JP2002043464A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ソルダーレジスト層に代わる半田流れ防止構
造を備えたBGA型半導体装置を提供する。 【解決手段】 本半導体装置50は、インターポーザ基
板52と、基板52の一方の面にダイボンディングされ
た半導体チップ54と、チップを樹脂封止した樹脂封止
部56とを備える。基板は、チップ搭載面に、チップの
チップ電極58と金線ワイヤ60によって接続されてい
る搭載面配線パターン62を備える。基板の実装面は、
ソルダーレジスト層で被覆されていないこと、及び、実
装面配線パターンが半田ボール・ランドとの接続部近傍
に減衰/停止パターンを有することを除いて、従来の半
導体装置と同じ構成であって、搭載面配線パターンに接
続され、かつ樹脂層66で被覆された実装面配線パター
ンと、実装面配線パターンに接続したランド70上に接
合され、露出した半田ボール72とを備える。実装面配
線パターンは、ランド上の半田ボールを溶融、接合させ
る際、半田ボールから実装面配線パターン上を流れる半
田流を減衰させ、更に停止させる減衰/停止パターン7
4をランドとの接続部近傍に有する。
造を備えたBGA型半導体装置を提供する。 【解決手段】 本半導体装置50は、インターポーザ基
板52と、基板52の一方の面にダイボンディングされ
た半導体チップ54と、チップを樹脂封止した樹脂封止
部56とを備える。基板は、チップ搭載面に、チップの
チップ電極58と金線ワイヤ60によって接続されてい
る搭載面配線パターン62を備える。基板の実装面は、
ソルダーレジスト層で被覆されていないこと、及び、実
装面配線パターンが半田ボール・ランドとの接続部近傍
に減衰/停止パターンを有することを除いて、従来の半
導体装置と同じ構成であって、搭載面配線パターンに接
続され、かつ樹脂層66で被覆された実装面配線パター
ンと、実装面配線パターンに接続したランド70上に接
合され、露出した半田ボール72とを備える。実装面配
線パターンは、ランド上の半田ボールを溶融、接合させ
る際、半田ボールから実装面配線パターン上を流れる半
田流を減衰させ、更に停止させる減衰/停止パターン7
4をランドとの接続部近傍に有する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、BGA型半導体装
置及びその製造方法に関し、更に詳細には、ソルダーレ
ジスト層に代える半田流れ防止構造を備え、作製プロセ
スの工程数の少ないBGA型半導体装置及びその製造方
法に関するものである。
置及びその製造方法に関し、更に詳細には、ソルダーレ
ジスト層に代える半田流れ防止構造を備え、作製プロセ
スの工程数の少ないBGA型半導体装置及びその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子機器の小型軽量化、動作の高速化、
高機能化等に伴う半導体装置の微細化及び高集積化の要
求に対して、単に半導体チップを多ピン化することによ
り対応することは、物理的に困難になっていて、ピン型
に代えて、ボールグリッドアレイ(Ball Grid Array 、
以下、BGAと言う)型半導体装置が、注目されてい
る。ここで、図7及び図8を参照して、BGA型半導体
装置の構成を説明する。図7(a)はBGA型半導体装
置の実装面の平面図、図7(b)は配線パターンの拡大
平面図、及び図8は図7(a)の線I−Iの断面と、線
II−IIでの断面を複合した断面図である。BGA型半導
体装置10は、図7(a)及び図8に示すように、イン
ターポーザ基板12と、インターポーザ基板12の上面
にダイボンディングされた半導体チップ14と、半導体
チップ14を樹脂封止した樹脂封止部15とから構成さ
れている。
高機能化等に伴う半導体装置の微細化及び高集積化の要
求に対して、単に半導体チップを多ピン化することによ
り対応することは、物理的に困難になっていて、ピン型
に代えて、ボールグリッドアレイ(Ball Grid Array 、
以下、BGAと言う)型半導体装置が、注目されてい
る。ここで、図7及び図8を参照して、BGA型半導体
装置の構成を説明する。図7(a)はBGA型半導体装
置の実装面の平面図、図7(b)は配線パターンの拡大
平面図、及び図8は図7(a)の線I−Iの断面と、線
II−IIでの断面を複合した断面図である。BGA型半導
体装置10は、図7(a)及び図8に示すように、イン
ターポーザ基板12と、インターポーザ基板12の上面
にダイボンディングされた半導体チップ14と、半導体
チップ14を樹脂封止した樹脂封止部15とから構成さ
れている。
【0003】インターポーザ基板12は、実装基板への
実装面として露出された裏面(実装基板と対面する面)
に、半導体チップ14のチップ電極と電気的に接続され
た実装面配線パターン16と、実装面配線パターン16
に接続する半田ボール・ランド(図示せず)に接合され
た多数の半田ボール17とを有する。半導体装置10の
実装の際には、半田ボール17が、実装基板の半田バン
プと半田接合して、接合部を形成する。樹脂封止部15
は、半導体チップ14のチップ電極(図示せず)がイン
ターポーザ基板12の実装面配線パターン16に電気的
に接続された半導体チップ14を樹脂封止している。ま
た、半田ボール17の接合部が補強用樹脂18で補強さ
れている。実装面配線パターン16は、インターポーザ
基板12のチップ搭載面で半導体チップ14のチップ電
極と金線ワイヤでワイヤボンディングされた搭載面配線
パターン(図示せず)とインターポーザ基板12を貫通
して接続し、図7(b)に示すように、インターポーザ
