JP2008103536A - Semiconductor package and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、搭載する半導体チップとの熱膨張差を低減して半導体装置の寿命を向上できる半導体パッケージおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor package capable of reducing the difference in thermal expansion from a semiconductor chip to be mounted and improving the life of a semiconductor device, and a method for manufacturing the same.
現在、CPU、MPUの半導体パッケージ、特にプラスチック・パッケージで使用されているコア材料の主流は、ガラスクロスにエポキシ系樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板を代表とする有機コアである。このコアの両面または片面に、サブトラクティブ法、アデティブ法、セミアデティブ法によってビルドアップ配線層を形成して多層配線構造の半導体パッケージとしている。半導体装置の高速化、高集積化に対応するために、コアを薄くしたり、コアレス構造とすることが行なわれている。 At present, the mainstream of core materials used in CPU and MPU semiconductor packages, particularly plastic packages, is an organic core typified by a glass epoxy substrate in which an epoxy resin is impregnated into a glass cloth. A build-up wiring layer is formed on both or one side of the core by a subtractive method, an additive method, or a semi-additive method to form a semiconductor package having a multilayer wiring structure. In order to cope with higher speed and higher integration of semiconductor devices, the core is made thinner or has a coreless structure.
このような状況下において、搭載する半導体チップと半導体パッケージとの熱膨張差によって両者の接合部で熱応力の発生を避けられない。この熱応力は接合部から更にチップ内配線層(ILD)に応力(チップ応力)として作用するため、接合部のみでなく半導体チップ自体の破壊により半導体装置寿命に致命的な影響を及ぼす虞がある。 Under such circumstances, generation of thermal stress is inevitable at the junction between the semiconductor chip and the semiconductor package to be mounted due to the difference in thermal expansion. Since this thermal stress further acts as stress (chip stress) from the bonded portion to the in-chip wiring layer (ILD), there is a possibility that not only the bonded portion but also the semiconductor chip itself may have a fatal effect on the life of the semiconductor device. .
特に、半導体チップは高速化、高集積化に伴い機械的に脆くなることが避けられないため、半導体装置の寿命向上にはチップ応力を低減することが極めて重要になってきた。 In particular, since it is inevitable that semiconductor chips become mechanically fragile with higher speed and higher integration, it is extremely important to reduce chip stress in order to improve the life of semiconductor devices.
熱応力を低減するには、半導体チップと半導体パッケージの熱膨張差を低減する必要があるが、半導体チップの主体であるシリコンの熱膨張係数3.4ppm/℃に対して、ガラスエポキシコアの熱膨張係数は低くても10ppm/℃程度はあり、ガラスエポキシコアを用いている限り改良に限界がある。 In order to reduce the thermal stress, it is necessary to reduce the difference in thermal expansion between the semiconductor chip and the semiconductor package. However, the thermal expansion coefficient of silicon, which is the main component of the semiconductor chip, is 3.4 ppm / ° C. Even if the expansion coefficient is low, it is about 10 ppm / ° C., and there is a limit to improvement as long as the glass epoxy core is used.
そこで、従来のガラスエポキシ基板のような有機コアに替えて無機コアを用いることが考えられる。すなわち、無機コアとしては、半導体チップの材料と同じシリコンや、シリコンと同等の熱膨張係数を持つガラスやセラミクスを用いることにより、従来の有機コアに比べて熱膨張係数を半導体チップに近づけることができる。 Therefore, it is conceivable to use an inorganic core instead of an organic core such as a conventional glass epoxy substrate. In other words, by using the same silicon as the semiconductor chip material, or glass or ceramics having a thermal expansion coefficient equivalent to that of silicon as the inorganic core, the thermal expansion coefficient can be made closer to that of the semiconductor chip than the conventional organic core. it can.
しかし、このような無機コアを用いた場合、ビルドアップ層の樹脂との接合や表面配線および貫通配線の形成はこれまで行なわれておらず、そのための新たな技術開発が必要とされていた。 However, when such an inorganic core is used, bonding of the build-up layer to the resin and formation of surface wiring and through wiring have not been performed so far, and new technical development for that purpose has been required.
