JPH1174417A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPH1174417A
JPH1174417A JP9231927A JP23192797A JPH1174417A JP H1174417 A JPH1174417 A JP H1174417A JP 9231927 A JP9231927 A JP 9231927A JP 23192797 A JP23192797 A JP 23192797A JP H1174417 A JPH1174417 A JP H1174417A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
insulating layers
semiconductor chip
wirings
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9231927A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4190602B2 (ja
Inventor
Shinji Baba
伸治 馬場
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP23192797A priority Critical patent/JP4190602B2/ja
Priority to DE19821916A priority patent/DE19821916C2/de
Priority to DE19861009A priority patent/DE19861009B4/de
Priority to KR1019980018023A priority patent/KR100286746B1/ko
Publication of JPH1174417A publication Critical patent/JPH1174417A/ja
Priority to US09/427,583 priority patent/US6317333B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4190602B2 publication Critical patent/JP4190602B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/30Die-attach connectors
    • 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
    • H10W70/69Insulating materials thereof
    • 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
    • H10W74/00Encapsulations, e.g. protective coatings
    • H10W74/01Manufacture or treatment
    • H10W74/012Manufacture or treatment of encapsulations on active surfaces of flip-chip devices, e.g. forming underfills
    • 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
    • H10W74/00Encapsulations, e.g. protective coatings
    • H10W74/10Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition
    • H10W74/15Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition on active surfaces of flip-chip devices, e.g. underfills
    • 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
    • H10W76/00Containers; Fillings or auxiliary members therefor; Seals
    • H10W76/10Containers or parts thereof
    • H10W76/12Containers or parts thereof characterised by their shape
    • H10W76/13Containers comprising a conductive base serving as an interconnection
    • H10W76/132Containers comprising a conductive base serving as an interconnection having other interconnections through an insulated passage in the conductive base
    • 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
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/072Connecting or disconnecting of bump connectors
