JP2006086161A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体パッケージ、並びに、該半導体パッケージをプリント配線基板に実装した半導体装置に係り、特に、外部接続端子として、はんだバンプを具備する半導体パッケージをプリント配線基板に電気的、且つ、機械的に接続した半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor package and a semiconductor device in which the semiconductor package is mounted on a printed wiring board. In particular, the semiconductor package having solder bumps as external connection terminals is electrically and mechanically attached to the printed wiring board. The present invention relates to a semiconductor device connected to.
従来において、外部接続端子にはんだバンプを用いた半導体パッケージとしてBGA(Ball Grid Array)やCSP(Chip Size Package 又は Chip Scale Package)が知られている。これらの半導体パッケージは電子機器の小型化、軽量化、高機能化に対応して開発されたもので、はんだバンプをエリアアレイ状に配置することによって、実装面積の縮小化及び高密度化を狙い、半導体パッケージの軽薄短小化を実現している。 Conventionally, BGA (Ball Grid Array) and CSP (Chip Size Package or Chip Scale Package) are known as semiconductor packages using solder bumps for external connection terminals. These semiconductor packages were developed in response to miniaturization, weight reduction, and high functionality of electronic devices. By arranging solder bumps in an area array, the mounting area is reduced and the density is increased. Realizes lighter, thinner and smaller semiconductor packages.
図3は当該半導体パッケージをプリント配線基板に実装したもの、いわゆる半導体装置の概略的な構造を示している。簡単に説明すると、半導体素子1は絶縁性部材2の一方表面の中央部にダイボンド材4によって搭載され、その絶縁性部材2の表面には半導体素子1と電気的に接続するための配線パターン3が形成されている。ボンディングワイヤー7により半導体素子1の一方表面の周辺に沿って設けられたボンディングパッド6と配線パターン3とが電気的に接続され、半導体素子1周辺は封止樹脂材8により封止される。
FIG. 3 shows a schematic structure of a so-called semiconductor device in which the semiconductor package is mounted on a printed wiring board. Briefly, the semiconductor element 1 is mounted on the central portion of one surface of the
そして、絶縁性部材2の他方表面には、はんだバンプ9が半導体素子側開口部13を介して配線パターン3と接続された状態で配置される。このはんだバンプ9の配置に対応してプリント配線基板60を構成する絶縁性基板10に設けられたプリント配線基板側開口部15の位置に配線電極11がエリアアレイ状に配置され、その配線電極11上にリフロー工程を経て、はんだバンプ9の、少なくとも、その一部を溶融し配線電極11とはんだバンプ9とを接合させて完成する。
The solder bump 9 is disposed on the other surface of the insulating
この半導体装置の構造上、電子機器の稼動中における大きな温度変化や電源の発停時において、半導体パッケージ及びプリント配線基板の構成部材の線膨張係数の相違に起因して発生する応力やひずみがはんだバンプ全体に繰り返し集中すると、はんだバンプにクラックが発生して破断に至り、半導体装置としての機能が停止してしまうことが従来から懸念されている。従って、はんだ接合部における耐疲労強度の向上対策を講じることにより、半導体パッケージ並びにそれをプリント配線基板に実装した半導体装置の疲労寿命の向上を図る必要がある。 Due to the structure of this semiconductor device, the stress and strain generated due to the difference in coefficient of linear expansion of the components of the semiconductor package and the printed wiring board when the electronic device is in operation and the power supply is turned on and off. When concentrated repeatedly on the entire bump, there has been a concern that the solder bump will crack and break, and the function of the semiconductor device will stop. Therefore, it is necessary to improve the fatigue life of the semiconductor package and the semiconductor device in which the semiconductor package is mounted on the printed wiring board by taking measures to improve the fatigue strength at the solder joint.
