JP2000164786A - 半導体パッケージ及び半導体装置 - Google Patents

半導体パッケージ及び半導体装置

Info

Publication number
JP2000164786A
JP2000164786A JP10333882A JP33388298A JP2000164786A JP 2000164786 A JP2000164786 A JP 2000164786A JP 10333882 A JP10333882 A JP 10333882A JP 33388298 A JP33388298 A JP 33388298A JP 2000164786 A JP2000164786 A JP 2000164786A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor package
plating film
brazing material
external lead
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10333882A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Oi
政幸 大井
Kunihiko Imai
邦彦 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinko Electric Industries Co Ltd filed Critical Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority to JP10333882A priority Critical patent/JP2000164786A/ja
Publication of JP2000164786A publication Critical patent/JP2000164786A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/1517Multilayer substrate
    • H01L2924/15172Fan-out arrangement of the internal vias
    • H01L2924/15174Fan-out arrangement of the internal vias in different layers of the multilayer substrate

Landscapes

  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体パッケージ本体の外部接続端子にろう
材を介して接合された外部リードピンの保持強度を向上
させた半導体パッケージを提供する。 【解決手段】 半導体チップ14が搭載されるビルドア
ップ基板9に設けられた接続パッド部7bに、高融点は
んだよりなるろう材12を介して外部リードピン11が
接合され、該接合された外部リードピン11及びろう材
12の表面に一連に被着された金属めっき皮膜13が形
成されている。

