(57)【要約】【課題】半導体装置内部にボイドが残留してしまうことを抑制する。【解決手段】基板１０と、基板１０上に搭載される半導体素子２０と、第１半導体素子２０上に設けられ、かつ平面視で半導体素子２０の内側に位置するスペーサ３０と、スペーサ３０上に搭載され、かつ平面視で半導体素子２０が内側に位置するように設けられる半導体素子２２と、半導体素子２０、スペーサ３０および半導体素子２２を封止する封止樹脂４０と、を備え、基板１０平面と水平な第１方向におけるスペーサ３０の幅は、基板１０平面と水平な面において第１方向と垂直な第２方向におけるスペーサ３０の第１端から第２端までの全領域において当該第１端側から当該第２端側に向けて変わらないか小さくなることにより、少なくとも当該第２端を含む一部において当該第１端側から当該第２端側に向けて小さくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に搭載される第１半導体素子と、
前記第１半導体素子上に設けられ、かつ平面視で前記第１半導体素子の内側に位置するスペーサと、
前記スペーサ上に搭載され、かつ平面視で前記第１半導体素子が内側に位置するように設けられる第２半導体素子と、
前記第１半導体素子、前記スペーサおよび前記第２半導体素子を封止する封止樹脂と、
を備え、
前記基板平面と水平な第１方向における前記スペーサの幅は、前記基板平面と水平な面において前記第１方向と垂直な第２方向における前記スペーサの第１端から第２端までの全領域において前記第１端側から前記第２端側に向けて変わらないか小さくなることにより、少なくとも前記第２端を含む一部において前記第１端側から前記第２端側に向けて小さくなる半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記封止樹脂は、前記スペーサの前記第１端側から前記スペーサの前記第２端側に向けて注入されることにより形成される半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記第１半導体素子は、平面視で前記第１方向に平行な辺を有する矩形形状を有している半導体装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の半導体装置において、
前記スペーサは、平面視で前記第２端において角部を有する多角形形状を有する半導体装置。
【請求項５】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の半導体装置において、
前記スペーサは、前記第２端側において、前記第２端に向けて突出した円弧形状を有する半導体装置。
【請求項６】
基板上に第１半導体素子を搭載する工程と、
前記第１半導体素子上に、平面視で前記第１半導体素子の内側に位置するスペーサを形成する工程と、
前記スペーサ上に、平面視で前記第１半導体素子が内側に位置するように第２半導体素子を搭載する工程と、
前記第１半導体素子、前記スペーサおよび前記第２半導体素子を封止する封止樹脂を形成する工程と、
を備え、
前記スペーサを形成する工程において、前記スペーサは、前記基板平面と水平な第１方向における前記スペーサの幅が、前記基板平面と水平な面において前記第１方向と垂直な第２方向における前記スペーサの第１端から第２端までの全領域において前記第１端側から前記第２端側に向けて変わらないか小さくなることにより、少なくとも前記第２端を含む一部において前記第１端側から前記第２端側に向けて小さくなるように形成され、
前記封止樹脂を形成する工程において、前記封止樹脂は、前記スペーサの前記第１端側から前記スペーサの前記第２端側に向けて注入されることにより形成される半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層された複数の半導体素子を有する半導体装置においては、２つの半導体素子間に、表面に回路を形成しないスペーサを挿入する場合がある。スペーサを有する半導体装置に関する技術としては、例えば特許文献１および２に記載のものがある。
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、半導体素子間にスペーサを有する半導体装置において、スペーサと半導体素子との間に合成樹脂が介在しないよう、スペーサ上に設けられた半導体素子によって形成されるオーバーハング領域に合成樹脂を充填するというものである。特許文献２に記載の技術は、２つの半導体素子間に、熱伝導遮断スペーサを設けるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６６８１６号公報
