JPH11220064A - 小型半導体プラスチックパッケージ - Google Patents
小型半導体プラスチックパッケージInfo
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放熱性、吸湿後の耐熱性などに優れた半導体
プラスチックパッケージを得る。 【解決手段】 金属芯プリント配線板を用いるボールグ
リッドアレイの半導体プラスチックパッケージであっ
て、半導体チップの一辺の長さの４０〜９０％の長さの
該金属芯の一部を表面の一部に露出し、この上に固定さ
れた半導体チップとその周囲の回路導体とをワイヤボン
ディングで接続し、表裏の回路を熱硬化性樹脂で絶縁さ
れたスルーホール導体で結線し、少なくとも１個以上の
スルーホールを金属芯と直接接続し、半導体チップが樹
脂封止されてなる半導体プラスチックパッケージ。 【効果】 放熱性、吸湿後の耐熱性などに優れ、大量生
産に適した新規な構造の半導体プラスチックパッケージ
を得ることができた。
プラスチックパッケージを得る。 【解決手段】 金属芯プリント配線板を用いるボールグ
リッドアレイの半導体プラスチックパッケージであっ
て、半導体チップの一辺の長さの４０〜９０％の長さの
該金属芯の一部を表面の一部に露出し、この上に固定さ
れた半導体チップとその周囲の回路導体とをワイヤボン
ディングで接続し、表裏の回路を熱硬化性樹脂で絶縁さ
れたスルーホール導体で結線し、少なくとも１個以上の
スルーホールを金属芯と直接接続し、半導体チップが樹
脂封止されてなる半導体プラスチックパッケージ。 【効果】 放熱性、吸湿後の耐熱性などに優れ、大量生
産に適した新規な構造の半導体プラスチックパッケージ
を得ることができた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップを複
数個小型プリント配線板に搭載した形の、新規な半導体
プラスチックパッケージに関する。特に、マイクロプロ
セッサー、マイクロコントローラー、ASIC、グラフィッ
ク等の比較的高ワットで、多端子高密度の半導体プラス
チックパッケージに関する。本半導体プラスチックパッ
ケージは、ソルダーボールを用いてマザーボードプリン
ト配線板に実装して電子機器として使用される。
数個小型プリント配線板に搭載した形の、新規な半導体
プラスチックパッケージに関する。特に、マイクロプロ
セッサー、マイクロコントローラー、ASIC、グラフィッ
ク等の比較的高ワットで、多端子高密度の半導体プラス
チックパッケージに関する。本半導体プラスチックパッ
ケージは、ソルダーボールを用いてマザーボードプリン
ト配線板に実装して電子機器として使用される。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体プラスチックパッケージと
して、プラスチックボールグリッドアレイ（ P-BGA）や
プラスチックランドグリッドアレイ（ P-LGA）等、プラ
スチックプリント配線板の上面に半導体チップを固定
し、このチップを、プリント配線板上面に形成された導
体回路にワイヤボンディングで結合し、プリント配線板
の下面にはソルダーボールを用いて、マザーボードプリ
ント配線板と接続するための導体パッドを形成し、表裏
回路導体がメッキされたスルーホールで接続されて、半
導体チップが樹脂封止されている構造の半導体プラスチ
ックパッケージが公知である。本公知構造において、半
導体から発生する熱をマザーボードプリント配線板に拡
散させるため、半導体チップを固定するための上面の金
属箔から下面に接続するメッキされた熱拡散スルーホー
ルが形成されている。該スルーホールを孔を通して、水
分が半導体固定に使われている銀粉入り樹脂接着剤に吸
湿され、マザーボードへの実装時の加熱により、また、
半導体部品をマザーボードから取り外す際の加熱によ
り、層間フクレを生じる危険性があり、これはポップコ
ーン現象と呼ばれている。このポプコーン現象が発生し
た場合、パッケージは使用不能となることが多く、この
現象を大幅に改善する必要がある。また、半導体の高機
能化、高密度化は、ますます発熱量の増大を意味し、熱
放散用のための半導体チップ直下のスルーホールのみで
は熱の放散は不十分となってきている。
して、プラスチックボールグリッドアレイ（ P-BGA）や
プラスチックランドグリッドアレイ（ P-LGA）等、プラ
スチックプリント配線板の上面に半導体チップを固定
し、このチップを、プリント配線板上面に形成された導
体回路にワイヤボンディングで結合し、プリント配線板
の下面にはソルダーボールを用いて、マザーボードプリ
ント配線板と接続するための導体パッドを形成し、表裏
回路導体がメッキされたスルーホールで接続されて、半
導体チップが樹脂封止されている構造の半導体プラスチ
ックパッケージが公知である。本公知構造において、半
導体から発生する熱をマザーボードプリント配線板に拡
散させるため、半導体チップを固定するための上面の金
属箔から下面に接続するメッキされた熱拡散スルーホー
ルが形成されている。該スルーホールを孔を通して、水
分が半導体固定に使われている銀粉入り樹脂接着剤に吸
湿され、マザーボードへの実装時の加熱により、また、
半導体部品をマザーボードから取り外す際の加熱によ
り、層間フクレを生じる危険性があり、これはポップコ
ーン現象と呼ばれている。このポプコーン現象が発生し
た場合、パッケージは使用不能となることが多く、この
現象を大幅に改善する必要がある。また、半導体の高機
能化、高密度化は、ますます発熱量の増大を意味し、熱
放散用のための半導体チップ直下のスルーホールのみで
は熱の放散は不十分となってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
点を改善した半導体プラスチックパッケージを提供す
る。
点を改善した半導体プラスチックパッケージを提供す
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、プリント配線
板の厚さ方向のほぼ中央に、プリント配線板とほぼ同じ
大きさの内層金属板を配置し、かつ、プリント配線板の
片面のほぼ中央部に部分的に露出した内層金属板の凸部
分の表面に半導体チップを熱伝導性接着剤で固定し、半
導体チップとその周囲のプリント配線板表面に形成され
た回路導体とをワイヤボンディングで接続し、少なくと
も、プリント配線板表面上の信号伝播回路導体をプリン
ト配線板の反対面に形成された回路導体もしくは該パッ
ケージの外部とハンダボールで接続するために形成され
た回路導体パッドとメッキされたスルーホールで結線
し、少なくとも半導体チップを樹脂封止している構造の
半導体プラスチックパッケージであって、表裏回路導体
と金属板とを硬化性樹脂組成物で絶縁し、金属板には少
なくとも１個以上のスルーホール導体径より大きい径の
クリアランスホールを形成し、クリアランスホールの孔
壁を絶縁化し、少なくとも、１個以上のスルーホールが
内層金属板と接続しているプリント配線板を用いたプラ
スチックパッケージであって、該プリント配線板を構成
する内層金属板に直径、又は１辺の長さが、半導体チッ
プの１辺の長さの40〜90％である突起部分を設け、半導
体直下の金属板突起部分以外のプリント配線板にも、金
属メッキされたスルーホール及び回路導体を形成し、ス
ルーホールの回路導体と半導体チップを接着する熱伝導
性接着剤とが、熱硬化性レジスト、或いは光選択熱硬化
性レジストで絶縁された構造であることを特徴とする小
型の半導体プラスチックパッケージを提供する。本発明
によれば、半導体チップの下面からの吸湿がなく、吸湿
後の耐熱性、すなわちポップコーン現象が大幅に改善で
きるとともに、プレッシャークッカー処理後の電気絶縁
性、耐マイグレーション性等に優れ、又、熱放散性を大
幅に改善でき、加えて、大量生産にも適しており、経済
性の改善された、新規な構造の半導体プラスチックパッ
ケージが提供されるに至った。
板の厚さ方向のほぼ中央に、プリント配線板とほぼ同じ
大きさの内層金属板を配置し、かつ、プリント配線板の
片面のほぼ中央部に部分的に露出した内層金属板の凸部
分の表面に半導体チップを熱伝導性接着剤で固定し、半
導体チップとその周囲のプリント配線板表面に形成され
た回路導体とをワイヤボンディングで接続し、少なくと
も、プリント配線板表面上の信号伝播回路導体をプリン
ト配線板の反対面に形成された回路導体もしくは該パッ
ケージの外部とハンダボールで接続するために形成され
た回路導体パッドとメッキされたスルーホールで結線
し、少なくとも半導体チップを樹脂封止している構造の
半導体プラスチックパッケージであって、表裏回路導体
と金属板とを硬化性樹脂組成物で絶縁し、金属板には少
なくとも１個以上のスルーホール導体径より大きい径の
クリアランスホールを形成し、クリアランスホールの孔
壁を絶縁化し、少なくとも、１個以上のスルーホールが
内層金属板と接続しているプリント配線板を用いたプラ
スチックパッケージであって、該プリント配線板を構成
する内層金属板に直径、又は１辺の長さが、半導体チッ
