JP2011114066A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、特にプリント配線基板の主面に半導体チップを搭載し、プリント配線基板の接続用電極と半導体チップのチップ電極とをボンディングワイヤで接続した半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a main surface of a printed wiring board, and a connection electrode of the printed wiring board and a chip electrode of the semiconductor chip are connected by a bonding wire.
各種電子機器に採用されているBGA(Ball Grid Array)形半導体装置は、プリント配線基板上に搭載された半導体チップの電極パッドと、前記プリント配線基板上のボンディング電極とを導電性ワイヤを介してワイヤボンド接続することにより電気的に接続した上で、前記プリント配線基板の前記半導体チップ搭載面を樹脂封止することにより製造される。 A BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device employed in various electronic devices uses a conductive wire to connect an electrode pad of a semiconductor chip mounted on a printed wiring board and a bonding electrode on the printed wiring board. It is manufactured by resin-sealing the semiconductor chip mounting surface of the printed wiring board after being electrically connected by wire bond connection.
近年の電子機器の高機能化に伴い、BGA形半導体装置の高機能化が進み、前記BGA形半導体装置に搭載される半導体チップの大面積化が年々進んでいる。そのため、前記BGA形半導体装置において、前記半導体チップと前記プリント配線基板上の前記ボンディング電極との間の距離が縮小する傾向にある。これにより、前記半導体チップを前記プリント配線基板上に接着するためのダイボンドペーストが前記ボンディング電極へ向かって流出することで前記ボンディング電極の表面が汚染され、ワイヤボンド不着を起こす危険性が高まっている。 With the recent increase in functionality of electronic devices, the performance of BGA type semiconductor devices has increased, and the area of semiconductor chips mounted on the BGA type semiconductor devices has increased year by year. Therefore, in the BGA type semiconductor device, the distance between the semiconductor chip and the bonding electrode on the printed wiring board tends to be reduced. As a result, the surface of the bonding electrode is contaminated due to the die bond paste for bonding the semiconductor chip on the printed wiring board flowing out toward the bonding electrode, and there is an increased risk of non-bonding of the wire bond. .
この対策として、図3に示すような半導体装置が知られている(特許文献1)。半導体装置101は、プリント配線基板102の半導体チップ搭載面に半導体チップ103が接着剤105を介して搭載されている。プリント配線基板102は、基板コア102aの両面にソルダーレジスト102cが塗布されて形成されている。半導体チップ103のパッド電極103aとプリント配線基板102上に形成されたボンディング電極102bとが、ボンディングワイヤ104を介して電気的に接続されており、ボンディング電極102bはプリント配線基板102に形成された配線を介して、プリント配線基板102裏面の電極に電気的に接続されている。半導体チップ103とボンディング電極102bとの間には、接着剤105の流出を防止する額縁状の溝102dがソルダーレジスト102cに設けられている。この溝102dによって、ダイボンド時に接着剤105が接続用電極102bまで流出し前記ボンディング電極102b表面を汚染することを防止する。
As a countermeasure, a semiconductor device as shown in FIG. 3 is known (Patent Document 1). In the semiconductor device 101, a
ところが、プリント配線基板102の半導体チップ搭載面における、半導体チップ103とボンディング電極102bの間のスペースには、ビアが多数設けられていることが多い。基板製造ルール上、ビアランドは必ずソルダーレジスト102cにより完全に被覆されなければならないため、半導体チップ103周縁部とボンディング電極102bの間の距離、ビアの配置によっては、ソルダーレジスト102c上の溝102dの深さD1の最大値が制限されたり、あるいは、深さD1の加工公差によっては溝102dを設けることができない箇所が発生したりすることが起こり得る。
However, many vias are often provided in the space between the
また、特許文献1に開示された技術では、溝102dの深さD1は最大でもソルダーレジスト102cの厚み分となるため、ソルダーレジストの膜厚の面内バラツキや深さD1の加工公差、あるいは接着剤105の流出量、粘度によっては、上記溝102dが接着剤105を完全にせき止められないことが起こり得る。
In the technique disclosed in
上記の課題を解決するために、本発明に係る半導体装置は、平板状の基材の一面の一部に導体が形成され、該導体の一部及び該基材の一面の一部上にソルダーレジストが設けられたプリント配線基板と、前記プリント配線基板の主面に接着剤を介して搭載された半導体チップと、前記半導体チップに形成されたチップ電極と前記プリント配線基板の主面に形成された接続用電極とを接続するボンディングワイヤとを備え、前記接続用電極と前記半導体チップとの間には、該接続用電極から近い順に、前記基材が露出した第1の基材露出部と、前記導体及び前記ソルダーレジストからなる堰き止め部と、前記基材上に直接前記ソルダーレジストが形成されているソルダーレジスト凹部とが設けられている構成とした。 In order to solve the above problems, a semiconductor device according to the present invention includes a conductor formed on a part of one surface of a flat substrate, and a solder on a part of the conductor and a part of one surface of the substrate. A printed wiring board provided with a resist, a semiconductor chip mounted on the main surface of the printed wiring board via an adhesive, a chip electrode formed on the semiconductor chip, and a main surface of the printed wiring board A bonding wire that connects the connecting electrode, and a first base material exposed portion where the base material is exposed between the connecting electrode and the semiconductor chip in order from the connecting electrode; A damming portion made of the conductor and the solder resist, and a solder resist concave portion in which the solder resist is directly formed on the base material are provided.