基板12の実装面で、半田ボール17を接合させる半田
ボール・ランド(19)に最短ルートを通って接続して
いる。
実装面として露出された裏面(実装基板と対面する面)
に、半導体チップ14のチップ電極と電気的に接続され
た実装面配線パターン16と、実装面配線パターン16
に接続する半田ボール・ランド(図示せず)に接合され
た多数の半田ボール17とを有する。半導体装置10の
実装の際には、半田ボール17が、実装基板の半田バン
プと半田接合して、接合部を形成する。樹脂封止部15
は、半導体チップ14のチップ電極(図示せず)がイン
ターポーザ基板12の実装面配線パターン16に電気的
に接続された半導体チップ14を樹脂封止している。ま
た、半田ボール17の接合部が補強用樹脂18で補強さ
れている。実装面配線パターン16は、インターポーザ
基板12のチップ搭載面で半導体チップ14のチップ電
極と金線ワイヤでワイヤボンディングされた搭載面配線
パターン(図示せず)とインターポーザ基板12を貫通
して接続し、図7(b)に示すように、インターポーザ
基板12の実装面で、半田ボール17を接合させる半田
ボール・ランド(19)に最短ルートを通って接続して
いる。
【0004】ここで、図9から図11を参照して、従来
のBGA型半導体装置の製造方法を説明する。図9
(a)から(c)、図10(d)と(e)、及び図11
(f)と(g)は、それぞれ、従来の方法に従ってBG
A型半導体装置を作製した際の工程毎の断面図である。
尚、符号が前後しないようにして、理解し易くするため
に、図9から図11に示す部位、部品には、図7と図8
に示す部位、部品の符号とは異なる新たな符号が付され
ている。
のBGA型半導体装置の製造方法を説明する。図9
(a)から(c)、図10(d)と(e)、及び図11
(f)と(g)は、それぞれ、従来の方法に従ってBG
A型半導体装置を作製した際の工程毎の断面図である。
尚、符号が前後しないようにして、理解し易くするため
に、図9から図11に示す部位、部品には、図7と図8
に示す部位、部品の符号とは異なる新たな符号が付され
ている。
【0005】BGA型半導体装置10(図11(g)参
照)を作製する際には、先ず、図9(a)に示すよう
に、チップ搭載面には、ダイパッド22、搭載面配線パ
ターン24を、搭載面と反対側の実装面には、搭載面配
線パターン24と接続した実装面配線パターン(図7の
実装面配線パターン16と同じもので、図9には図示せ
ず)と、実装面配線パターンと接続した半田ボール・ラ
ンド26を有するインターポーザ基板28を形成する。
半田ボール・ランド26には、図7に示す実装面配線パ
ターン16が接続されている。インターポーザ基板28
の厚さは、50μm以上100μm以下である。尚、イ
ンターポーザ基板28は、剛性の基板に代えて柔軟なテ
ープでも良い。また、ダイパッド、搭載面配線、及び半
田ボール・ランドが、単層で同一面に形成されている場
合も有り、その場合は、片方をチップ搭載面、反対側を
実装面としている。次いで、図9(b)に示すように、
インターポーザ基板28全面にソルダーレジストを塗布
して、膜厚5μmのソルダーレジスト層30を形成す
る。続いて、図9(c)に示すように、ダイパッド2
2、搭載面配線パターン24及び半田ボール・ランド2
6上のソルダーレジスト層30を除去して、露出させ
る。
照)を作製する際には、先ず、図9(a)に示すよう
に、チップ搭載面には、ダイパッド22、搭載面配線パ
ターン24を、搭載面と反対側の実装面には、搭載面配
線パターン24と接続した実装面配線パターン(図7の
実装面配線パターン16と同じもので、図9には図示せ
ず)と、実装面配線パターンと接続した半田ボール・ラ
ンド26を有するインターポーザ基板28を形成する。
半田ボール・ランド26には、図7に示す実装面配線パ
ターン16が接続されている。インターポーザ基板28
の厚さは、50μm以上100μm以下である。尚、イ
ンターポーザ基板28は、剛性の基板に代えて柔軟なテ
ープでも良い。また、ダイパッド、搭載面配線、及び半
田ボール・ランドが、単層で同一面に形成されている場
合も有り、その場合は、片方をチップ搭載面、反対側を
実装面としている。次いで、図9(b)に示すように、
インターポーザ基板28全面にソルダーレジストを塗布
して、膜厚5μmのソルダーレジスト層30を形成す
る。続いて、図9(c)に示すように、ダイパッド2
2、搭載面配線パターン24及び半田ボール・ランド2
6上のソルダーレジスト層30を除去して、露出させ
る。
【0006】次に、金(Au)メッキを施して、図10
(d)に示すように、露出したダイパッド22、配線パ
ターン24及び半田ボール・ランド26上に、金(A
u)メッキ層32を形成する。続いて、図10(e)に
示すように、エポキシ系接着剤等のマウント剤34を介
してダイパッド22上に半導体チップ36を固着させ
る。続いて、金線(Au)ワイヤ38で半導体チップ3
6の電極40と搭載面配線パターン24とをボンディン
グする。
(d)に示すように、露出したダイパッド22、配線パ
ターン24及び半田ボール・ランド26上に、金(A
u)メッキ層32を形成する。続いて、図10(e)に
示すように、エポキシ系接着剤等のマウント剤34を介
してダイパッド22上に半導体チップ36を固着させ
る。続いて、金線(Au)ワイヤ38で半導体チップ3
6の電極40と搭載面配線パターン24とをボンディン
グする。
【0007】次に、図11(f)に示すように、半導体
チップ36、金線ワイヤ38、搭載面配線パターン22
等を樹脂層42で樹脂封止し、かつ半田ボール・ランド
26上に半田ボール44をマウントして、溶融し、接合
