JPH09162320A - 半導体パッケージおよび半導体装置 - Google Patents

半導体パッケージおよび半導体装置

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JPH09162320A
JPH09162320A JP7320015A JP32001595A JPH09162320A JP H09162320 A JPH09162320 A JP H09162320A JP 7320015 A JP7320015 A JP 7320015A JP 32001595 A JP32001595 A JP 32001595A JP H09162320 A JPH09162320 A JP H09162320A
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semiconductor
thin film
core material
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Masayuki Sasaki
正行 佐々木
Takayoshi Hanabusa
孝嘉 花房
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 いわゆるビルドアップ方式によって形成され
た多層回路を備える半導体パッケージに、半導体チップ
を確実に固定することが可能になり、半導体装置の歩留
りおよび耐久性等の信頼性を向上させる。 【解決手段】 半導体チップ14が搭載される半導体チ
ップ搭載部20と、金属箔からなり、一端が半導体チッ
プ搭載部20に延在された配線パターン12とがコア材
10の一面側に形成され、半導体チップ搭載部20の外
方に、配線パターン12に接続された薄膜配線パターン
22が薄膜状の絶縁層18を介して一層または複数層に
形成され、薄膜配線パターン22および絶縁層18によ
って半導体チップ搭載部20が凹部に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体パッケージお
よび半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に示すように、金属箔からなる配線
パターン12が表面に設けられたコア材10上に、薄膜
状の絶縁層(レジスト18)を介して薄膜配線パターン
22を積層し、その薄膜配線パターン22と前記コア材
10表面上の配線パターン12とを接続して多層回路を
形成した(いわゆるビルドアップ方式によって作製され
た)半導体パッケージがある。コア材10の表面に設け
られた配線パターン12は例えば銅箔からなり、前記薄
膜配線パターン22は例えば銅めっきからなる。最上層
の薄膜配線パターン22の上面には、ソルダーレジスト
26が塗布されると共に、そのソルダーレジスト26が
部分的に除去されて表出した部分にボールバンプ30が
固定されている。このようにして半導体パッケージが形
成されている。そして、その半導体パッケージのボール
バンプ30によって、半導体チップ14が、最上層の薄
膜配線パターン22に固定されると共に、前記多層回路
に接続され、さらにポッティング(図示せず)によって
半導体チップ14等が封止されて半導体装置が作製され
る。上記の半導体パッケージによれば、薄膜状のレジス
ト18および薄膜配線パターン22を用いて多層回路を
形成できるため、半導体チップ14の高集積化に対応し
て、回路の高密度化および小型化ができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように半導体パッケージをビルドアップ方式によって作
製した場合には、塗布して設けられたレジスト18と、
その表面に設けられる銅めっきからなる薄膜配線パター
ン22との間の密着力は弱い。その密着力は、レジスト
18に薄膜配線パターン22が単に積層されて設けられ
るため、一般的に、0.2kgf/cm〜0.3kgf
/cm程度と非常に弱いものとなっている。このため、
その薄膜配線パターン22の表面に固定されるボールバ
ンプ30とレジスト18との密着力が弱いことになる。
そして、半導体チップ14は最上層の薄膜配線パターン
22にボールバンプ30を介して固定されるため、結果
的に半導体チップ14を半導体パッケージに歩留りよく
確実に固定できず、耐久性等の信頼性に欠けるという課
題があった。例えば、ボールバンプ30を固定する際に
薄膜配線パターン22が剥がれたり、半導体パッケージ
上に搭載された半導体チップ14が脱落して、半導体チ
ップ14と多層回路との間の接続が断線してしまい、半
導体チップ14を半導体パッケージに好適に固定できな
いのである。また、ワイヤボンディングを用いて半導体
チップを半導体パッケージの多層回路に接続するタイプ
