JP2000114289A - フリップチップ型半導体パッケージ及びその装置における樹脂注入方法 - Google Patents
フリップチップ型半導体パッケージ及びその装置における樹脂注入方法Info
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Abstract
に封止樹脂を形成する際、封止樹脂が広がり易くなるこ
とを可能にする半導体パッケージを提供することであ
る。 【解決手段】 本願の代表的な発明は、基板10と半導
体チップ20との間を封止する樹脂40とを有する半導
体パッケージにおいて、基板10の表面に凹部50を形
成した半導体パッケージの構造である。
Description
のパッケージにおける樹脂注入方法に関するものであ
る。特に、半導体チップが基板にフェースダウン型に実
装されてなるフリップチップ型半導体パッケージに関す
るものである。
れ、両者の接続部分が樹脂等により封止されている半導
体パッケージは、1995年11月14日に日本国特許
庁より公開された公開特許公報、特開平7ー30285
8号に紹介されている。
報第4頁段落
チップとの間に毛細管現象を利用して封止用樹脂が流し
込まれ、基板とチップとの間が封止される。
プとの間の隙間は通常、40〜60μmと非常に狭い
為、流し込まれた樹脂は広がり難い。
薄型化の要求は近年、ますます高まっている為、このよ
うな隙間はさらに狭くなる可能性がある。このような場
合、樹脂はますます広がり難くなり、また、基板とチッ
プとの間の全体に樹脂が広がるまでに長時間を要すると
考えられる。
半導体チップとの間に封止樹脂を形成する際、封止樹脂
が広がり易くなることを可能にする半導体パッケージを
提供することである。
との間に一様に封止樹脂を形成することができる封止樹
脂の注入方法を提供することである。
な発明は、基板と半導体チップとの間を封止する樹脂と
を有する半導体パッケージにおいて、基板の表面に凹部
を形成した半導体パッケージの構造である。
な半導体パッケージにおいて封止樹脂を形成する際、方
形状の半導体チップを基板の上方に配置した後、半導体
チップと前基板との間に半導体チップの三辺のほぼ中央
から同時に樹脂を注入するようにした半導体パッケージ
の樹脂注入方法である。
基板の表面に凹部が形成されている為、基板と半導体チ
ップとの間に十分な隙間を確保できるので、注入された
樹脂が広がり易くなる。
形状の半導体チップの三辺のほぼ中央からほぼ同時に樹
脂が注入されるので、基板と半導体チップの間に一様か
つ短時間で樹脂を注入することが可能になる。
の実施の形態が説明される。以下の説明では、本発明に
直接係わる部分が中心に説明され、それ以外の部分につ
いては説明が省略される。まず、図1及び図2を参照し
て第1の実施の形態が説明される。
面図が示されている。この図では実際は見えない部位も
説明を容易に理解するために点線または薄線により表わ
されている。図2には、図1中のXーX’線における断面
図が示されている。
0上に半導体チップ20が搭載されている。両者は電極
部30を介して電気的に接続されている。この接続され
ている部分は、封止樹脂40により封止されている。
複数の電極部30が形成されている。これらの電極30
の所定の電極から半導体チップ20内で発生された電気
的な信号が外部へ出力される。また、他の電極に外部か
らの電気的な信号が与えられる。この電極部30は半田
により形成されることが多い。本実施の形態ではボール
状の半田により形成された電極部が示されているが、形
状及び材質はこれに限られるものではない。例えば、ボ
ール状ではなく、平面状の電極が適用されることも考え
られるし、半田に限らず他の金属性の導電体が用いられ
ることも考えられる。
ックまたは有機物質を主な材料として形成される)に
は、電極部30に対応する位置に、複数のパッド12が
設けられている。各電極部30と各パッド12とは電気
的に接続される。
ことにより接続を行う方法、有機導電性ペーストにより
接続を行う方法、半田により接続を行う方法等が考えら
れる。
れる。この封止により外部からの水分の侵入を原因とす
る接続部及び配線の腐食が防止される。各パッド12は
基板10上及び基板中に形成された配線または回路を介
して基板裏面の半田により形成された複数のボール状の
接続部11にそれぞれ接続される。このボール状の接続
部11は外部基板等の機器との接続に用いられる。
ール状の接続部は、図2の断面図からしか確認できない
が、実際には基板10の裏面に多数のボール状接続部が
アレイ状に配置されている。
表面に配置されパッド12とパッケージ基板10の裏面
に配置されたパッド14とがスルーホール13を介して
電気的に接続される。パッド14にはボール状の接続部
11が接続される。
に構成される。例えば、その内表面にメッキ等により金
属層が形成されることにより導電性を有している。スル
ーホールはメッキに限らず導電性を有するように構成さ
れれば、その機能を果たす。すなわち、基板表面に形成
された配線と基板裏面に形成された配線とを電気的に接
