JPH0922962A - キャビティ・ダウン・ボール・グリッド・アレイ - Google Patents

キャビティ・ダウン・ボール・グリッド・アレイ

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Publication number
JPH0922962A
JPH0922962A JP19588395A JP19588395A JPH0922962A JP H0922962 A JPH0922962 A JP H0922962A JP 19588395 A JP19588395 A JP 19588395A JP 19588395 A JP19588395 A JP 19588395A JP H0922962 A JPH0922962 A JP H0922962A
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JP
Japan
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wiring board
cavity
ball grid
printed wiring
grid array
Prior art date
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Pending
Application number
JP19588395A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadashi Hirakawa
董 平川
Tetsuji Hashino
哲司 橋野
Fumitaka Sato
文孝 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jtekt Column Systems Corp
Original Assignee
Fuji Kiko Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Kiko Co Ltd filed Critical Fuji Kiko Co Ltd
Priority to JP19588395A priority Critical patent/JPH0922962A/ja
Publication of JPH0922962A publication Critical patent/JPH0922962A/ja
Pending 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

Landscapes

  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】放熱性・耐湿性に優れるとともに高信頼性の実
装が得られ、かつ連続的製造ができて生産性の向上と低
コスト化を図れる、キャビティ・ダウン・ボール・グリ
ッド・アレイの提供。 【構成】キャビティ・ダウン・ボール・グリッド・アレ
イにおいて、プリント配線板1に一体化する金属板2
を、上方へ窪んだ形状のキャビティ用凹部7を有するも
のとし、かつプリント配線板1を、樹脂製のフィルム状
または薄い積層板状のものにする。金属板2を銅材また
は銅合金製とする。プリント配線板1を、樹脂フィルム
を基材とし、または薄い積層板を基材としたものにす
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、半導体チップ等を
実装するためのキャビティ・ダウン・ボール・グリッド
・アレイの構造に関するものであり、特に生産性の向上
と低コスト化を図り、かつ高信頼性が得られるようにし
たことを特徴とする。
【0002】
【従来の技術】近時、高密度・低コストで実装すること
を目指して、各種の新しい実装技術が開発されている
が、ボール・グリッド・アレイもそのような新しい実装
技術の1つで、リードフレームを用いずプリント配線板
を用いて、半導体チップとマザーボードとを接続可能と
したものである。
【0003】このボール・グリッド・アレイについて
は、John Lou著の”BallGrid Arr
ay Technology”(McGraw Hil
l社発行,1955)に詳しく記載されている。これを
略述すれば、図4で示す如く、半導体チップ4をリード
フレームを用いずにプリント配線板1へ実装し、該プリ
ント配線板1のパッド(電極)に取り付けた半田ボール
6で、マザーボード5に接続するようにした技術であ
る。
【0004】上記通常のボール・グリッド・アレイは、
半導体チップ4がプリント配線板1上部に実装され、ボ
ンディングワイヤ9・プリント配線板の回路10・周辺
に設けたスルホール11等を介して下部のパッドへ接続
された後、半田ボール6に接続されており、実装後にモ
ールド樹脂8で封止されている。ところがこのボール・
グリッド・アレイは、半導体チップ4を囲む全体が有機
材料で構成されているため、放熱性や耐湿性が不十分で
あるという欠点があった。
【0005】上記ボール・グリッド・アレイの欠点であ
る放熱性や耐湿性を改良するため開発されたのが、キャ
ビティ・ダウン・ボール・グリッド・アレイである。こ
れも上記John Lou著の”Ball Grid
