JPH08167676A

JPH08167676A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH08167676A
Application number: JP33298194A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Tsukada; 輝代隆塚田
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1994-12-13
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】導体回路が細線化可能なものであって、その厚
みが極めて薄いパッケージ（半導体装置）を提供する。【構成】樹脂フィルムなどからなる基材１０の複数開口
部１１とこの開口部１１を封孔する銅箔などをエッチン
グした導体パターン１２から成る複数凹部を有する基板
に電子部品２０を搭載して樹脂封止した半導体装置１０
０であって、前記電子部品２０を基材１０側から搭載固
定する第一の凹部１４と、この電子部品２０と接続手段
によって電気接続する第二の凹部１５と、この第二の凹
部１５の底部を構成する導体パターン１２が延設されて
別の開口部１１を封孔した第三の凹部１６とを有し、前
記第一の凹部１４に搭載固定された電子部品２０上の接
続端子と前記第二の凹部１５を構成する導体パターン１
２とは電気的に接続され、前記第三の凹部１６には電子
部品２０搭載側に突出する半田バンプなどの外部接続端
子が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、基材と導体パターンと
からなる基板に電子部品が搭載され、樹脂封止が施され
て、外部と電気接続するための接続端子が形成された半
導体装置に関するものである。さらには、極めて薄型で
安価な半導体装置に関するものである。

【従来の技術】近年では電子機器の普及ならびに小型化
や高性能化に伴って、この電子機器に用いられているＣ
ＰＵやメモリー等の半導体素子を内蔵した半導体装置の
低価格化や軽薄短小化が要求されている。従来使用され
ているＣＰＵやメモリー等の半導体素子を内蔵した半導
体装置には、次のようなものがある。（１）リードフレーム・パッケージ：Ｆｅ／Ｎｉアロイ
やＣｕやアルミの板状物を打ち抜き加工やエッチング加
工によって形成したリードフレームのダイ部分に半導体
素子を搭載接着し、この半導体素子上の電極とダイ部分
の周囲に放射状に配置されたインナーリードとをワイヤ
ーボンディングによって電気的に接続した後に、トラン
スファーモールド封止によって保護されたもの。現在で
もメモリー等の用途を中心に多量に使用されている。（２）ＬＣＣ（リードレス・チップ・チャリア）：方形
形状のプリント配線板の略中央部に半導体素子搭載部が
形成され、この半導体搭載部の周縁部からプリント配線
板の端部に放射状に延設される導体パターンが形成さ
れ、この導体パターンの外端部はプリント配線板の側壁
に形成された外部接続端子に接続されている。その搭載
部に載置された半導体素子と導体パターンの内端部とは
ワイヤーボンディングによって電気接続され、更に、ポ
ッティング法などによって樹脂封止されているものであ
る。（３）ＰＧＡ（ピン・グリッド・アレイ・パッケー
ジ）：方形形状のプリント配線板の略中央部に半導体素
子搭載部が形成され、この半導体搭載部の周縁部からプ
リント配線板の端部に放射状に延設される導体パターン
が形成され、この導体パターンの外端部はプリント配線
板の周縁部に形成されたスルーホールに接続され、この
スルーホールには外部接続端子としての導体ピンが挿入
固定されている。また、その中央部の搭載部に載置され
た半導体素子と導体パターンの内端部とはワイヤーボン
ディングによって電気接続され、更に、ポッティング法
などによって樹脂封止されているものである。

