JPH0669371A - Pgaパッケージ - Google Patents

Pgaパッケージ

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JPH0669371A
JPH0669371A JP4219119A JP21911992A JPH0669371A JP H0669371 A JPH0669371 A JP H0669371A JP 4219119 A JP4219119 A JP 4219119A JP 21911992 A JP21911992 A JP 21911992A JP H0669371 A JPH0669371 A JP H0669371A
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JP
Japan
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lands
land
package
hexagonal
insulating base
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Withdrawn
Application number
JP4219119A
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English (en)
Inventor
Noriko Shinosawa
法子 篠澤
Akihiro Horiguchi
昭宏 堀口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0669371A publication Critical patent/JPH0669371A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16195Flat cap [not enclosing an internal cavity]

Landscapes

  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ランド間距離を短くすることなく、ランドの
形成密度を高めることにより、パッケージ自体の小型化
と入出力信号数の増加への対応とを両立させたPGAパ
ッケージを提供する。 【構成】 絶縁性基材の内部に設けられた導体回路の一
端部と電気的に接続するように、絶縁性基材の表面に複
数のランドを設け、複数のランド23上にそれぞれピン
19を接合したPGAパッケージである。複数のランド
23は、互いに隣接するランドにより正三角形をそれぞ
れ形成するように配置されている。また、ランド23の
形状は、例えば略正六角形とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体用のPGA(ピ
ングリッドアレイ)パッケージに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体チップの高集積化が急速に
進められており、これに伴って 1素子当りの入出力信号
数は飛躍的に増加する傾向にある。一方、各種電子機器
に対する小形化要請が強まるにつれて、半導体チップを
搭載したパッケージにおいても、高密度実装を可能とす
ることが求められており、パッケージ自体に対する小形
化の要望が強まっている。
【0003】このような半導体用のパッケージに対する
種々の要望に対して、パッケージ自体を小形化した上
で、入出力信号数の増加に対応するためには、半導体チ
ップが収容されるキャビティと同一面上、あるいは反対
側の面上に複数のランドを形成し、これらのランド上に
それぞれ外部端子となるピンを接合した、いわゆるPG
Aパッケージが有利となる。なお、パッケージの本体と
しては、通常、内部にMoや W等の同時焼成層による導体
回路を設けたセラミックス多層回路基板が用いられてい
る。
【0004】ところで、従来のPGAパッケージにおけ
るランドの配置方法としては、例えば図11に示すよう
に、四角形の各頂点に 4つの円形ランド1a、1a…を
それぞれ配置することを基準とする方法が用いられてき
た。
【0005】しかし、上述したような従来のランド配置
方法では、さらに多ピンのパッケージを構成しようとし
た場合に、パッケージの表面積を増大しなければなら
ず、パッケージに対する小型化の要請に反することとな
る。また、パッケージの大型化を防ぐために、ランド間
距離を短縮することも検討されているが、隣り合うラン
ド間でのショートの危険性が高くなるため、ランド間距
離を限りなく小さくすることは困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のPGAパッケージにおけるランドの配置方法では、単
位面積当りに形成することが可能なランドの数に限界が
あり、さらに多ピン化した半導体チップを搭載するため
には、パッケージ自体を大型化しなければならないとい
う問題が生じている。
【0007】このようなことから、高密度実装を可能と
するために、パッケージ自体を大型化することなく、最
近の半導体チップの集積度の飛躍的な向上に伴う入出力
信号数の増加に信頼性を確保した上で対処可能とした、
すなわちランド間距離を短くすることなく、ランドの形
成密度を高めたPGAパッケージが強く求められてい
