JPH11340380A - 半導体装置 - Google Patents
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Landscapes
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置に関し、半導体パッケージを回路
基板に接続する金属ボールの耐久性及び信頼性が向上す
るようにした半導体装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 半導体チップ１２と、半導体チップ１２
を搭載するＦＰＣテープ１４と、半導体チップ１２を保
護するモールド樹脂１６と、ＦＰＣテープ１４に設けら
れ、回路基板に接続するための金属ボール１８とを備
え、モールド樹脂１６は、ガラス転移温度が２００℃以
上であり、線膨張係数が１３から１８ｐｐｍ／℃であ
り、ヤング率が１５００から３０００ｋｇ／ｍｍ2 であ
る構成とする。
基板に接続する金属ボールの耐久性及び信頼性が向上す
るようにした半導体装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 半導体チップ１２と、半導体チップ１２
を搭載するＦＰＣテープ１４と、半導体チップ１２を保
護するモールド樹脂１６と、ＦＰＣテープ１４に設けら
れ、回路基板に接続するための金属ボール１８とを備
え、モールド樹脂１６は、ガラス転移温度が２００℃以
上であり、線膨張係数が１３から１８ｐｐｍ／℃であ
り、ヤング率が１５００から３０００ｋｇ／ｍｍ2 であ
る構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップと、
半導体チップを搭載するＦＰＣテープと、半導体チップ
を保護するモールド樹脂と、ＦＰＣテープに設けられ、
回路基板に接続するための金属ボールとを備えた該半導
体装置に関する。
半導体チップを搭載するＦＰＣテープと、半導体チップ
を保護するモールド樹脂と、ＦＰＣテープに設けられ、
回路基板に接続するための金属ボールとを備えた該半導
体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ユーザーの要求として高密度実装
があり、半導体パッケージが小型化してきている。この
ような要求を満たすために、半導体チップをＴＡＢテー
プ等のＦＰＣテープに搭載し、半導体チップをモールド
樹脂によって保護した半導体パッケージが知られてい
る。さらに、ＦＰＣテープにはんだボール等の金属ボー
ルを設けたテープＢＧＡと呼ばれる半導体パッケージが
開発されている。この半導体パッケージは金属ボールに
より機械的及び電気的に回路基板に接続されることがで
きる。
があり、半導体パッケージが小型化してきている。この
ような要求を満たすために、半導体チップをＴＡＢテー
プ等のＦＰＣテープに搭載し、半導体チップをモールド
樹脂によって保護した半導体パッケージが知られてい
る。さらに、ＦＰＣテープにはんだボール等の金属ボー
ルを設けたテープＢＧＡと呼ばれる半導体パッケージが
開発されている。この半導体パッケージは金属ボールに
より機械的及び電気的に回路基板に接続されることがで
きる。
【０００３】反りが生じている半導体パッケージをプリ
ント回路基板に搭載した場合、半導体パッケージとプリ
ント回路基板との間の間隔が不均一になり、一部の金属
ボールがプリント回路基板に十分に接触しなくなり、プ
リント回路基板に対する接続の信頼性が低下する。半導
体パッケージに反りが生じる原因は、モールド樹脂の線
膨張係数と半導体チップの線膨張係数の違いによる。従
って、半導体パッケージの反りを防止するために、モー
ルド樹脂の線膨張係数を小さくして、モールド樹脂の線
膨張係数を半導体チップの線膨張係数に近づける試みが
なされていた。例えば、半導体チップの線膨張係数は約
４ｐｐｍ／℃であり、モールド樹脂の線膨張係数は、半
導体チップの線膨張係数に近づけるために例えば８ｐｐ
ｍ／℃になるようにする。
ント回路基板に搭載した場合、半導体パッケージとプリ
ント回路基板との間の間隔が不均一になり、一部の金属
ボールがプリント回路基板に十分に接触しなくなり、プ
リント回路基板に対する接続の信頼性が低下する。半導
体パッケージに反りが生じる原因は、モールド樹脂の線
膨張係数と半導体チップの線膨張係数の違いによる。従
って、半導体パッケージの反りを防止するために、モー
ルド樹脂の線膨張係数を小さくして、モールド樹脂の線
膨張係数を半導体チップの線膨張係数に近づける試みが
なされていた。例えば、半導体チップの線膨張係数は約
４ｐｐｍ／℃であり、モールド樹脂の線膨張係数は、半
導体チップの線膨張係数に近づけるために例えば８ｐｐ
ｍ／℃になるようにする。
【０００４】さらに、モールド樹脂のガラス転移温度を
増加させることにより、半導体パッケージの反りを防止
する試みがなされている。特開平５−６７７０５号公報
は、半導体パッケージの反りの発生を防止するために、
モールド樹脂は、ガラス転移温度が成形温度である１８
０℃以上であり、線膨張係数が１６ｐｐｍ／℃以下であ
るようにすることを開示している。特開平８−９２３５
２号公報は、半導体パッケージの反りの発生を防止する
ために、モールド樹脂は、ガラス転移温度が１８０℃以
上であり、線膨張係数が１４ｐｐｍ／℃以下であり、弾
性率が１４００ｋｇｆ／ｍｍ2 であるようにすることを
開示している。
増加させることにより、半導体パッケージの反りを防止
する試みがなされている。特開平５−６７７０５号公報
は、半導体パッケージの反りの発生を防止するために、
モールド樹脂は、ガラス転移温度が成形温度である１８
０℃以上であり、線膨張係数が１６ｐｐｍ／℃以下であ
るようにすることを開示している。特開平８−９２３５
２号公報は、半導体パッケージの反りの発生を防止する
ために、モールド樹脂は、ガラス転移温度が１８０℃以
上であり、線膨張係数が１４ｐｐｍ／℃以下であり、弾
性率が１４００ｋｇｆ／ｍｍ2 であるようにすることを
開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】半導体パッケージの反
りの発生を防止するためにモールド樹脂の線膨張係数を
半導体チップの線膨張係数に近づけた結果、半導体パッ
ケージの反りは小さくできるが、モールド樹脂の線膨張
係数と半導体パッケージを搭載すべきプリント回路基板
の線膨張係数との差が大きくなる。例えば、モールド樹
脂の線膨張係数は８ｐｐｍ／℃であり、プリント回路基
板の線膨張係数は１６ｐｐｍ／℃である。この場合、半
導体パッケージをプリント回路基板に搭載して使用する
場合に、金属ボールが半導体パッケージとプリント回路
基板との相対的な変形による応力を受け、特に半導体パ
ッケージの周辺部に位置する金属ボールが細くなって切
れやすくなり、プリント回路基板に対する接続の信頼性
が低下する。
りの発生を防止するためにモールド樹脂の線膨張係数を
半導体チップの線膨張係数に近づけた結果、半導体パッ
ケージの反りは小さくできるが、モールド樹脂の線膨張
係数と半導体パッケージを搭載すべきプリント回路基板
の線膨張係数との差が大きくなる。例えば、モールド樹
脂の線膨張係数は８ｐｐｍ／℃であり、プリント回路基
板の線膨張係数は１６ｐｐｍ／℃である。この場合、半
導体パッケージをプリント回路基板に搭載して使用する
場合に、金属ボールが半導体パッケージとプリント回路
基板との相対的な変形による応力を受け、特に半導体パ
ッケージの周辺部に位置する金属ボールが細くなって切
れやすくなり、プリント回路基板に対する接続の信頼性
が低下する。
【０００６】このためには、半導体パッケージの反りの
発生を防止する場合とは逆に、モールド樹脂の線膨張係
数を大きくして、モールド樹脂の線膨張係数をプリント
回路基板の線膨張係数に近づけることが望ましくなる。
上記公報に記載した技術では、モールド樹脂のガラス転
移温度を増加させることにより、半導体パッケージの反
りを防止することができる。しかし、これらの従来技術
においても、モールド樹脂のガラス転移温度を成形温度
以上とし、モールド樹脂の線膨張係数はあまり大きくし
ないようにしている。このため、モールド樹脂の線膨張
係数とプリント回路基板の線膨張係数との間にはやはり
差ができ、半導体パッケージをプリント回路基板に搭載
して使用する場合に、金属ボールが半導体パッケージと
プリント回路基板との相対的な変形による応力を受け、
金属ボールが細くなって切れやすくなるという問題点が
ある。
発生を防止する場合とは逆に、モールド樹脂の線膨張係
数を大きくして、モールド樹脂の線膨張係数をプリント