【発明が解決しようとする課題】上記に列記して説明し
た各種のパッケージには、その構造あるいは製造方法に
起因して下記のような問題点がある。（１）リードフレーム・パッケージ：製造コストが安価
であるという利点はあるものの、厚みが０．１５mm〜
０．２０mmの金属板を打ち抜きやエッチングによって回
路形成するために、インナーリード部（電子部品と電気
的に接続する部分）の細線化が極めて困難である。ま
た、リードフレームの両側を封止する形態が採られるた
めに、パッケージ自体が厚いものとなってしまう。（２）ＬＣＣ：上記のリードフレーム・パッケージに比
較すると、ポッティング法などによって基板の電子部品
搭載面側のみに封止を施す構造であるので、パッケージ
自体が薄くなる印象を与える。しかしながら実際には、
基材が両面回路あるいは多層回路構造のプリント配線板
であるがために、期待するほど薄くはならず、また製造
コストにおいても上記のリードフレーム・パッケージよ
りも高くなる。（３）ＰＧＡ：上記のＬＣＣとほぼ同様の構造を有した
ものであって、加えて、基材に形成されたスルーホール
には外部接続端子としての導体ピンが挿入固定されてい
るので、さらに製造コストが高いものである。従って本
発明は上記各種のパッケージが有する問題点を克服する
ためになされたものであって、その目的とするところ
は、安価で、導体回路が細線化可能なものであって、そ
の厚みが極めて薄い新規なパッケージ（半導体装置）を
提供することにある。

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明が採った手段は、樹脂フィルムなどからなる
基材（１０）に形成された複数の開口部（１１）とこの
開口部（１１）を封孔する銅箔などをエッチングして形
成した導体パターン（１２）から成る複数の凹部を有す
る基板に電子部品（２０）（主に半導体素子）を搭載し
て樹脂封止して成る半導体装置（１００）であって、少
なくとも、前記の電子部品（２０）を基材（１０）側か
ら収納するように搭載固定する第一の凹部（１４）と、
この電子部品（２０）と何らかの接続手段（たとえば、
ワイヤーボンディングやＴＡＢやビームリード接続）に
よって電気接続する第二の凹部（１５）と、この第二の
凹部（１５）の底部を構成する導体パターン（１２）が
延設されて別の開口部（１１）を封孔した第三の凹部
（１６）とを有し、前記第一の凹部（１４）に搭載固定
された電子部品（２０）上の接続端子と前記第二の凹部
（１５）を構成する導体パターン（１２）とは結線され
て電気的に接続され、前記第三の凹部（１６）には電子
部品（２０）搭載側に突出する半田バンプなどの外部接
続端子（２２）が形成されている構造とするのである。

【作用】以上のような構造とすることによって、以下の
ような作用を奏する。基本的な導体パターン（１２）部
は、厚さ９〜３５ミクロンの銅箔などの薄い金属箔を選
択的にエッチングして形成しているので、微細な回路形
成が可能である。また、一般のプリント配線板と異な
り、めっき層が形成されたスルーホールが必ずしも必要
ではないことから、高価な無電解めっき工程が省略で
き、製造コストが低減できる。導体パターン（１２）も
基材（１０）の片面のみに形成されるだけであるから、
材料コストも削減できる。また、基材（１０）への開口
部（１１）の形成に際しても、打ち抜き法などの極めて
安価で量産性に優れた加工方法を採用することが可能で
ある。また、半導体装置（１００）全体の厚みは、従来
のように基材（１０）の厚みに左右されることがなく、
導体パターン（１２）、およびそのうえに搭載された電
子部品（２０）、およびこれを保護するための封止樹脂
（２１）の厚みによって決定されるものであり、極めて
薄いものである。また、外部接続端子（２２）は、電子
部品（２０）が搭載される面側に突出した形状となって
おり、半導体装置（１００）は、いわゆるフェイスダウ
ンボンディングされるものであるので、搭載された状態
で半導体装置（１００）の上面に位置する導体パターン
（１２）から外部へ容易に放熱する事ができる構造とな
っている。さらに、半導体装置（１００）が実装された
状態でその上面には、必要に応じてソルダーレジスト等
の絶縁被膜（図示せず）が被覆される以外は、導体パタ
ーン（１２）が何の障害物もなく露出しているものであ
るから、半導体装置（１００）の実装前後における電気
テストを実施するためのパッドを別途設ける必要がな
い。尚、上記の樹脂フィルムは、０．２５mm厚み以下の
ガラス・エポキシ基材やポリイミドフィルムを用いると
よい。これらの樹脂フィルムからなる基材（１０）に複
数の開口部（１１）を形成する方法としては、金型によ
る打ち抜きプレス法やドリル加工による方法やレーザー
光線によって穴明けする方法があるが、導体パターン
（１２）となる銅箔などを積層して接着する工程以前
に、あらかじめ開口部（１１）を形成しておくとよい。
そして、突出する外部接続端子（２２）は、電子部品
（２０）が樹脂封止された後であって、且つ、導体パタ
ーン（１２）が存在しない面側にのみ形成れるものであ
るから、電子部品（２０）や導体パターン（１２）への
付着の多大な配慮や付着防止工程が不要となり、製造コ
ストを低減できる。