プの１辺の長さの40〜90％である突起部分を設け、半導
体直下の金属板突起部分以外のプリント配線板にも、金
属メッキされたスルーホール及び回路導体を形成し、ス
ルーホールの回路導体と半導体チップを接着する熱伝導
性接着剤とが、熱硬化性レジスト、或いは光選択熱硬化
性レジストで絶縁された構造であることを特徴とする小
型の半導体プラスチックパッケージを提供する。本発明
によれば、半導体チップの下面からの吸湿がなく、吸湿
後の耐熱性、すなわちポップコーン現象が大幅に改善で
きるとともに、プレッシャークッカー処理後の電気絶縁
性、耐マイグレーション性等に優れ、又、熱放散性を大
幅に改善でき、加えて、大量生産にも適しており、経済
性の改善された、新規な構造の半導体プラスチックパッ
ケージが提供されるに至った。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の半導体プラスチックパッ
ケージは、プリント配線板の厚み方向のほぼ中央に熱放
散性の良好な金属板を配置し、表裏の回路導体導通用の
メッキされたスルーホールは、金属板にあけられた該ク
リアランスホール径より小さめの径の孔とし、埋め込ま
れた樹脂のほぼ中央に形成することにより、金属板との
絶縁性を保持する。
ケージは、プリント配線板の厚み方向のほぼ中央に熱放
散性の良好な金属板を配置し、表裏の回路導体導通用の
メッキされたスルーホールは、金属板にあけられた該ク
リアランスホール径より小さめの径の孔とし、埋め込ま
れた樹脂のほぼ中央に形成することにより、金属板との
絶縁性を保持する。
【０００６】公知のスルーホールを有する金属芯プリン
ト配線板の上面に半導体チップを固定する方法において
は、従来の P-BGAパッケージと同様に半導体チップから
の熱は直下の熱放散用スルーホールに落として熱放散せ
ざるを得ず、ポプコーン現象は改善できない。本発明
は、まず金属芯とする両面平滑な金属板をあらかじめ公
知のエッチング法、冷間機械加工、圧延異型条加工法等
の方法で、少なくとも、１個以上の半導体チップ固定用
に、半導体チップの１辺の長さの40〜90％の直径、又は
１辺の長さの突起を形成しておく。次いで、表裏の導通
スルーホールを形成可能なように、スルーホールを形成
しようとする位置に、スルーホール導体径より大きめの
クリアランスホールを、公知のエッチング法、打ち抜き
法、ドリル、レーザー等で金属板に孔を形成しておく。
半導体から発生する熱は、半導体チップを搭載する部分
から金属板全体に熱伝導されるために、直接金属板に接
続するスルーホールを通して熱をマザーボードプリント
配線板等に拡散する構造とする。
ト配線板の上面に半導体チップを固定する方法において
は、従来の P-BGAパッケージと同様に半導体チップから
の熱は直下の熱放散用スルーホールに落として熱放散せ
ざるを得ず、ポプコーン現象は改善できない。本発明
は、まず金属芯とする両面平滑な金属板をあらかじめ公
知のエッチング法、冷間機械加工、圧延異型条加工法等
の方法で、少なくとも、１個以上の半導体チップ固定用
に、半導体チップの１辺の長さの40〜90％の直径、又は
１辺の長さの突起を形成しておく。次いで、表裏の導通
スルーホールを形成可能なように、スルーホールを形成
しようとする位置に、スルーホール導体径より大きめの
クリアランスホールを、公知のエッチング法、打ち抜き
法、ドリル、レーザー等で金属板に孔を形成しておく。
半導体から発生する熱は、半導体チップを搭載する部分
から金属板全体に熱伝導されるために、直接金属板に接
続するスルーホールを通して熱をマザーボードプリント
配線板等に拡散する構造とする。
【０００７】該突起とスルーホールが形成された金属板
の表面に、公知の方法で酸化処理、微細凹凸形成、皮膜
形成等の接着性や電気絶縁性向上のための表面処理を必
要に応じて施す。該表面処理され、突起部とクリアラン
スホールが形成された金属板の、半導体チップを直接固
定する面以外は、すべて熱硬化性樹脂組成物で絶縁部を
形成する。熱硬化性樹脂組成物による絶縁部の形成は、
半硬化状態の熱硬化性樹脂組成物を含浸、乾燥したロー
フロー、或いはノーフローのプリプレグ等を用い、半導
体チップを直接固定する突起のある金属部分に相当する
プリプレグの部分を、あらかじめ突起部分の面積よりや
や大きめの孔を打ち抜き等によってあけておき、これを
表面に配置し、裏面には孔のあいていないハイフローの
プリプレグを配置し、加熱、加圧下に積層成形する。プ
リプレグの厚みは金属突起の高さよりやや高めになるよ
うに作成する。加熱、加圧工程中に、熱により１度熔融
した半硬化状態の熱硬化性樹脂を金属板のクリアランス
ホールに流し込んでクリアランスホールの中を埋め込む
と同時に、金属突起物の表面以外は熱硬化性樹脂組成物
で一体化する。
の表面に、公知の方法で酸化処理、微細凹凸形成、皮膜
形成等の接着性や電気絶縁性向上のための表面処理を必
要に応じて施す。該表面処理され、突起部とクリアラン
スホールが形成された金属板の、半導体チップを直接固
定する面以外は、すべて熱硬化性樹脂組成物で絶縁部を
形成する。熱硬化性樹脂組成物による絶縁部の形成は、
半硬化状態の熱硬化性樹脂組成物を含浸、乾燥したロー
フロー、或いはノーフローのプリプレグ等を用い、半導
体チップを直接固定する突起のある金属部分に相当する
プリプレグの部分を、あらかじめ突起部分の面積よりや
や大きめの孔を打ち抜き等によってあけておき、これを
表面に配置し、裏面には孔のあいていないハイフローの
プリプレグを配置し、加熱、加圧下に積層成形する。プ
リプレグの厚みは金属突起の高さよりやや高めになるよ
うに作成する。加熱、加圧工程中に、熱により１度熔融
した半硬化状態の熱硬化性樹脂を金属板のクリアランス
ホールに流し込んでクリアランスホールの中を埋め込む
と同時に、金属突起物の表面以外は熱硬化性樹脂組成物
で一体化する。
【０００８】また、無溶剤或いは溶剤タイプの熱硬化性
樹脂組成物を用い、スクリーン印刷等で該金属板突起場
所以外に塗布し、更には裏面も同様に塗布してから加熱
して半硬化状態とした後、外側に金属箔を配置し、加
熱、加圧下に積層成形して一体化する。積層成形する場
合、クリアランスホール内に樹脂を流し込むと同時に、
熱硬化させる。クリアランスホールの中に樹脂をあらか
じめ充填する場合、スクリーン印刷等で塗布する際に、
低圧にてクリアランスホールの中に樹脂を流し込み、溶
剤或いは空気を加熱しながら抜き、半硬化或いは硬化す
る。溶剤が入っている場合、クリアランスホール内の未
充填が起こり易いため、無溶剤液状の熱硬化性樹脂組成
物の方が好ましく、これをクリアランスホール、さらに
は下部の凹部に流し込み、半硬化、又は硬化させ、その
後、スクリーン印刷等で半導体チップ搭載用金属露出部
以外は樹脂を塗布し、加熱して半硬化状態としてから、
その外側に金属箔を被せ、加熱、加圧下に、好ましくは
真空下に積層成形する。いずれの方法においても、金属
板のクリアランスホール内を熱硬化性樹脂組成物で充填
されるように加工する。
樹脂組成物を用い、スクリーン印刷等で該金属板突起場
所以外に塗布し、更には裏面も同様に塗布してから加熱
して半硬化状態とした後、外側に金属箔を配置し、加
熱、加圧下に積層成形して一体化する。積層成形する場
合、クリアランスホール内に樹脂を流し込むと同時に、
熱硬化させる。クリアランスホールの中に樹脂をあらか
じめ充填する場合、スクリーン印刷等で塗布する際に、
低圧にてクリアランスホールの中に樹脂を流し込み、溶
剤或いは空気を加熱しながら抜き、半硬化或いは硬化す
る。溶剤が入っている場合、クリアランスホール内の未
充填が起こり易いため、無溶剤液状の熱硬化性樹脂組成
物の方が好ましく、これをクリアランスホール、さらに
は下部の凹部に流し込み、半硬化、又は硬化させ、その
後、スクリーン印刷等で半導体チップ搭載用金属露出部
以外は樹脂を塗布し、加熱して半硬化状態としてから、
その外側に金属箔を被せ、加熱、加圧下に、好ましくは
真空下に積層成形する。いずれの方法においても、金属
板のクリアランスホール内を熱硬化性樹脂組成物で充填
されるように加工する。
【０００９】金属板の側面については、熱硬化性樹脂組
成物で被覆されている形、一部金属が露出している形、
或いは全体が露出している形、いずれの形でも良い。
成物で被覆されている形、一部金属が露出している形、
或いは全体が露出している形、いずれの形でも良い。
【００１０】上記サブトラクティブ法によるスルーホー
ルプリント配線板の形成のためには、積層成形時に、表
裏の最外層に、プリント配線板よりやや大きめの金属
箔、或いは片面銅張積層板を配置して、加熱、加圧下に
積層成形することにより、外層回路形成用の金属箔で表
裏が覆われた金属箔張多層板が形成される。
ルプリント配線板の形成のためには、積層成形時に、表
裏の最外層に、プリント配線板よりやや大きめの金属
箔、或いは片面銅張積層板を配置して、加熱、加圧下に
積層成形することにより、外層回路形成用の金属箔で表
裏が覆われた金属箔張多層板が形成される。
【００１１】表裏層に金属箔を使用しないで積層成形す
