JPH1145961A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置を構成する回路基板と、樹脂モー
ルドとの間に生じる剥離の発生を防ぎ、水分侵入による
ＩＣチップのパッド電極の腐食を防止する。 【解決手段】 樹脂モールド２８と接する回路基板１２
の一部に穴部３０を形成する。この穴部３０が樹脂モー
ルド２８と回路基板１２との間でアンカーホールの役割
を果たす。この穴部３０の形成は、回路基板１２を製造
する際にボール盤によるドリル加工で行なう。また穴部
３０の数を複数にして、複数の穴部３０全てによって応
力を受ける事も重要である。また配線パターンの配置に
より、穴部３０の形成可能な領域が限定されてしまう場
合には、穴部３０を矩形としてもよい。さらに１つの穴
部３０を形成したら、ドリルと回路基板１２を相対的に
水平方向にずらして、溝を形成してもよい。さらに穴部
３０を設け、そこにアンカ部材を挿入して固定してもよ
い。
ルドとの間に生じる剥離の発生を防ぎ、水分侵入による
ＩＣチップのパッド電極の腐食を防止する。 【解決手段】 樹脂モールド２８と接する回路基板１２
の一部に穴部３０を形成する。この穴部３０が樹脂モー
ルド２８と回路基板１２との間でアンカーホールの役割
を果たす。この穴部３０の形成は、回路基板１２を製造
する際にボール盤によるドリル加工で行なう。また穴部
３０の数を複数にして、複数の穴部３０全てによって応
力を受ける事も重要である。また配線パターンの配置に
より、穴部３０の形成可能な領域が限定されてしまう場
合には、穴部３０を矩形としてもよい。さらに１つの穴
部３０を形成したら、ドリルと回路基板１２を相対的に
水平方向にずらして、溝を形成してもよい。さらに穴部
３０を設け、そこにアンカ部材を挿入して固定してもよ
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に係り、
特にＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）に代表
されるような、回路基板の片側に樹脂モールドが形成さ
れる半導体装置の構造に関する。
特にＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）に代表
されるような、回路基板の片側に樹脂モールドが形成さ
れる半導体装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、ＩＣチップをいわゆるＢＧＡと
呼ばれるエリアアレイ型のパッケージに組み立てた場合
の一般的構造を示す説明図である。同図に示すようなパ
ッケージでは、ＩＣチップ１を回路基板２上にエポキシ
系接着剤などで固定し、ＩＣチップ上のパッド電極３と
回路基板のリード端子４を金属細線５で接続し、しかる
後にこれらを樹脂モールド６で封止している。またＩＣ
チップ搭載面と反対側に設けられた外部電極である半田
球７は、リード端子４と図示しないスルーホールとで接
続されている。
呼ばれるエリアアレイ型のパッケージに組み立てた場合
の一般的構造を示す説明図である。同図に示すようなパ
ッケージでは、ＩＣチップ１を回路基板２上にエポキシ
系接着剤などで固定し、ＩＣチップ上のパッド電極３と
回路基板のリード端子４を金属細線５で接続し、しかる
後にこれらを樹脂モールド６で封止している。またＩＣ
チップ搭載面と反対側に設けられた外部電極である半田
球７は、リード端子４と図示しないスルーホールとで接
続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし図６に示したパ
ッケージの構造では、回路基板２と樹脂モールド６との
接合が十分であるとはいえず、本半導体装置の半田球７
に赤外線などの熱を加えて実装する際（リフロー工程の
際）に、回路基板２と樹脂モールド６との熱膨張係数の
差に起因する反りが生じて剥離を誘発するおそれがあっ
た。
ッケージの構造では、回路基板２と樹脂モールド６との
接合が十分であるとはいえず、本半導体装置の半田球７
に赤外線などの熱を加えて実装する際（リフロー工程の
際）に、回路基板２と樹脂モールド６との熱膨張係数の
差に起因する反りが生じて剥離を誘発するおそれがあっ
た。
【０００４】また回路基板２と、当該回路基板２上に配
置されるＩＣチップ１との熱膨張係数は大きく異なって
いる。このためＩＣチップ１に接触する樹脂モールド６
が、前記熱膨張係数の差に起因するストレスを受け、回
路基板２と樹脂モールド６との間に剥離が生じるおそれ
もあった。
置されるＩＣチップ１との熱膨張係数は大きく異なって
いる。このためＩＣチップ１に接触する樹脂モールド６
が、前記熱膨張係数の差に起因するストレスを受け、回
路基板２と樹脂モールド６との間に剥離が生じるおそれ
もあった。
【０００５】そしてこれらの剥離により水分が樹脂モー
ルド６の内側、すなわちＩＣチップへと侵入し、パッド
電極３を腐食させる可能性があった。
ルド６の内側、すなわちＩＣチップへと侵入し、パッド
電極３を腐食させる可能性があった。
【０００６】本発明は上記従来の問題点に着目し、回路
基板と樹脂モールドとの接合強度を向上させ、回路基板
と樹脂モールドとの間に剥離が生じにくい半導体装置を
提供することを目的とする。
基板と樹脂モールドとの接合強度を向上させ、回路基板
と樹脂モールドとの間に剥離が生じにくい半導体装置を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、回路基板に穴
部を設け、この穴部に樹脂モールドを充填させたり、あ
るいは回路基板側を突出させ樹脂モールド側とのアンカ
リングを行えば、回路基板と樹脂モールドとの接合強度
を向上させることができるという知見に基づいてなされ
たものである。
部を設け、この穴部に樹脂モールドを充填させたり、あ
るいは回路基板側を突出させ樹脂モールド側とのアンカ
リングを行えば、回路基板と樹脂モールドとの接合強度
を向上させることができるという知見に基づいてなされ
たものである。
【０００８】すなわち請求項１に係る半導体装置におい
ては、回路基板の片面にＩＣチップを配置するととも
