JP2011014757A - Multilayer semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも2つの半導体装置が積層された積層型半導体装置に関する。 The present invention relates to a stacked semiconductor device in which at least two semiconductor devices are stacked.
電子機器をより小型化にするためには、電子機器における半導体装置の実装密度を向上させることが重要となる。携帯電話を中心としたモバイル機器では、複数の半導体装置(半導体パッケージ)が積層された積層型半導体装置(POP:パッケージオンパッケージ(Package On Package))を搭載することにより、半導体装置の高密度実装を実現している。 In order to further reduce the size of electronic equipment, it is important to improve the mounting density of semiconductor devices in the electronic equipment. In mobile devices such as mobile phones, high-density mounting of semiconductor devices is possible by mounting stacked semiconductor devices (POP: Package On Package) in which multiple semiconductor devices (semiconductor packages) are stacked. Is realized.
積層型半導体装置がプリント基板に電気的に接続されたもの(本明細書では「実装構造体」と記す)の製造方法は次に示す通りである。まず、複数の半導体装置(例えば、BGA(Ball grid array)型半導体装置)をそれぞれ製造してから、各半導体装置に対して良否判定を実施する。次に、プリスタック方式又はオンボードスタック方式に従って実装構造体を製造する。プリスタック方式では、複数の半導体装置を積層して積層型半導体装置を作製してから、作製された積層型半導体装置をプリント基板に電気的に接続する。オンボードスタック方式では、半導体装置を1つずつ順番にプリント基板に実装する。積層型半導体装置の厚みを薄くするために、積層型半導体装置を構成する半導体装置のそれぞれの厚みを極力薄くする。具体的には、はんだボールを積層型半導体装置の厚み方向において半導体素子とは相異なる位置に配置する。 A manufacturing method of a semiconductor device in which a stacked semiconductor device is electrically connected to a printed circuit board (referred to as a “mounting structure” in this specification) is as follows. First, after manufacturing a plurality of semiconductor devices (for example, a BGA (Ball grid array) type semiconductor device), a pass / fail judgment is performed on each semiconductor device. Next, a mounting structure is manufactured according to a pre-stack method or an on-board stack method. In the prestack method, a plurality of semiconductor devices are stacked to manufacture a stacked semiconductor device, and then the manufactured stacked semiconductor device is electrically connected to a printed board. In the on-board stack method, semiconductor devices are sequentially mounted on a printed circuit board. In order to reduce the thickness of the stacked semiconductor device, the thickness of each semiconductor device constituting the stacked semiconductor device is reduced as much as possible. Specifically, the solder balls are arranged at positions different from the semiconductor elements in the thickness direction of the stacked semiconductor device.
図14を用いて従来の実装構造体の構成を説明する。図14は、従来の実装構造体の断面図である。 The configuration of a conventional mounting structure will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view of a conventional mounting structure.
従来の実装構造体では、積層型半導体装置110がプリント基板101に電気的に接続されている。この積層型半導体装置110では、第1の半導体装置120が第2の半導体装置130の上に設けられており、第1の半導体装置120と第2の半導体装置130とは互いに電気的に接続されている。 In the conventional mounting structure, the stacked semiconductor device 110 is electrically connected to the printed circuit board 101. In the stacked semiconductor device 110, the first semiconductor device 120 is provided on the second semiconductor device 130, and the first semiconductor device 120 and the second semiconductor device 130 are electrically connected to each other. ing.
第1の半導体装置120では、第1の配線基板121の上面の中央には第1の半導体素子123が接着されており、第1の半導体素子123はワイヤー(不図示)を介して第1の配線基板121が有する配線パターンに電気的に接続されている。第1の配線基板121の下面の周縁には第1の電極部125,125,…が設けられており、各第1の電極部125の下面上には第1のはんだボール127が設けられている。第1の半導体素子123及びワイヤーは樹脂129に封止されている。 In the first semiconductor device 120, a first semiconductor element 123 is bonded to the center of the upper surface of the first wiring board 121, and the first semiconductor element 123 is connected to the first semiconductor element 123 via a wire (not shown). The wiring board 121 is electrically connected to a wiring pattern. .. Are provided on the peripheral edge of the lower surface of the first wiring board 121, and first solder balls 127 are provided on the lower surface of each first electrode portion 125. Yes. The first semiconductor element 123 and the wire are sealed with a resin 129.
第2の半導体装置130では、第2の配線基板131の上面の中央には第2の半導体素子133が設けられており、第2の半導体素子133は第2の配線基板131にフリップチップ接続されている。第2の配線基板131の上面の周縁には第2の電極部135,135,…が設けられており、各第2の電極部135は第1のはんだボール127を介して第1の電極部125に電気的に接続されている。第2の配線基板131の下面には、第2のはんだボール137,137,…が格子状に配置されている。 In the second semiconductor device 130, a second semiconductor element 133 is provided at the center of the upper surface of the second wiring board 131, and the second semiconductor element 133 is flip-chip connected to the second wiring board 131. ing. 2nd electrode part 135,135, ... is provided in the periphery of the upper surface of the 2nd wiring board 131, and each 2nd electrode part 135 is 1st electrode part via the 1st solder ball 127 125 is electrically connected. On the lower surface of the second wiring board 131, second solder balls 137, 137,.
一般に、複数の外部接続用端子が配線基板の下面上に格子状に配置された半導体装置はエリアアレイ型半導体装置と呼ばれており、各外部接続用端子がはんだボールである半導体装置はBGA型半導体装置と呼ばれている。つまり、第1の半導体装置120及び第2の半導体装置130はどちらもBGA型半導体装置である。 Generally, a semiconductor device in which a plurality of external connection terminals are arranged in a grid pattern on the lower surface of a wiring board is called an area array type semiconductor device, and a semiconductor device in which each external connection terminal is a solder ball is a BGA type. It is called a semiconductor device. That is, both the first semiconductor device 120 and the second semiconductor device 130 are BGA type semiconductor devices.