【特許文献２】特開２００８−６６７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スペーサを介して積層された２つの半導体素子を有する半導体装置は、例えばスペーサ下に位置する半導体素子が、平面視でスペーサ上に位置する半導体素子の内側に位置するよう構成される。また、スペーサは、例えば平面視で２つの半導体素子の内側に位置するように設けられる。このような構成を有する半導体装置では、その組み立て工程において、半導体素子およびスペーサを封止する封止樹脂を半導体装置側面から注入する際、樹脂を注入する側と反対側まで十分に樹脂が回り込まない場合がある。この場合、半導体装置内部に、ボイドが残留してしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、基板と、
前記基板上に搭載される第１半導体素子と、
前記第１半導体素子上に設けられ、かつ平面視で前記第１半導体素子の内側に位置するスペーサと、
前記スペーサ上に搭載され、かつ平面視で前記第１半導体素子が内側に位置するように設けられる第２半導体素子と、
前記第１半導体素子、前記スペーサおよび前記第２半導体素子を封止する封止樹脂と、
を備え、
前記基板平面と水平な第１方向における前記スペーサの幅は、前記基板平面と水平な面において前記第１方向と垂直な第２方向における前記スペーサの第１端から第２端までの全領域において前記第１端側から前記第２端側に向けて変わらないか小さくなることにより、少なくとも前記第２端を含む一部において前記第１端側から前記第２端側に向けて小さくなる半導体装置が提供される。
【０００７】
本発明によれば、スペーサの第１方向における幅は、第１方向と垂直な第２方向におけるスペーサの第１端から第２端までの全領域において当該第１端側から当該第２端側に向けて変わらないか小さくなることにより、少なくとも当該第２端を含む一部において当該第１端側から当該第２端側に向けて小さくなる。このような構成を有することにより、スペーサの第２端側における封止樹脂の流動が容易となる。従って、半導体装置内部にボイドが残留してしまうことを抑制することができる。
【０００８】
本発明によれば、基板上に第１半導体素子を搭載する工程と、前記第１半導体素子上に、平面視で前記第１半導体素子の内側に位置するスペーサを形成する工程と、前記スペーサ上に、平面視で前記第１半導体素子が内側に位置するように第２半導体素子を搭載する工程と、前記第１半導体素子、前記スペーサおよび前記第２半導体素子を封止する封止樹脂を形成する工程と、を備え、前記スペーサを形成する工程において、前記スペーサは、前記基板平面と水平な第１方向における前記スペーサの幅が、前記基板平面と水平な面において前記第１方向と垂直な第２方向における前記スペーサの第１端から第２端までの全領域において前記第１端側から前記第２端側に向けて変わらないか小さくなることにより、少なくとも前記第２端を含む一部において前記第１端側から前記第２端側に向けて小さくなるように形成され、前記封止樹脂を形成する工程において、前記封止樹脂は、前記スペーサの前記第１端側から前記スペーサの前記第２端側に向けて注入されることにより形成される半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、半導体装置内部にボイドが残留してしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【図２】図１に示す半導体装置を示す断面図である。
【図３】図１に示す半導体装置の製造方法を示す平面図である。
【図４】比較例に係る半導体装置の製造方法を示す平面図である。
【図５】第２の実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置１００を示す平面図である。また、図２は、図１に示す半導体装置１００を示す断面図である。図１および図２に示すように、本実施形態に係る半導体装置１００は、基板１０と、半導体素子２０と、スペーサ３０と、半導体素子２２と、封止樹脂４０と、を備えている。なお、図１において、封止樹脂４０は省略されている。
