JPH10214918A - 半導体パッケ−ジ用チップ支持基板 - Google Patents

半導体パッケ−ジ用チップ支持基板

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JPH10214918A
JPH10214918A JP9018982A JP1898297A JPH10214918A JP H10214918 A JPH10214918 A JP H10214918A JP 9018982 A JP9018982 A JP 9018982A JP 1898297 A JP1898297 A JP 1898297A JP H10214918 A JPH10214918 A JP H10214918A
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文男 井上
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英博 中村
Akio Yamazaki
聡夫 山崎
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康彦 阿波野
Shigeki Ichimura
茂樹 市村
Masami Yusa
正己 湯佐
Yorio Iwasaki
順雄 岩崎
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 パッケージクラックを防止し信頼性に優れる
小型の半導体パッケ−ジの製造を可能とする。 【解決手段】 ポリイミドボンディングシート1に、開
口3及び貫通穴9を形成し、銅箔を接着後、インナー接
続部及び展開配線2を形成する。支持基板の半導体チッ
プ搭載領域に、ダイボンドフィルム4を仮接着し、半導
体チップ6を接着する。配線のない部分で半導体チップ
とダイボンドフィルム間に空隙を形成し、金ワイヤ5を
ボンディングして電気的に接続する。半導体封止用エポ
キシ樹脂7を用いて各々封止し、開口部にはんだボール
8を配置し溶融させ、パンチにより個々のパッケージに
分離し半導体パッケージが得られる。半導体パッケージ
を、外部基板10にIRリフローを用いて実装し、ダイ
ボンドフィルムは、貫通穴側に変形または破れ、空隙部
に発生する内部圧力を緩和する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体パッケ−ジ
用チップ支持基板に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体の集積度が向上するに従い、入出
力端子数が増加している。従って、多くの入出力端子数
を有する半導体パッケージが必要になった。一般に、入
出力端子はパッケージの周辺に一列配置するタイプと、
周辺だけでなく内部まで多列に配置するタイプがある。
前者は、QFP(Quad Flat Packag
e)が代表的である。これを多端子化する場合は、端子
ピッチを縮小することが必要であるが、0.5mmピッ
チ以下の領域では、配線板との接続に高度な技術が必要
になる。後者のアレイタイプは比較的大きなピッチで端
子配列が可能なため、多ピン化に適している。従来、ア
レイタイプは接続ピンを有するPGA(Pin Gri
d Array)が一般的であるが、配線板との接続は
挿入型となり、表面実装には適していない。このため、
表面実装可能なBGA(Ball Grid Arra
y)と称するパッケージが開発されている。
【0003】一方、電子機器の小型化に伴って、パッケ
ージサイズの更なる小型化の要求が強くなってきた。こ
の小型化に対応するものとして、半導体チップとほぼ同
等サイズの、いわゆるチップサイズパッケージ(CS
P; Chip Size Package)が提案さ
れている。これは、半導体チップの周辺部でなく、実装
領域内に外部配線基板との接続部を有するパッケージで
ある。具体例としては、バンプ付きポリイミドフィルム
を半導体チップの表面に接着し、チップと金リード線に
より電気的接続を図った後、エポキシ樹脂などをポッテ
ィングして封止したもの(NIKKEI MATERI
ALS & TECHNOLOGY 94.4,No.
140,p18−19)や、仮基板上に半導体チップ及
び外部配線基板との接続部に相当する位置に金属バンプ
を形成し、半導体チップをフェースダウンボンディング
後、仮基板上でトランスファーモールドしたもの(Sm
allest Flip−Chip−Like Pac
kage CSP; TheSecond VLSI
Packaging Workshop of Jap
an,p46−50,1994)などがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されている半導体パッケージの多くは、小型で高集積
度化に対応できかつパッケージクラックを防止し信頼性
に優れしかも生産性に優れるものではない。本発明は、
パッケージクラックを防止し信頼性に優れる小型の半導
体パッケ−ジの製造を可能とする半導体パッケ−ジ用チ
ップ支持基板を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体パッケ−
ジ用チップ支持基板はA.絶縁性支持基板の一表面には
複数組の配線が形成されており、前記配線は少なくとも
半導体チップ電極と接続するインナ−接続部及び半導体
チップ搭載領域部を有すものであり、B.前記絶縁性支
持基板には、前記絶縁性支持基板の前記配線が形成され
ている箇所であって前記インナ−接続部と導通するアウ
タ−接続部が設けらる箇所に、開口が設けられており、