ところで、半導体素子が配線基板にフリップチップ接続されたBGA型半導体装置では半導体素子と配線基板とで熱膨張係数が相異なるので、そのBGA型半導体装置の製造中に反りが発生する。さらに、この反りは、はんだボールの位置を最適化することにより薄型化が図られたBGA型半導体装置の方が、薄型化が図られていないBGA型半導体装置よりも顕著である。この点に着目して、特許文献1では、はんだボールの接着面積が検討されている。具体的には、第1の半導体装置が第2の半導体装置の上に設けられた積層型半導体装置において、第2の半導体装置が有する第2の配線基板の上面(半導体素子が設けられている面)とはんだボールとの接着面積を、第1の半導体装置が有する第1の配線基板の下面(半導体素子が設けられていない面)とはんだボールとの接着面積よりも小さくする。 By the way, in the BGA type semiconductor device in which the semiconductor element is flip-chip connected to the wiring board, the thermal expansion coefficient differs between the semiconductor element and the wiring board, and thus warpage occurs during the manufacture of the BGA type semiconductor device. Further, this warpage is more conspicuous in the BGA type semiconductor device that is thinned by optimizing the position of the solder ball than in the BGA type semiconductor device that is not thinned. Focusing on this point, Patent Document 1 discusses the bonding area of solder balls. Specifically, in a stacked semiconductor device in which the first semiconductor device is provided over the second semiconductor device, the upper surface of the second wiring substrate included in the second semiconductor device (the semiconductor element is provided). The bonding area between the surface and the solder ball is made smaller than the bonding area between the lower surface of the first wiring board (the surface where no semiconductor element is provided) of the first semiconductor device and the solder ball.
特許文献1に記載されているように、半導体素子が配線基板にフリップチップ接続されたBGA型半導体装置では半導体素子と配線基板とで熱膨張係数が互いに異なるので、そのBGA型半導体装置の製造中に反りが発生する。 As described in Patent Document 1, in a BGA type semiconductor device in which a semiconductor element is flip-chip connected to a wiring board, the coefficient of thermal expansion differs between the semiconductor element and the wiring board. Warping occurs.
また、積層型半導体装置の製造時には、リフロー工程における加熱により複数の半導体装置のそれぞれに反りが生じる。これにより各半導体装置の自由な変形を招来するため、積層型半導体装置の製造を阻害する。2つの半導体装置からなる積層型半導体装置を製造する場合を例に挙げて説明する。まず、第1の半導体装置のはんだボールを第2の半導体装置の電極部の上面に接触させてからリフロー工程を実施する。リフロー工程における加熱により第1の半導体装置及び第2の半導体装置が大きく変形すると、リフロー工程中に第1の半導体装置のはんだボールが第2の半導体装置の電極部の上面から離れる。そのため、第1の半導体装置を第2の半導体装置に電気的に接続させることはできない。この不具合は、プリスタック方式を用いて積層型半導体装置を製造する場合であっても、オンボードスタック方式を用いて実装構造体を製造する場合であっても、生じうる。 Further, at the time of manufacturing the stacked semiconductor device, each of the plurality of semiconductor devices is warped by heating in the reflow process. This invites free deformation of each semiconductor device, thus obstructing the manufacture of the stacked semiconductor device. A case where a stacked semiconductor device including two semiconductor devices is manufactured will be described as an example. First, the reflow process is performed after the solder ball of the first semiconductor device is brought into contact with the upper surface of the electrode portion of the second semiconductor device. When the first semiconductor device and the second semiconductor device are greatly deformed by heating in the reflow process, the solder balls of the first semiconductor device are separated from the upper surfaces of the electrode portions of the second semiconductor device during the reflow process. Therefore, the first semiconductor device cannot be electrically connected to the second semiconductor device. This problem may occur even when the stacked semiconductor device is manufactured using the pre-stack method or when the mounting structure is manufactured using the on-board stack method.
さらに、本願発明者らが検討したところ、積層型半導体装置の製造を阻害する要因としては、上記2つの要因以外に新たな要因が存在することを見出した。 Furthermore, as a result of investigations by the inventors of the present application, it has been found that there are new factors other than the above two factors as factors that hinder the manufacture of the stacked semiconductor device.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、半導体装置間における接続不良の発生が抑制された積層型半導体装置を提供する。 The present invention has been made in view of such a point, and provides a stacked semiconductor device in which the occurrence of poor connection between semiconductor devices is suppressed.
本発明の積層型半導体装置では、第1の半導体装置が第2の半導体装置の上に配置されており、第2の半導体装置は基板に接続される。第1の半導体装置では、第1の配線基板の上面上には第1の半導体素子が設けられており、第1の配線基板の下面上には第1の電極部及び第1のはんだボールが順に設けられている。第2の半導体装置では、第2の配線基板の上面上には第2の半導体素子及び第2の電極部が設けられており、第2の配線基板の下面上には第2のはんだボールが設けられている。第2の電極部は、第2の配線基板の上面のうち第2の半導体素子が設けられた部分よりも周縁であって第1の電極部と対向する位置に設けられている。第1のはんだボールは、第1の電極部と第2の電極部とを電気的に接続している。第1のはんだボールの組成は、第2のはんだボールの組成とは相異なる。具体的には、第1のはんだボールはBiを含んでいる一方、第2のはんだボールはBiを含んでいない。これにより、第1のはんだボールを構成するはんだの濡れ広がり率を高くすることができるので、第1の半導体装置と第2の半導体装置との間における接続不良の発生を抑制できる。 In the stacked semiconductor device of the present invention, the first semiconductor device is disposed on the second semiconductor device, and the second semiconductor device is connected to the substrate. In the first semiconductor device, the first semiconductor element is provided on the upper surface of the first wiring board, and the first electrode portion and the first solder ball are provided on the lower surface of the first wiring board. It is provided in order. In the second semiconductor device, the second semiconductor element and the second electrode portion are provided on the upper surface of the second wiring substrate, and the second solder balls are provided on the lower surface of the second wiring substrate. Is provided. The second electrode portion is provided at a position on the upper surface of the second wiring substrate that is more peripheral than the portion where the second semiconductor element is provided and that faces the first electrode portion. The first solder ball electrically connects the first electrode portion and the second electrode portion. The composition of the first solder ball is different from the composition of the second solder ball. Specifically, the first solder ball contains Bi, while the second solder ball does not contain Bi. Thereby, since the wetting spread rate of the solder constituting the first solder ball can be increased, the occurrence of poor connection between the first semiconductor device and the second semiconductor device can be suppressed.
第1のはんだボールは、10重量%未満のBiを含んでいることが好ましく、5重量%未満のBiを含んでいればさらに好ましい。これにより、大きな衝撃が積層型半導体装置に加わった場合であっても、第1のはんだボールが第2の電極部の上面から剥離することを防止できる。 The first solder ball preferably contains less than 10 wt% Bi, and more preferably contains less than 5 wt% Bi. Thereby, even when a large impact is applied to the stacked semiconductor device, it is possible to prevent the first solder ball from being peeled off from the upper surface of the second electrode portion.