に、このＩＣチップを前記回路基板と樹脂モールドとで
封止した半導体装置であって、前記回路基板における前
記樹脂モールドとの接触範囲に穴部を設け、この穴部に
前記樹脂モールドを充填したことを特徴としている。請
求項１に記載の半導体装置によれば、当該半導体装置に
加熱等が施されると、回路基板と樹脂モールドとの間に
は、せん断方向や離反方向にストレスが加わる。
ては、回路基板の片面にＩＣチップを配置するととも
に、このＩＣチップを前記回路基板と樹脂モールドとで
封止した半導体装置であって、前記回路基板における前
記樹脂モールドとの接触範囲に穴部を設け、この穴部に
前記樹脂モールドを充填したことを特徴としている。請
求項１に記載の半導体装置によれば、当該半導体装置に
加熱等が施されると、回路基板と樹脂モールドとの間に
は、せん断方向や離反方向にストレスが加わる。
【０００９】しかし回路基板に設けた穴部に樹脂モール
ドが充填されているので、両者は凹凸で噛み合い、せん
断方向や離反方向のストレスに対してアンカリングをな
す。このため回路基板自体を樹脂モールドで内包せずと
も（回路基板の片側のみに樹脂モールドが形成された形
態で）、回路基板と樹脂モールドとの間の接合強度を向
上させることができる。
ドが充填されているので、両者は凹凸で噛み合い、せん
断方向や離反方向のストレスに対してアンカリングをな
す。このため回路基板自体を樹脂モールドで内包せずと
も（回路基板の片側のみに樹脂モールドが形成された形
態で）、回路基板と樹脂モールドとの間の接合強度を向
上させることができる。
【００１０】請求項２に記載の半導体装置においては、
前記穴部は、貫通穴であることを特徴としている。請求
項２に記載の半導体装置によれば、穴部深さを最大限に
することができ、穴部と樹脂モールドとの嵌合度合いを
大きくすることができる。また回路基板の制作時におい
て、当該回路基板に存在するスルーホールの加工の際、
穴部も同時に加工することができるので制作工程の共通
化を図ることができる（穴あけ加工→洗浄等）。さらに
制作時においては樹脂モールドを射出する工程がある
が、この工程の前段階でソルダーレジストもしくはシー
ル等の部材で貫通穴の底部を形成しておけば、回路基板
の背面側（半田ボール側）より樹脂モールドが突出する
のを防止することができる。
前記穴部は、貫通穴であることを特徴としている。請求
項２に記載の半導体装置によれば、穴部深さを最大限に
することができ、穴部と樹脂モールドとの嵌合度合いを
大きくすることができる。また回路基板の制作時におい
て、当該回路基板に存在するスルーホールの加工の際、
穴部も同時に加工することができるので制作工程の共通
化を図ることができる（穴あけ加工→洗浄等）。さらに
制作時においては樹脂モールドを射出する工程がある
が、この工程の前段階でソルダーレジストもしくはシー
ル等の部材で貫通穴の底部を形成しておけば、回路基板
の背面側（半田ボール側）より樹脂モールドが突出する
のを防止することができる。
【００１１】請求項３に記載の半導体装置においては、
前記穴部の側面に突起が形成されていることを特徴とし
ている。請求項３に記載の半導体装置によれば、当該半
導体装置に回路基板と樹脂モールドとを離反させるよう
な力が加わっても、穴部の側面に設けた突起が抜け止め
用としてこの力を受けるので、回路基板と樹脂モールド
とが離反するのを防止することができる。
前記穴部の側面に突起が形成されていることを特徴とし
ている。請求項３に記載の半導体装置によれば、当該半
導体装置に回路基板と樹脂モールドとを離反させるよう
な力が加わっても、穴部の側面に設けた突起が抜け止め
用としてこの力を受けるので、回路基板と樹脂モールド
とが離反するのを防止することができる。
【００１２】請求項４に記載の半導体装置においては、
前記穴部の側面に前記モールド抜け止め用の斜面部が形
成されていることを特徴としている。請求項４に記載の
半導体装置によれば、当該半導体装置に回路基板と樹脂
モールドとを離反させるような力が加わっても、斜面部
によりＩＣチップ側の開口が狭くなっていることから穴
部に充填されたえ樹脂モールドは前記穴部より抜けるこ
とがない。このため回路基板と樹脂モールドとが離反す
るのを防止することができる。
前記穴部の側面に前記モールド抜け止め用の斜面部が形
成されていることを特徴としている。請求項４に記載の
半導体装置によれば、当該半導体装置に回路基板と樹脂
モールドとを離反させるような力が加わっても、斜面部
によりＩＣチップ側の開口が狭くなっていることから穴
部に充填されたえ樹脂モールドは前記穴部より抜けるこ
とがない。このため回路基板と樹脂モールドとが離反す
るのを防止することができる。
【００１３】請求項５に記載の半導体装置においては、
前記穴部は、前記ＩＣチップから引き出される配線パタ
ーンとクロスすることを特徴としている。請求項５に記
載の半導体装置によれば、穴部の位置をパターン幅の狭
い領域、すなわち配線パターンが密集するＩＣチップの
近傍に設置することができる。このため回路基板とＩＣ
との間に熱的ストレス等が発生しても、このストレスを
ＩＣ近傍で受けることができるので回路基板と樹脂モー
ルドとに加わる影響を小さくすることができる。
前記穴部は、前記ＩＣチップから引き出される配線パタ
ーンとクロスすることを特徴としている。請求項５に記
載の半導体装置によれば、穴部の位置をパターン幅の狭
い領域、すなわち配線パターンが密集するＩＣチップの
近傍に設置することができる。このため回路基板とＩＣ
との間に熱的ストレス等が発生しても、このストレスを
ＩＣ近傍で受けることができるので回路基板と樹脂モー
ルドとに加わる影響を小さくすることができる。
【００１４】請求項６に記載の半導体装置においては、
前記穴部は、前記配線パターンの幅内に位置することを
特徴としている。請求項６に記載の半導体装置によれ
ば、電源ラインやＧＮＤライン等の幅広い配線パターン
内にも穴部を配置させることができ、穴部の位置を配線
パターンが密集するＩＣチップの近傍に設置することが
できる。このため回路基板とＩＣとの間に熱的ストレス
等が発生しても、このストレスをＩＣ近傍で受けること
ができるので回路基板と樹脂モールドとに加わる影響を
