專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電子裝置與制作此裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子裝置與制作此裝置的方法。尤其是，本發(fā)明涉及一種可有效地適用于采用倒裝芯片裝配(安裝)技術(shù)的電子裝置的技術(shù)。
背景技術(shù)：
關(guān)于電子裝置已知一種稱(chēng)為MCM(多芯片模塊)的電子裝置。在一個(gè)MCM中，每個(gè)包括一個(gè)集成電路的許多半導(dǎo)體芯片裝配在一塊接線板上以完成一個(gè)綜合的功能。關(guān)于MCM，采用倒裝芯片裝配技術(shù)變?yōu)樵絹?lái)越流行，在此技術(shù)中，一個(gè)帶有形成在電路形成表面的電極座(electrode pad)上的凸起電極的半導(dǎo)體芯片(倒裝芯片)裝配在接線板上。這是為了提高數(shù)據(jù)傳輸速度與減小裝置尺寸。
關(guān)于倒裝芯片裝配技術(shù)，已提出各種裝配方法并投入實(shí)際應(yīng)用。例如，稱(chēng)為CCB(可控崩塌粘結(jié))與ACF(各向異性傳導(dǎo)膜)的裝配方法已被實(shí)際采用。
在CCB法中，形成例如球形的焊料凸塊作為半導(dǎo)體芯片的電極座上的凸塊電極(凸起電極)，然后把此半導(dǎo)體芯片放置在接線板上，之后進(jìn)行熔化焊料凸塊的熱處理以便在電氣上與機(jī)械上連接作為接成板上接線部分的連接部分與半導(dǎo)體芯片的電極座。
在ACF裝配法中，形成例如金(Au)的紐扣凸塊(stud bump)作為半導(dǎo)體芯片的電極座上的凸塊電極(凸起電極)，然后通過(guò)一個(gè)片狀的各向異性的傳導(dǎo)樹(shù)脂(ACF)作為粘結(jié)樹(shù)脂把半導(dǎo)體芯片放置在接線板上，之后在加熱狀態(tài)下把半導(dǎo)體芯片壓粘在接線板上從而使紐扣凸塊同接線板上的連接部分電氣連接。各向異性的傳導(dǎo)樹(shù)脂包含一種絕緣樹(shù)脂與大量散布并混合在其中的傳導(dǎo)顆粒。
經(jīng)研究上述倒裝芯片裝配技術(shù)，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)下列問(wèn)題。
(1)關(guān)于半導(dǎo)體芯片的座陣列。有各種類(lèi)型的陣列。它們之中包括一種中央座陣列，在此陣列中許多電極座布置成沿中心區(qū)域的一行，此行沿半導(dǎo)體芯片的電路形成表面的X或Y方向的中心線延伸。這種中央座陣列用于例如其中包括一個(gè)DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存貯器)作為一個(gè)存貯電路的半導(dǎo)體芯片。
例如在一個(gè)DRAM的情況下，有下列關(guān)于電極座(粘結(jié)座)布置的要求。為減小接線電感電極座應(yīng)布置在輸入/輸出電路的附近。而且，為防止在粘結(jié)過(guò)程損壞裝置，不應(yīng)正好在電極座下構(gòu)成半導(dǎo)體器件。此外，為了改進(jìn)運(yùn)行速度的目的，從輸入/輸出電路至存貯器墊板(memory mat)內(nèi)的最遠(yuǎn)部分的距離做得盡可能短。滿足這些要求導(dǎo)致如圖21中所示的這樣一個(gè)關(guān)于DRAM芯片的布局，在此布局中電極座沿芯片的長(zhǎng)邊方向布置在中央。在圖21中，標(biāo)記號(hào)30表示DRAM芯片，MARY表示存貯器陣列，PC表示周邊電路，I/O表示輸入/輸出電路，而B(niǎo)P表示電極座。
在中央座陣列情況下，分別形成在電極座上的凸塊電極陣列也是中央凸塊陣列。如果在倒裝芯片裝配中使用這種半導(dǎo)體芯片，得到芯片的平衡是不可能的，從而使芯片相對(duì)于接線板的一個(gè)主表面發(fā)生傾斜。因此，在半導(dǎo)體芯片有中央座陣列的情況下，實(shí)現(xiàn)倒裝芯片裝配是困難的。關(guān)于半導(dǎo)體芯片不良好平衡的座陣列(凸塊陣列)的例子，除了中央座陣列以外，還有一邊座陣列(一邊凸塊陣列)，在此陣列中許多電極座布置成沿芯片的兩條對(duì)邊之一的一行。
(2)在ACF裝配法中，利用插入在按線板與半導(dǎo)體芯片之間的各向異性的傳導(dǎo)樹(shù)脂的熱收縮力(因從加熱狀態(tài)返回至正常狀態(tài)而產(chǎn)生的收縮力)或熱固化收縮力(因熱固樹(shù)脂的固化而產(chǎn)生的收縮力)把紐扣凸塊壓粘在接線板的連接部分上。另一方面，由于各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)通常大于紐扣凸塊的熱膨脹系數(shù)，各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂向厚度方向的膨脹量大于紐扣凸塊向高度方向的膨脹量。因而，可能出現(xiàn)低劣的連接使得紐扣凸塊由于熱的影響而脫離接線板的連接部分。因此，必須把接線板與半導(dǎo)體芯片之間的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂的體積做成盡可能小。
在此連接中，一個(gè)用于減小接線板與半導(dǎo)體芯片之間的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂體積的技術(shù)公開(kāi)在例如日本出版的未經(jīng)審查的專(zhuān)利申請(qǐng)No.Hei10(1998)-270496(USP6208525)中。根據(jù)此未經(jīng)審查公開(kāi)中的技術(shù)，如其圖12中所示，“在一塊堅(jiān)硬的接線板19內(nèi)形成一個(gè)槽19A，在槽19A內(nèi)形成電極座4A，而電極座4A同凸塊電極15在槽19內(nèi)連接在一起。根據(jù)此構(gòu)造，接線板19與半導(dǎo)體芯片10之間的間隙同接線板19與電極座上沒(méi)有頂部絕緣層因而暴露頂部接線層的情況相比變窄一個(gè)相當(dāng)于槽19A深度的量，從而可減少插入在接線板19與半導(dǎo)體芯片10之間的粘結(jié)劑(各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂)16的厚度?！比欢?，根據(jù)上述構(gòu)造，其中在接線板內(nèi)形成一個(gè)槽，接線板上的電極座(連接部分)與凸塊電極(紐扣凸塊)在槽內(nèi)連接在一起，由此產(chǎn)生一個(gè)新問(wèn)題。
在半導(dǎo)體芯片上電極座情況下，平面尺寸與電極座的陣列間距(座陣列間距)有關(guān)，座陣列間距越窄，平面尺寸越小。如果由于電極座平面尺寸的這個(gè)減小而使用較細(xì)的金線來(lái)形成較小直徑的紐扣凸塊，每個(gè)紐扣凸塊的高度也相應(yīng)地變?yōu)檩^小。即是說(shuō)，如果座陣列間距不同，則紐扣凸塊的高度也不同。
另一方面，在某些電子裝置例如MCM中，在單塊接線板上裝配在集成程度與功能方面不同的幾種類(lèi)型半導(dǎo)體芯片，而這些半導(dǎo)體芯片在座陣列陣間距方面不總是相等的。由于不同的座陣列間距，而有不同的紐扣凸塊高度。因此在其中紐扣凸塊高度大于從接線板的一個(gè)主表面至它的連接部分的深度的半導(dǎo)體芯片情況下，可容易地實(shí)現(xiàn)接線板連接部分同紐扣凸塊之間的連接，而在其中紐扣凸塊高度小于從接線板的一個(gè)主表面至它的連接部分的深度的半導(dǎo)體芯片情況下，實(shí)現(xiàn)接線板連接部分同紐扣凸塊之間的連接是困難的。
如果調(diào)節(jié)接線板連接部分的深度位置以匹配被裝配在接線板上的半導(dǎo)體芯片中有最小紐扣凸塊高度的半導(dǎo)體芯片，這時(shí)即使是有最小的紐扣凸塊高度的半導(dǎo)體芯片，也可連接紐扣凸塊與接線板的連接部分。然而，在此情況下，對(duì)有大的紐扣凸塊高度的半導(dǎo)體芯片，插入在半導(dǎo)體芯片與接線板之間的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂的體積變大，從而可能產(chǎn)生一個(gè)低劣的連接使得在熱影響下紐扣凸塊脫離接線板的連接部分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能抑制半導(dǎo)體芯片相對(duì)于接線板的一個(gè)主表面傾斜的技術(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種容許在座陣列間距方面不同的幾種類(lèi)型半導(dǎo)體芯片裝配在單塊接線板上的技術(shù)。
