JP3394479B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特にＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）型半導体装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、半導体装置を組込んだ電子機器で
は薄型化・小型化が進んでおり、それに伴い組み込む半
導体装置にも薄型化・小型化が要求されており、それに
対応したＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）型半導体装置
が実用化されている。 【０００３】従来のＢＧＡ型半導体装置（従来例）は、
図６のプリント基板に実装されたＢＧＡ型半導体装置の
断面図で説明される。図６に示すように、従来のＢＧＡ
型半導体装置は、半導体チップ１１が有機樹脂もしくは
セラミックを主基材とした配線基板１２に搭載され、半
導体チップ１１のボンディングパッド（図示せず）と配
線基板１２の半導体チップ１１が搭載された面に形成さ
れた導体配線（図示せず）とがボンディングワイヤ１３
で接続され、半導体チップ１１とボンディングワイヤ１
３とを配線基板１２上で覆うように封止樹脂１４で封止
され、そして配線基板１２の半導体チップ１１が搭載さ
れた面と反対の面に形成された前記導体配線に接続され
ている接続端子であるランド１５に外部端子であるはん
だボール１６が格子状に設けられている。なお、半導体
チップ１１のボンディングパッド（図示せず）と配線基
板１２に形成された導体配線（図示せず）との接続は、
ボンディングワイヤ１３を用いた接続に限定されず、半
導体チップ１１のボンディングパッド（図示せず）に形
成されたバンプ電極を用いたフリップチップ接続のもの
もある。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＢＧＡ
型半導体装置は、図６のプリント基板に実装されたＢＧ
Ａ型半導体装置の断面図で説明されるように、ＢＧＡ型
半導体装置の配線基板１２に設けられている外部端子で
あるはんだボール１６が、実装基板であるプリント基板
２１の実装面に形成されたランド（接続端子）２２にリ
フロー等の方法で加熱接合され、実装される。このと
き、ＢＧＡ型半導体装置の配線基板１２とプリント基板
２１との熱膨張係数に差が有るため、加熱時に熱膨張量
差および冷却時に熱収縮量差に起因する応力が発生し、
接合部であるＢＧＡ型半導体装置のはんだボール１６に
応力が集中し、はんだボール１６のクラック、破断によ
る接合不良が発生するという問題が生じる。 【０００５】従って、本発明の目的は、実装基板に実装
時のＢＧＡ型半導体装置のはんだボールのクラック、破
断による接合不良を防止でき、実装基板に実装時の信頼
性が良いＢＧＡ型半導体装置を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
一主面に導体配線を形成し且つ他の主面に前記導体配線
に接続される接続端子を形成した配線基板と，前記配線
基板の一主面に搭載され且つ前記導体配線に電気的に接
続された半導体チップと，前記半導体チップを封止する
封止樹脂とを備えた半導体装置本体と、絶縁テープと，
前記絶縁テープ上にそれぞれ一対の端子が距離を隔てて
且つ一主面および他の主面から反対方向に設けられた複
数の導体基板と，前記複数の導体基板のそれぞれの一主
面に設けられた一方の端子を前記配線基板に形成した前
記接続端子に接続するための中継端子と，前記複数の導
体基板のそれぞれの他の主面に設けられた他方の端子を
外部に接続するために前記絶縁テープの一部を除去した
領域に形成される外部端子と，前記複数の導体基板のそ
れぞれの一主面の上を前記中継端子の領域を除いて覆っ
た絶縁カバーとを備えた中継基板とを有し、前記導体基
板に設けられた前記一対の端子の周囲に前記絶縁テー
プ，前記導体基板および前記絶縁カバーを貫通するスリ
ット状の切欠部を形成することを特徴とする。 【０００７】また、絶縁テープに複数の前記導体基板が
設けられ、前記導体基板の前記絶縁テープ面と反対の面
に絶縁カバーが設けられ、前記導体基板に設けられた一
対の端子が前記絶縁テープもしくは前記絶縁カバーから
突出して設けられている。そして前記絶縁テープに設け
られた前記複数の導体基板は、前記配線基板に形成され
た複数の前記接続端子の位置に対応して設けられてい
る。 【０００８】また、前記導体基板に設けられた前記端子
の周囲に前記絶縁テープおよび前記導体基板を貫通する
切欠部が設けられている。 【０００９】また、前記導体基板の両主面に絶縁カバー
が設けられ、前記導体基板に設けられた一対の端子が前
記絶縁カバーから突出して設けられている。そして複数
の前記導体基板が、前記配線基板に形成された複数の前