    • 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
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/073Connecting or disconnecting of die-attach connectors
    • 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
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/20Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
    • H10W72/241Dispositions, e.g. layouts
    • 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
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/851Dispositions of multiple connectors or interconnections
    • H10W72/853On the same surface
    • H10W72/856Bump connectors and die-attach connectors
    • 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
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/851Dispositions of multiple connectors or interconnections
    • H10W72/874On different surfaces
    • H10W72/877Bump connectors and die-attach connectors
    • 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
    • H10W74/00Encapsulations, e.g. protective coatings
    • 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
    • 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
    • H10W90/731Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
    • H10W90/734Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱膨張による熱ストレスが生じてもはんだバ
ンプの断線や半導体チップのはがれのない信頼性の高い
BGA構造の半導体装置を提供する。 【解決手段】 積層された複数の絶縁層、該複数の絶縁
層それぞれの上面に設けられた複数の配線、および異な
る絶縁層上面に設けられた複数の配線を電気的に接続す
るために絶縁層に設けられた複数のビアホールからなる
BGA基板と、前記複数の配線にそれぞれ接続される複
数の電極を有する半導体チップとを含んでなる半導体装
置であって、前記複数の絶縁層の材料が、半導体装置が
実装される実装基板の熱膨張特性にあわせられた有機系
材料からなる半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置のパッ
ケージ構造に関する。さらに詳しくは、半導体装置を製
品に実装するときのはんだ付に用いられるはんだボール
がマトリクス状に基板の裏面に配置されたBGA(Ball
Grid Array)構造を有する半導体装置のパッケージ構
造に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、たとえば特開平8−33047
4号公報に開示されるように、半導体素子のパッケージ
ングにはプラスチックパッケージ、メタルパッケージ、
セラミックスパッケージが使われている。これらのう
ち、セラミックスパッケージは絶縁性、放熱性、耐湿性
を有することからCMOSゲートアレイやECLゲート
アレイなどのパッケージングに使用されている。
【0003】たとえば特開平8−8359号公報にはプ
ラスチックパッケージのうち、BGAパッケージが表面
実装形パッケージの一種として使用されつつあること
が、開示されている。BGAパッケージは、半導体チッ
プを配置する基板の半導体チップ側の面にはんだバンプ
をアレイ状に配置し、半導体チップと反対側の面に球形
のはんだボールをアレイ状に配置し、基板の表面に半導
体チップを配置し、モールド樹脂あるいはポッティング
で封止することによって製造し、とくに200ピンを超
える多ピンパッケージとして用いられるものである。こ
こで、基板の裏面に外部電極となるはんだボールをマト
リクス状に配置した構造をBGA構造という。また、半
導体装置をこのBGA構造によってパッケージングする
ことをBGAパッケージといい、BGA構造となるよう
に絶縁層を積層した基板をBGA基板という。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このBGAパッケージ
