DE10203353A1

DE10203353A1 - Halbleitermodul und elektronische Komponente

Info

Publication number: DE10203353A1
Application number: DE10203353A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Matsuura; Yasushi Kasatani; Kazunari Michii; Hajime Maeda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2002-08-22
Also published as: US6670701B2; JP2002305286A; KR20020064165A; US20020100965A1

Abstract

Es wird ein Halbleitermodul geschaffen, bei welchem eine höhere Dichte des Halbleitermoduls selbst erzielt wird und welches flächeneffizient auf einer anderen elektronischen Komponente wie einem Muttersubstrat und dergleichen angeordnet werden kann. Das Halbleitermodul enthält ein Anbringungssubstrat (1), welches auf der Unterseite eine Lötkugel (2) zum Anschließen an die Verbindung eines Muttersubstrats aufweist, und eine Mehrzahl von Halbleiterbausteinen (4a, 4b, 4c, 4d), welche in mehreren Schichten auf der Oberflächenseite des Anbringungssubstrats angebracht und mit Elektroden verbunden sind, die auf dem Anbringungssubstrat vorgesehen sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Halblei termodul und eine elektronische Komponente und insbesondere auf ein Halbleitermodul, welches klein und geeignet zum An bringen von Halbleiterchips in einer hohen Dichte ist und in einer hohen Dichte auf einer anderen elektronischen Kom ponente angebracht werden kann, und auf eine elektronische Komponente, welche ein darauf angebrachtes derartiges Halb leitermodul aufweist.

Fig. 31 zeigt eine Vorderansicht, welche ein Beispiel einer Speichermodulstruktur eines herkömmlichen Halbleiter moduls darstellt, und Fig. 32 zeigt eine Draufsicht darauf. Auf einer Oberflächenseite und einer Unterseite eines An bringungssubstrats 101 sind Halbleiterbausteine 104 und 124 angebracht. Dieses Anbringungssubstrat 101 ist mit einer anderen elektronischen Komponente durch einen äußeren Lei ter 107 verbunden, welcher mit einer (nicht dargestellten) Verbindungsstruktur verbunden ist, die auf dem Anbringungs substrat 101 vorgesehen ist. Der Halbleiterbaustein 104 be sitzt einen mit einem Harz verschlossenen bzw. versiegelten Halbleiterchip und ist mit einer Verbindungsstruktur auf dem Anbringungssubstrat 101 über äußere Leiter 103 und 123 verbunden. Ein anderes Beispiel einer elektronischen Kompo nente, welche eine Schicht eines Speichermoduls 110 be sitzt, daß auf jeder Seite angebracht ist, ist ein Mutter substrat 150 wie in Fig. 33 dargestellt. Entsprechend Fig. 33 sind äußere Leiter 107 für Speichermodule 110a, 110b und 110c mit einer (nicht dargestellten) Verbindungsstruktur des Muttersubstrats 150 verbunden. Somit könnte eine hohe Packungsdichte durch Anordnen von Halbleiterbausteinen 104 und 124 in zwei Schichten auf dem Anbringungssubstrat 101 erzielt werden.

Höhere Pegel von Speichermodulen eines kleineren Ausma ßes und einer höheren Dichte, welche auf einem tragbaren Telefon, einem tragbaren Endgerät oder dergleichen anzu bringen sind, werden in Verbindung mit den Vorteilen einer auf die Informationstechnologie ausgerichteten Gesellschaft andauernd benötigt. Es ist schwierig gewesen, das Verlangen nach einem derartigen Halbleitermodul eines kleineren Um fangs und einer höheren Dichte bloß durch Verbessern des Speichermoduls zu erfüllen, welches eine in den oben er wähnten Fig. 31 bis 33 dargestellte Struktur besitzt. Um eine höhere Dichte bezüglich der Speicherkapazität eines Halbleitermoduls zu erzielen, wurde beispielsweise ein Speichermodul wie in Fig. 34 dargestellt offenbart (japanische Patentveröffentlichungsschrift Nr. 4-276649). Entsprechend diesem Speichermodul 110 sind drei Halbleiter bausteine 104a, 104b und 104c auf einer einzigen Seite der art angebracht, daß die Speicherkapazität pro Einheitsflä che des Speichermoduls 110 bezüglich der Dichte größer ge staltet werden kann als diejenige des in Fig. 31 bis 33 dargestellten Halbleitermoduls.

Bis jetzt umfaßt jedoch die Lösung einer hohen Packungsdichte das Erzielen einer hohen Dichte der Spei cherkapazität lediglich innerhalb des Speichermoduls 110, so daß ein Mangel im Hinblick auf das Erzielen einer hohen Packungsdichte bezüglich des Anordnens des Speichermoduls 110 auf dem Muttersubstrat 150 auftrat. Mit anderen Worten, es wurde nie versucht, die Fläche pro Speichermodul auf dem Muttersubstrat 150 zu reduzieren. Im Hinblick auf eine Ver besserung wird es erwünscht, ein Speichermodul auf einem Muttersubstrat in einer flächeneffizienten Weise anzuord nen, um darüber hinaus ein Anbringen eines zusätzlichen Speichermoduls zu gestatten, was beispielsweise herkömmli cherweise bereitgestellt bzw. vorgesehen wurde. Eine derart effiziente Anordnung würde im implementierten Zustand in großem Maße dazu beitragen, eine höhere Dichte der Spei cherkapazität zu erzielen. Wie in Fig. 33 dargestellt, wird in einem herkömmlichen Speichermodul, welches Halbleiter bausteine aufweist, die in mehreren Schichten angebracht sind, das Speichermodul 110 auf dem Muttersubstrat 150 un ter Verwendung eines äußeren Leiters 107 des Anbringungs substrats angebracht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Halblei termodul mit einer höheren Dichte zu schaffen, auf welchem Halbleiterbausteine wie Speichermodule in mehreren Schich ten vorgesehen sind und welches in einer hohen Dichte auf einer anderen elektronischen Komponente wie einem Mutter substrat angebracht werden kann, und eine elektronische Komponente zu schaffen, welche ein darauf angebrachtes der artiges Halbleitermodul aufweist.

Des weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Halbleitermodul zu schaffen, welches die Charakteristik des oben beschriebenen Halbleitermoduls ebenso wie eine ho he Stabilität dahingehend besitzt, daß es nicht durch eine leichte Änderung der Herstellungsbedingungen beeinflußt wird, welches ein einfaches Nachbessern eines Defekts ge stattet, der während der Herstellung auftritt, und welches einen hohen Ertrag sogar während einer hoch effizienten Herstellung aufrechterhalten kann, und eine elektronische Komponente zu schaffen, welche ein darauf angebrachtes der artiges Halbleitermodul aufweist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.

Das Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung enthält ein Anbringungssubstrat, welches an einer Unterseite eine Lötkugel für einen Anschluß an eine Verbindung zu einer an deren elektrischen Komponente aufweist, und eine Mehrzahl von Halbleiterbausteinen, welche in mehreren Schichten auf einer Oberflächenseite des Anbringungssubstrats angebracht und an eine Elektrode angeschlossen sind, die auf dem An bringungssubstrat vorgesehen ist.