C.前記絶縁性支持基板の前記半導体チップ搭載領域内
であって前記配線のない箇所に、少なくとも1個の貫通
穴が設けられており、D.前記配線の半導体チップ搭載
領域部を含めて前記半導体チップが搭載される箇所に、
絶縁性のフィルム状接着材が形成されており、E.半導
体チップ搭載後、前記配線のない前記半導体チップ搭載
領域内において、前記半導体チップと前記フィルム状接
着材間に空隙が形成されるよう構成されたことを特徴と
するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】絶縁性支持基板としては、ポリイ
ミド、エポキシ樹脂、ポリイミド等のプラスチックフィ
ルム、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリイミド等のプラ
スチックをガラス不織布等基材に含浸・硬化したもの等
が使用できる。絶縁性支持基板の一表面に複数組の配線
を形成すには、銅箔をエッチングする方法、所定の箇所
に銅めっきをする方法、それらを併用する方法等が使用
できる。絶縁性支持基板に外部接続部、貫通穴などの開
口を設けるには、ドリル加工やパンチングなどの機械加
工、エキシマレーザや炭酸ガスレーザなどのレーザ加工
等により行うことができる。また、接着性のある絶縁基
材等に開口部をあらかじめ設け、それを銅箔等の配線形
成用金属箔と張り合わせる方法、銅箔付きまたはあらか
じめ配線が形成された絶縁基材に開口部を設ける方法、
それらを併用する等が可能である。インナ−接続部と導
通するアウタ−接続部は、絶縁性支持基板開口部にハン
ダボール、めっき等によりバンプ等を形成することによ
り作成することができる。これは、外部の基板等に接続
される。フィルム状接着材搭載領域は、できるだけ均一
に配線パターンが配置されていることが好ましい。
【0007】絶縁性のフィルム状接着材は、半導体チッ
プ搭載のためのダイボンド材であり、半導体チップおよ
び配線との接着力が強く、かつリフロー時(半導体パッ
ケージを外部基板等にIRリフロー(温度230℃)を
用いて実装する時等)に発生する内部圧力で、変形また
は破れやすいことが望ましい。具体的には、化1
【化1】 (ただし、n=2〜20の整数を示す。)で表されるテ
トラカルボン酸二無水物(1)の含量が全テトラカルボ
ン酸二無水物の70モル%以上であるテトラカルボン酸
二無水物と、ジアミンを反応させて得られるポリイミド
樹脂、更にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなるフィ
ルム状接着材がある。更にこれにシリカ、アルミナ、等
の無機物質フィラーを含有させることもできる。貫通穴
は、フィルム状接着材搭載領域内に少なくとも1個以上
形成される。穴径は特に問わないが、例えば、0.05
mm以上かつ1.000mm以下が好ましい。配置も特
に問わないが、なるべく均等に複数個配置されているこ
とが好ましく、これらの穴径および配置は、配線パター
ンに応じて選択される。
【0008】本発明の半導体パッケ−ジ用チップ支持基
板を使用して半導体パッケ−ジを製造するには、本発明
の半導体パッケ−ジ用チップ支持基板のフィルム状接着
材の面に半導体チップを接着し、半導体チップ電極を支
持基板のインナ−接続部とワイヤーボンディング等によ
り接続する。さらに半導体チップの少なくとも半導体チ
ップ電極面を樹脂封止し、アウター接続部にはんだボー
ルを搭載することにより半導体パッケ−ジを製造するこ
とが出来る。
【0009】
【実施例】図1により、本発明の一実施例について説明
する。ポリイミド接着剤をポリイミドフィルムの両面に
塗布した、厚さ0.07mmのポリイミドボンディング
シート1に、開口3及び貫通穴9をドリル加工で形成す
る。次に厚さ0.018mmの銅箔(日本電解製、商品
名:SLPー18)を接着後、インナー接続部及び展開
配線2を通常のエッチング法で形成する。さらに、露出
している配線に無電解ニッケルめっき(膜厚:5μ
m)、無電解金めっき(膜厚:0.8μm)を順次施す
(不図示)。ここでは、無電解めっきを使用したが、電
解めっきを用いてもよい。次に打ち抜き金型を用いてフ
レーム状に打ち抜き、複数組のインナー接続部、展開配
線、アウター接続部となる開口を形成した支持基板を準
備する(図1a)。支持基板の作製方法として市販の2
層(銅/ポリイミド)フレキシブル基板のポリイミド
を、レーザ加工によりアウター接続部穴等を形成する方
法でもよい。次に支持基板の半導体チップ搭載領域に、
ダイボンドフィルム4(日立化成工業株式会社製、商品
名:DF−335、厚み0.015mm)を仮接着する
(図1b)。仮接着の条件は、例えば温度160℃、時
間5秒、圧力3kgf/cm2である。次に、仮接着し
たダイボンドフィルムを用いて、半導体チップ6を支持
基板の所定の位置に接着する。接着条件は、例えば温度
220℃、時間5秒、圧力300gf/cm2である。
このとき配線のない部分で、半導体チップ6とダイボン
ドフィルム4間に空隙が形成される。さらに、半導体チ
ップ電極とインナー接続部を、金ワイヤ5をボンディン
グして電気的に接続する(図1c)。このようにして形
成したものをトランスファモールド金型に装填し、半導
体封止用エポキシ樹脂7(日立化成工業(株)製、商品
名:CL−7700)を用いて各々封止する(図1
d)。その後、アウター接続部にはんだボール8を配置
し溶融させ(図1e)、パンチにより個々のパッケージ
に分離し半導体パッケージが得られる(図1f)。最後
に半導体パッケージを、外部基板10にIRリフロー