根據(jù)下面的描述與各附圖，本發(fā)明的上述與其它目的及新穎的特點(diǎn)將變?yōu)轱@而易見(jiàn)。
下面將給出關(guān)于本申請(qǐng)中公開(kāi)的典型發(fā)明的簡(jiǎn)要說(shuō)明。
(1)一種根據(jù)本發(fā)明的電子裝置包括一個(gè)在它的一個(gè)主表面上有許多電極座的半導(dǎo)體芯片；一個(gè)在它的一個(gè)主表面上有許多連接部分的接線板；與許多在半導(dǎo)體芯片的各電極座與接線板的各連接部分之間布置成行的凸起電極，接線板的連接部分布置在向從接線板的一個(gè)主表面的深度方向比這一個(gè)主表面較深的位置上。
接線板還包括一個(gè)形成在它的一個(gè)主表面上的絕緣膜，一個(gè)形成在此絕緣膜中的孔，與布置在此孔底部的許多連接部分。
絕緣膜呈現(xiàn)為跨置在半導(dǎo)體芯片的周邊上。
孔的平面尺寸小于半導(dǎo)體芯片的平面尺寸，而絕緣膜的平面尺寸大于半導(dǎo)體芯片的平面尺寸。
根據(jù)上述裝置(1)，在倒裝芯片裝配半導(dǎo)體芯片時(shí)，凸起電極的高度被從接線板的一個(gè)主表面至連接部分的深度包容，使得能抑制半導(dǎo)體芯片相對(duì)于接線板的一個(gè)主表面的傾斜。
(2)一種根據(jù)本發(fā)明的電子裝置包括一個(gè)有許多按第一座陣列間距布置在它的一個(gè)主表面上的第一電極座的第一半導(dǎo)體芯片；一個(gè)有許多按小于第一座陣列間距的第二座陣列間距布置在它的一個(gè)主表面上的第二電極座的第二半導(dǎo)體芯片；一塊在它的一個(gè)主表面的第一區(qū)域內(nèi)有許多對(duì)應(yīng)于第一電極座布置的第一連接部分與在不同于一個(gè)主表面的第一區(qū)域的第二區(qū)域內(nèi)也有許多對(duì)應(yīng)于第二電極座布置的第二連接部分的接線板；許多每個(gè)布置在每個(gè)第一電極座與每個(gè)第一連接部分之間以提供二者之間電連接的第一凸起電極；與許多每個(gè)布置在每個(gè)第二電極座與每個(gè)第二連接部分之間以提供二者之間電連接的第二凸起電極，許多第一連接部分與許多第二連接部分布置在向從接線板的一個(gè)主表面的深度方向比這一個(gè)主表面較深的位置上，且許多第二凸起電極有一個(gè)其級(jí)數(shù)多于第一凸起電極的多級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)。
接線板還包括一個(gè)形成在它的一個(gè)主表面上的絕緣膜，一個(gè)形成在這一個(gè)主表面的第一區(qū)域內(nèi)的絕緣膜中的第一孔，與一個(gè)形成在這一個(gè)主表面的第二區(qū)域內(nèi)的絕緣膜中的第二孔，在第一孔的底部布置許多第一連接部分而在第二孔的底部布置許多第二連接部分。
第二凸起電極有一個(gè)多級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)有一個(gè)連接第二半導(dǎo)體芯片的第二電極座的基底凸起與一個(gè)堆疊在基底凸起上的堆疊凸起。
第二凸起電極有一個(gè)多級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)有一個(gè)連接第二半導(dǎo)體芯片的第二電極座的基底凸塊，一個(gè)堆疊在基底凸塊上的第一堆疊凸塊，與一個(gè)堆疊在第一堆疊凸塊上的第二堆疊凸塊。
根據(jù)上述裝置(2)，在倒裝安裝第一與第二半導(dǎo)體芯片時(shí)，第二半導(dǎo)體芯片中的凸起電極也可同接線板的連接部分連接，使得座陣列間距不同的第一與第二半導(dǎo)體芯片可裝配在單塊接線板上。


圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一個(gè)MCM(一種電子裝置)的示意平面圖；
圖2是一個(gè)圖1中表示的MCM的示意底視圖；圖3是一個(gè)表示包括在圖1中表示的MCM中的一個(gè)緩沖器芯片的裝配狀態(tài)的示意剖視圖；圖4是一個(gè)表示包括在圖1中表示的MCM中的一個(gè)存貯器芯片的裝配狀態(tài)的示意剖視圖；圖5是一個(gè)表示包括在圖1中表示的MCM中的一個(gè)控制器芯片的裝配狀態(tài)的示意剖視圖；圖6是一個(gè)表示包括在圖1中表示的MCM中的一個(gè)電容器的裝配狀態(tài)的示意剖視圖；圖7是一組局部表示包括在圖1中表示的MCM中的一個(gè)緩沖器芯片、一個(gè)存貯器芯片與一個(gè)控制器芯片的座陣列的示意平面圖；圖8是一組表示包括在圖1中表示的MCM中的一個(gè)緩沖器芯片、一個(gè)存貯器芯片與一個(gè)控制器芯片的構(gòu)造的示意剖視圖；圖9是一個(gè)表示包括在圖1中表示的MCM中的存貯器芯片的構(gòu)造的示意平面圖；圖10是一個(gè)表示用于圖1中表示的MCM的一塊接線板的一部分的示意剖視圖；圖11是一組用于說(shuō)明在根據(jù)第一實(shí)施例制作MCM時(shí)在存貯器芯片中的一個(gè)電極座上形成一個(gè)紐扣凸塊過(guò)程的示意剖視圖；圖12是一個(gè)用于說(shuō)明在根據(jù)第一實(shí)施例制作MCM中緩沖器芯片裝配過(guò)程的示意剖視圖；圖13是一個(gè)用于說(shuō)明在根據(jù)第一實(shí)施例制作MCM中緩沖器芯片裝配過(guò)程的示意剖視圖；圖14是一個(gè)用于說(shuō)明在根據(jù)第一實(shí)施例制作MCM中存貯器芯片裝配過(guò)程示意剖視圖；圖15是一個(gè)用于說(shuō)明在根據(jù)第一實(shí)施例制作MCM中存貯器芯片裝配過(guò)程的示意剖視圖；圖16是一組表示根據(jù)第一實(shí)施例的MCM中另外的凸塊陣列模式的存貯器芯片的示意平面圖；
圖17是一個(gè)表示包括在根據(jù)第一實(shí)施例的第一修改方案的MCM中的一個(gè)存貯器芯片的裝配狀態(tài)的示意剖視圖；圖18是一個(gè)表示包括在根據(jù)第一實(shí)施例的第二修改方案的MCM中的一個(gè)存貯器芯片的裝配狀態(tài)的示意剖視圖；圖19是一個(gè)表示包括在根據(jù)第二實(shí)施例的MCM中的一個(gè)存貯器芯片的示意剖視圖；圖20是一個(gè)圖19的局部放大示意剖視圖；與圖21是一個(gè)常規(guī)的DRAM芯片的平面布局圖。
圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一個(gè)MCM(一種電子裝置)的示意平面圖，圖2是一個(gè)此MCM的底視圖，而圖3是一個(gè)表示包括在圖1的MCM中的一個(gè)緩沖器芯片的裝配狀態(tài)的示意剖視圖，圖4是一個(gè)表示包括在圖1的MCM中的一個(gè)存貯器芯片的裝配狀態(tài)的示意剖視圖，圖5是一個(gè)表示包括在圖1的MCM中的一個(gè)控制器芯片的裝配狀態(tài)的示意剖視圖，圖6是一個(gè)表示包括在圖1的MCM中的一個(gè)電容器的裝配狀態(tài)的示意剖視圖，圖7是一組局部表示包括在圖1的MCM中的一個(gè)緩沖器芯片、一個(gè)存貯器芯片與一個(gè)控制器芯片的座布置的示意平面圖，圖8是一組表示包括在圖1的MCM中的一個(gè)緩沖器芯片、一個(gè)存貯器芯片與一個(gè)控制器芯片的構(gòu)造的示意剖視圖，而圖9是一個(gè)表示包括在圖1的MCM的存貯器芯片的示意剖面圖。
如圖1與圖2中表示，根據(jù)本實(shí)施例的MCM(電子裝置)1的構(gòu)造，許多有源部件與許多無(wú)源部件作為電子部件裝配在接線板2的一個(gè)主表面2X上，而許多球狀焊料凸塊22作為外部連接端子布置在接線板2的同此主表面相對(duì)的背面(另一個(gè)主表面)2Y上。關(guān)于有源部件，使用許多每個(gè)包括一個(gè)緩沖電路的半導(dǎo)體芯片(以后稱(chēng)為“緩沖器芯片”)10，許多每個(gè)包括存貯電路(例如SDRAM)的半導(dǎo)體芯片(以后稱(chēng)為“存貯器芯片”)12，一個(gè)包括控制電路的半導(dǎo)體芯片(以后稱(chēng)為“控制器芯片”)14，與一個(gè)包括NAND電路的半導(dǎo)體芯片(以后稱(chēng)為“運(yùn)算器芯片”)16。這些有源部件按照倒裝芯片裝配技術(shù)裝配在接線板2的一個(gè)主表面2X上。關(guān)于無(wú)源部件，使用許多都是表面安裝型的電容器17、18與電阻器19。這些無(wú)源部件按照回流焊法裝配在接線板2的一個(gè)主表面2X上。
