JP2011014770A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011014770A JP2011014770A JP2009158682A JP2009158682A JP2011014770A JP 2011014770 A JP2011014770 A JP 2011014770A JP 2009158682 A JP2009158682 A JP 2009158682A JP 2009158682 A JP2009158682 A JP 2009158682A JP 2011014770 A JP2011014770 A JP 2011014770A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit board
- heat input
- package
- bga package
- land pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体素子用パッケージ、特に、小型BGAパッケージの半導体パッケージ構造を有する半導体装置であって、リフロー処理を施すことなく回路基板に実装することができる様にした半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device package, in particular, a semiconductor device having a semiconductor package structure of a small BGA package, which can be mounted on a circuit board without performing a reflow process.
近年、回路基板に実装されるICチップは、高集積化に伴われて実装密度を高くすることが要求され、この為、パッケージ方式が採用されている。パッケージ方式としては、挿入系のDIP(Dual Inline Package)や、表面実装系のQFP(Quad Flat Package)等種々の方式が採用されている。これらの方式では、半導体パッケージの平面視では、端子の一部が外形から突出している為に、この突出部を介することにより、比較的容易にハンダ付けにより回路基板への実装を行うことができる。 In recent years, an IC chip mounted on a circuit board is required to have a higher mounting density with higher integration. For this reason, a package method is adopted. As a package method, various methods such as an insertion type DIP (Dual Inline Package) and a surface mount type QFP (Quad Flat Package) are adopted. In these methods, since a part of the terminal protrudes from the outer shape in a plan view of the semiconductor package, it can be mounted on the circuit board by soldering relatively easily through the protruding portion. .
又、半導体パッケージには、基板との接点にバンプが使用されることによって、接点の狭ピッチ化、多ピン化が容易であり、パッケージの小型化、接続距離の短縮化による電気的特性の向上といった利点を備えているBGA(Ball Grid Array)がある。このBGAパッケージは、ボールはんだと呼ばれる、ハンダによる球状の端子がパッケージの下面に配置され、回路基板上の端子と接続されて回路基板に実装される。この種のBGA型半導体装置として、特許文献1には、実装する際の半導体装置の傾きや、放熱フィン等の重量物に起因してバンプに生じるストレスをなくし、接合部の接続信頼性を向上させようとするものが開示されている。
In addition, bumps are used for contacts with substrates in semiconductor packages, making it easy to reduce the pitch of contacts and increase the number of pins, and to improve electrical characteristics by reducing the size of the package and shortening the connection distance. There is a BGA (Ball Grid Array) having the following advantages. In this BGA package, spherical terminals called solder, which are called ball solder, are arranged on the lower surface of the package, connected to terminals on the circuit board, and mounted on the circuit board. As this type of BGA type semiconductor device,
又、従来のこの種のBGAパッケージによる半導体装置を、図3に示してある。同図は、3×3列の端子配列を備えたBGAパッケージIC1を多層の回路基板2に実装する場合を示している。回路基板2の上面にはランドパターン2aが露呈しており、前記BGAパッケージIC1の下面にはボールはんだによるバンプ1aが設けられている。そして、このバンプ1aを前記ランドパターン2aに対して位置合わせを行い、リフロー処理に供することによりバンプ1aを溶融させて、該バンプ1aとランドパターン2aとの接合を行う。
A conventional semiconductor device using this type of BGA package is shown in FIG. The figure shows a case where a
前述した従来のBGAパッケージIC1では、バンプ1aを回路基板2へ接続する際には、リフロー処理を必要としている。リフロー処理はバンプ1aを回路基板2のランドパターン2aに対して位置合わせした状態でリフロー装置へ供するが、この位置合わせ作業が難しく、特に、小型BGAパッケージICでは作業が煩雑となって位置合わせが困難となる場合がある。又、例えば、試作品の性能を評価するに際して、簡易に実装させる場合にもリフロー装置を稼働させることは、試作コストを増大させてしまう虞れがある。
In the conventional
他方、リフロー処理によらず、例えば、熱風を吹付けてボールはんだを溶融させることにより回路基板へ接合しようとすると、加熱によりBGAパッケージICや回路基板にストレスがかかり、これらが変形してしまう虞れがある。 On the other hand, for example, if an attempt is made to join a circuit board by blowing hot air to melt the ball solder without relying on the reflow process, the BGA package IC and the circuit board are stressed by heating and may be deformed. There is.
