半導體裝置的制造方法
【專利摘要】本發明的實施方式提供一種磁屏蔽效果經提高的半導體裝置。實施方式的半導體裝置(1)具備:磁屏蔽板(3),包括基底部(31)、傾斜部(32)、及彎曲部(33),所述基底部(31)設置在襯底(2),所述傾斜部(32)從基底部(31)的端部朝向外側斜向延伸,所述彎曲部(33)設置在傾斜部(32)的前端;半導體元件(4),接著在磁屏蔽板(3)的基底部(31)上;密封樹脂層(5),密封磁屏蔽板(3)及半導體元件(4);及磁屏蔽膜(6),覆蓋密封樹脂層(5)的表面,與彎曲部(33)的一部分接觸。
【專利說明】半導體裝置
[0001][相關申請案]
[0002]本申請案享有以日本專利申請案2014-188529號(申請日:2014年9月17日)為基礎申請案的優先權。本申請案通過參照這個基礎申請案而包含基礎申請案的所有內容。
技術領域
[0003]本發明的實施方式涉及一種半導體裝置。
【背景技術】
[0004]目前,開發、實用化有各種半導體存儲器。在半導體存儲器中,還實用化有如磁阻存儲器(MRAM:Magnetoresistive Random Access Memory,磁阻隨機存取存儲器)的利用有磁的半導體存儲器。磁阻存儲器為利用有磁的記憶元件,因此存在保持在記憶元件的信息因外部磁場的影響而丟失的擔憂。研究應用如下封裝體結構:以往的具有磁阻存儲器的半導體芯片為了抑制外部磁場的影響,例如沿半導體芯片的正面及背面而配置有軟磁體作為磁屏蔽層。
[0005]在應用在具有磁阻存儲器的半導體芯片的屏蔽封裝體結構中,關于半導體芯片的背面側,在半導體芯片與搭載這個半導體芯片的配線襯底之間配置軟磁板,由此可簡易地實現磁屏蔽。關于半導體芯片的正面側,研究以與背面側的軟磁板相接的方式配置例如大致L字型的軟磁板。在這種結構中,無法在未由L字型的軟磁板覆蓋的半導體芯片的端部側獲得充分的磁屏蔽效果。
[0006]還可考慮如下情況:向上方提升背面側的軟磁板的兩端部,在這些提升部上,以與背面側的軟磁板接觸的方式配置正面側的軟磁板而形成磁路。在這個情況下,存在如下擔憂:因軟磁板的彎曲加工精度等的影響,難以使背面側的軟磁板的提升部與正面側的軟磁板無間隙地接觸,因軟磁板間的間隙而導致磁屏蔽效果降低。而且,預先配置正面側的軟磁板的結構存在如下擔憂:在對半導體芯片進行樹脂密封時,無法在半導體芯片與正面側的軟磁板之間充分地填充樹脂。未填充密封樹脂的部分使半導體裝置的可靠性等降低。
【發明內容】
[0007]本發明的實施方式提供一種可獲得半導體芯片的優異的磁屏蔽效果的半導體裝置。
[0008]實施方式的半導體裝置具備:襯底;磁屏蔽板,包括基底部、傾斜部、及彎曲部,所述基底部設置在襯底上,所述傾斜部從基底部的端部朝向外側斜向延伸,所述彎曲部設置在傾斜部的前端;半導體元件,接著在磁屏蔽板的基底部上;密封樹脂層,密封磁屏蔽板及半導體元件;及磁屏蔽膜,覆蓋密封樹脂層的表面,與彎曲部的一部分接觸。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示實施方式的半導體裝置的俯視穿透圖。
[0010]圖2是沿圖1所示的半導體裝置的A-A線的剖視圖。
[0011]圖3(a)及(b)是表示形成圖1所示的半導體裝置的磁屏蔽膜前的裝置狀態的平面圖及剖視圖。
[0012]圖4是表示在圖3所示的裝置形成有磁屏蔽膜的狀態的剖視圖。
