JPH09266266A - Semiconductor device, manufacturing method thereof and cap of the semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device, manufacturing method thereof and cap of the semiconductor device

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JPH09266266A
JPH09266266A JP8073963A JP7396396A JPH09266266A JP H09266266 A JPH09266266 A JP H09266266A JP 8073963 A JP8073963 A JP 8073963A JP 7396396 A JP7396396 A JP 7396396A JP H09266266 A JPH09266266 A JP H09266266A
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JP
Japan
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semiconductor device
cap
wiring layer
base
substrate
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Withdrawn
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JP8073963A
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Japanese (ja)
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Kazuhiko Kurabuchi
和彦 蔵渕
Hiroshi Seki
博司 関
Jun Shibata
潤 柴田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize a semiconductor device having a ball grid array structure to improve the package density thereof by forming balls in an array on the outer face of a cap base. SOLUTION: A cap 20 comprises a cap base 21 composed of a plate-like insulative member having an approximately square plain shape, balls 22 formed like an array on the outer face of the base 21, interconnection 23 connected to the balls 22, through-holes 24 piercing the base 21, and interconnection layer 25 on the base 21. The number of the balls per unit area on the top face of a semiconductor device is increased by increasing the balls 22 on the cap 20, this facilitating the miniaturizing of the package. Thus, the package density of the semiconductor device can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、マザーボードと
の電気的・機械的接続のためパッケージの一面にアレイ
状に複数のはんだボールが配設されるボール・グリッド
・アレイ(以下BGAという。)構造を有する半導体装
置およびその製造方法に関し、特に絶縁性の材料を含ん
で構成されるキャップおよび多層基板の少なくとも一方
にBGA構造を有する半導体装置、並びにそれらの製造
方法に関するするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ball grid array (hereinafter referred to as BGA) structure in which a plurality of solder balls are arranged in an array on one surface of a package for electrical and mechanical connection with a mother board. More particularly, the present invention relates to a semiconductor device having a BGA structure in at least one of a cap and a multilayer substrate including an insulating material, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】図21は従来のフェイス・ダウン・ボン
ディングに用いられるBGA構造を有する半導体装置の
構成を示す断面図である。図21において、1は所定の
電気的機能を持つ素子が形成されている半導体チップ、
2は半導体チップ1が載置されるキャビティ3および半
導体チップ1と半導体装置外部との電気的接続を行うた
めの導電経路を有する多層基板、4は金,アルミニウム
等の材料で構成され半導体チップ1と多層基板2の配線
層との電気的接続を行うためのワイヤ、5は多層基板2
の外面に配設されリードとして機能するはんだボール、
6は半導体チップ1が接着されるとともに多層基板2の
下部の絶縁基板9に取り付けられ半導体チップ1で発生
する熱を発散するための放熱板、7は半導体チップ1を
気密封止するための略正方形の平面形状を持つ板状のキ
ャップ、8はキャップ7と多層基板2とを接着するとと
もにキャップ7と多層基板2の隙間を埋めるための封止
材である。多層基板2を構成している材料は、セラミッ
ク,ガラスエポキシ,BT(Bismaleimide Triazine)
レジン等の絶縁材料である。また、キャップ7も多層基
板2と同じような絶縁材料で形成されている。多層基板
2は、複数の絶縁基板9を重ねて構成される。複数の絶
縁基板9の間には、各々配線層10が形成されている。
また、複数の配線層10間の相互の電気的接続およびボ
ール5と配線層10の電気的接続を行うために少なくと
も一つの絶縁基板9を貫いて形成されているスルーホー
ル11が設けられている。絶縁基板9は、正方形状の板
の中央を外周の辺と平行に正方形状にくり貫いて成形さ
れている。くり貫く正方形状の領域は、上部の第1から
下部の第4の絶縁基板9にかけて順に小さくなる。
2. Description of the Related Art FIG. 21 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device having a BGA structure used for conventional face down bonding. In FIG. 21, 1 is a semiconductor chip in which elements having a predetermined electrical function are formed,
Reference numeral 2 denotes a multilayer substrate having a cavity 3 in which the semiconductor chip 1 is mounted and a conductive path for electrically connecting the semiconductor chip 1 to the outside of the semiconductor device. Reference numeral 4 denotes a semiconductor chip 1 made of a material such as gold or aluminum. For connecting electrically to the wiring layer of the multilayer substrate 2 is a multilayer substrate 2
Solder balls that are arranged on the outer surface of the
Reference numeral 6 denotes a heat radiating plate to which the semiconductor chip 1 is adhered and which is attached to the insulating substrate 9 below the multi-layer substrate 2 to dissipate heat generated in the semiconductor chip 1, and 7 denotes an outline for hermetically sealing the semiconductor chip 1. A plate-shaped cap having a square planar shape, and 8 is a sealing material for bonding the cap 7 and the multilayer substrate 2 and filling a gap between the cap 7 and the multilayer substrate 2. The material forming the multilayer substrate 2 is ceramic, glass epoxy, BT (Bismaleimide Triazine)
It is an insulating material such as resin. The cap 7 is also made of an insulating material similar to that of the multilayer substrate 2. The multilayer substrate 2 is formed by stacking a plurality of insulating substrates 9. Wiring layers 10 are formed between the plurality of insulating substrates 9.
In addition, through holes 11 are formed through at least one insulating substrate 9 to electrically connect the plurality of wiring layers 10 to each other and electrically connect the balls 5 to the wiring layers 10. . The insulating substrate 9 is formed by hollowing out the center of a square plate in a square shape parallel to the outer peripheral side. The square-shaped region to be hollowed out becomes smaller in order from the upper first insulating substrate 9 to the lower fourth insulating substrate 9.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置およ
び半導体装置のキャップは以上のように構成されている
ので、多層基板2の上面にしかボール5を配置できず、
半導体装置のパッケージの単位面積当たりに配置できる
ボール5の数が限られており、実装密度の向上が困難で
あるという問題があった。また、従来は、封止材8が樹
脂を主成分とする接着材等で構成されており、それに加
えてキャップ8を多層基板2にはめ込む構成のため、多
層基板2とキャップ8との当接部分の面積が小さく、気
密性を向上するのが困難であるという問題があった。ま
た、従来のワイヤ4には、インダクタンスが寄生してお
り、このインダクタンスによって電気特性を向上するの
が困難であるという問題があった。そして、動作周波数
を高くしようとするとノイズが発生するという問題があ
った。
Since the conventional semiconductor device and the cap of the semiconductor device are configured as described above, the balls 5 can be arranged only on the upper surface of the multilayer substrate 2,
There is a problem that it is difficult to improve the mounting density because the number of balls 5 that can be arranged per unit area of the package of the semiconductor device is limited. Further, conventionally, the sealing material 8 is composed of an adhesive material or the like having a resin as a main component, and in addition to that, the cap 8 is fitted into the multilayer substrate 2, so that the multilayer substrate 2 and the cap 8 are brought into contact with each other. There is a problem that it is difficult to improve airtightness because the area of the part is small. Further, the conventional wire 4 has a parasitic inductance, which makes it difficult to improve the electrical characteristics. There is a problem that noise is generated when trying to increase the operating frequency.

【0004】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、キャップにボールを配設するこ
とにより実装密度を向上することを目的とする。また、
金属材料を用いてで封止することにより、また、キャッ
プと多層基板の当接面積を大きくすることにより気密性
を向上させることを目的とする。また、ワイヤに寄生す
るインダクタンスを小さくすることにより電気特性を改
善することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to improve the mounting density by disposing balls in the cap. Also,
It is an object of the present invention to improve airtightness by sealing with a metal material and by increasing the contact area between the cap and the multilayer substrate. Another object is to improve the electrical characteristics by reducing the parasitic inductance of the wire.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】第1の発明に係る半導体
装置は、フェイス・ダウン・ボンディングに用いられる
ボール・グリッド・アレイ構造を有する半導体装置であ
って、素子が形成されているチップと、前記チップを収
納するキャビティおよび絶縁基板間に配置された第1の
配線層を有する多層基板と、前記チップと前記第1の配
線層との電気的接続を行うための第1の電気的接続手段
と、前記キャビティと向き合う内面および半導体装置の
外界に向いた外面を有する絶縁性の基部、前記基部の前
記外面に設けられた複数のボール、前記内面に設けられ
た第2の配線層、および前記基部を貫通して設けられ前
記複数のボールと前記第2の配線層を電気的に接続する
ための第1の層間導電路を有するキャップと、前記第1
および第2の配線層間の接続を行うための第2の電気的
接続手段とを備えて構成される。
A semiconductor device according to a first aspect of the present invention is a semiconductor device having a ball grid array structure used for face-down bonding, which comprises a chip on which elements are formed, A multilayer substrate having a first wiring layer arranged between a cavity accommodating the chip and an insulating substrate, and a first electrical connection means for electrically connecting the chip and the first wiring layer. An insulating base having an inner surface facing the cavity and an outer surface facing the outside of the semiconductor device, a plurality of balls provided on the outer surface of the base, a second wiring layer provided on the inner surface, and A cap having a first interlayer conductive path for penetrating a base portion and electrically connecting the plurality of balls to the second wiring layer;
And a second electrical connection means for connecting between the second wiring layers.

【0006】第2の発明に係る半導体装置は、第1の発
明の半導体装置において、前記第1の電気的接続手段
は、前記チップと前記第1の配線層を接続するために前
記キャビティ内に張られたワイヤを含み、前記第2の配
線層は、前記ワイヤと同じ電流経路中に設けられた第1
の配線パターンを含み、前記ワイヤに流れる電流と前記
第1の配線パターンに流れる電流は、互いにほぼ逆方向
に向いていることを特徴とする。
A semiconductor device according to a second invention is the semiconductor device according to the first invention, wherein the first electrical connection means is provided in the cavity for connecting the chip and the first wiring layer. A second wiring layer, the second wiring layer being provided in the same current path as the wire.
And a current flowing through the wire and a current flowing through the first wiring pattern are substantially opposite to each other.

