JP2000269376A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2000269376A
JP2000269376A JP6983299A JP6983299A JP2000269376A JP 2000269376 A JP2000269376 A JP 2000269376A JP 6983299 A JP6983299 A JP 6983299A JP 6983299 A JP6983299 A JP 6983299A JP 2000269376 A JP2000269376 A JP 2000269376A
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substrate
solder ball
package substrate
semiconductor device
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Takeshi Mihashi
橋 剛 三
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Toshiba Electronic Device Solutions Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要な配線機能を確保しながら、ＢＧＡパッ
ケージ基板の製造コストを大幅に低減することが可能な
構成の半導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る半導体装置のＢＧＡパッケ
ージ基板は、パッケージ基板表面上の半導体チップ搭載
領域に形成されたプレーン配線部、パッケージ基板裏面
側の半田ボール端子が接続される位置に対応したパッケ
ージ基板表面上の位置に形成された半田ボール接続部、
及び、ボンディングワイヤの一端と半田ボール接続部又
はプレーン配線部との間その他のノード間を電気的に接
続するように形成された接続配線部を含む単一層である
基板配線層を備えているものである。

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及びその
製造方法に係り、特に、ボール・グリッド・アレイ（Ba
ll Grid Array：ＢＧＡ）・パッケージの半導体装置及
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来のＢＧＡパッケージの半導
体装置の断面図である。
【０００３】図５に示した従来の半導体装置のＢＧＡパ
ッケージ基板は、第１のソルダレジスト３１上に形成さ
れた第１の配線層３２と、第１の配線層３２上に形成さ
れた第１の絶縁層３３と、第１の絶縁層３３上に形成さ
れた第２の配線層３４と、第２の配線層３４上に形成さ
れた第２の絶縁層３５と、第２の絶縁層３５上に形成さ
れた第３の配線層３６と、第３の配線層３６上に形成さ
れた第３の絶縁層３７と、第３の絶縁層３７上に形成さ
れた第４の配線層３８と、第４の配線層３８上に形成さ
れた第２のソルダレジスト４０とから構成されており、
第１の配線層３２と第２の配線層３４と第３の配線層３
６と第４の配線層３８とは、第１の絶縁層３３及び第２
の絶縁層３５，第３の絶縁層３７を貫通して開口された
スルーホール３９を介して適宜相互に接続されている。
第１の絶縁層３３及び第２の絶縁層３５，第３の絶縁層
３７は、エポキシ樹脂等の絶縁材料で形成されている。
【０００４】このパッケージ基板表面上には、ダイボン
ド樹脂４１によりダイボンディングされた半導体チップ
４２と、第２のソルダレジスト４０の開口部から露出し
た第４の配線層３８と半導体チップ４２の各電極パッド
とを電気的に接続するボンディングワイヤ４３と、半導
体チップ４２及びボンディングワイヤ４３を封止するモ
ールド樹脂４４とが備えられている。また、このパッケ
ージ基板裏面上には、第１の配線層３２の半田ボール接
続部３２ｃ上の第１のソルダレジスト３１に開口された
開口部を介して、半導体チップ４２の各電極パッドに対
