JPH11345901A - 半導体パッケージ - Google Patents
半導体パッケージInfo
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- JPH11345901A JPH11345901A JP14975598A JP14975598A JPH11345901A JP H11345901 A JPH11345901 A JP H11345901A JP 14975598 A JP14975598 A JP 14975598A JP 14975598 A JP14975598 A JP 14975598A JP H11345901 A JPH11345901 A JP H11345901A
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
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- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
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- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15151—Shape the die mounting substrate comprising an aperture, e.g. for underfilling, outgassing, window type wire connections
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- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/35—Mechanical effects
- H01L2924/351—Thermal stress
- H01L2924/3511—Warping
Abstract
違いによるチップクラックを防止することが可能な半導
体パッケージの実現を課題とする。 【解決手段】 半導体ダイ1と、この半導体ダイ1を載
置するインターポーザ基板2と、半導体ダイ1およびイ
ンターポーザ基板2を封止する封止樹脂3を有する半導
体パッケージにおいて、半導体ダイ1をインターポーザ
基板2に固定するにあたり、半導体ダイ1とインターポ
ーザ基板2間の少なくとも一部が空隙または非固着材料
で構成されるように固定するようにする。
Description
に関し、特に小型の半導体パッケージに関する。
ダイ(チップ)をリードフレームやパッケージに装着
し、ワイヤボンディングを行い、封止成形して、仕上げ
行ってマーキングする工程を、組み立て工程と呼ぶ。こ
の組み立て工程での、従来の半導体パッケージングの考
え方では、組み立て上で半導体ダイの固定と組み立て後
の吸湿によるパッケージクラックの防止を目的として、
ダイをリードフレームやインターポーザ基板に対してし
っかりと接着する考え方を採ってきた。
示すように封止樹脂の吸湿(図4(b))、熱応力によ
るパッケージ内部の剥離(図4(c))、剥離面への水
蒸気圧の印加によるパッケージの膨れ(図4(c))、
パッケージクラックの発生(図4(d))といった経緯
を辿る。図4で、11はダイ(チップ)、12はインタ
ーポーザ基板、14は封止樹脂、15は発生したクラッ
クである。
200°C以上の高温にさらされ、上述の水蒸気圧はパ
ッケージの温度上昇と共に急速に増大する。一方封止樹
脂の方はガラス転移温度を越えてしまうために強度が低
下する。したがって、パッケージが水蒸気圧による内圧
で割れてしまう。
インターポーザ基板の間、リードフレームやインターポ
ーザ基板と封止樹脂の間に剥離が発生しないように、接
着を強化するというのが従来の考え方である。この考え
方にしたがってCSP(Chip Size Packege )を作る
と、ダイとインターポーザ基板(あるいはリードフレー
ム)との熱に対する線膨脹率の違いから熱サイクルによ
ってバイメタル効果が生じて、ダイと実装基板の半田接
続部に大きなストレスが発生して、ダイに過度の引っ張
り応力が働いてチップクラックが発生したり、長期信頼
性が損なわれるという問題があった。
接着状況で線熱膨張係数の違いによってチップクラック
が発生している様子を示した。図5で11はダイ(チッ
プ)、12はインターポーザ基板、13はダイボンディ
ング材、15は発生したクラックである。図6に、半導
体装置構成材料の線膨脹係数を示す。この図から分かる
ように、シリコン系のチップとリードフレームや樹脂と
の線膨脹係数の比は、数倍から10数倍程度もあり、ダ
イに応力が働くことが予想される。
半導体パッケージでは、吸湿によるパッケージクラック
を防止するためにダイとインターポーザ基板をしっかり
固定していたが、このために、ダイとインターポーザ基
板との線熱膨張係数の違いによってチップクラックが発
生したり長期信頼性が損なわれる虞が生じる。
方法によって、線熱膨張係数の違いによるチップクラッ
クおよび吸湿によるパッケージクラックを防止すること
が可能な半導体パッケージの実現を課題とする。
め、本発明は、半導体ダイと、この半導体ダイを載置す
る基板と、前記半導体ダイおよび前記基板を封止する封
