JPH1093013A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH1093013A
JPH1093013A JP24535196A JP24535196A JPH1093013A JP H1093013 A JPH1093013 A JP H1093013A JP 24535196 A JP24535196 A JP 24535196A JP 24535196 A JP24535196 A JP 24535196A JP H1093013 A JPH1093013 A JP H1093013A
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chip
semiconductor device
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chips
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Tadashi Komiyama
忠 込山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体パッケージにおけるボールグリッドアレ
イに関し、片面に複数のICチップを搭載しなければな
らなかったため、ICチップの基板上の搭載エリアが大
きく、完成品としての半導体装置のサイズが大きくなり
実装効率が低下するという課題があった。 【解決手段】基板1の下面(半田ボール10形成側)に
凹部13を設け、裏面にもICチップ5を搭載するよう
にした。ICチップ5は、基板1の裏面に設けられた凹
部13に搭載されて接着剤8で接着され、金線9で基板
裏面の配線パターン6に電気的に接合され、この基板裏
面の配線パターン6とスルーホール11を経由して半田
ボール10に接続される。ICチップ5と半田ボール1
0との接続は、スルーホール11を経由せずに丸で囲ん
だA部14のように基板裏面の配線パターン14から直
接半田ボール10へ接続してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の構造
に関するもので、特に半導体装置の外部との電気的接続
端子として半田等の導電性で球状、または半球状の外部
端子を用いるボールグリッドアレイにおいて複数のIC
チップを搭載する場合の、ICチップの搭載構造に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種の半導体装置は、図5に従来
の半導体装置に関する第一の例の断面図を示す。本例の
場合は、3個のICチップ、すなわちICチップA3、
ICチップB4、ICチップC5を基板1に搭載する場
合の例であるが、図2に示す第一の例によれば、複数の
ICチップ:ICチップA3、ICチップB4、ICチ
ップC5は、基板1の片面(図1における基板1の上面
側)に搭載され、接着剤8で接着され、金線9で配線パ
ターン2に電気的に接合され、この配線パターン2とス
ルーホール11を経由して基板1裏面における、外部と
の電気的コンタクト用に装着された半田ボール10につ
ながるようになっていた。なお、ICチップA3、IC
チップB4、ICチップC5は保護のため樹脂12によ
って封止される。
【0003】また、図6は、従来の半導体装置に関する
第二の例に関する断面図を示すが、図2に示す従来の半
導体装置の第二の例の場合は、基板1の裏面に凹部13
を形成し、その部分にICチップA3、ICチップB4
を搭載し、接着剤8で接着され、金線9で配線パターン
2に電気的に接合され、この配線パターン2とスルーホ
ール11を経由して、基板1裏面における、外部との電
気的コンタクト用に装着された半田ボール10に接続さ
れるようになっていた。ICチップA3、ICチップB
4は、保護のため樹脂12によって封止される。
【0004】なお、基板1に設ける凹部13は、加工上
の都合など必要に応じて基板1の上面側に設ける場合も
ある。
【0005】また、従来の第二の例に関しては、ICチ
ップのI/O数が多い場合や、GND層/電源層を設け
る場合などのように、基板の多層化が必要な場合に適用
されることが多い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述の半導体装置にお
いては、例えば図5に示す従来の半導体装置の第一の例
の場合は、基板1の片面(上面)のみ、すなわち片面の
みに複数のICチップを搭載するため、基板1上のIC
チップの占有面積が大きくなり、半導体装置を実装基板
への搭載する時の半導体装置の占有面積も大きくなり、
1個の半導体装置に複数のICチップを搭載することに
よる実装面積の縮小という効果が少なくなってしまうと
いう課題があった。
【0007】また、図6に示す従来の半導体装置の第二
の例の場合は、やはり片面(裏面)のみにICチップを
搭載するが、ICチップを搭載する基板1の裏面には半
田ボール10が形成されているため、複数のICチップ
を搭載しようとしても、半田ボール10の形成エリアと
干渉するので、ICチップの搭載エリアまたは半田ボー
