JP2003133519A - 積層型半導体装置及びその製造方法並びにマザーボード及びマザーボードの製造方法 - Google Patents
積層型半導体装置及びその製造方法並びにマザーボード及びマザーボードの製造方法Info
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Abstract
とより、外部接続端子の接合部分における、熱が印加さ
れたり機械的応力が印加されたときの信頼性及び放熱性
の向上を図り得る積層型半導体装置及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】 積層型半導体装置は、裏面ランド部8a
及び表面ランド部8bを有する配線基板2に半導体チッ
プ3を実装して樹脂封止した半導体装置1…を、裏面ラ
ンド部8aに搭載される半田ボール10により複数個積
層してなる。各半導体装置1…には、配線基板2の半導
体チップ搭載側裏面における相対する樹脂封止部4の対
向位置に半田ボール10よりも低いダミーバンプ12…
が形成されている。
Description
する配線基板に半導体チップを実装して樹脂封止した半
導体装置を、外部接続端子に搭載される半田ボールによ
り複数個積層した積層型半導体装置及びその製造方法並
びに上記半導体装置を搭載するマザーボード及びマザー
ボードの製造方法に関するものである。
るものとして、また、組立工程の自動化に適合するもの
として、QFP(Quad Flat Package)型やBGA(Ball
GridAllay)型のCSP(Chip Size Package)式半導体
装置が広く用いられている。
を高めるために、半導体装置を複数個積み重ねて電気的
に接続した積層型半導体装置が、例えば特開平11−3
17494号公報に開示されている。
ば、図18(c)に示すように、単品の半導体装置とし
てのチップセレクタ入りメモリモジュール101をマザ
ーボード102に4個積層したものとなっている。上記
のチップセレクタ入りメモリモジュール11は、図18
(a)(b)に示すように、キャリア103にバンプ1
04を用いてチップセレクタチップ105とメモリチッ
プ106とを搭載してなっている。上記キャリア103
とチップセレクタチップ105及びメモリチップ106
との間には封止樹脂107が施されている。また、各キ
ャリア103の外周の両面には、積層用のスタックパッ
ド107…が形成されており、図18(c)に示すよう
に、各キャリア103の上記スタックパッド107…同
士をスタックバンプ108にて接続することにより、各
チップセレクタ入りメモリモジュール101…を積層
し、かつスタックパッド107…を電気的に接続するこ
とができる。
は、各キャリア103…にチップセレクタ入りメモリモ
ジュール101及びチップセレクタチップ105が接触
して積層されている。このため、チップセレクタ入りメ
モリモジュール101及びチップセレクタチップ105
に外部から熱が加わると、チップセレクタ入りメモリモ
ジュール101及びチップセレクタチップ105は物性
つまり線膨張係数のことなる材料の複合体であるため
に、個々のチップセレクタ入りメモリモジュール101
及びチップセレクタチップ105に反りが発生する。そ
の結果、スタックバンプ108とスタックパッド107
との接合が外れるおそれがある。
ば、特開2000−164795号公報に開示されたス
タックモジュール接続装置では、図19に示すように、
複数のモジュール111を、これら各モジュール111
の片側に電極バッド112…を有して半田ボール113
にて接続し積層する場合に、各モジュール111の他の
片側に応力吸収材114を設けることにより、回路素子
115とその上の配線基板116との間に隙間を設けて
いる。
に外部から熱が加わって個々のモジュール111に反り
が発生しても、回路素子115がその上の配線基板11
6を押圧することがないので、半田ボール113と電極
バッド112…との接続は保障されたものとなってい
る。
ウンボンディングする際に、半導体装置の傾き防止のた
めに樹脂のスペーサや姿勢規定体を介装したものが、特
開平7−74450号公報や特開平11−204564
号公報に開示されている。
来の積層型半導体装置では、積層基板間の隙間を制御す
るために、別途の材料からなる応力吸収材114や樹脂
のスペーサや姿勢規定体を設けなければならないので、
部品点数が増加するとともに、工数の増加を招くという
問題点を有している。
に、半田ボールをより高く形成すればよいという考え方
もできるが、外部接続端子のピッチが精細化のために小
さくなってきている状況にあっては、そのようなことも
できない。一方、ワイヤ部分の樹脂封止について、その
樹脂封止部を薄くするには限界がある。
たものであって、その目的は、簡易な方法で積層基板間
の隙間を制御することより、外部接続端子の接合部分に
おける、熱が印加されたり機械的応力が印加されたとき
の信頼性及び放熱性の向上を図り得る積層型半導体装置
及びその製造方法並びにマザーボード及びマザーボード
の製造方法を提供することにある。
置は、上記課題を解決するために、外部接続端子を有す
る配線基板に半導体チップを実装して樹脂封止した半導
体装置を、外部接続端子に搭載される半田ボールにより
複数個積層した積層型半導体装置において、上記各半導
体装置には、配線基板の半導体チップ搭載側裏面におけ
る相対する半導体チップ又は樹脂封止部の対向位置に半
田ボールよりも低いダミーバンプが形成されていること
を特徴としている。
配線基板の半導体チップ搭載側裏面における相対する半
導体チップ又は樹脂封止部の対向位置に半田ボールより
も低いダミーバンプが形成されている。このため、半導
体装置を積層した場合に、この半田ボールよりも低いダ
ミーバンプによって、半導体装置が支持されることにな
る。
配線基板の半導体チップ搭載側裏面における相対する半
導体チップ又は樹脂封止部との間に隙間ができる。つま
り、半導体チップ又は樹脂封止部と配線基板との接触を
防止できる。なお、ワイヤボンド方式によるベアチップ
実装では樹脂封止部と配線基板との間に隙間が形成され
る一方、フリップチップ方式によるベアチップ実装では
半導体チップと配線基板との間に隙間が形成される。
品検査として、温度サイクル試験や機械的応力試験にか
けられる。このとき、半導体装置の半導体チップ又は樹
脂封止部とこの半導体装置の半導体チップ又は樹脂封止
部に対向する半導体装置の配線基板との間に隙間がない
場合には、各半導体装置の反りの発生により、半導体チ
ップ又は樹脂封止部が、当接して対向する半導体装置の
配線基板を押し出そうとする。この結果、外部接続端子
と半田ボールとの接続部分に引張り力が作用し、外部接
続端子と半田ボールとの間の接続が外れることになる。
配線基板と、この配線基板の半導体チップ搭載側裏面に
おける相対する半導体チップ又は樹脂封止部との間に隙
間があるので、積層型半導体装置を温度サイクル試験や
機械的応力試験にかけたときに、半導体チップはこの隙
間に向けてたわむことができる。したがって、外部接続
端子と半田ボールとの接続部分に作用する引張り力も緩
和されるので、外部接続端子と半田ボールとの間の接続
が外れるのを防止することができる。
樹脂封止部とそれに対向する配線基板との隙間を形成す
るために、ダミーバンプによって行なっている。このダ
ミーバンプは、外部接続端子間に半田ボールを搭載する
工程にて同時に形成することができるものである。した
がって、隙間形成のための製造工程における工数の増加
も殆どなく、製造コストも殆ど従来と変わらない。
体チップからの放熱効果も大きくなる。
を制御することより、外部接続端子の接合部分におけ
る、熱が印加されたり機械的応力が印加されたときの信
頼性及び放熱性の向上を図り得る積層型半導体装置を提
供することができる。
積層型半導体装置において、ダミーバンプは半導体チッ
プ又は樹脂封止部の平面領域内における端部の対向位置
に形成されていることを特徴としている。
ル試験や機械的応力試験にかけた場合に、反りの発生に
より半導体チップの中央位置で接触し易くなる。したが
って、半導体チップ又は樹脂封止部を支持するダミーバ
ンプを半導体チップの中央位置に設けるよりも端に設け
る方が半導体チップがたわみ易い。
