JP3420673B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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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、レジン封止半導体
パッケージ等の半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体パッケージの構造は、高密度実装
化を図るために小型・薄型化する方向に進んでいる。ま
た、1チップ当りの情報処理量も増大する傾向にあり、
1パッケージ当りの入出力用のピン数が増加する傾向に
ある。しかし、パッケージのサイズを余り大きくするこ
とはできないためにピン数が増加することにより、各リ
ードピン間隔が非常に狭くなる傾向にある。このため、
回路基板上に実装する上で高度な実装技術が求められて
いるのが現状である。この実装性を容易にすべく、近年
において、パッケージの外部接続形態が従来の構造とは
違うPGA(ピングリッド アレイ)やBGA(ボール
グリッド アレイ)といった外部接続構造をもつパッ
ケージが見られるようになってきた。このBGAパッケ
ージを生産する上で好適な構造としては、特開平7−2
73246号公報において知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】先に提案したBGAパ
ッケージを高信頼化するため、さらなる耐湿信頼性の向
上を図る必要のあることが明らかとなった。
【0004】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
高信頼性を有するBGAパッケージ構造を実現した半導
体装置及びその製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、表面側にICチップを搭載して電気的に
接続し、裏面側に外部と接続する電極部を設けた回路基
板を備えた半導体装置において、前記表面側において前
記回路基板を固定支持する支持フレームを有し、前記回
路基板上の支持フレームの一部を露出した形で、且つ前
記回路基板の裏面側を露出した状態で前記ICチップを
含めて表面側を有機物にて封止したことを特徴とする。
また本発明は、表面側にICチップを搭載して電気的に
接続し、裏面側に外部と接続する電極部を設けた回路基
板を備えた半導体装置において、前記表面側において前
記回路基板を複数個所において接着剤によって固定支持
する支持フレームを有し、該支持フレームにおける複数
の接着個所が露出した形で、且つ前記回路基板の側面を
覆うように前記ICチップを含めて表面側を有機物にて
封止したことを特徴とする。
【0006】また本発明は、表面側にICチップを搭載
して電気的に接続し、裏面側に外部と接続する電極部を
設けた回路基板を備えた半導体装置において、前記回路
基板と支持フレームの基板接着部分のフレーム部に貫通
穴を設け、その直上の封止レジンを除去した形態で、且
つ前記回路基板の側面を覆うように前記ICチップを含
めて表面側を有機物にて封止したことを特徴とする。ま
た本発明は、表面側にICチップを搭載して電気的に接
続し、裏面側に外部と接続する電極部を設けた回路基板
を備えた半導体装置において、支持フレームの基板と接
着する基板固定用リードを各々独立した形状とし、その
直上の封止レジンを除去した形態で、且つ前記回路基板
の側面を覆うように前記ICチップを含めて表面側を有
機物にて封止したことを特徴とする。
【0007】また本発明は、前記半導体装置において、
前記回路基板上の支持フレームの一部を露出した形とし
て回路基板と支持フレームを固定した部分の直上の有機
物を穴形状あるいは切り欠き形状にしてなくしたことを
特徴とする。また本発明は、前記半導体装置において、
前記支持フレームの固定する部分に貫通穴を穿設したこ
とを特徴とする。また本発明は、前記半導体装置におい
て、前記支持フレームを金属材料で構成したことを特徴
とする。また本発明は、回路基板を支持フレーム上に接
着剤により複数個所を固定支持させる第1の工程と、前