る場合、公知のアディティブ法にて回路を形成し、プリ
ント配線板を作る。
る場合、公知のアディティブ法にて回路を形成し、プリ
ント配線板を作る。
【００１２】上記サブトラクティブ法、セミアディティ
ブ法で作成した板の、半導体を固定する部分以外の箇所
に表裏の回路を導通するスルーホール用孔をドリル、レ
ーザー或いはプラズマ等、公知の方法にて小径の孔をあ
ける。
ブ法で作成した板の、半導体を固定する部分以外の箇所
に表裏の回路を導通するスルーホール用孔をドリル、レ
ーザー或いはプラズマ等、公知の方法にて小径の孔をあ
ける。
【００１３】表裏信号回路用のスルーホール用孔は、樹
脂の埋め込まれた金属板クリアランスホールのほぼ中央
に、金属板と接触しないように形成する。次いで無電解
メッキや電解メッキによりスルーホール内部の金属層を
形成して、メッキされたスルーホールを形成するととも
に、フルアディティブ法では、同時に表裏にワイヤボン
ディング用端子、信号回路、ソルダーボール用パッド、
導体回路等を形成する。
脂の埋め込まれた金属板クリアランスホールのほぼ中央
に、金属板と接触しないように形成する。次いで無電解
メッキや電解メッキによりスルーホール内部の金属層を
形成して、メッキされたスルーホールを形成するととも
に、フルアディティブ法では、同時に表裏にワイヤボン
ディング用端子、信号回路、ソルダーボール用パッド、
導体回路等を形成する。
【００１４】セミアデティブ法では、スルーホールをメ
ッキすると同時に、表裏も全面メッキされ、その後、公
知の方法にて上下に回路を形成する。また、表裏金属箔
を使用して積層成形されたものは、表裏の回路形成工程
で、半導体チップ固定部分の金属突起部分の表面にある
金属箔も除去される。
ッキすると同時に、表裏も全面メッキされ、その後、公
知の方法にて上下に回路を形成する。また、表裏金属箔
を使用して積層成形されたものは、表裏の回路形成工程
で、半導体チップ固定部分の金属突起部分の表面にある
金属箔も除去される。
【００１５】この場合、貴金属メッキの必要のない箇所
は、事前にメッキレジストで被覆しておく。または、メ
ッキ後に、必要により公知の熱硬化性レジスト、或いは
光選択熱硬化性レジストで、少なくとも、半導体搭載金
属突起部、ボンディングパッド、反対面のハンダボール
接着用パッド以外の表面に皮膜を形成する。片面銅張積
層板を使用した場合、回路形成後、或いは貴金属メッキ
後にルータ等で半導体チップ搭載箇所金属板の上の基材
を切除する。
は、事前にメッキレジストで被覆しておく。または、メ
ッキ後に、必要により公知の熱硬化性レジスト、或いは
光選択熱硬化性レジストで、少なくとも、半導体搭載金
属突起部、ボンディングパッド、反対面のハンダボール
接着用パッド以外の表面に皮膜を形成する。片面銅張積
層板を使用した場合、回路形成後、或いは貴金属メッキ
後にルータ等で半導体チップ搭載箇所金属板の上の基材
を切除する。
【００１６】該プリント配線板の半導体を接着する金属
突起部分の表面に金属粉混合熱伝導性接着剤を用いて、
半導体チップを固定する。この場合、半導体チップ下の
金属板突起部以外は、メッキされたスルーホール、回路
導体が存在する構造とするが、この導体上は熱硬化性レ
ジスト、或いは光選択熱硬化性レジストで被覆されてお
り、この上に熱伝導性接着剤を塗布し、半導体チップを
接着する。これは、従来の金メッキされた半導体チップ
を搭載する部分の真下の放熱用スルーホールと異なり、
半導体チップ接着用の熱伝導性接着剤と、回路或いはス
ルーホール導体が樹脂組成物で絶縁されており、半導体
チップから発生した熱は金属突起部に伝導し、さらに直
接金属板と接続したスルーホールを通じてマザーボード
に拡散する。さらに半導体チップとその周囲のプリント
配線板のボンディングパッドとをワンヤボンディング法
で接続し、少なくとも、半導体チップ、ボンディングワ
イヤ、及びボンディングパッドを公知の封止樹脂で封止
する。
突起部分の表面に金属粉混合熱伝導性接着剤を用いて、
半導体チップを固定する。この場合、半導体チップ下の
金属板突起部以外は、メッキされたスルーホール、回路
導体が存在する構造とするが、この導体上は熱硬化性レ
ジスト、或いは光選択熱硬化性レジストで被覆されてお
り、この上に熱伝導性接着剤を塗布し、半導体チップを
接着する。これは、従来の金メッキされた半導体チップ
を搭載する部分の真下の放熱用スルーホールと異なり、
半導体チップ接着用の熱伝導性接着剤と、回路或いはス
ルーホール導体が樹脂組成物で絶縁されており、半導体
チップから発生した熱は金属突起部に伝導し、さらに直
接金属板と接続したスルーホールを通じてマザーボード
に拡散する。さらに半導体チップとその周囲のプリント
配線板のボンディングパッドとをワンヤボンディング法
で接続し、少なくとも、半導体チップ、ボンディングワ
イヤ、及びボンディングパッドを公知の封止樹脂で封止
する。
【００１７】半導体チップと反対面のソルダーボール接
続用導体パッドに、ソルダーボールを接続して P-BGAを
作り、マザーボードプリント配線板上の回路にソルダー
ボールを重ね、熱によってボールを熔融接続するか、ま
たはパッケージにソルダーボールをつけずに P-LGAを作
り、マザーボードプリント配線板に実装する時に、マザ
ーボードプリント配線板面に形成されたソルダーボール
接続用導体パッドと P-LGA用のソルダーボール用導体パ
ッドとを、ソルダーボールを加熱熔融することにより接
続する。
続用導体パッドに、ソルダーボールを接続して P-BGAを
作り、マザーボードプリント配線板上の回路にソルダー
ボールを重ね、熱によってボールを熔融接続するか、ま
たはパッケージにソルダーボールをつけずに P-LGAを作
り、マザーボードプリント配線板に実装する時に、マザ
ーボードプリント配線板面に形成されたソルダーボール
接続用導体パッドと P-LGA用のソルダーボール用導体パ
ッドとを、ソルダーボールを加熱熔融することにより接
続する。
【００１８】本発明に用いる金属板は、特に限定しない
が、高弾性率、高熱伝導性で、厚さ30〜 300μｍのもの
が好適である。具体的には、純銅、無酸素銅、その他、
銅が95重量％以上のFe、Sn、Ｐ、Cr、Zr、Zn等との合
金、或いは合金の表面を銅メッキした金属板等が好適に
使用される。
が、高弾性率、高熱伝導性で、厚さ30〜 300μｍのもの
が好適である。具体的には、純銅、無酸素銅、その他、
銅が95重量％以上のFe、Sn、Ｐ、Cr、Zr、Zn等との合
金、或いは合金の表面を銅メッキした金属板等が好適に
使用される。
【００１９】本発明の金属突起部の高さは、30〜 200μ
ｍが好適である。また、突起部をくり抜いたプリプレ
グ、或いはスクリーン印刷で形成する熱硬化性樹脂の高
さは、この突起と同じ高さか、やや高いことが好まし
い。突起部の直径、或いは１辺の長さは、半導体チップ
の１辺の長さの40〜90％となるように作成する。形状は
円形、正方形等いずれの形でも良いが、一般には正方形
で、５〜20mm角である。
ｍが好適である。また、突起部をくり抜いたプリプレ
グ、或いはスクリーン印刷で形成する熱硬化性樹脂の高
さは、この突起と同じ高さか、やや高いことが好まし
い。突起部の直径、或いは１辺の長さは、半導体チップ
の１辺の長さの40〜90％となるように作成する。形状は
円形、正方形等いずれの形でも良いが、一般には正方形
で、５〜20mm角である。
【００２０】本発明で使用される熱硬化性樹脂組成物の
樹脂としては、一般に公知の熱硬化性樹脂が使用され
る。具体的には、エポキシ樹脂、多官能性シアン酸エス
テル樹脂、多官能性マレイミドーシアン酸エステル樹
脂、多官能性マレイミド樹脂、不飽和基含有ポリフェニ
レンエーテル樹脂等が挙げられ、１種或いは２種類以上
が組み合わせて使用される。耐熱性、耐湿性、耐マイグ
レーション性、吸湿後の電気的特性等の点から多官能性
シアン酸エステル樹脂組成物が好適である。
樹脂としては、一般に公知の熱硬化性樹脂が使用され
る。具体的には、エポキシ樹脂、多官能性シアン酸エス
テル樹脂、多官能性マレイミドーシアン酸エステル樹
脂、多官能性マレイミド樹脂、不飽和基含有ポリフェニ
レンエーテル樹脂等が挙げられ、１種或いは２種類以上
が組み合わせて使用される。耐熱性、耐湿性、耐マイグ
レーション性、吸湿後の電気的特性等の点から多官能性
シアン酸エステル樹脂組成物が好適である。
【００２１】本発明の好適な熱硬化性樹脂分である多官
能性シアン酸エステル化合物とは、分子内に２個以上の
シアナト基を有する化合物である。具体的に例示する
と、1,3−又は1,4 −ジシアナトベンゼン、1,3,5 −ト
リシアナトベンゼン、1,3 −、1,4 −、1,6 −、1,8
−、2,6 −又は2,7 −ジシアナトナフタレン、1,3,6 −
トリシアナトナフタレン、4,4 −ジシアナトビフェニ
ル、ビス（４−ジシアナトフェニル）メタン、2,2 −ビ
ス（４−シアナトフェニル）プロパン、2,2 −ビス（3,
5 −ジブロモー４−シアナトフェニル）プロパン、ビス
（４−シアナトフェニル）エーテル、ビス（４−シアナ
トフェニル）チオエーテル、ビス（４−シアナトフェニ
