(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックからなり、表面に印刷配線が施された基板と、
この基板の前記印刷配線による半導体部にフリップチップボンディングによって取り付け接続され、前記基板面に対して紫外線を照射することで記憶が消去される記憶素子が形成された半導体チップと、
前記基板の前記半導体チップの前記記憶素子の形成された部分に対向する位置に形成された開口と、
前記開口を介して露出された前記半導体チップの記憶素子部を外気から保護する保護手段とを具備し、
この保護手段を透過して前記半導体チップの前記記憶素子部に記憶消去用の紫外線が照射されるようにしたものであって、
前記外気から保護する保護手段は、前記開口部の前記半導体チップの取り付けられる面と反対側の開口面を気密性を有して封ずるように取り付けられた透明板、および前記半導体チップの前記半導体部に対する接続部を含むように、前記半導体チップの面の周囲と前記基板面との間に流し込み硬化させた樹脂によって構成されるものであり、当該樹脂はガラスフィラーが混入されて熱膨張率が下げられていることを特徴とする記憶素子を内蔵する半導体装置。
【請求項２】
セラミックからなり、表面に印刷配線が施された基板と、
この基板の前記印刷配線による半導体部にフリップチップボンディングによって取り付け接続され、前記基板面に対して紫外線を照射することで記憶が消去される記憶素子が形成された半導体チップと、
前記基板の前記半導体チップの前記記憶素子の形成された部分に対向する位置に形成された開口と、
前記開口を介して露出された前記半導体チップの記憶素子部を外気から保護する保護手段とを具備し、
この保護手段を透過して前記半導体チップの前記記憶素子部に記憶消去用の紫外線が照射されるようにしたものであって、
前記外気から保護する保護手段は、前記基板の前記開口内に充填された透明樹脂、および前記半導体チップの前記半導体部に対する接続部を含むように、前記半導体チップの面の周囲と前記基板面との間に流し込み硬化させた樹脂によって構成されるものであり、当該樹脂はガラスフィラーが混入されて熱膨張率が下げられていることを特徴とする記憶素子を内蔵する半導体装置。
【請求項３】
前記透明板は、前記基板の開口部の周囲にガラスフリットにより気密に取り付けられたガラス板によって構成される請求項１に記載された記憶素子を内蔵する半導体装置。
【請求項４】
前記半導体チップは、前記基板上に半田バンプにより接続支持されている請求項１乃至３に記載の記憶素子を内蔵する半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、印刷配線の施された基板に対して紫外線を照射することにより記憶の消去が行われるＥＰＲＯＭ等を形成した記憶素子を内蔵する半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＰＲＯＭを内蔵した半導体チップを、フリップチップボンディング法を用いて印刷基板に対して実装する場合、ＥＰＲＯＭに書き込み記憶された情報を消去するために紫外線を照射することが知られている。この様な記憶消去のために紫外線を照射できるようにした半導体装置を構成するには、例えば実開昭６２−５５１６９号に示されるように、半導体チップを実装する基板の紫外線照射部に対して開口を形成することが考えられる。また、実装された半導体チップの信頼性を確保するために、例えば実開昭６３−１４１４８８号、実開昭６３−１４１４８９号等でも示されるように、フリップチップのバンプ部あるいは基板と半導体チップとの間にモールド剤を流し込むことが考えられている。
【０００３】
しかし、この様に構成される半導体装置にあっては、半導体チップの表面が樹脂等によって覆われていないものであるため、セラミックパッケージや腕時計の内部等の密封された雰囲気においてのみ使用可能であり、この様な密封雰囲気が設定されていない部位で使用された場合には、外気並びにこれに含まれる水分が半導体チップに直接的に触れて結露等が起こるようになって、半導体装置としての信頼性が著しく低下する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、特別に気密が保たれないような場所においても使用可能とされ、特に紫外線照射により記憶の消去が行われるＥＰＲＯＭ等の記憶素子を内蔵した半導体チップを、フリップチップボンディングにより基板に搭載した場合に、紫外線照射が容易に行われるようにすると共に、半導体チップが確実に保護されて信頼性が確保されるようにした記憶素子を内蔵する半導体装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、表面に印刷配線が施された基板と、この基板の前記印刷配線による半導体部にフリップチップボンディングによって取り付け接続され、前記基板面に対して紫外線を照射することで記憶が消去される記憶素子が形成された半導体チップと、前記基板の前記半導体チップの前記記憶素子の形成された部分に対向する位置に形成された開口と、前記開口を介して露出された前記半導体チップの記憶素子部を外気から保護する保護手段とを具備し、この保護手段を透過して前記半導体チップの前記記憶素子部に記憶消去用の紫外線が照射されるようにしたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ここで、前記記憶素子部に外気から保護する保護手段は、前記開口部の前記半導体チップの取り付けられる面と反対側の開口面を気密性を有して封ずるように取り付けられた透明板または前記基板の前記開口内に充填された透明樹脂、および前記半導体チップの前記半導体部に対する接続部を含むように、前記半導体チップの面の周囲と前記基板面との間に流し込み硬化させた樹脂によって構成されるものであり、更に当該樹脂はガラスフィラーが混入されて熱膨張率が下げられている。これにより、半導体チップの記憶素子の形成された面が直接的に外気と接触されないようにされているので、基板に形成した開口を介して紫外線の照射制御が容易且つ確実に実行されると共に、外気中に存在する水分等から、特に記憶素子部が確実に保護されて、その信頼性が確実に確保される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の一実施形態を説明する。図１はその断面構造を製造工程にしたがって示しているもので、まず（Ａ）図で示すようにセラミック基板11の表面には印刷配線による導体部121 、122 、…が形成されているもので、これらの導体部121 、122 、…それぞれの表面には、それぞれ半田ペースト131 、132 、…の層が形成されている。そして、このセラミック基板11に対しては開口14が形成される。
【０００８】
次に、（Ｂ）図で示すようにこの様なセラミック基板11の表面部には、半導体チップ15と共にこの半導体チップ15と適宜接続されて回路を構成するセラミックコンデンサ等の回路部品161 、162 、…が搭載される。ここで半導体チップ15には、セラミック基板11に対面する部分にＥＰＲＯＭによる記憶素子17が内蔵されている。そして、セラミック基板11に形成した開口14を介して半導体チップ15の記憶素子17部分に、紫外線が選択的に照射できるようにしている。
【０００９】
すなわち、セラミック基板11の面上の印刷配線による導体部121 、122 、…それぞれの半田ペースト131 、132 、…の上には、所定の半導体チップ15、さらに回路部品161 、162 、…がマウントされ、同時にリフローして、回路部品161 、162 、…が半田181 、182 、…によって一体的に組み付けられ、半導体チップ15が半田バンプ191 、192 、…によって接続支持されるようになる。
【００１０】
そして、（Ｃ）図で示すように組み付けられた半導体チップ15とセラミック基板11との間に、半田バンプ191 、192 、…部を含んで開口14内まで充填されるようにして、紫外線の透過可能な透明樹脂20を注入する。この透明樹脂20はガラスフィラーによって熱膨脹率をセラミック基板11と半導体チップ15の間とされるように調整してある。
【００１１】
すなわち、この透明樹脂20を透過して紫外線が半導体チップ15の記憶素子16部分に照射されて、この記憶素子16に記憶された記憶情報を選択的に消去できるようにされる。この場合、この透明樹脂20の熱膨脹率が所定値に調整されているものであるため、半田バンプ191 、192 、…の熱疲労の寿命が長くなり、且つ半導体チップ15に加わる応力もガラスフィラーのない樹脂よりも低くできるものであるため、その信頼性が向上される。
【００１２】
また、半導体チップ15の回路面（記憶素子16部）の全体が透明樹脂20によって覆われるようになり、このため必然的に耐湿性が向上して結露も起きることがない。したがって、外気に接触する密封雰囲気以外の雰囲気においても信頼性を持って使用することができる。
【００１３】
図２は第２の実施形態を示すもので、図１の例と同様にセラミック基板11に対しては、回路部品161 、162 …さらに半導体チップ15が、半田181 、182 、…および半田バンプ191 、192 、…によって取り付けられ、セラミック基板11には半導体チップ15の記憶素子17面に対応して開口14が形成されている。そして、セラミック基板11の裏面部には、開口14を覆うようにして、ガラスフリット21を用いて紫外線を透過するガラス板22を接着し、開口14の内部を密封する。その後、セラミック基板11の表面部を、半導体チップ15さらに回路部品161 、162 、…部分が被覆されるようにシリコーンゲル23を塗布し、硬化する。