【0007】第3の発明に係る半導体装置は、第1また
は第2発明の半導体装置において、前記キャップの前記
内面側に設けられ、前記第2の配線層と前記第1の電気
的接続手段の間を絶縁するための絶縁手段をさらに備え
て構成される。
A semiconductor device according to a third invention is the semiconductor device according to the first or second invention, wherein the semiconductor device is provided on the inner surface side of the cap, and includes the second wiring layer and the first electrical connection means. It further comprises an insulating means for insulating the spaces.

【0008】第4の発明に係る半導体装置は、第1ない
し第3の発明のいずれかの半導体装置において、前記基
部は、積層された複数の絶縁基板と、前記絶縁基板の層
間に設けられた少なくとも一つの基板間配線層と、前記
基板間配線層と前記複数のボールのいずれかまたは前記
第2の配線層との電気的接続を行うための第2の層間導
電路とをさらに備えて構成される。
A semiconductor device according to a fourth invention is the semiconductor device according to any one of the first to third inventions, wherein the base is provided between a plurality of laminated insulating substrates and between the insulating substrates. A structure further comprising at least one inter-substrate wiring layer, and a second interlayer conductive path for electrically connecting the inter-substrate wiring layer and any one of the plurality of balls or the second wiring layer. To be done.

【0009】第5の発明に係る半導体装置は、第1ない
し第4の発明のいずれかの半導体装置において、前記キ
ャップは、前記多層基板と重ね合わせたときに、ほぼそ
の外縁部が揃うような形状を有することを特徴とする。
A semiconductor device according to a fifth aspect of the present invention is the semiconductor device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the cap has substantially the same outer edge portion when aligned with the multilayer substrate. It is characterized by having a shape.

【0010】第6の発明に係る半導体装置は、第1ない
し第5の発明のいずれかの半導体装置において、前記第
2の配線層は、第2および第3の配線パターンを含み、
前記キャップの前記内面側に設けられ、前記第2および
第3の配線パターンと電気的接続がなされているコンデ
ンサをさらに備えて構成される。
A semiconductor device according to a sixth invention is the semiconductor device according to any one of the first to fifth inventions, wherein the second wiring layer includes second and third wiring patterns,
The cap further comprises a capacitor provided on the inner surface side of the cap and electrically connected to the second and third wiring patterns.

【0011】第7の発明に係る半導体装置は、第6の半
導体装置において、前記第2および第3の配線パターン
は、それぞれ前記第2の配線層のほぼ二分の一の面積を
有することを特徴とする。
A semiconductor device according to a seventh aspect of the present invention is the semiconductor device according to the sixth aspect, wherein each of the second and third wiring patterns has an area that is approximately one half of that of the second wiring layer. And

【0012】第8の発明に係る半導体装置は、第1ない
し第7の発明のいずれかの半導体装置において、前記基
部は、前記基部の外周部に設けられた第1の金属箔をさ
らに有し、前記多層基板は、前記基部を前記多層基板に
はめ込んだ時に前記第1の金属箔に隣接するように該第
1の金属箔の周囲に配設された第2の金属箔を有し、前
記キャビティと前記外界との間にある空気の通路を遮断
するように前記第1および第2の金属箔の全周にわたっ
て溶着された金属製のロウ材部をさらに備えて構成され
る。
A semiconductor device according to an eighth invention is the semiconductor device according to any one of the first to seventh inventions, wherein the base portion further has a first metal foil provided on an outer peripheral portion of the base portion. The multi-layer substrate has a second metal foil disposed around the first metal foil so as to be adjacent to the first metal foil when the base is fitted into the multi-layer substrate, It further comprises a metal brazing material portion welded over the entire circumference of the first and second metal foils so as to block an air passage between the cavity and the outside.

【0013】第9の発明に係る半導体装置は、第1ない
し第8の発明のいずれかの半導体装置において、前記基
部は、前記複数のボールのうちの電源を供給するための
ボールに接続されてコンデンサとして働く、対向する2
つの導電体層をさらに有することを特徴とする。
A semiconductor device according to a ninth invention is the semiconductor device according to any one of the first to eighth inventions, wherein the base is connected to a ball for supplying power among the plurality of balls. Opposite two that act as capacitors
It is characterized by further having one conductor layer.

【0014】第10の発明に係る半導体装置の製造方法
は、絶縁性のキャップの外周部に第1の金属箔を形成す
る工程と、絶縁性のケースに前記キャップをはめ込んだ
時に、前記第1の金属箔に隣接する前記ケースの開口部
の全周にわたって第2の金属箔を形成する工程と、前記
第1および第2の金属箔を金属製のロウ材で封止する工
程とを備えて構成される。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein a step of forming a first metal foil on an outer peripheral portion of an insulative cap, and a step of forming the first metal foil in the insulative case when the cap is fitted in the first case. Forming a second metal foil over the entire circumference of the opening of the case adjacent to the metal foil, and sealing the first and second metal foils with a metal brazing material. Composed.

【0015】第11の発明に係る半導体装置の製造方法
は、第10の発明の半導体装置の製造方法において、前
記金属製のロウ材で封止する工程は、前記第1の金属箔
と第2の金属箔の隙間を覆うような平板環状の金属製の
ロウ材を前記隙間にあてがう工程と、前記金属製のロウ
材を前記隙間にあてがったまま溶融して前記隙間をふさ
ぐ工程とを含むことを特徴とする。
An eleventh aspect of the present invention is a method of producing a semiconductor device according to the tenth aspect of the present invention, wherein the step of encapsulating with the metal brazing material is the first metal foil and the second step. The step of applying a flat plate annular metal brazing material that covers the gap of the metal foil to the gap, and the step of melting the metal brazing material while applying it to the gap to close the gap. Is characterized by.

【0016】第12の発明に係る半導体装置のキャップ
は、チップが載置されるキャビティに向かい合う内面お
よび半導体装置の外界に向かう外面を持つ絶縁性の基部
と、前記基部の前記外面に設けられた複数のボールと、
前記内面に設けられた内面側配線層と、前記基部を貫通
して設けられ前記複数のボールと前記内面側配線層を電
気的に接続するための第1の層間導電路とを備えて構成
される。
A cap of a semiconductor device according to a twelfth aspect of the invention is provided on an insulating base having an inner surface facing a cavity in which a chip is mounted and an outer surface facing the outside of the semiconductor device, and the outer surface of the base. Multiple balls,
An inner surface side wiring layer provided on the inner surface; and a first interlayer conductive path which is provided through the base portion and electrically connects the plurality of balls to the inner surface side wiring layer. It

【0017】第13の発明に係る半導体装置のキャップ
は、第12の発明の半導体装置のキャップにおいて、前
記基部は、積層された複数の絶縁基板と、前記絶縁基板
の間に設けられた少なくとも一つの基板間配線層と、前
記基板間配線層と前記複数のボールのいずれかまたは前
記内面側配線層との電気的接続を行うための第2の層間
導電路とをさらに備えて構成される。
A cap of a semiconductor device according to a thirteenth invention is the cap of the semiconductor device according to the twelfth invention, wherein the base portion is provided between a plurality of laminated insulating substrates and at least one of the insulating substrates is provided. It further comprises one inter-substrate wiring layer, and a second interlayer conductive path for electrically connecting the inter-substrate wiring layer and any one of the plurality of balls or the inner surface side wiring layer.

【0018】第14の発明に係る半導体装置のキャップ
は、第13の発明の半導体装置のキャップにおいて、前
記基部の前記少なくとも一つの基板間配線層および前記
内面側配線層のうちの対向する少なくとも2つの配線層
は、コンデンサを形成することを特徴とする。
A semiconductor device cap according to a fourteenth aspect of the present invention is the semiconductor device cap according to the thirteenth aspect of the present invention, wherein at least two of the at least one inter-substrate wiring layer and the inner surface side wiring layer of the base which face each other are opposed to each other. The two wiring layers form a capacitor.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.以下この発明の実施の形態1による半導
体装置の構成を図について説明する。図1はこの発明の
実施の形態1による半導体装置の構成を示す断面図であ
る。図1において、1は所定の電気的機能を持つ素子が
形成されている半導体チップ、2は半導体チップ1が載
置されるキャビティ3および半導体チップ1と外部との
電気的接続を行うための導電経路を有する多層基板、4
は金,アルミニウム等の材料で構成され半導体チップ1
の表面に設けられた電極と多層基板2の配線層との電気
的接続を行うためのワイヤ、5は多層基板2の外面に配
設されリードとして機能するはんだボール、6は半導体
チップ1の裏面が接着されるとともに多層基板2に取り
付けられ半導体チップ1で発生する熱を発散するための
放熱板であり、以上の構成部分は図21の従来の半導体
装置と同様に構成されている。従って、多層基板2は、
セラミック,ガラスエポキシ,BTレジン等の絶縁材料
を用いて形成できる。ここでは、キャップ基部21と多
層基板2と放熱板6とに囲まれた閉じた空間であるキャ
ビティ3に向いている面を内面といい、半導体装置が設
置される雰囲気に属する空間12に向いている、換言す
れば外界に向いている面を外面というものとする。
Embodiment 1. The configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a semiconductor chip in which elements having a predetermined electrical function are formed, 2 is a cavity 3 in which the semiconductor chip 1 is mounted, and a conductive material for electrically connecting the semiconductor chip 1 to the outside. Multi-layer substrate with paths, 4
Is a semiconductor chip 1 made of a material such as gold or aluminum
Wires for electrical connection between the electrodes provided on the surface of the multi-layer substrate 2 and the wiring layer of the multi-layer substrate 2, 5 is a solder ball disposed on the outer surface of the multi-layer substrate 2 and functions as a lead, and 6 is the back surface of the semiconductor chip 1. Is a heat-dissipating plate that is attached to the multi-layer substrate 2 and dissipates the heat generated in the semiconductor chip 1. The above-mentioned components are configured similarly to the conventional semiconductor device of FIG. Therefore, the multilayer substrate 2 is
It can be formed using an insulating material such as ceramic, glass epoxy, or BT resin. Here, the surface facing the cavity 3 which is a closed space surrounded by the cap base 21, the multilayer substrate 2 and the heat dissipation plate 6 is referred to as an inner surface, and faces the space 12 belonging to the atmosphere in which the semiconductor device is installed. That is, the surface that faces the outside world is called the outside surface.

