JPH10209321A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH10209321A
JPH10209321A JP9007397A JP739797A JPH10209321A JP H10209321 A JPH10209321 A JP H10209321A JP 9007397 A JP9007397 A JP 9007397A JP 739797 A JP739797 A JP 739797A JP H10209321 A JPH10209321 A JP H10209321A
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wiring
integrated circuit
circuit device
semiconductor integrated
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Kenji Ujiie
健二 氏家
Junichi Arita
順一 有田
Hideki Tanaka
英樹 田中
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    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 LSIパッケージのパッケージ基板上に形成
された配線やスルーホールを伝ってモールド樹脂内に水
分が浸入することによって引き起こされる断線不良を防
止する。 【解決手段】 本発明のBGAは、パッケージ基板1の
上面に形成された配線8a、8bおよびスルーホール9
がモールド樹脂3の内側にのみ配置され、モールド樹脂
3の外側のパッケージ基板1上には配置されていないの
で、耐湿性信頼度試験(プレッシャークッカーテスト)
時に、配線8a、8bやスルーホール9を伝ってモール
ド樹脂3の内部に水分が浸入することがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に関し、特に、BGA(Ball Grid Array) などのパッ
ケージを有する半導体集積回路装置に適用して有効な技
術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、多ピンLSIパッケージの代表的
なものとしてQFP(Quad Flat Package) が広く使用さ
れてきた。しかし、近年におけるLSIのI/O数の増
加により、QFPによる対応が次第に困難な状況になり
つつある。
【0003】これはQFPの場合、I/O数を増加させ
ようとすると、リードフレームのリードピッチを狭くす
るか、あるいはパッケージの外形寸法を大きくしなけれ
ばならないが、リードのピッチを狭くするとリードが変
形し易くなって実装基板に半田付けする際の不良率が高
くなり、また、パッケージの外形寸法を大きくすると実
装密度が低下してしまうからである。
【0004】近年、QFPの上記した問題を解決するこ
とが可能なパッケージとして、BGAが注目されてい
る。BGAは、半導体チップを実装したプリント配線基
板(パッケージ基板)の下面に半田バンプをマトリクス
状に取り付けたもので、QFPのようにリードフレーム
を使用しないことから、多ピン化が容易で、かつ実装面
積も小さくできるという利点がある。
【0005】上記BGAについては、例えば米国特許第
5,216,278号公報に記載がある。この公報に記
載されたBGAは、下面に半田バンプを取り付けた樹脂
製のパッケージ基板上にワイヤボンディング方式で半導
体チップを実装し、この半導体チップをモールド樹脂で
封止した、いわゆるOMPAC(Over Molded Pad Array
Carrier) 構造で構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、以下のよ
うな構造を有するBGA型LSIパッケージを開発中で
ある。
【0007】このBGA型LSIパッケージは、樹脂製
のパッケージ基板上にワイヤボンディング方式で半導体
チップを搭載し、この半導体チップをモールド樹脂で封
止する構造になっている。LSIパッケージとプリント
配線基板との電気的な接続は、パッケージ基板の下面に
形成した半田バンプを介して行われる。
【0008】パッケージ基板は、複数層のCu(銅)配
線を形成した多層配線構造を有している。最上層および
最下層の配線は主として信号配線を構成し、中間の第2
層配線と第3層配線はシート状のCu箔からなり、それ
ぞれGNDプレーンと電源プレーンとを構成している。
GNDプレーンと電源プレーンは、パッケージ基板とほ
ぼ同一の寸法で構成されている。上下層の配線間は、パ
ッケージ基板に設けたスルーホールを通じて電気的に接
続される。
【0009】パッケージ基板上に形成された信号配線の
一端と、パッケージ基板の内層からスルーホールを通じ
て表面に引き出された電源およびGND配線の一端とに
は、Auワイヤの一端が圧着されるボンディングリード
が形成されている。ボンディングリードの表面には、A
uワイヤの接着性を向上させるためにAu/Niの2層
のメッキが施される。そのため、パッケージ基板の周辺
部には、ボンディングリードの表面にメッキを施す際の
電流を供給するためのメッキ配線が形成されている。パ
ッケージ基板の表面は、ボンディングリードの表面を除