如圖3至圖6表示，接線板2有一個(gè)堅(jiān)硬的襯底3，一個(gè)通過(guò)裝配法形成在此堅(jiān)硬襯底3上的軟層4，與一個(gè)形成在此軟層4上的絕緣膜9。堅(jiān)硬襯底3與軟層4有一個(gè)多層互連結(jié)構(gòu)，雖然它們的細(xì)節(jié)未表示。堅(jiān)硬襯底3內(nèi)的各絕緣層由包括浸透環(huán)氧或聚酰亞胺樹(shù)脂的玻璃纖維的高彈性樹(shù)脂板構(gòu)成，而軟層4內(nèi)的各絕緣層由例如低彈性的環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成。此外，在堅(jiān)硬襯底3與軟層4內(nèi)的接線層由金屬膜例如銅(Cu)膜構(gòu)成。絕緣膜9由例如聚酰亞胺樹(shù)脂構(gòu)成。絕緣膜9控制在裝配焊接部件期間焊接部件(本實(shí)施例中的17、18與19)的濕潤(rùn)和焊料散布，并保證在裝配芯片部件期間粘結(jié)樹(shù)脂對(duì)倒裝芯片(本實(shí)施例的10，12和14)部件的粘結(jié)力。
緩沖器芯片10、存貯器芯片12、控制器芯片14與運(yùn)算器芯片16形成平面內(nèi)的一個(gè)正方形或矩形。在本實(shí)施例中，緩沖器芯片10與存貯器芯片12每個(gè)形成一個(gè)矩形，而控制器芯片14與運(yùn)算器芯片16每個(gè)形成一個(gè)正方形。
緩沖器芯片10、存貯器芯片12、控制器芯片14與運(yùn)算器芯片16每個(gè)主要包括一個(gè)半導(dǎo)體襯底，一個(gè)包括絕緣層與在半導(dǎo)體襯底的電路形成表面上堆疊成多級(jí)的接線層的多層互連結(jié)構(gòu)，與一個(gè)為覆蓋多層互連結(jié)構(gòu)而形成的表面保護(hù)層(最后保護(hù))。例如，半導(dǎo)體襯底由單晶硅構(gòu)成，絕緣層由氧化硅膜構(gòu)成，而互連結(jié)構(gòu)由金屬膜例如鋁(Al)或鋁合金膜構(gòu)成，存貯器芯片12的表面保護(hù)膜使用例如能改進(jìn)存貯器中抗α射線強(qiáng)度的聚酰亞胺樹(shù)脂構(gòu)成。緩沖器芯片10、控制器芯片14與運(yùn)算器芯片16的表面保護(hù)膜每個(gè)由一個(gè)絕緣膜例如氧化硅或氮化硅膜或一個(gè)有機(jī)的絕緣膜構(gòu)成。關(guān)于運(yùn)算器芯片16，由于它的構(gòu)造與緩沖器芯片10基本相同，因此將省略對(duì)它的進(jìn)一步說(shuō)明。
在每個(gè)緩沖器芯片10、存貯器芯片12與控制器芯片14中，許多電極座(10a，12a，14a)形成在一個(gè)電路形成表面(10X，12X，14X)上，此電路形成表面是一個(gè)主表面與同它彼此相對(duì)的另一個(gè)主表面之中的一個(gè)主表面，如圖3和7中所示。每種芯片的電極座(10a，12a與14a)形成在每種芯片的多層互連結(jié)構(gòu)中的頂部接線層上并通過(guò)形成在每種芯片的表面保護(hù)膜中的接合孔暴露在外。
如圖7(a)中表示，每個(gè)緩沖器芯片10的電極座10a沿緩沖器芯片的電路形成表面10X的四邊布置。如圖7(b)中表示，每個(gè)存貯器12的電極座10a沿中心區(qū)域布置，沿存貯器芯片12的電路形成表面12X的兩條互相交叉的分別指向長(zhǎng)(X)方向與短(Y)方向的中心線的一條長(zhǎng)邊中心線延伸。如圖7(c)中表示，控制器芯片14的電極座14a沿控制器芯片的電路形成表面14X的四邊布置。因此，每個(gè)緩沖器芯片10與控制器芯片14的電極座布置成四邊座陣列，而存貯器芯片12的電極座12a布置成中央座陣列。
如圖8(a)表示，一個(gè)紐扣凸塊11由例如金(Au)形成在每個(gè)緩沖器芯片10的每個(gè)電極座10a上作為一個(gè)凸起電極。如圖8(b)表示，一個(gè)紐扣凸塊13由例如Au形成在每個(gè)存貯器芯片12的每個(gè)電極座12a上作為一個(gè)凸起電極。此外，如圖8(c)表示，一個(gè)紐扣凸塊15由例如Au形成在控制器芯片14的每個(gè)電極座14a上作為一個(gè)凸起電極。這些紐扣凸塊(11，13，15)通過(guò)例如使用金線并應(yīng)用熱壓粘結(jié)與超聲振蕩的球接合法形成。按照球接合法，在Au線尖端形成一個(gè)球然后在應(yīng)用超聲振蕩的條件下壓力接合在芯片的電極座上。之后，從球部分切斷Au線以形成一個(gè)凸塊。這樣，形成在電極座上的紐扣凸塊同電極座牢固地連接。
在接線板1中的軟層4的頂部接線層中形成許多導(dǎo)線5(參看圖3)許多導(dǎo)線6(參看圖4)、許多導(dǎo)線7(參看圖5)與許多電極座8(參看圖6)，雖然對(duì)這些未作詳細(xì)的圖示說(shuō)明。
如圖3中表示，許多導(dǎo)線5的每個(gè)有一個(gè)由一部分導(dǎo)線構(gòu)成的連接部分5a，導(dǎo)線5的連接部分5a通過(guò)形成在絕緣膜9中的孔9a暴露。導(dǎo)線5的其它部分用絕緣膜9覆蓋。各導(dǎo)線5的連接部分5a對(duì)應(yīng)于每個(gè)緩沖器芯片10的各電極座10a布置。
如圖4表示，許多導(dǎo)線6的每個(gè)有一個(gè)由一部分導(dǎo)線構(gòu)成的連接部分6a，導(dǎo)線6的連接部分6a通過(guò)形成在絕緣膜9中的孔9b暴露。導(dǎo)線6的其它部分用絕緣膜9覆蓋。各導(dǎo)線6的連接部分6a對(duì)應(yīng)于每個(gè)存貯器芯片12的各電極座12a布置。
如圖5表示，許多導(dǎo)線7的每個(gè)有一個(gè)由一部分導(dǎo)線構(gòu)成的連接部分7a，導(dǎo)線7的連接部分7a通過(guò)形成在絕緣膜9中的孔9c暴露。導(dǎo)線7的其它部分用絕緣膜9覆蓋。各導(dǎo)線7的連接部分7a對(duì)應(yīng)于控制器芯片14的各電極座14a布置。
如圖6表示，許多電極座8通過(guò)形成在絕緣膜9中的孔9d暴露。電極座8由軟層4的頂部接線層中形成的許多導(dǎo)線的各一部分構(gòu)成，許多導(dǎo)線的各其它部分用絕緣膜9覆蓋。
許多連接部分5a、6a、7a和許多電極座8分別布置在孔9a、9b、9c、與9d的底部。這樣，接線板2有許多連接部分5a、6a、7a與許多電極座8，布置在一個(gè)主表面2X的表面層部分的向主表面2X的深度方向比這一個(gè)主表面較深的位置上。
如圖3中表示，每個(gè)緩沖器芯片10以它的電路形成表面10X面向接線板2的一個(gè)主表面2X這樣的方式裝配。一個(gè)各向異性的傳導(dǎo)樹(shù)脂20，作為粘結(jié)樹(shù)脂的例子，插入在緩沖器芯片10與接線板2之間。使用各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20，把緩沖器芯片10粘結(jié)并固定在接線板2上。
許多紐扣凸塊11布置在每個(gè)緩沖器芯片10的電極座10a與接線板2的連接部分5a之間以提供一個(gè)二者之間的電連接。利用插入在接線板2與緩沖器芯片10之間的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20的熱收縮力(因從熱狀態(tài)返回至正常溫度而產(chǎn)生的收縮力)或熱固化收縮力(因熱固樹(shù)脂的固化而產(chǎn)生的收縮力)把紐扣凸塊11壓粘在接線板2的連接部分5a上?；烊敫飨虍愋詡鲗?dǎo)樹(shù)脂20的大量傳導(dǎo)顆粒的一部分介入在紐扣凸塊11與接線板2的連接部分5a之間。
接線板2的連接部分5a每個(gè)向接線板2的深度方向凹下。每個(gè)紐扣凸塊11與有關(guān)的連接部分5a在每個(gè)這種凹口的內(nèi)部連接在一起。通過(guò)這樣在凹口內(nèi)部連接紐扣凸塊11與連接部分5a，在連接板2的一個(gè)主表面2X與每個(gè)緩沖器芯片10的電路形成表面10X之間的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂的體積可減小一個(gè)相當(dāng)于凹口降低量的量。
