JP4336407B2 - 回路基板 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、IC等の電子部品が実装される回路基板であって、特に、実装後にモールド樹脂によって樹脂封止される工程で発生する静電気を抑制する回路基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、製品の小型化という要請に対応するために、いわゆるBGA(Ball Grid Array) が提案されている。このBGAは、回路基板の上面に装着した半導体チップをモールド樹脂内に封止すると共に、回路基板の下面にボールバンプをマトリックス状に配設した構造を備えている。
BGAに用いられている従来の回路基板について、図5を参照して説明する。図5(1),(2)は、従来の回路基板であって、それぞれ半導体チップが実装された後に、金型にセットされ樹脂封止前の状態と、樹脂封止後に上型が型開きされた状態とを示す断面図である。図5(1),(2)において、基材1の両面に設けられ層間接属された回路パターン2a,2b上に、絶縁性樹脂からなる平滑な保護膜3a,3bが設けられている。上面の保護膜3aは、例えば、回路パターン2aを露出させて文字表示として使用する露出部分、ワイヤボンディング用のパッド等の領域以外を、言い換えれば本来露出させる必要がある領域以外をすべて覆うようにして設けられている。下面の保護膜3bには、それぞれ回路パターン2bから延びてマトリックス状に設けられたランド4を露出させるようにして、開口が設けられている。基材1、回路パターン2a,2b、保護膜3a,3b、及びランド4は、回路基板5を構成する。
上面の保護膜3a上にはIC等の半導体チップ6が載置されている。半導体チップ6の電極(図示なし)と回路パターン2aとは、ボンディングワイヤ7を介して電気的に接続されている。
【0003】
回路基板5が樹脂封止される際には、図5(1)に示されているように、上型8と下型9とが型締めされ半導体チップ6の周囲にはキャビティ10が形成される。更に、溶融された樹脂がキャビティ10に加圧充填されて、図5(2)に示されているように、充填された樹脂が硬化してモールド樹脂11が形成された後に上型8が型開きされる。その後に、樹脂封止された回路基板5は、下型9から取り出される。最終的には、ボールバンプ(図示なし)が各ランド4上に設けられて、BGAが完成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の回路基板を使用する場合には、上型8と下型9とから樹脂封止後の回路基板5を取り出す際に、絶縁性樹脂からなる平滑な保護膜3a,3bが金型から引き離されることによって、保護膜3a,3bと金型との間において静電気が発生するおそれがあった。そして、発生した静電気は、回路パターン2a,2bとボンディングワイヤ7とを介して半導体チップ6に印加されて、最悪の場合には半導体チップ6を電気的に破壊すること、すなわち静電破壊が発生していた。また、樹脂封止後のバリの発生を防ぐために、上型8と下型9とが回路基板5を所定の型締圧によって型締めするので、回路基板5の保護膜3a,3bの広い領域がそれぞれ上型8と下型9とに強く密着して、いっそう静電気が発生しやすくなっていた。
【0005】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、樹脂封止後の回路基板が金型から取り出される際に静電気の発生を抑制し、ひいては電子部品の静電破壊を防止する回路基板を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
【0007】
【0008】
上述の技術的課題を解決するために、本発明に係る回路基板は、電子部品が載置された後に金型を使用して電子部品が樹脂封止される回路基板であって、回路基板上に設けられ電子部品に対して電気信号を授受するための回路パターンと、回路パターンを保護するために該回路パターンのうち少なくとも一部を覆って設けられるとともに複数の凸部を有する保護膜とを備え、複数の凸部の存在によって保護膜と金型との接触面積が減少することによって、樹脂封止後の回路基板が金型から引き離される際に静電気の発生が抑制されることを特徴とするものである。
【0009】
また、本発明に係る回路基板は、上述の回路基板において、複数の凸部は、保護膜に混入された絶縁性粒子によって形成されていることを特徴とするものである。
【0010】
また、本発明に係る回路基板は、上述の回路基板において、複数の凸部は、回路基板上における保護を必要としない部分を露出させるように保護膜に開口を設けることによって形成されていることを特徴とするものである。
【0011】
また、本発明に係る回路基板は、上述の回路基板において、複数の凸部は、保護膜が部分的に異なる膜厚を有することによって形成されていることを特徴とするものである。
【0012】
【作用】
本発明によれば、樹脂封止後であって金型から取り出される前の回路基板において、金型に接触する部分である保護膜が導電性を有しているので、回路基板が金型から取り出される際に静電気の発生が抑制される。更に、静電気が発生した場合でもその静電気が金型へと流出される。したがって、電子部品に対して印加される静電気が低減されるので、電子部品の静電破壊を確実に防止することができる。
