JPH09172103A - 半導体装置及びその半導体装置を実装したガラスエポキシ基板の製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその半導体装置を実装したガラスエポキシ基板の製造方法

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JPH09172103A
JPH09172103A JP33287595A JP33287595A JPH09172103A JP H09172103 A JPH09172103 A JP H09172103A JP 33287595 A JP33287595 A JP 33287595A JP 33287595 A JP33287595 A JP 33287595A JP H09172103 A JPH09172103 A JP H09172103A
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JP
Japan
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glass epoxy
epoxy substrate
semiconductor device
chip
adhesive
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JP33287595A
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Tetsuya Sato
哲也 佐藤
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ガラスエポキシ基板及びハンダを熱処理するこ
とにより、ガラスエポキシ基板とプリント基板を電気的
に接続するリフロー時に起こる、パッケージクラックを
防止する半導体装置及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】ガラスエポキシ基板1のICチップ2の収
納部に貫通穴8を形成し、マザーボード7の上にペース
ト状のハンダ6を塗布し、ガラスエポキシ基板1及びハ
ンダ6を熱処理することにより、ガラスエポキシ基板1
とマザーボード7を電気的に接続するリフロー工程時
に、ICチップ下にたまる水分を前記貫通穴8から排出
させる。また、ガラスエポキシ基板1とICチップ2と
を接続する接着剤として、フィルムタイプの接着剤を用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置のうち
特にガラスエポキシ基板をベースとする半導体装置及び
その半導体装置を実装したガラスエポキシ基板の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のガラスエポキシ基板をベースとす
るプラスチックBGA(Ball GridArray )、プラスチ
ックLCC(Leadless Chip Carrier )等の半導体パ
ッケージをもつ半導体装置について、図4に示す半導体
装置を例にして説明する。
【0003】半導体装置の組立て工程は、ペースト状の
接着剤(マウントペースト25)を使用してガラスエポ
キシ基板21とICチップ22を接着し、ボンディング
ワイヤー23でガラスエポキシ基板21の電極とICチ
ップ22の電極を電気的に接続するという手順で行われ
る。その後、このICチップ22とボンディングワイヤ
23をモールド樹脂24で封止することによってパッケ
ージングされる。その後、ペースト状のハンダ26を塗
布したマザーボード27の上に、このパッケージングさ
れた半導体装置をのせてリフロー炉に通して加熱し、ハ
ンダ付けを行って、ガラスエポキシ基板21とマザーボ
ード27を電気的に接続する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】プラスチックパッケー
ジで問題とされているのは、パッケージクラック28で
ある。このパッケージクラック28は、ガラスエポキシ
基板21が大気中の水分を吸湿している状態でリフロー
した場合、その熱でガラスエポキシ基板21の水蒸気圧
が急激に増大し、ガラスエポキシ基板21が水蒸気によ
る内圧に耐えきれなくなり膨張して割れるものである。
ガラスエポキシ基板21は、モールドレジンと比較する
と吸水率が高く、大気中に放置するだけでパッケージク
ラック28を引き起こすのに必要なだけの水分を吸湿し
てしまうので、パッケージクラック28が起こりやすい
という問題があった。
【0005】また、ガラスエポキシ基板21に直接IC
チップ22を接着しているため、両者の密着性が低いと
リフロー時にガラスエポキシ基板21とICチップ22
の間が水蒸気圧により剥離し、その後ガラスエポキシ基
板21が膨張してクラック28が発生してしまうという
問題があった。
【0006】本発明は上記のような事情を考慮し、ガラ
スエポキシ基板をベースとする半導体装置に、リフロー
時の熱衝撃によって発生するパッケージクラックを防止
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の半導体装置は、ICチップと、このICチッ
