JPH07273246A

JPH07273246A - 半導体装置及びその製造方法

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Publication number: JPH07273246A
Application number: JP7022097A
Authority: JP
Inventors: Shigeharu Tsunoda; 重晴角田; Junichi Saeki; 準一佐伯; Isamu Yoshida; 勇吉田; Kazuya Oji; 一也大路; Michiharu Honda; 美智晴本田; Makoto Kitano; 誠北野; Nae Yoneda; 奈柄米田; Kuniyuki Eguchi; 州志江口; Kunihiko Nishi; 邦彦西; Ichiro Anjo; 一郎安生
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-02-10
Filing date: 1995-02-09
Publication date: 1995-10-20
Anticipated expiration: 2018-05-06
Also published as: JP3404438B2

Abstract

(57)【要約】【目的】製造性に優れたＢＧＡパッケージの構造およ
び製造方法を提供することを目的とする。【構成】ＩＣチップ１，基板２等の半導体部品を、支
持フレーム５他を用いて固定支持する。これをレジン１
４で封止した構成とする。成形金型１６他は、分割部品
６０、ゴム系樹脂硬化物付きの突起部２２を具備した構
造、あるいは、電極表面６６に離型剤を付着させた離型
材付き基板７１を用いる。【効果】レジン封止することで、信頼性が向上する。
放熱効率の高いパッケージが得られる。多ピン化にも容
易に対応可能。成形工程の自動化，省人化が容易である
ため、生産効率の向上，安定生産が可能。低価格で高信
頼のレジン封止型ＢＧＡパッケージが得られる。本発明
の成形金型構造であれば、ボイド、基板電極表面のレジ
ンバリ発生を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体プラスチックパ
ッケージの製造において、特に、ＢＧＡパッケージの構
成部品の固定支持方式及び製造方法に関するものであ
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、ピン数の増加に伴って、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。この実装を容易にすべく、近年、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。

【０００３】このＢＧＡパッケージには、フェースアッ
プタイプと、フェースダウンタイプとがある。

【０００４】フェースアップタイプのＢＧＡパッケージ
の例として、米国特許５，２１６，２７８号に開示され
ているＢＧＡの構造概略を図４９〜図５１を用いて説明
する。

【０００５】図４９に、ＢＧＡパッケージの断面図を示
す。ＩＣチップ１と基板２は、接着剤等により固定され
ている。この基板材質としては、有機物（例えばＢＴレ
ジン）を用いている。ＩＣチップ１と基板上のパッド１
２とは、ワイヤボンディング１３によって電気的に接続
されている。

【０００６】図５０に、図４９を上方より見たときの平
面図を示す。ワイヤボンディング１３で接続された基板
上のパッド１２からは、電極３と連絡するための配線１
０５が設けられており、それぞれスルーホール１０６を
通じて基板裏面との導通している。

【０００７】図５１に、図４９を下方より見たときの平
面図を示す。この電極３は、格子状に配置されておりこ
こへ金属バンプ４を接合し電気配線は完了する。この構
成品のＩＣチップ１を搭載した基板面をレジン１４で蓋
うことで保護しパッケージ形状の完成となっている。

【０００８】半導体パッケージを成形するときに生産性
の面から見ると成形金型内に複数個のキャビティを設置
してレジン充填を行うことが通常である。このため、こ
の構造では金型内での位置決めが困難になること、成形
品の取り出し工程が非常に複雑になる等の問題がある。
これら要因により生産コストの上昇が考えられ高額品と
なる問題がある。

【０００９】また、フェースダウンタイプのＢＧＡパッ
ケージの例を、米国特許５，１４８，２６５号に開示さ
れているＢＧＡの構造概略を、図５２〜図５３を用いて
説明する。

【００１０】図５２に、ＢＧＡパッケージの斜視図を示
す。構成としては、ＩＣチップ１の回路面上にシリコー
ンゴムなどの挿入物３２を置きその上に配線パターンの
ある配線フィルム３１を置いたものから構成されてい
る。ＩＣチップ１と配線フィルム３１はワイヤボンディ
ング１３にて結線している。

【００１１】図５３に、接続部の拡大断面図を示す。挿
入物３２は、柔軟性のある例えばシリコーンレジン等を
用いている。この構成品のＩＣチップ１と配線フィルム
上の電極３３を除いた部分をシリコーンレジン等の柔軟
なレジン１４で蓋うことで保護しパッケージ形状の完成
となっている。この時、先のフェースアップタイプで述
べたものと同様の問題点が考えられる。すなわち、生産
性の面から見てみると成形をするときに金型内に複数個
のキャビティを設置してレジン充填を行うことが通常で
ある。このため、この構造では金型内での位置決めが困
難になること、成形品の取り出し工程が非常に複雑にな
る等の問題がある。これらの要因により生産コストの上
昇も考えられ高額品となる問題がある。

【００１２】一方、基板を含んだ形での成形方式につい
ては、通常、上型と下型の間に基板を設置しその間に設
けたキャビティ内にレジンを充填することが行われてい
る。このため、基板上にレジンを充填するための流路で
あるランナやゲート部を設けなければならず電気回路を
設計する上での制約となる。さらに、不必要となるラン
ナ、ゲートを除去する工程において、基板にダメージを
与えるなど信頼性の低下にもつながる恐れがある。

【００１３】また、基板上にレジンを充填するための流
路であるランナやゲート部のない成形方式としては、特
公昭６１−４６０４９号公報、特開平４−１８４９４４
号公報他多数の例が見られる。特公昭６１−４６０４９
号公報では、キャビティ内にレジンを充填するための流
路であるランナやゲート部を成形金型に作り、キャビテ
ィ部分を別の板部品（キャビティプレートと称す）で作
り、基板とともに金型内に設置して成形する方式となっ
ている。この方式においては、基板の電気回路を設計す
る上での制約はないが、薄型の製品を作るときは、キャ
ビティプレートも薄くなるためプレート自体の変形や基
板上に発生するレジンバリの除去など別の問題が生じる
恐れがある。さらに、１回の成形毎にキャビティプレー
トを交換しなければならず成形工程の自動化が難しい等
の問題点がある。

【００１４】特開平４−１８４９４４号公報では、レジ
ンを充填するための流路であるランナやゲート部を金型
内に組み込んでこの部分が金型を開いたときに摺動する
金型構造を記載している。しかしながら、摺動部上をレ
ジンが流動するためこの摺動部にレジンが流入しやす
く、レジンバリとなって摺動抵抗となり動作不良を起こ
しやすい欠点がある。また、この動作不良は生産上重大
な問題となり得る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、レジ
ン成形に用いる成形金型内での上記部品の位置決めが困
難である問題があった。また、成形工程が複雑になるな
ど自動化、省人化を図りにくいという問題があった。こ
れらの要因により、製品が高価格化するという問題があ
った。

【００１６】基板を含む成形では、金型内のレジン流路
に摺動部がありこの部分にレジンが侵入してレジンバリ
となり動作不良を起こしやすく生産効率が低下するとい
う問題があった。そして、レジン流路であるランナやゲ
ート部を成形金型に作りキャビティ部分を別の板部品
（キャビティプレート）とし基板と共に金型内に設置し
て成形する方式では、薄型の製品を作るときは、キャビ
ティプレートも薄くなるためプレート自体が変形すると
いう問題があった。さらに、成形毎にキャビティプレー
トを交換する必要があり成形工程の自動化が難しく成形
効率が低下し製品が高価格化するという問題があった。

【００１７】本発明は、上記欠点をなくし、生産性が高
く低価格となりえるＢＧＡパッケージ構造並びに製造法
を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、ＩＣチップ、基板又は配線フィルムを固
定支持する支持フレームを用いたＢＧＡパッケージ構造
とする。ＩＣチップ、基板又は配線フィルムをレジンで
覆うＢＧＡパッケージ構造とする。

