JP2003218290A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反りの発生を抑制できる樹脂封止型半導体装
置を提供すること。 【解決手段】 本発明の樹脂封止型半導体装置１は、基
板２の一方面側に実装された半導体素子１０と、半導体
素子１０と基板２の一方面側に設けられた配線パターン
とを接続する金属細線１１と、基板２の一方面側におい
て半導体素子１０および金属細線１１を封止する樹脂封
止部３と、基板２の他方面側に設けられ配線パターンと
導通する電極部４とを備えたものであり、樹脂封止部３
の基板２の一方面側からの厚さとして、金属細線１１を
封止する部分に比べて半導体素子１０を封止する部分の
方を薄くするとともに、金属細線を封止する部分を金属
細線の接続されていない部分で分割して設けるようにし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、基板の一方面側に
実装した半導体素子を樹脂にて封止して成る樹脂封止型
半導体装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、半導体素子の高集積化にともな
い、半導体素子と外部回路との電気的な接続を行うリー
ド等の電極部の高密度化が進んでいる。ＰＧＡ（ピング
リッドアレイ）やＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）等か
ら成る半導体装置は、電極部の高密度化を図るため基板
の片面側においてエリア状に多数の電極部を配列したも
のである。 【０００３】図３は従来のＢＧＡから成る樹脂封止型半
導体装置１を説明する図であり、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は部分拡大断面図、（ｃ）は反り状態を示してい
る。図３（ａ）に示すように、樹脂封止型半導体装置１
は例えばＢＴ樹脂やポリイミド系から成る基板２と、基
板２の一方面側に実装される半導体素子１０と、半導体
素子１０を封止するための樹脂封止部３と、基板２の他
方面側に配列されるはんだバンプ等から成る電極部４と
から構成されている。 【０００４】図３（ｂ）に示すように、基板２上に実装
された半導体素子１０は、ボンディングワイヤー等の金
属細線１１によって基板２上に設けられた配線パターン
（図示せず）と接続されており、この金属細線１１とと
もにエポキシ系等から成る樹脂封止部３にて封止されて
いる。この金属細線１１は基板２上の配線パターン（図
示せず）を介して図３（ａ）に示す電極部４と導通して
おり、この電極部４を外部回路（図示せず）へ接続する
ことによって半導体素子１０と外部回路（図示せず）と
の信号入出力が行われることになる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な樹脂封止型半導体装置には次のような問題がある。す
なわち、樹脂封止型半導体装置における樹脂封止部を形
成する場合、基板の一方面側に実装された半導体素子を
金型のキャビティ内に配置しておき、軟化した樹脂をこ
のキャビティ内に充填することによって半導体素子を樹
脂にて覆うようにする。その後、この樹脂を硬化させる
ことによって基板の一方面側に樹脂封止部を形成する。
ところが、この硬化の際における樹脂の収縮により完成
後の樹脂封止型半導体装置に反りが生じてしまう。 【０００６】つまり、図３（ｃ）に示すように、樹脂封
止部３は基板２の片面側のみに設けられており、硬化の
際における樹脂と基板２との収縮量の違いから硬化後の
樹脂封止型半導体装置１には凹状の反りが生じることに
なる。このような反りが生じると、樹脂封止型半導体装
置１と他の基板との実装不良すなわち電極部４と他の基
板上の電極パターンとの接触不良を起こすことになる。
また、反りによって樹脂封止部３内の半導体素子に応力
が加わり、特性不良を発生させる原因となる。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために成された樹脂封止型半導体装置であ
る。すなわち、本発明の樹脂封止型半導体装置は、基板
の一方面側に実装された半導体素子と、半導体素子と基
板の一方面側に設けられた配線パターンとを接続する金
属細線と、基板の一方面側において半導体素子および金
属細線を封止する樹脂封止部と、基板の他方面側に設け
られ配線パターンと導通する電極部とを備えたものであ
り、樹脂封止部の基板の一方面からの厚さとして、金属
細線を封止する部分に比べて半導体素子を封止する部分
の方を薄くするとともに、金属細線を封止する部分を金
属細線の接続されていない部分で分割して設けるように
している。 【０００８】本発明では、基板の一方面側に実装された