【0020】図1において、20は半導体チップ1を気
密封止するための略正方形の平面形状を持つ板状のキャ
ップ、26は多層基板2とキャップ20との電気的接続
を行うための電気的接続手段として機能するはんだ部
材、27はキャップ20と多層基板2とを接着するとと
もにキャップ20と多層基板2の隙間を埋めるための図
21の封止材8と同様の封止材である。キャップ20
は、略正方形の平面形状を持つ板状の絶縁性部材からな
るキャップ基部21と、キャップ基部21の外面にアレ
イ状に形成された複数のはんだボール22と、キャップ
基部21の外面に形成されボール22に接続された配線
23と、キャップ基部21を貫通して形成されるととも
に配線23に接続されキャップ基部21の外面と内面に
設けられた導電性部材間の電気的接続を行うためのスル
ーホール24と、キャップ基部21の内面に設けられパ
ターニングされた配線層25とで構成されている。ま
た、キャップ基部21も多層基板2と同じセラミック,
ガラスエポキシ,BTレジン等の絶縁材料で形成でき
る。図21に示した多層基板2とキャップ7を有する従
来の半導体装置に比べて、図1に示した多層基板2とキ
ャップ20を有する半導体装置は、同じ大きさである
が、キャップ20の外面に形成されているボール22が
増加する分だけ半導体装置の上面の単位面積当たりのボ
ール数を増加することができ、パッケージを小さくする
ことが容易になるため、実装密度を向上できる。なお、
図示を省略しているが、キャップ20の外面側を絶縁膜
でコートすることにより、配線23間あるいは配線23
とボール22間などの短絡を防止するようにしている。
例えば、スルーホール24は、キャップ20の外面にお
いてソルダーレジスト等の保護膜によって覆われてお
り、スルーホール24は遮断され、キャビティ3と空間
12との間で通気はない。また、スルーホール24が金
属棒を打ち込んで形成される場合があり、その場合にも
キャビティ3と空間12の間の通気はさらに十分に遮断
される。これらの点については、以後説明する他の実施
の形態についても同様である。
In FIG. 1, 20 is a plate-like cap having a substantially square planar shape for hermetically sealing the semiconductor chip 1, and 26 is an electrical connection for electrically connecting the multilayer substrate 2 and the cap 20. A solder member 27 functioning as a connecting means is a sealing material similar to the sealing material 8 of FIG. 21 for bonding the cap 20 and the multilayer substrate 2 and filling the gap between the cap 20 and the multilayer substrate 2. Cap 20
Is a cap base 21 made of a plate-shaped insulating member having a substantially square planar shape, a plurality of solder balls 22 formed in an array on the outer surface of the cap base 21, and balls formed on the outer surface of the cap base 21. A through hole for electrically connecting a wiring 23 connected to 22 and a conductive member formed to penetrate the cap base 21 and connected to the wiring 23 on the outer surface and the inner surface of the cap base 21. 24 and a wiring layer 25 provided on the inner surface of the cap base 21 and patterned. Also, the cap base 21 is made of the same ceramic as the multilayer substrate 2,
It can be formed of an insulating material such as glass epoxy or BT resin. Compared with the conventional semiconductor device having the multilayer substrate 2 and the cap 7 shown in FIG. 21, the semiconductor device having the multilayer substrate 2 and the cap 20 shown in FIG. Since the number of balls 22 formed increases, the number of balls per unit area of the upper surface of the semiconductor device can be increased, and the package can be easily reduced, so that the packaging density can be improved. In addition,
Although not shown, by coating the outer surface side of the cap 20 with an insulating film, the space between the wirings 23 or the wirings 23
A short circuit between the ball 22 and the ball 22 is prevented.
For example, the through hole 24 is covered with a protective film such as a solder resist on the outer surface of the cap 20, the through hole 24 is blocked, and there is no ventilation between the cavity 3 and the space 12. Further, the through hole 24 may be formed by driving a metal rod, and in that case, the ventilation between the cavity 3 and the space 12 is further sufficiently blocked. These points also apply to other embodiments described below.

【0021】図2は、図1に示したキャップ20を内面
側から見た平面図である。図2において、28は図1の
配線層25に形成されはんだ部材26によって図1の多
層基板2の配線層10に接続されるパッド、29はパッ
ド28とスルーホール24とを接続するために配線層2
5をパターニングして形成した配線パターン、30は配
線パターン29の中の所定の配線パターンであり、その
他図1と同一符号のものは図1の同一符号部分に相当す
る部分である。キャップ20の内面に引き回された配線
パターン29は、スルーホール24でキャップ20の外
面に形成されているボール22に電気的に接続される。
キャップ20の配線パターン29を構成する材料とし
て、インダクタンスを低減するために、非磁性材料、例
えば、銅、金等を用いることが好ましい。キャップ20
を構成する材料は、低いことが望ましく、実用的には、
比透磁率が10以下の材料であってもよい。
FIG. 2 is a plan view of the cap 20 shown in FIG. 1 viewed from the inner surface side. 2, 28 is a pad which is formed on the wiring layer 25 of FIG. 1 and is connected to the wiring layer 10 of the multilayer substrate 2 of FIG. 1 by the solder member 26, and 29 is wiring for connecting the pad 28 and the through hole 24. Layer 2
Wiring patterns formed by patterning 5 are designated wiring patterns 30 in the wiring pattern 29, and those having the same reference numerals as those in FIG. 1 are portions corresponding to the same reference numerals in FIG. The wiring pattern 29 routed to the inner surface of the cap 20 is electrically connected to the ball 22 formed on the outer surface of the cap 20 through the through hole 24.
As a material for forming the wiring pattern 29 of the cap 20, it is preferable to use a non-magnetic material such as copper or gold in order to reduce the inductance. Cap 20
It is desirable that the material constituting
A material having a relative magnetic permeability of 10 or less may be used.

【0022】図3は、図2に示したキャップがはめ込ま
れた半導体装置を31−31線で切断して、その断面の
一部を拡大した断面図である。図3において、32は配
線層10に形成されパッド29とはんだ部材26で接続
されるパッド、33はワイヤ4に流れる電流の向きを示
す矢印、34は配線パターン30に流れる電流の向きを
示す矢印であり、その他図1または図2と同一符号のも
のは図1または図2の同一符号部分に相当する部分であ
る。図3に示したワイヤ4と配線パターン30は同じ電
流経路に属している。例えば、配線パターン30が外部
の接地電圧点に接続されるとすると、グランド電流のル
ープがワイヤ4と配線パターン30で矢印33,34に
示すようにほぼ逆向きになるため、グランドの実効的イ
ンダクタンスを低減できる。そのため、グランドバウン
ス等のノイズを抑制することができる。なお、この効果
は、ワイヤ4と配線パターン30に流れる電流が同じ時
に最も大きくなる。なお、キャップ20の内面に形成さ
れた配線パターン29とワイヤ4との距離は、キャップ
20と多層基板2との電気的接続に際してインピーダン
スマッチングを行うために、50〜500μm程度が好
ましい。
FIG. 3 is a sectional view in which the semiconductor device shown in FIG. 2 in which the cap is fitted is cut along line 31-31 and a part of the section is enlarged. In FIG. 3, 32 is a pad formed on the wiring layer 10 and connected to the solder member 26 by the pad 29, 33 is an arrow indicating the direction of current flowing through the wire 4, and 34 is an arrow indicating the direction of current flowing through the wiring pattern 30. 1 and FIG. 2 have the same reference numerals as those in FIG. 1 or FIG. The wire 4 and the wiring pattern 30 shown in FIG. 3 belong to the same current path. For example, if the wiring pattern 30 is connected to an external ground voltage point, the loop of the ground current is almost opposite to each other in the wire 4 and the wiring pattern 30 as shown by arrows 33 and 34, so that the effective inductance of the ground is increased. Can be reduced. Therefore, noise such as ground bounce can be suppressed. This effect is greatest when the currents flowing through the wire 4 and the wiring pattern 30 are the same. The distance between the wiring pattern 29 formed on the inner surface of the cap 20 and the wire 4 is preferably about 50 to 500 μm for impedance matching during electrical connection between the cap 20 and the multilayer substrate 2.