記回路基板にICチップを搭載して電気的に接続して半
導体装置を得る第2の工程と、前記支持フレームを成形
金型を構成する上型、下型の間に挟持させ、支持フレー
ムにおける複数の接着個所が露出した形に成形する突起
物で前記支持フレームを押し付け、成形金型により前記
回路基板の側面を覆うように前記ICチップを含めて表
面側を有機物で充填封止する第3の工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法である。
【0008】また本発明は、前記半導体装置の製造方法
における前記第3の工程において、前記突起物における
少なくとも前記支持フレームと接する表面をプラスチッ
ク製の柔軟物で被覆または装着したことを特徴とする。
以上説明したように、前記構成により、BGAパッケー
ジの耐湿信頼性の向上を図ってパッケージクラックの発
生を防止することができる。また前記構成により、レジ
ン成形時に発生する基板電極面側のレジンバリを防止で
き、生産効率の向上、安定生産が可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態につい
て、図1〜図19を用いて説明する。本発明に係る半導
体装置の第1の実施の形態について説明する。図1は、
本発明に係る半導体装置の第1の実施の形態であるBG
A(Ball Grid Array :ボール グリッド アレイ)パ
ッケージ構造の概略を表す斜視図である。図2は、図1
に示すA部における拡大断面図である。BGAパッケー
ジの構成は、ICチップ1と、実装面上にある外部導通
用の電極3及びそれに接合して外部の電極となる金属バ
ンプ4を備えた積層回路基板2と、それらを固定するた
めの支持フレーム5とより成り立っている。すなわち、
支持フレーム5は、外枠15(図3に示す。)と基板固
定用枠吊りリード6と基板固定用枠7より構成されてい
る。基板固定用枠7には、接着剤13により積層回路基
板2と接着する部分において貫通穴8を備えている。そ
して、積層回路基板2は、この部分にて基板固定用枠7
と接着剤13により接着した状態となっている。積層回
路基板2の基材としては、絶縁物であれば良い。ICチ
ップ1のパッド部9と基板2の配線パッド部10とは、
金線11等によるワイヤボンディングにて電気的に接続
される。積層回路基板2において、ワイヤボンディング
で接続された表面のパッド10からは、裏面にある電極
3と導通を得るための配線(図示せず)がなされてい
る。これら電気配線は、絶縁物(図示せず)で保護され
ていることは云うまでもない。積層回路基板2におい
て、裏面へと導通したものはそれぞれの電極3へと配線
されている。この状態において、基板固定用枠7上の貫
通穴8の部分の上を除いた(露出した)状態で、ICチ
ップ1を搭載した基板面上から基板2の側面までをレジ
ン12より封止して保護し、パッケージ形状の完成とな
る。レジン封止後、この電極3へ金属バンプ例えばはん
だボール等を接合し電気配線が完了となり製品となる。
【0010】すなわち、積層回路基板2と基板固定用枠
7とは貫通穴8のある部分で接着剤13により固定され
ており、この上のレジンを除いた穴形状14、すなわ
ち、接着部分を露出した状態でレジン12により封止を
したことになる。このように接着部分の露出状態を、接
着部分の支持フレーム(基板固定用枠7)上に貫通穴8
を有する場合においては少なくともその穴径より広い面
積の形状とすることが有効である。これにより、接着部
分における接着剤13中の水分は、基板固定用枠7上の
貫通穴8を通して速やかに除去でき、耐湿信頼性を向上
させることができる効果が得られる。
【0011】図3〜図5には、製造プロセスの概略とそ
れぞれの概略図を併せて示す。レジン成形は、多数個取
りの成形が通常行われており、この場合の製造プロセス
について以降説明する。図3は、構成部品であるICチ
ップ1、基板2、支持フレーム5を組み立てるときの工
程の概略を(a)に、その概略図を(b)(c)に示し
たものである。即ち、支持フレーム5は、複数個の成形
ができるように多連となり図3(b)に示すような構造
となる。この多連支持フレーム5は、ステップ41にお
いて、各基板吊りリード6と各基板固定用枠7部との交
