JP2982738B2 - セラミック・チップサイズパッケージの構造 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置を搭載す
る容器に関し、特にセラミックを用いたチップサイズパ
ッケージの構造に関する。
る容器に関し、特にセラミックを用いたチップサイズパ
ッケージの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のチップサイズパッケージ技術につ
いて、図面を参照して説明する。
いて、図面を参照して説明する。
【0003】図10は、第1の従来技術として、特開平
7−321244号公報に記載の構成の一例を示す断面
図である。図10を参照して、LSI8上の電極部にバ
ンプ11を搭載する。パッケージは、フィルムキャリア
10上にTABリード10−1、樹脂ダム10−3を設
け、パッケージ外周部のTABリード上に半田ボール6
を接続する構造を有する。LSIへの搭載は、フィルム
キャリア下部の不図示の接着層にてLSI8とフィルム
キャリア10を接続する。その際、TABリード先端
(最内周部)は、バンプと電気的に接続される構造を有
する。LSIにパッケージを搭載した後、樹脂ダム10
−3の内側に樹脂を流し、硬化させる。
7−321244号公報に記載の構成の一例を示す断面
図である。図10を参照して、LSI8上の電極部にバ
ンプ11を搭載する。パッケージは、フィルムキャリア
10上にTABリード10−1、樹脂ダム10−3を設
け、パッケージ外周部のTABリード上に半田ボール6
を接続する構造を有する。LSIへの搭載は、フィルム
キャリア下部の不図示の接着層にてLSI8とフィルム
キャリア10を接続する。その際、TABリード先端
(最内周部)は、バンプと電気的に接続される構造を有
する。LSIにパッケージを搭載した後、樹脂ダム10
−3の内側に樹脂を流し、硬化させる。
【0004】図11は、第2の従来技術として、上記特
開平7−321244号公報に記載の構成を示す断面図
である。図11を参照すると、この第2の従来技術は、
概ね図10と構造は同じである。相違する点は、LSI
8との接続を、バンプではなくボンディングワイヤー5
で行っていることである。
開平7−321244号公報に記載の構成を示す断面図
である。図11を参照すると、この第2の従来技術は、
概ね図10と構造は同じである。相違する点は、LSI
8との接続を、バンプではなくボンディングワイヤー5
で行っていることである。
【0005】図12は、第3の従来技術の外観を示す斜
視図である。図12を参照して、この第3の従来技術
は、平面的にはLSI8を同寸のフィルムキャリア10
を備えている。核(重要な点)は、絶縁フィルム10−
2であり、下部(LSI8と接続する側)に接着層10
−6を配し、またフィルムキャリア10上部は周囲に電
極リード10−1、中央部にランド10−8を設け、両
者は配線10−7によって電気的に接続されている構造
を有する。LSI8の電極パッド8−1と対向する部位
にはビアホール10−5が形成されている。このビアホ
ール10−5は電極リード10−1と電気的に接続され
ており、且つ電極パッド8−1側は接着層10−6から
僅かに飛び出す構造をとる。
視図である。図12を参照して、この第3の従来技術
は、平面的にはLSI8を同寸のフィルムキャリア10
を備えている。核(重要な点)は、絶縁フィルム10−
2であり、下部(LSI8と接続する側)に接着層10
−6を配し、またフィルムキャリア10上部は周囲に電
極リード10−1、中央部にランド10−8を設け、両
者は配線10−7によって電気的に接続されている構造
を有する。LSI8の電極パッド8−1と対向する部位
にはビアホール10−5が形成されている。このビアホ
ール10−5は電極リード10−1と電気的に接続され
ており、且つ電極パッド8−1側は接着層10−6から
僅かに飛び出す構造をとる。
【0006】LSI8には、位置あわせ後、ビアホール
部10−5を熱圧着(TAB・ILBボンダーによる)
