JP3895030B2 - 半導体装置用基板及びそれを使用した半導体装置 - Google Patents

半導体装置用基板及びそれを使用した半導体装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置用基板及びそれを使用した半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、プリント配線板に直接ICチップを搭載して樹脂封止するC.O.B(Chip On Board)構造においては、配線パターンを形成している絶縁基板のザグリ部にICチップを接着剤で固定させ、ICチップの電極と絶縁基板の電極とを金線等で接続し、ICチップを保護するため樹脂で封止している。
【0003】
現時点においては、C.O.B構造の総厚としては0.9mm前後の薄い構造である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、小型化の要請から実装時における厚さの制約が非常に厳しい状況にあり、上記のような構造であると、各部材の厚さのバラツキで厚さ方向に簡単に問題が生じてしまう。
【0005】
即ち、単純に基板のザグリ部が浅かった場合、ICチップをその上に搭載し、金線で接続、樹脂封止するため、総厚は厚くなってしまう。また、接着剤の量が多い場合も、ザグリ部の底面上に接着剤を塗布してICチップをザグリ部に固定しているので、ICチップ及び金線の位置が高くなり、封止樹脂を成型する際の金型に金線が接触し、変形・断線、またはモールド後に金線見え等の不具合を生じる。
【0006】
そこで、最近ではザグリ部を絶縁基板より抜き、絶縁基板に貫通孔を設けたような形状の半導体装置用基板を用いてC.O.Bの組立が行われている。この基板を用いると総厚は厚くならない傾向にあるが、組立時にチップを固定させにくいという大きな問題が生じている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は半導体装置用基板のICチップを搭載するための貫通孔又はザグリ部の少くとも対角線の2個所のコーナー部に凹部を設け、この凹部に熱硬化性樹脂又は弾性のある樹脂を満たすようにしたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第1の実施形態を示す平面図、図2は貫通孔及び凹部を示す図、図3は凹部とICチップの関係を示す図、図4はICチップ搭載後の断面図である。
【0009】
図1において、プリント配線板等の基板例えば絶縁基板1には、配線パターン2が形成され、その端部には電極3が形成されている。
【0010】
ICチップを搭載するために、絶縁基板1から貫通孔4を金型等で抜き、更に
図2に示すように貫通孔4の4隅即ち4個所のコーナー部に貫通した凹部5を設
けている。この凹部5は貫通孔4と同時に金型で打ち抜いても、またNC(数値制御装置)によって抜いても形成することができる。
【0011】
貫通孔4はICチップの形状に対応してチップサイズとほぼ同等の大きさで四角形状をしている。また凹部5は長方形で示しているが、正方形であっても良く、ここでは四角形の例を示している。
【0012】
凹部5には熱硬化性樹脂6を満たし、図3に示すように、凹部5にICチップ7のコーナー部を挿入し、熱硬化性樹脂6によりICチップ7を絶縁基板1に固定する。
【0013】
これをもう少し詳細に説明すると、長方形の凹部5が形成されたときに、凹部5にエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂6のタブレットなどを埋め込んで満たしておく。絶縁基板1に低い温度をかけ、熱硬化性樹脂6を柔らかくし、ICチップ7を定位置に置き、恒温槽で一定温度、一定時間加熱して熱硬化性樹脂6を固める。
【0014】
これによりICチップ7のコーナー部を絶縁基板1に固定することができ、後は、通常工程により半導体装置を製造することができる。
【0015】
なお、8はバイアホールである。
【0016】
図4はICチップ7を貫通孔4に搭載し、ワイヤボンディングし、樹脂封止した後の断面図である。
【0017】
絶縁基板1に形成された配線パターン2はスルーホール9を通して電極3に接続され、ICチップ7の電極10と金線11等でワイヤボンディングされ、封止樹脂12によって封止されている。
【0018】
以上説明したように、第1の実施形態によれば、絶縁基板1に長方形の凹部5を設け、この凹部5に熱硬化性樹脂6を満たすことにより、この熱硬化性樹脂6が接着剤となって貫通孔4に搭載したICチップ7を絶縁基板1に安定的に固定することができる。