のばあい、基板の材料としては有機系材料が用いられる
ことがあるが、このBGAパッケージの半導体装置を実
装基板に表面実装するばあい、半導体チップとBGA基
板と実装基板とのあいだでの熱膨張量の差が問題とな
る。
【0005】この熱膨張によってBGA基板の半導体チ
ップと反対側の面に設けられる外部電極であるはんだボ
ール、および半導体チップ側の面に設けられるはんだバ
ンプのうち、最外周側ほどBGA基板の熱膨張量が大き
いため、熱膨張によって生じるストレスが最も大きく、
半導体チップとの接合のためのはんだバンプの断線や半
導体チップそのもののはがれが生じるという問題があ
る。
【0006】BGA基板が、セラミックス材料からなる
ばあいは、一体焼結法により層間の接続配線に関して微
細な配線設計が可能であり、基板内の信号線の配線は任
意にできたが、有機系材料のばあいは、絶縁層をまず一
層形成し、この一層に対して信号線を配線し、層間の接
続をとるビアホールを形成し、その上層につぎの一層を
形成し、信号線およびビアホールを設ける(ビルドアッ
プ法)製法であるため、配線設計の制約が多く、前述の
熱膨張の問題を解決しうるBGA構造の材料および信号
線の配線形態はえられていない。
【0007】本発明は、熱膨張による熱ストレスが生じ
てもはんだバンプの断線や半導体チップのはがれのない
信頼性の高いBGA構造の半導体装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
半導体装置は、積層された複数の絶縁層、該複数の絶縁
層それぞれの上面に設けられた複数の配線、および異な
る絶縁層上面に設けられた複数の配線を電気的に接続す
るために絶縁層に設けられた複数のビアホールからなる
BGA基板と、前記複数の配線にそれぞれ接続される複
数の電極を有する半導体チップとを含んでなる半導体装
置であって、前記複数の絶縁層の材料が、半導体装置が
実装される実装基板の熱膨張特性にあわせられた有機系
材料からなるものである。
【0009】本発明の請求項2記載の半導体装置は、前
記実装基板の熱膨張特性が線膨張係数で示され、前記実
装基板の線膨張係数が1×10-5〜2×10-5/℃のば
あい、前記絶縁層の線膨張係数が1×10-5〜6×10
-5/℃である。
【0010】本発明の請求項3記載の半導体装置は、前
記有機系材料がエポキシ系樹脂およびテトラフルオロエ
チレン系樹脂のうちの少なくとも1つを含むものであ
る。
【0011】本発明の請求項4記載の半導体装置は、積
層された複数の絶縁層、該複数の絶縁層それぞれの上面
に設けられた複数の配線、および異なる絶縁層上面に設
けられた複数の配線を電気的に接続するために絶縁層に
設けられた複数のビアホールからなるBGA基板と、前
記複数の配線にそれぞれ接続される複数の電極を有する
半導体チップとを含んでなる半導体装置であって、前記
複数の電極が前記半導体チップのリング状の領域に設け
られ、最外周および最内周の列上の電極に電源および接
地が接続されるものである。
【0012】本発明の請求項5記載の半導体装置は、積
層された複数の絶縁層、該複数の絶縁層それぞれの上面
に設けられた複数の配線、および異なる絶縁層上面に設
けられた複数の配線を電気的に接続するために絶縁層に
設けられた複数のビアホールからなるBGA基板と、前
記複数の配線にそれぞれ接続される複数の電極を有する
半導体チップと、該半導体チップをBGA基板に密着さ
せる封止樹脂からなる封止部材と、前記半導体チップに
おいて発生した熱を外部に放散するヒートスプレッダー
と、前記プラスチック基板およびヒートスプレッダー間
に所定の間隔を設けかつ両者を接合するためのリングと
を含んでなる半導体装置であって、前記複数の絶縁層の
材料が、該半導体装置が実装される実装基板の熱膨張特
性にあわせられた有機系材料からなるものである。
【0013】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の半導体装置の構
造の実施の形態について説明する。
【0014】実施の形態1.図面を参照しつつ、本発明
の半導体装置の一実施の形態について説明する。
【0015】本発明の半導体装置は、BGA基板と、該
BGA基板上に配置される半導体チップと、該半導体チ
ップにおいて発生した熱を外部に放散するヒートスプレ
ッダーと、前記BGA基板およびヒートスプレッダー間
に所定の間隔を設けかつ両者を接合するためのリングと
からなる。BGA基板は複数の絶縁層が重ねられた多層
構造であり、各絶縁層には複数の配線およびビアホール
が設けられる。前記BGA基板は、複数の絶縁層を重ね
るときにビアホールを介して所定の配線を互いに接続さ
せたものであり、複数の配線を絶縁層を介して立体的に
交差させることができ、半導体装置の小型化を実現する
ことができる。
【0016】図1は、本発明の半導体装置の一例を示す
一部切欠斜視説明図であり、図2は図1中のA−A線断
面による断面構造説明図である。図1において、1はB
GA基板、2は半導体チップ、3はヒートスプレッダ
ー、4はリング、6ははんだボール、8は封止部材を示
す。また、図2において、図1と同一の箇所は同じ符号
を用いて示したほか、5ははんだバンプ、5cは最外周
の列上のはんだバンプ(以下、単に「最外周はんだバン
プ」という)、5dは最内周の列上のはんだバンプ(以
下、単に「最内周はんだバンプ」という)、7aは第1
の接着層、7bは第2の接着層、9は配線、12はビア
ホールであり、13は絶縁層である。第1の接着層7a
は、BGA基板1およびリング4、ならびにヒートスプ
