JPH0499364A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体装置及びその製造方法に係り、特にピングリッド
アレー形のパッケージを有する半導体装置及びその製造
方法に関し 実装密度の向上を目的とし ピングリッドアレー形のパッケージにおいて該パッケー
ジの裏面に形成された第１の平面と。

該第１の平面より凹んだ第２の平面と１＠ｉ方向。

横方向とも等間隔に配列されかつ縦方向、横方向とも該
第１の平面と該第２の平面に交互に立てられているピン
とを有する半導体装置により構成する。

また、ピングリッドアレー形のパッケージの製造におい
て、埋込み導体が縦方向、横方向とも等間隔に配列され
た第１のグリーンシートを作製する工程と、該第１のグ
リーンシートがら埋込み導体を縦方向、横方向とも一つ
おきに除去した開孔を有する第２のグリーンシートを作
製する工程と。

該第１のグリーンシートと該第２のグリーンシートの埋
込み導体を位置合わせして重ね合わせ、焼成して一体化
する工程とを有し、前記開孔を凹部とするパッケージの
裏面を形成する半導体装置の製造方法により構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体装置及びその製造方法に係り。

特にピングリッドアレー（Ｐ　Ｇ　Ａ　：　Ｐｉｎ　Ｇ
ｒｉｄ７１ｒｒａｙ）形のパッケージを有する半導体装
置及びその製造方法に関する。

ＰＧＡ形のパッケージは端子数の多い集積回路の実装に
有効に使用されているが、集積回路はますます高密度化
の傾向にあり、さらに実装密度を上げることが要求され
る。

〔従来の技術〕

第５図（ａ）、　（ｂ）は従来のＰＧＡ形パッケージを
説明するための図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は裏
面図であり、■は容器、　Ｉｂは真平面、２はランド、
３はピン、４はチップ、５はシールフレーム６はキャッ
プを表す。

チップ４上の端子に接続する配線パターンが容器１の中
に形成されていて（図示せず）、ランド２、ピン３に接
続する。ランド２は容器ｌの裏面に平面的に格子状に形
成され、ランド２の中心にピン３が垂直にポンディング
される。

ところで、ピン３の径は機械的強度を保つためある程度
の大きさが必要であり、ランド２はピン３を確実に保持
し、かつ容器１との密着強度を保つため、ピン３の径よ
り大きいある程度の径が必要である。

一方、隣り合うランド２間の距離は絶縁抵抗と絶縁耐圧
を保つため、ある程度大きいことが必要である。

従って、ピン３の機械的強度とランド２の容器１との密
着強度、さらにランド２間の絶縁抵抗と絶縁耐圧を保ち
ながらピン数を増加するためには。

必然的に容器ｌの外形寸法が大きくなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、容器ｌの外形寸法が従来と同じであっても従
来よりもピン数を増加するが、従来上ピン数が同じであ
っても容器ｌの外形寸法を従来より小さくできるパッケ
ージを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明のＰＧＡ形パッケージ
を説明するための図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は
裏面図であり、ｌは容器、　ｌａは第２の平面であって
凹部平面、　ｌｂは第１の平面であって真平面。

２ａはランドで凹部平明のランド、　２ｂはランドで真
平面のランド＋　３ａはピンで凹部平面のピン、　３ｂ
はピンで真平面のピン、４はチップ、５はシールフレー
ム、６はキャップを表す。

上記課題は、ピングリッドアレー形のパッケージにおい
て、該パッケージの裏面に形成された第１の平面１ｂと
、該第１の平面１ｂより凹んだ第２の平面１ａと、縦方
向、横方向とも等間隔に配列されかつ縦方向、横方向と
も該第１の平面１ｂと該第２の平面１ａに交互に立てら
れているピン３ａ、　３ｂとを有する半導体装置によっ
て解決される。

また、ピングリッドアレー形のパッケージの製造におい
て、埋込み導体が縦方向、横方向とも等間隔に配列され
た第１のグリーンシートを作製する工程と、該第１のグ
リーンシートがら埋込み導体を縦方向、横方向とも一つ
おきに除去した開孔を有する第２のグリーンシートを作
製する工程と。

該第１のグリーンシートと該第２のグリーンシートの埋
込み導体を位置合わせして重ね合わせ、焼成して一体化
する工程とを有し、前記開孔を凹部とするパッケージの
裏面を形成する半導体装置の製造方法によって解決され
る。

