JPH0738012A - Ｐｇａ型パッケージ及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は５００ピン以上の汎用多端子素子に
対応可能なＰＧＡパッケージ及びその製法を提供するこ
とにある。 【構成】 複数個のリードフレーム１１を重ね、インナ
ーリード１１２とアウターリード１１４との中間部（基
板内配線部１１３）を樹脂でモールドしてパッケージ基
板９を作る。そして、該インナーリード１１２側に半導
体素子等を搭載する。一方、パッケージ基板９から突出
しているアウターリード１１４はそのまま、リードピン
３として使用する。 【効果】 大幅な低コスト化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多ピンパッケージに対応
可能なピングリッドアレイパッケージ及びその製法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品の高密度化が進むにつれ、ます
ます多ピンのパッケージが要求されている。

【０００３】現在使用されている多ピンパッケージとし
ては、例えば、樹脂モールド型パッケージのＱＦＰ（Qu
ad Flat Package）がある。しかし、このＱＦＰでは、
事実上、５００ピン以上のチップには対応できなかっ
た。つまり、ＱＦＰは端子をパッケージ周辺部にのみ配
置する構成であるため、ＰＧＡに比べて、ピン数の増加
に伴うパッケージの大型化が著しい。その結果、５００
ピン以上のレベルにおいては、ＱＦＰを使ったのでは実
装密度が低下してしまう。ピンをパッケージ周辺に２列
に配置したものもあるが、後述するＰＧＡに比べて、小
型化という点から見た場合には劣るものであった。はん
だペーストを用いた一括搭載・接続方式の表面実装で
は、量産プロセスではんだブリッジを起こさないピッチ
の限界が０．５ｍｍであることが、ＱＦＰのこの欠点を
さらに大きくしている。つまり、パッケージの小型化を
図るために端子間のピッチを０．５ｍｍピッチ以下にす
ると、量産過程において歩留まり低下を起こしてしまう
からである。

【０００４】多ピンの電子部品を搭載するパッケージと
しては、この他にも、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａ
ｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）等もある。しかし、これら
は、ピン数が３００〜５００本程度が限界であった。

【０００５】以上述べたような事情から、５００ピンを
超える多ピンのＬＳＩにおいては、ピングリッドアレイ
（PGA:Pin Grid Array）型のパッケージが主流になると
考えられている。また、ＬＳＩチップと、パッケージ側
のリードとの間の端子接続は、全面バンプのフリップチ
ップ方式を用いることになると思われる。

【０００６】現在のＰＧＡの製造方法について説明す
る。

【０００７】ガラスセラミックス基板（例えば、ムライ
ト等）を用いたＰＧＡの構造および製造方法の概要を図
３１を用いて説明する。内部に多層配線８を備えたガラ
スセラミック基板１は、その表面に配線を施された生の
状態のガラスセラミックスのシート（グリーンシート）
を積層化して焼結することによって作成される（このよ
うな技術に関しては、例えば、特願昭５５−５１１５４
号に記載されている）。該配線方法の原理自体は、通常
の多層基板と同じである。そして、該パッケージには、
全面フリップチップ方式でチップ２が搭載される。プリ
ント基板のスルーホールにはんだ付けするためのピン３
は、銀ろう（あるいは、Ａｕ−Ｓｎ，Ａｕ−Ｇｅ等）を
用いて基板１に接合されている（図中、接合部４として
示した）。

【０００８】搭載されたチップ２には、保護のために、
キャップ７を被せて、樹脂やはんだ等を用いて封止され
ている（図中、封止部６として示す）。なお、樹脂封止
の場合、封止をより完璧にするため、チップ２の周辺に
シリコーンゲルを配した後、この上からキャップ７を被
せて樹脂封止しているものもある。封止に使用する樹脂
としては、例えば、エポキシ、シリコーンゴム系の樹脂
が用いられている。

【０００９】このガラスセラミック基板を用いたタイプ
のＰＧＡは、熱膨張係数がＳｉチップに近いため、はん
だが熱疲労破壊を起こす恐れが少なく、信頼性が高いと
いう特長が有る。この点は５ｍｍ角以上の大型チップに
おいて特に重要となる。

【００１０】なお、ＰＧＡには、パッケージ基板にプリ
ント基板を用いたものもある。このタイプも、製造方
法、構造は、基本的には同様であるが、特殊な材料を必
要としない分だけ、低コストであるという長所がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したとおり、ＰＧ
Ａパッケージは、大型化を最小限に押さえつつ、０．５
ｍｍピッチ以上の広い間隔で５００本以上のピンを設置
できる等、多ピン化への対応という点で優れている。

【００１２】しかし、このようなＰＧＡについても以下
のような欠点があった。つまり、セラミックスタイプの
ＰＧＡでは、熱膨張率の小さい特殊なガラスセラミック
スを使用するため、コストが高くなっていた。一方、プ
リント基板を用いたＰＧＡでは、熱膨張が大きいため、
信頼性にかけ、ピン数の多い素子の搭載には不適であっ
た。その結果、従来、使用するＰＧＡの選定において
は、信頼性と、コストとのいずれかを犠牲にした選択を
行わざるをえなかった。

【００１３】さらに、いずれのタイプのＰＧＡも、その
作成に多数の工程（例えば、パターン、絶縁層形成、多
層化プロセス、ピン取り付け等）を要する多層基板を使
用するため、製造コストの低減にはおのずと限界があっ
た。

【００１４】また、チップの搭載をフリップチップ方式
で行なう場合、パッシベーションが必要となることも、
コスト上昇の原因となっていた。特に、プリント基板は
Ｎａイオンなどの不純物濃度が高いため（注：通常のプ
リント基板はモールド用の樹脂に比べ、Ｎａイオン等の
濃度が約一桁高い）、これを用いたＰＧＡはその悪影響
を防ぐための対策を施す必要があった。