プの収納部に貫通穴を形成したガラスエポキシ基板と、
このガラスエポキシ基板と前記ICチップを接続する接
着剤とを具備したことを特徴とするものである。 ま
た、ガラスエポキシ基板のICチップ収納部に貫通穴を
開ける工程と、前記貫通穴を開けたガラスエポキシ基板
と前記ICチップを接着剤で接着する工程と、マザーボ
ード上にペースト状のハンダを塗布し、前記ガラスエポ
キシ基板及び前記ハンダを熱処理することにより、前記
ガラスエポキシ基板及び前記マザーボードを電気的に接
続するリフロー工程とを具備したことを特徴とする半導
体装置を実装したガラスエポキシ基板の製造方法があ
る。
【0008】更に、前記リフローをする時に、前記貫通
穴から水を抜く工程を具備したことを特徴とする半導体
装置を実装したガラスエポキシ基板の製造方法がある。
更に、接着剤はフィルムタイプの接着剤を用いることが
好ましく、この接着剤の材料はシリコン変性ポリイミド
であるとよい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例に係る半導体装置及びその半導体装置を実装したガ
ラスエポキシ基板の製造方法を説明する。図1は、本発
明の第1の実施例に係る半導体装置の断面図、図2
(a)は、本発明の第1の実施例に係る半導体装置の下
面図である。
【0010】図中の半導体装置は、SLCC(Stackabl
e Leadless Chip Carrier )型半導体パッケージで
ある。ベースとなるガラスエポキシ基板1のICチップ
2の収納部に、スルーホールの加工と同時に貫通穴8を
設ける。マウントペースト5を用いてガラスエポキシ基
板1上にICチップ2を接着し、ボンディングワイヤー
3でガラスエポキシ基板1とICチップ2を電気的に接
続する。その後、ICチップ2とボンディングワイヤー
3をポッティング樹脂4で封止してパッケージングが終
了する。その後、ペースト状のハンダ6を塗布したマザ
ーボード7の上に、このパッケージングされた半導体装
置をのせてリフロー炉に通してガラスエポキシ基板1と
ハンダ6を熱処理することにより、ガラスエポキシ基板
1とマザーボード7を電気的に接続する。
【0011】このSLCC型半導体装置に関して、貫通
穴無しの半導体装置20個と、図2(a)に示されてい
るような直径0.3mmの貫通穴が5個ある半導体装置
10個を用いて、温度:30℃、湿度:60%/RHの
条件に設定したオーブンに168時間いれた後、ピーク
温度:240℃のリフローを4回繰り返して、耐リフロ
ー性の評価をおこなった。
【0012】その結果、貫通穴無しの基板には基板クラ
ックが見られたが、図2(a)の直径0.3mmの貫通
穴が5個ある基板にはクラックは発生せず、基板の膨れ
も発生しなかった。
【0013】また、本発明の第1の実施例に係る半導体
装置の変形例として、図2(b)に示されている直径
0.3mmの貫通穴が1個ある半導体装置を用いること
もできる。耐リフロー性の評価をおこなうと、貫通穴無
しの基板の場合に比べて基板クラックは発生しにくかっ
た。
【0014】次に、図3を参照して本発明の第2の実施
例に係る半導体装置及びその半導体装置の使用例を説明
する。図3は、本発明の第2の実施例に係る半導体装置
の断面図である。
【0015】図中の半導体装置は、QFN(Quad Flat
Non-leaded package )型半導体パッケージである。
ベースとなるガラスエポキシ基板11のICチップ12
の接着部に、スルーホールの加工と同時に貫通穴18を
設ける。マウントペースト15を用いてガラスエポキシ
基板11上にICチップ12を接着し、ボンディングワ
イヤー13でガラスエポキシ基板11とICチップ12
を電気的に接続する。その後、ICチップ12とボンデ
ィングワイヤー13をモールド樹脂14で封止してパッ
ケージングが終了する。その後、ペースト状のハンダ1
6を塗布したマザーボード17の上に、このパッケージ
ングされた半導体装置をのせてリフロー炉に通してガラ
スエポキシ基板11とハンダ16を熱処理することによ
り、ガラスエポキシ基板11とマザーボード17を電気
的に接続する。
【0016】第1の実施例の場合と同様に、(A)貫通
穴無し、(B)直径0.3mmの貫通穴1個、(C)直
径0.3mmの貫通穴5個の3種類の半導体装置につい
て温度:30℃、湿度:60%/RHの条件下で前処理
した後、リフローを2回繰り返して耐リフロー性の評価
をおこなうと、前処理の時間の違いによるクラックの発
生状況は以下の表1のようになる。
【0017】
【表1】
【0018】この結果をみると、貫通穴が1個の場合に
は前処理時間:120時間を経過するまでは基板クラッ
クが発生せず、貫通穴を5個にした場合には前処理を2
88時間おこなっても基板クラックが発生しないことが
わかる。
【0019】なお、貫通穴の数及び大きさは上記第1及
び第2の実施例に限定されず、基板としての強度を保て
る範囲で数を増やしあるいは直径を大きくして、より高
い効果を得ることも可能である。
【0020】また、第1及び第2の実施例を用いて、ガ
ラスエポキシ基板1,11とICチップ2,12との接
着剤として、マウントペースト5,15の代わりにフィ
ルムタイプのシリコン変性ポリイミド接着剤を例えば厚
さ30μmで用いてもよい。例えば、図1のSLCC型