【0019】
従って、従来のザグリ部の厚さ分だけICチップ7を絶縁基板1の中に搭載できるため、半導体装置としての総厚を薄くすることができる。
【0020】
また、封止する際に金型に金線11が接触し、変形・断線することがなく、金線露出といった不具合も解消できる。
【0021】
図5は本発明の第2の実施形態を示す平面図で、第1の実施形態とは凹部5を満たす樹脂が異なっているだけで、他は同じである。
【0022】
凹部5には、シリコーン樹脂等の弾性のある樹脂13が熱硬化性樹脂を満たした第1の実施形態と同様に凹部5が形成されたときに埋め込まれる。
【0023】
ICチップを貫通孔4に搭載し、ICチップのコーナー部を凹部4に挿入すると、弾性のある樹脂13が接着剤の役割を果してICチップのコーナー部と絶縁基板1が確実に固定される。
【0024】
以上説明したように、第2の実施形態によれば第1の実施形態と同等の効果が得られる上、加熱することもなく、ICチップにかかる内部応力を低減することができる。
【0025】
図6は本発明の第3の実施形態を示す平面図、図7は円形の凹部15とICチップ7との関係を示す図である。
【0026】
円形の凹部15を形成するには、第1の実施形態と同様に金型等で貫通孔4と共に打ち抜いたり、NCで抜いたりする。また円形の凹部15に熱硬化性樹脂6を満たすのも第1の実施形態と同様である。
【0027】
ICチップ7を絶縁基板1に固定するには、図7に示すように、ICチップ7のコーナー部を円形の凹部15に挿入し、キュアして熱硬化性樹脂6を固めるのも第1の実施形態と同様である。
【0028】
上記したように、第3の実施形態によれば第1の実施形態と同等の効果が得られる上、凹部15を円形にしたので、接触面積を大きくして密着性を上げるというアンカー効果と同様な効果により、凹部15を満たした熱硬化性樹脂6と絶縁基板1との密着性を上げ、更にICチップ7の固定に有利になる。
【0029】
図8は本発明の第4の実施形態を示す平面図で、第3の実施形態とは凹部15を満たす樹脂が異なるだけで、他は同じである。
【0030】
円形の凹部15には、第2の実施形態と同様に弾性のある樹脂13が満たされ、ICチップのコーナー部を凹部15に挿入すると弾性のある樹脂13が接着剤の役割を果してICチップのコーナー部と絶縁基板1が確実に固定される。
【0031】
上記したように、第4の実施形態によれば第3の実施形態と同等の効果が得られる上、凹部15を満たした弾性のある樹脂13と絶縁基板1との密着性を上げ、更にICチップの固定に有利になる。
【0032】
図9は本発明の第5の実施形態を示す平面図、図10はICチップ搭載後の断面図である。
【0033】
この第5の実施形態は絶縁基板1に従来と同様のザグリ部14を形成したもので、このザグリ部14にICチップ7を搭載する。
【0034】
ザグリ部14はICチップ7の形状に対応して四角形の穴のように形成され、その4個所のコーナー部には、第1の実施形態のように四角形例えば長方形の凹部5が形成され、凹部5には熱硬化性樹脂6が満たされる。
【0035】
凹部5はザグリ部14を形成するときに形成されるが、ザグリ部14の底面と同じ底面を有していても、貫通していても構わない。
【0036】
熱硬化性樹脂6を満たした絶縁基板1に低い温度をかけ、熱硬化性樹脂6を柔らかくし、ICチップ7を所定位置に搭載すると、そのコーナー部はザグリ部14のコーナー部に設けた四角形の凹部5に挿入され、キュアされて熱硬化性樹脂6が固まり、ICチップ7のコーナー部が絶縁基板1に固定される。その他は上記した実施形態と同様である。
【0037】
以上説明したように、第5の実施形態によれば、従来よりC.O.B等で使用されている絶縁基板1のザグリ部14に長方形の凹部5を設けたため、ザグリ部14と同等の大きさのICチップ7を搭載することができる。
【0038】
また凹部5に熱硬化性樹脂6を満たしているため、それがICチップ1と絶縁基板1との接着剤となって固定するので、従来ザグリ部の底面上に塗布していた接着剤が不要になり、接着剤の分だけ総厚を薄くすることができる。
【0039】
図11は本発明の第6の実施形態を示す平面図で、第5の実施形態とは凹部5を満たす樹脂が異なるだけで他は同じである。
【0040】
長方形の凹部5には弾性のある樹脂13が満たされている。
【0041】
第5の実施形態と同様な効果が得られ、更にICチップにかかる内部応力を低減することができる。
【0042】
図12は本発明の第7の実施形態を示す平面図で、第5の実施形態と異なるのは円形の凹部15を形成していることである。