[0013]圖5(a)及(b)是將圖1所不的半導體裝置所使用的磁屏蔽板的第一構成例局部放大而表示的圖。
[0014]圖6是將圖1所示的半導體裝置所使用的磁屏蔽板的第二構成例局部放大而表示的圖。
[0015]圖7是將圖1所不的半導體裝置所使用的磁屏蔽板的第三構成例局部放大而表不的圖。
[0016]圖8是將圖1所不的半導體裝置所使用的磁屏蔽板的第四構成例局部放大而表不的圖。
[0017]圖9是表示制造圖1所示的半導體裝置時所使用的多片式配線襯底的平面圖。
[0018]圖10是表示制造圖1所示的半導體裝置時所使用的多片式磁屏蔽板的平面圖。
[0019]圖11是表示圖1所示的半導體裝置的制造步驟的平面圖。
【具體實施方式】
[0020]以下,參照附圖,對實施方式的半導體裝置進行說明。圖1是穿透表示半導體裝置的內部構成的俯視圖(俯視穿透圖),圖2是沿圖1的A-A線的剖視圖。圖3是表示在圖1所示的半導體裝置形成磁屏蔽膜前的狀態的圖,且圖3(a)是將形成磁屏蔽膜前的裝置狀態局部放大而表示的平面圖,圖3(b)是沿圖3(b)的B-B線的剖視圖。圖4是表示在圖3所示的裝置形成有磁屏蔽膜的狀態的剖視圖。
[0021]圖1至圖4所示的半導體裝置I具備:襯底2 ;截面為大致3字狀的磁屏蔽板3,固著在襯底2上;半導體芯片4,搭載在磁屏蔽板3上;密封樹脂層5,密封磁屏蔽板3及半導體芯片4 ;及磁屏蔽膜6,覆蓋密封樹脂層5的表面。另外,以下說明中的上下方向以將襯底2的搭載有磁屏蔽板3及半導體芯片4的面設為上方的情況為基準。
[0022]作為襯底2,例如可使用在絕緣樹脂襯底的表面或內部設置有配線網(未圖示)的配線襯底,具體而言,可利用使用有玻璃-環氧樹脂或BT樹脂(雙馬來酰亞胺-三嗪樹脂)等的印刷配線板(多層印刷襯底等)。配線襯底2具有成為半導體芯片的搭載面的表面2a。配線襯底2的表面2a具有端子形成區域X1、X2、及芯片搭載區域Y。端子形成區域X1、X2分別沿矩形的配線襯底2的長邊設置。在端子形成區域X1、X2,設置有與半導體芯片4連接的連接端子7。在配線襯底2的表面2a,設置有用于定位的對準標記8。配線襯底2的表面2a除連接端子7及對準標記8等外,由阻焊劑(未圖示)覆蓋。
[0023]在配線襯底2的表面2a的芯片搭載區域Y,利用接著劑層9接著有截面為大致3字狀的磁屏蔽板3。在磁屏蔽板3中,可使用鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)等軟磁金屬、或包含至少一種這些軟磁金屬的軟磁合金等。作為軟磁合金等,可列舉硅鋼(Fe-Si)、碳鋼(Fe-C)、鎳鐵合金(Fe-Ni)、鐵硅鋁合金(Fe-S1-Al)、鐵鈷合金(Fe-Co)、肥粒鐵不銹鋼等。在磁屏蔽膜6中,也可使用相同的軟磁材料。在磁屏蔽膜6中,可使用與磁屏蔽板3相同的軟磁材料,也可使用不同的軟磁材料。
[0024]磁屏蔽板3具有基底部31,所述基底部31具有與矩形的半導體芯片4相等、或者大于這個矩形的半導體芯片4的矩形形狀。磁屏蔽板3的基底部31利用接著劑層9接著在芯片搭載區域Y。磁屏蔽板3的基底部31為具備平板形狀的基底部,所述平板形狀具有沿端子形成區域X1、X2的長邊、及與長邊正交的短邊。在基底部31的短邊側的兩端部,分別設置有傾斜部32。傾斜部32以從基底部31的端部朝向外側而向斜上方延伸的方式設置。在傾斜部32的前端,分別設置有彎曲部33。之后詳述磁屏蔽板3的具體形狀。