【００１９】本発明のより具体的に述べれば以下のとお
りとなる。

【００２０】本発明の第１の態様としては、ＩＣチップ
とそれを搭載・接続する積層回路基板（以降、基板と略
す）あるいは絶縁性基材上に配線パターンを形成した配
線フィルム(以降、配線フィルムと略す)とそれらの電気
回路部品を外部と接続する電極部を設け、その電極部に
金属性バンプを形成してなる半導体装置において、前記
ＩＣチップ、基板あるいは配線フィルムを固定支持する
支持フレームを有し、電極部以外の少なくとも一部を有
機物で封止したことを特徴とする半導体装置が提供され
る。

【００２１】この場合、上記支持フレームを金属材料で
構成することが好ましい。

【００２２】上記支持フレームは、ＩＣチップ、基板又
は、配線フィルムのいずれかを固定支持することが好ま
しい。

【００２３】本発明の第２の態様としては、ＩＣチップ
とそれを搭載・接続する積層回路基板（以降、基板と略
す）あるいは絶縁性基材上に配線パターンを形成した配
線フィルム(以降、配線フィルムと略す)とそれらの電気
回路部品を外部と接続する電極部を設け、その電極部に
金属性バンプを形成してなる半導体装置において、前記
ＩＣチップ、基板あるいは配線フィルムを固定支持する
支持フレームを放熱板とすることを特徴とする半導体装
置が提供される。

【００２４】本発明の第３の態様としては、ＩＣチップ
とそれを搭載・接続する積層回路基板（以降、基板と略
す）あるいは絶縁性基材上に配線パターンを形成した配
線フィルム(以降、配線フィルムと略す)とそれらの電気
回路部品を外部と接続する電極部を設け、その電極部に
金属性バンプを形成してなる半導体装置において、前記
ＩＣチップ、基板あるいは配線フィルムを固定支持する
支持フレームの外枠を取外したことを特徴とした半導体
装置が提供される。

【００２５】上記各態様においては、ＩＣチップと基板
を固定支持し、ＩＣチップと基板はボンディングワイヤ
で接続することが好ましい。

【００２６】また、ＩＣチップと配線フィルムを固定支
持し、ＩＣチップと配線フィルムはボンディングワイ
ヤ、金属バンプでの接合あるいは導電性樹脂による接着
接合で接続することが好ましい。

【００２７】上記第１の態様においては、有機物で封止
する形態は、ＩＣチップと基板をボンディングワイヤで
接続したチップ搭載面並びに基板上の外部と接続する電
極部を除く全ての構成部品を封止あるいはチップ搭載面
並びに基板側面までの封止あるいはチップ搭載面のみを
封止してもよい。

【００２８】上記第１の態様においては、有機物で封止
する形態は、ＩＣチップと配線フィルムを金属接合ある
いは導電性樹脂で接続して構成したＩＣチップと配線フ
ィルムの搭載面並びに配線フィルム上の外部電極部を除
いた部分の封止あるいはＩＣチップと配線フィルムの接
合面までの封止あるいは構成品の全てを封止するもので
あってもよい。

【００２９】本発明の第４の態様としては、積層回路基
板（以降、”基板”と略す）または絶縁性基材上に配線
パターンを形成した配線フィルムと、ＩＣチップと、を
支持フレーム上に搭載し、ＩＣチップと、上記基板また
は配線フィルムと、を電気的に接続し、上記ＩＣチップ
と、上記基板または上記配線フィルムと、上記支持フレ
ームと、のうちの少なくとも一つについて、少なくとも
その一部を有機材料で、充填封止し、その後、はんだバ
ンプを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法
が提供される。

【００３０】この場合、上記有機材料の充填封止は、成
形金型を用いて行うことが好ましい。

【００３１】さらには、上記成形金型は、上型と、上記
はんだバンプの形成位置に対応して設けられ、上記はん
だバンプを形成する部分の形状を成形するための突起物
を有する下型と、からなるものであって、上記有機材料
の充填封止は、上記互いに電気的に接続された、ＩＣチ
ップと、基板または配線フィルムと、を搭載した支持フ
レームを、上記上型と上記下型との間に挟持し、該成形
金型内に樹脂を押圧することで行うものであってもよ
い。

【００３２】本発明の第５の態様としては、半導体装置
の樹脂成形に用いられる成形金型において、上型と、キ
ャビティを備えた下型と、からなり、上記下型は、上記
半導体装置の外部に露出される電極部の配置パターンと
同一のパターンで配置された突起物を、上記キャビティ
に有するものであること、を特徴とする成形金型が提供
される。

【００３３】この場合、上記下型は、上記突起物の設け
られた面に、エアベントを有することが好ましい。

【００３４】上記エアベントは、上記上記突起物の設け
られている領域の略中央に設けられていることが好まし
い。

【００３５】上記下型は、複数の部品から構成されたも
のであり、上記エアベントは、該部品と部品との境界に
おける隙間として形成されていることが好ましい。さら
には、一部の上記部品は、上記キャビティ内へ突き出し
可能に構成されていることが好ましい。

【００３６】また、上記突起物の登頂部を被覆した、弾
性を備えた柔軟物をさらに有することが好ましい。

【００３７】上記柔軟物は、ゴム系樹脂であってもよ
い。

【００３８】上記柔軟物は、シリコンゴム系、または、
ポリ４フッ化エチレン系の、樹脂であってもよい。

【００３９】上記突起物の設けられている面は、上記キ
ャビティの底面であることが好ましい。

【００４０】本発明の第６の態様としては、積層回路基
板（以下、”基板”と略す）、または、絶縁性基材上に
配線パターンを形成した配線フィルムと、上記基板また
は上記配線フィルムと、電気的に接続されたＩＣチップ
と、上記ＩＣチップと、上記基板または配線フィルムと
を搭載した、支持フレームと、上記ＩＣチップと、上記
基板または上記配線フィルムと、上記支持フレームとの
うちの少なくとも一つについて、少なくともその一部を
封止した封止材と、上記基板または配線フィルムを通じ
て、上記ＩＣチップと電気的に接続され、且つ、外部に
露出した複数の電極部と、を有することを特徴とする半
導体装置が提供される。

【００４１】上記電極部は、格子状に配置されていても
よい。

【００４２】

【作用】上述の第１〜第３の態様について説明する。

【００４３】上記した手段を用いれば、成形金型キャビ
ティ内での位置決めが容易となり成形工程での多数個取
りができる。支持フレームに放熱板としての作用を持た
せること、基板強度を補強し反りを低減できる。また、
ＩＣチップ、基板又は配線フィルムをレジンで封止する
ことによる耐湿信頼性の向上やＢＧＡパッケージの反り
の低減が図れる。併せて、支持フレームを用いることで
各工程の自動化が容易となり生産性の効率向上ができ
る。

【００４４】第４、第５、第６の態様についてまとめて
説明する。

【００４５】まず、基板または配線フィルムと、ＩＣチ
ップと、を支持フレーム上に搭載し、電気的に接続す
る。そして、これらのうちの少なくとも一つについて、
少なくともその一部を有機材料で、充填封止する。該封
止は、ＩＣチップ等を搭載した支持フレームを、成形金
型の上型と下型との間に挟持し、該成形金型内に樹脂を
押圧することで行う。

【００４６】この場合、上記有機材料の充填封止は、成
形金型（上型／下型）を用いて行う。製作しようとして
いる半導体装置がＢＧＡタイプのものであるのならば、
下型のキャビティ底面には、半導体装置の電極部配置パ
ターンと同一のパターンで配置された突起物を設けてお
く。該突起物によって、電極パッド部の周辺の形状を形
作る。

