JPH11145379A - 半導体装置の実装構造体およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置の実装構造体およびその製造方法

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JPH11145379A
JPH11145379A JP9319127A JP31912797A JPH11145379A JP H11145379 A JPH11145379 A JP H11145379A JP 9319127 A JP9319127 A JP 9319127A JP 31912797 A JP31912797 A JP 31912797A JP H11145379 A JPH11145379 A JP H11145379A
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JP
Japan
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semiconductor device
pellet
wiring board
mounting structure
tcp
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JP9319127A
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Ayumi Miyata
歩 宮田
Kenichi Takada
健一 高田
Tsukasa Matsuoka
司 松岡
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Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3421Leaded components

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 メモリーカードの実装密度を高める。 【解決手段】 配線基板30の主面に複数個のペレット
10が横並びに配置されてバンプから形成された接続端
子部13群によって機械的かつ電気的に接続されてお
り、複数のTCP・IC20が各ペレット10の上にそ
れぞれ配置されてリフロー半田付けによって形成された
半田付け部28に表面実装されている。 【効果】 ペレットの上にTCP・ICが重なった状態
になるため、メモリーカードの実装密度を倍増できる。
TCP・ICの下方空間にペレットが納まった状態にな
っているため、メモリーカードの全体厚さが厚くなるの
を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の実装
構造体の製造技術、特に、実装密度を高めるための技術
に関し、例えば、メモリーカード等のハイブリッドIC
(半導体集積回路装置)の製造に利用して有効な技術に
関する。
【0002】
【従来の技術】ハイブリッドICの一例であるメモリー
カードは、テープ・キャリア・パッケージを備えたIC
(以下、TCP・ICという。)やシン・スモール・ア
ウトライン・パッケージを備えたIC(以下、TSOP
・ICという。)が複数個、配線基板の一主面または両
面に一段に並べられて表面実装されているのが、一般的
である。そして、配線基板には実装されたIC群を外力
から保護するためのカバーが取り付けられている。
【0003】なお、ハイブリットICを述べてある例と
しては、特開平2−68871号公報、がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
メモリーカードにおいては、TCP・ICやTSOP・
ICが配線基板に一段に並べられているため、実装密度
の増加に限界がある。
【0005】本発明の目的は、実装密度を高めることが
できる半導体装置の実装構造体の製造技術を提供するこ
とにある。
【0006】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。
【0007】
【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説明すれば、次の通り
である。
【0008】すなわち、一主面に複数個の電極パッドを
形成された半導体ペレットが配線基板にその電極パッド
群において機械的かつ電気的に接続されており、この半
導体ペレットの他の主面側に半導体装置が配されてこの
配線基板に表面実装されていることを特徴とする。
【0009】前記した手段によれば、半導体ペレットの
上に半導体装置を重ねることができるため、半導体装置
の実装構造体の実装密度を倍増させることができる。他
方、半導体装置の下方空間に半導体ペレットを収めるこ
とができるため、半導体装置の実装構造体の厚さの増加
を抑制することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態である
メモリーカードを示しており、(a)は一部切断正面
図、(b)は(a)のb−b線に沿う側面断面図であ
る。図2は同じく一部切断平面図である。図3はその製
造方法を示す工程図である。図4はペレットを示してお
り、(a)は平面図、(b)は一部切断正面図、(c)
は一部切断側面図である。図5はTCP・ICを示して
おり、(a)は平面図、(b)は一部切断正面図、
(c)は一部切断側面図である。図6は配線基板を示し
ており、(a)は平面図、(b)は一部切断正面図であ