の場合にも、前記の薄膜配線パターン22のレジスト1
8に対する密着性が悪いと、薄膜配線パターン22にワ
イヤを歩留り良くボンディングできないと共に、耐久性
等の信頼性に欠けるという課題があった。
【0004】そこで、本発明の目的は、いわゆるビルド
アップ方式によって形成された多層回路を備える半導体
パッケージに、半導体チップを確実に固定することが可
能になり、半導体装置の歩留りおよび耐久性等の信頼性
を向上させることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するに次の構成を備える。すなわち、本発明は、半導
体チップが搭載される半導体チップ搭載部と、金属箔か
らなり、一端が該半導体チップ搭載部に延在された配線
パターンとがコア材の一面側に形成され、前記半導体チ
ップ搭載部の外方に、前記配線パターンに接続された薄
膜配線パターンが薄膜状の絶縁層を介して一層または複
数層に形成され、該薄膜配線パターンおよび絶縁層によ
って前記半導体チップ搭載部が凹部に形成されているこ
とを特徴とする。
【0006】また、前記コア材が、ガラス繊維入りの樹
脂基板であることで、コストを低減できる。また、前記
薄膜配線パターンが、めっき皮膜、蒸着膜またはスパッ
タ膜で形成されたことで、薄膜配線パターンを好適に形
成できる。
【0007】また、前記半導体チップ搭載部に設けられ
た配線パターン上に、半導体チップと該配線パターンと
を接続するバンプが形成されていることで、半導体チッ
プを逆さまにした状態で好適に固定できる。いわゆるフ
リップチップタイプの半導体装置を好適に作製できる。
【0008】また、前記コア材の半導体チップ搭載部が
形成された面とは反対側の面に、金属箔からなり、該コ
ア材に設けられたスルーホールにより前記配線パターン
および/または薄膜配線パターンに接続された反対面の
配線パターンが形成され、該反対面の配線パターンに外
部接続端子接合部が形成されていることで、外部接続端
子を半導体パッケージに密着性よく確実に設けることが
できる。
【0009】また、本発明は前記の半導体パッケージの
半導体チップ搭載部に半導体チップが搭載され、該半導
体チップがキャップによって封止されていることを特徴
とする半導体装置にもある。また、前記外部接続端子接
合部に実装用バンプが形成されていることで、半導体装
置を実装基板へ好適に実装することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる好適な実施
例を添付図面と共に詳細に説明する。図1は本発明によ
る半導体装置の一実施例を示す断面図である。10はコ
ア材であり、例えばガラス繊維(クロス)入りの樹脂基
板である。ガラスクロス入りの樹脂基板としては、ガラ
スエポキシ基板等の絶縁性物質であるエポキシ樹脂を含
浸させて形成されたものがある。なお、コア材として
は、メタルコア基板を用いてもよい。
【0011】12は配線パターンであり、金属箔からな
り、コア材10の一面側(表面)に密着された状態に設
けられている。配線パターン12は、例えば銅箔からな
り、コア材10が成形される際の前記エポキシ樹脂が完
全に硬化する前にそのコア材10の表面に載置され、加
熱および加圧されて密着されている。また、銅箔のコア
材10に貼られる面は荒らされている。従って、この配
線パターン12のコア材10に対する密着力は、通常、
1.5kgf/cm程度であり、強い密着力となってい
る。また、配線パターン12は、図に示すようにコア材
10の両面(図面上において上下面)に設けられてい
る。上面の配線パターン12が一端が半導体チップ搭載
部20に延存して半導体チップ14に接続するように設
けられ、反対面の配線パターンである下面の配線パター
ン12aの一部が実装基板に接続するための外部接続端
子接合部16になっている。この外部接続端子接合部1
6には、ボールバンプ、リードピン等の外部接続端子を
固定することができる。
【0012】18は薄膜状の絶縁層であり、コア材10
上面の半導体チップ14が搭載される半導体チップ搭載
部20の外方に、例えば硬化することで絶縁層18とな
るエポキシ樹脂等のレジスト材が薄膜状に塗布されるこ
とによって設けられる。22は薄膜配線パターンであ
り、前記絶縁層18の上面に積層されると共に、前記配
線パターン12に接続されている。また、図に示すよう
に、半導体パッケージの表裏面の間を連通するように貫
通されたスルーホール24を介して、上層側の薄膜配線
パターン22とコア材10の下面に設けられた配線パタ
ーン12aとが接続されている。この薄膜配線パターン
22は、例えば、銅等のめっき皮膜、蒸着膜またはスパ
ッタ膜で形成すればよい。また、絶縁層18と薄膜配線
パターン22とは、図に示すように交互に積層されて多
層化できるのは勿論である。
【0013】絶縁層18と薄膜配線パターン22とを積
