JP3115807B2 - 半導体装置 - Google Patents
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
・モールドしたBGA(ボール・グリッド・アレイ)型
の半導体装置に係る、詳細には、プレス加工又は/及び
エッチング加工で形成されたリードフレームの導体回路
パターンを用いた半導体チップ搭載基板の構造に関す
る。
半導体チップの微細化及び半導体装置のダウン・サィジ
ング化、低コスト化に対応してBGA(Ball Gr
idArray)と称され、半導体装置の複数の外部接
続端子に格子状に配列されたソルダー・ボールを用い、
これを実装基板上に設けたマウンティング・パッドに一
括実装する方法が提案されている。
ー・ボールのそれぞれに対応して設けた実装基板上の複
数のマウンティング・パッドに半導体装置の位置決めを
行って載置した後、加熱し、前記ソルダー・ボールをリ
フローすることにより、前記実装基板上に形成されたマ
ウンティング・パッドに一括接続されるので半導体装置
の実装が容易となり、高密度の実装が可能になるという
利点がある。
若しくは両面に銅箔を圧着したポリイミド樹脂テープ又
はガラス・クロス・エポキシ樹脂部材(一例として、F
R−4)部材から成り、複数の導体リードと半導体チッ
プ搭載ステージを具備する導体回路パターンを有する半
導体チップ搭載基板と、前記半導体チップ搭載基板に搭
載された半導体チップと、前記半導体チップ面に形成さ
れた電極パッドと前記導体リードのワイヤボンデングパ
ッドとを接続して電気的導通回路を形成するボンデング
ワイヤと、前記半導体チップの搭載面側を封止する樹脂
封止部材と、前記導体回路パターンの導体リードの外部
接続端子ランドに電気的に接続され、半導体チップを外
部接続するためのソルダーボールとから構成されたもの
がある。ここで、前記導体リードは一端部にワイヤボン
デングパッドを設け、他端部には外部接続端子ランドを
具備するもである。(例えば、米国特許公報第5,21
6,278号参照)。
来例に係るBGA型の半導体装置にあっては、前記半導
体素子搭載基板は、片面又は両面に銅箔層を備えたポリ
イミド樹脂テープ又はガラス・クロス・エポキシ樹脂部
材が使用されており、前記部材の銅箔層をエツチング法
により、中央部に半導体素子搭載パッドを設け、該半導
体チップ搭載パッドを取り囲むように放射状に離間配列
された複数の導体リードから成る導体回路パターンとか
ら構成されているので、半導体チップ搭載基板を形成す
る作業が複雑となり、半導体装置の生産効率を阻害する
と共に、新たな設備を必要とする等の製造コストを増加
させるという経済性の問題が生じていた。
工又は/及びエッチング加工で形成されたリードフレー
ムの単一の導体回路パターンから成る半導体チップ搭載
基板を用いることにより低コストの半導体装置を提供す
ることを試みた。
ーンを半導体チップ搭載基板として用いる際に、前記導
体回路パターンの複数の導体リードを相互に一体的に保
持するために形成されたタムバーを除去した導体回路パ
ターンを形成する必要があった。
記導体回路パターンの複数の導体リードが片持ち(フリ
ー・スタンディング)の状態となり、前記リードフレー
ムの加工履歴により生じる内部残留応力の解放により、
導体リード間に寄りや反り等の変形が生じ、さらに、そ
の表面処理加工工程等の後工程における搬送、手作業に
より損傷が発生して前記導体リードの初期の形状寸法を
維持できないという問題があった。
工又は/及びエッチング加工により形成された導体回路
パターンの両面側から絶縁性部材を圧着して導体回路パ
ターンの初期の形状寸法を維持するように構成された半
導体チップ搭載基板を用ることにより、信頼性の高いB
GA型の半導体装置を低コストで提供することにある。
請求項1記載の半導体装置は、半導体素子搭載ステージ
と一端部に前記ワイヤ・ボンディング・パッド、他端部
に外部接続端子ランドを有する複数の導体リードとから
成る導体回路パターンを具備する半導体チップ搭載基板
と、前記半導体チップ搭載基板面に搭載された半導体チ
ップと、前記複数の導体リードと半導体チップ表面上に
形成された複数の電極パッドとを接続し、電気的導通回
路を形成するボンディングワイヤと、前記半導体チップ
搭載面側を密封する樹脂封止部材と、複数のソルダーボ
ールから成る外部接続端子を具備した半導体装置であっ
て、前記半導体チップ搭載基板が、前記ワイヤ・ボンデ
ィング・パッド及び前記半導体チップ搭載ステージを露