【００４７】このような突起物を設けると、下型のキャ
ビティ（特に、突起物が設けられている領域）では、上
型のキャビティに比べて有機材料の流れが悪くなり、該
突起物を設けている領域には空気（ボイド）が残りがち
となる。そのため、上記突起物の設けられた面にエアベ
ントを設けることで、このようなボイトの残留を防止す
る。該エアベントは、下型を構成する複数の部品間の隙
間として実現すれば、技術的に容易に実現可能である
（下型を一つの部品で構成し、これに単独の孔を設ける
ことで実現しても当然構わない）。ＢＧＡタイプでは、
半導体装置の下側面の全体に電極パッドが配置されるた
め、最終的には、ボイドも該下側面の中央に集まってく
る。従って、エアベントも、該下側面の中央（すなわ
ち、突起物の設けられている領域の略中央）とすること
で、最後まで確実に空気（ボイド）を排出できる。

【００４８】上述したとおり、有機材料の流れは、上型
のキャビティの方がよい。そのため、成形途中、支持フ
レーム等は、上型のキャビティを充填した有機材料によ
って、突起物の側に押された状態となる。これにより、
突起物の登頂部に設けた柔軟物（例えば、ゴム系樹脂、
特に、シリコンゴム系、ポリ４フッ化エチレン系）が弾
性変形し、電極パッド部と該突起物の登頂部との間の隙
間を埋める。これにより、該隙間でのバリの発生を防止
できる。

【００４９】下型を構成する部品のうちの一部を、キャ
ビティ内へ突出可能にしておけば、成形品の離型を助け
る突出しピンの役割をも果たさせることができる。

【００５０】以上の様に有機材料で封止した後、電極パ
ッド部にはんだバンプを形成することで、第６の態様と
して述べた半導体装置が完成する。

【００５１】

【実施例】本発明の実施例を、図１〜図３７を用いて説
明する。図１は、第１の実施例のＢＧＡパッケージ構造
の概略を表す斜視図である。フェースアップタイプのＢ
ＧＡパッケージの構成は、ＩＣチップ１、積層回路基板
２、基板実装面上にある外部導通用の電極３とそれに接
合して外部の電極となる金属バンプ４及びそれらを固定
するための支持フレーム（i）５より成り立っている。
すなわち、支持フレーム（i）５は、外枠６と基板固定
用枠吊りリード７と基板固定用枠８とタブ吊りリード９
とタブ１０より構成されている。このタブ１０を中心と
してＩＣチップ１並びに基板２が上下から接着剤などに
より固定された状態となる。基板２の基材としては絶縁
物であれば良い。配線は、ＩＣチップ１のパッド１１部
と基板２の配線パッド部１２とは金線１３等によるワイ
ヤボンディングにて電気的に接続されている。ワイヤボ
ンディングで接続された基板２表面のパッド１２からは
基板２裏面にある電極３と導通を得るための配線（図示
せず）がされている。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。基板２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。この状態で成形金型へ設置され基板２実装面にあ
る電極３を除いた部分全体をレジン１４により封止して
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。

【００５２】図２〜図４に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２は、構成部品であるＩＣチップ
１、基板２、支持フレーム（i）５を組み立てるときの
工程の概略（ａ）を示したものである。すなわち、支持
フレーム（i）５は複数個の成形ができるように多連と
なり（ｃ）に示すような構造となる。この多連支持フレ
ーム（i）５（ｃ）上の各々のタブ１０部にＩＣチップ
１（ｂ）を搭載し接着剤などにより固定する。次に、基
板２（ｄ）を多連支持フレーム（i）５（ｃ）裏側より
タブ１０裏側並びに基板固定用枠８部へ接着剤などによ
り固定しタブ１０部を間に挟んだ三層構造を製造する。
この多連支持フレーム（i）５（ｃ）の外枠上には各製
造プロセスを自動的に行うためのガイド穴（図示せず）
を設けている。その後、ＩＣチップ１上のパッド部（図
示せず）と基板２上のパット部（図示せず）を金線１３
等によるワイヤボンディングを行い基板２との導通を取
りチップ／基板搭載多連支持フレーム１５（ｅ）を完成
する。

【００５３】図３に、チップ／基板搭載多連支持フレー
ム１５を用いてレジン成形する工程の概略（ａ）を示
す。ここでは、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。成形
金型（i）１６（ｃ）内に設けられたキャビティ１７内
にチップ／基板搭載多連支持フレーム１５（ｂ）を設置
する。この時、成形金型（i）１６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（図示せず）にて押圧されたレジン
１４は加熱溶融し金型内のランナ１８→ゲート１９を流
動しキャビティ１７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１７内の状態を拡大図（ｄ）
にて説明する。すなわち、上型２０と下型２１の間に多
連支持フレーム１５を挟みキャビティ１７内にチップ／
基板を搭載したタブ１０部を設置する。この時、チップ
／基板搭載多連支持フレーム１５の位置は、支持フレー
ム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１７内での位置決
めをすることは云うまでもない。このように、キャビテ
ィ１７内に設置した状態でレジンを流入させ電極部以外
を全て蓋いレジン封止を完成する。この時、下型２１の
キャビティ部に設けた突起部２２により基板２実装面側
にある電極３部へのレジン１４の侵入を阻止し電極３部
のみを露出した状態でレジン成形を完了する。

【００５４】図４に、成形品〜完成品までの工程の概略
（ａ）を示す。レジン封止した成形品２３（ｂ）は、レ
ジン成形後不用となる支持フレーム外枠６部分並びにゲ
ート１９、ランナ１８部分は、切断金型２４（ｃ）にて
切断され成形品２３から分離される。分離された切断成
形品２５（ｄ）は次に、外部電極部を形成するための工
程（ｅ）へと進む。すなわち、先に露出させておいた基
板実装面の電極３部へ例えばボール状のはんだ４を供給
し加熱接合し最終的な外部電極部２６を完成させて全て
の工程を完了しレジン封止型のＢＧＡパッケージ（ｆ）
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１５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。また、チッ
プ／基板をレジン封止することで有機物で構成された基
板の場合は、基板からの吸湿も防止できるため大幅な耐
湿信頼性の向上が図れるものと考える。さらに、稼働時
にチップ発熱が多く冷却する必要がある製品の場合に
は、チップ下のタブ部並びに基板固定枠部分を通して放
熱効果が向上する特徴がある。さらに、高放熱性が必要
となる場合は、先に切断した支持フレーム外枠６部分を
切断せずに放熱板として用いることもできる特徴があ
る。

【００５５】本発明の第２の実施例を図５に示す。図５
は、支持フレーム構成部の中でタブ吊りリード部及びタ
ブ部のない支持フレーム（ii）２７で構成したＢＧＡパ
ッケージ構造の斜視図である。すなわち、ＩＣチップ１
と基板２を直接接着し支持フレーム（ii）２７との接着
は、基板２と基板固定用枠８部分で行ったものである。
このような構造とするとパッケージ厚さを薄くできるな
どの効果がある。また、基板２上のパッド１２の配置は
自由に設計できる特徴がある。さらに、チップと基板を
接続するワイヤボンディング工程も容易となる特徴があ
る。また、レジン成形は、図３の（ｃ）、（ｄ）に示す
成形金型１６を図２６に示す成形金型（ii）４０構造の
物と入れ替えて行えば良い。また、図４の（ｃ）に示す
切断金型２４は成形品形状により入れ替えることは云う
までもない。