[0025]在磁屏蔽板3的基底部31上,利用接著劑層(未圖示)接著有半導體芯片4。半導體芯片4例如具有磁阻存儲器(MRAM)元件。然而,半導體芯片4并不限定于此,可應用謀求排除外部磁場的影響的半導體芯片。半導體芯片4具有電極墊10,所述電極墊10沿位于端子形成區域X1、X2的附近的兩條長邊設置。半導體芯片4的電極墊10經由金(Au)線等鍵合線11,與設置在端子形成區域X1、X2的連接端子7電連接。
[0026]在配線襯底2的表面2a上,形成有密封樹脂層5,所述密封樹脂層5連同密封鍵合線11等一并密封磁屏蔽板3及半導體芯片4。然而,設置在磁屏蔽板3的傾斜部32的前端的彎曲部33的至少一部分從密封樹脂層5露出。如圖3所示,彎曲部33具有從密封樹脂層5露出的露出部分33a。在密封樹脂層5的上表面及側面,形成有磁屏蔽膜6。密封樹脂層5的表面由磁屏蔽膜6覆蓋。如圖4所示,磁屏蔽膜6與彎曲部33的露出部分33a相接。磁屏蔽膜6例如通過鍍敷法、濺鍍法、導電膏的涂布法等形成。
[0027]參照圖3至圖8,對磁屏蔽板3的形狀、磁屏蔽板3的從密封樹脂層5的露出結構、及基于這些形狀及露出結構的磁屏蔽板3與磁屏蔽膜6的接觸結構進行詳述。如上所述,磁屏蔽板3具有基底部31、傾斜部32、及彎曲部33。基底部31具有與矩形的半導體芯片4相等、或者大于矩形的半導體芯片4的矩形形狀。半導體芯片4的背面側由基底部31覆蓋。傾斜部32以如下方式設置:相對于垂直于基底部31的方向,以基底部31的端部(短邊側的兩端部)為支點而向基底部31的外側方向傾斜。
[0028]如圖5所示,傾斜部32以傾斜角(基底部31與傾斜部32所成的角度)Θ成為鈍角的方式,設置在基底部31的短邊側端部。圖5(a)是將磁屏蔽板3的基底部31、傾斜部32、及彎曲部33放大而表示的剖視圖,圖5(b)是從圖5(a)的箭頭方向觀察基底部31、傾斜部32、及彎曲部33的圖。傾斜部32因傾斜角Θ為鈍角而具有彈性。將具有彈性的傾斜部32作為向上方的提升部而設置到基底部31的兩端部,由此可吸收構成磁屏蔽板3的軟磁板的彎曲加工的不均、密封樹脂層5的厚度不均等而提高磁屏蔽板3的從密封樹脂層5的露出精度。
[0029]傾斜部32的傾斜角Θ就對傾斜部32賦予適度的彈性,并且確保作為向上方的提升部而具有傾斜部32的磁屏蔽板3對半導體芯片4的收容性、即半導體芯片4向由基底部31及傾斜部32形成的容器形狀部內的配置性的方面而言,例如優選120度以上150度以下,典型的是135度左右。如果傾斜角Θ過小,則傾斜部32的彈性降低。如果傾斜角Θ過大,則磁屏蔽板3對半導體芯片4的收容性降低。如果為了確保半導體芯片4的收容性而使傾斜部32變長,則導致半導體裝置I的大型化。
[0030]在傾斜部32的前端設置有彎曲部33,以便在使傾斜部32的前端側從密封樹脂層5露出時,露出部分的形狀穩定。彎曲部33具有使傾斜部32的前端向外側彎曲的形狀。在傾斜部32的前端設置彎曲部33,由此在利用傾斜部32的彈性調節傾斜部32的前端高度的情況下,從上方觀察傾斜部32的前端時的形狀也幾乎成為固定。可使設置在傾斜部32的前端的彎曲部33的一部分33a穩定地從密封樹脂層5露出。因此,磁屏蔽膜6穩定地與磁屏蔽板3接觸,因此可由磁屏蔽板3及磁屏蔽膜6形成良好的磁路。
