JPH08279681A - Circuit substrate, its manufacture and semiconductor device - Google Patents
Circuit substrate, its manufacture and semiconductor deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は表面に薄膜回路部を有す
る回路基板及びその製造方法並びに回路基板を使用した
ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）型半導体装
置に関する。表面に薄膜形成技術を利用して形成された
薄膜回路部を有する回路基板は、例えばＢＧＡ型の半導
体装置の基板として利用される。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit board having a thin film circuit portion on its surface, a method of manufacturing the same, and a BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device using the circuit board. A circuit board having a thin film circuit portion formed on the surface by using a thin film forming technique is used, for example, as a substrate of a BGA type semiconductor device.
【０００２】このＢＧＡ型の半導体装置は、最終的には
マザーボード上に実装されて使用される。従って、上記
の回路基板は、製造コストが安価である他に、半導体装
置の基板として利用されるのに好適な特性を有すること
が望ましい。This BGA type semiconductor device is finally mounted on a mother board for use. Therefore, it is desirable that the above-mentioned circuit board has properties suitable for being used as a board of a semiconductor device, in addition to being inexpensive to manufacture.
【０００３】[0003]
【従来の技術】図３は従来の回路基板１０を示す。回路
基板１０は、図３（Ｃ）に示すように、回路基板本体１
１と、この研摩された表面１２上の薄膜回路部１３とよ
りなる。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a conventional circuit board 10. The circuit board 10 is a circuit board body 1 as shown in FIG.
1 and a thin film circuit portion 13 on the polished surface 12.
【０００４】回路基板１０は、三層のセラミック積層基
板であり、ビア１４を有する。この回路基板１０は図３
（Ａ）に示すように、孔内に銅ペーストが充填され且つ
厚膜パターンが形成された三枚のグリーンシート１
７-1，１７-2，１７-3を積層し、焼成し、次いで、同図
（Ｂ）に示すように、表面を研摩することによって製造
される。The circuit board 10 is a three-layer ceramic laminated board having a via 14. This circuit board 10 is shown in FIG.
As shown in (A), three green sheets 1 in which copper paste is filled in the holes and a thick film pattern is formed
7 -1 , 17 -2 , 17 -3 are laminated, fired, and then the surface is polished as shown in FIG.
【０００５】薄膜回路部１３は、絶縁膜１５及び薄膜導
体パターン１６を有し、上記表面１２上に形成されてい
る。上記構成の回路基板１０は、図４に示すように、Ｂ
ＧＡ半導体装置２０の基板として使用される。The thin film circuit portion 13 has an insulating film 15 and a thin film conductor pattern 16 and is formed on the surface 12. As shown in FIG. 4, the circuit board 10 having the above structure is
It is used as a substrate of the GA semiconductor device 20.
【０００６】ＢＧＡ半導体装置２０は、回路基板１０と
この上面に固着してある半導体チップ２１と、半導体チ
ップ２１を封止する封止樹脂部２２と、回路基板１０の
下面に格子状に並んで配された半田バンプ２３とよりな
る。このＢＧＡ半導体装置２０は、下面の半田バンプ２
３を、パッド２６に半田付けされて、ガラスエポキシ製
のプリント基板よりなるマザーボード２５上に実装され
て使用される。The BGA semiconductor device 20 includes a circuit board 10, a semiconductor chip 21 fixed to the upper surface thereof, a sealing resin portion 22 for sealing the semiconductor chip 21, and a grid pattern on the lower surface of the circuit board 10. The solder bumps 23 are arranged. This BGA semiconductor device 20 has solder bumps 2 on the bottom surface.
3 is soldered to the pad 26, mounted on the mother board 25 made of a glass epoxy printed circuit board, and used.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】回路基板１０は、回路
基板本体１１がセラミック製であるため、価格が高いも
のであった。また、マザーボード２５の材質であるガラ
スエポキシの熱膨脹係数は約２０ppm ／℃であるのに対
し、回路基板１０の材質であるセラミックの熱膨脹係数
は約７ppm ／℃と小さい。The circuit board 10 is expensive because the circuit board body 11 is made of ceramic. Further, the thermal expansion coefficient of the glass epoxy, which is the material of the mother board 25, is about 20 ppm / ° C., whereas the thermal expansion coefficient of the ceramic, which is the material of the circuit board 10, is as small as about 7 ppm / ° C.
【０００８】このように、回路基板１０とマザーボード
２５との間に熱膨脹率に関して大きな差があるため、Ｂ
ＧＡ半導体装置２０の動作に伴う熱変化による熱応力
が、半田バンプ２３とパッド２６との接続個所に作用す
る。この熱応力の点から、ＢＧＡ半導体装置２０の大き
さは制限され、一辺の長さが約２０ｍｍの正方形が限度
であり、これ以上サイズの大きいＢＧＡ半導体装置は実
現が困難であった。As described above, there is a large difference in the coefficient of thermal expansion between the circuit board 10 and the mother board 25.
