JP2002237549A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
けるソルダボールの剥離を低減できるようにする。 【解決手段】 CSP構造の本体部の基板実装面の各コ
ーナ部に補強パッドが設けられ、その各々に複数のソル
ダボールが搭載されている半導体装置にあって、四角形
状の補強パッド21又は三角形状の補強パッド22は、
少なくとも外側に位置するソルダボール12の搭載部分
が、このソルダボール12のCSP本体部との接触面の
所定部分の外側を沿うように丸形に縁取りされている。
この縁取りによる搭載面には鋭角な部分が生ぜず、機械
的応力が集中しないようになる結果、ソルダボール12
の剥離を低減できるようになる。
Description
し、特に、CSP(Chip Size Package )の4隅に設け
られた補強パッドに機械的応力が加わることに起因して
生じるソルダボールのはんだ接合面の剥離を防止できる
ようにした半導体装置に関する。
おいては、LSIとして実装効率に優れるCSPがプリ
ント配線基板上にはんだ付けにより搭載されている。C
SPを用いた場合、携帯機器製品の落下、キーの押下等
があると、その際に、ねじれや曲がりによって、はんだ
付け部分には機械的な応力が生じる。この機械的応力が
プリント配線基板に加わることにより、CSPのコーナ
ー部のはんだ接続部にストレスが発生する。これを防止
するため、従来より、プリント配線基板上にCSPのコ
ーナー部に対向する部位に銅箔のパターンによる補強パ
ッド(PAD)を設け、コーナー部の強度を高める対策
がとられている。
1は、CSP本体部11と、その底面に所定間隔に設け
られた複数のソルダボール12からなり、このソルダボ
ール12をプリント配線基板10の導体パターン(図示
せず)に半田接続することによって実装される。CSP
本体部11は、例えば、LSIチップ(図示せず)のほ
か、このLSIチップが搭載された有機フレーム11a
と、前記LSIチップを封止する封止樹脂11bを備え
て構成されている。
成面を示す。CSP1の底面の四隅には、補強パッド1
3a,13b,13c,13dが設けられ、補強パッド
13a〜13dのそれぞれには、複数のソルダボール1
2が搭載されている。
a)の詳細構成を示す。図4の(a)は、正四角形を成
した補強パッド13aであり、その各コーナに4つのソ
ルダボール12が配設されている。また、図4の(b)
は、直角三角形を成した補強パッド13aであり、その
各コーナに3つのソルダボール12が配設されている。
他の補強パッド13b〜13dも、図3と同一の構造を
有している。補強パッド13a〜13dは、ソルダボー
ル12に対してはんだ付け面積の増加により強度を向上
させる結果、補強パッド13b〜13dの周辺のはんだ
付け部への応力を緩和することができる。
では、CSPとプリント配線板との半田接続の信頼性を
向上させ、また、はんだバンプにダメージを与えること
なく搬送用トレイに収納できるようにするため、はんだ
バンプを設けないバンプ無しパッドをCSPのコーナ部
に設けると共に、プリント配線板には前記バンプ無しパ
ッドに対向する部位にCSP側に設けられているはんだ
バンプより大径のはんだボールを補強用として設けてい
る。実装時に、CSPとプリント配線板を接合してリフ
ローすると、補強用の大径のはんだボールは、他の小径
のはんだボールに比べて接着面積が大きくなるため、実
装強度が高められる。
は、マザー基板に半導体装置を実装する際の実装強度を
向上させるため、インターポーザー基板の四隅に凹部を
設け、この凹部に電極を形成し、この電極をマザー基板
上に設けられたパッドに半田付けしている。
装置によると、例えば、補強パッド13aの近傍に、図
2に示すA方向から機械的応力がかかると、補強パッド
13aに対して機械的応力(引張力)が加わる。特に、
4隅補強パッド13aの端部に応力(図3の機械的応力
B)が集中した場合、ソルダボール12の剥離(=はん
だ接合面の剥離)が発生する。
基板10のパターン面との接続を示す。プリント配線基
板10上には、銅配線10aと、その表面に形成された
ニッケルメッキ10bからなるパターン面(導体)が設
けられており、そのパターン面の所定位置にソルダボー
ル12が接続されている。ニッケルメッキ10b上の化
合物は、硬くて脆い組織であるため、この部分に図示の
方向に機械的応力Cが加わったときに剥離部15が発生
し、図4のように剥離14a,14bが発生する。この
ような剥離が発生すると、周辺のはんだ接合部に対する
応力緩和の効果が期待できなくなり、周辺のはんだ接合
部にストレスが及ぶようになる。この原因は、はんだ付
け面積が全体に増加することによって補強パッド13a
〜13dの強度が向上するが、一方で、鋭角になってい
る部分の面積は少ないため、この部分に応力が集中し、
剥離が生じ易くなるためである。
によると、CSPとプリント配線板の両方にはんだバン
プを設ける必要があるため、工程が複雑になる。更に、
特開平11−288978号公報によると、インターポ
ーザー基板の四隅に別途電極を形成する必要があるほ
か、この電極とマザー基板上のパッドとの半田付け処理
が必要になる。
が補強パッドの一部に集中しないようにし、補強パッド
におけるソルダボールの剥離を低減できるようにした半
導体装置を提供する。
達成するため、プリント配線基板等の被実装面との接続