【0023】実施の形態2.次に、この発明の実施の形
態2による半導体装置を図について説明する。図4はこ
の発明の実施の形態2による半導体装置のキャップの構
造を示す断面図である。図4において、40はキャッ
プ、41はキャップ40の内面側に設けられた略正方形
の平面形状を持った第1の絶縁基板、42は周縁部が揃
うように絶縁基板41上に重ねて配設された第2の絶縁
基板、43は周縁部が揃うように第2の絶縁基板42の
上に重ねて配設されキャップ40の外面を与える第3の
絶縁基板、44は第1の絶縁基板41の下面すなわちキ
ャップ40の内面に形成された信号線パターン、45は
第1の絶縁基板41と第2の絶縁基板42の間に形成さ
れた基板間配線層、46は第2の絶縁基板42と第3の
絶縁場43の間に形成された基板間配線層、47は第3
の絶縁基板43の上面すなわちキャップ40の外面に形
成された配線パターン、48はボールを形成するととも
にボールと配線パターン47との電気的接続を行うため
のパッド、49は基板間配線層45,46および信号線
パターン44のいずれかまたはその組み合わせたものと
の電気的接続を行うためのスルーホールまたはビアホー
ルである。ここでは、導電経路を設けるためキャップ4
0の外面から内面に貫通するホールをスルーホールとい
い、一枚または二枚の絶縁基板41〜43を貫通するホ
ールをビアホールという。
Embodiment 2 FIG. Next, a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 4 is a sectional view showing a structure of a cap of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, 40 is a cap, 41 is a first insulating substrate provided on the inner surface side of the cap 40 and having a substantially square planar shape, and 42 is arranged on the insulating substrate 41 so that the peripheral portions are aligned. The second insulating substrate 43 is formed on the second insulating substrate 42 so that the peripheral portions thereof are aligned with each other, and the third insulating substrate 43 provides the outer surface of the cap 40. 44 is the first insulating substrate 41. Of the signal line pattern formed on the lower surface of the cap 40, that is, the inner surface of the cap 40, an inter-board wiring layer 45 formed between the first insulating substrate 41 and the second insulating substrate 42, and a second insulating substrate 42. An inter-substrate wiring layer formed between the third insulating fields 43, and 47 is a third
Wiring pattern formed on the upper surface of the insulating substrate 43, that is, the outer surface of the cap 40, 48 is a pad for forming a ball and electrically connecting the ball and the wiring pattern 47, and 49 is an inter-substrate wiring layer 45, 46. And a through hole or a via hole for electrical connection with any one of the signal line patterns 44 or a combination thereof. Here, the cap 4 is provided to provide a conductive path.
A hole that penetrates from the outer surface to the inner surface of 0 is called a through hole, and a hole that penetrates one or two insulating substrates 41 to 43 is called a via hole.

【0024】第1ないし第3の絶縁基板41〜43は、
多層基板2を構成している絶縁性部材と同じ、セラミッ
ク,ガラスエポキシ,BTレジン等の絶縁材料を用いて
形成される。第1ないし第3の絶縁基板41〜43の間
に形成される基板間配線層45,46は、例えば、金,
銀,銅,ニッケル,アルミニウム,錫,鉛,はんだなど
の導電性の金属や合金により第1および第3の絶縁基板
41,43がメタライズされて形成される。第1および
第3の絶縁基板41,43は、例えば互いに第2の絶縁
基板42で接着される。例えば、第2の絶縁基板42を
プリプレグで形成する。スルーホールまたはビアホール
49は、第1および第3の絶縁基板41,43一枚ずつ
穴をあけてもよく、また複数毎接着した状態で同時に穴
をあけてもよい。
The first to third insulating substrates 41 to 43 are
It is formed by using the same insulating material as the insulating member forming the multilayer substrate 2, such as ceramic, glass epoxy, BT resin, or the like. The inter-substrate wiring layers 45 and 46 formed between the first to third insulating substrates 41 to 43 are, for example, gold,
The first and third insulating substrates 41 and 43 are formed by metallizing conductive metals or alloys such as silver, copper, nickel, aluminum, tin, lead and solder. The first and third insulating substrates 41 and 43 are bonded to each other, for example, by the second insulating substrate 42. For example, the second insulating substrate 42 is formed of prepreg. The through holes or the via holes 49 may be formed by forming one hole for each of the first and third insulating substrates 41 and 43, or may be formed at the same time in a state where a plurality of them are bonded.

【0025】図4に示した基板間配線層45全体に電源
電圧Vddを供給し、基板間配線層46全体に電源電圧
Vssを供給するようにしてもよい。このとき基板間配
線層45,46を絶縁基板41〜43の各面積とほぼ同
じ面積を有するようなベタパターンとしてもよい。以上
のように多層配線とすることにより、接続パターンの自
由度が増し、レイアウトが容易になる。
The power supply voltage Vdd may be supplied to the whole inter-substrate wiring layer 45 shown in FIG. 4, and the power supply voltage Vss may be supplied to the whole inter-substrate wiring layer 46. At this time, the inter-substrate wiring layers 45, 46 may have a solid pattern having substantially the same area as each area of the insulating substrates 41-43. By using the multilayer wiring as described above, the degree of freedom of the connection pattern is increased and the layout is facilitated.

【0026】ところで、図4に示したようなキャップ4
0を多層基板2にはめ込むと、キャップの厚みが厚くな
るため、ワイヤと信号線パターン44との接触が問題と
なる。図5は、ワイヤ4とキャップ40の内面との間に
絶縁膜50を設けた状態を示す断面図である。絶縁膜5
0は、キャップ40の内面のうちのパッド29が形成さ
れている周囲を除く領域をほぼ全部覆うように配設され
る。そして、絶縁膜50の材質は、ワイヤ4とキャップ
40の信号線パターン44との間に発生する容量性の結
合を小さくするため、比誘電率が4以下、実用的には比
誘電率が4〜2の材料、例えば、ポリイミドテープが好
ましい。図5において、51はパッド48上に形成され
たはんだボールであり、その他図3または図4と同一符
号のものは図3または図4の同一符号部分に相当する部
分である。なお、図6に示すように絶縁膜52を、縞状
の複数の部材で構成し、断面を櫛形の形状に構成するこ
とにより、さらに容量性の結合を小さくすることが可能
になる。
By the way, the cap 4 as shown in FIG.
When 0 is fitted into the multilayer substrate 2, the thickness of the cap becomes thicker, so that the contact between the wire and the signal line pattern 44 becomes a problem. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the insulating film 50 is provided between the wire 4 and the inner surface of the cap 40. Insulating film 5
0 is arranged so as to cover almost all of the inner surface of the cap 40 except the periphery where the pad 29 is formed. The material of the insulating film 50 reduces the capacitive coupling generated between the wire 4 and the signal line pattern 44 of the cap 40, so that the relative dielectric constant is 4 or less, and practically, the relative dielectric constant is 4 or less. .About.2 material, eg polyimide tape is preferred. In FIG. 5, reference numeral 51 is a solder ball formed on the pad 48, and other parts having the same reference numerals as those in FIG. 3 or 4 correspond to the same reference numerals in FIG. 3 or 4. Note that, as shown in FIG. 6, the insulating film 52 is composed of a plurality of striped members and has a comb-shaped cross section, whereby capacitive coupling can be further reduced.

【0027】実施の形態3.次に、この発明の実施の形
態3による半導体装置について図7および図8を用いて
説明する。図7はこの発明の実施の形態3による半導体
装置の構成を示す部分断面図である。図7において、6
0は半導体チップ1を気密封止するための略正方形の平
面形状を持つ板状のキャップ、70は半導体チップ1を
載置するキャビティ3および半導体チップ1と半導体装
置の外部とを結ぶ導電経路を有する多層基板、62は多
層基板70とキャップ60とを接続する電気的接続手段
であるはんだ、64はキャップ60と多層基板70とを
接着する接着剤であり、その他図5と同一符号のものは
図5の同一符号部分に相当する部分である。
Embodiment 3 Next, a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the structure of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 7, 6
Reference numeral 0 denotes a plate-like cap having a substantially square plane shape for hermetically sealing the semiconductor chip 1, 70 denotes a cavity 3 for mounting the semiconductor chip 1 and a conductive path connecting the semiconductor chip 1 and the outside of the semiconductor device. The multilayer substrate has 62, solder which is an electrical connecting means for connecting the multilayer substrate 70 and the cap 60, 64 is an adhesive agent for bonding the cap 60 and the multilayer substrate 70, and other components having the same reference numerals as those in FIG. This is a portion corresponding to the same reference numeral portion in FIG.

【0028】多層基板70は、第1ないし第3の絶縁基
板71〜73を重ね合わせて構成されている。これら第
1ないし第3の絶縁基板71〜73は、同じサイズの略
正方形の平面形状を持つ板状の中央部をその外周の辺と
平行になるように正方形状にくり貫いて成形されてお
り、くり貫く正方形状の領域は、第1の絶縁基板71〜
第3の絶縁基板73にかけて順に小さくなる。第2の絶
縁基板72の反対側にある第1の絶縁基板71の上面に
は、パッド77が形成されている。第1の絶縁基板71
と第2の絶縁基板72との間に層間導電層74が形成さ
れている。第2の絶縁基板72と第2の絶縁基板73と
の間に層間導電層75が形成されている。これらの層間
導電層74,75とパッド77とは、ビアホール76で
電気的に接続されている。キャップ60のパッド63
が、キャップ60の周囲の多層基板70と当接される領
域に設けられている。このパッド60とパッド77は、
はんだ62で接続されている。キャップ60は、多層基
板70とその周縁部が揃うように形成され、多層基板7
0と組み合わされる。キャップ60と多層基板70は、
多層基板70の第1の絶縁基板71の上面全面を用いて
接着されており、接着面積が増えることから気密性が向
上する。
The multi-layer substrate 70 is constructed by stacking first to third insulating substrates 71 to 73. Each of the first to third insulating substrates 71 to 73 is formed by hollowing out a plate-shaped central portion having a substantially square planar shape of the same size in a square shape so as to be parallel to the outer peripheral side. , The square-shaped region is the first insulating substrate 71 to
It becomes smaller in order toward the third insulating substrate 73. Pads 77 are formed on the upper surface of the first insulating substrate 71 on the opposite side of the second insulating substrate 72. First insulating substrate 71
An interlayer conductive layer 74 is formed between the second insulating substrate 72 and the second insulating substrate 72. An interlayer conductive layer 75 is formed between the second insulating substrate 72 and the second insulating substrate 73. These interlayer conductive layers 74, 75 and the pad 77 are electrically connected by a via hole 76. Pad 63 of cap 60
Is provided in a region around the cap 60, which is in contact with the multilayer substrate 70. The pads 60 and 77 are
It is connected by solder 62. The cap 60 is formed so that the peripheral portion of the multilayer substrate 70 and the peripheral portion of the multilayer substrate 70 are aligned.
Combined with 0. The cap 60 and the multilayer substrate 70 are
Bonding is performed using the entire upper surface of the first insulating substrate 71 of the multilayer substrate 70, and since the bonding area is increased, airtightness is improved.

