JPH08107162A

JPH08107162A - 半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08107162A
Application number: JP7185913A
Authority: JP
Inventors: Masaji Takenaka; 正司竹中; Tatsuro Yamashita; 達郎山下; Junichi Kasai; 純一河西; Masataka Mizukoshi; 正孝水越
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 1996-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は半導体装置及びその製造方法に関
し、プリント基板上に実装したときに、熱応力が生じに
くい構造を実現することを課題とする。【解決手段】ＬＳＩチップ４１と、保護枠４４と、リ
ード構造部４２とを有する。リード構造部４２は、第１
のリード構造体６０と、第２のリード構造体６１とより
なる。第１のリード構造体６０は、Ｃｕ箔リード５０よ
りなる。第２のリード構造体６１は、多数の極細の短い
ピン５１と、多数のピン５１を整列した状態に保持する
シリコーン樹脂製のベース５３とよりなる。第２のリー
ド構造体６１が、各ピン５１を対応するＣｕ箔リード５
０と接合させて設けてある。ピン５１が撓んで熱応力を
吸収するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置及びその
製造方法に係り、特に超小型の半導体装置及びその製造
方法に関する。近年、電子機器の小型化が進んでおり、
このために、実装のための面積が狭くて足りる超小型の
半導体装置の実用化が求められている。

【０００２】この要求に対応すべく、現在、μＢＧＡ又
はＣＳＰ（Chip Size Package)が開発されている。

【０００３】

【従来の技術】図１９は、従来の１例の超小型半導体装
置１０を示す。超小型半導体装置１０は、μＢＧＡとい
われるものであり、ＬＳＩチップ１１と、端子部材１２
と、矩形状の保護枠１３と、接着剤層１４とを有する。

【０００４】端子部材１２は、テープのようなＣｕ箔リ
ード１５が貼り付いているポリイミドフィルム１６に、
径ｄ₁が約０．２ｍｍと小さい半田バンプ１７が付いた
構造を有する。この端子部材１２が、接着剤層１４によ
って、ＬＳＩチップ１１に接着してある。接着剤層１４
は、ＬＳＩチップ１１の回路部分１１ａを封止する役割
も有している。保護枠１３は、ＬＳＩチップ１１を囲ん
でおり、ＬＳＩチップ１１を保護する。

【０００５】この超小型半導体装置１０は、図２０に示
すように半田バンプ１７を、プリント基板２０上のパッ
ド２１に、リフローによって半田付けされて、プリント
基板２０上、ＬＳＩチップ１１をプリント基板２０へ投
影した部分と実質上同じ面積の部分だけを占有して実装
される。

【０００６】上記の端子部材１２は、内部端子を構成す
るＣｕ箔リード１５と、外部端子を構成する半田バンプ
１７とを一体に有する構造を有する。この端子部材１２
は、図２１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す工程を経て製
造される。

【０００７】まず、図２１（Ａ）に示すように、開口３
０を有するポリイミドフィルム１６の全面にＣｕ箔３１
を貼り付ける。次いで、図２１（Ｂ）に示すように、マ
スキングをし、Ｃｕ箔３１に対してエッチングを施し
て、微細なＣｕ箔リード１５を形成する。これによっ
て、孔あきポリイミドフィルム１６に微細なＣｕ箔リー
ド１５が貼り付いている内部端子部材３２を得る。

【０００８】最後に、図２１（Ｃ）に示すように、内部
端子部材３１をマスキングし、半田メッキを行って、Ｃ
ｕ箔パターン１５と接続し、開口３０を埋め、且つ開口
３０より上方に盛り上がった小さな半田バンプ１７を形
成する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の超小型半導体装
置１０は、以下に挙げる二つの解決すべき課題を有す
る。実装不良が起き易い。

【００１０】ＬＳＩチップ１１はシリコン製であり、熱
膨張係数は３．５×１０^-6であるのに対して、プリント
基板２０はガラスエポキシ樹脂製であり、熱膨張係数
は、１４×１０^-6であり、ＬＳＩチップ１１の約４倍と
大きい。ここで、半田バンプ１７の径ｄ₁は約０．２ｍ
ｍであり、一般のＢＧＡパッケージの半田バンプの径の
約１／３と小さく、応力を吸収する能力は小さい。

【００１１】このため、リフロー後の状態において、Ｌ
ＳＩチップ１１とプリント基板２０との熱膨張係数の違
いによる応力が半田バンプ１７に作用したときに、半田
バンプ１７自体によって応力が吸収しきれず、場合によ
っては、半田ハンプにクラックが発生し、超小型半導体
装置１０は実装不良となってしまう。

【００１２】また、半田バンプにクラックが生じないと
しても、超小型半導体装置１０の実装の信頼性が低かっ
た。製造コストが高い上記の端子部材１２は、Ｃｕ箔リード１５と半田バンプ
１７とを一体に有する構成である。