する。半田ボールをマウントして、溶融させた際に、図
12に示すように、実装面配線パターン16に半田が流
れ出ないように、ソルダーレジスト層30は、実装面配
線パターン16上を含めて半田ボール・ランド26周り
に設けてある。次いで、図11(g)に示すように、半
田ボール44の根元部、つまり基端部にエポキシ系樹脂
を塗布して、補強用樹脂層46を形成して、半田ボール
44の接合を補強する。これにより、BGA型半導体装
置20を作製することができる。
チップ36、金線ワイヤ38、搭載面配線パターン22
等を樹脂層42で樹脂封止し、かつ半田ボール・ランド
26上に半田ボール44をマウントして、溶融し、接合
する。半田ボールをマウントして、溶融させた際に、図
12に示すように、実装面配線パターン16に半田が流
れ出ないように、ソルダーレジスト層30は、実装面配
線パターン16上を含めて半田ボール・ランド26周り
に設けてある。次いで、図11(g)に示すように、半
田ボール44の根元部、つまり基端部にエポキシ系樹脂
を塗布して、補強用樹脂層46を形成して、半田ボール
44の接合を補強する。これにより、BGA型半導体装
置20を作製することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のBGA型半導体装置には、半田ボールを半田ボール・
ランド上に接合する際の半田流れを防止するために、ソ
ルダーレジスト層を設けているので、それだけ、工程が
複雑になり、作製コストが嵩むという問題があった。つ
まり、半田ボールをマウントし、リフロー炉で溶融させ
た際の半田流れを防止するために、ソルダーレジスト層
を形成していて、その結果、ソルダーレジスト層の塗布
工程が必要になり、更に、塗布工程の後に、ダイパッ
ド、配線パターン及び半田ボール・ランドを露出させる
ために、ソルダーレジスト層を除去する除去工程が必要
になる。
のBGA型半導体装置には、半田ボールを半田ボール・
ランド上に接合する際の半田流れを防止するために、ソ
ルダーレジスト層を設けているので、それだけ、工程が
複雑になり、作製コストが嵩むという問題があった。つ
まり、半田ボールをマウントし、リフロー炉で溶融させ
た際の半田流れを防止するために、ソルダーレジスト層
を形成していて、その結果、ソルダーレジスト層の塗布
工程が必要になり、更に、塗布工程の後に、ダイパッ
ド、配線パターン及び半田ボール・ランドを露出させる
ために、ソルダーレジスト層を除去する除去工程が必要
になる。
【0009】そこで、本発明の目的は、ソルダーレジス
ト層に代わる半田流れ防止構造を備えたBGA型半導体
装置及びその製造方法を提供することである。
ト層に代わる半田流れ防止構造を備えたBGA型半導体
装置及びその製造方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体装置は、インターポーザ基板
と、インターポーザ基板の一方の面にダイボンディング
された半導体チップと、半導体チップを樹脂封止した樹
脂封止部とを有し、インターポーザ基板の半導体チップ
搭載面とは反対側の面に、半導体チップのチップ電極と
電気的に接続された配線パターンと、配線パターンに接
続する半田ボール・ランド上に接合された半田ボールと
を備える、半導体装置において、配線パターンは、半田
ボール・ランド上の半田ボールを溶融、接合させる際、
半田ボールから配線パターン上を流れる半田流を減衰さ
せ、遂には停止させる減衰/停止パターンを配線パター
ンと半田ボール・ランドとの接続部近傍に有し、かつ配
線パターンは、ソルダーレジスト層で被覆されることな
く、直接、樹脂層で被覆されていることを特徴としてい
る。
に、本発明に係る半導体装置は、インターポーザ基板
と、インターポーザ基板の一方の面にダイボンディング
された半導体チップと、半導体チップを樹脂封止した樹
脂封止部とを有し、インターポーザ基板の半導体チップ
搭載面とは反対側の面に、半導体チップのチップ電極と
電気的に接続された配線パターンと、配線パターンに接
続する半田ボール・ランド上に接合された半田ボールと
を備える、半導体装置において、配線パターンは、半田
ボール・ランド上の半田ボールを溶融、接合させる際、
半田ボールから配線パターン上を流れる半田流を減衰さ
せ、遂には停止させる減衰/停止パターンを配線パター
ンと半田ボール・ランドとの接続部近傍に有し、かつ配
線パターンは、ソルダーレジスト層で被覆されることな
く、直接、樹脂層で被覆されていることを特徴としてい
る。
【0011】本発明では、ソルダーレジスト層に代え
て、減衰/停止パターンを設けることにより、半田ボー
ルを半田ボール・ランド上に接合する際の半田流れを防
止している。配線パターンに設ける減衰/停止パターン
は、ソルダーレジスト層を配線パターン上及び半田ボー
ル・ランド周りに成膜しなくても、半田ボールからの半
田流れを許容範囲内、つまり減衰/停止パターン内で停
止させることができる限り、パターン形状に制約はな
い。配線パターンは、例えば、配線パターンと半田ボー
ル・ランドとの接続部近傍でインターポーザ基板の面に
沿って曲がる少なくとも4個の第1から第4の屈曲部を
有する減衰/停止パターンを備えていても良い。また、
配線パターンは、配線パターンと半田ボール・ランドと
の接続部近傍の第1の屈曲部で屈曲し、インターポーザ
基板の面内で半田ボール・ランドに沿って周回し、次い
で第1の屈曲部近傍に第2の屈曲部を有する減衰/停止
パターンを備えていても良い。
て、減衰/停止パターンを設けることにより、半田ボー
ルを半田ボール・ランド上に接合する際の半田流れを防
止している。配線パターンに設ける減衰/停止パターン