応した半田ボール端子４５が、第１の配線層３２の半田
ボール接続部３２ｃに接続されている。この半導体装置
は、半田ボール端子４５により、半導体装置外部の電極
配線等に接続される。
【０００５】図６は、従来の半導体装置のＢＧＡパッケ
ージ基板における第１の配線層３２の平面図、図７は、
従来の半導体装置のＢＧＡパッケージ基板における第２
の配線層３４の平面図、図８は、従来の半導体装置のＢ
ＧＡパッケージ基板における第３の配線層３６の平面
図、図９は、従来の半導体装置のＢＧＡパッケージ基板
における第４の配線層３８の平面図である。
【０００６】図６に示すように、第１の配線層３２は、
半田ボール端子４５を接続するための半田ボール接続部
３２ｃと、他の配線層との接続のためにスルーホール３
９内に形成されたスルーホール部３２ｄと、半田ボール
接続部３２ｃとスルーホール部３２ｄとの間その他のノ
ード間を接続する接続配線部３２ｂとから構成されてい
る。
【０００７】図７に示すように、第２の配線層３４は、
寄生インダクタンスを抑制して安定した電源電位又は接
地電位を得るために所定領域に形成されたプレーン配線
３４ａと、他の配線層との接続のためにスルーホール３
９内に形成されたスルーホール部３４ｄとから構成され
ている。
【０００８】図８に示すように、第３の配線層３６も、
寄生インダクタンスを抑制して安定した電源電位又は接
地電位を得るために所定領域に形成されたプレーン配線
３６ａと、他の配線層との接続のためにスルーホール３
９内に形成されたスルーホール部３６ｄとから構成され
ている。
【０００９】図９に示すように、第４の配線層３８は、
他の配線層との接続のためにスルーホール３９内に形成
されたスルーホール部３８ｄと、ボンディングワイヤと
スルーホール部３８ｄとの間その他のノード間を接続す
る接続配線部３８ｂとから構成されている。
【００１０】上述のような従来のＢＧＡパッケージの半
導体装置においては、電源電位及び接地電位の変動を防
止し、安定した入出力電位を確保するために、半導体チ
ップ側の電源電極パッド及び接地電極パッドは複数配設
されている。一方、ＢＧＡパッケージ基板側において
も、寄生インダクタンスを抑制して安定した電源電位又
は接地電位を得るために、電源配線及び接地配線の断面
積を大きくするとともに、プレーン配線と称される膜状
配線を、例えば第２の配線層３４又は第３の配線層３６
の一方又は双方に配設し、複数配設されている電源電極
パッド及び接地電極パッドにスルーホール３９を介して
配線のスルーホール部３４ｄ又は３６ｄにより接続して
いる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来のＢＧＡパッケージの半導体装置は多層配線
構造であるために、配線の引き回しや電源プレーン配線
又は接地プレーン配線の配置等の配線自由度は高いが、
スルーホールを介して各配線層間を接続する配線構造が
複雑であり、ＢＧＡパッケージ基板の製造コストが高い
という問題点があった。
【００１２】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、必要な配線機能を確保しながら、ＢＧ
Ａパッケージ基板の製造コストを大幅に低減することが
可能な構成の半導体装置及びその製造方法を提供するこ
とである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
によれば、パッケージ基板と、パッケージ基板表面上の
半導体チップ搭載領域に形成されたプレーン配線部、パ
ッケージ基板裏面側の半田ボール端子が接続される位置
に対応したパッケージ基板表面上の位置に形成された半
田ボール接続部、及び、ボンディングワイヤの一端と半
田ボール接続部又はプレーン配線部との間その他のノー
ド間を電気的に接続するように形成された接続配線部を
含む単一層である基板配線層と、ボンディングワイヤが
接続される部分を除く基板配線層上に形成された絶縁層
と、絶縁層上の半導体チップ搭載領域にダイボンディン
グされた半導体チップと、半導体チップの電極パッドと
基板配線層とを電気的に接続するボンディングワイヤ