特許文献1には、樹脂を用いた有機コアの両面に金属配線板を配し、有機コアの貫通孔を介して両金属板を局部的に接合して貫通配線を形成する方法が提示されている。しかしこれでは、相変わらず有機コアを用いているため半導体チップとの熱膨張差を低減することはできないし、無機コアを用いた際のビルドアップ層の樹脂との接合や表面配線および貫通配線の形成に寄与する新たな示唆は何らなされていない。 Patent Document 1 proposes a method in which a metal wiring board is arranged on both surfaces of an organic core using a resin, and both the metal plates are locally joined through a through hole of the organic core to form a through wiring. Yes. However, since the organic core is still used, the difference in thermal expansion from the semiconductor chip cannot be reduced. In addition, when the inorganic core is used, the build-up layer is bonded to the resin, and surface wiring and through wiring are formed. There is no new suggestion that contributes to.
本発明は、無機コアを用いたことにより半導体チップとの熱膨張差を低減して半導体装置の寿命向上を可能とする半導体パッケージおよびその製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor package and a method for manufacturing the same that can reduce the difference in thermal expansion from a semiconductor chip by using an inorganic core and thereby improve the life of a semiconductor device.
上記の目的を達成するために、第1発明の半導体パッケージは、無機コアの両面に、金属板を加工したベース配線層とその上のビルドアップ配線層とから成る多層配線構造を備え、(1)上記無機コアの貫通孔内での上記両面の金属板の加工突起同士の接合により、または(2)上記無機コアの貫通孔内を貫通した別体の金属ピンの両端と上記両面の金属板との接合により、上記両面のベース配線層同士が接続されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor package according to a first aspect of the present invention includes a multilayer wiring structure including a base wiring layer processed with a metal plate and a build-up wiring layer formed thereon on both surfaces of an inorganic core. ) By joining the processed projections of the metal plates on both sides in the through hole of the inorganic core, or (2) both ends of separate metal pins penetrating the inside of the through hole of the inorganic core and the metal plates on both sides The above-described base wiring layers on both sides are connected to each other by bonding.
上記の目的を達成するために、第1発明の半導体パッケージを製造する方法として、第2発明によれば下記A、B、Cの方法が提供される。 In order to achieve the above object, the following methods A, B, and C are provided according to the second invention as a method of manufacturing the semiconductor package of the first invention.
<方法A>
第1発明の半導体パッケージを製造する方法であって、
無機コアに貫通孔を開ける工程、
金属板を板面内の平面パターンに加工してベース配線層を形成する工程、
上記貫通孔を開けた無機コアを、上記加工した2枚の金属板で両面から挟んだ状態に保持し、上記無機コアの貫通孔の位置で上記両面の金属板をプレス加工して加工突起を形成すると共に該貫通孔内で両方の加工突起同士をカシメおよび/または溶接することにより該両面のベース配線層同士を相互に接合して第1発明の(1)の接合状態とする工程、
を含むことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
<Method A>
A method for manufacturing a semiconductor package of a first invention, comprising:
A process of opening a through hole in an inorganic core,
Forming a base wiring layer by processing a metal plate into a planar pattern in the plate surface;
The inorganic core having the through hole is held between the two processed metal plates from both sides, and the metal plate on both sides is pressed at the position of the through hole of the inorganic core to form a processed projection. A step of forming and joining the base wiring layers on both sides to each other by crimping and / or welding the two processing projections in the through-hole and forming the joining state of (1) of the first invention,
A method for manufacturing a semiconductor package, comprising:
<方法B>
第1発明の半導体パッケージを製造する方法であって、
無機コアに貫通孔を開ける工程、
第1の金属板を板面内の平面パターンに加工してベース配線層を形成すると共に、上記貫通孔に対応した位置にプレス加工により雄型の加工突起を形成する工程、
第2の金属板を平面パターンに加工してベース配線層を形成すると共に、上記貫通孔に対応した位置に、プレス加工により頭部雌型の加工突起を形成する工程、
上記貫通孔を開けた無機コアを、上記加工した第1、第2の金属板の上記雄型と頭部雌型の加工突起を該貫通孔に位置合わせして両面から挟んだ状態に保持し、プレス加工により上記雄型と頭部雌型の加工突起同士をカシメ接合して第1発明の(1)の接合状態とする工程、
を含むことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
<Method B>
A method for manufacturing a semiconductor package of a first invention, comprising:
A process of opening a through hole in an inorganic core,