回路基板の線膨張係数に近づけることが望ましくなる。
上記公報に記載した技術では、モールド樹脂のガラス転
移温度を増加させることにより、半導体パッケージの反
りを防止することができる。しかし、これらの従来技術
においても、モールド樹脂のガラス転移温度を成形温度
以上とし、モールド樹脂の線膨張係数はあまり大きくし
ないようにしている。このため、モールド樹脂の線膨張
係数とプリント回路基板の線膨張係数との間にはやはり
差ができ、半導体パッケージをプリント回路基板に搭載
して使用する場合に、金属ボールが半導体パッケージと
プリント回路基板との相対的な変形による応力を受け、
金属ボールが細くなって切れやすくなるという問題点が
ある。
【０００７】さらに、これらの従来技術においては、モ
ールド樹脂のガラス転移温度を成形温度以上としている
が、実際に達成されるガラス転移温度は２００℃以下で
ある。一つの例のみが、モールド樹脂のガラス転移温度
が２０３℃であるが、このときの線膨張係数は１３ｐｐ
ｍ／℃である。ガラス転移温度が２００℃以上のとき
に、線膨張係数は１３ｐｐｍ／℃よりも大きい例はな
い。
ールド樹脂のガラス転移温度を成形温度以上としている
が、実際に達成されるガラス転移温度は２００℃以下で
ある。一つの例のみが、モールド樹脂のガラス転移温度
が２０３℃であるが、このときの線膨張係数は１３ｐｐ
ｍ／℃である。ガラス転移温度が２００℃以上のとき
に、線膨張係数は１３ｐｐｍ／℃よりも大きい例はな
い。
【０００８】さらに、特開平８−１６２４９９号公報及
び特開平９−１８１１２２号公報は、フリップチップ型
半導体装置の製造工程において、半導体素子と半導体キ
ャリアとを補強樹脂によって仮止めし、試験を行った後
で半導体素子と半導体キャリアとの間にアンダーフィル
材を挿入することを開示している。このアンダーフィル
材は半導体素子と半導体キャリアとの間の空間を満た
し、且つ半導体素子の周囲を覆っているが、半導体素子
の上面を覆うものではない。
び特開平９−１８１１２２号公報は、フリップチップ型
半導体装置の製造工程において、半導体素子と半導体キ
ャリアとを補強樹脂によって仮止めし、試験を行った後
で半導体素子と半導体キャリアとの間にアンダーフィル
材を挿入することを開示している。このアンダーフィル
材は半導体素子と半導体キャリアとの間の空間を満た
し、且つ半導体素子の周囲を覆っているが、半導体素子
の上面を覆うものではない。
【０００９】本発明の目的は、半導体パッケージを回路
基板に接続する金属ボールの耐久性及び信頼性が向上す
るようにした半導体装置を提供することである。
基板に接続する金属ボールの耐久性及び信頼性が向上す
るようにした半導体装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、半導体チップと、該半導体チップを搭載するＦＰＣ
テープと、該半導体チップを保護するモールド樹脂と、
該ＦＰＣテープに設けられ、回路基板に接続するための
金属ボールとを備え、該モールド樹脂は、ガラス転移温
度が２００℃以上であり、線膨張係数が１３から１８ｐ
ｐｍ／℃であり、ヤング率が１５００から３０００ｋｇ
／ｍｍ2 であることを特徴とするものである。
は、半導体チップと、該半導体チップを搭載するＦＰＣ
テープと、該半導体チップを保護するモールド樹脂と、
該ＦＰＣテープに設けられ、回路基板に接続するための
金属ボールとを備え、該モールド樹脂は、ガラス転移温
度が２００℃以上であり、線膨張係数が１３から１８ｐ
ｐｍ／℃であり、ヤング率が１５００から３０００ｋｇ
／ｍｍ2 であることを特徴とするものである。
【００１１】モールド樹脂のガラス転移温度が２００℃
以上であれば、これは通常の成形温度よりも十分に高
い。従って、成形条件にバラツキがあっても、反りの小
さい半導パッケージを得ることができる。一方、モール
ド樹脂のガラス転移温度が２００℃以下であると、成形
条件のバラツキの影響を受け、反りの小さい半導パッケ
ージを得ることができないことがある。
以上であれば、これは通常の成形温度よりも十分に高
い。従って、成形条件にバラツキがあっても、反りの小
さい半導パッケージを得ることができる。一方、モール
ド樹脂のガラス転移温度が２００℃以下であると、成形
条件のバラツキの影響を受け、反りの小さい半導パッケ
ージを得ることができないことがある。
【００１２】モールド樹脂のガラス転移温度が２００℃
以上とすることにより、反りの小さい半導体パッケージ
を得ることができるので、モールド樹脂の線膨張係数を
比較的に大きくしても、反りの小さい半導パッケージを
得ることができる。こうして、モールド樹脂の線膨張係
数を半導パッケージを搭載すべきプリント回路基板の線
膨張係数に近づけることができ、半導体パッケージとプ
リント回路基板との相対的な変形による金属ボールの応
力が小さくなり、金属ボールが細くなって切れやすくな
るという問題点が解決される。さらに、モールド樹脂の
ヤング率が１５００から３０００ｋｇ／ｍｍ2 とするこ
とにより、モールド樹脂は比較的に軟らかくなり、金属
ボールの応力を吸収し、金属ボールが細くなって切れや
すくなるという問題点が解決される。
以上とすることにより、反りの小さい半導体パッケージ
を得ることができるので、モールド樹脂の線膨張係数を
比較的に大きくしても、反りの小さい半導パッケージを
得ることができる。こうして、モールド樹脂の線膨張係
数を半導パッケージを搭載すべきプリント回路基板の線
膨張係数に近づけることができ、半導体パッケージとプ
リント回路基板との相対的な変形による金属ボールの応
力が小さくなり、金属ボールが細くなって切れやすくな
るという問題点が解決される。さらに、モールド樹脂の
ヤング率が１５００から３０００ｋｇ／ｍｍ2 とするこ
とにより、モールド樹脂は比較的に軟らかくなり、金属
ボールの応力を吸収し、金属ボールが細くなって切れや
すくなるという問題点が解決される。
【００１３】好ましくは、この半導体装置は、フエイス
アップのワイヤボンディングタイプの半導体パッケー
ジ、又はフエイスダウンのフリップチップタイプの半導
体パッケージである。さらに、本発明は、半導体チップ
と、該半導体チップを搭載するＦＰＣテープと、該半導
体チップを保護するモールド樹脂と、該ＦＰＣテープに
設けられた金属ボールとを備えたパッケージと、該金属
ボールにより該パッケージに接続された回路基板とから
なり、該モールド樹脂は、ガラス転移温度が２００℃以
上であり、線膨張係数が１３から１８ｐｐｍ／℃であ
り、ヤング率が１５００から３０００ｋｇ／ｍｍ2 であ
ることを特徴とする半導体装置を提供する。すなわち、
この半導体装置は上記した特徴をもつ半導体パッケージ
と、この半導体パッケージを搭載する回路基板との組み
合わせである。
アップのワイヤボンディングタイプの半導体パッケー
ジ、又はフエイスダウンのフリップチップタイプの半導
体パッケージである。さらに、本発明は、半導体チップ
と、該半導体チップを搭載するＦＰＣテープと、該半導
体チップを保護するモールド樹脂と、該ＦＰＣテープに
設けられた金属ボールとを備えたパッケージと、該金属
ボールにより該パッケージに接続された回路基板とから
なり、該モールド樹脂は、ガラス転移温度が２００℃以
上であり、線膨張係数が１３から１８ｐｐｍ／℃であ
り、ヤング率が１５００から３０００ｋｇ／ｍｍ2 であ
ることを特徴とする半導体装置を提供する。すなわち、
この半導体装置は上記した特徴をもつ半導体パッケージ
と、この半導体パッケージを搭載する回路基板との組み
合わせである。
【００１４】さらに、本発明は、半導体チップと、該半
導体チップを搭載するＦＰＣテープと、該半導体チップ
を保護するモールド樹脂と、該ＦＰＣテープに設けら
れ、回路基板に接続するための金属ボールと、該金属ボ
ールにかかる応力に対する緩衝手段とを備えたことを特
徴とする半導体装置を提供する。この半導体装置では、
金属ボールにかかる応力に対する緩衝手段を備えたの
で、半導体パッケージをプリント回路基板に搭載して使
用する場合に、金属ボールが半導体パッケージとプリン
ト回路基板との相対的な変形による応力を受けても、そ
のような応力が緩衝手段により緩和され、金属ボールが
細くなって切れやすくなるという問題点を解決すること
ができる。
導体チップを搭載するＦＰＣテープと、該半導体チップ
を保護するモールド樹脂と、該ＦＰＣテープに設けら
れ、回路基板に接続するための金属ボールと、該金属ボ
ールにかかる応力に対する緩衝手段とを備えたことを特
徴とする半導体装置を提供する。この半導体装置では、
金属ボールにかかる応力に対する緩衝手段を備えたの
で、半導体パッケージをプリント回路基板に搭載して使
