JPH08162566A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH08162566A
JPH08162566A JP30645494A JP30645494A JPH08162566A JP H08162566 A JPH08162566 A JP H08162566A JP 30645494 A JP30645494 A JP 30645494A JP 30645494 A JP30645494 A JP 30645494A JP H08162566 A JPH08162566 A JP H08162566A
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JP
Japan
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package
resin
semiconductor device
mounting
wiring board
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JP30645494A
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Satoshi Fukuyama
聡 福山
Takayuki Uda
隆之 宇田
Toshihiko Sato
俊彦 佐藤
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/303Surface mounted components, e.g. affixing before soldering, aligning means, spacing means
    • HELECTRICITY
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
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    • H05K3/3421Leaded components
    • HELECTRICITY
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    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components

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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱膨張率の差によって生じる応力による接続
不良を確実に防止する。 【構成】 パッケージ2と実装基板7との隙間に樹脂9
を介在させ、パッケージ2と実装基板7とを確実に固着
し、パッケージ2の変形に伴って実装基板7も変形させ
ることにより半田8に加わるせん断力を緩和する。この
樹脂9は、実装されたパッケージ2における外周部近傍
に樹脂9をポッティングし、真空脱泡によりパッケージ
2と実装基板7との隙間に充填させ、窒素ガスなどによ
り5気圧程度の圧力を加えながら110℃程度の加熱を
10時間程度行い、樹脂9内に残された空孔を圧縮さな
がら樹脂9を硬化させて介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に、表面実装形セラミックパッケージにおける半導体装
置のプリント配線板への実装に適用して有効な技術に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】本発明者が検討したところによれば、こ
の種の半導体装置の例として、表面実装形セラミックP
GA(Pin Grid Array)半導体装置およ
びセラミックBGA(Ball Grid Arra
y)半導体装置がある。
【0003】この表面実装形セラミックPGA半導体装
置(以下、PGA半導体装置という)は、パッケージ本
体からコバールあるいは銅からなるリードピンを垂直に
取り出した構造となっており、該リードピンを実装基板
の接続端子であるランドに突き立てるようなかたちで実
装し、半田などにより実装基板のランドと電気的に接続
固定を行っている。
【0004】また、セラミックBGA半導体装置(以
下、BGA半導体装置という)は、プリント配線基板の
裏面に球状の半田をアレイ状に並べ、それらの半田をリ
ードの代わりとして実装基板のランドと電気的に接続固
定を行っている。
【0005】なお、PGA半導体装置およびBGA半導
体装置について詳しく記載されている例としては、日経
BP社、1983年8月2日号(no.587)「日経
エレクトロニクス」p94〜p97があり、この文献に
は、PGAおよびBGAにおける構成および機能などが
記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なPGA半導体装置では、次のような問題点があること
が本発明者により見い出された。
【0007】すなわち、PGA半導体装置におけるパッ
ケージに用いられるアルミナの線膨張係数は、6.5×1
-6/Kであるのに対し、代表的な実装基板であるガラ
スエポキシ基板の線膨張係数は、15×10-6/Kとな
っている。
【0008】そして、半導体装置の動作時における発熱
などの温度変化により、パッケージとプリント配線板と
の熱膨張率の差から生じる歪みによりリードピンと実装
基板とを電気的に接続固定している半田に応力が集中し
てしまい、その半田に破断が生じて接続不良を起こして
しまう恐れがある。
【0009】また、同じくアルミナをパッケージ材料と
したBGA半導体装置においても同様の問題が生じる恐
れがある。
【0010】本発明の目的は、熱膨張率の差によって生
じる応力による接続不良を確実に防止することのできる
半導体装置を提供することにある。
【0011】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0013】すなわち、本発明の半導体装置は、パッケ
ージにおける裏面とパッケージが実装される実装配線基
板との隙間に樹脂を介在させたものである。
【0014】また、本発明の半導体装置は、パッケージ