【００１５】本発明は、信頼性、コストにおいて優れる
とともに、多ピン素子にも対応可能なピングリッドアレ
イパッケージおよびその製造方法を提供することを目的
とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、その一態様としては、パッ
ケージ基板と、上記パッケージ基板の一面側にグリッド
状に配置された複数のアウター側端子と、上記パッケー
ジ基板の上記アウター側端子とは反対側面に配置され
た、インナー側端子と、上記パッケージ基板内におい
て、上記アウター側端子と上記インナー側端子とを繋い
だ基板内配線と、を備え、上記パッケージ基板は、一体
成形されたものであること、を特長とするＰＧＡ型パッ
ケージ。

【００１７】上記アウター側端子と導通を有し、且つ、
上記パッケージ基板の基板面から外部に突出した、リー
ドピンを備え、上記アウター側端子と、上記リードピン
とは、一体成形されていることが好ましい。

【００１８】本発明の第２の態様としては、パッケージ
基板と、上記パッケージ基板の一面側にグリッド状に配
置された複数のアウター側端子と、上記パッケージ基板
の上記アウター側端子とは反対側面に配置された、イン
ナー側端子と、上記パッケージ基板内において、上記ア
ウター側端子と上記インナー側端子とを繋いだ基板内配
線と、を備え、上記パッケージ基板は、少なくとも３つ
の層によって構成されており、上記基板内配線は、一の
上記層と他の上記層との界面に沿っては配置されていな
いこと、を特長とするＰＧＡ型パッケージが提供され
る。

【００１９】上記第１、第２の態様においては、上記基
板内配線は、上記パッケージ基板の基板面に対して斜め
方向の成分を含んで配置されていても構わない。

【００２０】本発明の第３の態様としては、該ＰＧＡパ
ッケージに搭載される電子部品の端子と接続されるイン
ナー側端子部と該電子部品用パッケージを搭載する基板
の端子と接続されるアウター側端子部とを備えたリード
を、少なくとも二つ有するリードフレームを作成し、少
なくとも上記アウター側端子部がグリッドを構成するよ
うに、上記リードフレームを複数個配置し、上記リード
の各々について、上記インナー側端子部と、上記アウタ
ー側端子部と、を残して絶縁性物質で被い、上記リード
を一体化すること、を特長とするＰＧＡパッケージの製
造方法が提供される。

【００２１】上記一体化は、上記絶縁性物質をモールド
することによってなされることが好ましい。

【００２２】本発明の第４の態様としては、板状の基材
に少なくとも二つのインナー孔をあけてインナー側基材
とするインナー基材作成工程と、板状の基材に少なくと
も二つのアウター孔をあけてアウター側基材とするアウ
ター基材作成工程と、上記インナー孔と、上記アウター
孔のうち該インナー孔に対して予め定められたアウター
孔とに、線材を通す配線工程と、上記配線工程の後、上
記インナー側基材と、上記アウター側基材との間に樹脂
を充填する充填工程と、上記充填工程の後、上記インナ
ー側基材および上記アウター側基材の樹脂の充填されて
いない側において、上記線材を切断する切断工程と、を
含むことを特長とする電子部品用パッケージの製造方法
が提供される。

【００２３】上記アウター孔は、グリッド状に配置され
ていても構わない。

【００２４】本発明の第５の態様としては、パッケージ
基板と、上記パッケージ基板の一面側にグリッド状に配
置された複数のアウター側端子と、上記パッケージ基板
の上記アウターリード端子とは反対側面に配置されたイ
ンナー側端子を設けられたパッケージ基板と、上記パッ
ケージ基板内において、該パッケージ基板の基板面に対
して斜め方向の成分を含んで配置された、上記アウター
側端子と上記インナー側端子とを繋ぐ基板内配線と、上
記インナー側端子に接続された半導体チップと、上記半
導体チップを封止した封止材と、を有することを特長と
する半導体素子が提供される。

【００２５】

【作用】上記第１の態様、第３の態様の態様に関して説
明する。

【００２６】該ＰＧＡパッケージに搭載される電子部品
の端子と接続されるインナー側端子部と該電子部品用パ
ッケージを搭載する基板の端子と接続されるアウター側
端子部とを備えたリードを、少なくとも二つ有するリー
ドフレームを作成する。これは、例えば、エッチングに
よって作成可能である。次に、少なくともアウター側端
子部がグリッドを構成するように、リードフレームを複
数個配置する。そして、インナー側端子部と、アウター
側端子部と、を残して絶縁性物質で被って、リードを一
体化する。この一体化は、例えば、絶縁性を有する樹脂
をモールドすることによって可能である。

【００２７】このようにして得られるＰＧＡパッケージ
は、基板内配線が、パッケージ基板の基板面に対して斜
め方向の成分を含んだものとなっている。また、アウタ
ー側端子と、リードピンとは、一体に成形され両者の間
には接続部は存在しない。さらに、パッケージ基板は、
単一の層によって構成されている。

【００２８】上記第２の態様、第４の態様について説明
する。

【００２９】板状の基材に少なくとも二つのインナー孔
を開けてインナー側基材とする。同様に、板状の基材に
少なくとも二つのアウター孔を開けてアウター側基材と
する。続いて、インナー孔と、アウター孔のうち該イン
ナー孔に対して予め定められたアウター孔とに、線材を
通し、この後、インナー側基材と、アウター側基材との
間に樹脂を充填する。さらに、インナー側基材およびア
ウター側基材の樹脂の充填されていない側において、線
材を切断する。この後は、必要に応じて、アウター孔か
ら露出している線材にリードピンを接続しても良い。