レッダー3およびリング4をそれぞれ接着している。第
2の接着層7bは、半導体チップ2およびヒートスプレ
ッダー3を接着している。
【0017】BGA基板1に設けられた各配線(図示せ
ず)は半導体装置の外部電極(図示せず)に電気的に接
続されている。はんだボール6は、はんだ材からなり、
半導体装置の外部電極に電気的に接続される。半導体チ
ップ2の複数の電極(図示せず)はそれぞれBGA基板
1の所定の配線に電気的に接続される。当該接続は、た
とえば、半導体チップ2の各電極表面およびBGA基板
1の各配線に接続された電極表面にはんだバンプをあら
かじめ設け、該はんだバンプを用いてはんだ付けするこ
とにより実現される。封止部材8は、封止樹脂からな
り、半導体チップ2をBGA基板1に密着させるために
設けられる。
【0018】また、リング4は、板状の部材の中央に開
口部が設けられたものである。前記開口部の形状は半導
体チップ2の形状に応じて定める。ヒートスプレッダー
3の形状はBGA基板1の形状と同様の薄板状である。
また、半導体チップ2およびヒートスプレッダー3、B
GA基板1およびリング4、ならびにヒートスプレッダ
ー3およびリング4は接着剤を用いて接着される。半導
体チップ2およびヒートスプレッダー3を接着する接着
剤は、耐熱性がよく、コスト的にメリットのあるエポキ
シ系接着剤である。一方、BGA基板1およびリング
4、ならびにヒートスプレッダーおよびリング4を接着
する接着剤は、半導体チップ2へのストレスを和らげる
ヤング率(E)の小さいシリコーン系接着剤である。
【0019】はんだバンプ5は、半導体チップの表面中
央部を除くリング状の領域にマトリクス状または千鳥状
に設けられている。またはんだバンプ5は、半導体チッ
プ2の外部電極およびBGA基板1の表面側の電極を接
合し、はんだボール6は、BGA基板1の裏面側の外部
電極と実装基板とを接合し、半導体チップと実装基板と
のあいだで、配線9およびビアホール12を介して電源
の入力や信号の入出力がおこなわれる構造とする。
【0020】本発明の半導体装置のBGA基板1は、前
述した熱膨張の問題を解決するため、実装基板の熱膨張
特性にあわせた有機系材料によって形成されている。熱
膨張特性は、ここでは線膨張係数で示されるものとす
る。また、BGA基板は複数の絶縁層からなるが、BG
A基板全体としての線膨張係数として示す。熱膨張の点
に関して、実装基板の材料はたとえば、FR4(AST
M D−1867規格によるガラス布基材エポキシ樹
脂)またはBTレジン(商品名。三菱ガス化学(株)製
樹脂)などが用いられており、その線膨張係数は1×1
-5〜2×10-5/℃の範囲であるので、BGA基板の
材料は、その線膨張係数を実装信頼性の点から実装基板
の線膨張係数に対して1×10-5〜6×10-5/℃の範
囲となるようにあわせる。前記BGA基板は図2に示す
ように実装基板で用いられるFR4やBTレジンからな
るコア材1aの両側には線膨張係数1×10-5〜6×1
-5/℃のビルドアップ絶縁層1bが積層されている。
BGA基板全体としての線膨張係数は1×10-5〜2×
10-5/℃であり、また、BGA基板内部での信頼性保
持(各コア材1の間の剥がれ防止)のために、ビルドア
ップ絶縁層1bの線膨張係数を1×10-5〜6×10-5
/℃とする。
【0021】これにより実装信頼性向上はもとよりBG
A基板自身の信頼性が向上する。
【0022】BGA基板の材料にはエポキシ系樹脂およ
び(または)テトラフルオロエチレン系樹脂を用いる。
エポキシ系樹脂とはエポキシ系樹脂にガラス繊維または
アクリル樹脂などを混入させたものをいう。また、テト
ラフルオロエチレン系樹脂とはテトラフルオロエチレン
樹脂にアクリル樹脂などを混入させたものをいう。
【0023】BGA基板の材料として有機系材料を用い
るメリットは、実装信頼性が向上し、低コスト化が
実現でき、さらに比誘電率εが3〜5以下の絶縁層が
形成でき高速対応が可能な半導体装置がえられることで
ある。
【0024】つぎに、半導体装置の製法について説明す
る。図3および図4は、本発明の半導体装置の製法の一
例を示す工程断面説明図である。図3および図4におい
て、図1および図2と同一の箇所は同じ符号を用いて示
した。なお、5aは、半導体チップ2に含まれる外部電
極(図示せず)に電気的に接続された第1のはんだバン
プ、5bは、BGA基板1に設けられた複数の配線の外
部電極(図示せず)に電気的に接続された第2のはんだ
バンプを示す。
【0025】まず、半導体チップ2に含まれる電極上に
第1のはんだバンプ5aを設け、同様に、BGA基板1
の複数の配線の一端部上に第2のはんだバンプ5bを設
ける(図3(a)参照)。ついで、BGA基板1表面の
うち第2のはんだバンプ5bが形成された領域にフラッ
クス材を塗布する。BGA基板1上に半導体チップ2を
載置し、第1のはんだバンプ5aおよび第2のはんだバ
ンプ5bを接触させた状態で、BGA基板1および半導
体チップ2を熱処理炉(いわゆるリフロー炉)内に投入
する。その結果、第1のはんだバンプ5aおよび第2の
はんだバンプ5bが溶け、互いに接触していた第1のは
んだバンプ5aおよび第2のはんだバンプ5bが一体と
なる。図3では、第1のはんだバンプおよび第2のはん
だバンプが一体になったものをはんだバンプ5として示
している。前記はんだバンプ5により、半導体チップ2
に含まれる電極とBGA基板1の複数の配線とが電気的
に接続される(図3(b)参照)。さらに、フラックス
材の洗浄を行ったのち、第1の接着層7aによりBGA
