JP2568057B2 - 集積回路装置 - Google Patents

集積回路装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は集積回路装置に関し、特
に、樹脂封止型の集積回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の集積回路装置(以下、LSIと
記す)としては、従来、図4にその断面を示すような、
金属製リードフレームを用いたLSIが一般的であっ
た。図4を参照するとこの図に示すLSIでは、半導体
ペレット1が、金属製リードフレームのダイパッド11
の上に銀ペースト5によって固定されており、リードフ
レームの内部リード13aとペレット1のボンディング
パッド(図示せず)とが、金線12によってボンディン
グされている。そして、ペレット1とボンディングワイ
ヤー12とリードフレームの内部リード13aとが、エ
ポキシ樹脂9で覆われ封止されている。このような構造
のLSIでは、ペレット1と内部リード13aとを、例
えば20〜30μmというような極細の金線などを用い
たワイヤーボンディングにより接続していることから、
製造工程中でボンディングワイヤー12の切断という事
故が生じることがある。又、LSIの高集積化の進展に
伴い内部リード数が増大するのに応じて、内部リード1
3aは幅およびピッチが共に狭くなり、その強度が低下
する傾向にある。このようなことから、近年、内部リー
ド13aの変形が発生しやすくなってきてもいる。
【0003】そこで、上記のワイヤーボンディング工法
による接続に起因する問題を解決するための各種の技術
が開発されている。そのような技術を用いた樹脂封止型
LSIの一例が、実開平3ー34242号公報に開示さ
れている。同公報記載のLSIの断面を示す図5を参照
して、このLSIにおいては、ポリイミドシート製のフ
レキシブル回路基板14上の銅箔6と、フリップチップ
構造のICペレット16とが金属バンプ15を用いて固
着、接続されている。この構造によれば、ICペレット
16と外部接続のための銅箔6とが、銅箔6の延長上で
金属バンプ15により接続されているので、図4に示し
たLSIにおけるような、ボンディングワイヤーの切断
が起ることはない。又、内部リード変形も、生じない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の公報記載の樹脂
封止型LSIでは、図4に示す金属製リードフレームを
用いたLSIとは異なって、外部接続のための銅箔6の
支持ベースである回路基板14が、フレキシブルフィル
ム製である。しかもそのフレキシブルフィルム14は、
ICペレット16に対して水平方向に延びている。すな
わち、図4に示すLSIにおいて外部リード13bは、
外部の回路との接続部分の面位置が封止樹脂9の面位置
に一致するようにリード成形されているのに対して、上
記公報記載のLSIでは、リード成形が為されていな
い。これらのことから、上記公報記載のLSIを実装す
るに際して、従来用いられてきた実装装置をそのまま使
用することができない。換言すれば、従来の実装技術に
対する適合性が小さい。
【0005】又、図5から明かなように、ICペレット
16のボンディングパッドを、ICペレット16の周縁
部に配置しなければならない。このことから、ボンディ
ングパッド数が増加した場合には必然的に、ICペレッ
トを大型化しなければならなくなる。このことは、IC
ペレット上で、内部の信号処理回路からボンディングパ
ッドまでの細くて長く抵抗の高い信号経路が更に長くな
り、それだけ信号の伝送スピードが遅くなるという結果
をもたらす。
【0006】従って、本発明は、ボンディングワイヤー
レス構造の樹脂封止型LSIであって、従来の実装技術
に対する適合性の高いLSIを提供することを目的とす
るものである。
【0007】本発明の他の目的は、外部との接続点数が
増加した場合でも、半導体ペレットの大型化が不要で、
信号の伝送スピードが低下することのない、高集積化、
高速化に優れた樹脂封止型LSIを提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の集積回路装置
は、電気的接続のためのパッドが一主面上の任意の位置
に配置された半導体ペレットと、前記半導体ペレットの
一主面上に設けられた、前記パッドに対応する部分に開
孔部を有する絶縁性フィルムと、前記半導体ペレットを
支持すると共に外部と電気的に接続させるための基板で
あって、絶縁性基材の一方の面上には、前記半導体ペレ
ットのパッドに対応する部分に位置して前記パッドに電
気的に接続する内部接続用導体パターンと、周縁部に位
置して外部の回路と電気的に接続される外部接続用導体
パターンと、前記内部接続用導体パターンと前記外部接
続用導体パターンとを接続する回路パターンとを少くと
も備え、前記内部接続用導体パターンが前記半導体ペレ
ットのパッドに向き合うようにして、前記絶縁性フィル
ムを挟んで前記半導体ペレットに対置された回路基板
と、前記半導体ペレットのパッドと前記回路基板の内部
接続用導体パターンとを、前記絶縁性フィルムの開孔部
を通じて導電的に固着接続する導電性接着剤と、前記半
導体ペレットと前記絶縁性フィルムと前記回路基板と
を、前記外部接続用導体パターンを残して覆う封止樹脂
とを含み、側面から見たときの前記回路基板の断面形状
が、両端に位置する二つの前記周縁部がそれぞれ前記一
