JP2000114414A - 半導体パッケージおよびその製造方法 - Google Patents

半導体パッケージおよびその製造方法

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JP2000114414A JP10276880A JP27688098A JP2000114414A JP 2000114414 A JP2000114414 A JP 2000114414A JP 10276880 A JP10276880 A JP 10276880A JP 27688098 A JP27688098 A JP 27688098A JP 2000114414 A JP2000114414 A JP 2000114414A
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package
semiconductor
support substrate
wiring
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Yoshiaki Tsubomatsu
良明 坪松
Mitsuo Yokota
光雄 横田
Yorio Iwasaki
順雄 岩崎
Fumio Inoue
文男 井上
Shigeki Ichimura
茂樹 市村
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 パッケージクラックを防止し信頼性に優れる
小型の半導体パッケージ。 【解決手段】 配線パターン４を設けた支持基板１の半
導体チップ搭載領域に半田チップ７を接着し、半導体チ
ップ電極と内部接続用電極部８を金ワイヤ９でポンディ
ングし、樹脂封止１０した後、外部接続端子部となる開
口部にはんだボール１１を配置した後、支持基板外側よ
り接着部材６に達するベント穴１２を加工した後、個々
のパッケージに分離し半導体パッケージを得る。半導体
パッケージのリフロー時に接着材から発生するガスや水
蒸気はベント穴により確実にパッケージ外に放出でき、
パッケージクラックを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体パッケージ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体の集積度が向上するに従い、入出
力端子数が増加している。従って、多くの入出力端子数
を有する半導体パッケージが必要になった。一般に、入
出力端子はパッケージの周辺に一列に配置するタイプ
と、周辺だけではなく内部まで多列に配置するタイプが
ある。前者は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋ
ａｇｅ）が代表的である。これを多端子化する場合は、
端子ピッチを縮小することが必要であるが、０．５ｍｍ
ピッチ以下の領域では、配線板との接続に高度な技術が
必要になる。後者のアレイタイプは比較的大きなピッチ
で端子配列が可能なため、多ピン化に適している。従
来、アレイタイプは接続ピンを有するＰＧＡ（Ｐｉｎ
Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）が一般的であるが、配線板との
接続は挿入型となり、表面実装には適していない。この
ため、表面実装可能なＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄ Ａｒ
ｒａｙ）と称するパッケージが開発されている。
【０００３】一方、電子機器の小型化に伴って、パッケ
ージサイズの更なる小型化の要求が強くなってきた。こ
の小型化に対応するものとして、半導体チップとほぼ同
等サイズの、いわゆるチップサイズパッケージ（ＣＳ
Ｐ； Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋｇｅ）が提案され
ている。これは、半導体チップの周辺部でなく、実装領
域内に外部配線基板との接続部を有するパッケージであ
る。具体例としては、バンプ付きポリイミドフィルムを
半導体チップの表面に接着し、チップと金リード線によ
り電気的接続を図った後、エポキシ樹脂等をポッテング
して封止したもの（ＮＩＫＫＥＩ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ
＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ９４．４，Ｎｏ．１４
０，ｐ１８−１９）や、仮基板上に半導体チップ及び外
部配線基板との接続部に相当する位置に金属バンプを形
成し、半導体チップをフェースダウンボンディング後、
仮基板上でトランスファーモールドしたもの（Ｓｍａｌ
ｌｅｓｔ Ｆｌｉｐ−Ｃｈｉｐ−Ｌｉｋｅ Ｐａｃｋａ
ｇｅ ＣＳＰ； Ｔｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ ＶＬＳＩ Ｐ
ａｃｋａｇｉｎｇ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｆ Ｊａｐａ
ｎ，ｐ４６−５０，１９９４）等がある。このほか外部
配線基板との接続部を半導体チップの周辺部に配置して
あるものの接続端子のピッチが狭い、小型のファインピ
ッチＢＧＡ（Ｆ−ＢＧＡ）も開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されている半導体パッケージの多くは、小型で高集積
度化に対応でき、かつはんだリフロー時のパッケージク
