JPH118334A - ボールグリッドアレイパッケージの中間体及び製造方法 - Google Patents
ボールグリッドアレイパッケージの中間体及び製造方法Info
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Abstract
損傷を低減するボールグリッドアレイパッケージの中間
体と電子部品の製造方法の提供。 【解決手段】 外部接続用の半田ボール11を備え単一
のボールグリッドアレイパッケージに対応する同一の区
画を複数個備えた単一の合成樹脂製の樹脂基板10と,
素子31との接続端子21を備え樹脂基板の各区画に接
合される複数のセラミック基板20とを有し,セラミッ
ク基板20の底面と樹脂基板の上面との間は,半田25
等の導電体により電気的に接続すると共に合成樹脂製の
アンダーフィル27が充填されており,アンダーフィル
の熱膨張係数は,セラミック基板と樹脂基板の熱膨張係
数の中間の値を有しているボールグリッドアレイパッケ
ージ製造用の中間体851,852及び上記中間体を用
いた電子部品81の製造方法。
Description
ジを構成する複数の基板ユニットに分割することのでき
るボールグリッドアレイパッケージ部品製造用の中間
体,並びにボールグリッドアレイパッケージの電子部品
の製造方法に関する。
品90の基本的な構成は,図4に示すように,基板92
に搭載された半導体チップなどの半導体素子91と,プ
リント配線基板96に接合し且つ電気的に接続するため
の半田ボール93とを有し,樹脂モールド95で半導体
素子91を気密封止したり,絶縁性のキャップを用いて
封止したりしている。同図において,符号941はボン
ディングワイヤー,符号942は基板92に形成された
導体回路である。
ージの電子部品90を製造する手順は,始めに基板92
と半導体素子91とをそれぞれ別個の工程で製作し,続
いて基板92に素子91を接合すると共にボンディング
ワイヤー942で基板92と素子91とを接続し,その
後,樹脂モールド95で半導体素子91を気密封止し,
或いは絶縁性のキャップを用いて封止する。
としては,フリップチップ方式のようなボンディングワ
イヤーを使用しない方法もある。そして,基板92の材
料は,例えばアルミナ等のセラミックが多く用いられて
いる。また,プリント配線基板96には,合成樹脂製の
基板が多く用いられている。
リッドアレイパッケージの電子部品90の基板92とし
てセラミックを用い,合成樹脂製のプリント配線基板9
6に搭載した場合には,次のような問題点がある。
脂製のプリント配線基板96との間の熱膨張係数の差に
より,電子部品90とプリント配線基板96との間に熱
応力が働き,半田ボール93にクラック等が発生して接
合信頼性を著しく損なうため,ボールグリッドアレイパ
ッケージの大きさ(面積)が制限されることである。
積が大きいほど上記両部間に働く熱応力の大きさも大き
くなるからである。その結果,電子部品1個当たりの大
きさ(面積)が制限され,ひいては電子部品を搭載する
プリントボード及び装置の小型化も妨げられることにな
る。例えば,基板92にアルミナを用い,プリント配線
基板96の材料としてガラスエポキシ等を用いた場合に
は,上記ボールグリッドアレイパッケージの大きさは2
5mm×25mm程度に制限される。
を製造する中間段階において,基板92や素子91を運
搬したり保管したりする場合に,基板92や素子91が
損傷するという問題がある。
されたものであり,電子部品と電子部品を搭載する樹脂
製のプリント配線板との間の熱応力を軽減して部品を大
型化する第1の課題と,製造段階における基板などの損
傷を低減することのできる第2の課題とを解決するボー
ルグリッドアレイパッケージ製造用の中間体の提供,並
びに上記課題を解決するボールグリッドアレイパッケー
ジの電子部品の製造方法を提供しようとするものであ
る。
アレイパッケージを構成する複数の基板ユニットに分割
することのできるパッケージ製造用の中間体であって,
外部接続用の半田ボールを備え単一のボールグリッドア
レイパッケージに対応する同一の区画を複数個備えた単
一の合成樹脂製の樹脂基板と,素子との接続端子を備え
上記樹脂基板の各区画に接合される複数のセラミック基
板とを有しており,上記セラミック基板の底面と樹脂基
板の上面との間は,導電体により電気的に接続すると共
に合成樹脂製のアンダーフィルが充填されており,上記
アンダーフィルの熱膨張係数は,上記セラミック基板の
熱膨張係数と上記樹脂基板の熱膨張係数の中間の値を有
していることを特徴とするボールグリッドアレイパッケ
ージ製造用の中間体にある。
点は,中間体を構成する樹脂基板には,半田ボールを備
え単一のボールグリッドアレイパッケージを形成する区