Das vorliegende Halbleitermodul ist mit einer anderen elektronischen Komponente durch eine Lötkugel verbunden, welche auf der Unterseite vorgesehen ist. Bei einer Anbrin gung auf einer anderen elektronischen Komponente, bei spielsweise auf einem Muttersubstrat, nimmt somit das Halb leitermodul lediglich eine kleine Fläche in Anspruch. Folg lich kann eine größere Anzahl von Halbleitermodulen auf dem Muttersubstrat auf derselben Fläche angebracht werden, so daß eine derartige Anordnung in hohem Maße zum Erzielen ei nes kleineren Ausmaßes und einer höheren Packungsdichte für ein tragbares Telefon, ein tragbares Endgerät oder derglei chen beiträgt. Die oben beschriebenen Halbleiterbausteine können derart aufgestapelt werden, daß die Oberseite eines Bausteins sich in Kontakt mit der Unterseite eines anderen Bausteins befindet oder, daß die Oberseite eines Bausteins beabstandet zu der Unterseite des anderen Bausteins ist. Wenn die Halbleiterbausteine derart aufgestapelt sind, daß die Oberseite von einem sich in Kontakt mit der Unterseite von einem anderen befindet, kann die Höhe des oben be schriebenen Halbleitermoduls verringert werden, so daß das Volumen des Halbleitermoduls weiter verringert werden kann. Als Ergebnis kann eine weitere Verbesserung eines kleineren Umfangs und einer höheren Packungsdichte erzielt werden. In der oberen ebenso wie in der folgenden Beschreibung be zeichnet der Ausdruck "Verbindung" oder "Anschluß" sowohl eine elektrische Verbindung als auch eine mechanische Ver bindung zur Bereitstellung einer Stütze.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung, beispielsweise bei der Mehrzahl von Halbleiterbausteinen, sind Leiternenngrößen, welche Abstände zwischen Elektroden darstellen, die mit Leiteranschlüssen der Halbleiterbau steine verbunden sind, und Bausteinhöhen, welche die Höhen zwischen den Elektroden und einem mit Harz verschlossenen Halbleiterchip darstellen, alle jeweils unterschiedlich.

Bei dieser Anordnung kann eine Vielschichtkonstruktion auf einem Anbringungssubstrat unter Verwendung von äußeren Leitern und ohne Verwendung von anderen Teilen zum Anbrin gen erzielt werden. Somit kann die Anzahl von Komponenten derart verringert werden, daß die Herstellungskosten ver ringert werden können.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise ein Abstandssubstrat vorgesehen, welches ei nen Verbindungsabschnitt und eine Verbindungsstruktur be sitzt und außerhalb der Halbleiterbausteine in einer Ebene betrachtet angeordnet ist, und in einem Halbleiterbaustein kann ein Leiteranschluß des Halbleiterbausteins mit dem Verbindungsabschnitt des Abstandssubstrats verbunden wer den.

Entsprechend dieser Anordnung können Halbleiterbaustei ne derselben Größe systematisch in mehreren Schichten ange ordnet und ohne Änderung der Bausteinhöhen getragen werden, und die Leiternenngrößen der äußeren Leiter, welche sich von einer Mehrzahl von Halbleiterbausteinen aus erstrecken, können die Höhen und Größen unterschiedlich machen. Somit kann die Notwendigkeit aufgehoben werden, viele Arten von Halbleiterbausteinen herzustellen, welche äußere Leiter mit unterschiedlichen Formen besitzen. Als Ergebnis ist es mög lich, die Halbleitermodule effizient und mit einem hohen Ertrag herzustellen. Darüber hinaus kann die Länge eines äußeren Leiters, welcher sich von dem Halbleiterbaustein aus erstreckt, kleiner gemacht werden als bei den oben be schriebenen Halbleiterbausteinen, so daß eine starke Stütze für den Halbleiterbaustein bereitgestellt werden kann. Da bei bildet der Verbindungsabschnitt einen Anschlußabschnitt der Verbindungsstruktur.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung wer den beispielsweise Untersubstrate (sub-substrates), welche jeweils eine Verbindungsstruktur und einen äußeren Leiter aufweisen und eine kleinere planare Größe als das Anbrin gungssubstrat besitzen, in mehreren Schichten auf dem An bringungssubstrat vorgesehen, und es wird ein äußerer Lei ter von jedem der Untersubstrate mit einer Elektrode des Anbringungssubstrats verbunden, und somit kann der Halblei terbaustein auf dem Untersubstrat angebracht werden.

Entsprechend dieser Anordnung wird ein Halbleiterbau stein auf einem Untersubstrat und das Untersubstrat auf ei nem Anbringungssubstrat angebracht, so daß der Prozeß in mehrere Schritte unterteilt werden kann, welche die Kon struktionsschritte vereinfachen. Vorzugsweise besitzen die äußeren Leiter für die Mehrzahl von Untersubstraten unter schiedliche Höhen und sind ebenfalls in unterschiedlichen planaren Positionen befindlich. Die Halbleiterbausteine können auf beiden Seiten des Untersubstrats angebracht wer den, oder es kann ein Halbleiterbaustein lediglich auf ei ner Seite angebracht werden. Darüber hinaus können die Halbleiterbausteine einen Kontakt zueinander bilden oder nicht, oder der Halbleiterbaustein und eine Oberfläche ei nes Untersubstrats können einen Kontakt bilden oder nicht. Wenn die Halbleiterbausteine untereinander einen Kontakt bilden oder der Halbleiterbaustein und eine Oberfläche des Untersubstrats einen Kontakt bilden, kann die Höhe des Halbleitermoduls verringert werden, so daß ein kleineres Ausmaß und eine höhere Packungsdichte wirksam erzielt wer den können.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung wer den beispielsweise Untersubstrate, die jeweils eine Verbin dungsstruktur und ein Durchgangsloch aufweisen und eine kleinere planare Größe als das Anbringungssubstrat besit zen, in mehreren Schichten auf dem Anbringungssubstrat vor gesehen, welche von einem Kontaktanschlußstift getragen werden, der durch das Durchgangsloch hindurchtritt, und der Kontaktanschlußstift wird mit der Verbindungsstruktur des Untersubstrats über das Durchgangsloch und mit einer Elek trode des Anbringungssubstrats verbunden, und somit kann der Halbleiterbaustein auf dem Untersubstrat angebracht werden.

Entsprechend dieser Anordnung können Verbindungsstruk turen der Untersubstrate, die in mehreren Schichten ange ordnet sind, leicht miteinander unter Verwendung einer Mehrzahl von Kontaktanschlußstiften verbunden werden. Somit wird es möglich, die Konstruktionsschritte wirksam und mit einem hohen Ertrag durchzuführen.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung wer den beispielsweise zwei stehende wandähnliche Untersubstra te vorgesehen, welche derart angeordnet werden, daß sie das Anbringungssubstrat schneiden und einander gegenüberliegen, wobei die stehenden wandähnlichen Untersubstrate jeweils eine Verbindungsstruktur und ein Durchgangsloch besitzen, in welches ein Leiteranschluß einzusetzen ist, wobei ein stehendes wandähnliches Untersubstrat durch Löten mit einer Elektrode des Anbringungssubstrats verbunden wird, der Lei teranschluß des Halbleiterbausteins in das Durchgangsloch eingesetzt wird und somit der Halbleiterbaustein angebracht werden kann.

Bei dieser Anordnung können die äußeren Leiter aller Halbleiterbausteine kürzer gemacht werden. Als Ergebnis ist es möglich, die Halbleitermodule effizient und mit einem hohen Ertrag herzustellen. Darüber hinaus können die Halb leiterbausteine stabil getragen werden. Des weiteren kann durch Einstellen des Abstands zwischen den Durchgangslö chern in vertikaler Richtung die Höhe des Halbleitermoduls verringert werden. Obwohl die äußeren Leiter des Halblei termoduls geradlinig oder gekrümmt wie ein Knickflügel sein können, würden geradlinige Leiter die Herstellungsschritte vereinfachen.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein ausgesparter Abschnitt, welcher die Dicke des Anbringungssubstrats über einen Bereich ein schließlich der Halbleiterbausteine in einer Ebene betrach tet verringert, auf einer Oberflächenseite des Anbringungs substrats vorgesehen sein.

Entsprechend dieser Anordnung wird dadurch, daß ein Halbleiterbaustein in dem ausgesparten Abschnitt aufgenom men wird, der Halbleiterbaustein auf der Oberflächenseite des Anbringungssubstrats mit der Dicke des Halbleiterbau steins angebracht, welche diejenige des Anbringungs substrats überlappt. Somit wird die Dicke des Halbleitermo duls dünner, und es kann des weiteren ein kleineres Ausmaß und eine höhere Packungsdichte erzielt werden. Darüber hin aus muß der in dem ausgesparten Abschnitt aufgenommene Halbleiterbaustein nicht vollständig in dem ausgesparten Abschnitt in seiner gesamten Dicke aufgenommen sein, son dern kann teilweise herausragen.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein Halbleiterbaustein ebenfalls auf der Un terseite angeordnet und mit einer Elektrode verbunden wer den, die auf der Unterseite vorgesehen ist.