【００１３】こゝで、微細なＣｕ箔リード１５を形成す
ること、及び小さい半田バンプ１７を形成することは、
共に比較的困難なものであり、不良が発生し易く、図２
１（Ｂ）のエッチング工程における歩留り及び図２１
（Ｃ）の半田メッキ工程における歩留りは共に良くな
い。

【００１４】このため、端子部材１２の製造の歩留り
は、図２１（Ｂ）のエッチング工程における歩留りに、
図２１（Ｃ）のメッキ工程における歩留りを乗算した数
値となり、相当に低くなってしまう。これにより、端子
部材１２は、歩留りが低い分、コスト高なものとなって
しまう。

【００１５】この結果、超小型半導体装置１０の製造コ
ストが高いものとなってしまう。そこで、本発明は、上
記課題を解決した半導体装置及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】請求項１の発明は、半導
体チップを有する半導体装置本体と、該半導体装置本体
に接合してあるリード構造体とよりなり、該リード構造
体が、柔軟性を有するベースと、該ベースを挿通して、
該ベースによって保持されて整列している多数のピンと
よりなる構成を有し、各ピンの一端が、上記半導体チッ
プと電気的に接続されている構成としたものである。

【００１７】請求項２の発明は、半導体チップを有する
半導体装置本体と、該半導体装置本体に接合してあるリ
ード構造体とよりなり、該リード構造体が、柔軟性を有
するベースと、該ベースを挿通して、該ベースによって
保持されて整列している多数のピンとよりなる構成を有
し、各ピンの一端が、上記半導体チップと電気的に接続
されており、各ピンの先端に、金属製のバンプを有する
構成としたものである。

【００１８】請求項３の発明は、半導体チップを有する
半導体装置本体と、該半導体装置本体に接合してあるリ
ード構造体とよりなり、該リード構造体が、柔軟性を有
するベースと、該ベースを挿通して、該ベースによって
保持されて整列している多数のピンとよりなる構成を有
し、各ピンの一端が、上記半導体チップと電気的に接続
されており、各ピンの先端に、導電ペーストのバンプを
有する構成としたものである。

【００１９】請求項４の発明は、半導体チップを有する
半導体装置本体と、該半導体装置本体に接合してあるリ
ード構造体とよりなり、該リード構造体が、柔軟性を有
するベースと、該ベースを挿通して、該ベースによって
保持されて整列している多数のピンとよりなる構成を有
し、各ピンの一端が、上記半導体チップと電気的に接続
されており、各ピンの先端に、異方性材料の微小片を有
する構成としたものである。

【００２０】請求項５の発明は、上記ベースは、シリコ
ーン樹脂製であり、シート状を有する構成としたもので
ある。請求項６の発明は、上記半導体装置本体と、上記
リード構造体のベースとの間を、弾性率が低い材料で充
填した構成としたものである。

【００２１】請求項７の発明は、上記半導体装置本体
と、上記リード構造体のベースとの間を、弾性率が低い
材料で充填した構成とするとともに、上記リード構造体
を、小サイズのリード構造体が複数寄り集まった構成と
したものである。請求項８の発明は、柔軟性を有するベ
ースと、該ベースを挿通して、該ベースによって保持さ
れて整列している多数のピンとよりなる構成のリード構
造体を製造する工程と、上記工程によって製造された該
リード構造体に、半導体チップ又は該半導体チップを有
する半導体装置本体を接合する工程とよりなる構成とし
たものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施例になる
半導体装置４０を示す。半導体装置４０は、μＢＧＡ型
であり、半導体装置本体４５と、リード構造部４２とよ
りなる。

【００２３】半導体装置４５は、ＬＳＩチップ４１と、
柔かい接着剤層４３と、保護枠４４とを有する。リード
構造部４２は、Ｃｕ製の箔パターン５０と、Ｃｕ製の極
細ピン５１と、半田バンプ５２と、シリコン製樹脂のベ
ース５３と、ポリイミド樹脂のフィルム５４とよりな
る。

【００２４】箔リード５０の一端は、ＬＳＩチップ４１
上の周囲側のパッド５５に接続してある。箔リード５０
は、接着剤層４３上を延在しており、接着剤層４３に接
着してある。極細ピン５１は、径ｄ₂が約０．１ｍｍ、
長さｌ₁が約１ｍｍであり、下端を、上記箔リード５０
の他端側の部分に接合してあり、立っている。

【００２５】半田バンプ５２は、極細ピン５１の上端に
形成してある。これにより、各半田バンプ５２は、極細
ピン５１及び箔リード５０を介して、対応する上記パッ
ド５５と電気的に接続してある。箔リード５０は、フィ
ルム５４に貼り付いており、フィルム５４によって支持
されている。また、フィルム５４は、接着剤層４３上に
接着してあり且つ保護枠４４上に接着してある。