は、ソルダーレジスト層を配線パターン上及び半田ボー
ル・ランド周りに成膜しなくても、半田ボールからの半
田流れを許容範囲内、つまり減衰/停止パターン内で停
止させることができる限り、パターン形状に制約はな
い。配線パターンは、例えば、配線パターンと半田ボー
ル・ランドとの接続部近傍でインターポーザ基板の面に
沿って曲がる少なくとも4個の第1から第4の屈曲部を
有する減衰/停止パターンを備えていても良い。また、
配線パターンは、配線パターンと半田ボール・ランドと
の接続部近傍の第1の屈曲部で屈曲し、インターポーザ
基板の面内で半田ボール・ランドに沿って周回し、次い
で第1の屈曲部近傍に第2の屈曲部を有する減衰/停止
パターンを備えていても良い。
【0012】配線パターンに設けられた減衰/停止パタ
ーンでは、半田流れが屈曲部で流れ方向を変えざるを得
ないので、流れが減衰し、遂には減衰/停止パターン内
で停止する。よって、直線状の配線パターン上を流れる
より遙に短い流れ距離で停止する。好適には、屈曲部の
屈曲角は、90°以下である。また、半田流れを減衰さ
せるためには、半田ボール・ランドから第1の屈曲部ま
での距離は、短い程好ましく、例えば、配線パターン幅
以下である。また、減衰/停止パターンのパターン幅
は、配線パターン幅とほぼ同じである。
ーンでは、半田流れが屈曲部で流れ方向を変えざるを得
ないので、流れが減衰し、遂には減衰/停止パターン内
で停止する。よって、直線状の配線パターン上を流れる
より遙に短い流れ距離で停止する。好適には、屈曲部の
屈曲角は、90°以下である。また、半田流れを減衰さ
せるためには、半田ボール・ランドから第1の屈曲部ま
での距離は、短い程好ましく、例えば、配線パターン幅
以下である。また、減衰/停止パターンのパターン幅
は、配線パターン幅とほぼ同じである。
【0013】本発明に係る半導体装置の製造方法は、B
GA型半導体装置の製造方法であって、ダイパッドと、
搭載面配線パターンとをインターポーザ基板の半導体チ
ップ搭載面に有し、搭載面の反対側の実装面に、インタ
ーポーザ基板を貫通して搭載面配線パターンに接続する
実装面配線パターンと、実装面配線パターンに接続する
半田ボール・ランドとを有し、かつ、半田ボール・ラン
ド上の半田ボールを溶融、接合させる際、半田ボールか
ら配線パターン上を流れる半田流を減衰させ、更に停止
させる減衰/停止パターンを配線パターンと半田ボール
・ランドとの接続部近傍に設けた、インターポーザ基板
を形成する工程と、ダイパッド上に半導体チップを固着
させ、半導体チップのチップ電極と搭載面配線パターン
とをワイヤボンディングし、更に半導体チップを樹脂封
止する工程と、半田ボール・ランド上に半田ボールをマ
ウントして、溶融し、接合する工程と、インターポーザ
基板の実装面上に樹脂層を形成し、半田ボールと半田ボ
ール・ランドと接合部を樹脂層で覆うと共に、実装面配
線パターンを被覆する工程とを有することを特徴として
る。
GA型半導体装置の製造方法であって、ダイパッドと、
搭載面配線パターンとをインターポーザ基板の半導体チ
ップ搭載面に有し、搭載面の反対側の実装面に、インタ
ーポーザ基板を貫通して搭載面配線パターンに接続する
実装面配線パターンと、実装面配線パターンに接続する
半田ボール・ランドとを有し、かつ、半田ボール・ラン
ド上の半田ボールを溶融、接合させる際、半田ボールか
ら配線パターン上を流れる半田流を減衰させ、更に停止
させる減衰/停止パターンを配線パターンと半田ボール
・ランドとの接続部近傍に設けた、インターポーザ基板
を形成する工程と、ダイパッド上に半導体チップを固着
させ、半導体チップのチップ電極と搭載面配線パターン
とをワイヤボンディングし、更に半導体チップを樹脂封
止する工程と、半田ボール・ランド上に半田ボールをマ
ウントして、溶融し、接合する工程と、インターポーザ
基板の実装面上に樹脂層を形成し、半田ボールと半田ボ
ール・ランドと接合部を樹脂層で覆うと共に、実装面配
線パターンを被覆する工程とを有することを特徴として
る。
【0014】本発明方法では、半田ボールを半田ボール
・ランド上にマウントして、溶融させた際に、実装面配
線パターンに設けられた減衰/停止パターンで半田流れ
が減衰し、遂には減衰/停止パターン内で停止するの
で、従来の製造方法では必要であった、半田流れ防止層
としてソルダーレジスト層を塗布し、次いで半田ボール
・ランド上のソルダーレジスト層を除去して、半田ボー
ル・ランドを露出させる工程が不要になる。
・ランド上にマウントして、溶融させた際に、実装面配
線パターンに設けられた減衰/停止パターンで半田流れ
が減衰し、遂には減衰/停止パターン内で停止するの
で、従来の製造方法では必要であった、半田流れ防止層
としてソルダーレジスト層を塗布し、次いで半田ボール
・ランド上のソルダーレジスト層を除去して、半田ボー
ル・ランドを露出させる工程が不要になる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に
説明する。半導体装置の実施形態例 本実施形態例は、本発明に係る半導体装置の実施形態の
一例であって、図1は本実施形態例の半導体装置の構成
を示す断面図、図2は半田ボールと配線パターンとを示
す平面図、及び図3は図2の拡大図である。本実施形態
例の半導体装置50は、BGA型半導体装置であって、
図1に示すように、インターポーザ基板52と、インタ
ーポーザ基板52の一方の面にダイボンディングされた
半導体チップ54と、半導体チップ54を樹脂封止した
樹脂封止部56とを備えている。
形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に