【００５６】本発明の第３の実施例を図６に示す。これ
は、基板固定用枠吊りリード７を曲げて基板固定用枠部
分８を基板２の電極３がある実装面側で固定接着する支
持フレーム（iii）２８で構成したＢＧＡパッケージ構
造の斜視図である。このような構造にすると基板２上の
パッド配置は自由となり数が多い場合でも対応ができる
特徴がある。さらに、チップと基板を接続するワイヤボ
ンディング工程も容易となる特徴がある。また、レジン
成形は、図３の（ｃ）、（ｄ）に示す成形金型１６を図
２７に示す成形金型（iii）４１構造の物と入れ替えて
行えば良い。また、図４の（ｃ）に示す切断金型２４は
成形品形状により入れ替えることは云うまでもない。

【００５７】以上第１〜３の実施例は、基板２の電極３
部以外を全てレジンで封止した構造であり高い耐湿信頼
性を確保できる効果がある。この封止は、無機物による
密封方式を用いても同様の効果があることは云うまでも
ない。

【００５８】次に、基板側面までレジン封止したパッケ
ージ構造を説明する。この構造の第４の実施例を図７に
示す。支持フレームの構造は、第１の実施例と同様のも
のである。第５の実施例を図８に示す。支持フレーム構
造は、第２の実施例と同様なものである。

【００５９】第４、５の実施例は、基板の電極３数が多
くレジン封止が困難となる場合に容易に対応できる特徴
がある。レジン成形は、図３の（ｃ）、（ｄ）に示す成
形金型１６を第４の実施例では図２８に示す成形金型
（iv）４２構造、第５の実施例では図２９に示す成形金
型（v）４３構造の物と入れ替えて行えば良い。また、
図４の（ｃ）に示す切断金型２４は成形品形状により入
れ替えることは云うまでもない。そして、成形金型のキ
ャビティ部の製作（下型キャビティ部の突起部不用）も
容易になり生産コストも低減できる特徴がある。

【００６０】次に、チップ／基板搭載面をレジン封止し
たパッケージ構造を説明する。この構造の第６の実施例
を図９に示す。支持フレームの構造は、第１の実施例と
同様のものである。第７の実施例を図１０に示す。支持
フレーム構造は、第２の実施例と同様なものである。成
形金型の製作も容易になり生産コストも低減できる特徴
がある。

【００６１】第６、７の実施例は、基板の電極３数が多
くレジン封止が困難となる場合に容易に対応できる特徴
がある。レジン成形は、図３の（ｃ）、（ｄ）に示す成
形金型１６を第６の実施例では図３０に示す成形金型
（vi）４６構造、第７の実施例では図３１に示す成形金
型（vii）４７構造の物と入れ替えて行えば良い。ま
た、図４の（ｃ）に示す切断金型２４は成形品形状によ
り入れ替えることは云うまでもない。そして、成形金型
のキャビティ部の製作（下型キャビティ部の突起部不
用）も容易になり生産コストも低減できる特徴がある。

【００６２】以上述べた第１〜７の実施例で使用した基
板材質は有機物で構成されたものを中心に説明したが、
目的に応じて無機物を用いてもなんら支障のないことは
云うまでもない。さらに、第１〜７の実施例で共通して
いえることは、支持フレームを用いることで成形後不用
となるランナ、ゲートの切断時にも基板へのダメージを
なくすことができる。すなわち、レジン封止品は、支持
フレーム外枠とは基板固定用枠吊りリードのみでつなが
っているので切断時に基板に加わる応力をなくすことが
でき信頼性を向上できる効果がある。さらに、稼働時に
チップ発熱が多く高放熱性が必要となる場合は、先に切
断した支持フレーム外枠６部分を切断せずに放熱板とし
て用いることができる特徴がある。

【００６３】第１〜７の実施例で用いた支持フレームの
１成形品部分のパターンを図１１〜図１６に示す。図１
１は、第１、４、６の実施例に用いた支持フレームを示
したものである。外枠６と基板固定用枠８は、基板固定
用枠吊りリード７により連結され、タブ１０は、タブ吊
りリード９により基板固定用枠８と連結された構造とな
っている。図１２は、第２、５、７の実施例に用いた支
持フレームを示したものである。外枠６と基板固定用枠
８は、基板固定用枠吊りリード７により連結された構造
となっている。図１３は、第３の実施例に用いた支持フ
レームを示したものである。外枠６と基板固定用枠８
は、基板固定用枠吊りリード７により連結された構造と
なっている。その基板固定用枠吊りリード７は折り曲げ
られ、基板固定用枠８は外枠６より下の位置にある構造
となっている。ここでは、各要素の連結を４ヶ所で行っ
たものについて述べたが必要に応じて連結するリード数
を増減しても良い。

【００６４】図１４〜図１６は、基板固定用枠８の形態
でなく４点で接着するような基板固定用リード３０形状
としたときの支持フレームの１成形品部分を示したもの
である。このような支持フレームを用いても先に述べた
ことと同様の効果があることは云うまでもない。これら
図１１〜図１６の支持フレームは、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ
合金、Ｃｕ合金等金属材料を用いても良い。また、各要
素の連結を４ヶ所で行ったものについて述べたが必要に
応じて連結するリード数を増減しても良い。

【００６５】そして、図１４〜図１６で説明した支持フ
レームの外枠６には、各製造プロセスでの位置決めをす
るためのガイド穴２９を設けた構造となっている。

【００６６】次に、本発明の第８の実施例であるフェー
スダウンタイプのＢＧＡパッケージ構造の斜視図を図１
７に示す。ＢＧＡパッケージの構成は、ＩＣチップ１、
耐熱絶縁性基材上に配線パターンを形成した配線フィル
ム３１（以降、配線フィルムと略す）、絶縁性の挿入物
３２、配線フィルム３１上にある電極３３とそれに接合
して外部への電極となる金属バンプ４及びそれらを固定
するための支持フレーム（iv）３４より成り立ってい
る。すなわち、支持フレーム（iv）３４は、外枠部６と
タブ吊りリード９部とタブ部１０より構成されている。
このタブ部１０にＩＣチップ１の裏面側を接着剤などに
より固定する。配線は、ＩＣチップ１のパッド部（図示
せず）と配線フィルム３１の配線パッド部（図示せず）
を金属接合し電気的に接続されている。このフィルム３
１上のパッドから各々の外部電極３３へと配線がつなが
っている。この状態で成形金型へ設置され外部電極３３
部分、タブ１０の裏面側を除いた部分をレジン１４によ
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、この電極部３３へ金属バンプ４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。

【００６７】製造プロセスは、第１の実施例で説明した
ものと構成部材が異なるので図１８にその概略を示す。
レジン成形は、多数個取りの成形が通常行われているの
でこの場合について説明する。図１８は、構成部品であ
るＩＣチップ１、配線フィルム３１、挿入物３２、支持
フレーム（iv）３４を組み立てるときの工程の概略
（ａ）を示したものである。すなわち、支持フレーム
（iv）３４は複数個の成形ができるように多連となり
（ｅ）に示すような構造となる。この多連支持フレーム
（iv）３４（ｅ）上のタブ部１０にＩＣチップ１（ｄ）
を搭載接着する。次に、ＩＣチップ１のパッド部以外の
部分に絶縁性の挿入物３２（ｃ）を置き接着する。最後
に、配線フィルム３１（ｂ）のパッド部（図示せず）と
チップパッド部（図示せず）の位置合わせをし、挿入物
３２（ｃ）と接着する。この多連支持フレーム（iv）３
４（ｅ）の外枠上には各製造プロセスを自動的に行うた
めのガイド穴（図示せず）を設けている。ＩＣチップ１
と配線フィルム３１の導通は、例えば、Ａｕ、はんだ合
金他の金属材料を加熱接合あるいは導電性樹脂例えば金
属粉入りのエポキシ樹脂他を用いて接着接合する。これ
により、チップ／配線フィルム搭載多連フレーム３５
（ｆ）の完成となる。その後は、第１の実施例で説明し
た図３〜図４で示す工程と同様の経過を経る。この工程
の中で、レジン成形は、図３の（ｃ）、（ｄ）に示す成
形金型１６を図３２に示す成形金型（viii）４８の構造
の物と入れ替えて行えば良い。また、図４（ｃ）に示す
切断金型２４は成形品形状に合わせて入れ替えることは
云うまでもない。このような構造にするとタブ１０裏面
が露出していることより高放熱性を得られる特徴があ
る。さらに、冷却フィン等の強制冷却機構を容易に取り
付けられる特徴がある。また、配線フィルム３１上の外
部電極３３以外はレジンで封止されるので耐湿信頼性が
向上する特徴がある。