第2の電極部の上面は、第1の電極部の下面よりも大きいことが好ましい。これにより、第1のはんだボールを構成するはんだの濡れ力を大きくすることができる。 The upper surface of the second electrode part is preferably larger than the lower surface of the first electrode part. Thereby, the wetting force of the solder which comprises the 1st solder ball can be enlarged.
後述の好ましい実施形態では、第1の半導体素子は樹脂で封止されており、第2の半導体素子は第2の配線基板の上面にフリップチップ接続されている。 In a preferred embodiment described later, the first semiconductor element is sealed with resin, and the second semiconductor element is flip-chip connected to the upper surface of the second wiring board.
本発明によれば、半導体装置間における接続不良の発生を抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of poor connection between semiconductor devices.
本発明の実施形態を説明する前に、図1(a)〜図2を用いて本願発明者らが本願発明を完成させるにあたり検討したことを説明する。図1(a)は、公知の積層型半導体装置における不具合箇所を撮影した断面写真であり、図1(b)は、図1(a)に示すVIIB領域の拡大写真である。図2は、公知の積層型半導体装置における不具合を模式的に示した断面図である。 Before describing the embodiment of the present invention, what the inventors of the present application have considered in completing the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A is a cross-sectional photograph in which a defect portion in a known stacked semiconductor device is photographed, and FIG. 1B is an enlarged photograph of the VIIB region shown in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a defect in a known stacked semiconductor device.
本願発明者らは、反りの発生を抑制しながら第1及び第2の半導体装置を製造し、且つ、第1及び第2の半導体装置のそれぞれにおいて反りの発生を抑制しながら第1の半導体装置を第2の半導体装置の上に配置して積層型半導体装置を作製した。そして、このようにして得られた積層型半導体装置において、第1の半導体装置が有する第1のはんだボールと第2の半導体装置が有する第2の電極部との接触状態を調べた。すると、図1(a)及び(b)に示すように、得られた積層型半導体装置には、第1のはんだボール127と第2の電極部135とが互いに離れている箇所が存在していることが分かった。その理由として、本願発明者らは、リフロー工程におけるはんだの凝固に着目した。 The inventors of the present application manufacture the first and second semiconductor devices while suppressing the occurrence of warpage, and the first semiconductor device while suppressing the occurrence of warpage in each of the first and second semiconductor devices. Was placed on the second semiconductor device to fabricate a stacked semiconductor device. In the stacked semiconductor device thus obtained, the contact state between the first solder ball included in the first semiconductor device and the second electrode portion included in the second semiconductor device was examined. Then, as shown in FIGS. 1A and 1B, in the obtained stacked semiconductor device, there are portions where the first solder balls 127 and the second electrode portions 135 are separated from each other. I found out. As the reason for this, the inventors of the present application focused on the solidification of the solder in the reflow process.
リフロー工程では、加熱してはんだを溶融させた後、室温まで冷却する。リフロー工程における加熱により、第1の半導体装置及び第2の半導体装置のそれぞれの周縁には圧縮力が働き、第1の半導体装置及び第2の半導体装置のそれぞれの中央には微小な引張力が働く。その後冷却すると、溶融していたはんだが凝固するにつれてはんだには表面張力と収縮力とが働く。この表面張力及び収縮力により上記引張力の大きさが大きくなり、その結果、図1(a)〜図2に示すように第1のはんだボール127と第2の電極部135との接触不良が発生する。 In the reflow process, the solder is melted by heating and then cooled to room temperature. Due to the heating in the reflow process, a compressive force acts on the periphery of each of the first semiconductor device and the second semiconductor device, and a small tensile force occurs on the center of each of the first semiconductor device and the second semiconductor device. work. Thereafter, when the solder is melted, surface tension and contraction force act on the solder as the solder solidifies. The surface tension and the contraction force increase the magnitude of the tensile force. As a result, as shown in FIGS. 1A to 2, the contact failure between the first solder ball 127 and the second electrode portion 135 occurs. appear.
本願発明者らは、以上説明した考察に基づいて本願発明を完成させた。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されない。 The inventors of the present application have completed the present invention based on the above-described consideration. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below.
図3は、本発明の実施形態における実装構造体の断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the mounting structure in the embodiment of the present invention.
本実施形態における実装構造体では、積層型半導体装置10がプリント基板1の上面に電気的に接続されている。積層型半導体装置10では、第1の半導体装置20が第2の半導体装置30の上に設けられており、第1の半導体装置20と第2の半導体装置30とは互いに電気的に接続されている。 In the mounting structure in the present embodiment, the stacked semiconductor device 10 is electrically connected to the upper surface of the printed circuit board 1. In the stacked semiconductor device 10, the first semiconductor device 20 is provided on the second semiconductor device 30, and the first semiconductor device 20 and the second semiconductor device 30 are electrically connected to each other. Yes.
第1の半導体装置20は、第1の配線基板21と、第1の半導体素子23と、第1の電極部25,25,…と、第1のはんだボール27,27,…と、封止樹脂29とを有している。 The first semiconductor device 20 includes a first wiring board 21, a first semiconductor element 23, first electrode portions 25, 25,..., First solder balls 27, 27,. Resin 29.
第1の配線基板21は、配線パターン(不図示)が形成された基板(このような基板を一般にインターポーザと呼ぶ)であり、その配線パターンは、電極端子(不図示)を有している。第1の半導体素子23の主面(図1における上面)の中央には回路(不図示)が形成されており、その周縁には電極端子(不図示)が設けられている。この電極端子はワイヤー(不図示)を介して第1の配線基板21の電極端子に接続されており、これにより、第1の配線基板21と第1の半導体素子23とが互いに電気的に接続される。このワイヤーと第1の半導体素子23とは封止樹脂29により封止されている。 The first wiring board 21 is a board on which a wiring pattern (not shown) is formed (such a board is generally called an interposer), and the wiring pattern has electrode terminals (not shown). A circuit (not shown) is formed in the center of the main surface (upper surface in FIG. 1) of the first semiconductor element 23, and an electrode terminal (not shown) is provided on the periphery thereof. This electrode terminal is connected to the electrode terminal of the first wiring board 21 via a wire (not shown), whereby the first wiring board 21 and the first semiconductor element 23 are electrically connected to each other. Is done. This wire and the first semiconductor element 23 are sealed with a sealing resin 29.