【００１３】
半導体素子２０は、基板１０上に搭載されている。スペーサ３０は、半導体素子２０上に設けられる。また、スペーサ３０は、平面視で半導体素子２０の内側に位置する。半導体素子２２は、スペーサ３０上に搭載される。また、半導体素子２２は、平面視で半導体素子２０が内側に位置するように設けられる。封止樹脂４０は、半導体素子２０、スペーサ３０および半導体素子２２を封止する。
【００１４】
基板１０平面と水平な第１方向におけるスペーサ３０の幅は、基板１０平面と水平な面において第１方向と垂直な第２方向におけるスペーサ３０の第１端から第２端までの全領域において、当該第１端側から当該第２端側に向けて変わらないか小さくなる。そして、スペーサ３０の第１方向における幅は、少なくともスペーサ３０の第２端を含む一部において、スペーサ３０の第１端側から第２端側に向けて小さくなる。
なお、本明細書において、第１方向とは、図１における左右方向と一致する。また、第２方向とは、第１方向と垂直な方向であり、図１における上下方向と一致する。そして、スペーサ３０の第１端とは、図１におけるスペーサ３０の下端と一致する。また、スペーサ３０の第２端とは、図１におけるスペーサ３０の上端と一致する。以下、図３〜５において同様である。
以下、半導体装置１００の構成について詳細に説明する。
【００１５】
基板１０は、例えばインターポーザ等の配線基板である。基板１０と半導体素子２０および半導体素子２２は、例えばボンディングワイヤ等によって電気的に接続される（図示せず）。ボンディングワイヤは、例えばＡｌによって構成される。
【００１６】
図１に示すように、半導体素子２２は、平面視で半導体素子２０よりも面積が大きい。このため、半導体素子２２は、平面視で半導体素子２０が内側に位置するよう、スペーサ３０を介して半導体素子２０上に設けられる。半導体素子２０は、例えば平面視で第１方向に平行な辺を有する矩形形状を有している。また、半導体素子２２は、例えば平面視で第１方向に平行な辺を有する矩形形状を有している。
【００１７】
封止樹脂４０は、半導体素子２０、スペーサ３０および半導体素子２２を封止する。封止樹脂４０としては、封止樹脂として通常用いられるものを使用することができ、例えばエポキシ樹脂組成物等を用いることができる。
封止樹脂４０は、半導体素子２０の辺と垂直な方向から注入されることにより形成される。本実施形態においては、スペーサ３０のうち、封止樹脂４０が注入される側を第１端側とし、封止樹脂４０が注入される側とは反対側を第２端側としている。
【００１８】
図１に示すように、スペーサ３０は、平面視で半導体素子２０および半導体素子２２よりも面積が小さく、平面視で半導体素子２０および半導体素子２２の内側に位置するように設けられる。
スペーサ３０は、第１方向における幅が、第２方向における第１端から第２端までの全領域において、第１端側から第２端側に向けて、変わらないか小さくなるように設けられる。本実施形態においては、図１に示すように、スペーサ３０の幅は、第１端側の領域において変わらず、第２端側の領域で小さくなる。これにより、スペーサ３０の幅は、第２端を含む一部の領域において、第１端側から第２端側に向けて小さくなる。
なお、スペーサ３０の幅は、第１端から第２端までの全領域において、第１端側から第２端側へ向けて小さくなるように設けられていてもよい。
【００１９】
スペーサ３０は、例えば平面視で第２端側において角部を有する多角形形状を有する。これにより、第１方向におけるスペーサ３０の幅は、スペーサ３０の第２端側を含む一部において、スペーサ３０の第１端側から第２端側に向けて小さくなることとなる。
図１に示すように、スペーサ３０は、例えば第１方向と平行な一辺を第１端として有する五角形の外形形状を有する。また、スペーサ３０は、凸多角形形状を有する他の形状を有するように設けられてもよい。
【００２０】
次に、本実施形態に係る半導体装置１００の製造方法を説明する。図３は、図１に示す半導体装置１００の製造方法を示す断面図であり、樹脂封止工程を示すものである。なお、図３における矢印は、封止樹脂４０が流動する方向を示している。
【００２１】
まず、基板１０上に半導体素子２０を搭載する。次いで、半導体素子２０上に、スペーサ３０を形成する。スペーサ３０は、平面視で半導体素子２０の内側に位置するように形成される。次いで、スペーサ３０上に、半導体素子２２を搭載する。半導体素子２２は、平面視で半導体素子２０が内側に位置するように搭載される。