と、半導体チップ及びボンディングワイヤを樹脂封止す
るモールド樹脂と、パッケージ基板の半田ボール接続部
の位置に開口された開口部を介して、パッケージ基板裏
面側から半田ボール接続部に接続された半田ボール端子
とを備えたことを特徴とし、この構成により、ＢＧＡパ
ッケージ基板に形成した基板配線層が１層のみでありな
がら、異なる電位のプレーン配線を２層設けることがで
き、ＢＧＡパッケージ基板構造、配線レイアウトも簡略
化され、半導体装置全体を薄型化することができる。即
ち、従来のＢＧＡパッケージの半導体装置と同等以上の
配線機能を確保しながら、配線長の総計が短縮して、寄
生インダクタンス等の影響を抑制し、製造コストも低減
することができる。
【００１４】上記本発明に係る半導体装置を使用する際
には、プレーン配線部の電位と半導体チップ基板部分の
電位とは、いずれか一方が電源電位、他方が接地共通電
位であるものとする。また、絶縁層は、ソルダレジスト
であるものとする。
【００１５】本発明に係る半導体装置の製造方法は、通
常のプロセスにより上記構成の半導体装置を製造するも
のである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置及
びその製造方法の実施の形態について、図面を参照しな
がら説明する。
【００１７】図１は、本発明に係るＢＧＡパッケージの
半導体装置の実施の一形態における断面図である。
【００１８】図１に示した本発明に係るＢＧＡパッケー
ジの半導体装置は、ＢＧＡパッケージ基板であるテープ
基板１と、テープ基板１上に形成されたプレーン配線部
２ａ及び接続配線部２ｂ，半田ボール接続部２ｃを含む
単一層である基板配線層と、ボンディングワイヤが接続
される部分を除く基板配線層上に形成された絶縁性のソ
ルダレジスト３と、ソルダレジスト３上の半導体チップ
搭載領域にダイボンド樹脂４によりダイボンディングさ
れた半導体チップ５と、基板配線層の接続配線部２ｂと
半導体チップ５の各電極パッドとを電気的に接続するボ
ンディングワイヤ６と、半導体チップ５及びボンディン
グワイヤ６を封止するモールド樹脂８とを備えている。
また、テープ基板１裏面上には、基板配線層の半田ボー
ル接続部２ｃ下のソルダレジスト３に開口された開口部
を介して、半導体チップ５の各電極パッドに対応した半
田ボール端子７が、基板配線層の半田ボール接続部２ｃ
に接続されている。この半導体装置は、半田ボール端子
７により、半導体装置外部の電極配線等に接続される。
【００１９】図２は、本発明に係る半導体装置における
ＢＧＡパッケージ基板であるテープ基板１表面上に形成
された基板配線層を示した平面図、図３は、本発明に係
る半導体装置におけるＢＧＡパッケージ基板であるテー
プ基板１表面上に形成された基板配線層並びにボンディ
ングされた半導体チップ５及びボンディングワイヤ６を
示したボンディングレイアウト平面図、図４は、本発明
に係る半導体装置におけるＢＧＡパッケージ基板である
テープ基板１表面上に形成された基板配線層の半田ボー
ル接続部２ｃのテープ基板１裏面側に接続された半田ボ
ールを示した底面図である。
【００２０】図２に示すように、テープ基板１表面上に
は基板配線層が形成されている。基板配線層は、半導体
チップ搭載領域に形成されたプレーン配線部２ａと、半
田ボール端子７を接続するための半田ボール接続部２ｃ
と、ボンディングワイヤの一端と半田ボール接続部２ｃ
又はプレーン配線部２ａとの間その他のノード間を電気
的に接続するように形成された接続配線部２ｂとから構
成されている。
【００２１】図３に示すように、テープ基板１表面上の
ボンディングレイアウトは、テープ基板１表面上に形成
されたソルダレジスト３（図３には図示せず）のプレー
ン配線部２ａ上の部分上に半導体チップ５がダイボンデ
ィングされ、半導体チップ５上の各電極パッドと接続配
線部２ｂの一端とがボンディングワイヤ６により電気的
に接続されている。
【００２２】図４に示すように、テープ基板１を裏面側
からみると、基板配線層の半田ボール接続部２ｃ下の部
分のテープ基板１に開口部が開口されており、半導体チ
ップ５の各電極パッドに対応する半田ボール端子７がこ