基板1にリング4を接着する(図3(c)参照)。つぎ
に、BGA基板1および半導体チップ2間の間隙部に封
止樹脂を注入し固め封止部材8を形成し、半導体チップ
2をBGA基板1に密着させた状態で固定する。つい
で、半導体チップ2上表面に接着剤を塗布して第2の接
着層7bを設け(図4(a)参照)、リング4上表面に
接着剤を塗布して第1の接着層7aを設けたのち、半導
体チップ2およびリング4上にヒートスプレッダー3を
載せ、半導体チップ2およびリング4にヒートスプレッ
ダー3を接着する(図4(b)参照)。最後に、BGA
基板1の複数の配線の他の端部に接続された半導体装置
の外部電極上にはんだボール6を設け、半導体装置をう
る(図4(c)参照)。
【0026】このように、複数の絶縁層からなるプラス
チック基板の材料が、実装基板の熱膨張特性にあわせら
れた有機系材料で形成されるので、熱ストレスに対する
信頼性の向上した半導体装置がえられる。
【0027】実施の形態2.図2に示したはんだバンプ
は、半導体チップ表面の周縁部であるリング状の領域に
設けられている。図5は、半導体チップ表面にリング状
に設けられたはんだバンプを示す平面説明図である。図
1および図2と同一の箇所は同じ符号を用いて示した。
最外周はんだバンプ5cはリング状の領域の最外周の列
上に位置させているので、半導体チップの熱膨張および
BGA基板の熱膨張がそれぞれ生じた際に、その差が最
も大きくなり、はんだバンプの断線が生じやすい。ま
た、最内周はんだバンプ5dはリング状の領域の最内周
の列上に位置させているので、封止部材の熱収縮による
ストレスが大きく、はんだバンプの断線が生じやすい。
【0028】このように、最外周はんだバンプおよび最
内周はんだバンプは熱膨張や熱収縮によるストレスが大
きいので断線が生じやすいという問題がある。本実施の
形態は、かかる問題を考慮して、半導体チップへの電源
入力のための配線および接地の配線を前記最外周はんだ
バンプ5cおよび最外周から2列目のはんだバンプなら
びに最内周はんだバンプ5dに接続できるように絶縁層
上の配線および絶縁層間のビアホールの位置関係をあわ
せたものである。電源入力のための配線および接地の配
線は、それぞれ予備配線をともなっているので、半導体
チップの熱膨張およびBGA基板の熱膨張によりはんだ
バンプの接合に問題が生じても半導体チップの動作機能
に影響を与えることが全くない。さらに最外周はんだバ
ンプに関し、半導体チップの4箇所の角部は熱ストレス
が最も大きいため、はんだバンプによる接続を設けない
ことが望ましい。本実施の形態により熱ストレスに対す
る信頼性の向上した半導体装置がえられる。
【0029】実施の形態3.実施の形態1および実施の
形態2では半導体装置の一例としてヒートスプレッダー
およびリングを含んでなる半導体装置を説明したが、半
導体装置がヒートスプレッダーおよびリングを含まない
半導体装置であっても同様の効果がえられる。
【0030】
【発明の効果】本発明の請求項1記載の半導体装置は、
積層された複数の絶縁層、該複数の絶縁層それぞれの上
面に設けられた複数の配線、および異なる絶縁層上面に
設けられた複数の配線を電気的に接続するために絶縁層
に設けられた複数のビアホールからなるBGA基板と、
前記複数の配線にそれぞれ接続される複数の電極を有す
る半導体チップとを含んでなる半導体装置であって、前
記複数の絶縁層の材料が、半導体装置が実装される実装
基板の熱膨張特性にあわせられた有機系材料からなるも
のであるので、熱ストレスに対する信頼性の向上した半
導体装置をうる。
【0031】本発明の請求項2記載の半導体装置は、前
記実装基板の熱膨張特性が線膨張係数で示され、前記実
装基板の線膨張係数が1×10-5〜2×10-5/℃のば
あい、前記絶縁層の線膨張係数が1×10-5〜6×10
-5/℃であるので、実装信頼性を向上できる。
【0032】本発明の請求項3記載の半導体装置は、前
記有機系材料がエポキシ系樹脂およびテトラフルオロエ
チレン系樹脂のうちの少なくとも1つであることが好ま
しい。
【0033】本発明の請求項4記載の半導体装置は、積
層された複数の絶縁層、該複数の絶縁層それぞれの上面
に設けられた複数の配線、および異なる絶縁層上面に設
けられた複数の配線を電気的に接続するために絶縁層に
設けられた複数のビアホールからなるBGA基板と、前
記複数の配線にそれぞれ接続される複数の電極を有する
半導体チップとを含んでなる半導体装置であって、前記
複数の電極が前記半導体チップのリング状の領域に設け
られ、最外周および最内周の列上の電極に電源および接
地が接続されるものであるので、熱ストレスに対する信
頼性の向上した半導体装置をうる。
【0034】本発明の請求項5記載の半導体装置は、積
層された複数の絶縁層、該複数の絶縁層それぞれの上面
に設けられた複数の配線、および異なる絶縁層上面に設
けられた複数の配線を電気的に接続するために絶縁層に
設けられた複数のビアホールからなるBGA基板と、前
記複数の配線にそれぞれ接続される複数の電極を有する
半導体チップと、該半導体チップをBGA基板に密着さ
せる封止樹脂からなる封止部材と、前記半導体チップに
おいて発生した熱を外部に放散するヒートスプレッダー
と、前記BGA基板およびヒートスプレッダー間に所定
の間隔を設けかつ両者を接合するためのリングとを含ん
でなる半導体装置であって、前記複数の絶縁層の材料
が、該半導体装置が実装される実装基板の熱膨張特性に
あわせられた有機系材料からなるものであるので、熱ス