本発明は斯かる実情に鑑み、リフロー処理を行わずに、ハンダごてを用いて半導体素子用パッケージを回路基板に実装することができる様にした半導体装置を提供するものである。 In view of such a situation, the present invention provides a semiconductor device in which a package for a semiconductor element can be mounted on a circuit board using a soldering iron without performing a reflow process.
本発明は、半導体素子を収納する半導体素子用パッケージがバンプによる接点を有し、該バンプを介して回路基板に実装させる半導体装置に於いて、前記バンプに接合する前記回路基板のランドパターンに、加熱手段により加熱可能な熱入力部を連繋させて形成した半導体装置に係るものである。 In a semiconductor device in which a semiconductor element package for housing a semiconductor element has a contact by a bump and is mounted on a circuit board through the bump, the land pattern of the circuit board to be bonded to the bump The present invention relates to a semiconductor device formed by connecting heat input portions that can be heated by a heating means.
例えば、前記加熱手段にハンダごてを用いて、該ハンダごてを前記熱入力部に押付けると、熱入力部からランドパターンを介して前記バンプに熱伝達される。この為、バンプのボールはんだが溶融して回路基板のランドパターンと接合される。 For example, when a soldering iron is used as the heating means and the soldering iron is pressed against the heat input portion, heat is transferred from the heat input portion to the bumps via the land pattern. For this reason, the ball solder of the bump is melted and bonded to the land pattern of the circuit board.
本発明によれば、半導体素子を収納する半導体素子用パッケージがバンプによる接点を有し、該バンプを介して回路基板に実装させる半導体装置に於いて、前記バンプに接合する前記回路基板のランドパターンに、加熱手段により加熱可能な熱入力部を連繋させて形成したので、半導体素子用パッケージを回路基板に対して位置決めした状態で上方から前記加熱手段によりバンプを加熱し溶融させることができ、回路基板に実装する際にリフロー処理を要しない。従って、半導体素子用パッケージの回路基板への実装作業の簡便化を図ることができ、製造コストを削減することができる。又、実装用に形成した熱入力部を、熱風器のQFP、SOP等のノズルサイズに対応できる様に配置することで、半導体素子用パッケージを回路基板から容易に取外すことができる。 According to the present invention, in a semiconductor device in which a package for a semiconductor element containing a semiconductor element has a contact by a bump and is mounted on the circuit board through the bump, the land pattern of the circuit board to be bonded to the bump In addition, since the heat input section that can be heated by the heating means is connected to the circuit board, the bumps can be heated and melted by the heating means from above with the semiconductor element package positioned with respect to the circuit board. No reflow process is required when mounting on the board. Therefore, the mounting operation of the semiconductor element package on the circuit board can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced. In addition, the semiconductor device package can be easily removed from the circuit board by arranging the heat input portion formed for mounting so as to correspond to the nozzle size of QFP, SOP, etc. of the hot air blower.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1にこの発明に係る半導体装置の実施例1を示してあり、半導体素子用のBGAパッケージIC1を多層による回路基板11に実装させる場合を示している。尚、BGAパッケージIC1は、3×3列の端子配列を備えた場合のものを例示している。
FIG. 1 shows a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention, in which a BGA
BGAパッケージIC1の下面には、ボールはんだで形成されたバンプ1aが設けられている。又、前記回路基板11の上面には、このバンプ1aと接合されるランドパターン12が露呈している。
前記ランドパターン12には、その一部を回路基板11の周囲側を指向させて突出させた熱入力部13が形成されている。この熱入力部13の先端部は、回路基板11にBGAパッケージIC1を重畳させた際に、該BGAパッケージIC1の側面よりも外側に突出する様に配されている。
The