ル）スルホン、トリス（４−シアナトフェニル）ホスフ
ァイト、トリス（４−シアナトフェニル）ホスフェー
ト、およびノボラックとハロゲン化シアンとの反応によ
り得られるシアネート類などである。
能性シアン酸エステル化合物とは、分子内に２個以上の
シアナト基を有する化合物である。具体的に例示する
と、1,3−又は1,4 −ジシアナトベンゼン、1,3,5 −ト
リシアナトベンゼン、1,3 −、1,4 −、1,6 −、1,8
−、2,6 −又は2,7 −ジシアナトナフタレン、1,3,6 −
トリシアナトナフタレン、4,4 −ジシアナトビフェニ
ル、ビス（４−ジシアナトフェニル）メタン、2,2 −ビ
ス（４−シアナトフェニル）プロパン、2,2 −ビス（3,
5 −ジブロモー４−シアナトフェニル）プロパン、ビス
（４−シアナトフェニル）エーテル、ビス（４−シアナ
トフェニル）チオエーテル、ビス（４−シアナトフェニ
ル）スルホン、トリス（４−シアナトフェニル）ホスフ
ァイト、トリス（４−シアナトフェニル）ホスフェー
ト、およびノボラックとハロゲン化シアンとの反応によ
り得られるシアネート類などである。
【００２２】これらのほかに特公昭 41-1928、同43-184
68、同 44-4791、同45-11712、同46-41112、同47-26853
及び特開昭51-63149等に記載の多官能性シアン酸エステ
ル化合物類も用いら得る。また、これら多官能性シアン
酸エステル化合物のシアナト基の三量化によって形成さ
れるトリアジン環を有する分子量 400〜 6,000のプレボ
リマーが使用される。このプレポリマーは、上記の多官
能性シアン酸エステルモノマーを、例えば鉱酸、ルイス
酸等の酸類；ナトリウムアルコラート等、第三級アミン
類等の塩基；炭酸ナトリウム等の塩類等を触媒として重
合させることにより得られる。このプレポリマー中には
一部未反応のモノマーも含まれており、モノマーとプレ
ポリマーとの混合物の形態をしており、このような原料
は本発明の用途に好適に使用される。一般には可溶な有
機溶剤に溶解させて使用する。
68、同 44-4791、同45-11712、同46-41112、同47-26853
及び特開昭51-63149等に記載の多官能性シアン酸エステ
ル化合物類も用いら得る。また、これら多官能性シアン
酸エステル化合物のシアナト基の三量化によって形成さ
れるトリアジン環を有する分子量 400〜 6,000のプレボ
リマーが使用される。このプレポリマーは、上記の多官
能性シアン酸エステルモノマーを、例えば鉱酸、ルイス
酸等の酸類；ナトリウムアルコラート等、第三級アミン
類等の塩基；炭酸ナトリウム等の塩類等を触媒として重
合させることにより得られる。このプレポリマー中には
一部未反応のモノマーも含まれており、モノマーとプレ
ポリマーとの混合物の形態をしており、このような原料
は本発明の用途に好適に使用される。一般には可溶な有
機溶剤に溶解させて使用する。
【００２３】エポキシ樹脂としては、一般に公知のもの
が使用できる。具体的には、液状或いは固形のビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ
樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾー
ルノボラック型エボキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂；ブ
タジエン、ペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、ジシ
クロペンチルエーテル等の二重結合をエポキシ化したポ
リエポキシ化合物類；ポリオール、水酸基含有シリコン
樹脂類とエポハロヒドリンとの反応によって得られるポ
リグリシジル化合物類等が挙げられる。これらは１種或
いは２種類以上が組み合わせて使用され得る。
が使用できる。具体的には、液状或いは固形のビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ
樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾー
ルノボラック型エボキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂；ブ
タジエン、ペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、ジシ
クロペンチルエーテル等の二重結合をエポキシ化したポ
リエポキシ化合物類；ポリオール、水酸基含有シリコン
樹脂類とエポハロヒドリンとの反応によって得られるポ
リグリシジル化合物類等が挙げられる。これらは１種或
いは２種類以上が組み合わせて使用され得る。
【００２４】ポリイミド樹脂としては、一般に公知のも
のが使用され得る。具体的には、多官能性マレイミド類
とポリアミン類との反応物、特公昭 57-005406に記載の
末端三重結合のポリイミド類が挙げられる。
のが使用され得る。具体的には、多官能性マレイミド類
とポリアミン類との反応物、特公昭 57-005406に記載の
末端三重結合のポリイミド類が挙げられる。
【００２５】これらの熱硬化性樹脂は、単独でも使用さ
れるが、特性のバランスを考え、適宜組み合わせて使用
するのが良い。
れるが、特性のバランスを考え、適宜組み合わせて使用
するのが良い。
【００２６】本発明の熱硬化性樹脂組成物には、組成物
本来の特性が損なわれない範囲で、所望に応じて種々の
添加物を配合することができる。これらの添加物として
は、不飽和ポリエステル等の重合性二重結合含有モノマ
ー類及びそのプレポリマー類；ポリブタジエン、エポキ
シ化ブタジエン、マレイン化ブタジエン、ブタジエン−
アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン、ブタジ
エン−スチレン共重合体、ポリイソプレン、ブチルゴ
ム、フッ素ゴム、天然ゴム等の低分子量液状〜高分子量
の elasticなゴム類；ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリブテン、ポリ−４−メチルペンテン、ポリスチレ
ン、AS樹脂、 ABS樹脂、 MBS樹脂、スチレン−イソプレ
ンゴム、ポリエチレン−プロピレン共重合体、４−フッ
化エチレン−６−フッ化エチレン共重合体類；ポリカー
ボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポ
リエステル、ポリフェニレンサルファイド等の高分子量
プレポリマー若しくはオリゴマー；ポリウレタン等が例
示され、適宜使用される。また、その他、公知の無機或
いは有機の充填剤、染料、顔料、増粘剤、滑剤、消泡
剤、分散剤、レベリング剤、光増感剤、難燃剤、光沢
剤、重合禁止剤、チキソ性付与剤等の各種添加剤が、所
望に応じて適宜組み合わせて用いられる。必要により、
反応基を有する化合物は硬化剤、触媒が適宜配合され
る。
本来の特性が損なわれない範囲で、所望に応じて種々の
添加物を配合することができる。これらの添加物として
は、不飽和ポリエステル等の重合性二重結合含有モノマ
ー類及びそのプレポリマー類；ポリブタジエン、エポキ
シ化ブタジエン、マレイン化ブタジエン、ブタジエン−
アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン、ブタジ
エン−スチレン共重合体、ポリイソプレン、ブチルゴ
ム、フッ素ゴム、天然ゴム等の低分子量液状〜高分子量
の elasticなゴム類；ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリブテン、ポリ−４−メチルペンテン、ポリスチレ
ン、AS樹脂、 ABS樹脂、 MBS樹脂、スチレン−イソプレ
ンゴム、ポリエチレン−プロピレン共重合体、４−フッ
化エチレン−６−フッ化エチレン共重合体類；ポリカー
ボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポ
リエステル、ポリフェニレンサルファイド等の高分子量
プレポリマー若しくはオリゴマー；ポリウレタン等が例
示され、適宜使用される。また、その他、公知の無機或
いは有機の充填剤、染料、顔料、増粘剤、滑剤、消泡
剤、分散剤、レベリング剤、光増感剤、難燃剤、光沢
剤、重合禁止剤、チキソ性付与剤等の各種添加剤が、所
望に応じて適宜組み合わせて用いられる。必要により、
反応基を有する化合物は硬化剤、触媒が適宜配合され
る。
【００２７】本発明の熱硬化性樹脂組成物は、それ自体
は加熱により硬化するが硬化速度が遅く、作業性、経済
性等に劣るため使用した熱硬化性樹脂に対して公知の熱
硬化触媒を用い得る。使用量は、熱硬化性樹脂 100重量
部に対して 0.005〜10重量部、好ましくは0.01〜５重量
部である。
は加熱により硬化するが硬化速度が遅く、作業性、経済
性等に劣るため使用した熱硬化性樹脂に対して公知の熱
硬化触媒を用い得る。使用量は、熱硬化性樹脂 100重量