続する構成を、設計者が適宜選択すればよい。
ジ基板10の中央部には凹部50が形成されている。こ
の凹部50は、パッド12が形成されている領域より内
側の基板10表面に形成されている。この凹部50の平
面的な形状は、第1の実施の形態では図1のように四角
形であるが、この形状は半導体チップ20の電極部30
の配置に応じて設計者が適宜選択できる。
体チップの電極部の配置により種々変更することが考え
られる。本実施の形態のような半導体チップの電極の配
置の場合、電極が配置された周辺領域より内側の基板中
央部に凹部を設けることが最適である。
成され、その深さは基板の厚さに応じて設計者が任意に
設定することができる。パッケージ基板10の中央部に
凹部50が形成されている為、凹部50の底辺からチッ
プまでの距離は、半導体チップ20の電極部30とパッ
ド12が接続される基板の周辺領域における半導体チッ
プ20と基板10との距離より大きい。
板10との間に封止樹脂40を注入する方法が示され
る。
エポキシ樹脂が半導体チップ20の周辺部のパッケージ
基板10上に滴下される。この際、パッケージ基板10
は60〜100℃に加温される。滴下された樹脂は半導
体チップ20とパッケージ基板10との間に毛細管現象
により充填される。
基板10との間に樹脂が充填されると共に、図1及び図
2に示されるように半導体チップ20の周囲下にも樹脂
がはみ出すように形成される。
させることにより図1及び図2に示されるような樹脂封
止構造が得られる。
いる為、基板10と半導体チップ20との空隙が大きく
なり、注入された樹脂が拡がり易い。樹脂が拡がり易い
ので、樹脂封止の工程が従前に比べて短時間で実現でき
る。このことは、この種の半導体装置を製造する製造者
にとって、量産性の観点から非常に大きな効果があるこ
とを意味する。
に設けられているので、従前、樹脂が拡がり難かった基
板の中央部でも、スムーズに樹脂が拡がる。スムーズに
樹脂が充填されることは、樹脂の未充填等の問題も抑制
すると考えられ、結果的に装置の信頼性の向上に寄与で
きると思われる。
0を彫刻することにより凹部50が形成された例が示さ
れた。次に、このパッケージ基板が2つの基板を張合せ
ることにより形成された本発明の第2の実施の形態が示
される。
Bにより構成された例が示されている。基板Aは図4に
示されるように中央部が中空になっている基板である。
このような基板Aと基板Bとを張合せることにより第1
の実施の形態と同様に基板10’の中心部に凹部50’
を有する構造が実現される。
0と接続するパッド12が形成されている。このパッド
12は、基板B上に形成された配線15と上述したよう
なスルーホール、または基板A中に形成された配線を介
して電気的に接続される。この配線15は基板B中に形
成されたスルーホール13’を介してボール状の接続部
11に接続される。
樹脂40を注入すれば、第1の実施の形態と同様に基板
10’と半導体チップ20との間に封止樹脂40が拡が
り易く、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
張合せるだけの簡単な方法により第1の実施の形態の基
板と同様な機能を有する基板を実現することができる。
0’では、凹部の底部が垂直形状であったが、図5、図
6のように底部が緩やかなテーパ状に形成された凹部5
1を用いれば、樹脂を注入する際、凹部51の角部にお
いてもスムーズに樹脂が充填されていく。図5は凹部5
1の断面形状の拡大図であり、図6は平面図である。
態が説明される。この形態の基本的な構造は第1の実施
の形態と同じであり、同一部分には同一符号を付すこと
によりその説明が省略される。
53の底部が角度θの傾斜を有することである。この角
度θは基板10の厚さ、凹部53の最深部の深さ、樹脂
の粘度から設計者が選択して設定できる。この傾斜は公
知の彫刻技術を利用して形成される。
傾斜の上方のX方向から注入すれば、樹脂が傾斜の上方
から下方へ、すなわち基板とチップの間全面に拡がり易
い。これは傾斜により樹脂に圧力が付加され樹脂が流れ
易くなるためであると考えられる。この場合、X方向か
ら注入される樹脂は半導体チップの辺の中央部から注入
されることが望ましい。
のX方向に加え、半導体チップの隣接する2辺の中央部
(Y方向、Z方向)から樹脂を注入すれば、より早く樹
脂を拡散することができる。
状に形成することもできる。すなわち、凹部54が底辺
54ー1と底辺54ー2という段違いになった底辺を有
するような構成が考えられる。
樹脂を注入すれば、樹脂が傾斜の上方から下方へ、すな
わち基板とチップの間全面に拡がり易くなる。
れば、樹脂が拡がり易いパッケージ構造が実現できると
共に、樹脂を短時間で注入することもできる。
されたが、この説明は限定的な意味に受け取られてはな
らない。この例証的実施態様の様々な変更、並びに本発
明のその他の実施態様が当業者にはこの説明を参考にす
ることによって明らかになるであろう。従って、特許請
求の範囲はそれらのすべての変更または実施態様を本発
明の真の範囲に含むものとしてカバーするであろうと考
えられている。