記接続端子の位置に対応して設けられ接続されている。 【００１０】また、前記導体基板に設けられた一対の端
子は、はんだボールであり、リフローにより前記導体基
板が前記配線基板に接続される。 【００１１】この様な本発明によれば、導体基板に設け
られた、配線基板に形成された接続端子に接続された一
方の端子と外部端子である他方の端子とが距離を設けて
設けられている。また、導体基板に設けられた前記端子
の周囲に切欠部が設けられている。 【００１２】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１
の実施形態を示す部分断面図、図２は図１の部分下面
図、図３は図１の部分断面図である。 【００１３】図１に示すように、本実施形態のＢＧＡ型
半導体装置は、半導体装置本体１０と半導体装置本体１
０に電気的に接続された中継基板１とから構成されてい
る。半導体装置本体１０は、半導体チップ１１が有機樹
脂もしくはセラミックを主基材とした配線基板１２に搭
載され、半導体チップ１１のボンディングパッド（図示
せず）と配線基板１２の半導体チップ１１が搭載された
面に形成された導体配線（図示せず）とがボンディング
ワイヤ１３で接続され、半導体チップ１１とボンディン
グワイヤ１３とを配線基板１２上で覆うように封止樹脂
１４で封止されている。そして配線基板１２の半導体チ
ップ１１が搭載された面と反対の面に形成された前記導
体配線に接続されている接続端子であるランド１５に、
中継基板１が接続され設けられている。 【００１４】中継基板１は、図１、図２及び図３に示す
ように、大きさは半導体装置本体１０とほぼ同じ大きさ
であり、絶縁テープ２を主基材とし、絶縁テープ２の一
面にパターン化された複数の導体基板３が接着されて設
けられ、導体基板３の絶縁テープ２との接着面と反対の
面には絶縁カバー４が設けられている。導体基板３には
一対の中継端子５と外部端子６とが距離を設けて（図３
に示す距離Ａ）上下反対方向に設けられている。中継端
子５は、中継基板１を半導体装置本体１０の配線基板１
２に形成されたランド１５にて接続するためのものであ
り、中継端子５が設けられている導体基板３の箇所は絶
縁カバー４が除去され中継端子５が突出している。また
外部端子６は、中継基板１をつまりＢＧＡ型半導体装置
そのものを実装基板であるプリント基板に実装するため
のものであり、外部端子６が設けられている導体基板３
の箇所は絶縁テープ２が除去され外部端子６が突出して
いる。そして、中継基板１に設けられた複数の導体基板
３は、半導体装置本体１０の配線基板１２に形成された
各ランド１５の位置に対応して設けられている。 【００１５】ここで、絶縁テープ２としては、厚さが３
０μｍから５０μｍの、ポリイミド樹脂テープもしくは
有機樹脂テープが好ましい。そして、導体基板３として
は、厚さが１０μｍから３０μｍの金属板を用い、銅板
が好ましい。そしてまた、絶縁カバー４としては、厚さ
が１μｍから５μｍの絶縁物を設け、絶縁性の樹脂レジ
ストが好ましく、例えば塗布法により設ける。 【００１６】中継端子５および外部端子６としては、直
径が３０μｍから８００μｍ程度の、はんだボールが好
ましく、導体基板３に半球状に搭載して設けられたもの
である。 【００１７】また、中継基板１の中継端子５および外部
端子６が設けられている箇所の周囲には、絶縁テープ２
および導体基板３を貫通する切欠部（スリット）７が設
けられている。 【００１８】そして、中継基板１を半導体装置本体１０
に、中継基板１に設けられた各中継端子５の位置を半導
体装置本体１０の配線基板１２に形成された各ランド１
５の位置に合せて、例えばリフロー法により接続された
ものである。 【００１９】そして、上述した半導体装置本体１０と半
導体装置本体１０に電気的に接続された中継基板１とか
ら構成された本実施形態のＢＧＡ型半導体装置は、図４
のプリント基板に実装された本実施形態のＢＧＡ型半導
体装置を示す部分断面図で説明されるように、中継基板
１に設けられている外部端子６であるはんだボールが、
実装基板であるプリント基板２１の実装面に形成された
ランド（接続端子）２２にリフロー等の方法で加熱接合
され、実装される。 【００２０】図５は本発明の第２の実施形態を示す中継
基板１ａの平面図および側面図である。本実施形態のＢ
ＧＡ型半導体装置は、半導体装置本体１０と半導体装置
本体１０に電気的に接続された複数の中継基板１ａとか
ら構成されている。図５に示すように、本実施形態のＢ
ＧＡ型半導体装置は、中継基板１ａが、パターン化され
た導体基板３ａを主基材とし、導体基板３ａに一対の中
継端子５と外部端子６とが距離を設けて上下反対方向に
設けられている。そして導体基板３ａの中継端子５およ
び外部端子６が設けられている面にそれぞれ絶縁カバー
４ａが設けられ、中継端子５および外部端子６が設けら
れている導体基板３ａの箇所は絶縁カバー４ａが除去さ
れて中継端子５および外部端子６が突出している。 【００２１】ここで、本発明の第１の実施形態との相違