点部分において接着剤13などにより基板2を固定し、
次に積層回路基板2上の所定位置にICチップ1を接着
剤などにより固定する。この多連支持フレーム5の外枠
15上には各製造プロセスを自動的に行うためのガイド
穴16を設けている。その後、ステップ42においてI
Cチップ1上のパッド部9と基板2上のパット部10と
を金線11等によるワイヤボンディングを行って基板2
との導通を取り、その結果ステップ43において図3
(c)に示すようにチップ/基板搭載多連支持フレーム
17を完成する。このように、積層回路基板2を支持フ
レーム5に接着剤13を用いて接着すると云うことは、
各工程間を移動搬送することを簡便に行うためである。
従って、接着部は各工程を移送中に支持フレームからの
落下、剥離を起さない接着強度を持つ必要が有る。この
接着剤としては、例えば熱硬化性樹脂系の接着剤では、
エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤、シリコーン系
接着剤、フェノール系接着剤等を用いることができ、熱
可塑性樹脂系の接着剤では、ポリスルホン系接着剤、ポ
リエーテルイミド系接着剤、ポリアミド系接着剤等を用
いることができる。これら接着剤を用いた時、各工程間
を安定的に搬送するためには、少なくとも2ケ所以上を
接着する必要が有る。このとき、接着強度を得るために
は、ある程度の接着面積が必要となり、支持フレームに
おける基板固定用枠及び基板固定用枠リード部の寸法
は、その幅を0.1〜0.5mm程度が良好である。
【0012】図4は、レジン成形する工程の概略を
(a)に、その概略図を(b)〜(e)に示したもので
ある。ここでは、ステップ44において、熱硬化型樹脂
であるエポキシレジンを用いてトランスファ成形する場
合について説明する。図4(b)に示すチップ/基板搭
載多連支持フレーム17を、図4(c)に示すように成
形金型18内に設けられたキャビティ19内に設置す
る。この時、成形金型18は、エポキシレジンが硬化す
る温度に加熱した状態にある。次に、成型加工されたレ
ジンタブレット(図示せず)を金型内のポット部(図示
せず)に投入し、プランジャ(図示せず)にて押圧す
る。プランジャにて押圧されたレジン12は、図4
(d)(e)に示すように、加熱溶融し金型内のランナ
20からゲート21へと流動し、ゲート21を介してキ
ャビティ19内へと流入し、硬化反応により硬化し成形
品となる。キャビティ19内の状態を、図4(d)
(e)に示す拡大断面図を用いて説明する。すなわち、
上型22と下型23の間にチップ/基板搭載多連支持フ
レーム17を挟みキャビティ19内に設置する。この
時、チップ/基板搭載多連支持フレーム17の位置は、
支持フレーム5上に設けた位置決め穴(図示せず)と金
型内の位置決めピン(図示せず)によりキャビティ19
内での位置決めをすることは云うまでもない。15は、
支持フレーム5の外枠を示す。このように、キャビティ
19内に設置した状態でレジン12を流入させ、図4
(e)に示すように、基板電極部側以外を蓋いレジン封
止を完成する。また、基板固定用枠7と基板2を接着し
た部分でのキャビティの拡大断面図を図4(e)に示
す。上型22部より穴形状を形成するために設けた突起
部24によって、基板固定用枠7を介して基板2は下型
23部へと押さえ付けられた状態となっている。このた
め、基板2の電極3側へのレジン侵入を防ぐことがで
き、レジンバリの発生を防止する効果が得られる。更
に、上記突起部24が当接されているので、基板固定用
枠7の表面へのレジン侵入を同時に防ぐことができ、レ
ジンバリ発生の防止効果が得られる。ところで、上記突
起部24の底面(先端面)に柔軟物25を介在させるこ
とで、レジンバリの発生防止効果を一層向上させること
ができる。柔軟物としては、例えばシリコーン樹脂やポ
リ4フッ化エチレン樹脂がよい。ここでは、金型内の突
起部24にて穴形状を形成したが、先に、穴形状を形成
するための障害物(部材)を支持フレーム上に設置し、
レジン封止後この障害物(部材)を除去して穴形状を形
成しても同様の効果があることは云うまでもない。
【0013】図5は、成形品〜完成品までの工程の概略