Array Technology”第289頁に記載
されている。略述すると図5で示した如く、銅合金の如
き金属板2に、キャビティ3が下向きになるようにプリ
ント配線板1を貼り付け、該キャビティ3に半導体チッ
プ4を実装した後、プリント配線板の回路10のパッド
を介して、半田ボール6にてマザーボード5へ接続する
ものである。樹脂封止はモールド法またはポッティング
法で行われる。このキャビティ・ダウン・ボール・グリ
ッド・アレイは、上部に金属板2を設けてあるので、放
熱性・耐湿性の向上に役立っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このキャビ
ティ・ダウン・ボール・グリッド・アレイには、次の様
な問題点があった。即ち、ここで用いるプリント配線板
1には、キャビティ3内へ搭載した半導体チップ4との
ボンディングを容易にするため、半導体チップ4とほぼ
同じ厚みの硬質板を用いている。それゆえ、プリント配
線板1は連続的に製造可能な薄いフレキシブル基板を用
いることができず、かつその貼り付けも、硬質のプリン
ト配線板を製造後、個片またはストリップ状に切断し
て、これを金属板2へ貼り付ける、という手間のかかる
作業が必要となり、生産性の面で問題があるとともに、
製造コストがかなり高くついていた。
【0007】本発明は、上記従来のキャビティ・ダウン
・ボール・グリッド・アレイの問題点を解決しようとす
るものである。即ち本発明の目的は、放熱性・耐湿性お
よび実装面で高信頼性が得られるとともに、連続的製造
が可能となって生産性の向上と低コスト化を図れる、キ
ャビティ・ダウン・ボール・グリッド・アレイを提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、プリント配線板1に金属板2が一体化さ
れ、下向きキャビティ3に搭載の半導体チップ4とボン
ディングした該プリント配線板1を、半田ボール6にて
マザーボード5へ接続可能とした、キャビティ・ダウン
・ボール・グリッド・アレイにおいて、上記金属板2
を、上方へ窪んだ形状のキャビティ用凹部7を有するも
のとし、他方プリント配線板2を、樹脂製のフィルム状
または薄い積層板状のものとしたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】上記構成のキャビティ・ダウン・
ボール・グリッド・アレイにおいて、金属板2として
は、放熱性・熱伝導性の面から銅材または銅合金材を用
いることが望ましい。該金属板2の上方へ窪んだキャビ
ティ用凹部7は、該凹部7にて形成されるキャビティ3
内へ搭載の半導体チップ4の厚みにほぼ同じ深さにして
ある。該凹部4の形成は、金属板2へのパンチング加工
またはエッチング加工により行うのがよい。
【0010】上記で薄いプリント配線板2とは、生産・
加工の容易性から例えば耐熱性ある樹脂製フィルムや薄
い積層板を基材としたものがよく、かつその厚みは概ね
0.1mm以下とすることが望ましい。フィルムの材料
としては、例えばポリイミド,ポリエステル,ポリアミ
ド,ポリエーテルエーテンケトン等の樹脂とし、積層板
の補強板/樹脂としては、ガラス/エポキシ,ガラス/
エポキシ,ガラス/ポリイミド,ガラス/ビスマレイミ
ドトリアジン,アラミド/エポキシ等とするのがよい。
【0011】プリント配線板1に金属板2を一体化する
には、接着シートや接着材で貼り付けるのがよい。また
該薄いプリント配線板1は、金属板2下面の全面に貼り
付けてもよいし、金属板2に形成したキャビティ用凹部
7に対応して開口させたものを貼り付けてもよい。
【0012】半導体チップ4とプリント配線板1間のボ
ンディングは、ワイヤボンディングに限らず、フリップ
チップやTAB(Tape Automated Bo
nding)により行うものであってもよい。
【0013】上記の如く本発明に係るキャビティ・ダウ
ン・ボール・グリッド・アレイは、プリント配線板1と
一体化した金属板2に、上方へ窪んだ形状のキャビティ
用凹部7が形成され、かつプリント配線板1に、フィル
ム状または薄い積層板状のものを用いている。そのた
め、上記金属板2により、搭載した半導体チップ4は放
熱性や耐湿性が充分となるとともに、キャビティ3内の
半導体チップ4はプリント配線板1との間でボンディン
グが容易に行えて、信頼性の高い実装になっている。
【0014】他面、薄いプリント配線板1により、該プ
リント配線板1は連続的に製造することがきわめて容易
であり、それをカットしながら順次に金属板1へ貼り付
け一体化していくことができる。そのため、従来の厚い
硬質材のプリント配線板を用いたものと異なり、生産性
が向上しコストの低減も図れている。
【0015】
【実施例】次に、本発明に係るキャビティ・ダウン・ボ
ール・グリッド・アレイの実施例を、図示実施例によっ
て述べる。
【0016】キャビティ・ダウン・ボール・グリッド・
アレイは、上記の如くプリント配線板1に金属板2が一
体化され、下向きキャビティ3に搭載の半導体チップ4
とボンディングした該プリント配線板1を、半田ボール
6にてマザーボード5へ接続可能としたものである。
【0017】ここで用いる金属板2としては、上記の如
く放熱性・熱伝導性の面から銅材または銅合金材とする
のがよい。この金属板2には、上方へ窪んだ形状のキャ