Forming a base wiring layer by processing the first metal plate into a planar pattern in the plate surface, and forming a male processing protrusion by pressing at a position corresponding to the through hole;
Forming a base wiring layer by processing the second metal plate into a planar pattern, and forming a female projection on the head by pressing at a position corresponding to the through hole;
The inorganic core having the through hole is held in a state in which the processed projections of the male and head female molds of the processed first and second metal plates are aligned with the through hole and sandwiched from both sides. , The step of crimping the processing projections of the male mold and the female head mold to form the joined state of (1) of the first invention,
A method for manufacturing a semiconductor package, comprising:
<方法C>
第1発明の半導体パッケージを製造する方法であって、
無機コアに貫通孔を開ける工程、
金属板を、上記貫通孔に対応する位置の開口を含む板面内の平面パターンに加工してベース配線層を形成する工程、
上記貫通孔を開けた無機コアを、上記加工した2枚の金属板の上記開口を該貫通孔に位置合わせして両面から挟んだ状態に保持し、該開口を介して該貫通孔に金属ピンを挿入し、プレス加工または溶接により上記金属ピンの両端と上記2枚の金属板の上記開口部とを接合して第1発明の(2)の接合状態とする工程、
を含むことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
<Method C>
A method for manufacturing a semiconductor package of a first invention, comprising:
A process of opening a through hole in an inorganic core,
Forming a base wiring layer by processing a metal plate into a planar pattern in a plate surface including an opening at a position corresponding to the through hole;
The inorganic core having the through hole is held in a state in which the openings of the two processed metal plates are aligned with the through hole and sandwiched from both sides, and the metal pin is inserted into the through hole through the opening. And joining both ends of the metal pin and the opening of the two metal plates by press working or welding to obtain the joined state of (2) of the first invention,
A method for manufacturing a semiconductor package, comprising:
第1発明の半導体パッケージにおいては、有機コアに比べて低熱膨張の無機コアを用いたことにより、半導体チップとの熱膨張差を従来の有機コアを用いた半導体パッケージに比べて大幅に低減できる。 In the semiconductor package of the first invention, by using an inorganic core having a low thermal expansion compared to the organic core, the difference in thermal expansion from the semiconductor chip can be greatly reduced as compared with the conventional semiconductor package using the organic core.
第2発明の半導体パッケージの製造方法においては、プレス加工を用い、必要に応じて溶接も用いたことにより、上下両面の金属板配線層を無機コアの貫通孔内で電気的および機械的に強固に接合でき、無機コアの低熱膨張を半導体パッケージ全体に反映させることができる。 In the method for manufacturing a semiconductor package of the second invention, the metal plate wiring layers on the upper and lower surfaces are electrically and mechanically strengthened in the through hole of the inorganic core by using press working and welding as necessary. The low thermal expansion of the inorganic core can be reflected in the entire semiconductor package.
本発明の半導体パッケージは、(1)無機コアの貫通孔内での上記両面の金属板の加工突起同士の接合により、または(2)無機コアの貫通孔内を貫通した別体の金属ピンの両端と上記両面の金属板との接合により、上記両面のベース配線層同士が接続されているので、両面のベース配線層およびその上に形成されるビルドアップ配線層の熱膨張は、無機コアの熱膨張によって拘束され、半導体パッケージ全体として無機コアに近い熱膨張を発現するため、搭載した半導体チップとの熱膨張差を大幅に低減できる。 The semiconductor package of the present invention comprises (1) bonding of the processing protrusions of the metal plates on both sides in the through hole of the inorganic core, or (2) separate metal pins penetrating through the through hole of the inorganic core. Since the base wiring layers on both sides are connected to each other by bonding the both ends and the metal plates on both sides, the thermal expansion of the base wiring layers on both sides and the build-up wiring layer formed thereon is Constrained by thermal expansion and exhibiting thermal expansion close to that of the inorganic core as a whole semiconductor package, the thermal expansion difference from the mounted semiconductor chip can be significantly reduced.