The thermal stress due to the thermal change accompanying the operation of the GA semiconductor device 20 acts on the connection points between the solder bumps 23 and the pads 26. Due to this thermal stress, the size of the BGA semiconductor device 20 is limited, and the size of the BGA semiconductor device is limited to a square having a side length of about 20 mm, and it has been difficult to realize a BGA semiconductor device having a larger size.
【０００９】そこで、本発明は、上記課題を解決した回
路基板及びその製造方法並びに半導体装置を提供するこ
とを目的とする。Therefore, it is an object of the present invention to provide a circuit board, a method of manufacturing the same, and a semiconductor device which solve the above problems.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、貫通
孔内がはんだ製の充填部で占められた合成樹脂製の回路
基板本体と、上記充填部と電気的に接続されて、該回路
基板本体の表面に形成されている薄膜回路部とよりなる
構成としたものである。According to a first aspect of the present invention, a circuit board main body made of a synthetic resin in which a through hole is occupied by a solder filling portion is electrically connected to the filling portion. The thin film circuit portion is formed on the surface of the circuit board body.
【００１１】請求項２の発明は、上記回路基板本体は、
内部に、上記充填部と電気的に接続された電源パターン
及びグランドパターンを有する構成としたものである。
請求項３の発明は、貫通孔を有する合成樹脂製のプリン
ト基板の該貫通孔内に、溶融したはんだを充填するはん
だ充填工程と、上記はんだが充填されたプリント基板の
面を研摩する研摩工程と、プリント基板の研摩された面
に、膜生成、パターニング等を行って、薄膜回路部を形
成する薄膜回路部形成工程とよりなる構成としたもので
ある。According to a second aspect of the present invention, the circuit board body is
The power supply pattern and the ground pattern electrically connected to the filling section are provided inside.
According to a third aspect of the invention, a solder filling step of filling molten solder into the through holes of a synthetic resin printed board having through holes, and a polishing step of polishing the surface of the printed board filled with the solder. And a thin film circuit portion forming step of forming a thin film circuit portion by performing film formation, patterning, and the like on the polished surface of the printed circuit board.
【００１２】請求項４の発明は、貫通孔内がはんだ製の
充填部で占められ、内部に、該充填部と電気的に接続さ
れた電源パターン及びグランドパターンを有する回路基
板本体と、上記充填部と電気的に接続されて、上記回路
基板本体の表面に形成してある薄膜回路部とよりなる回
路基板と、該回路基板の該薄膜回路部上に固着してある
半導体チップと、該半導体チップを封止する封止樹脂部
と、上記回路基板の下面に、上記充填部と電気的に接続
されて形成してある実装用の接続端子とよりなる構成と
したものである。According to a fourth aspect of the present invention, the inside of the through hole is occupied by a filling portion made of solder, and a circuit board main body having a power supply pattern and a ground pattern electrically connected to the filling portion, and the filling portion. Circuit board, which is electrically connected to the circuit board body and formed on the surface of the circuit board body, a semiconductor chip fixed on the thin film circuit portion of the circuit board, and the semiconductor It is configured by a sealing resin portion for sealing the chip and a mounting connection terminal formed on the lower surface of the circuit board by being electrically connected to the filling portion.
【００１３】請求項５の発明は、請求項４の実装用の接
続端子は、低融点はんだ製のバンプであり、上記充填部
のはんだは、該バンプのはんだよりも高融点を有するは
んだである構成としたものである。According to a fifth aspect of the present invention, the mounting connection terminal according to the fourth aspect is a bump made of a low melting point solder, and the solder in the filling portion is a solder having a higher melting point than the solder of the bump. It is configured.
【００１４】[0014]
【作用】請求項１の回路基板本体が合成樹脂製である構
成は、セラミック製である場合に比べて安価とするよう
に作用する。はんだ製の充填部は、貫通孔を確実に埋め
るように作用し、これによって、薄膜回路部を形成する
ときに、レジスト等が貫通孔内にしみ込まずに正常に形
成されるように作用する。The structure in which the circuit board body of claim 1 is made of a synthetic resin acts so as to be less expensive than the structure made of a ceramic. The filling portion made of solder acts to surely fill the through hole, so that when the thin film circuit portion is formed, resist or the like is normally formed without penetrating into the through hole.
【００１５】請求項２の回路基板本体内部の電源パター
ン及びグランドパターンは電気抵抗を低くするように作
用する。請求項３のはんだ充填工程及び研摩工程は、レ
ジストがしみ込まず、且つ平坦に塗布されるようにし
て、レジストの塗布等の薄膜形成技術の適用に支障が生
じないように作用する。The power supply pattern and the ground pattern inside the circuit board body of the second aspect act to lower the electric resistance. In the solder filling step and the polishing step of the third aspect, the resist does not soak into the resist and is applied flat so that the application of the thin film forming technique such as the application of the resist is not hindered.
