JP3986608B2 - Mounting structure of ball grid array package type semiconductor parts - Google Patents

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    • H01L2224/11005Involving a temporary auxiliary member not forming part of the manufacturing apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate for aligning the bump connector, e.g. marks, spacers

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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールグリッドアレイパッケージ形の半導体部品を、表面部にバンプ接続用の複数個のパッドを有する多層配線基板に実装する構造を改良したボールグリッドアレイパッケージ形半導体部品の実装構造に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
ボールグリッドアレイパッケージ形の半導体部品1(以下、BGA部品1と省略する)は、図6(b)に一部を示すように、パッケージ2の実装面(下面)に、ボール形の多数個のはんだバンプ3をグリッド状に有して構成されている。図示はしないが、このようなBGA部品1の実装には、はんだバンプ3に対応した多数個のパッドを表面部に有する多層配線基板が用いられ、従来では、前記パッドのうち外側のものは表面導体パターンに接続され、内側のものはスルーホールを介して内層導体パターンに接続されるようになっていた。
【0003】
ところが、このようにスルーホールを用いた多層配線基板では、スルーホールの専有面積が大きくなるため、導体間のクリアランスが小さくなって絶縁性に問題が生じ、実装密度の高密度化(高密度配線)の障害になっていた。そこで、近年では、例えば特開平8−162767号公報に示されるように、バンプ接続用の内側のパッドとして、従来のスルーホールに代えて、凹状バイアホールを採用することが行われてきている。
【0004】
即ち、図6及び図7(e)に示すように、多層配線基板4は、外側2列に位置するパッド5をいわゆるべたパッドとしてそのまま表面導体パターン6(一部のみ図示)に接続し、内側に位置するパッド7を、断面U字状のいわゆる凹状のバイアホール8を介して内層導体パターン9に接続するようにしている。尚、BGA部品1を実装するにあたっては、図6に示すように、前記パッド5,7に対してクリームはんだ10を印刷した上で、BGA部品1をマウントし、その後リフロー炉を通してそのクリームはんだ10及びはんだバンプ3を溶融,硬化させて電気的,物理的な接続を行うようになっている。
【0005】
この場合、多層配線基板4は、図7に示すようなビルトアップ法により製造される。まず、ベース基板11の上下両面に、内層導体パターン9,12を形成し(図7(a)参照)、更にその両面に感光性絶縁樹脂13,13を積層し、必要個所(後にバイアホール8となる位置)にフォト法により穴13aを形成する(図7(b)参照)。次に、両面に銅メッキを施し、エッチングにより表面導体パターン6及びパッド5,7並びに裏面側の導体パターン14を形成する(図7(c)参照)。そして、表面の導体部分にニッケル及び金のメッキを施して(図7(d)参照)、最後にソルダレジスト15を形成するものである(図7(e)参照)。
【0006】
これによれば、凹状バイアホール8はフォト法によって形成されるため、その内径寸法を0.1mm程度に小さくすることができてパッド7自体の直径寸法もパッド5と同等に小さくすることができる。従って、パッド5,7の配置ピッチを小さくしても、導体同士間の最小クリアランスを例えば0.15mm程度とすることができ、もって十分な絶縁性を確保することができるのである。
【0007】
しかしながら、上記したような凹状バイアホール8を用いる実装構造では、BGA部品1を実装した際(図6参照)に、パッド7部分のはんだ接続部16内にボイドBが含まれてしまう問題が生じていた。このようにはんだ接続部16内にボイドBが生ずると、ストレスに対する強度が低下して接続の信頼性が低下してしまう不具合を招く。はんだ接続部16内にボイドBが生ずる要因は、次のようなメカニズムによるものと考えられる。
【0008】
即ち、図6(a)は、クリームはんだ10の印刷時の様子を示しており、多層配線基板4上にメタルマスク17が密着され、スキージ18がそのメタルマスク17の上面を矢印A方向に移動されることにより、メタルマスク17上に供給されたクリームはんだ10が、透孔17aを通して基板4(パッド5,7)上に塗布されるようになっている。ところが、クリームはんだ10がメタルマスク17の透孔17aを通って塗布される際に、そのクリームはんだ10が凹状バイアホール8の開口部全体を一気に塞ぐようにしながら供給されることになり(図6(a)参照)、バイアホール8内に空気(気泡)が閉じ込められた状態でクリームはんだ10により蓋がされた形態となる。
【0009】
そして、図6(b),(c),(d)に示すように、その状態からBGA部品1が実装されると、前記クリームはんだ10とはんだバンプ3とが一体化して溶融し硬化してはんだ接続部16となる際に、バイアホール8内に残っていた空気が、その後のリフローの工程ではんだ接続部16内を上昇するように移動してボイドBとなるのである。