を(a)に、その概略図を(b)〜(e)に示したもの
である。図5(b)には、ステップ45において、レジ
ン封止された成形品26を示す。レジン封止された成形
品26において、レジン成形後不用となる支持フレーム
の外枠部分15並びにゲート21、ランナ22部分は、
ステップ46において図5(c)に示すように切断金型
27によって切断されて成形品26から分離される。図
5(d)に示すようにステップ47において得られた切
断成形品28は、ステップ48において基板実装面の電
極部(図示せず)へ例えばボール状のはんだ4を供給し
て加熱接合して外部電極部を形成し、図5(e)に示す
ようにレジン封止型のBGAパッケージを完成する。こ
のように、チップ/基板搭載多連支持フレーム17を用
いることでレジン封止工程は、現状行われている一般的
なトランスファ成形手法でできるため生産コストの低
減、生産効率の向上が図れる。
【0014】次に本発明に係る半導体装置の第2の実施
の形態について説明する。図6は、本発明に係る半導体
装置の第2の実施の形態であるBGAパッケージ構造の
概略を表す斜視図である。図7は、図6に示すA部にお
ける拡大断面図である。BGAパッケージの構成は、図
1に示す第1の実施の形態と同様に、ICチップ1と、
実装面上にある外部導通用の電極3及びそれに接合して
外部の電極となる金属バンプ4を備えた積層回路基板2
と、それらを固定するための支持フレーム5とより成り
立っている。すなわち、支持フレーム5は、外枠15と
基板固定用枠吊りリード6と基板固定用枠7より構成さ
れている。基板固定用枠7には、接着剤13により積層
回路基板2と接着する部分において貫通穴8を備えてい
る。そして、積層回路基板2は、この部分にて基板固定
用枠7と接着剤13により接着した状態となっている。
積層回路基板2の基材としては、絶縁物であれば良い。
ICチップ1のパッド部9と基板2の配線パッド部10
とは、金線11等によるワイヤボンディングにて電気的
に接続される。積層回路基板2において、ワイヤボンデ
ィングで接続された表面のパッド10からは、裏面にあ
る電極3と導通を得るための配線(図示せず)がなされ
ている。これら電気配線は、絶縁物(図示せず)で保護
されていることは云うまでもない。積層回路基板2にお
いて、裏面へと導通したものはそれぞれの電極3へと配
線されている。本第2の実施の形態の場合には、基板固
定用枠吊りリード部分6の直上のレジンを切り欠き状2
9になくして露出するように構成にした。このようにレ
ジンをなくした部分を切り欠き状29にして広くしたこ
とで、接着剤13中の水分の除去が容易となる効果が得
られる。すなわち、基板2と基板固定用枠7は貫通穴8
のある部分で接着剤13により固定されており、この上
のレジンを切り欠き形状29、すなわち、接着部分を含
んだ上でパッケージの外形部までレジンを除いた形で封
止したパッケージ形状とする。
【0015】図8には、上記第2の実施の形態を成形す
るための成形金型のキャビティ部の拡大断面図を示す。
上型部22と切り欠き部形成突起部30は一体化した構
造とした。これにより、基板2を下型部23に押しつけ
るための面積が増加するため、基板電極側にレジンバリ
が発生することを防止する効果が向上する。そして、基
板固定用枠上の接着部分でも同様の効果が向上すること
は云うまでもない。さらに、レジンバリの発生を防止す
ることより、成形安定性が向上する効果もある。また、
パッケージ外周部で上型と一体化することで突起部の角
度(パッケージ外形の傾斜角)を小さくできることよ
り、キャビティ厚さ(レジン封止厚さ)が厚くなっても
対応することができる効果が得られる。以上第1および
第2の実施の形態においては、接着剤13中の水分を基
板固定用枠7上の貫通穴8を通して速やかに除去するこ
とができ、耐湿信頼性を向上させることができる効果が
得られる。また、レジン成形時に基板2を下型部23に
強制的に押しつけることより、基板固定用枠表面並びに
基板電極部側に発生するレジンバリを防止する効果が得
られる。
【0016】図9には、第1および第2の実施の形態で
用いた支持フレーム5における1成形品部分のパターン
を示し、(a)はその平面図、(b)は(a)における