【実施例】次に、本発明の半導体装置について、以下に
示す製造方法の一例を紹介して詳細に説明する。（１）厚さ０．１０mmのガラス・エポキシ長尺基材（１
０）の一方の面にエポキシ樹脂を主成分とする接着剤を
塗布して乾燥する。そして、金型による打ち抜き加工を
行うことによって、開口部（１１）を形成する。（２）厚さ３５ミクロンの片面粗化処理を施した長尺銅
箔を前記の基材（１０）の接着剤を塗布した面に積層し
ながら連続的に加熱加圧ロールプレス加工をすることに
よって一体化し、さらに、熱風式オーブン内にて保持
し、接着剤を完全に硬化させる。できあがった銅張積層
板は、厚さ０．１６mmの長尺片面銅張基板となる。（３）この長尺片面銅張基板に対してサブトラクティブ
法によって導体パターン（１２）を形成することによっ
て、電子部品載用基板（所謂パッケージ）が形成され
る。。ここで、前記の開口部（１１）は導体パターン
（１２）によって一方を封孔した形状となっており、電
子部品（２０）を搭載するための第一の凹部（１４）と
こ電子部品（２０）とワイヤーボンディングなどの接続
手段よって電気接続される第二の凹部（１５）、さらに
は、この第二の凹部（１５）を封孔する導体パターン
（１２）を延設した部分に第三の凹部（１６）を構成す
るものである。前記の接続手段が本実施例のようにワイ
ヤーボンディング等である場合においては、次いで、必
要に応じて導体パターン（１２）形成面側にソルダーレ
ジストなどの絶縁被膜（図示せず）が形成された後に、
Ｎｉ／Ａｕめっき被膜が形成される。また、接続手段
が、ＴＡＢやビームリード接続等の場合においては、必
要に応じて導体パターン（１２）形成面側にソルダーレ
ジストなどの絶縁被膜（図示せず）が形成された後に、
スズめっき被膜あるいは半田めっき被膜が形成される。（４）この電子部品載用基板の第一の凹部（１４）に対
して電子部品（２０）を接着剤を用いて接着固定した後
に、ワイヤーボンディングによって電子部品（２０）上
の接続端子と第二の凹部（１５）底部の導体パターン
（１２）とを電気的に接続する。そして電子部品（２
０）とボンディングワイヤーを外部応力から保護するた
めに、ポッティング等の方法によって封止し封止樹脂
（２１）を形成する。この際、片側のみの封止になるこ
とから基板（１０）に反りが発生することが予想される
ため、封止樹脂（２１）の硬化収縮を低減することは勿
論であるが、基材（１０）の封止樹脂（２１）の硬化収
縮に対する抗力を著しく大きくするか、あるいはその逆
に基材（１０）の封止樹脂（２１）の硬化収縮に対する
抗力を著しく小さくすることによって反りを最小限にす
ることが寛容である。（５）封止樹脂（２１）から露出した第三の凹部（１
６）に半田ボールを載置し、加熱溶融することによって
突出した外部接続端子（２２）を形成し、半導体搭載装
置（１００）を完成する。以上のような半導体搭載装置（１００）においては、基
本的な導体パターン（１２）部は、厚さ９〜３５ミクロ
ンの銅箔などの薄い金属箔を選択的にエッチングして形
成しているので、微細な回路形成が可能である。また、
一般のプリント配線板と異なり、めっき層が形成された
スルーホールが必ずしも必要ではないことから、高価な
無電解めっき工程が省略でき、製造コストが低減でき
る。導体パターン（１２）も基材（１０）の片面のみに
形成されるだけであるから、材料コストも削減できる。
また、基材（１０）への開口部（１１）の形成に際して
も、打ち抜き法などの極めて安価で量産性に優れた加工
方法を採用することが可能である。また、半導体装置
（１００）全体の厚みは、従来のように基材（１０）の