部に対して 0.005〜10重量部、好ましくは0.01〜５重量
部である。
【００２８】プリプレグの補強基材として使用するもの
は、一般に公知の無機或いは有機の織布、不織布が使用
される。具体的には、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス等
の公知のガラス繊維布、全芳香族ポリアミド繊維布、液
晶ポリエステル繊維布等が挙げられる。これらは、混抄
でも良い。また、ポリイミドフィルム等のフィルムの表
裏に熱硬化性樹脂組成物を塗布、加熱して半硬化状態に
したものも使用できる。
は、一般に公知の無機或いは有機の織布、不織布が使用
される。具体的には、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス等
の公知のガラス繊維布、全芳香族ポリアミド繊維布、液
晶ポリエステル繊維布等が挙げられる。これらは、混抄
でも良い。また、ポリイミドフィルム等のフィルムの表
裏に熱硬化性樹脂組成物を塗布、加熱して半硬化状態に
したものも使用できる。
【００２９】最外層の金属箔は、一般に公知のものが使
用できる。好適には厚さ３〜 100μｍの銅箔、ニッケル
箔等が使用される。
用できる。好適には厚さ３〜 100μｍの銅箔、ニッケル
箔等が使用される。
【００３０】金属板に形成するクリアランスホールの径
は、表裏導通用スルーホール径よりやや大きめに形成す
る。具体的には、該スルーホール壁と金属板クリアラン
スホール壁とは50μｍ以上の距離が、熱硬化性樹脂組成
物で絶縁されていることが好ましい。表裏導通用スルー
ホール径については、特に限定はないが、50〜 300μｍ
が好適である。
は、表裏導通用スルーホール径よりやや大きめに形成す
る。具体的には、該スルーホール壁と金属板クリアラン
スホール壁とは50μｍ以上の距離が、熱硬化性樹脂組成
物で絶縁されていることが好ましい。表裏導通用スルー
ホール径については、特に限定はないが、50〜 300μｍ
が好適である。
【００３１】本発明の多層プリント配線板用プリプレグ
を作成する場合、基材に熱硬化性樹脂組成物を含浸、乾
燥し、半硬化状態の積層材料とする。また基材を使用し
ない半硬化状態とした樹脂シートも使用できる。或いは
塗料も使用できる。この場合、半硬化状態の程度によ
り、ハイフロー化、ローフロー化あるいはノーフロー化
する。ノーフローとした場合、加熱、加圧して積層成形
した時、樹脂の流れ出しが 100μｍ以下、好ましくは50
μｍ以下とする。また、この際、金属板、金属箔とは接
着し、ボイドの発生しないことが肝要である。プリプレ
グを作成する温度は一般的には 100〜 180℃である。時
間は５〜60分であり、目的とするフローの程度により、
適宜選択する。
を作成する場合、基材に熱硬化性樹脂組成物を含浸、乾
燥し、半硬化状態の積層材料とする。また基材を使用し
ない半硬化状態とした樹脂シートも使用できる。或いは
塗料も使用できる。この場合、半硬化状態の程度によ
り、ハイフロー化、ローフロー化あるいはノーフロー化
する。ノーフローとした場合、加熱、加圧して積層成形
した時、樹脂の流れ出しが 100μｍ以下、好ましくは50
μｍ以下とする。また、この際、金属板、金属箔とは接
着し、ボイドの発生しないことが肝要である。プリプレ
グを作成する温度は一般的には 100〜 180℃である。時
間は５〜60分であり、目的とするフローの程度により、
適宜選択する。
【００３２】本発明の金属芯の入った半導体プラスチッ
クパッケージを作成する方法は特に限定しないが、例え
ば以下（図１）の方法による。 (1) 内層となる金属板を用意し、全面を液状エッチング
レジストで被覆し、加熱した溶剤を除去した後、半導体
チップを固定する突起部のレジストが残るように作成し
たネガフィルムを被せ、紫外線照射後、１％炭酸ナトリ
ウム水溶液で未露光部分を溶解除去する。 (2) エッチングにて金属板に突起部を形成する。 (3) エッチングレジストを除去した後、再び液状エッチ
ングレジストで全面を被覆し、表面は金属突起部をくり
ぬいた、クリアランスホール部のエッチングレジストが
未露光となるようにしたネガフィルムを被せ、裏面はく
りぬきのない同様のネガフィルムを被せ、クリアランス
ホール部のエッチングレジストを未露光とし、１％炭酸
ナトリウム溶液で現像した。 (4) 両面からエッチング法にてクリアランスホールをあ
ける。 (5) 液状エッチングレジストを除去し、金属板全面を化
学表面処理し、金属突起部の部分よりやや大きめに孔を
あけたローフロー、或いはノーフロープリプレグを表側
に、裏面には孔のあいていないハイフロープリプレグを
配置し、上下に金属箔を置く。 (6) 加熱、加圧、真空下に積層成形し、クリアランスホ
ールに樹脂を充填すると同時に一体化する。その後、所
定の位置にドリル、或いはレーザー等でスルーホールを
内層金属箔に接触しないようにあける。又、放熱用の孔
を金属板に直接接触するようにあける。 (7) デスミア処理を施した後、金属メッキを行い、公知
の方法にて上下に回路を作成すると同時に、金属板突起
部の金属箔を除去する。光選択熱硬化性レジスト（メッ
キレジスト）で内層金属板突起部、ボンディングパッ
ド、及び反対面のハンダボールパッド以外を被覆後、貴
金属メッキを施し、半導体チップ搭載部である内層金属
板の突起部の表面及びその周囲のレジスト上に半導体チ
ップを銀ペースト等の熱伝導性接着剤で接着し、ワイヤ
ボンディングを行い、その後、樹脂封止して、必要によ
りハンダボールを接着する。 半導体チップ搭載部の金属突起部以外は、回路及びスル
ーホール導体がレジストで被覆され、絶縁されている構
造とする。
クパッケージを作成する方法は特に限定しないが、例え
ば以下（図１）の方法による。 (1) 内層となる金属板を用意し、全面を液状エッチング
レジストで被覆し、加熱した溶剤を除去した後、半導体
チップを固定する突起部のレジストが残るように作成し
たネガフィルムを被せ、紫外線照射後、１％炭酸ナトリ
ウム水溶液で未露光部分を溶解除去する。 (2) エッチングにて金属板に突起部を形成する。 (3) エッチングレジストを除去した後、再び液状エッチ
ングレジストで全面を被覆し、表面は金属突起部をくり
ぬいた、クリアランスホール部のエッチングレジストが
未露光となるようにしたネガフィルムを被せ、裏面はく
りぬきのない同様のネガフィルムを被せ、クリアランス
ホール部のエッチングレジストを未露光とし、１％炭酸
ナトリウム溶液で現像した。 (4) 両面からエッチング法にてクリアランスホールをあ
ける。 (5) 液状エッチングレジストを除去し、金属板全面を化
学表面処理し、金属突起部の部分よりやや大きめに孔を
あけたローフロー、或いはノーフロープリプレグを表側
に、裏面には孔のあいていないハイフロープリプレグを
配置し、上下に金属箔を置く。 (6) 加熱、加圧、真空下に積層成形し、クリアランスホ
ールに樹脂を充填すると同時に一体化する。その後、所
定の位置にドリル、或いはレーザー等でスルーホールを
内層金属箔に接触しないようにあける。又、放熱用の孔
を金属板に直接接触するようにあける。 (7) デスミア処理を施した後、金属メッキを行い、公知
の方法にて上下に回路を作成すると同時に、金属板突起
部の金属箔を除去する。光選択熱硬化性レジスト（メッ
キレジスト）で内層金属板突起部、ボンディングパッ
ド、及び反対面のハンダボールパッド以外を被覆後、貴
金属メッキを施し、半導体チップ搭載部である内層金属
板の突起部の表面及びその周囲のレジスト上に半導体チ
ップを銀ペースト等の熱伝導性接着剤で接着し、ワイヤ
ボンディングを行い、その後、樹脂封止して、必要によ
りハンダボールを接着する。 半導体チップ搭載部の金属突起部以外は、回路及びスル
ーホール導体がレジストで被覆され、絶縁されている構
造とする。
【００３２】
【実施例】以下に実施例、比較例で本発明を具体的に説
明する。尚、特に断らない限り、『部』は重量部を表
す。
明する。尚、特に断らない限り、『部』は重量部を表
す。
【００３３】〔実施例１〕２，２−ビス（４−シアナト
フェニル）プロパン900部、ビス（４−マレイミドフェ
ニル）エーテル100部を150℃に熔融させ、撹拌しながら
５時間反応させ、プレポリマーを得た。これをメチルエ
チルケトンとジメチルホルムアミドの混合溶剤に溶解し
た。これにビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：
エピコート1001、油化シェルエポキシ＜株＞製）400
部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（商品名： E
SCN-220F、住友化学工業＜株＞製）600部を加え、均一
に溶解混合した。更に触媒としてオクチル酸亜鉛 0.4部
を加え、溶解混合し、これに無機充填材（商品名：焼成
タルク BST-200、日本タルク＜株＞製）500部を加え、
均一撹拌混合してワニスＡを得た。このワニスを厚さ10
0μｍのガラス織布に含浸し 150℃で乾燥して、ゲル化