説明する。半導体装置の実施形態例 本実施形態例は、本発明に係る半導体装置の実施形態の
一例であって、図1は本実施形態例の半導体装置の構成
を示す断面図、図2は半田ボールと配線パターンとを示
す平面図、及び図3は図2の拡大図である。本実施形態
例の半導体装置50は、BGA型半導体装置であって、
図1に示すように、インターポーザ基板52と、インタ
ーポーザ基板52の一方の面にダイボンディングされた
半導体チップ54と、半導体チップ54を樹脂封止した
樹脂封止部56とを備えている。
【0016】インターポーザ基板52は、半導体チップ
54の搭載面に、半導体チップ54をボンディングする
ダイパッド56と、半導体チップ54のチップ電極58
と金線(Au)ワイヤ60によって接続されている搭載
面配線パターン62とを備えている。ダイパッド56上
には、半導体チップ54が、エポキシ系接着剤からなる
マウント剤64を介して接着されている。インターポー
ザ基板52の半導体チップ搭載面と反対側の実装面は、
実装面配線パターン上を含めてソルダーレジスト層で被
覆されていないこと、及び、実装面配線パターンが半田
ボール・ランドとの接続部近傍に減衰/停止パターンを
有することを除いて、図7に示す従来の半導体装置10
と同じ構成を有する。つまり、インターポーザ基板52
は、チップ搭載面の反対側の実装面に、インターポーザ
基板52を貫通して搭載面配線パターン62と電気的に
接続され、かつ例えばエポキシ系の樹脂層66で被覆さ
れた実装面配線パターン68(図2参照)と、実装面配
線パターン68に接続した半田ボール・ランド70上に
接合され、露出した半田ボール72とを備えている。
54の搭載面に、半導体チップ54をボンディングする
ダイパッド56と、半導体チップ54のチップ電極58
と金線(Au)ワイヤ60によって接続されている搭載
面配線パターン62とを備えている。ダイパッド56上
には、半導体チップ54が、エポキシ系接着剤からなる
マウント剤64を介して接着されている。インターポー
ザ基板52の半導体チップ搭載面と反対側の実装面は、
実装面配線パターン上を含めてソルダーレジスト層で被
覆されていないこと、及び、実装面配線パターンが半田
ボール・ランドとの接続部近傍に減衰/停止パターンを
有することを除いて、図7に示す従来の半導体装置10
と同じ構成を有する。つまり、インターポーザ基板52
は、チップ搭載面の反対側の実装面に、インターポーザ
基板52を貫通して搭載面配線パターン62と電気的に
接続され、かつ例えばエポキシ系の樹脂層66で被覆さ
れた実装面配線パターン68(図2参照)と、実装面配
線パターン68に接続した半田ボール・ランド70上に
接合され、露出した半田ボール72とを備えている。
【0017】実装面配線パターン68は、図2に示すよ
うに、半田ボール・ランド70上の半田ボール72を溶
融、接合させる際、半田ボール72から実装面配線パタ
ーン68上を流れる半田流を減衰させ、更に停止させる
減衰/停止パターン74を実装面配線パターン68と半
田ボール・ランド70との接続部近傍に有する。ダイパ
ッド56、搭載面配線パターン62、実装面配線パター
ン68及び半田ボール・ランド70は、Cu箔で形成さ
れ、かつ表面に金(Au)メッキ層75を有する。
うに、半田ボール・ランド70上の半田ボール72を溶
融、接合させる際、半田ボール72から実装面配線パタ
ーン68上を流れる半田流を減衰させ、更に停止させる
減衰/停止パターン74を実装面配線パターン68と半
田ボール・ランド70との接続部近傍に有する。ダイパ
ッド56、搭載面配線パターン62、実装面配線パター
ン68及び半田ボール・ランド70は、Cu箔で形成さ
れ、かつ表面に金(Au)メッキ層75を有する。
【0018】減衰/停止パターン74は、基本的には、
実装面配線パターン68のパターン幅と同じ幅を有し、
図2に示すように、インターポーザ基板52の実装面に
沿って屈曲角90°で曲がる4個の第1から第4の屈曲
部76Aから76Dを有する。半田ボール・ランド70
から第1の屈曲部76Aまでの距離は、実装面配線パタ
ーン68のパターン幅と同じである。更に、詳しく説明
すると、図3に示すように、実装面配線パターン68の
パターン幅が40μmであるとき、減衰/停止パターン
74の第1の屈曲部76Aまでの距離S1 は40μm、
第1の屈曲部76Aから第2の屈曲部76Bまでの距離
S2 は100μm、第2の屈曲部76Bから第3の屈曲
部76Cまでの距離S3 は40μm、第3の屈曲部76
Cから第4の屈曲部76Dまでの距離S4 は100μm
である。
実装面配線パターン68のパターン幅と同じ幅を有し、
図2に示すように、インターポーザ基板52の実装面に
沿って屈曲角90°で曲がる4個の第1から第4の屈曲
部76Aから76Dを有する。半田ボール・ランド70
から第1の屈曲部76Aまでの距離は、実装面配線パタ
ーン68のパターン幅と同じである。更に、詳しく説明
すると、図3に示すように、実装面配線パターン68の
パターン幅が40μmであるとき、減衰/停止パターン
74の第1の屈曲部76Aまでの距離S1 は40μm、
第1の屈曲部76Aから第2の屈曲部76Bまでの距離
S2 は100μm、第2の屈曲部76Bから第3の屈曲
部76Cまでの距離S3 は40μm、第3の屈曲部76
Cから第4の屈曲部76Dまでの距離S4 は100μm
である。
【0019】本実施形態例では、実装面配線パターン6
8が半田ボール・ランド70の近傍に減衰/停止パター
ン74を有するので、半田ボール・ランド70に半田ボ
ール72を接合するために、半田ボール・ランド70上
に半田ボール72を載せて、溶融させた際、半田ボール