厚みに左右されることがなく、導体パターン（１２）、
およびそのうえに搭載された電子部品（２０）、および
これを保護するための封止樹脂（２１）の厚みによって
決定されるものであり、極めて薄いものである。そし
て、突出する外部接続端子（２２）は、電子部品（２
０）が樹脂封止された後であって、且つ、導体パターン
（１２）が存在しない面側にのみ形成れるものであるか
ら、電子部品（２０）や導体パターン（１２）への付着
の多大な配慮や付着防止工程が不要となり、製造コスト
を低減できる。尚、上記の樹脂フィルムは、０．２５mm
厚み以下のガラス・エポキシ基材やポリイミドフィルム
を用いるとよい。これらの樹脂フィルムからなる基材
（１０）に複数の開口部（１１）を形成する方法として
は、金型による打ち抜きプレス法やドリル加工による方
法やレーザー光線によって穴明けする方法があるが、導
体パターン（１２）となる銅箔などを積層して接着する
工程以前に、あらかじめ開口部（１１）を形成しておく
とよい。そして更に、この半導体搭載装置（１００）
は、別途製造形成されたプリント配線板（所謂マザーボ
ード）に半田付け等の方法によって実装されるものであ
る。その接続方法は、Ｎ／Ｃ制御の自動部品実装装置等
を用いて、先に形成した半田等から成る外部接続端子
（２２）をマザーボードであるプリント配線板上の接続
パッドに対して接触する状態で仮固定し、ＩＲ等を熱源
とする連続式加熱炉によってリフローして、プリント配
線板と半導体搭載装置（１００）とを電気的に接続する
ものである。したがって、外部接続端子（２２）は、電
子部品（２０）が搭載される面側に突出した形状となっ
ており、半導体装置（１００）は、いわゆるフェイスダ
ウンボンディングされるものであるので、搭載された状
態で半導体装置（１００）の上面に位置する導体パター
ン（１２）から外部へ容易に放熱する事ができる構造と
なっている。さらに、半導体装置（１００）が実装され
た状態でその上面には、必要に応じてソルダーレジスト
等の絶縁被膜（図示せず）が被覆される以外は、導体パ
ターン（１２）が何の障害物もなく露出しているもので
あるから、半導体装置（１００）の実装前後における電
気テストを実施するためのパッドを別途設ける必要がな
い。

【発明の効果】以上のように、本発明は従来の各種のパ
ッケージが有する問題点を克服できて、安価で、導体回
路が細線化可能なものであって、その厚みが極めて薄い
新規なパッケージ（半導体装置）を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を示す断面図。

【符号の説明】

１０・・・基材１２・・・導体パターン１４・・・第一の凹部１５・・・第二の凹部１６・・・第三の凹部２０・・・電子部品２１・・・封止樹脂２２・・・外部接続端子１００・・・半導体搭載装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材に形成された複数の開口部とこの開口
部を封孔する導体パターンから成る複数の凹部を有する
基板に電子部品を搭載して樹脂封止して成る半導体装置
であって、少なくとも、前記電子部品を搭載する第一の凹部と、こ
の電子部品と電気接続する第二の凹部と、この第二の凹
部の底部を構成する導体パターンが延設されて別の開口
部を封孔した第三の凹部とを有し、前記第一の凹部に搭載固定された電子部品上の接続端子
と前記第二の凹部を構成する導体パターンとは電気的に
接続され、前記第三の凹部には電子部品搭載側に突出す
る外部接続端子が形成されていることを特徴とする半導
体装置。