の開口部を介して基板配線層の半田ボール接続部２ｃに
接続されている。
【００２３】本発明に係る半導体装置は、以下のように
製造される。
【００２４】テープ基板１は、あらかじめ基板配線の半
田ボール接続部分に対応した位置をプレス等で開口した
上で、テープ基板１表面上に基板配線層を形成する。基
板配線層は、半導体チップ搭載領域のプレーン配線部２
ａ，基板裏面側の半田ボール端子が接続される位置に対
応した位置の半田ボール接続部２ｃ，及び、プレーン配
線部との間その他のノード間を電気的に接続する接続配
線部２ｂの形状にパターニングする。基板配線層を形成
後、テープ基板表面全面に絶縁性のソルダレジスト３を
形成し、ボンディングワイヤと接続配線部２ｂとを接続
するために、ソルダレジスト３の所定の部分をエッチン
グにより除去する。その後、パッケージ基板表裏面の前
記半田ボール接続部２ｃ、及び、接続配線部２ｂにそれ
ぞれテープ基板１、及びソルダレジスト３マスクとして
Ｎｉ／Ａｕ等の電解メッキを施し、パッケージ基板が製
作される。
【００２５】このようにして製作されたパッケージ基板
表面ソルダレジスト３のチップ搭載領域上に半導体チッ
プ５をダイボンド樹脂４によりダイボンディングし、半
導体チップ５の各電極パッドと基板配線層の接続配線部
２ｂとをボンディングワイヤ６を用いてワイヤボンディ
ングにより電気的に接続する。半導体チップ５及びボン
ディングワイヤ６をボンディングした後、モールド樹脂
８により半導体チップ５及びボンディングワイヤ６を樹
脂封止する。最後に、テープ基板１裏面側から、テープ
基板１の開口部を介して基板配線層の半田ボール接続部
２ｃに半田ボール端子７を接続すると、本発明に係るＢ
ＧＡパッケージの半導体装置が完成する。
【００２６】本発明に係る半導体装置は、上述のような
構造を有するＢＧＡパッケージの半導体装置であり、半
導体チップ５の基板部分５ａを電源電位又は接地共通電
位とし、かつ、基板配線層を１層のみとして、半導体チ
ップを搭載する領域の直下領域に膜状電極であるプレー
ン配線部２ａを配設し、このプレーン配線部２ａの電位
を、電源電位又は接地共通電位のうち半導体チップ５の
基板部分５ａの電位と異なる電位としたものである。こ
れにより、前述した従来のＢＧＡパッケージの半導体装
置における多層配線のプレーン配線と同等の機能を得る
ことができ、寄生インダクタンス等の影響も抑制され
る。
【００２７】必要に応じてワイヤボンディング用又は半
田ボール端子接続用の接続配線部２ｂをプレーン配線部
２ａから引き出し、その他の各種信号配線及び電源配線
・接地配線は、プレーン配線部２ａ周囲においてワイヤ
ボンディング用又は半田ボール端子接続用の接続配線部
２ｂを引き回して配設する。基板配線層は、例えば、絶
縁性テープ基板上で加工され、表面はワイヤボンディン
グのための接続配線部２ｂを除き絶縁性のソルダレジス
ト３により被覆されている。
【００２８】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置によれば、パッ
ケージ基板表面上の半導体チップ搭載領域に形成された
プレーン配線部、パッケージ基板裏面側の半田ボール端
子が接続される位置に対応したパッケージ基板表面上の
位置に形成された半田ボール接続部、及び、ボンディン
グワイヤの一端と半田ボール接続部又はプレーン配線部
との間その他のノード間を電気的に接続するように形成
された接続配線部を含む単一層である基板配線層を備え
ているので、プレーン配線部の電位と半導体チップ基板
部分の電位とは、いずれか一方が電源電位、他方が接地
共通電位であるものとすることにより、ＢＧＡパッケー
ジ基板に形成した基板配線層が１層のみでありながら、
異なる電位のプレーン配線を２層設けることができ、Ｂ
ＧＡパッケージ基板構造、配線レイアウトも簡略化さ
れ、半導体装置全体を薄型化することができる。その結
果、配線長の総計が短縮されて、寄生インダクタンス等
の影響が抑制され、従来のＢＧＡパッケージと同等以上
のパッケージ性能を得ることができ、ＢＧＡパッケージ
製造コストの約半分を占めるパッケージ基板コストの大