トレスに対する信頼性の向上した半導体装置をうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の半導体装置の実施の形態を示す一部
切欠斜視説明図である。
【図2】 本発明の半導体装置の実施の形態を示す断面
説明図である。
【図3】 本発明の半導体装置の実施の形態を示す工程
断面説明図である。
【図4】 本発明の半導体装置の実施の形態を示す工程
断面説明図である。
【図5】 半導体チップ表面にリング状に設けられたは
んだバンプを示す平面説明図である。
【符号の説明】
1 BGA基板、2 半導体チップ、3 ヒートスプレ
ッダー、4 リング、5 はんだバンプ、6 はんだボ
ール、8 封止部材、9 配線、12 ビアホール、1
3 絶縁層。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 積層された複数の絶縁層、該複数の絶縁
    層それぞれの上面に設けられた複数の配線、および異な
    る絶縁層上面に設けられた複数の配線を電気的に接続す
    るために絶縁層に設けられた複数のビアホールからなる
    BGA基板と、前記複数の配線にそれぞれ接続される複
    数の電極を有する半導体チップとを含んでなる半導体装
    置であって、前記複数の絶縁層の材料が、半導体装置が
    実装される実装基板の熱膨張特性にあわせられた有機系
    材料からなる半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記実装基板の熱膨張特性が線膨張係数
    で示され、前記実装基板の線膨張係数が1×10-5〜2
    ×10-5/℃のばあい、前記絶縁層の線膨張係数が1×
    10-5〜6×10-5/℃である請求項1記載の半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 前記有機系材料がエポキシ系樹脂および
    テトラフルオロエチレン系樹脂のうちの少なくとも1つ
    である請求項1または2記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 積層された複数の絶縁層、該複数の絶縁
    層それぞれの上面に設けられた複数の配線、および異な
    る絶縁層上面に設けられた複数の配線を電気的に接続す
    るために絶縁層に設けられた複数のビアホールからなる
    BGA基板と、前記複数の配線にそれぞれ接続される複
    数の電極を有する半導体チップとを含んでなる半導体装
    置であって、前記複数の電極が前記半導体チップのリン
    グ状の領域に設けられ、最外周および最内周の列上の電
    極に電源および接地が接続される半導体装置。
  5. 【請求項5】 積層された複数の絶縁層、該複数の絶縁
    層それぞれの上面に設けられた複数の配線、および異な
    る絶縁層上面に設けられた複数の配線を電気的に接続す
    るために絶縁層に設けられた複数のビアホールからなる
    BGA基板と、前記複数の配線にそれぞれ接続される複
    数の電極を有する半導体チップと、該半導体チップをB
    GA基板に密着させる封止樹脂からなる封止部材と、前
    記半導体チップにおいて発生した熱を外部に放散するヒ
    ートスプレッダーと、前記プラスチック基板およびヒー
    トスプレッダー間に所定の間隔を設けかつ両者を接合す
    るためのリングとを含んでなる半導体装置であって、前
    記複数の絶縁層の材料が、該半導体装置が実装される実
    装基板の熱膨張特性にあわせられた有機系材料からなる
    半導体装置。
JP23192797A 1997-08-28 1997-08-28 半導体装置 Expired - Lifetime JP4190602B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23192797A JP4190602B2 (ja) 1997-08-28 1997-08-28 半導体装置
DE19821916A DE19821916C2 (de) 1997-08-28 1998-05-15 Halbleitereinrichtung mit einem BGA-Substrat
DE19861009A DE19861009B4 (de) 1997-08-28 1998-05-15 Halbleitereinrichtung
KR1019980018023A KR100286746B1 (ko) 1997-08-28 1998-05-19 반도체 장치
US09/427,583 US6317333B1 (en) 1997-08-28 1999-10-27 Package construction of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23192797A JP4190602B2 (ja) 1997-08-28 1997-08-28 半導体装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005368913A Division JP4372749B2 (ja) 2005-12-22 2005-12-22 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1174417A true JPH1174417A (ja) 1999-03-16
JP4190602B2 JP4190602B2 (ja) 2008-12-03

