JPH10209322A - 半導体装置およびその実装構造 - Google Patents
半導体装置およびその実装構造Info
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- JPH10209322A JPH10209322A JP9009374A JP937497A JPH10209322A JP H10209322 A JPH10209322 A JP H10209322A JP 9009374 A JP9009374 A JP 9009374A JP 937497 A JP937497 A JP 937497A JP H10209322 A JPH10209322 A JP H10209322A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 BGAの製造コストを低減し、薄型化を促進
する。また、BGAの熱抵抗を低減する。 【解決手段】 本発明のBGAは、パッケージ基板1の
主面に半導体チップ2と半田バンプ7を配置することに
よって、パッケージ基板1の配線を単層化すると共に、
パッケージ基板1の薄型化を図っている。また、このB
GAを配線基板8に実装した場合、半導体チップ2の裏
面が配線基板8と接触するため、半導体チップ2の動作
時の熱が配線基板8に良好に伝達される。
する。また、BGAの熱抵抗を低減する。 【解決手段】 本発明のBGAは、パッケージ基板1の
主面に半導体チップ2と半田バンプ7を配置することに
よって、パッケージ基板1の配線を単層化すると共に、
パッケージ基板1の薄型化を図っている。また、このB
GAを配線基板8に実装した場合、半導体チップ2の裏
面が配線基板8と接触するため、半導体チップ2の動作
時の熱が配線基板8に良好に伝達される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その実装構造に関し、特に、BGA(Ball Grid Array)
型のパッケージを備えた半導体装置に適用して有効な技
術に関するものである。
その実装構造に関し、特に、BGA(Ball Grid Array)
型のパッケージを備えた半導体装置に適用して有効な技
術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、多ピンLSIパッケージの代表的
なものとしてQFP(Quad Flat Package) が広く使用さ
れてきた。しかし、近年におけるLSIのI/O数の増
加により、QFPによる対応が次第に困難な状況になり
つつある。
なものとしてQFP(Quad Flat Package) が広く使用さ
れてきた。しかし、近年におけるLSIのI/O数の増
加により、QFPによる対応が次第に困難な状況になり
つつある。
【0003】これはQFPの場合、I/O数を増加させ
ようとすると、リードフレームのリードピッチを狭くす
るか、あるいはパッケージの外形寸法を大きくしなけれ
ばならないが、リードのピッチを狭くするとリードが変
形し易くなって実装基板に半田付けする際の不良率が高
くなり、また、パッケージの外形寸法を大きくすると実
装密度が低下してしまうからである。
ようとすると、リードフレームのリードピッチを狭くす
るか、あるいはパッケージの外形寸法を大きくしなけれ
ばならないが、リードのピッチを狭くするとリードが変
形し易くなって実装基板に半田付けする際の不良率が高
くなり、また、パッケージの外形寸法を大きくすると実
装密度が低下してしまうからである。
【0004】近年、QFPの上記した問題を解決するこ
とが可能なパッケージとして、BGAが注目されてい
る。BGAは、半導体チップを実装したプリント配線基
板(パッケージ基板)の下面に半田バンプをマトリクス
状に取り付けた構造になっており、QFPのようにリー
ドフレームを使用しないことから、多ピン化が容易で、
かつ実装面積も小さくできるという利点がある。
とが可能なパッケージとして、BGAが注目されてい
る。BGAは、半導体チップを実装したプリント配線基
板(パッケージ基板)の下面に半田バンプをマトリクス
状に取り付けた構造になっており、QFPのようにリー
ドフレームを使用しないことから、多ピン化が容易で、
かつ実装面積も小さくできるという利点がある。
【0005】上記BGAについては、例えば米国特許第
5,216,278号公報に記載がある。この公報に記
載されたBGAは、下面に半田バンプを取り付けた樹脂
製のパッケージ基板上にワイヤボンディング方式で半導
体チップを実装し、この半導体チップをモールド樹脂で
封止した構造で構成されている。
5,216,278号公報に記載がある。この公報に記
載されたBGAは、下面に半田バンプを取り付けた樹脂
製のパッケージ基板上にワイヤボンディング方式で半導
体チップを実装し、この半導体チップをモールド樹脂で
封止した構造で構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のBGA
は、パッケージ基板の上面の半導体チップと下面の半田
バンプとを電気的に接続するために、パッケージ基板に
スルーホールを形成したり、パッケージ基板の配線を多
層化したりする必要があることから、パッケージ基板の
製造コストが増大し、BGAの価格上昇を招いていた。
また、パッケージ基板を多層化するとその厚みも増すた
め、BGAの薄型化を妨げる要因ともなる。さらに、構
造上、パッケージの熱抵抗を低減しようとした場合に、
モールド樹脂の上面に放熱フィンを搭載するなどの方法
しかなく、高い放熱性を得ることが困難であった。
は、パッケージ基板の上面の半導体チップと下面の半田
バンプとを電気的に接続するために、パッケージ基板に
スルーホールを形成したり、パッケージ基板の配線を多
層化したりする必要があることから、パッケージ基板の
製造コストが増大し、BGAの価格上昇を招いていた。
また、パッケージ基板を多層化するとその厚みも増すた
め、BGAの薄型化を妨げる要因ともなる。さらに、構
造上、パッケージの熱抵抗を低減しようとした場合に、
モールド樹脂の上面に放熱フィンを搭載するなどの方法
しかなく、高い放熱性を得ることが困難であった。
【0007】本発明の目的は、BGAの製造コストを低
減することのできる技術を提供することにある。
減することのできる技術を提供することにある。
【0008】本発明の他の目的は、BGAを薄型化する
ことのできる技術を提供することにある。
ことのできる技術を提供することにある。
【0009】本発明の他の目的は、BGAの熱抵抗を低
減することのできる技術を提供することにある。
減することのできる技術を提供することにある。
【0010】本発明の他の目的は、BGAの接続信頼性
を向上させることのできる技術を提供することにある。
を向上させることのできる技術を提供することにある。
【0011】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
【0013】本発明の半導体装置は、パッケージ基板
と、前記パッケージ基板に搭載された半導体チップと、
前記パッケージ基板の外部接続端子を構成する半田バン
プとを有するBGA構造を備えており、前記半導体チッ
プと前記半田バンプを前記パッケージ基板の同一面に配
置する。
と、前記パッケージ基板に搭載された半導体チップと、
前記パッケージ基板の外部接続端子を構成する半田バン
プとを有するBGA構造を備えており、前記半導体チッ
プと前記半田バンプを前記パッケージ基板の同一面に配
置する。
【0014】本発明の半導体装置は、前記パッケージ基
板が単層配線構造で構成されている。
板が単層配線構造で構成されている。
【0015】本発明の半導体装置は、前記パッケージ基
板と前記半導体チップが第2の半田バンプを介して電気
的に接続されている。
板と前記半導体チップが第2の半田バンプを介して電気
的に接続されている。
【0016】本発明の半導体装置は、前記パッケージ基
板と前記半導体チップがワイヤを介して電気的に接続さ
れている。
板と前記半導体チップがワイヤを介して電気的に接続さ
れている。
【0017】本発明の半導体装置の実装構造は、前記半
導体チップの裏面が前記配線基板の主面に接触してい
る。
導体チップの裏面が前記配線基板の主面に接触してい
る。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【0019】図1は、本実施の形態の半導体装置である
BGAの要部断面図、図2は、このBGAのパッケージ
基板の主面(チップ搭載面)を示す平面図である。
BGAの要部断面図、図2は、このBGAのパッケージ
基板の主面(チップ搭載面)を示す平面図である。
【0020】図1および図2に示すように、本実施の形
態のBGAは、主面を下方に向けて配置したパッケージ
基板1の中央部に半導体チップ2を搭載し、この半導体
チップ2を樹脂3で封止した構造になっている。パッケ
ージ基板1は、ガラスエポキシ樹脂などの合成樹脂基材
からなり、その主面にはCuの配線4aおよびこの配線
4aと一体に構成された電極4bが形成されている。配
線4aの一端には、このBGAの外部接続端子を構成す
る半田バンプ5が接続されている。パッケージ基板1の
主面は、上記配線4aおよび電極4bが形成された領域
を除き、ソルダーレジスト6で被覆されている。
態のBGAは、主面を下方に向けて配置したパッケージ
基板1の中央部に半導体チップ2を搭載し、この半導体
チップ2を樹脂3で封止した構造になっている。パッケ
ージ基板1は、ガラスエポキシ樹脂などの合成樹脂基材
からなり、その主面にはCuの配線4aおよびこの配線
4aと一体に構成された電極4bが形成されている。配
線4aの一端には、このBGAの外部接続端子を構成す
る半田バンプ5が接続されている。パッケージ基板1の
主面は、上記配線4aおよび電極4bが形成された領域
を除き、ソルダーレジスト6で被覆されている。
【0021】上記半導体チップ2は、その主面(集積回
路形成面)に接続された半田バンプ7を介して配線4a
の他端と電気的に接続されている。半田バンプ7は、外
部接続端子を構成する前記半田バンプ5よりも高融点の
半田材料(例えばSn−Pb合金)で構成されている。
特に限定はされないが、半導体チップ2を封止する樹脂
3は、半導体チップ2の主面および側面のみを覆ってお
り、半導体チップ2の裏面には設けられていない。
路形成面)に接続された半田バンプ7を介して配線4a
の他端と電気的に接続されている。半田バンプ7は、外
部接続端子を構成する前記半田バンプ5よりも高融点の
半田材料(例えばSn−Pb合金)で構成されている。
特に限定はされないが、半導体チップ2を封止する樹脂
3は、半導体チップ2の主面および側面のみを覆ってお
り、半導体チップ2の裏面には設けられていない。
【0022】本実施の形態のBGAは、半導体チップ2
と半田バンプ7をパッケージ基板1の同一面に配置して
いるため、パッケージ基板1の主面から半田バンプ7の
先端までの長さ(L1)がパッケージ基板1の主面から半
導体チップ2の裏面までの長さ(L2)よりも長く(L1
>L2)なるように、半導体チップ2の厚さを調整してい
る。
と半田バンプ7をパッケージ基板1の同一面に配置して
いるため、パッケージ基板1の主面から半田バンプ7の