そのための対策の1つに、はんだバンプとその接合対象との接合角度が鈍角となるように形成せしめることではんだ接合部の対疲労強度を向上させることが知られている。図6に示すように従来の太鼓型形状のはんだバンプの場合、半導体パッケージの配線パターン3やプリント配線基板の配線電極11とはんだバンプとの接合角が鋭角となり、はんだ接合部に応力やひずみが集中し易いために、はんだバンプが破壊し易いという問題があった。
As one of countermeasures for this, it is known that the anti-fatigue strength of the solder joint portion is improved by forming the solder bump and the bonding target so that the joint angle becomes an obtuse angle. As shown in FIG. 6, in the case of a conventional drum-shaped solder bump, the bonding angle between the
そこで、半導体パッケージの配線パターンやプリント配線基板の配線電極と、はんだバンプとの接合角が鈍角になるような形状、即ち、鼓型形状に形成せしめることにより、はんだ接合部に掛かる応力やひずみを分散させ破壊しにくくすることが可能となる。 Therefore, the stress and strain applied to the solder joints can be reduced by forming the wire pattern of the semiconductor package or the wiring electrode of the printed circuit board and the solder bump into an obtuse angle, that is, a drum shape. It can be dispersed and made difficult to break.
例えば、(特許文献1において、図4及び図5に示すように、半導体パッケージとプリント配線基板との間に弾性体を介在させて、前記弾性体の圧縮変形を利用してはんだバンプを鼓型形状に形成する方法が開示されている。即ち、図4に示すように、半導体パッケージ50をプリント配線基板60に実装する際に、半導体パッケージ50とプリント配線基板60との間にはんだバンプ9とは他に弾性体15を介在させ、配線パターン3の位置がプリント配線基板60の配線電極11上に対応するように、吸着器具16で保持して半導体パッケージ50を位置決めしてプリント配線基板60に搭載した後に、吸着器具16によって半導体パッケージ50を加圧し、弾性体15を圧縮変形させる第1工程と、図5に示すように、この状態ではんだバンプ9を加熱溶融している最中に、吸着器具16を解除させて弾性体15の圧縮変形を解除させることにより、はんだバンプ9の形状を鼓型形状に形成する第2工程で構成されている。
しかしながら、上記従来の方法は、半導体パッケージとプリント配線基板との間にはんだバンプとは他に弾性体を介在させた状態で、半導体パッケージをプリント配線基板に実装しているため、半導体パッケージとプリント配線基板との電気的接続に直接関与しない弾性体を設置するためのスペースが必要となり、そのスペース分だけ半導体パッケージが大型化し、電子機器の小型化を妨げることになる。弾性体を設置しない場合と同一の半導体パッケージ面積で実現させるにしても、同じ数だけのはんだバンプを配列させるには、例えば、バンプピッチを更に密にしなければならず、電気的接続の面から信頼性が高いとはいえない。 However, since the conventional method mounts the semiconductor package on the printed wiring board with an elastic body in addition to the solder bump between the semiconductor package and the printed wiring board, the semiconductor package and the printed wiring board A space for installing an elastic body that is not directly involved in the electrical connection with the wiring board is required, and the semiconductor package is enlarged by that amount, thereby preventing the electronic device from being downsized. Even if it is realized with the same semiconductor package area as when no elastic body is installed, in order to arrange the same number of solder bumps, for example, the bump pitch must be made denser, from the viewpoint of electrical connection It is not reliable.
又、半導体パッケージを加圧・保持・解除することにより弾性体の変形をコントロールして、はんだバンプを鼓型形状に形成せしめるための大規模で複雑な吸着器具が必要となり、コストも増加する。 Further, a large-scale and complicated suction device for controlling the deformation of the elastic body by pressurizing, holding, and releasing the semiconductor package to form the solder bumps in a drum shape is required, and the cost also increases.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、半導体パッケージ及びそれをプリント配線基板に実装した半導体装置にこれらの構成部材以外の部材を付与することなく、且つ、簡単な方法で半導体パッケージの配線パターンやプリント配線基板の配線電極とはんだバンプとの接合角を鋭角にし、概ね、鼓型形状に形成せしめることで、はんだ接合部の耐疲労強度を向上させ、半導体パッケージ、並びに、それをプリント配線基板に実装した半導体装置の寿命を改善することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and a semiconductor package and a semiconductor device in which the semiconductor package is mounted on a printed wiring board are provided with a member other than these constituent members and in a simple method. By making the joint angle between the wiring pattern of the printed circuit board and the wiring electrode of the printed wiring board and the solder bump an acute angle, and forming it in a generally drum shape, the fatigue resistance of the solder joint is improved. The object is to improve the life of a semiconductor device mounted on a printed wiring board.