Family

ID=16931250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23192797A Expired - Lifetime JP4190602B2 (ja) 1997-08-28 1997-08-28 半導体装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP4190602B2 (ja)
KR (1) KR100286746B1 (ja)
DE (1) DE19821916C2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002353377A (ja) * 2001-05-28 2002-12-06 Matsushita Electric Works Ltd 半導体装置
JP2007220954A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Nec Corp 半導体装置とその実装方法
US7348673B2 (en) 2004-07-15 2008-03-25 Nec Corporation Semiconductor device
JP2009071045A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Nec Corp 半導体装置及びその製造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6091603A (en) * 1999-09-30 2000-07-18 International Business Machines Corporation Customizable lid for improved thermal performance of modules using flip chips
FR2803435A1 (fr) * 1999-12-30 2001-07-06 Schlumberger Systems & Service Procede de montage en flip-chip de circuits integres sur des circuits electriques
KR100708041B1 (ko) * 2001-07-28 2007-04-16 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 반도체패키지 및 그 제조 방법
US6979894B1 (en) 2001-09-27 2005-12-27 Marvell International Ltd. Integrated chip package having intermediate substrate
KR20030060268A (ko) * 2002-01-08 2003-07-16 주식회사 심텍 본딩패드 접속용 비아홀을 이용한 비지에이 반도체패키지의 제조방법 및 그 구조

