JP3356566B2 - 半導体パッケージ及びその実装方法 - Google Patents
半導体パッケージ及びその実装方法Info
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- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
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Description
構成される半導体パッケージ、及びこの半導体パッケー
ジを回路基板に実装する方法に関する。
導体チップを機械的に補強すると共に湿気等の外的環境
から保護し、さらに回路基板等への実装を容易にするた
め、半導体チップの電極と外部リードとを電気的に接続
した後、通常は全体的に樹脂封止したものである。この
ような半導体パッケージにおいては、小型化の模索が急
速に進んでいる。
OP(Small Outline Package )や薄型QFP(Quad F
lat Package )等がある。また、パッケージング構造と
しては、半導体チップ上にリードの先端を固着し、その
チップ上で電極とリード部分とをボンディングワイヤに
よって接続する、いわゆるLOC(Lead On Chip)等が
ある。これらによって、モールドパッケージでの小型化
は限界が近いと考えられる。しかしながら、LOC構造
の薄型SOPでも、モールド部に占める半導体チップの
体積は、最大でも24%程度(面積占有率80%、厚み
占有率30%)にしかすぎない。
導体チップからの放熱性も悪く、例えば、放熱性が比較
的に良いとされるQFP(42アロイ材リード、100
ピン、一般モールド構造、基板実装時、無風状態)で
も、熱抵抗θja=90℃/Wもある。このため、リード
の材質や封止用樹脂の材質、放熱板を設ける構造等、数
多くの検討がなされているのが現状である。
作性や小型化等の利点を有する実装技術として、高密度
配線基板に複数のベアチップを搭載するMCM(Multic
hip Module)が注目されている。このMCMにおいて
は、ベアチップを用いることによって、前述のモールド
パッケージと比較して小型化及び放熱性の点では有利と
なる。
アチップの全てが信頼性を含め良品(いわゆるKnown Go
od Die)であることが必須事項である。しかしながら、
ベアチップでの特性評価や信頼性評価は、半導体チップ
自体のハンドリングとなるので、ハンドリング中におけ
る半導体チップの破損や表面回路の破壊等、困難な点が
多いという問題がある。
ージは、小型化の限界が近く、また熱抵抗の大きさにも
課題が残っており、さらに、これらの点で比較的有利な
ベアチップを使用する例えばMCM等の場合は、ノウン
・グッド・ダイの技術開発が求められている。
の大きさの小型化が可能で、しかも放熱性がよく、さら
にハンドリング性にも優れた半導体パッケージ及びその
実装方法を提供することを目的とする。
に、本発明による半導体パッケージは、表面に複数の電
極を有する半導体チップと、該半導体チップの前記各電
極と対応する位置に前記電極毎に該電極を囲む形状の各
開口部を有し、少なくとも前記半導体チップの厚さから
その2倍の厚さの部分を有する樹脂系絶縁物からなるパ
ッケージ基板と、前記半導体チップの電極を前記パッケ
ージ基板の開口部内に露出させて該半導体チップと該パ
ッケージ基板とを固着する絶縁性を有する接着層とから
なるものである。
表面に複数の電極を有する半導体チップと、該半導体チ
ップの前記各電極と対応する位置に前記電極毎に該電極
を囲む形状の各開口部を有し、少なくとも前記半導体チ
ップの厚さからその2倍の厚さの部分を有する樹脂系絶
縁物からなるパッケージ基板と、前記半導体チップの電
極を前記パッケージ基板の開口部内に露出させて該半導
体チップと該パッケージ基板とを固着する絶縁性を有す
る接着層と、少なくとも前記半導体チップと前記パッケ
ージ基板との間の外周囲を封止する樹脂とからなるもの
である。
て、前記パッケージ基板の外周部を前記半導体チップの
側面よりも外方へ突出させ、その突出させた外周部の前
記半導体チップ側の面を前記半導体チップに対向する部
分よりも厚く形成し、かつ該突出外周部が少なくとも前
記半導体チップの厚さからその2倍の厚さの部分を有す
るものである。
いて、前記パッケージ基板の開口部が前記半導体チップ
の複数の電極を囲繞するものである。
装方法は、前記半導体チップの裏面を回路基板に固着
し、前記パッケージ基板の開口部内に露出する前記半導
体チップの電極と前記回路基板の所定箇所との間をボン
ディングワイヤによって結線するものである。
によりパッケージ基板が固着され、このパッケージ基板
の開口部内に露出する半導体チップの電極が、回路基板
へのワイヤボンディングの際の外部接続部となる。そし
て、半導体チップ上のパッケージ基板によって、半導体
チップが機械的に補強されると共にチップ表面が保護さ
れる。これによって、投影面積上は半導体チップとほぼ
同程度の大きさのパッケージングが可能となる。
は、回路基板とチップのパッケージ底部とが浮いている
ので、チップからの熱はパッケージのリードを介して回
路基板に放熱されることになるが、本発明では、チップ
の一方の面が全面で回路基板に接するので、放熱性を大
幅に改善することができる。なお、少なくとも半導体チ
ップとパッケージ基板との間の外周囲を樹脂により封止
すると、パッケージ全体の強度がより高まると共に、湿