る。図7はペレットボンディング工程を示しており、
(a)は平面図、(b)は一部切断正面図である。図8
はTCP・ICのリフロー工程を示しており、(a)は
平面図、(b)は一部切断正面図である。
【0011】本実施形態において、本発明に係る半導体
装置の実装構造体はメモリーカードとして構成されてお
り、メモリーカード1は配線基板30と、半導体ペレッ
ト(以下、ペレットという。)10と、半導体装置とし
てのTCP・IC20とを備えている。配線基板30の
両方の主面にはペレット10が、複数個の接続端子部1
3において機械的かつ電気的にされており、これらペレ
ット10の配線基板30と反対側にはTCP・IC20
が配されて、配線基板30に表面実装されている。そし
て、このメモリーカード1は以下に説明する製造方法に
よって製造されている。
【0012】以下、本発明の一実施形態であるメモリー
カードの製造方法を説明する。この説明により、前記メ
モリーカードの構成の詳細が明らかにされる。
【0013】図4に示されているように、ペレット10
は長方形の平板形状に形成されており、ペレット10の
接続側主面(以下、第1主面という。)には接続端子部
を形成するためのバンプ11が複数個、所定の間隔を置
いて二列に形成されている。各バンプ11は半田材が使
用されて略半球形状にそれぞれ形成されている。
【0014】本実施形態においては、ペレット10が6
個使用される。ペレット10はメモリー等の同種の集積
回路が作り込まれたものを複数個使用してもよいし、相
異なる種類の集積回路が作り込まれたものを複数個使用
してもよい。
【0015】なお、ペレット10およびバンプ11は半
導体装置の製造工程における所謂前工程において、ウエ
ハの形態で実施され、ダイシング工程で長方形の平板形
状にダイシングされる。
【0016】図5に示されているように、TCP・IC
20は担体としてのキャリア用テープ(図示せず)の一
部から切り出されたサポートリング21を備えており、
サポートリング21は長方形の枠形状に形成されてい
る。サポートリング21の一方の主面(以下、第1主面
とする。)にはインナリード22が複数本、径方向内側
に放射状に配線されており、各インナリード22にはア
ウタリード23が径方向外側に一体的にそれぞれ連結さ
れている。サポートリング21の開口内にはペレット
(以下、TCP用ペレットという。)24が、第2主面
側から挿入されて配置されており、TCP用ペレット2
4は各インナリード22に金バンプ25によってインナ
リードボンディングされて機械的かつ電気的に接続され
ている。インナリード22群、TCP用ペレット24の
一部および金バンプ25群はポッティングによって成形
された樹脂封止体26によって樹脂封止されている。
【0017】本実施形態においては、図5に示されてい
るTCP・IC20がペレット10と同数個、使用され
る。TCP用ペレット24はメモリー等の同種の集積回
路が作り込まれたものを複数個使用してもよいし、相異
なる種類の集積回路が作り込まれたものを複数個使用し
てもよい。
【0018】図6に示されているように、配線基板30
は基板本体(以下、本体という。)31を備えており、
本体31はガラス含浸エポキシ樹脂やセラミック等の絶
縁材料が使用されて長方形の平盤形状に形成されてい
る。本体31の短辺はTCP・IC20の長辺よりも大
きく設定されており、本体31の長辺は3個のTCP・
IC20を横並びに表面実装してもなお余裕が残るよう
に設定されている。本体31の表側主面(以下、上面と
いう。)および裏側主面(以下、下面という。)の両短
辺側の端部(以下、左右端部という。)には外部端子3
2が複数個、互いに平行に並べられてそれぞれ形成され
ている。
【0019】本体31の上面および下面にはペレット1
0を機械的かつ電気的に接続するためのランド(以下、
ペレット用ランドという。)33が複数個、左右で一対
の列が左、中央、右の3組に配置されてそれぞれ形成さ
れており、各ペレット用ランド33は本体31の内部に
配線された電気配線(図示せず)によって所定の各外部
端子32に互いに絶縁されてそれぞれ接続されている。
【0020】本体31の上面および下面にはTCP・I
C20を表面実装するためのランド(以下、TCP・I
C用ランドという。)34が複数個、左右で一対の列が
左、中央、右の3組の各ペレット用ランド33群の外側
にそれぞれ配置されて形成されており、各TCP・IC
用ランド34は本体31の内部に配線された電気配線
(図示せず)によって所定の各外部端子32に互いにか
つペレット用ランド33と絶縁されてそれぞれ接続され
ている。
【0021】メモリーカード1の組み立てに際しては、
図3に示されているように、ペレットボンディング工程
において、ペレット10が配線基板30の上面および下
面のペレット用ランド33群に実装される。すなわち、
図7に示されているように、配線基板30のペレット用
ランド33に半田ペースト12が塗布された後に、ペレ
ット10が各バンプ11を各ペレット用ランド33に整
合されて半田ペースト12によって接着される。この状
態で、加熱炉を通される等のリフロー処理が実施され、
各バンプ11および半田ペースト12が溶融されて各接
続端子部13がそれぞれ形成される。この接続端子部1
3群によって、各ペレット10が配線基板30に機械的
かつ電気的に接続された状態になる。
【0022】次に、図3に示されているように、TCP
・IC実装工程において、TCP・IC20が配線基板
30の上面および下面における各ペレット10の位置に
それぞれ配されて表面実装される。すなわち、図8に示