る為、基板と半導体チップとの空隙が大きくなり、注入
された樹脂が拡がり易い。
である。
Claims (17)
- 【請求項1】 外部に電気的な信号を出力する複数の電
極部を有する半導体チップと、 表面とその反対側の裏面とを有する基板であって、前記
複数の電極部に対応して設けられた複数のパッド部が前
記表面に配置され、前記複数のパッド部に電気的に接続
され、外部装置と電気的に接続するための複数の接続部
が前記裏面に配置された前記基板と、 前記基板の上方に配置された前記半導体チップの前記複
数の接続部と前記複数のパッド部とを電気的に接続する
複数の導電部と、 前記基板と前記半導体チップとの間に配置され、前記複
数の接続部、前記複数のパッド部及び前記複数の導電部
とを封止する封止樹脂とを備えたフリップチップ型半導
体パッケージにおいて、 前記基板の中央部には、凹部が形成されたことを特徴と
するフリップチップ型半導体パッケージ。 - 【請求項2】 前記凹部の底辺は傾斜を有することを特
徴とする請求項1記載のフリップチップ型半導体パッケ
ージ。 - 【請求項3】 前記傾斜は階段状に形成されていること
を特徴とする請求項2記載のフリップチップ型半導体パ
ッケージ。 - 【請求項4】 請求項1記載のフリップチップ型半導体
パッケージにおいて前記樹脂を形成する際、方形状の前
記半導体チップを前記基板の上方に配置した後、前記半
導体チップと前記基板との間に前記半導体チップの三辺
のほぼ中央から同時に前記樹脂を注入することを特徴と
するフリップチップ型半導体パッケージの樹脂注入方
法。 - 【請求項5】 請求項2記載のフリップチップ型半導体
パッケージにおいて前記樹脂を形成する際、前記半導体
チップを前記基板の上方に配置した後、前記半導体チッ
プと前記基板との間に前記傾斜の上方側から前記樹脂を
注入することを特徴とするフリップチップ型半導体パッ
ケージの樹脂注入方法。 - 【請求項6】 前記凹部の角部がテーパ状であることを
特徴とする請求項1記載のフリップチップ型半導体パッ
ケージ。 - 【請求項7】 集積回路が形成された回路形成面を有す
る半導体チップと、前記回路形成面と電気的に接続され
た表面及びその表面と反対側の裏面とを有する基板と、 前記基板と前記回路形成面との間を封止する封止樹脂と
を備えた半導体パッケージにおいて、 前記基板の表面は中央部とその周辺部で段違いに形成さ
れ、前記中央部と前記回路形成面との距離は、前記周辺
部と前記回路形成面との距離より大きいことを特徴とす
る半導体パッケージ。 - 【請求項8】 前記基板表面の中央部は傾斜を有するこ
とを特徴とする請求項7記載の半導体パッケージ。 - 【請求項9】 前記傾斜は階段状に形成されていること
を特徴とする請求項8記載の半導体パッケージ。 - 【請求項10】 請求項7記載の半導体パッケージにお
いて前記封止樹脂を形成する際、方形状の前記半導体チ
ップを前記基板の上方に配置した後、前記半導体チップ
と前記基板との間に前記半導体チップの三辺のほぼ中央
から同時に前記封止樹脂を注入することを特徴とする半
導体パッケージの樹脂注入方法。 - 【請求項11】 請求項8記載の半導体パッケージにお
いて前記封止樹脂を形成する際、前記半導体チップを前
記基板の上方に配置した後、前記半導体チップと前記基
板との間に前記傾斜の上方側から前記封止樹脂を注入す
ることを特徴とする半導体パッケージの樹脂注入方法。 - 【請求項12】 主面に複数の接続部を含む配線が形成
され、他の主面に複数のスルーホールを介して各々前記
配線に電気的に接続された複数の外部接続端子が形成さ
れた基板と、前記基板主面の接続部に入出力端子を対応
させてフェースダウン型に実装された半導体チップと、
前記基板と前記半導体チップとの間を封止する封止材と
を有する半導体装置において、 前記基板の主面には凹部が形成され、その凹部内には前
記封止材が充填されていることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項13】 前記凹部の底辺は傾斜を有することを
特徴とする請求項12記載の半導体装置。 - 【請求項14】 前記傾斜は階段状に形成されているこ
とを特徴とする請求項13記載の半導体装置。 - 【請求項15】 請求項12記載の半導体装置において
前記封止材を形成する際、方形状の前記半導体チップを
前記基板の上方に配置した後、前記半導体チップと前記
基板との間に前記半導体チップの三辺のほぼ中央から同
時に溶融した前記封止材を注入することを特徴とする半
導体装置の樹脂注入方法。 - 【請求項16】 請求項13記載の半導体装置において
前記封止材を形成する際、前記半導体チップを前記基板
の上方に配置した後、前記半導体チップと前記基板との
間に前記傾斜の上方側から溶融した前記封止材を注入す
ることを特徴とする半導体パッケージの樹脂注入方法。 - 【請求項17】 前記凹部内の角部がテーパ状であるこ
とを特徴とする請求項12記載の半導体装置。
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