用する場合に、金属ボールが半導体パッケージとプリン
ト回路基板との相対的な変形による応力を受けても、そ
のような応力が緩衝手段により緩和され、金属ボールが
細くなって切れやすくなるという問題点を解決すること
ができる。
【００１５】好ましくは、該緩衝手段は、該ＦＰＣテー
プの該半導体チップが配置される側の表面に設けられた
緩衝層からなる。好ましくは、該緩衝手段は、空気層を
含む。好ましくは、該緩衝手段は、該ＦＰＣテープの該
半導体チップが配置される側とは反対側の表面に設けら
れた緩衝層からなる。さらに、本発明は、上面と下面と
を有する半導体チップと、該半導体チップを搭載するた
めのＦＰＣテープと、該半導体チップの下面を該ＦＰＣ
テープに固定するために該半導体チップの下面に対して
部分的な領域に設けられた接着剤と、該半導体チップを
保護するモールド樹脂と、該ＦＰＣテープに設けられた
金属ボールとを備え、該モールド樹脂は該半導体チップ
の上面を覆い且つ該半導体チップの下面と該ＦＰＣテー
プとの間の空間に挿入されていることを特徴とする半導
体装置を提供する。
プの該半導体チップが配置される側の表面に設けられた
緩衝層からなる。好ましくは、該緩衝手段は、空気層を
含む。好ましくは、該緩衝手段は、該ＦＰＣテープの該
半導体チップが配置される側とは反対側の表面に設けら
れた緩衝層からなる。さらに、本発明は、上面と下面と
を有する半導体チップと、該半導体チップを搭載するた
めのＦＰＣテープと、該半導体チップの下面を該ＦＰＣ
テープに固定するために該半導体チップの下面に対して
部分的な領域に設けられた接着剤と、該半導体チップを
保護するモールド樹脂と、該ＦＰＣテープに設けられた
金属ボールとを備え、該モールド樹脂は該半導体チップ
の上面を覆い且つ該半導体チップの下面と該ＦＰＣテー
プとの間の空間に挿入されていることを特徴とする半導
体装置を提供する。
【００１６】この半導体装置では、モールド樹脂は半導
体チップをサンドイッチするように位置しているので、
半導体装置は反りにくくなる。
体チップをサンドイッチするように位置しているので、
半導体装置は反りにくくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施例の半導
体パッケージを示す図である。図１において、半導体パ
ッケージ１０は、半導体チップ１２と、半導体チップ１
２を搭載するＦＰＣテープ１４と、半導体チップ１２を
保護するモールド樹脂１６と、ＦＰＣテープ１４に設け
られ、回路基板に接続するための金属ボール１８とを備
えている。半導体チップ１２はダイス付け材２０により
ＦＰＣテープ１４に固定される。モールド樹脂１６は半
導体チップ１２を覆っている。
体パッケージを示す図である。図１において、半導体パ
ッケージ１０は、半導体チップ１２と、半導体チップ１
２を搭載するＦＰＣテープ１４と、半導体チップ１２を
保護するモールド樹脂１６と、ＦＰＣテープ１４に設け
られ、回路基板に接続するための金属ボール１８とを備
えている。半導体チップ１２はダイス付け材２０により
ＦＰＣテープ１４に固定される。モールド樹脂１６は半
導体チップ１２を覆っている。
【００１８】ＦＰＣテープ１４はＴＡＢテープと呼ばれ
るものであり、ポリイミド樹脂のテープに電気回路及び
電極パッド（図示せず）を有する。半導体チップ１２の
電極パッド（図示せず）はボンディングワイヤ２２によ
ってＦＰＣテープ１４の電極パッドに接続される。ま
た、金属ボール１８ははんだボールであり、ＦＰＣテー
プ１４の電気回路に接続されている。従って、金属ボー
ル１８は半導体チップ１２の電気回路に接続されてい
る。
るものであり、ポリイミド樹脂のテープに電気回路及び
電極パッド（図示せず）を有する。半導体チップ１２の
電極パッド（図示せず）はボンディングワイヤ２２によ
ってＦＰＣテープ１４の電極パッドに接続される。ま
た、金属ボール１８ははんだボールであり、ＦＰＣテー
プ１４の電気回路に接続されている。従って、金属ボー
ル１８は半導体チップ１２の電気回路に接続されてい
る。
【００１９】図１の半導体パッケージ１０は、フエイス
アップのワイヤボンディングタイプの半導体パッケージ
であり、テープＢＧＡとも呼ばれる。図２は図１の半導
体パッケージを含む半導体装置を示す図である。この半
導体装置３０は、半導体パッケージ１０とプリント回路
基板３２とを含む。半導体パッケージ１０は図１のもの
と同じ構成であり、半導体パッケージ１０は金属ボール
１８によりプリント回路基板３２に接続される。すなわ
ち、プリント回路基板３２は電気回路及び電極パッド
（図示せず）を有し、金属ボール１８はプリント回路基
板３２の電極パッドに接続される。
アップのワイヤボンディングタイプの半導体パッケージ
であり、テープＢＧＡとも呼ばれる。図２は図１の半導
体パッケージを含む半導体装置を示す図である。この半
導体装置３０は、半導体パッケージ１０とプリント回路
基板３２とを含む。半導体パッケージ１０は図１のもの
と同じ構成であり、半導体パッケージ１０は金属ボール
１８によりプリント回路基板３２に接続される。すなわ
ち、プリント回路基板３２は電気回路及び電極パッド
（図示せず）を有し、金属ボール１８はプリント回路基
板３２の電極パッドに接続される。
【００２０】図３は本発明の第２実施例の半導体パッケ
ージを示す図である。図３において、半導体パッケージ
１０は、半導体チップ１２と、半導体チップ１２を搭載
するＦＰＣテープ１４と、半導体チップ１２を保護する
モールド樹脂１６と、ＦＰＣテープ１４に設けられ、回
路基板に接続するための金属ボール１８とを備えてい
る。半導体チップ１２は金属ボール２４によりＦＰＣテ
ープ１４に固定される。接着剤２６が半導体チップ１２
とＦＰＣテープ１４との間に金属ボール２４を埋めるよ
うに挿入される。モールド樹脂１６は半導体チップ１２
を覆っている。この半導体パッケージ１０は、フエイス
ダウンのフリップチップタイプの半導体パッケージであ
り、テープＢＧＡとも呼ばれる。図１の場合と同様に、
金属ボール１８は半導体チップ１２の電気回路に接続さ
れている。
ージを示す図である。図３において、半導体パッケージ
１０は、半導体チップ１２と、半導体チップ１２を搭載
するＦＰＣテープ１４と、半導体チップ１２を保護する
モールド樹脂１６と、ＦＰＣテープ１４に設けられ、回
路基板に接続するための金属ボール１８とを備えてい
る。半導体チップ１２は金属ボール２４によりＦＰＣテ
ープ１４に固定される。接着剤２６が半導体チップ１２
とＦＰＣテープ１４との間に金属ボール２４を埋めるよ
うに挿入される。モールド樹脂１６は半導体チップ１２
を覆っている。この半導体パッケージ１０は、フエイス
ダウンのフリップチップタイプの半導体パッケージであ
り、テープＢＧＡとも呼ばれる。図１の場合と同様に、
金属ボール１８は半導体チップ１２の電気回路に接続さ
れている。
【００２１】図４は図３の半導体パッケージを含む半導
体装置を示す図である。この半導体装置３０は、半導体
パッケージ１０とプリント回路基板３２とを含む。半導
体パッケージ１０は図３のものと同じ構成であり、半導
体パッケージ１０は金属ボール１８によりプリント回路
基板３２に接続される。すなわち、プリント回路基板３
２は電気回路及び電極パッド（図示せず）を有し、金属
ボール１８はプリント回路基板３２の電極パッドに接続
される。
体装置を示す図である。この半導体装置３０は、半導体
パッケージ１０とプリント回路基板３２とを含む。半導
体パッケージ１０は図３のものと同じ構成であり、半導
体パッケージ１０は金属ボール１８によりプリント回路
基板３２に接続される。すなわち、プリント回路基板３
２は電気回路及び電極パッド（図示せず）を有し、金属
ボール１８はプリント回路基板３２の電極パッドに接続
される。
【００２２】図１から図４の半導体パッケージ１０は、
半導体チップ１２をＦＰＣテープ１４に搭載した後で、
トランスファーモールドすることによりモールド樹脂１
６を形成する。モールド時の成形温度は約１７０℃〜１
８０℃であり、モールド樹脂１６は成形温度から常温へ
温度が低下するにつれて収縮していく。モールド樹脂１
６の線膨張係数は半導体チップ１２の線膨張係数とは差
があるので、モールド樹脂１６の成形の結果、半導体パ
ッケージ１０に反りが生じる。
半導体チップ１２をＦＰＣテープ１４に搭載した後で、
トランスファーモールドすることによりモールド樹脂１
６を形成する。モールド時の成形温度は約１７０℃〜１
８０℃であり、モールド樹脂１６は成形温度から常温へ
温度が低下するにつれて収縮していく。モールド樹脂１
６の線膨張係数は半導体チップ１２の線膨張係数とは差