【００２６】極細ピン５１の下端側は、上記フィルム５
４の開口５６内に嵌合している。極細ピン５１は、フィ
ルム状のベース５３を貫通している。ベース５３は、シ
リコーン樹脂製であり、柔かい。ベース５３は、図１
中、フィルム５４の上側に位置しており、多数の極細ピ
ン５１を、これがある程度変形しうる状態で支持してい
る。

【００２７】接着剤層４３は、ＬＳＩチップ４１の回路
部分４１ａを、封止する役割も有している。保護枠１３
は、ＬＳＩチップ４１を囲んでおり、ＬＳＩチップ４１
を保護している。

【００２８】接着剤層４３の囲りの部分には、樹脂充填
部５７が形成してある。この樹脂充填部５７によって、
上記のパッド５５及びＣｕ箔リード５０の一部が封止さ
れている。上記のリード構造部４２は、後述するよう
に、箔リード５０とフィルム５４とよりなる第１のリー
ド構造体６０と、極細ピン５１と、半田バンプ５２と、
ベース５３とよりなる第２のリード構造体６２とよりな
る構造を有する。

【００２９】上記の構成のμＢＧＡ型の半導体装置４０
は、図２に示すように、半田バンプ５２を、プリント基
板７０上のパッド７１に、リフローによって半田付けさ
れて、狭い領域内に実装される。７２は半田付け部を示
す。次に、実装状態において、応力集中が回避されてい
ることを図３を参照して説明する。

【００３０】リフローによって半田付けをしたとき、プ
リント基板７０は、ＬＳＩチップ４１より多く収縮す
る。このとき、極細ピン５１が、フィルム状のベース５
３に支えられつつ、且つベース５３を撓ませつつ、例え
ば二点鎖線で示す状態から実線で示す状態へと比較的自
由に撓む。

【００３１】この極細ピン５１が撓むことによって、プ
リント基板７０とＬＳＩチップ４１との熱膨張率の差が
吸収され、半田付け部７２に応力が集中することは起き
ない。このため、半導体装置４０は、どの部分にも応力
が集中していない状態で、即ち、半田付け部７２にクラ
ックが発生する虞れの無い状態で、信頼性良く実装され
る。

【００３２】次に、図１の半導体装置４０を製造する方
法について説明する。〔第１の製造方法〕まず、第１の製造方法について、図
４を参照して説明する。この第１の製造方法は、リード
構造部４２についてみると、第１のリード構造体６０
と、第２のリード構造体６２とを、別々に製造し、両者
を組み合わせ、リード構造組立体を作り、これにＬＳＩ
チップ４１を接合する構成である。

【００３３】第１のリード構造体製造工程８０図１８（Ａ），（Ｂ）に示すと同様に、エッチングによ
って、Ｃｕ箔リード５０がフィルム５４に貼り付いた構
造の第１のリード構造体６０を製造する。第２のリード構造体製造工程８１この工程は、図５に示すように行う。

【００３４】（２_-1）まず、シリコーン樹脂充填工程８
１_-1を行う。ここでは、径がｄ₂＝０．１ｍｍの多数本
のＣｕ製のワイヤ９０を平面図上格子状に整列させて垂
直に延在させてなる整列ワイヤ群９１を、矩形状の容器
９２の内部に配し、容器９２内にシリコーン樹脂９３を
流し込み、シリコーン樹脂を硬化させる。これにより、
ワイヤ９０は、硬化したシリコーン樹脂内に埋設され
て、相対的な位置を規制された状態となる。

【００３５】（２_-2）次いで、スライス工程８１_-2を行
う。容器９２から、硬化したシリコーン樹脂のブロック
を取り出し、これを、ワイヤ群に対して直交する方向に
所定の厚さｔ₁（約１ｍｍ）にスライスして、スライス
体９４を得る。

【００３６】（２_-3）最後に、エッチッグ工程８１_-3を
行う。スライス体９４に対してエッチングを行って、シ
リコーン樹脂を溶かし、Ｃｕ極細ピン５１をシリコン樹
脂ベース５３より相対的に突出させ、第２のリード構造
体６１を得る。

【００３７】第２のリード構造体６１は、厚さｔ₂が約
０．５ｍｍのシリコーン樹脂製の支持ベース５３と、径
ｄ₂が約０．３ｍｍ、長さｌ₁が約０．１ｍｍの多数の
Ｃｕ極細ピン５１とよりなる。極細ピン５１は、ベース
５３を貫通しており、略中央をベース５３によって支持
されている。この極細ピン５１は、ベース５３より上方
に突き出している上方突起部５１ａと、ベース５３より
下方に突き出している下方突起部５１ｂとを有する。