層し、多層回路を形成する形成方法としては、感光性レ
ジストを使用する方法、樹脂付き銅箔を使用する方法等
があり、一般的な方法を以下に簡単に説明する。感光性
レジストを使用した場合は、先ず、コア材上に配線パタ
ーンが形成された基板に、感光性樹脂を印刷法またはス
プレー法等で塗布し、その後、光を照射(露光)し、次
いで現像を行ってビアパターンを形成する。また、レー
ザーを照射してビアパターンを形成することも可能であ
る。次に、表面に銅めっき等を行って導体層を形成す
る。この際にビア穴の内部にも銅めっきがなされ、下層
の導体層(配線パターン12或いは薄膜配線パターン2
2)と層間接続がなされる。この後で、表面の導体層を
エッチングして薄膜配線パターン22を形成し、これら
の工程を繰り返すことで、多層回路を形成できる。ま
た、樹脂付き銅箔を使用した場合には、先ず、コア材上
に配線パターンが形成された基板に樹脂付き銅箔を積層
する。次いで、銅箔にビアパターンを、露光、現像、エ
ッチングの工程を経て形成し、その銅箔をマスクの代わ
りとしてレーザーにより樹脂を除去してビアを形成す
る。そして、表面に銅めっき等を行って導体層を形成す
る。この際にビア穴の内部にも銅めっきがなされ、下層
の導体層(配線パターン12或いは薄膜配線パターン2
2)と層間接続がなされる。その後で、表面の導体層を
エッチングして薄膜配線パターン22を形成し、こられ
の工程を繰り返すことで、多層回路を形成できる。
【0014】26はソルダーレジストであり、半導体パ
ッケージの両面のそれぞれの最外面に塗布されて層状に
設けられている。すなわち、ソルダーレジスト26は、
絶縁層18と薄膜配線パターン22が積層された最上
面、半導体チップ14が搭載される半導体チップ搭載部
20およびコア材10の下面に塗布されて設けられてい
る。
【0015】そして、コア材10の下面のソルダーレジ
スト26が部分的に除去されて表出した下面の配線パタ
ーン12aの表面が、前記の外部接続端子接合部16と
なっている。この外部接続端子接合部16にはバンプの
一例である実装用ボールバンプ28を形成することがで
きる。また、実装用ボールバンプ28に限らず、リード
ピン等を固定してもよいのは勿論である。このように外
部接続端子接合部16が、コア材10の下側の表面に設
けられた配線パターン12aの一部であるため、コア材
10との密着力が高く、実装用ボールバンプ28等を半
導体パッケージに確実に固定することができる。従っ
て、半導体装置の実装に関する強度的な信頼性を向上で
きる。
【0016】また、半導体チップ搭載部20のコア材1
0の上面に設けれたソルダーレジスト26が部分的に除
去されて表出した配線パターン12の表面に、バンプの
一例であるボールバンプ30が固定されている。このボ
ールバンプ30も実装用ボールバンプ28等と同様に配
線パターン12に直に固定できる。配線パターン12は
コア材10との密着力が高く、ボールバンプ30を半導
体パッケージに確実に固定することができる。
【0017】以上の構成によって作製されている半導体
パッケージに、半導体チップ14が、ボールバンプ30
によって固定されると共に、半導体パッケージに設けら
れた薄膜配線パターン22(多層回路)と接続されて半
導体装置が作製される。ボールバンプ30は、例えばは
んだや、金めっきを用いることができる。このようにし
て、半導体チップを逆さまに搭載するタイプ、いわゆる
フリップチップタイプの半導体装置を好適に作製でき
る。前述のようにボールバンプ30が半導体パッケージ
に確実に固定されるのであるから、結果的に半導体チッ
プ14が半導体パッケージに確実に固定される。これに
より、いわゆるビルドアップ方式によって形成された多
層回路を備える半導体パッケージに半導体チップを好適
に固定でき、半導体装置の歩留りおよび耐久性等の信頼
性を向上させることができる。
【0018】また、32はキャップであり、半導体チッ
プ14を搭載する半導体チップ搭載部20を容易にかつ
確実に覆って、半導体チップ14およびその配線パター
ン12との接続部を好適に封止することができる。すな
わち、半導体チップ搭載部20が、絶縁層18と薄膜配
線パターン22とが積層されてなる周縁部によって凹部
に形成されるため、キャップ32によって好適に覆うこ
とができる。このようにキャップ32を用いて気密に封
止することができるため、その封止性を向上できるとい
う利点もある。なお、金属製のキャップ32に凸部を形
成し、この凸部を半導体チップ14の背面に接合して、
放熱性を向上させてもよい。また、凹部に封止樹脂を充
填することにより封止してもよい。
【0019】以上の実施例では、半導体パッケージに形
成されたボールバンプ30を介して半導体チップ14を
半導体パッケージに搭載する場合を説明したが、本発明
は、ワイヤボンディングによって半導体チップ14と半
導体パッケージの回路を接続する場合にも好適に用いる