上記本発明の目的を達成する本発明の構成は、絶縁性部材と、前記絶縁性部材の一方表面に搭載された半導体素子と、前記絶縁性部材の一方表面に搭載され、且つ、前記半導体素子とを電気的に接続する配線パターンと、前記絶縁性部材に設けられた半導体素子側開口部を通じて前記配線パターンに接合された外部接続端子と、前記半導体素子周辺をコーディングするモールド樹脂材とを有する半導体パッケージを、絶縁性基板と、前記絶縁性基板の一方表面に搭載され、且つ、前記半導体パッケージに装着された前記外部接続端子を電気的に接続する配線電極と、前記絶縁性基板の一方表面をコーディングする絶縁性保護層と、前記配線電極の位置に対応して前記絶縁保護層に設けられたプリント配線基板側開口部とを有するプリント配線基板に実装した半導体装置において、前記半導体素子側開口部と前記プリント配線基板側開口部はその断面が前記はんだバンプ中心部に近い方の辺の長さをもう一方側の辺の長さ以下に短くした四辺形であることを特徴とする。 The configuration of the present invention for achieving the object of the present invention includes an insulating member, a semiconductor element mounted on one surface of the insulating member, and mounted on one surface of the insulating member, and the semiconductor element A wiring pattern that electrically connects to the wiring pattern, an external connection terminal joined to the wiring pattern through a semiconductor element side opening provided in the insulating member, and a mold resin material that codes the periphery of the semiconductor element. A semiconductor package is mounted on an insulating substrate, one surface of the insulating substrate, and a wiring electrode for electrically connecting the external connection terminal mounted on the semiconductor package, and one surface of the insulating substrate And a printed wiring board side opening provided in the insulating protective layer corresponding to the position of the wiring electrode. In a semiconductor device mounted on a board, the side of the semiconductor element side opening and the printed wiring board side opening are closer to the length of the side closer to the center of the solder bump than the length of the other side. It is a short quadrilateral.
本発明によれば、半導体パッケージとプリント配線基板とを接続するはんだバンプが、半導体素子側開口部やプリント配線基板側開口部の形状に追従して、半導体パッケージの配線パターンやプリント配線基板の配線電極とはんだバンプとの接合角が鈍角になり、はんだバンプは概ね鼓型形状を形成する。上記構成の半導体装置は、半導体パッケージ及びプリント配線基板の構成部材の線膨張係数の相違に起因して発生する応力やひずみが分散される構造となり、クラックの発生を阻害することができ、はんだ接合部における信頼性および耐疲労強度が向上し、半導体装置の寿命が改善される。又、新たに別の材料を付与したり、吸着器具のようなコストの掛かる大規模で複雑な装置を用いることなく、既存の構成部材の形状を変化させるだけで、信頼性の高い半導体装置を提供することが可能である。 According to the present invention, the solder bumps connecting the semiconductor package and the printed wiring board follow the shape of the opening on the semiconductor element side or the opening on the printed wiring board, and the wiring pattern of the semiconductor package or the wiring of the printed wiring board The joint angle between the electrode and the solder bump becomes an obtuse angle, and the solder bump forms a generally drum shape. The semiconductor device having the above structure has a structure in which stress and strain generated due to the difference in linear expansion coefficients of the constituent members of the semiconductor package and the printed wiring board are dispersed, and can inhibit the occurrence of cracks, and solder bonding The reliability and fatigue resistance strength of the part are improved, and the life of the semiconductor device is improved. In addition, a highly reliable semiconductor device can be obtained simply by changing the shape of the existing components without adding a new material or using a large-scale and complicated device such as an adsorption device. It is possible to provide.
又、図7に示すように、絶縁性部材と絶縁性保護層離との距離Aとはんだバンプの高さBとの比A/Bを0〜0.8としたことを特徴とする。 Further, as shown in FIG. 7, the ratio A / B between the distance A between the insulating member and the insulating protective layer and the height B of the solder bump is set to 0 to 0.8.