紐扣凸塊11通過(guò)形成在絕緣膜9中的孔9a同布置在孔9a底部的連接部分5a連接。即是說(shuō)，紐扣凸塊11同布置在向從接線板2的一個(gè)主表面2X的深度方向比這一個(gè)主表面2X較深位置上的連接部分5a連接。通過(guò)這樣把連接部分布置在比接線板2的一個(gè)主表面2X較深的位置上，在接線板2的一個(gè)主表面2X與緩沖器芯片10的電路形成表面10X之間的各向異性導(dǎo)樹(shù)脂20的體積可減小一個(gè)相當(dāng)于從一個(gè)主表面2X至連接部分5a的深度的量。
每個(gè)連接部分5a的凹口通過(guò)連接部分5a與軟層4的彈性變形形成。因此以這種彈性變形為基礎(chǔ)的凹口可利用在把緩沖器芯片10裝配到接線板2的一個(gè)主表面上時(shí)使用的壓粘力形成。在通過(guò)每個(gè)連接部分5a與軟層4的彈性變形形成凹口的情況下，連接部分5a與軟層4的彈性力作用在有關(guān)的紐扣凸塊11上，使得紐扣凸塊11與連接部分5a之間的壓粘力增大。
即使接線板2的一個(gè)主表面2X與緩沖器芯片10的電路形成表面10X之間的間距由于各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20厚度方向的擴(kuò)展與紐扣凸塊相應(yīng)地向上移動(dòng)而擴(kuò)大，每個(gè)連接部分5a中凹口的降低量隨著有關(guān)紐扣凸塊的移動(dòng)而變化，使得可保持導(dǎo)線5的連接部分5a同紐扣凸塊11連接。
如圖4中表示，每個(gè)存貯器芯片12在它的電路形成表面12X面向接線板2的一個(gè)主表面2X的狀態(tài)下裝配。例如，各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20插入在存貯器芯片12與接線板2之間作為粘結(jié)樹(shù)脂，從而把存貯器芯片12粘結(jié)并固定在接線板2上。
許多紐扣凸塊13每個(gè)布置在存貯器芯片12的每個(gè)電極座12a與接線板2的每個(gè)連接部分6a之間以提供二者之間的電連接。利用插入在接線板2與存貯器芯片12之間的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20的熱收縮力或熱固化收縮力把紐扣凸塊13壓粘在接線板2的連接部分6a上?；烊敫飨虍愋詡鲗?dǎo)樹(shù)脂20的大量傳導(dǎo)顆粒的一部分插入在紐扣凸塊13與接線板1的連接部分6a之間。
接線板2的連接部分6a每個(gè)向接線板2的深度方向凹入，而每個(gè)紐扣凸塊13與有關(guān)的連接部分6a在每個(gè)這種凹口的底部連接在一起，如同緩沖器芯片10的情況。紐扣凸塊13通過(guò)形成在絕緣膜9的孔9b同布置在孔9b底部的連接部分6a連接。這樣，相似于緩沖器芯片10的情況，紐扣凸塊13同布置在向接線板2的一個(gè)主表面2X的深度方向比這一個(gè)主表面2X較深的位置上的連接部分6a連接。
如圖5中表示，控制器芯片14在它的電路形成表面14X面向接線板2的一個(gè)主表面2X的狀態(tài)下裝配。在控制器芯片14與接線板2之間插入例如各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20作為粘結(jié)樹(shù)脂，從而用此各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20把控制器芯片14粘結(jié)并固定在接線板2上。
許多紐扣凸塊15每個(gè)布置在控制器芯片14的每個(gè)電極座14a與接線板2的每個(gè)連接部分7a之間以提供二者之間的電連接。利用插入在接線板2與控制器芯片14之間的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20的熱收縮力或熱固化收縮力把紐扣凸塊15壓粘在接線板2的連接部分7a上?；烊敫飨虍愋詡鲗?dǎo)樹(shù)脂20的大量傳導(dǎo)顆粒的一部分插入在紐扣凸塊15與連接板2的連接部分7a之間。
接線板2的連接部分7a向接線板2的深度方向凹入，如同每個(gè)緩沖器芯片10的情況，每個(gè)紐扣凸塊15與有關(guān)的連接部分7a在每個(gè)這種凹口的底部粘結(jié)在一起。紐扣凸塊15通過(guò)形成在絕緣膜9中的孔9c同布置在孔9c底部的連接部分7a連接。即是說(shuō)，如同緩沖器芯片10的情況，紐扣凸塊15同布置在一個(gè)向從接線板2的一個(gè)主表面2X的深度方向比這一個(gè)主表面2X較深的位置上的連接部分7a連接。
如圖6中表示，電容器17的電極17a通過(guò)焊料21同電極座8電氣與機(jī)械連接。為控制焊料21的潤(rùn)濕與散布，通過(guò)形成在絕緣膜9中的孔9d進(jìn)行電容器電極17a同接線板2的電極座8的連接。電容器18與電阻器19也以與裝配電容器17相同的方法裝配。
如圖7中表示，每個(gè)緩沖器芯片10的座陣列間距P1調(diào)節(jié)至約為110[μm]。每個(gè)存貯器芯片12與控制器芯片14的座陣列間距P2、P3調(diào)節(jié)至約為80[μm]。每個(gè)芯片電極座的平面尺寸與座陣列間距有關(guān)，且座陣列間距越小，平面尺寸越小。另一方面，形成在每個(gè)芯片電極座上的每個(gè)紐扣凸塊11的高度與每個(gè)電極座的平面尺寸有關(guān)，且每個(gè)電極座的平面尺寸越小，紐扣凸塊的高度越低。即是說(shuō)，形成在每個(gè)存貯器芯片12與控制器芯片14上的紐扣凸塊13、15的高度比形成在每個(gè)緩沖器芯片10上的紐扣凸塊的高度較低。
在一個(gè)芯片其中紐扣凸塊高度大于從接線板2的一個(gè)主表面2X至同一接線板的連接線5a、6a、7a的深度的情況下，接線板2的連接部分與柱紐扣凸塊可容易地連接在一起，而在一個(gè)芯片其中紐扣凸塊高度小于從接線板2的一個(gè)主表面2X至同一接線板的連接部分的深度的情況下，接線板2的連接部分與紐扣凸塊難以連接。
因此，在芯片有一窄的座陣列間距即有小的電極座平面尺寸的情況下，采用多級(jí)紐扣凸塊結(jié)構(gòu)以增加高度是有效的。在本實(shí)施例中，如同圖3中所示，每個(gè)緩沖器芯片10的紐扣凸塊11為單級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)。如圖4中所示，每個(gè)存貯器芯片12的紐扣凸塊13每個(gè)為一個(gè)有一個(gè)形成在每個(gè)電極座12a上的基底凸塊13a與一個(gè)堆疊在此基底凸塊13a上的堆疊凸塊13b的兩級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)。如圖5中所示，控制器芯片14的紐扣凸塊15每個(gè)為一個(gè)有一個(gè)形成在每個(gè)電極座14a上的基底凸塊15a與一個(gè)堆疊在此基底凸塊15a上的堆疊凸塊15b的兩級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)。如圖8中所示，每個(gè)紐扣凸塊11的高度T1，每個(gè)紐扣凸塊13的高度T2，與每個(gè)紐扣凸塊15的高度T3幾乎相等。
通過(guò)這樣調(diào)節(jié)使座陣列間距不同的芯片在紐扣凸塊高度上幾乎相等，同樣可把座陣列間距窄的存貯器芯片12與控制器芯片14中紐扣凸塊13、15同接線板2的連接部分6a、7a連接。
如圖7(b)中表示，每個(gè)存貯器芯片12的電極座12b布置成中央座陣列。同樣，形成在電極座12b上的紐扣凸塊13也排成中央凸塊陣列。這樣，在帶有布置成中央凸塊陣列的紐扣凸塊13的存貯器芯片12用于倒裝芯片裝配的情況下，將由于存貯器芯片12不良好平衡而導(dǎo)致它相對(duì)于接線板2的主表面2X傾斜。
作為克服存貯器芯片12中這種不平衡紐扣凸塊陣列的有效措施是把接線板2的連接部分6a布置在一個(gè)向從接線板2的一個(gè)主表面2X的深度方向比這一個(gè)主表面2X較深的位置上。在本實(shí)施例中，如圖4中所示，連接部分6a被確定在一個(gè)比接線板2的一個(gè)主表面2X較深的位置上，其深度差為形成在連接部分6a上面的絕緣膜9的厚度。通過(guò)這樣布置連接部分6a，在倒裝芯片裝配存貯器芯片12時(shí)，紐扣凸塊13的高度被接線板2的一個(gè)主表面2X至連接部分6a的深度包容，使得接線板2的一個(gè)主表面2X與存貯器芯片12的電路形成表面12X之間的間距變窄，從而可抑制存貯器芯片12相對(duì)于接線板2的一個(gè)主表面2X的傾斜。
