JPH05206207A - 半導体装置実装用基板 - Google Patents

半導体装置実装用基板

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JPH05206207A
JPH05206207A JP11164991A JP11164991A JPH05206207A JP H05206207 A JPH05206207 A JP H05206207A JP 11164991 A JP11164991 A JP 11164991A JP 11164991 A JP11164991 A JP 11164991A JP H05206207 A JPH05206207 A JP H05206207A
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JP
Japan
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semiconductor device
device mounting
mounting substrate
bumps
rigidity
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JP11164991A
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Jiro Hashizume
二郎 橋爪
Hiroshi Saito
宏 齊藤
Kazunari Kuzuhara
一功 葛原
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
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    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191Disposition
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    • H01L2924/19105Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化によりバンプに加わる応力を低減さ
せて、信頼性を向上させる。 【構成】 バンプ4bを介して実装される半導体装置4
の実装と、半田リフロー方式によるチップ部品5の実装
とを混在して行なう半導体装置実装用基板1において、
該半導体装置実装用基板1の半導体装置実装部の板厚
を、他の部分よりも薄く形成した。 【効果】 半導体装置実装部での半導体装置実装用基板
1の厚みが薄いため、その剛性が低く、半導体装置4の
剛性が一定とすると、半導体装置実装部ではその伸びは
半導体装置4の伸びが支配的となり、バンプ4bに加わ
る応力が低下し、半導体装置4の実装の信頼性が向上す
る。また、半導体装置実装用基板1の全体としての剛性
はほとんど低下せず、半田リフロー時の加熱において
も、反りやねじれ等に起因した半田リフロー工程不良を
招くことが少ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置実装用基板
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体装置の半導体装置実装用
基板への実装には、ワイヤを介して行なわれるワイヤボ
ンディング方式と、ワイヤレスでバンプと呼ばれる電極
を介して行なわれるフェースダウンボンディング方式と
があり、後者には、たとえばIBM社の考案による半導
体装置表面に半田などで構成した突起部である半田バン
プを設けた、「フリップチップ」と呼ばれる半導体装置
を用いるものや、松下電器産業(株)の考案による電解
金メッキによるマイクロバンプ方式と呼ばれるものがあ
り、それらは、ワイヤボンディング方式とくらべて高密
度化及び小型化が可能である等の利点がある。
【0003】図2は、半導体装置がバンプを介して実装
された従来の半導体装置実装用基板を示すものである。
この半導体装置実装用基板1は、銅張り積層板(CC
L)で、たとえばガラス繊維と有機樹脂とにより一定の
厚みをもって構成されたガラス基材エポキシ板などの積
層板2に、導体である銅箔3を有機接着剤で貼り付けて
構成し、その銅箔3の部分にエッチングにより回路パタ
ーンを形成してなるものである。
【0004】半導体装置4は、シリコンで構成された素
子基板4aの表面に、半田などで形成された突起状の電
極であるバンプ4bが設けられてなり、前記半導体装置
実装用基板1に、ワイヤを用いず、銅箔3にバンプ4b
を対向させて実装(フェースダウンボンディング)され
ている。
【0005】また、この半導体装置実装用基板1には、
チップ部品(図示せず)が半田リフロー方式(クリーム
半田塗布〜部品実装〜リフロー加熱(約250 ℃)による
半田溶融)により実装されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された従来の半導体装置実装用基板1においては、
バンプ4bにより半導体装置4と半導体装置実装用基板
1が堅固に接続されているため、使用時の周囲温度の変