されているように、配線基板30のTCP・IC用ラン
ド34に半田ペースト27が塗布された後に、TCP・
IC20が各アウタリード23を各TCP・IC用ラン
ド34に整合されて、半田ペースト27によって接着さ
れる。この状態で、加熱炉を通される等のリフロー処理
が実施され、各半田ペースト27が溶融されて半田付け
部28がそれぞれ形成される。このようにして形成され
た半田付け部28群によって、各TCP・IC20が配
線基板30に機械的かつ電気的に接続された状態にな
る。
【0023】この際、半田付け部28を形成する半田材
としては、ペレット10の接続端子部13のための半田
材よりも低融点のものが使用される。これにより、先に
半田付けされた接続端子部13が後のアウタリードボン
ディングにおける半田付け処理によって溶融することは
防止される。このため、TCP・IC20が配線基板3
0に半田付けされる際に、同一の配線基板30に先に組
み付けられたペレット10が脱落したり遊動したりする
現象が発生するのを防止することができる。
【0024】その後、図3に示されているように、カバ
ー被せ工程において、ペレット10およびTCP・IC
20が実装された配線基板30にはカバー35が被せら
れる。すなわち、図1に示されているように、断面がコ
字形の箱形状に形成されたカバー35が配線基板30に
TCP・IC20群の外側を一面を残して取り囲むよう
に被せ付けられる。このカバー35はメモリーカード1
の輸送時やパーソナルコンピュータ等への実装時に、T
CP・IC20やペレット10に外力が加わるのを防止
することにより、これらを保護することになる。
【0025】以上のようにして製造されて図1および図
2に示されているように構成されているメモリーカード
1は、パーソナルコンピュータ等のマザーボードに実装
される。メモリーカード1の稼働時におけるペレット1
0の発熱は、接続端子部13群から熱伝導によって配線
基板30に効率よく伝達されて放熱される。また、TC
P・IC20の発熱はアウタリード23群からの熱伝導
によって配線基板30に伝達されたり、樹脂封止体26
からの放射や対流によって外気に伝達されたりして効率
よく放熱される。
【0026】前記実施形態によれば、次の効果が得られ
る。
【0027】 配線基板の主面に複数個のペレットを
横並びに実装するとともに、複数のTCP・ICを各ペ
レットに対応させて実装することにより、ペレットの上
にTCP・ICが重なった状態になっているため、メモ
リーカードの実装密度を倍増することができる。
【0028】 TCP・ICの下方空間にペレットが
納まった状態になっているため、メモリーカードの全体
厚さが厚くなるのを抑制することができる。
【0029】 配線基板にバンプによって実装された
ペレットがTCP・ICによって被覆された状態になっ
ているため、ペレットに外力が加わるのを防止すること
ができ、ペレットが配線基板から剥離するのを防止する
ことができる。
【0030】 メモリーカードの稼働時におけるペレ
ットの発熱は、接続端子部群から熱伝導によって配線基
板に効率よく伝達されて放熱させることができるため、
メモリーカードの放熱性能を向上させることができる。
【0031】 また、TCP・ICの発熱はアウタリ
ード群からの熱伝導によって配線基板に伝達させたり、
樹脂封止体からの放射や対流によって外気に伝達させた
りして効率よく放熱させることができるため、メモリー
カードの放熱性能を向上させることができる。
【0032】 配線基板に断面がコ字形の箱形状に形
成されたカバーをTCP・IC群の外側を一面を残して
取り囲むように被せ付けることにより、メモリーカード
の輸送時やパーソナルコンピュータ等への実装時に、T
CP・ICやペレットに外力が加わるのをカバーによっ
て防止することができるため、これらを保護することが
できる。
【0033】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
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。
【0034】例えば、図9に示されているように、ペレ
ット10のみが実装された領域と、TCP・IC20の
みが実装された領域と、ペレット10およびTCP・I
C20が二段に実装された領域とを配線基板30にそれ
ぞれ設定してもよい。
【0035】また、配線基板の上面および下面の両面に
ペレットおよびTCP・ICを二段に実装するに限ら
ず、上面または下面のいずれか一方だけにペレットおよ
びTCP・ICを二段に実装するように構成してもよ
い。
【0036】半導体装置としてはTCP・ICを使用す
るに限らず、TSOP・ICやTSOJ・IC等を使用
してもよい。
【0037】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるメモリ
ーカードに適用した場合について説明したが、それに限
定されるものではなく、ハイブリットIC等の半導体装
置の実装構造体全般に適用することができる。特に、本
発明は薄形で高い実装密度が要求される半導体装置の実
装構造体に適用して優れた効果が奏される。
【0038】
【発明の効果】本願におい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、次
の通りである。
【0039】一主面に複数個の電極パッドを形成された
半導体ペレットを配線基板にその電極パッド群において
機械的かつ電気的に接続するとともに、この半導体ペレ
ットの他の主面側に半導体装置を配してこの配線基板に
表面実装することにより、半導体ペレットの上に半導体