止樹脂を具備する半導体パッケージにおいて、前記半導
体ダイと前記基板間の少なくとも一部が、空隙または非
固着材料で構成されたことを特徴とする。
記基板に仮固定する仮固定手段を具備し、前記封止樹脂
による封止後、前記仮固定手段による仮固定を解除する
ことによって達成される。
ケージを添付図面を参照にして詳細に説明する。本発明
の考え方は次の通りである。
ザ基板と封止樹脂間は、ダイおよびインターポーザ基板
それぞれに対して非常に密着性が良く、かつ線膨脹率が
ダイおよびインターポーザ基板に近い封止樹脂を選定し
て用いてパッケージングするようにする。逆にダイとイ
ンターポーザ基板間は任意の方法でフリーの関係になる
ような構成を採用する。これによって、ダイとインター
ポーザ基板とは直接は接着されず、封止樹脂間を介して
接合される。したがって、ダイとインターポーザ基板の
線熱膨張係数の違いによって発生するストレスが封止樹
脂の体積中で解消され、ダイにチップクラックが発生す
るのを防止することができる。
スにおいて、初期の段階であるダイボンド工程で、ダイ
ボンド樹脂によってダイとインターポーザ基板とを仮固
定するが、この仮固定は、組み立て後の時点で特別な熱
処理もしくは実装時の熱ストレス(リフロー)等によっ
て剥がれたり解消したりするようにし、これによってダ
イとインターポーザ基板との直接の接着はなくなり、
1)と同様な封止樹脂による間接的な封止だけとなる構
成を採ることができ、ダイとインターポーザ基板の線熱
膨張係数の違いによって発生するストレスの影響を少な
くすることができる。
体パッケージで、インターポーザ基板のダイアタッチエ
リアの中央部に外部に貫通する孔を設ける。これによっ
て、封止時に発生した水蒸気によってダイにクラックが
発生することが防止できる。
体パッケージの要部の断面図を示す。図1において、1
はダイ(チップ)、2はインターポーザ基板、3は封止
樹脂である。この実施の形態では、ダイ1はインターポ
ーザ基板2に対して直接接着されてはおらず、例えば適
当なスペーサなどを介して相互にフリーな状態に置かれ
ている。一方、ダイ1は封止樹脂3によって封止され、
この封止樹脂3はインターポーザ基板2に固着されてい
る。したがって、この封止樹脂3によってダイ1とイン
ターポーザ基板2とは間接的に接着された状態になって
いる。しかし、封止樹脂3は図5のダイボンディング材
13に比べて、体積が遥かに多く、かつ粘弾性的な性質
を残しているので、線膨脹率の違いから発生する引っ張
り応力がこの封止樹脂3中で緩和され、ダイ1の信頼性
が損なわれたり、ダイ1にクラックが発生するのが防止
できる。
体パッケージの要部の断面図を示す。図2において、1
はダイ(チップ)、2はインターポーザ基板、3は封止
樹脂、4はダイボンディング材である。
4として特別な材料を用いるようにする。まずダイ1を
インターポーザ基板2にダイボンディング材4を用いて
仮止めする。その後、ダイ1上の電極とインターポーザ
基板2またはパッケージのリードを接続するワイヤボン
ディング等の作業を行い、さらに封止樹脂3による封止
を行って組立て工程を終了した後に、特別な熱処理を行
うことによって、あるいはこの組み立て工程での実装、
封止時の熱ストレスによって、この仮止めの接着部分が
剥がれるようなダイボンディング材4を用いる。あるい
は、ダイ1の周辺のみをダイボンディング材でインター
ポーザ基板2に仮止めするようにしても良い。周辺のみ
の仮止めであると、その後の実装、封止時の熱ストレス
によって、容易に接着部分が剥がれる。
2に対する直接の接着は解消され、ダイ1は封止樹脂3
によって封止され、この封止樹脂3はインターポーザ基
板2に固着され、ダイ1とインターポーザ基板2とは封
止樹脂3によって間接的に接着され、結果的に図1の第
1の実施の形態と同様の状態になる。
体パッケージの要部の断面図を示す。図3において、1
はダイ(チップ)、2はインターポーザ基板、3は封止
樹脂、4はダイボンディング材またはスペーサ、5はイ
ンターポーザ基板2に設けられた穿孔である。この穿孔
5はインターポーザ基板2のダイ1が載置される位置の
下側のほぼ中央に設けられる。これによって、封止樹脂
の吸湿により封止時にダイ1とインターポーザ基板2の
空間で発生する水蒸気や仮止め用のダイボンディング材
4から発生する水蒸気は、この穿孔5を通じて外部に流
れ、水蒸気圧の高まりを防止し、水蒸気が機械的強度の
弱い方向に侵入することによるパッケージのクラックの
発生を防止することができる。
発明は、半導体ダイと、この半導体ダイを載置する基板
と、半導体ダイおよび基板を封止する封止樹脂を具備す
る半導体パッケージにおいて、半導体ダイと基板間の少
なくとも一部が空隙または非固着材料で構成されたこと
を特徴とする。これによって、ダイとインターポーザ基
板とは直接は接着されず、封止樹脂間を介して接合され
る。したがって、ダイとインターポーザ基板の線熱膨張
係数の違いによって発生するストレスが封止樹脂の体積
中で解消され、ダイにチップクラックが発生するのを防
止することができる。
基板に仮固定する仮固定手段を具備し、封止樹脂による
封止後、仮固定手段による仮固定を解除することを特徴
とする。これによって、仮固定が解除されるとダイとイ
ンターポーザ基板との直接の接着はなくなり、請求項1
の場合と同様な封止樹脂による間接的な封止だけとな
る。したがって、ダイとインターポーザ基板の線熱膨張