半導体チップ又は樹脂封止部の平面領域内における端部
の対向位置に形成されているので、外部接続端子間にお
ける応力緩和効果が大きい。
積層型半導体装置において、配線基板には、ダミーバン
プを搭載するためのダミーランド部が形成されていると
ともに、このダミーランド部は、外部接続端子よりも面
積が大きく形成されていることを特徴としている。
予め配線基板にダミーバンプを搭載するためのダミーラ
ンド部を形成しておく必要がある。
ダミーバンプを搭載するためのダミーランド部が形成さ
れているとともに、このダミーランド部は、外部接続端
子よりも面積が大きく形成されている。
に搭載すると、ダミーバンプはダミーランド部の全領域
に広がる。また、同様に、半田ボールを外部接続端子に
搭載したときも、半田ボールは外部接続端子の全領域に
広がる。したがって、ダミーランド部を外部接続端子よ
りも面積が大きくなるように形成しておくことによっ
て、外部接続端子に搭載される半田ボールと同量のダミ
ーバンプをダミーランド部に搭載したときに、ダミーバ
ンプの方が半田ボールよりも低くなる。また、ダミーラ
ンド部の面積と外部接続端子の面積とに差を設けること
によって、同サイズの半田ボールの搭載により、外部接
続端子とダミーバンプとの高さを容易に制御することが
できる。
載条件にてダミーバンプを搭載することによって自動的
に半田ボールよりも低い支持部が形成されることになる
ので、確実に、簡易な方法で積層基板間の隙間を制御す
ることができる。
積層型半導体装置において、ダミーバンプは半田ペース
ト印刷により形成されていることを特徴としている。
ペースト印刷により形成されているので、外部接続端子
を半田ペースト印刷法により形成する際に、同時にダミ
ーバンプも半田ペースト印刷により形成することができ
る。したがって、ダミーバンプの形成において、確実
に、簡易な方法で積層基板間の隙間を制御することがで
きる。
積層型半導体装置において、複数個積層された半導体装
置には、外部接続端子を有する配線基板の穴部に半導体
チップが搭載された半導体装置が含まれていることを特
徴としている。
積層される半導体装置として、外部接続端子を有する配
線基板の穴部に半導体チップが搭載された半導体装置を
用いることができる。このような半導体装置は、半導体
チップの後ろに配線基板がないので、半導体装置を薄く
形成することができる。したがって、薄型の積層型半導
体装置を提供することができる。
積層型半導体装置において、複数個積層された半導体装
置のうちのいずれかは、他の半導体装置とは外形サイズ
が異なっていることを特徴としている。
導体装置のうちのいずれかは、他の半導体装置とは外形
サイズが異なっている。このため、種類の異なる半導体
装置を組み合わせて積層した場合にも、簡易な方法で積
層基板間の隙間を制御することより、外部接続端子の接
合部分における、熱が印加されたり機械的応力が印加さ
れたときの信頼性及び放熱性の向上を図り得る積層型半
導体装置を提供することができる。
積層型半導体装置において、複数個積層された半導体装
置のうちのいずれかは、1個の半導体装置に複数個の半
導体チップを搭載したものからなっていることを特徴と
している。
導体装置のうちのいずれかは、1個の半導体装置に複数
個の半導体チップを搭載したものからなっている。この
ため、例えばフラッシュメモリのメモリ容量を増やすた
めに1個の半導体装置に複数個の半導体チップを形成し
た半導体装置を積層した場合においても、簡易な方法で
積層基板間の隙間を制御することより、外部接続端子の
接合部分における、熱が印加されたり機械的応力が印加
されたときの信頼性及び放熱性の向上を図り得る積層型
半導体装置を提供することができる。
積層型半導体装置において、最下層にマザーボードが設
けられているとともに、上記マザーボードには、相対す
る半導体装置の半導体チップ又は樹脂封止部の対向位置
に半田ボールよりも低いダミーバンプが形成されている
ことを特徴としている。
ドが設けられているとともに、上記マザーボードには、
相対する半導体装置の半導体チップ又は樹脂封止部の対
向位置に半田ボールよりも低いダミーバンプが形成され
ている。
ードに搭載する場合においても、このマザーボードにダ
ミーバンプを形成することにより、マザーボードと半導
体装置との間において、簡易な方法で積層基板間の隙間
を制御することより、外部接続端子の接合部分におけ
る、熱が印加されたり機械的応力が印加されたときの信
頼性及び放熱性の向上を図り得る積層型半導体装置を提
供することができる。
法は、上記課題を解決するために、外部接続端子を有す
る配線基板に半導体チップを実装し、かつ樹脂封止して
半導体装置を形成し、上記半導体装置を外部接続端子に
搭載される半田ボールにより複数個積層する積層型半導
体装置の製造方法において、上記各半導体装置におけ
る、配線基板の半導体チップ搭載側裏面における相対す
る半導体チップ又は樹脂封止部の対向位置に半田ボール
よりも低いダミーバンプを形成する工程を含むことを特
徴としている。
製造するときには、外部接続端子を有する配線基板に半
導体チップを実装し、かつ樹脂封止して半導体装置を形
成し、上記半導体装置を外部接続端子に搭載される半田
ボールにより複数個積層する。そして、その製造方法に
おいては、各半導体装置における、配線基板の半導体チ
ップ搭載側裏面における相対する半導体チップ又は樹脂
封止部の対向位置に半田ボールよりも低いダミーバンプ
を形成する工程を含んでいる。
裏面における相対する半導体チップ又は樹脂封止部の対
向位置に半田ボールよりも低いダミーバンプを形成する
工程を行なうことによって、簡易な方法で積層基板間の
隙間を制御することより、外部接続端子の接合部分にお
ける、熱が印加されたり機械的応力が印加されたときの
信頼性及び放熱性の向上を図り得る積層型半導体装置の
製造方法を提供することができる。
法は、上記積層型半導体装置の製造方法において、ダミ
ーバンプを半田ペースト印刷により形成する工程を含む
ことを特徴としている。
製造に際して、ダミーバンプを半田ペースト印刷により
形成する工程を含んでいる。
刷により形成することによって、外部接続端子を半田ペ
ースト印刷法にて形成する際に、同時にダミーバンプも
半田ペースト印刷により形成することができる。したが
って、ダミーバンプの形成において、確実に、簡易な方
法で積層基板間の隙間を制御することができる。
を解決するために、外部接続端子を有する配線基板に半
導体チップを実装して樹脂封止した半導体装置を、該半
導体装置の外部接続端子に搭載される半田ボールにより
接続して搭載したマザーボードにおいて、上記半導体装
置の半導体チップ又は樹脂封止部の対向位置に半田ボー
ルよりも低いダミーバンプが形成されていることを特徴
としている。
半導体装置の半導体チップ又は樹脂封止部の対向位置に
半田ボールよりも低いダミーバンプが形成されている。
したがって、半導体装置の半導体チップ又は樹脂封止部
がマザーボードに接触するのを防止できる。
載する場合において、このマザーボードにダミーバンプ
を形成することにより、マザーボードと半導体装置との
間において、簡易な方法で積層基板間の隙間を制御する
ことができ、外部接続端子の接合部分における、熱が印
加されたり機械的応力が印加されたときの信頼性及び放
熱性の向上を図り得るマザーボードを提供することがで
きる。
ーボードにおいて、ダミーバンプは半田ペースト印刷に
より形成されていることを特徴としている。
ペースト印刷により形成されている。このため、ダミー
バンプを半田ペースト印刷により形成することによっ
て、外部接続端子を半田ペースト印刷法により形成する
際に、同時にダミーバンプも半田ペースト印刷により形
成することができる。したがって、マザーボードにおけ
るダミーバンプの形成において、確実に、簡易な方法で
積層基板間の隙間を制御することができる。
ーボードにおいて、複数の半導体装置が積層されている
ことを特徴としている。
複数の半導体装置が積層されている。この結果、複数の
半導体装置が積層された積層型半導体装置とマザーボー
ドとの間の隙間を簡易な方法で制御することができ、外
部接続端子の接合部分における、熱が印加されたり機械
的応力が印加されたときの信頼性及び放熱性の向上を図
り得るマザーボードを提供することができる。
は、上記課題を解決するために、外部接続端子を有する