化により半導体装置4と、半導体装置実装用基板1が伸
縮し、その熱膨張率の差によりバンプ4bに応力が加わ
り、その繰り返しの結果疲労破壊に至り、信頼性を損な
うという問題点があった。
【0007】つまり、半導体装置4の素子基板4aを構
成するシリコンの熱膨張率α1が、3.5X10-6/℃である
のに対し、半導体装置実装用基板1を構成するガラス基
材エポキシ板の熱膨張率α2が1.28 X10-5/℃と大き
く、半導体装置4のバンプ4b間の寸法を、仮に10mm
とし左右対称とすると、周囲温度を20℃から150℃
にすれば、拘束なしの自由状態では、半導体装置4は2.
3X10-3mm、半導体装置実装用基板1は8.5X10-3mm伸びる
ことになる。しかしながら、実際には両者はバンプ4b
により接続されているため、両者は共に伸びてそれらの
剛性の大小により互いに伸びが規制され、両者の応力が
バランスする位置まで伸びて安定することになり、その
応力がバンプ4bにかかる剪断応力となる。実際に、そ
の信頼性を確認するためにヒートサイクル試験(たとえ
ば−65℃から150℃)を実施すると、バンプ4bの
剪断破壊、すなわち電極オープン不良モードとして検出
されるというものである。
【0008】図3は、このような構成の半導体装置実装
用基板1の厚みと、半導体装置4が実装されたバンプ4
b間の半導体装置実装用基板1の伸びとの関係を示すも
のであり、同図は、半導体装置実装用基板1の厚みが厚
い程伸びは大きく、したがってバンプ4bに加わる応力
も大きくなることを示している。これは、半導体装置実
装用基板1の厚みが厚い程その剛性が高くなり、半導体
装置4が実装されたバンプ4b間の伸びは、半導体装置
実装用基板1の伸びがより支配的となるためである。当
然ながら、このバンプ4bに加わる応力は、半導体装置
4の剛性によっても左右されるが、一般には半導体装置
4の実装時には、半導体装置4の厚みを薄くして剛性を
下げることはせず、通常は半導体装置実装用基板1の仕
様を変えることにより前記応力の低下が図られる。
【0009】また、バンプ4bを介して実装される半導
体装置4の実装と、半田リフロー方式によるチップ部品
5の表面実装を混在して行なう場合において、半導体装
置実装用基板1の厚みが薄い場合には、半田リフロー時
の約250 ℃程度の加熱により、半導体装置実装用基板1
の反りやねじれ等が発生し、半田リフロー工程不良を招
くという問題点があった。
【0010】本発明は、前記背景に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、バンプ実装部での半
導体装置実装用基板の熱膨張による応力を低減させて、
信頼性を向上させた半導体装置実装用基板を提供するこ
とにあり、また、チップ部品の表面実装時の、半導体装
置実装用基板の反りやねじれ等による半田リフロー工程
不良を少なくした半導体装置実装用基板を提供すること
にある。
【0011】
【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、バンプ4bを介して半導体装置4が実装され
る半導体装置実装用基板1において、該半導体装置実装
用基板1の半導体装置実装部の板厚を、他の部分よりも
薄く形成したことを特徴とするものである。
【0012】また、前記半導体装置実装用基板1におい
て、バンプ4bを介して実装される半導体装置4の実装
と、半田リフロー方式によるチップ部品5の実装とが混
在して行なわれることを特徴とするものである。
【0013】
【作用】このように構成されているため本発明における
半導体装置実装用基板1においては、半導体装置実装部
の半導体装置実装用基板1の厚みが薄く、このため、半
導体装置実装用基板1の半導体装置実装部での剛性が低
くなり、半導体装置4の剛性が一定とすると、半導体装
置実装部では、そのバンプ4b間の伸びは半導体装置4
の伸びがより支配的となり、バンプ4bに加わる応力が
低下して、半導体装置4の実装の信頼性が向上する。
【0014】また、半田リフロー時の加熱においても、
半導体装置4がバンプ4bを介して実装される部分以外
での半導体装置実装用基板1の厚みは厚く、半導体装置
実装部は半導体装置実装用基板1の一部分であるため
に、半導体装置実装用基板1の全体としての剛性はほと
んど低下せず、半田リフロー時の熱による反りやねじれ
等に起因した半田リフロー工程不良を招くことが少な
い。
【0015】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示すものであ
り、前記従来例と異なる点は、半導体装置実装用基板1
を構成する積層板2であり、他は前記従来例と同様に構
成されている。
【0016】積層板2は、ガラス繊維と有機樹脂である
エポキシ樹脂とにより構成されたガラス基材エポキシ板
を、半導体装置実装部に対向する部分においてのみ、そ
の厚みを他の部分よりも薄くしたものである。
【0017】つまり、半導体装置4に対向する積層板2
の裏面側、すなわち銅箔3を配設しない側に凹部2aを
設け、この凹部2aの大きさは、凹部2aの境界面が少
なくともバンプ4bよりも外側に位置する大きさとされ
る。
【0018】このような半導体装置実装用基板1の製造