係数の違いによって発生するストレスの影響を少なくす
ることができる。
加熱により仮固定を解除することを特徴とする。これに
より、熱処理や組み立て工程での実装、封止時の熱スト
レスによって、容易に仮固定が解除される。
ダイの載置部分の下面に外部と連続する穿孔を具備する
ことを特徴とする。これにより、封止樹脂の吸湿による
水蒸気やダイボンディング材から発生する水蒸気は、こ
の穿孔を通じて外部に流れ、水蒸気圧の高まりを防止
し、水蒸気圧によるパッケージのクラックの発生を防止
することができる。
部の断面図。
要部の断面図。
形態の要部の断面図。
す説明図。
ラックの発生メカニズムを示す説明図。
止樹脂、4…ダイボンディング材、5…穿孔、11…ダ
イ(チップ)、12…インターポーザ基板、13…ダイ
ボンディング材、14…封止樹脂、15…クラック。
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体ダイと、この半導体ダイを載置す
る基板と、前記半導体ダイおよび前記基板を封止する封
止樹脂を具備する半導体パッケージにおいて、 前記半導体ダイと前記基板間の少なくとも一部が空隙ま
たは非固着材料で構成されたことを特徴とする半導体パ
ッケージ。 - 【請求項2】 前記半導体ダイを前記基板に仮固定する
仮固定手段を具備し、 前記封止樹脂による封止後、前記仮固定手段による仮固
定を解除することを特徴とする請求項1に記載の半導体
パッケージ。 - 【請求項3】 前記仮固定手段は加熱により仮固定を解
除することを特徴とする請求項2に記載の半導体パッケ
ージ。 - 【請求項4】 前記基板の前記半導体ダイの載置部分の
下面に外部と連続する穿孔を具備することを特徴とする
請求項1または請求項2に記載の半導体パッケージ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14975598A JP3918303B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 半導体パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14975598A JP3918303B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 半導体パッケージ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11345901A true JPH11345901A (ja) | 1999-12-14 |
JP3918303B2 JP3918303B2 (ja) | 2007-05-23 |
Family
ID=15482050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14975598A Expired - Fee Related JP3918303B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 半導体パッケージ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3918303B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009267041A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置 |
JP2010238731A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Elpida Memory Inc | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2014011456A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Freescale Semiconductor Inc | 空隙を有する半導体パッケージ構造体および形成方法 |
-
1998
- 1998-05-29 JP JP14975598A patent/JP3918303B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009267041A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置 |
JP2010238731A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Elpida Memory Inc | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2014011456A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Freescale Semiconductor Inc | 空隙を有する半導体パッケージ構造体および形成方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3918303B2 (ja) | 2007-05-23 |
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