時間（ at170℃）7秒、 170℃、 20kgf/cm2、５分間で
の樹脂流れ110μｍとなるように作成した。厚さ105μｍ
の半硬化状態のローフロープリプレグ（プリプレグＢ）
を得た。またゲル化時間 114秒、樹脂流れ13mm、厚さ 1
09μｍのハイフロープリプレグＣを作成した。一方、内
層金属板となる厚さ250μｍの銅板を用意し、金属板の
全面に液状エッチングレジストを厚さ20μｍ塗布し、乾
燥して溶剤を飛ばした後、表面は50mm角の中央に８mm角
の突起部が残るようにエッチングレジストを残し、裏面
は全面エッチングレジストを残して、銅板の上側だけを
エッチングし、半導体チップを搭載する、面積８mm角、
高さ100μｍの突起部を形成した。エッチングジストを
除去した後、再度、液状エッチングレジストを20μｍ塗
布、乾燥し、表面は金属突起部をくりぬいたネガフィル
ムを被せ、裏面はくりぬきのないネガフィルムを被せ、
紫外線照射してからクリランスホール部のレジスト膜を
１％炭酸ナトリウム水溶液で除去した後、両側からエッ
チングによって 0.6mmφのクリアランスホールをあけ
た。この後、金属板全面に黒色酸化銅処理を施し、表面
には、突起部分に相当する位置に、突起部より50μｍ大
きめの孔をパンチングにてあけた上記プリプレグＢを被
せ、下側には上記プリプレグＣを配置し、その両外側に
厚さ12μｍの電解銅箔を被せ、 200℃、20kgf/cm2、30m
mHg以下の真空下で２時間積層成形して一体化した。ク
リアランスホール箇所は、クリアランスホール部の金属
に接触しないように、中央に孔径0.25mmのスルーホール
をドリルにてあけ、放熱用スルーホールを４孔内層金属
板と接続してあけ、デスミア処理後、銅メッキを無電
解、電解メッキで行い、孔内に17μｍの銅メッキ層を形
成した。表裏に液状エッチングレジストを塗布、乾燥し
てからポジフィルムを重ねて露光、現像し、表裏回路を
形成するとともに、突起部上の銅箔も同時にエッチング
除去した。内層金属突起部、ボンディングパッド部及び
ボールパッド部以外にメッキレジストを形成し、ニッケ
ル、金メッキを施してプリント配線板を完成した。上面
突起部に大きさ13mm角の半導体チップを銀ペーストで接
着固定した後、ワイヤボンディングを行い、次いでエポ
キシ樹脂ベースの封止用コンパウンドを用い、半導体チ
ップ部を樹脂封止して半導体パッケージを作成し、ハン
ダボールを付けた（図１）。これをエポキシ樹脂のマザ
ーボードプリント配線板の上に、加熱によってハンダボ
ールを熔融させて接続した。この半導体プラスチックパ
ッケージの評価結果を表１に示す。
フェニル）プロパン900部、ビス（４−マレイミドフェ
ニル）エーテル100部を150℃に熔融させ、撹拌しながら
５時間反応させ、プレポリマーを得た。これをメチルエ
チルケトンとジメチルホルムアミドの混合溶剤に溶解し
た。これにビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：
エピコート1001、油化シェルエポキシ＜株＞製）400
部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（商品名： E
SCN-220F、住友化学工業＜株＞製）600部を加え、均一
に溶解混合した。更に触媒としてオクチル酸亜鉛 0.4部
を加え、溶解混合し、これに無機充填材（商品名：焼成
タルク BST-200、日本タルク＜株＞製）500部を加え、
均一撹拌混合してワニスＡを得た。このワニスを厚さ10
0μｍのガラス織布に含浸し 150℃で乾燥して、ゲル化
時間（ at170℃）7秒、 170℃、 20kgf/cm2、５分間で
の樹脂流れ110μｍとなるように作成した。厚さ105μｍ
の半硬化状態のローフロープリプレグ（プリプレグＢ）
を得た。またゲル化時間 114秒、樹脂流れ13mm、厚さ 1
09μｍのハイフロープリプレグＣを作成した。一方、内
層金属板となる厚さ250μｍの銅板を用意し、金属板の
全面に液状エッチングレジストを厚さ20μｍ塗布し、乾
燥して溶剤を飛ばした後、表面は50mm角の中央に８mm角
の突起部が残るようにエッチングレジストを残し、裏面
は全面エッチングレジストを残して、銅板の上側だけを
エッチングし、半導体チップを搭載する、面積８mm角、
高さ100μｍの突起部を形成した。エッチングジストを
除去した後、再度、液状エッチングレジストを20μｍ塗
布、乾燥し、表面は金属突起部をくりぬいたネガフィル
ムを被せ、裏面はくりぬきのないネガフィルムを被せ、
紫外線照射してからクリランスホール部のレジスト膜を
１％炭酸ナトリウム水溶液で除去した後、両側からエッ
チングによって 0.6mmφのクリアランスホールをあけ
た。この後、金属板全面に黒色酸化銅処理を施し、表面
には、突起部分に相当する位置に、突起部より50μｍ大
きめの孔をパンチングにてあけた上記プリプレグＢを被
せ、下側には上記プリプレグＣを配置し、その両外側に
厚さ12μｍの電解銅箔を被せ、 200℃、20kgf/cm2、30m
mHg以下の真空下で２時間積層成形して一体化した。ク
リアランスホール箇所は、クリアランスホール部の金属
に接触しないように、中央に孔径0.25mmのスルーホール
をドリルにてあけ、放熱用スルーホールを４孔内層金属
板と接続してあけ、デスミア処理後、銅メッキを無電
解、電解メッキで行い、孔内に17μｍの銅メッキ層を形
成した。表裏に液状エッチングレジストを塗布、乾燥し
てからポジフィルムを重ねて露光、現像し、表裏回路を
形成するとともに、突起部上の銅箔も同時にエッチング
除去した。内層金属突起部、ボンディングパッド部及び
ボールパッド部以外にメッキレジストを形成し、ニッケ
ル、金メッキを施してプリント配線板を完成した。上面
突起部に大きさ13mm角の半導体チップを銀ペーストで接
着固定した後、ワイヤボンディングを行い、次いでエポ
キシ樹脂ベースの封止用コンパウンドを用い、半導体チ
ップ部を樹脂封止して半導体パッケージを作成し、ハン
ダボールを付けた（図１）。これをエポキシ樹脂のマザ
ーボードプリント配線板の上に、加熱によってハンダボ
ールを熔融させて接続した。この半導体プラスチックパ
ッケージの評価結果を表１に示す。
【００３４】〔実施例２〕実施例１のプリプレグＣを１
枚使用し、片面に18μｍ電解銅箔、反対面に離型フィル
ムを配置し、 200℃、 20kgf/cm2、30mmHg以下の真空下
に積層成形して片面銅張積層板を得た。さらに、厚さ 2
50μｍのCu： 99.86重量％、Fe：0.11重量％、Ｐ：0.03
重量％の合金板を用意し、実施例１と同様に加工して、
面積５mm角、高さ 100μｍの突起部を作成した。クリア
ランスホールも同様に作成後、上側には金属突起部をあ
けた上記プリプレグＢ、裏面には上記プリプレグＣを配
置し、その外側には上記片面銅張積層板を置き、同様に
積層成形してから、プリント配線板を作成した。クリア
ランスホール箇所は、クリアランスホール部の金属に接
触しないように、ドリルにて中央に孔径0.20mmのスルー
ホールをあけ、放熱部は同一径の孔を金属板に接触する
ようにあけ、デスミア処理後、銅メッキを無電解、電解
メッキにて行い、孔内に18μｍの銅メッキ層を形成し
た。表裏に液状エッチングレジストを塗布、乾燥して溶
剤を除去してからポジフィルムを重ねて、露光、現像し
て表裏回路を形成した。半導体チップ搭載用突起部、ボ
ンディングパッド部及びボールバッド部以外にメッキレ
ジストを形成し、ニッケル、金メッキを施してから、金
属突起部上側の基材をルーターで切削除去し、プリント
配線板を完成させた。これに半導体チップを銀ペースト
で接着し、ワイヤボンディングを行い、樹脂封止、ハン
ダボールを付けて半導体パッケージとした。これを同様
にマザーボードに接続した。評価結果を表１に示す。
枚使用し、片面に18μｍ電解銅箔、反対面に離型フィル
ムを配置し、 200℃、 20kgf/cm2、30mmHg以下の真空下
に積層成形して片面銅張積層板を得た。さらに、厚さ 2
50μｍのCu： 99.86重量％、Fe：0.11重量％、Ｐ：0.03
重量％の合金板を用意し、実施例１と同様に加工して、
面積５mm角、高さ 100μｍの突起部を作成した。クリア
ランスホールも同様に作成後、上側には金属突起部をあ
けた上記プリプレグＢ、裏面には上記プリプレグＣを配
置し、その外側には上記片面銅張積層板を置き、同様に
積層成形してから、プリント配線板を作成した。クリア
ランスホール箇所は、クリアランスホール部の金属に接
触しないように、ドリルにて中央に孔径0.20mmのスルー
ホールをあけ、放熱部は同一径の孔を金属板に接触する
ようにあけ、デスミア処理後、銅メッキを無電解、電解
メッキにて行い、孔内に18μｍの銅メッキ層を形成し
た。表裏に液状エッチングレジストを塗布、乾燥して溶
剤を除去してからポジフィルムを重ねて、露光、現像し
て表裏回路を形成した。半導体チップ搭載用突起部、ボ
ンディングパッド部及びボールバッド部以外にメッキレ
ジストを形成し、ニッケル、金メッキを施してから、金
属突起部上側の基材をルーターで切削除去し、プリント