【００３０】このようにして得られるパッケージは、基
板内配線が、パッケージ基板の基板面に対して斜め方向
の成分を含んだものとなっている。また、パッケージ基
板は、３つの層によって構成されている。なお、アウタ
ー孔は、グリッド状に配置しておけば、ＰＧＡ型のパッ
ケージとなる。

【００３１】上述した方法によって得られたパッケージ
にチップを搭載する際には、封止材を用いてチップを封
止しておく。この場合、封止材として、パッケージ基板
やはんだと熱膨張係数の近いものを使用しておけば、熱
膨張にともなって生じる応力を緩和し信頼性が高まる。

【００３２】

【実施例】本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

【００３３】本実施例のＰＧＡパッケージは、パッケー
ジ基板を樹脂モールドで成形するとともに、これと一括
して該基板内部の配線を行うことを特長とする。

【００３４】本実施例のフリップチップ型のＰＧＡパッ
ケージの内部構造を図１に示す。

【００３５】本実施例のパッケージ基板９内の基板内配
線部１１３は、インナーリード１１２とアウターリ−ド
１１４（リ−ドピン３）の付け根とを、ほぼ最短距離で
結ぶように斜めの方向に伸びている（注：従来製法（図
３０参照）においては、パッケージ基板を多層化するこ
とによって配線を行っていたため、水平方向と垂直方向
にのみ伸びていた。）。また、該基板内配線部１１３か
ら続いて外部にまで伸びているアウターリード１１４
が、そのままリードピン３を構成している。

【００３６】基板内配線部１１３は必ずしも、最短距離
を結ぶようになっている必要はなく、回路設計上要求さ
れる様々な条件などに応じて適宜曲線等にすることがで
きる。

【００３７】インナ−リ−ド１１２が特許請求の範囲に
おいて言う”インナ−側端子””インナ−側端子部”に
相当する。また、アウターリ−ド１１４が、特許請求の
範囲において言う”アウター側端子”、”アウター側端
子部”に相当するものである。

【００３８】チップ２の搭載は、フリップチップ方式で
行うこととなっており、インナーリード１１２は、チッ
プ２のバンプ５に合わせたグリッド状に配置されてい
る。一方、リードピン３（アウターリード１１４）も、
所望のピングリッドアレイを構成している。

【００３９】チップ２の封止は、同様に樹脂モールドで
行われている（図中、符号１０で示す）。

【００４０】図１のパッケージに、ヒートシンクを設け
た例を図２に示す。ヒートシンク２９の材料としては、
ＡＬＮ，Ｃｕ，ＣｕＣ，Ａｌ，ＳｉＣ等が使用可能であ
る。この場合には、チップ２の全面を樹脂１０で完全に
覆うと応力的負担が大きくなり、樹脂等が劣化して割れ
やすくなる。従って、この図の例では、ヒートヒートシ
ンク２９とチップ２との間には、樹脂を充填しない構造
としている。なお、該図２中、８はＰＧＡパッケージを
搭載するプリント基板、８０はバンプ、８２ははんだで
ある。

【００４１】本実施例のＰＧＡパッケージの製造方法を
説明する。

【００４２】工程１） リードフレーム１１の成形（図
３参照） 上述のインナーリード１１２、基板内配線部１１３、ア
ウターリード１１４、を備えた、リードフレーム１１を
作成する。１個のリードフレーム１１に設けるリードの
数およびその間隔は、ピングリッドアレイ一行の中に含
まれているピンの本数（＝ピンの列数）、ピンの間隔に
合わせておく。また、インナーリード１１２の間隔は、
搭載するチップ２に設けられているバンプ５の”列”
と”列”との間隔に一致されている。各インナーリード
１１２等の長さは、目的とするパッケージの大きさ、形
態等に応じて適宜決めれば良い。なお、１個のＰＧＡを
製造するには、ピングリッドの”行”数分だけ該リード
フレーム１１を使用する。例えば、図３に示したリード
フレーム１１は、リード（１１２，１１３，１１４）を
９本備えており、ピンの配置がｎ行×９列（注：ｎは所
望の自然数）となっているＰＧＡを製造するのに使用さ
れる。図１に示したＰＧＡはリードピン３の配置が３行
×４列であるため、リード（１１２，１１３，１１４）
を４本備えたリードフレーム１１を３個使用する。

【００４３】本実施例では、金属板（あるいは金属テー
プ）の図中符号１１６を付した部分をエッチングするこ
とによって、リードフレーム１１を製造しているが、製
造方法はこれに限定されるものではない。例えば、ピン
数が比較的少ない場合には、打ち抜き等でも製造するこ
とが可能である。該リードフレーム１１のリード（１１
２，１１３，１１４）はそのままパッケージ基板９内の
配線を構成するため、十分な導電性を備えた材料を用い
て構成することは言うまでもない。また、アウターリー
ド１１４については、パッケージ完成後リードピン３と
して使用されるため、十分な強度を備えていることも必
要である。リードフレーム１１は、必ずしも１種類の金
属等からか作る必要はなく、複数種類の金属を組み合わ
せてもよい。また、部分的に補強する等して構成しても
構わない。例えば、Ｆｅ−Ｎｉ系の材料を使用する場合
には、表面にＮｉ−Ａｕめっきを施してもよい。なお、
後述する工程４においてインナーリード１１２，アウタ
ーリード１１４の端部を切断しない構造（図１８、図１
９参照）であれば、樹脂封止前にめっきを施すことがプ
ロセス上望ましい。