ソルダーレジスト凹部に取り囲まれている、基材が露出した第2の基材露出部がさらに設けられている構成とすることもできる。 It can also be set as the structure further provided with the 2nd base material exposed part which the base material exposed surrounded by the soldering resist recessed part.
上記の構成とすることにより、半導体チップ下面から接着剤がはみ出しても、接続用電極に達することを確実に防ぐことができ、ボンディングワイヤが接続用電極に付着しないことを防止することができる。 With the above configuration, even when the adhesive protrudes from the lower surface of the semiconductor chip, it can be reliably prevented from reaching the connection electrode, and the bonding wire can be prevented from adhering to the connection electrode.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, components having substantially the same function are denoted by the same reference numerals for the sake of brevity.
(第1の実施形態)
第1の実施形態においては、プリント配線基板の半導体チップ搭載面上に、銅等の導電体を薄く形成することにより設けられた導体の平面(導体プレーン)が存在するが、前記導体プレーンをエッチングにより部分的に除去することで、導体のない領域(導体プレーン開口)を形成することができる。また、ボンディングワイヤを介して半導体チップとプリント配線基板との電気的接続を行うためにプリント配線基板上に設けられた接続用電極を囲んでソルダーレジスト開口が設けられている。以下、具体的に説明をする。
(First embodiment)
In the first embodiment, there is a conductor plane (conductor plane) provided by thinly forming a conductor such as copper on the semiconductor chip mounting surface of the printed wiring board. The conductor plane is etched. By removing partly, a region without a conductor (conductor plane opening) can be formed. In addition, a solder resist opening is provided so as to surround a connection electrode provided on the printed wiring board for electrical connection between the semiconductor chip and the printed wiring board via a bonding wire. Hereinafter, a specific description will be given.
図1は、第1の実施形態の半導体装置の一部を示す平面図ならびに断面図である。プリント配線基板1は、基材8の一面に導体のパターン(導体プレーン2,2a,2b,2c)が形成され、その上にソルダーレジスト6が形成されている。導体のパターンは基材8の一面の一部に設けられ、ソルダーレジスト6も導体上の一部と基材8上の一部に設けられているだけであるので、上から見ると、導体の一部及び基材8の一部がソルダーレジスト6に覆われずに露出している。プリント配線基板1の主面上には、半導体チップ9が接着剤11によって搭載されて固定されている。
FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view showing a part of the semiconductor device of the first embodiment. In the printed
半導体チップ9上には電極パッド(チップ電極)10が設けられていて、プリント配線基板1の半導体チップ9搭載面(主面)上に接続用電極7が設けられている。そして電極パッド10と接続用電極7にボンディングされたボンディングワイヤ12を介して、半導体チップ9とプリント配線基板1とが電気的に接続されている。さらに、プリント配線基板1の半導体チップ9搭載面上には導体プレーン2,2a(帯状)、2b、2cならびにソルダーレジスト6が形成されており、ソルダーレジスト6の一部が除去されるような構造で、接続用電極7を囲んでソルダーレジスト開口6aが設けられている。
Electrode pads (chip electrodes) 10 are provided on the
接続用電極7は導体プレーン2の一部であり、接続用電極7上には金メッキ7aが形成されている。導体プレーン2には、プリント配線基板1の下面に形成されているボールランドとの電気的接続を確保するためにビアランド4が形成され、かつ、ビア5が接続されている。
The
接続用電極7の半導体チップ9側に隣接して第一の導体プレーン開口(基材8上から導体が除去された部分)3aならびに基材8が半導体チップ9搭載面上に露出しこの第一の導体プレーン開口3内に存する第1の基材露出部8aが設けられている。第一の導体プレーン開口3aの半導体チップ9側に隣接して導体プレーン2aとその導体プレーン2aの上面に設けられたソルダーレジスト6bとからなる堰き止め部が設けられ、さらにこの堰き止め部の半導体チップ9側に隣接して第二の導体プレーン開口3bが設けられ、第二の導体プレーン開口3b部分にソルダーレジスト凹部6cが設けられている。ソルダーレジスト凹部6cは基材8上に直接ソルダーレジスト6を載せているところであるため、堰き止め部のような導体2a上にソルダーレジスト6bを載せた部分よりも基材8上の厚みが小さく、周囲に比べて窪んだ部分となっている。
A first conductor plane opening (a portion from which the conductor is removed from the base material 8) 3a and the
上記のような構成とすることにより、ダイボンド時に半導体チップ9下面から流出した接着剤11をせき止めるためのダム(ソルダーレジスト凹部6c)の深さを十分確保することができ、もし半導体チップ9をプリント配線基板1へ接着する際に接着剤11が接続用電極7へ向かって流出した場合であっても、接着剤11は、導体プレーン2bならびにソルダーレジスト6bからなる堰き止め部によってせき止められることによりソルダーレジスト凹部6cへ流入・滞留する。
With the above-described configuration, it is possible to secure a sufficient depth of the dam (solder resist
さらに、もし接着剤11の流出量が多大のため、接着剤11が堰き止め部を越えて接続用電極7へ向かって流れた場合でも、第1の基板露出部8aに接着剤11が滞留することで、接着剤11による接続用電極7の上面部分の汚染を防止することができる。