【００１６】請求項４の合成樹脂製の回路基板を基板と
した構成は、合成樹脂製であるマザーボード上に実装し
たときに、実装用接続端子の個所に熱応力が加わりにく
くするように作用する。また、回路基板本体が、充填
部、電源パターン及びグランドパターンを有する構成
は、回路基板の電気的特性、ひいては、半導体装置の電
気的特性を向上させるように作用する。According to a fourth aspect of the present invention, in which the circuit board made of synthetic resin is used as a substrate, when the circuit board is mounted on a mother board made of synthetic resin, thermal stress is less likely to be applied to the mounting connection terminals. . In addition, the configuration in which the circuit board main body has the filling portion, the power supply pattern, and the ground pattern functions to improve the electrical characteristics of the circuit board, and by extension, the electrical characteristics of the semiconductor device.
【００１７】請求項５の発明において、実装用接続端子
部をはんだ型のバンプとし、且つ充填部のはんだがバン
プのはんだより高融点を有する構成は、充填部を少しも
溶かす虞れなくバンプが形成されるように作用する。In the invention of claim 5, the mounting connection terminal portion is a solder-type bump, and the solder in the filling portion has a higher melting point than the solder in the bump. Acts to be formed.
【００１８】[0018]
〔回路基板の実施例〕図１（Ｅ）に示すように、回路基
板３０は、回路基板本体３１と、この回路基板本体３１
の研摩された表面３２上の薄膜回路部３３とよりなる。[Embodiment of Circuit Board] As shown in FIG. 1E, the circuit board 30 includes a circuit board body 31 and a circuit board body 31.
Of the thin film circuit portion 33 on the polished surface 32.
【００１９】回路基板本体３１は、耐熱性を有する合成
樹脂であるＢＴ（ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ−ｔｒｉａ
ｚｉｎ：ビスマレイミド・トリアジン）レジン製の本体
部３４を有する。回路基板本体３１は、内部に、電源パ
ターン３５及びグランドパターン３６を有する。The circuit board body 31 is a heat-resistant synthetic resin such as BT (bismaleimide-tria).
Zin: Bismaleimide triazine) The resin has a main body 34. The circuit board body 31 has a power supply pattern 35 and a ground pattern 36 inside.
【００２０】回路基板本体３１は、高融点はんだが充填
されている貫通孔３７を有する。３８は高融点はんだ製
の充填部であり、貫通孔３７内を占めている。また、充
填部３８と、電源パターン３５及びグランドパターン３
６とが電気的に接続してある。The circuit board body 31 has a through hole 37 filled with high melting point solder. Reference numeral 38 is a filling portion made of high melting point solder and occupies the inside of the through hole 37. In addition, the filling portion 38, the power supply pattern 35, and the ground pattern 3
And 6 are electrically connected.
【００２１】薄膜回路部３３は、充填部３８の上端面３
８ａと電気的に接続されて形成してある二層のＣｕ製の
薄膜導体パターン３９と、この薄膜導体パターン３９を
電気的に絶縁する絶縁層４０とを有する。また、回路基
板３０は、薄膜導体よりなるパッド４１を有する。パッ
ド４１は、充填部３８の下端面３８ｂと電気的に接続さ
れて、基板本体３１の研摩された裏面４２上に形成して
ある。The thin film circuit portion 33 has an upper end surface 3 of the filling portion 38.
It has a two-layer Cu thin-film conductor pattern 39 electrically connected to 8a and an insulating layer 40 for electrically insulating the thin-film conductor pattern 39. The circuit board 30 also has pads 41 made of a thin film conductor. The pad 41 is electrically connected to the lower end surface 38 b of the filling portion 38 and is formed on the polished back surface 42 of the substrate body 31.
【００２２】ＢＴレジンの熱膨張係数は、１１ｐｐｍ／
℃であり、ガラスエポキシの熱膨張係数（約２０ｐｐｍ
／℃）と略同じである 上記充填部３８は、高融点はんだに限定されるものでは
なく、場合によっては低融点はんだでもよい。ただし、
回路基板の作製工程において、はんだの融点よりも低温
での処理が必要となる。The thermal expansion coefficient of BT resin is 11 ppm /
℃, the thermal expansion coefficient of glass epoxy (about 20ppm
The filling portion 38 is not limited to the high melting point solder, and may be a low melting point solder in some cases. However,
In the process of manufacturing a circuit board, processing at a temperature lower than the melting point of solder is required.
【００２３】なお、充填部３８は、以下の役割をする。 貫通孔３７を埋め、後述する薄膜回路部形成工程６
２において、塗布したレジストが回路基板本体３１の下
面にしみ出ないようにする。これによって、レジストが
正常に塗布される。The filling section 38 plays the following role. The through hole 37 is filled up, and a thin film circuit portion forming step 6 described later.
In 2, the applied resist is prevented from seeping out to the lower surface of the circuit board body 31. As a result, the resist is normally applied.