半導体素子を金属細線にて配線し、これらを樹脂封止部
にて封止して成る樹脂封止型半導体装置において、半導
体素子を封止する樹脂封止部の基板の一方面からの厚さ
が金属細線を封止する樹脂封止部の基板の一方面からの
厚さよりも薄くなっている。このため、金属細線を封止
する厚さと同じ厚さで半導体素子を封止する場合と比べ
て樹脂封止部を構成する樹脂量を少なくすることがで
き、樹脂硬化の際の収縮量を少なくすることができるよ
うになる。また、金属細線を封止する部分が金属細線の
接続されていない部分で分割されていることで、樹脂封
止部を構成する樹脂の量を少なくできるとともに、樹脂
硬化時における収縮量を少なくできるようになる。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の樹脂封止型半導
体装置の実施例を図に基づいて説明する。図１は本発明
の樹脂封止型半導体装置を説明する図で、（ａ）は斜視
図、（ｂ）は部分拡大断面図である。図１（ａ）に示す
ように、本実施例における樹脂封止型半導体装置１は、
ＢＴ樹脂やポリイミド系のプリント配線板等から成る基
板２と、この基板２の一方面側に実装される半導体素子
１０と、半導体素子１０と基板２の一方面側に形成され
た配線パターン（図示せず）とを接続する金属細線１１
（図１（ｂ）参照）と、基板２の一方面側において半導
体素子１０および金属細線１１を封止する樹脂封止部３
と、基板２の他方面側に設けられ配線パターン（図示せ
ず）と導通する電極部４とから構成されている。 【００１０】電極部４がはんだバンプから成り基板２の
他方面側にエリア状に複数個配列されている場合には、
本実施例における樹脂封止型半導体装置１はＢＧＡ（ボ
ールグリッドアレイ）と呼ばれる。また、図示しないが
電極部３が金属ピンから成り基板２の他方面側にエリア
状複数本配列されている場合にはＰＧＡ（ピングリッド
アレイ）と呼ばれる。 【００１１】以下においては、ＢＧＡから成る樹脂封止
型半導体装置１を例として説明を行う。本実施例におけ
る樹脂封止型半導体装置１においては、基板２の一方面
側に設けられた樹脂封止部３の基板２の一方面からの厚
さが、半導体素子１０を封止する部分と金属細線１１を
封止する部分とで異なっている。 【００１２】すなわち、図１（ｂ）に示すように、基板
２の一方面側に実装された半導体素子１０は、同じく基
板２の一方面側に形成されている配線パターン（図示せ
ず）と金属細線１１によって接続されている。金属細線
１１は例えば金線を用いたボンディングワイヤーから成
るものであり、半導体素子１０の上面から上方にループ
を描いて接続されている。本実施例における樹脂封止型
半導体装置１においては、このような半導体素子１０お
よび金属細線１１を封止する樹脂封止部３の厚さを、金
属細線１１を封止する部分３ｂに比べ半導体素子１０を
封止する部分３ａの方を薄くしている。 【００１３】つまり、基板２の一方面からの最上部の高
さが金属細線１１と半導体素子１０とで異なるような場
合において、樹脂封止部３の基板２の一方面からの厚さ
を金属細線１１の高さに合わせて一律にするのではな
く、金属細線１１および半導体素子１０のそれぞれの最
上部の高さに応じた必要量（封止効果を損なわない程度
の量）の厚さに設定している。これによって、従来の樹
脂封止型半導体装置（図３参照）と比べて樹脂封止部３
を構成する樹脂の量を減らすことができるようになる。
すなわち、樹脂の量を減らすことができるということ
は、樹脂封止部３を形成する場合において、材料となる
樹脂の硬化の際の収縮量を少なくできることになる。 【００１４】本実施例における樹脂封止型半導体装置１
を製造する場合には、先ず、基板２の一方面側にチップ
状の半導体素子１０を実装し、半導体素子１０と基板２
の配線パターン（図示せず）とを金属細線１１にて接続
する。その後、半導体素子１０の実装および金属細線１
１による配線が終了した基板２を金型にセットし、半導
体素子１０および金属細線１１を封止するための樹脂を
金型のキャビティ内に充填する。 【００１５】この際、樹脂を所定の温度に加熱して溶融
させた状態でキャビティ内に流し込む。金型のキャビテ
ィ形状としては、半導体素子１０を封止する部分３ａよ
りも金属細線３ｂを封止する部分３ｂの方を高く設けて
おき、図１（ａ）に示すような厚さの異なる樹脂封止部
３の形状となるように設定しておく。このような金型の
キャビティ内に溶融した樹脂を充填した後に、樹脂を硬
化させることによって基板２の一方面側に樹脂封止部３
を形成する。 【００１６】先に説明したように、本実施例における樹
脂封止型半導体装置１においては、樹脂封止部３を構成
する樹脂の量を従来の樹脂封止型半導体装置（図３参
照）と比べて少なくすることができるため、溶融した樹