ルの形成エリアのどちらかを縮小せねばならず、結果と
して「搭載ICチップの数を減らす」、「搭載ICチッ
プのサイズを小さくする」、「半田ボールの数を減らす
か半田ボールのピッチを狭めて半田ボールの搭載エリア
を縮小する」等の対応が必要になり、従来の第一の例よ
りも半田ボール搭載エリアの分だけICチップを搭載可
能な面積が縮小し、実装基板への実装効率のいっそうの
低下をもたらすという課題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述のような課題は、基
板の下面に少なくともICチップが搭載できるだけの凹
部を設け、基板の下面の凹部と基板の上面の各々に各1
個以上の(複数の)ICチップを搭載するようにする
(基板の両面搭載とする)ことで、従来の片面実装ボー
ルグリッドアレイでは実現できなかった、パッケージに
使用する基板へのICの搭載効率の向上という課題をを
解決できる。
【0009】
【作用】基板上に導電性パターンを形成し、ICチップ
を搭載し、金線等の導電性接続手段で導電性パターンと
の電気的コンタクトをとり、該導電性パターンを介して
外部との電気的コンタクトをとる半田等の導電性で半球
状の外部端子に接続し、チップの周辺を樹脂封止するよ
うな、ボールグリッドアレイタイプの半導体装置におい
て、基板の下面に少なくともICチップが搭載できるだ
けの凹部を設け、基板の上面と、下面の凹部の各々に各
1個以上の(複数の)ICチップを搭載することによっ
て基板の両面にICチップを搭載でき、基板の片面にし
かICチップを搭載できなかった図4に示した従来の第
一の例、図5に示した従来の第二の例に対して、半導体
装置に搭載するICチップの数が同じならば、基板片面
当りのICチップ数は(基板の反対側にのICチップを
振り分けることによって)少なくて済むので、基板に関
して片面当りのICチップの占有面積が減少し、基板の
サイズを小さくでき(結果として半導体装置のサイズを
小さくでき)、半導体装置の実装基板への実装時の占有
面積が減少し、実装効率が向上する。また、半導体装置
内部に用いる基板サイズを小さくできるので、材料費
(基板代)を下げられ、製品のコストの低減が可能にな
る。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を以下に説明す
る。
【0011】図1は、本発明の半導体装置に関する第一
の実施例の断面図である。
【0012】図1に示す本発明の半導体装置の実施例に
よれば、本実施例の場合は、3個のICチップ、すなわ
ちICチップA3、ICチップB4、ICチップC5を
基板1に搭載する場合の実施例であるが、ICチップ
A3、ICチップB4は基板1の片面(図1における基
板1の上面側)に搭載され、接着剤8で接着され、金線
9で配線パターン2に電気的に接合され、この配線パタ
ーン2とスルーホール11を経由して基板1裏面の外部
との電気的コンタクト用に装着された半田ボール10に
接続されている。次にICチップC5は、基板1の裏面
(半田ボール10の形成側)に設けられた凹部13に搭
載されて接着剤8で接着され、金線9で基板裏面の配線
パターン6に電気的に接合され、この基板裏面の配線パ
ターン6とスルーホール11を経由して半田ボール10
に接続される。ICチップC5と半田ボール10との接
続は、スルーホール11を経由せずに丸で囲んだA部1
4のように基板裏面の配線パターン14から直接半田ボ
ール10へ接続してもよい。なお、ICチップA3、I
CチップB4、ICチップC5は保護のため樹脂12に
よって封止する。凹部設ける理由は、樹脂封止部分の裏
面へのはみ出しを少なくするためICチップを基板内に
沈み込ませるために形成する。
【0013】次に本発明の半導体装置の第一の実施例に
関する製造方法について図を用いて説明するが、図2は
本発明の半導体装置に関する第一の実施例の製造方法を
示す概略図で、第一の実施例で、(a)、(b)、
(c)、(d)、(e)、(f)の順に組立加工を行う
場合の各工程における断面図を示すが、(a)は組立加
工に投入前の本発明の半導体装置に用いる基板の初期状
態を示す断面図、(b)は、本発明の半導体装置におけ
る基板の裏面にICチップを搭載したときの断面図、
(c)は基板の表面にICを搭載したときの断面図、
(d)は基板の表面を樹脂封止した時の断面図、(e)
は基板の裏面を樹脂封止した時の断面図、(f)は外部
端子となる半田ボールをつけたときの断面図である。
【0014】図2によれば、図2中の(a)に示す基板
1は、まず図2中の(b)に示すように受け台16に載
せられ、凹部13にICチップC5を搭載され、接着剤
8によって基板1に接着され、金線9のワイヤボンディ
ングが行われる。次に図2中の(c)に示されるよう
に、基板1は反転され、ICチップC5の搭載部に対し
て金線9が当たらないように逃げ18が形成された受け
台17に載せられ、ICチップA3、ICチップB4が
搭載されて接着剤8で接着され、金線9でワイヤボンデ
ィングが行われる。更に、(d)に示すように基板1の
ICチップA3、ICチップB4の搭載側をトランスフ