本発明によれば、絶縁性部材と絶縁性保護層との距離とはんだバンプの高さとの比を0〜0.8の適切な値に設定することにより、はんだバンプ高さやはんだバンプの形状などを最適な状態に形成することが可能となる。 According to the present invention, by setting the ratio between the distance between the insulating member and the insulating protective layer and the height of the solder bump to an appropriate value of 0 to 0.8, the solder bump height, the shape of the solder bump, etc. Can be formed in an optimum state.
以上から、本発明によれば、はんだ接合部の耐疲労強度を高めることができ、結果として半導体パッケージ、並びに、それをプリント配線基板に実装した半導体装置の寿命を飛躍的に延長することができる。 As described above, according to the present invention, the fatigue strength of the solder joint can be increased, and as a result, the life of the semiconductor package and the semiconductor device in which the semiconductor package is mounted on the printed wiring board can be dramatically extended. .
本発明によれば、半導体パッケージとプリント配線基板とを接続するはんだバンプが、半導体素子側開口部やプリント配線基板側開口部の形状に追従して、半導体パッケージの配線パターンやプリント配線基板の配線電極とはんだバンプとの接合角が鈍角になり、はんだバンプは概ね鼓型形状を形成するため、半導体パッケージ及びプリント配線基板の構成部材の線膨張係数の相違に起因して発生する応力やひずみが分散される構造となり、クラックの発生を阻害することができ、はんだ接合部における信頼性及び耐疲労強度が向上し半導体装置の寿命が改善される。 According to the present invention, the solder bumps connecting the semiconductor package and the printed wiring board follow the shape of the opening on the semiconductor element side or the opening on the printed wiring board, and the wiring pattern of the semiconductor package or the wiring of the printed wiring board The bonding angle between the electrodes and the solder bumps becomes obtuse, and the solder bumps generally form a drum shape, so that stress and strain generated due to differences in the linear expansion coefficients of the components of the semiconductor package and the printed wiring board It becomes a dispersed structure, can inhibit the generation of cracks, improves the reliability and fatigue resistance at the solder joints, and improves the life of the semiconductor device.
又、絶縁性部材と絶縁性保護層との距離とはんだバンプの高さとの比を0〜0.8の適切な値に設定することにより、はんだバンプ高さやはんだバンプの形状などを最適な状態に形成することが可能となる。 In addition, by setting the ratio between the distance between the insulating member and the insulating protective layer and the height of the solder bump to an appropriate value between 0 and 0.8, the solder bump height, the shape of the solder bump, etc. are in an optimal state. Can be formed.
又、新たに別の材料を付与したり吸着器具のようなコストの掛かる大規模で複雑な装置を用いることなく、既存の構成部材の形状を変化させるだけで、信頼性の高い半導体装置を提供することが可能である。 In addition, a highly reliable semiconductor device can be provided simply by changing the shape of existing components without adding new materials or using a large-scale and complicated device such as an adsorption device. Is possible.
以上から、本発明によれば、はんだ接合部の耐疲労強度を高めることができ、結果として半導体パッケージ、並びに、それをプリント配線基板に実装した半導体装置の寿命を飛躍的に延長することができる。 As described above, according to the present invention, the fatigue strength of the solder joint can be increased, and as a result, the life of the semiconductor package and the semiconductor device in which the semiconductor package is mounted on the printed wiring board can be dramatically extended. .
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一の記号を付与している。
<実施の形態1>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same symbols are assigned to the same or similar parts.