画が複数個形成されており,上記樹脂基板の各区画には
セラミック基板が接合されていることである。従って,
上記樹脂基板を切断し各区画に分割することにより,上
記中間体から,単一のボールグリッドアレイパッケージ
を構成する複数の基板ユニットを得ることができる。そ
して,上記基板ユニットは,外部接続用の半田ボールを
備えた樹脂基板と素子を搭載するセラミック基板とから
なる。
ニットを一体として保持するから,電子部品を製造する
中間段階において,基板ユニットを運搬したり保管した
りする場合に,取り扱いが容易になると共に,バラバラ
の基板ユニットで保持する場合に比べて基板ユニットの
損傷が生じにくくなり,製品の品質を向上させることが
できる。
点は,上記基板ユニットには,素子を搭載するセラミッ
ク基板の他に底面に半田ボールを接合した合成樹脂製の
樹脂基板がもう一つ設けられており,かつ上記セラミッ
ク基板と樹脂基板との間にアンダーフィルを介設させて
あること,そして,上記アンダーフィルの熱膨張係数
は,上記セラミック基板の熱膨張係数と上記樹脂基板の
熱膨張係数の中間の値を有していることである。
位置する外部との接続用の基板を樹脂基板としたことに
より,電子部品が搭載されるプリント配線基板を合成樹
脂製の基板とした場合にも,電子部品の底部とプリント
配線基板との間に働く熱応力を小さくすることができ
る。何故ならば,従来のように電子部品の底部をセラミ
ック基板とした場合に比べて,樹脂製のプリント配線基
板とパッケージ底部との間の熱膨張係数の差が少なくな
るからである。従って,より面積の大きな大型のボール
グリッドアレイパッケージを電子部品用に使用すること
が可能となり,電子装置の集約度を向上させることがで
きる。
の内部においては,セラミック基板と樹脂基板の間に中
間的な熱膨張係数のアンダーフィルを介設させてあるた
め,上記上下の基板間に働く熱応力は分散されて低減す
ることがある。その結果,上記のようにボールグリッド
アレイパッケージの面積を大きくしても,セラミック基
板と樹脂基板との間の強度の低下や信頼性の低下などの
不具合が生じにくくなる。
と電子部品を搭載する樹脂製のプリント配線板との間の
熱応力を軽減して部品を大型化する第1の課題と,製造
段階における基板などの損傷を低減することのできる第
2の課題とを同時に解決するボールグリッドアレイパッ
ケージ製造用の中間体の提供することができる。
記中間体は,請求項2に記載のように,更に,セラミッ
ク基板に半導体素子を実装し素子シールまたはケーシン
グを施したものとしてもよい。そして,上記素子付きの
中間体を各区画に分割してボールグリッドアレイパッケ
ージ部品の完成体を得る。
ク基板の底面と樹脂基板の上面とを接続する導電体を半
田部材とした場合には,外部接続用の半田ボールは,前
記中継用の半田部材よりも融点が低い共晶半田とするこ
とが好ましい。これによって,ボールグリッドアレイパ
ッケージのプリント配線板への接続時に,外部接続用の
半田ボールを介して,中継用の半田が溶融する不具合を
防止することができるからである。その結果,ボールグ
リッドアレイパッケージ部品をプリント配線板へ搭載す
る時に加熱されても,セラミック基板と樹脂基板の間の
半田部材は溶融したりしないので,セラミック基板と樹
脂基板の間の剥離やズレ等の問題は起こらなくなる。
アレイパッケージの電子部品の製造方法であって,外部
接続用の半田ボールを備えた複数の区画からなる単一の
合成樹脂製の樹脂基板を製作する第1の工程と,搭載す
る素子との接続端子を備えたセラミック基板を製作する
第2の工程と,上記樹脂基板の各区画に上記セラミック
基板を接合する第3の工程と,樹脂基板へ搭載後の上記
セラミック基板に素子を実装しシールまたはケーシング
を行う第4の工程と,素子実装後の上記樹脂基板を各区
画別に切断する第5の工程とからなり,上記第3工程に
おいては,セラミック基板の底面と樹脂基板の上面との
間を導電体により電気的に接続すると共に両面間に合成
樹脂製のアンダーフィルを充填して接合し,上記アンダ
ーフィルの熱膨張係数を上記セラミック基板の熱膨張係
数と上記樹脂基板の熱膨張係数の中間の値に設定するこ
とを特徴とするボールグリッドアレイパッケージの電子
部品の製造方法にある。
点は,第1工程で製作する樹脂基板には,半田ボールを
備え単一のボールグリッドアレイパッケージを形成する
区画が複数個形成されており,第3工程において上記樹
脂基板の各区画にセラミック基板が接合され,続く第4
工程において素子が実装されることである。従って,第
5工程において上記樹脂基板を切断し各区画に分割する
ことにより,単一のボールグリッドアレイパッケージを
構成する複数のボールグリッドアレイパッケージ部品を
得ることができる。