【００６８】次に、配線フィルム３１上の外部電極３３
以外は全てレジン１４で封止した第９の実施例を図１９
に示す。レジン成形は、図３の（ｃ）、（ｄ）に示す成
形金型１６を図３３に示す成形金型（ix）４９の構造の
物と入れ替えて行えば良い。また、図４（ｃ）に示す切
断金型２４は成形品形状に合わせて入れ替えることは云
うまでもない。このような構造にすると高い耐湿信頼性
を要求されるものに適した特徴を有したものとなる。

【００６９】次に、第１０の実施例を図２０に示す。こ
れは、チップ／配線フィルムパッド部接合部分のみレジ
ン封止したものである。レジン成形は、図３の（ｃ）、
（ｄ）に示す成形金型１６を図３４に示す成形金型
（x）５０の構造の物と入れ替えて行えば良い。また、
図４（ｃ）に示す切断金型２４は成形品形状に合わせて
入れ替えることは云うまでもない。このような構造にす
るとパッケージの薄型化に適した特徴を有するものとな
る。

【００７０】本構造において、外部電極数が多くなりチ
ップサイズ内で配置しきれない場合のＢＧＡパッケージ
構造を第１１の実施例として図２１に示す。支持フレー
ム（v）３６は、タブ部１０の４辺より拡張タブ３７を
必要に応じて張り出させチップ外側電極設置用として用
いる。この拡張タブ３７並びにタブ吊りリード９を折り
曲げることでＩＣチップ１上に配される拡張配線フィル
ム３８上の電極部３９と同じ高さになるように予め高さ
調整をしておく。これにより、拡張配線フィルム３８を
接着固定した時の平面度を保持するようにする。この状
態で、レジン封止を行いＢＧＡパッケージとする。製造
プロセスは、図１８で説明した各構成部品の組立て工程
を経て第１の実施例で説明した図３〜図４で示す工程と
同様の経過を経る。この工程の中で、レジン成形は、図
３（ｃ）、（ｄ）に示す成形金型１６を図３５に示す成
形金型（xi）５１の構造の物と入れ替えて行えば良い。
また、図４（ｃ）に示す切断金型２４は成形品形状に合
わせて入れ替えることは云うまでもない。このように、
支持フレーム（v）３６の拡張タブ部３７の形状を変更
することで多数の電極数に容易に対応できる特徴があ
る。また、拡張配線フィルム３８の平面度も容易に確保
できる特徴がある。そして、タブ部１０は露出した状態
であるため、冷却機構を取付けも容易になる特徴があ
る。さらに、拡張タブ部３７を通しての放熱効果が大き
い特徴もある。また、レジン封止による耐湿信頼性の向
上は云うまでもない。

【００７１】第１２の実施例を図２２に、第１３の実施
例を図２３に示す。これは、製品の必要度に応じてレジ
ン１４封止部分を変えたものである。レジン成形は、図
３（ｃ）、（ｄ）に示す成形金型１６を第１２の実施例
では図３６に示す成形金型（xii）５２の構造の物と、
第１３の実施例では図３７に示す成形金型（Xiii）５３
の構造の物と入れ替えて行えば良い。また、図４（ｃ）
に示す切断金型２４は成形品形状に合わせて入れ替える
ことは云うまでもない。これら、パッケージ構造も第１
１の実施例で述べたと同様の特徴を備えていることは云
うまでもない。

【００７２】第８〜１３の実施例で共通していえること
は、支持フレームを用いることで成形後不用となるラン
ナ、ゲートの切断時にも基板へのダメージをなくすこと
ができる。すなわち、レジン封止品は、支持フレーム外
枠とはタブ吊りリードのみでつながっているので切断時
にチップ，配線フィルムに加わる応力をなくすことがで
き信頼性を向上できる効果がある。さらに、稼働時にチ
ップ発熱が多く高放熱性が必要となる場合は、拡張タブ
部が放熱板となり冷却効率が高くなる特徴がある。そし
て、先に切断した支持フレーム外枠６部分を切断せずに
放熱板として用いることもできる特徴がある。

【００７３】第８〜１３の実施例で用いた支持フレーム
の１成形品部分のパターンを図２４、図２５にまとめ
た。図２４は、第８〜１０の実施例に用いた支持フレー
ムを示したものである。外枠６とタブ１０はタブ吊りリ
ード９で連結された構造となっている。図２５は、第１
１〜１３の実施例に用いた支持フレームを示したもので
ある。外枠６とタブ１０はタブ吊りリード９で連結さ
れ、タブ１０の４辺からは拡張タブ３７が張り出した構
造となっている。その拡張タブ３７とタブ吊りリード９
は折り曲げられ、拡張配線フィルム３８上の電極部３９
が全て同じ高さになるように予め高さ調整された構造と
なっている。ここでは、各要素の連結を４ヶ所で行った
ものについて述べたが必要に応じて連結するリードの数
を増減しても良い。また、図２４、図２５の支持フレー
ムは、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｃｕ合金他の金属材料
を用いても良い。そして、図２４、図２５の支持フレー
ムはの外枠６には、各製造プロセスでの位置決めをする
ためのガイド穴２９を設けた構造となっている。

【００７４】第１、２、３、８、９、１１、１２の実施
例を成形する上では、成形品にボイド等が発生する外
観不良をなくすこと、はんだバンプ等を接合する上で
基板電極表面にレジンバリの発生がないこと、の２つの
課題を解決することが必要である。そこで、以下におい
て、該２つの問題を解決する方法をそれぞれ説明する。

【００７５】の問題を解決するための方法について説
明する。

【００７６】まず、上記実施例のパッケージを成形した
ときのレジン充填状態を、模式的に図３８〜図４０を用
いて説明する。これは、課題のボイド発生過程とそれ
を防ぐための方式を示したものである。

【００７７】図３８は、成形時のレジン充填状態を模式
的に表したものである。

【００７８】図３８（ａ）はゲート１９を通過したレジ
ン１４がキャビティ内を充填する過程を示す。図３８
（ｂ）は、図３８（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。図３
９（ａ）、図３９（ｂ）は、その後のレジン充填状態を
示したものである。

【００７９】実線５４は上型キャビティ部のレジン流動
先端を、また、破線５４は、同時刻の下型キャビティ部
のレジン流動先端を、模式的に示したものである。

【００８０】図３９からわかるように、上型キャビティ
５６部と下型キャビティ５７部とではレジン流路の形状
が大きく異なる。このため、レジン流動時には上型キャ
ビティ部５６の方が下型キャビティ５７部に比べ大幅に
早く充填が完了する。流路が複雑である下型キャビティ
５７部は、これに遅れて充填される。上型キャビティ５
６部の充填が完了した後、下型キャビティ５７部では、
４辺周囲より中央部に向かってレジンの充填が進んでい
く。このため、図３９に示されているように、下型キャ
ビティ５７部では、下型キャビティ内の空気（ボイド）
５８が逃げ場を失い閉じ込められた状態となる。

【００８１】そして、最終的にレジン充填が完了した状
態でも、図４０に示すとおり、下型キャビティ５７の中
央部に空気（ボイド）５８が残ったままとなり、成形不
良となる。