Entsprechend dieser Anordnung kann ein Halbleiterbau stein nicht nur auf der Oberflächenseite, sondern ebenfalls auf der Unterseite des Anbringungssubstrats genauso gut an gebracht werden. Wenn beispielsweise der Halbleiterbaustein mit einer Elektrode der Verbindungsstruktur des Anbrin gungssubstrats über äußere Leiter verbunden ist, wird ein langer äußerer Draht für die äußerste Schicht der Halblei terbausteine benötigt, in welchen viele Schichten der Halb leiterbausteine aufgestapelt sind. Wie bei dieser Anordnung kann jedoch, wenn die Halbleiterbausteine an beiden Seiten angeordnet sind, die Anzahl von Schichten verringert sein, so daß der äußere Leiter für den Halbleiterbaustein der äu ßersten Schicht nicht sehr lang ausgebildet zu werden braucht.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung wird beispielsweise ein ausgesparter Abschnitt, welcher die Dicke des Anbringungssubstrats über einen Bereich ein schließlich der Halbleiterbausteine in einer Ebene betrach tet verringert, auf einer Unterseite des Anbringungs substrats vorgesehen, und der auf der Unterseite angeord nete Halbleiterbaustein kann in dem ausgesparten Abschnitt angeordnet sein.

Entsprechend dieser Anordnung können dadurch, daß ein Halbleiterbaustein in dem ausgesparten Abschnitt aufgenom men wird, die Halbleiterbausteine nicht nur auf der Ober flächenseite, sondern ebenfalls auf der Unterseite des An bringungssubstrats angebracht werden, ohne daß eine Schwie rigkeit bezüglich der Verbindung zu dem Muttersubstrat über eine Lötkugel hervorgerufen wird. In diesem Fall ist es nicht nötig, daß der Halbleiterbaustein vollständig inner halb des ausgesparten Abschnitts aufgenommen wird, und der Halbleiterbaustein kann um etwa die Höhe einer Lötkugel herausragen, so lange er nicht die Verbindung über die auf der Unterseite vorgesehene Lötkugel behindert. Da der Halb leiterbaustein derart angebracht ist, daß er die Dicke des Anbringungssubstrats überlappt, wird die Dicke des Halblei termoduls kleiner, und es kann weiter ein kleineres Ausmaß und eine höhere Packungsdichte erzielt werden.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise ein Abstandssubstrat, welches eine Verbin dungsstruktur und eine Lötkugel aufweist, auf der Unter seite des Anbringungssubstrats an einem Ort außerhalb des Halbleiterbausteins, welcher auf der Unterseite in einer Ebene betrachtet befindlich ist, angeordnet, und der auf der Unterseite angeordnete Halbleiterbaustein kann zwischen Abstandssubstraten angeordnet sein.

Entsprechend dieser Anordnung kann ohne eine Verringe rung der Dicke des Anbringungssubstrats zur Bildung des ausgesparten Abschnitts der ausgesparte Abschnitt leicht durch Abstandssubstrate gebildet werden. Somit können die Halbleiterbausteine auf der Oberflächenseite und der Unter seite ohne eine Verringerung der Stärke und dergleichen des Anbringungssubstrats angeordnet werden.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise das Abstandssubstrat mit dem Anbringungs substrat durch ein Lötmaterial verbunden werden.

Entsprechend dieser Anordnung kann das Abstands substrat, welches eine Lötkugel aufweist, auf dem Anbrin gungssubstrat unter Verwendung des Lötmaterials angebracht werden. Somit kann das Halbleitermodul leicht mit einer kleinen in Anspruch genommenen Fläche auf der Verbindungs struktur des Muttersubstrats oder dergleichen angebracht werden.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise das Lötmaterial eine Lötkugel, die auf dem Anbringungssubstrat befestigt ist, und das Abstandssub strat, welches die Lötkugel aufweist, kann mit dem Anbrin gungssubstrat über die Lötkugel verbunden werden.

Entsprechend dieser Anordnung kann unter Verwendung des Anbringungssubstrats, welches eine Lötkugel auf seiner Un terseite besitzt, ein ausgesparter Abschnitt leicht auf der Unterseite gebildet werden, und es kann der Halbleiterbau stein in dem ausgesparten Abschnitt angeordnet werden. So mit besteht keine Notwendigkeit, die Anzahl von unter schiedlichen Arten von Anbringungssubstraten zu erhöhen, so daß der Bestand verringert werden kann.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung kann ein Dummylötmittelmaterial, welches eine Verbindung bildet, die nicht für die Signalübertragung verwendet wird, auf der Unterseite des Anbringungssubstrats vorgesehen werden.

Durch Anordnen und Verbinden des oben beschriebenen Dummylötmaterials mit einer Elektrode und dergleichen eines Muttersubstrats wird die Belastung verteilt und die Verzer rung beschränkt, so daß der Wärmezykluswiderstand in der Verbindung verbessert werden kann, welche eine Lötkugel verwendet, mit der die Signalübertragung durchgeführt wird. Darüber hinaus kann das oben beschriebene Lötmaterial eine Lötkugel oder ein Lötmaterial außer der Lötkugel sein.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung ist ein Abstandssubstrat, welches auf der Unterseite des An bringungssubstrats angeordnet ist, vorzugsweise ein rah menähnliches Abstandssubstrat, dessen vier Seiten fortlau fend sind, um einen auf der Unterseite angeordneten Halb leiterbaustein zu umgeben.

Wenn bei dieser Anordnung ein Defekt in dem Halblei terbaustein gefunden wird, nachdem das Halbleitermodul auf dem Muttersubstrat angebracht worden ist, und der Halblei terbaustein zu entfernen ist, wird es möglich, leicht das Halbleitermodul zusammen mit einem Abstandssubstrat unter Verwendung einer Entfernungsvorrichtung herauszuziehen. Als Ergebnis würde die Situation, bei welcher das Abstandssub strat alleine auf dem Muttersubstrat verbleibt, wie es in dem Fall bei dem herkömmlichen Beispiel sein würde, nicht länger auftreten, so daß es möglich wird, den defekten Halbleiterbaustein alleine zu wechseln, während es gestat tet wird, das Muttersubstrat zu verwenden.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung kann das auf der Unterseite des Muttersubstrats angeordnete Ab standssubstrat mit einem Abstand versehen werden, welcher aus dem Anbringungssubstrat in einer Ebene betrachtet her ausragt.

Wenn entsprechend dieser Anordnung eine Mehrzahl von Halbleitermodulen gleichzeitig vorgesehen ist, kann ein Raum zwischen den Anbringungssubstraten der jeweiligen Halbleitermodule vorgesehen werden. Wenn die Anbringungs substrate in einem vorgeschriebenen Abschnitt geteilt wer den, kann folglich eine Spitze einer Anbringungssubstrat teilmaschine in den Raum zwischen den Anbringungssubstraten eingesetzt werden, um die jeweiligen Halbleitermodule leicht zu teilen und zu erlangen. Als Ergebnis wird es mög lich, die Halbleitermodule mit einem hohen Ertrag und hoher Effizienz ohne fehlerhaftes Abschneiden oder Zerstören des Substrats während einer solchen Teilung herzustellen.

Bei dem Halbleitermodul der vorliegenden Erfindung kön nen Leiteranschlüsse der in mehreren Schichten auf der Oberflächenseite angebrachten Halbleiterbausteine derart angeordnet werden, daß ein Leiteranschluß nicht den anderen in einer Ebene betrachtet überlappt.

Entsprechend dieser Anordnung kann ein Verbindungsab schnitt zu einem Elektrodenanschluß des Anbringungs substrats eines äußeren Leiters der Halbleitermodule, wel che in mehreren Schichten angebracht sind, mit Leichtigkeit und hoher Effizienz visuell geprüft werden. Als Ergebnis wird es möglich, eine deutlich höhere Effizienz in dem vi suellen Prüfverfahren zu erzielen.