方の面側及び他方の面側に順次曲折したクランク形状で
あると共に、周縁部先端部分の封止樹脂表面と平行な面
と前記半導体ペレットが固着された面との間の距離が、
前記封止樹脂表面と前記半導体ペレットが固着された面
との間の距離以上であるようにしたことを特徴とする。
【0009】又、本発明の集積回路装置は、上記の集積
回路装置に対して更に、前記回路基板の前記半導体ペレ
ットが固着された面とは異る面に、前記内部接続用導体
パターン及び外部接続用導体パターンの少なくとも一方
にスルーホールを介して接続する、回路パターンを備え
ることを特徴とする。
【0010】
【実施例】次に、本発明の好適な実施例について、図面
を参照して説明する。図1(a)及び(b)はそれぞ
れ、本発明の第1の実施例によるLSIの斜視図および
断面図である。又、図2(a),(b)及び(c)はそ
れぞれ、本実施例の製造途中におけるICペレットの断
面図,平面図および本実施例で用いた回路基板の平面図
である。
【0011】図1及び図2を参照して、本実施例による
LSIは、下記の製造工程によって製造される。先ず、
ICペレットを用意する。ここで、本実施例におけるI
Cペレット1では信号入出力のためのアルミニウムパッ
ド3が、図2(b)中に小さい複数の正方形で示すよう
な、ペレット1表面の所望の位置にランダムに配置され
ている。個々のパッドの平面形状は、従来のLSIにお
けると同等程度の100×100μmである。勿論、従
来のLSIにおけると同様に、ペレット1の周縁部に規
則的に集中配置しても構わない。一方、厚さ30〜50
μm程度のポリイミドテープ4を用意する。このポリイ
ミドテープ4には、ペレット1のパッド3に対応した部
分に100×100μm程度の導通窓が開いている。
【0012】上記のポリイミドテープ4を、ペレット1
に圧着する。その場合、図2(a)に示すように、ペレ
ット1表面のパッド3を除く部分に、厚さ数μmのポリ
イミド層2を予め形成しておく。ポリイミドテープ4と
ペレット1とは、上記のポリイミド層2を挟んで200
〜300℃程度の温度に加熱され、圧着される。
【0013】次に、図2(a),(b)に示すように、
ペレット1のうちポリイミドテープ4の導通窓から露出
しているパッド3上に、銀ペースト5を厚さ50μm程
度になるようにポッティングする。
【0014】次いで、図2(c)に図示するような導体
パターンが形成されている回路基板8と、ポリイミドテ
ープ4付きのペレット1(図2(a))とをポリイミド
テープ4を介して固着する。この場合、ポリイミドテー
プ4の基板8との密着面に、予め接着剤層(図示せず)
を形成しておき、その接着剤層により両者を接着、固定
する。基板8は基材が絶縁性セラミックスからなり、予
め金型を用いて、図1(b)に示すような断面クランク
状に成形されている。すなわち、この基板8において外
部の回路との接続部となる部分は、ペレット1が固着さ
れている面と平行である。そしてその面位置は、封止用
エポキシ樹脂9表面の面位置とほぼ同じである。尚、基
板8の基材としては、例えばガラスエポキシ樹脂基板な
どのような絶縁性樹脂系の基板も、用いることができ
る。基板8のうちペレット1が接着されている面には、
図2(c)に示すように、ペレット1上の各パッド3に
対応する位置に、100×100μm程度の導体パター
ン6aが設けられている。一方、基板8の周縁部には、
外部の回路と接続するための導体パターン6bが、櫛の
歯状に設けられている。導体パターン6aと導体パター
ン6bとは、導体パターン6cにより接続されている。
それぞれの導体パターン6a,6b,6cは、基板全面
に形成された銅の層をレジストマスクを用いてエッチン
グ、パターニングし、更に金めっきを施して得たもので
ある。ペレット1と基板8とは、ペレット1上のパッド
3と基板8上の導体パターン6aとが重なるように位置
合せされた後、ポリイミドテープ4側の接着剤層により
接着、固定される。これにより、パッド3と導体パター
ン6aとは、銀ペースト5を介して互いに固着され導通
する。
【0015】最後に、エポキシ系の封止樹脂9によりペ
レット1を中心に封止して、本実施例の樹脂封止型LS
Iを完成する。
【0016】本実施例によれば、ICペレット1のパッ
ド3をペレット1表面のランダムの位置に配置できると
共に、ペレット1と導体パターン6aとの間で信号を直
接受け渡しできる。この場合、ICペレット上の金属配
線はパターン幅が太くてもたかだか数μmオーダーであ
るのに比べて、導体パターン6aは幅が十分に太く配線
抵抗が小さい。従って、本実施例において、導体パター
ン6aでの信号の遅れは従来のLSIに比べて、実質上
無視できるほど小さい。換言すれば、ペレット1と外部
の電気回路との間の信号授受をペレット1側の最適な位
置でしかも最短距離で行い、信号伝送のスピードを高速
化することができる。又、パッド3をペレット1の周辺
に配置する必要がないので、LSIの高機能化により多
ピン化した場合でも、ペレット形状を大型化する必要が
ない。本実施例に用いた回路基板8は、外部の回路との
接続部分の面位置が、封止樹脂9の面位置とほぼ同じく
なるように成形されており、しかも絶縁基材の剛性が従
来用いられているフレキシブル回路基板よりも高い。従
って、本実施例の実装に際して、従来の実装装置をその
まま使用できる。
【0017】これまで述べた第1の実施例は、回路基板
8のペレット1との接続用導体パターン6aと、基板周