出させる開口部を設けた第1の絶縁体層と前記外部接続
端子ランドを露出させる複数の導通穴を備えた第2の絶
縁体層とを具備し、前記第1の絶縁体層と第2の絶縁体
層の間に内有する、プレス加工又は/及びエッチング加
工で形成されたリードフレームの導体回路パターンを具
備する構成されている。
項1記載の半導体装置にあって、前記第1及び第2の絶
縁体層は、光硬化性ドライフィルム・ソルダーレジスト
で形成された構成とされている。
項1記載の半導体装置にあって、前記半導体回路パター
ンは、全面にNI下地層と、該NI下地層上の前記ワイ
ヤボンディング領域と外部接続端子ランドにAg、Pd
等の貴金属の部分めっき皮膜層を設けた構成とされてい
る。
項1記載の半導体装置にあって、前記第2の絶縁体層に
は、複数のアンカーホールを散在させて成る構成とされ
ている。
は、プレス加工又は/及びエッチング加工により形成さ
れた導体回路パターンの両面側から絶縁性部材を圧着し
て導体回路パターンの初期の形状寸法を維持するように
構成された半導体チップ搭載基板を用いているので、前
記絶縁部材が前記導体回路パターンのそれぞれの間隙に
充填されてこれを一体的に連結保持し、前記導体リード
間の位置ずれの発生を防ぐと共に、加工履歴により生じ
たリードフレーム部材内に滞有した内部残留応力の解放
を抑制することができる。これによって、従来技術で用
いたダムバーと同様な機能を有し、前記導体回路パター
ンを初期状態の寸法精度に維持することが可能となる。
回路パターンに、金属条材からプレス加工又は/及びエ
ッチング加工により形成された導体回路パターンを具備
するリードフレームが用いられているので、前記半導体
チップ搭載基板の生産効率を著しく向上させることがで
きると共に、複数の前記半導体チップ搭載基板を連結支
持した短冊状又は帯状の半導体チップ搭載基板フレーム
として用いることができる。これによって、半導体装置
の製造コストを著しく低減させることが可能となる。
は、前記第2の絶縁体層には、複数のアンカーホールを
散在させているので、OMPAC(オーバー・モールド
・パッケージ)の剥離の発生を防ぎ密着性を著しく向上
させることができる。
係る半導体装置の一実施例につき詳細に説明する。
装置の構成を説明する要部断面図である。図に示すよう
に、本発明の一実施例に係る半導体装置10は、第1の
絶縁体層23と第2の絶縁体層26との間に、導体回路
パターン13を内有した半導体チップ搭載基板14と、
前記半導体チップ搭載基板14に導電性接着剤層15を
介して接合された半導体チップ16と、前記半導体チッ
プ16と前記導体回路パターン13とを電気的に接続
し、電気的導通回路を形成する複数のボンディンクワイ
ヤ18と、前記半導体チップ16の搭載面側を密封する
樹脂封止部材19と、前記半導体素子搭載面の反対面側
に、導体回路パターン13に接続した状態で突出した複
数のソルダーボールとから成る構成とされている。
電性金属条材(板厚0.07〜0.25mm)の一例であ
る銅条材から、プレス加工により、吊りリード12aで
支持された半導体チップ搭載ステージ12と該ステージ
12を取り囲むように配列された複数のワイヤ・ボンデ
ングパッド21と前記パッド21から放射状に延在し、
エリア・アレイ状に配置された複数の外部接続端子ラン
ド24に電気的に接続する複数の導体リード11と(図
4参照)を有する構成とされている。また、前記導体回
路パターン13は、プレス加工に限らずエッチング加工
で形成されたものを用いることもできる。
半導体チップ搭載ステージ12と前記複数のワイヤ・ボ
ンデングパッド21とを露出するように形成された開口
部22と前記開口部22の周辺に散在する複数のアンカ
ーホール22aとが形成されており、さらに、前記第2
の絶縁体層26には、前記複数の外部接続端子ランド2
4に対応し、これを露出するように形成された複数の導
通穴25を有する。これによって、前記樹脂封止部材1
9と前記導体回路パターン13との剥離を防止し、それ
らの密着度を向上させることが可能となる。
は、前記第1の絶縁体層23と第2の絶縁体層26の一
例として光硬化性のドライフィルム・フォトレジストが
用いられており、前記光硬化性のドライフィルム・フォ
トレジストで前記導体回路パターン13をサンドイッチ
(内有)した構成とされている。これによって、前記導
体回路パターン13の間隙に前記レジストが充填硬化さ
れて前記パターン13を一体化し、初期状態の形状寸法
が維持されると共に、レジストマスク23、26によ