A−A矢視断面図である。外枠15と基板固定用枠7
は、基板固定用枠吊りリード6により連結された構造と
なっている。図10には、図9で示した支持フレーム5
を用いてレジン封止した時の第1の実施の形態における
パッケージ形態を示し、(a)はその平面図、(b)は
(a)におけるA−A矢視断面図である。図10(a)
に示すように、レジン封止部の4ケ所に穴形状14を形
成する。穴部底面では、支持フレーム5に形成された貫
通穴8と基板固定用枠吊りリード6と基板固定用枠7の
一部が露出した状態となっている。このように、穴形状
14を形成するために設けた突起部24によって、基板
固定用枠7を介して基板2を下型部23へと押さえ付け
られた状態でレジン封視止が行われるため、リード表面
へのレジンバリの発生をなくすことができ、しかも貫通
穴8が露出しているため接着剤13中の水分を速やかに
除去することができ、耐湿信頼性を向上させることがで
きる。なお、外枠15は、成形後切断除去されることは
云うまでもない。
【0017】図11には、図9で示した支持フレーム5
を用いてレジン封止した時の第2の実施の形態における
パッケージ形態を示し、(a)はその平面図、(b)は
(a)におけるA−A矢視断面図である。図11(a)
に示すように、レジン封止部の4ケ所に切り欠き形状2
9が形成される。穴部底面では、支持フレーム5に形成
された貫通穴8と基板固定用枠吊りリード6と基板固定
用枠7の一部がパッケージ外形まで露出した状態となっ
ている。この第2の実施の形態では、基板2を下型部2
3に押しつけるための面積が増加するため、基板電極側
にレジンバリが発生することを防止する効果を向上させ
ることができる。さらに、レジンバリの発生を防止する
ことにより、成形安定性が向上する効果もある。従っ
て、リード表面へのレジンバリの発生がない状態で、レ
ジン封止を行うことができ、しかも貫通穴8が露出して
いるため接着剤13中の水分を速やかに除去することが
でき、耐湿信頼性を向上させることができる。なお、外
枠15は、成形後切断除去されることは云うまでもな
い。
【0018】図12には、図9に示す支持フレームの構
造と異なる構造を有する支持フレーム5における1成形
品部分のパターンを示し、(a)はその平面図、(b)
は(a)におけるA−A矢視断面図である。この支持フ
レームの構造については、基板固定用枠吊りリード6を
12ケ所に増加し、これら12ケ所において基板2を接
着剤13によって支持するように構成した。図13に
は、図12で示した支持フレームを用いてレジン封止し
た時の第3の実施の形態におけるパッケージ形態を示
し、(a)はその平面図、(b)は(a)におけるA−
A矢視断面図である。図13(a)に示すように、基板
固定用枠吊りリード6のある12ケ所に対応した形でレ
ジン封止部に穴形状14を形成する。穴部底面では、支
持フレームの貫通穴8と基板固定用枠吊りリード6と基
板固定用枠7の一部が露出した状態となっている。さら
に、封止レジンにおいて、リード表面へのレジンバリの
発生はない。これにより、穴形状14を形成するために
設けた突起部24が増加して下型部23への基板押しつ
けが強くなり基板電極側でのレジンバリの発生の防止効
果を向上させることができる。さらに、基板固定用枠吊
りリードを増やすことで基板2の外形が大きくなっても
レジンバリの発生を防止する効果があり、しかも貫通穴
8が露出しているため接着剤13中の水分を速やかに除
去することができ、耐湿信頼性を向上させることができ
る。なお、外枠15は成形後切断除去されることは云う
までもない。
【0019】図14には、図12で示した支持フレーム
を用いてレジン封止した時の第4の実施の形態における
パッケージ形態を示し、(a)はその平面図、(b)は
(a)におけるA−A矢視断面図である。図13(a)
に示すように、基板固定用枠吊りリード6のある12ケ
所に対応した形でレジン封止部に切り欠き形状29を形
成する。穴部底面では、支持フレームに形成された貫通
穴8と基板固定用枠吊りリード6と基板固定用枠7の一
部がパッケージ外形まで露出した状態となっている。さ
らに、封止レジンのリード表面へのレジンバリの発生は
ない。基板2を下型部23に押しつけるための面積が増