本発明の製造方法は、プレス加工を用い、必要に応じて溶接も用い、上下両面の金属板配線層を無機コアの貫通孔内で接合することにより、電気的な接合を良好に確保できると同時に、機械的にも高い強度および剛性を有する接合部が形成できるので、無機コア上のビルドアップ配線層の熱膨張を無機コアにより有効に拘束して半導体パッケージ全体として半導体チップとの熱膨張差を大幅に低減でき、半導体装置の寿命を向上させることができる。 When the manufacturing method of the present invention uses press working, welding is also used as necessary, and by joining the metal plate wiring layers on the upper and lower surfaces within the through-holes of the inorganic core, it is possible to ensure good electrical bonding. At the same time, joints with high strength and rigidity can be formed mechanically, so that the thermal expansion of the build-up wiring layer on the inorganic core is effectively constrained by the inorganic core, and the thermal expansion difference from the semiconductor chip as a whole semiconductor package Can be significantly reduced, and the lifetime of the semiconductor device can be improved.
本発明に用いる無機コアは、典型的には下記の材質から選択できる。 The inorganic core used in the present invention can typically be selected from the following materials.
<本発明の無機コアの材質例>
〔材質〕 〔熱膨張係数(CTE)〕
シリコン 3.4ppm/℃ (半導体チップのシリコンと同じ)
ガラス 4〜6ppm/℃
セラミクス
アルミナ 5〜7ppm/℃
窒化アルミニウム 4.5ppm/℃
チタン酸バリウム 6ppm/℃
酸化チタン 7ppm/℃
上記は代表的な一例であり、半導体チップのシリコンと近い熱膨張係数を有する無機材料であればよい。
<Example of the material of the inorganic core of the present invention>
[Material] [Coefficient of thermal expansion (CTE)]
Silicon 3.4ppm / ° C (same as silicon of semiconductor chip)
Glass 4-6ppm / ° C
Ceramics Alumina 5-7ppm / ° C
Aluminum nitride 4.5ppm / ℃
Barium titanate 6ppm / ° C
Titanium oxide 7ppm / ℃
The above is a typical example, and any inorganic material having a thermal expansion coefficient close to that of silicon of a semiconductor chip may be used.
〔実施例1〕
図1を参照して、本発明の方法Aの望ましい一形態により半導体パッケージを製造する工程の一例を説明する。
[Example 1]
With reference to FIG. 1, an example of a process for manufacturing a semiconductor package according to a desirable embodiment of the method A of the present invention will be described.
工程(1A)において、代表的には前述した材質の無機コア10を用意する。
In the step (1A), the
工程(2A)において、無機コア10に、ドリル、レーザー、反応性イオンエッチングRIE、ボッシュプロセスなどにより、所定の貫通孔12を開ける。
In the step (2A), a predetermined through-
並行して、工程(1B)において、ベース配線層を形成するための金属板としてリードフレーム14を用意する。リードフレーム14の材質は特に限定する必要はなく、従来用いられているCu、Ni−Fe合金などであってよい。
In parallel, in the step (1B), the
工程(2B)において、リードフレーム14をスタンピングやエッチングによりパターニングしてベース配線層とする。
In the step (2B), the
次に、工程(3)において、貫通孔12の開いた無機コア10を、パターニングされた2枚のリードフレーム14で上下両面から挟んで保持する。