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
本体の外部接続端子に外部リードピンを接合した半導体
パッケージ及び半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体パッケージのうちPPGA
(プラスチック・ピン・グリッド・アレイ)タイプのパ
ッケージの一例について図3を用いて説明する。図3は
回路基板としてビルドアップ基板を用いた構成について
説明するものとする。図3において、半導体パッケージ
51は、コア基板52としてエポキシ、BTレジンなど
の絶縁樹脂基材の両面に銅箔などの金属層を積層した両
面銅張基板が用いられる。この両面銅張基板に孔あけし
てスルーホール53を形成し、該スルーホール53の内
壁面に無電解銅めっき及び電解銅めっきを連続して施
し、次いで金属層をエッチングして第1の配線パターン
54が形成されている。
【0003】上記コア基板52の表面に形成された第1
の配線パターン54の上にポリイミドなどの感光性絶縁
樹脂を塗布して絶縁樹脂層55を形成し、公知のフォト
リソグラフィ工程を経て絶縁樹脂層55にビアホール5
6を形成する。このビアホール56の内壁面を含む絶縁
樹脂層55上に無電解銅めっきを施し次いで電解銅めっ
きを施して銅めっき皮膜を形成し、この銅めっき皮膜を
エッチングして第2の配線パターン57が形成される。
第1の配線パターン54及び第2の配線パターン57は
ビアホール56の銅めっき皮膜を介して電気的に接続さ
れる。そして、第2の配線パターン57が形成された基
板表面のうち、表面電極の一部である電極パッド部57
a及び外部接続端子としての接続パッド部57bが各々
露出形成されるようにソルダレジスト58により覆って
ビルドアップ基板59が形成される。
【0004】このようにして形成された、ビルドアップ
基板59の一方の面(表面電極形成面)59aに露出形
成された電極パッド部57aには、比較的低融点(18
3°C程度)のはんだよりなるはんだバンプ60がソル
ダレジスト58より突出するように接合され、このはん
だバンプ60を介して半導体チップ(図示せず)がフリ
ップチップ接続される。また、ビルドアップ基板59の
他方の面(外部接続端子形成面)59bに露出形成され
た接続パッド部57bには、通常、はんだボールなどの
金属バンプが形成されることが多いが、半導体チップの
性能の進歩発展が急進的な今日では、次世代の半導体チ
ップを搭載した半導体パッケージに交換して使用したい
というニーズがある。上記半導体パッケージが金属バン
プにより回路基板に接合されると、パッケージの交換に
手間取り交換作業がし難いことから、外部接続端子とし
て断面T字形状の外部リードピン(ネイルヘッドピン)
61が用いられている。ビルドアップ基板59の外部接
続端子形成面59bに露出形成された接続パッド部57
bに、断面T字形状の外部リードピン(ネイルヘッドピ
ン)61がはんだなどのろう材62にて接合して固着さ
れていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしなから、接続パ
ッド部57bへ外部リード61をろう材62のみで固着
しているため、該外部リード61の保持力が弱く、特に
外部リード61の横方向から作用する応力に対しては接
合強度が弱いという問題点があった。また、接続パッド
部57bに外部リード61が固着され、電極パッド部5
7aにはんだバンプ60が接合された半導体パッケージ
51のはんだバンプ60に、半導体チップを搭載する際
の加熱により、ろう材61の固着状態が緩んで外部リー
ド61の保持力が弱まり該外部リード61がぐらつくお
それもあった。
【0006】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、半導体パッケージ本体の外部接続端子にろう材を
介して接合された外部リードピンの保持強度を向上させ
た半導体パッケージ及び半導体装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。即ち、半導体パッケージに
おいては、半導体チップが搭載される半導体パッケージ
本体に設けられた外部接続端子に、高融点はんだよりな
るろう材を介して外部リードピンが接合され、該接合さ
れた外部リードピン及びろう材の表面に一連に被着され
た金属めっき皮膜が形成されていることを特徴とする。
また、ろう材は、錫−銀系の高融点はんだ又は錫−アン
チモン系の高融点はんだが好適に用いられ、金属めっき
皮膜は、ニッケルめっき皮膜、コバルトめっき皮膜又は
ニッケル−コバルト合金めっき皮膜が好適に用いられ
る。また、半導体パッケージ本体は、コア基板に絶縁樹
脂層を介して複数の配線パターンがビルドアップ法によ
り形成されてなるビルドアップ基板であっても良い。
【0008】また、半導体装置においては、上述した半
導体パッケージの半導体パッケージ本体に形成された表
面電極に半導体チップの電極が電気的に接続されて搭載
され、半導体パッケージ本体に形成された外部接続端子
に、高融点はんだよりなるろう材を介して外部リードピ
ンが接合されてなることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の態様
を添付図面に基づいて詳細に説明する。本実施の態様
は、半導体パッケージのうちPPGAタイプの半導体パ
ッケージ及び半導体装置について説明するものとする。
図1は半導体パッケージ及び半導体装置の構成を示す断
面説明図、図2は外部リードピンの接合部を示す拡大図