【００３８】リード構造組立体製造工程８２図４に示すように、第２のリード構造体６１を裏表反転
させた向きとし、この上に、第１のリード構造体６０
を、裏表反転させた姿勢で重ねる。フィルム５４の開口
５６が極細ピン５１の下方突起部５１ｂと嵌合し、下方
突起部５１ｂが、箔リード５０と当接した状態となる。

【００３９】この状態で、ツール９６を使用して、箔パ
ターン５１と極細ピン５１とを、熱圧着により接合す
る。これにより、第１のリード構造体６０と第２のリー
ド構造体６２とが接合された、リード構造組立体９７を
得る。ここで、第１のリード構造体６０と第２のリード
構造体６２とは、並行して製造され、一方の歩留りが他
方の歩留りに影響を及ぼさない。

【００４０】また、工程８２では熱圧着だけを行ってお
り、不良は発生しにくい。このため、リード構造組立体
９７は、比較的歩留り良く製造され、リード構造組立体
９７の製造コストは、比較的安価である。ＬＳＩチップ接合工程８３ＬＳＩチップ４１の回路部分４１ａ側を、柔かい接着剤
９８によって、リード構造組立体９７のうち、第１のリ
ード構造体６０の箔リード５０側に結合する。保護枠接合工程８４保護枠４４を、ＬＳＩチップ４１の周囲に嵌合させて、
接着剤９９によってＬＳＩチップ４１に接着する。ま
た、フィルム５４のうち、外側の枠の部分を、接着剤１
００によって保護枠４４の上面に接着する。

【００４１】箔リード接合工程８５ツール１０１を使用して、箔リード５０を、パッド５５
に接合する。樹脂充填工程８６合成樹脂を保護枠４４の内側に充填して、樹脂充填部５
７を形成する。

【００４２】半田バンプ形成工程８７最後に、半田メッキを行って、全部の極細ピン５１の下
方突起部５１ｂに、半田バンプ５２を形成する。こゝ
で、半田メッキを行う前の状態において、極細ピン５１
の下方突起部５１ｂは、ベース５３より突き出した状態
にあり、ベース５３自体がマスキングの働きをしてお
り、マスキングは不要である。このため、半田メッキ
は、簡単にしかも安定に行われ、半田バンプ５４は安定
に形成される。

【００４３】以上によって、図１のμＢＧＡ型半導体装
置４０が製造される。〔第１の製造方法の第１の変形例〕図６は、図４中、リ
ード構造組立体製造工程８２の変形例を示す。この変形
例の工程においては、ブロック形状のツール１１０を使
用して、全部の箔リード５０の内側端を、対応する極細
ピン５１の下方突起部５１ｂに、一括して熱圧着してい
る。

【００４４】〔第１の製造方法の第２の変形例〕図７
は、上記の第１の製造方法の第２の変形例を示す。同図
中、図４に示す構成部分と対応する部分には、同一符号
を付す。第２のリード構造体製造工程８１Ａは、図５中
のエッチング工程８１_-3の次に、半田メッキ工程８１_-4
を有する。

【００４５】半田メッキ工程８１_-4によって、極細ピン
５１の突起部５１ａ，５１ｂに半田が付着して、半田バ
ンプ１２０，１２１が形成される。これにより、上記の
工程８１Ａによって、半田バンプ付きの第２のリード構
造体６２Ａを得る。リード構造組立体製造工程８２Ａに
おいては、半田バンプ付きの第２のリード構造体６２Ａ
が、半田バンプ１２１を利用して、第１のリード構造体
６０と接合され、半田バンプ１２０が付いているリード
構造組立体９７Ａを得る。

【００４６】この後は、図４と同様の工程８３，８４，
８５，８６を行う。図４中、最後の半田バンプ形成工程
８７は不要である。〔第２の製造方法〕次に、第２の製造方法について、図
８を参照して説明する。

【００４７】この第２の製造方法は、リード構造部４２
についてみると、第１のリード構造体６０と第２のリー
ド構造体６２Ａとを別々に製造し、ＬＳＩチップ４１を
第１のリード構造体６０に接合し、最後に、ＬＳＩチッ
プ４１が接合してある第１のリード構造体６０に、第２
のリード構造体６２Ａを接合する構成である。

【００４８】この第２の製造方法は、第１のリード構造
体６０と第２のリード構造体６２Ａとを別々に製造する
点で、前記の第１の製造方法と同じである。また、この
第２の製造方法は、最初に第１のリード構造体６０をＬ
ＳＩチップ４１と接合し、その後に、第２のリード構造
体６２Ａを第１のリード構造体に接合する点で、前記の
第１の製造工程と異なる。図８中、図４及び図７と同一
部分には同一符号を付し、その説明は省略する。第２の
製造方法は、以下に説明するようになされる。