があるので、モールド樹脂１６の成形の結果、半導体パ
ッケージ１０に反りが生じる。
【００２３】図５は、反りが生じた半導体パッケージ１
０を誇張して示している。図６はこの半導体パッケージ
１０をプリント回路基板３２に搭載したところを示して
いる。半導体パッケージ１０が反っていると、半導体パ
ッケージ１０の周辺部にある金属ボール１８は、中央部
の金属ボール１８と比べて細くなる傾向がある。図７
は、細くなった金属ボール１８が使用中にモールド樹脂
１６の熱変形量とプリント回路基板３２の熱変形量の差
に基づく応力を受けて切れやすいことを示している。
０を誇張して示している。図６はこの半導体パッケージ
１０をプリント回路基板３２に搭載したところを示して
いる。半導体パッケージ１０が反っていると、半導体パ
ッケージ１０の周辺部にある金属ボール１８は、中央部
の金属ボール１８と比べて細くなる傾向がある。図７
は、細くなった金属ボール１８が使用中にモールド樹脂
１６の熱変形量とプリント回路基板３２の熱変形量の差
に基づく応力を受けて切れやすいことを示している。
【００２４】本発明では、金属ボール１８が使用中に応
力を受けて切れないようにするために、モールド樹脂１
６は、ガラス転移温度が２００℃以上であり、線膨張係
数が１３から１８ｐｐｍ／℃であり、ヤング率が１５０
０から３０００ｋｇ／ｍｍ2であるように構成してい
る。例えば、モールド樹脂１６のガラス転移温度Ｔｇは
２２０℃以上であり、線膨張係数α1 が１５ｐｐｍ／℃
であり、ヤング率が２０００ｋｇ／ｍｍ2 である。これ
に対して、半導体チップ１２の線膨張係数α1 は４ｐｐ
ｍ／℃であり、プリント回路基板３２の線膨張係数α1
は１６ｐｐｍ／℃である。
力を受けて切れないようにするために、モールド樹脂１
６は、ガラス転移温度が２００℃以上であり、線膨張係
数が１３から１８ｐｐｍ／℃であり、ヤング率が１５０
０から３０００ｋｇ／ｍｍ2であるように構成してい
る。例えば、モールド樹脂１６のガラス転移温度Ｔｇは
２２０℃以上であり、線膨張係数α1 が１５ｐｐｍ／℃
であり、ヤング率が２０００ｋｇ／ｍｍ2 である。これ
に対して、半導体チップ１２の線膨張係数α1 は４ｐｐ
ｍ／℃であり、プリント回路基板３２の線膨張係数α1
は１６ｐｐｍ／℃である。
【００２５】この構成により、モールド樹脂１６は、ガ
ラス転移温度Ｔｇを高くすることにより図５のような半
導体パッケージ１０の反りを小さくし、モールド樹脂１
６の線膨張係数α1 をプリント回路基板３２の線膨張係
数α1 に近づけることにより、使用中のモールド樹脂１
６の熱変形量とプリント回路基板３２の熱変形量の差を
小さくして金属ボール１８の応力を低減し切れにくくす
ることができる。さらに、モールド樹脂１６のヤング率
を低下することにより、モールド樹脂１６は比較的に軟
らかくなり、金属ボール１８の応力を吸収し、金属ボー
ル１８が細くなって切れやすくなるという問題点が解決
される。
ラス転移温度Ｔｇを高くすることにより図５のような半
導体パッケージ１０の反りを小さくし、モールド樹脂１
６の線膨張係数α1 をプリント回路基板３２の線膨張係
数α1 に近づけることにより、使用中のモールド樹脂１
６の熱変形量とプリント回路基板３２の熱変形量の差を
小さくして金属ボール１８の応力を低減し切れにくくす
ることができる。さらに、モールド樹脂１６のヤング率
を低下することにより、モールド樹脂１６は比較的に軟
らかくなり、金属ボール１８の応力を吸収し、金属ボー
ル１８が細くなって切れやすくなるという問題点が解決
される。
【００２６】図８は、モールド樹脂１６のガラス転移温
度Ｔｇと熱膨張係数α1 を説明するためのモールド樹脂
の温度と伸びの関係を示す図である。曲線Ｘはガラス転
移温度Ｔｇ1 が成形温度ＴM よりも低いモールド樹脂の
特性を示し、曲線Ｙはガラス転移温度Ｔｇ2 が成形温度
ＴM よりも高いモールド樹脂の特性を示す。曲線Ｙのモ
ールド樹脂の線膨張係数α1 は、曲線Ｘのモールド樹脂
の線膨張係数α1 よりも大きい。
度Ｔｇと熱膨張係数α1 を説明するためのモールド樹脂
の温度と伸びの関係を示す図である。曲線Ｘはガラス転
移温度Ｔｇ1 が成形温度ＴM よりも低いモールド樹脂の
特性を示し、曲線Ｙはガラス転移温度Ｔｇ2 が成形温度
ＴM よりも高いモールド樹脂の特性を示す。曲線Ｙのモ
ールド樹脂の線膨張係数α1 は、曲線Ｘのモールド樹脂
の線膨張係数α1 よりも大きい。
【００２７】曲線Ｘのモールド樹脂の場合には、温度が
成形温度ＴM から常温ＴO まで低下する間にモールド樹
脂の収縮量はＬ1 になる。曲線Ｙのモールド樹脂の場合
には、温度が成形温度ＴM から常温ＴO まで低下する間
にモールド樹脂の収縮量はＬ 2 になる。図８において
は、Ｌ1 ＞Ｌ2 である。従って、モールド樹脂１６のガ
ラス転移温度Ｔｇを成形温度ＴM よりも高くすれば、モ
ールド樹脂１６の線膨張係数α1 を大きくしても、成形
時のモールド樹脂１６の熱収縮量を小さくして半導体パ
ッケージ１０の反りを小さくすることができる。
成形温度ＴM から常温ＴO まで低下する間にモールド樹
脂の収縮量はＬ1 になる。曲線Ｙのモールド樹脂の場合
には、温度が成形温度ＴM から常温ＴO まで低下する間
にモールド樹脂の収縮量はＬ 2 になる。図８において
は、Ｌ1 ＞Ｌ2 である。従って、モールド樹脂１６のガ
ラス転移温度Ｔｇを成形温度ＴM よりも高くすれば、モ
ールド樹脂１６の線膨張係数α1 を大きくしても、成形
時のモールド樹脂１６の熱収縮量を小さくして半導体パ
ッケージ１０の反りを小さくすることができる。
【００２８】しかし、発明者の研究によれば、モールド
樹脂１６のガラス転移温度Ｔｇが成形温度ＴM よりも少
しだけ高い条件では、半導体パッケージ１０の反りを小
さくできる効果は低いことが分かった。そして、モール
ド樹脂１６の成形温度ＴM が１７５℃〜１８０℃であれ
ば、モールド樹脂１６のガラス転移温度Ｔｇは成形温度
ＴM よりもかなり高い２００℃以上であれば、半導体パ
ッケージ１０の反りを確実に小さくできることが分かっ
た。好ましくは、モールド樹脂１６のガラス転移温度Ｔ
ｇは２０５℃以上であればよい。
樹脂１６のガラス転移温度Ｔｇが成形温度ＴM よりも少
しだけ高い条件では、半導体パッケージ１０の反りを小
さくできる効果は低いことが分かった。そして、モール
ド樹脂１６の成形温度ＴM が１７５℃〜１８０℃であれ
ば、モールド樹脂１６のガラス転移温度Ｔｇは成形温度
ＴM よりもかなり高い２００℃以上であれば、半導体パ
ッケージ１０の反りを確実に小さくできることが分かっ
た。好ましくは、モールド樹脂１６のガラス転移温度Ｔ
ｇは２０５℃以上であればよい。
【００２９】このように、モールド樹脂１６のガラス転
移温度Ｔｇが通常の成形温度ＴM よりもかなり高いと、
成形条件にバラツキがあっても、反りの小さい半導パッ
ケージを得ることができる。一方、モールド樹脂のガラ
ス転移温度が２００℃以下であると、成形条件のバラツ
キの影響を受け、反りの小さい半導パッケージを得るこ
とができないことがある。例えば、成形時に使用する金
型には温度にバラツキがあり、ある位置では１８０℃で
あっても、他の位置では２００℃近くになっている場合
があり、この場合にはモールド樹脂１６の収縮量は大き
くなる。
移温度Ｔｇが通常の成形温度ＴM よりもかなり高いと、
成形条件にバラツキがあっても、反りの小さい半導パッ
ケージを得ることができる。一方、モールド樹脂のガラ
ス転移温度が２００℃以下であると、成形条件のバラツ
キの影響を受け、反りの小さい半導パッケージを得るこ
とができないことがある。例えば、成形時に使用する金
型には温度にバラツキがあり、ある位置では１８０℃で
あっても、他の位置では２００℃近くになっている場合
があり、この場合にはモールド樹脂１６の収縮量は大き
くなる。
【００３０】モールド樹脂１６は、大きく分けて、
（ａ）ベース樹脂（主剤／硬化剤）と、（ｂ）充填材
（シリカフィラー）と、（ｃ）添加剤とから構成されて
いる。ベース樹脂の主剤として多官能基を有するエポキ
シ樹脂を使用する。例えば、ベース樹脂の主剤として
は、下記の構成の樹脂ａ１及びａ２を使用し、ベース樹
脂の硬化剤としては、下記の構成の樹脂ａ３を使用する
ことができる。樹脂ａ１及びａ２は両方ともに使用する
ことができ、あるいは一方のみを使用することもでき
る。
（ａ）ベース樹脂（主剤／硬化剤）と、（ｂ）充填材
（シリカフィラー）と、（ｃ）添加剤とから構成されて
いる。ベース樹脂の主剤として多官能基を有するエポキ
シ樹脂を使用する。例えば、ベース樹脂の主剤として
は、下記の構成の樹脂ａ１及びａ２を使用し、ベース樹