半導体パッケージに用いられているガラスエポキシ基板
1と、シリコン変性ポリイミドフィルムタイプ接着剤と
の密着強度は以下の表2のとおりである。
【0021】
【表2】
【0022】この密着強度の値は、ワイヤーボンディン
グ可能な範囲である。更に、上記のサンプルのガラスエ
ポキシ基板1の耐熱温度は286℃であり、マウントプ
ロセスはこの温度以下で行われるため、この密着強度で
あれば、半導体プロセスに十分耐え得る。このフィルム
タイプの接着剤を用いることにより、リフロー時に接着
剤が貫通穴からもれて接着剤の量が場所によってばらつ
いてしまうことが防止される。
【0023】また、フィルムタイプの接着剤をICチッ
プ2と同じ大きさかあるいはICチップ2より一回り大
きくして接着に用いれば、ガラスエポキシ基板1とIC
チップ2の間には隙間がなくなるので、マウントペース
ト5に比べてガラスエポキシ基板1とICチップ2の両
者の密着性が向上する。リフロー時には密着性が低い場
所に水分がたまりクラックが発生しやすくなるが、フィ
ルムタイプの接着剤を用いることで一定箇所へ水分が集
まるのを防止することができ、水蒸気圧によるパッケー
ジクラックに対し有効に作用する。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、ガラスエポキシ基板の
ICチップ収納部に貫通穴を開けることでにより、リフ
ロー時に、ICチップ下に水分がたまることによって起
こるパッケージクラックを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例の半導体装置の断面図
である。
【図2】 (a)本発明の第1の実施例の半導体装置の
下面図である。 (b)本発明の第1の実施例の半導体装置の変形例の下
面図である。
【図3】 本発明の第2の実施例の半導体装置の断面図
である。
【図4】 従来の半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
1,11,21…ガラスエポキシ基板、2,12,22
…ICチップ、3,13,23…ボンディングワイヤ
ー、4…ポッティング樹脂、5,15.25…マウント
ペースト、6,16,26…ハンダ、7,17,27…
マザーボード、8,18…貫通穴、9,19,29…パ
ターン、14,24…モールド樹脂、28…基板クラッ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ICチップと、このICチップの収納部
    に貫通穴を形成したガラスエポキシ基板と、このガラス
    エポキシ基板と前記ICチップを接続する接着剤とを具
    備したことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記接着剤が、フィルムタイプの接着剤
    であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 ガラスエポキシ基板のICチップ収納部
    に貫通穴を開ける工程と、前記貫通穴を開けたガラスエ
    ポキシ基板と前記ICチップを接着剤で接着する工程
    と、マザーボード上にペースト状のハンダを塗布し、前
    記ガラスエポキシ基板及び前記ハンダを熱処理すること
    により、前記ガラスエポキシ基板及び前記マザーボード
    を電気的に接続するリフロー工程とを具備したことを特
    徴とする半導体装置を実装したガラスエポキシ基板の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 前記リフロー工程時に、前記貫通穴から
    水を抜く工程を具備したことを特徴とする請求項3記載
    の半導体装置を実装したガラスエポキシ基板の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 前記接着剤が、フィルムタイプの接着剤
    であることを特徴とする請求項3記載の半導体装置を実
    装したガラスエポキシ基板の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記フィルムタイプの接着剤の材料は、
    シリコン変性ポリイミドであることを特徴とする請求項
    5記載の半導体装置。
JP33287595A 1995-12-21 1995-12-21 半導体装置及びその半導体装置を実装したガラスエポキシ基板の製造方法 Pending JPH09172103A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR100680731B1 (ko) * 2000-09-01 2007-02-09 삼성전자주식회사 반도체 패키지 및 제조방법
JP2010258049A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Sanyo Electric Co Ltd 固体電解コンデンサ
WO2018131189A1 (ja) * 2017-01-16 2018-07-19 シャープ株式会社 配線基板及びこれを用いた固体撮像装置

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