り、前記導体回路パターン13を被覆保護し、封止樹脂
封止部材19との密着性をさらに向上させることができ
る。
複数の電極パッド17を有し、ボンディングワイヤ18
を介して前記電極パッド17のそれぞれに対応する前記
複数のワイヤ・ボンデングパッド21とを電気的に接続
し、電気的導通回路が形成されている。
ーム27の構成について説明する。
係る単一の導体回路パターン13を連結したリードフレ
ーム27を示す平面図である。
ドフレーム27は、帯状の導電性金属材料の一例である
銅合金条材(板厚0.15mm)から、慣用のプレス加工
により、複数の吊りリード12aで支持された半導体チ
ップ搭載ステージ12と前記搭載ステージ12を取り囲
むように配列され、ボンデングワイヤ18(図1参照)
を介して電気的導通回路を形成するための複数の導体リ
ード11とからなり、前記複数の導体リード11の先端
部がつながるように連結片11aを残した単一の導体回
路パターン13と、前記導体回路パターン13を一体的
に支持し、所要数の位置決め基準孔を幅方向に離間配置
したサイドレール29をその両端側に備えた構成とされ
ている。これによって、従来のポリイミドテープ又はガ
ラスクロス・エポキシ樹脂部材の片面若しくは両面に設
けた銅箔をエッチング加工して形成する導体回路パター
ンに比べて、生産効率が向上し、製造コストの削減が可
能となる。
プ搭載基板フレーム28の構成について説明する。
係る単一の半導体チップ搭載基板を連接した状態を示す
半導体チップ搭載フレームの平面図であり、図3は、本
発明の半導体装置の一実施例に係る半導体チップ搭載基
板フレームの構成を示す断面図である。
体チップ搭載フレーム28は、前記リードフレーム27
の両面側から、光硬化性のドライフィルム・フォトレジ
ストと呼ばれるフォトレジスト部材を用いて、導体回路
パターン13の間隙に前記フォトレジストが埋め込ま
れ、且つ前記導体回路パターン間に埋め込まれたフォト
レジスト同士もそれぞれ連続されるように前記フォトレ
ジストがその両面にも所定厚みでラミネート(真空圧
着)され、第1の絶縁体層23及び第2の絶縁体層26
の形成を行って、前記第1の絶縁体層23及び第2の絶
縁体層26にリソグラフィによるパターニングを行い前
記第1の絶縁体層23に、前記ステージ12及び前記複
数のワイヤ・ボンデングパッド21を露出させる前記開
口部22と前記開口部22の周辺に散在する複数のアン
カーホール22aとを形成し、さらに、前記第2の絶縁
体層26には、前記複数の外部接続端子ランド24に対
応し、これを露出するように形成された複数の導通穴2
5の形成を行って後、プレス加工により、前記タイバー
(連結片)11aを除去する加工を行い所定の紫外線に
よりフォトレジストをUV硬化させた前記サイドレール
29に所要数の単一の半導体チップ搭載基板14を連結
した短冊状又は帯状の構成とされている。ここで、前記
レジストマスクの形成を、光硬化性ドライフィルムフォ
トレジストマスクを写真法を用いて説明したが、慣用の
シルクスクリーン印刷法を用いても形成することができ
る。
と一体成形されたダムバーと同様の機能有し、導体回路
パターン13の初期の形状寸法を維持すると共に、絶縁
性が著しく向上し、封止樹脂部材19との密着性著しく
を向上させることができる。
た位置決め基準孔30により、後工程のの搬送及び位置
決めを効率的に行うことができる。
10の形成について説明する。
ム28を、図示していない慣用の半導体装置の組立ライ
ンに間欠供給し、前記位置決め用基準孔30により、前
記半導体チップ搭載基板フレーム28を位置決めし、露
出した前記半導体チップ搭載ステージ12に導電性接着
剤15(例えば、Agペースト)を介在させて半導体チ
ップ16を順次接合する半導チッブ16のボンディング
加工と、ボンディング・ワイヤ18の一端部を複数のワ
イヤボンディング・パッド21の一つに接続し、他端部
を前記半導体チップ13に設けた複数の電極パッド17
の一つに接続して電気的導通回路を形成するワイヤボン
ディング加工を行って、前記半導体チップ16、前記ボ
ンディング・ワイヤ18、導体回路パターン13とを、
エポキシ樹脂材24により、半導体チップ搭載面側のみ
を樹脂封止するトランスファ・モールドを行って後、前
記エリア・アレイ状に露出した前記複数の外部接続端子
ランド24上に、導通穴を介してソルダー・ボール20
が接続された状態で前記ソルダー・マスク面側に突出状
態に形成を行い単一の半導体装置を連接したフレームか
形成される、しかる後、単一の半導体装置を前記サイド
