JPH0883865A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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JPH0883865A
JPH0883865A JP21983294A JP21983294A JPH0883865A JP H0883865 A JPH0883865 A JP H0883865A JP 21983294 A JP21983294 A JP 21983294A JP 21983294 A JP21983294 A JP 21983294A JP H0883865 A JPH0883865 A JP H0883865A
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輝一 滑川
Seiichi Mimura
精一 三村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂封止型半導体装置の信頼性の向上。 【構成】 樹脂基板1の上面側にICチップ10を固着
するダイパターン3と、前記ICチップ10の各電極を
接続するための接続電極4と、前記ICチップ10を封
止する樹脂封止部とを有し、下面側には接続用の半田バ
ンプ13を形成するための複数のパッド電極5と、該パ
ッド電極5と前記接続電極4とを電気的に接続するため
のリード電極6を覆うと共に、前記パッド電極5を露呈
するレジスト膜開口部8が形成されたレジスト膜7を有
し、前記レジスト膜開口部8は、前記パッド電極5の外
形形状よりも大きく形成し、前記パッド電極5はその一
部に突出部を有し、前記レジスト膜7の下面側に延出し
ている。前記突出部はパッド電極5を挟んで前記リード
電極6とは反対側に形成されている。 【効果】 半田バンプ基部の密着力向上。

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のパッケージ
に関するもので、更に詳しくは半田バンプ付き樹脂封止
型半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ICチップの高密度実装に伴い、
多数の電極を有する樹脂封止型半導体装置が開発されて
いる。その代表的なものとしては、PGA(ピングリッ
ドアレイ)がある。PGAは回路基板の一方の面にIC
チップを搭載して樹脂で封止し、他方の面にはICチッ
プと接続した複数のピンを配置した構造をしている。P
GAはマザーボードに対して着脱可能であるという利点
があるものの、ピンがあるので大型となり小型化が難し
いという問題があった。
【0003】そこで、このPGAに代わる小型の樹脂封
止型半導体装置として、BGA(ボールグリッドアレ
イ)が開発されており、例えば、米国特許第52162
785号に一般的なBGAの構造が開示さている。
【0004】図6は従来の一般的なBGAの構造を示す
断面図、図7はその部分拡大平面図である。図6及び図
7において、1は略四角形で板厚が0.2mm程度のガ
ラスエポキシ樹脂等よりなる上下両面に厚さ18μm程
度の銅箔張りの樹脂基板で、該樹脂基板1には複数のス
ルーホール2が切削ドリル等の手段により加工される。
前記スルーホール2の壁面を含む基板面を洗浄した後、
前記樹脂基板1の全表面に無電解メッキ及び電解メッキ
により銅メッキ層を形成する。該銅メッキ層は前記スル
ーホール2内まで施される。
【0005】更に、メッキレジストをラミネートし、露
光現像してパターンマスクを形成した後、通常の回路基
板エッチング液であるCuCl2 +H2 2 を用いてパ
ターンエッチングを行うことにより、少なくともICチ
ップ、ボンディングワイヤ及び半田バンプの各接続部を
除くようにアクリル系のドライフイルムを形成する。前
記樹脂基板1の上面側にはICチップのダイパターン3
及びワイヤーポンディング用の接続電極4を形成し、下
面側には半田バンプを形成するパッド電極5を形成す
る。尚、前記接続電極4とパッド電極5とを電気的に接
続するためのリード電極6とは前記スルーホール2を介
して接続されている。
【0006】次に、前記樹脂基板1の上下両面の露出し
ている電極の銅メッキ層の表面に、2〜5μm程度のN
iメッキ層を施す。更にNiメッキ層の上にボンディン
グワイヤと導通性の優れた0.5μm程度の金メッキ層
を施す。
【0007】また更に、所定の部分にソルダーレジスト
処理を行い、前記リード電極6を覆うと共に、前記パッ
ド電極5を露呈するための開口部を有するレジスト膜7
を形成することにより、図7に示す如く前記樹脂基板1
の下面側に、マトリックス状に多数の同一形状の半田付
け可能な表面であるレジスト膜開口部8を形成して、回
路基板9が完成される。次に、前記回路基板9上のダイ
パターン3の前記金メッキ層の上にICチップ10を接
着剤を用いて直接固着し、該ICチップ10の電源端子
と前記接続電極4とをボンディングワイヤ11で接続し
た後、該ICチップ10及びボンディングワイヤ11を
熱硬化性の封止樹脂12でトランスファーモールドによ
り樹脂封止することにより、前記ICチップ10の遮光
と保護を行う。また前記樹脂基板1の下面側には、複数
