JP2001060638A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2001060638A JP23575199A JP23575199A JP2001060638A JP 2001060638 A JP2001060638 A JP 2001060638A JP 23575199 A JP23575199 A JP 23575199A JP 23575199 A JP23575199 A JP 23575199A JP 2001060638 A JP2001060638 A JP 2001060638A
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    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リフローによって、半導体装置のプリント基
板の複数の外部電極端子をマザープリント基板の複数の
プリント基板端子に溶着する際に、プリント基板が熱ス
トレスによって反り返るおそれがなく、複数の外部電極
端子を複数のプリント基板端子に確実に溶着することの
できる半導体装置を得る。 【解決手段】 半導体集積回路2がプリント基板1の一
の面上に取付け固定されると共に、その半導体集積回路
2の複数の電極3がそれぞれ導出された半田ボールから
なる複数の外部電極端子5がプリント基板の他方の面に
取付けられてなる半導体装置において、プリント基板1
に形状記憶部材6が設けられてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、BGA(Ball Gri
d Array:ボールグリッドアレイ)、CSP(ChipSize P
ackage:チップサイズパッケージ) 等の、半導体集積回
路がプリント基板の一の面上に取付け固定されると共
に、その半導体集積回路の複数の電極がそれぞれ導出さ
れた半田ボールからなる複数の外部電極端子がプリント
基板の他方の面に取付けられてなる小型化高機能化の半
導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】以下に、図8を参照して、かかる半導体
装置の従来例を説明する。1はインターポーザ用プリン
ト基板(絶縁層としては、例えば、ガラスエポキシ、ポ
リイミド等が用いられる)で、その一の面に半導体集積
回路2が取付けられる。プリント基板1の他の面上に
は、複数の外部電極端子(半田ボールからなる)5が設
けれ、半導体集積回路2の複数の電極3が、それぞれ接
続線4、プリント基板1内の導電層を介して、複数の外
部電極端子5に電気的に接続されている。尚、半導体集
積回路2は、パッケージ化されている。
【0003】この半導体装置は、電子機器の小型化及び
高機能化に伴い、データ、アドレス信号等のための信号
線が多くなり、その結果として電極端子数が増加する傾
向にある。そこで、かかる半導体装置の大型化を抑制す
ると共に、外部電極端子間のピッチも、1.27mm、
1.0mm、0.8mm、0.5mmと次第に狭くなり
つつある。
【0004】図9に示す如く、図8の半導体装置の各外
部電極端子5を、電子機器に設けられたマザープリント
基板6の絶縁層7の上に設けたられた複数のプリント基
板端子8にそれぞれ対応させて、リフローによって各外
部電極端子5の下部を溶融させて、各外部電極端子5
を、その各プリント基板端子8に溶着する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる半導
体装置をマザープリント基板6に接続する際、リフロー
による熱ストレスによって、図10に示す如く、インタ
ーポーザ用プリント基板1が反り返って、半導体装置の
複数の外部電極端子5の一部が、マザープリント基板6
の複数のプリント基板端子8の一部に接続できない場合
が生じる。
【0006】かかる点に鑑み、本発明は、半導体集積回
路がプリント基板の一の面上に取付け固定されると共
に、その半導体集積回路の複数の電極がそれぞれ導出さ
れた半田ボールからなる複数の外部電極端子がプリント
基板の他方の面に取付けられてなる半導体装置を、リフ
ローによって、その複数の外部電極端子をマザープリン
ト基板の複数のプリント基板端子に溶着する際に、プリ
ント基板が熱ストレスによって反り返るおそれがなく、
複数の外部電極端子を複数のプリント基板端子に確実に
溶着することのできるものを提案しようとするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の本発明による半導
体装置は、半導体集積回路がプリント基板の一の面上に
取付け固定されると共に、その半導体集積回路の複数の
電極がそれぞれ導出された半田ボールからなる複数の外
部電極端子がプリント基板の他方の面に取付けられてな
る半導体装置において、プリント基板に形状記憶部材が
設けられてなるものである。
【0008】かかる第1の本発明によれば、プリント基
板に形状記憶部材を設けることによって、リフローによ
って、その複数の外部電極端子をマザープリント基板の
複数のプリント基板端子に溶着する際に、形状記憶部材
の加熱による母相変態の発生によって、プリント基板が
熱ストレスによって反り返るおそれがなく、複数の外部