脂の硬化剤としては、下記の構成の樹脂ａ３を使用する
ことができる。樹脂ａ１及びａ２は両方ともに使用する
ことができ、あるいは一方のみを使用することもでき
る。
【００３１】
【化１】
【００３２】
【化２】
【００３３】
【化３】 このベース樹脂を使用することにより、モールド樹脂１
６のガラス転移温度Ｔｇを２００℃以上、好ましくは２
０５℃以上にし、モールド樹脂１６の線膨張係数α1 を
プリント回路基板３２の線膨張係数α1 に近づけること
ができる。それから、充填材（シリカフィラー）の充填
量を加減することにより、モールド樹脂１６の線膨張係
数α1 を加減することができる。さらに、シリコンオイ
ルやシリコンゴム等のエラストマー等の添加剤を加える
ことによって、モールド樹脂１６のヤング率Ｅを低下す
ることができる。
６のガラス転移温度Ｔｇを２００℃以上、好ましくは２
０５℃以上にし、モールド樹脂１６の線膨張係数α1 を
プリント回路基板３２の線膨張係数α1 に近づけること
ができる。それから、充填材（シリカフィラー）の充填
量を加減することにより、モールド樹脂１６の線膨張係
数α1 を加減することができる。さらに、シリコンオイ
ルやシリコンゴム等のエラストマー等の添加剤を加える
ことによって、モールド樹脂１６のヤング率Ｅを低下す
ることができる。
【００３４】例えば、上記ベース樹脂を使用すると、下
記の特徴をもったモールド樹脂１６を構成することがで
きる。サンプルＮＯ２はサンプルＮＯ１に対して添加剤
を加えることによってヤング率Ｅを低下したものであ
る。半導体パッケージの種類や大きさに応じて、ヤング
率Ｅを変えることができる。 実施例 フィラー量 α1 Ｔｇ Ｅ 反り 信頼性 （Wt％) （ppm) （℃） （kg/mm2) (μm) １ 75〜85 13〜18 200 以上 2000〜3000 100 〜150 500〜1000 ２ 75〜85 13〜18 200 以上 1500〜2000 100 〜150 1000〜1500 このように、ガラス転移温度Ｔｇを２００℃以上に上
げ、且つ線膨張係数α1を基板に合わせて、α1 領域下
でモールドすることにより、初期の反りが１８□で約１
００μｍになり、且つ実装信頼性が約５〜１５倍まで向
上する。
記の特徴をもったモールド樹脂１６を構成することがで
きる。サンプルＮＯ２はサンプルＮＯ１に対して添加剤
を加えることによってヤング率Ｅを低下したものであ
る。半導体パッケージの種類や大きさに応じて、ヤング
率Ｅを変えることができる。 実施例 フィラー量 α1 Ｔｇ Ｅ 反り 信頼性 （Wt％) （ppm) （℃） （kg/mm2) (μm) １ 75〜85 13〜18 200 以上 2000〜3000 100 〜150 500〜1000 ２ 75〜85 13〜18 200 以上 1500〜2000 100 〜150 1000〜1500 このように、ガラス転移温度Ｔｇを２００℃以上に上
げ、且つ線膨張係数α1を基板に合わせて、α1 領域下
でモールドすることにより、初期の反りが１８□で約１
００μｍになり、且つ実装信頼性が約５〜１５倍まで向
上する。
【００３５】下記のテーブルは比較例を示し、反りを低
減するために、フィラー量を約９０％くらい入れ、線膨
張係数α1 を１０ｐｐｍ／℃以下にして反りを小さくし
たものである。例えば１８□のパッケージでこれくらい
フィラーを入れると、約１２０μｍの反りが発生する。
これくらいのフィラー量を入れるためには、通常ガラス
転移温度Ｔｇの低い低粘度エポキシ樹脂（例えばビフェ
ニルタイプ）を使用する。 比較例 フィラー量 α1 Ｔｇ Ｅ 反り 信頼性 （Wt％) （ppm) （℃） （kg/mm2) (μm) １ 85〜88 10 120 〜150 1500〜2000 200 100〜200 ２ 88〜92 8 120 〜150 2000〜3000 100 〜150 200〜300 図９から図１５は本発明の他の実施例を示す図である。
減するために、フィラー量を約９０％くらい入れ、線膨
張係数α1 を１０ｐｐｍ／℃以下にして反りを小さくし
たものである。例えば１８□のパッケージでこれくらい
フィラーを入れると、約１２０μｍの反りが発生する。
これくらいのフィラー量を入れるためには、通常ガラス
転移温度Ｔｇの低い低粘度エポキシ樹脂（例えばビフェ
ニルタイプ）を使用する。 比較例 フィラー量 α1 Ｔｇ Ｅ 反り 信頼性 （Wt％) （ppm) （℃） （kg/mm2) (μm) １ 85〜88 10 120 〜150 1500〜2000 200 100〜200 ２ 88〜92 8 120 〜150 2000〜3000 100 〜150 200〜300 図９から図１５は本発明の他の実施例を示す図である。
【００３６】これらの実施例による半導体パッケージ１
０は、半導体チップ１２と、半導体チップ１２を搭載す
るＦＰＣテープ１４と、半導体チップ１２を保護するモ
ールド樹脂１６と、ＦＰＣテープ１４に設けられ、回路
基板に接続するための金属ボール１８と、金属ボール１
６にかかる応力に対する緩衝手段４０とを備えている。
この半導体パッケージ１０は、図２及び図４と同様に金
属ボール１６によりプリント回路基板３２に接続され
る。
０は、半導体チップ１２と、半導体チップ１２を搭載す
るＦＰＣテープ１４と、半導体チップ１２を保護するモ
ールド樹脂１６と、ＦＰＣテープ１４に設けられ、回路
基板に接続するための金属ボール１８と、金属ボール１
６にかかる応力に対する緩衝手段４０とを備えている。
この半導体パッケージ１０は、図２及び図４と同様に金
属ボール１６によりプリント回路基板３２に接続され
る。
【００３７】この緩衝手段４０を設けることにより、半
導体パッケージ１０をプリント回路基板（３２）に搭載
して使用する場合に、金属ボール１８が半導体パッケー
ジ１０とプリント回路基板との相対的な変形による応力
を受けても、そのような応力が緩和され、金属ボールが
細くなって切れやすくなるという問題点を解決すること
ができる。
導体パッケージ１０をプリント回路基板（３２）に搭載
して使用する場合に、金属ボール１８が半導体パッケー
ジ１０とプリント回路基板との相対的な変形による応力
を受けても、そのような応力が緩和され、金属ボールが
細くなって切れやすくなるという問題点を解決すること
ができる。
【００３８】図９においては、緩衝手段４０は、ＦＰＣ
テープ１４の半導体チップ１２が配置される側の表面に
設けられた緩衝層４１からなる。この緩衝層４１はモー
ルド樹脂１６よりも軟らかい材料をＦＰＣテープ１４の
表面に塗布してなるものである。銅のランド１９（回路
部材又は金属ボール１８が固定される電極パッド）がＦ
ＰＣテープ１４に設けられており、緩衝層４１は銅のラ
ンド１９を覆ってＦＰＣテープ１４のほぼ全表面に積層
されるが、ボンディングワイヤ２２のボンディング領域
（銅のランド１９の一部）は露出される。ダイス付け材
２０は半導体チップ１２を固定するために緩衝層４１の
表面に塗布される。
テープ１４の半導体チップ１２が配置される側の表面に
設けられた緩衝層４１からなる。この緩衝層４１はモー
ルド樹脂１６よりも軟らかい材料をＦＰＣテープ１４の
表面に塗布してなるものである。銅のランド１９（回路
部材又は金属ボール１８が固定される電極パッド）がＦ
ＰＣテープ１４に設けられており、緩衝層４１は銅のラ
ンド１９を覆ってＦＰＣテープ１４のほぼ全表面に積層
されるが、ボンディングワイヤ２２のボンディング領域
（銅のランド１９の一部）は露出される。ダイス付け材
２０は半導体チップ１２を固定するために緩衝層４１の
表面に塗布される。
【００３９】図１０においては、緩衝手段４０は、ＦＰ
Ｃテープ１４の半導体チップ１２が配置される側の表面
に設けられた緩衝層４１からなる。この緩衝層４１は３
層構造のＦＰＣテープ１４のうちの接着剤層である。た
だし、この緩衝層４１は熱可塑性接着剤層であり、モー
ルド樹脂１６よりも軟らかい。銅のランド１９は緩衝層
４１の上に形成される。ダイス付け材２０は半導体チッ
プ１２を固定するために緩衝層４１の表面に塗布され
る。
Ｃテープ１４の半導体チップ１２が配置される側の表面
に設けられた緩衝層４１からなる。この緩衝層４１は３
層構造のＦＰＣテープ１４のうちの接着剤層である。た
だし、この緩衝層４１は熱可塑性接着剤層であり、モー
ルド樹脂１６よりも軟らかい。銅のランド１９は緩衝層
４１の上に形成される。ダイス付け材２０は半導体チッ
プ１２を固定するために緩衝層４１の表面に塗布され
る。
【００４０】図１１においては、緩衝手段４０は、ＦＰ
Ｃテープ１４の半導体チップ１２が配置される側の表面
に設けられた緩衝層４１と空気層とからなる。この緩衝
層４１は軟らかい樹脂層又は熱可塑性の接着剤層からな