配線板を完成させた。これに半導体チップを銀ペースト
で接着し、ワイヤボンディングを行い、樹脂封止、ハン
ダボールを付けて半導体パッケージとした。これを同様
にマザーボードに接続した。評価結果を表１に示す。
【００３５】〔比較例１〕実施例１のプリプレグＣを２
枚使用し、上下に電解銅箔を配置し、 200℃、 20kgf/c
m2、真空下に２時間積層成形し、両面銅張積層板を得
た。所定の位置に孔径0.25mmφのスルーホールをドリル
であけ、デスミア処理後に銅メッキを施した。この板の
上下に公知の方法で回路を形成し、メッキレジストを施
し、ニッケルメッキ、金メッキを付けた。これは半導体
チップを搭載する箇所の下に放熱用のスルーホールが形
成されており、この上に銀ペーストで半導体チップを接
着し、ワイヤボンディング後、エポキシ封止用コンパウ
ンドで実施例１と同様に樹脂封止し、ハンダボールを付
けた（図４）。また、同様にマザーボードに接続した。
この半導体プラスチックパッケージの評価結果を表１に
示す。
枚使用し、上下に電解銅箔を配置し、 200℃、 20kgf/c
m2、真空下に２時間積層成形し、両面銅張積層板を得
た。所定の位置に孔径0.25mmφのスルーホールをドリル
であけ、デスミア処理後に銅メッキを施した。この板の
上下に公知の方法で回路を形成し、メッキレジストを施
し、ニッケルメッキ、金メッキを付けた。これは半導体
チップを搭載する箇所の下に放熱用のスルーホールが形
成されており、この上に銀ペーストで半導体チップを接
着し、ワイヤボンディング後、エポキシ封止用コンパウ
ンドで実施例１と同様に樹脂封止し、ハンダボールを付
けた（図４）。また、同様にマザーボードに接続した。
この半導体プラスチックパッケージの評価結果を表１に
示す。
【００３６】〔比較例２〕エポキシ樹脂（商品名：エピ
コート1045）500部、及びエポキシ樹脂（商品名：ESCN2
20F） 500部、ジシアンジアミド 300部、２−エチルイ
ミダゾール２部をメチルエチルケトンとジメチルホルム
アミドの混合溶剤に溶解し、これを厚さ 100μｍのガラ
ス織布に含浸させて、ゲル化時間（ at170℃）10秒、樹
脂流れ98μｍのノーフロープリプレグ（プリプレグ
Ｄ）、ゲル化時間 150秒、樹脂流れ18mmのハイフロープ
リプレグ（プリプレグＥ）を作成した。プリプレグＥを
２枚使用し、 170℃、 20kgf/cm2、30mmHg以下の真空下
で２時間積層成形して片面銅張積層板を作成した。後は
比較例１と同様にプリント配線板を作成し、半導体チッ
プ搭載部分をザグリマシーンにてくり抜いてから、裏面
に厚さ 200μｍの銅板を、上記ノーフロープリプレグＤ
を打ち抜いたものを使用して、加熱、加圧下に同様に接
着させ、放熱板付きプリント配線板を作成した。これは
ややソリが発生した。この放熱板に直接銀ペーストで半
導体チップを接着させ、ワイヤボンディングで接続後、
液状エポキシ樹脂で封止し、金属張り合わせ面とは反対
側の面にハンダボールを付けた（図５）。同様にハンダ
ボールを用いてマザーボードに接続した。この半導体プ
ラスチックパッケージの評価結果を表１に示す。
コート1045）500部、及びエポキシ樹脂（商品名：ESCN2
20F） 500部、ジシアンジアミド 300部、２−エチルイ
ミダゾール２部をメチルエチルケトンとジメチルホルム
アミドの混合溶剤に溶解し、これを厚さ 100μｍのガラ
ス織布に含浸させて、ゲル化時間（ at170℃）10秒、樹
脂流れ98μｍのノーフロープリプレグ（プリプレグ
Ｄ）、ゲル化時間 150秒、樹脂流れ18mmのハイフロープ
リプレグ（プリプレグＥ）を作成した。プリプレグＥを
２枚使用し、 170℃、 20kgf/cm2、30mmHg以下の真空下
で２時間積層成形して片面銅張積層板を作成した。後は
比較例１と同様にプリント配線板を作成し、半導体チッ
プ搭載部分をザグリマシーンにてくり抜いてから、裏面
に厚さ 200μｍの銅板を、上記ノーフロープリプレグＤ
を打ち抜いたものを使用して、加熱、加圧下に同様に接
着させ、放熱板付きプリント配線板を作成した。これは
ややソリが発生した。この放熱板に直接銀ペーストで半
導体チップを接着させ、ワイヤボンディングで接続後、
液状エポキシ樹脂で封止し、金属張り合わせ面とは反対
側の面にハンダボールを付けた（図５）。同様にハンダ
ボールを用いてマザーボードに接続した。この半導体プ
ラスチックパッケージの評価結果を表１に示す。
【００３７】＜測定方法＞ １）吸湿後の耐熱性・ JEDEC STANDARD TEST METHOD A113-A LEVEL3：30℃・60
％RHで所定時間処理後220℃リフローソルダー３サイク
ル後の基板の異常の有無について、断面観察及び電気的
チェックによって確認した。 ２）吸湿後の電気絶縁性・ JEDEC STANDARD TEST METHOD A113-A LEVEL2：85℃・60
％RHで所定時間（ Max.168hrs.）処理後、 220℃リフロ
ーソルダー３サイクル後の基板の異常の有無を断面観察
及び電気的チェックよって確認した。 ３）ガラス転移温度 DMA法にて測定した。 ４）プレッシャークッカー処理後の絶縁抵抗値 端子間（ライン／スペース＝70／70μｍ）の櫛形パター
ンを作成し、この上にそれぞれ使用したプリプレグを配
置して同様に積層成形したものを、121℃・２気圧で所
定時間処理した後、25℃・60％RHで２時間後処理を行
い、500VDCを印加60秒後に、その端子間の絶縁抵抗値を
測定した。 ５）耐マイグレーション性 上記4)の試験片を用い、85℃・85％RHにて、 50VDC印加
して端子間の絶縁抵抗値を測定した。 ６）放熱性 パッケージを同一マザーボードプリント配線板にハンダ
ボールで接着させ、1000時間連続使用してから、パッケ
ージの温度を測定した。
％RHで所定時間処理後220℃リフローソルダー３サイク
ル後の基板の異常の有無について、断面観察及び電気的
チェックによって確認した。 ２）吸湿後の電気絶縁性・ JEDEC STANDARD TEST METHOD A113-A LEVEL2：85℃・60
％RHで所定時間（ Max.168hrs.）処理後、 220℃リフロ
ーソルダー３サイクル後の基板の異常の有無を断面観察
及び電気的チェックよって確認した。 ３）ガラス転移温度 DMA法にて測定した。 ４）プレッシャークッカー処理後の絶縁抵抗値 端子間（ライン／スペース＝70／70μｍ）の櫛形パター
ンを作成し、この上にそれぞれ使用したプリプレグを配
置して同様に積層成形したものを、121℃・２気圧で所
定時間処理した後、25℃・60％RHで２時間後処理を行
い、500VDCを印加60秒後に、その端子間の絶縁抵抗値を
測定した。 ５）耐マイグレーション性 上記4)の試験片を用い、85℃・85％RHにて、 50VDC印加
して端子間の絶縁抵抗値を測定した。 ６）放熱性 パッケージを同一マザーボードプリント配線板にハンダ
ボールで接着させ、1000時間連続使用してから、パッケ
ージの温度を測定した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、プリント配線板の厚さ
方向のほぼ中央に、プリント配線板とほぼ同じ大きさの
内層金属板を配置し、かつ、プリント配線板の片面のほ
ぼ中央部に部分的に露出した内層金属板の凸部分の表面
に半導体チップを熱伝導性接着剤で固定し、半導体チッ
プとその周囲のプリント配線板表面に形成された回路導
体とをワイヤボンディングで接続し、少なくとも、プリ
ント配線板表面上の信号伝播回路導体をプリント配線板
の反対面に形成された回路導体もしくは該パッケージの
外部とハンダボールで接続するために形成された回路導
体パッドとメッキされたスルーホールで結線し、少なく
とも半導体チップを樹脂封止している構造の半導体プラ
スチックパッケージであって、表裏回路導体と金属板と
を硬化性樹脂組成物で絶縁し、金属板には少なくとも１
個以上のスルーホール導体径より大きい径のクリアラン
スホールを形成し、クリアランスホールの孔壁と金属板
とを樹脂組成物で絶縁し、少なくとも、１個以上のスル
ーホールが内層金属板と接続しているプリント配線板を
用いたプラスチックパッケージであって、該プリント配
線板を構成する内層金属板に直径、又は１辺の長さが、
半導体チップの１辺の長さの40〜90％である突起部分が
設けられ、半導体直下の金属板突起部分以外のプリント
配線板にも、金属メッキされたスルーホール、及び回路
導体が形成され、このスルーホール及び回路導体と、半
導体チップを接着する熱伝導性接着剤とは、熱硬化性レ
ジスト、或いは光選択熱硬化性レジストで絶縁された構
造であることを特徴とする小型の半導体プラスチックパ
ッケージとすることにより、半導体チップの下面からの
吸湿がなく、吸湿後の耐熱性、すなわちポップコーン現
象が大幅に改善できるとともに、プレッシャークッカー
後の電気絶縁性、耐マイグレーション性等に優れ、ま
た、熱放散性も改善でき、加えて大量生産性にも適して
おり、経済性の改善された、新規な構造の半導体プラス