における裏面とパッケージが実装される実装配線基板と
の隙間に介在した樹脂が、エポキシ系レジンまたはポリ
イミド系熱硬化性レジンからなるものである。
【0015】さらに、本発明の半導体装置は、前記パッ
ケージがセラミックボール・グリッド・アレイまたは表
面実装形セラミックピン・グリッド・アレイよりなるも
のである。
【0016】
【作用】上記した本発明の半導体装置によれば、パッケ
ージにおける裏面とパッケージが実装される実装配線基
板との隙間にエポキシ系レジンまたはポリイミド系熱硬
化性レジンなどの樹脂を介在させることによって、パッ
ケージと実装配線基板とを確実に固着でき、パッケージ
の変形に伴って実装配線基板も同様に変形させることが
できるので、パッケージの電極部と実装配線基板のラン
ド部とを電気的に接続固定している半田に加わるせん断
力を緩和することができる。
【0017】それにより、パッケージの電極部と実装配
線基板のランド部とを電気的に接続固定している半田の
破断などによる接触不良を確実に防止することができ、
半導体装置における電気的接続の信頼性を向上させるこ
とができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
【0019】(実施例1)図1は、本発明の実施例1に
よる一部を破断したPGA半導体装置における斜視図、
図2は、本発明の実施例1による実装基板に実装された
PGA半導体装置におけるリードピン近傍の要部断面
図、図3(a)〜(c)は、本発明の実施例1による実
装基板に実装されたPGA半導体装置における樹脂介在
の工程説明図である。
【0020】本実施例1において、PGA半導体装置1
は、たとえば、図示しない導電パターンが形成されたア
ルミナなどの積層セラミック基板からなるパッケージ2
が設けられており、その中央部には、半導体チップ3が
位置している。
【0021】また、半導体チップ3の外周部近傍には、
パッケージ2における該導電パターンの電極部2aが形
成され、その電極部2aと半導体チップ3の電極部(図
示せず)とがボンディングワイヤ4によって電気的に接
続されている。
【0022】また、パッケージ2の底面には、垂直にア
レイ状にリードピン5が設けられており、それぞれの所
定のリードピン5は、それぞれの導電パターンと電気的
に接続されている。
【0023】さらに、このPGA半導体装置1は表面実
装形であるので挿入実装形のPGAよりもアレイ状のリ
ードピン5は短ピン化されており、1.5mm〜2mm程
度の長さとなっている。
【0024】また、パッケージ2における半導体チップ
3が位置する中央部の上部は、たとえば、低融点ガラス
などからなるリッド6によって気密封止されている。
【0025】そして、PGA半導体装置1は、図2に示
すように、パッケージ2を実装する、たとえば、ガラス
エポキシ材からなる実装基板(実装配線基板)7に設け
られた接続部であるランド7aに半田8によって電気的
に接続固定されて、ランド7aと電気的に接続されてい
る図示しない所定のプリント配線により任意の接続先に
接続される。
【0026】また、パッケージ2とパッケージ2が実装
されている実装基板7との隙間には樹脂9が介在してい
る。
【0027】さらに、この樹脂9は、たとえば、エポキ
シ系レジンやポリイミド系熱硬化性レジンなどのパッケ
ージ2と実装基板7との中間程度の線膨張係数を持った
樹脂が最適である。
【0028】そして、パッケージ2と実装基板7の隙間
に介在した樹脂9により、パッケージ2と実装基板7と
を確実に固着し、パッケージ2の変形に伴って実装基板
7も同様に変形させることによって半田8に加わるせん
断力を緩和する。
【0029】次に、本実施例の作用について説明する。
【0030】まず、予め半田8が盛られた実装基板7に
おけるランド7a上にPGA半導体装置1のアレイ状の
リードピン5を突き当てるようなかたちで搭載させる。
【0031】その後、図3(a)に示すように、PGA
半導体装置1が実装された実装基板7を加熱炉などを通
過させて加熱を行い、半田8を溶融させてリードピン5
とランド7aとを電気的に接続固定する。
【0032】そして、図3(b)に示すように、パッケ
ージ2の外周部における対向する2辺の近傍に樹脂9を
ポッティングする。
【0033】次に、図3(c)に示すように、PGA半
導体装置1を所定の処理室において真空引きを行うこと
によって真空脱泡し、ハッチングに示すパッケージ2と
実装基板7との隙間に樹脂9を充填させる。なお、図3
(c)に示すハッチングは断面を示すものでない。
【0034】その後、たとえば、窒素ガスなどにより5
気圧程度の圧力を加えながら、たとえば、110℃程度
の加熱を10時間程度することによって樹脂9内に残さ
れた空孔を圧縮しながら樹脂9を硬化させる。
【0035】それにより、本実施例1では、パッケージ
2と実装基板7との隙間に樹脂9を介在させることによ
って、リードピン3とランド6とを電気的に接続固定し
ている半田5に加わる応力を緩和でき、半田5の破断お
よび半田5の破断による接続不良を確実に防止すること
によってPGA半導体装置1における信頼性を向上させ
ることができる。
【0036】(実施例2)図4は、本発明の実施例2に
よるBGA半導体装置における要部断面図である。
【0037】本実施例2において、BGA半導体装置1
0は、たとえば、アルミナからなる多層プリント配線板
(パッケージ)11が設けられており、この多層プリン
ト配線板11の裏面には球状の半田12がアレイ状に配
置されており、これが出力端子となっている。
【0038】また、多層プリント配線板11の表面にお
ける中央部には半導体チップ13が搭載され、この半導
体チップ13は、モールド樹脂(図示せず)などによっ
て封止されている。
【0039】さらに、半導体チップ13の裏面には電極
部(図示せず)がアレイ状に設けられ、これら電極部と
多層プリント配線板11に設けられた電極部(図示せ
ず)とが、球状の半田(図示せず)によって電気的に接
続固定されている。
【0040】さらに、BGA半導体装置10は、多層プ
リント配線板11と多層プリント配線板11を実装する
実装基板(実装配線基板)14とが半田12によって電
気的に接続固定されている。
【0041】また、多層プリント配線板11と実装基板