第1の電極部25,25,…は、第1の配線基板21の下面の周縁部分に格子状に設けられており、よって、第1の半導体装置20の厚み方向において第1の半導体素子23とは相異なる位置に配置されている。従って、第1の電極部が第1の半導体装置の厚み方向において第1の半導体素子と同じ位置に設けられている場合に比べて、第1の半導体装置20の厚みを薄くすることができる。 The first electrode portions 25, 25,... Are provided in a lattice shape on the peripheral portion of the lower surface of the first wiring substrate 21, and thus the first semiconductor element 23 in the thickness direction of the first semiconductor device 20. It is arrange | positioned in the position different from. Therefore, the thickness of the first semiconductor device 20 can be reduced as compared with the case where the first electrode portion is provided at the same position as the first semiconductor element in the thickness direction of the first semiconductor device.
第2の半導体装置30は、第2の配線基板31と、第2の半導体素子33と、第2の電極部35,35,…と、第2のはんだボール37,37,…とを有している。 The second semiconductor device 30 includes a second wiring substrate 31, a second semiconductor element 33, second electrode portions 35, 35,..., And second solder balls 37, 37,. ing.
第2の配線基板31は、配線パターン(不図示)が形成された基板である。第2の半導体素子33は、第2の配線基板31の上面の中央部分にフリップチップ接続されている。つまり、配線パターンが有する電極端子(不図示)と第2の半導体素子33が有する電極端子(不図示)とがはんだ(不図示)等を介して互いに電気的に接続されている。 The second wiring board 31 is a board on which a wiring pattern (not shown) is formed. The second semiconductor element 33 is flip-chip connected to the central portion of the upper surface of the second wiring substrate 31. That is, the electrode terminal (not shown) included in the wiring pattern and the electrode terminal (not shown) included in the second semiconductor element 33 are electrically connected to each other via solder (not shown) or the like.
第2の電極部35,35,…は、第2の配線基板31の上面のうち第2の半導体素子33が設けられた部分よりも周縁に設けられており、第1の電極部25,25,…に対向している。よって、第2の半導体装置30の厚み方向において第2の半導体素子33と第2の電極部35,35,…とが相異なる位置に配置されているので、第2の半導体装置30の薄型化を図ることができる。また、各第2の電極部35は、第1の電極部25に対向しているので、第1のはんだボール27を介して第1の電極部25に電気的に接続されている。 The second electrode portions 35, 35,... Are provided on the periphery of the upper surface of the second wiring substrate 31 with respect to the portion where the second semiconductor element 33 is provided, and the first electrode portions 25, 25 are provided. , ... are facing. Therefore, since the second semiconductor element 33 and the second electrode portions 35, 35,... Are arranged at different positions in the thickness direction of the second semiconductor device 30, the thickness of the second semiconductor device 30 is reduced. Can be achieved. In addition, each second electrode portion 35 faces the first electrode portion 25 and is therefore electrically connected to the first electrode portion 25 via the first solder ball 27.
このような各第2の電極部35は、第2の配線基板31に形成されている配線パターンの所定の位置に、フラックス処理が施されたものであっても良く、ニッケルメッキ層と金メッキ層とが順に設けられたものであっても良く、ニッケルメッキ層とパラジウムメッキ層と金メッキ層とが順に設けられたものであっても良く、又は、錫合金メッキ層(錫と鉛との合金層、錫と鉛との合金層、若しくは、錫と銀と銅との合金層)が設けられたものであっても良い。 Each of the second electrode portions 35 as described above may have been subjected to flux treatment at a predetermined position of the wiring pattern formed on the second wiring substrate 31, and may be a nickel plating layer and a gold plating layer. May be provided in order, a nickel plating layer, a palladium plating layer, and a gold plating layer may be provided in order, or a tin alloy plating layer (an alloy layer of tin and lead) In addition, an alloy layer of tin and lead, or an alloy layer of tin, silver, and copper) may be provided.
第2のはんだボール37,37,…は、第2の配線基板31の下面上に格子状に配置されている。各第2のはんだボール37は、貫通電極(第2の配線基板31の厚み方向に貫通する電極,不図示)を介して第2の電極部35に電気的に接続されている。 The second solder balls 37, 37,... Are arranged on the lower surface of the second wiring board 31 in a grid pattern. Each second solder ball 37 is electrically connected to the second electrode portion 35 through a through electrode (an electrode penetrating in the thickness direction of the second wiring board 31, not shown).
このような積層型半導体装置10では、第1のはんだボール27,27,…の組成は第2のはんだボール37,37,…の組成とは相異なる。具体的には、各第1のはんだボール27及び各第2のはんだボール37は、Snを主成分とし、Snに対して3重量%程度のAg及び0.5重量%程度のCuを含んでいる。各第1のはんだボール27は10重量%未満(好ましくは5重量%未満)のBiを含んでいるが、各第2のはんだボール37はBiを含んでいない。 In such a stacked semiconductor device 10, the composition of the first solder balls 27, 27,... Is different from the composition of the second solder balls 37, 37,. Specifically, each of the first solder balls 27 and each of the second solder balls 37 contains Sn as a main component, and contains about 3 wt% Ag and about 0.5 wt% Cu with respect to Sn. Yes. Each first solder ball 27 contains less than 10% by weight (preferably less than 5% by weight) Bi, but each second solder ball 37 does not contain Bi.
図4(a)〜(d)は、本実施形態における実装構造体の製造方法を工程順に示す断面図である。なお、以下では、実装構造体の製造方法としてプリスタック方式を例に挙げるが、オンボードスタック方式を用いて実装構造体を製造しても良い。 4A to 4D are cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the mounting structure in this embodiment in the order of steps. In the following, a pre-stack method is taken as an example of a method for manufacturing a mounting structure, but the mounting structure may be manufactured using an on-board stack method.
まず、第1の半導体装置20及び第2の半導体装置30を作製する。 First, the first semiconductor device 20 and the second semiconductor device 30 are manufactured.
次に、図4(a)に示すように、各第1のはんだボール27の表面上にフラックス41を転写する。フラックスの代わりに、はんだペーストを用いても良い。 Next, as shown in FIG. 4A, the flux 41 is transferred onto the surface of each first solder ball 27. A solder paste may be used instead of the flux.
続いて、図4(b)に示すように、第1の半導体装置20を第2の半導体装置30の上に設ける。このとき、各第1のはんだボール27を第2の電極部35,35,…の上面上に配置する。 Subsequently, as shown in FIG. 4B, the first semiconductor device 20 is provided on the second semiconductor device 30. At this time, the first solder balls 27 are arranged on the upper surfaces of the second electrode portions 35, 35,.