チックパッケージを提供することができた。
方向のほぼ中央に、プリント配線板とほぼ同じ大きさの
内層金属板を配置し、かつ、プリント配線板の片面のほ
ぼ中央部に部分的に露出した内層金属板の凸部分の表面
に半導体チップを熱伝導性接着剤で固定し、半導体チッ
プとその周囲のプリント配線板表面に形成された回路導
体とをワイヤボンディングで接続し、少なくとも、プリ
ント配線板表面上の信号伝播回路導体をプリント配線板
の反対面に形成された回路導体もしくは該パッケージの
外部とハンダボールで接続するために形成された回路導
体パッドとメッキされたスルーホールで結線し、少なく
とも半導体チップを樹脂封止している構造の半導体プラ
スチックパッケージであって、表裏回路導体と金属板と
を硬化性樹脂組成物で絶縁し、金属板には少なくとも１
個以上のスルーホール導体径より大きい径のクリアラン
スホールを形成し、クリアランスホールの孔壁と金属板
とを樹脂組成物で絶縁し、少なくとも、１個以上のスル
ーホールが内層金属板と接続しているプリント配線板を
用いたプラスチックパッケージであって、該プリント配
線板を構成する内層金属板に直径、又は１辺の長さが、
半導体チップの１辺の長さの40〜90％である突起部分が
設けられ、半導体直下の金属板突起部分以外のプリント
配線板にも、金属メッキされたスルーホール、及び回路
導体が形成され、このスルーホール及び回路導体と、半
導体チップを接着する熱伝導性接着剤とは、熱硬化性レ
ジスト、或いは光選択熱硬化性レジストで絶縁された構
造であることを特徴とする小型の半導体プラスチックパ
ッケージとすることにより、半導体チップの下面からの
吸湿がなく、吸湿後の耐熱性、すなわちポップコーン現
象が大幅に改善できるとともに、プレッシャークッカー
後の電気絶縁性、耐マイグレーション性等に優れ、ま
た、熱放散性も改善でき、加えて大量生産性にも適して
おり、経済性の改善された、新規な構造の半導体プラス
チックパッケージを提供することができた。
【図１】実施例１の半導体プラスチックパッケージの製
造工程を示す説明図である。
造工程を示す説明図である。
【図２】実施例１の半導体プラスチックパッケージの製
造工程及び半導体チップ搭載部断面を示す説明図であ
る。
造工程及び半導体チップ搭載部断面を示す説明図であ
る。
【図３】実施例１の半導体チップ搭載部断面拡大図及び
半導体プラスチックパッケージの上面図である。
半導体プラスチックパッケージの上面図である。
【図４】比較例１の半導体プラスチックパッケージの製
造工程を示す説明図である。
造工程を示す説明図である。
【図５】比較例２の半導体プラスチックパッケージの製
造工程を示す説明図である。
造工程を示す説明図である。
（ａ） 液状エッチングレジスト （ｂ） 金属板 （ｃ） ネガフィルム （ｄ） クリアランスホール （ｅ） 金属箔 （ｆ） ローフロープリプレグＢ （ｇ） ハイフロープリプレグＣ （ｈ） 熱放散用スルーホール （ｉ） 表裏回路導通用スルーホール （ｊ） 半導体チップ （ｋ） 銀ペースト （ｌ） 金ワイヤ （ｍ） 封止樹脂 （ｎ） ハンダボール （ｏ） メッキレジスト （ｐ） ノーフロープリプレグＤ
Claims (3)
- 【請求項１】 プリント配線板の厚さ方向のほぼ中央
に、プリント配線板とほぼ同じ大きさの内層金属板を配
置し、かつ、プリント配線板の片面のほぼ中央部に部分
的に露出した内層金属板の凸部分の表面に半導体チップ
を熱伝導性接着剤で固定し、半導体チップとその周囲の
プリント配線板表面に形成された回路導体とをワイヤボ
ンディングで接続し、少なくとも、プリント配線板表面
上の信号伝播回路導体をプリント配線板の反対面に形成
された回路導体もしくは該パッケージの外部とハンダボ
ールで接続するために形成された回路導体パッドとメッ
キされたスルーホールで結線し、少なくとも半導体チッ
プを樹脂封止している構造の半導体プラスチックパッケ
ージであって、表裏回路導体と金属板とを硬化性樹脂組
成物で絶縁し、金属板には少なくとも１個以上のスルー
ホール導体径より大きい径のクリアランスホールを形成
し、クリアランスホールの孔壁を絶縁化し、少なくと
も、１個以上のスルーホールが内層金属板と接続してい
るプリント配線板を用いたプラスチックパッケージであ
って、該プリント配線板を構成する内層金属板に直径、
又は１辺の長さが、半導体チップの１辺の長さの40〜90
％である突起部分を設け、半導体直下の金属板突起部分
以外のプリント配線板にも、金属メッキされたスルーホ
ール及び回路導体を形成し、スルーホールの回路導体と
半導体チップを接着する熱伝導性接着剤とが、熱硬化性
レジスト或いは光選択熱硬化性レジストで絶縁された構
造であることを特徴とする小型の半導体プラスチックパ
ッケージ。 - 【請求項２】 該金属板が銅95重量％以上の銅合金、或
いは純銅である請求項１記載の半導体プラスチックパッ
ケージ。 - 【請求項３】 該絶縁樹脂組成物が、多官能性シアン酸
エステル、該シアン酸エステルプレポリマーを必須成分
とする熱硬化性樹脂組成物である請求項１記載の半導体
プラスチックパッケージ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10034234A JPH11220064A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 小型半導体プラスチックパッケージ |
| EP98310022A EP0926729A3 (en) | 1997-12-10 | 1998-12-08 | Semiconductor plastic package and process for the production thereof |
| US09/207,115 US6376908B1 (en) | 1997-12-10 | 1998-12-08 | Semiconductor plastic package and process for the production thereof |
| KR1019980054122A KR19990062959A (ko) | 1997-12-10 | 1998-12-10 | 반도체 플라스틱 패키지 및 그 제조방법 |
| US10/036,385 US6720651B2 (en) | 1997-12-10 | 2002-01-07 | Semiconductor plastic package and process for the production thereof |
| US10/790,039 US20040171189A1 (en) | 1997-12-10 | 2004-03-02 | Semiconductor plastic package and process for the production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10034234A JPH11220064A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 小型半導体プラスチックパッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11220064A true JPH11220064A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12408470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10034234A Pending JPH11220064A (ja) | 1997-12-10 | 1998-01-30 | 小型半導体プラスチックパッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11220064A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007103648A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Hitachi Chem Co Ltd | プリント配線板、半導体チップ搭載基板、半導体パッケージ、プリント配線板の製造方法、及び半導体チップ搭載基板の製造方法 |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP10034234A patent/JPH11220064A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007103648A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Hitachi Chem Co Ltd | プリント配線板、半導体チップ搭載基板、半導体パッケージ、プリント配線板の製造方法、及び半導体チップ搭載基板の製造方法 |
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