[0031]g卩,半導體芯片4的下表面及短邊側的側面由磁屏蔽板3覆蓋,進而半導體芯片4的上表面及側面由磁屏蔽膜6覆蓋,所述磁屏蔽膜6與磁屏蔽板3接觸而形成磁路。產生在半導體裝置I的外部的磁力線在由磁屏蔽板3及磁屏蔽膜6形成的磁屏傳遞,因此可有效地防止磁力線向半導體裝置I的內部的侵入。因此,可有效地獲得相對于半導體芯片4的磁屏蔽性。
[0032]作為使磁屏蔽板3的彎曲部33的一部分從密封樹脂層5露出的方法,可考慮若干方法。例如,使磁屏蔽板3的彎曲部33與形成密封樹脂層5時使用的模具、具體而言形成密封樹脂層5的填充空間的模具的模腔面接觸。在使彎曲部33與模具接觸的狀態下,形成密封樹脂層5,由此彎曲部33的一部分(與模具的接觸部)從密封樹脂層5露出。在彎曲部33與模具接觸時,因基于傾斜部32的傾斜角Θ的彈性與彎曲部33的滑動性而使傾斜部32向橫向擴展。因此,即使在軟磁板的加工精度或密封樹脂層5的厚度產生不均,也可使彎曲部33穩定地與模具接觸。
[0033]進而,彎曲部33與模具接觸時的形狀幾乎固定,因此可使彎曲部33的從密封樹脂層5的露出部分33a的形狀穩定。彎曲部33的曲率半徑R優選考慮與模具的接觸性或裝置尺寸等而設定。而且,磁屏蔽板3的基底部31到彎曲部33的前端面為止的高度優選考慮軟磁板的加工不均或密封樹脂層5的厚度不均等,而以在產生這些不均的情況下,彎曲部33也始終與模具碰觸之方式設定。在用于成形的模具中,優選使用為了防止模具污染而使用片材的片材模型類型。彎曲部33的從密封樹脂層5的露出量按照彎曲部33陷入在片材的程度變多。
[0034]在密封樹脂層5的成形中,還可應用轉移成形及壓縮成形中的任一種。例如,在通過壓縮成形而形成密封樹脂層5的情況下,在一對壓縮成形模具(模型)內,配置用于密封的樹脂材料及被密封的裝置零件(被密封零件/在這里為在襯底2搭載有磁屏蔽板3及半導體芯片4的零件),在關閉一對壓縮成形模具后,一方面加壓一方面加熱,由因加熱而流動化的樹脂材料覆蓋磁屏蔽板3或半導體芯片4,由此形成密封樹脂層5。在對一對壓縮成形模具進行加壓時,易于使磁屏蔽板3的彎曲部33與壓縮成形模具(模具)接觸。
[0035]作為使磁屏蔽板3的彎曲部33從密封樹脂層5露出的其他方法,可列舉如下方法:將具有彎曲部33的傾斜部32埋設到密封樹脂層5內,從上表面側切削這個狀態的密封樹脂層5,由此使彎曲部33的一部分從密封樹脂層5露出。在這個情況下,可基于彎曲部33的形狀等提高彎曲部33的從密封樹脂層5的露出性。然而,密封樹脂層5的切削量的管理等需要花費工夫,而且切削步驟本身的成本也增加,因此優選應用使所述彎曲部33與模具接觸的方法、即不切削密封樹脂層5而使彎曲部33從密封樹脂層5露出的方法。由此,可穩定且低成本地提供具有從密封樹脂層5露出的彎曲部33的裝置零件,進而提供具有與彎曲部33的露出部分33a接觸的磁屏蔽膜6的半導體裝置I。
[0036]其次,對磁屏蔽板3的傾斜部32的平面形狀進行說明。就磁屏蔽板3的磁屏蔽性的觀點而言,如圖5(a)所示,傾斜部32的平面形狀優選實體板狀(平板狀)。然而,為了提高彎曲部33的露出穩定性,優選應用具有如圖6至圖8所示的形狀的傾斜部32。S卩,在使彎曲部33與模具接觸并以向橫向擴展的方式變形的情況下,彎曲力矩在傾斜部32的根基部分、即與基底部31的連接部分成為最大。如果將傾斜部32的平面形狀設為根基部分相連的實體板狀,則為了使傾斜部32均勻地變形,需要施加相對較大的力。