〔作用〕

ピンの配列について、第１図（ａ）、　（ｂ）を参照し
ながら説明する。

パッケージの裏面にはピン３ａ、　３ｂが正方格子状に
配列されている。即ち、ピン３ａ、　３ｂは縦方向。

横方向とも等間隔に配置されている。さらに、裏平面の
ピン３ｂと凹部平面のピン３ａは縦方向、横方向とも交
互に立てられている。

通常、ピンを固定するためにはランドが形成され、ピン
はそのランドの中心に固定される。ピンの配置を第１図
のようにすれば、凹部平面１ａと裏平面１ｂの間には段
差があるため、凹部平面のランド２ａと裏平面のランド
２ｂは接触しない。ランド２ａ。

２ｂは凹部平面１ａと裏千面１ｂの段差の際までいっば
いに形成することができる。それゆえ、従来の平面的な
配置に比べて、ランドの面積を同一にした時、ピンのピ
ッチを小さくでき、ピンの実装密度を大きくできる。

見方を変えれば、従来の配置のランド間のスペースが本
発明の構造では凹部の側面のスペースに置き換えられて
おり、従って、平面的にはその分スペースを節約するこ
とができることになる。

このような段差を有する構造を実現するために。

第１のグリーンシートと、開孔を有する第２のグリーン
シートの埋込み導体を位置合わせして重ね合わせ、焼成
して一体化することにより、埋込み導体の露出部に段差
を形成している。

〔実施例〕

第１図（ａ）、　（ｂ）は上述のように本発明のＰＧＡ
形パッケージを説明するための図であるが、第２図は、
容器１をセラミックで形成したセラミックＰＧＡ形パッ
ケージの要部側面断面図であり、容器１の主要部は第１
の基板乃至第４の基板１１〜１４からなる。

次に、このような構造を実現する工程の概略を説明する
。

アルミナ粉末、バインダー、離形材、添加材。

及び溶剤からなる可塑性のスラリーを成型してグリーン
シートとした後、このグリーンシートを第１の基板乃至
第４の基板１１〜１４に対応する形状に打抜き、スルー
ホールを形成するための開孔を形成する。第４の基板１
４には、さらに凹部に対応する開孔が開けられる。

第１の基板乃至第３の基板１１−１３に対応するグリー
ンシートの表面に、タングステンペーストをスクリーン
印刷して配線パターンを形成し、さらに第３の基板１３
に対応するグリーンシートの裏面と第４の基板１４に対
応するグリーンシートの裏面に、タングステンペースト
をスクリーン印刷してランド２ｂとランド２ａを形成す
る。スルーホール用の開孔にはタングステンペーストを
埋め込む。

このようなグリーンシートの開孔とランドを位置合わせ
して重ね合わせ、　１６００°Ｃ前後の酸化雰囲気中で
焼成することにより、一体化された第１の基板乃至第４
の基板１１〜１４を得る。凹部の深さは第４の基板１４
の厚さに相当し２例えば、２７０　μｍである。

また、第１の基板乃至第３の基板に対応するグリーンシ
ートを位置合わせして重ね合わせ、その上に第４の基板
に相当する部分を印刷法で形成してもよい。即ち、絶縁
部を絶縁ペーストでスクリーン印刷して形成し１次いで
埋込み導体部を導電ペーストでスクリーン印刷して形成
する。それから焼成する。

配線パターンとランドの表面にニッケル及び金をこの順
にめっきする。

チップ４を第２の基板１２上に搭載し、チップ４の端子
と配線パターンを金線でボンディングする。

凹部平面のランド２ａにコバール製のピン３ａヲ。

裏平面のランド２ｂにコバール製のピン３ｂを垂直に立
てて銀ろうづけする。

第１の基１１１上にアルミナ製のシールフレーム５とコ
バール製のキャップ６を冠着することにより、第２図に
見るセラミックＰＧＡ形パッケージが完成する。

以下、第１図、第２図に示した本発明のパッケージのピ
ンの実装密度を、従来例の平面配置の実装密度と比較し
ながら説明する。

まず、実施例■として、容器ｌの外形寸法を２５．４０
　Ｘ２５．４０ｍｍ”とし、ピン径を０．２　ｔａｇ、
ランド径を１．０　＋ｕ＋とじた時の比較を示す。

第３図（ａ）　、　（ｂ）は実施例Ｉと従来例のパッケ
ージの裏面図で、（ａ）は実施例ｒ、（ｂ）は従来例で
ある。

ピンピンチは縦方向、横方向とも同じで、その値とピン
数は次の如くである。

実施例Ｉ　　従来例 ピンピッチ（ｎ＋ｍ）　　１．０　（４０ｎ＋ｉｌ）　
１．２７（５０ｓ＋ｉｌ）ピン数（箇）　　　　４２５
　　　　２５７第３図（ａ）　、　（ｂ）に見るように
、実施例Ｉは従来例に比べて、平面的にはランドを接触
するまで近づけて配置し、外側に２列多く配列すること
ができる。その結果、ピンピッチで２１％革、ピン数で
６５％増となっている。