配線基板に半導体チップを実装して樹脂封止した半導体
装置を、該半導体装置の外部接続端子に搭載される半田
ボールにより接続して搭載するマザーボードの製造方法
において、上記半導体装置の半導体チップ又は樹脂封止
部の対向位置に半田ボールよりも低いダミーバンプを形
成する工程を含んでいることを特徴としている。
方法は、半導体装置の半導体チップ又は樹脂封止部の対
向位置に半田ボールよりも低いダミーバンプを形成する
工程を含んでいる。
て、半導体装置とマザーボードとの間の隙間を簡易な方
法で制御することができ、外部接続端子の接合部分にお
ける、熱が印加されたり機械的応力が印加されたときの
信頼性及び放熱性の向上を図り得るマザーボードの製造
方法を提供することができる。
は、上記記載のマザーボードの製造方法において、ダミ
ーバンプを半田ペースト印刷により形成する工程を含ん
でいることを特徴としている。
半田ペースト印刷により形成することによって、マザー
ボードの外部接続端子を半田ペースト印刷法により形成
する際に、同時にダミーバンプも半田ペースト印刷によ
り形成することができる。したがって、マザーボードの
ダミーバンプの形成において、確実に、簡易な方法で半
導体装置とマザーボードとの間の隙間を制御することが
できる。
一形態について図1ないし図8に基づいて説明すれば、
以下の通りである。
(a)(b)に示すように、半導体装置1…が3段に積
層されたものからなっている。ただし、必ずしもこれに
限らず、他の複数個の段数に積層されたものであっても
よい。
(b)(c)に示すように、配線基板2に搭載された半
導体チップ3が、樹脂封止部4により封止された状態で
設けられいる。上記半導体チップ3としては、例えば、
CPU(Central Processing Unit)やメモリ等の集積回
路(LSI:Large Scaled Integrated circuit)が挙げ
られる。
法により接続されるワイヤとしてのAuワイヤ5が配線
基板2の裏面側に形成されたターミナル部6に延びてい
る。また、配線基板2のターミナル部6からは外方に延
びるCuからなる配線パターン7が配されているととも
に、この配線パターン7の先端は配線基板2の外部接続
端子としての裏面ランド部8aにまで延びている。この
裏面ランド部8aは、半導体装置1の外形周辺に近い位
置に形成されている。
aの位置には、この配線基板2を貫通するスルーホール
部9が形成されており、このスルーホール部9には、導
電性金属が充填されている。したがって、この導電性金
属における配線基板2における裏面の露出部が裏面ラン
ド部8aとなる一方、配線基板2における表面の露出部
が外部接続端子としての表面ランド部8bとなる。ま
た、これによって、配線基板2における裏面ランド部8
aと表面ランド部8bとが電気的に接続されるものとな
っている。
bには、例えば半田ボール10が固着されており、積層
する半導体装置1・1間や外部との接続に使用されるも
のとなっている。なお、上記の半田ボール10は、本
来、半導体装置1に搭載前の状態をいい、半導体装置1
に搭載後は外部接続端子として機能するものである
が、、本実施の形態及び本発明では、ダミーバンプ12
…と半田ボール10との高さを問題とすること、及び途
中で用語が変わるのは混乱を招くため、統一的に、半導
体装置1に搭載後も半田ボール10の用語を使用するこ
ととする。
ける半導体チップ3の搭載側とは反対面に、この半導体
チップ3の領域内にダミーランド部11…が形成され、
そのダミーランド部11…上にダミーバンプ12…が例
えば4箇所に設けられている。これらダミーバンプ12
…は、上記の半田ボール10よりも低くなるように形成
されている。したがって、この半導体装置1…を複数個
積層することにより、図1(a)に示すように、各半導
体装置1…を半田ボール10にて接続し、積層するとと
もに、ダミーバンプ12…が各半導体チップ3…の表面
に接触して支持するので、このダミーバンプ12…の高
さ寸法の隙間Dが配線基板2と半導体チップ3の樹脂封
止部4との間に形成されるものとなっている。
ド部8a及び表面ランド部8bとの接合部分において、
温度サイクル試験等の熱印加時や機械的応力試験等の機
械的揚力印加時の信頼性及び放熱性の向上を図ることが
できるものとなっている。
装置の製造方法について図3(a)〜(d)に基づいて
説明する。なお、同図では、1個の半導体装置1につい
ての説明を行なうが、実際には、複数個を平面的に多数
並べた状態で半導体装置1…が形成され、半導体装置1
が完成した状態でダイシング等により個片化される。
2を用意する。この配線基板2は、以下のようにして形
成されている。
いてこの絶縁基板の両面に予めCuからなる図示しない
各配線パターン、スルーホール部9、ランド径240μ
mの裏面ランド部8a及び表面ランド部8bを形成す
る。また、上記配線基板2における裏面ランド部8a、
表面ランド部8及びワイヤボンド用の図示しないターミ
ナル部以外の配線には図示しないソルダーレジストを塗
布し、これによって各配線パターンを保護している。
ド部8a及び表面ランド部8bを形成するときに、同時
に、配線基板2における半導体チップ3搭載面とは反対
面に、この半導体チップ3における突出形状の樹脂封止
部4の平面領域内にランド径400μmのダミーランド
部11…を形成しておく。このダミーランド部11…
は、裏面ランド部8a及び表面ランド部8bよりも広い
面積の端子となるように形成しておく。
ドフィルムを介して100μm厚の半導体チップ3を配
線基板2に接着し、ワイヤボンド方式による接続方法に
よりAuワイヤ5にて半導体チップ3と上記配線基板2
のターミナル部との電気的接続を行なう。その後、Au
ワイヤ5及び半導体チップ3を樹脂にて封止することに
より樹脂封止部4を形成する。なお、上記の半導体チッ
プ3と配線基板2との接着においては、例えばペースト
により行なうことも可能である。また、上記の説明で
は、ワイヤボンド方式による実装方式を採用している
が、必ずしもこれに限らず、フリップチップ方式による
実装方式を採用することも可能である。さらに、封止方
法として、例えば、液状樹脂を用いた印刷封止法を用い
ることが可能である。
8mmφの球状の半田ボール10を、配線基板2におけ
る裏面ランド部8a及び表面ランド部8b並びにダミー
ランド部11…に搭載する。この半田ボール10におけ
る半田の組成として、例えばSn−Ag−Cu系、Sn
−Ag−Cu−Bi系、Sn−Ag系、Sn−Zn−B
i系の鉛フリー半田や、Sn−Pb系、Sn−Pb−A
g系のものを用いることができる。
田ボール10を搭載した配線基板2をリフロー装置(Ref
low Soldering Equipment)にかけて例えば最大240℃
〜260℃の温度で加熱する。これによって、半田ボー
ル10が溶融するので、各半田ボール10…が裏面ラン
ド部8a及びダミーランド部11…に固着される。ここ
で、裏面ランド部8aはダミーランド部11…に比べて
面積が小さいので、裏面ランド部8aの半田ボール10
は球状の形態を維持する一方、ダミーランド部11…の
半田ボール10は、ダミーランド部11…の面積が裏面
ランド部8aの面積よりも広いので、半田ボール10が
このダミーランド部11…全体に広がり、高さが裏面ラ
ンド部8aの半田ボール10よりも低いダミーバンプ1
2…となる。ただし、電気的接続には問題はない。
裏面ランド部8aの半田ボール10に塗布した後、各半
導体装置1…を、図3(d)に示すように、半田ボール
10点と各配線基板2における裏面ランド部8a及び表
面ランド部8bが重なるように積層し、リフロー装置に
て最大240℃〜260℃の温度で加熱する。これによ
り、各半田ボール10が溶融して各半導体装置1…の裏
面ランド部8a及び表面ランド部8b間が電気的に接続
される。これによって、積層型半導体装置が完成する。
ここで、通常、半田溶融時には、50μm程度の沈み込
みが発生するが、ダミーパンプ12…がある場合、樹脂
封止部4とダミーバンプ12…とが接触することによっ
て、それ以上の沈み込みを防止することができる。
ダミーバンプ12…が樹脂封止部4を押すことによっ
て、沈み込み量を制御し、裏面ランド部8a及び表面ラ
ンド部8bにおける半田ボール10の高さがダミーバン