<Embodiment 1>
図1は本発明の実施の形態1に係る半導体装置の模式的な断面図である。又、図8は本発明の実施の形態1に係る半導体装置における、はんだ接合部の拡大図である。図1及び図8に示すように、本発明の実施の形態1に係る半導体パッケージは、絶縁性部材2の一方表面の中央部にダイボンド材4により半導体素子1を搭載し、この半導体素子1周辺を封止樹脂材8により封止した構造をしている。半導体素子1の一方表面にはその周辺に沿って複数のボンディングパッド6が設けられ、これらのボンディングパッド6と絶縁性部材2の一方表面に設けられた複数の配線パターン3が、それぞれボンディングワイヤー7で電気的に接続される。そして、絶縁性部材2に設けられた半導体素子側開口部13を通じて配線パターン3とはんだバンプ9が電気的に接合される。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 8 is an enlarged view of a solder joint in the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 8, in the semiconductor package according to the first embodiment of the present invention, the semiconductor element 1 is mounted on the central portion of one surface of the
絶縁性部材2は、具体的には絶縁性のエラストマーであるポリイミド樹脂である。ポリイミド樹脂以外でも電気的絶縁性を有する材料であれば何でも良い。例えば、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、BT(ビスマレイド・トリアジン)樹脂、アラミド樹脂等がある。はんだバンプ9の一部はアニール時の融解によって半導体素子側開口部13内に進入し、配線パターン3の一部である電極部と電気的に接合し凝固して埋設される。
The
配線パターン3は低抵抗導電材料である銅から成っている。又、ボンディングワイヤー7も低抵抗導電材料である金或はアルミニウムから成っている。このように、配線パターン3、或は、ボンディングワイヤー7の材料としては、ハンダと濡れが良く電気的に低抵抗な導電体が好ましく用いられる。
The
封止樹脂材8は具体的にはエポキシ樹脂である。エポキシ樹脂以外でも電気的絶縁性を有する材料であれば何でも良い。例えば、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂等があり、前記絶縁性部材2と同一材料であっても良い。
Specifically, the sealing
以下、本発明の実施の形態1における半導体素子側開口部について説明する。 Hereinafter, the semiconductor element side opening in the first embodiment of the present invention will be described.
半導体素子1が搭載されている絶縁性部材2には、配線パターン3とはんだバンプ9とを電気的接合させるために、半導体素子側開口部13が設けられている。前記半導体素子側開口部13は逆テーパ形状を形成している。即ち、半導体素子側開口部13の断面は、はんだバンプ中心部に近い方の辺の長さをもう一方側の辺の長さ以下に短くした四辺形としている。本発明の絶縁性部材2の半導体素子側開口部13の開け方は、幾つかの方法があり、例えば、絶縁性部材2上にレジスト材を塗布、露光、現像した後、エッチング液によるウエットエッチング或は
O2 プラズマ によるドライエッチングにより半導体素子側開口部を形成した後、レジストを剥離する方法や、レーザー光を照射して、絶縁性部材を溶融、分解させ半導体素子側開口部をあける方法等がある。
The insulating
以上の方法により、半導体素子側開口部13をその断面が長方形か或は台形になるように形成することが可能である。但し、半導体素子側開口部13の断面が台形になる場合は、半導体素子側の辺の長さが、プリント配線基板側の辺の長さ以上に長くなるように絶縁性部材を設置して、半導体パッケージを形成すれば良い。
By the above method, it is possible to form the semiconductor
以下、本発明の実施の形態1におけるプリント配線基板について説明する。 Hereinafter, the printed wiring board in Embodiment 1 of this invention is demonstrated.
本発明の実施の形態1におけるプリント配線基板は、絶縁性基板10の一方表面に半導体パッケージのはんだバンプ9の配置に対応したプリント配線基板側開口部14が設けられ、その位置に配線電極11が配置され、絶縁性基板10の一方表面は絶縁性保護層12でコーディングされている。
In the printed wiring board according to Embodiment 1 of the present invention, a printed wiring board side opening 14 corresponding to the arrangement of the solder bumps 9 of the semiconductor package is provided on one surface of the insulating
絶縁性基板10は、具体的には、絶縁性材料であるガラスエポキシ樹脂である。又、配線電極11は低抵抗導電材料である銅から成っている。絶縁性基板10の材料は、電気的絶縁性を有する材料であれば何でも良く、例えば、紙フェノール樹脂、ガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、BT(ビスマレイド・トリアジン)樹脂などがある。配線電極11の材料としては、はんだと濡れが良く、電気的に低抵抗な導電体が好ましく用いられる。絶縁性保護層12の材料は、電気的絶縁性を有する材料であれば何でも良く、半導体パッケージを構成する絶縁性部材2と同一材料であっても良い。
Specifically, the insulating
以下、本発明の実施の形態1におけるプリント配線基板側開口部について説明する。 Hereinafter, the printed wiring board side opening in the first embodiment of the present invention will be described.