【0029】図8は、シート状に成形された接着剤の構
成を示す平面図である。接着剤シート64は、図7のパ
ッド63,77の位置に合わせて開口部65を備えてい
る。キャップ60と多層基板70を接続するときは、ま
ず、接着剤シート64の開口部65とパッド77との位
置合わせを行って、接着または繋止するなどして接着剤
シート64を多層基板70に固定する。開口部65に球
形のはんだを挿入する。端部で位置合わせを行いつつ多
層基板70の上にキャップ60をのせて、圧力を加えつ
つ180〜200℃で一定時間加熱する。パッド63と
パッド77ははんだにより接続され、キャップ60と多
層基板70は硬化した接着剤64により接着される。
FIG. 8 is a plan view showing the structure of the adhesive agent formed into a sheet. The adhesive sheet 64 is provided with an opening portion 65 in accordance with the positions of the pads 63 and 77 in FIG. When connecting the cap 60 and the multi-layer substrate 70, first, the opening 65 of the adhesive sheet 64 and the pad 77 are aligned with each other, and the adhesive sheet 64 is adhered or connected to the multi-layer substrate 70. Fix it. Spherical solder is inserted into the opening 65. The cap 60 is placed on the multilayer substrate 70 while aligning at the ends, and heated at 180 to 200 ° C. for a certain time while applying pressure. The pad 63 and the pad 77 are connected by solder, and the cap 60 and the multilayer substrate 70 are adhered by a cured adhesive 64.

【0030】実施の形態4.次に、この発明の実施の形
態4による半導体装置について図9および図10を用い
て説明する。図9は半導体装置のキャップの内面を示す
平面図である。図9において、80は絶縁性の材料で形
成された略正方形の平面形状を持つ板状のキャップ、8
1はキャップ80の内面の右上角と左下角とを結ぶ対角
線と右辺と下辺とで囲まれた領域のほぼ全面に形成され
電源電圧Vddが与えられるベタパターン、82はキャ
ップ80の内面の右上角と左下角とを結ぶ対角線と左辺
と上辺とで囲まれた領域のほぼ全面に形成され電源電圧
Vssが与えられるベタパターン、83はベタパターン
81,82に両端を接続したチップコンデンサである。
ベタパターン81,82は所定の間隔をもって隔てられ
ている。そして、ベタパターン81,82はキャップ8
0の内面のほぼ二分の一の面積を有する。チップコンデ
ンサ83ははんだによってベタパターン81,82への
電気的接続と同時に接着が行われる。図10は図9の8
4−84線断面の一部を拡大した図である。なお、図1
0において、図1または図9と同一符号のものは図1ま
たは図9の同一符号部分に相当する部分である。図10
に示す半導体装置もベタパターン81,82およびチッ
プコンデンサ83以外の部分は、図1の半導体装置と同
様である。図10に示すように、ノイズ除去用のチップ
コンデンサ83をキャビティ3内に収納できる。また、
キャップ80の外面にベタパターン81,82に電源電
圧Vdd,Vssを供給するためのボールを実装でき、
マザーボードの面積のうち半導体装置に割り当てられる
実装面積を有効に使用して集積度を向上することができ
る。なお、ベタパターン81,82は、チップコンデン
サ83の接続用のパッドとボールから半導体チップ1へ
の電源供給用配線の働きを兼ねる。ベタパターン81,
82にチップコンデンサ83を接続することによりチッ
プコンデンサ83と半導体チップ1との間の抵抗値を低
減してノイズ除去効果を高めることができる。
Fourth Embodiment Next, a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a plan view showing the inner surface of the cap of the semiconductor device. In FIG. 9, reference numeral 80 is a plate-shaped cap formed of an insulating material and having a substantially square planar shape.
Reference numeral 1 denotes a solid pattern formed on almost the entire area surrounded by the diagonal line connecting the upper right corner and the lower left corner of the inner surface of the cap 80, the right side and the lower side, and the power supply voltage Vdd is given to the cap 80. Is a solid pattern formed on almost the entire area surrounded by the diagonal line connecting the lower left corner and the left side and the upper side and supplied with the power supply voltage Vss. Reference numeral 83 is a chip capacitor having both ends connected to the solid patterns 81 and 82.
The solid patterns 81 and 82 are separated by a predetermined distance. The solid patterns 81 and 82 are the cap 8
It has an area of approximately one half of the inner surface of zero. The chip capacitor 83 is bonded to the solid patterns 81 and 82 by soldering at the same time as electrical connection. FIG. 10 shows 8 of FIG.
It is the figure which expanded a part of 4-84 line cross section. FIG.
0, the same reference numerals as those in FIG. 1 or 9 correspond to the same reference numerals in FIG. 1 or 9. FIG.
1 is the same as the semiconductor device shown in FIG. 1 except the solid patterns 81 and 82 and the chip capacitor 83. As shown in FIG. 10, the chip capacitor 83 for noise removal can be housed in the cavity 3. Also,
Balls for supplying power supply voltages Vdd and Vss to the solid patterns 81 and 82 can be mounted on the outer surface of the cap 80.
It is possible to effectively use the mounting area allocated to the semiconductor device in the area of the motherboard to improve the degree of integration. The solid patterns 81 and 82 also serve as pads for connecting the chip capacitors 83 and wirings for supplying power from the balls to the semiconductor chip 1. Solid pattern 81,
By connecting the chip capacitor 83 to 82, the resistance value between the chip capacitor 83 and the semiconductor chip 1 can be reduced and the noise removal effect can be enhanced.

【0031】実施の形態5.次に、この発明の実施の形
態5による半導体装置について図11ないし図14を用
いて説明する。図11および図12はこの発明の実施の
形態5による半導体装置のキャップ基部の構成を示す平
面図および側面図である。図11および図12におい
て、21は絶縁性の材料で形成された略正方形の平面形
状を持つ板状のキャップ基部、91はキャップ基部21
の外面の外周に形成された銅箔である。図11および図
12に示したキャップ基部21にボール、スルーホール
および配線層等を付加してキャップを形成する。このよ
うなキャップを用いて構成されたのが、図13に示す半
導体装置である。図13は実施の形態5による半導体装
置の構成を示す断面図である。図13において、90は
図11および図12のキャップ基部21を用いて形成さ
れたキャップ、92は多層基板2の外面のうちのキャッ
プ90がはめ込まれる開口部の周囲に形成された銅箔、
93は銅箔91,92に融着されたはんだであり、その
他図10と同一符号のものは図10の同一符号部分に相
当する部分である。はんだ93でキャップ90と多層基
板2との隙間を埋めているため、樹脂が主体の従来の封
止材に比べて気密性が向上している。
Embodiment 5. Next, a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12 are a plan view and a side view showing a structure of a cap base portion of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 11 and FIG. 12, 21 is a plate-shaped cap base formed of an insulating material and having a substantially square planar shape, and 91 is the cap base 21.
Is a copper foil formed on the outer periphery of the outer surface of the. Balls, through holes, wiring layers, etc. are added to the cap base portion 21 shown in FIGS. 11 and 12 to form a cap. The semiconductor device shown in FIG. 13 is configured using such a cap. FIG. 13 is a sectional view showing the structure of the semiconductor device according to the fifth embodiment. In FIG. 13, 90 is a cap formed by using the cap base 21 of FIGS. 11 and 12, and 92 is a copper foil formed around the opening of the outer surface of the multilayer substrate 2 into which the cap 90 is fitted.
Reference numeral 93 is a solder fused to the copper foils 91 and 92, and those having the same reference numerals as those in FIG. 10 are portions corresponding to the same reference numerals in FIG. Since the gap between the cap 90 and the multilayer substrate 2 is filled with the solder 93, the airtightness is improved as compared with the conventional encapsulant mainly made of resin.