プ12…がない場合よりも高くなり、温度サイクル試験
等の熱印加時や機械的応力試験等の機械的応力印加時の
信頼性が向上する。また、樹脂封止部4とダミーバンプ
12…とが接触することによって、半導体装置1…全体
の放熱性が向上する。
ール10を搭載することにより、各半導体装置1…間の
接続及び積層を行なったが、必ずしもこれに限らず、半
田ボール10を搭載する代わりに、例えば、図4(a)
〜(d)に示すように、裏面ランド部8aに半田ペース
トを印刷後、リフロー(加熱)により半球状に形成させ
て半田ボール10を形成することも可能である。
記と同様にして、裏面ランド部8a及び表面ランド部8
b並びにダミーランド部11…を形成した配線基板2に
半導体チップ3を搭載し、ワイヤボンディングを行なっ
た後、樹脂封止部4を形成する。
線基板2を裏返して、裏面ランド部8a及びダミーラン
ド部11…に対応する位置にマスク穴21aを有する厚
さ例えば0.15mmのメタルマスク21を貼り合わ
せ、半田ぺーストの印刷を行なう。印刷に際しては、半
田ぺースト22をスキージ(Squeeqee)23にて扱くこと
により、半田ぺースト22が各マスク穴21aに印刷さ
れる。ここで、本実施の形態では、マスク穴21aの大
きさは、裏面ランド部8aの部分では大きいが、ダミー
ランド部11…の部分では、小さいものとなっている。
マスク21を引き剥がし、リフロー装置にて最大240
℃〜260℃の温度で加熱して、半田ボール10及びダ
ミーバンプ12…を形成する。本実施の形態では、メタ
ルマスク21のマスク穴21aの開口径を変化させるこ
とによって、裏面ランド部8aの部分では、大きい球状
の半田ボール10を形成することができる一方、ダミー
ランド部11…の部分では、半田ボール10よりも低い
ダミーバンプ12…を形成することができるものとなっ
ている。ただし、電気的接続には問題がない。
ラックスを裏面ランド部8aの半田ボール10に塗布し
た後、各半導体装置1…を、図4(d)に示すように、
半田ボール10点と各配線基板2における裏面ランド部
8a及び表面ランド部8bが重なるように積層し、リフ
ロー装置にて最大240℃〜260℃の温度で加熱す
る。これにより、各半田ボール10が溶融して各半導体
装置1…の裏面ランド部8a及び表面ランド部8b間が
電気的に接続される。これによって、積層型半導体装置
が完成する。
ンド部11…上のダミーバンプ12…が樹脂封止部4を
押すことによって、沈み込み量を制御し、裏面ランド部
8a及び表面ランド部8bにおける半田ボール10の高
さがダミーバンプ12…がない場合よりも高くなり、温
度サイクル試験等の熱印加時や機械的応力試験等の機械
的応力印加時の信頼性が向上する。また、樹脂封止部4
とダミーバンプ12…とが接触することによって、半導
体装置1…全体の放熱性が向上する。
装置の積層基板間接合部の温度サイクル試験や機械的応
力試験を行なった場合に、熱が印加されると、上記積層
型半導体装置には、上向きに凹となるように反りが発生
する。このとき、配線基板2と樹脂封止部4との間には
隙間Dがあるので、この反りに対して樹脂封止部4が隙
間Dの部分に撓むことができる。このことは、熱的応力
による反りを機械的応力である撓みに強制変換すること
になり、応力緩和が図れる。この結果、従来であれば、
樹脂封止部4と配線基板2とが接触していたので、応力
緩和が図れず、外部接続端子である半田ボール10と裏
面ランド部8a及び表面ランド部8bとの接続部分に応
力が集中することになっていたが、本実施の形態では、
半田ボール10と裏面ランド部8a及び表面ランド部8
bとの接続部分の応力集中を回避することができる。
試験による歩留りの低下が回避できるので、温度サイク
ル試験や機械的応力試験を行なった後の製品としての積
層型半導体装置に対して信頼性の向上を図ることができ
る。
装置では、各半導体装置1には、配線基板2の半導体チ
ップ3搭載側裏面における相対する半導体チップ3又は
樹脂封止部4の対向位置に半田ボール10よりも低いダ
ミーバンプ12…が形成されている。このため、半導体
装置1…を積層した場合に、この半田ボール10よりも
低いダミーバンプ12…によって、半導体装置1が支持
されることになる。この結果、半導体装置1の配線基板
2と、この配線基板2の半導体チップ搭載側裏面におけ
る相対する樹脂封止部4との間に隙間Dができる。つま
り、半導体チップ3又は樹脂封止部4と配線基板2との
接触を防止できる。なお、フリップチップ方式を用いた
ベアチップ実装においては半導体チップ3と樹脂封止部
4との間に隙間Dができる。
品検査として、温度サイクル試験や機械的応力試験にか
けられる。このとき、熱によりストレスが発生する。す
なわち、積層した半導体装置1…に外部から熱が加わる
と、個々の半導体装置1…に反りが発生する。これは、
半導体装置1は線膨張係数が異なる材料の複合体である
ためである。したがって、個々の半導体装置1の反りが
異なるために、半導体装置1…同士が半導体チップ3又
は樹脂封止部4の部分にて当接し、その結果、接合部分
にストレスが生じる。
又は樹脂封止部4とこの半導体装置1の半導体チップ3
又は樹脂封止部4に対向する半導体装置1の配線基板2
との間に隙間Dがない場合には、各半導体装置1…に反
りが発生することにより、半導体チップ3又は樹脂封止
部4が、当接して対向する半導体装置1の配線基板2を
押し出そうとする。この結果、裏面ランド部8a及び表
面ランド部8bと半田ボール10との接続部分に引張り
力が作用し、裏面ランド部8a及び表面ランド部8bと
半田ボール10との間の接続が外れることになる。
装置1の配線基板2と、この配線基板2の半導体チップ
搭載側裏面における相対する半導体チップ3又は樹脂封
止部4との間に隙間Dがあるので、積層型半導体装置を
温度サイクル試験や機械的応力試験にかけたときに、半
導体チップ3はこの隙間Dに向けてたわむことができ
る。したがって、裏面ランド部8a及び表面ランド部8
bと半田ボール10とのの接続部分に作用する引張り力
も緩和されるので、裏面ランド部8a及び表面ランド部
8bと半田ボール10との接続が外れるのを防止するこ
とができる。
プ3又は樹脂封止部4とそれに対向する配線基板2との
隙間Dを形成するために、ダミーバンプ12…によって
行なっている。このダミーバンプ12…は、裏面ランド
部8a及び表面ランド部8bの間に半田ボール10…を
搭載する工程にて同時に形成することができるものであ
る。したがって、隙間Dの形成のための製造工程におけ
る工数の増加も殆どなく、製造コストも殆ど従来と変わ
らない。
導体チップ3からの放熱効果も大きくなる。
を制御することより、裏面ランド部8a及び表面ランド
部8bにおける接合部分の温度サイクル試験等の熱印加
時や機械的応力試験等の機械的応力印加時の信頼性及び
放熱性の向上を図り得る積層型半導体装置を提供するこ
とができる。
ル試験や機械的応力試験にかけた場合に、反りの発生に
より半導体チップ3の中央位置で接触し易くなる。した
がって、半導体チップ3又は樹脂封止部4を支持するダ
ミーバンプ12…を半導体チップ3の中央位置に設ける
よりも端に設ける方が半導体チップ3がたわみ易い。
12…は半導体チップ3又は樹脂封止部4の平面領域内
における端部の対向位置に形成されているので、裏面ラ
ンド部8a及び表面ランド部8bと半田ボール10との
接合部分における応力緩和効果が大きい。
には、予め配線基板2にダミーバンプ12…を搭載する
ためのダミーランド部11…を形成しておく必要があ
る。
は、ダミーバンプ12…を搭載するためのダミーランド
部11…が形成されているとともに、このダミーランド
部11…は、裏面ランド部8a及び表面ランド部8bよ
りも面積が大きく形成されている。
ンド部11…に搭載すると、ダミーバンプ12…はダミ
ーランド部11…の全領域に広がる。また、同様に、半
田ボール10を裏面ランド部8aに搭載したときも、半
田ボール10は裏面ランド部8aの全領域に広がる。し
たがって、ダミーランド部11…を裏面ランド部8aよ
りも面積が大きくなるように形成しておくことによっ
て、裏面ランド部8aに搭載される半田ボール10と同
量のダミーバンプ12…をダミーランド部11…に搭載
したときに、ダミーバンプ12…の方が半田ボール10
よりも低くなる。
ランド部8aの面積とに差を設けることによって、同サ