先端までの長さ(L1)がパッケージ基板1の主面から半
導体チップ2の裏面までの長さ(L2)よりも長く(L1
>L2)なるように、半導体チップ2の厚さを調整してい
る。
【0023】図3は、本実施の形態のBGAを配線基板
8に実装した状態を示す断面図である。
8に実装した状態を示す断面図である。
【0024】BGAを配線基板8に実装するには、BG
Aの外部接続端子である半田バンプ5を配線基板8の電
極9上に位置決めした後、半田バンプ5をリフローさせ
ればよい。半田バンプ5をリフローさせると、BGAは
その自重によって配線基板8側に沈むので、半導体チッ
プ2の裏面が配線基板8と接触する。これにより、半導
体チップ2の動作時の熱を配線基板8に良好に伝達する
ことが可能となる。
Aの外部接続端子である半田バンプ5を配線基板8の電
極9上に位置決めした後、半田バンプ5をリフローさせ
ればよい。半田バンプ5をリフローさせると、BGAは
その自重によって配線基板8側に沈むので、半導体チッ
プ2の裏面が配線基板8と接触する。これにより、半導
体チップ2の動作時の熱を配線基板8に良好に伝達する
ことが可能となる。
【0025】このように、本実施の形態のBGAは、パ
ッケージ基板1の主面から半導体チップ2の裏面までの
長さ(L2)を調整することによって、配線基板8に実装
したときにパッケージ基板1の主面から半田バンプ7の
先端までの長さ(L1)を制御することができるので、例
えば図4に示すように、外部接続端子を構成する半田バ
ンプ5の径が大きく、しかも隣り合った半田バンプ5、
5のピッチが狭い場合は、半導体チップ2の厚さを大き
くしてパッケージ基板1の主面から半導体チップ2の裏
面までの長さ(L2)を大きくすることによって、リフロ
ー時に半田バンプ5の横方向の広がりを抑えて半田バン
プ5、5の短絡不良(ブリッジ)を防止することが可能
となる。
ッケージ基板1の主面から半導体チップ2の裏面までの
長さ(L2)を調整することによって、配線基板8に実装
したときにパッケージ基板1の主面から半田バンプ7の
先端までの長さ(L1)を制御することができるので、例
えば図4に示すように、外部接続端子を構成する半田バ
ンプ5の径が大きく、しかも隣り合った半田バンプ5、
5のピッチが狭い場合は、半導体チップ2の厚さを大き
くしてパッケージ基板1の主面から半導体チップ2の裏
面までの長さ(L2)を大きくすることによって、リフロ
ー時に半田バンプ5の横方向の広がりを抑えて半田バン
プ5、5の短絡不良(ブリッジ)を防止することが可能
となる。
【0026】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0027】前記実施の形態では、半導体チップ2の主
面に接続した半田バンプ7を介して半導体チップ2と配
線4aを電気的に接続したが、例えば図5に示すよう
に、Auワイヤ10を介して両者を電気的に接続しても
よい。この場合、配線4aの端部には、Auワイヤ10
との接着性を向上させるために、Au/Niのメッキが
施される。
面に接続した半田バンプ7を介して半導体チップ2と配
線4aを電気的に接続したが、例えば図5に示すよう
に、Auワイヤ10を介して両者を電気的に接続しても
よい。この場合、配線4aの端部には、Auワイヤ10
との接着性を向上させるために、Au/Niのメッキが
施される。
【0028】また、高い放熱性が要求されない場合は、
図6および図7に示すように、半導体チップ2の裏面と
配線基板8とを接触させなくともよい。この場合、半導
体チップ2の動作時の熱は、主として配線4aおよび半
田バンプ5を通じて配線基板8に伝達される。
図6および図7に示すように、半導体チップ2の裏面と
配線基板8とを接触させなくともよい。この場合、半導
体チップ2の動作時の熱は、主として配線4aおよび半
田バンプ5を通じて配線基板8に伝達される。
【0029】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0030】本発明によれば、パッケージ基板を単層配
線構造で構成することにより、内部配線層やスルーホー
ルが不要となるので、BGAの製造コストを低減するこ
とができる。
線構造で構成することにより、内部配線層やスルーホー
ルが不要となるので、BGAの製造コストを低減するこ
とができる。
【0031】本発明によれば、パッケージ基板を単層配
線構造で構成することにより、その厚さを薄くすること
ができるので、BGAの薄型化を推進することができ
る。
線構造で構成することにより、その厚さを薄くすること
ができるので、BGAの薄型化を推進することができ
る。
【0032】本発明によれば、BGAを配線基板に実装
したときに半導体チップの裏面が配線基板と接触するの
で、BGAの熱抵抗を低減することができる。
したときに半導体チップの裏面が配線基板と接触するの
で、BGAの熱抵抗を低減することができる。
【0033】本発明によれば、BGAを配線基板に実装
する際にパッケージ基板の主面から半田バンプの先端ま
での長さを制御することができるので、半田バンプの短
絡不良(ブリッジ)などを防止することが可能となり、
BGAの接続信頼性を向上させることができる。
する際にパッケージ基板の主面から半田バンプの先端ま
での長さを制御することができるので、半田バンプの短
絡不良(ブリッジ)などを防止することが可能となり、
BGAの接続信頼性を向上させることができる。
【図1】本発明の一実施の形態であるBGAの要部断面
図である。
図である。
【図2】本実施の形態の半導体装置であるBGAのパッ
ケージ基板の主面(チップ搭載面)を示す平面図であ