小さくすることができる。
前記穴部は、前記配線パターンの幅内に位置することを
特徴としている。請求項６に記載の半導体装置によれ
ば、電源ラインやＧＮＤライン等の幅広い配線パターン
内にも穴部を配置させることができ、穴部の位置を配線
パターンが密集するＩＣチップの近傍に設置することが
できる。このため回路基板とＩＣとの間に熱的ストレス
等が発生しても、このストレスをＩＣ近傍で受けること
ができるので回路基板と樹脂モールドとに加わる影響を
小さくすることができる。
【００１５】請求項７に記載の半導体装置においては、
前記穴部は、円形に形成されていることを特徴としてい
る。請求項７に記載の半導体装置によれば、穴部は、回
路基板と樹脂モールドとの間に生じるストレスを方向性
無く、すなわちどの方向からでも均一に受け止めること
ができる。
前記穴部は、円形に形成されていることを特徴としてい
る。請求項７に記載の半導体装置によれば、穴部は、回
路基板と樹脂モールドとの間に生じるストレスを方向性
無く、すなわちどの方向からでも均一に受け止めること
ができる。
【００１６】請求項８に記載の半導体装置においては、
前記穴部は、異形に形成されていることを特徴としてい
る。請求項８に記載の半導体装置によれば、穴部をＩＣ
チップから引き出される配線パターンを避けた形状とし
たり、あるいは配線パターンに倣うような形状としたり
することができ、穴部の面積を確保することができる。
前記穴部は、異形に形成されていることを特徴としてい
る。請求項８に記載の半導体装置によれば、穴部をＩＣ
チップから引き出される配線パターンを避けた形状とし
たり、あるいは配線パターンに倣うような形状としたり
することができ、穴部の面積を確保することができる。
【００１７】請求項９に記載の半導体装置においては、
前記穴部は、前記樹脂モールドとの接触範囲の外周に沿
って配置されていることを特徴としている。請求項９に
記載の半導体装置によれば、回路基板と樹脂モールドと
の熱膨張係数の違いにより生じるせん断力は、ＩＣチッ
プから離れるほど大きく、すなわち樹脂モールドの縁辺
で最大になる。このため樹脂モールドの接触範囲の外側
に沿って穴部を配置すれば数少ない穴部の形成でせん断
力を受けることができる。
前記穴部は、前記樹脂モールドとの接触範囲の外周に沿
って配置されていることを特徴としている。請求項９に
記載の半導体装置によれば、回路基板と樹脂モールドと
の熱膨張係数の違いにより生じるせん断力は、ＩＣチッ
プから離れるほど大きく、すなわち樹脂モールドの縁辺
で最大になる。このため樹脂モールドの接触範囲の外側
に沿って穴部を配置すれば数少ない穴部の形成でせん断
力を受けることができる。
【００１８】請求項１０に記載の半導体装置において
は、前記穴部にアンカ部材を設け、当該アンカ部材にて
前記樹脂モールドにくさびを刺すことを特徴としてい
る。請求項１０に記載の半導体装置によれば、樹脂モー
ルド側に突きだしたアンカ部材もせん断方向や離反方向
のストレスに対してアンカリングをなす。このため回路
基板と樹脂モールドとの接合強度をより向上させること
ができる。
は、前記穴部にアンカ部材を設け、当該アンカ部材にて
前記樹脂モールドにくさびを刺すことを特徴としてい
る。請求項１０に記載の半導体装置によれば、樹脂モー
ルド側に突きだしたアンカ部材もせん断方向や離反方向
のストレスに対してアンカリングをなす。このため回路
基板と樹脂モールドとの接合強度をより向上させること
ができる。
【００１９】請求項１１に記載の半導体装置において
は、前記穴部は複数設けられていることを特徴としてい
る。請求項１１に記載の半導体装置によれば、ＩＣチッ
プの周囲に均等に穴部を配置させることが可能になると
ともに、ストレスが加わる方向には多数の穴部を配置さ
せることが可能となり、回路基板と樹脂モールドとの剥
離を抑えることができる。
は、前記穴部は複数設けられていることを特徴としてい
る。請求項１１に記載の半導体装置によれば、ＩＣチッ
プの周囲に均等に穴部を配置させることが可能になると
ともに、ストレスが加わる方向には多数の穴部を配置さ
せることが可能となり、回路基板と樹脂モールドとの剥
離を抑えることができる。
【００２０】
【発明の実態の形態】以下に本発明に係る半導体装置に
好適な具体的実施の形態を、図面を参照して詳細に説明
する。
好適な具体的実施の形態を、図面を参照して詳細に説明
する。
【００２１】図１は本実施の形態に係る半導体装置の断
面を示した説明図である。同図（１）に示すように、半
導体装置１０では、回路基板１２の片面側に図示しない
接着層を介してＩＣチップ１４が搭載されている。ここ
で回路基板１２は、例えばガラス・エポキシ樹脂銅張積
層板のような有機系基材から構成されている。
面を示した説明図である。同図（１）に示すように、半
導体装置１０では、回路基板１２の片面側に図示しない
接着層を介してＩＣチップ１４が搭載されている。ここ
で回路基板１２は、例えばガラス・エポキシ樹脂銅張積
層板のような有機系基材から構成されている。
【００２２】回路基板１２におけるＩＣチップ１４の搭
載面には、リード端子１６と、このリード端子１６から
引き出される配線パターン１８（図４参照）とが設けら
れている。そして当該配線パターンの他端側は、図示し
ないスルーホールを介して回路基板１２の裏面側（ＩＣ
チップ１４搭載面の裏側）に設けられた半田球２０へと
接続されている。
載面には、リード端子１６と、このリード端子１６から
引き出される配線パターン１８（図４参照）とが設けら
れている。そして当該配線パターンの他端側は、図示し
ないスルーホールを介して回路基板１２の裏面側（ＩＣ
チップ１４搭載面の裏側）に設けられた半田球２０へと
接続されている。
【００２３】一方、ＩＣチップ１４の上面２２にはパッ
ド電極２４が多数形成されており、このパッド電極２４
と、前述したリード端子１６とを金属細線２６で接続す
ることにより、パッド電極２４と半田球２０との導通を
図るようにしている。
ド電極２４が多数形成されており、このパッド電極２４
と、前述したリード端子１６とを金属細線２６で接続す
ることにより、パッド電極２４と半田球２０との導通を
図るようにしている。
【００２４】そしてこのように導通が図られたＩＣチッ