き、ソルダーレジストで被覆されている。
【0010】しかし、本発明者の検討によると、上記の
ような構造のLSIパッケージは、耐湿性信頼度試験
(プレッシャークッカーテスト)時に、パッケージ基板
上の配線やスルーホールとそれらの表面を覆うソルダー
レジストとの界面にクラックが発生し、そこから配線や
スルーホールを伝ってモールド樹脂の内部に水分が浸入
することがある。このような現象が起こると、モールド
樹脂内のボンディングリードに圧着されたAuワイヤや
半導体チップの側面などを伝ってチップの表面に水分が
浸入し、チップ表面に形成されたAl(アルミニウム)
のボンディングパッドを腐蝕させて断線不良を引き起こ
す虞れがある。
【0011】本発明の目的は、LSIパッケージのパッ
ケージ基板上に形成された配線やスルーホールを伝って
モールド樹脂内に水分が浸入することによって引き起こ
される断線不良を防止する技術を提供することにある。
【0012】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0013】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
【0014】本発明の半導体集積回路装置は、パッケー
ジ基板上に形成された配線の一端と、前記パッケージ基
板の内層からスルーホールを通じて基板表面に引き出さ
れた配線の一端とにボンディングリードが形成され、前
記パッケージ基板上に搭載された半導体チップと前記ボ
ンディングリードとがワイヤを介して電気的に接続され
たLSIパッケージであって、前記パッケージ基板上の
配線および前記スルーホールが前記半導体チップを封止
する樹脂の内側にのみ形成されているものである。
【0015】本発明の半導体集積回路装置は、パッケー
ジ基板上に形成された配線の一端と、前記パッケージ基
板の内層からスルーホールを通じて基板表面に引き出さ
れた配線の一端とにボンディングリードが形成され、前
記パッケージ基板上に搭載された半導体チップと前記ボ
ンディングリードとがワイヤを介して電気的に接続され
たLSIパッケージであって、前記パッケージ基板の上
面および側面が樹脂封止されているものである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【0017】(実施の形態1)図1は、本実施の形態の
半導体集積回路装置であるBGAの一部を破断して示す
斜視図、図2は、このBGAの断面図、図3は、このB
GAの一部を破断して示す平面図である。
【0018】図1に示すように、本実施の形態のBGA
は、パッケージ基板1の上面に半導体チップ2を実装
し、この半導体チップ2をモールド樹脂3で封止したO
MPAC構造を有している。半導体チップ2は、エポキ
シ樹脂系の接着剤4によってパッケージ基板1の上面に
接合されている。半導体チップ2の主面にはAlのボン
ディングパッド5が形成されており、このボンディング
パッド5とパッケージ基板1の上面に形成されたボンデ
ィングリード6が、Auワイヤ7を介して電気的に接続
されている。
【0019】パッケージ基板1は、ガラスエポキシ樹脂
などの合成樹脂基材にCuの配線8a、8b、8cを形
成した多層配線構造を有している。最上層の配線8aは
主として信号配線を構成し、その一端は前記ボンディン
グリード6と一体に形成されている。配線8aの他端
は、スルーホール9を通じてパッケージ基板1の下面に
引き出され、このBGAの外部接続端子を構成する半田
バンプ10と電気的に接続されている。
【0020】パッケージ基板1の内層に形成された配線
8cは、GNDプレーンおよび電源プレーンを構成して
いる。これらの配線8cの一端は、スルーホール9を通
じてパッケージ基板1の上面に引き出され、ボンディン
グリード6と一体に形成された配線8bと電気的に接続
されている。配線8cの他端は、スルーホール9を通じ
てパッケージ基板1の下面に引き出され、半田バンプ1
0と電気的に接続されている。
【0021】パッケージ基板1の上面は、上記ボンディ
ングリード6が形成された領域を除き、ソルダーレジス
ト11で被覆されている。ボンディングリード6の表面
には、Auワイヤ7との接着性を向上させるために、無
電解メッキ法によってAu/Niのメッキが施されてい
る。
【0022】図3に示すように、本実施の形態のBGA
は、パッケージ基板1の上面に形成された上記配線8
a、8bおよびスルーホール9がモールド樹脂3の内側
にのみ配置されている。すなわち、モールド樹脂3の外
側のパッケージ基板1上には、配線8a、8bおよびス
ルーホール9が形成されていない。
【0023】従って、上記のように構成された本実施の
形態のBGAによれば、耐湿性信頼度試験(プレッシャ
ークッカーテスト)時に、パッケージ基板1上の配線8
a、8bやスルーホール9を伝ってモールド樹脂1の内
部に水分が浸入することがないので、この水分によるボ
ンディングパッド5の腐蝕に起因する断線不良を防止し
てBGAの信頼性および製造歩留まりを向上させること
ができる。
【0024】また、本実施の形態のBGAは、ボンディ
ングリード6の表面に電解メッキを施すためのメッキ配
線が不要であるため、パッケージ基板1の上面に形成さ
れる配線8a、8bの自由度を向上させることができ
る。
【0025】(実施の形態2)図4は、本実施の形態の