レール29から個々に分離して図1に示す半導体装置1
0が完成される。
置によれば、プレス加工又は/及びエッチング加工によ
り形成された導体回路パターンを第1、第2の絶縁体層
で連結一体化し、前記導体リードパターンの形状及び寸
法を初期の状態に維持する構成としているので、従来の
BGA型の半導体装置と同等の高密度のBGA型の半導
体装置を低コストで提供することができる。
8で導体回路パターン15を被覆しているので、搬送や
整列などの加工工程の取り扱いによって生じていた微細
な導体回路パターンを物理的な変形や化学的な損傷から
保護し、高品質の半導体装置を低コストで提供すること
ができる。
レス加工又は/及びエッチング加工により形成された導
体回路パターンを用ているので、半導体装置の生産性を
向上させることができる。
である。
体チップキャリアを示す平面図である。
体チップキャリアを示す断面図である。
ドフレームを示す平面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体素子搭載ステージと一端部に前記
ワイヤ・ボンディング・パッド、他端部に外部接続端子
ランドを有する複数の導体リードとから成る導体回路パ
ターンを具備する半導体チップ搭載基板と、前記半導体
チップ搭載基板面に搭載された半導体チップと、前記複
数の導体リードと半導体チップ表面上に形成された複数
の電極パッドとを接続し、電気的導通回路を形成するボ
ンディングワイヤと、前記半導体チップ搭載面側を密封
する樹脂封止部材と、複数のソルダーボールから成る外
部接続端子を具備した半導体装置であって、 前記半導体チップ搭載基板が、前記ワイヤ・ボンディン
グ・パッド及び前記半導体チップ搭載ステージを露出さ
せる開口部を設けた第1の絶縁体層と前記外部接続端子
ランドを露出させる複数の導通穴を備えた第2の絶縁体
層とを具備し、前記第1の絶縁体層と第2の絶縁体層の
間に内有する、プレス加工又は/及びエッチング加工で
形成されたリードフレームの導体回路パターンを具備す
る構成としたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 前記第1及び第2の絶縁体層は、光硬化
性ドライフィルム・ソルダー・レジストから成ることを
特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記半導体回路パターンは、全面にNI
下地層を形成した後、NI下地層上の前記ワイヤボンデ
ィングパッドと外部接続端子ランドに部分にAg、Pd
等の貴金属めっき皮膜層を有す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】 前記第1の絶縁体層は、複数のアンカー
ホールを散在させて成る構成としたことを特徴とする請
求項1記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP24090995A JP3115807B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 半導体装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24090995A JP3115807B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0964225A JPH0964225A (ja) | 1997-03-07 |
JP3115807B2 true JP3115807B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=17066483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP24090995A Expired - Fee Related JP3115807B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 半導体装置 |
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1995
- 1995-08-25 JP JP24090995A patent/JP3115807B2/ja not_active Expired - Fee Related
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