プ１４の周囲に樹脂モールド２８を充填させ、当該ＩＣ
チップ１４を回路基板１２と樹脂モールド２８とで封止
し、これを保護するようにしている。このような構成か
らなる半導体装置１０は、一般的にＢＧＡ（Ｂａｌｌ
Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）と呼ばれ、半田球２０の配置密
度を上げられ多電極化に対応できるとともに、その実装
面積が回路基板１２の面積を越えないことから、高密度
実装用の部品としてよく使用されている。
プ１４の周囲に樹脂モールド２８を充填させ、当該ＩＣ
チップ１４を回路基板１２と樹脂モールド２８とで封止
し、これを保護するようにしている。このような構成か
らなる半導体装置１０は、一般的にＢＧＡ（Ｂａｌｌ
Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）と呼ばれ、半田球２０の配置密
度を上げられ多電極化に対応できるとともに、その実装
面積が回路基板１２の面積を越えないことから、高密度
実装用の部品としてよく使用されている。
【００２５】このような構成を持つ半導体装置１０にお
いて、回路基板１２のＩＣチップ１４搭載位置の周囲に
は、複数の穴部３０が形成されている。当該穴部３０の
形状は、半田球２０側の開口が大径になる円錐形状（逆
テーパ形状）となっており、この穴部３０に内側に樹脂
モールド２８が充填された形態となっている。
いて、回路基板１２のＩＣチップ１４搭載位置の周囲に
は、複数の穴部３０が形成されている。当該穴部３０の
形状は、半田球２０側の開口が大径になる円錐形状（逆
テーパ形状）となっており、この穴部３０に内側に樹脂
モールド２８が充填された形態となっている。
【００２６】同図（２）は、同図（１）の要部拡大図を
示す。同図（２）に示すように、穴部３０における底部
（半田球２０の配置側）３２には、ソルダーレジスト３
４が形成され、射出された樹脂モールド２８が穴部３０
を通過し、半田球２０側へと突出するのを防止するよう
にしている。
示す。同図（２）に示すように、穴部３０における底部
（半田球２０の配置側）３２には、ソルダーレジスト３
４が形成され、射出された樹脂モールド２８が穴部３０
を通過し、半田球２０側へと突出するのを防止するよう
にしている。
【００２７】すなわち穴部３０は以下の手順によって形
成される。
成される。
【００２８】半導体装置１０の製造工程には、回路基板
１２にスルーホールを形成する行程がある。このスルー
ホールは、ドリルによる穴あけ加工によって形成される
が、このスルーホールの形成と同時に専用のドリルを用
い、逆テーパのついた貫通穴を形成しておく。このよう
にスルーホールと穴部３０とを同時に加工することによ
り次段の洗浄工程等も共通化が図れ、製造工程の複雑化
を回避することができる。そして洗浄工程等を経由した
後、底部３２にソルダーレジスト３４を形成させ、その
後ＩＣチップ１４側より樹脂モールド２８を射出する。
なお本実施の形態では、底部３２にソルダーレジスト３
４を形成することで樹脂モールド２８が穴部３０を通過
し、半田球２０側へと突出するのを防止するようにした
が、この形態にこだわる必要もなく例えば、ソルダーレ
ジスト３４の代わりにシール等を底部３２に貼り付け、
樹脂モールド２８の半田球２０側への突出を防止するよ
うにしてもよい。また底部３２に形成するソルダーレジ
スト３４あるいはシール類の厚みは、半田球２０の径に
対して十分薄く設定され（図中ｔ寸法を参照）、半導体
装置１０の実装を妨げないようにしている。
１２にスルーホールを形成する行程がある。このスルー
ホールは、ドリルによる穴あけ加工によって形成される
が、このスルーホールの形成と同時に専用のドリルを用
い、逆テーパのついた貫通穴を形成しておく。このよう
にスルーホールと穴部３０とを同時に加工することによ
り次段の洗浄工程等も共通化が図れ、製造工程の複雑化
を回避することができる。そして洗浄工程等を経由した
後、底部３２にソルダーレジスト３４を形成させ、その
後ＩＣチップ１４側より樹脂モールド２８を射出する。
なお本実施の形態では、底部３２にソルダーレジスト３
４を形成することで樹脂モールド２８が穴部３０を通過
し、半田球２０側へと突出するのを防止するようにした
が、この形態にこだわる必要もなく例えば、ソルダーレ
ジスト３４の代わりにシール等を底部３２に貼り付け、
樹脂モールド２８の半田球２０側への突出を防止するよ
うにしてもよい。また底部３２に形成するソルダーレジ
スト３４あるいはシール類の厚みは、半田球２０の径に
対して十分薄く設定され（図中ｔ寸法を参照）、半導体
装置１０の実装を妨げないようにしている。
【００２９】こうした穴部３０は、樹脂モールド２８に
充填範囲の内側に複数設けられる。図２は、半導体装置
１０の部品配置を示した状態説明図を示す。同図に示す
ように穴部３０は、樹脂モールド２８の充填範囲の四隅
に配置される。
充填範囲の内側に複数設けられる。図２は、半導体装置
１０の部品配置を示した状態説明図を示す。同図に示す
ように穴部３０は、樹脂モールド２８の充填範囲の四隅
に配置される。
【００３０】このように構成された半導体装置１０を加
熱し、当該半導体装置１０が熱的ストレスを受ける状態
を説明する。
熱し、当該半導体装置１０が熱的ストレスを受ける状態
を説明する。
【００３１】上述した半導体装置１０は、プリント回路
基板への実装を行うため、当該プリント基板とともにリ
フロー行程へと投入される。しかし半導体装置１０にお
いては、リフロー行程により加熱されると、回路基板１
２の熱膨張係数（およそ１５×１０−６／℃）と樹脂モ
ールド２８の熱膨張係数（およそ７０×１０−６／℃）
の差によりそりが生じ、両方の材料の間に剥離を誘発し
ようとする力が生ずる。しかし回路基板１２には穴部３
０が設けられているとともに、当該穴部３０には樹脂モ
ールド２８が充填されている。このため穴部３０と樹脂
モールド２８とは、凹凸で噛み合い、せん断方向や離反
方向のストレスに対してアンカリングをなす。よって回
路基板１２と樹脂モールド２との間の接合強度を向上さ
せることができ、両者の間に剥離が生じるのを防止する
ことができる。