点として、導体基板３ａとしては、厚さが２０μｍから
５０μｍ程度の金属板を用い、銅板が好ましい。 【００２２】そして、複数の中継基板１ａを半導体装置
本体１０に、各中継基板１ａに設けられた中継端子５の
位置を半導体装置本体１０の配線基板１２に形成された
各ランド１５の位置にそれぞれ合せて、例えばリフロー
法により接続されたものである。 【００２３】また、本実施形態では、半導体装置本体１
０の配線基板１２として有機樹脂もしくはセラミックを
主基材としたものを用いたが、本発明はこれに限定され
ず、配線基板１２としてテープ（ＴＡＢテープ）を用い
たものでも良い。 【００２４】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、実
装基板であるプリント基板に実装されたＢＧＡ型半導体
装置は、中継基板に設けられた、半導体装置本体に形成
されたランドに接続された中継端子（はんだボール）と
プリント基板に形成されたランドに接合された外部端子
（はんだボール）とが距離を設けて設けられているの
で、図４に示すように、ＢＧＡ型半導体装置のプリント
基板に実装時に、接合部であるはんだボールに集中する
プリント基板に発生する応力Ｆｐおよび半導体装置本体
に発生する応力Ｆｂが中継端子（はんだボール）と外部
端子（はんだボール）とに分散され、中継端子（はんだ
ボール）および外部端子（はんだボール）に掛かる応力
が小さくなる。 【００２５】また、中継基板の中継端子（はんだボー
ル）および外部端子（はんだボール）が設けられている
箇所の周囲には、切欠部（スリット）が設けられている
ので、ＢＧＡ型半導体装置のプリント基板に実装時に、
中継基板に設けられた切欠部（スリット）が熱膨張した
り熱収縮して発生する応力を吸収し、中継端子（はんだ
ボール）および外部端子（はんだボール）に掛かる応力
が小さくなる。そして、複数の中継基板が半導体装置本
体に形成された各ランドの位置にそれぞれ合せて接続さ
れ設けられたＢＧＡ型半導体装置では、各中継基板はそ
れぞれ単独で接続されているので、各中継基板の周囲は
切欠部（スリット）が有るのと同じ状態であり同様の効
果がある。 【００２６】このように、本発明によれば、中継基板に
設けられた中継端子（はんだボール）および外部端子
（はんだボール）に掛かる応力を小さくできるので、実
装基板に実装時のＢＧＡ型半導体装置のはんだボールの
クラック、破断による接合不良を防止できるという効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の半導体装置の第１の実施形態を示す部
分断面図である。 【図２】図１の部分下面図である。 【図３】図１の部分断面図である。 【図４】プリント基板に実装された第１の実施形態の半
導体装置を示す部分断面図である。 【図５】本発明の半導体装置の第２の実施形態を示す平
面図および側面図である。 【図６】従来技術を説明する断面図である。 【符号の説明】 １，１ａ 中継基板 ２ 絶縁テープ ３，３ａ 導体基板 ４，４ａ 絶縁カバー ５ 中継端子 ６ 外部端子 ７ 切欠部（スリット） １０ 半導体装置本体 １１ 半導体チップ １２ 配線基板 １３ ボンディングワイヤ １４ 封止樹脂 １５ ランド １６ はんだボール ２１ プリント基板 ２２ ランド（接続端子） Ｆｐ プリント基板に発生する応力 Ｆｂ 半導体装置本体に発生する応力

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 一主面に導体配線を形成し且つ他の主面
    に前記導体配線に接続される接続端子を形成した配線基
    板と，前記配線基板の一主面に搭載され且つ前記導体配
    線に電気的に接続された半導体チップと，前記半導体チ
    ップを封止する封止樹脂とを備えた半導体装置本体と、
    絶縁テープと，前記絶縁テープ上にそれぞれ一対の端子
    が距離を隔てて且つ一主面および他の主面から反対方向
    に設けられた複数の導体基板と，前記複数の導体基板の
    それぞれの一主面に設けられた一方の端子を前記配線基
    板に形成した前記接続端子に接続するための中継端子
    と，前記複数の導体基板のそれぞれの他の主面に設けら
    れた他方の端子を外部に接続するために前記絶縁テープ
    の一部を除去した領域に形成される外部端子と，前記複
    数の導体基板のそれぞれの一主面の上を前記中継端子の
    領域を除いて覆った絶縁カバーとを備えた中継基板とを
    有し、前記導体基板に設けられた前記一対の端子の周囲
    に前記絶縁テープ，前記導体基板および前記絶縁カバー
    を貫通するスリット状の切欠部を形成することを特徴と
    する半導体装置。
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