【0010】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、はんだ接続部のボイドの発生を防止できて接続の信頼性を向上させることができるボールグリッドアレイパッケージ形半導体部品の実装構造を提供するにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1のボールグリッドアレイパッケージ形半導体部品の実装構造は、ボールグリッドアレイパッケージ形の半導体部品を、表面部にバンプ接続用の複数個のパッドを有する多層配線基板に対して、前記パッドに印刷されたはんだを介して実装する構造にあって、前記パッドを、前記多層配線基板の表面導体にのみ接続された第1のパッドと、この第1のパッドと同一平面上に配置され前記多層配線基板の内層導体に接続される第2のパッドとを含んで構成すると共に、そのうち第2のパッドを、該第2のパッドの近傍に形成された凹状バイアホールに、前記多層配線基板の表面部に設けられた接続部により接続することにより、それら接続部及び凹状バイアホールを介して前記内層導体に接続するように構成し、更に前記接続部及び凹状バイアホールの表面部分全体を、ソルダレジストにより覆い、且つ第2のパッドの前記接続部に接続していない周囲部分も該ソルダレジストにより覆って第2のパッドを円形に露出させるようにしたところに特徴を有する。
【0012】
これによれば、第2のパッドは、該第2のパッドから離間するバイアホールを介して内層導体に接続されるので、その表面を凹凸のないフラットな状態とすることができる。また、表面導体に接続される第1のパッドの表面がフラットとされることは勿論である。従って、はんだは、共にフラットな第1及び第2のパッドの表面に印刷されることになり、空気が残存することはなくなる。
【0013】
この結果、本発明によれば、はんだ接続部のボイドの発生を防止できて接続の信頼性を向上させることができるという優れた効果を得ることができる。また、このとき、第2のパッドを第1のパッドと同等の小さいものとすることができることは勿論であり、さらに、バイアホールは、フォト法により形成することができて専有面積を小さく済ませることができるので、実装密度が高い場合でも、導体同士間の絶縁に必要なクリアランスを十分に確保することができることを確認したのである。しかも、多層配線基板の表面部においては、パッド等の必要部位を除いては、導体が露出することがなくなるので、絶縁性の点で効果的となる。
【0014】
この場合、前記バイアホールを、第2のパッドと角度45度ずれ、且つパッド同士間の中央部に位置させて設けることができる(請求項2の発明)。これによれば、多層配線基板上にバイアホールを設けるための余分な領域を設けずとも、バイアホールをパッド同士間の領域に効率的に配置することができると共に、バイアホールと他のパッドとの間の絶縁距離を最も大きくとることができるようになり、絶縁性にも十分に優れたものとなる。
【0015】
本発明の請求項3のボールグリッドアレイパッケージ形半導体部品の実装構造は、ボールグリッドアレイパッケージ形の半導体部品を、表面部にバンプ接続用の複数個のパッドを有する多層配線基板に対して、前記パッドに印刷されたはんだを介して実装する構造にあって、前記パッドを、前記多層配線基板の表面導体にのみ接続される第1のパッドと、前記多層配線基板の内層導体に接続される第2のパッドとを含んで構成し、そのうち、第1のパッドを、前記多層配線基板の表面部の外側2列に形成すると共に、外方に延びる表面導体パターンに接続し、第2のパッドを、前記第1のパッドの内側に位置して形成すると共に、第2のパッドの近傍に形成された凹状バイアホールに、前記多層配線基板の表面部に設けられた接続部により接続することにより、それら接続部及び凹状バイアホールを介して前記内層導体に接続するように構成したところに特徴を有する。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について、図1ないし図5を参照しながら説明する。まず、図1及び図2は、ボールグリッドアレイパッケージ形半導体部品21(以下、BGA部品21と省略する)を、多層配線基板22に実装した様子を示している。
【0017】
前記BGA部品21は、図5(b)にも示すように、矩形状のパッケージ23の実装面(図で下面)に、ボール状の複数個のはんだバンプ24(後にはんだ接続部25となる)をグリッド状(格子状)に有して構成されている。この場合、図2から理解できるように、前記はんだバンプ24は、パッケージ23の下面うち、その中央部の矩形状領域を除いた枠状領域に内外方向に4列に渡って形成されている。また、はんだバンプ24の縦横方向の形成ピッチ(ひいては後述するパッドの配置ピッチ)は、1.0mm以下この場合0.8mmと狭小なものとされている。
【0018】
これに対し、前記多層配線基板22は、後述するように、ビルトアップ法により製造されるようになっている。この場合、多層配線基板22は、図1及び図3,図5に示すように、中間絶縁層26の表裏(図で上下)両面側に、夫々表面側絶縁層27、裏面側絶縁層28を有し、これと共に、前記表面側絶縁層27の表面部に位置して表面導体パターン29、表面側絶縁層27と中間絶縁層26との間に位置して内層導体パターン30、前記裏面側絶縁層28の裏面部に位置して裏面導体パターン31、裏面側絶縁層28と中間絶縁層26との間に位置して裏面側内層導体パターン32を有して構成されている。
【0019】
さて、この多層配線基板22(表面側絶縁層27)の表面部の前記BGA部品21が実装される部位には、図2,図4にも示すように、前記はんだバンプ24に対応して複数個のバンプ接続用のパッド33,34が設けられる。そのうち外側(図1,図5で左側)2列のものが第1のパッド33とされ、内側2列のものが第2のパッド34とされている。
【0020】
この場合、これら第1及び第2のパッド33及び34は、前記表面導体パターン29と一体に形成されるいわゆる表面べたパッドとされている。本実施例では、第1及び第2のパッド33及び34は、全て直径寸法が例えば0.3mmの円形状に形成されると共に、その形成ピッチが縦横共に例えば0.8mmとされている。また、そのうち第1のパッド33は、外方に延びる表面導体パターン29に接続されている。
【0021】
そして、前記各第2のパッド34の近傍には、夫々凹状のバイアホール35が設けられていると共に、各第2のパッド34と各バイアホール35とは、多層配線基板22の表面部にて細幅の導体からなる接続部36により接続されている。本実施例では、このバイアホール35は、図2及び図4に示すように、第2のパッド34とは角度45度ずれ、且つパッド33,34同士間の中央部に位置して設けられている。
【0022】
前記バイアホール35は、後述するようにして形成され、図1などに示すように、表面側絶縁層27を貫通するように設けられた円形の穴27a(図3(b)参照)の底部、内周面部、上面開口の周囲部のリング状部分に連続した形態で導体を設けて構成されている。このバイアホール35の底部が、前記内層導体パターン30に接続されており、また、上面周囲のリング状部分が前記接続部36を介して第2のパッド34に接続されている。