加するため、基板電極側にレジンバリが発生することを
防止する効果が向上する。そして、成形安定性が向上す
る効果もある。さらに、基板の外形が大きくなってもレ
ジンバリの発生を防止する効果もあり、しかも貫通穴8
が露出しているため接着剤13中の水分を速やかに除去
することができ、耐湿信頼性を向上させることができ
る。なお、外枠15は成形後切断除去されることは云う
までもない。
【0020】以上説明した第3および第4の実施の形態
では、下型部への基板押し付けが強くなり基板電極側並
びに基板固定用枠の接着部表面でのレジンバリの発生の
防止効果を向上させることができると共に基板固定用枠
吊りリードを増やすことで基板の外形が大きくなっても
レジンバリの発生を防止する効果が得られ、しかも貫通
穴8が露出しているため接着剤13中の水分を速やかに
除去することができ、耐湿信頼性を向上させることがで
きる。図15には、図9および図12に示す支持フレー
ムの構造と異なる構造を有する支持フレーム5における
1成形品部分のパターンを示し、(a)はその平面図、
(b)は(a)におけるA−A矢視断面図である。この
支持フレームの構造については、基板固定用枠7の形態
を31で示す基板固定用リード形状で形成し、これら4
ケ所において基板2を接着剤13によって支持するよう
に構成した。
【0021】図16には、図15で示した支持フレーム
を用いてレジン封止した時の第5の実施の形態における
パッケージ形態を示し、(a)はその平面図、(b)は
(a)におけるA−A矢視断面図である。図16(a)
に示すように、基板固定用リード31のある4ケ所で基
板2のコーナ部を接着剤13で固定し、これに対応した
形でレジン封止部に切り欠き形状29を形成する。穴部
底面では、基板固定用リード31がパッケージ外形まで
露出した状態となっている。このように接着部分の露出
状態を、接着部分の支持フレーム上に貫通穴8を有しな
い場合においては少なくとも接着面積より広い面積と
し、基板固定用枠7または基板固定用枠リード6の幅よ
り大きい形状にすることが有効である。これにより、接
着部分における接着剤13中の水分は、基板固定用リー
ド31の外側を通して速やかに除去でき、耐湿信頼性を
向上させることができる効果が得られる。この支持フレ
ーム形状では、基板固定用リード31がそれぞれ独立し
ているため、リード部の接着部が例え剥離してもパッケ
ージ内部へは剥離が進行しないため耐湿信頼性を向上さ
せることができる効果がある。特に、接着部13がそれ
ぞれ独立しているため、リード31の表面に設けた貫通
穴の有無にかかわらず同様の効果があることは云うまで
もない。また、支持フレーム形状がさらに簡略化できる
ため低コスト化が図れる効果がある。封止レジンは、リ
ード表面へのレジンバリの発生はない。なお、外枠15
は成形後切断除去されることは云うまでもない。
【0022】図17には、図9、図12および図15に
示す支持フレームの構造と異なる構造を有する支持フレ
ーム5における1成形品部分のパターンを示し、(a)
はその平面図、(b)は(a)におけるA−A矢視断面
図である。この支持フレームの構造については、図15
に示す基板固定用リード31の数を増加した形状として
形成し、これら12ケ所において基板2を接着剤13に
よって支持するように構成した。図18には、図17で
示した支持フレームを用いてレジン封止した時の第6の
実施の形態におけるパッケージ形態を示し、(a)はそ
の平面図、(b)は(a)におけるA−A矢視断面図で
ある。図16(a)に示すように、基板固定用リード3
1のある12ヶ所に対応した形でレジン封止部に切り欠
き形状29を形成する。穴部底面では、基板固定用リー
ド31がパッケージ外形まで露出した状態となってい
る。この支持フレーム形状では、基板固定用リード31
がそれぞれ独立しているため、リード部の接着部が例え
剥離してもパッケージ内部へは剥離が進行しないため耐
湿信頼性を向上させることができる効果がある。また、
支持フレーム形状がさらに簡略化できるため低コスト化
が図れる効果がある。さらに、接着部がそれぞれ独立し
ているため、リード31の表面に設けた貫通穴の有無に
かかわらず同様の効果があることは云うまでもない。さ