その後、リフロー工程を実施する。具体的には、各第1のはんだボール27が溶融され、溶融された各第1のはんだボール27が第2の電極部35の上面上に濡れ広がる。これにより、図4(c)に示すように、積層型半導体装置10が作製される。 Thereafter, a reflow process is performed. Specifically, each first solder ball 27 is melted, and each melted first solder ball 27 wets and spreads on the upper surface of the second electrode portion 35. Thereby, as shown in FIG. 4C, the stacked semiconductor device 10 is manufactured.
それから、図4(d)に示すように、プリント基板1の上面上に積層型半導体装置10を実装する。これにより、本実施形態における実装構造体を作製することができる。 Then, as shown in FIG. 4D, the stacked semiconductor device 10 is mounted on the upper surface of the printed board 1. Thereby, the mounting structure in this embodiment can be produced.
以下では、本実施形態における各第1のはんだボール27にBiが含まれている理由を説明しながら、各第1のはんだボール27の組成を説明する。 Hereinafter, the composition of each first solder ball 27 will be described while explaining the reason why Bi is contained in each first solder ball 27 in the present embodiment.
上述のように、積層型半導体装置10の製造中には第1の半導体装置20及び第2の半導体装置30のそれぞれに反りが発生する。図5〜図7を用いてこの現象を説明する。図5(a)は第1の半導体装置20を第2の半導体装置30の上に配置した状態の断面図であり、図5(b)は図5(a)に示すVB領域の拡大断面図である。図6(a)はリフロー工程における加熱を行ったときの積層構造体の断面図であり、図6(b)は加熱初期におけるVI領域(図6(a)に記載)の拡大断面図であり、図6(c)は第1のはんだボール27が溶融した後におけるVI領域の拡大断面図である。図7(a)は製造された積層型半導体装置の断面図であり、図7(b)は図7(a)に示すVIIB領域の拡大断面図である。 As described above, warpage occurs in each of the first semiconductor device 20 and the second semiconductor device 30 during the manufacture of the stacked semiconductor device 10. This phenomenon will be described with reference to FIGS. FIG. 5A is a cross-sectional view of the first semiconductor device 20 disposed on the second semiconductor device 30, and FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view of the VB region shown in FIG. 5A. It is. 6A is a cross-sectional view of the laminated structure when heating is performed in the reflow process, and FIG. 6B is an enlarged cross-sectional view of the VI region (described in FIG. 6A) in the initial stage of heating. FIG. 6C is an enlarged cross-sectional view of the VI region after the first solder ball 27 is melted. FIG. 7A is a cross-sectional view of the manufactured stacked semiconductor device, and FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view of the VIIB region shown in FIG. 7A.
第1の半導体装置20を第2の半導体装置30の上に設けると、第1の配線基板21と封止樹脂29とで熱収縮率が相異なるので第1の半導体装置20は下に凸に変形し、第2の配線基板31と第2の半導体素子33とで熱収縮率が相異なるので第2の半導体装置30は上に凸に変形する。そのため、図5(a)及び(b)に示すように、積層構造体(第1の半導体装置20が第2の半導体装置30の上に設けられており、第1の半導体装置20と第2の半導体装置30とが互いに電気的に接続されていないもの)の周縁では、第1のはんだボール27,27,…が第2の電極部35,35,…の上面から離れており、積層構造体の中央寄りでは、第1のはんだボール27,27,…が第2の電極部35,35,…をその上面から圧縮する。 When the first semiconductor device 20 is provided on the second semiconductor device 30, the first semiconductor device 20 protrudes downward because the first wiring board 21 and the sealing resin 29 have different thermal shrinkage rates. The second semiconductor device 30 is deformed upward because the second wiring board 31 and the second semiconductor element 33 have different thermal shrinkage rates. Therefore, as illustrated in FIGS. 5A and 5B, the stacked structure (the first semiconductor device 20 is provided on the second semiconductor device 30, and the first semiconductor device 20 and the second semiconductor device 20 are connected to each other). Of the semiconductor device 30 are not electrically connected to each other), the first solder balls 27, 27,... Are separated from the upper surfaces of the second electrode portions 35, 35,. .. Near the center of the body, the first solder balls 27, 27,... Compress the second electrode portions 35, 35,.
第1の半導体装置20を第2の半導体装置30の上に設けたのちにリフロー工程における加熱を行うと、体積の大きな封止樹脂29が熱により膨張するので第1の半導体装置20は上に凸となるように変形し、主面が大きな第2の配線基板31が熱により膨張するので第2の半導体装置30は下に凸となるように変形する。このとき、加熱工程の初期では、第1のはんだボール27,27,…は、図6(b)に示すように、積層構造体の周縁では第2の電極部35,35,…をその上面から圧縮し、積層構造体の中央寄りでは第2の電極部35,35,…の上面から離れる。この状態で第1のはんだボール27,27,…が溶融する。このとき、溶融された第1のはんだボール27,27,…は、第2の電極部35,35,…の上面上において濡れ広がろうとする。そのため、図6(c)に示すように、積層構造体の中央寄りに位置する第1のはんだボール27,27,…は、積層構造体の周縁に位置する第1のはんだボール27,27,…に比べて、積層構造体の厚み方向に伸びている。 When heating is performed in the reflow process after the first semiconductor device 20 is provided on the second semiconductor device 30, the large volume of the sealing resin 29 expands due to heat, so that the first semiconductor device 20 is placed upward. Since the second wiring substrate 31 having a large main surface is deformed to be convex and expands due to heat, the second semiconductor device 30 is deformed to be convex downward. At this time, at the initial stage of the heating process, the first solder balls 27, 27,... Have the upper surfaces of the second electrode portions 35, 35,. Are separated from the upper surface of the second electrode portions 35, 35,... Near the center of the laminated structure. In this state, the first solder balls 27, 27,... Melt. At this time, the melted first solder balls 27, 27,... Tend to wet and spread on the upper surfaces of the second electrode portions 35, 35,. Therefore, as shown in FIG. 6C, the first solder balls 27, 27,... Located near the center of the multilayer structure are the first solder balls 27, 27,. Compared to ..., it extends in the thickness direction of the laminated structure.
その後、冷却すると、溶融された第1のはんだボール27,27,…は凝固する。このとき、溶融された第1のはんだボール27,27,…には表面張力及び収縮力が働くので、第1の半導体装置20及び第2の半導体装置30のそれぞれの反りが緩和され、図7(a)及び(b)に示す積層型半導体装置10が形成される。 Then, when cooled, the melted first solder balls 27, 27,... Solidify. At this time, since the surface tension and the contraction force act on the melted first solder balls 27, 27,..., The warping of the first semiconductor device 20 and the second semiconductor device 30 is alleviated, and FIG. The stacked semiconductor device 10 shown in (a) and (b) is formed.
