JP3145892B2 - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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JP3145892B2 JP06812495A JP6812495A JP3145892B2 JP 3145892 B2 JP3145892 B2 JP 3145892B2 JP 06812495 A JP06812495 A JP 06812495A JP 6812495 A JP6812495 A JP 6812495A JP 3145892 B2 JP3145892 B2 JP 3145892B2
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板にボール
状の外部端子を設けた樹脂封止型半導体装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図3(a)は従来のプリント基板にボー
ル状の外部端子を設けた樹脂封止型半導体装置(BAL
L GRID ARRAY、以下「BGA」とする。)
の表面図、同(b)は同BGAの断面図、同(c)は同
BGAの裏面図を示し、図4は図3(b)の一部拡大図
である。
【0003】尚、図3及び図4において、1は半導体チ
ップ、2はプリント基板、3は半導体チップ表面及び金
又はアルミニウムを主成分とした極細のワイヤー5を保
護する保護用樹脂、4は鉛、錫等の合金によるボール状
電極、6は半導体チップとプリント基板とを接合する接
着剤、8はスルーホールを示す。但し、ボール状電極4
及びワイヤー5はこれらに限定されるものではない。
【0004】従来のBGAは、図3及び図4に示すよう
に、半導体チップ1の回路形成面の外周部に形成された
電極とプリント基板2に形成された配線とをワイヤーに
てボンディンク化、プリント基板2の半導体チップ1と
接合された面と反対面において、プリント基板2に形成
された配線と電気的に接続されたボール状電極を形成す
る。また、プリント基板2に設けられたスルーホール8
にて、プリント基板の両面の導通を確保している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術においては、比較的入出力信号数の少ない半導体装置
において、半導体チップの電極から全ての電極とも外周
方向にワイヤーにてプリント基板と電気的接続する際、
図4に示すように、ワイヤー5が半導体チップ1に接触
し、電気的短絡が生じないように、ループを形成する必
要があった。そのため、ループが形成されたワイヤー5
を封止するため樹脂封止型半導体装置の薄型化に制限が
あった。
【0006】また、プリント基板2の両面を電気的に接
続するためのスルーホール8を形成する領域を確保する
必要がある。
【0007】本発明は、スルーホールの形成が必要な
い、従来より薄型化が可能な樹脂封止型半導体装置を提
供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の樹脂封止型半導体装置は、外周部に電極が
形成された半導体チップの回路形成面と該半導体チップ
より小さいプリント基板の配線形成面の裏面とが、上記
半導体チップに形成された電極が露出するように接合さ
れ、且つ、上記半導体チップの外周部に形成された電極
と上記プリント基板に形成された配線とが、上記半導体
チップ側から上記プリント基板側にボンディングが行わ
れたワイヤーにより電気的に接続され、且つ、上記プリ
ント基板の配線形成面に該配線と電気的に接続されたボ
ール状の電極を設けたことを特徴とするものである。ま
、本発明の樹脂封止型半導体装置は、外周部に電極が
形成された半導体チップの回路形成面と該半導体チップ
より面積の小さいプリント基板の配線形成面の裏面と
が、上記半導体チップに形成された電極が露出するよう
に接合され、且つ、上記半導体チップの外周部に形成さ
れた電極と上記プリント基板に形成された配線とがボン