また、本発明によれば、凸部を有する保護膜によって、保護膜と金型との接触面積が減少する。これにより、保護膜と金型との間の密着性が低下するので、金型から回路基板が取り出される際に、すなわち金型から保護膜が引き離される際に、静電気の発生が抑制される。したがって、電子部品に対して印加される静電気が低減されるので、電子部品の静電破壊を確実に防止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
(参考例)
以下、本発明の参考例について、図面を参照しながら説明する。図1(1),(2)は、本参考例に係る回路基板であって、それぞれ半導体チップが実装された後に、金型にセットされ樹脂封止前の状態と、樹脂封止後に上型が型開きされた状態とを示す断面図である。図1(1),(2)において、基材20の両面には、層間接属された回路パターン21a,21bが設けられている。上面の回路パターン21a上には、保護膜22a,23aが、順次設けられている。ここで、下層の保護膜22aは絶縁性樹脂により形成され、最上層の保護膜23aは例えば炭素の微粒子等の導電性物質を含んで平滑に形成されている。下面の回路パターン21b上には、保護膜22bが設けられている。保護膜22bには、それぞれ回路パターン21bから延びてマトリックス状に設けられたランド24を露出させるように、開口が設けられている。基材20、回路パターン21a,21b、保護膜22a,23a,22b、及びランド24は、プリント基板(Printed Circuit Board) と称されている回路基板25aを構成する。
保護膜23a上には、IC等の半導体チップ30が載置されている。半導体チップ30の電極(図示なし)と回路パターン21aとは、ボンディングワイヤ31を介して電気的に接続されている。最終的には、ボールバンプ(図示なし)が各ランド24上に設けられて、BGAが完成する。
回路基板25aが樹脂封止される際には、図1(1)に示されているように、上型40と下型41とが型締めされ半導体チップ30の周囲にはキャビティ32が形成される。更に、溶融された樹脂がキャビティ32に加圧充填され、図1(2)に示されているように、樹脂が硬化してモールド樹脂33が形成された後に上型40が型開きされる。
【0014】
ここで、本参考例に係る回路基板の特徴は、最上層の保護膜23aが、導電性物質を含んで形成されていることである。これにより、保護膜23aは導電性を有するので、上型40から樹脂封止後の回路基板25aが引き離される際に、保護膜23aと上型40との間における静電気の発生を抑制することができる。更に、静電気が発生した場合でも、発生した静電気は導電性を有する保護膜23aによって下型41へと導かれる。したがって、半導体チップ30に印加される静電気が大幅に低減されるので、半導体チップ30の静電破壊を確実に防止することができる。
【0015】
なお、本参考例の説明においては、導電性物質を含ませて形成する保護膜を上面の保護膜の最上層としたが、これに限らず、導電性を有する1層の保護膜を回路パターン21a上に設けてもよい。この場合には、各回路パターン21a相互間について必要な絶縁性を確保できる程度に、保護膜に含ませる導電性物質の種類や量等を決定すればよい。
【0016】
また、必要に応じて、下面の保護膜についても、導電性を有する1層の保護膜を回路パターン21b上に設けてもよいし、複数の層からなる保護膜の最上層を導電性を有する層にしてもよい。
【0017】
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図2(1),(2)は、本実施形態に係る回路基板であって、それぞれ半導体チップが実装された後に、金型にセットされ樹脂封止前の状態と、樹脂封止後に上型が型開きされた状態とを示す断面図である。回路基板25bの上面における保護膜22aには、例えばガラス等の絶縁性粒子26が含まれている。絶縁性粒子26によって、保護膜22aの表面には微小な凸部27が形成されている。
【0018】
ここで、本実施形態に係る回路基板の特徴は、保護膜22aの表面に微小な凸部27が形成されていることである。これにより、微小な凹凸を有する保護膜22aと上型40との間の密着性が低下するので、上型40から回路基板25bが取り出される際に、すなわち上型40から保護膜22aが引き離される際に、静電気の発生が抑制される。したがって、半導体チップ30に対して印加される静電気が低減されるので、半導体チップ30の静電破壊を確実に防止することができる。
【0019】
図3(1),(2)は、本実施形態に係る別の回路基板であって、それぞれ半導体チップが実装された後に、金型にセットされ樹脂封止前の状態と、樹脂封止後に上型が型開きされた状態とを示す断面図である。回路基板25cの上面における保護膜22aは、回路パターン21aのうち保護が必要な領域、例えば電気的に絶縁コートされることが必要な領域のみを覆っている。言い換えれば、回路基板25cの上面においては、絶縁コートが不要である領域は開口28によって露出しているので、本来露出されるべき部分以外をすべて覆う場合に比べて、保護膜22aの有無による凹凸がより多く生じることになる。
【0020】
これにより、凹凸を有する保護膜22aと上型40との間の密着性が低下するので、上型40から回路基板25cが取り出される際に、すなわち上型40から保護膜22aが引き離される際に、静電気の発生が抑制される。したがって、半導体チップ30に対して印加される静電気が低減されるので、半導体チップ30の静電破壊を確実に防止することができる。
【0021】