ビティ用凹部7を形成してあるが、この形成にはコスト
が安くかつ一体成形品で熱や衝撃等に対する信頼性が高
いことから、ここではパンチング加工により行ってい
る。上記凹部7の深さは、後にキャビティ3としてここ
に搭載された半導体チップ4が、プリント配線板1のパ
ッドとの間で容易にボンディングできるように、該半導
体チップ4の厚みとほぼ同じ程度にしてある。
【0018】上記金属板2に薄いプリント配線板1を一
体化するが、該プリント配線板1には、生産・加工の容
易性から耐熱性のある樹脂製フィルムまたは薄い積層板
を用い、かつその厚みは0.1mm程度以下にしてあ
る。フィルムの材料としては、上記の如くポリイミド,
ポリエステル,ポリアミド,またはポリエーテルエーテ
ルケトン等の樹脂が良く、また積層板の補強板/樹脂と
しては、ガラス/エポキシ,ガラス/エポキシ,ガラス
/ポリイミド,ガラス/ビスマレイミドトリアジン,ま
たはアラミド/エポキシ等が好適である。中でも、ポリ
イミド系の樹脂製フィルムは、強度が大で加工も容易で
あり、連続成形する上で最適であるから、ここではこの
ポリイミド系樹脂性フィルムを用いている。
【0019】金属板2に薄いプリント配線板1を一体化
するには、上記の如く接着シートや接着剤で貼り付けれ
ばよい。接着シートの材料としては、例えばエポキシま
たはアクリル系樹脂等を用い、接着剤としてはエポキシ
またはポリイミド系樹脂等を用いればよい。この貼り付
けは、コストダウンと生産性向上のために、薄い樹脂フ
ィルムに連続的に回路加工をしてプリント配線板1を形
成し、それを順次カットしながら金属板2の所定箇所へ
貼り付けていく方法を採用している。
【0020】薄いプリント配線板1を金属板2に貼り付
けた後、金属板2のキャビテイ用凹部7によるキャビテ
ィ3内には、半導体チップ4が搭載され、該半導体チッ
プ4とプリント配線板1のバッド間でワイヤーボンディ
ングを行っている。このボンディングは、ワイヤボンデ
ィングに限らず、図2で示すようにフリップチップや図
3で示す如くTABで行うようにしてもよく、これらの
場合は薄いプリント配線板1を金属板2の全面に貼り付
けておけばよい。
【0021】上記の如く形成されたキャビティ・ダウン
・ボール・グリッド・アレイは、そのプリント配線板1
を半田ボール6にてマザーボード5へ接続させればよ
い。なお、図において、8はモールド樹脂、9はボンデ
ィングワイヤー、10はプリント配線板の回路、12は
バンプ、13はインナーリードを示す。
【0022】
【発明の効果】以上で明らかなように、本発明に係るキ
ャビティ・ダウン・ボール・グリッド・アレイは、放熱
性・耐湿性の面で優れるとともに高信頼性の実装が得ら
れ、かつ連続的製造ができて生産性の向上と、低コスト
化を図ることができる。
【0023】即ち、通常のボール・グリッド・アレイ
は、半導体チップを囲む全体が有機材料で構成されてい
るため、放熱性や耐湿性が不十分であるし、従来のキャ
ビティ・ダウン・ボール・グリッド・アレイも、プリン
ト配線板にキャビティへ搭載した半導体チップとほぼ同
じ厚みの硬質板を用いるため、該プリント配線板を連続
的に製造できないし、個片状等に切断して金属板に貼り
付ける手間の係る作業が必要で、製造コストもかなり高
くついた。
【0024】これに対し、本発明のキャビティ・ダウン
・ボール・グリッド・アレイでは、上方へ窪んだ形状の
キャビティ用凹部をもつ金属板を、樹脂フィルムまたは
薄い積層板を基材にしたプリント配線板と一体化してあ
る。この金属板により、搭載した半導体チップの放熱性
や耐湿性が充分になり、キャビティ内の半導体チップと
プリント配線板間のボンディングが容易に行えるので、
実装も高信頼性のあるキャビティ・ダウン・ボール・グ
リッド・アレイが製造できる。
【0025】しかも、本発明のキャビティ・ダウン・ボ
ール・グリッド・アレイでは、プリント配線板に樹脂製
フィルムや薄い積層板を基材としたものを用いているた
め、該プリント配線板は連続的に製造することがきわめ
て容易となり、かつそれをカットしながら順次に金属板
へ貼り付けていくこともできるようになる。それゆえ、
従来の厚い硬質材のプリント配線板を用いたものと異な
り、工程が簡素化して生産性の向上が図れるとともに、
製造コストも低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るキャビティ・ダウン・ボール・グ
リッド・アレイで、ワイヤーボンディングによる実施例
を示す拡大縦断面図である。
【図2】本発明に係るキャビティ・ダウン・ボール・グ
リッド・アレイで、フリップチップでボンディングした
実施例を示す拡大縦断面図である。
【図3】本発明に係るキャビティ・ダウン・ボール・グ
リッド・アレイで、TABを用いてボンディングした実
施例を示す拡大縦断面図である。
【図4】従来のボール・グリッド・アレイを示す拡大縦
断面図である。
【図5】従来のキャビティ・ダウン・ボール・グリッド
・アレイを示す拡大縦断面図である。
【符号の説明】
1−プリント配線板 2−金属板 3−キ
ャビティ 4−半導体チップ 5−マザーボード 6−半
田ボール 7−キャビティ用凹部 8−モールド樹脂 9−ボ
ンディングワイヤー 10−回路 12−バンプ 13−
インナーリード