【0023】
これにより、前記第2のパッド34が、接続部36及びバイアホール35を介して内層導体パターン30に接続されているのである。尚、本実施例では、前記バイアホール35は、穴の直径寸法が例えば100μm、深さ寸法が例えば70μm、上面周囲のリング状部分の直径寸法が例えば250μmとされている。これにて、バイアホール35と他のパッド33,34との間の最小クリアランスは、0.1mm以上この場合0.14mmが確保されるようになているのである。
【0024】
また、図1及び図4に示すように、この多層配線基板22の表裏両面部は、必要部分(パッド33,34部分等)を除いて、ソルダレジスト37により覆われるようになっている。従って、前記接続部36及びバイアホール35の表面部分もソルダレジスト37により覆われ、このとき、バイアホール35の穴内にもソルダレジスト37が充填状態とされるようになっている。尚、前記第1及び第2のパッド33及び34には、後述するようにペースト状のクリームはんだ38(図5参照)が印刷され、その上でBGA部品21が実装されるようになっている。
【0025】
ここで、前記多層配線基板22の製造方法(ビルトアップ法)について簡単に述べる。図3は、多層配線基板22の製造の工程を順に示している。まず、図3(a)に示すように、中間絶縁層26となるベース基板39の上下両面に、銅箔からなる内層導体パターン30及び裏面側内層導体パターン32を形成する。更に、(b)に示すように、そのベース基板39の上下両面に、表面側絶縁層27及び裏面側絶縁層28となる感光性絶縁樹脂40及び41を積層し、図示しないマスクを密着させて露光した後、現像することにより、感光性絶縁樹脂40及び41を硬化させて表面側絶縁層27及び裏面側絶縁層28を形成すると共に、その表面側絶縁層27のうち後にバイアホール35となる位置に穴27aを形成する。
【0026】
次に、(c)に示すように、表面側絶縁層27の上面及び裏面側絶縁層28の下面に銅メッキを施し、エッチングすることにより、表面側絶縁層27の表面に、表面導体パターン29及び第1,第2のパッド33,34、並びにバイアホール35の導体部、接続部36を形成すると共に、裏面導体パターン31を形成する。そして、仕上げ工程として、表裏両面の導体部分にニッケル及び金のメッキを順に施し(図3(d)参照)、最後にソルダレジスト37を塗布し露光,現像行って多層配線基板22が完成するものである(図3(e)参照)。
【0027】
このとき、ソルダレジスト37は、図4に示すように、第1及び第2のパッド33及び34部分を露出させるように設けられ、前記接続部36及びバイアホール35の表面部分を覆うように設けられる。ソルダレジスト37は液状のものを塗布した後に硬化させるものであるため、バイアホール35の穴内にもソルダレジスト37が充填状態とされるようになっている。尚、図4では便宜上、ソルダレジスト37部分をハッチングを付して示している。
【0028】
さて、上記のように構成された多層配線基板22に対して、BGA部品21を実装する手順について、図5を参照しながら述べる。図5は、多層配線基板22に対するBGA部品21の実装手順を示している。まず、図5(a)に示すように、多層配線基板22(第1及び第2のパッド33及び34)の上面にクリームはんだ38を印刷塗布する工程が実行される。
【0029】
この印刷の工程では、前記パッド33,34に対応した透孔42aが形成されたメタルマスク42が用いられ、多層配線基板22の上面にメタルマスク42が密着され、そのメタルマスク42上にクリームはんだ38が供給された状態で、スキージ43が矢印A方向に摺動しながら移動することにより、クリームはんだ38が透孔42a内に充填された状態となる。この後、メタルマスク42が上昇されることにより、クリームはんだ38が、透孔42aを通してパッド33,34の上面に盛り上がった状態に印刷されるのである。
【0030】
しかる後、図5(b)に示すように、各パッド33,34とはんだバンプ24とが位置合せされた状態で、多層配線基板22上にBGA部品21がマウントされる。そして、図示しないリフロー炉を通されて例えば183℃以上に加熱されることにより、図5(c)に示すように、はんだバンプ24とクリームはんだ37とが溶融して一体化し、その後冷却されることにより、(d)に示すように、はんだが硬化してはんだ接続部25となり、もって多層配線基板22に対するBGA部品21の電気的,物理的接続がなされるのである。
【0031】
しかして、このとき、従来例で述べたように、凹状バイアホール8を用いてパッド7と内層導体パターン9とを接続するようにしたものでは、凹状バイアホール8内に空気が閉じ込められた状態でクリームはんだ10が印刷されてはんだ接続部16内にボイドBが生ずるといった虞があった。ところが、本実施例では、第1のパッド33の表面がフラットであることは勿論、第2のパッド34についても、接続部36及びバイアホール35を介して内層導体パターン30に接続されるので、その表面を凹凸のないフラットな状態とすることができる。
【0032】
従って、本実施例によれば、クリームはんだ38は、共にフラットな第1及び第2のパッド33及び34の表面に、空気が残存することなく印刷されるようになり、はんだ接続部25にボイドが発生することを防止できる。この結果、従来の実装構造と異なり、接続の信頼性を大幅に向上させることができるという優れた効果を得ることができるものである。
【0033】
また、このとき、第2のパッド34を第1のパッド33と同等の径小のものとすることができることは勿論であり、しかも、バイアホール35は、フォト法により形成されて専有面積を小さく済ませることができるので、実装密度が高い(高密度配線)事情があっても、導体同士間の絶縁に必要なクリアランス、本実施例では最低0.14mmを確保することができた。この場合、特に本実施例では、バイアホール35を、第2のパッド34と角度45度ずれ、且つパッド33,34同士間の中央部に位置させて設けたので、バイアホール35をパッド33,34同士間の領域に効率的に配置しながらも、バイアホール35と他のパッド33,34との間の絶縁距離を最も大きくとることができる。
【0034】