装置が重なった状態になっているため、半導体装置の実
装構造体の実装密度を倍増することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施形態であるメモリーカー
ドを示しており、(a)は一部切断正面図、(b)は
(a)のb−b線に沿う側面断面図である。
【図2】同じく一部切断平面図である。
【図3】その製造方法を示す工程図である。
【図4】ペレットを示しており、(a)は平面図、
(b)は一部切断正面図、(c)は一部切断側面図であ
る。
【図5】TCP・ICを示しており、(a)は平面図、
(b)は一部切断正面図、(c)は一部切断側面図であ
る。
【図6】配線基板を示しており、(a)は平面図、
(b)は一部切断正面図である。
【図7】ペレットボンディング工程を示しており、
(a)は平面図、(b)は正面断面図である。
【図8】TCP・ICのリフロー工程を示しており、
(a)は平面図、(b)は正面断面図である。
【図9】本発明の他の実施形態であるメモリーカードを
示す正面図である。
【符号の説明】
1…メモリーカード(半導体装置の実装構造体)、10
…ペレット(半導体ペレット)、11…バンプ、12…
半田ペースト、13…接続端子部、20…TCP・IC
(半導体装置)、21…サポートリング、22…インナ
リード、23…アウタリード、24…TCP用ペレッ
ト、25…金バンプ、26…樹脂封止体、27…半田ペ
ースト、28…半田付け部、30…配線基板、31…本
体(基板本体)、32…外部端子、33…ペレット用ラ
ンド、34…TCP・IC用ランド、35…カバー。
フロントページの続き (72)発明者 松岡 司 東京都青梅市藤橋3丁目3番地2 日立東 京エレクトロニクス株式会社内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一主面に複数個の電極パッドを形成され
    た半導体ペレットが配線基板にその電極パッド群におい
    て機械的かつ電気的に接続されており、この半導体ペレ
    ットの他の主面側に半導体装置が配されてこの配線基板
    に表面実装されていることを特徴とする半導体装置の実
    装構造体。
  2. 【請求項2】 前記半導体ペレットおよび半導体装置が
    前記配線基板の両方の主面にそれぞれ実装されているこ
    とを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の実装構造
    体。
  3. 【請求項3】 前記半導体ペレットおよび半導体装置が
    前記配線基板の一方の主面のみに実装されていることを
    特徴とする請求項1に記載の半導体装置の実装構造体。
  4. 【請求項4】 前記半導体装置がテープ・キャリア・パ
    ッケージを備えた半導体装置であることを特徴とする請
    求項1、2または3に記載の半導体装置の実装構造体。
  5. 【請求項5】 前記半導体ペレットおよび半導体装置が
    配線基板にリフロー半田付けされて実装されていること
    を特徴とする請求項1、2、3または4に記載の半導体
    装置の実装構造体。
  6. 【請求項6】 前記配線基板にカバーが前記半導体装置
    群の外側を一面を残して被覆するように被せ付けられる
    ことを特徴とする請求項1、2、3、4または5に記載
    の半導体装置の実装構造体。
  7. 【請求項7】 一主面に複数個の電極パッドを形成され
    た半導体ペレットが配線基板にその電極パッド群におい
    て機械的かつ電気的に接続され、この半導体ペレットの
    他の主面側に半導体装置が配されてこの配線基板に表面
    実装されることを特徴とする半導体装置の実装構造体の
    製造方法。
  8. 【請求項8】 前記半導体ペレットが前記配線基板に機
    械的かつ電気的に接続された後に、この配線基板に前記
    半導体装置が表面実装されることを特徴とする請求項7
    に記載の半導体装置の実装構造体の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記半導体ペレットが前記配線基板に高
    融点半田材を使用されてリフロー半田付けされた後に、
    この配線基板に前記半導体装置が低融点半田材を使用さ
    れてリフロー半田付けされることを特徴とする請求項7
    または8に記載の半導体装置の実装構造体の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記配線基板に前記半導体ペレットお
    よび前記半導体装置が全て実装された後に、カバーが前
    記半導体装置群の外側を一面を残して被覆するように被
    せ付けられることを特徴とする請求項7、8または9に
    記載の半導体装置の実装構造体の製造方法。
JP9319127A 1997-11-05 1997-11-05 半導体装置の実装構造体およびその製造方法 Pending JPH11145379A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006049838A (ja) * 2004-07-09 2006-02-16 Elpida Memory Inc 積層型半導体装置およびそれを用いる半導体装置モジュール
JPWO2020235215A1 (ja) * 2019-05-23 2020-11-26

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