Eine elektronische Komponente der vorliegenden Erfin dung besitzt ein darauf angebrachtes Halbleitermodul, wobei eine Elektrode einer Verbindungsstruktur der elektronischen Komponente mit einer Lötkugel verbunden ist, die auf einer Unterseite von irgendeinem der Halbleitermodule der vorlie genden Erfindung angeordnet ist.

Entsprechend dieser Anordnung können die Halbleitermo dule in einer hohen Dichte angebracht werden, oder es kann die Fläche zum Anbringen der Halbleitermodule verringert werden, was zu einem kleineren Ausmaß eines tragbaren Tele fons oder eines tragbaren Endgeräts führt. Ein Mutter substrat oder dergleichen entspricht der obigen elektroni schen Komponente.

Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Be schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht, welche ein Halbleiter modul einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung darstellt.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Halbleitermodul von Fig. 1 von der Unterseite aus betrachtet.

Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht, welche das Halbleiter modul der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einem Muttersubstrat angebracht darstellt.

Fig. 4 bis 6 zeigen Vorderansichten, welche Halblei termodule der zweiten bis vierten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen.

Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht des in Fig. 6 darge stellten Halbleitermoduls.

Fig. 8 zeigt eine Vorderansicht einer Modifizierung des Halbleitermoduls der vierten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung.

Fig. 9 zeigt eine Vorderansicht eines Halbleitermoduls einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf das Halbleitermodul von Fig. 9 von der Oberflächenseite aus betrachtet.

Fig. 11 und 12 zeigen vergrößerte Querschnittsan sichten, welche jeweils einen Abschnitt A und einen Ab schnitt B von Fig. 9 darstellen.

Fig. 13 zeigt eine Vorderansicht eines Halbleitermoduls einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 14 zeigt eine Draufsicht auf das Halbleitermodul von Fig. 13 von der Unterseite aus betrachtet.

Fig. 15 zeigt eine Vorderansicht einer Modifizierung des Halbleitermoduls der sechsten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung.

Fig. 16 und 17 zeigen Vorderansichten von Halblei termodulen einer siebten und achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 18 zeigt eine Draufsicht auf das Halbleitermodul von Fig. 17 von der Unterseite aus betrachtet.

Fig. 19 zeigt eine Vorderansicht eines Halbleitermoduls einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 20 zeigt eine Vorderansicht eines Halbleitermoduls einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 21 zeigt eine Draufsicht auf das Halbleitermodul von Fig. 20 von der Unterseite aus betrachtet.

Fig. 22 zeigt eine Draufsicht von der Unterseite eines anderen Halbleitermoduls aus betrachtet der zehnten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 23 zeigt ein Diagramm, welches die Wirkung einer Dummylötkugel bei der zehnten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung veranschaulicht.

Fig. 24 zeigt eine Vorderansicht eines Halbleitermoduls einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 25 zeigt eine Draufsicht auf das Halbleitermodul von Fig. 24 von der (oberen) Oberflächenseite aus betrach tet.

Fig. 26 zeigt eine Vorderansicht eines Halbleitermoduls einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 27 zeigt eine Draufsicht von der Unterseite des Halbleitermoduls von Fig. 26 aus betrachtet mit einer dar auf angeordneten Entfernungsvorrichtung.

Fig. 28 zeigt eine Vorderansicht, welche die Entfer nungsvorrichtung darstellt, die angeordnet ist, um das auf dem Muttersubstrat angebrachte Halbleitermodul von Fig. 26 von einem Muttersubstrat zu entfernen.

Fig. 29 zeigt eine Vorderansicht eines Halbleitermoduls einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung.

Fig. 30 zeigt ein schematisches Diagramm, welches eine Anbringungssubstratteilmaschine veranschaulicht, welche ei ne Mehrzahl von zur selben Zeit hergestellten Halbleitermo dulen von Fig. 29 teilt.

Fig. 31 zeigt eine Vorderansicht eines herkömmlichen Halbleitermoduls.

Fig. 32 zeigt eine Draufsicht auf das in Fig. 31 darge stellte Halbleitermodul.

Fig. 33 zeigt eine Vorderansicht, welche das auf einem Muttersubstrat angebrachte herkömmliche Halbleitermodul darstellt.

Fig. 34 zeigt eine Vorderansicht eines anderen herkömm lichen Halbleitermoduls.

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Verwendung der Figuren beschrieben.

Erste Ausführungsform

Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, erstrecken sich äu ßere Leiter (Leiteranschlüsse) 3a, 3b, 3c und 3d von Halb leiterbausteinen 4a, 4b, 4c und 4d aus und sind mit (nicht dargestellten) Verbindungsabschnitten eines Anbringungs substrats verbunden. Die Leiternenngrößen 11, 12, 13 und 14, welche die Abstände zwischen den rechten und linken Po sitionen darstellen, an welchen die äußeren Leiter mit den Verbindungsabschnitten des Verbindungssubstrats verbunden sind, und die Bausteinhöhen h1, h2, h3 und h4, welche die Abstände von den Verbindungsabschnitten zu den jeweiligen Halbleiterbausteinen darstellen, sind alle unterschiedlich. Mit einer derartigen Anordnung kann eine Mehrzahl von Halb leiterbausteinen systematisch in mehreren Schichten aufge stapelt und getragen werden, ohne daß ein Halbleiter baustein einen anderen beeinträchtigt. Als Ergebnis kann eine höhere Dichte des Halbleitermoduls selbst erzielt wer den.

Darüber hinaus ist eine Lötkugel 2 von Fig. 2 mit einem Verbindungsabschnitt einer anderen elektronischen Kompo nente, beispielsweise dem Muttersubstrat, verbunden, ohne daß die wesentliche Fläche eines Halbleitermoduls 10 erhöht wird. Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht, welche eine Stufe zeigt, über welcher ein derartiges Halbleitermodul 10 auf einem Muttersubstrat 50 angebracht wird. Im Vergleich mit dem Fall, bei welchem herkömmliche Speichermodule auf dem in Fig. 33 dargestellten Muttersubstrat angebracht werden, können eine zusätzliche Reihe, d. h. vier Reihen von 10a, 10b, 10c und 10d, anstelle der herkömmlichen drei Reihen der Halbleitermodule angebracht werden. Somit kann die Packungsdichte um mehr als 30% im Vergleich mit dem her kömmlichen Beispiel erhöht werden. Dies wird erzielt durch ein Fortsetzen einer größeren Flächeneffizienz beim Anbrin gen der Halbleitermodule auf einer anderen elektronischen Komponente wie einem Muttersubstrat. Das in Fig. 1 bis 3 dargestellte Halbleitermodul realisiert nicht nur eine hö here Dichte des Halbleitermoduls selbst, sondern trägt in hohem Maße zum Erzielen einer höheren Dichte in einer ande ren elektronischen Komponente bei, wenn dieses Halbleiter modul mit hoher Dichte auf einer derartigen elektronischen Komponente angebracht wird.

In allen folgenden Ausführungsformen kann die Anbrin gungsfläche der Halbleitermodule auf einer anderen elektro nischen Komponente verringert werden, um eine höhere Packungsdichte in einer anderen elektronischen Komponente, wie in Fig. 3 dargestellt, zu ermöglichen. Die Figuren wä ren jedoch identisch zu denen von Fig. 3, so daß die Veran schaulichung nicht vorgesehen ist.

Zweite Ausführungsform

Entsprechend Fig. 4 ist ein äußerer Leiter 3d, welcher sich von einem Halbleiterbaustein 4d an einem Ort am weite sten von einem Anbringungssubstrat 1 aus erstreckt, mit der (nicht dargestellten) Verbindung eines Abstandssubstrats 5c mit einem Lötmaterial 12 und dergleichen verbunden. Andere Halbleiterbausteine 4c, 4b und 4a besitzen äußere Leiter 3c, 3b und 3a, welche jeweils mit den Abstandssubstraten 5b und 5a und einem Verbindungsabschnitt auf einem Substrat über das Lötmaterial 12 verbunden sind. Abstandssubstrate umgeben in einer Ebene beobachtet die Halbleiterbausteine wie einen Rahmen.