さらに、本実施例では、前記接続部36及びバイアホール35の表面部分を、ソルダレジスト37により覆う構成としたので、多層配線基板22の表面部においては、パッド33,34等の必要部位を除いては、導体が露出することがなくなるので、絶縁性の点でより効果的となるという利点を得ることができる。
【0035】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば同一の列においても、第1のパッドと第2のパッドとを混在させるように設けても良く、また、バイアホールを第2のパッドの形成領域から内側に離間した位置に設けるようにしても良い。さらには、上記した各部の寸法や製造方法は一例に過ぎず各種の変形が可能である等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すもので、BGA部品の基板への実装構造を示す拡大縦断正面図
【図2】BGA部品の基板への実装構造を示す要部の平面図
【図3】多層配線基板の製造工程を示す図
【図4】多層配線基板の要部の平面図
【図5】BGA部品の実装工程を示す図
【図6】従来例を示す図5相当図
【図7】図3相当図
【符号の説明】
図面中、21はボールグリッドアレイパッケージ形半導体部品、22は多層配線基板、24ははんだバンプ、25ははんだ接続部、27は表面側絶縁層、27aは穴、29は表面導体パターン、30は内層導体パターン、33は第1のパッド、34は第2のパッド、35はバイアホール、36は接続部、37はソルダレジスト、38はクリームはんだ(はんだ)を示す。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting structure for a ball grid array package type semiconductor component in which the structure for mounting a ball grid array package type semiconductor component on a multilayer wiring board having a plurality of pads for bump connection on the surface is improved.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
A ball grid array package type semiconductor component 1 (hereinafter abbreviated as BGA component 1) has a large number of ball-shaped components on the mounting surface (lower surface) of the package 2, as shown in part in FIG. The solder bumps 3 are configured in a grid shape. Although not shown, a multilayer wiring board having a large number of pads corresponding to the solder bumps 3 on the surface is used for mounting the BGA component 1, and conventionally, the outer one of the pads is the surface. It was connected to the conductor pattern, and the inner one was connected to the inner layer conductor pattern through a through hole.
[0003]
However, in such a multilayer wiring board using through-holes, the area occupied by the through-holes is large, so the clearance between conductors is reduced, causing problems in insulation and increasing the mounting density (high-density wiring) ). Therefore, in recent years, for example, as disclosed in JP-A-8-162767, a concave via hole has been adopted as an inner pad for bump connection instead of a conventional through hole.
[0004]
That is, as shown in FIG. 6 and FIG. 7E, the multilayer wiring board 4 connects the pads 5 located in the outer two rows as so-called solid pads directly to the surface conductor pattern 6 (only a part is shown). The pad 7 located at the center is connected to the inner layer conductor pattern 9 via a so-called concave via hole 8 having a U-shaped cross section. In mounting the BGA component 1, as shown in FIG. 6, after the cream solder 10 is printed on the pads 5 and 7, the BGA component 1 is mounted, and then the cream solder 10 is passed through a reflow oven. In addition, the solder bumps 3 are melted and cured to make electrical and physical connections.