イズの半田ボール10の搭載により、半田ボール10の
高さとダミーバンプ31…との高さを容易に制御するこ
とができる。
じ搭載条件にてダミーバンプ12…を搭載することによ
って自動的に半田ボール10よりも低い支持部が形成さ
れることになるので、確実に、簡易な方法で積層基板間
の隙間Dを制御することができる。
は、ダミーバンプ12…は半田ペースト印刷により形成
可能となっているので、外部接続端子を半田ペースト印
刷法により形成する際に、同時にダミーバンプ12…も
半田ペースト印刷法により形成することができる。した
がって、ダミーバンプ12…の形成において、確実に、
簡易な方法で積層基板間の隙間Dを制御することができ
る。
製造するときには、裏面ランド部8a及び表面ランド部
8bをを有する配線基板2に半導体チップ3を実装し、
かつ樹脂封止して半導体装置1を形成し、この半導体装
置1を裏面ランド部8aに搭載される半田ボール10に
より複数個積層する。そして、その製造方法において
は、各半導体装置1…における、配線基板2の半導体チ
ップ搭載側裏面における相対する半導体チップ3又は樹
脂封止部4の対向位置に半田ボール10よりも低いダミ
ーバンプ12…を形成する工程を含んでいる。
側裏面における相対する半導体チップ3又は樹脂封止部
4の対向位置に半田ボール10よりも低いダミーバンプ
12…を形成する工程を行なうことによって、簡易な方
法で積層基板間の隙間Dを制御することより、裏面ラン
ド部8a及び表面ランド部8bにおける接合部分の温度
サイクル試験等の熱印加時や機械的応力試験等の機械的
応力印加時の信頼性及び放熱性の向上を図り得る積層型
半導体装置の製造方法を提供することができる。
製造方法では、積層型半導体装置の製造に際して、ダミ
ーバンプ12…を半田ペースト印刷により形成する工程
を含んでいる。
スト印刷により形成することによって、外部接続端子を
半田ペースト印刷法により形成する際に、同時にダミー
バンプ12…も半田ペースト印刷により形成することが
できる。したがって、ダミーバンプ12…の形成におい
て、確実に、簡易な方法で積層基板間の隙間Dを制御す
ることができる。
されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可
能である。例えば、上記実施の形態では、1個の半導体
装置1に1個の半導体チップ3が搭載されたものであっ
たが、必ずしもこれに限らず、図5(a)(b)(c)
に示すように、1個の半導体装置1に2個等の複数個の
半導体チップ3を搭載した半導体装置1を積層する積層
型半導体装置に適用することも可能である。このような
2個の半導体チップ3としては、例えばフラッシュメモ
リのメモリ容量を増やすために1個の半導体装置1に2
個の半導体チップ3・3を形成した場合がある。
は、図5(a)に示すように、例えば厚さ約0.23m
mの両面配線基板2にランド径240μmの裏面ランド
部8a及び表面ランド部8bと、400μmのダミーラ
ンド部11…とを形成しておく。ダミーランド部11…
は、半導体チップ3における突出形状の樹脂封止部4の
平面領域内に配置する。
ドフィルムを介して100μm厚の半導体チップ3を配
線基板2に接着する。そして、ワイヤボンド方式により
半導体チップ3と上記配線基板2との電気的接続を行な
う。その後、半導体チップ3を樹脂にて封止することに
より樹脂封止部4を形成する。
2mmφの球状の半田ボール10を、リフロー装置にて
最大240℃〜260℃の温度で加熱して、配線基板2
における裏面ランド部8a及び表面ランド部8b並びに
ダミーランド部11…に搭載する。ここで、裏面ランド
部8aはダミーランド部11…に比べて面積が小さいの
で、裏面ランド部8aの半田ボール10は球状の形態を
維持する一方、ダミーランド部11…の半田ボール10
は、ダミーランド部11…の面積が裏面ランド部8aの
面積よりも広いので、半田ボール10がこのダミーラン
ド部11…全体に広がり、高さが裏面ランド部8aの半
田ボール10よりも低いダミーバンプ12…となる。た
だし、電気的接続には問題はない。
裏面ランド部8aの半田ボール10に塗布した後、各半
導体装置1…を、図5(c)に示すように、半田ボール
10点と各配線基板2における裏面ランド部8a及び表
面ランド部8bが重なるように積層し、リフロー装置に
て最大240℃〜260℃の温度で加熱する。これによ
り、各半田ボール10が溶融して各半導体装置1…の裏
面ランド部8a及び表面ランド部8b間が電気的に接続
される。これによって、積層型半導体装置が完成する。
ここで、通常、半田溶融時には、40μm程度の沈み込
みが発生するが、ダミーパンプ12…がある場合、樹脂
封止部4とダミーバンプ12…とが接触することによっ
て、それ以上の沈み込みを防止することができる。
ダミーバンプ12…が樹脂封止部4を押すことによっ
て、沈み込み量を制御し、裏面ランド部8a及び表面ラ
ンド部8bにおける半田ボール10の高さがダミーバン
プ12…がない場合よりも高くなり、温度サイクル試験
等の熱印加時や機械的応力試験等の機械的応力印加時の
信頼性が向上する。また、樹脂封止部4とダミーバンプ
12…とが接触することによって、半導体装置1…全体
の放熱性が向上する。
装置では、複数個積層された半導体装置1…のうちのい
ずれかは、1個の半導体装置1に複数個の半導体チップ
3・3を搭載したものからなっている。このため、例え
ばフラッシュメモリのメモリ容量を増やすために1個の
半導体装置1に複数個の半導体チップ3・3を形成した
半導体装置1…を積層した場合においても、簡易な方法
で積層基板間の隙間Dを制御することより、裏面ランド
部8a及び表面ランド部8bにおける接合部分の温度サ
イクル試験等の熱印加時や機械的応力試験等の機械的応
力印加時及び放熱性の向上を図り得る積層型半導体装置
を提供することができる。
ップ3を有する半導体装置1と2個等の複数個の半導体
チップ3を有する半導体装置1とを組み合わせて積層し
た積層型半導体装置に適用することも可能である。
異なる配線基板2を有する半導体装置1…や外形サイズ
の異なる半導体チップ3を有する半導体装置1を組み合
わせて積層したものにも適用することができる。このよ
うな半導体装置1としては、例えば、ロジック機能の半
導体装置1とメモリ機能の半導体装置1とを組み合わせ
た場合がある。
タのCPU(Central Processing Unit)のように、チッ
プサイズの大きなロジックタイプの半導体チップ3に対
応した厚さ例えば約0.23mmの両面配線基板2にラ
ンド径240μmの裏面ランド部8a及び表面ランド部
8bと、400μmのダミーランド部11…とを形成し
ておく。ダミーランド部11…は、積層相手の半導体チ
ップ3における突出形状の樹脂封止部4の平面領域内に
配置する。
ドフィルムを介して100μm厚の半導体チップ3を配
線基板2に接着する。そして、ワイヤボンド方式により
半導体チップ3と上記配線基板2との電気的接続を行な
う。その後、半導体チップ3を樹脂にて封止することに
より樹脂封止部4を形成する。
ル10を、リフロー装置にて加熱して、配線基板2にお
ける裏面ランド部8a及び表面ランド部8b並びにダミ
ーランド部11…に搭載する。ここで、ダミーランド部
11…の半田ボール10は、ダミーランド部11…の面
積が裏面ランド部8aの面積よりも広いので、半田ボー
ル10がこのダミーランド部11…全体に広がり、高さ
が裏面ランド部8aの半田ボール10よりも低いダミー
バンプ12…となる。ただし、電気的接続には問題はな
い。
導体装置1の裏面ランド部8aが最も外側になるよう
に、1個の半導体チップ3を搭載したチップサイズの小
さい半導体装置1を積層する。これによって、半田溶融
時には、沈み込みが発生するが、ダミーパンプ12…が
ある場合、樹脂封止部4とダミーバンプ12…とが接触
することによって、一定以上の沈み込みを防止すること
ができる。
装置では、複数個積層された半導体装置1…のうちのい
ずれかは、他の半導体装置1とは外形サイズが異なって
いる。このため、種類の異なる半導体装置1…を組み合
わせて積層した場合にも、簡易な方法で積層基板間の隙
間Dを制御することより、裏面ランド部8a及び表面ラ
ンド部8bにおける接合部分の温度サイクル試験等の熱