図8(a)及び(b)を用いてリフロー工程における冷却についてさらに詳細に示す。図8(a)は、第1のはんだボール27,27,…が第1及び第2の半導体装置20,30の反りによる影響を受けない場合の第1のはんだボール27と第2の電極部35との接続状態を示す断面図である。図8(b)は、第1のはんだボール27,27,…が第1及び第2の半導体装置20,30の反りによる影響を受ける場合の第1のはんだボール27と第2の電極部35との接続状態を示す断面図である。 The cooling in the reflow process will be described in more detail with reference to FIGS. 8A shows the first solder balls 27 and the second electrode portions when the first solder balls 27, 27,... Are not affected by the warp of the first and second semiconductor devices 20, 30. FIG. It is sectional drawing which shows a connection state with 35. FIG. 8B shows the first solder balls 27 and the second electrode portions 35 when the first solder balls 27, 27,... Are affected by the warp of the first and second semiconductor devices 20, 30. It is sectional drawing which shows a connection state with.
まず、第1のはんだボール27,27,…が第1及び第2の半導体装置20,30の反りによる影響を受けない場合について説明する。第1のはんだボール27,27,…は、リフロー工程における加熱により溶融される。このとき、各第1のはんだボール27には、第2の電極部35,35,…に濡れようとする力(はんだの濡れ力)Fwと、はんだの表面張力Fsとが働く。はんだの濡れ力Fwがはんだの表面張力Fsよりも大きい場合(Fw>Fs,図8(a)に示す場合)、各第1のはんだボール27の濡れによる作用が働き、よって、第1のはんだボール27と第2の電極部35とが互いに電気的に接続される。 First, a case where the first solder balls 27, 27,... Are not affected by the warp of the first and second semiconductor devices 20, 30 will be described. The first solder balls 27, 27,... Are melted by heating in the reflow process. At this time, a force (solder wetting force) Fw that tends to get wet with the second electrode portions 35, 35,... And a surface tension Fs of the solder act on each first solder ball 27. When the solder wetting force Fw is greater than the surface tension Fs of the solder (Fw> Fs, as shown in FIG. 8A), the action of each first solder ball 27 acts, so that the first solder The ball 27 and the second electrode portion 35 are electrically connected to each other.
一方、第1のはんだボール27,27,…が第1及び第2の半導体装置20,30の反りによる影響を受ける場合、各第1のはんだボール27には、はんだの濡れ力Fw及びはんだの表面張力Fs以外に反りに起因する張力Fpが働く。はんだの濡れ力Fwがはんだの表面張力Fsと反りに起因する張力Fpとの合力以上であれば(Fw≧(Fs+Fp))、各第1のはんだボール27の濡れによる作用が働く。一方、はんだの濡れ力Fwがはんだの表面張力Fsと反りに起因する張力Fpとの合力よりも大きくなると(Fw<(Fs+Fp),図8(b)に示す場合)、各第1のはんだボール27の濡れによる作用が働き難くなり、そのため、第1のはんだボール27と第2の電極部35とを互いに電気的に接続できない。 On the other hand, when the first solder balls 27, 27,... Are affected by the warp of the first and second semiconductor devices 20, 30, each of the first solder balls 27 has a solder wetting force Fw and solder. In addition to the surface tension Fs, a tension Fp caused by warping works. If the solder wetting force Fw is equal to or greater than the resultant force of the solder surface tension Fs and the tension Fp caused by warpage (Fw ≧ (Fs + Fp)), the action of wetting of each first solder ball 27 works. On the other hand, when the solder wetting force Fw becomes larger than the resultant force of the solder surface tension Fs and the tension Fp caused by warpage (Fw <(Fs + Fp), as shown in FIG. 8B), each first solder ball Accordingly, the first solder ball 27 and the second electrode portion 35 cannot be electrically connected to each other.
また、第1及び第2の半導体装置20,30の反りが大きくなるにつれて、反りに起因する張力Fpが大きくなる。そのため、第1及び第2の半導体装置20,30の反りが大きくなると、第1のはんだボール27と第2の電極部35とを互いに電気的に接続しにくくなる。 Further, as the warpage of the first and second semiconductor devices 20 and 30 increases, the tension Fp resulting from the warpage increases. Therefore, if the warpage of the first and second semiconductor devices 20 and 30 is increased, it is difficult to electrically connect the first solder balls 27 and the second electrode portions 35 to each other.
以上のことから、はんだの濡れ力Fwを大きくすれば、はんだの濡れ力Fwをはんだの表面張力Fsと反りに起因する張力Fpとの合力以上とすることができる。また、はんだ濡れ時間を短くすればはんだの濡れ力Fwを大きくすることができ、はんだの表面張力Fsを小さくすればはんだ濡れ時間を短くすることができる。つまり、はんだの表面張力Fsを小さくすれば、はんだの濡れ力Fwを大きくすることができる。 From the above, if the solder wetting force Fw is increased, the solder wetting force Fw can be made equal to or greater than the resultant force of the solder surface tension Fs and the tension Fp caused by warpage. Also, if the solder wetting time is shortened, the solder wetting force Fw can be increased, and if the solder surface tension Fs is decreased, the solder wetting time can be shortened. That is, if the solder surface tension Fs is reduced, the solder wetting force Fw can be increased.
一般に、半導体装置同士を互いに接続する際に使用されるはんだとしては220℃程度の融点を有するはんだ(以下では「公知のはんだ」と記す)が用いられている。公知のはんだは、Snを主成分とし、3重量%程度のAgと0.5重量%程度のCuとを含んでいる。公知のはんだの濡れ広がり率を向上させるために(公知のはんだの濡れ力Fwを大きくするために)、公知のはんだに種々の金属を添加してはんだの濡れ広がり率を測定した。すると、公知のはんだにBiを添加すると、はんだの濡れ広がり率が高くなった。また、Biの含有率とはんだの濡れ広がり率との関係を調べたところ、図9に示すようにBiの含有率を高くするにつれてはんだの濡れ広がり率は大きくなった。 Generally, solder having a melting point of about 220 ° C. (hereinafter referred to as “known solder”) is used as a solder used when semiconductor devices are connected to each other. The known solder contains Sn as a main component and contains about 3% by weight of Ag and about 0.5% by weight of Cu. In order to improve the wetting spread rate of the known solder (in order to increase the wetting force Fw of the known solder), various metals were added to the known solder and the wetting spread rate of the solder was measured. Then, when Bi was added to a known solder, the solder spreading rate increased. Further, when the relationship between the Bi content and the solder wetting spread rate was examined, as shown in FIG. 9, the solder wetting spread rate increased as the Bi content rate increased.