[0005]
In this case, the multilayer wiring board 4 is manufactured by a built-up method as shown in FIG. First, the inner layer conductor patterns 9 and 12 are formed on the upper and lower surfaces of the base substrate 11 (see FIG. 7A), and the photosensitive insulating resins 13 and 13 are laminated on both surfaces, and necessary portions (later via holes 8 are later described). The hole 13a is formed by a photolithography method (see FIG. 7B). Next, copper plating is performed on both surfaces, and the surface conductor pattern 6 and the pads 5 and 7 and the conductor pattern 14 on the back surface side are formed by etching (see FIG. 7C). Then, the conductor portion on the surface is plated with nickel and gold (see FIG. 7D), and finally the solder resist 15 is formed (see FIG. 7E).
[0006]
According to this, since the concave via hole 8 is formed by the photo method, the inner diameter can be reduced to about 0.1 mm, and the diameter of the pad 7 itself can be reduced to the same extent as the pad 5. . Therefore, even if the arrangement pitch of the pads 5 and 7 is reduced, the minimum clearance between the conductors can be set to about 0.15 mm, for example, and sufficient insulation can be ensured.
[0007]
However, in the mounting structure using the concave via hole 8 as described above, there is a problem that when the BGA component 1 is mounted (see FIG. 6), the void B is included in the solder connection portion 16 of the pad 7 portion. It was. Thus, when void B arises in the solder connection part 16, the intensity | strength with respect to stress will fall and the malfunction that the reliability of connection will fall will be caused. The cause of the void B in the solder connection portion 16 is considered to be due to the following mechanism.
[0008]
That is, FIG. 6A shows a state when the cream solder 10 is printed. The metal mask 17 is in close contact with the multilayer wiring board 4 and the squeegee 18 moves in the direction of arrow A on the upper surface of the metal mask 17. As a result, the cream solder 10 supplied onto the metal mask 17 is applied onto the substrate 4 (pads 5 and 7) through the through holes 17a. However, when the cream solder 10 is applied through the through hole 17a of the metal mask 17, the cream solder 10 is supplied while closing the entire opening of the concave via hole 8 (see FIG. 6). (Refer to (a)), in a state in which air (bubbles) is confined in the via hole 8, the cream solder 10 is covered.
[0009]
Then, as shown in FIGS. 6B, 6C, and 6D, when the BGA component 1 is mounted from that state, the cream solder 10 and the solder bump 3 are integrally melted and cured. When the solder connection portion 16 is formed, the air remaining in the via hole 8 moves to rise in the solder connection portion 16 in the subsequent reflow process and becomes a void B.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a mounting structure of a ball grid array package type semiconductor component that can prevent the formation of voids in a solder connection portion and improve the connection reliability. There is.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The mounting structure of the ball grid array package type semiconductor component according to claim 1 of the present invention is such that the ball grid array package type semiconductor component is arranged on the surface of the multilayer wiring board having a plurality of pads for bump connection. In the structure to be mounted via the solder printed on the pad, the pad is disposed on the same plane as the first pad connected only to the surface conductor of the multilayer wiring board. A second pad connected to the inner layer conductor of the multilayer wiring board, and the second pad is formed in a concave via hole formed in the vicinity of the second pad. by connecting the connecting portion provided on a surface portion of, via their connection portions and the concave via hole configured to connect to the inner layer conductor, further wherein the connecting portion The entire surface portion of the fine concave via hole is covered by the solder resist, and even peripheral portion which is not connected to the connecting portion of the second pad so as to expose the second pad circular covering by the solder resist However, it has characteristics.
[0012]
According to this, since the second pad is connected to the inner layer conductor via the via hole spaced from the second pad, the surface of the second pad can be made flat without unevenness. Of course, the surface of the first pad connected to the surface conductor is flat. Accordingly, the solder is printed on the surfaces of the first and second pads which are both flat, and no air remains.
[0013]
As a result, according to the present invention, it is possible to obtain an excellent effect that the generation of voids in the solder connection portion can be prevented and the connection reliability can be improved. In addition, at this time, the second pad can be made as small as the first pad, and the via hole can be formed by a photo method to reduce the occupied area. Therefore, even when the mounting density is high, it was confirmed that a sufficient clearance for insulation between conductors can be ensured. In addition, in the surface portion of the multilayer wiring board, the conductor is not exposed except for necessary parts such as pads, which is effective in terms of insulation.
[0014]
In this case, the via hole can be provided at an angle of 45 degrees with respect to the second pad and located in the center between the pads (invention of claim 2). According to this, the via hole can be efficiently arranged in the region between the pads without providing an extra region for providing the via hole on the multilayer wiring board, and the via hole and other pads can be arranged. The insulation distance between them can be maximized, and the insulation is sufficiently excellent.
