JPH11220065A - 半導体プラスチックパッケージ - Google Patents
半導体プラスチックパッケージInfo
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Landscapes
- 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、該金属芯の一部をエンボス加工によって表面の一部
に露出し、反対面はへこんだ構造の金属板の、表面突起
部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
性樹脂で金属芯と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、該金属芯の一部をエンボス加工によって表面の一部
に露出し、反対面はへこんだ構造の金属板の、表面突起
部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
性樹脂で金属芯と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、これはポップサーン現象と呼ばれ
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。
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、これはポップサーン現象と呼ばれ
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
板の片面のほぼ中央に、少なくとも1個以上部分的に露
出した内層金属板の上に半導体チップを固定し、該半導
体チップをその周囲のプリント配線板表面に形成された
回路導体とワイヤボンディングで接続し、少なくとも、
該表面のプリント配線板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、めっき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、該内層金
属板を、プリント配線板とほぼ同じ大きさでプリント配
線板の厚さ方向のほぼ中央に配置し、表裏回路導体と熱
硬化性樹脂組成物で絶縁し、かつ、内層金属板には少な
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を内層
金属板と接続しているプリント配線板を用いた半導体プ
ラスチックパッケージであって、該プリント配線板を構
成する内層金属板の、半導体チップを直接固定する部
分、又は一部分が、内層金属板のエンボス加工により、
片表面に突起して露出し、内層金属板の反対側はへこん
だ構造であり、この露出金属表面に半導体チップが固定
されていることを特徴とする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、発生した熱はこの放
熱用スルーホールを通してマザーボードに逃げるため、
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、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を提供することに成功し、本発
明を完成するに至った。
板の片面のほぼ中央に、少なくとも1個以上部分的に露
出した内層金属板の上に半導体チップを固定し、該半導
体チップをその周囲のプリント配線板表面に形成された
回路導体とワイヤボンディングで接続し、少なくとも、
該表面のプリント配線板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、めっき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、該内層金
属板を、プリント配線板とほぼ同じ大きさでプリント配
線板の厚さ方向のほぼ中央に配置し、表裏回路導体と熱
硬化性樹脂組成物で絶縁し、かつ、内層金属板には少な
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を内層
金属板と接続しているプリント配線板を用いた半導体プ
ラスチックパッケージであって、該プリント配線板を構
成する内層金属板の、半導体チップを直接固定する部
分、又は一部分が、内層金属板のエンボス加工により、
片表面に突起して露出し、内層金属板の反対側はへこん
だ構造であり、この露出金属表面に半導体チップが固定
されていることを特徴とする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、発生した熱はこの放
熱用スルーホールを通してマザーボードに逃げるため、
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、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を提供することに成功し、本発
明を完成するに至った。
【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
散性の良好な内層金属板を配置し、表裏の回路導体導通
用のメッキされたスルーホールは、内層金属板にあけら
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、内
層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
散性の良好な内層金属板を配置し、表裏の回路導体導通
用のメッキされたスルーホールは、内層金属板にあけら
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、内
層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に表裏の導通ス
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、レーザー等で金属芯に孔を形成しておく。次いで、
エンボス加工により、平坦な金属板を、少なくとも1箇
所以上、上側に凸として、下側凹形状のへこました構造
とする。この突起部分の高さは、特に限定はないが、一
般的には30〜 200μmであり、この突起の部分を表面に
露出して半導体チップを固定する。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に表裏の導通ス
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、レーザー等で金属芯に孔を形成しておく。次いで、
エンボス加工により、平坦な金属板を、少なくとも1箇
所以上、上側に凸として、下側凹形状のへこました構造
とする。この突起部分の高さは、特に限定はないが、一
般的には30〜 200μmであり、この突起の部分を表面に
露出して半導体チップを固定する。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
以外に樹脂を塗布し、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
以外に樹脂を塗布し、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
成物で埋め込まれている形、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。
成物で埋め込まれている形、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樹脂組成物、或い
は光選択熱硬化性樹脂組成物で、少なくとも、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樹脂組成物、或い
は光選択熱硬化性樹脂組成物で、少なくとも、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
板の突起部分の表面に接着剤や金属粉混合接着剤を用い
て、半導体チップを固定し、さらに半導体チップとプリ
ント配線板回路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。
板の突起部分の表面に接着剤や金属粉混合接着剤を用い
て、半導体チップを固定し、さらに半導体チップとプリ
ント配線板回路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】本発明の金属板の突起部の高さは、30〜 2
00μmが好適である。また、突起部をく抜いたプリプレ
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。突起部の面積は、半導体チップの面積と同等以上で
ある。一般的には5〜20mm角である。
00μmが好適である。また、突起部をく抜いたプリプレ
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。突起部の面積は、半導体チップの面積と同等以上で
ある。一般的には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のプレポ
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のプレポ