電極端子を複数のプリント基板端子に確実に溶着するこ
とができる。
【0009】
【発明の実施の形態】第1の本発明は、半導体集積回路
がプリント基板の一の面上に取付け固定されると共に、
その半導体集積回路の複数の電極がそれぞれ導出された
半田ボールからなる複数の外部電極端子がプリント基板
の他方の面に取付けられてなる半導体装置において、プ
リント基板に形状記憶部材が設けられてなる半導体装置
である。
【0010】第2の本発明は、第1の本発明の半導体装
置において、上記プリント基板を多層基板にて構成し、
板状の上記形状記憶部材を、上記多層基板の層間に一体
化したものである。
【0011】第3の本発明は、第1の本発明の半導体装
置において、フレーム状の上記形状記憶部材を、上記プ
リント基板の周縁に固着したものである。
【0012】〔発明の実施の形態の具体例〕以下に、図
1を参照して、本発明の実施の形態の具体例のBGAタ
イプの半導体装置を示す断面図である。1はインターポ
ーザ用プリント基板(絶縁層としては、例えば、ガラス
エポキシ、ポリイミド等が用いられる)で、その一の面
に半導体集積回路2が取付けられる。プリント基板1の
他の面上には、複数の外部電極端子(半田ボールからな
る)5が設けれ、半導体集積回路(半導体素子)2の複
数の電極3が、それぞれ接続線4、プリント基板1内の
導電層を介して、複数の外部電極端子5に電気的に接続
されている。尚、半導体集積回路2は、パッケージ化さ
れている。
【0013】そして、インターポーザ用プリント基板1
に、形状記憶部材6を設ける。形状記憶部材6として
は、例えば、Ti−Ni合金を使用する。このTi−N
i合金は、回復歪みが約8%、回復応力が約400MP
で、信頼性の高い形状記憶材料である。尚、このTi−
Ni合金は、60μΩ・cmの抵抗率を有し、かなり導電
性の高い材料である。
【0014】この形状記憶部材6を、プリント基板1に
設けるやり方の一例を、図2のインターポーザ用プリン
ト基板の断面図を参照して説明する。このプリント基板
1は、多層プリント基板で、上から下へ順に積層された
第1〜第4層絶縁層(例えば、ガラスエポキシからな
る)N1 〜N4 を有する。第1層絶縁層N1 の両面にそ
れぞれ配線パターン化された第1及び第2層導電層
1 、P2 が被着形成されて第1の両面基板が構成され
る。第4層絶縁層N4 の両面にはそれぞれ配線パターン
化された第3及び第4層導電層P3 、P4 が被着形成さ
れて、第2の両面基板が構成される。尚、図示を省略す
るも、第1及び第2の両面基板には、その各表裏両面の
導電層の一部を接続するスルーホールを形成されてい
る。そして、例えば、第2及び第3の絶縁層N2 、N3
間に、形状記憶部材6が挟持されて積層化されて得られ
た積層物が、第1及び第2の両面基板間に挟持されて、
全体的に積層化される(図3をも参照)。
【0015】Hは、第1〜第4層絶縁層N1 〜N4 を貫
通するスルーホール(導電性貫通孔)である。この例で
は、第2及び第3層導電層P2 、P3 の一部がスルーホ
ールHを介して互いに接続されている。この場合、形状
記憶合金6は、高い導電性を有するので、スルーホール
Hには接続されないようにしている。即ち、図4に示す
ように、スルーホールHの外径より大きな内径の孔6a
を形状記憶部材6に予め穿設しておくものとする。
【0016】この形状記憶部材6は上述したように導電
性が高いので、図5に示す如く、この形状記憶部材6を
接地板として利用し、スルーホールHを通じて、半導体
集積回路2の接地電極に接続するようにしても良い。そ
の場合には、図4に示した、形状記憶部材6に穿設した
孔6aの内径は、スルーホールHの外径と等しくしてお
けば良い。
【0017】次に、図6を参照して、インターポーザ用
プリント基板の製造工程を説明する。両面に導電層が被
着形成された両面プリント基板を2枚用意し、その2枚
の両面プリント基板それぞれにスルーホール形成のため
の穿孔を行い(ステップST−1A、ST−1B)、2
枚の両面プリント基板にそれぞれ穿設した孔を、それぞ
れスルーホール用メッキを行って、スルーホールを形成
する(ステップST−2A、ST−2B)。次に、2枚
の両面プリント基板の各両面の導電層に対し、フォトリ
ソグラフィ法によってそれぞれパターン形成を行う(ス
テップST−3A、ST−3B)。この2枚の両面プリ
ント基板は、図2のインターポーザ用プリント基板の、
第1層絶縁層N1 の両面に第1層及び第2層導電層
1 、P2 が被着形成されたものと、第4層絶縁層N4
の両面に第3層及び第4層導電層P3、P4 が被着形成
されたものとに相当する。
【0018】次に、図2及び図3に示す、第2層絶縁層
2 、形状記憶部材6(図4に示すように孔6aが穿設
されたもの)及び第3層絶縁層N3 を、その各間にプリ
プレグを介して加熱加圧して一体化したものを、2枚の
両面プリント基板の間に配し、その各間にプリプレグを
介在させて、加熱加圧することによって、3者を積層形
成する(ステップST−4)。尚、ステップST−4に
おいて、1の両面基板、第3層絶縁層N3 、形状記憶部
材6、第2層絶縁層N2 他の両面基板とを順次重ね、そ
の各間にプリプレグを介在させて、加熱加圧することに
よって、5者を積層形成するようにしても良い。