基板への実装を行うため、当該プリント基板とともにリ
フロー行程へと投入される。しかし半導体装置１０にお
いては、リフロー行程により加熱されると、回路基板１
２の熱膨張係数（およそ１５×１０−６／℃）と樹脂モ
ールド２８の熱膨張係数（およそ７０×１０−６／℃）
の差によりそりが生じ、両方の材料の間に剥離を誘発し
ようとする力が生ずる。しかし回路基板１２には穴部３
０が設けられているとともに、当該穴部３０には樹脂モ
ールド２８が充填されている。このため穴部３０と樹脂
モールド２８とは、凹凸で噛み合い、せん断方向や離反
方向のストレスに対してアンカリングをなす。よって回
路基板１２と樹脂モールド２との間の接合強度を向上さ
せることができ、両者の間に剥離が生じるのを防止する
ことができる。
【００３２】なお穴部３０が形成されていない半導体装
置の場合、赤外線などによる加熱の後で、プレッシャー
クッカーテスト（Pressure Cooker Test）によって半導
体装置を高温高湿高圧の条件下で吸湿させると、水分が
回路基板１２と樹脂モールド２８との間に生じた剥離部
分を通して侵入し、パッド電極２４に至ってこれを腐食
させ、半導体装置を故障に至らしめることがある。
置の場合、赤外線などによる加熱の後で、プレッシャー
クッカーテスト（Pressure Cooker Test）によって半導
体装置を高温高湿高圧の条件下で吸湿させると、水分が
回路基板１２と樹脂モールド２８との間に生じた剥離部
分を通して侵入し、パッド電極２４に至ってこれを腐食
させ、半導体装置を故障に至らしめることがある。
【００３３】しかし、穴部３０の形成により回路基板１
２と樹脂モールド２８との接合強度が強化された半導体
装置１０においては、このような腐食の故障を免れる事
が可能であり、半導体装置１０の信頼性を向上させるこ
とができる。
２と樹脂モールド２８との接合強度が強化された半導体
装置１０においては、このような腐食の故障を免れる事
が可能であり、半導体装置１０の信頼性を向上させるこ
とができる。
【００３４】ところでこの穴部３０の形成は、リフロー
行程に代表されるような半導体装置１０に加わる赤外線
などによる熱的ストレスに対して有効なばかりではな
い。樹脂モールド２８が形成された後、赤外線などによ
る実装迄の間のプロセスで、半導体装置１０を取り扱う
場合（製造装置の中での搬送，検査中の取り扱い，梱包
時の取り扱い，輸送時の取り扱い）に受ける不慮の機械
的ストレスに対しても同様の効果を有するのである。
行程に代表されるような半導体装置１０に加わる赤外線
などによる熱的ストレスに対して有効なばかりではな
い。樹脂モールド２８が形成された後、赤外線などによ
る実装迄の間のプロセスで、半導体装置１０を取り扱う
場合（製造装置の中での搬送，検査中の取り扱い，梱包
時の取り扱い，輸送時の取り扱い）に受ける不慮の機械
的ストレスに対しても同様の効果を有するのである。
【００３５】また回路基板１２と樹脂モールド２８との
熱膨張係数の違いにより生じるせん断力は、ＩＣチップ
１４から離れるほど大きく、すなわち樹脂モールド２８
の充填領域で最大になる。しかし前述したように穴部３
０は樹脂モールド２８の充填領域の四隅に配置されてい
ることから、この最大となるせん断力を受け止めること
ができ、回路基板１２と樹脂モールド２８との間に剥離
が生じるのを防止することができる。そして樹脂モール
ド２８の充填領域に沿って穴部３０を配置すれば数少な
い穴部３０の形成でせん断力を受けることができる。
熱膨張係数の違いにより生じるせん断力は、ＩＣチップ
１４から離れるほど大きく、すなわち樹脂モールド２８
の充填領域で最大になる。しかし前述したように穴部３
０は樹脂モールド２８の充填領域の四隅に配置されてい
ることから、この最大となるせん断力を受け止めること
ができ、回路基板１２と樹脂モールド２８との間に剥離
が生じるのを防止することができる。そして樹脂モール
ド２８の充填領域に沿って穴部３０を配置すれば数少な
い穴部３０の形成でせん断力を受けることができる。
【００３６】ところでこの穴部３０に加わる応力が当該
穴部３０に充填された樹脂モールド２８のせん断強度を
越えてしまう場合には、穴部３０に充填された樹脂モー
ルド２８が破断し、所定の剥離防止の働きを示さなくな
ってしまう。
穴部３０に充填された樹脂モールド２８のせん断強度を
越えてしまう場合には、穴部３０に充填された樹脂モー
ルド２８が破断し、所定の剥離防止の働きを示さなくな
ってしまう。
【００３７】この様な問題を防止するために、穴部３０
の数を複数にして、複数の穴部３０全てによって応力を
受ける事が重要である。なぜなら、回路基板１２と樹脂
モールド２８の界面に働く水平方向（せん断方向）の力
に対しては、個々の穴部３０の平面図における面積の総
和でこの力を受ける事になるからである（材料力学の
式，剪断応力＝（力）／（断面積）による）。
の数を複数にして、複数の穴部３０全てによって応力を
受ける事が重要である。なぜなら、回路基板１２と樹脂
モールド２８の界面に働く水平方向（せん断方向）の力
に対しては、個々の穴部３０の平面図における面積の総
和でこの力を受ける事になるからである（材料力学の
式，剪断応力＝（力）／（断面積）による）。
【００３８】このように、穴部３０を何箇所に形成する
かは、当該穴部３０の水平方向の力に対するせん断強度
から決められるのである。また前述したように、個々の
穴部３０の平面図における面積の総和が重要になるの
で、穴部３０の数を余り多くできない場合には、個々の
穴部３０の穴径を大きくして面積の総和を所定の値に保
つようにすればよい。
かは、当該穴部３０の水平方向の力に対するせん断強度
から決められるのである。また前述したように、個々の
穴部３０の平面図における面積の総和が重要になるの
で、穴部３０の数を余り多くできない場合には、個々の
穴部３０の穴径を大きくして面積の総和を所定の値に保
つようにすればよい。
【００３９】複数の穴部３０を形成する場合、ドリルで
１つ１つ加工するのが基本だが、能率を重視する場合、
多軸ボール盤を用いて、複数のドリルで加工すれば加工
時間の短縮に役立つものである。
１つ１つ加工するのが基本だが、能率を重視する場合、