【００２４】 貫通孔３７の部分の電気抵抗を下げ
る。これにより、図２のＢＧＡ半導体装置８０におい
て、バンプ８３と半導体チップ８１との間の電気抵抗が
低くなっている。このことは、ＢＧＡ半導体装置８０の
特性上好都合である。The electrical resistance of the through hole 37 is reduced. As a result, in the BGA semiconductor device 80 of FIG. 2, the electric resistance between the bump 83 and the semiconductor chip 81 is low. This is advantageous in the characteristics of the BGA semiconductor device 80.
【００２５】 図２に示すように、バンプ８３が充填
部３８の下端の部位に形成されることを可能とする。 充填部３８が高融点はんだ製であるため、バンプ８
３を低融点のはんだ製とすることによって、バンプ８３
を形成するときに充填部３８が溶け出さず、充填部３８
は、良好な品質を維持する。即ち、充填部３８が高融点
はんだ製であることは、低融点のはんだを使用すること
によって、バンプ８３を形成することを可能とする。As shown in FIG. 2, the bumps 83 can be formed at the lower end portion of the filling portion 38. Since the filling portion 38 is made of high melting point solder, the bump 8
3 is made of low melting point solder,
The filling portion 38 does not melt when forming the filling portion 38.
Maintain good quality. That is, the fact that the filling portion 38 is made of high melting point solder enables the bumps 83 to be formed by using the low melting point solder.
【００２６】また、回路基板３０は、更に、以下の特長
を有する。電源パターン３５及びグランドパターン３６
は、回路基板本体３１の内部に形成されるものであり、
薄膜回路部３３の薄膜導体パターン３９に比べて、厚さ
及び幅が共に相当に大きく、その電気的抵抗は低い。The circuit board 30 further has the following features. Power pattern 35 and ground pattern 36
Is formed inside the circuit board body 31,
Compared with the thin film conductor pattern 39 of the thin film circuit portion 33, both the thickness and the width are considerably large and the electric resistance thereof is low.
【００２７】一般に、回路基板において、電源パターン
及びグランドパターンは、信号パターンに比べて、抵抗
が低いことが要求される。上記回路基板３０は、電源パ
ターン３５及びグランドパターン３６が低い電気抵抗を
有するものであるため、良好な特性を有する。Generally, in the circuit board, the power supply pattern and the ground pattern are required to have a lower resistance than the signal pattern. The circuit board 30 has good characteristics because the power supply pattern 35 and the ground pattern 36 have low electric resistance.
【００２８】〔回路基板の製造方法の実施例〕図１
（Ｂ）に示す一般のＢＴレジン製のプリント基板５０を
用意する。このプリント基板５０は、内部に電源パター
ン３５及びグランドパターン３６を有し、更には、貫通
孔３７を有し、且つ貫通孔３７の内周壁上に、銅メッキ
膜および金めっき膜５１を有する。[Example of Method for Manufacturing Circuit Board] FIG. 1
A general BT resin printed circuit board 50 shown in (B) is prepared. The printed circuit board 50 has a power supply pattern 35 and a ground pattern 36 inside, further has a through hole 37, and has a copper plating film and a gold plating film 51 on the inner peripheral wall of the through hole 37.
【００２９】金メッキ膜５１は、電源パターン３５及び
グランドパターンのうち貫通孔３７に露出している部分
を保護する役割及び後述するはんだの貫通孔３７内への
流し込みが円滑に行われるようにする役割を有する。回
路基板３０は、高融点はんだ充填工程６０，表面裏面研
摩工程６１，及び薄膜回路部形成工程６２を経て製造さ
れる。The gold-plated film 51 has a role of protecting the portions of the power supply pattern 35 and the ground pattern exposed in the through holes 37 and a role of allowing the solder, which will be described later, to flow into the through holes 37 smoothly. Have. The circuit board 30 is manufactured through a high melting point solder filling step 60, a front surface / back surface polishing step 61, and a thin film circuit portion forming step 62.
【００３０】 高融点はんだ充填工程６０ 図１（Ｂ）に示すように、Ｓｎ：Ｐｂの組成比（Ｗｔ
％）が例えば５：９５である高融点はんだ（溶融温度：
３０５〜３１２℃）製のボール７０を、プリント基板５
０の各貫通孔３７の上側開口に載せ、プリント板５０を
リフロー炉を通す。High Melting Point Solder Filling Step 60 As shown in FIG. 1B, the Sn: Pb composition ratio (Wt
%) Is, for example, 5:95 high melting point solder (melting temperature:
305 to 312 ° C.) ball 70 on the printed circuit board 5
The printed board 50 is put on the upper opening of each through hole 37 of 0 and the reflow furnace is passed through.