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3871015A (en) * 1969-08-14 1975-03-11 Ibm Flip chip module with non-uniform connector joints
US4604644A (en) * 1985-01-28 1986-08-05 International Business Machines Corporation Solder interconnection structure for joining semiconductor devices to substrates that have improved fatigue life, and process for making
JP2960276B2 (ja) * 1992-07-30 1999-10-06 株式会社東芝 多層配線基板、この基板を用いた半導体装置及び多層配線基板の製造方法
JPH088359A (ja) * 1994-06-21 1996-01-12 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
US5487218A (en) * 1994-11-21 1996-01-30 International Business Machines Corporation Method for making printed circuit boards with selectivity filled plated through holes
JP3450477B2 (ja) * 1994-12-20 2003-09-22 富士通株式会社 半導体装置及びその製造方法
JPH08330474A (ja) * 1995-03-31 1996-12-13 Toshiba Corp 半導体用パッケージ
US5574630A (en) * 1995-05-11 1996-11-12 International Business Machines Corporation Laminated electronic package including a power/ground assembly
JP3294740B2 (ja) * 1995-07-31 2002-06-24 富士通株式会社 半導体装置
JP3534501B2 (ja) * 1995-08-25 2004-06-07 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置の製造方法
KR100327887B1 (ko) * 1996-09-12 2002-10-19 이비덴 가부시키가이샤 전자회로부품탑재용기판

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002353377A (ja) * 2001-05-28 2002-12-06 Matsushita Electric Works Ltd 半導体装置
US7348673B2 (en) 2004-07-15 2008-03-25 Nec Corporation Semiconductor device
JP2007220954A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Nec Corp 半導体装置とその実装方法
JP2009071045A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Nec Corp 半導体装置及びその製造方法
US8072073B2 (en) 2007-09-13 2011-12-06 Nec Corporation Semiconductor device and method of manufacturing same

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990023135A (ko) 1999-03-25
KR100286746B1 (ko) 2001-04-16
DE19821916A1 (de) 1999-03-11
JP4190602B2 (ja) 2008-12-03
DE19821916C2 (de) 2002-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3176307B2 (ja) 集積回路装置の実装構造およびその製造方法
US6084308A (en) Chip-on-chip integrated circuit package and method for making the same
US6317333B1 (en) Package construction of semiconductor device
US6396136B2 (en) Ball grid package with multiple power/ground planes
US6294831B1 (en) Electronic package with bonded structure and method of making
US6477046B1 (en) Ball grid array package and method using enhanced power and ground distribution circuitry
JP3437107B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置
JP2570498B2 (ja) 集積回路チップ・キャリア
JP3414342B2 (ja) 集積回路チップの実装構造および実装方法
JP4190602B2 (ja) 半導体装置
US6261869B1 (en) Hybrid BGA and QFP chip package assembly and process for same
JPH0846079A (ja) 半導体装置
US6351389B1 (en) Device and method for packaging an electronic device
JP3312611B2 (ja) フィルムキャリア型半導体装置
US7649250B2 (en) Semiconductor package
US7847414B2 (en) Chip package structure
US20020145207A1 (en) Method and structure for integrated circuit package
JP4372749B2 (ja) 半導体装置
US8004091B2 (en) Semiconductor package, method of fabricating the same, and semiconductor package mold
JP3450477B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2003007914A (ja) 半導体装置
KR100357877B1 (ko) 반도체 패키지
KR100256305B1 (ko) 칩 스케일 패키지
JPH0669371A (ja) Pgaパッケージ
CN119230510A (zh) 具有多种类型导电元件的半导体封装

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050809

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051006

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051101

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060829

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080917

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110926

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110926

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110926

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120926

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120926

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130926

Year of fee payment: 5

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term