気等の外的環境からの保護も効果的となる。
することによって、半導体チップ自体に触れることな
く、半導体パッケージを容易にハンドリングすることが
可能となる。これにより、半導体チップの破損や表面回
路の破壊等を起こすことなく、特性評価や信頼性評価が
可能となるので、例えばMCM等のためのベアチップ選
別も容易となる。
の実装方法の実施例について図面を参照して説明する。
体チップ、2は接着層、3Aはパッケージ基板、4はボ
ンディングワイヤ、5はダイボンド材、6は回路基板で
ある。この半導体パッケージは半導体チップ1上にパッ
ケージ基板3Aを有するのが特徴であり、以下、このパ
ッケージをCCP(Caped Chip Package)と称すること
にする。
に沿って複数の電極(図示せず)が配列されている。な
お、電極が表面の内周域にあってもよい。
脂等の絶縁物により平板状に形成されており、その平面
形状は半導体チップ1とほぼ同一の大きさの矩形状とな
っている。パッケージ基板3Aには、半導体チップ1の
電極と対応する位置に開口部31が設けられている。な
お、開口部31の大きさは、半導体チップ1の電極を囲
み、かつ後述のワイヤボンディングの際にボンディング
ツールの先端が挿入可能なものである。
図(a)のパッケージ基板3Aでは、半導体チップ1の
電極パッド毎に1:1で開口部31が形成されている。
また、同図(b)のパッケージ基板3Aでは、電極パッ
ド毎の開口部31の他に、隣接する複数の電極パッドを
囲繞する長孔状の開口部31′が形成されている。この
ようにすると、半導体チップ1の狭ピッチ化された電極
パッドに対する開口部31′の形成が容易になると共
に、その開口部31′内でのワイヤボンディングも容易
になる。
し不純物濃度の低い材料、例えば、ポリイミド系の接着
剤や接着シート等を用いるとよい。
体チップ1の表面で電極を除いた部分或いは内周域に接
着層2を塗布または貼付し、次に、半導体チップ1の電
極とパッケージ基板3Aの開口部31とを位置合わせし
て、接着層2を介して半導体チップ1とパッケージ基板
3Aとを固着する。これにより、半導体チップ1とパッ
ケージ基板3Aとが機械的に固定され、かつ各々の電極
が開口部31内に露出する。また、接着層2を先にパッ
ケージ基板3Aの裏面に塗布または貼付してもよい。な
お、半導体チップ1とパッケージ基板3Aとのアライメ
ントは、例えば特定の2か所の電極パッド中心と開口部
31中心とを認識して一致させるような手法を用いるこ
とができる。
るには、まず、半導体チップ1の裏面を、例えばAgペ
ースト等のダイボンド材5或いは共晶接合によって、回
路基板6にダイボンディングする。次に、パッケージ基
板3Aの開口部31内に露出する半導体チップ1の電極
と回路基板6上の所定接続箇所とを、例えばAuやAl
等のボンディングワイヤ4によりワイヤリングする。
固着されたパッケージ基板3Aの開口部31内に露出す
る半導体チップ1の電極が、回路基板6へのワイヤボン
ディングの際の外部接続部となり、また、半導体チップ
1上のパッケージ基板3Aによって、半導体チップ1が
機械的に補強されると共にチップ表面が保護される。こ
れによって、投影面積上は半導体チップ1とほぼ同等の
大きさの超小型のパッケージングが可能となる。なお、
パッケージ基板3Aの厚さは、半導体チップ1の厚さ
(一般的に0.4mm)とほぼ等しいか厚くてもその2
倍程度であり、また、接着層2は薄いので、CCP全体
の厚さに関しても、従来のモールドパッケージとほぼ同
様かそれ以下に収めることができる。
面がダイボンド材5を介して全面で回路基板6に接する
ことにより、半導体チップ1で発生した熱はダイボンド
材5を介して直接回路基板6に放熱されるので、放熱性
を大幅に改善することができる。特に、本実施例のよう
なダイボンディングとワイヤリングとによる実装では、
ベアチップとほぼ同等な極めて優れた放熱性(例えば熱
抵抗θja=10℃/W)も期待できる。このように半導
体チップ1を回路基板6に実装した後は、ボンディング
ワイヤ4を機械的に保護するために、全体を例えばポッ
ティング樹脂9により封止するのが好ましい。
線で示すように、パッケージ基板3Aを例えばコレット
10により吸着保持することによって、半導体チップ1
自体に触れることなく、CCPを一般的なモールドパッ
ケージと同様に容易にハンドリングすることができる。
これにより、半導体チップ1の破損や表面回路の傷付け
等を起こすことなく、特性評価や信頼性評価が可能とな
るので、高速動作性や小型化等のメリットを有する例え
ばMCM等のためのベアチップ選別が容易となる。
組立方法は上述の第1実施例と同様であるが、半導体チ
ップ1とパッケージ基板3Bとの隙間の外周囲を含めて
半導体チップ1の側面が、樹脂7により封止されてい
る。また、このパッケージ基板3Bは、その外周部34
が半導体チップ1の側面よりも外方へ突出するように幾
分(例えば1〜2mm)大きく形成されている。
を示すが、放熱性を高めるため、半導体チップ1の裏面
まで樹脂7が回らないように、パッケージ基板3Bの表
面を下方へ向けて樹脂7のキュアを行う。このとき、パ
ッケージ基板3Bの外周部34によって、樹脂7の流れ
落ちを防止することができる。
パッケージ基板3Bとの間の外周囲を樹脂封止すること
によって、さらにCCP全体としての機械的な強度を向
上さることができると共に、半導体チップ1の表面回路
を湿気等の外的環境から効果的に保護することができ