【００８２】本発明では成形金型の下型キャビティ部に
エアベントを設けることで、ボイド５８を無くして成形
不良を防いでいる。以下、該成形金型を、第１４の実施
例として図４１〜図４２を用いて説明する。

【００８３】図４１は、下型キャビティ部５７の中央部
分を拡大したものである。本実施例では、ボイドとなる
空気を逃がすための通路（以降、エアベントと呼ぶ）５
９を、下型キャビティ部５７に設けている。

【００８４】エアベントは、空気のみを逃し、レジンは
侵入できないような大きさとしなければならない。この
ような大きさの孔を直接形成することは技術的に困難で
あるため、本発明では、下型を複数の部品に分割し、こ
れら部品同士の境界においてエアベントを形成してい
る。具体的には、下型キャビティ部５７にある程度の大
きさを孔を設け、該孔に、分割部品６０を栓のごとく嵌
合させている。そして、両者の境界面６１に所定のすき
まを残すことで、該すきまをエアベント５９としてい
る。従って、ボイドは、該エアベント５９をとおって、
下型キャビティ５７の厚さ方向へと逃げることになる。

【００８５】下型キャビティ部５７には、既に述べたと
おり、電極部を残すための突起部２２が格子状に設けら
れている。分割部品６０の上面にも、同様に、突起部２
２を設けている。

【００８６】さらに、本実施例では、この分割部品６０
に突出しピンも兼ねさせている。つまり、該分割部品６
０を必要に応じてキャビティ５７の内側方向へ突き出す
ようにすることで、成形品２３の離型を助ける。該分割
部品６０の突出し動作は、分割部品６０の外側端部を、
上下方向に移動可能に構成された固定板６３に取り付け
ることで実現している。これにより、固定板６３の上下
方向への移動に伴って、分割部品６０はキャビティ内へ
突出可能となっている。

【００８７】このような金型を用いた場合の一連の成形
工程を図４２を用いて説明する。

【００８８】図４２（ａ）は、金型キャビティ内に設置
した支持フレーム５（ここでは、実施例１を例に取
る。）、基板２、ＩＣチップ１のキャビティ中央部を拡
大した断面を示したものである。

【００８９】図４２（ｂ）はレジン１４の充填過程を示
したものである。閉じ込められたボイド５８は、エアベ
ント５９を通じて、下型キャビティの厚さ方向に流れ
て、キャビティの外へと排出される。図中、該ボイト５
８の流れを矢印で示した。

【００９０】図４２（ｃ）は、レジン１４の充填および
加熱硬化完了後に成形品を離型する際の様子を示したも
のである。固定板６３を金型に接近するように移動させ
ると、分割部品６０はキャビティ内部へ突出した状態と
なる。これにより成形品２３は金型から離型される。ま
た、エアベント５９にわずかにレジンが侵入することで
生じたレジンバリ６４も、分割部品６０の該摺動動作に
伴って剥がれ落ちる。従って、次の成形時にはエアベン
ト５９は再び正常な状態に戻る。

【００９１】ここでは下型キャビティ部を２分割した場
合について述べたが必要に応じて複数個の分割をしても
なんら差し支えないことは云うまでもない。

【００９２】さらに、分割部品６０の形状は矩形であっ
たが他の形状（長方形、円形他）でもなんら差し支えな
いことは云うまでもない。

【００９３】また、レジンバリの除去を容易にするため
の表面処理、例えば、ポリ４フッ化エチレンコーティン
グ他の処理を行ってもなんら差し支えないことは云うま
でもない。

【００９４】このように下型キャビティ部にエアベント
を設けることによりボイドをなくすことができる。さら
に、エアベントを設けるための構成部品（ここでは、分
割部品６０）に突出しピンを兼ねさせることで、エアベ
ント部に付着したレジンバリを自動的に除去できる。そ
のため、モールド工程の自動化が容易である。

【００９５】次に、上記課題の基板電極表面上のレジ
ンバリ発生過程とそれを防ぐための方法を説明する。

【００９６】その前に、レジンバリの発生過程について
図４３を用いて説明する。

【００９７】図４３（ａ）は、基板電極部と下型キャビ
ティ突起部を拡大した断面を示したものである。

【００９８】基板２の電極３の周辺や配線（図示せず）
は、絶縁物６５で覆われている。キャビティ内では、基
板２の電極表面６６と、下型キャビティの突起部２２の
登頂部６７と、が接した状態となっている。つまり、固
体表面同士が接している。該接触部分をさらに拡大し模
式的に描いたのが図４３（ｂ）である。電極表面６６お
よび登頂部６７は、共にその表面に微細な凹凸がある。
そのため、両者の接触部には、隙間６８が存在する。こ
のような隙間６８のある状態でレジン成形を行うと、図
４３（ｃ）のように、この隙間６８へレジン１４が侵入
し、レジンバリ６４として電極表面６６に残ることにな
る。

【００９９】さらに、基板全体から見ると、基板自体の
反り変形や厚さバラツキに起因したレジンバリの発生も
考えられる。

【０１００】これら要因に起因したレジンバリの発生を
防止する方法としては、基板を下型キャビティの突起部
に強制的に押し付けることで隙間を無くす方法が考えら
れる。しかし、この方法では、押し付ける力によって基
板が損傷すること等が考えられる。そのため、本発明で
は、離型剤あるいはゴム系樹脂を用いてこの隙間を埋め
ることで、レジンバリを防ぐ方法を提案する。以下、離
型剤を用いる方法を第１５の実施例として、また、ゴム
系樹脂を用いる方法を第１６の実施例として説明する。

【０１０１】第１５の実施例を図４４〜図４５を用いて
説明する。

【０１０２】まず、基板２の電極３と同一のパターンで
配置されたダミー突起物６９を備えた、ダミーの型７１
を用意する。そして、該ダミー突起物６９の登頂部に離
型剤７０を塗布する（図４４（ａ）参照）。ダミー突起
物６９への離型剤の塗布は、例えば、離型剤を塗布した
板等に、該ダミー突起物６９を当てることで容易に可能
である。離型剤としては、例えば、溶剤に分散させた、
シリコーン樹脂系のものあるいはポリ４フッ化エチレン
樹脂系のものがよい。また、成形温度付近で液状に近い
状態となるものであれば、ワックス系のものでも良い。

【０１０３】次に、基板２を、ダミーの型７１に乗せる
（図４４（ｂ）参照）。この場合、ダミー突起物６９
と、電極３との位置あわせを行っておく。これにより、
電極３の表面（電極表面６６）へ離型剤７０を転写する
ことができる（図４４（ｃ）参照）。

【０１０４】このようにして電極表面６６に離型剤７０
を転写された基板２を、レジン成形用の金型にいれる。
すると、基板２の電極表面６６と、下型キャビティの突
起部２２の登頂部６７とは、離型剤７０を介して接触し
た状態となる（図４５（ａ）参照）。

【０１０５】電極表面６６と突起部２２の表面との間の
隙間は、離型剤７０によって埋めらる。これにより、成
形時に該隙間にレジンが侵入することは妨げられ、レジ
ンバリの発生を防ぐことができる（図４５（ｂ）参
照）。

【０１０６】成形後、電極表面６６並びに登頂部６７に
は離型剤７０が付着している（図４５（ｃ）参照）。従
って、これを除去した後、電極表面６６にはんだバンプ
他の外部電極を形成することで、パッケージが完成す
る。

【０１０７】第１６の実施例を図４６〜図４７を用いて
説明する。

【０１０８】該方法では、予め特別の金型を準備してお
く必要がある。先ず、金型の準備段階を説明する。

【０１０９】先ず、基板２の電極３に、熱硬化型のゴム
系樹脂７２を塗布する（図４６（ａ））。熱硬化型のゴ
ム系樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂系やポリ４
フッ化エチレン系のものが良い。該ゴム系樹脂７２の塗
布は、実施例１５における離型剤の塗布方法と同様の方
法を適用可能である。