又、ランドパターン12の内、回路基板11にBGAパッケージIC1を重畳させた際に、該BGAパッケージIC1の中央部近傍に位置することにより前記熱入力部13をBGAパッケージIC1の側面の外側に伸長させて設けることが困難なランドパターン12aについては、バイアホールと回路基板11の中間に形成された中間層を用いて、回路基板11の上面に熱入力部14を露呈させる。即ち、前記ランドパターン12aを、バイアホール14aを介して回路基板11の中間層11aに接続させ、この中間層11aとバイアホール14bを介して、回路基板11の上面であって、前記BGAパッケージIC1が重畳しない位置に露呈させた熱入力部14を接続させる。
In addition, when the BGA package IC1 is superimposed on the
この実施例1では、前記BGAパッケージIC1を回路基板11に、前記バンプ1aのそれぞれが前記ランドパターン12のそれぞれに位置する状態で重畳させ、前記熱入力部13及び熱入力部14に、ハンダごて等の加熱手段を作用させる。例えば、ハンダごてが用いられる場合には、該ハンダごてを押付ける。これにより、熱入力部13からランドパターン12へ熱が伝達してバンプ1aを加熱して溶融させるから、該バンプ1aがランドパターン12に接合される。又、熱入力部14に加えられた熱は、前記バイアホール14bと中間層11a、バイアホール14aとを順に伝達し、前記ランドパターン12aを加熱するから、このランドパターン12aに接触しているバンプ1aが溶融して、これらが接合される。これにより、BGAパッケージIC1が回路基板11に実装されることとなる。
In the first embodiment, the BGA package IC 1 is superimposed on the
又、BGAパッケージIC1を回路基板11から取外す際には、前記熱入力部13及び熱入力部14に加熱すれば、バンプ1aが溶融するので、容易にBGAパッケージIC1を取外すことができる。このとき、熱入力部13と熱入力部14への加熱に熱風器を用いることができ、その場合には、これら熱入力部13と熱入力部14の配置を、熱風器のQFP、SOP等のノズルサイズに対応できる様にしてあれば、取外し作業がより簡便となる。
When removing the BGA package IC1 from the
図2には、本発明の実施例2に係る半導体装置を示してある。尚、図1に示す実施例1に係る半導体装置と同等の部位については同一の符号を付してある。
FIG. 2 shows a semiconductor device according to
この実施例2に係る半導体装置では、BGAパッケージIC1を多層の回路基板21に実装する場合を示している。
In the semiconductor device according to the second embodiment, the case where the BGA package IC1 is mounted on a
前記回路基板21の上面には、実施例1に説明した前記ランドパターン12,12a、熱入力部13、熱入力部14のそれぞれと同様に、ランドパターン22,22a、熱入力部23、熱入力部24とが露呈して設けられている。又、BGAパッケージIC1の中央部により覆われる位置にあるランドパターン22aは、バイアホール24aと回路基板21の中間層21a、バイアホール24bとを介して前記熱入力部24に接続されている。
On the upper surface of the
更に、この実施例2では、前記ランドパターン22のそれぞれに接続されたバイアホール25が、回路基板21の最下層21bの位置迄引出されており、該回路基板21の下面に露呈させて副熱入力部26が形成されている。
Furthermore, in the second embodiment, the
この実施例2に係る半導体装置では、前記副熱入力部26にハンダごてを押当てることにより、バイアホール25を介してランドパターン22,22aが加熱される。これにより、これらランドパターン22,22aと接触しているバンプ1aが溶融されてBGAパッケージIC1が回路基板21に実装される。しかも、副熱入力部26への加熱は、前記熱入力部23,24への加熱と併せて行うことができるので、バンプ1aへ供給する熱量を調整することができ、安定してバンプ1aを溶融させることができると共に、BGAパッケージIC1や回路基板21へ与える熱の影響を抑制することができる。
In the semiconductor device according to the second embodiment, the
又、BGAパッケージIC1を回路基板21から取外す場合にも、熱入力部23,24と併せて副熱入力部26を加熱することにより容易に取外すことができる。
Even when the
上述したいずれの実施例に於いても、バンプ1aの一部を受容するくぼみをランドパターン12,12a,22,22aに形成することにより、BGAパッケージIC1を回路基板11,21に重畳させた際に、該BGAパッケージIC1の回路基板11,21に対する位置合わせを容易に行うことができる。
In any of the embodiments described above, when the recesses for receiving a part of the
又、いずれの実施例に於いても、BGAパッケージIC1へは熱の伝導がほとんどなく、バンプ1aを局所的に加熱することができる。この為、金フラッシュめっきに限らず、耐熱プリフラックスを用いた基板への簡易的な実装を行うことにも適している。
In any of the embodiments, there is almost no heat conduction to the BGA package IC1, and the
本発明に係る半導体装置によれば、リフロー処理を施さずに半導体用パッケージを回路基板に実装できることから、小型BGAパッケージICを実装する際に有利であり、又、リフロー処理を必要としないことから、半導体装置の試作品について性能評価を行う場合に適したものである。 According to the semiconductor device of the present invention, since the semiconductor package can be mounted on the circuit board without performing the reflow process, it is advantageous when mounting the small BGA package IC, and the reflow process is not required. This is suitable for evaluating the performance of semiconductor device prototypes.
(付記)
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
(Appendix)
The present invention includes the following embodiments.