【００１４】
ここで、シリコーンゲル23は半導体チップ15の記憶素子17面の周囲を密封するように、あるいは記憶素子17面に接するように塗布されるものであるため、特に記憶素子17面の結露並びに凍結が防止され、耐湿性が充分に優れたパッシベーションが施されていれば、密封雰囲気以外においても効果的に使用できる。また、シリコーンゲル23は充分に柔らかいものであるため、半導体チップ15に対して過大な応力を与えることがなく、半導体チップ15と共にこの半導体チップ15を支える半田バンプ192 、192 、…の信頼性並びに寿命が効果的に向上される。
【００１５】
図３に示す第３の実施形態にあっては、図２の例と同様にセラミック基板11に対して半導体チップ15さらに回路部品161 、162 、…が搭載されているもので、セラミック基板11には半導体チップ15の記憶素子17部に対応して開口14が形成されている。そして、この開口14の裏面部を覆うようにガラスフリット21でガラス板22が接合されている。そしてこの例にあっては、セラミック基板11の表面上にセラミックケース24がガラスフリット25を用いて接着されているもので、半導体チップ15はセラミックケース24内の密封された雰囲気内に設定され、耐湿性が確保されて結露から守られるようにしている。
【００１６】
図４で示す第４の実施形態にあっては、図３で示した例と同様にセラミック基板11に半導体チップ15および回路部品161 、162 、…が搭載され、セラミック基板11に開口が形成されてガラス板22によって封じられているものであるが、この例にあってはセラミック基板11と半導体チップ15との間に樹脂26を流し込み硬化させる。
【００１７】
この樹脂26は半田バンプ191 、192 、…部分に対応して半導体チップ15の裏面部周囲を取り囲むように形成され、開口14の基板11の表面側周囲が囲まれるもので、開口14の内部が外気から遮断されるようにする。そして、この樹脂26はガラスフィラーが適宜混入されて熱膨脹率が下げられるようにされているもので、半導体チップ15のバンプ191 、192 、…の接続信頼性が確保され、半導体チップの記憶素子17の形成部が密封された雰囲気内に設定されて、耐湿性の確保と共に結露が防止される。
【００１８】
図５はさらに異なる第５の実施形態を示すもので、図４で示した例と同様に半導体チップ15の半田バンプ191 、192 、…部に対応して、半導体チップ15とセラミック基板11との間に樹脂26が流し込み硬化されて、開口14の表面側の周囲が囲まれているもので、開口14の内部に半導体チップ15の記憶素子17部に至るようにシリコーンゲル27が注入され、硬化されている。
【００１９】
すなわち、シリコーンゲル27は半導体チップ15の記憶素子17の面に接するようになっているものであるため、この記憶素子17面の結露および凍結が確実に防止されて、充分に耐湿性の優れたパッシベーションが施されていれば、この半導体装置は密封雰囲気以外でも適用可能である。この場合、シリコーンゲル27は柔らかい材質であるため、半導体チップ15に対して過大な応力を作用させることがなく、半導体装置としての信頼性並びに寿命を損なうことがない。
【００２０】
【発明の効果】
以上のようにこの発明に係る記憶素子を内蔵する半導体装置によれば、特別に気密が保たれないような場所においても使用可能とされ、特に紫外線照射により記憶の消去が行われるＥＰＲＯＭ等の記憶素子を内蔵した半導体チップを基板に搭載した場合に、紫外線照射が容易に行われるようになると共に、半導体チップが確実に保護されて信頼性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明の一実施形態に係る半導体装置をその製造工程にしたがって説明する図。
【図２】この発明の第２の実施形態に係る半導体装置を説明する断面図。
【図３】この発明の第３の実施形態に係る半導体装置を説明する断面図。
【図４】この発明の第４の実施形態に係る半導体装置を説明する断面図。
【図５】この発明の第５の実施形態に係る半導体装置を説明する断面図。
【符号の説明】
11…セラミック基板、121 、122 、…導体部、131 、132 、…半田ペースト、14…開口、15…半導体チップ、161 、162 、…回路部品、17…記憶素子、181 、182 、…半田、191 、192 、…半田バンプ、20…透明樹脂、21、25…ガラスフリット、22…ガラス板、23、27…シリコーンゲル、24…セラミックケース、26…樹脂。
【図１】
0003776482.tif 000002
【図２】
0003776482.tif 000003
【図３】
0003776482.tif 000004
【図４】
0003776482.tif 000005
【図５】
0003776482.tif 000006