【０１１０】続いて、該基板２を成形用の金型に載せる
（図４６（ｂ）参照）ことで、下型キャビティの突起部
２２にゴム系樹脂７２を転写する（図４６（ｃ）参
照）。この後、所定の硬化条件にてゴム系樹脂７２を硬
化させる。

【０１１１】このようにして突起部２２にゴム系樹脂７
２を備えた金型を作製することができる。次に、この金
型を用いてのレジン成形の様子を図４７を用いて説明す
る。

【０１１２】基板２を先の金型にいれると、基板２の電
極表面６６と、下型キャビティの突起部２２とは、ゴム
系樹脂硬化物７３を介して接触した状態となる（図４７
（ａ）参照））。先に述べたとおり、レジン成形時に
は、下型キャビティ部よりも早い時期に上型キャビティ
の方にレジンが充填される（図３８〜図４０参照）。従
って、下型キャビティ部へのレジン充填が起こっている
時、上型キャビティ部に充填されているレジンによっ
て、基板２は、下型キャビティの突起部２２側へ押し付
けられている。このように基板２が下側に押しつけられ
ることで、電極表面６６とゴム系樹脂硬化物７３とは密
着する。さらに、これに伴って該ゴム系樹脂硬化物７３
が突起物２２の表面凹凸に倣って弾性変形することで、
電極表面６６と、ゴム系樹脂硬化物７３との隙間は埋め
られる（図４７（ｂ）参照）。これにより成形時に両者
の間にレジンが侵入し、レジンバリが発生するのを防ぐ
ことができる。

【０１１３】成形終了後に成形品２３を離型すれば、弾
性変形していたゴム系樹脂硬化物７３は元の状態に復元
する（図４７（ｃ）参照）。従って、該金型は、そのま
ま次回の成形に用いることができる。

【０１１４】この後、基板２の電極３上にはんだバンプ
他の外部電極を形成することで、パッケージは完成す
る。

【０１１５】第１５の実施例および第１６の実施例の効
果を説明する。

【０１１６】電極表面６６にレジンバリができている
と、当該電極表面にははんだバンプを形成することがで
きない。従って、ここでははんだバンプの形成時の歩留
まりに基づいて効果を検討する。はんだバンプ形成可能
率を図４８に示した。ここに示したデータは、ここで
は、電極数が４００ヶの場合の例である。

【０１１７】基板電極表面と金型突起部との間に柔軟物
がない方式においては、はんだバンプ形成率は、約５０
％であった。これに対して柔軟物（上述の離型剤７０あ
るいはゴム系樹脂硬化物７２）を金型突起部に設けた第
１５、１６の実施例では、ほぼ１００％の値となってい
た。従って、第１５、１６の実施例のように基板電極表
面と金型突起部との間に柔軟物を介在させることで、基
板の反りや厚さのバラツキを吸収し、また、両表面の密
着性も向上させて、レジンバリの発生を防止できる。

【０１１８】ここでは、離型剤、ゴム系硬化物について
述べたが成形温度にて変形する柔軟物であれば同様の効
果があることは云うまでもない。

【０１１９】

【発明の効果】本発明によれば、支持フレームを用いる
ことで生産性の向上、低価格化を図ることが容易とな
る。また、ＢＧＡ素子をレジン封止することで耐湿信頼
性等の大幅な向上が図れる。また、第１１〜１３の実施
例のように電極数が多くチップ外側にも電極を配置する
ような構造においても、支持フレームの構造の中でタブ
の形状を変更した拡張タブ形状とすることで容易に対応
できる。これら、支持フレームを用いることで、通常行
われている成形手法を取り入れることで成形工程の自動
化、省人化が容易であり、生産効率の向上、安定生産が
可能となる。

【０１２０】レジン成形時に発生するボイドや基板電極
表面のレジンバリを防止する成形金型構造により生産効
率の向上、安定生産が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のＢＧＡパッケージ構造の斜視図
である。