る。なお、本例のようにパッケージ基板3Bの外周部3
4を半導体チップ1よりも大きくすると、CCPのハン
ドリングの際には、パッケージ基板3Bの外周縁を把持
することもできる。
組立方法は上述の第1実施例と同様であるが、このパッ
ケージ基板3Cでは、その裏面が凹状に形成されてい
る。即ち、半導体チップ1の側面よりも外方へ突出する
外周部34の肉厚(h1 )が、半導体チップ1との対向
部35の肉厚(h2 )よりも裏面側へ厚く形成されてい
る。
ージ基板3Aと比較して、対向部35の厚みh2 をパッ
ケージ基板3Aよりも薄くした場合には、強度を損なう
ことなくCCPの全高h3 を低くすることができる。ま
た、対向部35の厚みh2 をパッケージ基板3Aと同等
にした場合には、同一高さのCCPでより高い強度を得
ることができる。
が、本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明
の技術的思想に基づいて各種の有効な変更並びに応用が
可能である。例えば、パッケージ基板の形状、パッケー
ジ基板における開口部の構造、樹脂による封止部位等
は、各実施例の構成または他の有効な構成の間で様々な
組合せが可能である。
半導体チップ上にパッケージ基板を固着することにより
半導体パッケージを構成し、実装の際にはパッケージ基
板の開口部内に露出する半導体チップの電極をボンディ
ングワイヤを介して回路基板に接続することによって、
半導体チップとほぼ同程度の大きさの非常に小型で、し
かも放熱性の極めて優れた半導体パッケージを得ること
ができると共に、ベアチップ選別のためのハンドリング
が格段に容易となるので、例えばMCM等への効果的な
応用が可能になる。さらに、半導体チップの電極をパッ
ケージ基板の開口部内に露出させているので、その電極
からの電気的な外部接続を直接的に極めて確実に行うこ
とができると共に、パッケージ基板の構造も極めて簡単
になる。
の実装状態の断面図である。
部の例を示す平面図である。
の断面図である。
の断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 表面に複数の電極を有する半導体チップ
と、該半導体チップの前記各電極と対応する位置に前記
電極毎に該電極を囲む形状の各開口部を有し、少なくと
も前記半導体チップの厚さからその2倍の厚さの部分を
有する樹脂系絶縁物からなるパッケージ基板と、前記半
導体チップの電極を前記パッケージ基板の開口部内に露
出させて該半導体チップと該パッケージ基板とを固着す
る絶縁性を有する接着層とからなる半導体パッケージ。 - 【請求項2】 表面に複数の電極を有する半導体チップ
と、該半導体チップの前記各電極と対応する位置に前記
電極毎に該電極を囲む形状の各開口部を有し、少なくと
も前記半導体チップの厚さからその2倍の厚さの部分を
有する樹脂系絶縁物からなるパッケージ基板と、前記半
導体チップの電極を前記パッケージ基板の開口部内に露
出させて該半導体チップと該パッケージ基板とを固着す
る絶縁性を有する接着層と、少なくとも前記半導体チッ
プと前記パッケージ基板との間の外周囲を封止する樹脂
とからなる半導体パッケージ。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の半導体パッケー
ジにおいて、前記パッケージ基板の外周部を前記半導体
チップの側面よりも外方へ突出させ、その突出させた外
周部の前記半導体チップ側の面を前記半導体チップに対
向する部分よりも厚く形成し、かつ該突出外周部が少な
くとも前記半導体チップの厚さからその2倍の厚さの部
分を有することを特徴とする半導体パッケージ。 - 【請求項4】 請求項1または2記載の半導体パッケー
ジにおいて、前記パッケージ基板の開口部が前記半導体
チップの複数の電極を囲繞することを特徴とする半導体
パッケージ。 - 【請求項5】 請求項1または2記載の半導体パッケー
ジを回路基板に実装する方法であって、 前記半導体チップの裏面を回路基板に固着し、前記パッ
ケージ基板の開口部内に露出する前記半導体チップの電
極と前記回路基板の所定箇所との間をボンディングワイ
ヤによって結線することを特徴とする半導体パッケージ
の実装方法。
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JP30557494A JP3356566B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 半導体パッケージ及びその実装方法 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP30557494A JP3356566B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 半導体パッケージ及びその実装方法 |
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JPH08148620A JPH08148620A (ja) | 1996-06-07 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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1994
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