JPH11111882A - Bga型半導体装置用配線基板およびbga型半導体装置 - Google Patents

Bga型半導体装置用配線基板およびbga型半導体装置

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JPH11111882A
JPH11111882A JP9274649A JP27464997A JPH11111882A JP H11111882 A JPH11111882 A JP H11111882A JP 9274649 A JP9274649 A JP 9274649A JP 27464997 A JP27464997 A JP 27464997A JP H11111882 A JPH11111882 A JP H11111882A
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JP
Japan
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wiring board
semiconductor device
type semiconductor
bga type
multilayer wiring
Prior art date
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Pending
Application number
JP9274649A
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English (en)
Inventor
Tatsuya Otaka
達也 大高
Osamu Yoshioka
修 吉岡
Hajime Murakami
村上  元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP9274649A priority Critical patent/JPH11111882A/ja
Publication of JPH11111882A publication Critical patent/JPH11111882A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/60Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers
    • H10W70/67Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers characterised by their insulating layers or insulating parts
    • H10W70/68Shapes or dispositions thereof
    • H10W70/682Shapes or dispositions thereof comprising holes having chips therein
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/701Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/721Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
    • H10W90/724Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多ピンLSIを搭載でき、薄型化が図れ、半
田ボールの接続信頼性に優れたBGA型半導体装置用配
線基板およびBGA型半導体装置を提供する。 【解決手段】 このBGA型半導体装置は、フレキシブ
ル多層配線板20の配線層20bにフリップ方式によっ
て半導体素子3が接続されるとともに、複数の半田ボー
ル6がアレイ状に接続され、フレキシブル多層配線板2
0の半導体素子3が接続された面と反対側の面に接着剤
2によってスティフナ4を接着したものである。フレキ
シブル多層配線板20を用いているので、多ピンLSI
の搭載が可能になり、薄型化が図れる。スティフナ4に
よってフレキシブル多層配線板20の平坦度が確保され
るので、半田ボール6の接続信頼性に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、BGA(Ball Gri
d Array )型半導体装置に適用されるBGA型半導体装
置用配線基板、およびBGA型半導体装置に関し、特
に、フレキシブル多層配線板を用いたBGA型半導体装
置用配線基板、およびBGA型半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置では、IC,LSI等
の半導体素子の出入力数の増大に伴って、出入力の端子
を平面に配置することにより微細化構造が緩和されるB
GA構造の要求が高まっている。一方、電子関連部品の
価格低下の要求が強まっており、BGA型半導体装置も
この要求に応える構造の模索が進んでいる。このような
状況下において、現在、高密度配線が可能なTAB(Ta
pe Automated Bonding)テープを用いたtape−BG
A構造の半導体装置が、多ピン,小型パッケージを低コ
ストで実現できるものとして注目を集めている。
【0003】図4は、そのtape−BGA型半導体装
置を示す。この半導体装置は、デバイスホール1aを備
え、ポリイミド等の耐熱性を有する絶縁性テープ10、
その一方の面に形成されたインナーリード11a,アウ
ターリード11bを含む配線層11、およびその他方の
面に形成されたグランド層(図示せず)からなTABテ
ープ1と、デバイスホール1aに収容され、配線層11
のインナーリード11aに電極3aが接続された半導体
素子3と、TABテープ1の配線層11が形成された面
と反対の面および半導体素子3の上面に接着剤2によっ