方法としては、半導体装置実装用基板1の積層板2を2
層のプリプレグで構成し、そのうちの1層に孔あけし、
その上層に孔あけしないプリプレグを積層プレスする方
法や、半導体装置実装用基板1の積層板2を1層のプリ
プレグで構成し、その裏面側を座ぐりする方法等があ
る。
【0019】このように構成された半導体装置実装用基
板1には、前記凹部2aの銅箔3配設側に半導体装置4
がバンプ4bを介して実装されると共に、他の部分に
は、チップ部品5(チップ抵抗、コンデンサ等)が、表
面実装(クリーム半田塗布〜部品実装〜リフロー加熱に
よる半田溶融)されており、そのリフロー加熱工程で
は、約250℃程度の加熱が行なわれる。
【0020】このように構成されているため本実施例に
おける半導体装置実装用基板1においては、半導体装置
実装部の半導体装置実装用基板1の厚みが他の部分より
も薄く、このため、半導体装置実装用基板1の半導体装
置実装部での剛性が低くなり、半導体装置4の剛性が一
定とすると、半導体装置実装部では、その伸びは半導体
装置4の伸びがより支配的となり、バンプ4bに加わる
応力が低下して、半導体装置4の実装の信頼性が向上す
る。
【0021】また、半田リフロー時の加熱においても、
半導体装置4がバンプ4bを介して実装される部分以外
での半導体装置実装用基板1の厚みは厚く、半導体装置
実装部は半導体装置実装用基板1の一部分であるため
に、半導体装置実装用基板1の全体としての剛性はほと
んど低下せず、半田リフロー時の熱による反りやねじれ
等に起因した半田リフロー工程不良を招くことが少な
い。
【0022】
【発明の効果】上述のように本発明における半導体装置
実装用基板においては、バンプを介して半導体装置が実
装される半導体装置実装用基板において、該半導体装置
実装用基板の半導体装置実装部の板厚を、他の部分より
も薄く形成したため、半導体装置実装部の半導体装置実
装用基板の厚みが薄く、このため、半導体装置実装用基
板の半導体装置実装部での剛性が低くなり、半導体装置
の剛性が一定とすると、半導体装置実装部ではその伸び
は半導体装置の伸びがより支配的となり、バンプに加わ
る応力が低下して、半導体装置の実装の信頼性が向上す
る。
【0023】また、前記半導体装置実装用基板におい
て、バンプを介して実装される半導体装置の実装と、半
田リフロー接続によるチップ部品の実装とが混在して行
なわれるため、半導体装置がバンプを介して実装される
部分以外での半導体装置実装用基板の厚みは厚く、半導
体装置実装部は半導体装置実装用基板の一部分であるた
めに、半導体装置実装用基板の全体としての剛性はほと
んど低下せず、半田リフロー時の熱による反りやねじれ
等に起因した半田リフロー工程不良を招くことが少な
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す要部断面側面図であ
る。
【図2】従来の半導体装置実装用基板を示す要部断面側
面図である。
【図3】同上の半導体装置実装用基板の厚みと、半導体
装置実装用基板のバンプ間の伸びとの関係を示す特性図
である。
【符号の説明】
1 半導体装置実装用基板 2 積層板 4 半導体装置 4b バンプ 5 チップ部品

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バンプを介して半導体装置が実装され
    る半導体装置実装用基板において、該半導体装置実装用
    基板の半導体装置実装部の板厚を、他の部分よりも薄く
    形成したことを特徴とする半導体装置実装用基板。
  2. 【請求項2】 前記半導体装置実装用基板において、
    バンプを介して実装される半導体装置の実装と、半田リ
    フロー方式によるチップ部品の実装とが混在して行なわ
    れることを特徴とする請求項1記載の半導体装置実装用
    基板。
JP11164991A 1991-05-16 1991-05-16 半導体装置実装用基板 Pending JPH05206207A (ja)

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JP11164991A JPH05206207A (ja) 1991-05-16 1991-05-16 半導体装置実装用基板

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JP11164991A JPH05206207A (ja) 1991-05-16 1991-05-16 半導体装置実装用基板

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009094419A (ja) * 2007-10-12 2009-04-30 Fujitsu Ltd 回路基板および半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009094419A (ja) * 2007-10-12 2009-04-30 Fujitsu Ltd 回路基板および半導体装置

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