JP2002368030A - 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置及びその製造方法

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JP2002368030A
JP2002368030A JP2001173567A JP2001173567A JP2002368030A JP 2002368030 A JP2002368030 A JP 2002368030A JP 2001173567 A JP2001173567 A JP 2001173567A JP 2001173567 A JP2001173567 A JP 2001173567A JP 2002368030 A JP2002368030 A JP 2002368030A
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JP
Japan
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resin
semiconductor chip
wiring board
wiring
semiconductor device
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JP2001173567A
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English (en)
Inventor
Bunji Kuratomi
文司 倉冨
Fukumi Shimizu
福美 清水
Kenichi Imura
健一 井村
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Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンダーフィルレジンを用いないで信頼性の
高い樹脂封止型半導体装置を得る。 【解決手段】 配線基板の配線端子と半導体チップの外
部端子(パッド)とを金属ボールで電気的に接続し、前
記半導体チップ、配線基板と半導体チップとの隙間、及
び金属ボール部をトランスファモールド法で樹脂封止し
た樹脂封止型半導体装置において、前記配線基板の中央
部に複数の貫通孔を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂封止型半導体
装置及びその製造方法に関し、特に、チップ・オン・フ
ィルム(Chip On Film)型パッケージあるいはフリ
ップ・チップ(Flip Chip)型パッケージを用いた半導
体装置に適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、チップ・オン・フィルム(Chip
On Film)型パッケージあるいはフリップ・チップ
(Flip Chip)型パッケージあるいはフリップ・チッ
プBGA(Flip Chip Ball Grid Arey)を用いた
半導体装置の製造方法は、配線基板の上に、その配線端
子と半導体チップの外部端子(パッド)とを金属ボール
で電気的に接続して半導体チップを搭載し、前記配線基
板と半導体チップとの隙間に浸透性のよいアンダーフィ
ルレジン(液状レジン)を塗布・低圧力注入法で充填
し、前記半導体チップ及び金属ボール部を成形材(エポ
キレジン)のポッティングにより封止し、前記配線基板
の裏面に外部装置と電気的に接続するための金属ボール
(外部装置接続用端子)を形成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。 (1)前記配線基板と半導体チップ間のと隙間が70μ
m以上でないと、前記アンダーフィルレジンが塗布する
だけでは充分に充填できない。 (2)前記アンダーフィルレジン及びその後にポッティ
ングされた成形材(エポキレジン)を硬化する時間が長
く生産性が悪い。 (3)前記浸透性のよいアンダーフィルレジンと前記成
形材(エポキレジン)の材料費が高い。 (4)前記アンダーフィルレジンの充填法が塗布・低圧
力注入法であるために、パッケージの信頼性が低い。
【0004】本発明の目的は、アンダーフィルレジンを
用いないで信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を得るこ
とが可能な技術を提供することにある。本発明の前記な
らびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及
び添付図面によって明らかになるであろう。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0006】第1の発明は、配線基板の配線端子と半導
体チップの外部端子(パッド)とを金属ボールで電気的
に接続し、前記半導体チップ、配線基板と半導体チップ
との隙間、及び金属ボール部をトランスファモールド法
で樹脂封止した樹脂封止型半導体装置において、前記配
線基板の中央部に複数の貫通孔を設けたものである。
【0007】第2の発明は、配線基板の中央部に複数の
貫通孔を形成する工程と、前記配線基板の上に、その配
線端子と半導体チップの外部端子(パッド)とを金属ボ
ールで電気的に接続して半導体チップを搭載する工程
と、前記半導体チップ、配線基板と半導体チップとの隙
間、及び金属ボール部をトランスファモード法で樹脂封
止する工程と、前記配線基板の裏面に外部装置と電気的
に接続するための外部装置接続用端子を形成する工程と
を具備する半導体装置の製造方法である。
【0008】本発明のポイントは、使用する配線基板の
中央部に複数の貫通孔を設け、トラスファモード法を用
いることにより、配線基板と半導体チップとの隙間に樹
脂を圧入して充填不良(ボイドの発生等)を低減するの
で、信頼性を向上することができる。
【0009】また、トラスファモード法を用いることに
より、アンダーフィルレジン及びポッティングレジンを
