JPH10189801A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH10189801A JPH10189801A JP34730096A JP34730096A JPH10189801A JP H10189801 A JPH10189801 A JP H10189801A JP 34730096 A JP34730096 A JP 34730096A JP 34730096 A JP34730096 A JP 34730096A JP H10189801 A JPH10189801 A JP H10189801A
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- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
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- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3431—Leadless components
- H05K3/3436—Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子機器、電気機器、通信機器および計測制
御機器などの民生機器に用いられる半導体装置に関する
ものである。 【解決手段】 配線基板１の半導体ディバイス４がマウ
ントされる面とこの面と対面する高温ハンダからなる金
属ボール３が配列形成される面を電気的に接続している
ビアホールに接続導体２ｂを埋め込み、この接続導体２
ｂ直下に高温ハンダからなる金属ボール３を形成する構
成を有することにより、半導体装置の十分な放熱が図れ
ると共に、高温ハンダからなる金属ボール３の接合強度
を強くでき、信頼性の優れた半導体装置が提供できる。
御機器などの民生機器に用いられる半導体装置に関する
ものである。 【解決手段】 配線基板１の半導体ディバイス４がマウ
ントされる面とこの面と対面する高温ハンダからなる金
属ボール３が配列形成される面を電気的に接続している
ビアホールに接続導体２ｂを埋め込み、この接続導体２
ｂ直下に高温ハンダからなる金属ボール３を形成する構
成を有することにより、半導体装置の十分な放熱が図れ
ると共に、高温ハンダからなる金属ボール３の接合強度
を強くでき、信頼性の優れた半導体装置が提供できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器、電気機
器、通信機器および計測制御機器などの電気機器に用い
られる半導体装置に関するものである。
器、通信機器および計測制御機器などの電気機器に用い
られる半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】以下に従来の半導体装置について説明す
る。
る。
【０００３】従来の半導体装置は、ポリイミド・ポリエ
ステル等の樹脂材料からなる配線基板で構成されてお
り、この配線基板の第一の面に半導体ディバイスを機械
的に搭載し、この半導体ディバイスの各々の電極を上記
配線基板の第一の面に形成した複数の配線電極にそれぞ
れ金属線をもって電気的に接続している。
ステル等の樹脂材料からなる配線基板で構成されてお
り、この配線基板の第一の面に半導体ディバイスを機械
的に搭載し、この半導体ディバイスの各々の電極を上記
配線基板の第一の面に形成した複数の配線電極にそれぞ
れ金属線をもって電気的に接続している。
【０００４】一方、上記配線基板の第二の面にその第二
の面に対し所定の寸法をもって平面的になるように複数
のハンダボールが配列されており、上記配線基板の第一
の面に設けた半導体ディバイスが上記配線基板の第一の
面と第二の面とを導通接続する複数のビアホールを介し
て上記複数のハンダボールのそれぞれと電気的に接続さ
れている。
の面に対し所定の寸法をもって平面的になるように複数
のハンダボールが配列されており、上記配線基板の第一
の面に設けた半導体ディバイスが上記配線基板の第一の
面と第二の面とを導通接続する複数のビアホールを介し
て上記複数のハンダボールのそれぞれと電気的に接続さ
れている。
【０００５】そして、上記複数のハンダボールのそれぞ
れは上記ビアホールのそれぞれと離れた箇所に形成さ
れ、上記配線基板の第二の面に形成した配線導体をもっ
て電気的に接続されている。
れは上記ビアホールのそれぞれと離れた箇所に形成さ
れ、上記配線基板の第二の面に形成した配線導体をもっ
て電気的に接続されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体装置の構成は、配線基板として樹脂基板を用い、
半導体ディバイスをハンダボールにビアホールと配線導