【００３１】これにより、高融点はんだボール７０が溶
け、溶けたはんだが、毛細管現象によって貫通孔３７内
にＺ1 方向に引き込まれて、貫通孔３７内に充填され
る。この溶けたはんだの引き込みは、貫通孔３７内に金
メッキ膜５１が形成されていることによって、より円滑
に行われる。As a result, the high melting point solder ball 70 is melted, and the melted solder is drawn into the through hole 37 in the Z 1 direction by the capillary phenomenon and filled in the through hole 37. The molten solder is drawn in more smoothly because the gold plating film 51 is formed in the through hole 37.
【００３２】これにより、図１（Ｃ）に示すように、高
融点はんだ製の初期充填部７１が形成される。初期充填
部７１は、上下端に、貫通孔３７の上下開口より上下に
盛り上がった盛り上がり部７１ａ，７１ｂを有する。As a result, as shown in FIG. 1C, an initial filling portion 71 made of high melting point solder is formed. The initial filling portion 71 has, at the upper and lower ends, raised portions 71a and 71b that are raised above and below the upper and lower openings of the through hole 37.
【００３３】高融点はんだを貫通孔３７内に充填する方
法は、上記の方法に限るものではない。なお、高融点は
んだを貫通孔３７内に、上側の開口側からと下側の開口
側からの両側より同時に充填すると、貫通孔３７内に巣
が出来易い。そこで、高融点はんだの充填は一方向から
のみ行うのが望ましい。The method of filling the high-melting-point solder into the through holes 37 is not limited to the above method. If the high melting point solder is filled into the through hole 37 from both the upper opening side and the lower opening side at the same time, a hole is likely to be formed in the through hole 37. Therefore, it is desirable to fill the high melting point solder only from one direction.
【００３４】ここで、充填する材料を高融点はんだとし
たのは、第１には、薄膜回路部３３を形成するときに受
ける熱によって、充填部が溶け出さないようにするた
め、第２には出来上がった回路基板を後述するようにＢ
ＧＡ半導体装置の基板として使用する場合に、低融点は
んだ製のバンプを形成するときに受ける熱によって、充
填部が溶け出さないようにするためである。Here, the high melting point solder is used as the filling material. Firstly, in order to prevent the filling portion from being melted by the heat received when the thin film circuit portion 33 is formed, secondly, B is the completed circuit board as described later.
This is because when used as a substrate of a GA semiconductor device, the filling portion does not melt due to heat received when forming bumps made of low melting point solder.
【００３５】なお、工程６０を完了した後にプリント基
板５１が受ける熱の程度によっては、高融点はんだに代
えて、通常の低融点はんだ（例えばＳｎ：Ｐｂの組成比
（Ｗｔ％）が６０：４０であり、溶融温度が１８３〜１
９０℃である）を用いてもよい。Incidentally, depending on the degree of heat received by the printed circuit board 51 after the step 60 is completed, an ordinary low melting point solder (for example, Sn: Pb composition ratio (Wt%) is 60:40) instead of the high melting point solder. And the melting temperature is 183-1
90 ° C.) may be used.
【００３６】 表面・裏面研摩工程６１ 初期充填部７１が形成されたプリント基板５０の表面７
２及び裏面７３を若干研摩して、図１（Ｄ）に示す回路
基板３１を得る。上記の研摩によって、研摩された表面
３２及び研摩された裏面４２が形成される。Front / back surface polishing step 61 Front surface 7 of printed circuit board 50 on which initial filling portion 71 is formed
2 and the back surface 73 are slightly polished to obtain the circuit board 31 shown in FIG. The polishing described above forms a polished front surface 32 and a polished back surface 42.
【００３７】また、研摩によって、盛り上がり部７１
ａ，７１ｂは削り取られ、初期充填部７１は充填部３８
となる。充填部３８の上端面３８ａは、研摩された表面
３２と同一面となり、充填部３８の下端面３８ｂは、研
摩された裏面４２と同一面となる。Further, due to the polishing, the raised portion 71
a and 71b are scraped off, and the initial filling section 71 is filled with the filling section 38.
Becomes The upper end surface 38a of the filling portion 38 is flush with the polished front surface 32, and the lower end surface 38b of the filling portion 38 is flush with the polished back surface 42.
【００３８】研摩された表面３２及び裏面４２を形成す
るのは、薄膜パターン形成プロセスを可能とする平坦な
下地を得るためである。 薄膜回路部形成工程６２ 一般的な薄膜パターン形成技術であるＣｒ−Ｃｕ−Ｃｒ
のスパッタリング、レジスト塗布、露光現像、エッチン
グ、レジストはくり、絶縁層形成を適宜行う。The polished front surface 32 and back surface 42 are formed to provide a flat substrate that enables the thin film patterning process. Thin film circuit portion forming step 62 Cr-Cu-Cr which is a general thin film pattern forming technique.
The sputtering, resist coating, exposure and development, etching, resist stripping, and insulating layer formation are appropriately performed.