Mit dieser Struktur können Halbleiterbausteine dersel ben Größe systematisch in mehreren Schichten angeordnet und getragen werden, ohne daß sich die Bausteinhöhen und die Leiternenngrößen von äußeren Leitern ändern, welche sich von einer Mehrzahl von Halbleiterbausteinen aus erstrecken, um die Höhen und die Größen unterschiedlich auszubilden. Somit kann die Notwendigkeit aufgehoben werden, viele Arten von Halbleiterbausteinen herzustellen, welche äußere Leiter mit unterschiedlichen Formen besitzen. Als Ergebnis wird es möglich, die Halbleitermodule effizient und mit einem hohen Ertrag herzustellen. Darüber hinaus kann die Länge eines äußeren Leiters, welcher sich von dem Halbleiterbaustein aus erstreckt, kürzer als diejenige des Halbleiterbausteins der ersten Ausführungsform gemacht werden, so daß eine starke Stütze für den Halbleiterbaustein vorgesehen werden kann.

Dritte Ausführungsform

In dem Halbleitermodul von Fig. 5 sind zwei Unter substrate 6a und 6b angeordnet, und auf einer oberen Seite und einer Unterseite von jedem Untersubstrat sind Halblei terbausteine mit der Verbindungsstruktur des Untersubstrats über äußere Leiter verbunden. Die Untersubstrate sind mit dem Anbringungssubstrat 1 durch die jeweiligen äußeren Lei ter 7a und 7b, welche mit den Verbindungsstrukturen der Un tersubstrate verbunden sind, verbunden und werden davon ge tragen.

Mit dieser Struktur können die jeweiligen äußeren Lei ter der Halbleiterbausteine kürzer als diejenigen der äuße ren Leiter des Halbleiterbausteins der ersten Ausführungs form sein und können dieselbe Form besitzen. Somit ist es nicht nötig, die äußeren Leiter der Halbleiterbausteine ma schinell zu bearbeiten, so daß die Formen der Leiter sich voneinander derart unterscheiden, daß Halbleitermodule ef fizient und mit einem hohen Ertrag hergestellt werden kön nen.

Vierte Ausführungsform

Entsprechend Fig. 6 sind Halbleiterbausteine zwischen zwei stehenden wandähnlichen Untersubstraten 8 angeordnet, die einander gegenüberliegen. Wie in Fig. 7 dargestellt sind in einem stehenden wandähnlichen Untersubstrat acht Durchgangslöcher 9 dort vorgesehen, wo Verbindungsabschnit te, welche mit den (nicht dargestellten) Verbindungsstruk turen verbunden sind, bloßgelegt sind, und es sind die äu ßeren Leiter, welche sich von den Halbleiterbausteinen aus erstrecken, in die Durchgangslöcher 9 eingesetzt und mit einem Lötmaterial und dergleichen befestigt. Somit kann der externe Leiter von irgendeinem Halbleiterbaustein gradlinig und kurz ausgebildet werden. Als Ergebnis können die Halb leitermodule effizient und mit einem hohen Ertrag herge stellt werden. Darüber hinaus können die Halbleiterbaustei ne stabil getragen werden. Da des weiteren kein derartiges Untersubstrat wie das eine in dem Halbleitermodul der drit ten Ausführungsform benötigt wird, kann die Höhe des Halb leitermoduls durch Einstellen eines Abstands zwischen Durchgangslöchern in der vertikalen Richtung verringert werden. Ähnlich können die jeweiligen Höhen der Halbleiter module in den ersten und zweiten Ausführungsformen niedri ger als diejenigen in der dritten Ausführungsform gebildet werden.

Fig. 8 zeigt eine Vorderansicht, welche ein Halbleiter modul einer Modifizierung der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In diesem Halbleitermodul sind die äußeren Leiter, welche sich von den Halbleiterbau steinen aus erstrecken, vom Knickflügeltyp. Obwohl die Ver wendung der äußeren Leiter vom Knickflügeltyp leicht die Höhe eines Halbleitermoduls im Vergleich mit dem Halblei termodul von Fig. 6 erhöht, können die Halbleitermodule noch effizient und mit einem hohen Ertrag hergestellt wer den. Darüber hinaus können die Halbleiterbausteine stabil getragen werden.

Fünfte Ausführungsform

In dem in Fig. 9 dargestellten Halbleitermodul sind zwei Untersubstrate 6a und 6b in mehreren Schichten aufge stapelt, und es werden Kontaktanschlußstifte 14 für ihren Halt verwendet. Durchgangslöcher 15 werden in Untersubstra ten 6a und 6b wie in Fig. 10 dargestellt, bereitgestellt, und es werden Kontaktanschlußstifte 14 durch die Durch gangslöcher eingesetzt. Wie in Fig. 11 dargestellt, welche eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts A von Fig. 1 zeigt, wird eine Durchgangslochelektrodenstruktur 18 in dem Durchgangsloch vorgesehen, und es wird ein Kontakt anschlußstift 14 an der Durchgangslochelektrodenstruktur unter Verwendung eines Lötmaterials 19 befestigt. Wie in Fig. 12 dargestellt, welche eine vergrößerte Querschnitts ansicht eines Abschnitts B von Fig. 9 zeigt, wird darüber hinaus der Kontaktanschlußstift 14 befestigt, um das Substrat 1 durch Befestigen des Kontaktanschlußstifts 14 an einer eingekerbten Elektrodenstruktur 16 auf dem Anbrin gungssubstrat unter Verwendung eines Lötmaterials 17 anzu bringen. Die Durchgangslochelektrodenstruktur und die Elek trodenstruktur auf dem Substrat werden durch ein leitendes Material wie Kupfer gebildet.

Das Halbleitermodul dieser Ausführungsform kann eben falls effizient und mit einem hohen Betrag hergestellt wer den.

Sechste Ausführungsform

Wie in Fig. 13 und 14 dargestellt sind auf der Ober flächenseite drei Halbleiterbausteine 4a, 4b und 4c ange ordnet, deren Leiternenngrößen der äußeren Leiter und deren Bausteinhöhen sich alle unterscheiden. Demgegenüber ist auf der Unterseite ein ausgesparter Abschnitt 21 zur Aufnahme eines Halbleiterbausteins 24 in dem Anbringungssubstrat 1 vorgesehen. Ein äußerer Leiter 23 des in dem ausgesparten Abschnitt auf der Unterseite angeordneten Halbleiterbau steins 24 ist mit einer (nicht dargestellten) Elektroden struktur außerhalb des ausgesparten Abschnitts verbunden.

Da ein Halbleiterbaustein in dem ausgesparten Abschnitt aufgenommen ist, wird die Höhe des Halbleitermoduls äußerst klein, was zu einer höheren Packungsdichte und einem klei neren Volumen des Halbleitermoduls beiträgt.

Fig. 15 zeigt eine Vorderansicht eines Halbleitermoduls einer Modifizierung der sechsten Ausführungsform. Während der in dem ausgesparten Abschnitt auf der Unterseite des Halbleitermoduls von Fig. 13 aufgenommene Halbleiterbau stein einen äußeren Leiter eines Knickflügeltyps besitzt, besitzt das in Fig. 15 dargestellte Halbleitermodul einen gradlinigen äußeren Leiter. Das Halbleitermodul dieser Mo difizierung ermöglicht ebenfalls eine verringerte Höhe ohne Schwierigkeiten, wodurch ein kleineres Ausmaß und eine hö here Packungsdichte erzielt werden.

Siebte Ausführungsform

Wie in Fig. 16 dargestellt ist ein Anbringungssubstrat 1 nicht nur mit einem ausgesparten Abschnitt 21 auf der Un terseite, sondern ebenfalls mit einem ausgesparten Ab schnitt 11 auf der Oberseite versehen. Die Struktur in an deren Abschnitten ist die gleiche wie diejenige des Halb leitermoduls der sechsten Ausführungsform. Diese Ausfüh rungsform stellt ausgesparte Abschnitte sowohl für die Oberflächenseite als auch für die Unterseite bereit und nimmt die Halbleiterbausteine darin auf. Die in den ausge sparten Abschnitten aufgenommenen Halbleiterbausteine be sitzen beide flache äußere Leiter. Die in Fig. 16 darge stellte Struktur erzielt die geringste Höhe für das Halb leitermodul. Folglich kann das Volumen am kleinsten ausge bildet sein, was in hohem Umfang dazu beiträgt, ein kleine res Ausmaß und eine höhere Packungsdichte zu erzielen.