なお、半導体素子２０、スペーサ３０、および半導体素子２２は、例えば互いの間に設けられた接着層によって、互いに固定される（図示せず）。
次いで、半導体素子２０および半導体素子２２を、例えばボンディングワイヤを介して基板１０と接続する。
【００２２】
次いで、図３に示すように、封止樹脂４０を形成する。これにより、図１および図２に示す半導体装置１００が得られる。
封止樹脂４０は、半導体素子２０、スペーサ３０、および半導体素子２２を内部に配置した封入金型内に封止樹脂４０を注入して形成される。封止樹脂４０の注入は、例えば半導体素子２０の辺と垂直な方向から行われる。本実施形態においては、スペーサ３０のうち、封止樹脂４０が注入される側を第１端側とし、封止樹脂４０が注入される側とは反対側を第２端側としている。すなわち、注入された封止樹脂４０は、スペーサ３０の第１端側からスペーサ３０の第２端側に向けて流動する。
【００２３】
次に、本実施形態の作用および効果を説明する。
図４は、比較例に係る半導体装置１０４を示す平面図である。比較例に係る半導体装置１０４は、スペーサ３０が矩形を有する点を除いて、本実施形態に係る半導体装置１００と同様の構成を有する。
比較例に係る半導体装置１０４では、スペーサ３０は、第１端から第２端まで一定の幅を有する。この場合、図４に示すように、樹脂封止工程において、スペーサ３０の第１端側から注入された封止樹脂４０の流動が、スペーサ３０の第２端側では不十分となるおそれがある。このため、封止樹脂４０を注入する側と反対側まで十分に封止樹脂４０が回り込まず、スペーサ３０の第２端側における封止樹脂４０による封止が不十分となる。これにより、スペーサ３０の第２端側において、ボイド４２が残留してしまう。
【００２４】
本実施形態によれば、スペーサ３０は、第１方向における幅が、第２方向における第１端から第２端までの全領域において、第１端側から第２端側に向けて変わらないか小さくなるように設けられる。また、スペーサ３０の幅は、スペーサ３０の第２端を含む領域において、第１端側から第２端側に向けて小さくなる。
この場合、図３に示すように、第１端側から注入された封止樹脂４０は、スペーサ３０の第２端側において容易に流動することができる。これにより、スペーサ３０の第２端側を、封止樹脂４０によって十分に封止することが可能となる。従って、半導体装置内部におけるボイドが残留してしまうことを抑制することができる。
【００２５】
図５は、第２の実施形態に係る半導体装置１０４の製造方法を示す平面図であり、第１の実施形態における図３に対応している。本実施形態に係る半導体装置１０４は、スペーサ３０の形状を除いて、第１の実施形態に係る半導体装置１００と同様の構成を有する。
【００２６】
図５に示すように、スペーサ３０は、第２端側において第２端に向けて突出した円弧形状を有する。本実施形態において、スペーサ３０は、第１端側の領域において矩形を有し、第２端側の領域において半円形状を有する。これにより、第１方向におけるスペーサ３０の幅は、スペーサ３０の第２端側を含む一部において、スペーサ３０の第１端側から第２端側に向けて小さくなることとなる。
【００２７】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、第２端側において第２端に向けて突出した円弧形状を有する。このため、スペーサ３０が第２端において角部を有する多角形形状を有する第１の実施形態と比較して、スペーサ３０が半導体素子２２と接触する面積は大きくなる。これにより、半導体素子２２の保持安定性が良好となる。従って、半導体素子２２へのワイヤー接続等の半導体装置の製造において、その安定性を向上することができる。
【００２８】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  基板
２０  半導体素子
２２  半導体素子
３０  スペーサ
４０  封止樹脂
４２  ボイド
１００  半導体装置
１０２  半導体装置
１０４  半導体装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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