ここで、はんだの濡れ広がり率は、以下に示す方法に従って算出した。図10は、はんだの濡れ広がり率の算出方法を説明するための図面である。 Here, the wetting spread rate of the solder was calculated according to the following method. FIG. 10 is a diagram for explaining a method of calculating the solder spreading ratio.
まず、はんだ81を無電解Ni/Pd/Auからなる基板80の上面上に塗布した。そして、はんだ81の直径D(mm)を測定した。 First, the solder 81 was applied on the upper surface of the substrate 80 made of electroless Ni / Pd / Au. And the diameter D (mm) of the solder 81 was measured.
次に、リフロー工程(温度を240℃,加熱時間を40秒)を行った。これにより、はんだ81は溶融した。その後冷却すると、はんだ81は凝固した。そして、凝固したはんだ82の高さh(mm)を測定した。測定されたD及びhを以下の(式1)に代入して、はんだの濡れ広がり率S(%)を算出した。 Next, a reflow process (temperature: 240 ° C., heating time: 40 seconds) was performed. Thereby, the solder 81 was melted. After cooling, the solder 81 solidified. Then, the height h (mm) of the solidified solder 82 was measured. The measured D and h were substituted into the following (Formula 1) to calculate the solder wetting spread rate S (%).
S={(D−h)/D}×100:(式1)
図9に示すように公知のはんだにBiを添加すればはんだの濡れ広がり率を高くすることができるということが分かったので、Biの含有率を最適した。具体的には、リフローシミュレータを用いてBiが添加されたはんだの固相点、液相点及び凝固点を測定した。さらに、シェアテストにより、Biが添加されたはんだボールと電極部との接合強度を測定した。具体的には、シェア速度を10mm/秒(リフロー工程等のように、Biが添加されたはんだボールにゆっくりと力がかかった場合を想定))として、Biが添加されたはんだボールのせん断強度を測定した。それだけでなく、シェアテストを行って、Biが添加されたはんだボールの破壊モードの発生率を求めた。具体的には、シェア速度を1000mm/秒(落下時等の衝撃のように、Biが添加されたはんだボールに急激に大きな力がかかった場合を測定)としてシェアテストを行い、破壊モードの発生率を求めた。
S = {(D−h) / D} × 100: (Formula 1)
As shown in FIG. 9, it has been found that if Bi is added to a known solder, the wet spreading rate of the solder can be increased, so the Bi content was optimized. Specifically, the solid point, liquid phase point, and freezing point of the solder to which Bi was added were measured using a reflow simulator. Furthermore, the joint strength between the solder ball to which Bi was added and the electrode part was measured by a shear test. Specifically, the shear rate of the solder ball added with Bi is assumed to be 10 mm / sec (assuming that a force is slowly applied to the solder ball added with Bi as in the reflow process). Was measured. In addition, a shear test was performed to determine the occurrence rate of the failure mode of the solder balls to which Bi was added. Specifically, a shear test is performed at a shear rate of 1000 mm / second (measured when a large force is applied to a solder ball to which Bi is added, such as an impact during a drop), and a failure mode occurs. The rate was determined.
図11は、はんだの固相点(◇)、液相点(□)及び凝固点(△)の測定結果を示すグラフ図である。図12は、はんだボールと電極部との接合強度の測定結果を示すグラフ図である。図13は、破壊モードの発生率の測定結果を示すグラフ図であり、図13中における「A」は、はんだボールにおいて破壊が生じているモードを示しており、図13中における「B」は、はんだボールと電極部との界面において破壊が生じているモード、つまり、はんだボールが電極部の上面から剥離しているモードを示している。 FIG. 11 is a graph showing the measurement results of the solid phase point (◇), the liquid phase point (□), and the freezing point (Δ) of the solder. FIG. 12 is a graph showing the measurement result of the bonding strength between the solder ball and the electrode part. FIG. 13 is a graph showing the measurement result of the occurrence rate of the fracture mode, where “A” in FIG. 13 indicates a mode in which the solder ball is broken, and “B” in FIG. FIG. 3 shows a mode in which a fracture occurs at the interface between the solder ball and the electrode part, that is, a mode in which the solder ball is peeled off from the upper surface of the electrode part.
図11に示すように、Biの含有率が高くなるにつれて固相点、液相点及び凝固点ともに低くなった。 As shown in FIG. 11, as the Bi content increased, the solid phase point, liquid phase point, and freezing point all decreased.
図12に示すように、Biの含有率が5重量%未満であるときには、Biの含有率を高くするとはんだボールと電極部との接合強度が大きくなった。一方、Biの含有率が5重量%以上となると、Biの含有率を高くしてもはんだボールと電極部との接合強度はそれほど大きくならなかった。 As shown in FIG. 12, when the Bi content is less than 5% by weight, increasing the Bi content increases the bonding strength between the solder ball and the electrode portion. On the other hand, when the Bi content is 5% by weight or more, even if the Bi content is increased, the bonding strength between the solder ball and the electrode portion does not increase so much.
図13に示すように、Biの含有率が高くなるにつれ、はんだボールと電極部との界面における破壊モードの発生率が高くなった。 As shown in FIG. 13, as the Bi content increased, the incidence of the failure mode at the interface between the solder ball and the electrode portion increased.
図9及び図11〜図13の結果から、Biの含有率が5重量%未満であれば、はんだの濡れ広がり率を高くでき、リフロー工程においてはんだと電極部との接合強度を確保できる。それだけでなく、積層型半導体装置に大きな外力が加わった場合であっても、はんだボールと電極部との界面における破壊を抑制できる。 From the results shown in FIGS. 9 and 11 to 13, if the Bi content is less than 5% by weight, the wetting and spreading rate of the solder can be increased, and the bonding strength between the solder and the electrode portion can be ensured in the reflow process. In addition, even when a large external force is applied to the stacked semiconductor device, the breakage at the interface between the solder ball and the electrode portion can be suppressed.
以上をまとめると、各第1のはんだボール27にBiが含まれていれば、第1のはんだボールにBiが含まれていない場合に比べてはんだの濡れ広がり率を高くすることができる。別の言い方をすると、各第1のはんだボール27にBiが含まれていれば、第1のはんだボールにBiが含まれていない場合に比べてはんだの濡れ力Fwを大きくすることができる。よって、第1のはんだボール27と第2の電極部35とを互いに電気的に接続することができるので、第1の半導体装置20と第2の半導体装置30との間において接続不良が発生することを抑制できる。 In summary, if each first solder ball 27 contains Bi, the solder wetting spread rate can be increased as compared to the case where Bi is not contained in the first solder ball. In other words, if Bi is contained in each first solder ball 27, the wetting force Fw of the solder can be increased as compared with the case where Bi is not contained in the first solder ball. Therefore, since the first solder ball 27 and the second electrode portion 35 can be electrically connected to each other, a connection failure occurs between the first semiconductor device 20 and the second semiconductor device 30. This can be suppressed.