の半田付け可能な表面が形成されいる前記パッド電極5
に半田ボールを供給し、加熱炉で加熱することにより、
半田バンプ13が形成される。この半田バンプ13によ
り、図示されていないマザーボード基板のパターンと導
通される。以上によりBGA14が完成される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た樹脂封止型半導体装置には次のような問題点がある。
即ち、前記BGA14は、図8〜図10に示すように、
前記樹脂基板1の下面側に複数の半田バンプ13を形成
するのに、前記レジスト膜開口部8は、パッド電極5の
外形形状より小さく、半田バンプ13の基部においてパ
ッド電極5との接触面積が狭く、また、レジスト膜開口
部8の断面形状は、ドライフイルムの製造条件により不
安定であり、図8に示すように、半田バンプ13のくび
れ部13aに熱歪みによる応力が集中し、クラック13
bが発生して半田バンプ13の密着力を低下させ、マザ
ーボード基板との導通不良を生じ、樹脂封止型半導体装
置の信頼性を損なう致命的な問題があった。
【0009】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、半田バンプの密着強度を向上さ
せ、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を提供するもの
である。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における樹脂封止型半導体装置は、樹脂基板
の上面側にはICチップを固着するためのダイパターン
と、前記ICチップの各電極を接続するための接続電極
と、前記ICチップを封止するための樹脂封止部とを有
すると共に、下面側には接続用の半田バンプを形成する
ための複数のパッド電極と、該パッド電極と前記接続電
極とを電気的に接続するためのリード電極と、該リード
電極を覆うと共に、前記パッド電極を露呈するための開
口部が形成されたレジスト膜とを有する樹脂封止型半導
体装置において、前記レジスト膜の開口部は、前記パッ
ド電極の外形形状よりも大きく形成されていることを特
徴とするものである。
【0011】また、前記パッド電極はその一部に突出部
を有しており、該突出部は前記レジスト膜の開口部の下
面側に延出するように形成されていることを特徴とする
ものである。
【0012】また、前記突出部は前記パッド電極を挟ん
でリード電極とは反対側に形成されていることを特徴と
するものである。
【0013】
【作用】そこで、本発明により得られる樹脂封止型半導
体装置において、前述したように、前記樹脂基板の下面
側に形成したレジスト膜開口部の形状を、パッド電極の
外形形状より大きく形成することにより、前記パッド電
極に半田ボールを供給し、加熱炉で加熱することにより
形成される半田バンプは、前記パッド電極の上面のみな
らず、側面にまで接触表面積を広めて密着力を高める。
更に、リード電極に対向した位置でパッド電極の一部に
突出部を設けてレジスト膜の下に延出させることによ
り、パッド電極と樹脂基板の接触面積を増すと同時に、
前記突出部がレジスト膜で押さえられて、パッド電極と
樹脂基板との密着力を増し、剥がれを防止する。従っ
て、パッド電極と半田バンプ及びパッド電極と樹脂基板
とのそれぞれの密着力を向上させることが可能である。
【0014】
【実施例】以下図面に基づいて本発明における樹脂封止
型半導体装置の好適な実施例を説明する。図1〜図5は
本発明の実施例で、図1は本発明の第1実施例のBGA
パッケージの断面図、図2は図1の部分拡大平面図、図
3は図1の半田バンプの部分拡大断面図、図4は本発明
の第2実施例のレジスト膜開口部の要部断面図、図5は
図4の平面図である。図において従来技術と同一部材は
同一符号で示す。
【0015】先ず、図1〜図3により第1実施例につい
て説明する。前述した従来技術の図6及び図7と同様
に、樹脂基板1の両面に薄い銅箔が積層されていて、ス
ルーホール2の穴明け加工後、両面銅張りされた樹脂基
板1の全表面に無電解銅メッキ及び電解銅メッキにより
銅メッキ層を形成し、更にメッキレジストをラミネート
し、露光現像してパターンマスクを形成した後、エッチ
ング液を用いてパターンエッチングを行うことにより上
面側にはICチップのダイパターン3と接続電極4を形
成し、下面側には接続用の半田バンプ13を形成するた
めの複数のパッド電極5と、該パッド電極5と前記接続
電極4と電気的に接続するためのリード電極6を形成す
る。
【0016】次に、前記樹脂基板1上の所定の部分にソ
ルダーレジスト処理を行い、レジスト膜7を形成するこ
とにより、前記樹脂基板1の下面側に、マトリックス状
に多数の同一形状の半田付け可能な表面であるレジスト
膜開口部8を、前記パッド電極5の外形形状よりも大き
く形成し、パッド電極5の上面5a及び側面5bを露呈
させることにより、後述する半田バンプ13との接触表
面積が拡大された回路基板9が完成される。
【0017】次に、前記ICチップ10の電源端子と接
続電極4とをボンディングワイヤ11でワイヤーボンデ
ングし、熱硬化性の封止樹脂12でトランスファーモー