絶縁性基板10の一方表面にコーディングする絶縁性保護層12には、リフロー工程における実装において配線電極11と半導体パッケージのはんだバンプ9とを電気的接合させるために、プリント配線基板側開口部14が設けられている。前記プリント配線基板側側開口部14は逆テーパ形状を形成している。即ち、プリント配線基板側開口部14は、その断面が絶縁性基板側の辺の長さをもう一方側の辺の長さ以上に長くした四辺形としている。本発明の絶縁性保護層12のプリント配線基板側開口部14の開け方は、幾つかの方法があり、例えば、絶縁性保護層12上にレジスト材を塗布、露光、現像した後、エッチング液によるウエットエッチング或はO2 プラズマによるドライエッチングによりプリント配線基板側開口部14を形成した後、レジストを剥離する方法や、レーザー光を照射して、絶縁性保護層を溶融、分解させ、プリント配線基板側開口部を開ける方法等がある。
The insulating
以上の方法により、プリント配線基板側開口部14をその断面が長方形か、或は、台形になるように形成することが可能である。但し、プリント配線基板側開口部14の断面が台形になる場合は、半導体素子側の辺の長さがプリント配線基板側の辺の長さ以下に短くなるように絶縁性保護層12を設置してプリント配線基板を形成すれば良い。
By the above method, it is possible to form the printed wiring board side opening 14 so that its cross section is rectangular or trapezoidal. However, when the cross section of the printed wiring
本発明の実施の形態1によれば、半導体パッケージとプリント配線基板とを接続するはんだバンプが、半導体素子側開口部13やプリント配線基板側開口部14の形状に追従して、半導体パッケージの配線パターン3やプリント配線基板11の配線電極とはんだバンプとの接合角が鈍角になり、図8に示すようにはんだバンプは概ね鼓型形状を形成する。半導体素子側開口部13の断面が長方形の場合でも、絶縁性部材2ははんだバンプ9に濡れないため、ハンダバンプ9の一部はアニール時の融解によって半導体素子側開口部13内に進入し、電極パターン3と電気的に接合し凝固して埋設されるときに、配線パターン3とはんだバンプ9との接合角は鈍角となる。
According to the first embodiment of the present invention, the solder bumps connecting the semiconductor package and the printed wiring board follow the shapes of the semiconductor
一方、プリント配線基板側開口部14の断面が長方形の場合でも同様の理由により、リフロー工程において配線電極11とプリント配線基板側開口部14との接合角が鈍角となった状態で半導体装置が形成される。上記構成の半導体装置は、半導体パッケージ及びプリント配線基板の構成部材の線膨張係数の相違に起因して発生する応力やひずみが分散される構造となり、クラックの発生を阻害することができ、はんだ接合部における信頼性及び耐疲労強度が向上し半導体装置の寿命が改善される。又、新たに別の材料を付与したり、吸着器具のような、コストの掛かる大規模で複雑な装置を用いることなく、既存の構成部材の形状を変化させるだけで、信頼性の高い半導体装置を提供することが可能である。
<実施の形態2>
On the other hand, even when the cross section of the printed wiring
<
図2は本発明の実施の形態2に係る半導体装置の模式的な断面図である。又、図9は本発明の実施の形態2に係る半導体装置におけるはんだ接合部の拡大図である。図2及び図9は絶縁性部材と絶縁性保護層との距離Aと、前記はんだバンプの高さBとの比A/Bを0.1としたことを特徴とする半導体装置である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to
その他の構成については、実施の形態1と同じである。又、半導体素子側開口部13やプリント配線基板側開口部14についても実施の形態1と同じである。
Other configurations are the same as those in the first embodiment. The semiconductor
本発明の実施の形態によれば、半導体パッケージとプリント配線基板とを接続するはんだバンプが、半導体素子側開口部13やプリント配線基板側開口部14の形状に追従して、半導体パッケージの配線パターン3やプリント配線基板の配線電極11とはんだバンプ9との接合角が鈍角になり、図9に示すようにはんだバンプは、鼓型形状を形成する。上記構成の半導体装置は、半導体パッケージ及びプリント配線基板の構成部材の線膨張係数の相違に起因して発生する応力やひずみが分散される構造となり、クラックの発生を阻害することができ、はんだ接合部における信頼性及び耐疲労強度が向上し、半導体装置の寿命が改善される。又、絶縁性部材2と絶縁性保護層12との距離と、はんだバンプの高さとの比を0.1に設定することで、図9に示すように、はんだバンプ高さを最適にするとともに、はんだバンプを中央部がくびれた鼓型形状に形成できる等、はんだバンプを最適な状態に形成することが可能となる。又、新たに別の材料を付与したり、吸着器具のようなコストの掛かる大規模で複雑な装置を用いることなく、既存の構成部材の形状を変化させるだけで信頼性の高い半導体装置を提供することが可能である。
According to the embodiment of the present invention, the solder bumps connecting the semiconductor package and the printed wiring board follow the shapes of the semiconductor