14との実装は、多層プリント配線板11に形成されて
いる半田12を実装基板14に設けられた接続端子であ
るランド14aと重合させて実装を行い、加熱炉を通す
ことによって加熱し、半田12を溶融させて、電気的な
接続固定を行う。
【0042】さらに、BGA半導体装置10は、多層プ
リント配線板11と実装基板14と隙間に、前記実施例
1と同様に、たとえば、エポキシ系レジンやポリイミド
系の熱硬化性レジンなどの樹脂15を介在させている。
【0043】そして、多層プリント配線板11と実装基
板14の隙間に介在した樹脂15により多層プリント配
線板11と実装基板14とを確実に固着し、多層プリン
ト配線板11の変形に伴って実装基板14も同様に変形
させることによって半田12に加わるせん断力を緩和で
きる。
【0044】また、この樹脂15を介在させる方法は、
前記実施例1と同様に、多層プリント配線板11におけ
る外周部近傍に樹脂15をポッティングしたBGA半導
体装置10を真空引きにより真空脱泡して多層プリント
配線板11と実装基板14との隙間に樹脂15を充填さ
せる。
【0045】その後、窒素ガスなどにより5気圧程度の
圧力を加えながら、たとえば、110℃程度の加熱を1
0時間程度することによって樹脂15内に残された空孔
を圧縮しながら樹脂15を硬化させる。
【0046】それにより、本実施例2によれば、多層プ
リント配線板11と実装基板14との隙間に樹脂15を
介在させることによって、多層プリント配線板11と実
装基板14とを電気的に接続固定している半田12に加
わる応力を緩和することができるので半田12の破断お
よび半田12の破断による接続不良を確実に防止でき、
BGA半導体装置10における信頼性を向上させること
ができる。
【0047】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0048】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0049】(1)本発明によれば、パッケージにおけ
る裏面とパッケージが実装される実装配線基板との隙間
に介在させた樹脂によって、パッケージの電極部と実装
配線基板のランド部とを電気的に接続固定している半田
に加わるせん断力を緩和することができる。
【0050】(2)また、本発明では、上記(1)によ
り、パッケージの電極部と実装配線基板のランド部とを
電気的に接続固定している半田の破断による接触不良を
確実に防止することができ、セラミックボール・グリッ
ド・アレイや表面実装形セラミックピン・グリッド・ア
レイなどの半導体装置における電気的接続の信頼性を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1による一部を破断したPGA
半導体装置における斜視図である。
【図2】本発明の実施例1による実装基板に実装された
PGA半導体装置におけるリードピン近傍の要部断面図
ある。
【図3】(a)〜(c)は、本発明の実施例1による実
装基板に実装されたPGA半導体装置における樹脂介在
の工程説明図である。
【図4】本発明の実施例2によるBGA半導体装置にお
ける要部断面図である。
【符号の説明】
1 表面実装形セラミックPGA半導体装置 2 パッケージ 2a 電極部 3 半導体チップ 4 ボンディングワイヤ 5 リードピン 6 リッド 7 実装基板(実装配線基板) 7a ランド 8 半田 9 樹脂 10 セラミックBGA半導体装置 11 多層プリント配線板(パッケージ) 12 半田 13 半導体チップ 14 実装基板(実装配線基板) 14a ランド 15 樹脂

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッケージにおける裏面と前記パッケー
    ジが実装される実装配線基板との隙間に樹脂を介在させ
    たことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、前
    記樹脂が、エポキシ系レジンまたはポリイミド系熱硬化
    性レジンからなることを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の半導体装置にお
    いて、前記パッケージがセラミックボール・グリッド・
    アレイまたは表面実装形セラミックピン・グリッド・ア
    レイよりなることを特徴とする半導体装置。
JP30645494A 1994-12-09 1994-12-09 半導体装置 Pending JPH08162566A (ja)

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JP30645494A JPH08162566A (ja) 1994-12-09 1994-12-09 半導体装置

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JP30645494A JPH08162566A (ja) 1994-12-09 1994-12-09 半導体装置

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JPH08162566A true JPH08162566A (ja) 1996-06-21

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JP (1) JPH08162566A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1080937C (zh) * 1997-09-23 2002-03-13 欣兴电子股份有限公司 球格阵列集成电路元件的印刷电路基板承载盘
JP2020198411A (ja) * 2019-06-05 2020-12-10 Fdk株式会社 高密度実装モジュール

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1080937C (zh) * 1997-09-23 2002-03-13 欣兴电子股份有限公司 球格阵列集成电路元件的印刷电路基板承载盘
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