【００３９】これによって、図１（Ｅ）に示すように、
回路基板３１の表面３２上に薄膜回路部３３が形成さ
れ、裏面４２上にパッド４１が形成される。以上によ
り、図１（Ｅ）に示す回路基板３０が完成する。上記の
回路基板の製造方法によれば、ＢＴレジン製のプリント
基板５０を素材として使用するため、図３のセラミック
基板よりも大型の基板で多枚取り処理が可能であり、製
造コストは、従来に比べて格段に安価である。As a result, as shown in FIG.
The thin film circuit portion 33 is formed on the front surface 32 of the circuit board 31, and the pad 41 is formed on the back surface 42. Through the above steps, the circuit board 30 shown in FIG. 1 (E) is completed. According to the above-described method of manufacturing a circuit board, since the printed circuit board 50 made of BT resin is used as a material, it is possible to perform a multi-piece processing on a board larger than the ceramic board of FIG. It is much cheaper than.
【００４０】〔ＢＧＡ半導体装置の実施例〕図２のＢＧ
Ａ半導体装置８０は、上記の製造方法によって製造され
た図１（Ｅ）に示す回路基板３０を基板として利用した
構造を有する。ＢＧＡ半導体装置８０は、回路基板３０
と、この回路基板３０の上面に固着してある半導体チッ
プ８１と、半導体チップ８１を封止する封止樹脂部８２
と、回路基板３０の下面の各パッド４１に付いており、
格子状に並んで配されている低融点はんだ製のバンプ８
３とよりなる。[Example of BGA Semiconductor Device] BG of FIG.
The A semiconductor device 80 has a structure in which the circuit board 30 shown in FIG. 1E manufactured by the above manufacturing method is used as a substrate. The BGA semiconductor device 80 includes the circuit board 30.
A semiconductor chip 81 fixed to the upper surface of the circuit board 30; and a sealing resin portion 82 for sealing the semiconductor chip 81.
And attached to each pad 41 on the lower surface of the circuit board 30,
Bumps 8 made of low melting point solder arranged side by side in a grid pattern
3 and 3.
【００４１】バンプ８３が実装用の接続端子を構成す
る。半導体チップ８１は、バンプ８４を介して、薄膜回
路部３３の薄膜導体パターン３９の端のパッド部と電気
的に接続される。そして、接続点を保護する目的で半導
体チップと薄膜回路基板のすきまに、専用の保護樹脂８
５が注入してある。The bumps 83 form connection terminals for mounting. The semiconductor chip 81 is electrically connected to the pad portion at the end of the thin film conductor pattern 39 of the thin film circuit portion 33 via the bump 84. Then, in order to protect the connection point, a dedicated protective resin 8 is provided in the gap between the semiconductor chip and the thin film circuit board.
5 is injected.
【００４２】バンプ８３を構成する低融点はんだは、Ｓ
ｎ：Ｐｂの組成比（Ｗｔ％）が６０：４０であるもので
あり、溶融温度は１８３〜１９０℃である。バンプ８３
を形成するときに、回路基板３０は２００℃程度に加熱
される。しかし、この温度によっては、充填部３８は溶
融せず、不都合は起きない。The low melting point solder that constitutes the bump 83 is S
The composition ratio (Wt%) of n: Pb is 60:40, and the melting temperature is 183 to 190 ° C. Bump 83
When forming the, the circuit board 30 is heated to about 200 ° C. However, depending on this temperature, the filling portion 38 does not melt and no inconvenience occurs.
【００４３】なお、各バンプ８３は、各充填部３８の下
端面３８ｂの個所に設けてある。また、回路基板３０の
寸法は、図４中の回路基板１０より相当に大きく、一辺
の長さＬ2 が約３０〜４０mmの正方形である。このた
め、半導体チップ８１のサイズは、図４中の半導体チッ
プ２１より大きい。The bumps 83 are provided on the lower end surface 38b of each filling portion 38. The size of the circuit board 30 is considerably larger than that of the circuit board 10 in FIG. 4, and is a square having a side length L 2 of about 30 to 40 mm. Therefore, the size of the semiconductor chip 81 is larger than that of the semiconductor chip 21 in FIG.
【００４４】これによって、ＢＧＡ半導体装置８０は、
図４のＢＧＡ半導体装置２０に比べて、優れた特性を有
する。ＢＧＡ半導体装置８０は、下面のはんだバンプ８
３をパッド２６に半田付けされて、ガラスエポキシプリ
ント基板よりなるマザーボード２５上に実装されて使用
される。As a result, the BGA semiconductor device 80 is
It has excellent characteristics as compared with the BGA semiconductor device 20 of FIG. The BGA semiconductor device 80 has the solder bumps 8 on the lower surface.
3 is soldered to the pad 26, mounted on a mother board 25 made of a glass epoxy printed board, and used.