Next, in the step (3), the
工程(4)において、上記の状態で、無機コア10の貫通孔12の位置でリードフレーム14にポンチP(工程(3)の図に示す)でスタンピングを行い、貫通孔12内で上下のリードフレーム14の加工突起部16同士をカシメ接合(または溶着)する。
In the step (4), in the above state, the
ここまでの工程により、無機コア10の両面にリードフレーム14から成るベース配線層が形成され、両面のベース配線層14同士は、無機コア10の貫通孔12内で加工突起16同士の接合により電気的および機械的に接続された構造が得られる。
Through the steps so far, the base wiring layers composed of the lead frames 14 are formed on both surfaces of the
以下、工程(5)〜工程(7)に示すビルドアップ工程により絶縁層18の形成(工程(5))、ビア穴20の開口(工程(6))、配線層22の形成(工程(7))を必要回数繰返して、所定の多層配線層を形成した後に、工程(8)でソルダーレジスト層24を形成して半導体パッケージ100が完成する。
Hereinafter, formation of the insulating layer 18 (step (5)), opening of the via hole 20 (step (6)), and formation of the wiring layer 22 (step (7) by the build-up process shown in steps (5) to (7). )) Is repeated as many times as necessary to form a predetermined multilayer wiring layer, and then the solder resist
工程(8)の図中に仮想線で示したように、半導体パッケージ100上に半導体チップ200を搭載する。これは、半導体チップ200の電極端子202を半導体パッケージ100に接合し、アンダーフィル204を充填することによって行なう。
The
図2に、半導体パッケージ100上に半導体チップ200を搭載した半導体装置300を示す。同図中の各部の代表的な寸法および寸法範囲の一例は下記のとおりである。
FIG. 2 shows a
無機コア10:厚さ200μm(5μm〜5mm)
リードフレーム14:厚さ50μm(3μm〜300μm)
絶縁層18:厚さ20μm(3μm〜300μm)
ソルダーレジスト層24:厚さ15μm(5μm〜50μm)
スルーホール径T:300μm(10μm〜5mm)
半導体パッケージサイズX:50mm(1mm〜200mm)
半導体チップサイズY:25mm(1mm〜150mm)
半導体パッケージ100は、全体として無機コア10によって熱膨張を拘束された状態なので、無機コア10と同等の熱膨張係数を発現するため、搭載された半導体チップ200に近い熱膨張係数となる。すなわち、半導体パッケージ100と半導体チップ200との熱膨張差に起因する熱応力を顕著に低減することができるので、両者の接合部およびチップ内配線への応力負荷による破壊を効果的に防止することができ、半導体装置の寿命を大幅に向上させることができる。
Inorganic core 10:
Lead frame 14: thickness 50 μm (3 μm to 300 μm)
Insulating layer 18:
Solder resist layer 24: thickness 15 μm (5 μm to 50 μm)
Through-hole diameter T: 300 μm (10 μm to 5 mm)
Semiconductor package size X: 50 mm (1 mm to 200 mm)
Semiconductor chip size Y: 25 mm (1 mm to 150 mm)
Since the semiconductor package 100 is in a state in which the thermal expansion is constrained by the
なお、完成した半導体パッケージ100はリードフレーム14上に保持された状態なので、リードフレームと共にリール・ツウ・リールによる搬送および処理が可能になる。もちろん半導体パッケージ100をリールから個片化して樹脂基板に配置してやることで、プラスチック基板工程で使用する大判サイズのシートで搬送および処理することも可能である。そのため、プロセスの高速化、分業化、コストダウンを図ることができる、という副次的な効果も得られる。
Since the completed semiconductor package 100 is held on the
〔実施例2〕
図3を参照して、本発明の方法Bの望ましい一形態により半導体パッケージを製造する工程の一例を説明する。
[Example 2]
With reference to FIG. 3, an example of a process for manufacturing a semiconductor package according to a desirable embodiment of the method B of the present invention will be described.