る。緩衝層４１はボンディングワイヤ２２のボンディン
グ領域を除いて銅のランド１９を覆い、銅のランド１９
の金属ボール１８上の緩衝層４１の部分には空洞４２が
形成されている。空洞４２は樹脂のキャップ４４で閉じ
られ、空気層を形成する。この空気層は緩衝層４１とと
もに金属ボール１６にかかる応力に対する緩衝手段４０
となる。半導体チップ１２を固定するためのダイス付け
材は緩衝層４０の表面に塗布されることができる。
Ｃテープ１４の半導体チップ１２が配置される側の表面
に設けられた緩衝層４１と空気層とからなる。この緩衝
層４１は軟らかい樹脂層又は熱可塑性の接着剤層からな
る。緩衝層４１はボンディングワイヤ２２のボンディン
グ領域を除いて銅のランド１９を覆い、銅のランド１９
の金属ボール１８上の緩衝層４１の部分には空洞４２が
形成されている。空洞４２は樹脂のキャップ４４で閉じ
られ、空気層を形成する。この空気層は緩衝層４１とと
もに金属ボール１６にかかる応力に対する緩衝手段４０
となる。半導体チップ１２を固定するためのダイス付け
材は緩衝層４０の表面に塗布されることができる。
【００４１】図１２においては、緩衝手段４０は、ＦＰ
Ｃテープ１４の半導体チップ１２が配置される側の表面
に設けられた緩衝層４１からなる。この緩衝層４１はモ
ールド樹脂１６よりも軟らかい樹脂（例えばポリイミド
樹脂）のテープをＦＰＣテープ１４の表面に張りつけた
ものである。他の構成は図９と同様である。図１３にお
いては、緩衝手段４０は、ＦＰＣテープ１４に設けた空
洞４６により形成された空気層からなる。空洞４６は樹
脂のキャップ４８で閉じられる。銅のランド１９はＦＰ
Ｃテープ１４の上下両面に形成されており、上下の銅の
ランド１９はスルーホールで接続されている。金属ボー
ル１８は下側の銅のランド１９に固定される。
Ｃテープ１４の半導体チップ１２が配置される側の表面
に設けられた緩衝層４１からなる。この緩衝層４１はモ
ールド樹脂１６よりも軟らかい樹脂（例えばポリイミド
樹脂）のテープをＦＰＣテープ１４の表面に張りつけた
ものである。他の構成は図９と同様である。図１３にお
いては、緩衝手段４０は、ＦＰＣテープ１４に設けた空
洞４６により形成された空気層からなる。空洞４６は樹
脂のキャップ４８で閉じられる。銅のランド１９はＦＰ
Ｃテープ１４の上下両面に形成されており、上下の銅の
ランド１９はスルーホールで接続されている。金属ボー
ル１８は下側の銅のランド１９に固定される。
【００４２】図１４においては、半導体パッケージは１
０は、半導体チップ１２の面積がＦＰＣテープ１４の面
積よりも大きいエリアタイプの半導体パッケージであ
る。ＦＰＣテープ１４が半導体チップ１２の上にあっ
て、ボンディングワイヤ２２がＦＰＣテープ１４の銅の
ランド１９と半導体チップ１２の電極パッドとを接続し
ている。金属ボール１８はＦＰＣテープ１４の表面の銅
のランド１９から上に突出し、絶縁層５０が金属ボール
１８のまわりを埋めるようにＦＰＣテープ１４の上に配
置される。モールド樹脂１６は半導体チップ１２の周辺
部及びＦＷＣテープ１４の周辺部を覆うように設けられ
る。この構成においては、緩衝手段４０は、絶縁層５０
からなる。
０は、半導体チップ１２の面積がＦＰＣテープ１４の面
積よりも大きいエリアタイプの半導体パッケージであ
る。ＦＰＣテープ１４が半導体チップ１２の上にあっ
て、ボンディングワイヤ２２がＦＰＣテープ１４の銅の
ランド１９と半導体チップ１２の電極パッドとを接続し
ている。金属ボール１８はＦＰＣテープ１４の表面の銅
のランド１９から上に突出し、絶縁層５０が金属ボール
１８のまわりを埋めるようにＦＰＣテープ１４の上に配
置される。モールド樹脂１６は半導体チップ１２の周辺
部及びＦＷＣテープ１４の周辺部を覆うように設けられ
る。この構成においては、緩衝手段４０は、絶縁層５０
からなる。
【００４３】図１５においては、半導体パッケージは１
０は、図１４と同様に半導体チップ１２の面積がＦＰＣ
テープ１４の面積よりも大きいエリアタイプの半導体パ
ッケージである。絶縁層５０が金属ボール１８のまわり
を埋めるようにＦＰＣテープ１４の上に配置される。さ
らに、空洞５２がＦＰＣテープ１４の金属ボール１８の
下に形成され、空気層を形成するようになっている。こ
の構成においては、緩衝手段４０は、絶縁層５０と空気
層とからなる。
０は、図１４と同様に半導体チップ１２の面積がＦＰＣ
テープ１４の面積よりも大きいエリアタイプの半導体パ
ッケージである。絶縁層５０が金属ボール１８のまわり
を埋めるようにＦＰＣテープ１４の上に配置される。さ
らに、空洞５２がＦＰＣテープ１４の金属ボール１８の
下に形成され、空気層を形成するようになっている。こ
の構成においては、緩衝手段４０は、絶縁層５０と空気
層とからなる。
【００４４】図１６及び図１７は本発明の第４実施例の
半導体パッケージを示す図である。半導体パッケージ１
０は、半導体チップ１２と、半導体チップ１２を搭載す
るＦＰＣテープ１４と、半導体チップ１２を保護するモ
ールド樹脂１６と、ＦＰＣテープ１４に設けられた金属
ボール１８とを備えている。半導体チップ１２はダイス
付け材２０によりＦＰＣテープ１４に固定される。
半導体パッケージを示す図である。半導体パッケージ１
０は、半導体チップ１２と、半導体チップ１２を搭載す
るＦＰＣテープ１４と、半導体チップ１２を保護するモ
ールド樹脂１６と、ＦＰＣテープ１４に設けられた金属
ボール１８とを備えている。半導体チップ１２はダイス
付け材２０によりＦＰＣテープ１４に固定される。
【００４５】図１６の半導体パッケージ１０は、フエイ
スアップのワイヤボンディングタイプのテープＢＧＡと
も呼ばれる半導体パッケージである。ＦＰＣテープ１４
はＴＡＢテープと呼ばれるものであり、ポリイミド樹脂
のテープに電気回路及び電極パッド１９を設けてある。
半導体チップ１２の電極パッド（図示せず）はボンディ
ングワイヤ２２によってＦＰＣテープ１４の電極パッド
１９に接続される。また、金属ボール１８ははんだボー
ルであり、ＦＰＣテープ１４の電気回路に接続されてい
る。
スアップのワイヤボンディングタイプのテープＢＧＡと
も呼ばれる半導体パッケージである。ＦＰＣテープ１４
はＴＡＢテープと呼ばれるものであり、ポリイミド樹脂
のテープに電気回路及び電極パッド１９を設けてある。
半導体チップ１２の電極パッド（図示せず）はボンディ
ングワイヤ２２によってＦＰＣテープ１４の電極パッド
１９に接続される。また、金属ボール１８ははんだボー
ルであり、ＦＰＣテープ１４の電気回路に接続されてい
る。
【００４６】ダイス付け材２０は半導体チップ１２の下
面に対して部分的な領域に設けられた接着剤である。ダ
イス付け材２０はダイス付け用液性接着剤（絶縁ペース
ト接着剤等）を使用した。実施例では、ダイス付け材２
０は５つの小さな領域に設けられている。その結果、半
導体チップ１２の下面とＦＰＣテープ１４との間には、
ダイス付け材２０の存在する領域以外の領域に空間が形
成される。製造工程においては、ダイス付け材２０をＦ
ＰＣテープ１４に塗布して半導体チップ１２をダイス付
け材２０に固定し、ボンディングワイヤ２２を取り付
け、モールド樹脂１６により樹脂封止を行う。
面に対して部分的な領域に設けられた接着剤である。ダ
イス付け材２０はダイス付け用液性接着剤（絶縁ペース
ト接着剤等）を使用した。実施例では、ダイス付け材２
０は５つの小さな領域に設けられている。その結果、半
導体チップ１２の下面とＦＰＣテープ１４との間には、
ダイス付け材２０の存在する領域以外の領域に空間が形
成される。製造工程においては、ダイス付け材２０をＦ
ＰＣテープ１４に塗布して半導体チップ１２をダイス付
け材２０に固定し、ボンディングワイヤ２２を取り付
け、モールド樹脂１６により樹脂封止を行う。
【００４７】モールド樹脂１６は、半導体チップ１２の
上面を覆うばかりでなく、半導体チップ１２の下面とＦ
ＰＣテープ１４との間の空間にも挿入されている。半導
体チップ１２の下面とＦＰＣテープ１４との間の空間に
入り込んだモールド樹脂は１６ａで示されている。モー
ルド樹脂１６、１６ａは半導体チップ１２をサンドイッ
チ状に挟み込む。従って、熱応力がかった場合でも半導
体パッケージ１０は反りにくくなり、半導体パッケージ
１０を金属ボール１８によってプリント回路基板に搭載
した場合に金属ボール１８による接合部の信頼性が向上
する。
上面を覆うばかりでなく、半導体チップ１２の下面とＦ
ＰＣテープ１４との間の空間にも挿入されている。半導
体チップ１２の下面とＦＰＣテープ１４との間の空間に
入り込んだモールド樹脂は１６ａで示されている。モー
ルド樹脂１６、１６ａは半導体チップ１２をサンドイッ