為了把連接部分6a布置在一個(gè)比接線板2的一個(gè)主表面2X較的位置上從而抑制存貯器芯片12相對(duì)于接線板2的一個(gè)主表面2X的傾斜，必須以這樣的方式形成絕緣膜9和孔9b使得絕緣膜9呈現(xiàn)為跨置于存貯器芯片9的周邊。即是說(shuō)，把絕緣膜9的平面尺寸調(diào)節(jié)至大于每個(gè)存貯器芯片12的平面尺寸而把孔9b的平面尺寸做成小于存貯器芯片12的平面尺寸。在本實(shí)施例中，絕緣膜9形成為一個(gè)基本覆蓋接線板2的主表面2X的整個(gè)區(qū)域的平面尺寸，而孔9b形成為一個(gè)小于存貯器芯片12的平面尺寸。而且，孔9b形成為向接線板2的連接部分6a的布置方向延伸的矩形平面形狀。
接著，下面將參照?qǐng)D11至圖15描述制作MCM1的方法。
圖11是一個(gè)用于說(shuō)明一個(gè)多級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)的紐扣凸塊形成過(guò)程的示意剖視圖，圖12與圖13是用于說(shuō)明一個(gè)緩沖器芯片裝配過(guò)程的示意剖視圖，圖14與圖15是用于說(shuō)明一個(gè)存貯器芯片裝配過(guò)程的示意剖視圖。
首先，提供將裝配在接線板2上的電子部件10、12、14、16、17、18與19。
接著，按照球接合法在緩沖器芯片10、存貯器芯片12、控制器芯片14與運(yùn)算器芯片16上形成紐扣凸塊。對(duì)于緩沖器芯片10與運(yùn)算器芯片16，形成單級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)的紐扣凸塊。對(duì)于存貯器芯片12與控制器芯片14，形成多級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)(本實(shí)施例中為兩級(jí))的紐扣凸塊。以每個(gè)存貯器芯片12作為一個(gè)例子，現(xiàn)在將給出一個(gè)關(guān)于形成兩級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)的紐扣凸塊方法的說(shuō)明。首先，把一個(gè)存貯器芯片12安裝在熱臺(tái)25上，然后如圖11(a)中所示，按照球接合法在存貯器芯片12的電極座12a上形成一個(gè)基底凸塊13a，之后在基底凸塊13a上形成一個(gè)堆疊凸塊13b，如圖11(b)中所示。通過(guò)在堆疊凸塊13b上進(jìn)一步形成一個(gè)堆疊凸塊可形成一個(gè)三級(jí)或更多級(jí)的凸塊結(jié)構(gòu)。
接著，把一個(gè)加工成片(膜)形的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20附著在接線板2的一個(gè)主要表面2X上的一個(gè)緩沖器芯片裝配區(qū)域上。關(guān)于這里使用的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20，是一種例如其中混合大量傳導(dǎo)顆粒的環(huán)氧熱固化樹(shù)脂。
接著，把接線板2裝在臺(tái)26A上，之后，如圖12中所示，通過(guò)在接線板2的一個(gè)主表面2X上的緩沖器芯片裝配區(qū)域內(nèi)的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20裝配緩沖器芯片10。以這樣的方法進(jìn)行緩沖器芯片10的裝配使它的電路形成表面10X面向接線板2的一個(gè)主表面2X。
接著，把接線板2裝在熱臺(tái)26B上，然后，如圖13中所示，在加熱狀態(tài)下使用工具27把緩沖器芯片10壓粘在接線板2上，隨之每個(gè)紐扣凸塊11同接線板2的有關(guān)連接部分5a連接，并保持此壓粘狀態(tài)直至各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂固化。這時(shí)，紐扣凸塊11同接線板2的連接部分5a被壓力粘結(jié)。在此過(guò)程中，通過(guò)設(shè)置從接線板2的一個(gè)主表面2X至連接部分5a的深度小于紐扣凸塊11的高度，利用緩沖器芯片10的壓粘力在連接部分5a的連接紐扣凸塊11的部分內(nèi)引成一個(gè)凹口。接線板2的連接部分5a同紐扣凸塊在凹口內(nèi)部連接在一起。由于凹口由連接部分5a與軟層4的彈性變形形成，因此有一個(gè)連接部分5a與軟層4的彈性力作用在紐扣凸塊11上。
接著，通過(guò)與對(duì)緩沖器芯片10相同的裝配方法在接線板2的一個(gè)主表面2X上的一個(gè)運(yùn)算器芯片裝配區(qū)域內(nèi)裝配運(yùn)算器芯片16。
接看，把一個(gè)加工成片(膜)狀的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20附著在接線板2的一個(gè)主表面2X上的存貯器芯片裝配區(qū)域上。關(guān)于這里使用的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20，是一種例如其中混合大量傳導(dǎo)顆粒的環(huán)氧熱固化樹(shù)脂。
接著，把接線板2裝在臺(tái)26A上，之后，如圖14所示，通過(guò)接線板2的一個(gè)主表面上的存貯器芯片裝配區(qū)域內(nèi)的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20裝配存貯器芯片12。這樣進(jìn)行存貯器芯片12的裝配使它的電路形成表面12X面向接線板2的一個(gè)主表面2X。接著，把接線板2裝在熱臺(tái)26B上，之后，如圖15所示，在加熱狀態(tài)下使用工具28把存貯器芯片12壓粘在接線板2上，隨之每個(gè)紐扣凸塊13同有關(guān)的連接部分6a連接，并保持此壓粘狀態(tài)直至各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20固化。這時(shí)，紐扣凸塊13同接線板2的連接部分6a被壓力粘結(jié)。在此過(guò)程中，如同對(duì)緩沖器芯片10的情況，利用存貯器芯片12的壓粘力在連接部分6a的連接紐扣凸塊13的部分內(nèi)形成一個(gè)凹口。連線板2的每個(gè)連接部分6a同有關(guān)的紐扣凸塊13在凹口內(nèi)部連接在一起。由于凹口內(nèi)連接部分6a與軟層4的彈性變形形成，因此有一個(gè)連接部分6a與軟層4的彈性力作用在紐扣凸塊13上。
而且，在此過(guò)程中，由于每個(gè)紐扣凸塊是多級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)，因此即使在座陣列間距窄的存貯器芯片12的情況下，此紐扣凸塊也能同接線板2的有關(guān)連按件6a連接。
此外，在此過(guò)程中，由于連接部分6a位于比接線板的一個(gè)主表面2X較深的其差值為形成在連接部分6a上的絕緣膜9厚度的位置上，因此紐扣凸塊13的高度被從接線板2的一個(gè)主表面2X至連接部分6a的深度包容，從而使接線板2的一個(gè)主表面2X與存貯器芯片12的電路形成表凸12X之間的間距變窄。如果此間距變窄，即使存貯器芯片12在裝配過(guò)程中傾斜，例如接線板2的一個(gè)主表面2X支撐存貯器片12，也可防止它傾斜至使得在裝配后造成結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題這樣的程度。
在用于粘結(jié)芯片的粘結(jié)樹(shù)脂中含有例如傳導(dǎo)顆粒一氧化硅填料的微粒物質(zhì)，此微粒物質(zhì)夾在接線板2的一個(gè)主表面2X與存貯器芯片12的電路形成表面12X之間，使得在半導(dǎo)體芯片裝配過(guò)程中存貯器芯片12的傾斜受到進(jìn)一步的抑制。
此外，當(dāng)半導(dǎo)體芯片裝配過(guò)程中粘結(jié)樹(shù)脂20的粘度高時(shí)，存貯器芯片12的傾斜受到抵抗粘結(jié)樹(shù)脂流動(dòng)的阻力的抑制。因此，通過(guò)這些機(jī)制中的任何機(jī)制，可抑制存貯器晶12相對(duì)于接線板2的一個(gè)主表面2X的傾斜。