は複数の基板ユニットを一体として保持するから,電子
部品を製造する中間段階において,基板ユニットを運搬
したり保管したりする場合に,取り扱いが容易になると
共に,バラバラの基板ユニットで保持する場合に比べて
基板ユニットの損傷が生じにくくなり,製品の品質を向
上させることができる。
点は,上記基板ユニットには,素子を搭載するセラミッ
ク基板の他に底面に半田ボールを接合した合成樹脂製の
樹脂基板がもう一つ設けられており,かつ上記セラミッ
ク基板と樹脂基板との間にアンダーフィルを介設させて
あること,そして,上記アンダーフィルの熱膨張係数
は,上記セラミック基板の熱膨張係数と上記樹脂基板の
熱膨張係数の中間の値を有していることである。
べたと同様の第1,第2の作用効果を得ることができ
る。従って,本発明によれば,電子部品と電子部品を搭
載する樹脂製のプリント配線板との間の熱応力を軽減し
て部品を大型化する第1の課題と,製造段階における基
板などの損傷を低減することのできる第2の課題とを同
時に解決するボールグリッドアレイパッケージ部品の製
造方法を提供することができる。
ック基板の底面と樹脂基板の上面とを接続する導電体を
半田部材とした場合には,外部接続用の半田ボールは,
前記中継用の半田部材よりも融点が低い共晶半田とする
ことが好ましい。これによって,ボールグリッドアレイ
パッケージのプリント配線板への接続時に,外部接続用
の半田ボールを介して,中継用の半田が溶融する不具合
を防止することができるからである。
ージの電子部品81の製造方法であって,図2に示すよ
うに外部接続用の半田ボール15を備えた複数の区画1
1からなる単一の合成樹脂製の樹脂基板10を製作する
第1の工程と,搭載する半導体素子31との接続端子2
1を備えた図1(a)に示すセラミック基板20を製作
する第2の工程と,図1(b),(c)に示すように樹
脂基板10の各区画11(図2,図3)にセラミック基
板20を接合する第3の工程と,図1(d)に示すよう
に樹脂基板10へ搭載後のセラミック基板20に半導体
素子31を実装する第4の工程と,素子31の実装後の
樹脂基板10を各区画11別に切断し,図1(e)に示
すように単一のボールグリッドアレイパッケージ部品8
1を得る第5の工程とからなる。
に,上記第3工程においては,セラミック基板20の底
面と樹脂基板10の上面との間を半田部材25により電
気的に接続すると共に両面間に合成樹脂製のアンダーフ
ィル27を充填して接合する。そして,アンダーフィル
27の熱膨張係数をセラミック基板20の熱膨張係数と
樹脂基板10の熱膨張係数の中間の値に設定する。
ボールグリッドアレイパッケージ部品81製造用の第1
の中間体851は,図1(c)に示すように,外部接続
用の半田ボール15を備え単一のボールグリッドアレイ
パッケージに対応する同一の区画11を複数個備えた単
一の合成樹脂製の樹脂基板10と,半導体素子31との
接続端子21を備え樹脂基板10の各区画11に接合さ
れる複数のセラミック基板20とを有している。
基板10の上面との間は,半田部材25により電気的に
接続すると共に合成樹脂製のアンダーフィル27が充填
されている。また,外部接続用の半田ボール15は,上
記半田部材25よりも融点が低い共晶半田である。そし
て,図1(d),図3に示すように,第4工程終了時に
おける第2中間体852には,半導体素子31が実装さ
れている。
脂基板10の本体を形成する合成樹脂はガラスエポキシ
であり,セラミック基板11との間に充填されるアンダ
ーフィル27の材料はエポキシ樹脂である。そして,中
継用の半田部材25は,融点280℃ぐらいの高融点半
田であり,半田ボール15は,中継用の半田部材25よ
りも融点が低い共晶半田である。なお図1(d),
(e)において,符号32はボンディングワイヤー,符
号13は半田部材25と半田ボール15との間を接続す
るビアホールである。
ージの電子部品81は,次のような工程により製作され
る。始めに図示しない回路パターンとビアホールとを形
成したセラミック基板20と,ビアホール13を形成し
た樹脂基板10とを別個に製作し,図1(b)に示すよ
うに,樹脂基板10とセラミック基板20とを中継用の
半田部材25で接合する。
注入する方法によりアンダーフィル27を両基板10,
20の間に形成し,第1の中間体851を得る。その後
は,同図(d),図3に示すように,従来と同様の方法
により半導体素子31を搭載し,ボンディングワイヤー
32で接続し,第2の中間体852を得る。上記のよう
に素子31を実装した後,素子部全体を樹脂41で封止
して樹脂基板10を各区画11別に切断し,図1(e)
に示すように単一のボールグリッドアレイパッケージ部
品81を得る。
は,第1工程で製作する樹脂基板10には,半田ボール