工程(1A)において、代表的には前述した材質の無機コア10を用意する。
In the step (1A), the
工程(2A)において、無機コア10に、ドリル、レーザー、反応性イオンエッチングRIE、ボッシュプロセスなどにより、所定の貫通孔12を開ける。
In the step (2A), a predetermined through-
並行して、工程(1B)において、ベース配線層を形成するための金属板としてリードフレーム14を用意する。リードフレーム14の材質は特に限定する必要はなく、従来用いられているCu、Ni−Fe合金などであってよい。
In parallel, in the step (1B), the
工程(2B)において、リードフレーム14Xをスタンピングやエッチングによりパターニングしてベース配線層を形成すると共に、無機コア10の貫通孔12に対応した位置にプレス加工により雄型の加工突起26Xを形成する。同様に、リードフレーム14Yをスタンピングやエッチングによりパターニングしてベース配線層を形成すると共に、無機コア10の貫通孔12に対応した位置に、プレス加工により頭部が雌型の加工突起26Yを形成する(工程(3)の図を参照)。
In step (2B), the
次に、工程(3)において、貫通孔12の開いた無機コア10を、リードフレーム14X、14Yの雄型の加工突起26Xと頭部雌型の加工突起26Yを貫通孔12に位置合わせして上下両面から挟んだ状態に保持する。
Next, in the step (3), the
そして工程(4)において、プレス加工により雄型の加工突起26Xと頭部雌型の加工突起26Yとを嵌め合わせてカシメ接合する。
Then, in the step (4), the
ここまでの工程により、無機コア10の両面にそれぞれリードフレーム14X、14Yから成るベース配線層が形成され、両面のベース配線層14Xと14Yとは、無機コア10の貫通孔12内で加工突起26Xと26Yとの接合により電気的および機械的に接続された構造が得られる。
Through the steps so far, the base wiring layers composed of the lead frames 14X and 14Y are formed on both surfaces of the
以下、図1に示した実施例1の工程(5)〜工程(7)と同様のビルドアップ工程により、絶縁層18、ビア20、配線層22の形成を必要回数繰返して、所定の多層配線層を形成した後に、ソルダーレジスト層24を形成して半導体パッケージ110が完成する。
Thereafter, the formation of the insulating
本実施例で作製した半導体パッケージ110は、実施例1の半導体パッケージ100とは、貫通孔12内での接合形態が異なる以外は同じ構造である。
The
〔実施例3〕
図4を参照して、本発明の方法Bの望ましい一形態により半導体パッケージを製造する工程の一例を説明する。
Example 3
With reference to FIG. 4, an example of a process for manufacturing a semiconductor package according to a desirable embodiment of the method B of the present invention will be described.
工程(1A)において、代表的には前述した材質の無機コア材料10を用意する。
In the step (1A), typically, the
工程(2A)において、無機コア10に、ドリル、レーザー、反応性イオンエッチングRIE、ボッシュプロセスなどにより、所定の貫通孔12を開ける。
In the step (2A), a predetermined through-
並行して、工程(1B)において、ベース配線層を形成するための金属板としてリードフレーム14を用意する。リードフレーム14の材質は特に限定する必要はなく、従来用いられているCu、Ni−Fe合金などであってよい。
In parallel, in the step (1B), the
工程(2B)において、リードフレーム14をスタンピングやエッチングによりパターニングして、無機コア10の貫通孔12に対応する位置の開口28を含む平面パターンのベース配線層とする。
In the step (2B), the
次に、工程(3)において、貫通孔12の開いた無機コア10を、上記加工した2枚のリードフレーム14の開口28を貫通孔12に位置合わせして両面から挟んだ状態に保持する。その際、貫通孔12の位置に接合用の金属ピン30を配置する。
Next, in the step (3), the
そして工程(4)において、開口28を介して貫通孔12に金属ピン30を挿入し、プレス加工(ピン30の頭つぶし)または溶接により金属ピン30の両端と2枚のリードフレーム14の開口部28とを接合する。
In step (4), the metal pins 30 are inserted into the through
ここまでの工程により、無機コア10の貫通孔12内を貫通した別体の金属ピン30の両端と無機コア10両面のリードフレーム14との接合により、両面のベース配線層14同士が電気的および機械的に接続された構造が得られる。
Through the steps so far, the base wiring layers 14 on both sides are electrically connected to each other by joining the both ends of
以下、図1に示した実施例1の工程(5)〜工程(7)と同様のビルドアップ工程により、絶縁層18、ビア20、配線層22の形成を必要回数繰返して、所定の多層配線層を形成した後に、ソルダーレジスト層24を形成して半導体パッケージ120が完成する。
Thereafter, the formation of the insulating
本実施例で作製した半導体パッケージ120は、実施例1の半導体パッケージ100とは、貫通孔12を介したベース配線層14同士の接合形態が異なる以外は同じ構造である。
The
以上の実施例において、リードフレームによりベース配線層14を形成したが、リードフレームに限定する必要はなく、ベース配線層14を形成するのに適した金属板や金属箔であればよい。
In the above embodiment, the
本発明によれば、無機コアを用いたことにより半導体チップとの熱膨張差を低減して半導体装置の寿命向上を可能とする半導体パッケージおよびその製造方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the semiconductor package which reduces the thermal expansion difference with a semiconductor chip and enables the lifetime improvement of a semiconductor device by using an inorganic core, and its manufacturing method are provided.