【0043】
円形の凹部15には熱硬化性樹脂6が満たされており、上記した実施形態と同様にICチップを絶縁基板1に固定する。
【0044】
第5の実施形態と同様な効果があり、更にアンカー効果と同様の効果で熱硬化性樹脂6と絶縁基板1との密着性を上げることができる。
【0045】
図13は本発明の第8の実施形態を示す平面図で、第7の実施形態とは凹部15を満たす樹脂が異なるだけで他は同じである。
【0046】
円形の凹部15には弾性のある樹脂13が満たされている。
【0047】
第7の実施形態と同様な効果が得られ、更にICチップにかかる内部応力を低減することができる。
【0048】
上記した実施形態では、貫通孔又はザグリ部のコーナー部に設ける凹部については4隅即ち4個所のコーナー部に設けた例で説明したが、少くとも対角線の2個所のコーナー部に設ければICチップと基板との固定には何ら問題はない。
【0049】
また、半導体装置用基板として絶縁基板を使用した例で説明したが、導電性材料を用いた基板であっても良く、プリント配線板を用いて製造されるすべての半導体装置に適用される。
【0050】
【発明の効果】
上記したように、本発明はICチップを搭載するための貫通孔又はザグリ部の少くとも対角線の2個所のコーナー部に凹部を設け、この凹部に熱硬化性樹脂又は弾性のある樹脂を満たすことにより、ICチップを基板に固定することができ、C.O.B構造の半導体装置の総厚を薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す平面図
【図2】貫通孔と凹部を示す図
【図3】凹部とICチップとの関係を示す図
【図4】第1の実施形態の断面図
【図5】本発明の第2の実施形態を示す平面図
【図6】本発明の第3の実施形態を示す平面図
【図7】凹部とICチップとの関係を示す図
【図8】本発明の第4の実施形態を示す平面図
【図9】本発明の第5の実施形態を示す平面図
【図10】第5の実施形態の断面図
【図11】本発明の第6の実施形態を示す平面図
【図12】本発明の第7の実施形態を示す平面図
【図13】本発明の第8の実施形態を示す平面図
【符号の説明】
1 絶縁基板
4 貫通孔
5,15 凹部
6 熱硬化性樹脂
7 ICチップ
13 弾性のある樹脂
14 ザグリ部

Claims (13)

  1. ICチップを搭載するための貫通孔の少なくとも対角線の2個所のコーナー部に凹部を設け、前記凹部に熱硬化性樹脂を満たすことを特徴とする半導体装置用基板。
  2. ICチップを搭載するための貫通孔の4個所のコーナー部に凹部を設け、前記凹部に熱硬化性樹脂を満たすことを特徴とする半導体装置用基板。
  3. ICチップを搭載するための貫通孔の少なくとも対角線の2個所のコーナー部に凹部を設け、前記凹部に弾性のある樹脂を満たすことを特徴とする半導体装置用基板。
  4. ICチップを搭載するための貫通孔の4個所のコーナー部に凹部を設け、前記凹部に弾性のある樹脂を満たすことを特徴とする半導体装置用基板。
  5. 前記凹部が四角形であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の半導体装置用基板。
  6. 前記凹部が円形であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の半導体装置用基板。
  7. ICチップを搭載するためのザグリ部の少なくとも対角線の2個所のコーナー部に凹部を設け、前記凹部に熱硬化性樹脂を満たすことを特徴とする半導体装置用基板。
  8. ICチップを搭載するためのザグリ部の4個所のコーナー部に凹部を設け、前記凹部に熱硬化性樹脂を満たすことを特徴とする半導体装置用基板。
  9. ICチップを搭載するためのザグリ部の少なくとも対角線の2個所のコーナー部に凹部を設け、前記凹部に弾性のある樹脂を満たすことを特徴とする半導体装置用基板。
  10. ICチップを搭載するためのザグリ部の4個所のコーナー部に凹部を設け、前記凹部に弾性のある樹脂を満たすことを特徴とする半導体装置用基板。
  11. 前記凹部が四角形であることを特徴とする請求項7から請求項10のいずれかに記載の半導体装置用基板。
  12. 前記凹部が円形であることを特徴とする請求項7から請求項10のいずれかに記載の半導体装置用基板。
  13. 請求項1から請求項12のいずれかに記載の半導体装置用基板を使用したことを特徴とする半導体装置。
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