印加時や機械的応力試験等の機械的応力印加時及び放熱
性の向上を図り得る積層型半導体装置を提供することが
できる。
プ3は、配線基板2の上に載置されていたものであった
が、必ずしもこれに限らず、図8に示すように、配線基
板2の略中央位置において略矩形に穿設された穴部とし
ての貫通孔部2aの内部に半導体チップ3が樹脂封止部
4により封止された状態で設けられた半導体装置1を積
層した積層型半導体装置にも適用が可能である。この場
合、ダミーランド部11…は、Auワイヤ5の接続部で
ある図示しないターミナル部の反対側に形成する。
板2のダミーランド部11…側に例えば50μm厚の図
示しない粘着テープを貼り付けた後、貫通孔部2aに1
00μm厚の半導体チップ3を搭載する。その後、ワイ
ヤボンド方式により半導体チップ3と上記配線基板2と
の電気的接続を行なう。次いで、半導体チップ3を樹脂
にて封止することにより樹脂封止部4を形成した後、上
記粘着テープを引き剥がす。なお、上記において、樹脂
による樹脂封止部4は、必ずダミーランド部11…を含
むように設計する。
ル10を、リフロー装置にて加熱して、配線基板2にお
ける裏面ランド部8a及び表面ランド部8b並びにダミ
ーランド部11…に搭載し、各半導体装置1…を積層す
る。
配線基板2の略厚さの範囲内に収められているので、半
導体装置1の薄型化を図れるものとなっている。このこ
とは、この半導体装置1…を積層した場合にさらに全体
の薄型化を図れるものとなる。
装置では、積層される半導体装置1として、裏面ランド
部8a及び表面ランド部8bを有する半導体装置1の貫
通孔部2aに半導体チップ3が搭載された半導体装置1
を用いることができる。このような半導体装置1は、半
導体チップ3の後ろに配線基板2がないので、半導体装
置1を薄く形成することができる。したがって、薄型の
積層型半導体装置を提供することができる。
について図9ないし図17に基づいて説明すれば、以下
の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態
1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材につい
ては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
1…は配線基板2に形成されていた。しかし、比較例と
しての図9に示すように、半導体装置1をマザーボード
29に接合する場合にも、実施の形態1にて説明したよ
うに、半導体装置1の樹脂封止部4がマザーボード29
に接触していた場合には、積層基板間接合部の温度サイ
クル試験等の熱印加時や機械的応力試験等の機械的応力
印加時信頼性及び放熱性の向上を図ることができない。
すなわち、積層基板間接合部の温度サイクル試験におい
ては、前記実施の形態1で述べたように、熱によるスト
レスが発生する。半導体装置1をマザーボード30に実
装した後、このマザーボード30に機械的ストレスがか
かると、マザーボード30及び半導体装置1に反りが発
生し、マザーボード30と半導体装置1間、及び半導体
装置1…同士の間が接触し、接合部分にストレスが発生
する。
に示すように、マザーボード30において、半導体装置
1の樹脂封止部4の対向面にダミーバンプ31…を設け
ている。なお、本実施の形態では、半導体装置1は前記
実施の形態1の最後で述べた、配線基板2の略中央位置
において略矩形に穿設された貫通孔部2aの内部に半導
体チップ3・3が樹脂封止部4により封止されたものに
ついて説明する。
ボード30に半導体装置1を接合する方法について説明
する。
ボード30における半導体装置1の外部端子接続用ラン
ド部32…以外に、半導体装置1の樹脂封止部4の対向
する部分にダミーランド部33…を形成する。
ら外部端子接続用ランド部32…及びダミーランド部3
3…の上にスクリーン印刷法により、半田ペースト34
…を供給しておく。
部端子接続用端子として半田ボール10を用いた半導体
装置1を搭載する。この半導体装置1には、半田ボール
10…と樹脂封止部4とが同じ面に設けられている。上
記半田ボール10…のピッチは例えば0.5mmであ
り、半田ボール10…における半導体装置1の配線基板
2上からの高さが例えば0.25mmとなっている。ま
た、樹脂封止部4の配線基板2上からの高さは、例えば
0.20mmとなっている。
田ボール10と外部端子接続用ランド部32…との接続
を行なう。このとき、樹脂封止部4とマザーボード30
との間にはダミーランド部33…の半田ペースト34…
が挟まることにより、半田ボール10の接続高さつまり
スタンドオフは、ダミーランド部33…がないときに比
較して50μm程高くなる。通常、上記の寸法の半田ボ
ール10は、リフロー接続時に50μm程度の沈み込み
があるので、リフロー後は、樹脂封止部4とマザーボー
ド30との間の間隔は略ゼロとなる。
導体装置1とマザーボード30との間に隙間Dができ、
かつスタンドオフが高くなることにより、マザーボード
30の実装後の接続部の信頼性が向上する。
置1では、配線基板2の中央に貫通孔部2aを形成し、
この貫通孔部2aの内部に2個の半導体チップ3・3を
搭載している。そして、ワイヤボンド法により配線基板
2との電気的接続を確保し、樹脂封止部4によりAuワ
イヤ5及び半導体チップ3・3の表面を保護する。
uワイヤ5を形成することから、配線基板2上で最低2
00μm程度必要となる。
ーボード30の実装時の沈み込みを考慮すると、配線基
板2上において最低250μm程度必要となる。そし
て、0.5mmピッチで半田ボール10…を形成するの
で、アセンブリ時の不具合の発生を抑えるためには、8
50μmφ程度の半田ボール10…の搭載が限界であ
り、それ以上大きくなると、歩留りの低下が懸念され
る。このため、樹脂封止部4と半田ボール10の高さと
の差を著しく大きくすることは困難である。
面に外部端子接続用ランド部32…を持ち、半導体装置
1…同士を互いに接続可能とすることが可能である。
体装置1に2個の半導体チップ3・3が搭載された半導
体装置1について示したが、必ずしもこれに限らず、例
えば、図12に示すように、1個の半導体装置1に1個
の半導体チップ3が搭載されているものであってもよ
い。また、図13に示すように、半導体チップ3が配線
基板2上に搭載されているものであってもよい。さら
に、図14に示すように、半導体チップ3が配線基板2
に対して、フリップチップ方式により接続されているも
のであってもよい。このフリップチップ方式は、ワイヤ
ボンディング方式と相並ぶベアチップ実装方式の一つで
あり、半導体チップ3の電極バッド上に突起状電極(バ
ンプ)を形成し、相対する基板上の電極バッドに対して
位置合わせして実装する方式である。
1とマザーボード30との接続について説明したが、マ
ザーボード30上に複数個の半導体装置1…を積層する
ことも可能である。このような積層型半導体装置として
は、例えば、図15に示すように、マザーボード30上
に4個の半導体装置1…が積層され、このマザーボード
30にはダミーバンプ31…が形成されているので、マ
ザーボード30とその上の半導体装置1との間に隙間D
が確保される。また、同図に示す積層型半導体装置で
は、各半導体装置1…の間にも前記実施の形態1にて示
したダミーランド部11…を形成している。このため、
各半導体装置1…の間にも隙間Dが確保される。
図16に示すように、1個の半導体装置1に2個の半導
体チップ3・3が搭載された半導体装置1を積層するこ
とが可能である。なお、同図においては、半導体装置1
・1の間には前記ダミーランド部11…は設けられてい
ないが、この場合もダミーランド部11…を取り付ける
ことが可能であり、その場合には同様に隙間Dを確保す
ることができる。
体装置1に2個の半導体チップ3・3が搭載された1個
又は複数個の半導体装置1…と1個の半導体装置1に1
個の半導体チップ3が搭載された1個又は複数個の半導
体装置1…とを組み合わせて積層した積層型半導体装置
とすることも可能である。
ダミーランド部11…を設けることによって、マザーボ
ード30の実装後の接続部の信頼性が向上する。
は、半導体装置1の半導体チップ3又は樹脂封止部4の
対向位置に半田ボール10…よりも低いダミーバンプ3
1…が形成されている。したがって、半導体装置1の半