10 無機コア
12 貫通孔
14、14X、14Y リードフレーム
16 加工突起
18 絶縁層
20 ビア(ビア穴)
22 配線層
24 ソルダーレジスト層
26X 雄型の加工突起
26Y 頭部が雌型の加工突起
28 開口
30 金属ピン
100、110、120 半導体パッケージ
200 半導体チップ
202 電極端子
204 アンダーフィル
300 半導体装置
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
無機コアに貫通孔を開ける工程、
金属板を板面内の平面パターンに加工してベース配線層を形成する工程、
上記貫通孔を開けた無機コアを、上記加工した2枚の金属板で両面から挟んだ状態に保持し、上記無機コアの貫通孔の位置で上記両面の金属板をプレス加工して加工突起を形成すると共に該貫通孔内で両方の加工突起同士をカシメおよび/または溶接することにより該両面のベース配線層同士を相互に接合する工程、
を含むことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor package according to any one of claims 1 to 3,
A process of opening a through hole in an inorganic core,
Forming a base wiring layer by processing a metal plate into a planar pattern in the plate surface;
The inorganic core having the through hole is held between the two processed metal plates from both sides, and the metal plate on both sides is pressed at the position of the through hole of the inorganic core to form a processed projection. Forming and joining the base wiring layers on both sides by caulking and / or welding the two processing projections in the through-hole,
A method for manufacturing a semiconductor package, comprising:
無機コアに貫通孔を開ける工程、
第1の金属板を板面内の平面パターンに加工してベース配線層を形成すると共に、上記貫通孔に対応した位置にプレス加工により雄型の加工突起を形成する工程、
第2の金属板を板面内の平面パターンに加工してベース配線層を形成すると共に、上記貫通孔に対応した位置に、プレス加工により頭部雌型の加工突起を形成する工程、
上記貫通孔を開けた無機コアを、上記加工した第1、第2の金属板の上記雄型と頭部雌型の加工突起を該貫通孔に位置合わせして両面から挟んだ状態に保持し、プレス加工により上記雄型と頭部雌型の加工突起同士をカシメ接合する工程、
を含むことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor package according to any one of claims 1 to 3,
A process of opening a through hole in an inorganic core,
Forming a base wiring layer by processing the first metal plate into a planar pattern in the plate surface, and forming a male processing projection by pressing at a position corresponding to the through hole;
Forming a base wiring layer by processing the second metal plate into a planar pattern in the plate surface, and forming a female projection on the head by pressing at a position corresponding to the through hole;
The inorganic core having the through hole is held in a state in which the processed projections of the male and head female molds of the processed first and second metal plates are aligned with the through hole and sandwiched from both sides. , The step of caulking and joining the projections of the male and head female molds by pressing,
A method for manufacturing a semiconductor package, comprising:
無機コアに貫通孔を開ける工程、
金属板を、上記貫通孔に対応する位置の開口を含む板面内の平面パターンに加工してベース配線層を形成する工程、
上記貫通孔を開けた無機コアを、上記加工した2枚の金属板の上記開口を該貫通孔に位置合わせして両面から挟んだ状態に保持し、該開口を介して該貫通孔に金属ピンを挿入し、プレス加工または溶接により上記金属ピンの両端と上記2枚の金属板の上記開口部とを接合する工程、
を含むことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor package according to any one of claims 1 to 3,
A process of opening a through hole in an inorganic core,
Forming a base wiring layer by processing a metal plate into a planar pattern in a plate surface including an opening at a position corresponding to the through hole;
The inorganic core having the through hole is held in a state in which the openings of the two processed metal plates are aligned with the through hole and sandwiched from both sides, and the metal pin is inserted into the through hole through the opening. And joining both ends of the metal pin and the opening of the two metal plates by press working or welding,
A method for manufacturing a semiconductor package, comprising:
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9564416B2 (en) | 2015-02-13 | 2017-02-07 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Package structures and methods of forming the same |
US9653443B2 (en) | 2014-02-14 | 2017-05-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Thermal performance structure for semiconductor packages and method of forming same |
KR101770464B1 (en) * | 2014-06-13 | 2017-08-22 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Device packages and method for forming same |
US9768090B2 (en) | 2014-02-14 | 2017-09-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same |