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】キャビティ・ダウン・ボール・グリッド・
    アレイにおいて、 プリント配線板と一体化する金属板を、上方へ窪んだ形
    状のキャビティ用凹部を有するものとし、かつ上記プリ
    ント配線板を、樹脂製のフィルム状または薄い積層板状
    のものにしたことを特徴とする、キャビティ・ダウン・
    ボール・グリッド・アレイ。
  2. 【請求項2】金属板を銅材または銅合金製とした、請求
    項1に記載のキャビティ・ダウン・ボール・グリッド・
    アレイ。
  3. 【請求項3】プリント配線板を、樹脂フィルムを基材と
    するものにした、請求項1に記載のキャビティ・ダウン
    ・ボール・グリッド・アレイ。
  4. 【請求項4】プリント配線板を、薄い積層板を基材とす
    るものにした、請求項1に記載のキャビティ・ダウン・
    ボール・グリッド・アレイ。
JP19588395A 1995-07-06 1995-07-06 キャビティ・ダウン・ボール・グリッド・アレイ Pending JPH0922962A (ja)

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JP19588395A JPH0922962A (ja) 1995-07-06 1995-07-06 キャビティ・ダウン・ボール・グリッド・アレイ

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JPH0922962A true JPH0922962A (ja) 1997-01-21

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JP19588395A Pending JPH0922962A (ja) 1995-07-06 1995-07-06 キャビティ・ダウン・ボール・グリッド・アレイ

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11177012A (ja) * 1997-12-16 1999-07-02 Mitsui High Tec Inc 半導体装置
US6379996B1 (en) 1998-04-17 2002-04-30 Nec Corporation Package for semiconductor chip having thin recess portion and thick plane portion
JP2009200250A (ja) * 2008-02-21 2009-09-03 Nec Corp 半導体素子の実装構造
JP2013115290A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体装置及び半導体装置の製造方法

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