導体チップ3又は樹脂封止部4がマザーボード30に接
触するのを防止できる。
0に搭載する場合において、このマザーボード30にダ
ミーバンプ31…を形成することにより、マザーボード
30と半導体装置1との間において、簡易な方法で積層
基板間の隙間Dを制御することができ、外部接続端子の
接合部分における、熱が印加されたり機械的応力が印加
されたときの信頼性及び放熱性の向上を図り得るマザー
ボード30を提供することができる。
は、ダミーバンプ31…は半田ペースト印刷により形成
することが可能となっている。このため、ダミーバンプ
31…を半田ペースト印刷により形成することによっ
て、外部接続端子を半田ペースト印刷法により形成する
際に、同時にダミーバンプ31…も半田ペースト印刷に
より形成することができる。したがって、マザーボード
30におけるダミーバンプ31…の形成において、確実
に、簡易な方法で積層基板間の隙間Dを制御することが
できる。
は、複数の半導体装置1…が積層されている。この結
果、複数の半導体装置1…が積層された積層型半導体装
置とマザーボード30との間の隙間Dを簡易な方法で制
御することができ、外部接続端子の接合部分における、
熱が印加されたり機械的応力が印加されたときの信頼性
及び放熱性の向上を図り得るマザーボードを提供するこ
とができる。
製造方法では、半導体装置1の半導体チップ3又は樹脂
封止部4の対向位置に半田ボール10よりも低いダミー
バンプ31…を形成する工程を含んでいる。
て、半導体装置1とマザーボード30との間の隙間Dを
簡易な方法で制御することができ、外部接続端子の接合
部分における、熱が印加されたり機械的応力が印加され
たときの信頼性及び放熱性の向上を図り得るマザーボー
ド30の製造方法を提供することができる。
製造方法では、ダミーバンプ31…を半田ペースト印刷
により形成する工程を含んでいる。
10を半田ペースト印刷する際に、同時にダミーバンプ
31…も半田ペースト印刷により形成することができ
る。したがって、マザーボード30のダミーバンプ31
…の形成において、確実に、簡易な方法で半導体装置と
マザーボード30との間の隙間Dを制御することができ
る。
は、各半導体装置1…にはダミーバンプ12…が形成さ
れる一方、最下層にマザーボード30が設けられている
とともに、このマザーボード30には、相対する半導体
装置1の半導体チップ3又は樹脂封止部4の対向位置に
半田ボール10よりも低いダミーバンプ31…が形成さ
れている。
ード30に搭載する場合においても、このマザーボード
30にダミーバンプ31…を形成することにより、マザ
ーボード30と半導体装置1との間において、簡易な方
法で積層基板間の隙間Dを制御することより、外部接続
端子の接合部分における、熱が印加されたり機械的応力
が印加されたときの信頼性及び放熱性の向上を図り得る
積層型半導体装置を提供することができる。
1にて示した特徴的な構成を積層型半導体装置に適用で
きるものとなっている。
うに、各半導体装置には、配線基板の半導体チップ搭載
側裏面における相対する半導体チップ又は樹脂封止部の
対向位置に半田ボールよりも低いダミーバンプが形成さ
れているものである。
装置の配線基板と、この配線基板の半導体チップ搭載側
裏面における相対する半導体チップ又は樹脂封止部との
間に隙間ができる。
ル試験や機械的応力試験にかけたときに、半導体チップ
はこの隙間に向けてたわむことができる。したがって、
外部接続端子と半田ボールとの接続部分に作用する引張
り力も緩和されるので、外部接続端子と半田ボールとの
間の接続が外れるのを防止することができる。
接続端子間に半田ボールを搭載する工程にて同時に形成
することができるものである。したがって、隙間形成の
ための製造工程における工数の増加も殆どなく、製造コ
ストも殆ど従来と変わらない。さらに、隙間を設けるこ
とによって、半導体チップからの放熱効果も大きくな
る。
を制御することより、外部接続端子の接合部分におけ
る、熱が印加されたり機械的応力が印加されたときの信
頼性及び放熱性の向上を図り得る積層型半導体装置を提
供することができるという効果を奏する。
積層型半導体装置において、ダミーバンプは半導体チッ
プ又は樹脂封止部の平面領域内における端部の対向位置
に形成されているものである。
支持するダミーバンプを半導体チップの中央位置に設け
るよりも端に設ける方が半導体チップがたわみ易いの
で、外部接続端子間における応力緩和効果が大きいとい
う効果を奏する。
積層型半導体装置において、配線基板には、ダミーバン
プを搭載するためのダミーランド部が形成されていると
ともに、このダミーランド部は、外部接続端子よりも面
積が大きく形成されているものである。
ボールと同量のダミーバンプをダミーランド部に搭載し
たときに、ダミーバンプの方が半田ボールよりも低くな
る。また、ダミーランド部の面積と外部接続端子の面積
とに差を設けることによって、同サイズの半田ボールの
搭載により、外部接続端子とダミーバンプとの高さを容
易に制御することができる。
載条件にてダミーバンプを搭載することによって自動的
に半田ボールよりも低い支持部が形成されることになる
ので、確実に、簡易な方法で積層基板間の隙間を制御す
ることができるという効果を奏する。
積層型半導体装置において、ダミーバンプは半田ペース
ト印刷により形成されているものである。
刷法により形成する際に、同時にダミーバンプも半田ペ
ースト印刷により形成することができる。したがって、
ダミーバンプの形成において、確実に、簡易な方法で積
層基板間の隙間を制御することができるという効果を奏
する。
積層型半導体装置において、複数個積層された半導体装
置には、外部接続端子を有する配線基板の穴部に半導体
チップが搭載された半導体装置が含まれているものであ
る。
体チップの後ろに配線基板がないので、半導体装置を薄
く形成することができる。したがって、薄型の積層型半
導体装置を提供することができるという効果を奏する。
積層型半導体装置において、複数個積層された半導体装
置のうちのいずれかは、他の半導体装置とは外形サイズ
が異なっているものである。
合わせて積層した場合にも、簡易な方法で積層基板間の
隙間を制御することより、外部接続端子の接合部分にお
ける、熱が印加されたり機械的応力が印加されたときの
信頼性及び放熱性の向上を図り得る積層型半導体装置を
提供することができるという効果を奏する。
積層型半導体装置において、複数個積層された半導体装
置のうちのいずれかは、1個の半導体装置に複数個の半
導体チップを搭載したものからなっているものである。
リ容量を増やすために1個の半導体装置に複数個の半導
体チップを形成した半導体装置を積層した場合において
も、簡易な方法で積層基板間の隙間を制御することよ
り、外部接続端子の接合部分における、熱が印加された
り機械的応力が印加されたときの信頼性及び放熱性の向
上を図り得る積層型半導体装置を提供することができる
という効果を奏する。
積層型半導体装置において、最下層にマザーボードが設
けられているとともに、上記マザーボードには、相対す
る半導体装置の半導体チップ又は樹脂封止部の対向位置
に半田ボールよりも低いダミーバンプが形成されている
ものである。
ドに搭載する場合においても、このマザーボードにダミ
ーバンプを形成することにより、マザーボードと半導体
装置との間において、簡易な方法で積層基板間の隙間を
制御することより、外部接続端子の接合部分における、
熱が印加されたり機械的応力が印加されたときの信頼性
及び放熱性の向上を図り得る積層型半導体装置を提供す
ることができるという効果を奏する。
法は、以上のように、各半導体装置における、配線基板
の半導体チップ搭載側裏面における相対する半導体チッ
プ又は樹脂封止部の対向位置に半田ボールよりも低いダ
ミーバンプを形成する工程を含む方法である。
裏面における相対する半導体チップ又は樹脂封止部の対
向位置に半田ボールよりも低いダミーバンプを形成する
工程を行なうことによって、簡易な方法で積層基板間の
隙間を制御することより、外部接続端子の接合部分にお
ける、熱が印加されたり機械的応力が印加されたときの
信頼性及び放熱性の向上を図り得る積層型半導体装置の
製造方法を提供することができるという効果を奏する。
法は、上記積層型半導体装置の製造方法において、ダミ