[0015]
The mounting structure of the ball grid array package type semiconductor component according to claim 3 of the present invention is such that the ball grid array package type semiconductor component is disposed on the multilayer wiring board having a plurality of pads for bump connection on the surface portion. In the structure to be mounted via the solder printed on the pad, the pad is connected to the first pad connected only to the surface conductor of the multilayer wiring board and the first pad connected to the inner layer conductor of the multilayer wiring board. The first pads are formed in the two outer rows of the surface portion of the multilayer wiring board and connected to the surface conductor pattern extending outward, and the second pads are formed. contact, thereby forming located inside of said first pad, the concave via hole formed in the vicinity of the second pad, by said multi-layer wiring connection portion provided on a surface of the substrate By, characterized in was configured to connect to the inner conductor via their connection portions and the concave via hole.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, FIGS. 1 and 2 show a state in which a ball grid array package type semiconductor component 21 (hereinafter abbreviated as BGA component 21) is mounted on a multilayer wiring board 22. FIG.
[0017]
As shown in FIG. 5B, the BGA component 21 has a plurality of ball-shaped solder bumps 24 (which will later become solder connection portions 25) on the mounting surface (the lower surface in the figure) of the rectangular package 23. In a grid shape (lattice shape). In this case, as can be understood from FIG. 2, the solder bumps 24 are formed in four rows in the inner and outer directions in the frame-like region of the lower surface of the package 23 excluding the rectangular region at the center. In addition, the formation pitch of solder bumps 24 in the vertical and horizontal directions (and hence the arrangement pitch of pads described later) is 1.0 mm or less, and in this case, 0.8 mm, which is as narrow as possible.
[0018]
On the other hand, the multilayer wiring board 22 is manufactured by a built-up method as will be described later. In this case, as shown in FIGS. 1, 3, and 5, the multilayer wiring board 22 has a front-side insulating layer 27 and a back-side insulating layer 28 on the front and back (upper and lower sides) of the intermediate insulating layer 26, respectively. Along with this, a surface conductor pattern 29 located on the surface portion of the front surface side insulating layer 27, an inner layer conductor pattern 30 located between the front surface side insulating layer 27 and the intermediate insulating layer 26, and the back surface side insulation. The back surface conductor pattern 31 is located on the back surface portion of the layer 28, and the back surface side inner layer conductor pattern 32 is located between the back surface side insulating layer 28 and the intermediate insulating layer 26.
[0019]
As shown in FIGS. 2 and 4, a plurality of parts corresponding to the solder bumps 24 are provided on the surface of the multilayer wiring board 22 (surface-side insulating layer 27) where the BGA component 21 is mounted. Pads 33 and 34 for connecting bumps are provided. Of these, the outer (left side in FIGS. 1 and 5) two rows are the first pads 33, and the inner two rows are the second pads 34.
[0020]
In this case, the first and second pads 33 and 34 are so-called surface solid pads formed integrally with the surface conductor pattern 29. In the present embodiment, the first and second pads 33 and 34 are all formed in a circular shape having a diameter of, for example, 0.3 mm, and the formation pitch thereof is, for example, 0.8 mm in both vertical and horizontal directions. Of these, the first pad 33 is connected to the surface conductor pattern 29 extending outward.
[0021]
Recessed via holes 35 are provided in the vicinity of the second pads 34, and the second pads 34 and the via holes 35 are formed on the surface portion of the multilayer wiring board 22. They are connected by a connecting portion 36 made of a narrow conductor. In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the via hole 35 is provided at an angle of 45 degrees with respect to the second pad 34 and at the center between the pads 33 and 34. Yes.
[0022]
The via hole 35 is formed as described later, and as shown in FIG. 1 and the like, the bottom of a circular hole 27a (see FIG. 3B) provided so as to penetrate the surface-side insulating layer 27, A conductor is provided in a form continuous to the inner peripheral surface portion and the ring-shaped portion around the upper surface opening. A bottom portion of the via hole 35 is connected to the inner layer conductor pattern 30, and a ring-shaped portion around the upper surface is connected to the second pad 34 via the connection portion 36.
[0023]
As a result, the second pad 34 is connected to the inner layer conductor pattern 30 via the connecting portion 36 and the via hole 35. In the present embodiment, the via hole 35 has a hole diameter of, for example, 100 μm, a depth of, for example, 70 μm, and a ring-shaped portion around the upper surface having a diameter of, for example, 250 μm. As a result, the minimum clearance between the via hole 35 and the other pads 33 and 34 is 0.1 mm or more, and in this case, 0.14 mm is secured.
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 4, the front and back double-side portions of the multilayer wiring board 22 are covered with a solder resist 37 except for necessary portions (pads 33, 34, etc.). Accordingly, the surface portions of the connecting portion 36 and the via hole 35 are also covered with the solder resist 37, and the solder resist 37 is filled in the via hole 35 at this time. The first and second pads 33 and 34 are printed with paste-like cream solder 38 (see FIG. 5) as will be described later, and the BGA component 21 is mounted thereon. .