である。
【0010】先ず、図1を参照してPPGAタイプの半
導体パッケージの概略構成について説明する。1は半導
体パッケージであり、以下の構成を備えている。2はコ
ア基板であり、エポキシ、BTレジンなどの絶縁樹脂基
材の両面に銅箔などの金属層を積層した両面銅張基板が
用いられる。この両面銅張基板に孔あけしてスルーホー
ル3を形成し、該スルーホール3の内壁面に無電解銅め
っき及び電解銅めっきを連続して施し、次いで金属層を
エッチングして第1の配線パターン4が形成される。
【0011】コア基板2の表面に形成された第1の配線
パターン4の上にポリイミドなどの感光性絶縁樹脂を塗
布して絶縁樹脂層5を形成し、公知のフォトリソグラフ
ィ工程を経て絶縁樹脂層5にビアホール6を形成する。
或いは第1の配線パターン4の上にポリイミドなどの非
感光性絶縁樹脂を塗布して絶縁樹脂層5を形成しても良
く、この場合にはレーザー加工によりビアホール6を形
成する。このビアホール6の内壁面を含む絶縁樹脂層5
上に無電解銅めっきを施し、次いで電解銅めっきを連続
して施して銅めっき皮膜を形成し、この銅めっき皮膜を
エッチングして第2の配線パターン7が形成される。第
1の配線パターン4及び第2の配線パターン7はビアホ
ール6の内壁面に形成された銅めっき皮膜を介して電気
的に接続されている。そして、第2の配線パターン7が
形成された基板表面のうち、表面電極としての電極パッ
ド部7a及び外部接続端子としての接続パッド部7bの
みが露出形成されるようにソルダレジスト8により覆っ
て半導体パッケージ本体であるビルドアップ基板9が形
成される。
【0012】このビルドアップ基板9の一方の面(表面
電極形成面)9aに露出形成された電極パッド部7aに
は、半導体チップ14がフリップチップ接続される。電
極パッド部7a上には、比較的低融点のはんだよりなる
はんだボール10がソルダレジスト8より突出するよう
に接合されている。また、ビルドアップ基板9の他方の
面(外部接続端子形成面)9bに露出形成された接続パ
ッド部7bには、断面T字形状の外部リードピン(ネイ
ルヘッドピン)11が接合されている。
【0013】この外部リードピン11は、通常、ビルド
アップ基板9を貫通するスルーホールに嵌め込まれて電
気的に接続されるのであるが、該ビルドアップ基板9に
形成される配線パターンをファインピッチ化して高密度
配線するため、表面電極形成部位に対応する外部接続端
子形成部位(電極パッド部7aの直下に相当する部位)
にも外部リードピン11を接合するため、ビルドアップ
基板9を貫通するスルーホールを設けることできない。
よって、ビルドアップ基板9の外部接続端子形成面9b
に露出形成された接続パッド部7bに、外部リードピン
11がろう材12を介して接合されている。ろう材12
は接続パッド部7bに形成されたビアホール6内の銅め
っき皮膜上に充填されてソルダレジスト8より盛り上が
るように接続パッド部7b上に供給され、外部リードピ
ン11を接合している。
【0014】ここで、ろう材12は、錫−銀系のはんだ
(融点が約221°C)又は錫−アンチモン系のはんだ
(融点約246°C)などの鉛フリーの高融点はんだが
用いられることが望ましい。ろう材12に鉛が混入され
ていると表面に酸化膜が形成されて後述する金属めっき
皮膜13がコーティングし難くなること、及びビルドア
ップ基板9の電極パッド部7aに形成されたはんだボー
ル10に半導体チップを搭載する際に、約183°C程
度に加熱されることから、少なくともこれより共晶点が
高い金属材料を選ぶ必要があるためである。
【0015】また、図2において、外部リードピン11
及びろう材12の表面には、一連に被着された金属めっ
き皮膜13が形成されている。この金属めっき皮膜13
は、外部リードピン11をろう材12のみで固着したの
では、保持力が弱く、特に外部リードピン11に横方向
から作用する応力に対して接合強度が弱いという課題を
克服するためである。このため金属めっき皮膜13とし
ては、比較的硬い膜質を有する金属材料、例えばニッケ
ルめっき皮膜、コバルトめっき皮膜又はニッケル−コバ
ルト合金めっき皮膜が好適に用いられ、これらが電解め
っきにより被着形成されている。電解めっきを施す場合
には、外部リードピン11をソケット状の端子に保持す
るか金属板に接触させて通電電極とすることにより、金
属めっき皮膜13を被着形成することができる。また、
実装基板の端子部との接合性を高めるため、金属めっき
皮膜13の上に、更に錫めっき或いは金めっきを施して
もよいのは勿論である。このように、半導体パッケージ
1の表面電極形成面9aに形成された電極パッド部7a
に半導体チップ14の電極が電気的に接続されて搭載さ
れ、外部接続端子形成面9bに形成された接続パッド部
7bに、高融点はんだよりなるろう材12を介して外部
リードピン11が接合されて、半導体装置15が形成さ
れる。
【0016】ここで、半導体パッケージ本体への外部リ
ードピン11の固着方法について説明する。ビルドアッ
プ基板9の外部接続端子形成面9bに露出形成された接
続パッド部7bには、外部リードピン11が錫−銀系の
はんだ又は錫−アンチモン系のはんだなどの鉛フリーの
高融点はんだよりなるろう材12を介して接合される。
また、ビルドアップ基板9の表面電極形成面9aに露出
形成された電極パッド部7aには、はんだバンプ10が
接合される。次に、ビルドアップ基板9の外部接続端子
以外の部位にマスクを施して、外部リードピン11及び
ろう材12の表面にニッケルめっき皮膜、コバルトめっ
き皮膜又はニッケル−コバルト合金めっき皮膜などの金