多軸ボール盤を用いて、複数のドリルで加工すれば加工
時間の短縮に役立つものである。
【００４０】穴部３０の数は必要最低限に設けるのが望
ましいが、例えばゴルフボールに設けられたディンプル
のように一面に許す限り設ければ耐剥離の安全係数を向
上させる事もできる。但し、コストと回路基板１２の強
度の許す範囲という事になる。
ましいが、例えばゴルフボールに設けられたディンプル
のように一面に許す限り設ければ耐剥離の安全係数を向
上させる事もできる。但し、コストと回路基板１２の強
度の許す範囲という事になる。
【００４１】また穴部３０はドリル加工が基本であるか
ら、円形が標準となる。そしてドリル径≒穴径が最も単
純な方法である。この考え方によれば、必要な穴部３０
の径とほぼ等しい径のドリルを選択するだけで十分であ
る。しかし、穴部３０の径が大きく、適切なドリルが無
い場合には、ドリルの軸と回路基板１２を相対的に移動
させてドリル径より大きな穴部３０を形成する事が可能
である。多軸のボール盤を用いれば、同時に複数のドリ
ル径より大きな穴部３０の径を得られることは、ここで
も同じである。
ら、円形が標準となる。そしてドリル径≒穴径が最も単
純な方法である。この考え方によれば、必要な穴部３０
の径とほぼ等しい径のドリルを選択するだけで十分であ
る。しかし、穴部３０の径が大きく、適切なドリルが無
い場合には、ドリルの軸と回路基板１２を相対的に移動
させてドリル径より大きな穴部３０を形成する事が可能
である。多軸のボール盤を用いれば、同時に複数のドリ
ル径より大きな穴部３０の径を得られることは、ここで
も同じである。
【００４２】ところで回路基板１２とＩＣチップ１４と
は熱膨張係数が著しく異なる。このため半導体装置１０
が加熱されるとＩＣチップ１４周囲の樹脂モールド２８
に熱的ストレスが加わり、回路基板１２と樹脂モールド
２８との間が離反する可能性がある。しかしこのような
おそれがある場合には、ＩＣチップ１４の近傍に穴部３
０を設けることが効果的である。
は熱膨張係数が著しく異なる。このため半導体装置１０
が加熱されるとＩＣチップ１４周囲の樹脂モールド２８
に熱的ストレスが加わり、回路基板１２と樹脂モールド
２８との間が離反する可能性がある。しかしこのような
おそれがある場合には、ＩＣチップ１４の近傍に穴部３
０を設けることが効果的である。
【００４３】ＩＣチップ１４の角部（四隅）近傍に穴部
３０を形成すれば、回路基板１２とＩＣチップ１４との
間に生じるストレスを当該ＩＣチップ１４の近傍で受け
ることができる。このためストレスによる影響がＩＣチ
ップ１４の周囲に伝達されず回路基板と樹脂モールドと
の間に剥離が生じるのを防止することができる。
３０を形成すれば、回路基板１２とＩＣチップ１４との
間に生じるストレスを当該ＩＣチップ１４の近傍で受け
ることができる。このためストレスによる影響がＩＣチ
ップ１４の周囲に伝達されず回路基板と樹脂モールドと
の間に剥離が生じるのを防止することができる。
【００４４】ところでＩＣチップ１４の周囲には配線パ
ターン１８が密集している。この領域に穴部３０を配置
するには以下の形態を用いるようにすればよい。図３
は、穴部３０と配線パターン１８との関係を示す説明図
である。同図（１）に示すように、配線パターン１８と
穴部３０とを交錯させたり、あるいは同図（２）に示す
ように、配線パターン１８の幅内に穴部３０を位置させ
ればよい。このように穴部３０と配線パターン１８との
位置関係を設定すれば、ＩＣチップ１４の近傍に穴部３
０を配置させることができる。
ターン１８が密集している。この領域に穴部３０を配置
するには以下の形態を用いるようにすればよい。図３
は、穴部３０と配線パターン１８との関係を示す説明図
である。同図（１）に示すように、配線パターン１８と
穴部３０とを交錯させたり、あるいは同図（２）に示す
ように、配線パターン１８の幅内に穴部３０を位置させ
ればよい。このように穴部３０と配線パターン１８との
位置関係を設定すれば、ＩＣチップ１４の近傍に穴部３
０を配置させることができる。
【００４５】また同図（３）に示すように穴部３０の形
状を異形とすれば、配線パターン１８の形状を避けた形
状としたり、あるいは配線パターン１８の方向に沿った
形状にすることができる。このため穴径３０の面積を大
きくすることができ、数少ない穴部３０で熱的ストレス
を受けることができる。なお穴部３０の形状を矩形とす
れば、穴部３０を円形とするよりも一層面積を大きく取
れる事が多い。穴部３０を矩形としたときの加工法は、
ドリル径より大きな円形の穴部３０の径を得る際と同様
であり、ドリルの軸と回路基板１２を相対的に移動させ
て形成すればよい。
状を異形とすれば、配線パターン１８の形状を避けた形
状としたり、あるいは配線パターン１８の方向に沿った
形状にすることができる。このため穴径３０の面積を大
きくすることができ、数少ない穴部３０で熱的ストレス
を受けることができる。なお穴部３０の形状を矩形とす
れば、穴部３０を円形とするよりも一層面積を大きく取
れる事が多い。穴部３０を矩形としたときの加工法は、
ドリル径より大きな円形の穴部３０の径を得る際と同様
であり、ドリルの軸と回路基板１２を相対的に移動させ
て形成すればよい。
【００４６】また穴部３０の断面形状は、半田球２０側
の開口が大径になる円錐形状（逆テーパ形状）にこだわ
ることもなく、回路基板１２と樹脂モールド２８との接
合強度の向上を図ることができれば、他の形態を用いて
もよい。図４は穴部３０の他の応用例を示した断面図で
ある。同図（１）に示すように穴部３０をストレートの
貫通穴とすれば、製造時にスルーホールを形成するドリ
ルを共用化することができる。また同図（２）に示すよ
うに穴部３０の側面に突起３６を形成すれば、突起３６
と樹脂モールド２８とが凹凸にかみ合い、回路基板１２
と樹脂モールド２８との接合強度を向上させることがで
きる。
の開口が大径になる円錐形状（逆テーパ形状）にこだわ
ることもなく、回路基板１２と樹脂モールド２８との接
合強度の向上を図ることができれば、他の形態を用いて
もよい。図４は穴部３０の他の応用例を示した断面図で
ある。同図（１）に示すように穴部３０をストレートの