【００４４】工程２） 金属冶具１５ｕ，ｄへのリード
フレーム１１の挿入・固定（図４参照）、金属治具１５
ｄには、目的とするピングリッドの行と行との間隔に合
わせた溝１５０ｄが、ピングリッドの列数分だけ並べて
設けられている。一方、金属治具１５ｕには、チップ２
のバンプ５の行と行との間隔に合わせた溝１５０ｕが、
目的とするピングリッドの行数分だけ並べて設けられて
いる。リードフレーム１１のインナーリード固定部１１
１を溝１５０ｕに、一方、アウターリード固定部１１５
を溝１５０ｄに、挿入し固定することによって、各リー
ドフレーム１１間の間隔を所定のピッチに保つことがで
きる。

【００４５】工程３） 樹脂モールド（図５乃至図９参
照） 金属治具１５ｕ，ｄおよびリードフレーム１１を金型１
６へ固定する（図５参照）。そして、樹脂をゲート１９
からキャビティ１８へ流し込んで、モールドする（図６
参照）。これにより、パッケージ基板９を成形すること
ができる（図８参照）。この場合、インナ−リ−ド１１
２は該パッケージ基板９の一面側に、また、アウターリ
−ド１１４は他面側に配置された構造となっている。ま
た、両者は、基板内配線部１１３によってつながってい
る。モールドに使用する樹脂は、少なくとも、チップ２
を搭載する際に使用するはんだのリフロー温度（２２０
〜２６０℃）に耐えられるものを使用することは言うま
でもない。樹脂モールドによって得られたパッケージ基
板９の内側に、基板内配線部１１３と、インナーリード
１１２およびアウターリード１１４の一部が配置された
構造となる。樹脂モールドをいずれの領域にまで行うか
は、目的とするパッケージのサイズ、形状等に応じて適
宜変更すれば良い。インナーリード１１２、アウターリ
ード１１４等がどの程度の長さ分だけパッケージ基板９
を構成する樹脂に埋もれるかは、本発明のパッケージ自
体の性能には特に影響がない。従って、インナーリード
１１２，アウターリード１１４を予めある程度長めにし
ておけば、リードフレームの汎用性が高まり、生産コス
トの削減という観点からは有効である（注：インナーリ
ード１１２等の余分な部分は、後述する工程３で切断除
去される。）。

【００４６】なお、モ−ルドに使用する樹脂は当然なが
ら絶縁性のものを使用する。例えば、エポキシ樹脂を使
用可能である。

【００４７】図５は、金属治具１５ｕ等が金型１６に入
れられている様子を、図４の矢印に相当する方向から見
た透視図である。図６は、樹脂を流し込んだ状態を示す
図である。図７は、成形後に、金型１６を取外した状態
を示す図である。図８および図９は、成形後に、金属治
具１５ｕ，ｄを取外した状態を示す図である。

【００４８】工程４） インナーリード１１２、アウタ
ーリード１１４の切断（図１０参照） 以上の工程で得
られたパッケージ基板９の上面および下面から出ている
インナーリード１１２、アウターリード１１４を所定の
長さに切断すれば、（チップ２を未搭載の）ＰＧＡパッ
ケージが完成する。

【００４９】インナーリード１２等のパッケージ基板９
からの突出長さは、切断位置を変えることによって自由
に調整可能である。また、切断の方法も特に限定されな
い。例えば、インナーリード１１２およびアウターリー
ド１１４を、パッケージ基板９の上面・下面の位置で切
断すれば、図１１のごとく、チップキャリア型のパッケ
ージを得ることができる。チップキャリア型構造（図１
１参照）やインナーリード１１２等の突出が短い場合に
は、銅のように軟らかい材料でリードフレーム１１等を
構成しても構わない。銅ははんだにぬれやすいので、端
子部のリード表面にメタライズ処理を行う必要はない。

【００５０】なお、パッケージ基板９のインナーリード
部１１２の付け根位置に凹部９１を形成しておけば（図
１２、図１３参照）、はんだボール等の供給を容易にす
ることができる。該凹部９１の底位置からインナーリー
ド１１２を切断するには、レーザを用いれば良い。

【００５１】工程５） チップ２の搭載 この後、チップ２を搭載するとともに、樹脂をポッティ
ングしてチップ２を封止する（図１中、該ポッティング
樹脂を符号１０を付した。）。チップ２の封止に使用す
る樹脂は、パッケージ基板９の成形に用いたものよりも
低温で処理可能なものを使用することは言うまでもな
い。

【００５２】この場合、該封止用の樹脂として、熱膨張
係数がパッケージ基板９を構成する樹脂にやはんだに近
いものを使用すれば、チップ２と、パッッケージ基板９
との間の熱膨張の違いによって生じる応力をやわらげ、
パッケージの信頼性が高まる。さらには、チップ２とパ
ッケージ基板９との間にも該樹脂を充填しておけば、該
効果はさらに高まる。熱膨張係数をパッケ−ジ基板９樹
脂とはんだとのいずれにあわせるかは、搭載するチップ
の大きさ等に応じて異なる。なお、このような点に関し
ては、特開昭６０−６３９５１号に記載されている通り
である。該封止用の樹脂としては、例えばエポキシを使
用可能である。