【0032】図14は、この発明の実施の形態5による
半導体装置の他の態様を示す断面図である。図14に示
した半導体装置が図13の半導体装置と異なる点は、封
止用の銅箔が形成されている場所である。図13の半導
体装置の銅箔91,92が、多層基板2およびキャップ
90の外面のみに形成されているのに対し、図14の半
導体装置の銅箔96,97は、多層基板2およびキャッ
プ95の外面から側面にかけての領域に形成されてい
る。このように構成することにより、はんだ98の方が
はんだ93よりキャップ95と多層基板2の隙間に深く
入り込むとともに側面との密着面積が増し、気密性が上
記の態様より向上する。なお、上記実施の形態では、は
んだで融着される金属箔に銅箔91,92,96,97
を用いたが銅以外の金属を用いてもよく上記実施の形態
と同様の効果を奏する。また、はんだ以外の金属製のロ
ウ材を用いてもよく上記実施の形態と同様の効果を奏す
る。
FIG. 14 is a sectional view showing another mode of the semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. The semiconductor device shown in FIG. 14 is different from the semiconductor device of FIG. 13 in the place where the copper foil for sealing is formed. While the copper foils 91 and 92 of the semiconductor device of FIG. 13 are formed only on the outer surfaces of the multilayer substrate 2 and the cap 90, the copper foils 96 and 97 of the semiconductor device of FIG. Is formed in the region from the outer surface to the side surface. With such a configuration, the solder 98 penetrates deeper into the gap between the cap 95 and the multilayer substrate 2 than the solder 93, increases the contact area with the side surface, and improves the airtightness as compared with the above embodiment. In the above-described embodiment, the copper foils 91, 92, 96, 97 are added to the metal foil fused by solder.
Although a metal other than copper may be used, the same effect as that of the above-described embodiment is obtained. Further, a brazing material made of a metal other than solder may be used, and the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

【0033】実施の形態6.次に、この発明の実施の形
態6による半導体装置の構成を図15および図16を用
いて説明する。図15はこの発明の実施の形態6による
半導体装置のキャップに用いられるキャップ基部の構成
を示す平面図であり、図16は図15の104−104
線断面図である。図15および図16において、101
は絶縁性の材料で形成された略正方形の平面形状を持つ
板状のキャップ基部、96はキャップ基部101の外面
の外周および側面に形成された銅箔、102はキャップ
基部101の外面の右上角と左下角とを結ぶ対角線と銅
箔96の右辺と下辺とで囲まれた領域に形成され電源電
圧Vddが与えられるベタパターン、103はキャップ
基部101の外面の右上角と左下角とを結ぶ対角線と銅
箔96の左辺と上辺とで囲まれた領域に形成され電源電
圧Vssが与えられるベタパターン、105はベタパタ
ーン102または103の上に形成されたはんだボー
ル、106は金属棒を打ち込んで形成されベタパターン
81,102に接続されたスルーホールであり、その他
図14と同一符号のものは図14の同一符号部分に相当
する部分である。
Embodiment 6 FIG. Next, a structure of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 is a plan view showing a structure of a cap base portion used for a cap of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a sectional view taken along line 104-104 of FIG.
It is a line sectional view. In FIG. 15 and FIG. 16, 101
Is a plate-shaped cap base having a substantially square planar shape formed of an insulating material, 96 is a copper foil formed on the outer periphery and side of the outer surface of the cap base 101, and 102 is the upper right corner of the outer surface of the cap base 101. And a lower left corner, a solid pattern formed in a region surrounded by the right side and the lower side of the copper foil 96 to which the power supply voltage Vdd is applied, and 103 is a diagonal line connecting the upper right corner and the lower left corner of the outer surface of the cap base 101. A solid pattern formed in a region surrounded by the left side and the upper side of the copper foil 96 and supplied with the power supply voltage Vss, 105 is a solder ball formed on the solid pattern 102 or 103, and 106 is formed by driving a metal rod. The through holes connected to the solid patterns 81 and 102 and having the same reference numerals as those in FIG. 14 are portions corresponding to the same reference numerals in FIG. 14.

【0034】ベタパターン102,103は、銅箔96
で囲まれた領域の大部分の面積を占める。図16の半導
体装置は、図14の半導体装置に比べて、スルーホール
数を少なくでき、さらに気密性が向上する。
The solid patterns 102 and 103 are copper foil 96.
Occupies most of the area surrounded by. The semiconductor device of FIG. 16 can reduce the number of through holes and further improves the airtightness as compared with the semiconductor device of FIG.

【0035】実施の形態7.次に、この発明の実施の形
態7による半導体装置の製造方法について図17および
図18を用いて説明する。図17は半導体装置の製造に
用いるはんだ箔の構成を示す平面図である。図17のは
んだ箔110は、正方形の箔の中央を正方形に打ち抜い
て形成した低融点はんだ箔である。このはんだ箔110
は、はんだボールよりも低い融点を持つ低融点はんだで
構成される。図18は、はんだ箔を用いてキャップのシ
ーリングを行う工程での半導体装置の状態を示す断面図
である。はんだ箔110を準備した後、はんだ箔110
をキャップ95の銅箔96と多層基板2の銅箔97の上
に載せる。この時、銅箔96,97の間の全隙間の上に
はんだ箔110がくるように位置合わせを行う。はんだ
箔110をリフローすることにより、毛管現象を利用し
て、図14に示すように銅箔96,97の隙間にはんだ
を流し込む。棒状のはんだを用いて銅箔96,97に沿
って移動しつつ融着するのに比べて、短時間で確実にシ
ールを行うことができる。なお、飯台外の低融点の金属
製ロウ材を用いてもよく、上記実施の形態と同様の効果
を奏する。
Embodiment 7 FIG. Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 17 is a plan view showing the structure of the solder foil used for manufacturing the semiconductor device. The solder foil 110 of FIG. 17 is a low melting point solder foil formed by punching out the center of a square foil into a square. This solder foil 110
Is composed of a low melting point solder having a melting point lower than that of the solder ball. FIG. 18 is a cross-sectional view showing the state of the semiconductor device in the step of sealing the cap with the solder foil. After preparing the solder foil 110, the solder foil 110
Is placed on the copper foil 96 of the cap 95 and the copper foil 97 of the multilayer substrate 2. At this time, the alignment is performed so that the solder foil 110 is placed on the entire gap between the copper foils 96 and 97. By reflowing the solder foil 110, the solder is poured into the gap between the copper foils 96 and 97 as shown in FIG. 14 by utilizing the capillary phenomenon. Sealing can be performed reliably in a short time, as compared with fusion bonding while moving along the copper foils 96 and 97 using rod-shaped solder. A metal brazing material having a low melting point outside the food table may be used, and the same effect as that of the above-described embodiment is obtained.

【0036】実施の形態8.次にこの発明の実施の形態
8による半導体装置について図19および図20を用い
て説明する。図19は、この発明の実施の形態8による
半導体装置の構成を示す断面図であり、図20はボール
と配線層との関係を示す模式的な分解図である。図19
および図20において、120は絶縁基板を2つ積層し
て形成された略正方形状のキャップ基部、121はキャ
ップ基部120の外面上に設けられたはんだボール、1
22はキャップ基部120の内部に設けられ電源電圧V
ssが供給される略正方形状のベタパターン、123は
キャップ基部120の内面に設けられ電源電圧Vddが
供給される略正方形状のベタパターン、124はベタパ
ターン122とボール121を接続するビアホール、1
25はボール121とベタパターン123を接続するス
ルーホール、126はキャップ基部120の内面に設け
られたパッド、127はパッド126とベタパターン1
22を接続するビアホールである。ベタパターン122
は、キャップ基部120を貫通するスルーホール125
がベタパターン122と接触しないよう開口部128を
備えている。
Embodiment 8 FIG. Next, a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 19 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention, and FIG. 20 is a schematic exploded view showing a relationship between balls and wiring layers. FIG.
20, 120 is a substantially square cap base formed by stacking two insulating substrates, 121 is a solder ball provided on the outer surface of the cap base 120,
Reference numeral 22 denotes a power supply voltage V provided inside the cap base 120.
ss is supplied in a substantially square solid pattern, 123 is a substantially square solid pattern provided on the inner surface of the cap base 120 and supplied with the power supply voltage Vdd, 124 is a via hole connecting the solid pattern 122 and the ball 121,
Reference numeral 25 is a through hole that connects the ball 121 and the solid pattern 123, 126 is a pad provided on the inner surface of the cap base 120, 127 is the pad 126 and the solid pattern 1.
It is a via hole connecting 22. Solid pattern 122
Is a through hole 125 penetrating the cap base 120.
Has an opening 128 so as not to contact the solid pattern 122.

【0037】キャップ基部120は、セラミック、ガラ
スエポキシ、BTレジン等で構成されるが、誘電率の高
い材料を用いるのが好ましい。ベタパターン122,1
23が誘電体を挟んで対向しているため、電源電圧Vd
d,Vssを供給する配線間に比較的大きな電気容量を
持たせることができる。その容量により、供給される電
源電圧Vdd,Vssのノイズを除去することができ
る。また、キャップ基部120の外面に電源電圧Vd
d,Vssを供給するためのボール121が配置でき、
キャップ基部120の外面に形成されている電源用のボ
ール121を多層基板側に配置しなくてよくなるため、
実装密度を向上できる。なお、上記各実施の形態の特徴
をそれぞれ組み合わせることが可能なことはいうまでも
ない。
The cap base 120 is made of ceramic, glass epoxy, BT resin or the like, but it is preferable to use a material having a high dielectric constant. Solid patterns 122, 1
23 are opposed to each other across the dielectric, the power supply voltage Vd
A relatively large electric capacity can be provided between the wirings that supply d and Vss. With the capacitance, noise of the supplied power supply voltages Vdd and Vss can be removed. In addition, the power supply voltage Vd is applied to the outer surface of the cap base 120.
Balls 121 for supplying d and Vss can be arranged,
Since it is not necessary to dispose the power supply ball 121 formed on the outer surface of the cap base 120 on the multilayer substrate side,
The packaging density can be improved. Needless to say, the features of the above-described embodiments can be combined.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明の半導体装置によれば、第1の電気的接続手段と多層
基板の第1の配線層と第2の電気的接続手段とキャップ
の基部の外面に設けられた複数のボールを経由する、チ
ップへの導電経路が存在するため、キャップ基部の外面
のボールによって半導体装置のボールの密度を緩和で
き、半導体装置の小型化が容易になることから、実装密
度の向上が容易になるという効果がある。
As described above, according to the semiconductor device of the first aspect of the present invention, the first electrical connecting means, the first wiring layer of the multilayer substrate, the second electrical connecting means, and the cap are provided. Since there is a conductive path to the chip via a plurality of balls provided on the outer surface of the base of the semiconductor device, the balls on the outer surface of the cap base can reduce the density of the balls of the semiconductor device, and the semiconductor device can be easily miniaturized. Therefore, there is an effect that the packaging density can be easily improved.