ラックを防止し信頼性に優れ、しかも生産性に優れるも
のではない。本発明は、パッケージクラックを防止し信
頼性に優れる小型の半導体パッケージを提供するもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためのものであり、有機系支持基板に接着部材
を介して半導体チップが搭載された半導体装置であっ
て、前記有機系支持基板の半導体チップが搭載される側
には所定の配線が形成されており、前記有機系支持基板
の半導体チップが搭載される側の反対側には、外部接続
端子が形成されており、前記所定の配線は半導体チップ
電極及び前記外部接続端子と接続されており、少なくと
も前記半導体チップ電極と所定の配線との接続部が支持
封止されており、前記有機系支持基板側から前記接着部
材層の一部に達する穴を備え、はんだリフロー時に水蒸
気ガスを逃がす構造にしたことを特徴とする半導体パッ
ケージ、および有機系支持基板に接着部材を介して半導
体チップを搭載し、次にチップと支持基板の所定の配線
部分を接合し、さらに少なくとも接合部を樹脂封止した
後、前記有機系支持基板側から前記接着部材層の一部に
達する穴を開けることを特徴とする半導体パッケージの
製造方法を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の半導体パッケージの好ま
しい実施形態は、ポリイミドフィルム基板に接着部材を
介して半導体チップが搭載された半導体装置であって、
前ポリイミドフィルム基板上の半導体チップが搭載され
る側には所定の配線パターンが形成されており、前記ポ
リイミドフィルム基板の半導体チップが搭載される側の
反対側には外部接続端子が形成されており、前記配線パ
ターンは半導体チップ端子及び前記外部接続端子と接続
されており、少なくとも前記半導体チップ電極と所定の
配線との接続部がトランスファーモールド法により樹脂
封止されており、樹脂封止後に前記ポリイミドフィルム
基板側から前記接着部材層の一部に達する所定径、所定
数のガス抜け用の穴（ベント穴）を開けたことを特徴と
する半導体パッケージである。
【０００７】有機系支持基板としては、上述したポリイ
ミドフィルムの他に、エポキシフィルム、液晶ポリマー
フィルム等のフィルム剤の他に、エポキシ樹脂やポリイ
ミド樹脂等をガラス不織布等基材に含浸・硬化したもの
等が使用できる。また、有機系支持基板の一表面に配線
パターンを形成する方法としては、銅箔をプレス後に湿
式エッチングする方法、所定の箇所に銅めっきする方
法、それらを併用する方法等が使用できる。有機系支持
基板に外部接続端子部用の開口部を設けるには、ドリル
加工やパンチング等の機械加工、エキシマレーザーや炭
酸ガスレーザー等のレーザー加工、その他ケミカルエッ
チング加工等により行うことができる。また、接着性の
ある有機系支持基材等に開口部を予め設け、それを銅箔
等の配線形成用金属箔と張り合わせる方法、銅箔付きま
たは予め配線が形成さされた有機系絶縁基材に開口部を
設ける方法、それらを併用する等が可能である。内部接
続用電極部と導通する外部接続端子部は、有機系支持基
板開口部に、はんだボール、めっき等により、バンプ等
を形成することにより作製することができる。これは外
部の基板等に接続される。
【０００８】配線と半導体チップ電極の電気的接続法
は、半導体チップを配線の半導体チップに搭載部にフェ
ースアップで搭載し、半導体チップ電極と前記配線に設
けられた内部接続用電極部とをワイヤボンディングで接
続する。半導体チップを配線の半導体チップ搭載領域部
にフェースダウンで搭載し、半導体チップ電極と前記配
線に設けられた接続端子とを接続する等により行うこと
ができる。有機系支持基板の配線を外部に接続するに
は、有機系支持基板の配線が形成されている箇所に開口
を設け、この開口を介して有機系支持基板の配線が形成
せされている面の反対面に配線と電気的に接続した外部
接続端子部を設ける等により行うことができる。
【０００９】接着部材には、通常のペースト状ダイボン
ド接着材やフィルム状接着材を適用できる。このうち、
フィルム状接着材については、単層のもの、ポリイミ
ド、エポキシ樹脂、ポリイミド等のプラスチックフィル
ムに接着材を片面もしくは両面に塗布したものが使用で
きる。
【００１０】ベント穴は、有機系支持基板のチップ搭載
領域内に少なくとも１個以上形成される。穴径は特に問
わないが、例えば、０．０３ｍｍ以上かつ１．０００ｍ
ｍ以下が好ましい。配置は半導体チップ搭載領域内であ
れば特に問わないが、なるべく均等に複数個配置されて
いることが好ましく、これらの穴径および配置は、配線
パターンに応じて選択される。さらに、ベント穴の加工
は少なくとも半導体チップ電極と所定の配線との接続部
を樹脂封止材した後、ドリル加工やエキシマレーザーや
炭酸ガスレーザー等のレーザー加工で行うのが好適であ
る。
【００１１】本発明の半導体パッケージを製造するに
は、まず、所定の配線パターン及び外部接続端子部用の
開口部が形成された有機系支持基板上の所定領域に接続
部材層を形成し、接着材面に半導体チップを接着する。
次に、半導体チップ電極を支持基板の内部接続用電極部
とワイヤーボンディング等により接続する。さらに半導
体チップの少なくとも半導体チップ電極面を樹脂封止
し、外部接続端子部に、はんだボールを搭載することに
より半導体パッケージを製造することができる。
【００１２】
【実施例】図１により、本発明の実施例について説明す
る。ポリイミド接着材をポリイミドフィルムの両面に塗
布した、厚さ０．０６ｍｍのポリイミドボンディングシ
ート１に、外部接続端子部となる開口部２をドリル加工