て貼り付けられたスティフナ4と、アウターリード11
b側に半田ボール接続用開口パターンを形成するソルダ
ーレジスト5と、ソルダーレジスト5の半田ボール接続
用開口パターンを通してアウターリード11bに接続さ
れたアレイ状の半田ボール6と、半導体素子3を保護す
る封止樹脂7とを有する。
【0004】しかし、図4に示す従来のBGA型半導体
装置によると、TABテープ1は、配線ピッチ40〜5
0μmの微細加工は比較的容易に行えるが、導体多層化
への対応が難しく、現状の量産レベルで考えると、両面
配線2層がせいぜいであるといえる。このため、より高
い電気特性が要求される場合には、多層配線が電気特性
上有利となるので、多ピン高速LSIを搭載する搭載部
品としては、多層化が難しいtape−BGA構造では
なく、フリップ方式で半導体素子3を実装配線するビル
ドアップ多層配線基板が有力と考えられている。
【0005】図5は、そのフリップ方式のビルドアップ
多層配線基板を用いた従来のBGA型半導体装置を示
す。この半導体装置は、下方の面に形成された最下層の
配線層8a、および上方の面に形成された最上層の配線
層8bを含む複数の配線層を備えるビルドアップ多層配
線基板8と、ビルドアップ多層配線基板8の最上層の配
線層8bに半導体素子3をフィリップチップ接合部9a
によって接合するアンダーフィル9と、ビルドアップ多
層配線基板8の最下層の配線層8aが形成された面に半
田ボール接続用開口パターンを形成するソルダーレジス
ト5と、ソルダーレジスト5の半田ボール接続用開口パ
ターンを通して最下層の配線層8aに接続されたアレイ
状の半田ボール6とを有する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ビルドアップ
多層配線基板8を用いた従来のBGA型半導体装置によ
ると、ビルドアップ多層配線基板8は、ガラス繊維(F
R−4)をベースにしているので、厚く薄型化には向か
ず、また、熱伝導性が悪いので、高発熱の素子を搭載で
きず、さらに、フレーム化を行うと、基板およびその外
枠の断面から、エポキシ/ガラス等の構成材料が離脱
し、回路上に落ちることが多発するため、信頼性に劣る
等の問題があった。
【0007】従って、本発明の目的は、多ピンLSIを
搭載でき、薄型化が図れ、半田ボールの接続信頼性に優
れたBGA型半導体装置用配線基板およびBGA型半導
体装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、位置決め用の複数のパイロット穴を有する
外枠によって支持され、第1の面の半導体素子搭載領域
にフリップ方式によって半導体素子が接続されるととも
に、前記第1の面の外部回路接続領域に複数の半田ボー
ルがアレイ状に接続されるフレキシブル多層配線板と、
前記フレキシブル多層配線板の前記第1の面と反対側の
第2の面に接着剤によって接着された補強板を備えたこ
とを特徴とするBGA型半導体装置用配線基板を提供す
る。
【0009】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、第1の面に半導体素子搭載領域と外部回路接続領域
を有するフレキシブル多層配線板と、前記フレキシブル
多層配線板の前記第1の面の前記半導体素子搭載領域に
フリップ方式によって接続された半導体素子と、前記フ
レキシブル多層配線板の前記第1の面の前記外部回路接
続領域にアレイ状に接続された複数の半田ボールと、前
記フレキシブル多層配線板の前記第1の面と反対側の第
2の面に接着剤によって接着された補強板を備えたこと
を特徴とするBGA型半導体装置を提供する。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施の形
態に係るBGA型半導体装置を示す。この半導体装置
は、一方の面に形成された配線層20bを含む複数の配
線層を備え、半導体素子3を収納するための4mm深さの
凹状の素子載置部20aが形成された矩形状のフレキシ
ブル多層配線板20を有し、フレキシブル多層配線板2
0の他方の面に接着剤2によって貼り付けられた矩形状
のスティフナ4と、フレキシブル多層配線板20の配線
層20bが形成された面に半田ボール接続用開口パター
ンを形成するソルダーレジスト5と、ソルダーレジスト
5の半田ボール接続用開口パターンを通して配線層20
bに接続されたアレイ状の半田ボール6と、フレキシブ
ル多層配線板20の素子載置部20aに半導体素子3を
フィリップチップ接合部9aによって接合するアンダー
フィル9とを有する。
【0011】接着剤2は、厚さ0.05mmの熱硬化性接
着剤からなり、−50℃以下で10MPa、110℃以
上で1MPaの弾性率を有する。弾性率をこのような値
にすることにより、半導体素子3からの熱によるフレキ
シブル多層配線板20のひずみを吸収することができ
る。
【0012】スティフナ4は、厚さ0.4mmの銅材から
なり、その表面に0.1μm厚さのNiめっきを施した
ものである。
【0013】フレキシブル多層配線板20は、ピンボリ
イミド系4層からなり、600ピンを有する。
【0014】図2(a) ,(b) は、第1の実施の形態の一
製造方法を示す。接着剤2によって貼り付けられたステ
ィフナ4およびフレキシブル多層配線板20からなる複
数の積層体を、周囲長手方向に沿って複数の位置決め用
のパイロット穴21aを備えたフレーム外枠21に連結
バー22によって連結する。その後、ソルダーレジスト
5によって半田ボール接続用開口パターンが形成され、
その半田ボール接続用開口パターンを通して複数の半田
ボール6が配線層20bに接続され、フレキシブル多層
配線板20の素子載置部20aに半導体素子3がアンダ
ーフィル9のフィリップチップ接合部9aによって接合
される。しかる後、レーム外枠21の連結バー22から
個々に分離され、図1に示すBGA型半導体装置が得ら
れる。
【0015】上記第1の実施の形態によれば、以下の効