15を備え単一のボールグリッドアレイパッケージを形
成する区画11が複数個形成されており,第3工程にお
いて上記樹脂基板10の各区画11にセラミック基板2
0が接合される。そして,続く第4工程において半導体
素子31が実装され,第5工程において上記樹脂基板1
0を切断し各区画11に分割することにより,単一のボ
ールグリッドアレイパッケージ部品81を得ることがで
きる。
51,852を形成し,そこに最終的に分離独立し単一
のボールグリッドアレイパッケージを構成する複数の基
板ユニットを一体として保持するから,電子部品81を
製造する中間段階において,上記基板ユニットを運搬し
たり保管したりする場合に,バラバラの基板ユニットで
保持する場合に比べて基板ユニットの損傷が生じにくく
なり,製品の品質を向上させることができる。
搭載するセラミック基板20の他に底面に半田ボールを
接合した外部接続用の樹脂基板10がもう一つ設けられ
ている。また,上記セラミック基板20と樹脂基板10
との間にアンダーフィル27を介設させてあり,アンダ
ーフィル27の熱膨張係数は,セラミック基板20の熱
膨張係数と樹脂基板10の熱膨張係数の中間の値を有し
ている。
脂製としたことにより,電子部品81が搭載されるプリ
ント配線基板を合成樹脂基板とした場合にも,電子部品
81の底部とプリント配線基板との間に働く熱応力を小
さくすることができる。樹脂製のプリント配線基板と部
品81での接合部(樹脂基板10)との間の熱膨張係数
の差が少なくなるからである。従って,より面積の大き
な大型のボールグリッドアレイパッケージを電子部品用
にに使用することが可能となり,電子装置の集約度を向
上させることができる。
ミック基板20と樹脂基板10の間に両者の中間的な熱
膨張係数のアンダーフィル27を介設させてあるため,
上下の基板10,20に働く熱応力は分散されて低減す
る。その結果,上記のようにボールグリッドアレイパッ
ケージの面積を大きくしても,セラミック基板20と樹
脂基板10との間の強度の低下や信頼性の低下などの不
具合が生じにくくなる。
子部品81を搭載する樹脂製のプリント配線板との間の
熱応力を軽減して部品81を大型化する第1の課題と,
製造段階における基板10,20の損傷を低減すること
のできる第2の課題とを同時に解決することのできるボ
ールグリッドアレイパッケージ部品81の製造方法を提
供することができる。
と電子部品を搭載する樹脂製のプリント配線板との間の
熱応力を軽減して部品を大型化する第1の課題と,製造
段階における基板などの損傷を低減することのできる第
2の課題とを同時に解決するボールグリッドアレイパッ
ケージ製造用の中間体,並びに上記課題を解決するボー
ルグリッドアレイパッケージの電子部品の製造方法を得
ることができる。
工程の流れを示す図。
面断面図。
一例を示す断面図。
Claims (5)
- 【請求項1】 ボールグリッドアレイパッケージを構成
する複数の基板ユニットに分割することのできるパッケ
ージ製造用の中間体であって,外部接続用の半田ボール
を備え単一のボールグリッドアレイパッケージに対応す
る同一の区画を複数個備えた単一の合成樹脂製の樹脂基
板と,素子との接続端子を備え上記樹脂基板の各区画に
接合される複数のセラミック基板とを有しており,上記
セラミック基板の底面と樹脂基板の上面との間は,導電
体により電気的に接続すると共に合成樹脂製のアンダー
フィルが充填されており,上記アンダーフィルの熱膨張
係数は,上記セラミック基板の熱膨張係数と上記樹脂基
板の熱膨張係数の中間の値を有していることを特徴とす
るボールグリッドアレイパッケージ製造用の中間体。 - 【請求項2】 請求項1記載の中間体の前記セラミック
基板に半導体素子が実装され素子シールまたはケーシン
グがなされていることを特徴とするボールグリッドアレ
イパッケージ製造用の素子付き中間体。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2において,前記
セラミック基板の底面と樹脂基板の上面とを接続する導
電体は半田部材であり,前記外部接続用の半田ボール
は,上記半田部材よりも融点が低い共晶半田であること
を特徴とするボールグリッドアレイパッケージ製造用の
中間体。 - 【請求項4】 ボールグリッドアレイパッケージの電子
部品の製造方法であって,外部接続用の半田ボールを備
えた複数の区画からなる単一の合成樹脂製の樹脂基板を
製作する第1の工程と,搭載する素子との接続端子を備
えたセラミック基板を製作する第2の工程と,上記樹脂
基板の各区画に上記セラミック基板を接合する第3の工
程と,樹脂基板へ搭載後の上記セラミック基板に素子を
実装しシールまたはケーシングを行う第4の工程と,素
子実装後の上記樹脂基板を各区画別に切断する第5の工