ーバンプを半田ペースト印刷により形成する工程を含む
方法である。
時にダミーバンプも半田ペースト印刷により形成するこ
とができる。したがって、ダミーバンプの形成におい
て、確実に、簡易な方法で積層基板間の隙間を制御する
ことができるという効果を奏する。
うに、半導体装置の半導体チップ又は樹脂封止部の対向
位置に半田ボールよりも低いダミーバンプが形成されて
いるものである。
載する場合において、このマザーボードにダミーバンプ
を形成することにより、マザーボードと半導体装置との
間において、簡易な方法で積層基板間の隙間を制御する
ことができ、外部接続端子の接合部分における、熱が印
加されたり機械的応力が印加されたときの信頼性及び放
熱性の向上を図り得るマザーボードを提供することがで
きるという効果を奏する。
ーボードにおいて、ダミーバンプは半田ペースト印刷に
より形成されているものである。
刷により形成することによって、外部接続端子を半田ペ
ースト印刷法により形成する際に、同時にダミーバンプ
も半田ペースト印刷により形成することができる。した
がって、マザーボードにおけるダミーバンプの形成にお
いて、確実に、簡易な方法で積層基板間の隙間を制御す
ることができるという効果を奏する。
ーボードにおいて、複数の半導体装置が積層されている
ものである。
積層型半導体装置とマザーボードとの間の隙間を簡易な
方法で制御することができ、外部接続端子の接合部分に
おける、熱が印加されたり機械的応力が印加されたとき
の信頼性及び放熱性の向上を図り得るマザーボードを提
供することができるという効果を奏する。
は、半導体装置の半導体チップ又は樹脂封止部の対向位
置に半田ボールよりも低いダミーバンプを形成する工程
を含んでいる方法である。
て、半導体装置とマザーボードとの間の隙間を簡易な方
法で制御することができ、外部接続端子の接合部分にお
ける、熱が印加されたり機械的応力が印加されたときの
信頼性及び放熱性の向上を図り得るマザーボードの製造
方法を提供することができるという効果を奏する。
は、上記記載のマザーボードの製造方法において、ダミ
ーバンプを半田ペースト印刷により形成する工程を含ん
でいる方法である。
半田ペースト印刷法により形成する際に、同時にダミー
バンプも半田ペースト印刷により形成することができ
る。したがって、マザーボードのダミーバンプの形成に
おいて、確実に、簡易な方法で半導体装置とマザーボー
ドとの間の隙間を制御することができるという効果を奏
する。
実施の一形態を示す断面図であり、(b)はその斜視図
である。
半導体装置の構成を示す断面図、(b)は積層型半導体
装置における1個の半導体装置の構成の一部を破断して
示す斜視図、(c)は積層型半導体装置における1個の
半導体装置の構成を示す平面図である。
薄型半導体装置を複数個積層した積層型半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
ロー(加熱)により半球状に形成させて半田ボールを形
成する場合の積層型半導体装置の製造工程を示す断面図
である。
薄型半導体装置を複数個積層した積層型半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
2個の半導体チップを備えた薄型半導体装置とを積層し
た積層型半導体装置を示す断面図である。
型半導体装置を示す断面図である。
導体装置を積層した積層型半導体装置を示す断面図であ
る。
て、比較例として示す断面図である。
を示すものであり、マザーボードと半導体装置との接合
状態を示す断面図である。
れた半導体装置の製造工程を示す断面図である。
半導体装置をマザーボードに接合した状態を示す断面図
である。
体装置をマザーボードに接合した状態を示す断面図であ
る。
続方法を用いて配線基板に搭載された半導体装置をマザ
ーボードに接合した状態を示す断面図である。
半導体装置を複数個マザーボードに接合した状態を示す
断面図である。
ザーボード上に複数個積層した積層型半導体装置を示す
断面図である。
個の半導体チップを備えた半導体装置とを組み合わせて
マザーボード上に複数個積層した積層型半導体装置を示
す断面図である。
示す断面図である。
ある。
Claims (15)
- 【請求項1】外部接続端子を有する配線基板に半導体チ
ップを実装して樹脂封止した半導体装置を、外部接続端
子に搭載される半田ボールにより複数個積層した積層型
半導体装置において、 上記各半導体装置には、配線基板の半導体チップ搭載側
裏面における相対する半導体チップ又は樹脂封止部の対
向位置に半田ボールよりも低いダミーバンプが形成され
ていることを特徴とする積層型半導体装置。 - 【請求項2】ダミーバンプは半導体チップ又は樹脂封止
部の平面領域内における端部の対向位置に形成されてい
ることを特徴とする請求項1記載の積層型半導体装置。 - 【請求項3】配線基板には、ダミーバンプを搭載するた
めのダミーランド部が形成されているとともに、このダ
ミーランド部は、外部接続端子よりも面積が大きく形成
されていることを特徴とする請求項1又は2記載の積層
型半導体装置。 - 【請求項4】ダミーバンプは半田ペースト印刷により形
成されていることを特徴とする請求項1、2又は3記載
の積層型半導体装置。 - 【請求項5】複数個積層された半導体装置には、外部接
続端子を有する配線基板の穴部に半導体チップが搭載さ
れた半導体装置が含まれていることを特徴とする請求項
1ないし4のいずれか1項に記載の積層型半導体装置。 - 【請求項6】複数個積層された半導体装置のうちのいず
れかは、他の半導体装置とは外形サイズが異なっている
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記
載の積層型半導体装置。 - 【請求項7】複数個積層された半導体装置のうちのいず
れかは、1個の半導体装置に複数個の半導体チップを搭
載したものからなっていることを特徴とする請求項1な
いし6のいずれか1項に記載の積層型半導体装置。 - 【請求項8】最下層にマザーボードが設けられていると
ともに、上記マザーボードには、相対する半導体装置の
半導体チップ又は樹脂封止部の対向位置に半田ボールよ
りも低いダミーバンプが形成されていることを特徴とす
る請求項1ないし7のいずれか1項に記載の積層型半導
体装置。 - 【請求項9】外部接続端子を有する配線基板に半導体チ
ップを実装し、かつ樹脂封止して半導体装置を形成し、
上記半導体装置を外部接続端子に搭載される半田ボール
により複数個積層する積層型半導体装置の製造方法にお
いて、 上記各半導体装置における、配線基板の半導体チップ搭
載側裏面における相対する半導体チップ又は樹脂封止部
の対向位置に半田ボールよりも低いダミーバンプを形成
する工程を含むことを特徴とする積層型半導体装置の製
造方法。 - 【請求項10】ダミーバンプを半田ペースト印刷により
形成する工程を含むことを特徴とする請求項9記載の積
層型半導体装置の製造方法。 - 【請求項11】外部接続端子を有する配線基板に半導体
チップを実装して樹脂封止した半導体装置を、該半導体
装置の外部接続端子に搭載される半田ボールにより接続
して搭載したマザーボードにおいて、 上記半導体装置の半導体チップ又は樹脂封止部の対向位
置に半田ボールよりも低いダミーバンプが形成されてい
ることを特徴とするマザーボード。 - 【請求項12】ダミーバンプは半田ペースト印刷により
形成されていることを特徴とする請求項11記載のマザ
ーボード。 - 【請求項13】複数の半導体装置が積層されていること
を特徴とする請求項11又は12記載のマザーボード。 - 【請求項14】外部接続端子を有する配線基板に半導体
チップを実装して樹脂封止した半導体装置を、該半導体
装置の外部接続端子に搭載される半田ボールにより接続
して搭載するマザーボードの製造方法において上記半導
体装置の半導体チップ又は樹脂封止部の対向位置に半田
ボールよりも低いダミーバンプを形成する工程を含んで
いることを特徴とするマザーボードの製造方法。 - 【請求項15】ダミーバンプを半田ペースト印刷により
形成する工程を含んでいることを特徴とする請求項14
記載のマザーボードの製造方法。
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