[0025]
Here, a manufacturing method (built-up method) of the multilayer wiring board 22 will be briefly described. FIG. 3 shows the steps of manufacturing the multilayer wiring board 22 in order. First, as shown in FIG. 3A, an inner layer conductor pattern 30 and a back side inner layer conductor pattern 32 made of copper foil are formed on both upper and lower surfaces of a base substrate 39 to be the intermediate insulating layer 26. Further, as shown in (b), photosensitive insulating resins 40 and 41 to be the front-side insulating layer 27 and the back-side insulating layer 28 are laminated on the upper and lower surfaces of the base substrate 39, and a mask (not shown) is adhered. After the exposure, development is performed to cure the photosensitive insulating resins 40 and 41 to form the surface-side insulating layer 27 and the back-side insulating layer 28, and the via-hole 35 is later formed in the surface-side insulating layer 27. A hole 27a is formed at the position.
[0026]
Next, as shown in (c), the surface conductor pattern 29 is formed on the surface of the surface-side insulating layer 27 by performing copper plating on the upper surface of the surface-side insulating layer 27 and the lower surface of the back-side insulating layer 28 and etching them. The first and second pads 33 and 34 and the conductor portions of the via holes 35 and the connection portions 36 are formed, and the back conductor pattern 31 is formed. Then, as a finishing process, nickel and gold are plated in order on both the front and back conductor portions (see FIG. 3 (d)), and finally a solder resist 37 is applied, exposed and developed to complete the multilayer wiring board 22. (See FIG. 3E).
[0027]
At this time, as shown in FIG. 4, the solder resist 37 is provided so as to expose the first and second pads 33 and 34, and is provided so as to cover the surface portions of the connection part 36 and the via hole 35. It is done. Since the solder resist 37 is hardened after applying a liquid one, the solder resist 37 is also filled in the via hole 35. In FIG. 4, the solder resist 37 is hatched for convenience.
[0028]
Now, a procedure for mounting the BGA component 21 on the multilayer wiring board 22 configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a procedure for mounting the BGA component 21 on the multilayer wiring board 22. First, as shown in FIG. 5A, a step of printing and applying cream solder 38 on the upper surface of the multilayer wiring board 22 (first and second pads 33 and 34) is performed.
[0029]
In this printing process, a metal mask 42 having through holes 42a corresponding to the pads 33 and 34 is used, the metal mask 42 is brought into close contact with the upper surface of the multilayer wiring board 22, and cream solder is applied on the metal mask 42. When the squeegee 43 is slid in the direction of the arrow A in the state where 38 is supplied, the cream solder 38 is filled in the through hole 42a. Thereafter, when the metal mask 42 is raised, the cream solder 38 is printed on the upper surfaces of the pads 33 and 34 through the through holes 42a.
[0030]
Thereafter, as shown in FIG. 5B, the BGA component 21 is mounted on the multilayer wiring board 22 with the pads 33 and 34 and the solder bumps 24 being aligned. And by passing through a reflow furnace (not shown) and heating to, for example, 183 ° C. or higher, the solder bumps 24 and the cream solder 37 are melted and integrated as shown in FIG. As a result, as shown in (d), the solder is hardened to form the solder connection portion 25, and thus the BGA component 21 is electrically and physically connected to the multilayer wiring board 22.
[0031]
At this time, as described in the conventional example, in the case where the pad 7 and the inner conductor pattern 9 are connected using the concave via hole 8, the air is confined in the concave via hole 8. Therefore, there is a possibility that the cream solder 10 is printed and the void B is generated in the solder connection portion 16. However, in the present embodiment, since the surface of the first pad 33 is flat, the second pad 34 is also connected to the inner layer conductor pattern 30 via the connection portion 36 and the via hole 35. The surface can be made flat without unevenness.
[0032]
Therefore, according to the present embodiment, the cream solder 38 is printed on the surfaces of the first and second pads 33 and 34 which are both flat without air remaining, and the solder connection portion 25 has voids. Can be prevented. As a result, unlike the conventional mounting structure, it is possible to obtain an excellent effect that the connection reliability can be greatly improved.
[0033]
In addition, at this time, the second pad 34 can be made to have the same diameter as that of the first pad 33, and the via hole 35 is formed by a photo method to reduce the exclusive area. As a result, the clearance required for insulation between the conductors, in this embodiment, at least 0.14 mm could be ensured even when the mounting density was high (high-density wiring). In this case, in particular, in the present embodiment, the via hole 35 is provided at an angle of 45 degrees with respect to the second pad 34 and positioned at the center between the pads 33 and 34. The insulating distance between the via hole 35 and the other pads 33 and 34 can be maximized while being efficiently arranged in the region between the 34.
[0034]
Further, in the present embodiment, the surface portions of the connection portion 36 and the via hole 35 are covered with the solder resist 37, so that the necessary portions such as the pads 33 and 34 are excluded from the surface portion of the multilayer wiring board 22. As a result, since the conductor is not exposed, the advantage of being more effective in terms of insulation can be obtained.