幅な削減（従来の製造コストの１／２乃至１／３程度）
を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＢＧＡパッケージの半導体装置の
実施の一形態における断面図。
【図２】本発明に係る半導体装置におけるＢＧＡパッケ
ージ基板であるテープ基板１表面上に形成された基板配
線層を示した平面図。
【図３】本発明に係る半導体装置におけるＢＧＡパッケ
ージ基板であるテープ基板１表面上に形成された基板配
線層並びにボンディングされた半導体チップ５及びボン
ディングワイヤ６を示したボンディングレイアウト平面
図。
【図４】本発明に係る半導体装置におけるＢＧＡパッケ
ージ基板であるテープ基板１表面上に形成された基板配
線層の半田ボール接続部２ｃのテープ基板１裏面側に接
続された半田ボールを示した底面図。
【図５】従来のＢＧＡパッケージの半導体装置の断面
図。
【図６】従来の半導体装置のＢＧＡパッケージ基板にお
ける第１の配線層３２の平面図。
【図７】従来の半導体装置のＢＧＡパッケージ基板にお
ける第２の配線層３４の平面図。
【図８】従来の半導体装置のＢＧＡパッケージ基板にお
ける第３の配線層３６の平面図。
【図９】従来の半導体装置のＢＧＡパッケージ基板にお
ける第４の配線層３８の平面図。
【符号の説明】
１ テープ基板 ２ａ プレーン配線部 ２ｂ 接続配線部 ２ｃ 半田ボール接続部 ３ ソルダレジスト ４ ダイボンド樹脂 ５ 半導体チップ ５ａ 半導体チップ基板部分 ６ ボンディングワイヤ ７ 半田ボール端子 ８ モールド樹脂 ３１ 第１のソルダレジスト ３２ 第１の配線層 ３２ｂ 接続配線部 ３２ｃ 半田ボール接続部 ３２ｄ スルーホール部 ３３ 第１の絶縁層 ３４ 第２の配線層 ３４ａ プレーン配線 ３４ｄ スルーホール部 ３５ 第２の絶縁層 ３６ 第３の配線層 ３６ａ プレーン配線 ３６ｄ スルーホール部 ３７ 第３の絶縁層 ３８ 第４の配線層 ３８ｂ 接続配線部 ３８ｄ スルーホール部 ３９ スルーホール ４０ 第２のソルダレジスト ４１ ダイボンド樹脂 ４２ 半導体チップ ４３ ボンディングワイヤ ４４ モールド樹脂 ４５ 半田ボール端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】パッケージ基板と、 前記パッケージ基板表面上の半導体チップ搭載領域に形
    成されたプレーン配線部、前記パッケージ基板裏面側の
    半田ボール端子が接続される位置に対応した前記パッケ
    ージ基板表面上の位置に形成された半田ボール接続部、
    及び、ボンディングワイヤの一端と前記半田ボール接続
    部又は前記プレーン配線部との間その他のノード間を電
    気的に接続するように形成された接続配線部を含む単一
    層である基板配線層と、 前記ボンディングワイヤが接続される部分を除く前記基
    板配線層上に形成された絶縁層と、 前記絶縁層上の前記半導体チップ搭載領域にダイボンデ
    ィングされた半導体チップと、 前記半導体チップの電極パッドと前記基板配線層とを電
    気的に接続するボンディングワイヤと、 前記半導体チップ及び前記ボンディングワイヤを樹脂封
    止するモールド樹脂と、 前記パッケージ基板の前記半田ボール接続部の位置に開
    口された開口部を介して、前記パッケージ基板裏面側か
    ら前記半田ボール接続部に接続された半田ボール端子
    と、を備えたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項２】前記プレーン配線部の電位と前記半導体チ
    ップ基板部分の電位とは、いずれか一方が電源電位、他
    方が接地共通電位であることを特徴とする請求項１に記
    載の半導体装置。
  3. 【請求項３】前記絶縁層は、ソルダレジストであること
    を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装
    置。
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