【００４９】まず第１のリード構造体製造工程８０
及び第２のリード構造体製造工程８１Ａを、独立に
行う。保護枠接合工程８４Ａ回路部分４１ａが、接着剤層４３で覆われたＬＳＩチッ
プ４１に保護枠４４を接合する。

【００５０】ＬＳＩチップ接合工程８３Ａ保護枠４４が接合されているＬＳＩチップ４１を、第１
のリード構造体６０に接合する。箔リード接合工程８５図４と同様に行う。

【００５１】樹脂充填工程８６図４と同様に行う。ペースト印刷工程１３０ＬＳＩチップ４１が接合してある第１のリード構造体６
０の表面に、ペーストを印刷する。１３５はペーストで
あり、ベース５３の開口５６内を埋めて、Ｃｕ箔リード
５０上に被着してある。

【００５２】第２のリード構造体接合工程１３１最後に、第２のリード構造体６１Ａを、上記のペースト
１３５、及び半田バンプ１２１を利用し、Ｃｕ箔リード
５０に半田付けして、上記の第１のリード構造体６０に
接合する。

【００５３】以上によって、図１のμＢＧＡ型半導体装
置４０が製造される。この第２の製造方法によっても、
μＢＧＡ型半導体装置４０は、マスキング等の面倒なプ
ロセスを経ないで、比較的簡単に、歩留り良く製造され
る。〔第１実施例の変形例〕第２のリード構造体は、種々の
変形例を有する。この変形例になる第２のリード構造体
を接合することによって、上記の第１実施例のμＢＡ型
半導体装置は、種々の変形例を有する。

【００５４】図９（Ａ）乃至（Ｇ）、図１０（Ａ）乃至
（Ｈ）は、第２のリード構造体の変形例６１_-1〜６１
_-13を示す。各図中、１４０はペースト製のバンプであ
る。１４１は、異方性材料製のシートの微小片である。
こゝで、異方性材料のシートとは、通常状態では、どの
方向に対しても絶縁性を有し、圧縮されたときに、圧縮
された方向に、導通状態となるものである。

【００５５】図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）、図１２
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、図１に示すμＢＧＡ型半導
体装置４０の変形例を示す。図１１（Ａ）の半導体装置
４０_-1は、図９（Ａ）に示す第２のリード構造体６１_-1
を接合してなる構成を有する。

【００５６】図１１（Ｂ）の半導体装置４０_-2は、図９
（Ｂ）に示す第２のリード構造体６１_-2を接合してなる
構成を有する。図１２（Ａ）の半導体装置４０_-3は、図
１０（Ｄ）に示す第２のリード構造体６１_-12を接合し
てなる構成を有する。

【００５７】図１２（Ｂ）の半導体装置４０_-4は、図１
０（Ｅ）に示す第３のリード構造体６１_-12を接合して
なる構成を有する。図１２（Ｃ）の半導体装置４０
_-5は、図１０（Ｆ）に示す第２のリード構造体６１_-13
を接合してなる構成を有する。

【００５８】上記の他に、半導体装置は、図９（Ｃ）乃
至（Ｇ）及び図１０（Ａ）乃至（Ｃ）に示す第２のリー
ド構造体６１_-3〜６１_-10を接合した構成とし得る。〔第２実施例〕図１３は、本発明の第２実施例になる半
導体装置１５０を示す。

【００５９】半導体装置１５０は、一般のＢＧＡ型であ
り、半導体装置１５１と、第２のリード構造体６１とよ
りなる構成を有する。半導体装置本体１５１は、配線パ
ターンを有する配線基板１５２と、配線基板１５２上に
実装してあるＬＳＩチップ１４１と、ＬＳＩチップ４１
を封止する樹脂部１５３とよりなる。

【００６０】第２のリード構造体６１は、配線基板１５
１の下面に接合してある。〔第３実施例〕図１４は、本発明の第２実施例になる半
導体装置１５０を示す。半導体装置１６０は、一般のＢ
ＧＡ型であり、半導体装置本体１６１と、第２のリード
構造体６１とよりなる構成を有する。

【００６１】半導体装置本体１６１は、放熱手段として
の金属板１６２と、金属板１６２の下面に接合してある
矩形枠状の配線基板１６３と、下面の中央の空間１６４
内に位置して、金属板１６２の下面に接合してあるＬＳ
Ｉチップ４１と、張られているワイヤ１６５と、ＬＳＩ
チップ４１を封止する金属蓋１６６とを有する。