72からの半田流の流れが減衰/停止パターン74によ
って減衰し、遂には減衰/停止パターン74内で停止す
るので、従来のように、実装面配線パターンをソルダー
レジスト層を覆う必要がない。
8が半田ボール・ランド70の近傍に減衰/停止パター
ン74を有するので、半田ボール・ランド70に半田ボ
ール72を接合するために、半田ボール・ランド70上
に半田ボール72を載せて、溶融させた際、半田ボール
72からの半田流の流れが減衰/停止パターン74によ
って減衰し、遂には減衰/停止パターン74内で停止す
るので、従来のように、実装面配線パターンをソルダー
レジスト層を覆う必要がない。
【0020】半導体装置の実施形態例の変形例 図4(a)から(c)は、それぞれ、減衰/停止パター
ンの変形例を示す。実装面配線パターンに設ける減衰/
停止パターンは、上述のパターンに限定されるものでは
なく、例えば、別の態様の減衰/停止パターン78とし
て、図4(a)に示すように、実装面配線パターン68
と半田ボール・ランド70との接続部近傍の第1の屈曲
部80Aで屈曲し、インターポーザ基板52の面内で半
田ボール・ランド70に沿って周回し、次いで第1の屈
曲部80A近傍に第2の屈曲部80Bを有するパターン
でも良い。また、更に別の態様の減衰/停止パターン8
2として、図4(b)に示すように、分流/合流のパタ
ーンでも、更に別の態様の減衰/停止パターン83とし
て、屈曲部が4個以上、例えば図4(c)に示すよう
に、6個あって良い。
ンの変形例を示す。実装面配線パターンに設ける減衰/
停止パターンは、上述のパターンに限定されるものでは
なく、例えば、別の態様の減衰/停止パターン78とし
て、図4(a)に示すように、実装面配線パターン68
と半田ボール・ランド70との接続部近傍の第1の屈曲
部80Aで屈曲し、インターポーザ基板52の面内で半
田ボール・ランド70に沿って周回し、次いで第1の屈
曲部80A近傍に第2の屈曲部80Bを有するパターン
でも良い。また、更に別の態様の減衰/停止パターン8
2として、図4(b)に示すように、分流/合流のパタ
ーンでも、更に別の態様の減衰/停止パターン83とし
て、屈曲部が4個以上、例えば図4(c)に示すよう
に、6個あって良い。
【0021】半導体装置の製造方法の実施形態例 本実施形態例は、本発明に係る半導体装置の製造方法を
上述の半導体装置50の作製に適用した実施形態の一例
である。図5(a)から(c)及び図6(d)と(e)
は、それぞれ、本実施形態例の方法に従って半導体装置
を作製した際の工程毎の断面図である。先ず、図5
(a)に示すように、ダイパッド56と、搭載面配線パ
ターン62とを半導体チップ搭載面に有し、搭載面の反
対側の実装面に、インターポーザ基板52を貫通して搭
載面配線パターン62に接続し、かつ図2に示すような
減衰/停止パターン74を有する実装面配線パターン6
8(図5では図示せず)と、減衰/停止パターン74を
介して実装面配線パターン68に接続する半田ボール・
ランド70とを有するインターポーザ基板52を形成す
る。次いで、金(Au)メッキを施して、図5(b)に
示すように、ダイパッド56、搭載面配線パターン6
2、実装面配線パターン68、及び半田ボール・ランド
70上に金メッキ層75を形成する。続いて、図5
(c)に示すように、エポキシ系接着剤からなるマウン
ト剤64を介してダイパッド56上に半導体チップ54
を固着させて、続いて、金線(Au)ワイヤ60で半導
体チップ34のチップ電極58と搭載面配線パターン6
2とをボンディングする。
上述の半導体装置50の作製に適用した実施形態の一例
である。図5(a)から(c)及び図6(d)と(e)
は、それぞれ、本実施形態例の方法に従って半導体装置
を作製した際の工程毎の断面図である。先ず、図5
(a)に示すように、ダイパッド56と、搭載面配線パ
ターン62とを半導体チップ搭載面に有し、搭載面の反
対側の実装面に、インターポーザ基板52を貫通して搭
載面配線パターン62に接続し、かつ図2に示すような
減衰/停止パターン74を有する実装面配線パターン6
8(図5では図示せず)と、減衰/停止パターン74を
介して実装面配線パターン68に接続する半田ボール・
ランド70とを有するインターポーザ基板52を形成す
る。次いで、金(Au)メッキを施して、図5(b)に
示すように、ダイパッド56、搭載面配線パターン6
2、実装面配線パターン68、及び半田ボール・ランド
70上に金メッキ層75を形成する。続いて、図5
(c)に示すように、エポキシ系接着剤からなるマウン
ト剤64を介してダイパッド56上に半導体チップ54
を固着させて、続いて、金線(Au)ワイヤ60で半導
体チップ34のチップ電極58と搭載面配線パターン6
2とをボンディングする。
【0022】次に、図6(d)に示すように、半導体チ
ップ54、金線ワイヤ60、搭載面配線パターン62等
を樹脂で樹脂封止し、樹脂封止部56を形成する。次い
で、半田ボール・ランド70上に半田ボール72をマウ
ントして、溶融し、接合する。次いで、図6(e)に示
すように、インターポーザ基板52の実装面上にエポキ
シ系樹脂を塗布して、樹脂層66を形成し、半田ボール
72と半田ボール・ランド70と接合部を補強すると共
に実装面配線パターン68を被覆して保護する。これに
より、BGA型半導体装置50を作製することができ
る。
ップ54、金線ワイヤ60、搭載面配線パターン62等
を樹脂で樹脂封止し、樹脂封止部56を形成する。次い
で、半田ボール・ランド70上に半田ボール72をマウ
ントして、溶融し、接合する。次いで、図6(e)に示
すように、インターポーザ基板52の実装面上にエポキ