次に、実施例■として、ピン径を０．２０＋ｍ、ランＦ
ａを１．０　ｔａｔｍ、　　ピン数を２５７とした時の
外形寸法を従来例と比較する。

第４図（ａ）　、　（ｂ）は実施例■と従来例のパッケ
ージの裏面図で、（ａ）は実施例１１．（ｂ）は従来例
である。

ピンピッチは縦方向、横方向とも同じで、その値と外形
寸法は次の如くである。

実施例■　　従来例 ピンピッチ（ｍｍ）　　１．０　（４０ａ＋ｉ１．）　
１．２７（５０ｍｉｌ）外形寸法（ａＩＩ１１２）　　
２０．５４　　　２５．４０Ｘ２０．５４　　　Ｘ２５
．４０ 第４図（ａ）　、　（ｂ）に見るように、実施例■は従
来例に比べて、第４図（ａ）の斜線で示す分の面積が減
少し、外形寸法（−辺の長さ）が１９％減。

面積が３５％減となる。

これらの実施例に見るように、従来例ではピンピッチが
必然的にランド径より大きくなるが２本発明によればピ
ンピッチをランド径とほとんど等しくできるために高密
度実装が可能となる。

実施例はセラミックＰＧＡ形パンケージについて説明し
たが５本発明はプラスチックＰＧＡ形パッケージにも適
用でき、上述と同様の理由で高実装化を進めることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、従来のパッケー
ジ外形のままで、ピン数を増加させることができる。ま
た、従来のピン数のままでパンケージ外形を縮小させる
ことができる。

本発明は高密度実装を達成する効果を奏し、装置の微細
化、高速化に寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＰＧＡ形パッケージを説明するための
図で、（ａ）は側面断面図１（ｂ）は裏面図。 第２図はセラミックＰＧＡ形パッケージの要部側面断面
図。 第３図は実施例Ｉと従来例のパッケージの裏面図で、（
ａ）は実施例？、（ｂ）は従来例。 第４図は実施例■と従来例のパンケージの裏面図で、（
ａ）は実施例ｎ、（ｂ）は従来例第５図は従来のＰＧＡ
形パンケージを説明するための図で、（ａ）は側面断面
図１（ｂ）は裏面図である。 図において ｌは容器 １ａは第２の平面であって凹部平面、 １ｂは第１の平面であって裏手面。 ２はランド ２ａはランドであって凹部平面のランド２ｂはランドで
あって裏手面のランド ３はピン ３ａはピンであって凹部平面のピン。 ３ｂはピンであって裏手面のピン。 ４はチップ。 ５はシールフレーム。 ６はキャップ １１は第１の基板。 １２は第２の基板。 １３は第３の基板。 １４は第４の基板 を表す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕ピングリッドアレー形のパッケージにおいて、該
   パッケージの裏面に形成された第１の平面（１ｂ）と、
   該第１の平面（１ｂ）より凹んだ第２の平面（１ａ）と
   、縦方向、横方向とも等間隔に配列されかつ縦方向、横
   方向とも該第１の平面（１ｂ）と該第２の平面（１ａ）
   に交互に立てられているピン（３ａ、３ｂ）とを有する
   ことを特徴とする半導体装置。 〔２〕ピングリッドアレー形のパッケージの製造におい
   て、 埋込み導体が縦方向、横方向とも等間隔に配列された第
   １のグリーンシートを作製する工程と、該第１のグリー
   ンシートから埋込み導体を縦方向、横方向とも一つおき
   に除去した開孔を有する第２のグリーンシートを作製す
   る工程と、 該第１のグリーンシートと該第２のグリーンシートの埋
   込み導体を位置合わせして重ね合わせ、焼成して一体化
   する工程とを有し、 前記開孔を凹部とするパッケージの裏面を形成すること
   を特徴とする半導体装置の製造方法。