【００６２】第２のリード構造体６１は、配線基板１６
３の下面に接合してある。〔第４実施例〕図１５は、本発明の第４実施例になる半
導体装置１７０を示す。半導体装置１７０は、μＢＧＡ
型であり、半導体装置本体１７１と、第２のリード構造
体６１とよりなる構成を有する。

【００６３】半導体装置本体１７１は、配線パターンを
有し、周辺部に、上方に突出して並んでいる金属ピン群
１７２を有する配線基板１７３と、金属ピン１７２と接
合して配線基板１７３上に接合してあるＬＳＩチップ４
１とを有する。第２のリード構造体６１は、配線基板１
７３の下面に接合してある。

【００６４】〔第５実施例〕図１６（Ａ），（Ｂ）は、
本発明の第５実施例になる半導体装置１８０を示す。半
導体装置１８０は、図１５の半導体装置１７０におい
て、配線基板１７３と、第２のリード構造体６１のシリ
コーン樹脂製のベース５３Ａとの間の偏平な空間１７４
内に、符号１８１で示すシリコーン樹脂を充填してなる
構成を有する。

【００６５】ベース５３Ａは、中央部に、矩形状のシリ
コーン樹脂の注入口５３Ａａを有する。シリコーン樹脂
は、この注入口５３Ａａを通して注入される。シリコー
ン樹脂１８１は、上記空間１７４内を占めており、空間
１７４を横切っている全ての極細ピン５１をくるんでい
る。

【００６６】次に、実装状態において、応力集中が如何
に回避されるかを図１７を参照して説明する。リフロー
によって半田付けをしたとき、プリント基板７０は、Ｌ
ＳＩチップ４１より多く収縮する。

【００６７】このとき、極細ピン５１が、フィルム状の
ベース５３に支えられつつ、且つベース５３を撓ませつ
つ、実線で示す状態から例えば二点鎖線で示す状態へと
比較的自由に撓む。この極細ピン５１が撓むことによっ
て、プリント基板７０とＬＳＩチップ４１との熱膨張率
の差が吸収される。

【００６８】図１５の半導体装置１７０にあっては、極
細ピン５１のうち空間１７４を横切っている部分５１ａ
は、何らの制限も受けずに、全く自由に撓む。このた
め、極細ピン５１のうちベース５３より配線基板１７３
寄りの部分に生じている応力の分布は、図１７（Ｄ）に
線１８５で示すようになる、即ち、極細ピン５１のうち
空間１７４を横切っている部分５１ａには、応力が殆ど
発生していず、極細ピン５１のうち配線基板１７３への
半田付け部１８６に応力が集中する傾向にある。

【００６９】本実施例になる半導体装置１８０にあって
は、極細ピン５１のうち上記の部分５１ａは、全く自由
にではなく、シリコーン樹脂１８１を変形させつつ撓
む。このため、極細ピン５１のうち上記の部分５１ａの
部分にも応力が発生し、その分、極細ピン５１のうち配
線基板１７３への半田付け部１８６に発生する応力が減
る。よって、極細ピン５１、及び極細ピン５１の配線基
板１７３への半田付け部１８６に発生する応力は、図１
７（Ｂ）に線１８７で示すようになり、上記半田付け部
１８６への応力集中がより緩和される。従って、半導体
装置１８０は、図１５の半導体装置１７０の場合より
も、信頼性良く実装される。

【００７０】〔第６実施例〕図１８（Ａ），（Ｂ）は、
本発明の第６実施例になる半導体装置１９０を示す。半
導体装置１９０は、図１６の半導体装置１７０におい
て、第２のリード構造体６１に替えて、合わせたときに
第２のリード構造体６１と同じ大きさとなる、四個の小
さい第２のリード構造体６１−１〜６１−４を有する構
成である。配線基板１７３と、四個の小サイズの第２の
リード構造体６１−１〜６１−４のシリコーン樹脂製の
ベース５３Ｂとの間の偏平な空間１７４内に、シリコー
ン樹脂１８１が充填してある四個の小サイズの第２のリ
ード構造体６１−１〜６１−４は、図１８（Ａ），
（Ｂ）に示すように、隙間１９１をあけて、並べてあ
り、互いに影響しあわない状態にある。また、個々の第
２のリード構造体６１−１〜６１−４のサイズは、図１
７の第２のリード構造体６１に比べて１／４と小さいた
め、プリント基板７０とＬＳＩチップ４１との熱膨張率
の差を吸収するときに個々の第２のリード構造体６１−
１〜６１−４のフィルム状ベース５３Ｂが撓む量は、図
１７の一つの第２のリード構造体６１のフィルム状ベー
ス５３Ａが撓まなければならない量にくらべて少ない。