使用しないので、安価に製造することができ、かつ、製
造期間を短縮することができる。
【0010】以下、本発明について、図面を参照して実
施の形態(実施例)とともに詳細に説明する。なお、実
施例を説明するための全図において、同一機能を有する
ものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略す
る。
【0011】
【発明の実施の形態】(実施例1)図1は、本発明の実
施形態1のフリップ・チップ型半導体装置の一部欠き斜
視図、図2は、図1のA−A’線で切った断面図であ
る。
【0012】本実施例1のフリップ・チップBGA型半
導体装置は、図1及び図2に示すように、中央部に複数
の貫通孔(エアーベントホール)11を設けた配線基板
1の配線端子と半導体チップ2の外部端子(パッド)と
を金属ボールで電気的に接続し、前記半導体チップ2、
配線基板1と半導体チップ2との隙間、及び金属ボール
部3をトランスファモード法により普通の封止樹脂(レ
ジン)4を形成して封止し、前記配線基板の裏面に外部
装置と電気的に接続するための外部装置接続用端子(例
えばはんだバンプ)5を設けたものである。
【0013】前記配線基板1は、その表面に保護膜1B
が施こされ、2層配線1Aが形成されたプリント基板で
あり、組み立て前にあらかじめその中央部に複数の貫通
孔11が設けられている。1Bは配線基板1の保護膜で
ある。
【0014】前記配線基板1と半導体チップ2との隙間
は30μm〜50μmである。この隙間に多数の金属ボ
ールが設けられているが、トランスファモード法によ
り、前記普通の封止樹脂4で封止される際に、所定の注
入圧力が加えられるため、前記配線基板1の中央部に設
けられている複数の貫通孔11に前記封止樹脂4が容易
に注入されるとともに、ガスもこの貫通孔11から排気
される。
【0015】前記のように、使用する配線基板1の中央
部に複数の貫通孔11を設け、普通の封止樹脂4の封止
にトランスファモード法を用いることにより、配線基板
1と半導体チップ2との隙間に普通の封止樹脂4を圧入
して充填不良(ボイドの発生等)を低減するので、信頼
性を向上することができる。
【0016】次に、本実施例1の樹脂封止型半導体装置
の製造方法について説明する。図3は、本実施例1の樹
脂封止型半導体装置の製造方法の各工程における断面図
である。
【0017】図3(a)に示すように、組み立て前に、
あらかじめ、2層配線1Aが形成されたプリント基板
(配線基板)1の中央部に複数の貫通孔(エアーベント
ホール)11を形成する。この中央部に複数の貫通孔1
1が形成されたプリント基板1の上に、その配線端子と
半導体チップ2の外部端子(パッド)とを金属ボール3
Aで電気的に接続して半導体チップを搭載する。そし
て、前記半導体チップ2の上面に接着材12により放熱
板13を接着する。
【0018】次に、図3(b)に示すように、前記半導
体チップ2、プリント基板1と半導体チップ2との隙
間、及び金属ボール部3をトランスファモード法により
普通の封止樹脂(レジン)4を形成する。前記トランス
ファモード法で樹脂封止する時に、前記配線基板1の裏
面にラミネートフィルム14を貼ってモールド下金型1
5Aに装着し、この下金型15Aと上金型15Bとで半
導体装置を挟んで普通の封止樹脂4を注入する。
【0019】次に、図3(c)に示すように、前記下金
型15Aと上金型15Bとをはずして、不要な普通の封
止樹脂を除去してフリップ・チップBGA型半導体装置
の製造が終了する。
【0020】前記配線基板1と半導体チップ2との隙間
は30μm〜50μmであるが、この隙間にトランスフ
ァモード法により、前記普通の封止樹脂4に所定の圧力
を加えて注入することにより、図4に示すように、前記
配線基板1の中央部に設けられている複数の貫通孔11
にも前記普通の封止樹脂4が容易に注入されるともに、
ガスもこの貫通孔11から排気される。これにより、前
記普通の封止樹脂4の充填不良(ボイドの発生等)を低
減するので、信頼性を向上することができる。
【0021】また、トラスファモード法を用いることに
より、アンダーフィルレジン及びポッティングレジンを
使用しないで、普通の封止樹脂4を用いるため、安価に
製造することができ、かつ、製造期間を短縮することが
できる。
【0022】(実施例2)図5は、本発明の実施例2の
フリップ・チップBGA型半導体装置の一部欠き斜視
図、図6は図5のA−A’線で切った断面図である。
【0023】本実施例2のフリップ・チップBGA型半
導体装置は、図1及び図2に示すように、中央部に複数
の貫通孔11を設けた配線基板1の配線端子と半導体チ
ップ2の外部端子(パッド)とを金属ボールで電気的に
接続し、前記半導体チップ2、配線基板1と半導体チッ
プ2との隙間、及び金属ボール部3をトランスファモー
ド法により普通の封止樹脂4を形成して封止し、前記配
線基板の裏面に外部装置と電気的に接続するための外部
装置接続用端子(例えばはんだバンプ)5を設けたもの
である。
【0024】前記配線基板1は、2層配線1Aが形成さ
れたプリント基板であり、組み立て前にあらかじめその
中央部に複数の貫通孔11が設けられている。
【0025】前記配線基板1と半導体チップ2との隙間
は30μm〜50μmである。この隙間に多数の金属ボ
ールが設けられているが、トランスファモード法によ
り、前記普通の封止樹脂4で封止される際に、所定の注
入圧力が加えられるため、前記配線基板1の中央部に設
けられている複数の貫通孔11に前記封止樹脂4が容易
に注入されるとともに、ガスもこの貫通孔11から排気
される。
【0026】前記のように、使用する配線基板1の中央
部に複数の貫通孔11を設け、普通の封止樹脂4の封止
にトラスファモード法を用いることにより、配線基板1
と半導体チップ2との隙間に普通の封止樹脂4を圧入し
て充填不良(ボイドの発生等)を低減するので、信頼性
を向上することができる。
【0027】次に、本実施例2の樹脂封止型半導体装置
の製造方法について説明する。図7は、本実施例1の樹