[0037]相對于這種方面,如圖6至圖8所示,將傾斜部32相對于與基底部31的端部方向(基底部31的短邊方向)平行的方向分割成多個的情況較為有效。圖6至圖8所示的傾斜部32具有多個傾斜分割片34。多個傾斜分割片34分別具有設置在前端的彎曲部33。傾斜分割片34較實體板狀的傾斜部32更易于變形,因此可提高設置在這些傾斜分割片34的前端的彎曲部33的從密封樹脂層5的露出穩定性。而且,產生在半導體裝置I的外部的磁力線易于向軟磁材料存在的方向受到牽引并通過軟磁材料內,因此即使在傾斜分割片34間存在間隙,也可獲得磁屏蔽效果。
[0038]為了提尚具有多個傾斜分割片34的傾斜部32的磁屏蔽效果,有效的是如圖7及圖8所示,在與基底部31的端部方向平行的方向上,以連接片35連接鄰接的傾斜分割片34間。連接片35設置在除傾斜分割片34的與基底部31的連接部、及傾斜分割片34的包含彎曲部33的前端部以外的部分間。連接片35可如圖7所示般以只連接鄰接的傾斜分割片34間的方式設置,也可如圖8所示般以連接三個以上的傾斜分割片34間的方式設置。連接片35的傾斜分割片34的連接結構是在兼顧彎曲部33的露出穩定性及屏蔽效果下而適當地設定。
[0039]如上所述,就磁屏蔽板3的磁屏蔽性的觀點而言,傾斜部32的平面形狀優選為實體板狀。然而,在這個情況下,存在彎曲部33的露出穩定性差于其他構成的擔憂。另一方面,關于彎曲部33的露出穩定性,如圖6所示,優選的是分割傾斜部32而由多個傾斜分割片34構成。然而,在這個情況下,存在磁屏蔽效果差于其他構成的擔憂。如圖7及圖8所示,由多個傾斜分割片34及連接這些多個傾斜分割片34的連接片35構成傾斜部32的結構成為這些構成的中間構成。傾斜部32的平面形狀可兼顧彎曲部33的露出穩定性及屏蔽效果而適當地選擇。
[0040]其次,參照圖9至圖11,對半導體裝置I的制造步驟進行說明。然而,以下所示的制造步驟為半導體裝置I的制造步驟的一例,并不限定于此。圖9表示包括成為配線襯底2的多個裝置形成區域101的多片式集合襯底100。多個裝置形成區域101分別具有連接端子7。進而,在裝置形成區域101的芯片搭載區域,分別貼附有形成接著劑層9的接著膜102。接著膜102優選具有大于磁屏蔽板3的基底部31的形狀。集合襯底100具有用于在制造裝置內搬送及定位的圓孔103。
[0041]將磁屏蔽板3接著到配線襯底2的接著膜102以如下等方法配置:例如,在配線襯底2的制造步驟中預先貼附;預先貼附到磁屏蔽板3 ;在即將接著磁屏蔽板3前,貼附到配線襯底2。預先在磁屏蔽板3貼附接著膜102的方法在貼附接著膜102時,需要避開傾斜部32而支撐基底部31,貼附輔具的形狀變復雜。如果考慮貼附位置精度,則接著膜102優選小于基底部31的尺寸,因此在將磁屏蔽板3貼附在配線襯底2后,易于在磁屏蔽板3與配線襯底2之間產生細長的間隙。這個間隙在樹脂密封時變得不利。
[0042]通過將接著膜102預先貼附到配線襯底2,可使用大于基底部31的接著膜103,因此不存在樹脂密封時變得不利的情況。進而,在將接著膜103貼附到平坦的配線襯底2的情況下,可簡化貼附輔具的形狀。在這里,在集合襯底100的各裝置形成區域101,貼附接著膜102。在即將接著磁屏蔽板3前在配線襯底2貼附接著膜102的方法因生產線變長而不利。