る。
【0008】本発明は、このような課題に対処してなさ
れたもので、ランド間距離を短くすることなく、ランド
の形成密度を高めることにより、パッケージ自体の小型
化と入出力信号数の増加への対応とを両立させたPGA
パッケージを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明における第1のP
GAパッケージは、絶縁性基材と、前記絶縁性基材の内
部に設けられた導体回路と、前記導体回路の一端部と電
気的に接続するように、前記絶縁性基材の表面に設けら
れた複数のランドと、前記複数のランド上にそれぞれ接
合されたピンとを具備するPGAパッケージにおいて、
前記複数のランドは、直線状に同一の形成ピッチで配列
された複数のランド列により配置されていると共に、前
記ランドは、隣接するランドにより正三角形をそれぞれ
形成するように配置されていることを特徴としている。
【0010】また、第2のPGAパッケージは、絶縁性
基材と、前記絶縁性基材の内部に設けられた導体回路
と、前記導体回路の一端部と電気的に接続するように、
前記絶縁性基材の表面に設けられた複数のランドと、前
記複数のランド上にそれぞれ接合されたピンとを具備す
るPGAパッケージにおいて、前記ランドの形状は略正
六角形であることを特徴としている。さらに、この第2
のPGAパッケージにおいて、前記複数の六角形ランド
は、直線状に同一の形成ピッチで配列された複数のラン
ド列により配置されていると共に、前記六角形ランド
は、隣接する六角形ランドにより正三角形をそれぞれ形
成するように配置されていることを特徴としている。
【0011】
【作用】本発明のPGAパッケージにおいては、複数の
ランドを隣接するランドにより正三角形をそれぞれ形成
するように配置している。このような配置パターンを適
用することにより、各ランド間距離を全て同一とし、ラ
ンドを密に形成することが可能となるため、従来のラン
ドの配置方法に比べて、基本的なランド間距離を短くす
ることなく、同一面積内におけるランドの数、すなわち
ランドの形成密度を大幅に増やすことできる。よって、
PGAパッケージ自体の大きさを大型化することなく、
例えば半導体チップの入出力信号数の増加に対処するこ
とが可能となる。
【0012】また、上記ランドの配置パターンを適用し
た上で、ランドの形状を略正六角形とすることにより、
ランドの形成密度を低下させることなく、ランド面積を
増大させることができるため、外部端子となるピンを接
合する際の信頼性等の向上を図ることが可能となる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0014】図1は、本発明の一実施例のPGAパッケ
ージの概略構成を示す断面図である。図1に示すPGA
パッケージ11は、複数の絶縁層12を多層一体化した
多層配線基板13を本体とするものであり、この多層配
線基板13の各絶縁層12上には、所定の配線パターン
を有する導体回路14、さらには接地層や電源層等が設
けられている。なお、上記絶縁層12としては、絶縁性
樹脂材料や、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の
絶縁性セラミックス材料が用いられる。
【0015】多層配線基板13の第1の主面13a側に
は、半導体チップ(15)の搭載部となるキャビティ1
6が設けられている。また、上記した導体回路14は、
ビアホール17内に充填された導電材料によって、多層
配線基板13の第2の主面13bに導かれている。この
多層配線基板13の第2の主面13b上には、各ビアホ
ール17内に充填された導電材料と電気的に接続された
多数のランド18が形成されている。ランド18は、例
えば、スパッタ法や蒸着法等の薄膜形成法による薄膜Au
層、薄膜Ni層、薄膜Ti層、薄膜Cr層等やこれらの積層膜
で構成したり、あるいは WやMo等を含む導体ペーストや
Cuペーストを例えばスクリーン印刷し、これを絶縁層1
2と同時焼成することによって形成したものである。ま
た、上記ランド18の形成材料は、その一部として絶縁
材を含むもの等を用いることもできる。上記した各ラン
ド18上には、外部端子となるピン19がそれぞれろう
材や半田等により接合されており、これらによってPG
Aパッケージ11が構成されている。
【0016】上記PGAパッケージ11における多数の
ランド18は、図2に示すように、それぞれ円形ランド
20により構成されていると共に、例えば図2に示す配
置パターンで形成されている。なお、図2はランド18
の配置パターンの一部を示している。すなわち、多数の
円形ランド20は、それぞれ互いに隣接する 3つの円形
ランド20の中心が正三角形の各頂点に位置するように
配置されている。
【0017】言い換えると、多数の円形ランド20は、
まず、直線状に同一の形成ピッチ(円形ランド20の中
心間距離(図中、p1 で示す))で配列された複数のラ
ンド列21a、21b、21c、21d…により配置さ
れている。そして、これら複数のランド列21は、隣接
する列の円形ランド20の位置が互いに、上記形成ピッ
チの 1/2の距離(1/2p1 )分だけずれるように配列され
ている。換言すれば、隣接するランド列21(例えばラ
ンド列21aとランド列21b)は、それぞれの円形ラ
ンド20が 1/2p1 の距離で、互い違いに位置するよう