【００５３】上記説明中においてはリードフレーム１１
を平坦なままで使用していたため、図３参照）、リード
ピン３の構成するピングリッドの行間隔は、インナーリ
ード１１２の行間隔と同じになっていた（図１４（ａ）
参照）。しかし、各リードフレーム１１に、図１５に示
すごとく、予め曲げ加工を施しておけば（注：金属治具
１５ｄの溝１５０ｄの間隔も、当然併せて変更する。図
１６参照）、リードピン３の行と行との間隔についても
所望のものとすることができる。各リードフレーム１１
の曲げ加工の程度、曲げ位置等は、当該リードフレーム
１１を挿入する溝１５０ｕ，ｄの位置によって、異なる
ものとしても良い。例えば、図１５の例では、最外側の
溝１５０ｕ，ｄに挿入するリードフレーム１１の曲げを
大きくする一方で、真中の溝１５０ｕ，ｄに挿入するリ
ードフレーム１１については曲げ加工を全く行っていな
い。このようにすれば、ＰＧＡパッケージの完成状態に
おけるリードピン３の間隔を、行方向と列方向とで一致
させることができる（図１４（ｂ）参照）。但し、リー
ドピン３の配列は、全体が均等に配列されている必要は
なく、その配列はなんら限定されることなく、自由に設
計することができる。従って、例えば、局所的にリード
ピン３とリードピン３との間隔を変更したり、ピングリ
ッドアレイの領域中において、局所的にリードピン３を
全く設けないエリアを設けたりしても構わない。

【００５４】なお、折り曲げ加工の程度が溝１５０によ
って異なる場合には、当然、リードフレーム１１も挿入
する溝１５０ごとに設計、製作しておくことが理想的で
はある。しかし、上述したとおり、インナーリード１１
２、アウターリード１１４を予め長めに設計しておけ
ば、該加工の程度の違いを、これら（インナーリード１
１２等）が樹脂に埋まる長さの違いとして吸収すること
ができ、製造コスト削減という観点からは好ましいもの
となる。例えば、上記真中に位置し、折り曲げ加工の全
くなされないリードフレーム１１では、インナーリード
１１２の樹脂に埋もれてしまう長さが最も短い。一方、
最も外側に位置し、折り曲げ加工が最も大きいリードフ
レーム１１では、インナーリード１１２の樹脂に埋もれ
てしまう長さが最も長くなる。

【００５５】次に、リードフレーム１１の形状を変更す
ることによって、作業性や歩留まりを向上させた例を幾
つか説明する。

【００５６】図１７は、インナーリード１１２の幅を、
その切断位置Ｃ１（図中、波線で示す）において、狭く
した例である。この例では、インナーリード１１２の切
断が容易となる。

【００５７】図１８は、同様に、アウターリード１１４
（リードピン３）の幅を、その切断位置Ｃ２（図中、波
線で示す）において、狭くした例である。この例では、
アウターリード１１４と、アウターリード固定部１１５
との境目を切断位置Ｃ２としているため、単に、アウタ
ーリード固定部１１５を該切断位置Ｃ２から折り曲げる
だけで、容易にアウターリード固定部１１５を切り離す
ことができる。

【００５８】図１９は、インナーリード１１２の側に補
助リード１１６を設けた例である。インナーリード１１
２の接続端子面は高精度の平坦化が要求されるため、そ
の端面１１２０はエッチング、めっき状態のままで残し
たい。そのため、この例では、各インナーリード１１２
を支える補助リード１１６を別途設け、インナーリード
１１２自体に対しては切断加工を行わない構造としてい
る。リードフレーム１１を樹脂モールドした後、補助リ
ード１１６のみを切断すれば、上記実施例と同様に、イ
ンナーリード１１２とインナーリード固定部１１１とを
切り離すことができる。該切断加工は、レーザ光線等を
用いれば容易に行うことができる。あるいは、図１７等
の例と同様に、補助リード１１６はその切断位置Ｃ３に
おいて幅を細くされているため、該切断位置Ｃ３から折
り曲げて切断することも可能である。なお、図中、一点
鎖線Ａよりも下側領域は、上記工程３において樹脂モー
ルドされる部分である。

【００５９】図２０は、図１９の例と同様の目的のた
め、アウターリード１１４に補助リード１１６’を設け
たものである。図中、切断位置Ｃ４を破線で示す。ま
た、一点鎖線Ａ’よりも上側の領域が、上記工程３にお
いて、樹脂モールドされる領域である。

【００６０】図１９、図２０のごとく補助リード１１６
を設けた場合には、インナーリード１１２等の長さを調
整することができない。従って、この場合には、リード
フレーム１１を当初からパッケージ完成後のサイズに合
わせて作成しておかなければならない。

【００６１】図２１は、タイバー１１７で各リード（１
１２，１１３，１１４）を固定した例である。電子部品
の高密度化が進むと、リード間のピッチが狭くなり補助
リード１１６を設けのは困難になる。そのため、この例
のように、タイバー１１７でリード（１１２，１１４）
を固定するようにしても良い。樹脂モールド後は、該タ
イバー１１７を切断し、各リードを独立させる。切断
は、例えば、切断切離しにはレーザ等による溶融切断、
切削加工、砥石による溝きり研削加工等により可能であ
る。

【００６２】なお、タイバー１１７は、基本的には、リ
ードフレーム１１と同じ材質でできているため、該タイ
バー１１７がそのまま残っていたのでは、各リードが短
絡してしまう。従って、該タイバー１１７は、樹脂モー
ルド後切断しなければならず、そのためには、該タイバ
ー１１７の位置は工程３において樹脂に完全に埋もれて
しまわない位置でなければならない。

【００６３】本実施例では、タイバー１１７の位置を、
樹脂モールド面位置（図２１中、破線Ｂで示す）に合わ
せているため、上記工程３（樹脂モールド）の際に、樹
脂が溝１５０ｕ内のインナーリード１１２間にまで侵入
し、バリが発生するのを防ぐことができる（注：溝１５
０ｕ内においては、インナーリード１１２とインナーリ
ード１１２との間にキャビティー１８とつながったすき
まが残っている。）。アウターリード１１４についても
同様である。