【0019】ステップST−4で積層形成された積層一
体化物にスルーホール形成のための穿孔を行い(ステッ
プST−5)、積層一体化物に穿設した孔を、それぞれ
スルーホール用メッキを行って、スルーホールを形成す
る(ステップST−6)。次に、積層一体化物の両面
に、ソルダレジストを被着形成したり、スルーホールを
充填物によって充填したりして、仕上げ処理を行う。
【0020】上述の具体例の半導体装置では、インター
ポーザ用プリント基板1の中に、板状の形状記憶部材6
を埋設したが、インターポーザ用プリント基板の他の例
の平面及び断面を示す図7A、Bに示すように、断面が
「コ」の字形のフレーム状形状記憶部材6を、インター
ポーザ用プリント基板1の周縁に、例えば、接着剤を用
いて固着するようにしても良い。
【0021】形状記憶部材としては、Ti−Ni合金に
限らず、例えば、Cu−Zn−Al合金等の他の材料の
ものでも良い。
【0022】図1の半導体装置のインポーザ用プリント
基板1の各外部電極端子5を、図9に示す、電子機器に
設けられたマザープリント基板6の絶縁層7の上に設け
たられた複数のプリント基板端子8にそれぞれ対応させ
て、リフローによって各外部電極端子5を溶融させて、
各外部電極端子5を、その各プリント基板端子8に溶着
するが、その際、プリント基板1に形状記憶部材6が設
けられているので、プリント基板1がリフローの熱によ
って反り返ることがなく、このため、それぞれ半田ボー
ルからなる複数の外部電極端子5の全部を、複数のプリ
ント基板端子8の全部に確実に溶着することができる。
【0023】
【発明の効果】第1、第2及び第3の本発明によれば、
半導体集積回路がプリント基板の一の面上に取付け固定
されると共に、その半導体集積回路の複数の電極がそれ
ぞれ導出された半田ボールからなる複数の外部電極端子
がプリント基板の他方の面に取付けられてなる半導体装
置において、プリント基板に形状記憶部材が設けられて
なるので、半導体集積回路がプリント基板の一の面上に
取付け固定されると共に、その半導体集積回路の複数の
電極がそれぞれ導出された半田ボールからなる複数の外
部電極端子がプリント基板の他方の面に取付けられてな
る半導体装置を、リフローによって、その複数の外部電
極端子をマザープリント基板の複数のプリント基板端子
に溶着する際に、プリント基板が熱ストレスによって反
り返るおそれがなく、複数の外部電極端子を複数のプリ
ント基板端子に確実に溶着することのできる半導体装置
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の具体例の半導体装置を示
す断面図である。
【図2】具体例の半導体装置のインターポーザ用プリン
ト基板の一例を示す断面部分図である。
【図3】具体例の半導体装置のインターポーザ用プリン
ト基板の一部の絶縁層及び形状記憶部材の分解斜視図で
ある。
【図4】A 具体例の半導体装置のインターポーザ用プ
リント基板内の形状記憶部材の一例を示す平面図であ
る。 B 具体例の半導体装置のインターポーザ用プリント基
板の一例の断面部分図である。
【図5】具体例の半導体装置のインターポーザ用プリン
ト基板の他の例を示す断面部分図である。
【図6】具体例の半導体装置のインターポーザ用プリン
ト基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図7】A 具体例の半導体装置のインターポーザ用プ
リント基板の他の例を示す平面図である。 B 具体例の半導体装置のインターポーザ用プリント基
板の他の例を示す断面図である。
【図8】従来例の半導体装置を示す断面図である。
【図9】従来例の半導体装置のマザープリント基板への
取付け状態を示す断面図である。
【図10】従来例の半導体装置のインターポーザ用プリ
ント基板の湾曲状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 インターポーザ用プリント基板、2 半導体集積回
路、3 電極、4 接続線、5外部電極端子、6 形状
記憶部材、P1 〜P4 第1層〜第4層導電層、N1
4 、第1層〜第4層絶縁層。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体集積回路がプリント基板の一の面
    上に取付け固定されると共に、該半導体集積回路の複数
    の電極がそれぞれ導出された半田ボールからなる複数の
    外部電極端子が上記プリント基板の他方の面に取付けら
    れてなる半導体装置において、 上記プリント基板に形状記憶部材が設けられてなること
    を特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 上記プリント基板を多層基板にて構成
    し、板状の上記形状記憶部材を、上記多層基板の層間に
    一体化した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】 フレーム状の上記形状記憶部材を、上記
    プリント基板の周縁に固着したことを特徴とする請求項
    1に記載の半導体装置。
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