接著，通過(guò)與對(duì)存貯器芯片12相同的裝配方法，把控制器芯片14裝配在接線板的一個(gè)主表面2X上的控制器芯片裝配區(qū)域內(nèi)。同樣，在座陣列間距窄的控制器芯片14的情況下，可把每個(gè)紐扣凸塊15同接線板2的有關(guān)連接部分7a連接。
芯片裝配順序不受上述順序的限制。例如，可首先裝配存貯器芯片與控制器芯片。
接著，把膏狀焊料21涂敷在接線板2的電極座8上，然后把有源元件17、18、19、布置在電極座8上，繼之通過(guò)加熱處理熔解膏狀焊料21以相互固定有源元件電極與接線板2的電極座。
然后，在接線板2的一個(gè)主表面2X的相對(duì)背側(cè)上布置的許多電極座的這些表面上分別形成作為連接端子的球狀焊料凸塊22，從而基本完成本實(shí)施例的MCM1。
根據(jù)本實(shí)施例得到下列結(jié)果。
(1)在MCM1中，許多連接部分6a布置在向從接線板2的一個(gè)主表面2X較深的位置上。按照這個(gè)構(gòu)造，在倒裝裝配不平衡凸塊陣列的存貯器芯片12時(shí)，紐扣凸塊13的高度被從接線板2的一個(gè)主表面2X至連接部分6a的深度包容，隨之使接線板2的一個(gè)主表面2X與存貯器芯片12的電路形成表面12X之間的間距變窄，從而可抑制存貯器芯片12相對(duì)于接線板2的一個(gè)主表面2X的傾斜。
(2)在MCM1中，接線板2有形成在一個(gè)主表面2X上的絕緣膜9，形成在絕緣膜9中的孔9b，與布置在孔9b底部的連接部分6a。絕緣膜9控制潤(rùn)濕與在裝配焊接部件(在本實(shí)施例中為17、18與19)時(shí)焊接部件焊料的散布，并保證在裝配部件時(shí)倒裝芯片部件(10，12與14)有足夠的粘結(jié)力。根據(jù)這個(gè)構(gòu)造，可容易地構(gòu)成這樣的接線板2，其中許多連接部分6a布置在向從接線板2的一個(gè)主表面2X的深度方向比這個(gè)主表面2X較深的位置上，使可提供其中按照倒裝芯片法把不平衡凸塊陣列存貯器芯片12裝配在接線板2的一個(gè)主表面2X上的MCM1。
(3)在MCM1中，每個(gè)有窄的座間距的存貯器芯片12與控制器芯片14的紐扣凸塊13、15做成多級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)。根據(jù)這個(gè)構(gòu)造，即使在存貯器芯片12與控制器芯片14每個(gè)有窄的座陣列間距的情況下，紐扣凸塊(13，15)可同接線板2的連接部分(6a，7a)連接，從而使座陣列間距不同的緩沖器芯片10、存貯器芯片12、控制器芯片14與運(yùn)算器芯片16可裝配在單塊接線板2中。
雖然在本實(shí)施例中描述了一個(gè)中央凸塊陣列作為芯片上的不平衡凸塊陣列的一個(gè)例子，還有如圖16中所示的這樣一些其它的芯片上的不平衡凸塊陣列。圖16(a)表示一個(gè)其中許多紐扣凸塊13布置成z字形的中央凸塊陣列。圖16(b)表示一個(gè)其中許多紐扣凸塊13配置成不同階梯的中央凸塊陣列。圖16(c)表示一個(gè)一邊凸塊陣列。芯片上不平衡凸塊陣列的另外例子包括其中芯片的電路形成表面劃分為三個(gè)相等的區(qū)域而紐扣凸塊布置在此三個(gè)區(qū)域之一內(nèi)的凸塊陣列，與其中半導(dǎo)體芯片的重心位于超過(guò)連接各凸塊而形成的多邊形之外的凸塊陣列。
本實(shí)施例中采用的紐扣凸塊13為兩級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)以增加它們的高度，但根據(jù)從接線板2的一個(gè)主表面2X至連接部分6a的深度與每個(gè)電極座12a的平凸尺寸，也可采用如圖17中所示的這樣一種三級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)，其中紐扣凸塊13包括一個(gè)同電極座2a連接的基底凸塊13a，一個(gè)堆疊在基底凸塊13a上的堆疊凸塊13b，與一個(gè)堆疊在堆疊凸塊13b上的堆疊凸塊13c。
雖然在本實(shí)施例中采用的兩級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)中基層底凸塊13a與堆疊凸塊13b的直徑幾乎相等，也可采用如圖18中所示的包括一個(gè)基底凸塊13a與一個(gè)不同直徑的堆疊凸塊13b的這樣一種兩級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)。在此情況下，通過(guò)在按照球接合法形成紐扣凸塊時(shí)使用不同直徑的Au線，可得到一個(gè)基底凸塊13a與一個(gè)不同直徑的堆疊凸塊13b。
雖然在本實(shí)施例中采用紐扣凸塊作為形成在每個(gè)半導(dǎo)體芯片的電極座上的凸起電極，但不由此構(gòu)成限制。例如，也可使用含有Pb-Sn成份的焊料凸塊。在此情況下，使用的焊料凸塊熔點(diǎn)高于在裝配半導(dǎo)體芯片時(shí)采用的熱壓粘溫度的材料制成。
雖然在本實(shí)施例中插入在每個(gè)半導(dǎo)體芯片的各電極座與接線板的各連接部分之間的凸起電極預(yù)先形成在芯片的電極座上，這些凸起電極也可預(yù)先形成在接線板的連接部分上。
雖然本實(shí)施例中使用一種片狀的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂作為把每個(gè)半導(dǎo)體芯片粘結(jié)并固定在接線板上的粘結(jié)樹(shù)脂，但這不構(gòu)成限制。例如，可使用一種膏狀的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂(ACP各向異性導(dǎo)電膏)或一種片狀的不傳導(dǎo)樹(shù)脂(NCF不傳導(dǎo)膜)。
現(xiàn)在，將參照?qǐng)D19與圖20給出關(guān)于改進(jìn)在耐濕試驗(yàn)中的連接可靠性的說(shuō)明。圖19是一個(gè)表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的MCM中的一個(gè)裝配狀態(tài)下的存貯器芯片的示意剖視圖，而圖20是一個(gè)表示放大比例的圖19的一部分的示意剖視圖。本實(shí)施例中使用的柱形凸板13為單級(jí)結(jié)構(gòu)。
在使用各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20的倒裝芯片裝配結(jié)構(gòu)中，保證在防混試驗(yàn)中有高的連接可靠性是重要的。經(jīng)評(píng)估接線板2中各種不同厚度的絕緣膜9的抗?jié)裥?，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)通過(guò)減薄絕緣膜9提高了接線板2的連接部分6a與紐扣凸塊13之間的連接壽命。認(rèn)為這是由于下述原因。
在ACF裝配法中，參照一個(gè)存貯器芯片12作為例子，把此存貯器芯片12通過(guò)各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20放置在接線板2上，然后在加熱狀態(tài)下壓粘在接線板上，從而固定在接線板上，同時(shí)紐扣凸塊13同接線板2的連接部分6a連接。這時(shí)，各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20充入形成在絕緣膜9中的孔9b內(nèi)。各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20具有在固化后由于吸濕而體積膨脹的特性。充入里面有紐扣凸塊13的孔9b的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20比充入接線板2的一個(gè)主表面2X與每個(gè)存貯器芯片12的電路形成表面12X之間的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20較厚，使得由吸濕引起的膨脹而導(dǎo)致的位移量也變大。當(dāng)從接線板2中軟層4的彈性形變恢復(fù)不再能跟隨在接線板2的一個(gè)主表面2X與存貯器芯片12的電路形成表面12X之間的由各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20的吸濕膨脹引起的位移時(shí)，從而發(fā)生紐扣凸塊13與接線板2的連接部分6a之間的連接缺陷。由于孔9b的深度取決于絕緣膜9的厚度，絕緣膜9越薄，孔9b越淺，使得孔9b內(nèi)部的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂20的體積變?yōu)檩^小。因此，認(rèn)為通過(guò)減薄絕緣膜9可提高接線板2的連接部分6a與紐扣凸塊13之間連接的壽命。