【００６４】タイバー１１７を設ける代わりに、図２２
のごとく、樹脂テープ１１８等をリードに貼り付けるこ
とによっても、同様の効果を得ることができる。この貼
り付けの際には、加熱加圧等を行うようにすれば、より
確実にリードとリードとの間のすきまを埋めることがで
き、バリ発生防止効果をより確実なものとすることがで
きる。導電性のない樹脂テープであればリード間で短絡
が生じるがことはないため、該樹脂テープ１１８が基板
９内に残っても構わない。図２２の例においては、バリ
発生を防止するため、該樹脂テープ１１８を樹脂モール
ド面に合わせて貼付けている。

【００６５】以上説明したように本実施例においては、
樹脂モールド法を用いて、ＰＧＡパッケージを製造する
ことができるため、製造コストを低減させることができ
る。さらに、図１７乃至図２２に示したリードフレーム
１１を用いれば、リード切断部（あるいは、端子部）の
形状の均一化および平坦化を図ることができる。

【００６６】さらに、製造工程が単純であるため、純度
の高い樹脂を用いてさえやればパッケージ基板９中の不
純物濃度（特に、Ｎａイオン）を容易に抑えることがで
きる。従って、パッケージ基板側からの不純物の流入に
よる悪影響を阻止し、信頼性の高いパッケージを実現す
ることができる。

【００６７】第２の実施例を説明する。

【００６８】この実施例は、図２３に示すとおり、イン
ナー側基材２２のインナー孔２２０と、アウター側基材
２４のアウター孔２４０とに、線材３００を通し、その
後、両基材２２，２４間に樹脂２３を充填することによ
ってパッケージ基板９’を製造するものである。

【００６９】インナー側基材２２を図２４に示す。該イ
ンナー側基材２２は、ガラスエポキシ等からなる薄板状
の部材である。該インナー側基材２２には、該ＰＧＡパ
ッケージに搭載予定のチップ２のバンプの配列にあわせ
たインナー孔２２０が設けられている。本実施例におい
ては、０．３ｍｍピッチの格子状にインナー孔２２０を
配置している。

【００７０】アウター側基材２４を図２５に示す。アウ
ター側基材２４は、上述したインナー側基材２２とほぼ
同様の構成であるが、アウター孔２４０が、リードピン
３にあわせた配置となっている。また、リードピン３が
取り付けられる側には、アウター孔２４０の縁に銅パッ
ド２４２が設けられている。本実施例においては、アウ
ター孔２４０を、１．０ｍｍピッチの格子状に配置して
いる。

【００７１】線材３００は、パッケージ基板９’内にお
ける配線を構成するものであり、本実施例においては、
０．１５ｍｍの被覆柔銅線を使用している。

【００７２】製造工程を説明する。

【００７３】工程１）上記インナー側基材２２とアウタ
ー側基材２４とを向かいあわせたペアを、複数組作り、
これらを重ねるように並べて固定する。そして、そのイ
ンナー孔２２０，アウター孔２４０に線材３００を通
す。

【００７４】この場合、アウター側基材２４は、ペアと
なるインナー側基材２２と反対側に銅パッド２４２を向
けておく。また、線材３００を通す際の作業性を考慮
し、各ペアの向きは、同一種類の基材２２，２４同士が
隣接するようにしている。つまり、アウター側基材２４
の隣にはアウター側基材２４が、また、インナー側基材
２２の隣にはインナー側基材２２があるようにしてい
る。但し、各ペアの向きはこれに限定されるものではな
い。図２３においては、ペアとされているインナー側基
材２２とアウター側基材２４とに、同一の添字を付し
た。

【００７５】本実施例においては、インナー孔２２０，
アウター２４０が各々４９個づつ存在するため、合計４
９本の線材３００を使用することになる。当然ながら、
１本の線材３００を通すインナー孔２２０，アウター孔
２４０は、その時々に応じてでたらめに選択されるもの
ではなく、チップ２のバンプ５と、当該バンプ５に対応
するリードピン３との位置関係に応じて予め決められて
いる。

【００７６】なお、固定作業と、線材３００を通す作業
とは、いずれを先に行っても構わない。

【００７７】工程２）ペアを構成しているインナー側基
材２２とアウター側基材２４との間に樹脂２３を充填す
る。ペアとペアとのすきま部２７は、そのまま残してお
く。これにより、すきま部２７において線材３００でつ
ながったパッケージ基板９’が、ペアの組数分だけ出来
上がる（図２３参照）。

【００７８】工程３）線材３００をすきま部２７におい
て切断し、各パッケージ基板９’を分離する。この場
合、線材３００の端面の位置が、基板９’の外面と一致
するようにしておく。該分離後のパッケージ基板９’を
図２６に示す。パッケージ基板９’は、インナー側基材
２２と、樹脂２３と、アウター側基材２４との層構造に
なっている。そして、その内部においては、インナー孔
２２０とアウター孔２４０とを結ぶ配線が線材３００に
よってなされている。樹脂２３は、インナー孔２２０，
アウター孔２４０内にも行き渡っており、線材３００が
ぐらつくことはない。また、線材３００の端面３１２，
３１４は、インナー側基材２２およびパッド２４２の外
側面と略同一面上にある。インナー孔２２０の開口部を
拡大した様子を図２７に示す。

【００７９】このようにして出来上がったパッケ−ジ基
板９’は、インナー側基材２２と、樹脂と、アウター側
基材２４との、３層構造となっている。

【００８０】工程４）銅パッド２４２上にはんだを供給
し、該銅パッド２４２と、線材３００とをつなぐはんだ
バンプ５０を形成する（図２８参照）。

【００８１】工程５）銅パッド２４２にリードピン３’
を、はんだ等によって接続する（注：表面実装型のチッ
プキャリアとして使用する場合には、リードピン３’は
取り付けない）。これにより、チップ２を搭載していな
い状態のＰＧＡパッケージが完成する（図２９参照）。