で形成する（図１ａ）。次に、厚さ０．０１８ｍｍの銅
箔（日本電解製、商品名；ＳＬＰ−１８）３をプレス
後、内部接続用電極部及び展開配線４を通常のエッチン
グ法で形成する（図１ｂ）。さらに、露出している配線
に無電解ニッケルめっき（膜厚：５μｍ）、無電解金め
っき（膜厚：０．８μｍ）５を順次施す。次に、抜き打
ち金型を用いてフレーム状に打ち抜き、複数組の内部接
続用電極部、展開配線、外部接続端子用開口部を形成し
た支持基板を準備する（図１ｃ）。（一部削除）次に、
支持基板の半導体チップ搭載領域に、無銀ペースト（日
立化成工業株式会社製、商品名；ＥＮ−４３２２）６を
用いて、半導体チップ７を支持基板の所定の位置に接着
し、１８０℃、１時間のアフターキュアを行い（Ｄ／Ｆ
削除）無銀ペーストを硬化させる。さらに、半導体チッ
プ電極と内部接続用電極部８を金ワイヤ９をポンディン
グして電気的に接続する（図１ｆ）。このようにして形
成したものをトランスファーモールド金型に装填し、半
導体封止用エポキシ樹脂１０（日立化成工業株式会社
製、商品名；ＣＥＬ−９２００）を用いて各々封止する
（図１ｇ）。次に、外部接続端子部となる開口部に、は
んだボール１１を配置し溶融させ、炭酸ガスレーザー
（日立精工（株）社製；ＮＬＣ−１Ｂ２１）を用いて、
ポリイミドボンディングシート１側から無銀ペースト６
に達するベント穴１２（穴系０．１ｍｍφ、深さ０．１
ｍｍ）を２５穴（配置ピッチ０．８、１．２及び１．６
ｍｍの３水準）加工した（図１ｈ）。加工条件は、発振
周波数１ＫＨｚ、出力１．２ｍＪ／０．１ｍｍφ、ビー
ム径０．１３ｍｍ（アパーチャー使用）、パルス幅１０
μｍｓｅｃ、照射数３ショット／穴等である。最後にパ
ンチにより個々のパッケージに分離し、半導体パッケー
ジが得られる（図１ｉ）。また、比較例としてベント穴
を開けないパッケージも作製した。実施例のパッケージ
３種（べんと穴配置ピッチ０．８、１．２及び１．６ｍ
ｍの３水準）と比較例パッケージ各２０個を８５℃、６
０％ＲＨＭの雰囲気で１９２時間放置吸湿させた後、２
４５℃の赤外線リフローを行い、パッケージのクラック
発生状況を観察した。比較例のパッケージは無銀ペース
ト層またはその界面クラックが発生したが、実施例のパ
ッケージはいずれもクラックは発生しなかった。
【００１３】
【発明の効果】本発明では、接着材に達する穴を所定の
領域に配置することにより、ベントホールの機能を損な
わず、かつリフロー時に接着材から発生するガスや水蒸
気を確実にパッケージ外に放出できる。従って、パッケ
ージクラックを防止し信頼性の高い小型半導体パッケー
ジの製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を説明するための、半導体パッ
ケージ製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ポリイミドボンディングシート ２ 外部接続端
子部（開口） ３ 銅箔 ４ 配線パター
ン ５ Ｎｉ／Ａｕめっき ６ 接着部材
（無銀ペースト） ７ 半導体チップ ８ 内部接続用
電極 ９ Ａｕワイヤ １０ 封止用エポ
キシ樹脂 １１ はんだボール １２ ベント穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 順雄 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館工場内 (72)発明者 井上 文男 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社筑波開発研究所内 (72)発明者 市村 茂樹 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社筑波開発研究所内 Ｆターム(参考） 4E068 AF00 DA09 4M109 AA01 BA05 CA21 DA06 5F044 AA05 JJ03

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】有機系支持基板に接着部材を介して半導体
    チップが搭載された半導体装置であって、前記有機系支
    持基板の半導体チップが搭載される側には所定の配線が
    形成されており、前記有機系支持基板の半導体チップが
    搭載される側の反対側には外部接続端子が形成されてお
    り、前記所定の配線は半導体チップ及び前記外部接続用
    端子と接続されており、少なくとも前記半導体チップ電
    極と所定の配線との接続部が樹脂封止されており、前記
    有機系支持基板側から前記接着部材層の一部に達する穴
    を備えたことを特徴とする半導体パッケージ。
  2. 【請求項２】有機系支持基板に接着部材を介して半導体
    チップを搭載し、次にチップと支持基板の所定の配線部
    分を接合し、さらに少なくとも前記半導体チップ電極と
    所定の配線との接続部を樹脂封止した後、前記有機系支
    持基板側から前記接着部材層の一部に達する穴を開ける
    ことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100386634B1 (ko) * 2000-12-29 2003-06-02 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 비지에이 패키지용 기판의 습기 배출공 형성방법
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