脂を硬化させる際の収縮量を少なくすることができ、完
成後の樹脂封止型半導体装置１の反り発生を抑制するこ
とができるようになる。しかも、完成後の樹脂封止型半
導体装置１に対して熱を加えてはんだ付け等を行い実装
用基板（図示せず）上に接続する場合において、その熱
による反りの発生をも抑制できるようになる。 【００１７】次に、本発明の樹脂封止型半導体装置１に
おける他の例を説明する。図２は本発明における樹脂封
止型半導体装置１の他の例を説明する斜視図で、（ａ）
はその１、（ｂ）はその２である。すなわち、図２
（ａ）に示す例では、樹脂封止部３における金属細線１
１（図１（ｂ）参照）を封止する部分３ｂが連続して設
けられている樹脂封止型半導体装置１を示している。こ
れは、金属細線１１（図１（ｂ）参照）が例えば半導体
素子１０（図１（ｂ）参照）の隅部にも接続されている
場合や、隅部近くまで接続されている場合に適応される
ものであり、特に樹脂封止部３を形成するための金型の
キャビティ形状を簡素化できるというメリットがある。 【００１８】また、図２（ｂ）に示す例では、樹脂封止
部３における金属細線１１（図１（ｂ）参照）を封止す
る部分３ｂが図１に示す場合と比べてさらに細かく分割
されている樹脂封止型半導体装置１を示している。これ
は、半導体素子１０の各辺（４辺）に対して金属細線１
１（図１（ｂ）参照）の接続されていない部分が多数あ
り、そこに樹脂封止部３を設ける必要がない場合に適応
されるものである。これによって、図１に示す樹脂封止
型半導体装置１と比べてさらに樹脂封止部３を構成する
樹脂の量を少なくできる。つまり、図２（ｂ）における
樹脂封止型半導体装置１では、図１に示す樹脂封止型半
導体装置１の場合と比べてさらに樹脂硬化時における収
縮量を少なくできるというメリットがある。 【００１９】なお、本実施例においては、いずれもＢＧ
Ａ型から成る樹脂封止型半導体装置１を例として説明し
たが、本発明はこれに限定されずＰＧＡ型から成る場合
であっても同様である。また、樹脂封止部３の形状につ
いてもこれらの実施例に限定されず、半導体素子１０や
金属細線１１（図１（ｂ）参照）の高さおよび配置位置
に合わせて設定するようにすればどのような形状であっ
ても同様である。 【００２０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の樹脂封止
型半導体装置によれば次のような効果がある。すなわ
ち、基板の一方面側に樹脂封止部が設けられている場合
において、この樹脂封止部を構成する樹脂の硬化時にお
ける収縮量を少なくできるため、完成後の樹脂封止型半
導体装置における反り発生を抑制できることになる。こ
れによって、樹脂封止型半導体装置とこれを実装する他
の基板との接続を確実に行うことができるようになると
ともに、電極部と他の基板上の電極パターンとの良好な
接触を得ることが可能となる。また、反りによって加わ
る半導体素子への応力を緩和できるため、電気的特性の
良好な樹脂封止型半導体装置を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の樹脂封止型半導体装置を説明する図
で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は部分拡大断面図である。 【図２】他の例を説明する斜視図で、（ａ）はその１、
（ｂ）はその２である。 【図３】従来例を説明する図で、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は部分拡大断面図、（ｃ）は反り状態を示してい
る。 【符号の説明】 １…樹脂封止型半導体装置、２…基板、３…樹脂封止
部、４…電極部、１０…半導体素子、１１…金属細線

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板の一方面側に実装される半導体素子
    と、該半導体素子と該基板の一方面側に形成された配線
    パターンとを接続する金属細線と、該基板の一方面側に
    おいて該半導体素子および該金属細線を封止する樹脂封
    止部と、該基板の他方面側に設けられ該配線パターンと
    導通する電極部とを備えた樹脂封止型半導体装置であっ
    て、 前記樹脂封止部における前記基板の一方面からの厚さ
    は、前記金属細線を封止する部分に比べて前記半導体素
    子を封止する部分の方が薄くなっているとともに前記金
    属細線を封止する部分が前記金属細線の接続されていな
    い部分で分割されていることを特徴とする樹脂封止型半
    導体装置。
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