【００７１】よって、上記の熱膨張率の差を吸収すると
きの極細ピン５１の撓み変形は、図１７の場合に比べて
より円滑になされ、上記半田付け部１８６への応力集中
がより緩和される。従って、半導体装置１９０は、図１
７の半導体装置１８０の場合よりも、更に信頼性良く実
装される。

【００７２】上記、図１６（Ａ），（Ｂ）の半導体装置
１８０、及び図１８（Ａ），（Ｂ）半導体装置１９０に
おいて、空間１７４内に充填される材料は、シリコーン
樹脂１８１に限られるものではなく、弾性率の低い材料
であればよい。また、第２のリード構造体６１、６１−
１〜６１−４は、極細ピン５１の上端に半田バンプ５２
を有しない構造でもよく、また、極細ピン５１の上端
に、図９（Ａ）乃至（Ｇ）、図１０（Ａ）乃至（Ｈ）に
示すように、ペースト製のバンプ１４０、又は異方性材
料製のシートの微小片１４１を設けた構成でもよい。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、ベースによって、多数のピンが整列した状態に
保たれているため、ピンが極細である場合であっても、
このピンをリードとして機能するように組立てることが
出来る。

【００７４】また、ベースが柔軟性を有するため、ベー
スはピンが撓むことを妨げないように作用し、ピンが自
由に撓むことが出来、よって、熱応力がピンとプリント
基板との接合部分に発生することを防止することが出
る。この結果、半導体装置をプリント基板上に信頼性良
く実装することが出来る。

【００７５】請求項１の発明は、サイズが半導体チップ
と同様に小さい小型の半導体装置に適用して効果を有す
る。請求項２の発明によれば、各ピンの先端に設けある
金属製のバンプを利用することによって、プリント基板
上へ実装し易く、且つ実装が確実となる構造の半導体装
置を実現出来る。

【００７６】請求項３の発明によれば、各ピンの先端の
導電ぺーストのバンプを利用することによって、実装し
易い構造の半導体装置を実現出来る。請求項４の発明に
よれば、各ピンの先端の異方性シートの微小片を利用す
ることによって、実装し易い構造の半導体装置を実現出
来る。

【００７７】請求項５の発明によれば、シリコーン樹脂
は、充分な柔軟性を呈するため、ピンが自由に撓み、熱
応力の発生を確実に防止出来る。請求項６の発明によれ
ば、半導体装置本体と、リード構造体のベースとの間に
充填された弾性率が低い材料によって、ピンに作用する
熱応力が分散させられ、よって、ピンの半導体装置への
接合部への応力をより緩和することが出来る。この結
果、半導体装置をプリント基板上に信頼性良く実装する
ことが出来る。

【００７８】請求項７の発明によれば、リード構造体
を、小サイズのリード構造体が複数寄り集まった構成と
してあるため、各小サイズのリード構造体のベースの撓
み量が、リード構造体が単一である場合のそのリード構
造体のベースの撓み量に比べて、少なく抑えられ、よっ
て、ピンに作用する熱応力を小さく抑えることが出来
る。

【００７９】請求項８の発明によれば、リード構造体を
製造し、これを半導体チップ等へ接合する構成であるた
め、半導体装置の製造工程における不良の発生を少なく
し得、半導体装置を生産性良くしかも、歩留り良く製造
し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例になるμＢＧＡ型半導体装
置を縦断して示す斜視図である。