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
ー類およ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;ボリエチレン、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
ー類およ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;ボリエチレン、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、熱硬化性樹脂組成物による絶縁距離が
50μm以上であることが好ましい。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、熱硬化性樹脂組成物による絶縁距離が
50μm以上であることが好ましい。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、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50μm
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、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50μm
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する。 (2)全面を液状エッチングレジストで被覆し、加熱し
て溶剤を除去した後、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
溶解除去した後、エッチングにて金属板にクリアランス
ホールを作成する。 (3)エッチングレジストを除去した後、エンボス加工
により、表面に凸、下面が凹の形状にする。凸とした突
起部は半導体チップ搭載部である。 (4)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。 (5)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。 (6)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。メッキレジストで被覆後、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
板の突起部の表面に半導体チップを導電ペーストで接着
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。
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する。 (2)全面を液状エッチングレジストで被覆し、加熱し
て溶剤を除去した後、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
溶解除去した後、エッチングにて金属板にクリアランス
ホールを作成する。 (3)エッチングレジストを除去した後、エンボス加工
により、表面に凸、下面が凹の形状にする。凸とした突
起部は半導体チップ搭載部である。 (4)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。 (5)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。 (6)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。メッキレジストで被覆後、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
板の突起部の表面に半導体チップを導電ペーストで接着
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。
【0032】
【実施例1】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。
説明する。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)メタン 100部を 150℃に熔融させ、撹拌しながら
4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、これに無機充填剤(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 1
00μm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、クリアランスホール部が残る
ようにした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 0.6mm
φのクリアランスホールをあけた。この後、エンボス加
工により、下側からから圧力をかけ、大きさ50mm角の中
央表面に、面積13mm角、高さ 100μmの突起を作成し、
下側はへこんだ構造の金属板とした。この金属板全面に
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8μmの電解銅箔を被
せ、 200℃、 20kgf/cm2、30mmHg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隅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。内層金属板の突起
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、図2)。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)メタン 100部を 150℃に熔融させ、撹拌しながら
4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、これに無機充填剤(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 1
00μm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、クリアランスホール部が残る
ようにした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 0.6mm
φのクリアランスホールをあけた。この後、エンボス加
工により、下側からから圧力をかけ、大きさ50mm角の中
央表面に、面積13mm角、高さ 100μmの突起を作成し、
下側はへこんだ構造の金属板とした。この金属板全面に
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8μmの電解銅箔を被
せ、 200℃、 20kgf/cm2、30mmHg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隅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。内層金属板の突起
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、図2)。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。
【0033】〔実施例2〕内層となる、厚さ 250μm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、クリアラ
ンスホールを作成後、エンボス加工にて表面に大きさ4
mm角、高さ 100μmで、4個の突起を作成し、裏面は凹
とした。更に 0.6mmφのクリアランスホールをあけ、同
様にパンチングで突起部に孔をあけたプリプレグBを表
面に配置し、下側にはプリプレグCを配置し、さらにそ
の両側に厚さ12μmの電解銅箔を置き、同一条件で積層
成形した。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すると同時に、金属
突起部及び半導体チップを接着する範囲の部分の銅箔を
エッチングで除去した。後は実施例1と同様に、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、樹脂封止して半導体パッケージとした(図3、
図4)。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。
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、クリアラ
ンスホールを作成後、エンボス加工にて表面に大きさ4
mm角、高さ 100μmで、4個の突起を作成し、裏面は凹
とした。更に 0.6mmφのクリアランスホールをあけ、同
様にパンチングで突起部に孔をあけたプリプレグBを表
面に配置し、下側にはプリプレグCを配置し、さらにそ
の両側に厚さ12μmの電解銅箔を置き、同一条件で積層
成形した。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すると同時に、金属
突起部及び半導体チップを接着する範囲の部分の銅箔を
エッチングで除去した。後は実施例1と同様に、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、樹脂封止して半導体パッケージとした(図3、
