图4是示意地说明BGA型半导体封装的一个示例的剖面结构图。BGA型半导体封装主要由半导体芯片1、绝缘配线基板8、连接半导体芯片1和绝缘配线基板8的细金属丝7、金属制的外部端子9构成。

绝缘配线基板在绝缘内层基板的两面具有配线图形，该绝缘内层基板由环氧树脂制成，该配线图形由铜箔形成。借助于贯通孔(throughhole)连接绝缘配线基板的上、下两面的配线图形，其中，在上述绝缘配线基板形成开口后在该开口内部实施镀铜而得到上述贯通孔。

并且，在绝缘配线基板上，除引线键合端子部和岛部(land)之外覆盖有绝缘性阻焊层(solder resist)。其中，上述引线键合端子部用于在配线上实施引线键合，上述配线在上述绝缘配线基板上形成电路，上述岛部用于形成外部端子。

在BGA型半导体封装中，利用粘合材料将半导体芯片搭载于绝缘配线基板的与电路形成面相反一侧的面上，并通过导电性的细金属丝电连接半导体芯片上面的焊盘部和绝缘配线基板的引线键合端子部。

用于导通连接半导体芯片和绝缘配线基板的细金属丝采用金、铜等材料。较多采用剖面直径为20μm～30μm的金丝等。

随着电子设备多功能化的发展，也存在着层叠多个半导体芯片的情况。半导体芯片的厚度也取决于搭载的层数等，一般情况下使用厚度为70μm～400μm的半导体芯片。

作为用于粘合半导体芯片的粘合材料，采用银膏、绝缘膏、片状的粘合材料等。为了提高半导体芯片和基板之间的密合性而较多地采用片状的粘合材料。

作为上述片状粘合材料的供给方法，有下述两种方法，即：预先在绝缘配线基板的半导体芯片搭载区域贴附片状粘合材料的方法；以及在半导体芯片的背面侧贴附片状粘合材料的方法。作为在半导体芯片的背面侧贴附片状粘合材料的方法，有这样一种方法，即：在晶圆状态阶段，将片状粘合材料贴附于晶圆的背面侧，然后将其切割为芯片状。另外，还有一种将切片的粘结材料成分转印至半导体芯片的背面侧从而实现供给的方法。

通过转移成型(Transfer Molding)等方法，利用环氧系或联苯系树脂进行树脂密封使得完全包覆半导体芯片和细金属丝，从而形成封装。

借助于回流焊技术将焊球等金属制的外部端子连接在绝缘配线基板的相反一侧的面上。焊球的直径因外部端子的间距等而不同。过去一直采用共晶焊焊料，但是，出于对环境保护的考虑，近年来，上述焊球的焊料从共晶焊发展到了无铅焊。由于无铅焊焊料的熔点高于共晶焊焊料的熔点，因此，如果采用无铅焊焊接，在连接时就需要将温度设定得高于共晶焊焊接的温度。

另外，还有这样一种结构的半导体封装，即：在焊球端子的中心部具备铜等的金属球或树脂等的树脂球，在半导体封装被搭载至基板后，半导体封装与基板之间保持一定值以上的间隙。

以上是BGA型半导体封装的结构。即使是其尺寸较接近所谓CSP的半导体芯片尺寸的半导体封装，也有采用与上述相同的结构。此外，还有下述的半导体封装，即：在涂敷焊膏等后使其熔化并形成0.1mm以下的外部端子，而并非用钎焊等的金属球来形成外部端子的半导体封装；不提供焊料，仅由基板的金属岛部形成外部端子的LGA型半导体封装。