【図２】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３】レジン成形するまでの工程図である。

【図４】成形品から完成までの工程図である。

【図５】第２の実施例のＢＧＡパッケージ構造の斜視図
である。

【図６】第３の実施例のＢＧＡパッケージ構造の斜視図
である。

【図７】第４の実施例のＢＧＡパッケージ構造の斜視図
である。

【図８】第５の実施例のＢＧＡパッケージ構造の斜視図
である。

【図９】第６の実施例のＢＧＡパッケージ構造の斜視図
である。

【図１０】第７の実施例のＢＧＡパッケージ構造の斜視
図である。

【図１１】第１、４、６の実施例で用いた支持フレーム
の形状図である。

【図１２】第２、５、７の実施例で用いた支持フレーム
の形状図である。

【図１３】第３の実施例で用いた支持フレームの形状図
である。

【図１４】支持フレームの形状を変えたときの形状図で
ある。

【図１５】支持フレームの形状を変えたときの形状図で
ある。

【図１６】支持フレームの形状を変えたときの形状図で
ある。

【図１７】第８の実施例のＢＧＡパッケージ構造の斜視
図である。

【図１８】チップ／配線フィルム搭載多連フレーム完成
までの工程図である。

【図１９】第９の実施例のＢＧＡパッケージ構造の斜視
図である。

【図２０】第１０の実施例のＢＧＡパッケージ構造の斜
視図である。

【図２１】第１１の実施例のＢＧＡパッケージ構造の斜
視図である。

【図２２】第１２の実施例のＢＧＡパッケージ構造の斜
視図である。

【図２３】第１３の実施例のＢＧＡパッケージ構造の斜
視図である。

【図２４】第８、９、１０の実施例で用いた支持フレー
ムの形状図である。

【図２５】第１１、１２、１３の実施例で用いた支持フ
レームの形状図である。

【図２６】第２の実施例を成形するときの成形金型の斜
視図である。

【図２７】第３の実施例の成形するときの成形金型の斜
視図である。

【図２８】第４の実施例の成形するときの成形金型の斜
視図である。

【図２９】第５の実施例の成形するときの成形金型の斜
視図である。

【図３０】第６の実施例の成形するときの成形金型の斜
視図である。

【図３１】第７の実施例の成形するときの成形金型の斜
視図である。

【図３２】第８の実施例の成形するときの成形金型の斜
視図である。

【図３３】第９の実施例の成形するときの成形金型の斜
視図である。

【図３４】第１０の実施例の成形するときの成形金型の
斜視図である。

【図３５】第１１の実施例の成形するときの成形金型の
斜視図である。

【図３６】第１２の実施例の成形するときの成形金型の
斜視図である。

【図３７】第１３の実施例の成形するときの成形金型の
斜視図である。

【図３８】レジン充填過程の状態模式図である。

【図３９】レジン充填過程の状態模式図である。

【図４０】レジン充填過程終了時の状態模式図である。

【図４１】本発明の実施例１４の下型キャビティ中央部
の拡大図である。

【図４２】本発明の実施例１４の作用を示す金型キャビ
ティ中央部の模式図である。

【図４３】基板電極部と下型キャビティ突起部との接触
状態を模式的に示した図である。

【図４４】本発明の実施例１５の基板電極表面に離型剤
を塗布する工程を示す図である。

【図４５】離型剤付き基板の成形過程を表す図である。

【図４６】本発明の実施例１６の突起物２２に熱硬化型
ゴム系樹脂を付着させる工程を示す図である。

【図４７】ゴム系樹脂硬化物７３の付着された突起物２
２を備えた金型を用いて成形する過程を表す図である。

【図４８】はんだバンプ形成率の比較図である。

【図４９】従来のフェースアップタイプのＢＧＡパッケ
ージの断面図である。

【図５０】図４９を上側から見た平面図である。

【図５１】図４９を下側から見た平面図である。

【図５２】従来のフェースダウンタイプのＢＧＡパッケ
ージの斜視図である。

【図５３】図４１の接続部分を拡大した断面図である。

【符号の説明】

１・・・ＩＣチップ、２・・・積層回路基板、４・・・
金属バンプ、５・・・支持フレーム（i）、７・・・基
板固定用枠、１５・・・チップ／板搭載多連支持フレー
ム、２７・・・支持フレーム（ii）、２８・・・支持フ
レーム（iii）、２９・・・ガイド穴、３０・・・基板
固定用リード、３１・・・配線フィルム、３２・・・絶
縁性挿入物、３４・・・支持フレーム（iv）、３５・・
・チップ／配線フィルム搭載支持フレーム、３６・・・
支持フレーム（v）、３７・・・拡張タブ、３８・・・
拡張配線フィルム、５８・・・ボイド、６０・・・分割
部品、６２・・・突出しピン、６４・・・レジンバリ、
６６・・・電極表面、６９・・・ダミー突起物、７０・
・・離型剤、７１・・・離型剤付き基板、７２・・・熱
硬化型のゴム系樹脂、７３・・・ゴム系樹脂硬化物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/56 Ｔ 23/28 Ｚ 8617−4Ｍ (72)発明者大路一也神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者本田美智晴神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者北野誠茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者米田奈柄茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者江口州志茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者西邦彦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)発明者安生一郎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)発明者大塚憲一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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＩＣチップとそれを搭載・接続する積層回
路基板（以降、基板と略す）あるいは絶縁性基材上に配
線パターンを形成した配線フィルム(以降、配線フィル
ムと略す)とそれらの電気回路部品を外部と接続する電
極部を設け、その電極部に金属性バンプを形成してなる
半導体装置において、前記ＩＣチップ、基板あるいは配
線フィルムを固定支持する支持フレームを有し、電極部
以外の少なくとも一部を有機物で封止したことを特徴と
する半導体装置。
【請求項２】請求項１において、上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半導体装置。
【請求項３】請求項１において、上記支持フレームは、
ＩＣチップ、基板又は、配線フィルムのいずれかを固定
支持することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】ＩＣチップとそれを搭載・接続する積層回
路基板（以降、基板と略す）あるいは絶縁性基材上に配
線パターンを形成した配線フィルム(以降、配線フィル
ムと略す)とそれらの電気回路部品を外部と接続する電
極部を設け、その電極部に金属性バンプを形成してなる
半導体装置において、前記ＩＣチップ、基板あるいは配
線フィルムを固定支持する支持フレームを放熱板とする
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】ＩＣチップとそれを搭載・接続する積層回
路基板（以降、基板と略す）あるいは絶縁性基材上に配
線パターンを形成した配線フィルム(以降、配線フィル
ムと略す)とそれらの電気回路部品を外部と接続する電
極部を設け、その電極部に金属性バンプを形成してなる
半導体装置において、前記ＩＣチップ、基板あるいは配
線フィルムを固定支持する支持フレームの外枠を取外し
たことを特徴とした半導体装置。
【請求項６】請求項１において、ＩＣチップと基板を固
定支持し、ＩＣチップと基板はボンディングワイヤで接
続したことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】請求項１，４または５において、ＩＣチッ
プと配線フィルムを固定支持し、ＩＣチップと配線フィ
ルムはボンディングワイヤ、金属バンプでの接合あるい
は導電性樹脂による接着接合で接続したことを特徴とす
る半導体装置。
【請求項８】請求項１において、有機物で封止する形態
は、ＩＣチップと基板をボンディングワイヤで接続した
チップ搭載面並びに基板上の外部と接続する電極部を除
く全ての構成部品を封止あるいはチップ搭載面並びに基
板側面までの封止あるいはチップ搭載面のみを封止する
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項９】請求項１において、有機物で封止する形態
は、ＩＣチップと配線フィルムを金属接合あるいは導電
性樹脂で接続して構成したＩＣチップと配線フィルムの
搭載面並びに配線フィルム上の外部電極部を除いた部分
の封止あるいはＩＣチップと配線フィルムの接合面まで
の封止あるいは構成品の全てを封止することを特徴とす
る半導体装置。
【請求項１０】積層回路基板（以降、”基板”と略す）
または絶縁性基材上に配線パターンを形成した配線フィ
ルムと、ＩＣチップと、を支持フレーム上に搭載し、ＩＣチップと、上記基板または配線フィルムと、を電気
的に接続し、上記ＩＣチップと、上記基板または上記配線フィルム
と、上記支持フレームと、のうちの少なくとも一つにつ
いて、少なくともその一部を有機材料で、充填封止し、その後、はんだバンプを形成すること、を特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】請求項１０において、上記有機材料の充填封止は、成形金型を用いて行うこ
と、を特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】請求項１１において、上記成形金型は、上型と、上記はんだバンプの形成位置に対応して設けられ、上記
はんだバンプを形成する部分の形状を成形するための突
起物を有する下型と、からなるものであって、上記有機材料の充填封止は、上記互いに電気的に接続された、ＩＣチップと、基板ま
たは配線フィルムと、を搭載した支持フレームを、上記上型と上記下型との間に挟持し、該成形金型内に樹
脂を押圧することで行うこと、を特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】半導体装置の樹脂成形に用いられる成形
金型において、上型と、キャビティを備えた下型と、からなり、上記下型は、上記半導体装置の外部に露出される電極部
の配置パターンと同一のパターンで配置された突起物
を、上記キャビティに有するものであること、を特徴とする成形金型。
【請求項１４】請求項１３記載の成形金型において、上記下型は、上記突起物の設けられた面に、エアベント
を有すること、を特徴とする成形金型。
【請求項１５】請求項１４記載の成形金型において、上記エアベントは、上記上記突起物の設けられている領
域の略中央に設けられていること、を特徴とする成形金型。
【請求項１６】請求項１４記載の成形金型において、上記下型は、複数の部品から構成されたものであり、上記エアベントは、該部品と部品との境界における隙間
として形成されていること、を特徴とする成形金型。
【請求項１７】請求項１６記載の成形金型において、一部の上記部品は、上記キャビティ内へ突き出し可能に
構成されていること、を特徴とする成形金型。
【請求項１８】請求項１３記載の成形金型において、上記突起物の登頂部を被覆した、弾性を備えた柔軟物を
さらに有すること、特徴とする成形金型。
【請求項１９】請求項１８記載の成形金型において、上記柔軟物は、ゴム系樹脂であること、を特徴とする成形金型。
【請求項２０】請求項１９記載の成形金型において、上記柔軟物は、シリコンゴム系、または、ポリ４フッ化
エチレン系の、樹脂であること、を特徴とする成形金型。
【請求項２１】請求項１３，１４，１５，１６，１７ま
たは１８記載の成形金型において、上記突起物の設けられている面は、上記キャビティの底
面であること、を特徴とする成形金型。
【請求項２２】積層回路基板（以下、”基板”と略
す）、または、絶縁性基材上に配線パターンを形成した
配線フィルムと、上記基板または上記配線フィルムと、電気的に接続され
たＩＣチップと、上記ＩＣチップと、上記基板または配線フィルムとを搭
載した、支持フレームと、上記ＩＣチップと、上記基板または上記配線フィルム
と、上記支持フレームとのうちの少なくとも一つについ
て、少なくともその一部を封止した封止材と、上記基板または配線フィルムを通じて、上記ＩＣチップ
と電気的に接続され、且つ、外部に露出した複数の電極
部と、を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２３】請求項２２の半導体装置において、上記電極部は、格子状に配置されていること、を特徴とする半導体装置。