ディングにより電気的に接続され、且つ、上記プリント
基板の配線形成面に該配線と電気的に接続されたボール
状の電極を設けた樹脂封止型半導体装置であって、上記
半導体チップの回路形成面及び上記ボンディングに用い
られるワイヤーを保護する保護材としてエポキシ樹脂を
用い、且つ、プリント基板の、ボール状電極が形成され
る領域及びワイヤーとの接続領域以外の配線形成面を保
護する保護材としてフッ素系樹脂、又はシリコーン系樹
脂、又はフッ素系樹脂又はシリコーン系樹脂を含むエポ
キシ樹脂を用いることを特徴とするものである。さら
に、本発明の樹脂封止型半導体装置は、外周部に電極が
形成された半導体チップの回路形成面と該半導体チップ
より面積の小さいプリント基板の配線形成面の裏面と
が、熱可塑性の接着剤により、上記半導体チップに形成
された電極が露出するように接合され、且つ、上記半導
体チップの外周部に形成された電極と上記プリント基板
に形成された配線とがボンディングにより電気的に接続
され、且つ、上記プリント基板の配線形成面に該配線と
電気的に接続されたボール状の電極を設けたことを特徴
とするものである。また、本発明の樹脂封止型半導体装
置は、上記半導体チップの回路形成面及び上記ボンディ
ングに用いられるワイヤーを保護する保護材としてエポ
キシ樹脂を用い、且つ、プリント基板の、ボール状電極
が形成される領域及びワイヤーとの接続領域以外の配線
形成面を保護する保護材としてフッ素系樹脂、又はシリ
コーン系樹脂、又はフッ素系樹脂又はシリコーン系樹脂
を含むエポキシ樹脂を用いることを特徴とするものであ
る。さらに、本発明の樹脂封止型半導体装置は、上記半
導体チップの外周部に形成された電極と上記プリント基
板に形成された配線 とが、上記半導体チップ側から上
記プリント基板にボンディングが行われたワイヤーによ
り電気的に接続されたことを特徴とするものである。
【0009】
【0010】
【0011】
【作用】本発明によると、ワイヤーはループ高さが従来
より低くても、半導体チップのエッジではなく、絶縁材
料で形成されたプリント基板のエッジと接触することに
なるため、ワイヤーのループを従来より低くすることが
でき、また、プリント基板の厚さ又はワイヤーを保護す
る保護用樹脂の厚さの内、薄いほうの厚さ分だけ従来よ
り薄型にすることができる。
【0012】また、本発明によると、半導体チップ表面
とワイヤーとの保護膜材料としてのエポキシ樹脂と、プ
リント基板のワイヤーボンディング部及びボール状電極
形成部以外の配線形成面の保護膜材料としてのフッ素系
樹脂、又はシリコーン系樹脂、又はフッ素系樹脂又はシ
リコーン系樹脂を含むエポキシ樹脂とは互いに撥水性を
有するので、プリント基板に形成されたボール状電極が
設けられる領域及びワイヤーとプリント基板に形成され
た配線との接続領域に、ワイヤー及び半導体チップ表面
の保護用樹脂が流れ込むことを防ぐことができる。
【0013】さらに、本発明によると、半導体チップ上
にプリント基板を貼り付けた後、ワイヤーを接続する際
に不良が生じた場合、熱を加えることによって、半導体
チップからプリント基板を剥がすことができ、プリント
基板のみを取り替えることができる。
【0014】
【実施例】以下、一実施例に基づいて本発明について詳
細に説明する。
【0015】図1(a)は本発明の一実施例のプリント
基板にボール状の外部端子を設けた樹脂封止型半導体装
置の表面図、同(b)は同断図、図2は図1(b)の
一部拡大図である。尚、図1におけるA部は保護用樹脂
3を剥がした状態を示している。
【0016】図1及び図2において、1は半導体チッ
プ、2はプリント基板、3は半導体チップ表面及び金又
はアルミニウムを主成分とした極細のワイヤー5を保護
する保護用樹脂、4は鉛、錫等の合金によるボール状電
極、6は半導体チップとプリント基板とを接合する接着
剤、7はプリント基板2に形成された配線を保護する保
護用樹脂を示す。尚、ボール状電極4及びワイヤー5は
これらに限定されるものではない。
【0017】本発明は、図1及び図2に示すように、半