体を介して電気的に接続する構成であるため、半導体装
置自体としての熱伝導が悪く高電力の半導体ディバイス
を用いることができず、用途が著しく限られてしまうと
いう課題を有していた。
半導体装置の構成は、配線基板として樹脂基板を用い、
半導体ディバイスをハンダボールにビアホールと配線導
体を介して電気的に接続する構成であるため、半導体装
置自体としての熱伝導が悪く高電力の半導体ディバイス
を用いることができず、用途が著しく限られてしまうと
いう課題を有していた。
【０００７】本発明は、放熱性の優れた半導体装置を提
供することを目的としている。
供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の半導体装置は、配線基板の材料として放
熱性の優れた配線基板上の半導体ディバイスがマウント
される面と、この面と対面するハンダボールが配列され
る面を電気的に接続しているビアホールにハンダを埋め
込み、さらにこのビアホールの直下にハンダボールを形
成するという構成を有している。
めに、本発明の半導体装置は、配線基板の材料として放
熱性の優れた配線基板上の半導体ディバイスがマウント
される面と、この面と対面するハンダボールが配列され
る面を電気的に接続しているビアホールにハンダを埋め
込み、さらにこのビアホールの直下にハンダボールを形
成するという構成を有している。
【０００９】この構成により、半導体装置の十分な放熱
が図れると共に、ハンダボールの接合強度をアップする
ことができる。
が図れると共に、ハンダボールの接合強度をアップする
ことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、第一の面と第二の面とを有する配線基板と、この配
線基板の第一の面に搭載され、上記配線基板の第一の面
に形成した回路パターンに電気的に接続された半導体デ
ィバイスと、上記配線基板の第一の面と第二の面とを導
通接続する複数のビアホールと、上記ビアホールのそれ
ぞれに埋め込まれた接続導体と、上記配線基板の第二の
面と所定の寸法を持って上記第二の面に対して平面的に
なるように配列された回路基板に対する接続用の高温ハ
ンダからなる金属ボールとを備え、上記ビアホールは上
記配線基板の第一の面に形成した複数の配線電極の各々
に対応するように配列し、上記高温ハンダからなる金属
ボールは上記ビアホールに埋め込んだ接続導体の各々の
直下に配列したことを特徴とする半導体装置であり、半
導体装置としての十分な放熱が図れるという作用を有す
る。
は、第一の面と第二の面とを有する配線基板と、この配
線基板の第一の面に搭載され、上記配線基板の第一の面
に形成した回路パターンに電気的に接続された半導体デ
ィバイスと、上記配線基板の第一の面と第二の面とを導
通接続する複数のビアホールと、上記ビアホールのそれ
ぞれに埋め込まれた接続導体と、上記配線基板の第二の
面と所定の寸法を持って上記第二の面に対して平面的に
なるように配列された回路基板に対する接続用の高温ハ
ンダからなる金属ボールとを備え、上記ビアホールは上
記配線基板の第一の面に形成した複数の配線電極の各々
に対応するように配列し、上記高温ハンダからなる金属
ボールは上記ビアホールに埋め込んだ接続導体の各々の
直下に配列したことを特徴とする半導体装置であり、半
導体装置としての十分な放熱が図れるという作用を有す
る。
【００１１】請求項２に記載の発明は、接続導体は熱伝
導性のよい材料からなる半導体装置であり、半導体ディ
バイスから発生する熱を速やかに高温ハンダからなる金
属ボールへ伝えるという作用を有する。
導性のよい材料からなる半導体装置であり、半導体ディ
バイスから発生する熱を速やかに高温ハンダからなる金
属ボールへ伝えるという作用を有する。
【００１２】請求項３に記載の発明は、接続導体がハン
ダからなる半導体装置であり、低温プロセスにて容易に
ビアホールを埋め込むことが出来るという作用を有す
る。
ダからなる半導体装置であり、低温プロセスにて容易に
ビアホールを埋め込むことが出来るという作用を有す
る。
【００１３】請求項４に記載の発明は、高温ハンダから
なる金属ボールおよび接続導体が同材料のハンダからな
る半導体装置であり、高温ハンダからなる金属ボールと
接続導体が容易に金属結合することにより接合強度が強
くなるという作用を有する。
なる金属ボールおよび接続導体が同材料のハンダからな
る半導体装置であり、高温ハンダからなる金属ボールと
接続導体が容易に金属結合することにより接合強度が強
くなるという作用を有する。
【００１４】請求項５に記載の発明は、配線基板がセラ
ミックである半導体装置であり、放熱性をより改善する
事が出来るという作用を有する。
ミックである半導体装置であり、放熱性をより改善する
事が出来るという作用を有する。
【００１５】請求項６に記載の発明は、高温ハンダから