程とからなり,上記第3工程においては,セラミック基
板の底面と樹脂基板の上面との間を導電体により電気的
に接続すると共に両面間に合成樹脂製のアンダーフィル
を充填して接合し,上記アンダーフィルの熱膨張係数を
上記セラミック基板の熱膨張係数と上記樹脂基板の熱膨
張係数の中間の値に設定することを特徴とするボールグ
リッドアレイパッケージの電子部品の製造方法。 - 【請求項5】 請求項4において,前記セラミック基板
の底面と樹脂基板の上面とを接続する導電体は半田部材
であり,前記外部接続用の半田ボールは,上記半田部材
よりも融点が低い共晶半田であることを特徴とするボー
ルグリッドアレイパッケージの電子部品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17302297A JP3706226B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | ボールグリッドアレイパッケージの中間体及び製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP17302297A JP3706226B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | ボールグリッドアレイパッケージの中間体及び製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH118334A true JPH118334A (ja) | 1999-01-12 |
JP3706226B2 JP3706226B2 (ja) | 2005-10-12 |
Family
ID=15952764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP17302297A Expired - Lifetime JP3706226B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | ボールグリッドアレイパッケージの中間体及び製造方法 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3706226B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2796497A1 (fr) * | 1999-07-13 | 2001-01-19 | Thomson Csf Detexis | Interconnexion perfectionnee entre un composant electronique et une carte |
US6492715B1 (en) | 2000-09-13 | 2002-12-10 | International Business Machines Corporation | Integrated semiconductor package |
JP2003504893A (ja) * | 1999-07-08 | 2003-02-04 | サンスター技研株式会社 | 半導体パッケージのアンダーフィル材 |
WO2005022967A1 (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Minowa Koa Inc. | 電子部品の製造方法 |
US8203849B2 (en) | 2006-03-15 | 2012-06-19 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor device and manufacture method thereof |
-
1997
- 1997-06-13 JP JP17302297A patent/JP3706226B2/ja not_active Expired - Lifetime
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US7604833B2 (en) | 2003-08-29 | 2009-10-20 | Koa Corporation | Electronic part manufacturing method |
US8203849B2 (en) | 2006-03-15 | 2012-06-19 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor device and manufacture method thereof |
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