チ状に挟み込む。従って、熱応力がかった場合でも半導
体パッケージ１０は反りにくくなり、半導体パッケージ
１０を金属ボール１８によってプリント回路基板に搭載
した場合に金属ボール１８による接合部の信頼性が向上
する。
【００４８】特に、半導体パッケージ１０内での半導体
チップ１２の専有率の高いＣＳＰタイプのような半導体
装置では、半導体装置に対するモールド樹脂１６の割合
が小さいので、本実施例のように半導体チップ１２の下
面側にもモールド樹脂１６を回り込ませることにより、
保護機能は増大し、半導体パッケージ１０は反りにくく
なる。
チップ１２の専有率の高いＣＳＰタイプのような半導体
装置では、半導体装置に対するモールド樹脂１６の割合
が小さいので、本実施例のように半導体チップ１２の下
面側にもモールド樹脂１６を回り込ませることにより、
保護機能は増大し、半導体パッケージ１０は反りにくく
なる。
【００４９】そして、このような構造の場合でも、モー
ルド樹脂１６は、前の実施例で説明したのと同様に、ガ
ラス転移温度が２００℃以上であり、線膨張係数が１３
から１８ｐｐｍ／℃であり、ヤング率が１５００から３
０００ｋｇ／ｍｍ2 であるものが好ましい。このような
樹脂を使用すれば、半導体パッケージ１０はより反りに
くくなる。図１８から図２１のモールド樹脂１６につい
ても同様である。
ルド樹脂１６は、前の実施例で説明したのと同様に、ガ
ラス転移温度が２００℃以上であり、線膨張係数が１３
から１８ｐｐｍ／℃であり、ヤング率が１５００から３
０００ｋｇ／ｍｍ2 であるものが好ましい。このような
樹脂を使用すれば、半導体パッケージ１０はより反りに
くくなる。図１８から図２１のモールド樹脂１６につい
ても同様である。
【００５０】図１８は図１６の半導体パッケージ１０の
変形例を示す図である。この例はダイス付け材２０を除
くと図１６の例と類似している。ダイス付け材２０はス
ペーサ入り絶縁ペースト接着剤であり、スペーサ２０ａ
はビーズと呼ばれる小さな球である。例えば、直径５０
〜１００μｍのスペーサ２０ａを入れることによって、
ダイス付け材２０の厚さを大きくすることが可能であ
り、それによって半導体チップ１２の下面とＦＰＣテー
プ１４との間の隙間がモールド樹脂１６ａが確実に入り
込めるように十分に大きくなる。また、スペーサ２０ａ
を入れることによって、半導体チップ１２の姿勢を傾か
ないようになる。ダイス付け材２０の高さが高くなる
と、はんだ接合部にかかる熱膨張差による局部的な応力
が小さくなり、半導体パッケージ１０の基板への実装後
の金属ボール１８の耐久性を向上させることができる。
変形例を示す図である。この例はダイス付け材２０を除
くと図１６の例と類似している。ダイス付け材２０はス
ペーサ入り絶縁ペースト接着剤であり、スペーサ２０ａ
はビーズと呼ばれる小さな球である。例えば、直径５０
〜１００μｍのスペーサ２０ａを入れることによって、
ダイス付け材２０の厚さを大きくすることが可能であ
り、それによって半導体チップ１２の下面とＦＰＣテー
プ１４との間の隙間がモールド樹脂１６ａが確実に入り
込めるように十分に大きくなる。また、スペーサ２０ａ
を入れることによって、半導体チップ１２の姿勢を傾か
ないようになる。ダイス付け材２０の高さが高くなる
と、はんだ接合部にかかる熱膨張差による局部的な応力
が小さくなり、半導体パッケージ１０の基板への実装後
の金属ボール１８の耐久性を向上させることができる。
【００５１】また、ＦＰＣテープ１４に設けられる金属
ボール１８はダイス付け材２０の位置する領域以外の位
置に設けられる。これによっても、はんだ接合部にかか
る熱膨張差による局部的な応力が小さくなり、半導体パ
ッケージ１０の基板への実装後の金属ボール１８の耐久
性を向上させることができる。図１９は図１６の半導体
パッケージ１０の変形例を示す図である。この例はダイ
ス付け材２０を除くと図１６の例と類似している。ダイ
ス付け材２０はダイボンディングテープからなる。
ボール１８はダイス付け材２０の位置する領域以外の位
置に設けられる。これによっても、はんだ接合部にかか
る熱膨張差による局部的な応力が小さくなり、半導体パ
ッケージ１０の基板への実装後の金属ボール１８の耐久
性を向上させることができる。図１９は図１６の半導体
パッケージ１０の変形例を示す図である。この例はダイ
ス付け材２０を除くと図１６の例と類似している。ダイ
ス付け材２０はダイボンディングテープからなる。
【００５２】図２０は図１６の半導体パッケージ１０の
変形例を示す図である。図２０においては、半導体チッ
プ１２はフェースダウンのフリップチップによりＦＰＣ
テープ１４に搭載されている。半導体チップ１２は図３
の金属ボール２４の代わりに金の突起電極２４ａを有
し、異方性導電性接着剤２０ｘが突起電極２４ａを包
み、且つ半導体チップ１２の下面に対して部分的な領域
に設けられる。この場合にも、モールド樹脂１６、１６
ａは、半導体チップ１２の上面を覆うばかりでなく、半
導体チップ１２の下面とＦＰＣテープ１４との間の空間
にも挿入されている。モールド樹脂１６、１６ａは半導
体チップ１２をサンドイッチ状に挟み込む。従って、熱
応力がかった場合でも半導体パッケージ１０は反りにく
くなり、半導体パッケージ１０を金属ボール１８によっ
てプリント回路基板に搭載した場合に金属ボール１８に
よる接合部の信頼性が向上する。
変形例を示す図である。図２０においては、半導体チッ
プ１２はフェースダウンのフリップチップによりＦＰＣ
テープ１４に搭載されている。半導体チップ１２は図３
の金属ボール２４の代わりに金の突起電極２４ａを有
し、異方性導電性接着剤２０ｘが突起電極２４ａを包
み、且つ半導体チップ１２の下面に対して部分的な領域
に設けられる。この場合にも、モールド樹脂１６、１６
ａは、半導体チップ１２の上面を覆うばかりでなく、半
導体チップ１２の下面とＦＰＣテープ１４との間の空間
にも挿入されている。モールド樹脂１６、１６ａは半導
体チップ１２をサンドイッチ状に挟み込む。従って、熱
応力がかった場合でも半導体パッケージ１０は反りにく
くなり、半導体パッケージ１０を金属ボール１８によっ
てプリント回路基板に搭載した場合に金属ボール１８に
よる接合部の信頼性が向上する。
【００５３】図２１は図１６の半導体パッケージ１０の
変形例を示す図である。図２１においては、半導体チッ
プ１２はフェースダウンのフリップチップによりＦＰＣ
テープ１４に搭載されている。半導体チップ１２は金属
ボール２４を有し、アンダーフィル材２０ｙが金属ボー
ル２４を包み、且つ半導体チップ１２の下面に対して部
分的な領域に設けられる。この場合にも、モールド樹脂
１６、１６ａは、半導体チップ１２の上面を覆うばかり
でなく、半導体チップ１２の下面とＦＰＣテープ１４と
の間の空間にも挿入されている。モールド樹脂１６、１
６ａは半導体チップ１２をサンドイッチ状に挟み込む。
従って、熱応力がかった場合でも半導体パッケージ１０
は反りにくくなり、半導体パッケージ１０を金属ボール
１８によってプリント回路基板に搭載した場合に金属ボ
ール１８による接合部の信頼性が向上する。
変形例を示す図である。図２１においては、半導体チッ
プ１２はフェースダウンのフリップチップによりＦＰＣ
テープ１４に搭載されている。半導体チップ１２は金属
ボール２４を有し、アンダーフィル材２０ｙが金属ボー
ル２４を包み、且つ半導体チップ１２の下面に対して部
分的な領域に設けられる。この場合にも、モールド樹脂
１６、１６ａは、半導体チップ１２の上面を覆うばかり
でなく、半導体チップ１２の下面とＦＰＣテープ１４と
の間の空間にも挿入されている。モールド樹脂１６、１
６ａは半導体チップ１２をサンドイッチ状に挟み込む。
従って、熱応力がかった場合でも半導体パッケージ１０
は反りにくくなり、半導体パッケージ１０を金属ボール
１８によってプリント回路基板に搭載した場合に金属ボ
ール１８による接合部の信頼性が向上する。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体パッケージを回路基板に接続する金属ボールの耐
久性及び信頼性が向上する。
半導体パッケージを回路基板に接続する金属ボールの耐
久性及び信頼性が向上する。
【図１】本発明の第１実施例の半導体パッケージを示す
図である。
図である。
【図２】図１の半導体パッケージを含む半導体装置を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明の第２実施例の半導体パッケージを示す
図である。
図である。
【図４】図３の半導体パッケージを含む半導体装置を示
す図である。
す図である。