【００８２】この後は、上記実施例と同様の方法で、チ
ップ２の搭載、封止を行うことができる。

【００８３】以上説明した第２の実施例では、複数のパ
ッケージを一括して製造することができるため、製造コ
ストの低減を図ることができる。また、基板９’内にお
ける配線を線材３００を用いて実現しているため、配線
の自由度が高い。従って、グリッド上異なる位置（行、
列）にある、インナー孔２２０と、アウター孔２４０と
を、繋ぐような配線とすることも容易に可能である。特
に、本実施例では、絶縁被覆３１０を備えた線材３００
を使用しているため、各線材３００同士の機械的接触が
生じても全く問題がなく、該配線の自由度はさらに高い
ものとなっている。

【００８４】なお、インナー側基材２２とアウター側基
材２４との間に別の基材を追加してパッケ−ジ基板９’
が４層以上に構成されるようにしてもなんら差し支えは
ない。

【００８５】上記実施例のＰＧＡパッケージと、エリア
ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）とを組み合わせて使
用した例を図３０に示す。該ＰＧＡパッケージへのチッ
プ２の搭載は、チップ２をまずＴＡＢ４０に搭載した
後、ＴＡＢ４０のアウターリード４４と、該ＰＧＡパッ
ケージのインナーリード１１２とを接続する。そして、
この後、樹脂１０でチップ２およびＴＡＢ４０をモール
ドすればよい。

【００８６】上記説明においては、リードピン３、イン
ナーリード１１２が、グリッド（格子）状に設けていた
が、この例のように、リードフレーム１１の配置の仕
方、折り曲げに方よっては、これらを局所的に集中して
配置することも可能である。

【００８７】以上説明したとおり、上記実施例において
は、ＰＧＡパッケージを低コストで製造することができ
る。また、パッケージ基板を構成する材料中の不純物濃
度を低く保つことができるため信頼性が高いパッケージ
を得ることができる。

【００８８】また、パッケージの裏面の全体にピンを配
置することができるため、ピン数が増えてもアウター側
の接続ピッチを比較的大きく保つことができる。従っ
て、スルーホール接続でも、表面実装でも高歩留まり化
が可能である。

【００８９】さらには、アウターリードをそのままリー
ドピンとして使用する例においては、リードピンの剛性
が高くなるため、基板への実装時の影響が少なく、使い
勝手性に優れた構造となる。特に、一旦基板に搭載した
パッケージを取外して修理を施すような際には該効果は
有効である。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ＰＧＡパッケージの大幅な低コスト化を図ることができ
る。また、パッケージ基板９中のチップ２に悪影響を与
えるような不純物の濃度を押さえることができるため、
信頼性が高い。さらに、アウターリードをそのままリー
ドピンとして使用する態様においては、リードピンの合
成が高いため、基板への実装時等における取扱が容易
で、使い勝手性に優れた構造となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例であるＰＧＡパッケージ
の内部構造を示す（ａ）側面模式図、（ｂ）平面模式図
である。

【図２】ヒートシンクを取り付けて基板８０に実装した
状態を示す模式的な断面図である。

【図３】リードフレーム１１を示す（ａ）平面図、
（ｂ）側面図である。

【図４】リードフレーム１１を金属治具１５ｕ，ｄに挿
入・固定した状態を示す斜視図である。

【図５】リードフレーム１１および金属治具１５ｕ，ｄ
を、金型１６に納めた状態を示す模式的な断面図であ
る。

【図６】金型１６内に樹脂を流し込んだ状態を示す模式
的な図である。

【図７】樹脂モールド後、金型１６を取外した状態を示
す側面図である。

【図８】樹脂モールド後、金型１６および金属治具を取
外した状態を示す斜視図である。

【図９】樹脂モールド後、金型１６および金属治具を取
外した状態を示す側面図である。

【図１０】リードの不要部分を切断除去した状態を示す
側面図である。

【図１１】インナーリード１１２およびアウターリード
１１４を、パッケージ基板９の付け根部分から切断し、
チップキャリア型のパッケージとした例を示す模式的な
断面図である。

【図１２】パッケージ基板９表面におけるインナーリー
ド１１２、アウターリード１１４の付け根部に、凹部９
１を設けた例を示す側面図である。

【図１３】凹部９１を示す模式的な拡大断面図である。

【図１４】インナーリード１１２（あるいはチップ２の
バンプ５）の構成するグリッドと、アウターリード１１
４の構成するグリッドとの、違いを示す模式的な上面透
視図である。