Achte Ausführungsform

Wie in Fig. 17 und 18 dargestellt, werden bei der achten Ausführungsform zwei Abstandssubstrate 25, welche mit einem Lötmaterial 26 an der Verbindungsstruktur des An bringungssubstrats verbunden sind, auf äußeren Abschnitten auf der Unterseite des Anbringungssubstrats bereitgestellt. Ein Abstandssubstrat ist mit einer Lötkugel 2 versehen. Ein ausgesparter Abschnitt ist zwischen diesen zwei Abstands substraten 25 gebildet, und der Halbleiterbaustein 24 kann in diesem ausgesparten Abschnitt aufgenommen werden. Mit einer derartigen Struktur kann ein ausgesparter Abschnitt leicht und bequem auf der Unterseite gebildet werden. Somit kann eine hohe Atmungsdichte leicht durch Anordnen von zwei oder mehreren Halbleiterbausteinen auf der Oberflächenseite und ebenfalls durch Anordnen eines Halbleiterbausteins auf der Unterseite erzielt werden.

Neunte Ausführungsform

Das in Fig. 19 dargestellte Halbleitermodul ist dadurch bestimmt, daß die (nicht dargestellte) Verbindungsstruktur eines Abstandssubstrats mit einer Lötkugel 27 verbunden ist, welche auf der Unterseite eines Anbringungssubstrats 1 vorgesehen ist. Die Verbindung zu einer anderen elektroni schen Komponente des Halbleitermoduls wird durch eine auf einem Abstandssubstrat 25 vorgesehene Lötkugel 2 geschaf fen. Im Vergleich mit dem Halbleitermodul der achten Aus führungsform kann ein ausgesparter Abschnitt leichter auf der Unterseite gebildet werden, und es kann ein Halbleiter baustein leichter in dem ausgesparten Abschnitt in diesem Halbleitermodul aufgenommen werden. Als Ergebnis kann eine hohe Packungsdichte durch Anordnen von zwei oder mehreren Halbleiterbausteinen auf der Oberflächenseite und des wei teren durch ein leichtes Anordnen eines Halbleiterbausteins auf der Unterseite erzielt werden.

Zehnte Ausführungsform

Fig. 20 zeigt eine Vorderansicht eines Halbleitermoduls der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Darüber hinaus zeigt Fig. 21 eine Draufsicht auf das Halb leitermodul von Fig. 20 von der Unterseite aus betrachtet. Die zehnte Ausführungsform ist dadurch bestimmt, daß Dum mylötkugeln 32 auf der Unterseite des Anbringungssubstrats 1 und auf der Unterseite eines Abstandssubstrats 25 ange ordnet sind.

Entsprechend Fig. 20 sind die Halbleiterbausteine 4a, 4b und 4c, welche unterschiedliche Bausteinhöhen besitzen, und äußere Leiter 3a, 3b und 3c mit unterschiedlichen Lei ternenngrößen auf einer Oberfläche eines Anbringungs substrats angebracht. Darüber hinaus ist auf der Unterseite des Anbringungssubstrats das Abstandssubstrat 25, welches eine Dummylötkugel 32 aufweist, zusätzlich mit der Lötkugel 2 unter Verwendung eines leitenden Lötmaterials 26 und der gleichen verbunden. Ferner ist das Lötmaterial 26, ein Dum mylötmaterial 36 auf der Unterseite des Anbringungs substrats 1 angeordnet und mit einer oberen Dummyoberflä chenkontaktstelle des Abstandssubstrats 25 verbunden. Die Anordnung von derartigen Abstandssubstraten bildet einen ausgesparten Abschnitt in Richtung auf die Mitte der Unter seite des Anbringungssubstrats zu. Ein Halbleiterbaustein 24 mit einem Leiter eines Knickflügeltyps ist auf diesem ausgesparten Abschnitt angeordnet.

Fig. 22 zeigt eine Draufsicht von der Unterseite des oben beschriebenen Halbleitermoduls aus betrachtet. Eine Anordnung einer Dummylötkugel 32 ist aus diesem Diagramm zu entnehmen. Dabei sind die Dummylötkugel 32 und das Dum mylötmaterial 36 nicht für den Signalausgang, sondern zum Begrenzen der Wärmeverzerrung (heat distortion) angeordnet. Um ein Aufteilen der Belastung zu ermöglichen und die Ver zerrung ohne eine Unordnung bezüglich des Felds von norma len Lötkugeln für den Signalausgang und dergleichen zu un terdrücken, wird es gewünscht, die Dummylötkugeln 32 so weit wie möglich weg von dem Feld von Lötkugeln 2 zu pla zieren. Vier Dummylötkugeln 32 sind entsprechend Fig. 21 angeordnet. Anstelle der Anordnung von Fig. 21 kann die An ordnung von Dummylötkugeln wie in Fig. 22 dargestellt vor gesehen sein.

Fig. 23 zeigt ein Diagramm, welches ein Ergebnis einer Simulation einer maximalen Verzerrungsgröße veranschau licht, die in einer Lötkugel 2a in dem Fall auftritt, bei welchem mit der Anordnung der Dummylötkugeln 32 wie in Fig. 22 dargestellt eine Dummylötkugel 32 und eine Lötmittelku gel 2 mit dem Muttersubstrat verbunden sind und eine Tempe raturänderung zwischen 0°C und 100°C auftritt. Die Lötkugel 2a, für welche die Simulation der maximalen Verzerrungsgrö ße durchgeführt wird, ist die Lötkugel in einem äußeren Eckabschnitt am nächsten zu der Dummylötkugel 32, welches einen Ort darstellt, wo das Auftreten der größten Verzer rung erwartet wird. Wie in Fig. 32 dargestellt kann gesehen werden, daß die Anordnung der Dummylötkugel 32 die maximale Verzerrungsgröße der Lötkugel 2a beschränkt, wenn ein Wär mezyklus aufgebracht wird. Folglich kann durch Anordnen der Dummylötkugel 32 die Zuverlässigkeit nicht nur in der Löt kugel 2a in dem Eckabschnitt, sondern ebenfalls in den Ver bindungen aller Lötkugeln verbessert werden. Somit kann so gar eine höhere Zuverlässigkeit der Verbindung als bei dem Halbleitermodul der neunten Ausführungsform erzielt werden.

Die Verbesserung der Zuverlässigkeit in der Verbindung bezüglich der Schaltungsanordnung wegen der Anordnung der oben beschriebenen Dummylötkugeln ist nicht auf ein Halb leitermodul beschränkt, welches ein Abstandssubstrat auf der Unterseite besitzt, sondern wird für alle Halbleitermo dule der oben beschriebenen ersten bis neunten Ausführungs formen verwendet, und es werden die gleichen Effekte er zielt.

Elfte Ausführungsform

Fig. 24 zeigt eine Vorderansicht eines Halbleitermoduls der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dar über hinaus zeigt Fig. 25 eine Draufsicht auf die obere Oberfläche desselben Halbleitermoduls. Die elfte Ausfüh rungsform ist dadurch bestimmt, daß, während die Körperab schnitte der Halbleiterbausteine 4a und 4b auf der Oberflä chenseite in einer Ebene betrachtet einander überlappen und in mehreren Schichten angebracht sind, äußere Leiter 3a und 3b des Knickflügeltyps derart angeordnet sind, daß sie sich in einer Ebene betrachtet nicht überlappen.

Wie in Fig. 24 dargestellt, sind zwei Halbleiterbau steine 4a und 4b auf der Oberflächenseite in mehreren Schichten mit unterschiedlichen Bausteinhöhen h1 und h2 und unterschiedlichen Leiternenngrößen 11 und 12 angeordnet. Darüber hinaus sind die Abstandssubstrate 25, welche die Lötkugel 2 aufweisen, durch ein Lötmaterial 26 mit der Un terseite des Anbringungssubstrats 1 verbunden, wobei ein ausgesparter Abschnitt bereitgestellt wird, in welchem der Halbleiterbaustein 24 angeordnet wird. Dieser Halbleiter baustein 24 besitzt ebenfalls einen Leiter eines Knickflü geltyps.