また、各第1のはんだボール27にBiが含まれていれば、第1のはんだボールにBiが含まれていない場合に比べて第1のはんだボール27と第2の電極部35との接合強度を大きくすることができる。 Further, if each first solder ball 27 contains Bi, the first solder ball 27 and the second electrode portion 35 can be joined as compared to the case where Bi is not contained in the first solder ball. The strength can be increased.
さらに、Biの含有率が5重量%未満であれば、Biの含有率が5重量%以上である場合に比べて第1のはんだボール27と第2の電極部35との界面における破壊を抑制することができる。よって、信頼性に優れた積層型半導体装置を提供することができる。 Furthermore, if the Bi content is less than 5% by weight, the destruction at the interface between the first solder ball 27 and the second electrode part 35 is suppressed as compared with the case where the Bi content is 5% by weight or more. can do. Thus, a stacked semiconductor device with excellent reliability can be provided.
一方、各第2のはんだボール37の組成は、公知のはんだの組成と同一であれば良い。 On the other hand, the composition of each second solder ball 37 may be the same as that of a known solder.
本実施形態は、以下に示す構成を有していても良い。 The present embodiment may have the following configuration.
積層型半導体装置は、3つ以上の半導体装置を有していても良い。その場合には、半導体装置同士を接続するためのはんだボールにはBiが含まれていることが好ましく、Biの含有率が10重量%未満であることが好ましく、Biの含有率が5重量%未満であればさらに好ましい。 The stacked semiconductor device may include three or more semiconductor devices. In that case, the solder balls for connecting the semiconductor devices preferably contain Bi, the Bi content is preferably less than 10% by weight, and the Bi content is 5% by weight. If it is less than, it is more preferable.
第2の電極部の上面の大きさを第1の電極部の下面の大きさよりも大きくしても良い。これにより、第2の電極部の上面の大きさが第1の電極部の下面の大きさ以下である場合に比べて、はんだの濡れ力を大きくすることができる。 You may make the magnitude | size of the upper surface of a 2nd electrode part larger than the magnitude | size of the lower surface of a 1st electrode part. Thereby, compared with the case where the magnitude | size of the upper surface of a 2nd electrode part is below the magnitude | size of the lower surface of a 1st electrode part, the wetting force of solder can be enlarged.
以上説明したように、本発明は、複数の半導体装置が積層された積層型半導体装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for a stacked semiconductor device in which a plurality of semiconductor devices are stacked.
1 プリント基板 (基板)
10 積層型半導体装置
20 第1の半導体装置
21 第1の配線基板
23 第1の半導体素子
25 第1の電極部
27 第1のはんだボール
29 封止樹脂
30 第2の半導体装置
31 第2の配線基板
33 第2の半導体素子
35 第2の電極部
37 第2のはんだボール
41 フラックス
80 基板
81 はんだ
1 Printed circuit board (Board)
10 Stacked semiconductor devices
20 First semiconductor device
21 First wiring board
23 First semiconductor element
25 1st electrode part
27 First solder ball
29 Sealing resin
30 Second semiconductor device
31 Second wiring board
33 Second semiconductor element
35 Second electrode section
37 Second solder ball
41 Flux
80 substrates
81 solder
Claims (6)
前記第1の半導体装置は、
第1の配線基板と、
前記第1の配線基板の上面上に設けられた第1の半導体素子と、
前記第1の配線基板の下面上に設けられた第1の電極部と、
前記第1の電極部の下面上に設けられた第1のはんだボールとを有し、
前記第2の半導体装置は、
第2の配線基板と、
前記第2の配線基板の上面上に設けられた第2の半導体素子と、
前記第2の配線基板の上面のうち前記第2の半導体素子が設けられた部分よりも周縁であって前記第1の電極部と対向する位置に設けられた第2の電極部と、
前記第2の配線基板の下面上に設けられた第2のはんだボールとを有し、
前記第1のはんだボールは、前記第1の電極部と前記第2の電極部とを電気的に接続し、
前記第1のはんだボールの組成は、前記第2のはんだボールの組成とは相異なる積層型半導体装置。 A stacked semiconductor device in which a first semiconductor device is disposed on a second semiconductor device, and the second semiconductor device is connected to a substrate;
The first semiconductor device includes:
A first wiring board;
A first semiconductor element provided on an upper surface of the first wiring board;
A first electrode portion provided on a lower surface of the first wiring board;
A first solder ball provided on the lower surface of the first electrode portion,
The second semiconductor device includes:
A second wiring board;
A second semiconductor element provided on the upper surface of the second wiring board;
A second electrode portion provided at a position on the upper surface of the second wiring substrate at a position opposite to the first electrode portion at a periphery of a portion where the second semiconductor element is provided;
A second solder ball provided on the lower surface of the second wiring board,
The first solder ball electrically connects the first electrode portion and the second electrode portion,
A laminated semiconductor device in which the composition of the first solder balls is different from the composition of the second solder balls.
前記第1のはんだボールには、Biが含まれており、
前記第2のはんだボールには、Biが含まれていない積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 1,
The first solder ball contains Bi,
A stacked semiconductor device in which the second solder ball does not contain Bi.
前記第1のはんだボールは、10重量%未満のBiを含んでいる積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 2,
The first solder ball is a stacked semiconductor device containing less than 10 wt% Bi.
前記第1のはんだボールは、5重量%未満のBiを含んでいる積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 3,
The first solder ball is a stacked semiconductor device containing less than 5 wt% Bi.
前記第2の電極部の上面は、前記第1の電極部の下面よりも大きい積層型半導体装置。 A stacked semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, wherein
The stacked semiconductor device, wherein an upper surface of the second electrode portion is larger than a lower surface of the first electrode portion.
前記第1の半導体素子は、樹脂で封止されており、
前記第2の半導体素子は、第2の配線基板の上面にフリップチップ接続されている積層型半導体装置。 A stacked semiconductor device according to any one of claims 1 to 5,
The first semiconductor element is sealed with a resin,
The second semiconductor element is a stacked semiconductor device that is flip-chip connected to an upper surface of a second wiring board.
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