シ系樹脂を塗布して、樹脂層66を形成し、半田ボール
72と半田ボール・ランド70と接合部を補強すると共
に実装面配線パターン68を被覆して保護する。これに
より、BGA型半導体装置50を作製することができ
る。
【0023】本実施形態例では、半田ボール72を半田
ボール・ランド70上にマウントして、溶融させた際
に、実装面配線パターン68に設けられた減衰/停止パ
ターン74(図2参照)で半田流れが減衰し、遂には減
衰/停止パターン74内で停止する。よって、従来の製
造方法では必要であった、半田流れ防止層としてソルダ
ーレジスト層を塗布し、次いで半田ボール・ランド上の
ソルダーレジスト層を除去して、半田ボール・ランドを
露出させる工程が不要になる。
ボール・ランド70上にマウントして、溶融させた際
に、実装面配線パターン68に設けられた減衰/停止パ
ターン74(図2参照)で半田流れが減衰し、遂には減
衰/停止パターン74内で停止する。よって、従来の製
造方法では必要であった、半田流れ防止層としてソルダ
ーレジスト層を塗布し、次いで半田ボール・ランド上の
ソルダーレジスト層を除去して、半田ボール・ランドを
露出させる工程が不要になる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、インターポーザ基板の
実装面に設けた配線パターンが、半田ボール・ランド上
の半田ボールを溶融、接合させる際、半田ボールから配
線パターン上を流れる半田流を減衰させ、遂には停止さ
せる減衰/停止パターンを配線パターンと半田ボール・
ランドとの接続部近傍に有するので、半田ボール・ラン
ドに半田ボールを接合するために、半田ボール・ランド
上に半田ボールを載せて、溶融させた際、半田ボールか
らの半田流が減衰/停止パターンによって流れが減衰
し、遂には減衰/停止パターン内で停止する。よって、
従来のように、実装面配線パターンをソルダーレジスト
層を覆う必要がない。配線パターンは、ソルダーレジス
ト層で被覆されることなく、直接、樹脂層で被覆され、
保護されている。本発明方法によれば、半田ボールを半
田ボール・ランド上にマウントして、溶融させた際に、
実装面配線パターンに設けられた減衰/停止パターンで
半田流れが減衰し、遂には減衰/停止パターン内で停止
する。よって、従来の製造方法では必要であった、半田
流れ防止層としてソルダーレジスト層を塗布し、次いで
半田ボール・ランド上のソルダーレジスト層を除去し
て、半田ボール・ランドを露出させる工程が不要にな
る。
実装面に設けた配線パターンが、半田ボール・ランド上
の半田ボールを溶融、接合させる際、半田ボールから配
線パターン上を流れる半田流を減衰させ、遂には停止さ
せる減衰/停止パターンを配線パターンと半田ボール・
ランドとの接続部近傍に有するので、半田ボール・ラン
ドに半田ボールを接合するために、半田ボール・ランド
上に半田ボールを載せて、溶融させた際、半田ボールか
らの半田流が減衰/停止パターンによって流れが減衰
し、遂には減衰/停止パターン内で停止する。よって、
従来のように、実装面配線パターンをソルダーレジスト
層を覆う必要がない。配線パターンは、ソルダーレジス
ト層で被覆されることなく、直接、樹脂層で被覆され、
保護されている。本発明方法によれば、半田ボールを半
田ボール・ランド上にマウントして、溶融させた際に、
実装面配線パターンに設けられた減衰/停止パターンで
半田流れが減衰し、遂には減衰/停止パターン内で停止
する。よって、従来の製造方法では必要であった、半田
流れ防止層としてソルダーレジスト層を塗布し、次いで
半田ボール・ランド上のソルダーレジスト層を除去し
て、半田ボール・ランドを露出させる工程が不要にな
る。
【図1】実施形態例の半導体装置の構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図2】半田ボールと配線パターンとを示す平面図であ
る。
る。
【図3】図2の拡大図である。
【図4】図4(a)から(c)は、それぞれ、減衰/停
止パターンの変形例を示す。
止パターンの変形例を示す。
【図5】図5(a)から(c)は、それぞれ、実施形態
例の方法に従って半導体装置を作製した際の工程毎の断
面図である。
例の方法に従って半導体装置を作製した際の工程毎の断
面図である。
【図6】図6(d)と(e)は、それぞれ、図5(c)
に続いて、実施形態例の方法に従って半導体装置を作製
した際の工程毎の断面図である。
に続いて、実施形態例の方法に従って半導体装置を作製
した際の工程毎の断面図である。
【図7】図7(a)はBGA型半導体装置の平面図、図
7(b)は配線パターンの拡大平面図である。
7(b)は配線パターンの拡大平面図である。
【図8】図7(a)の線I−Iの断面と、線II−IIでの
断面とを複合した断面図である。
断面とを複合した断面図である。
【図9】図9(a)から(c)は、それぞれ、従来の方
法に従ってBGA型半導体装置を作製した際の工程毎の
断面図である。
法に従ってBGA型半導体装置を作製した際の工程毎の
断面図である。
【図10】図10(d)と(e)は、それぞれ、図9
(c)に続いて、従来の方法に従ってBGA型半導体装
置を作製した際の工程毎の断面図である。
(c)に続いて、従来の方法に従ってBGA型半導体装
置を作製した際の工程毎の断面図である。
【図11】図11(f)と(g)は、それぞれ、図10
(e)に続いて、従来の方法に従ってBGA型半導体装
置を作製した際の工程毎の断面図である。
(e)に続いて、従来の方法に従ってBGA型半導体装
置を作製した際の工程毎の断面図である。
【図12】従来のBGA型半導体装置で、ソルダーレジ
スト層がないときの問題を説明する図である。