なる金属ボール及び接続導体が融点温度が異なるハンダ
を用いた半導体装置であり、断線のない半導体装置を実
現するという作用を有する。
なる金属ボール及び接続導体が融点温度が異なるハンダ
を用いた半導体装置であり、断線のない半導体装置を実
現するという作用を有する。
【００１６】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施形態における半導体装置の断面図である。図１におい
て、１は配線基板であり、材質としてはセラミック（ア
ルミナ焼結）等である。２は配線基板１に設けられた貫
通穴であり、図２に示すように、この配線基板１上の半
導体ディバイス（ベアチップ）４がマウントされる面と
この面と対面する高温ハンダからなる金属ボール３が配
列形成される面を電気的に接続するため、穴壁に導電性
材料２ａを形成してビアホールを構成している。導電性
材料２ａとしてはＡｇ−Ｐｄ系ペーストが使用される。
２ｂは半導体ディバイス４から発生する熱を回路基板
（図示せず）へ速やかに熱伝導させるために前記ビアホ
ール２内に形成された接続導体である。７は半導体ディ
バイス４と配線基板１をワイヤーボンディング装置にて
電気的に結合する金属線である。５は前記配線基板１の
半導体ディバイス４がマウントされる面に形成される高
熱伝導絶縁接着剤である。
施形態における半導体装置の断面図である。図１におい
て、１は配線基板であり、材質としてはセラミック（ア
ルミナ焼結）等である。２は配線基板１に設けられた貫
通穴であり、図２に示すように、この配線基板１上の半
導体ディバイス（ベアチップ）４がマウントされる面と
この面と対面する高温ハンダからなる金属ボール３が配
列形成される面を電気的に接続するため、穴壁に導電性
材料２ａを形成してビアホールを構成している。導電性
材料２ａとしてはＡｇ−Ｐｄ系ペーストが使用される。
２ｂは半導体ディバイス４から発生する熱を回路基板
（図示せず）へ速やかに熱伝導させるために前記ビアホ
ール２内に形成された接続導体である。７は半導体ディ
バイス４と配線基板１をワイヤーボンディング装置にて
電気的に結合する金属線である。５は前記配線基板１の
半導体ディバイス４がマウントされる面に形成される高
熱伝導絶縁接着剤である。
【００１７】６は半導体ディバイス４がマウントされる
面に回路パターンとして形成される配線導体であり、図
３に示すように上記金属線７がボンディングされる配線
電極６ａを各ビアホール間に結線する。ここで、上記配
線導体６および配線電極６ａとしてはＡｇ−Ｐｄ系ペー
ストが使用されている。８は半導体ディバイス４と配線
基板１をワイヤーボンディング装置にて電気的に結合す
る金属線７を保護するための第１の保護樹脂である。９
は、第１の保護樹脂８上に自動表面実装機が使用できる
ように平面化のために形成され、半導体ディバイス４を
さらに保護する第２の保護樹脂である。３は上記ビアホ
ール内に充填した接続導体２ｂの直下に形成された高温
ハンダからなる金属ボールである。ここで、上記接続導
体２ｂおよび高温ハンダからなる金属ボール３は各々共
晶ハンダが使用され、接続導体２ｂとしてのハンダの融
点は高温ハンダからなる金属ボール３としてのハンダの
融点に比べて高く、具体的には接続導体２ｂ用のハンダ
の融点は２９０度高温ハンダからなる金属ボール３とし
てのハンダの融点は２５０度のものが使用される。
面に回路パターンとして形成される配線導体であり、図
３に示すように上記金属線７がボンディングされる配線
電極６ａを各ビアホール間に結線する。ここで、上記配
線導体６および配線電極６ａとしてはＡｇ−Ｐｄ系ペー
ストが使用されている。８は半導体ディバイス４と配線
基板１をワイヤーボンディング装置にて電気的に結合す
る金属線７を保護するための第１の保護樹脂である。９
は、第１の保護樹脂８上に自動表面実装機が使用できる
ように平面化のために形成され、半導体ディバイス４を
さらに保護する第２の保護樹脂である。３は上記ビアホ
ール内に充填した接続導体２ｂの直下に形成された高温
ハンダからなる金属ボールである。ここで、上記接続導
体２ｂおよび高温ハンダからなる金属ボール３は各々共
晶ハンダが使用され、接続導体２ｂとしてのハンダの融
点は高温ハンダからなる金属ボール３としてのハンダの
融点に比べて高く、具体的には接続導体２ｂ用のハンダ
の融点は２９０度高温ハンダからなる金属ボール３とし
てのハンダの融点は２５０度のものが使用される。
【００１８】ところで、ビアホール２用の穴を複数個設
けたセラミック製の配線基板１の片面にＡｇ−Ｐｄ系ペ
ーストを用いてビアホール２用の導電性材料２ａを印刷
すると共に、配線電極６ａ及び配線導体６を印刷し、他
方の面からＡｇ−Ｐｄ系ペーストを用いてビアホール用
の導電性材料２ａを印刷する。その後、８５０度で焼成
してＡｇ−Ｐｄ系ペーストの焼き付けをする。次に、上