【図１５】リードフレーム１１に折り曲げ加工を施す際
の、折り曲げ方の一例を示すを示す斜視図である。

【図１６】折り曲げ加工を施したリードフレーム１１を
金属治具に固定した様子を示す斜視図である。

【図１７】インナーリード１１２を切断位置において細
くした例を示す部分拡大図である。

【図１８】アウターリード１１４を、切断位置において
細くした例を示す部分拡大図である。

【図１９】インナーリード１１２に補助リード１１６を
設けた例を示す部分拡大図である。

【図２０】アウターリード１１４に補助リード１１６’
を設けた例を示す部分拡大図である。

【図２１】インナーリード１１２間に、タイバー１１７
を設けた例を示す部分拡大図である。

【図２２】インナーリード１１２間に、樹脂テープ１１
８を設けた例を示す部分拡大平面図および部分拡大上面
図である。

【図２３】本発明の第２の実施例によるＰＧＡ基板製造
方法を模式的に示した断面図である。

【図２４】インナー側基材２２を示す上面図および側面
図である。

【図２５】アウター側基材２４を示す上面図および側面
図である。

【図２６】本発明の第２の実施例によるパッケージ基板
９’を示す模式的な断面図および下面図である。

【図２７】パッケージ基板９’の孔２２０部分の拡大図
である。

【図２８】パッケージ基板９’の孔２４０部分の断面構
造を示す拡大図である。

【図２９】本実施例のＰＧＡパッケージの完成状態を示
した模式的な断面図である。

【図３０】第１の実施例のＰＧＡパッケージにエリアＴ
ＡＢを搭載した状態を示す内部構造図である。

【図３１】従来のＰＧＡパッケ−ジの内部構造を示す模
式図である。

【符号の説明】

１……ガラスセラミック基板 、２……チップ 、３……
リードピン 、２２……インナー側基材 、４……接合部
、２３……樹脂 、５……はんだバンプ 、２４……ア
ウター側基材 、６……封止部 、２７……すきま部 、
９……パッケージ基板 、１０……樹脂部 、２９……ヒ
ートシンク 、１１……リードフレーム 、１５……金属
冶具 、１６……金型 、１８……キャビティ 、１９…
…ゲート 、４０……ＴＡＢ 、４４……アウターリード
、５０……はんだバンプ 、９１……凹部 、１１１…
…インナーリード固定部 、１１２……インナーリード
、１１３……基板内配線部 、１１４……アウターリー
ド 、１１５……アウターリード固定部 、１１６……補
助リード 、１１７……タイバー 、１１８……樹脂テー
プ 、１５０……溝 、２２０……孔 、２４０……孔 、
２４２……銅パッド、３００……線材 、３１０……絶
縁被覆 、３１２……端面 、３１４……端面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下川 英恵 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

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パッケージ基板と、 上記パッケージ基板の一面側にグリッド状に配置された
   複数のアウター側端子と、 上記パッケージ基板の上記アウター側端子とは反対側面
   に配置された、インナー側端子と、 上記パッケージ基板内において、上記アウター側端子と
   上記インナー側端子とを繋いだ基板内配線と、を備え、 上記パッケージ基板は、一体成形されたものであるこ
   と、 を特長とするＰＧＡ型パッケージ。
2. 【請求項２】請求項１記載のＰＧＡ型パッケージにおい
   て、 上記アウター側端子と導通を有し、且つ、上記パッケー
   ジ基板の基板面から外部に突出した、リードピンを備
   え、 上記アウター側端子と、上記リードピンとは、一体成形
   されていること、 を特長とするＰＧＡ型パッケージ。
3. 【請求項３】パッケージ基板と、 上記パッケージ基板の一面側にグリッド状に配置された
   複数のアウター側端子と、 上記パッケージ基板の上記アウター側端子とは反対側面
   に配置された、インナー側端子と、 上記パッケージ基板内において、上記アウター側端子と
   上記インナー側端子とを繋いだ基板内配線と、を備え、 上記パッケージ基板は、少なくとも３つの層によって構
   成されており、 上記基板内配線は、一の上記層と他の上記層との界面に
   沿っては配置されていないこと、 を特長とするＰＧＡ型パッケージ。
4. 【請求項４】請求項１または３記載のＰＧＡ型パッケー
   ジにおいて、 上記基板内配線は、上記パッケージ基板の基板面に対し
   て斜め方向の成分を含んで配置されていること、 を有することを特長とするＰＧＡ型パッケージ。
5. 【請求項５】該ＰＧＡパッケージに搭載される電子部品
   の端子と接続されるインナー側端子部と該電子部品用パ
   ッケージを搭載する基板の端子と接続されるアウター側
   端子部とを備えたリードを、少なくとも二つ有するリー
   ドフレームを作成し、 少なくとも上記アウター側端子部がグリッドを構成する
   ように、上記リードフレームを複数個配置し、 上記リードの各々について、上記インナー側端子部と、
   上記アウター側端子部と、を残して絶縁性物質で被い、
   上記リードを一体化すること、 を特長とするＰＧＡパッケージの製造方法。
6. 【請求項６】請求項５記載のＰＧＡパッケージの製造方
   法において、 上記一体化は、上記絶縁性物質をモールドすることによ
   ってなされること、 を特長とするＰＧＡパッケージの製造方法。
7. 【請求項７】板状の基材に少なくとも二つのインナー孔
   をあけてインナー側基材とするインナー基材作成工程
   と、 板状の基材に少なくとも二つのアウター孔をあけてアウ
   ター側基材とするアウター基材作成工程と、 上記インナー孔と、上記アウター孔のうち該インナー孔
   に対して予め定められたアウター孔とに、線材を通す配
   線工程と、 上記配線工程の後、上記インナー側基材と、上記アウタ
   ー側基材との間に樹脂を充填する充填工程と、 上記充填工程の後、上記インナー側基材および上記アウ
   ター側基材の樹脂の充填されていない側において、上記
   線材を切断する切断工程と、 を含むことを特長とする電子部品用パッケージの製造方
   法。
8. 【請求項８】請求項７記載の電子部品用パッッケージの
   製造方法において、 上記アウター孔は、グリッド状に配置されていること、 を特長とする電子部品用パッケージの製造方法。
9. 【請求項９】パッケージ基板と、 上記パッケージ基板の一面側にグリッド状に配置された
   複数のアウター側端子と、 上記パッケージ基板の上記アウター側端子とは反対側面
   に配置されたインナー側端子と、 上記パッケージ基板内において、該パッケージ基板の基
   板面に対して斜め方向の成分を含んで配置された、上記
   アウター側端子と上記インナー側端子とを繋ぐ基板内配
   線と、 上記インナー側端子に接続された半導体チップと、 上記半導体チップを封止した封止材と、 を有することを特長とする半導体素子。