に配列されている。また、各ランド列21間の距離は、
ランド列21中の形成ピッチp1 と、隣接する列におけ
る隣り合う円形ランド20の中心間距離(図中、p2
示す)とが同一となるように設定されている。
【0018】上記したような円形ランド20上には、図
3に示すように、円形ランド20の直径をD1 としたと
き、40/110D1 〜45/100D1 程度の直径D2 のネールヘ
ッド部19aを有するピン19が、銀ろうや半田22等
によって接合されている。
【0019】上述したような配置パターンで、円形ラン
ド20を形成することにより、各ランド間距離(図中、
tで示す)を全て同一とすることができるため、図8や
図9に示したような従来のランドの配置方法に比べて、
基本的なランド間距離を短くすることなく、多数のラン
ドを密に配置することが可能となる。例えば、直径D1
が1.10mmの円形ランド20を、隣接する最小ランド間距
離tを0.17mmとして配置する場合、上述した実施例の配
置パターンによれば、2.54cm×2.54cmの面積内に円形ラ
ンド20を 449個配置することができるのに対し、図1
1に示したランドの配置方法では 400個となり、同一面
積内におけるランドの数、すなわちランドの形成密度を
大幅に増やすことできる。これらによって、PGAパッ
ケージ自体の大きさを大型化することなく、例えば半導
体チップの入出力信号数の増加に対処することが可能と
なる。
【0020】上述した本発明におけるランドの配置パタ
ーンは、上記した実施例のように、円形ランドに対して
も有効であるが、さらに図4に示すように、略正六角形
状のランド(以下、六角形ランドと記す)23を用いる
場合に、より一層効果的となる。
【0021】すなわち、図4に示す六角形ランド23
は、基本的には前述した実施例と同様に、それぞれ互い
に隣接する 3つの六角形ランド23の中心が正三角形の
各頂点に位置するように配置されている。言い換える
と、直線状に同一の形成ピッチ(六角形ランド23の中
心間距離p1 )で配列された複数のランド列24a、2
4b、24c、24d…を有し、かつ、これら複数のラ
ンド列24は、隣接する列の六角形ランド23の位置が
互いに、上記 1/2p1 の距離分だけずれるように配列さ
れている。また、各ランド列24間の距離も同様に、ラ
ンド列24中の形成ピッチp1 と、隣接する列における
隣り合う六角形ランド23の中心間距離p2とが同一と
なるように設定されている。
【0022】ここで、前述した実施例の円形ランド20
と、この実施例による六角形ランド23とを、形成ピッ
チp1 、p2 およびランド間距離tを同一として形成す
る場合、円形ランド20は六角形ランド23の内接円に
相当するため、円形ランド20の面積を除く分だけ、六
角形ランド23の方がランド面積の増大を図ることが可
能となる。
【0023】上記したように、ランド面積の増大を図る
ことによって、ピン19の接合信頼性等をより一層向上
させることができる。すなわち、ランド面積が大きい方
がピン接合用の銀ろうや半田のランドに対する接触角
(例えば図3中のθ)を小さくすることができ、これに
よって銀ろうや半田の端部における応力集中が緩和でき
るため、ピン19の接合信頼性を高めることができる。
また、ピン接合用の銀ろうや半田が流れた場合において
も、ランド面積が大きければそれだけランド外にはみ出
す危険性が減少するため、ランド間のショート等を防止
した上で、確実にピン19を接合することができる。
【0024】このように、六角形ランド23を上述した
配置パターンで形成することにより、従来の配置方法に
比べてランドの形成密度を向上させた上で、ピン19の
接合信頼性をより一層高めることが可能となる。
【0025】また、前述した実施例の円形ランド20を
外接円とする六角形ランドを採用すれば、多少ランド面
積が小さくなるものの、ランド間距離tは同一としたま
まで、さらに形成ピッチp1 、p2 を短くすることが可
能となるため、より一層ランドの形成密度を高めること
ができる。
【0026】上記実施例における六角形ランド23は、
基本的には正六角形に形成するものとするが、多少の変
形は許容され、ほぼ正六角形状であれば上述した効果を
得ることができる。また、六角形ランド23の各角部2
3aは、図5に示すように、R形状としてもよい。これ
は、六角形ランド23の各角部23aが角張った形状で
あると、ピン接合用の銀ろう22等、もしくはパッケー
ジ側の絶縁層12との熱膨張率差による応力集中が角部
に生じ、ピン19の接合強度の低下を招くおそれがあ
る。これに対して図5に示したように、六角形ランド2
3の各角部23aをR形状とすることにより、応力集中
を緩和することができる。よって、ピン19の接合強度
をより一層高めることが可能となる。
【0027】上記六角形ランド23の各角部23aのR
形状は、図6に示すように、六角形ランド23の内接円
の半径をrとした場合、 1/5r≦R≦ 4/5rの範囲とな
るようにRの大きさを設定することが好ましい。Rの大
きさが 1/5rより小さいと、十分な応力緩和効果が得ら
れず、また 4/5rより大きいとランドの有効面積が減少
し、六角形ランドとしての面積増大効果が十分に得られ
なくなる。
【0028】また、上記六角形ランド23の各角部23
aは、上述したようなR形状に限らず、図7に示すよう