属めっき皮膜13が一連に被着形成される。また、必要
に応じて金属めっき皮膜13の上に、更に錫めっき或い
は金めっきを施しても良い。そして、最後に電極パッド
部7aに接合されたはんだバンプ10上に半導体チップ
14がフリップチップ接続されて半導体装置15が形成
される。
【0017】上記構成によれば、外部リードピン11及
びろう材12の表面に金属めっき皮膜13が被着形成さ
れているので、半導体パッケージ1の外部リードピン1
1の保持力が向上し、特に外部リードピン11の横方向
から作用する応力に対しても接合強度を高めることがで
きる。また、接続パッド7bに接合されるろう材12と
して、鉛フリーの高融点はんだを用いたことにより、金
属めっき皮膜13の被着形成が容易になり、しかも半導
体パッケージ1へ半導体チップを搭載する際の加熱によ
っても外部リードピン11の接合強度を維持でき、信頼
性の高い半導体装置15を製造できる。
【0018】尚、半導体パッケージ1としては、外部リ
ードピン11が半導体チップ搭載面と反対側に搭載され
るフェースアップタイプのものについて説明したが、外
部リード11が半導体チップ搭載面と同一面側に搭載さ
れるフェースダウンタイプのものであっても良い。ま
た、ビルドアップ基板9としては、コア基板2に配線パ
ターンが1層積層されたものを用いたが、更に多層に配
線パターンが形成されたビルドアップ基板であっても良
く、半導体パッケージ本体はビルドアップ基板9に限ら
ず他の積層基板であっても良い等、発明の精神を逸脱し
ない範囲内でさらに多くの改変を施し得るのはもちろん
のことである。
【0019】
【発明の効果】本発明は前述したように、外部リードピ
ン及びろう材の表面に金属めっき皮膜が被着形成されて
いるので、半導体パッケージの外部リードピンの保持力
が向上し、特に外部リードピンの横方向から作用する応
力に対しても接合強度を高めることができる。また、接
続パッド部に接合されるろう材として、鉛フリーの高融
点はんだを用いたことにより、金属めっき皮膜の被着形
成が容易になり、しかも半導体チップを半導体パッケー
ジへ搭載する際の加熱によっても外部リードピンの接合
強度を維持でき、信頼性の高い半導体装置を製造でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】半導体パッケージの構成を示す断面説明図であ
る。
【図2】外部リードの接合部を示す拡大図である。
【図3】従来の半導体パッケージの構成を示す断面説明
図である。
【符号の説明】
1 半導体パッケージ 2 コア基板 3 スルーホール 4 第1の配線パターン 5 絶縁樹脂層 6 ビアホール 7 第2の配線パターン 7a 電極パッド部 7b 接続パッド部 8 ソルダレジスト 9 ビルドアップ基板 9a 表面電極形成面 9b 外部接続端子形成面 10 はんだボール 11 外部リードピン 12 ろう材 13 金属めっき皮膜 14 半導体チップ 15 半導体装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップが搭載される半導体パッケ
    ージ本体に設けられた外部接続端子に、高融点はんだよ
    りなるろう材を介して外部リードピンが接合され、該接
    合された外部リードピン及びろう材の表面に一連に被着
    された金属めっき皮膜が形成されていることを特徴とす
    る半導体パッケージ。
  2. 【請求項2】 前記ろう材は、錫−銀系の高融点はんだ
    又は錫−アンチモン系の高融点はんだであることを特徴
    とする請求項1記載の半導体パッケージ。
  3. 【請求項3】 前記金属めっき皮膜は、ニッケルめっき
    皮膜、コバルトめっき皮膜又はニッケル−コバルト合金
    めっき皮膜であることを特徴とする請求項1又は請求項
    2記載の半導体パッケージ。
  4. 【請求項4】 前記半導体パッケージ本体は、コア基板
    に絶縁樹脂層を介して複数の配線パターンがビルドアッ
    プ法により形成されてなるビルドアップ基板であること
    を特徴とする請求項1、2又は請求項3記載の半導体パ
    ッケージ。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項4のうちいずれか1
    項に記載された半導体パッケージの半導体パッケージ本
    体に形成された表面電極に半導体チップの電極が電気的
    に接続されて搭載され、前記半導体パッケージ本体に形
    成された外部接続端子に、高融点はんだよりなるろう材
    を介して外部リードピンが接合されてなることを特徴と
    する半導体装置。
JP10333882A 1998-11-25 1998-11-25 半導体パッケージ及び半導体装置 Pending JP2000164786A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10333882A JP2000164786A (ja) 1998-11-25 1998-11-25 半導体パッケージ及び半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10333882A JP2000164786A (ja) 1998-11-25 1998-11-25 半導体パッケージ及び半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000164786A true JP2000164786A (ja) 2000-06-16