スト層がないときの問題を説明する図である。
10 BGA型半導体装置 12 インターポーザ基板 14 半導体チップ 15 樹脂封止部 16 配線パターン 17 半田ボール 18 補強用樹脂 22 ダイパッド 24 配線パターン 26 半田ボール・ランド 28 インターポーザ基板 30 ソルダーレジスト層 32 金(Au)メッキ層 34 エポキシ系接着剤等のマウント剤 36 半導体チップ 38 金線(Au)ワイヤ 40 電極 42 樹脂層 44 半田ボール 46 補強用樹脂層 50 実施形態例の半導体装置 52 インターポーザ基板 54 半導体チップ 56 樹脂封止部 58 チップ電極 60 金線(Au)ワイヤ 62 搭載面配線パターン 64 マウント剤 66 樹脂層 68 実装面配線パターン 70 半田ボール・ランド 72 半田ボール 74 減衰/停止パターン 75 金(Au)メッキ層 76 屈曲部 78 減衰/停止パターン 80 屈曲部 82 別の態様の減衰/停止パターン
Claims (10)
- 【請求項1】 インターポーザ基板と、インターポーザ
基板の一方の面にダイボンディングされた半導体チップ
と、半導体チップを樹脂封止した樹脂封止部とを有し、
インターポーザ基板の半導体チップ搭載面とは反対側の
面に、半導体チップのチップ電極と電気的に接続された
配線パターンと、配線パターンに接続する半田ボール・
ランド上に接合された半田ボールとを備える、半導体装
置において、 配線パターンは、半田ボール・ランド上の半田ボールを
溶融、接合させる際、半田ボールから配線パターン上を
流れる半田流を減衰させ、遂には停止させる減衰/停止
パターンを配線パターンと半田ボール・ランドとの接続
部近傍に有し、かつ配線パターンは、ソルダーレジスト
層で被覆されることなく、直接、樹脂層で被覆されてい
ることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 配線パターンは、減衰/停止パターンと
して、配線パターンと半田ボール・ランドとの接続部近
傍でインターポーザ基板の面に沿って曲がる少なくとも
4個の第1から第4の屈曲部を備えていることを特徴と
する請求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項3】 配線パターンは、減衰/停止パターンと
して、配線パターンと半田ボール・ランドとの接続部近
傍の第1の屈曲部で屈曲し、インターポーザ基板の面内
で半田ボール・ランドに沿って周回し、次いで第1の屈
曲部近傍に第2の屈曲部を有することを特徴とする請求
項1に記載の半導体装置。 - 【請求項4】 屈曲部の屈曲角は、90°以下であるこ
とを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体装置。 - 【請求項5】 半田ボール・ランドから第1の屈曲部ま
での距離が、配線パターン幅以下であることを特徴とす
る請求項2から4のうちのいずれか1項に記載の半導体
装置。 - 【請求項6】 BGA型半導体装置の製造方法であっ
て、 ダイパッドと、搭載面配線パターンとをインターポーザ
基板の半導体チップ搭載面に有し、搭載面の反対側の実
装面に、インターポーザ基板を貫通して搭載面配線パタ
ーンに接続する実装面配線パターンと、実装面配線パタ
ーンに接続する半田ボール・ランドとを有し、かつ、半
田ボール・ランド上の半田ボールを溶融、接合させる
際、半田ボールから配線パターン上を流れる半田流を減
衰させ、更に停止させる減衰/停止パターンを配線パタ
ーンと半田ボール・ランドとの接続部近傍に設けた、イ
ンターポーザ基板を形成する工程と、 ダイパッド上に半導体チップを固着させ、半導体チップ
のチップ電極と搭載面配線パターンとをワイヤボンディ
ングし、更に半導体チップを樹脂封止する工程と、 半田ボール・ランド上に半田ボールをマウントして、溶
融し、接合する工程と、 インターポーザ基板の実装面上に樹脂層を形成し、半田
ボールと半田ボール・ランドと接合部を樹脂層で覆うと
共に、実装面配線パターンを被覆する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 インターポーザ基板を形成する工程で
は、配線パターンと半田ボール・ランドとの接続部近傍
でインターポーザ基板の面に沿って曲がる少なくとも4
個の第1から第4の屈曲部を有する減衰/停止パターン
を実装面配線パターンに設けることを特徴とする請求項
6に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 インターポーザ基板を形成する工程で
は、配線パターンと半田ボール・ランドとの接続部近傍
の第1の屈曲部で屈曲し、インターポーザ基板の面内で
半田ボール・ランドに沿って周回し、次いで第1の屈曲
部近傍に第2の屈曲部を有する減衰/停止パターンを実
装面配線パターンに設けることを特徴とする請求項6に
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項9】 インターポーザ基板を形成する工程で
は、屈曲部として、減衰/停止パターンには、90°以
下の屈曲角の屈曲部を設けることを特徴とする請求項7
又は8に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】 半田ボール・ランドから第1の屈曲部
までの距離を配線パターン幅以下にすることを特徴とす
る請求項7から9のうちのいずれか1項に記載の半導体
装置の製造方法。
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