Further, since the amount of the
これにより、接着剤11が接続用電極7上面に形成された金メッキ7a上に流入することで発生する汚染によって生ずるワイヤボンド不着を防止することができる。
Thereby, it is possible to prevent non-bonding of wire bonds caused by contamination that occurs when the adhesive 11 flows onto the gold plating 7 a formed on the upper surface of the
(第2の実施形態)
図2は、第2の実施形態の半導体装置を示す平面図ならびに断面図である。第2の実施形態は第2の基材露出部8bが存している点が第1の実施形態と異なっており、それ以外は同じであるので、第1の実施形態と異なっている点を以下に説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view showing the semiconductor device of the second embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that the second substrate exposed
第2の実施形態の半導体装置では、第1の実施形態における構成に加えて、ソルダーレジスト凹部6cの領域内に基材8が露出した第2の基材露出部8bが設けられている。即ち、ソルダーレジスト凹部6cに第2の基材露出部8bが取り囲まれた構成となっている。
In the semiconductor device of the second embodiment, in addition to the configuration in the first embodiment, a second base material exposed
上記のような構成とすることにより、もし半導体チップ9をプリント配線基板1へ接着する際に接着剤11が接続用電極7へ向かって流出した場合であっても、接着剤11は、導体プレーン2aならびにソルダーレジスト6bからなる堰き止め部によってせき止められることによりソルダーレジスト凹部6cもしくは第2の基材露出部8bへ流入・滞留する。本実施形態では、前記ソルダーレジスト凹部6cの領域内に第2の基材露出部8bが設けられていることにより、堰き止め部によってせき止められた接着剤11を第1の実施形態よりも大量に、前記ソルダーレジスト凹部6c内に滞留させることができる。
With the above-described configuration, even when the
さらに、もし接着剤11の流出量が多大のため、接着剤11が堰き止め部を越えて接続用電極7へ向かって流れた場合でも、第1の基板露出部8aに接着剤11が滞留することで、接着剤11による接続用電極7の上面部分の汚染を防止することができる。
Further, since the amount of the adhesive 11 flowing out is great, even if the adhesive 11 flows toward the
これにより、接着剤11が接続用電極7上面に形成された金メッキ7a上に流入することで発生する汚染によって生ずるワイヤボンド不着を防止することができる。
Thereby, it is possible to prevent non-bonding of wire bonds caused by contamination that occurs when the adhesive 11 flows onto the gold plating 7 a formed on the upper surface of the
以上説明したように、本発明に係る半導体装置は、各種電子機器に搭載されている半導体装置、特にBGA(Ball Grid Array)形半導体装置に適用可能である。 As described above, the semiconductor device according to the present invention can be applied to a semiconductor device mounted on various electronic devices, particularly a BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device.
1 プリント配線基板
2、2a、2b、2c 導体プレーン
3a,3b 導体プレーン開口
4 ビアランド
5 ビアホール
6、6b ソルダーレジスト
6a ソルダーレジスト開口
6c ソルダーレジスト凹部
7 接続用電極
7a 金メッキ
8 基材
8a 第1の基材露出部
8b 第2の基材露出部
9 半導体チップ
10 チップ電極
11 接着剤
12 ボンディングワイヤ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記プリント配線基板の主面に接着剤を介して搭載された半導体チップと、
前記半導体チップに形成されたチップ電極と前記プリント配線基板の主面に形成された接続用電極とを接続するボンディングワイヤと
を備えた半導体装置であって、
前記接続用電極と前記半導体チップとの間には、該接続用電極から近い順に、前記基材が露出した第1の基材露出部と、前記導体及び前記ソルダーレジストからなる堰き止め部と、前記基材上に直接前記ソルダーレジストが形成されているソルダーレジスト凹部とが設けられている、半導体装置。 A printed wiring board in which a conductor is formed on a part of one surface of a flat substrate, and a solder resist is provided on a part of the conductor and a part of one surface of the substrate;
A semiconductor chip mounted on the main surface of the printed wiring board via an adhesive;
A semiconductor device comprising: a chip electrode formed on the semiconductor chip; and a bonding wire that connects a connection electrode formed on a main surface of the printed wiring board,
Between the connection electrode and the semiconductor chip, in the order closer to the connection electrode, a first substrate exposed portion where the substrate is exposed, a damming portion made of the conductor and the solder resist, The semiconductor device provided with the soldering resist recessed part in which the said soldering resist is directly formed on the said base material.
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