(付記1)図1に示す様に、ランドパターン12に熱入力部13を設けると共に、BGAパッケージIC1により覆われる位置にあるランドパターン12aに対して、回路基板11の中間層11aとバイアホール14a,14bを介して接続された熱入力部14を、BGAパッケージIC1よりも外側の位置に配し、該熱入力部14を加熱する様にした構造。
(Appendix 1) As shown in FIG. 1, the
(付記2)図2に示す様に、ランドパターン22と、回路基板21の最下層21bに形成した下面に露呈させて配した副熱入力部26とを、バイアホール25により接続して、該副熱入力部26を加熱する様にした構造。
(Additional remark 2) As shown in FIG. 2, the
(付記3)前記BGAパッケージIC1のバンプ1aを収容するくぼみを回路基板11,21のランドパターン12,12a,22,22aに形成して、該くぼみにバンプ1aを位置させることにより、回路基板11,21に対するBGAパッケージIC1の位置合わせを行える様にした構造。
(Additional remark 3) The recess which accommodates the
(付記4)前記熱入力部13,14,23,24の配置を、熱風器のQFP、SOP等のノズルサイズに対応する様にして、熱風器によりBGAパッケージIC1を容易に取外すことができる様にした構造。
(Appendix 4) The arrangement of the
1 BGAパッケージIC
1a バンプ
11 回路基板
11a 中間層
12 ランドパターン
13 熱入力部
14 熱入力部
14a バイアホール
14b バイアホール
21 回路基板
22 ランドパターン
23 熱入力部
24 熱入力部
25 バイアホール
26 副熱入力部
1 BGA package IC
DESCRIPTION OF
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009158682A JP2011014770A (en) | 2009-07-03 | 2009-07-03 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009158682A JP2011014770A (en) | 2009-07-03 | 2009-07-03 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011014770A true JP2011014770A (en) | 2011-01-20 |
Family
ID=43593369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009158682A Pending JP2011014770A (en) | 2009-07-03 | 2009-07-03 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011014770A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110300494A (en) * | 2018-02-03 | 2019-10-01 | 李湛明 | Semiconductor devices and its packaging method |
-
2009
- 2009-07-03 JP JP2009158682A patent/JP2011014770A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110300494A (en) * | 2018-02-03 | 2019-10-01 | 李湛明 | Semiconductor devices and its packaging method |
CN110300494B (en) * | 2018-02-03 | 2022-05-24 | 苏州量芯微半导体有限公司 | Semiconductor device and packaging method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8633598B1 (en) | Underfill contacting stacking balls package fabrication method and structure | |
EP1207727B1 (en) | Compliant laminate connector | |
JP4729963B2 (en) | PROJECT ELECTRODE FOR CONNECTING ELECTRONIC COMPONENT, ELECTRONIC COMPONENT MOUNTING BODY USING SAME, AND METHOD FOR PRODUCING THEM | |
US8300423B1 (en) | Stackable treated via package and method | |
JP2006202991A (en) | Circuit board and its manufacturing method, and semiconductor package and its manufacturing method | |
JP2005512335A (en) | Ball grid array package | |
JP2011044512A (en) | Semiconductor component | |
CN110729254A (en) | Bonding structure of package and manufacturing method thereof | |
US7900349B2 (en) | Method of fabricating an electronic device | |
JP2001196141A (en) | Electric connector housing | |
JP2011014770A (en) | Semiconductor device | |
JP5699610B2 (en) | MOUNTING STRUCTURE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND ELECTRONIC DEVICE | |
JP2011029287A (en) | Printed wiring board, semiconductor device, and method for manufacturing the printed wiring board | |
KR101061175B1 (en) | Semiconductor Package Substrate | |
JP3575324B2 (en) | Semiconductor device, method of manufacturing semiconductor device, and method of mounting semiconductor device | |
JP4946965B2 (en) | Electronic component mounting apparatus and manufacturing method thereof | |
JP2016162813A (en) | Printed circuit board and soldering method | |
JP2006253167A (en) | Method of manufacturing cavity structure printed wiring board and mounting structure | |
JP2002329812A (en) | Semiconductor package device and substrate for mounting the same | |
US20150262957A1 (en) | Semiconductor package | |
JP2009231467A (en) | Board unit, electronic apparatus, and board unit manufacturing method | |
JP4802679B2 (en) | Electronic circuit board mounting method | |
KR100625186B1 (en) | A stack package and it's manufacture method | |
JPH1187906A (en) | Semiconductor device and packaging method therefor | |
JP2000040764A (en) | Semiconductor package |