に、単純な面取り形状としてもよい。R形状とした方が
単に面取りしたより応力緩和効果は大きいが、角部の角
度を大きくするほど、応力集中は減少する。
【0029】上述したPGAパッケージ11を用いて、
半導体搭載部品を構成するには、例えば図1に示したP
GAパッケージ11のキャビティ16内に半導体チップ
15を接合搭載し、この半導体チップ15の電極(図示
せず)と導体回路14端部の接続パッド(図示せず)と
を、ボンディングワイヤ25を介して電気的に接続する
と共に、半導体チップ15を封止部材26で気密封止す
ればよい。これによって、多ピン化した小型で信頼性の
高い半導体搭載部品が得られる。
【0030】なお、上記した各実施例においては、本発
明のPGAパッケージをキャビティアップ型のパッケー
ジに適用した例について説明したが、図8に示すような
キャビティダウン型、あるいは図9および図10に示す
ようなキャビティが形成されていないパッケージに対し
ても本発明は効果的である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のPGAパ
ッケージによれば、ピン接合部となるランドの形成密度
を、ランド間距離を短くすることなく、高めることがで
きる。これによって、多ピン化が可能で、かつ小型で信
頼性の高いPGAパッケージを提供することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるPGAパッケージの概
略構成を示す断面図である。
【図2】図1に示すPGAパッケージにおけるランドの
配置パターンの一例を示す図である。
【図3】図1に示すPGAパッケージにおけるピンの接
合部を拡大して示す断面図である。
【図4】図1に示すPGAパッケージにおけるランドの
他の形状例を配置パターンと共に示す図である。
【図5】本発明における六角形ランドの他の形状例を示
す図である。
【図6】図5に示す六角形ランドの角部の形状を説明す
るための図である。
【図7】本発明における六角形ランドのさらに他の形状
例を示す図である。
【図8】本発明の他の実施例によるPGAパッケージの
概略構成を示す断面図である。
【図9】本発明のさらに他の実施例によるPGAパッケ
ージの概略構成を示す断面図である。
【図10】本発明のさらに他の実施例によるPGAパッ
ケージの概略構成を示す断面図である。
【図11】従来のランドの配置方法の一例を示す図であ
る。
【符号の説明】
11……PGAパッケージ 12……絶縁層 13……多層配線基板 14……導体回路 17……ビアホール 18……ランド 19……ピン 20……円形ランド 21、24……ランド列 23……六角形ランド

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基材と、前記絶縁性基材の内部に
    設けられた導体回路と、前記導体回路の一端部と電気的
    に接続するように、前記絶縁性基材の表面に設けられた
    複数のランドと、前記複数のランド上にそれぞれ接合さ
    れたピンとを具備するPGAパッケージにおいて、 前記複数のランドは、直線状に同一の形成ピッチで配列
    された複数のランド列により配置されていると共に、前
    記ランドは、隣接するランドにより正三角形をそれぞれ
    形成するように配置されていることを特徴とするPGA
    パッケージ。
  2. 【請求項2】 絶縁性基材と、前記絶縁性基材の内部に
    設けられた導体回路と、前記導体回路の一端部と電気的
    に接続するように、前記絶縁性基材の表面に設けられた
    複数のランドと、前記複数のランド上にそれぞれ接合さ
    れたピンとを具備するPGAパッケージにおいて、 前記ランドの形状は、略正六角形であることを特徴とす
    るPGAパッケージ。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のPGAパッケージにおい
    て、 前記複数の六角形ランドは、直線状に同一の形成ピッチ
    で配列された複数のランド列により配置されていると共
    に、前記六角形ランドは、隣接する六角形ランドにより
    正三角形をそれぞれ形成するように配置されていること
    を特徴とするPGAパッケージ。
  4. 【請求項4】 請求項2記載のPGAパッケージにおい
    て、 前記六角形のランドの各角部は、R形状を有しているこ
    とを特徴とするPGAパッケージ。
JP4219119A 1992-08-18 1992-08-18 Pgaパッケージ Withdrawn JPH0669371A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09172105A (ja) * 1995-12-20 1997-06-30 Nec Corp 集積回路装置
KR100984944B1 (ko) * 2006-01-24 2010-10-01 산덴 가부시키가이샤 가변용량형 사판식 압축기
JP2016100392A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 キヤノン株式会社 プリント配線板、半導体装置及びプリント回路板

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