Entsprechend Fig. 25 sind äußere Leiter 3a und 3b der zwei Halbleiterbausteine 4a und 4b, welche auf der oberen Oberfläche angeordnet sind, derart angeordnet, daß sie sich in einer Ebene betrachtet nicht überlappen. Die äußeren Leiter in einem herkömmlichen Beispiel überlappen sicher nicht an einem Verbindungsabschnitt eines Verbindungsan schlusses und des Anbringungssubstrats; jedoch überlappt ein Verbindungsabschnitt des äußeren Leiters 3a des unteren Halbleiterbausteins einen Abschnitt des äußeren Leiters 3b, welcher sich von dem Körper aus in Richtung auf einen Ver bindungsabschnitt des oberen Halbleiterbausteins in einer Ebene des herkömmlichen Beispiels betrachtet erstreckt.

Entsprechend dieser Anordnung kann die visuelle Prüfung des Verbindungsabschnitts eines äußeren Leiters der in meh reren Schichten angebrachten Halbleiterbausteine sehr er leichtert werden, und es kann eine bedeutsame Verbesserung der Effizienz des visuellen Prüfungsverfahrens erzielt wer den. Obwohl das oben beschriebene Beispiel zwei Schichten von auf der Oberflächenseite angebrachten Halbleiterbau steinen umfaßt, können drei Schichten der Halbleiterbau steine angebracht werden, und die äußeren Leiter der drei Halbleiterbausteine können beispielsweise derart angeordnet werden, daß sie sich in einer Ebene betrachtet nicht über lappen. Tatsächlich kann die Anzahl von Schichten von anzu bringenden Halbleiterbausteinen weiter erhöht werden. Die Länge einer Seite eines Halbleiterbausteins ist jedoch be grenzt, so daß das Erhöhen der Anzahl lediglich so lange möglich ist, wie die Anzahl der notwendigen äußeren Leiter und die Breite der äußeren Leiter die oben beschriebene An ordnung zulassen.

Zwölfte Ausführungsform

Fig. 26 zeigt eine Vorderansicht eines Halbleitermoduls der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 27 zeigt eine Draufsicht von der Unterseite dieses Halbleitermoduls aus betrachtet. Fig. 27 zeigt eine Entfer nungsvorrichtung, welche an dem Halbleitermodul befestigt wird, um das Halbleitermodul zu entfernen, nachdem das Halbleitermodul beispielsweise einmal mit dem Mutter substrat verbunden worden ist. Fig. 28 zeigt darüber hinaus eine Vorderansicht, welche eine Stufe darstellt, bei wel cher die Entfernungsvorrichtung befestigt ist, um das Halb leitermodul der vorliegenden Erfindung zu entfernen, wel ches auf einem Muttersubstrat 50 angebracht ist.

Die zwölfte Ausführungsform ist dadurch bestimmt, daß ein auf der Unterseite angeordnetes Abstandssubstrat 45 ein rahmenähnliches Abstandssubstrat ist, dessen vier Seiten fortlaufend sind. Während der tatsächlichen Herstellung der Halbleiterteile kann beispielsweise eine Fehlfunktion eines Halbleiterbausteins 4a entdeckt werden, nachdem die Halb leiterbausteine auf dem Muttersubstrat angebracht worden sind, so daß ein Halbleitermodul 10a von dem Muttersubstrat 50 entfernt werden muß.

Wenn in einem derartigen Fall ein Versuch unternommen wird, das Halbleitermodul 10a herauszuziehen, nachdem das Halbleitermodul und der entsprechende Abschnitt des Mutter substrats 50 erwärmt worden sind, würde manchmal ein Ab standssubstrat, welches eine herkömmliche Struktur auf weist, auf dem Muttersubstrat verbleiben. Wenn das oben be schriebene rahmenförmige Abstandssubstrat 45 angeordnet ist, kann jedoch eine Entfernungsvorrichtung 46 zwischen dem Abstandssubstrat 45 und dem Muttersubstrat 50 einge setzt werden, und das Abstandssubstrat 45 kann herausgezo gen werden, während es mit dem Halbleitermodul 10a inte griert ist. Als Ergebnis kann der defekte Abschnitt, bei spielsweise der Halbleiterbaustein 4a alleine entfernt wer den, und es kann ein Halbleiterbauteil noch einmal auf dem Muttersubstrat 50 angebracht werden, ohne daß das Anbrin gungssubstrat 1 und das Abstandssubstrat 45 getrennt werden müssen. Somit wird es möglich, Halbleiterteile mit einem hohen Ertrag herzustellen.

Das oben beschriebene rahmenförmige Abstandssubstrat kann für alle Halbleitermodule des Chips verwendet werden, welcher ein auf der Unterseite angeordnetes Abstandssub strat aufweist, und es können dieselben Effekte wie die oben beschriebenen erzielt werden.

Dreizehnte Ausführungsform

Fig. 29 zeigt eine Vorderansicht eines Halbleitermoduls der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die dreizehnte Ausführungsform ist dadurch bestimmt, daß Endabschnitte von Abstandssubstraten 28, welche befestigt sind, so daß ein Halbleiterbaustein 24 auf der Unterseite eines Anbringungssubstrats 1 angeordnet wird, aus den End abschnitten des Anbringungssubstrats 1 herausragen. Ent sprechend Fig. 29 erstreckt sich ein Endabschnitt des Ab standssubstrats 28 aus einem Endabschnitt des Anbringungs substrats um S1 oder S2 heraus. S1 und S2 können gleich oder unterschiedlich sein.

Bei der Herstellung der Halbleitermodule zum Zwecke des Verbesserns der Herstellungseffizienz wird häufig ein Ver fahren verwendet, bei welchem anstelle des Herstellens der einzelnen Halbleitermodule separat in einer Mehrzahl vor kommende Halbleitermodule auf einmal hergestellt und schließlich in separate einzelne Halbleitermodule geteilt werden. Mit Halbleitermodulen, welche eine herkömmliche Struktur besitzen, gab es Fälle, bei welchen irrtümlich ein Abtrennen oder ein Zerstören eines Anbringungssubstrats 1 stattfand, wenn die Teilung durchgeführt wurde, um separate Halbleitermodule herzustellen.

Wie oben beschrieben, werden durch Annahme einer Struk tur, bei welcher der Endabschnitt des Abstandssubstrats 28 aus den Endabschnitten eines Anbringungssubstrats heraus ragt, durch einen Raum getrennte Abschnitte zwischen den Anbringungssubstraten der Halbleitermodule wie in Fig. 30 dargestellt erzeugt. Wenn die Anbringungssubstrate durch eine Anbringungssubstratteilmaschine 47 getrennt werden, um Halbleitermodule 10a, 10b, 10c und 10d in einzelne Halblei termodule zu trennen, kann folglich eine Spitze der Anbrin gungssubstratteilmaschine 47 leicht an den Orten der Tei lung eingesetzt werden. Als Ergebnis wird es möglich, die Halbleitermodule mit einem hohen Ertrag und einer hohen Ef fizienz herzustellen, ohne daß ein irrtümliches Abtrennen oder Beschädigen der Anbringungssubstrate auftritt.

Das oben beschriebene Abstandssubstrat, dessen Endab schnitte aus dem Anbringungssubstrat herausragen, kann für alle Halbleitermodule des Chips verwendet werden, welcher ein auf der Unterseite angeordnetes Abstandssubstrat be sitzt, und es können dieselben Effekte erzielt werden.