脂封止型半導体装置の製造方法の各工程における断面図
である。
【0028】図7(a)に示すように、組み立て前に、
あらかじめ、2層配線1Aが形成されたプリント基板
(配線基板)1の中央部に複数の貫通孔11を形成す
る。この中央部に複数の貫通孔11が形成されたプリン
ト基板1の上に、その配線端子と半導体チップ2の外部
端子(パッド)とを金属ボール3Aで電気的に接続して
半導体チップを搭載する。
【0029】次に、図7(b)に示すように、前記半導
体チップ2、プリント基板1と半導体チップ2との隙
間、及び金属ボール部3をトランスファモード法により
普通の封止樹脂4を形成する。前記トランスファモード
法により樹脂封止する工程は、前記実施例1と同様の工
程で行う。
【0030】次に、前記配線基板1の裏面に外部装置と
電気的に接続するためのはんだバンプ(外部装置接続用
端子)5を形成してフリップ・チップBGA型半導体装
置を得る。
【0031】前記配線基板1と半導体チップ2との隙間
は30μm〜50μmであるが、この隙間にトランスフ
ァモード法により、前記普通の封止樹脂4に所定の圧力
を加えて注入することにより、前記配線基板1の中央部
に設けられている複数の貫通孔11にも容易に注入され
るとともに、ガスもこの貫通孔11から排気される。こ
れにより、前記普通の封止樹脂4の充填不良(ボイドの
発生等)を低減するので、信頼性を向上することができ
る。
【0032】また、トラスファモード法を用いることに
より、アンダーフィルレジン及びポッティングレジンを
使用しないで、普通の封止樹脂4を用いるので、安価に
製造することができ、かつ、製造期間を短縮することが
できる。
【0033】以上、本発明を、前記実施例に基づき具体
的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。
【0034】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
【0035】本発明によれば、普通の封止樹脂に所定の
圧力を加えて注入することにより、配線基板1の中央部
に設けられている複数の貫通孔(エアーベントホール)
にも容易に注入されるとともに、ガスもこの貫通孔から
排気される。これにより、前記普通の封止樹脂の充填不
良(ボイドの発生等)を低減するので、信頼性を向上す
ることができる。
【0036】また、トラスファモード法を用いることに
より、アンダーフィルレジン及びポッティングレジンを
使用しないで、普通の封止樹脂を用いるので、安価に製
造することができ、かつ、製造期間を短縮することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1のフリップ・チップBGA型
半導体装置の一部欠き斜視図である。
【図2】図1のA−A’線で切った断面図である。
【図3】本実施例1の樹脂封止型半導体装置の製造方法
の各工程における断面図である。
【図4】図3の工程における要部拡大断面図である。
【図5】本発明の実施例2のフリップ・チップBGA型
半導体装置の一部欠き斜視図である。
【図6】図5のA−A’線で切った断面図である。
【図7】本実施例2の樹脂封止型半導体装置の製造方法
の各工程における断面図である。
【符号の説明】
1…配線基板 1A…2層配線 1B…配線基板の保護膜 2…半導体チッ
プ 3…金属ボール部 4…普通の封止
樹脂(レジン) 5…外部装置接続用端子(はんだバンプ) 11…貫通孔(エアーベントホール) 12…接着材 13…放熱板 14A…ラミネ
ートフィルム 15A…モールド下金型 15B…モール
ド上金型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 福美 東京都青梅市藤橋3丁目3番地2 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 井村 健一 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Fターム(参考) 5F061 AA01 BA03 CA21

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配線基板の配線端子と半導体チップの外
    部端子(パッド)とを金属ボールで電気的に接続し、前
    記半導体チップ、配線基板と半導体チップとの隙間、及
    び金属ボール部をトランスファモールド法で樹脂封止し
    た樹脂封止型半導体装置において、前記配線基板の中央
    部に複数の貫通孔を設けたことを特徴とする樹脂封止型
    半導体装置。
  2. 【請求項2】 配線基板の中央部に複数の貫通孔を形成
    する工程と、前記配線基板の上に、その配線端子と半導
    体チップの外部端子(パッド)とを金属ボールで電気的
    に接続して半導体チップを搭載する工程と、前記半導体
    チップ、配線基板と半導体チップとの隙間、及び金属ボ
    ール部をトランスファモード法で樹脂封止する工程と、
    前記配線基板の裏面に外部装置と電気的に接続するため
    の外部装置接続用端子を形成する工程とを具備すること
    を特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1748479A2 (en) * 2005-07-26 2007-01-31 Delphi Technologies, Inc. Method of making an electronic assembly
JP2010219383A (ja) * 2009-03-18 2010-09-30 Koyo Thermo System Kk 基板処理システムおよび基板処理方法
JP2013157649A (ja) * 2013-05-23 2013-08-15 Koyo Thermo System Kk 基板処理システム

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