貫通穴とすれば、製造時にスルーホールを形成するドリ
ルを共用化することができる。また同図（２）に示すよ
うに穴部３０の側面に突起３６を形成すれば、突起３６
と樹脂モールド２８とが凹凸にかみ合い、回路基板１２
と樹脂モールド２８との接合強度を向上させることがで
きる。
【００４７】また同図（３）に示すように穴部３０の代
わりにアリ溝３８を回路基板１２に形成するようにして
も同様の効果を得ることができる。すなわち、回路基板
１２と樹脂モールド２８の界面に生ずる水平方向の力に
対して、アリ溝３８の平面図における面積でこの力を受
けるからである。穴部３０の強度を向上させる場合と同
様、アリ溝３８の強度向上の際も、当該アリ溝３８を複
数形成する事がよい。
わりにアリ溝３８を回路基板１２に形成するようにして
も同様の効果を得ることができる。すなわち、回路基板
１２と樹脂モールド２８の界面に生ずる水平方向の力に
対して、アリ溝３８の平面図における面積でこの力を受
けるからである。穴部３０の強度を向上させる場合と同
様、アリ溝３８の強度向上の際も、当該アリ溝３８を複
数形成する事がよい。
【００４８】当然、１つ１つのアリ溝３８の平面図上で
の面積の総和が重要なので、面積の小さなアリ溝３８を
数多く形成しても、面積の大きなアリ溝３８を数少なく
形成してもほぼ同様の効果が得られる。回路基板１２上
の空きスペースとの兼ね合いで決めればよい。なおアリ
溝３８の製造は側面台形型のカッタを回路基板１２に対
し移動させればよい。
の面積の総和が重要なので、面積の小さなアリ溝３８を
数多く形成しても、面積の大きなアリ溝３８を数少なく
形成してもほぼ同様の効果が得られる。回路基板１２上
の空きスペースとの兼ね合いで決めればよい。なおアリ
溝３８の製造は側面台形型のカッタを回路基板１２に対
し移動させればよい。
【００４９】穴部３０同様、溝部３８も回路基板１２
の、ＩＣチップ１４から遠い領域に設ける方が効果があ
る。
の、ＩＣチップ１４から遠い領域に設ける方が効果があ
る。
【００５０】また特殊な例として、穴部３０を設け、そ
こに棒部を挿入して固定しても同様の効果が得られる。
こに棒部を挿入して固定しても同様の効果が得られる。
【００５１】図５は穴部３０にアンカ部材を嵌合させ、
当該アンカ部材にて樹脂モールド２８にくさびを打ち込
んだ形態を示す。アンカ部材４０としては、金属（４２
アロイ，銅系など）が強度的に望ましい。また穴部３０
へのアンカ部材４０の固定方法としては、接着剤による
もの、穴部３０に雌ねじ、棒部に雄ねじを形成するもの
などが有効である。
当該アンカ部材にて樹脂モールド２８にくさびを打ち込
んだ形態を示す。アンカ部材４０としては、金属（４２
アロイ，銅系など）が強度的に望ましい。また穴部３０
へのアンカ部材４０の固定方法としては、接着剤による
もの、穴部３０に雌ねじ、棒部に雄ねじを形成するもの
などが有効である。
【００５２】更に、穴部３０は貫通穴として、回路基板
１２の下側からボルト４２を挿入し、上側からナット４
４をねじ込んで固定する方法もある。これは強度的に非
常に高い構造が得られる。
１２の下側からボルト４２を挿入し、上側からナット４
４をねじ込んで固定する方法もある。これは強度的に非
常に高い構造が得られる。
【００５３】また図示しないが、回路基板１２のＩＣチ
ップ１４搭載領域の全体を開口部とし、ＩＣチップ１が
その開口部内に収納されることで、回路基板１２の周囲
にＩＣチップ１４を囲むように突起部が設けられてもよ
い。
ップ１４搭載領域の全体を開口部とし、ＩＣチップ１が
その開口部内に収納されることで、回路基板１２の周囲
にＩＣチップ１４を囲むように突起部が設けられてもよ
い。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
路基板の片面にＩＣチップを配置するとともに、このＩ
Ｃチップを前記回路基板と樹脂モールドとで封止した半
導体装置であって、前記回路基板における前記樹脂モー
ルドとの接触範囲に穴部を設け、この穴部に前記樹脂モ
ールドを充填したことから、第１に回路基板と樹脂モー
ルドとの間に生ずる熱応力によって誘発されやすい両材
料間の剥離を防止することが可能になり、剥離部からＩ
Ｃチップに向かって水分が侵入しパッド電極を腐食させ
て半導体装置自体を故障させてしまうという深刻な問題
を解決することができる。
路基板の片面にＩＣチップを配置するとともに、このＩ
Ｃチップを前記回路基板と樹脂モールドとで封止した半
導体装置であって、前記回路基板における前記樹脂モー
ルドとの接触範囲に穴部を設け、この穴部に前記樹脂モ
ールドを充填したことから、第１に回路基板と樹脂モー
ルドとの間に生ずる熱応力によって誘発されやすい両材
料間の剥離を防止することが可能になり、剥離部からＩ
Ｃチップに向かって水分が侵入しパッド電極を腐食させ
て半導体装置自体を故障させてしまうという深刻な問題
を解決することができる。
【００５５】第２に、半導体装置取り扱い中に加わる不
慮の機械的ストレスに対しても、熱ストレスの場合と同
様に、剥離の発生を防止することができる。
慮の機械的ストレスに対しても、熱ストレスの場合と同
様に、剥離の発生を防止することができる。
【図１】本実施の形態に係る半導体装置の断面を示した
説明図である。
説明図である。
【図２】穴部３０の各種応用例を示した要部拡大図であ
る。
る。
【図３】穴部３０と配線パターン１８との関係を示す説
明図である。
明図である。
【図４】穴部３０の他の応用例を示した断面図である。
【図５】穴部３０にアンカ部材を嵌合させ、当該アンカ
部材にて樹脂モールド２８にくさびを打ち込んだ形態を
示す。
部材にて樹脂モールド２８にくさびを打ち込んだ形態を
示す。
【図６】ＩＣチップをいわゆるＢＧＡと呼ばれるエリア
アレイ型のパッケージに組み立てた場合の一般的構造を
示す説明図である。
アレイ型のパッケージに組み立てた場合の一般的構造を
示す説明図である。
１ ＩＣチップ ２ 回路基板 ３ パッド電極 ４ リード電極 ５ 金属細線 ６ 樹脂モールド ７ 半田球 １０ 半導体装置 １２ 回路基板 １４ ＩＣチップ １６ リード端子 １８ 配線パターン ２０ 半田球 ２２ 上面 ２４ パッド電極 ２６ 金属細線 ２８ 樹脂モールド ３０ 穴部 ３２ 底部 ３４ ソルダーレジスト ３６ 突起 ３８ アリ溝 ４０ アンカ部材 ４２ ボルト ４４ ナット
