JP4830493B2 - 半導体装置、その実装構造およびその実装方法 - Google Patents
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Description
図7は、特許文献2にて提案された半導体装置の断面図である。この従来の半導体装置は、絶縁性樹脂71と配線パターン72と熱可塑性樹脂73から構成されるフレキシブル基板74とシリコンチップ75と平板76とはんだボール77とからなり、シリコンチップ75と平板76とをフレキシブル基板74で1周に渡って覆っている。この従来例では、マザーボードに搭載された際、フレキシブル基板74とシリコンチップ75との間に挿入された平板76によって熱応力が緩和されるため、アンダーフィルが充填されていなくてもはんだボールが熱疲労破壊することがない、とされる。
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解決することであって、その目的は、フレキシブルなインターポーザを用いながら多ピンのLSIを実装することができでき、しかもマザーボードに搭載したとき、アンダーフィルなどの補強なしで高い信頼性を確保することのできる半導体装置を提供することにある。
図1は、本発明の一実施の形態の半導体装置の実装構造を示す断面図である。
図1において、本実施の形態に係る半導体装置100は、マザーボード16上に搭載されている。本実施の形態の半導体装置100に用いられるインターポーザ12は、リジット配線基板121とフレキシブル配線基板122とを合体したものである。インターポーザ12のリジット配線基板121とフレキシブル配線基板122との合体部は素子搭載部となされており、その表・裏面にはそれぞれLSI11がフリップチップボンディングされており、LSI11とインターポーザ12との間隙はアンダーフィル13により充填されている。フレキシブル配線基板122のリジット配線基板121と重ならない部分は折り返されており、その折り返された部分の外側にははんだボール15が設けられている。そして、半導体装置100は、はんだボール15でマザーボード16と接続されている。折り返されたフレキシブル配線基板122の先端部は仮止め用の熱可塑性樹脂14により固定されている。リジット配線基板121にはガラスエポキシ基材のような基板材料が用いられており、フレキシブル配線基板122はポリイミドフィルムなどを用いて形成されている。
また、本発明の半導体装置において用いられるインターポーザは、リジットな素子搭載部とそこから突出するフレキシブル配線基板とを備えたものであり、そして素子搭載部は多層化が容易であり且つそこからフレキシブル基板へ配線を分配することが可能であるため、フレキシブル基板の折り曲げ性を損なうことなく、多ピンのLSIの搭載が可能となる。例えば、10mm角サイズの0.8mmピッチCSPを、片面1層のフレキシブル基板に搭載する場合、パッド径を0.5mm、回路幅と回路間隙を0.05mmとすると、配線を引き出せるCSPの電極配列数は3列までとなるため、搭載できるCSPの最大電極数は108ピンとなる。これ以上のピン数のCSPを搭載する場合はフレキシブル基板を多層化する必要があり、多層化するとフレキシブル基板の折り曲げ性が損なわれる。同じ10mm角サイズの0.8mmピッチCSPを、本発明に用いたインターポーザに搭載する場合は、パッド径を0.5mm、回路幅と回路間隙を0.05mmと同じ設計ルールとし、インターポーザを1層のリジット配線基板と片面1層のフレキシブル基板とによって構成し、素子搭載部であるリジット配線基板部から4方向にフレキシブル基板が飛び出しているものとすると、CSPの電極配列数として6列まで配線引き出しが可能となり、搭載できるCSPの最大電極数はフルグリッドである144ピンまで可能で、かつ配線の引き出し層は片面1層のフレキシブル基板のままであるため折り曲げ性が損なわれることがない。
さらに、素子搭載部から飛び出し折り返えされたフレキシブル基板の先端部が、熱可塑性樹脂で仮止めされていることで、半導体装置をマザーボードに搭載するとき、安定して搭載することができ、またリフローでの加熱によって仮止め用の樹脂が軟化し、フリーの状態にすることができる。
12 インターポーザ
121 リジット配線基板
122 フレキシブル配線基板
13 アンダーフィル
14 熱可塑性樹脂
15、63、77 はんだボール
16 マザーボード
17、73 熱可塑性樹脂
71 絶縁性樹脂
72 配線パターン
74 フレキシブル基板
62、75 シリコンチップ
76 平板
61 フィルムキャリア基板
100 半導体装置
Claims (17)
- 素子が搭載される素子搭載部と該素子搭載部から突出して延びる可撓性材料からなる突出部とを有するインターポーザと、前記インターポーザの前記素子搭載部に搭載された半導体素子と、前記インターポーザの前記突出部に形成された外部接続端子と、を有する半導体装置であって、前記インターポーザの前記素子搭載部の少なくとも片面はリジッド配線基板であり、前記インターポーザの前記突出部は前記外部接続端子が外側となるように折り曲げられ、かつ前記外部接続端子が形成されている前記突出部の外部接続端子形成領域が前記素子搭載部と対向するように配置され、前記外部接続端子形成領域における前記突出部の前記素子搭載部と対向する内側表面が露出されていることを特徴とする半導体装置。
- 前記インターポーザの前記素子搭載部と前記外部接続端子形成領域との間に前記半導体素子が搭載されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記インターポーザの前記素子搭載部が前記リジッド配線基板とフレキシブル配線基板との合体部であり、該フレキシブル配線基板が前記素子搭載部より突出して前記突出部となっていることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記半導体素子が前記インターポーザの前記素子搭載部に前記リジッド配線基板と接して搭載されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記インターポーザの前記素子搭載部がビルドアップ多層配線部であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記ビルドアップ多層配線部または前記リジッド配線基板が、前記インターポーザの前記素子搭載部の両面に存在していることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記インターポーザの前記素子搭載部の平面形状は四辺形であって、前記突出部は前記素子搭載部の2辺、3辺または4辺から突出していることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の半導体装置。
- 半導体素子が前記インターポーザの前記素子搭載部の一方の面若しくは両方の面に搭載されていることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記インターポーザの前記素子搭載部の少なくとも一方の面には複数の半導体素子が搭載されていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記外部接続端子がはんだボールによって構成されていることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記インターポーザの前記突出部の先端部同士が結合されていることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の半導体装置。
- 請求項1に記載の半導体装置の実装構造であって、前記外部接続端子が実装基板の電極パッドに接続されていることを特徴とする半導体装置の実装構造。
- 請求項1に記載の半導体装置が多段に積層されている実装構造であって、最下層の半導体装置の前記外部接続端子が実装基板の電極パッドに接続され、最下層以外の半導体装置の前記外部接続端子が他の半導体装置のインターポーザに形成された電極パッドに接続されていることを特徴とする半導体装置の実装構造。
- 前記外部接続端子は、アンダーフィルによって包囲されておらずその表面は露出されていることを特徴とする請求項12または13に記載の半導体装置の実装構造。
- 請求項1に記載の半導体装置の実装方法であって、前記外部接続端子を実装基板の電極パッドに接続する工程を備えていることを特徴とする半導体装置の実装方法。
- 前記インターポーザの前記突出部の先端部同士を仮止めする工程を備えていることを特徴とする請求項15に記載の半導体装置の実装方法。
- 前記突出部の先端部同士の仮止めを熱可塑性樹脂を用いて行うことを特徴とする請求項16に記載の半導体装置の実装方法。
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