[0035]
The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the first pad and the second pad may be mixed in the same row, and the via hole may be provided in the first row. You may make it provide in the position spaced apart inward from the formation area of 2 pads. Furthermore, the dimensions and manufacturing methods of the respective parts described above are merely examples, and various modifications can be made. For example, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and is an enlarged longitudinal front view showing a structure for mounting a BGA component on a substrate. FIG. 2 is a plan view of a main part showing a structure for mounting a BGA component on a substrate. 3] Diagram showing the manufacturing process of the multilayer wiring board. [Fig. 4] Plan view of the main part of the multilayer wiring board. [Fig. 5] Diagram showing the mounting process of the BGA parts. [Fig. 7] Diagram equivalent to Fig. 3 [Explanation of symbols]
In the drawing, 21 is a ball grid array package type semiconductor component, 22 is a multilayer wiring board, 24 is a solder bump, 25 is a solder connection part, 27 is a surface side insulating layer, 27a is a hole, 29 is a surface conductor pattern, 30 is an inner layer The conductor pattern, 33 is a first pad, 34 is a second pad, 35 is a via hole, 36 is a connection portion, 37 is a solder resist, and 38 is cream solder (solder).

Claims (3)

ボールグリッドアレイパッケージ形の半導体部品を、表面部にバンプ接続用の複数個のパッドを有する多層配線基板に対して、前記パッドに印刷されたはんだを介して実装する構造であって、
前記パッドは、前記多層配線基板の表面導体にのみ接続された第1のパッドと、この第1のパッドと同一平面上に配置され前記多層配線基板の内層導体に接続される第2のパッドとを含んでなると共に、
前記第2のパッドは、該第2のパッドの近傍に形成された凹状バイアホールに、前記多層配線基板の表面部に設けられた接続部により接続されることにより、それら接続部及び凹状バイアホールを介して前記内層導体に接続されており、
更に前記接続部及び凹状バイアホールの表面部分は、ソルダレジストにより全体が覆われ、且つ前記第2のパッドの前記接続部に接続していない周囲部分も該ソルダレジストにより覆われて該第2のパッドが円形に露出することを特徴とするボールグリッドアレイパッケージ形半導体部品の実装構造。
A ball grid array package-type semiconductor component is mounted on a multilayer wiring board having a plurality of pads for bump connection on the surface portion via solder printed on the pads,
The pad includes a first pad connected only to the surface conductor of the multilayer wiring board, and a second pad arranged on the same plane as the first pad and connected to the inner layer conductor of the multilayer wiring board. And comprising
The second pad is connected to a concave via hole formed in the vicinity of the second pad through a connecting portion provided on a surface portion of the multilayer wiring board, so that the connecting portion and the concave via hole are connected. Is connected to the inner layer conductor via
Further, the connection portion and the surface portion of the concave via hole are entirely covered with the solder resist, and the peripheral portion not connected to the connection portion of the second pad is also covered with the solder resist. A mounting structure of a ball grid array package type semiconductor component, wherein pads are exposed in a circular shape.
前記凹状バイアホールは、前記第2のパッドとは角度45度ずれ、且つパッド同士間の中央部に位置して設けられていることを特徴とする請求項1記載のボールグリッドアレイパッケージ形半導体部品の実装構造。2. The ball grid array packaged semiconductor component according to claim 1, wherein the concave via hole is provided at an angle of 45 degrees with respect to the second pad and located at the center between the pads. Implementation structure. ボールグリッドアレイパッケージ形の半導体部品を、表面部にバンプ接続用の複数個のパッドを有する多層配線基板に対して、前記パッドに印刷されたはんだを介して実装する構造であって、
前記パッドは、前記多層配線基板の表面導体にのみ接続される第1のパッドと、前記多層配線基板の内層導体に接続される第2のパッドとを含んでなり、
前記第1のパッドは、前記多層配線基板の表面部の外側2列に形成されていると共に、外方に延びる表面導体パターンに接続され、
前記第2のパッドは、前記第1のパッドの内側に位置して形成されていると共に、該第2のパッドの近傍に形成された凹状バイアホールに、前記多層配線基板の表面部に設けられた接続部により接続されることにより、それら接続部及び凹状バイアホールを介して前記内層導体に接続されていることを特徴とするボールグリッドアレイパッケージ形半導体部品の実装構造。
A ball grid array package-type semiconductor component is mounted on a multilayer wiring board having a plurality of pads for bump connection on the surface portion via solder printed on the pads,
The pad includes a first pad connected only to a surface conductor of the multilayer wiring board and a second pad connected to an inner layer conductor of the multilayer wiring board,
The first pads are formed in two outer rows of the surface portion of the multilayer wiring board and connected to a surface conductor pattern extending outwardly,
The second pad is formed on the inner side of the first pad, and is provided on a surface of the multilayer wiring board in a concave via hole formed in the vicinity of the second pad. A mounting structure of a ball grid array package type semiconductor component, wherein the mounting structure is connected to the inner layer conductor through the connecting portion and the concave via hole.
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