導体チップ1の面積はプリント基板2の面積より大き
く、且つ、半導体チップ1の回路形成面とプリント基板
2の配線形成面と反対面とを接着剤6で接合し、且つ、
半導体チップ1の外周部に設けられた外部電極とプリン
ト基板2に形成された配線とをワイヤー5で電気的に接
続し、且つ、プリント基板2に形成された配線と電気的
に接続されたボール状電極4を設けたことを特徴とする
ものである。
【0018】以下に、本発明の一実施例の樹脂封止型半
導体装置の製造工程を説明する。
【0019】まず、予め配線パターンが形成されたプリ
ント基板2を用意し、配線パターン上の金又はアルミニ
ウムを主材料とした極細のワイヤー5が接続される領域
及び、鉛、錫等の合金からなるボール状電極4が形成さ
れる領域を除いた、プリント基板2の配線形成面に、保
護用樹脂としてフッ素系樹脂若しくはシリコーン系樹
脂を直接印刷し、又は、フッ素系樹脂若しくはシリコー
ン系樹脂を少量加えたエポキシ樹脂を塗布する。これら
の保護用樹脂は、後の工程で塗布されるエポキシ樹脂
に対して撥水性を有するので、プリント基板2に形成さ
れたボール状電極4が形成される領域及びプリント基板
2に形成された配線とワイヤー5との接続領域に、ワイ
ヤー5及び半導体チップ表面の保護用樹脂3が流れ込む
ことを防ぐことができる。
【0020】次に、半導体チップ1の回路形成面とプリ
ント基板2の配線形成面の裏面とを接合させるために、
熱可塑性の接着剤にて、半導体チップ1とプリント基板
2とを接合させる。
【0021】次に、半導体チップ1の電極とプリント基
板2の電極とを金又はアルミニウムを主材料とした極細
のワイヤー5によってワイヤーボンディングする。その
後、プリント基板2と接合していない半導体チップ1の
回路形成面及びワイヤー5を保護するために保護用樹脂
3として、エポキシ系樹脂を塗布し、硬化させる。この
際、半導体チップ1に形成されているパッシベーション
膜(図示せず。)との接着性が良好であることから、半
導体チップ1の保護膜としてエポキシ樹脂を用いること
が望ましい。このため、フッ素系樹脂、シリコーン系樹
脂、若しくは、フッ素系樹脂又はシリコーン系樹脂を少
量加えたエポキシ樹脂とエポキシ樹脂との撥水性を利用
する場合、半導体チップ1の保護用樹脂3として、エポ
キシ樹脂が用いられる。
【0022】次に、プリント基板2の配線形成面のボー
ル状電極4を形成する領域にボール状電極材料を活性化
させるためのフラックスを塗布し、その後、鉛、錫等の
合金によるボールを所定の位置に搭載し、全体を180
℃〜230℃で加熱昇温し、ボール状電極4をプリント
基板2に取り付け、樹脂封止型半導体装置が完成する。
【0023】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を用
いることにより、ワイヤーのループを従来より低くする
ことができ、また、プリント基板の厚さ又はワイヤーを
保護する保護用樹脂の厚さの内、薄いほうの厚さ分だけ
従来より薄型の樹脂封止型半導体装置を提供することが
できる。
【0024】例えば、半導体チップサイズを10.0m
m×15.0mmの上に、短辺片側に25端子、対面の
短辺に25端子の計50個の電極を従来法にて、BAG
パッケージ実装した場合と本発明による実施例を比較し
た場合、従来のパッケージ外形寸法(幅W×長さD×高
さH)は、W=15.0mm、D=21.0mm、H=
2.2mmであるのに対して、本発明による実施例のパ
ッケージ外形寸法は、W=10.0mm、D=15.0
mm、H=1.5mmとなる。このように、従来技術に
比べて、マザーボード実装体積が約1/3となり、薄型
化、小型化ができるとともに、軽量化が図れる。
【0025】また、従来のようにスルホールを設ける必
要がなくなり、更に小型化が図れる。
【0026】また、本発明を用いることにより、半導体
チップ表面とワイヤーとの保護膜材料としてのエポキシ
樹脂と、プリント基板のワイヤーボンディング部及びボ
ール状電極形成部以外の配線形成面の保護膜材料として
のフッ素系樹脂、又はシリコーン系樹脂、又はフッ素系