【0039】請求項2記載の発明の半導体装置は、ワイ
ヤに流れる電流と第1の配線パターンに流れる電流が、
大きさが同じで互いに逆方向に向いているので、ワイヤ
と第1の配線パターン間の実効的インダクタンスを小さ
くすることができ、ノイズを低減することができるとい
う効果がある。
In the semiconductor device according to the second aspect of the invention, the current flowing through the wire and the current flowing through the first wiring pattern are
Since they have the same size and are oriented in opposite directions, the effective inductance between the wire and the first wiring pattern can be reduced, and noise can be reduced.

【0040】請求項3記載の発明の半導体装置は、絶縁
手段によって第2の配線層と第1の電気的接続手段とを
絶縁できるので、キャップが厚くなって第2の配線層と
第1の電気的接続手段が近くなっても、それらの接触に
よる故障を防止することができるという効果がある。
In the semiconductor device according to the third aspect of the present invention, since the second wiring layer and the first electrical connection means can be insulated by the insulating means, the cap becomes thicker and the second wiring layer and the first electrical connection means are insulated from each other. Even if the electrical connection means are close to each other, it is possible to prevent a failure due to the contact between them.

【0041】請求項4記載の発明の半導体装置によれ
ば、第2の配線層と基板間配線層の複数の配線層を備
え、ボールとチップ間は第1および第2の層間導電路を
適当に組み合わせて接続することが可能であるので、レ
イアウトの自由度が増し、配線が容易になるという効果
がある。
According to a fourth aspect of the semiconductor device of the present invention, a plurality of wiring layers including a second wiring layer and an inter-substrate wiring layer are provided, and the first and second interlayer conductive paths are appropriately provided between the ball and the chip. Since it is possible to combine and connect them to each other, there is an effect that the degree of freedom of layout is increased and wiring is facilitated.

【0042】請求項5記載の発明の半導体装置によれ
ば、キャップが、多層基板と重ね合わせたときに、ほぼ
その外縁部が揃うような形状を有するよう構成されてい
るので、多層基板とキャップとの当接面積を大きくで
き、気密性を向上することができるという効果がある。
According to the semiconductor device of the fifth aspect of the present invention, since the cap has a shape such that the outer edge portions thereof are substantially aligned when the cap is overlapped with the multilayer substrate, the multilayer substrate and the cap are formed. There is an effect that the contact area with the can be increased and the airtightness can be improved.

【0043】請求項6記載の発明の半導体装置によれ
ば、キャップの内面側にコンデンサが設けられているの
で、コンデンサを外部に設置する場合に比べて実装密度
を向上でき、かつ電気的特性も改善できるという効果が
ある。
According to the semiconductor device of the sixth aspect, since the capacitor is provided on the inner surface side of the cap, the mounting density can be improved and the electrical characteristics can be improved as compared with the case where the capacitor is installed outside. The effect is that it can be improved.

【0044】請求項7記載の発明の半導体装置によれ
ば、第2および第3の配線パターンが、それぞれ第2の
配線層のほぼ二分の一の面積を有するので、コンデンサ
とチップ間の抵抗値を小さくしてコンデンサのノイズ除
去効果を十分に引き出すことができるという効果があ
る。
According to the semiconductor device of the seventh aspect of the present invention, the second and third wiring patterns each have an area that is approximately half that of the second wiring layer. Therefore, the resistance value between the capacitor and the chip is large. There is an effect that the noise removal effect of the capacitor can be sufficiently brought out by reducing

【0045】請求項8記載の発明の半導体装置によれ
ば、金属製のロウ材により第1および第2の金属箔との
隙間をふさぐように第1および第2の金属箔に金属製の
ロウ材が溶着されるので、第1の空間と第2の空間との
間にある空気の通路を金属により遮断して気密性を高め
ることができるという効果がある。
According to the eighth aspect of the semiconductor device of the present invention, the metal brazing material is used for the first and second metal foils so as to fill the gap between the first and second metal foils with the metal brazing material. Since the material is welded, there is an effect that the air passage between the first space and the second space can be blocked by the metal to enhance the airtightness.

【0046】請求項9記載の発明の半導体装置によれ
ば、基部に、電源を供給するためのボールに接続されコ
ンデンサとして働く配線層を備えて構成されているの
で、電気的特性を改善し、かつ実装密度を向上すること
ができるという効果がある。
According to the semiconductor device of the ninth aspect of the present invention, since the base portion is provided with the wiring layer connected to the ball for supplying the power source and acting as the capacitor, the electrical characteristics are improved, Moreover, there is an effect that the packaging density can be improved.

【0047】請求項10記載の発明の半導体装置の製造
方法によれば、絶縁性のキャップの外周部に形成された
第1の金属箔と、第1の金属箔に隣接するケースの開口
部の全周にわたって形成された第2の金属箔を、金属製
のロウ材で封止するので、ケースとキャップの気密性を
樹脂で封止する場合に比べて向上することができるとい
う効果がある。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the tenth aspect of the present invention, the first metal foil formed on the outer peripheral portion of the insulating cap and the opening of the case adjacent to the first metal foil are formed. Since the second metal foil formed over the entire circumference is sealed with the brazing material made of metal, there is an effect that the airtightness of the case and the cap can be improved as compared with the case of sealing with a resin.

【0048】請求項11記載の発明の半導体装置の製造
方法によれば、第1の金属箔と第2の金属箔の隙間を覆
うような平板環状の金属製のロウ材を隙間にあてがった
まま溶融して隙間をふさぐので、封止の確実性と作業性
を向上することができるという効果がある。
According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the flat plate-shaped metal brazing material that covers the gap between the first metal foil and the second metal foil is applied to the gap. Since it melts and fills the gap, there is an effect that the reliability of sealing and workability can be improved.

【0049】請求項12記載の発明の半導体装置のキャ
ップによれば、内面側配線層から第1の層間導電路と複
数のボールを通して外部と電気的に接続することが可能
となるので、このキャップと組み合わされるケースのリ
ード数を削減することができ、半導体装置の実装密度を
向上させることができるという効果がある。
According to the cap of the semiconductor device of the present invention, the cap can be electrically connected to the outside from the inner wiring layer through the first interlayer conductive path and the plurality of balls. It is possible to reduce the number of leads in the case of being combined with, and to improve the packaging density of the semiconductor device.

【0050】請求項13記載の発明の半導体装置のキャ
ップによれば、の第2の配線層と基板間配線層の複数の
配線層を備え、ボールとチップ間は第1および第2の層
間導電路を適当に組み合わせて接続することが可能であ
るので、レイアウトの自由度が増し、配線が容易になる
という効果がある。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the cap of the semiconductor device, the second wiring layer and the plurality of wiring layers between the substrates are provided, and the first and second interlayer conductive layers are provided between the ball and the chip. Since it is possible to appropriately combine and connect the paths, there is an effect that the degree of freedom in layout is increased and wiring is facilitated.

【0051】請求項14記載の発明の半導体装置のキャ
ップによれば、基部の少なくとも一つの基板間配線層お
よび内面側配線層のうちの対向する少なくとも2つの配
線層がコンデンサを形成するので、半導体装置の実装密
度を向上するとともに電気的特性を向上することができ
るという効果がある。
According to the cap of the semiconductor device of the fourteenth aspect of the present invention, at least two wiring layers facing each other of at least one inter-substrate wiring layer and the inner surface side wiring layer of the base portion form a capacitor. There is an effect that the packaging density of the device can be improved and the electrical characteristics can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】 図1に示したキャップの内面を示す平面図で
ある。
FIG. 2 is a plan view showing an inner surface of the cap shown in FIG.

【図3】 図1の一部を拡大した部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view in which a part of FIG. 1 is enlarged.

【図4】 この発明の実施の形態2によるキャップの構
成を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a structure of a cap according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態2による半導体装置の
構成を示す部分断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態2の他の態様による半
導体装置の構成を示す部分断面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device according to another aspect of the second embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態3による半導体装置の
構成を示す部分断面図である。
FIG. 7 is a partial sectional view showing the structure of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 接着シートの構成を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a configuration of an adhesive sheet.

【図9】 この発明の実施の形態4によるキャップの基
部の平面図である。
FIG. 9 is a plan view of a base portion of a cap according to Embodiment 4 of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態4による半導体装置
の構成を示す部分断面図である。
FIG. 10 is a partial cross sectional view showing the structure of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態5によるキャップの
基部の平面図である。
FIG. 11 is a plan view of the base portion of the cap according to the fifth embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態5によるキャップの
基部の側面図である。
FIG. 12 is a side view of the base portion of the cap according to the fifth embodiment of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態5による半導体装置
の構成を示す部分断面図である。
FIG. 13 is a partial cross-sectional view showing the structure of the semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態5の他の態様による
半導体装置の構成を示す部分断面図である。
FIG. 14 is a partial cross sectional view showing the structure of a semiconductor device according to another aspect of the fifth embodiment of the present invention.

【図15】 この発明の実施の形態6によるキャップの
基部の平面図である。
FIG. 15 is a plan view of a base portion of a cap according to Embodiment 6 of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態6による半導体装置
の構成を示す部分断面図である。
FIG. 16 is a partial cross sectional view showing the structure of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図17】 この発明の実施の形態7による半導体装置
の製造方法に用いるはんだ箔の平面図である。
FIG. 17 is a plan view of a solder foil used in the method of manufacturing a semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention.

【図18】 この発明の実施の形態7による半導体装置
の一製造工程を示す断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention.