らに、封止レジンは、リード表面へのレジンバリの発生
はない。
【0023】なお、図9、図12、図15および図17
に示す支持フレームとしては、例えば、Fe−Ni合
金、Cu合金等金属材料を用いても良い。以上説明した
ように、接着部分の露出状態を、接着部分の支持フレー
ム(基板固定用枠7)上に貫通穴8を有する場合におい
ては少なくともその穴径より広い面積の形状とし、接着
部分の支持フレーム上に貫通穴8を有しない場合におい
ては少なくとも接着面積より広い面積とし、基板固定用
枠7または基板固定用枠リード6の幅より大きい形状に
することが有効である。これにより、接着部分における
接着剤13中の水分は、基板固定用枠7上の貫通穴8ま
たは基板固定用枠7または基板固定用枠リード6の外側
を通して速やかに除去でき、耐湿信頼性を向上させるこ
とができる効果が得られる。
【0024】図19には、パッケージクラック及びリー
ド接着界面剥離の発生を不良発生率比としてまとめその
一実施の形態を示す。これは、湿中放置後に赤外線ラン
プ照射による急加熱を行った時の結果である。実験条件
は、湿中放置を85℃/95%RH、168h放置+3
0℃/85%RH、168h放置後に赤外線ランプを用
いて最高温度を240℃とし10秒間保持した後のもの
である。その結果、従来例の各不良発生率比を100と
した時、パッケージクラックにおいては、第1〜第4の
実施の形態で発生率比5と1/20に低減した。また、
第5、第6の実施の形態においては発生率比0となっ
た。これは、先にも述べたように、基板固定用リードが
各々独立し、かつ、パッケージ面へ露出していることに
よる効果である。一方、リード接着界面剥離では、すべ
ての実施例で発生率比は5となり1/20と低減した。
これは、リード部に設けた貫通穴8を設けたこと、切り
欠き形状として露出部を広くしたことによる効果と考え
る。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、基板と支持フレームの
接着部のレジンを除くことで耐湿信頼性が向上し、パッ
ケージクラックの発生を防止する効果が得られる。ま
た、本発明によれば、レジン成形時に発生する基板電極
面側のレジンバリを防止でき、生産効率の向上、安定生
産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の第1の実施の形態で
あるBGAパッケージ構造を示す斜視図である。
【図2】図1に示すA部の拡大断面図である。
【図3】チップ/基板搭載多連フレーム完成までの工程
図である。
【図4】レジン成形するまでの工程図である。
【図5】成形品から完成までの工程図である。
【図6】本発明に係る半導体装置の第2の実施の形態で
あるBGAパッケージ構造を示す斜視図である。
【図7】図6に示すA部の拡大断面図である。
【図8】第2の実施の形態を成形するための金型キャビ
ティ部の断面図である。
【図9】第1及び第2の実施の形態で用いた支持フレー
ムの形状を示す平面図およびA−A矢視断面図である。
【図10】第1の実施の形態でレジン封止した時のパッ
ケージ構造を示す平面図およびA−A矢視断面図であ
る。
【図11】第1の実施の形態でレジン封止した時のパッ
ケージ構造を示す平面図およびA−A矢視断面図であ
る。
【図12】本発明に係る半導体装置の第3及び第4の実
施の形態で用いた支持フレームの形状を示す平面図およ
びA−A矢視断面図である。
【図13】本発明に係る半導体装置の第3の実施の形態
でレジン封止した時のパッケージ構造を示す平面図およ
びA−A矢視断面図である。
【図14】本発明に係る半導体装置の第4の実施の形態
でレジン封止した時のパッケージ構造を示す平面図およ
びA−A矢視断面図である。
【図15】本発明に係る半導体装置の第5の実施の形態
で用いた支持フレームの形状を示す平面図およびA−A
矢視断面図である。
【図16】本発明に係る半導体装置の第5の実施の形態
でレジン封止した時のパッケージ構造を示す平面図およ
びA−A矢視断面図である。
【図17】本発明に係る半導体装置の第6の実施の形態
で用いた支持フレームの形状を示す平面図およびA−A
矢視断面図である。
【図18】本発明に係る半導体装置の第6の実施の形態