ルドにより樹脂封止する。前記ICチップ10の遮光と
保護を行う。また、前記回路基板9の下面側には、複数
の半田付け可能なパット電極5に半田ボールを供給し、
加熱炉中で加熱することにより、半田バンプ13は前記
パッド電極5の上面5aのみならず、側面5bまで接触
表面積が増して、密着力が強固になり、半田バンプ13
の基部はレジスト膜7に接触せず、また、くびれること
もなく形成される。この半田バンプ13により、図示し
ないマザーボード基板のパターンと導通される。以上に
よりBGA14が完成される。
【0018】更に、図4及び図5により第2実施例につ
いて説明する。前記第1実施例と異なるところは、図5
に示すように、前記パッド電極5は、前記リード電極6
の反対側の対向する位置に突出部5cを形成し、該突出
部5cを前記レジスト膜7の下面側に延出させて、樹脂
基板1上の所定の部分にソルダーレジスト処理を行い、
レジスト膜7を形成することにより、前記樹脂基板1の
下面側に、マトリックス状に多数の同一形状の半田付け
可能な表面であるレジスト膜開口部8を、前記パッド電
極5の外形形状よりも大きく形成し、パッド電極5の上
面5a及び側面5bを露呈させると同時に、更に、前記
突出部5cがレジスト膜7の下に潜らせることにより、
レジスト膜7がパッド電極5の突出部5aを押さえると
ともに、前記パッド電極5と樹脂基板1上の銅箔との接
触面積を増し、パッド電極5と樹脂基板1との密着力を
増大させることが可能である。
【0019】上述の如く、本実施例の特徴とするところ
は、前述したように、樹脂基板の下面側に、マトリック
ス状に多数の同一形状の半田付け可能な表面であるレジ
スト膜開口部を、前記パッド電極の外形形状よりも大き
く形成し、更に、リード電極と反対側のパッド電極の一
部に突出部を設け、レジスト膜の下面側に潜させるよう
に延出させたものである。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
樹脂封止型半導体装置を構成する樹脂基板の下面側に形
成した接続用の複数の半田バンプは、パッド電極の側面
にまで接触面積を広げ、また、半田バンプの基部はくび
れることなく形成されることにより、パッド電極を形成
する際の熱歪みによる応力は分散されて、パッド電極と
半田バンプとの密着力は一層強固になる。また、パッド
電極を突出させて、樹脂基板との接触面積を広げると同
時に、レジスト膜で突出部を押さえることにより、パッ
ド電極は樹脂基板より剥離することがない。以上によ
り、半田バンプの密着強度を向上させ、信頼性の高い樹
脂封止型半導体装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係わる樹脂封止型半導体
装置の断面図である。
【図2】図1の部分拡大平面図である。
【図3】図1の半田バンプの部分拡大断面図である。
【図4】本発明の第2実施例に係わるレジスト膜開口部
の要部断面図である。
【図5】図4の平面図である。
【図6】従来技術の樹脂封止型半導体装置の断面図であ
る。
【図7】図6の部分拡大平面図である。
【図8】図6の半田バンプの部分拡大断面図である。
【図9】図6のレジスト膜開口部の要部断面図である。
【図10】図9の平面図である。
【符号の説明】
1 樹脂基板 2 スルーホール 3 ダイパターン 4 接続電極 5 パッド電極 5a 上面 5b 側面 5c 突出部 6 リード電極 7 レジスト膜 8 レジスト膜開口部 9 回路基板 10 ICチップ 13 半田バンプ 14 BGA

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂基板の上面側にはICチップを固着
    するためのダイパターンと、前記ICチップの各電極を
    接続するための接続電極と、前記ICチップを封止する
    ための樹脂封止部とを有すると共に、下面側には接続用
    の半田バンプを形成するための複数のパッド電極と、該
    パッド電極と前記接続電極とを電気的に接続するための
    リード電極と、該リード電極を覆うと共に、前記パッド
    電極を露呈するための開口部が形成されたレジスト膜と
    を有する樹脂封止型半導体装置において、前記レジスト
    膜の開口部は、前記パッド電極の外形形状よりも大きく
    形成されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 前記パッド電極はその一部に突出部を有
    しており、該突出部は前記レジスト膜の開口部の下面側
    に延出するように形成されていることを特徴とする請求
    項1記載の樹脂封止型半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記突出部は前記パッド電極を挟んでリ
    ード電極とは反対側に形成されていることを特徴とする
    請求項2記載の樹脂封止型半導体装置。
JP21983294A 1994-09-14 1994-09-14 樹脂封止型半導体装置 Pending JPH0883865A (ja)

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