【００４５】ここで、回路基板３０はＢＴレジン製であ
り、先に述べたようにその熱膨脹係数は、マザーボード
２５の材料であるガラスエポキシの熱膨脹係数と近い。
このため、ＢＧＡ半導体装置８０のサイズが従来の図３
に示すＢＧＡ半導体装置２０のサイズに比べて大きいに
も拘らず、熱変化によって半田バンプ８３の個所に加わ
る熱応力は十分に小さく、不都合は起きない。Here, the circuit board 30 is made of BT resin, and its coefficient of thermal expansion is close to that of glass epoxy, which is the material of the mother board 25, as described above.
Therefore, the size of the BGA semiconductor device 80 is smaller than that of the conventional one.
Although it is larger than the size of the BGA semiconductor device 20 shown in (1), the thermal stress applied to the solder bumps 83 due to thermal change is sufficiently small and no inconvenience occurs.
【００４６】なお、上記のはんだバンプ８３に代えて、
ピンが低融点はんだにより接着された構成としてもよ
い。なお、各請求項において、「はんだ」は、Ｐｂ−Ｓ
ｎ合金に限定されるものではなく、広い概念であって、
他の合金、又は別の金属であって、融点が２００〜３０
０℃程度のものも包含するものである。Instead of the solder bumps 83,
The pins may be bonded by low melting point solder. In each claim, "solder" means Pb-S
It is not limited to the n-alloy, but is a broad concept,
Another alloy or another metal having a melting point of 200 to 30
It also includes those at about 0 ° C.
【００４７】[0047]
【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、合成樹脂製の回路基板本体を利用した構成であ
るため、セラミック製である従来のものに比べて、安価
とし得る。As described above, according to the first aspect of the present invention, since the circuit board body made of synthetic resin is used, the cost can be reduced as compared with the conventional ceramic board.
【００４８】また、表面に薄膜回路部を有し、しかも、
熱膨脹が一般のプリント基板と略同じである回路基板を
実現出来る。請求項２の発明によれば、電気抵抗の低い
電源パターン及びグランドパターンを有するため、特性
の優れた回路基板を実現できる。Further, it has a thin film circuit portion on the surface, and
It is possible to realize a circuit board whose thermal expansion is almost the same as that of a general printed board. According to the second aspect of the present invention, since the power supply pattern and the ground pattern having low electric resistance are provided, a circuit board having excellent characteristics can be realized.
【００４９】請求項３の発明によれば、合成樹脂製であ
り、且つ表面に薄膜回路部を有する回路基板を安定に製
造出来る。請求項４の発明によれば、回路基板の熱膨脹
がマザーボードの熱膨脹と略等しいため、マザーボード
に実装させて動作させたときに実装用接続端子に加わる
熱応力を小さくし得、よって実装の信頼性を向上させる
ことが出来る。また、回路基板のサイズを従来のものに
比べて大きくすることが出来、よって、半導体チップの
サイズの大型化に良好に対応出来る。According to the invention of claim 3, it is possible to stably manufacture a circuit board made of a synthetic resin and having a thin film circuit portion on its surface. According to the invention of claim 4, since the thermal expansion of the circuit board is substantially equal to the thermal expansion of the motherboard, the thermal stress applied to the mounting connection terminals when mounted on the motherboard and operated can be reduced, and thus the reliability of mounting. Can be improved. In addition, the size of the circuit board can be made larger than that of the conventional one, and therefore, the size of the semiconductor chip can be favorably increased.
【００５０】しかも、回路基板は、回路基板本体が充填
部、電源パターン及びグランドパターンを有することに
より良好な電気的特性を有し、よって特性の良好な半導
体装置を実現出来る。請求項５の発明によれば、低融点
はんだ製のバンプを形成するときに、高融点はんだ製で
ある充填部は少しも溶けず、よって、バンプを安定に形
成出来る。Moreover, the circuit board has good electric characteristics because the circuit board body has the filling portion, the power supply pattern and the ground pattern, and thus a semiconductor device having good characteristics can be realized. According to the invention of claim 5, when the bump made of low melting point solder is formed, the filling portion made of high melting point solder is not melted at all, so that the bump can be stably formed.
【図１】本発明の回路基板及びその製造方法を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a circuit board of the present invention and a method for manufacturing the same.
【図２】本発明のＢＧＡ半導体装置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a BGA semiconductor device of the present invention.
【図３】従来の回路基板を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional circuit board.
【図４】従来のＢＧＡ半導体装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional BGA semiconductor device.