図4(1),(2)は、本実施形態に係る更に別の回路基板であって、それぞれ半導体チップが実装された後に、金型にセットされ樹脂封止前の状態と、樹脂封止後に上型が型開きされた状態とを示す断面図である。回路基板25dの上面における保護膜22aは、所定の部分に凸部27と凹部29とが存在するように設けられている。凸部27と凹部29とを有する保護膜22aは、例えば、保護が必要な領域の全部に下層保護膜を塗布した後に、下層保護膜の上に格子状の上層保護膜を塗布することにより形成することができる。
【0022】
これにより、凹凸を有する保護膜22aと上型40との間の密着性が低下するので、上型40から回路基板25dが取り出される際に、すなわち上型40から保護膜22aが引き離される際に、静電気の発生が抑制される。したがって、半導体チップ30に対して印加される静電気が低減されるので、半導体チップ30の静電破壊を確実に防止することができる。
【0023】
以上説明したように、本実施形態によれば、保護膜22aの凸部によって、上型40と保護膜22aとの密着性が低下するので、上型40から回路基板25b〜25dを取り出す際に静電気の発生が抑制される。したがって、半導体チップ30に対して印加される静電気が低減されるので、半導体チップ30の静電破壊を確実に防止することができる。
【0024】
なお、本実施形態の説明においては、回路基板の上面の保護膜について説明したが、下面の保護膜についても同様に凸部を形成することができる。
また、回路基板の使用されていない部分に凹部又は貫通穴を設けた後に、保護膜を形成してもよい。これにより、その凹部又は貫通穴の上において、保護膜の膜厚が小さくなり、あるいは保護膜が形成されない部分ができる。したがって、回路基板の保護膜において凸部を形成することができる。
【0025】
また、以上説明した実施形態においては、回路基板としてプリント基板を使用したが、これに限らず、ポリイミド等からなり可撓性を有するフイルム状の基板、いわゆるフレキシブル回路基板(Flexible Printed Circuit)を使用してもよいことはいうまでもない。
更に、本発明に係る回路基板は、半導体チップの他にも、静電気に対して耐性が低い電子部品に対して使用することができる。
【0026】
【発明の効果】
本発明によれば、モールド樹脂によって封止された後の回路基板を金型から引き離す際に、回路基板上に設けられた導電性を有する保護膜によって静電気の発生を抑制することができる。また、回路基板上に設けられ凸部を有する保護膜によって、保護膜と金型との密着性が低下するので、モールド樹脂によって封止された後の回路基板を金型から引き離す際に、静電気の発生を抑制することができる。
したがって、電子部品に対して印加される静電気が低減されるので、電子部品の静電破壊を確実に防止することができる。これにより、電子部品の静電破壊が確実に防止される回路基板を提供できるという、優れた実用的な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (1),(2)は、それぞれ本発明の参考例に係る回路基板上に半導体チップが実装された後に、金型にセットされ樹脂封止前の状態と、樹脂封止後に上型が型開きされた状態とを示す断面図である。
【図2】 (1),(2)は、それぞれ本発明の第1の実施形態に係る回路基板上に半導体チップが実装された後に、金型にセットされ樹脂封止前の状態と、樹脂封止後に上型が型開きされた状態とを示す断面図である。
【図3】 (1),(2)は、それぞれ本発明の第1の実施形態に係る別の回路基板上に半導体チップが実装された後に、金型にセットされ樹脂封止前の状態と、樹脂封止後に上型が型開きされた状態とを示す断面図である。
【図4】 (1),(2)は、それぞれ本発明の第1の実施形態に係る更に別の回路基板上に半導体チップが実装された後に、金型にセットされ樹脂封止前の状態と、樹脂封止後に上型が型開きされた状態とを示す断面図である。
【図5】 (1),(2)は、それぞれ従来の回路基板上に半導体チップが実装された後に、金型にセットされ樹脂封止前の状態と、樹脂封止後に上型が型開きされた状態とを示す断面図である。
【符号の説明】
20 基材
21a,21b 回路パターン
22a,22b,23a 保護膜
24 ランド
25a,25b,25c,25d 回路基板
26 絶縁性粒子
27 凸部
28 開口
29 凹部
30 半導体チップ
31 ボンディングワイヤ
32 キャビティ
33 モールド樹脂
40 上型
41 下型
Claims (4)
- 電子部品が載置された後に金型を使用して前記電子部品が樹脂封止される回路基板であって、
前記回路基板上に設けられ前記電子部品に対して電気信号を授受するための回路パターンと、
前記回路パターンを保護するために該回路パターンのうち少なくとも一部を覆って設けられるとともに複数の凸部を有する保護膜とを備え、
前記複数の凸部の存在によって前記保護膜と前記金型との接触面積が減少することによって、樹脂封止後の前記回路基板が前記金型から引き離される際に静電気の発生が抑制されることを特徴とする回路基板。 - 請求項1記載の回路基板において、
前記複数の凸部は、前記保護膜に混入された絶縁性粒子によって形成されていることを特徴とする回路基板。 - 請求項1記載の回路基板において、
前記複数の凸部は、前記回路基板上における保護を必要としない部分を露出させるように前記保護膜に開口を設けることによって形成されていることを特徴とする回路基板。 - 請求項1記載の回路基板において、
前記複数の凸部は、前記保護膜が部分的に異なる膜厚を有することによって形成されていることを特徴とする回路基板。
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