下面是在溫度85℃與濕度85％條件下得到的評(píng)估結(jié)果的一個(gè)例子。
(1)當(dāng)導(dǎo)線6上面的絕緣膜9的厚度9t(參看圖20)調(diào)節(jié)至25[μm]時(shí)，連接壽命為96h。
(2)當(dāng)導(dǎo)線6上面的絕緣膜9的厚度9t調(diào)節(jié)至20[μm]時(shí)，連接壽命不短于500h。
(3)當(dāng)導(dǎo)線6上面的絕緣膜9的厚度9t調(diào)節(jié)至15[μm]時(shí)，連接壽命不短于500h。
根據(jù)以上結(jié)果判斷，導(dǎo)線6上面的絕緣膜9的厚度9t較好為不大于20[μm]。
作為可能的情況，絕緣膜9中混入大量的填充物。在此情況下，必須把導(dǎo)線6上面絕緣膜9的厚度9t制成大于混入絕緣膜中的填充物的最大顆粒直徑。如果絕緣膜9的厚度9t制成小于填充物的最大顆粒直徑，填充物將從絕緣膜9中跳出。
當(dāng)為了改進(jìn)可靠性而把紐扣凸塊13制成較小并相應(yīng)地把絕緣膜9的厚度9t制成較小時(shí)，如果絕緣膜9的厚度9t變?yōu)檫@樣小以致不適于控制潤(rùn)濕與在周?chē)恢脙?nèi)形成的焊接部件焊料的散布，可根據(jù)在接線板上的位置改變絕緣膜的厚度使其成為最佳厚度。
雖然上面已根據(jù)上述各實(shí)施例具體地描述了本發(fā)明，不用說(shuō)本發(fā)明不受那些實(shí)施例的限制，而可在不違背本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)做出各種修改。
下面是由本發(fā)明獲得的典型效果的簡(jiǎn)要說(shuō)明。
可抑制半導(dǎo)體芯片相對(duì)于接線板的一個(gè)主表面的傾斜。
可在單塊接線板上安裝陣列間距不同的多種類(lèi)型的半導(dǎo)體芯片。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置包括一個(gè)在它的一個(gè)主表面上有許多電極座的半導(dǎo)體芯片；一個(gè)在它的一個(gè)主表面上有許多連接部分的接線板；與許多在半導(dǎo)體芯片的電極座與接線板的連接部分之間的布置成行的凸起電極，其中接線板的許多連接部分位于向從接線板的一個(gè)主表面的深度方向比所述一個(gè)主表面較深的位置上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子裝置，其中接線板還包括一個(gè)形成在它的所述一個(gè)主表面上的絕緣膜與形成在此絕緣膜中的孔，并且該許多連接部分布置在此孔底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電子裝置，其中絕緣膜呈現(xiàn)為跨置于半導(dǎo)體芯片的周邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的電子裝置，其中孔的平面尺寸小于半導(dǎo)體芯片的平面尺寸，而絕緣膜的平面尺寸大于半導(dǎo)體芯片的平面尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電子裝置，其中半導(dǎo)體芯片通過(guò)一種粘結(jié)樹(shù)脂接在接線板上，并且凸起電極被壓粘在接線板的連接部分上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電子裝置，其中粘結(jié)樹(shù)脂是一種包括其中混合大量傳導(dǎo)顆粒的絕緣樹(shù)脂的各向異性傳導(dǎo)樹(shù)脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電子裝置，其中許多凸起電極是紐扣凸塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電子裝置，其中許多凸起電極是焊料凸塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的電子裝置，其中接線板有一個(gè)多層互連結(jié)構(gòu)，而它的許多連接部分分別是形成在接線板的頂部接線層上的許多導(dǎo)線的多個(gè)部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的電子裝置，其中半導(dǎo)體芯片形成為平面內(nèi)的一個(gè)正方形或矩形形狀，而許多凸起電極布置在通過(guò)把半導(dǎo)體芯片的所述一個(gè)主表面劃分為三個(gè)相等區(qū)域而得到的三個(gè)區(qū)域的任一個(gè)內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電子裝置，其中一個(gè)存貯器陣列形成在半導(dǎo)體芯片的所述一個(gè)主表面上的三個(gè)區(qū)域中除布置凸起電極的區(qū)域之外的其它兩個(gè)區(qū)域上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的電子裝置，其中許多凸起電極不沿與它們的配置所沿方向垂直的方向布置。
13.一種制作一種電子裝置的方法，包括步驟提供一個(gè)半導(dǎo)體芯片，此半導(dǎo)體芯片有許多在它的一個(gè)主表面上沿一個(gè)方向布置成行的電極座與許多分別布置在電極座上的凸起電極，并提供一塊接線板，此接線板有許多對(duì)應(yīng)于許多凸起電極的、布置在向從接線板的所述一個(gè)主表面的深度方向比所述一個(gè)主表面較深的位置上的連接部分；與在接線板的所述一個(gè)主表面與半導(dǎo)體芯片的所述一個(gè)主表面之間插入粘結(jié)樹(shù)脂，并把半導(dǎo)體芯片壓粘在接線板的所述一個(gè)主表面上，以分別電連接半導(dǎo)體芯片的各凸起電極與接線板的各連接部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中接線板還有一個(gè)形成在它的所述一個(gè)主表面上的絕緣膜與形成在此絕緣膜中的孔，且該許多連接部分布置在此孔的底部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中絕緣膜呈現(xiàn)為跨置于半導(dǎo)體芯片的周邊。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中孔的平面尺寸小于半導(dǎo)體芯片的平面尺寸，而絕緣膜的平面尺寸大于半導(dǎo)體芯片的平面尺寸。
17.一種電子裝置包括一個(gè)有許多按第一陣列間距布置在此芯片的一個(gè)主表面上的第一電極座的第一半導(dǎo)體芯片；一個(gè)有許多按小于第一陣列間距的第二陣列間距布置在此芯片的一個(gè)主表面上的第二電極座的第二半導(dǎo)體芯片；一塊接線板，在它的一個(gè)主表面的一個(gè)第一區(qū)域內(nèi)有許多對(duì)應(yīng)于許多第一電極座布置的第一連接部分，而在它的所述一個(gè)主表面的一個(gè)不同于第一區(qū)域的第二區(qū)域內(nèi)有許多對(duì)應(yīng)于許多第二電極座布置的第二連接部分；許多分別布置在第一電極座與第一連接部分之間而提供二者之間電連接的第一凸起電極；與許多分別布置在第二電極座與第二連接部分之間而提供二者之間電連接的第二凸起電極，此許多第一連接部分與許多第二連接部分布置在向從接線板的所述一個(gè)主表面的深度方向比所述一個(gè)主表面較深的位置上；且此許多第二凸起電極為一個(gè)比該許多第一凸起電極有更多的級(jí)數(shù)的多級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的電子裝置，其中接線板還有一個(gè)形成在它的所述一個(gè)主表面上的絕緣膜，形成在它的所述一個(gè)主表面的第一區(qū)域內(nèi)的絕緣膜中的第一孔，與形成在它的所述一個(gè)主表面的第二區(qū)域內(nèi)的絕緣膜中的第二孔，許多第一連接部分布置在第一孔的底部，而許多第二連接部分布置在第二孔的底部。