記配線基板１のおのおののビアホール２内に共晶ハンダ
を充填して接続導体２ｂを形成した後、おのおの接続導
体２ｂ直下に共晶ハンダにより高温ハンダからなる金属
ボール３を形成する。このとき、上記複数の高温ハンダ
からなる金属ボール３は配線基板１の面から所定の寸法
をもって平面的に配列される。次に、上記配線基板１上
に半導体ディバイス４が搭載され、ワイヤーボンディン
グ法により金属線７の処理が実行され、第１、第２の保
護樹脂８，９により樹脂封止され、所望の半導体装置と
される。
けたセラミック製の配線基板１の片面にＡｇ−Ｐｄ系ペ
ーストを用いてビアホール２用の導電性材料２ａを印刷
すると共に、配線電極６ａ及び配線導体６を印刷し、他
方の面からＡｇ−Ｐｄ系ペーストを用いてビアホール用
の導電性材料２ａを印刷する。その後、８５０度で焼成
してＡｇ−Ｐｄ系ペーストの焼き付けをする。次に、上
記配線基板１のおのおののビアホール２内に共晶ハンダ
を充填して接続導体２ｂを形成した後、おのおの接続導
体２ｂ直下に共晶ハンダにより高温ハンダからなる金属
ボール３を形成する。このとき、上記複数の高温ハンダ
からなる金属ボール３は配線基板１の面から所定の寸法
をもって平面的に配列される。次に、上記配線基板１上
に半導体ディバイス４が搭載され、ワイヤーボンディン
グ法により金属線７の処理が実行され、第１、第２の保
護樹脂８，９により樹脂封止され、所望の半導体装置と
される。
【００１９】この半導体装置においては、高温ハンダか
らなる金属ボール３としてのハンダに比べ接続導体２ｂ
としてのハンダの融点が高いので、高温ハンダからなる
金属ボール３の形成時に先に形成した接続導体２ｂの再
溶融がなく、接続導体２ｂの断線を防ぐことが出来る。
らなる金属ボール３としてのハンダに比べ接続導体２ｂ
としてのハンダの融点が高いので、高温ハンダからなる
金属ボール３の形成時に先に形成した接続導体２ｂの再
溶融がなく、接続導体２ｂの断線を防ぐことが出来る。
【００２０】上記構成の半導体装置は、表面自動実装機
により図示していない回路基板に表面実装され外部電圧
が回路基板の電極パッドから配線基板１の高温ハンダか
らなる金属ボール３を通して接続導体２ｂ、さらに配線
導体６から金属線７を通して半導体ディバイス４へと電
気的に接続され、半導体ディバイス４にて特定の回路処
理を行い前記電気接続経路を通して回路基板へ出力され
る。このとき半導体ディバイス４に発生する熱は、半導
体ディバイス４から高熱伝導絶縁接着剤５を通して配線
基板１上に伝導され、接続導体２ｂを経由して高温ハン
ダからなる金属ボール３から回路基板へと伝導する。さ
らに配線基板１の表面から空気中へと放出される。
により図示していない回路基板に表面実装され外部電圧
が回路基板の電極パッドから配線基板１の高温ハンダか
らなる金属ボール３を通して接続導体２ｂ、さらに配線
導体６から金属線７を通して半導体ディバイス４へと電
気的に接続され、半導体ディバイス４にて特定の回路処
理を行い前記電気接続経路を通して回路基板へ出力され
る。このとき半導体ディバイス４に発生する熱は、半導
体ディバイス４から高熱伝導絶縁接着剤５を通して配線
基板１上に伝導され、接続導体２ｂを経由して高温ハン
ダからなる金属ボール３から回路基板へと伝導する。さ
らに配線基板１の表面から空気中へと放出される。
【００２１】尚、配線基板の材質としてセラミック基板
による場合を説明したが、セラミック基板以外に樹脂基
板でもよい。この場合も樹脂基板上に半導体ディバイス
がマウントされる面とこの面と対面する高温ハンダから
なる金属ボールが配列形成される面を電気的に接続して
いるビアホールにハンダを埋め込みさらにこのビアホー
ルの直下にハンダボールを形成する構成により、半導体
装置としての十分な放熱が図れると共に、ハンダボール
の接合強度をアップすることができる。
による場合を説明したが、セラミック基板以外に樹脂基
板でもよい。この場合も樹脂基板上に半導体ディバイス
がマウントされる面とこの面と対面する高温ハンダから
なる金属ボールが配列形成される面を電気的に接続して
いるビアホールにハンダを埋め込みさらにこのビアホー
ルの直下にハンダボールを形成する構成により、半導体
装置としての十分な放熱が図れると共に、ハンダボール
の接合強度をアップすることができる。
【００２２】又、ワイヤーボンディング法により半導体
ディバイスを実装したが、他にフリップチップボンディ
ングの手法等により半導体ディバイスを配線基板上に実
装してもよい。
ディバイスを実装したが、他にフリップチップボンディ
ングの手法等により半導体ディバイスを配線基板上に実
装してもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明の集積回路装置は、
放熱性の優れた配線基板とこの配線基板上に半導体ディ
バイスがマウントされる面とこの面と対面する高温ハン