る。
ケージ基板の主面(チップ搭載面)を示す平面図であ
る。
【図3】本発明の一実施の形態であるBGAを配線基板
に実装した状態を示す断面図である。
に実装した状態を示す断面図である。
【図4】本発明の他の実施の形態であるBGAを配線基
板に実装した状態を示す断面図である。
板に実装した状態を示す断面図である。
【図5】本発明の他の実施の形態であるBGAの要部断
面図である。
面図である。
【図6】本発明の他の実施の形態であるBGAを配線基
板に実装した状態を示す断面図である。
板に実装した状態を示す断面図である。
【図7】本発明の他の実施の形態であるBGAを配線基
板に実装した状態を示す断面図である。
板に実装した状態を示す断面図である。
1 パッケージ基板 2 半導体チップ 3 樹脂 4a 配線 4b 電極 5 半田バンプ 6 ソルダーレジスト 7 半田バンプ 8 配線基板 9 電極 10 Auワイヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 健一 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 森永 賢一郎 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内
Claims (5)
- 【請求項1】 パッケージ基板と、前記パッケージ基板
に搭載された半導体チップと、前記パッケージ基板の外
部接続端子を構成する半田バンプとを有するBGA構造
の半導体装置であって、前記半導体チップと前記半田バ
ンプを前記パッケージ基板の同一面に配置したことを特
徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置であって、前
記パッケージ基板は、単層配線構造で構成されているこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の半導体装置であって、前
記パッケージ基板と前記半導体チップは、第2の半田バ
ンプを介して電気的に接続されていることを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の半導体装置であって、前
記パッケージ基板と前記半導体チップは、ワイヤを介し
て電気的に接続されていることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項5】 請求項1記載の半導体装置を配線基板の
主面に実装するにあたり、前記半導体チップの裏面を前
記配線基板の主面に接触させることを特徴とする半導体
装置の実装構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9009374A JPH10209322A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 半導体装置およびその実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9009374A JPH10209322A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 半導体装置およびその実装構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10209322A true JPH10209322A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11718694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9009374A Pending JPH10209322A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 半導体装置およびその実装構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH10209322A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100464563B1 (ko) * | 2000-07-12 | 2004-12-31 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 반도체 패키지 및 그 제조방법 |
JP2007027381A (ja) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及び電子装置 |
-
1997
- 1997-01-22 JP JP9009374A patent/JPH10209322A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100464563B1 (ko) * | 2000-07-12 | 2004-12-31 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 반도체 패키지 및 그 제조방법 |
JP2007027381A (ja) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及び電子装置 |
JP4498991B2 (ja) * | 2005-07-15 | 2010-07-07 | 新光電気工業株式会社 | 半導体装置及び電子装置 |
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