Claims (11)
- 【請求項１】 回路基板の片面にＩＣチップを配置する
とともに、このＩＣチップを前記回路基板と樹脂モール
ドとで封止した半導体装置であって、前記回路基板にお
ける前記樹脂モールドとの接触範囲に穴部を設け、この
穴部に前記樹脂モールドを充填したことを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項２】 前記穴部は、貫通穴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】 前記穴部の側面に突起が形成されている
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
体装置。 - 【請求項４】 前記穴部の側面に前記モールド抜け止め
用の斜面部が形成されていることを特徴とする請求項１
または請求項２に記載の半導体装置。 - 【請求項５】 前記穴部は、前記ＩＣチップから引き出
される配線パターンとクロスすることを特徴とする請求
項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項６】 前記穴部は、前記配線パターンの幅内に
位置することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れかに記載の半導体装置。 - 【請求項７】 前記穴部は、円形に形成されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
半導体装置。 - 【請求項８】 前記穴部は、異形に形成されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
半導体装置。 - 【請求項９】 前記穴部は、前記樹脂モールドとの接触
範囲の外周に沿って配置されていることを特徴とする請
求項１乃至請求項６のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項１０】前記穴部にアンカ部材を設け、当該アン
カ部材にて前記樹脂モールドにくさびを刺すことを特徴
とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の半導体
装置。 - 【請求項１１】前記穴部は複数設けられていることを特
徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の半導
体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10144899A JPH1145961A (ja) | 1997-05-26 | 1998-05-26 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-135370 | 1997-05-26 | ||
| JP13537097 | 1997-05-26 | ||
| JP10144899A JPH1145961A (ja) | 1997-05-26 | 1998-05-26 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1145961A true JPH1145961A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=26469229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10144899A Withdrawn JPH1145961A (ja) | 1997-05-26 | 1998-05-26 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1145961A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003092464A (ja) * | 2001-09-17 | 2003-03-28 | Nec Corp | 回路基板、半導体パッケージの実装構造および半導体パッケージの実装方法 |
| JP2008147270A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置及びその製造方法 |
| JP2009117469A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Asmo Co Ltd | 樹脂封止型電子部品装置 |
| JP2010103420A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Nec Tokin Corp | 固体電解コンデンサ |
| JP2010219346A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Toshiba Corp | プリント回路板及びプリント回路板を備えた電子機器 |
| US7888869B2 (en) | 2005-12-02 | 2011-02-15 | Nichia Corporation | Light emitting device |
| JP2016225361A (ja) * | 2015-05-27 | 2016-12-28 | 京セラ株式会社 | 電子部品搭載用基板、電子装置および電子モジュール |
| JP2018174188A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 大日本印刷株式会社 | 導電基板およびその製造方法 |
-
1998
- 1998-05-26 JP JP10144899A patent/JPH1145961A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040413 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040610 |