ァーモールド加工によって樹脂封止し、続いて(e)の
ごとく基板1を反転してICチップC5側をポッティン
グし、最後に(f)のように半田ボールをリフローによ
る加熱によって基板1に接合して電気的接合端子とす
る。
【0015】なお、接着剤8は、導電性でも非導電性で
もよい。一般的には、銀含有の熱硬化性エポキシ樹脂が
用いられることが多いが、シリコンゴムなどを用いるこ
ともあり、導電/非導電、低応力性、非揮発性など、必
要な物性、加工条件等用途によって選択すればよい。ま
た、第一の実施例の構造においてポッティングとトラン
スファーモールドの順序を逆にしてもよい。また、図3
に本発明の半導体装置に関する第二の実施例の断面図を
示すが、図3に示す本発明の半導体装置に関する第二の
実施例によるように、本発明の半導体装置の第一の実施
例と同様にチップ搭載〜導電性接続手段による配線パタ
ーンへの導電性接続までを行い、その後基板1の上下両
面ともポッティング剤7で封止してもよい。本発明の第
二の実施例の場合、トランスファーモールドしないた
め、封止加工用の金型が不要となり初期投資の低減が可
能で、かつ金型加工期間がないので製品製作期間が短い
という点で本発明の半導体装置の第一の実施例と相違点
を有する。
【0016】さらに、基板1に搭載するICチップの数
に関しては、本発明の半導体装置に関する第一の実施例
(図1)、第二の実施例(図3)では3個であったが、
図4に本発明の半導体装置に関する第三の実施例を示す
が、図4に示す本発明の半導体装置に関する第三の実施
例によれば、基板1に搭載するICチップの数は図4に
示すように、複数のICチップ15を搭載してもよく、
その際は図のように基板1裏面において、凹部13を複
数設けるか、複数個のチップが入るようなサイズの穴部
を設けてもよい。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の半導体装置
によれば、基板の下面に少なくともICチップが搭載で
きるだけの凹部を設け、基板の上面と、下面の凹部の各
々に各1個以上の(複数の)ICチップを搭載すること
によって、基板の両面にICチップを搭載でき、基板の
片面にしかICチップを搭載できなかった図5に示した
従来の第一の例、図6に示した従来の第二の例に比較し
て、半導体装置に搭載するICチップの数が同じなら
ば、基板片面当りのICチップ数は(基板の反対側にの
ICチップを振り分けることによって)少なくて済むの
で、基板に関して片面当りのICチップの占有面積が減
少し、基板のサイズを小さくでき(結果として半導体装
置のサイズを小さくでき)、半導体装置の実装基板への
実装時の占有面積が減少し、実装効率が向上するという
効果を有する。また、基板サイズを小さくできるので、
材料費(基板代)の低減が可能になり、製品コストを低
減できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置に関する第一の実施例の断
面図。
【図2】本発明の半導体装置に関する第一の実施例の製
造方法を示す概略図。
【図3】本発明の半導体装置に関する第二の実施例の断
面図。
【図4】本発明の半導体装置に関する第三の実施例の断
面図。
【図5】従来の半導体装置に関する第一の例の断面図。
【図6】従来の半導体装置に関する第二の例の断面図。
【符号の説明】
1.基板 2.配線パターン 3.ICチップA 4.ICチップB 5.ICチップC 6.基板裏面の配線パターン 7.ポッティング剤 8.接着剤 9.金線 10.半田ボール 11.スルーホール 12.樹脂 13.凹部 14.A部 15.複数のICチップ 16.受け治具1 17.受け治具2 18.逃げ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板面に導電性パターンを形成し、ICチ
    ップを搭載し、金線等の導電性接続手段で導電性パター
    ンとの電気的コンタクトをとり、該導電性パターンを介
    して外部との電気的コンタクトをとるための半田等の導
    電性で半球状の外部端子に接続し、チップの周辺を樹脂
    封止するような、ボールグリッドアレイタイプの半導体
    装置において、通常基板の片面のみにICチップを搭載
    しなければならないところを、基板の下面に少なくとも
    ICチップが搭載できるだけの凹部を設け、基板の上面
    と下面の凹部の各々に導電性パターンを形成し、各1個
    以上の(複数の)ICチップを搭載し、金線等の導電性
    接続手段で導電性パターンとの電気的コンタクトをと
    り、該導電性パターンを介して外部との電気的コンタク
    トをとるための半田等の導電性で球状、または半球状の
    外部端子に接続し、チップの周辺を樹脂封止するように
    したことを特徴とする半導体装置。
JP24535196A 1996-09-17 1996-09-17 半導体装置 Withdrawn JPH1093013A (ja)

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