【図19】 この発明の実施の形態8による半導体装置
の構成を示す断面図である。
FIG. 19 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図20】 この発明の実施の形態8による半導体装置
の構成を示す分解図である。
FIG. 20 is an exploded view showing the structure of a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図21】 従来の半導体装置の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 21 is a sectional view showing a configuration of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体チップ、2,70 多層基板、4 ワイヤ、
20,60,90 キャップ、21 キャップ基部、
5,22,105,121 ボール、24,49スルー
ホール、50 絶縁膜、83 チップコンデンサ、8
1,82,122,123 ベタパターン、91,9
2,96,97 銅箔、110 はんだ箔。
1 semiconductor chip, 2,70 multilayer substrate, 4 wires,
20, 60, 90 cap, 21 cap base,
5,22,105,121 ball, 24,49 through hole, 50 insulating film, 83 chip capacitor, 8
1, 82, 122, 123 solid pattern, 91, 9
2,96,97 Copper foil, 110 Solder foil.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フェイス・ダウン・ボンディングに用い
られるボール・グリッド・アレイ構造を有する半導体装
置において、 素子が形成されているチップと、 前記チップを収納するキャビティおよび絶縁基板間に配
置された第1の配線層を有する多層基板と、 前記チップと前記第1の配線層との電気的接続を行うた
めの第1の電気的接続手段と、 前記キャビティと向き合う内面および半導体装置の外界
に向いた外面を有する絶縁性の基部、前記基部の前記外
面に設けられた複数のボール、前記内面に設けられた第
2の配線層、および前記基部を貫通して設けられ前記複
数のボールと前記第2の配線層を電気的に接続するため
の第1の層間導電路を有するキャップと、 前記第1および第2の配線層間の接続を行うための第2
の電気的接続手段とを備える、半導体装置。
1. A semiconductor device having a ball grid array structure used for face-down bonding, wherein a chip on which an element is formed, a cavity for accommodating the chip, and a first substrate arranged between an insulating substrate. A multi-layer substrate having a wiring layer, first electrical connection means for electrically connecting the chip to the first wiring layer, an inner surface facing the cavity and an outer surface facing the outside of the semiconductor device. Having an insulating base, a plurality of balls provided on the outer surface of the base, a second wiring layer provided on the inner surface, and the plurality of balls and the second wiring provided through the base. A cap having a first interlayer conductive path for electrically connecting the wiring layers, and a second for connecting between the first and second wiring layers.
And an electric connection means of the semiconductor device.
【請求項2】 前記第1の電気的接続手段は、前記チッ
プと前記第1の配線層を接続するために前記キャビティ
内に張られたワイヤを含み、 前記第2の配線層は、前記ワイヤと同じ電流経路中に設
けられた第1の配線パターンを含み、 前記ワイヤに流れる電流と前記第1の配線パターンに流
れる電流は、互いにほぼ逆方向に向いていることを特徴
とする、請求項1記載の半導体装置。
2. The first electrical connection means includes a wire stretched in the cavity for connecting the chip and the first wiring layer, and the second wiring layer is the wire. A first wiring pattern provided in the same current path as the above, wherein the current flowing through the wire and the current flowing through the first wiring pattern are directed in substantially opposite directions to each other. 1. The semiconductor device according to 1.
【請求項3】 前記キャップの前記内面側に設けられ、
前記第2の配線層と前記第1の電気的接続手段の間を絶
縁するための絶縁手段をさらに備える、請求項1または
請求項2記載の半導体装置。
3. The cap is provided on the inner surface side,
3. The semiconductor device according to claim 1, further comprising insulating means for insulating between the second wiring layer and the first electrical connection means.
【請求項4】 前記基部は、 積層された複数の絶縁基板と、 前記絶縁基板の層間に設けられた少なくとも一つの基板
間配線層と、 前記基板間配線層と前記複数のボールのいずれかまたは
前記第2の配線層との電気的接続を行うための第2の層
間導電路とをさらに備える、請求項1ないし請求項3の
いずれか一項に記載の半導体装置。
4. The base portion includes any one of a plurality of laminated insulating substrates, at least one inter-substrate wiring layer provided between layers of the insulating substrate, the inter-substrate wiring layer and the plurality of balls, or The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second interlayer conductive path for electrically connecting to the second wiring layer.
【請求項5】 前記キャップは、前記多層基板と重ね合
わせたときに、ほぼその外縁部が揃うような形状を有す
ることを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれ
か一項に記載の半導体装置。
5. The cap according to any one of claims 1 to 4, wherein the cap has a shape such that an outer edge portion thereof is substantially aligned when the cap is overlapped with the multilayer substrate. Semiconductor device.
【請求項6】 前記第2の配線層は、第2および第3の
配線パターンを含み、 前記キャップの前記内面側に設けられ、前記第2および
第3の配線パターンと電気的接続がなされているコンデ
ンサをさらに備える、請求項1ないし請求項5のいずれ
か一項に記載の半導体装置。
6. The second wiring layer includes second and third wiring patterns, is provided on the inner surface side of the cap, and is electrically connected to the second and third wiring patterns. 6. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a capacitor.
【請求項7】 前記第2および第3の配線パターンは、
それぞれ前記第2の配線層のほぼ二分の一の面積を有す
ることを特徴とする、請求項6記載の半導体装置。
7. The second and third wiring patterns are
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein each of the second wiring layers has an area that is approximately one half of that of the second wiring layer.
【請求項8】 前記基部は、前記基部の外周部に設けら
れた第1の金属箔をさらに有し、 前記多層基板は、前記基部を前記多層基板にはめ込んだ
時に前記第1の金属箔に隣接するように該第1の金属箔
の周囲に配設された第2の金属箔を有し、 前記キャビティと前記外界との間にある空気の通路を遮
断するように前記第1および第2の金属箔の全周にわた
って溶着された金属製のロウ材部をさらに備える、請求
項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の半導体装
置。
8. The base further comprises a first metal foil provided on an outer peripheral portion of the base, wherein the multi-layer substrate is attached to the first metal foil when the base is fitted into the multi-layer substrate. A second metal foil disposed around the first metal foil so as to be adjacent to each other, and the first and second metal foils are arranged so as to block an air passage between the cavity and the outside. The semiconductor device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a brazing material portion made of metal that is welded over the entire circumference of the metal foil.
【請求項9】 前記基部は、前記複数のボールのうちの
電源を供給するためのボールに接続されてコンデンサと
して働く、対向する2つの導電体層をさらに有する、請
求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の半導体装
置。
9. The base according to claim 1, wherein the base further has two opposing conductor layers connected to balls for supplying power among the plurality of balls and serving as capacitors. The semiconductor device according to any one of claims.
【請求項10】 絶縁性のキャップの外周部に第1の金
属箔を形成する工程と、 絶縁性のケースに前記キャップをはめ込んだ時に、前記
第1の金属箔に隣接する前記ケースの開口部の全周にわ
たって第2の金属箔を形成する工程と、 前記第1および第2の金属箔を金属製のロウ材で封止す
る工程とを備える、半導体装置の製造方法。
10. A step of forming a first metal foil on an outer peripheral portion of an insulative cap, and an opening of the case adjacent to the first metal foil when the cap is fitted in an insulative case. And a step of sealing the first and second metal foils with a brazing material made of metal.
【請求項11】 前記金属製のロウ材で封止する工程
は、 前記第1の金属箔と第2の金属箔の隙間を覆うような平
板環状の金属製のロウ材を前記隙間にあてがう工程と、 前記金属製のロウ材を前記隙間にあてがったまま溶融し
て前記隙間をふさぐ工程とを含む、請求項10記載の半
導体装置の製造方法。
11. The step of encapsulating with the metal brazing material is a step of applying a flat plate annular metal brazing material covering the gap between the first metal foil and the second metal foil to the gap. 11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, further comprising: a step of melting the brazing material made of metal while applying the brazing material to the gap to close the gap.
【請求項12】 チップが載置されるキャビティに向か
い合う内面および半導体装置の外界に向かう外面を持つ
絶縁性の基部と、 前記基部の前記外面に設けられた複数のボールと、 前記内面に設けられた内面側配線層と、 前記基部を貫通して設けられ前記複数のボールと前記内
面側配線層を電気的に接続するための第1の層間導電路
とを備える、半導体装置のキャップ。
12. An insulative base having an inner surface facing a cavity in which a chip is mounted and an outer surface facing the outside of a semiconductor device, a plurality of balls provided on the outer surface of the base, and an inner surface provided on the inner surface. A cap for a semiconductor device, comprising: an inner wiring layer; and a first interlayer conductive path that is provided through the base and electrically connects the balls to the inner wiring layer.
【請求項13】 前記基部は、 積層された複数の絶縁基板と、 前記絶縁基板の間に設けられた少なくとも一つの基板間
配線層と、 前記基板間配線層と前記複数のボールのいずれかまたは
前記内面側配線層との電気的接続を行うための第2の層
間導電路とをさらに備える、請求項12記載の半導体装
置のキャップ。
13. The base portion includes any one of a plurality of laminated insulating substrates, at least one inter-substrate wiring layer provided between the insulating substrates, the inter-substrate wiring layer and the plurality of balls, or The cap of the semiconductor device according to claim 12, further comprising a second interlayer conductive path for electrically connecting to the inner surface side wiring layer.
【請求項14】 前記基部の前記少なくとも一つの基板
間配線層および前記内面側配線層のうちの対向する少な
くとも2つの配線層は、コンデンサを形成することを特
徴とする、請求項13記載の半導体装置のキャップ。
14. The semiconductor according to claim 13, wherein at least two wiring layers facing each other of the at least one inter-substrate wiring layer and the inner wiring layer of the base form a capacitor. Equipment cap.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005506701A (en) * 2001-10-17 2005-03-03 ハイマイト アクティーゼルスカブ Semiconductor structure with one or more through holes
US7674638B2 (en) 2005-11-25 2010-03-09 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Sensor device and production method therefor
US8026594B2 (en) 2005-11-25 2011-09-27 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Sensor device and production method therefor
US8067769B2 (en) 2005-11-25 2011-11-29 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Wafer level package structure, and sensor device obtained from the same package structure
US8080869B2 (en) 2005-11-25 2011-12-20 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Wafer level package structure and production method therefor

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