でレジン封止した時のパッケージ構造を示す平面図およ
びA−A矢視断面図である。
【図19】本発明に係る半導体装置における不良発生率
比を示す比較図である。
【符号の説明】
1…ICチップ、 2…積層回路基板、 3…電極、
4…金属性バンプ、5…支持フレーム、 6…基板固定
用枠吊りリード、 7…基板固定用枠、 8…貫通穴、
9…パッド部、 10…配線パッド部、11…金線、
12…レジン(有機物)、 13…接着剤、 14…穴
形状、 17…チップ/基板搭載多連支持フレーム、
24…突起部、 25…柔軟物、 29…切り欠き形
状、 30…切り欠き部形成突起部、 31…基板固定
用リード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 23/31 (72)発明者 春田 亮 東京都小平市上水本町五丁目20番1号株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 一谷 昌弘 東京都小平市上水本町五丁目20番1号株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 山口 利博 東京都小平市上水本町五丁目20番1号株 式会社日立製作所半導体事業部内 (56)参考文献 特開 平7−273246(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/447 H01L 21/449 H01L 21/60 H01L 21/603 H01L 21/607 H01L 23/12 - 23/15

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面側にICチップを搭載して電気的に接
    続し、裏面側に外部と接続する電極部を設けた回路基板
    を備えた半導体装置において、 前記表面側において前記回路基板を複数個所において接
    着剤によって固定支持する支持フレームを有し、該支持
    フレームにおける複数の接着個所が露出した形で、且つ
    前記回路基板の側面を覆うように前記ICチップを含め
    て表面側を有機物にて封止したことを特徴とする半導体
    装置。
  2. 【請求項2】前記支持フレームにおける複数の接着個所
    を露出した形として、前記有機物を穴形状あるいは切り
    欠き形状にしたことを特徴とする請求項記載の半導体
    装置。
  3. 【請求項3】前記支持フレームを金属材料で構成したこ
    とを特徴とする請求項記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】回路基板を支持フレーム上に複数個所にお
    いて接着剤により固定支持させる第1の工程と、該第1の工程で前記支持フレーム上に固定支持させた
    記回路基板にICチップを搭載して電気的に接続して半
    導体装置を得る第2の工程と、該第2の工程で得られた前記半導体装置を成形金型を構
    成する上型および下型のキャビテイ内に設置し、前記半
    導体装置の前記支持フレームを前記上型と前記下型 との
    間に挟持させ、前記上型に設けられた複数の突起物で前
    記支持フレームにおける前記複数の接着個所を押し付け
    ることによって前記回路基板が前記下型に押し付けられ
    た状態にして、前記キャビテイ内に有機物を流入させ
    て、前記複数の突起物により前記支持フレームの複数の
    接着個所が露出した形で、且つ前記キャビテイにより
    記回路基板の側面を覆うように前記ICチップを含めて
    前記回路基板の表面側を前記有機物で充填封止する第3
    の工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  5. 【請求項5】前記第3の工程において、前記突起物にお
    ける少なくとも前記支持フレームと接する表面をプラス
    チック製の柔軟物で被覆または装着したことを特徴とす
    る請求項記載の半導体装置の製造方法。
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