【図２】図１の半導体装置が実装された状態を示す図で
ある。

【図３】実装状態において、応力集中が回避されている
ことを説明する図である。

【図４】図１のμＢＧＡ型半導体装置の第１の製造方法
の工程図である。

【図５】図４中の第２のリー構造体製造工程を説明する
ための図である。

【図６】図４中、リード構造組立体製造工程８２の変形
例を示す図である。

【図７】図１のμＢＧＡ型半導体装置の第１の製造方法
の第２の変形例の工程図である。

【図８】図１のμＢＧＡ型半導体装置の第２の製造方法
の工程図である。

【図９】第２のリード構造体の変形例を示す図である。

【図１０】第２のリード構造体の変形例を示す図であ
る。

【図１１】μＢＧＡ型半導体装置の変形例を示す図であ
る。

【図１２】μＢＧＡ型半導体装置の変形例を示す図であ
る。

【図１３】本発明の第２実施例になる半導体装置を示す
図である。

【図１４】本発明の第３実施例になる半導体装置を示す
図である。

【図１５】本発明の第４実施例になる半導体装置を示す
図である。

【図１６】本発明の第５実施例になる半導体装置を示す
図である。

【図１７】図１６の半導体装置中の極細ピンにかかる応
力を、図１５の半導体装置中の極細ピンにかかる応力と
比較して示す図である。

【図１８】本発明の第６実施例になる半導体装置を示す
図である。

【図１９】従来の超小型半導体装置の１例を示す図であ
る。

【図２０】図１９の超小型半導体装置が実装された状態
を示す図である。

【図２１】端子部材の製造を説明するための図である。

【符号の説明】

４０ μＢＧＡ型半導装置４１ＬＳＩチップ４１ａ回路部分４２リード構造部４３接着剤層４４保護枠５０Ｃｕ箔リード５１Ｃｕ極細ピン５１ａ上方突起部５１ｂ下方突起部５２半田バンプ５３，５３Ａ，５３Ｂシリコーン樹脂製のベース５３Ａａ注入口５４ポリイミド性のフィルム５５パッド５６開口５７樹脂充填部６０第１のリード構造体６１，６１Ａ第２のリード構造体６１−１〜６１−４小サイズの第２のリード構造体７０プリント基板７１パッド７２半田付け部８０第１のリード構造体製造工程８１，８１Ａ第２のリード構造体製造工程８１_-1 シリコーン樹脂充填工程８１_-2 スライス工程８１_-3 エッチング工程８１_-4 半田メッキ工程８２，８２Ａリード構造組立体製造工程８３ＬＳＩチップ接合工程８４，８４Ａ保護枠接合工程８５箔リード接合工程８６樹脂充填工程９０Ｃｕ製のワイヤ９１整列ワイヤ群９２容器９３シリコーン樹脂９４スライス体９６ツール９７，９７Ａリード構造組立体９８，９９，１００接着剤１０１ツール１１０ブロック状のツール１２０，１２１半田バンプ１３０ペースト印刷工程１３１第１のリード構造体接合工程１３５ペースト１４０ペースト製のバンプ１４１異方性材料シートの微小片１５０，１６０，１７０，１８０，１９０半導体装置１５１，１６１，１７１半導体装置本体１５２配線基板１５３樹脂部１６２金属板１６３矩形枠状破線基板１６４空間１６５ワイヤ１６６金属蓋１７１半導体装置本体１７２金属ピン群１７３配線基板１８１充填されたシリコーン樹脂１８６半田付け部

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 9169−4Ｍ６２１Ａ (72)発明者水越正孝神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体チップを有する半導体装置本体
と、該半導体装置本体に接合してあるリード構造体とよりな
り、該リード構造体が、柔軟性を有するベースと、該ベース
を挿通して、該ベースによって保持されて整列している
多数のピンとよりなる構成を有し、各ピンの一端が、上記半導体チップと電気的に接続され
ている構成としたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】半導体チップを有する半導体装置本体
と、該半導体装置本体に接合してあるリード構造体とよりな
り、該リード構造体が、柔軟性を有するベースと、該ベース
を挿通して、該ベースによって保持されて整列している
多数のピンとよりなる構成を有し、各ピンの一端が、上記半導体チップと電気的に接続され
ており、各ピンの先端に、金属製のバンプを有する構成としたこ
とを特徴とする半導体装置。
【請求項３】半導体チップを有する半導体装置本体
と、該半導体装置本体に接合してあるリード構造体とよりな
り、該リード構造体が、柔軟性を有するベースと、該ベース
を挿通して、該ベースによって保持されて整列している
多数のピンとよりなる構成を有し、各ピンの一端が、上記半導体チップと電気的に接続され
ており、各ピンの先端に、導電ペーストのバンプを有する構成と
したことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】半導体チップを有する半導体装置本体
と、該半導体装置本体に接合してあるリード構造体とよりな
り、該リード構造体が、柔軟性を有するベースと、該ベース
を挿通して、該ベースによって保持されて整列している
多数のピンとよりなる構成を有し、各ピンの一端が、上記半導体チップと電気的に接続され
ており、各ピンの先端に、異方性材料の微小片を有する構成とし
たことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】上記ベースは、シリコーン樹脂製であ
り、シート状を有する構成としたことを特徴とする請求
項１乃至４項のうちいずれか一項記載の半導体装置。
【請求項６】上記半導体装置本体と、上記リード構造
体のベースとの間を、弾性率が低い材料で充填した構成
としたことを特徴とする請求項１乃至５項のうちいずれ
か一項記載の半導体装置。
【請求項７】上記半導体装置本体と、上記リード構造
体のベースとの間を、弾性率が低い材料で充填した構成
とするとともに、上記リード構造体を、小サイズのリー
ド構造体が複数寄り集まった構成としたことを特徴とす
る請求項１乃至５項のうちいずれか一項記載の半導体装
置。
【請求項８】柔軟性を有するベースと、該ベースを挿
通して、該ベースによって保持されて整列している多数
のピンとよりなる構成のリード構造体を製造する工程
と、上記工程によって製造された該リード構造体に、半導体
チップ又は該半導体チップを有する半導体装置本体を接
合する工程とよりなる構成としたことを特徴とする半導
体装置の製造方法。