ダからなる金属ボールが配列形成される面を電気的に接
続しているビアホールに接続導体を埋め込み、さらにこ
の接続導体直下に高温ハンダからなる金属ボールを形成
することにより、高電力用のベアチップ等の発熱部品に
対して放熱性が優れた半導体装置を提供することが出来
る。
放熱性の優れた配線基板とこの配線基板上に半導体ディ
バイスがマウントされる面とこの面と対面する高温ハン
ダからなる金属ボールが配列形成される面を電気的に接
続しているビアホールに接続導体を埋め込み、さらにこ
の接続導体直下に高温ハンダからなる金属ボールを形成
することにより、高電力用のベアチップ等の発熱部品に
対して放熱性が優れた半導体装置を提供することが出来
る。
【図１】本発明の一実施形態における半導体装置の断面
図
図
【図２】同要部の拡大断面図
【図３】同製造に使用する配線基板の斜視図
１ 配線基板 ２ ビアホール（貫通穴） ２ａ 導電性材料 ２ｂ 接続導体 ３ 高温ハンダからなる金属ボール ４ 半導体ディバイス ５ 高熱伝導絶縁接着剤 ６ 配線導体 ７ 金属線 ８ 第１の保護樹脂 ９ 第２の保護樹脂
Claims (6)
- 【請求項１】 第一の面と第二の面とを有する配線基板
と、この配線基板の第一の面に搭載され、上記配線基板
の第一の面に形成した回路パターンに電気的に接続され
た半導体ディバイスと、上記配線基板の第一の面と第二
の面とを導通接続する複数のビアホールと、上記ビアホ
ールのそれぞれに埋め込まれた接続導体と、上記配線基
板の第二の面と所定の寸法を持って上記第二の面に対し
て平面的になるように配列された回路基板に対する接続
用の高温ハンダからなる金属ボールとを備え、上記ビア
ホールは上記配線基板の第一の面に形成した複数の配線
電極の各々に対応するように配列し、上記高温ハンダか
らなる金属ボールは上記ビアホールに埋め込んだ接続導
体の各々の直下に配列したことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項２】 接続導体は熱伝導性のよい材料からなる
請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項３】 接続導体がハンダからなる請求項１記載
の半導体装置。 - 【請求項４】 高温ハンダからなる金属ボールおよび接
続導体が同材料のハンダからなる請求項１記載の半導体
装置。 - 【請求項５】 配線基板がセラミックからなる請求項１
記載の半導体装置。 - 【請求項６】 高温ハンダからなる金属ボールおよび接
続導体が同材料のハンダからなり、各ハンダの融点温度
が異なる請求項１記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34730096A JPH10189801A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34730096A JPH10189801A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189801A true JPH10189801A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18389284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34730096A Pending JPH10189801A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10189801A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7205645B2 (en) | 2000-02-28 | 2007-04-17 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Wiring board, semiconductor device, and method of manufacturing wiring board |
| WO2019097790A1 (ja) * | 2017-11-15 | 2019-05-23 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 半導体モジュールおよびその製造方法 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP34730096A patent/JPH10189801A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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