Vorstehend wurden ein Halbleitermodul und eine elektro nische Komponente offenbart. Es wird ein Halbleitermodul geschaffen, bei welchem eine höhere Dichte des Halbleiter moduls selbst erzielt wird und welches flächeneffizient auf einer anderen elektronischen Komponente wie einem Mutter substrat und dergleichen angeordnet werden kann. Das Halb leitermodul enthält ein Anbringungssubstrat (1), welches auf der Unterseite eine Lötkugel (2) zum Anschließen an die Verbindung eines Muttersubstrats (50) aufweist, und eine Mehrzahl von Halbleiterbausteinen (4a, 4b, 4c, 4d), welche in mehreren Schichten auf der Oberflächenseite des Anbrin gungssubstrats angebracht und mit Elektroden verbunden sind, die auf dem Anbringungssubstrat vorgesehen sind.

Claims

1. Halbleitermodul mit:
einem Anbringungssubstrat (1), welches auf einer Un terseite eine Lötkugel (2) zum Anschließen an eine Ver bindung einer anderen elektronischen Komponente enthält; und
einer Mehrzahl von Halbleiterbausteinen (4a, 4b, 4c, 4d), welche in mehreren Schichten auf einer Oberflächen seite des Anbringungssubstrats angebracht und mit Elek troden verbunden sind, die auf dem Anbringungssubstrat vorgesehen sind.

2. Halbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß in den Halbleiterbausteinen jeweils Leiternenngrößen (11, 12, 13, 14), welche Abstände zwischen Elektroden be zeichnen, an welche Leiteranschlüsse (3a, 3b, 3c, 3d) der Halbleiterbausteine (4a, 4b, 4c, 4d) angeschlossen sind, und jeweils Bausteinhöhen (h1, h2, h3, h4), welche Höhen zwischen den Elektroden und einem Halbleiterchip bezeich nen, welcher durch Harz verschlossen ist, alle unter schiedlich sind.

3. Halbleitermodul nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
Abstandssubstrate (5a, 5b, 5c), welche Verbindungs abschnitte (12) und eine Verbindungsstruktur besitzen und außerhalb der Halbleiterbausteine in einer Ebene betrach tet angeordnet sind, wobei
in den Halbleiterbausteinen die Leiteranschlüsse der Halbleiterbausteine an die Verbindungsabschnitte (12) der Abstandssubstrate angeschlossen sind.

4. Halbleitermodul nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
Untersubstrate (6a, 6b), welche jeweils eine Verbin dungsstruktur und einen äußeren Leiter aufweisen und eine kleinere planare Größe als das Anbringungssubstrat besit zen, in mehreren Schichten auf dem Anbringungssubstrat vorgesehen sind, wobei
der äußere Leiter (7a, 7b) von jedem der Unter substrate an eine Elektrode des Anbringungssubstrats an geschlossen ist und
die Halbleiterbausteine auf den Untersubstraten an gebracht sind.

5. Halbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß
Untersubstrate (6a, 6b), welche jeweils eine Verbin dungsstruktur und ein Durchgangsloch aufweisen und eine kleinere planare Größe als das Anbringungssubstrat besit zen, in mehreren Schichten auf dem Anbringungssubstrat vorgesehen sind und durch einen Anschlußstift (14) getra gen werden, welcher durch das Durchgangsloch hindurch tritt, wobei
der Kontaktanschlußstift an die Verbindungsstruktur des Untersubstrats über das Durchgangsloch angeschlossen ist und mit einer Elektrode des Anbringungssubstrats ver bunden ist und
die Halbleiterbausteine auf den Untersubstraten an gebracht sind.

6. Halbleitermodul nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
zwei stehende wandähnliche Untersubstrate (8), wel che derart angeordnet sind, daß sie das Anbringungs substrat schneiden und einander gegenüberliegen, wobei die stehenden wandähnlichen Untersubstrate jeweils eine Verbindungsstruktur und ein Durchgangsloch (9) auf weisen, in welches der Leiteranschluß einzusetzen ist, und
jeder der Halbleiterbausteine durch Verbinden der stehenden wandähnlichen Untersubstrate durch Löten auf eine Elektrode des Anbringungssubstrats und durch Einset zen eines Leiteranschlusses des Halbleiterbausteins in das Durchgangsloch angebracht sind.

7. Halbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß
ein ausgesparter Abschnitt (11), welcher die Dicke des Anbringungssubstrats über einen Bereich einschließ lich der Halbleiterbausteine in einer Ebene betrachtet verringert, auf einer Oberflächenseite des Anbringungs substrats vorgesehen ist.

8. Halbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Halbleiterbaustein (24) ebenfalls auf der Unter seite des Anbringungssubstrats angeordnet und mit einer Elektrode verbunden ist, welche auf der Unterseite vorge sehen ist.

9. Halbleitermodul nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß ein ausgesparter Abschnitt (21), welcher die Dicke des Anbringungssubstrats über einen Bereich einschließ lich den Halbleiterbausteinen in einer Ebene betrachtet verringert, auf einer Unterseite des Anbringungssubstrats vorgesehen ist und der Halbleiterbaustein (24), welcher auf der Unterseite angeordnet ist, in dem ausgesparten Abschnitt angeordnet ist.

10. Halbleitermodul nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß Abstandssubstrate (25), welche jeweils mit einer Verbindungsstruktur versehen sind, und eine Lötkugel auf der Unterseite des Anbringungssubstrats an Orten außer halb des auf der Unterseite in einer Ebene betrachtet lo kalisierten Halbleiterbausteins angeordnet sind und der Halbleiterbaustein (24), welcher auf der Unterseite ange ordnet ist, zwischen den Abstandssubstraten angeordnet ist.

11. Halbleitermodul nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Abstandssubstrate (25) mit dem Anbringungs substrat unter Verwendung eines Lötmaterials (26) verbun den sind.

12. Halbleitermodul nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß das Lötmaterial (26) eine Lötkugel (27) ist, welche an dem Anbringungssubstrat befestigt ist, und die Ab standssubstrate (25), welche jeweils die Lötkugel (27) aufweisen, mit dem Anbringungssubstrat über die Lötkugel (27) verbunden sind.

13. Halbleitermodul nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Dummylötmaterial (32), welches eine Verbindung bildet, die nicht für die Signalübertragung verwendet wird, auf der Unterseite des Halbleitermoduls vorgesehen ist.

14. Halbleitermodul nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß das auf der Unterseite des Anbringungssubstrats an geordnete Abstandssubstrat ein rahmenähnliches Abstands substrat (45) ist, dessen vier Seiten zusammenhängend sind, um den auf der Unterseite angeordneten Halbleiter baustein zu umgeben.

15. Halbleitermodul nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß ein auf der Unterseite des Anbringungsubstrats ange ordnetes Abstandssubstrat (28) mit einem Abschnitt (51, 52) versehen ist, welcher nach außen von dem Anbringungs substrat aus in einer Ebene betrachtet herausragt.

16. Halbleitermodul nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß Leiteranschlüsse der in mehreren Schichten auf der Oberflächenseite angebrachten Halbleiterbausteine derart angeordnet sind, daß ein Leiteranschluß einen anderen in einer Ebene betrachtet nicht überlappt.

17. Elektronische Komponente, welche ein darauf an gebrachtes Halbleitermodul aufweist, wobei eine Elektrode einer Verbindungsstruktur der elek tronischen Komponente mit einer Lötkugel verbunden ist, die auf einer Unterseite des Halbleitermoduls nach An spruch 1 angeordnet ist.

18. Elektronische Komponente, welche ein darauf an gebrachtes Halbleitermodul aufweist, wobei eine Elektrode einer Verbindungsstruktur der elek tronischen Komponente mit einer auf einer Unterseite des Halbleitermoduls nach Anspruch 2 angeordneten Lötkugel verbunden ist.

19. Elektronische Komponente, welche ein darauf an gebrachtes Halbleitermodul aufweist, wobei eine Elektrode einer Verbindungsstruktur der elek tronischen Komponente mit einer auf einer Unterseite des Halbleitermoduls nach Anspruch 10 angeordneten Lötkugel verbunden ist.

20. Elektronische Komponente, welche ein darauf an gebrachtes Halbleitermodul aufweist, wobei eine Elektrode einer Verbindungsstruktur der elek tronischen Komponente mit einer auf einer Unterseite des Halbleitermoduls nach Anspruch 13 angeordneten Lötkugel verbunden ist.