[0043]圖10表示利用懸掛銷111將多個磁屏蔽板3連接在框架112的集合屏蔽板110。集合屏蔽板110具有圓孔113,所述圓孔113較集合襯底100的用于搬送及定位的圓孔103大一圈。其原因在于,考慮將集合襯底100與集合屏蔽板110貼合時的位置偏移,并且在制造裝置內利用集合襯底100的圓孔103進行搬送及定位。如圖11所示,在集合襯底100上貼合集合屏蔽板110。集合襯底100與集合屏蔽板110的貼合是通過如下方式進行:經由接著膜102將磁屏蔽板3分別貼附到各裝置形成區域101。
[0044]在集合屏蔽板110的各磁屏蔽板3上,搭載半導體芯片4,利用鍵合線11將半導體芯片4的電極與裝置形成區域101的連接端子7電連接。將這種狀態的集合屏蔽板110與集合屏蔽板110的積層物設置到密封裝置的模具內。此時,以各磁屏蔽板3的彎曲部33與模具接觸的方式,將積層物配置到模具內。在積層物的各裝置形成區域101上,形成密封磁屏蔽板3及半導體芯片4的密封樹脂層5。密封樹脂層5以統一密封多個裝置形成區域101的方式形成。將這種樹脂密封體對應于各裝置形成區域101而單片化。此時,還切斷集合屏蔽板110的懸掛銷111。在單片化后的裝置表面形成磁屏蔽膜6,由此制作實施方式的半導體裝置1、即帶有磁屏蔽功能的半導體封裝體。
[0045]另外,對本發明的若干實施方式進行了說明,但這些實施方式是作為示例而提出,并不意圖限定發明的范圍。這些新穎的實施方式可由其他各種形態實施,可在不脫離發明的主旨的范圍內,進行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變化包含在發明的范圍或主旨內,并且包含在權利要求書中所記載的發明及其均等的范圍內。
[0046][符號的說明]
[0047]I半導體裝置
[0048]2配線襯底
[0049]3磁屏蔽板
[0050]31基底部
[0051]32傾斜部
[0052]33彎曲部
[0053]33a露出部分
[0054]34傾斜分割片
[0055]35連接片
[0056]4半導體芯片
[0057]5密封樹脂層
[0058]6磁屏蔽膜
【主權項】
1.一種半導體裝置,其特征在于具備: 襯底; 磁屏蔽板,包括基底部、傾斜部、及彎曲部,所述基底部設置在所述襯底,所述傾斜部從所述基底部的端部朝向外側斜向延伸,所述彎曲部設置在所述傾斜部的前端; 半導體元件,接著在所述磁屏蔽板的所述基底部上; 密封樹脂層,密封所述磁屏蔽板及所述半導體元件;以及 磁屏蔽膜,覆蓋所述密封樹脂層的表面,與所述彎曲部的一部分接觸。2.根據權利要求1所述的半導體裝置,其特征在于:所述磁屏蔽板的所述傾斜部具有相對于與所述基底部的所述端部平行的方向分割的多個傾斜分割片,在所述多個傾斜分割片的各自的前端,設置著所述彎曲部。3.根據權利要求2所述的半導體裝置,其特征在于:所述傾斜部具有連接片,所述連接片在與所述端部平行的方向連接相鄰的所述傾斜分割片的除與所述基底部的連接部、及所述彎曲部以外的部分間。4.根據權利要求1至3中任一項所述的半導體裝置,其特征在于:所述半導體芯片具有磁阻存儲器元件。5.根據權利要求1至3中任一項所述的半導體裝置,其特征在于:所述磁屏蔽板及所述磁屏蔽膜使用軟磁材料。
【文檔編號】H01L43/08GK105990516SQ201510101487
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年3月6日
【發明人】后藤善秋, 赤田裕亮
【申請人】株式會社東芝