ことができる。ワイヤがボンディングされる部分が、コ
ア材10の表面に設けられた配線パターン12であれ
ば、その密着力が十分であるため工程中に剥がれること
がなく、ワイヤを歩留り良く確実にボンディングできる
と共に、耐久性等の信頼性を向上できる。また、半導体
パッケージにボールバンプ30を設けず、半導体チップ
14に設けたバンプにより、半導体チップ14を配線パ
ターン12に接続しても耐久性を向上できる。
【0020】以上の実施例では、コア材10の上面に回
路がいわゆるビルドアップされる場合を説明したが、本
発明はこれに限らず、外部接続端子を別位置に設けるな
どして問題がなければ、コア材10の両面に回路をビル
ドアップさせて作製されるものについても好適に適用で
きるのは勿論である。また、本発明は、図2に示すよう
に一つの基板に複数の半導体チップ搭載するマルチチッ
プ型の半導体装置にも好適に適用できる。マルチチップ
型の半導体装置によれば、半導体チップ同士の接続が、
半導体パッケージの内層部で可能であり、半導体装置の
特性を向上できる。各構成は、図1の実施例と同一であ
り、図1の実施例の構成に付した符号と同一の符号を付
して説明を省略する。以上、本発明につき好適な実施例
を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの実施例に限
定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内
で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、いわゆるビルドアップ
方式によって形成された多層回路を備える半導体パッケ
ージに、半導体チップをコア材の表面に設けられた配線
パターンに直接的に搭載することが可能になる。これに
より、半導体パッケージに半導体チップを確実に固定す
ることが可能となり、半導体装置の歩留りおよび耐久性
等の信頼性を向上させることができるという著効を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる半導体装置の一実施例の要部を
模式的を示す断面図。
【図2】本発明にかかる半導体装置の他の実施例の要部
を模式的を示す断面図。
【図3】従来技術を示す断面図。
【符号の説明】
10 コア材 12 配線パターン 12a 下面の配線パターン 14 半導体チップ 16 外部接続端子接合部 18 絶縁層 20 半導体チップ搭載部 22 薄膜配線パターン 26 ソルダーレジスト 28 実装用ボールバンプ 30 ボールバンプ 32 キャップ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップが搭載される半導体チップ
    搭載部と、金属箔からなり、一端が該半導体チップ搭載
    部に延在された配線パターンとがコア材の一面側に形成
    され、前記半導体チップ搭載部の外方に、前記配線パタ
    ーンに接続された薄膜配線パターンが薄膜状の絶縁層を
    介して一層または複数層に形成され、該薄膜配線パター
    ンおよび絶縁層によって前記半導体チップ搭載部が凹部
    に形成されていることを特徴とする半導体パッケージ。
  2. 【請求項2】 前記コア材が、ガラス繊維入りの樹脂基
    板であることを特徴とする請求項1記載の半導体パッケ
    ージ。
  3. 【請求項3】 前記薄膜配線パターンが、めっき皮膜、
    蒸着膜またはスパッタ膜で形成されたことを特徴とする
    請求項1または2記載の半導体パッケージ。
  4. 【請求項4】 前記半導体チップ搭載部に設けられた配
    線パターン上に、半導体チップと該配線パターンとを接
    続するバンプが形成されていることを特徴とする請求項
    1、2または3記載の半導体パッケージ。
  5. 【請求項5】 前記コア材の半導体チップ搭載部が形成
    された面とは反対側の面に、金属箔からなり、該コア材
    に設けられたスルーホールにより前記配線パターンおよ
    び/または薄膜配線パターンに接続された反対面の配線
    パターンが形成され、該反対面の配線パターンに外部接
    続端子接合部が形成されていることを特徴とする請求項
    1、2、3または4記載の半導体パッケージ。
  6. 【請求項6】 請求項1、2、3、4または5の半導体
    パッケージの半導体チップ搭載部に半導体チップが搭載
    され、該半導体チップがキャップによって封止されてい
    ることを特徴とする半導体装置。
  7. 【請求項7】 前記外部接続端子接合部に実装用バンプ
    が形成されていることを特徴とする請求項6記載の半導
    体装置。
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