２５ マザーボード ２６ パッド ３０ 回路基板 ３１ 回路基板本体 ３２ 研摩された表面 ３３ 薄膜回路部 ３４ ＢＴレジン製の本体部 ３５ 電源パターン ３６ グランドパターン ３７ 貫通孔 ３８ 高融点はんだ製の充填部 ３８ａ 上端面 ３８ｂ 下端面 ３９ 薄膜導体パターン ４０ 絶縁層 ４１ パッド ４２ 研摩された裏面 ５０ プリント基板 ５１ 金メッキ膜／Ｎｉメッキ／Ａｕメッキ（表面） ６０ 高融点はんだ充填工程 ６１ 表面・裏面研摩工程 ６２ 薄膜回路部形成工程 ７０ 高融点はんだボール ７１ 高融点はんだ製の初期充填部 ７１ａ，７１ｂ 盛り上がり部 ７２ 表面 ７３ 裏面 ８０ ＢＧＡ半導体装置 ８１ 半導体チップ ８２ 封止樹脂部 ８３ 低融点はんだ製のバンプ ８４ バンプ ８５ 保護樹脂 25 Mother Board 26 Pad 30 Circuit Board 31 Circuit Board Main Body 32 Polished Surface 33 Thin Film Circuit Section 34 BT Resin Main Body 35 Power Pattern 36 Ground Pattern 37 Through Hole 38 High Melting Point Solder Filling Section 38a Upper End 38b Lower End 39 Thin film conductor pattern 40 Insulating layer 41 Pad 42 Polished back surface 50 Printed circuit board 51 Gold plating film / Ni plating / Au plating (front surface) 60 High melting point solder filling step 61 Front surface / back surface polishing step 62 Thin film circuit part forming step 70 High melting point Solder ball 71 High-melting-point solder initial filling part 71a, 71b Raised part 72 Front surface 73 Back surface 80 BGA semiconductor device 81 Semiconductor chip 82 Encapsulating resin part 83 Low-melting point solder bump 84 Bump 85 Protection resin
Claims (5)
た合成樹脂製の回路基板本体と、 上記充填部と電気的に接続されて、該回路基板本体の表
面に形成されている薄膜回路部とよりなる構成としたこ
とを特徴とする回路基板。1. A circuit board body made of a synthetic resin, the through hole of which is filled with a solder filling portion, and a thin film electrically connected to the filling portion and formed on the surface of the circuit board body. A circuit board comprising a circuit section.
部と電気的に接続された電源パターン及びグランドパタ
ーンを有する構成としたことを特徴とする請求項１記載
の回路基板。2. The circuit board according to claim 1, wherein the circuit board main body has a power supply pattern and a ground pattern electrically connected to the filling section.
板の該貫通孔内に、溶融したはんだを充填するはんだ充
填工程と、 上記はんだが充填されたプリント基板の面を研摩する研
摩工程と、 プリント基板の研摩された面に、膜生成、パターニング
等を行って、薄膜回路部を形成する薄膜回路部形成工程
とよりなる構成としたことを特徴とする回路基板の製造
方法。3. A solder filling step of filling molten solder into the through hole of a synthetic resin printed circuit board having a through hole, and a polishing step of polishing a surface of the printed circuit board filled with the solder. A method of manufacturing a circuit board, comprising: a thin film circuit portion forming step of forming a thin film circuit portion by performing film formation, patterning, etc. on a polished surface of the printed circuit board.
れ、内部に、該充填部と電気的に接続された電源パター
ン及びグランドパターンを有する回路基板本体と、上記
充填部と電気的に接続されて、上記回路基板本体の表面
に形成してある薄膜回路部とよりなる回路基板と、 該回路基板の該薄膜回路部上に固着してある半導体チッ
プと、 該半導体チップを封止する封止樹脂部と、 上記回路基板の下面に、上記充填部と電気的に接続され
て形成してある実装用の接続端子とよりなる構成とした
ことを特徴とする半導体装置。4. A circuit board main body having a solder filling portion occupying the through hole and having a power supply pattern and a ground pattern electrically connected to the filling portion, and the filling portion electrically. A circuit board comprising a thin film circuit portion connected to and formed on the surface of the circuit board body, a semiconductor chip fixed on the thin film circuit portion of the circuit board, and the semiconductor chip is sealed. A semiconductor device comprising a sealing resin portion and a mounting connection terminal formed on the lower surface of the circuit board by being electrically connected to the filling portion.
製のバンプであり、且つ、上記充填部のはんだは、該バ
ンプのはんだよりも高融点を有するはんだである構成と
したことを特徴とする半導体装置。5. The mounting connection terminal according to claim 4 is a bump made of solder, and the solder of the filling portion is a solder having a higher melting point than the solder of the bump. Characteristic semiconductor device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7083725A JPH08279681A (en) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | Circuit substrate, its manufacture and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7083725A JPH08279681A (en) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | Circuit substrate, its manufacture and semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08279681A true JPH08279681A (en) | 1996-10-22 |
Family
ID=13810502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7083725A Withdrawn JPH08279681A (en) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | Circuit substrate, its manufacture and semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08279681A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113677102A (en) * | 2020-05-13 | 2021-11-19 | 宏启胜精密电子(秦皇岛)有限公司 | Preparation method of circuit board and circuit board |
-
1995
- 1995-04-10 JP JP7083725A patent/JPH08279681A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113677102A (en) * | 2020-05-13 | 2021-11-19 | 宏启胜精密电子(秦皇岛)有限公司 | Preparation method of circuit board and circuit board |
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