のための所定数のソルダボールを本体部の底面に備える
と共に、前記本体部の各コーナ部に補強パッドが設けら
れ、この補強パッドの各々に複数のソルダボールが搭載
されている半導体装置において、前記補強パッドは、前
記複数のソルダボールの内の少なくとも外側に位置する
ソルダボールの搭載部分が、前記少なくとも外側のソル
ダボールのそれぞれの接触面の所定部分の外側を沿うよ
うに縁取りされていることを特徴とする半導体装置を提
供する。
とも外側のソルダボールの搭載部分が、これらソルダボ
ールのそれぞれの接触面の外側を沿うように縁取りさ
れ、丸みを持つ形状にされている。したがって、少なく
とも外側のソルダボールのそれぞれの搭載面には鋭角な
部分が生ぜず、補強パッドの一部に機械的応力が集中せ
ずに分散されるため、補強パッドにおけるソルダボール
の剥離を低減できるようになる。
て図面を基に説明する。図1は本発明による半導体装置
の補強パッドの構成を示す。図1の(a)は、正四角形
状を成した補強パッド21であり、その各コーナに4つ
のソルダボール12が配設されている。また、図1の
(b)は、直角三角形状を成した補強パッド22であ
り、その各コーナには3つのソルダボール12が配設さ
れている。ここでは、各1個の補強パッド(21,2
2)の構成のみを示したが、図3に示したように、一個
のCSPには、4個の補強パッドが必要である。
ル12のそれぞれの搭載部の周辺形状がソルダボール1
2の外径に沿うように縁取りされて丸みを持っている。
したがって、各ソルダボール搭載部は半円形もしくは楕
円形を成し、補強パッドの全体の形状は十字形又はX形
を成し、ソルダボール12に対しては鋭角部分を生じな
い形状になっている。したがって、4個のソルダボール
12のそれぞれに対する応力は、従来のように1ヵ所に
集中することがなく、各ソルダボール12の搭載面の周
辺に分散されるため、はんだ接合面の剥離、すなわちソ
ルダボール12の剥離を防止することができる。
3個のソルダボール12のそれぞれの搭載部の周辺形状
は、ソルダボール12の外径サイズに沿って縁取りされ
ており、両端部はソルダボール12の約半周にわたって
円形に加工されている。補強パッド22の全体の形状
は、L字形、V字形、又は“へ”の字形を成すようにな
る。このような形状により、3個のソルダボール12の
それぞれに対する応力は、従来のように1ヵ所に集中す
ることはなく、各ソルダボール12の搭載面の周辺に分
散される。したがって、はんだ接合面の剥離が防止され
る結果、ソルダボール12の剥離が防止されることにな
る。
よるはんだ接合面の剥離について説明したが、本発明
は、温度変化等による生じる外力に対しても有効であ
る。
装置として、CSPのみを示したが、本発明はCSPに
限定されるものではなく、BGP(Ball Grid Array
)、チップサイズパッケージ、チップスケールパッケ
ージと呼ばれるようなフェースダウンボンディングによ
る半導体装置にも本発明を適用することができる。
1,22においてソルダボール12が4個と3個の例を
示したが、2個、5個等、2個以上の個数にすることが
できる。いずれの場合も、各ソルダボールに対して補強
パッドの周縁が半円形を成す様にし、鋭角部分を生じな
いようにすることで本発明が達成される。
体装置によれば、補強パッド上の少なくとも外側のソル
ダボールの搭載部の所定部分を、そのソルダボールのそ
れぞれの接触面の外側を沿うように縁取りして丸みを持
つ形状にしたので、この部分には鋭角が生ぜず、補強パ
ッドに付与される機械的応力が分散されるため、補強パ
ッドにおけるソルダボールの剥離を低減できるようにな
る。この剥離を防止できることにより、補強パッド周辺
のはんだ付け部への応力が緩和され、補強パッド本来の
効果を持続できるようになる。
成を示す平面図である。
る。
図である。
図である。
ント配線基板のパターン面の接続状態を示す断面図であ
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 プリント配線基板等の被実装面との接続
のための所定数のソルダボールを本体部の底面に備える
と共に、前記本体部の各コーナ部に補強パッドが設けら
れ、この補強パッドの各々に複数のソルダボールが搭載
されている半導体装置において、 前記補強パッドは、前記複数のソルダボールの内の少な
くとも外側に位置するソルダボールの搭載部分が、前記
少なくとも外側のソルダボールのそれぞれの接触面の所
定部分の外側を沿うように縁取りされていることを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項2】 前記補強パッドは、前記縁取りが、前記
少なくとも外側のソルダボールのそれぞれの少なくとも
半周に施されていることを特徴とする請求項1記載の半
導体装置。 - 【請求項3】 前記補強パッドは、十字形、X字形、L
字形、又はV字形であることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。 - 【請求項4】 前記本体部は、CSP(Chip Size Pack
age )であることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。
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