本発明者の検討により、図10に示すように、絶縁性部材2と絶縁性保護層12との距離Aと前記はんだバンプの高さBとの比A/Bを0〜0.8としたときに、半導体パッケージの配線パターン3やプリント配線基板の配線電極11とはんだバンプとの接合角が鈍角になり、はんだバンプが、概ね、鼓型形状を形成し疲労寿命の改善に大きく寄与することが判明した。
According to the study of the present inventor, as shown in FIG. 10, the ratio A / B between the distance A between the insulating
以上から、本発明によれば、はんだ接合部の耐疲労強度を高めることができ、結果として半導体パッケージ、並びに、それをプリント配線基板に実装した半導体装置の寿命を飛躍的に延長することができる。 As described above, according to the present invention, the fatigue strength of the solder joint can be increased, and as a result, the life of the semiconductor package and the semiconductor device in which the semiconductor package is mounted on the printed wiring board can be dramatically extended. .
尚、上述の実施の形態は、本発明の好適な実施の一例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。 The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 半導体素子
2 絶縁性部材
3 配線パターン
4 ダイボンド材
5 絶縁性保護膜
6 ボンディングパッド
7 ボンディングワイヤー
8 封止樹脂材
9 外部接続端子(はんだバンプ)
10 絶縁性基板
11 配線電極
12 絶縁性保護層
13 半導体素子側開口部
14 プリント配線基板側開口部
15 弾性体
16 吸着器具
50 半導体パッケージ
60 プリント配線基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記半導体素子側開口部と前記プリント配線基板側開口部はその断面が前記はんだバンプ中心部に近い方の辺の長さをもう一方側の辺の長さ以下に短くした四辺形であることを特徴とする半導体装置。 An insulating member; a semiconductor element mounted on one surface of the insulating member; a wiring pattern mounted on one surface of the insulating member and electrically connecting the semiconductor element; and the insulating material A semiconductor package having an external connection terminal joined to the wiring pattern through a semiconductor element side opening provided in a member and a mold resin material coding around the semiconductor element, an insulating substrate, and an insulating substrate A wiring electrode mounted on one surface and electrically connecting the external connection terminal mounted on the semiconductor package, an insulating protective layer coding one surface of the insulating substrate, and a position of the wiring electrode In a semiconductor device mounted on a printed wiring board having a printed wiring board side opening provided in the insulating protective layer correspondingly,
The semiconductor element side opening and the printed wiring board side opening have a quadrilateral shape whose cross section is shorter than the length of the other side on the side closer to the center of the solder bump. A featured semiconductor device.
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JP2011146625A (en) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Mitsubishi Electric Corp | High-frequency circuit board device |
JP2013247344A (en) * | 2012-05-29 | 2013-12-09 | Canon Inc | Stacked-type semiconductor device |
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2004
- 2004-09-14 JP JP2004266496A patent/JP2006086161A/en not_active Withdrawn
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