図4)。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、30mmHg以下の真空下に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5)。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、30mmHg以下の真空下に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5)。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の真空下で2
時間積層成形して両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6)。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の真空下で2
時間積層成形して両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6)。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にて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にて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】プリント配線板の片面に少なくとも、1
箇所以上部分的に露出した内層金属板の上に半導体チッ
プが固定され、この半導体チップは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ワイヤボンディング
で接続されており、少なくとも、該プリント配線板表面
上の信号伝播回路導体は、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ハンダボールでの接続用導
体パッドとめっきされたスルーホール導体で結線されて
おり、少なくとも、半導体チップは樹脂封止されてお
り、該内層金属板は、該プリント配線板とほぼ同じ大き
さでプリント配線板の厚さ方向のほぼ中央に配置され、
表裏回路導体と多官能性シアン酸エステル樹脂組成物の
ような耐熱性樹脂組成物で絶縁されており、内層金属板
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があけられ、スルーホール壁
と金属板とは樹脂組成物で絶縁されており、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半導体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
の、半導体チップを直接固定する部分、又は一部分が、
金属板のエンボス加工により、片表面に突起して露出
し、反対面はへこんだ構造であり、この露出金属表面に
は半導体チップが固定され、ワイヤボンディング、樹脂
封止された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、熱放散性も改善でき、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を得ることができた。
箇所以上部分的に露出した内層金属板の上に半導体チッ
プが固定され、この半導体チップは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ワイヤボンディング
で接続されており、少なくとも、該プリント配線板表面
上の信号伝播回路導体は、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ハンダボールでの接続用導
体パッドとめっきされたスルーホール導体で結線されて
おり、少なくとも、半導体チップは樹脂封止されてお
り、該内層金属板は、該プリント配線板とほぼ同じ大き
さでプリント配線板の厚さ方向のほぼ中央に配置され、
表裏回路導体と多官能性シアン酸エステル樹脂組成物の
ような耐熱性樹脂組成物で絶縁されており、内層金属板
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があけられ、スルーホール壁
と金属板とは樹脂組成物で絶縁されており、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半導体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
の、半導体チップを直接固定する部分、又は一部分が、
金属板のエンボス加工により、片表面に突起して露出
し、反対面はへこんだ構造であり、この露出金属表面に
は半導体チップが固定され、ワイヤボンディング、樹脂
封止された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、熱放散性も改善でき、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を得ることができた。
【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
造工程を示す説明図である。
造工程を示す説明図である。
【図3】実施例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。
【図4】実施例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。
【図5】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6】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) 金属板 (b) 金属箔 (c) ローフロープリプレグB (d) ハイフロープリプレグC (e) 表裏回路導通用スルーホール (f) 放熱用スルーホール (g) 封止樹脂 (h) 半導体チップ (i) 金ワイヤ (j) 銀ペースト (k) ハンダボール (l) メッキレジスト (m) ノーフロープリプレグD
Claims (3)
- 【請求項1】 プリント配線板の片面のほぼ中央に、少
なくとも1個以上部分的に露出した内層金属板の上に半
導体チップを固定し、該半導体チップをその周囲のプリ
ント配線板表面に形成された回路導体とワイヤボンディ
ングで接続し、少なくとも、該表面のプリント配線板上
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、め
っき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、該内層金属板を、プリント配線板と
ほぼ同じ大きさでプリント配線板の厚さ方向のほぼ中央
に配置し、表裏回路導体と熱硬化性樹脂組成物で絶縁
し、かつ、内層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を内層金属板と接続しているプ
リント配線板を用いた半導体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の、半
導体チップを直接固定する部分、又は一部分が、内層金
属板のエンボス加工により、片表面に突起して露出し、
内層金属板の反対側はへこんだ構造であり、この露出金
属表面に半導体チップが固定されていることを特徴とす
る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に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に記載の半導
体プラスチックパッケージ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10034235A JPH11220065A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP10034235A JPH11220065A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 半導体プラスチックパッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11220065A true JPH11220065A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12408502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10034235A Pending JPH11220065A (ja) | 1997-12-10 | 1998-01-30 | 半導体プラスチックパッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11220065A (ja) |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP10034235A patent/JPH11220065A/ja active Pending
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