樹脂又はシリコーン系樹脂を含むエポキシ樹脂とは互い
に撥水性を有するので、プリント基板に形成された、ボ
ール状電極が形成される領域とワイヤーとの接続領域と
にワイヤー及び半導体チップ表面の保護用樹脂が流れ込
み、ボール状電極がプリント基板に形成された配線と電
気的接続できなくなることを防ぐことができる。
【0027】さらに、本発明を用いることにより、半導
体チップ上にプリント基板を貼り付けた後、ワイヤーを
接続する際に生じた不良をプリント基板を貼り替えるこ
とにより、半導体チップを破棄することなく、再利用が
可能となり、不良発生時の損失を小さくすることが可能
となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の一実施例のプリント基板にボ
ール状の外部端子を設けた樹脂封止型半導体装置の表面
図、(b)は同(a)の樹脂封止型半導体装置の断面
ある。
【図2】図1(b)の一部拡大図である。
【図3】(a)は従来のプリント基板にボール状の外部
端子を設けた樹脂封止型半導体装置の表面図、(b)は
(a)の樹脂封止型半導体装置の断面図、(c)は同
(a)の樹脂封止型半導体装置の裏面図である。
【図4】図3(b)の一部拡大図である。
【符号の説明】
1 半導体チップ 2 プリント基板 3 半導体チップ表面及びワイヤーを保護する保護用樹
脂 4 ボール状電極 5 ワイヤー 6 半導体チップとプリント基板とを接合する接着剤 7 プリント基板に形された配線を保護する保護用樹脂

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外周部に電極が形成された半導体チップ
    の回路形成面と該半導体チップより面積の小さいプリン
    ト基板の配線形成面の裏面とが、上記半導体チップに形
    成された電極が露出するように接合され、 且つ、上記半導体チップの外周部に形成された電極と上
    記プリント基板に形成された配線とがボンディングによ
    り電気的に接続され、 且つ、上記プリント基板の配線形成面に該配線と電気的
    に接続されたボール状の電極を設けた樹脂封止型半導体
    装置であって、 上記半導体チップの回路形成面及び上記ボンディングに
    用いられるワイヤーを保護する保護材としてエポキシ樹
    脂を用い、 且つ、プリント基板の、ボール状電極が形成される領域
    及びワイヤーとの接続領域以外の配線形成面を保護する
    保護材としてフッ素系樹脂、又はシリコーン系樹脂、又
    はフッ素系樹脂又はシリコーン系樹脂を含むエポキシ樹
    脂を用いることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  2. 【請求項2】 外周部に電極が形成された半導体チップ
    の回路形成面と該半導体チップより面積の小さいプリン
    ト基板の配線形成面の裏面とが、熱可塑性の接着剤によ
    り、上記半導体チップに形成された電極が露出するよう
    に接合され、 且つ、上記半導体チップの外周部に形成された電極と上
    記プリント基板に形成された配線とがボンディングによ
    り電気的に接続され、 且つ、上記プリント基板の配線形成面に該配線と電気的
    に接続されたボール状の電極を設けた樹脂封止型半導体
    装置であって、 上記半導体チップの回路形成面及び上記ボンディングに
    用いられるワイヤーを保護する保護材としてエポキシ樹
    脂を用い、 且つ、プリント基板の、ボール状電極が形成される領域
    及びワイヤーとの接続領域以外の配線形成面を保護する
    保護材としてフッ素系樹脂、又はシリコーン系樹脂、又
    はフッ素系樹脂又はシリコーン系樹脂を含むエポキシ樹
    脂を用いることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
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