Family

ID=18271017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10333882A Pending JP2000164786A (ja) 1998-11-25 1998-11-25 半導体パッケージ及び半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000164786A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6555757B2 (en) 2000-04-10 2003-04-29 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Pin solder jointed to a resin substrate, made having a predetermined hardness and dimensions
US6648211B2 (en) 2000-10-13 2003-11-18 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Pin standing resin-made substrate, method of making pin standing resin-made substrate, pin and method of making pin
US6660946B2 (en) 2000-04-10 2003-12-09 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Pin standing resin-made substrate, method of making pin standing resin-made substrate, pin and method of making pin
JP2004356583A (ja) * 2003-05-30 2004-12-16 Ngk Spark Plug Co Ltd ピン付樹脂製配線基板
US6960729B2 (en) 2001-07-27 2005-11-01 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Upright-pin-joined resin substrate, method of producing the substrate, pins, and method of producing the pins

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6555757B2 (en) 2000-04-10 2003-04-29 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Pin solder jointed to a resin substrate, made having a predetermined hardness and dimensions
US6660946B2 (en) 2000-04-10 2003-12-09 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Pin standing resin-made substrate, method of making pin standing resin-made substrate, pin and method of making pin
US6648211B2 (en) 2000-10-13 2003-11-18 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Pin standing resin-made substrate, method of making pin standing resin-made substrate, pin and method of making pin
US6960729B2 (en) 2001-07-27 2005-11-01 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Upright-pin-joined resin substrate, method of producing the substrate, pins, and method of producing the pins
JP2004356583A (ja) * 2003-05-30 2004-12-16 Ngk Spark Plug Co Ltd ピン付樹脂製配線基板

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2595909B2 (ja) 半導体装置
KR100239406B1 (ko) 표면 실장형 반도체 패키지 및 그 제조 방법
US20080188037A1 (en) Method of manufacturing semiconductor chip assembly with sacrificial metal-based core carrier
JPH0982839A (ja) 半導体パッケージ及びその製造方法、並びに半導体パッケージの放熱方法
US6537850B1 (en) Method for fabricating semiconductor components with terminal contacts having alternate electrical paths
EP1571706A1 (en) Electronic device
JP2001085470A (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR20020097036A (ko) 전자 부품의 실장 기판 및 실장 구조를 갖는 전자 장치
JP4494249B2 (ja) 半導体装置
US6074898A (en) Lead frame and integrated circuit package
JPH0883865A (ja) 樹脂封止型半導体装置
JP2000164786A (ja) 半導体パッケージ及び半導体装置
JPH1187556A (ja) 半導体装置
JP2803656B2 (ja) 半導体装置
JP2001168226A (ja) 半導体パッケージ及び半導体装置
JP3889311B2 (ja) プリント配線板
JP3563170B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2001168224A (ja) 半導体装置、電子回路装置および製造方法
JPH0547836A (ja) 半導体装置の実装構造
JP2669286B2 (ja) 複合リードフレーム
JP2002164473A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH11204565A (ja) 半導体装置
JP2004055660A (ja) 配線基板及び半導体装置
JP2000299399A (ja) 半導体装置
JP3336909B2 (ja) ボールグリッドアレイパッケージの実装構造、ボールグリッドアレイパッケージ実装用多層基板および実装方法