縁部の外部接続用導体パターン6bとを導体パターン6
cで一対一に導通させた例であるが、図3に示すよう
に、導体パターン6c中に抵抗体などの回路素子を設け
たり或いは、ある導体パターン6bと他の導体パターン
6bとを短絡し又は回路素子を介して接続するなどし
て、基板8に回路を形成することもできる。更には、基
板8の、ペレット1が固着されている面とは反対側の面
にも回路を形成し、ペレット1固着面側の回路とスルー
ホール10を介して接続するようにすることもできる。
本実施例によれば、本来ICペレット1側に形成される
回路の一部を基板8側に移すことができるので、ペレッ
ト1をより小型化し信号の伝送スピードを更に高めるこ
とができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、外部
の回路との接続部分の面位置が封止樹脂の面位置とほぼ
同じくなるような、断面クランク形状の回路基板にIC
ペレットを固定している。しかも、その回路基板は、絶
縁基材の剛性が従来用いられているフレキシブル回路基
板よりも高い。従って本発明によれば、ワイヤーレス構
造の樹脂封止型LSIであって、実装に際して従来の実
装装置がそのまま使用できる、従来の実装技術に対する
適合性の高いLSIを提供できる。
【0019】本発明によれば、ICペレット表面の任意
の場所へ信号を入力し又は任意の場所から信号を取り出
すことができる。これにより本発明によれば、ICペレ
ットの最適な位置でしかも外部の回路から最短の距離で
信号の入出力を行い、信号伝送のスピードを高速化させ
ることができる。又、パッドをペレットの周辺に配置す
る必要がなくなるので、LSIの高機能化により多ピン
化した場合でもペレット形状を大型化する必要がなく、
本発明はその点でも高速化に適している。
【0020】本発明によれば、ICペレット側に形成す
べき回路の一部をペレット支持のための回路基板側に移
すことができる。これにより、ICペレットをより小型
化して、信号の伝送スピードを更に高めることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の斜視図及び断面図であ
る。
【図2】第1の実施例の製造途中におけるICペレット
の断面図,平面図および第1の実施例で用いた回路基板
の平面図である。
【図3】本発明の第2の実施例で用いた回路基板の平面
図である。
【図4】従来の樹脂封止型LSIの一例の断面図であ
る。
【図5】従来の樹脂封止型LSIの他の例の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 半導体ペレット 2 ポリイミド層 3 アルミパッド 4 ポリイミドテープ 5 銀ペースト 6 銅箔 6a,6b,6c 導体パターン 7 金めっき 8 回路基板 9 エポキシ樹脂 10 スルーホール 11 ダイパッド 12 金線 13a 内部リード 13b 外部リード 14 ポリイミドシート 15 金属バンプ 16 ペレット

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気的接続のためのパッドが一主面上の
    任意の位置に配置された半導体ペレットと、 前記半導体ペレットの一主面上に設けられた、前記パッ
    ドに対応する部分に開孔部を有する絶縁性フィルムと、 前記半導体ペレットを支持すると共に外部と電気的に接
    続させるための基板であって、絶縁性基材の一方の面上
    には、前記半導体ペレットのパッドに対応する部分に位
    置して前記パッドに電気的に接続する内部接続用導体パ
    ターンと、周縁部に位置して外部の回路と電気的に接続
    される外部接続用導体パターンと、前記内部接続用導体
    パターンと前記外部接続用導体パターンとを接続する回
    路パターンとを少くとも備え、前記内部接続用導体パタ
    ーンが前記半導体ペレットのパッドに向き合うようにし
    て、前記絶縁性フィルムを挟んで前記半導体ペレットに
    対置された回路基板と、 前記半導体ペレットのパッドと前記回路基板の内部接続
    用導体パターンとを、前記絶縁性フィルムの開孔部を通
    じて導電的に固着接続する導電性接着剤と、 前記半導体ペレットと前記絶縁性フィルムと前記回路基
    板とを、前記外部接続用導体パターンを残して覆う封止
    樹脂とを含み、 側面から見たときの前記回路基板の断面形状が、両端に
    位置する二つの前記周縁部がそれぞれ前記一方の面側及
    び他方の面側に順次曲折したクランク形状であると共
    に、周縁部先端部分の封止樹脂表面と平行な面と前記半
    導体ペレットが固着された面との間の距離が、前記封止
    樹脂表面と前記半導体ペレットが固着された面との間の
    距離以上であるようにしたことを特徴とする集積回路装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の集積回路装置において、 前記回路基板の前記半導体ペレットが固着された面とは
    異る面に、前記内部接続用導体パターン及び外部接続用
    導体パターンの少なくとも一方にスルーホールを介して
    接続する、回路パターンを備えることを特徴とする集積
    回路装置。
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