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的電子裝置，其中第二凸起電極每個(gè)為多級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有一個(gè)同第二半導(dǎo)體芯片的每個(gè)第二電極座連接的基底凸塊與一個(gè)堆疊在基底凸塊上的堆疊凸塊。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的電子裝置，其中第二凸起電極每個(gè)為多級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有一個(gè)同第二半導(dǎo)體芯片的每個(gè)第二電極座連接的基底凸塊、一個(gè)堆疊在基底凸塊上的第一堆疊凸塊與一個(gè)堆疊在第一堆疊凸塊上的第二堆疊凸塊。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的電子裝置，其中第一與第二凸起電極為紐扣凸塊。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的電子裝置，其中接線板有一個(gè)多層互連結(jié)構(gòu)，而它的許多第一與第二連接部分分別為形成在接線板的頂部接線層上的許多導(dǎo)線的多個(gè)部分。
23.根據(jù)權(quán)利要求17的電子裝置，其中第一與第二半導(dǎo)體芯片通過(guò)粘結(jié)樹(shù)脂粘結(jié)在接線板上。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的電子裝置，其中粘結(jié)樹(shù)脂是一種包括其中混合大量傳導(dǎo)顆粒的絕緣樹(shù)脂的各向異性的傳導(dǎo)樹(shù)脂。
25.一種制作一種電子裝置的方法，包括步驟提供一個(gè)有許多按第一陣列間距布置在它的一個(gè)主表面上的第一電極座與許多分別同這些第一電極座連接的第一凸起電極的第一半導(dǎo)體芯片；一個(gè)有許多按小于第一陣列間距的第二陣列間距布置在它的一個(gè)主表面上的第二電極座與許多分別同這些第二電極座連接的并有級(jí)數(shù)比第一凸起電極更多的多級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)的第二凸起電極的第二半導(dǎo)體芯片；與一塊接線板，該板有一個(gè)形成在它的一個(gè)主表面上的絕緣膜、形成在所述一個(gè)主表面的第一區(qū)域內(nèi)的絕緣膜中的第一孔、形成在所述一個(gè)主表面的不同于第一區(qū)域的第二區(qū)域內(nèi)的絕緣膜中的第二孔、許多對(duì)應(yīng)于許多第一凸起電極布置在第一孔底部的第一連接部分與許多對(duì)應(yīng)于許多第二凸起電極布置在第二孔底部的第二連接部分；在接線板的所述一個(gè)主表面的第一區(qū)域與第一半導(dǎo)體的所述一個(gè)主表面之間插入第一粘結(jié)樹(shù)脂從而把第一半導(dǎo)體芯片壓粘在接線板的所述一個(gè)主表面的第一區(qū)域上以分別電連接各第一凸起電極與各第一連接部分；與在接線板的所述一個(gè)主表面的第二區(qū)域與第二半導(dǎo)體芯片的所述一個(gè)主表面之間插入第二粘結(jié)樹(shù)脂從而把第二半導(dǎo)體芯片壓粘在接線板的所述一個(gè)主表面的第二區(qū)域上以分別電連接各第二凸起電極與各第二連接部分。
26.一種電子裝置包括一個(gè)在它的一個(gè)主表面上有一個(gè)第一電極座的第一半導(dǎo)體芯片；一個(gè)在它的一個(gè)主表面上有一個(gè)第二電極座的第二半導(dǎo)體芯片，此第二電極座有一個(gè)比第一電極座小的平面面積；一塊連接板有一個(gè)形成在它的一個(gè)主表面上的絕緣膜；形成在所述一個(gè)主表面上的第一區(qū)域內(nèi)的絕緣膜中的第一孔；形成在所述一個(gè)主表面的不同于第一區(qū)域的第二區(qū)域內(nèi)的絕緣膜中的第二孔；一個(gè)布置在第一孔底部的第一連接部分；與一個(gè)布置在第二孔底部的第二連接部分；一個(gè)布置在第一電極座與第一連接部分之間以提供二者之間電連接的第一凸起電極；與一個(gè)布置在第二電極座與第二連接部分之間以提供二者之間電連接的第二凸起電極，其中第二凸起電極有一個(gè)級(jí)數(shù)比第一凸起電極更多的多級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)。
27.一種電子裝置包括一個(gè)在它的一個(gè)主表面上有一個(gè)電極座的半導(dǎo)體芯片；一塊在它的一個(gè)主表面的表面層內(nèi)有一個(gè)連接部分的接線板；與一個(gè)布置在半導(dǎo)體芯片的電極座與接線板的連接部分之間以提供二者之間電連接的凸起電極，接線板的連接部分布置在向從接線板的所述一個(gè)主表面的深度方向比所述一個(gè)主表面更深的位置上，此凸起電極有一個(gè)多級(jí)凸塊結(jié)構(gòu)。
28.一種電子裝置包括一個(gè)在它的一個(gè)主表面上有一個(gè)電極座的半導(dǎo)體芯片；一塊接線板，有一個(gè)形成在它的一個(gè)主表面上的絕緣膜、一個(gè)形成在此絕緣膜中的孔，它的接線部分布置在孔底面，它的剩余部分用絕緣膜覆蓋；一個(gè)布置在電極座與接線部分之間以提供二者之間電連接的凸起電極；與一個(gè)插入在半導(dǎo)體芯片與接線板之間并充入孔內(nèi)部的粘結(jié)樹(shù)脂，其中存在在接線板的剩余部分上的絕緣膜的厚度不大于20μm
29.一種電子裝置包括一個(gè)半導(dǎo)體芯片；布置在此半導(dǎo)體芯片的一個(gè)主表面上的許多凸起電極；一塊接線板；一個(gè)形成在此接線板的一個(gè)主表面內(nèi)的孔；與許多形成在孔的底部并分別同許多凸起電極連接的許多連接部分，所述許多凸起電極沿半導(dǎo)體芯片的所述一個(gè)主表面的一條第一中心線布置。
30.一種電子裝置包括一個(gè)半導(dǎo)體芯片；布置在此半導(dǎo)體芯片的一個(gè)主表面上的許多凸起電極；一塊接線板；一個(gè)形成在此接線板的一個(gè)主表面內(nèi)的孔；與形成在孔的底部并分別同許多凸起電極連接的許多連接部分，所述許多凸起電極沿半導(dǎo)體芯片的所述一個(gè)主表面上的一條第一直線布置。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的電子裝置，其中半導(dǎo)體芯片的所述一個(gè)主表面為矩形，而第一直線同半導(dǎo)體芯片的所述一個(gè)主表面的兩條短邊相交。
32.一種電子裝置包括一個(gè)半導(dǎo)體芯片；布置在此半導(dǎo)體芯片內(nèi)的一個(gè)主表面上的許多凸起電極；一塊接線板；一個(gè)形成在此接線板的一個(gè)主表面內(nèi)的孔；與形成在孔的底部并分別同許多凸起電極連接的許多連接部分，其中半導(dǎo)體芯片的重心不包括在通過(guò)連接半導(dǎo)體芯片的所述一個(gè)主表面上的許多凸起電極而形成的多邊形之內(nèi)。
全文摘要
一種電子裝置包括:一個(gè)在它的一個(gè)主表面上有許多電極座的半導(dǎo)體芯片;一塊在它的一個(gè)主表面上有許多連接部分的接線板;與許多分別布置在半導(dǎo)體芯片的各電極座與連線板的各連接部分之間以提供二者之間電連接的凸起電極,這些凸起電極布置成一個(gè)使半導(dǎo)體芯片相對(duì)于接線板的一個(gè)主表面不平衡的陣列,接線板的許多連接部分布置在向從接線板的一個(gè)主表面的深度方向比這個(gè)主表面較深的位置上。
文檔編號(hào)H01L21/56GK1340857SQ01125370
公開(kāi)日2002年3月20日 申請(qǐng)日期2001年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月31日
發(fā)明者今須誠(chéng)士, 吉田育生, 岸川笵夫, 角義之, 田口一之, 內(nèi)藤孝洋, 佐藤俊彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所