(温度230℃)を用いて実装する(図1g)。このと
きダイボンドフィルムは、貫通穴側に変形または破れ、
空隙部に発生する内部圧力を緩和する。
【0007】
【発明の効果】
a.絶縁性支持基板の一表面に複数組の配線(少なくと
も半導体チップ電極と接続するインナ−接続部及び半導
体チップ搭載領域部を有す)を形成し、 b.絶縁性支持基板の、絶縁性支持基板の配線が形成さ
れている箇所であってインナ−接続部と導通するアウタ
−接続部が設けらる箇所に開口を設け、 c.配線の半導体チップ搭載領域部を含めて半導体チッ
プが搭載される箇所に接着材を形成し、 d.半導体チップを、支持基板のインナ−接続部が設け
られている面に接着材を用いて接着し、 e.半導体チップ電極を基板のインナ−接続部とワイヤ
ーボンディングにより接続し、 f.半導体チップの少なくとも半導体チップ電極面を樹
脂封止して製造する半導体パッケージでは、支持基板の
半導体チップ搭載領域に露出した配線があるので、通常
のペースト状接着材(銀ペースト、無銀ペースト)を使
用すると、半導体チップと配線がショートしてしまう恐
れがある。このため半導体チップ搭載領域にレジスト等
の絶縁材料を塗布した構造や、絶縁フィルムを貼った構
造となるが、この構造では多くの材料界面ができ、また
接着材のペーストが半導体チップ接着時にボイドを混入
しやすく、IRリフロー等で外部基板に実装する際に、
剥離やパッケージクラックが発生しやすく、信頼性を落
とす原因になる。また絶縁性のフィルム状接着材を使用
した場合でも、半導体チップとフィルム状接着材間のボ
イドを完全になくすことは非常に困難であり、同様に信
頼性を落とす原因になる。本発明では、半導体チップと
フィルム状接着材間に大きな空隙部を形成し、リフロー
時に発生する内部圧力を、フィルム状接着材が貫通穴側
に変形または破れることで緩和できる。したがって、パ
ッケージクラックを防止し信頼性の高い小型半導体パッ
ケ−ジの製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するための、半導体パ
ッケージ製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ポリイミドボンディングシート 2 インナー接続部及び展開配線 3 開口 4 ダイボンドフィルム 5 金ワイヤ 6 半導体チップ 7 半導体封止用エポキシ樹脂 8 はんだボール 9 貫通穴 10 外部基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿波野 康彦 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社筑波開発研究所内 (72)発明者 市村 茂樹 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社筑波開発研究所内 (72)発明者 湯佐 正己 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社筑波開発研究所内 (72)発明者 岩崎 順雄 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】A.絶縁性支持基板の一表面には複数組の
    配線が形成されており、前記配線は少なくとも半導体チ
    ップ電極と接続するインナ−接続部及び半導体チップ搭
    載領域部を有すものであり、 B.前記絶縁性支持基板には、前記絶縁性支持基板の前
    記配線が形成されている箇所であって前記インナ−接続
    部と導通するアウタ−接続部が設けらる箇所に、開口が
    設けられており、 C.前記絶縁性支持基板の前記半導体チップ搭載領域内
    であって前記配線のない箇所に、少なくとも1個の貫通
    穴が設けられており、 D.前記配線の半導体チップ搭載領域部を含めて前記半
    導体チップが搭載される箇所に、絶縁性のフィルム状接
    着材が形成されており、 E.半導体チップ搭載後、前記配線のない前記半導体チ
    ップ搭載領域内において、前記半導体チップと前記フィ
    ルム状接着材間に空隙が形成されるよう構成されたこと
    を特徴とする半導体パッケ−ジ用チップ支持基板。
  2. 【請求項2】 リフロー時に前記フィルム状接着材が、
    前記貫通穴側に変形または破れるよう構成された請求項
    1記載の半導体パッケ−ジ用チップ支持基板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6972496B2 (en) 2001-06-12 2005-12-06 Hynix Semiconductor Inc. Chip-scaled package having a sealed connection wire
JP2010171216A (ja) * 2009-01-23 2010-08-05 Kyushu Institute Of Technology Memsデバイスパッケージ装置及びその製造方法
JP2018142680A (ja) * 2017-02-28 2018-09-13 キヤノン株式会社 電子部品、電子機器及び電子部品の製造方法

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JP2018142680A (ja) * 2017-02-28 2018-09-13 キヤノン株式会社 電子部品、電子機器及び電子部品の製造方法

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