BGAの断面図、図5は、このBGAの一部を破断して
示す平面図である。
【0026】本実施の形態のBGAは、パッケージ基板
1の上面に実装された半導体チップ2を封止するモール
ド樹脂3がパッケージ基板1の上面全体と側面とを覆う
ように形成されている。また、パッケージ基板1の上面
の周辺部には、ボンディングリード6の表面にAu/N
iのメッキを施す際に、ボンディングリード6に電流を
供給するためのメッキ配線8dが形成されている。
【0027】本実施の形態のBGAによれば、パッケー
ジ基板1の上面全体と側面とをモールド樹脂3で被覆し
たことにより、耐湿性信頼度試験(プレッシャークッカ
ーテスト)時に、パッケージ基板1上の配線8a、8b
やスルーホール9を伝ってモールド樹脂3の内部に水分
が浸入することがないので、この水分によるボンディン
グパッド5の腐蝕に起因する断線不良を防止してBGA
の信頼性および製造歩留まりを向上させることができ
る。
【0028】また、本実施の形態のBGAによれば、パ
ッケージ基板1の側面から基板内に水分が浸入すること
もないので、BGAの信頼性および製造歩留まりをさら
に向上させることができる。
【0029】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0030】本発明は、BGA型のLSIパッケージに
限定されるものではなく、ピングリッドアレイ(Pin Gri
d Array)型のLSIパッケージなどにも適用することが
できる。
【0031】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0032】本発明のLSIパッケージによれば、パッ
ケージ基板上に形成された配線やスルーホールを伝って
モールド樹脂内に水分が浸入することによって引き起こ
される断線不良を防止することができるので、LSIパ
ッケージの信頼性および製造歩留まりを向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるBGAの一部を破
断して示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施の形態であるBGAの断面図で
ある。
【図3】本発明の一実施の形態であるBGAの一部を破
断して示す平面図である。
【図4】本発明の他の実施の形態であるBGAの断面図
である。
【図5】本発明の他の実施の形態であるBGAの一部を
破断して示す平面図である。
【符号の説明】
1 パッケージ基板 2 半導体チップ 3 モールド樹脂 4 接着剤 5 ボンディングパッド 6 ボンディングリード 7 Auワイヤ 8a、8b、8c 配線 8d メッキ配線 9 スルーホール 10 半田バンプ 11 ソルダーレジスト

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッケージ基板上に形成された配線の一
    端と、前記パッケージ基板の内層からスルーホールを通
    じて基板表面に引き出された配線の一端とにボンディン
    グリードが形成され、前記パッケージ基板上に搭載され
    た半導体チップと前記ボンディングリードとがワイヤを
    介して電気的に接続された半導体集積回路装置であっ
    て、前記パッケージ基板上の配線および前記スルーホー
    ルが前記半導体チップを封止する樹脂の内側にのみ形成
    されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置であ
    って、前記ボンディングリードの表面には、前記ワイヤ
    の接着性を向上させるためのメッキが無電解メッキ法に
    よって施されていることを特徴とする半導体集積回路装
    置。
  3. 【請求項3】 パッケージ基板上に形成された配線の一
    端と、前記パッケージ基板の内層からスルーホールを通
    じて基板表面に引き出された配線の一端とにボンディン
    グリードが形成され、前記パッケージ基板上に搭載され
    た半導体チップと前記ボンディングリードとがワイヤを
    介して電気的に接続された半導体集積回路装置であっ
    て、前記パッケージ基板の上面および側面が樹脂封止さ
    れていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の半導体集積回路装置であ
    って、前記パッケージ基板の上面の周辺部には、前記ボ
    ンディングリードの表面に電解メッキを施す際の電流を
    供給するためのメッキ配線が形成されていることを特徴
    とする半導体集積回路装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の半
    導体集積回路装置であって、前記パッケージ基板の他面
    には半田バンプで構成された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集積回路装置。
JP9007397A 1997-01-20 1997-01-20 半導体集積回路装置 Pending JPH10209321A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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