US9780072B2 (en) | 2010-02-26 | 2017-10-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | 3D semiconductor package interposer with die cavity |
US9935090B2 (en) | 2014-02-14 | 2018-04-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same |
US10026671B2 (en) | 2014-02-14 | 2018-07-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same |
US10056267B2 (en) | 2014-02-14 | 2018-08-21 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63120909A (en) * | 1986-11-11 | 1988-05-25 | 京セラ株式会社 | Mounting method to insulating substrate of metallic pin |
JPH06120634A (en) * | 1992-10-01 | 1994-04-28 | Mitsubishi Materials Corp | Through hole structure for ceramic board and production thereof |
JPH1012988A (en) * | 1996-06-24 | 1998-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Circuit board |
JP2000151110A (en) * | 1998-11-13 | 2000-05-30 | Mitsui High Tec Inc | Method of forming via hole in multilayer wiring board and multilayer wiring board |
JP2001233679A (en) * | 2000-02-24 | 2001-08-28 | Kyocera Corp | Structure for joining ceramic substrate to metal pin |
JP2003133673A (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-09 | Kyocera Corp | Ceramic circuit board |
JP2004327932A (en) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Ibiden Co Ltd | Multilayer printed wiring board |
-
2006
- 2006-10-19 JP JP2006285000A patent/JP5171009B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63120909A (en) * | 1986-11-11 | 1988-05-25 | 京セラ株式会社 | Mounting method to insulating substrate of metallic pin |
JPH06120634A (en) * | 1992-10-01 | 1994-04-28 | Mitsubishi Materials Corp | Through hole structure for ceramic board and production thereof |
JPH1012988A (en) * | 1996-06-24 | 1998-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Circuit board |
JP2000151110A (en) * | 1998-11-13 | 2000-05-30 | Mitsui High Tec Inc | Method of forming via hole in multilayer wiring board and multilayer wiring board |
JP2001233679A (en) * | 2000-02-24 | 2001-08-28 | Kyocera Corp | Structure for joining ceramic substrate to metal pin |
JP2003133673A (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-09 | Kyocera Corp | Ceramic circuit board |
JP2004327932A (en) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Ibiden Co Ltd | Multilayer printed wiring board |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9780072B2 (en) | 2010-02-26 | 2017-10-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | 3D semiconductor package interposer with die cavity |
US10446520B2 (en) | 2010-02-26 | 2019-10-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | 3D semiconductor package interposer with die cavity |
US9768090B2 (en) | 2014-02-14 | 2017-09-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same |
US9935090B2 (en) | 2014-02-14 | 2018-04-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same |
US10026671B2 (en) | 2014-02-14 | 2018-07-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same |
US10056267B2 (en) | 2014-02-14 | 2018-08-21 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same |
US9653443B2 (en) | 2014-02-14 | 2017-05-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Thermal performance structure for semiconductor packages and method of forming same |
US10714359B2 (en) | 2014-02-14 | 2020-07-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same |
US10867949B2 (en) | 2014-02-14 | 2020-12-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same |
US11158614B2 (en) | 2014-02-14 | 2021-10-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Thermal performance structure for semiconductor packages and method of forming same |
KR101770464B1 (en) * | 2014-06-13 | 2017-08-22 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Device packages and method for forming same |
US9564416B2 (en) | 2015-02-13 | 2017-02-07 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Package structures and methods of forming the same |
US9859267B2 (en) | 2015-02-13 | 2018-01-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Package structures and methods of forming the same |
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