果が得られる。 (イ) フレキシブル多層配線板20を用いているので、多
ピンLSIの搭載が可能になる。 (ロ) フレキシブル多層配線板20を用い、さらに、素子
載置部20aを凹状にしているので、薄型化がより可能
になる。 (ハ) フレキシブル多層配線板20に接着されたスティフ
ナ4は、金属からなるので、半導体素子3の発熱がフレ
キシブル多層配線板20および接着剤2を介してスティ
フナ4から放熱されることから、放熱性が高くなる。ま
た、アンダーフィル9のレジンに高熱伝導材を選定する
ことにより、より放熱性が高くなる。 (ニ) スティフナ4によってフレキシブル多層配線板20
の平坦度が確保されるので、半田ボール6の接続信頼性
に優れる。 (ホ) フレキシブル多層配線板20等をフレーム化するに
より、複数のパッケージを量産ラインにかけることがで
き、コスト的に大幅なメリットが得られる。
【0016】図3は、本発明の第2の実施の形態に係る
BGA型半導体装置を示す。この半導体装置は、第1の
実施の形態のアンダーフィル9を半導体素子3の裏面近
傍まで流し込むようにしたものであり、他は第1の実施
の形態と同様に構成されている。アンダーフィル9を半
導体素子3の裏面近傍まで延在させることにより、半導
体素子3の保護強化が図れる。
【0017】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず、種々な実施の形態が可能である。例えば、本発明
は、CSP(Chip Size Package )型半導体装置にも適
用することができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のBGA型半
導体装置用配線基板およびBGA型半導体装置によれ
ば、多層フレキシブル配線板を用いているので、多ピン
LSIの搭載が可能になり、薄型化が図れる。また、補
強板によって多層フレキシブル配線板の平坦度が確保さ
れるので、半田ボールの接続信頼性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るBGA型半導
体装置の構成図である。
【図2】(a) は本発明の第1の実施の形態に係るBGA
型半導体装置の一製造方法を示す平面図、(b) は(a) の
A−A断面図である。
【図3】本発明の本発明の第2の実施の形態に係るBG
A型半導体装置の構成図である。
【図4】従来のtape−BGA型半導体装置の構成図
である。
【図5】フリップ方式のビルドアップ多層配線基板を用
いた従来のBGA型半導体装置の構成図である。
【符号の説明】
2 接着剤 3 半導体素子 4 スティフナ 5 ソルダーレジスト 6 半田ボール 9 アンダーフィル 9a フィリップチップ接合部 20 フレキシブル多層配線板 20a 素子載置部 20a 配線層 21 フレーム外枠 21a パイロット穴 22 連結バー

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】位置決め用の複数のパイロット穴を有する
    外枠によって支持され、第1の面の半導体素子搭載領域
    にフリップ方式によって半導体素子が接続されるととも
    に、前記第1の面の外部回路接続領域に複数の半田ボー
    ルがアレイ状に接続されるフレキシブル多層配線板と、 前記フレキシブル多層配線板の前記第1の面と反対側の
    第2の面に接着剤によって接着された補強板を備えたこ
    とを特徴とするBGA型半導体装置用配線基板。
  2. 【請求項2】前記フレキシブル多層配線板の前記第1の
    面は、前記半導体素子搭載領域に凹部が形成された構成
    の請求項1記載のBGA型半導体装置用配線基板。
  3. 【請求項3】前記接着剤は、−50℃以下で0.1〜5
    000MPa、110℃以上で100MPa以下の弾性
    率を有し、厚さが0.01〜0.15mmである構成の請
    求項1記載のBGA型半導体装置用配線基板。
  4. 【請求項4】第1の面に半導体素子搭載領域と外部回路
    接続領域を有するフレキシブル多層配線板と、 前記フレキシブル多層配線板の前記第1の面の前記半導
    体素子搭載領域にフリップ方式によって接続された半導
    体素子と、 前記フレキシブル多層配線板の前記第1の面の前記外部
    回路接続領域にアレイ状に接続された複数の半田ボール
    と、 前記フレキシブル多層配線板の前記第1の面と反対側の
    第2の面に接着剤によって接着された補強板を備えたこ
    とを特徴とするBGA型半導体装置。
  5. 【請求項5】前記フレキシブル多層配線板の前記第1の
    面は、前記半導体素子搭載領域に凹部が形成された構成
    の請求項4記載のBGA型半導体装置。
  6. 【請求項6】前記接着剤は、−50℃以下で0.1〜5
    000MPa、110℃以上で100MPa以下の弾性
    率を有し、厚さが0.01〜0.15mmである構成の請
    求項4記載のBGA型半導体装置。
JP9274649A 1997-10-07 1997-10-07 Bga型半導体装置用配線基板およびbga型半導体装置 Pending JPH11111882A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100536886B1 (ko) * 1998-02-11 2006-05-09 삼성전자주식회사 칩 스케일 패키지 및 그 제조방법
JP2007507879A (ja) * 2003-10-01 2007-03-29 オプトパック、インコーポレイテッド 光検出用半導体装置の電子パッケージおよびそのパッケージング方法
KR100739446B1 (ko) 2005-05-04 2007-07-13 주식회사 모든박스 3차원 입체도 변환 시스템 및 방법

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