【図５】反りのある半導体パッケージを示す図である。
【図６】図５の半導体パッケージを取り付けた回路基板
を示す図である。
を示す図である。
【図７】金属ボールに応力がかかった場合の図６の半導
体装置を示す図である。
体装置を示す図である。
【図８】モールド樹脂のガラス転移温度と熱膨張係数を
説明するためのモールド樹脂の温度と伸びの関係を示す
図である。
説明するためのモールド樹脂の温度と伸びの関係を示す
図である。
【図９】本発明の第３実施例の半導体パッケージを示す
図である。
図である。
【図１０】半導体パッケージの変形例を示す図である。
【図１１】半導体パッケージの変形例を示す図である。
【図１２】半導体パッケージの変形例を示す図である。
【図１３】半導体パッケージの変形例を示す図である。
【図１４】半導体パッケージの変形例を示す図である。
【図１５】半導体パッケージの変形例を示す図である。
【図１６】本発明の第４実施例の半導体パッケージを示
す図である。
す図である。
【図１７】樹脂モールド前の図１６の半導体パッケージ
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図１８】半導体パッケージの変形例を示す図である。
【図１９】半導体パッケージの変形例を示す図である。
【図２０】半導体パッケージの変形例を示す図である。
【図２１】半導体パッケージの変形例を示す図である。
１０…半導体パッケージ １２…半導体チップ １４…ＦＰＣテープ １６…モールド樹脂 １８…金属ボール ３２…プリント回路基板 ４０…緩衝手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高島 晃 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 本名 幸治 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 赤崎 英彦 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 小嶋 春夫 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内
Claims (16)
- 【請求項１】 半導体チップと、該半導体チップを搭載
するＦＰＣテープと、該半導体チップを保護するモール
ド樹脂と、該ＦＰＣテープに設けられ、回路基板に接続
するための金属ボールとを備え、該モールド樹脂は、ガ
ラス転移温度が２００℃以上であり、線膨張係数が１３
から１８ｐｐｍ／℃であり、ヤング率が１５００から３
０００ｋｇ／ｍｍ2 であることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項２】 フエイスアップのワイヤボンディングタ
イプの半導体パッケージであることを特徴とする請求項
１に記載の半導体装置。 - 【請求項３】 フエイスダウンのフリップチップタイプ
の半導体パッケージであることを特徴とする請求項１に
記載の半導体装置。 - 【請求項４】 半導体チップと、該半導体チップを搭載
するＦＰＣテープと、該半導体チップを保護するモール
ド樹脂と、該ＦＰＣテープに設けられた金属ボールとを
備えたパッケージと、該金属ボールにより該パッケージ
に接続された回路基板とからなり、該モールド樹脂は、
ガラス転移温度が２００℃以上であり、線膨張係数が１
３から１８ｐｐｍ／℃であり、ヤング率が１５００から
３０００ｋｇ／ｍｍ2 であることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項５】 半導体チップと、該半導体チップを搭載
するＦＰＣテープと、該半導体チップを保護するモール
ド樹脂と、該ＦＰＣテープに設けられ、回路基板に接続
するための金属ボールと、該金属ボールにかかる応力に
対する緩衝手段とを備えたことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項６】 該緩衝手段は、該ＦＰＣテープの該半導
体チップが配置される側の表面に設けられた緩衝層から
なることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。 - 【請求項７】 該緩衝手段は、空気層を含むことを特徴
とする請求項５に記載の半導体装置。 - 【請求項８】 該緩衝手段は、該ＦＰＣテープの該半導
体チップが配置される側とは反対側の表面に設けられた
緩衝層からなることを特徴とする請求項５に記載の半導
体装置。 - 【請求項９】 上面と下面とを有する半導体チップと、
該半導体チップを搭載するためのＦＰＣテープと、該半
導体チップの下面を該ＦＰＣテープに固定するために該
半導体チップの下面に対して部分的な領域に設けられた
接着剤と、該半導体チップを保護するモールド樹脂と、
該ＦＰＣテープに設けられた金属ボールとを備え、該モ
ールド樹脂は該半導体チップの上面を覆い且つ該半導体
チップの下面と該ＦＰＣテープとの間の空間に挿入され
ていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１０】 該モールド樹脂がガラス転移温度が２
００℃以上で、線膨張係数が１３から１８の範囲内にあ
ることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。 - 【請求項１１】 該接着剤はダイス付け材からなること
を特徴とする請求項９に記載の半導体装置。 - 【請求項１２】 該ダイス付け材はスペーサを含むダイ
ス付け用接着剤からなることを特徴とする請求項１１に
記載の半導体装置。 - 【請求項１３】 該ダイス付け材はダイボンディングテ
ープからなることを特徴とする請求項１１に記載の半導
体装置。 - 【請求項１４】 該接着剤はアンダーフィル材からなる
ことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。 - 【請求項１５】 該接着剤は異方性導電性材料からなる
ことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。 - 【請求項１６】 該ＦＰＣテープに設けられる金属ボー
ルは接着剤の位置する領域以外の位置に設けられること
を特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32838698A JP3568402B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-11-18 | 半導体装置 |
| TW087121665A TW401632B (en) | 1998-03-26 | 1998-12-24 | Resin molded semiconductor device and method of manufacturing semiconductor package |
| US09/220,351 US6166433A (en) | 1998-03-26 | 1998-12-24 | Resin molded semiconductor device and method of manufacturing semiconductor package |
| KR1019980062703A KR100309965B1 (ko) | 1998-03-26 | 1998-12-31 | 수지성형반도체장치및반도체패키지의제조방법 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7981298 | 1998-03-26 | ||
| JP10-79812 | 1998-03-26 | ||
| JP32838698A JP3568402B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-11-18 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11340380A true JPH11340380A (ja) | 1999-12-10 |
| JP3568402B2 JP3568402B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=26420811
Family Applications (1)
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1998
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