にて電気的に接続後、全体に熱を加えてフィルムキャリ
ア10とLSI8を均一に接続する。その後、半田ボー
ル6を取り付ける。
部10−5を熱圧着(TAB・ILBボンダーによる)
にて電気的に接続後、全体に熱を加えてフィルムキャリ
ア10とLSI8を均一に接続する。その後、半田ボー
ル6を取り付ける。
【0007】図13は、第4の従来技術の外観を示す斜
視図である。図13を参照して、この第4の従来技術の
基本構造は、図12(第3の従来技術)と同じである。
相違点は、LSI8の周囲部に外枠10−9を設け、電
極リードを外枠部10−9迄延在し、配線によって外枠
部のランド迄接続している点である。この構造によっ
て、半田ボール6のピッチを縮小することなく、端子数
(半田ボール数)を増加させることが可能となる。また
LSI8よりもパッケージが大きくなることから、LS
Iへ外枠を固定するために、LSI裏面側を樹脂7で覆
う構造を採用している。
視図である。図13を参照して、この第4の従来技術の
基本構造は、図12(第3の従来技術)と同じである。
相違点は、LSI8の周囲部に外枠10−9を設け、電
極リードを外枠部10−9迄延在し、配線によって外枠
部のランド迄接続している点である。この構造によっ
て、半田ボール6のピッチを縮小することなく、端子数
(半田ボール数)を増加させることが可能となる。また
LSI8よりもパッケージが大きくなることから、LS
Iへ外枠を固定するために、LSI裏面側を樹脂7で覆
う構造を採用している。
【0008】図14は、第5の従来技術の構成を示す断
面図である。図14を参照すると、この第5の従来技術
の構造は、図12(第3の従来技術)とよく似ている。
その相違点は、TABリード10−1とLSI8との接
続部にバンプ11が介在していること、及び外枠15を
配していること、更に外枠15とパッケージ間に樹脂7
を流し込んで外枠を固定していることである。
面図である。図14を参照すると、この第5の従来技術
の構造は、図12(第3の従来技術)とよく似ている。
その相違点は、TABリード10−1とLSI8との接
続部にバンプ11が介在していること、及び外枠15を
配していること、更に外枠15とパッケージ間に樹脂7
を流し込んで外枠を固定していることである。
【0009】図15は、第6の従来技術の構成を示す断
面図である。図15を参照すると、この第6の従来技術
は、LSI8の周囲電極部にバンプ11を設け、これを
直接セラミックキャリア12に接続する、いわゆるフリ
ップチップ接続を行う構造をとるものである。LSI8
とセラミックキャリア12間には樹脂7を毛細管現象を
用いて充填する(アンダーフィル)。また、セラミック
キャリア12の下部(図14における下部)に半田ボー
ル6を形成して、ピッチ変換を行っている。
面図である。図15を参照すると、この第6の従来技術
は、LSI8の周囲電極部にバンプ11を設け、これを
直接セラミックキャリア12に接続する、いわゆるフリ
ップチップ接続を行う構造をとるものである。LSI8
とセラミックキャリア12間には樹脂7を毛細管現象を
用いて充填する(アンダーフィル)。また、セラミック
キャリア12の下部(図14における下部)に半田ボー
ル6を形成して、ピッチ変換を行っている。
【0010】図16は、第7の従来技術の構成を示す断
面図である。図16を参照すると、この第7の従来技術
の構造は、上記第1、第2の従来技術と同様、LSI8
の中央部に電極パッドを設けていること、フィルムキャ
リアの代わりに接着層10−6を介してリードフレーム
13を取り付けていること(LOC構造)、LSI8と
リードフレーム13間の接続にワイヤー5を用いている
ことが特徴としてあげられる。また、接続部は、樹脂7
にて覆い、リードフレーム13の外周部を僅かに樹脂か
ら露出させる構造をとっている。
面図である。図16を参照すると、この第7の従来技術
の構造は、上記第1、第2の従来技術と同様、LSI8
の中央部に電極パッドを設けていること、フィルムキャ
リアの代わりに接着層10−6を介してリードフレーム
13を取り付けていること(LOC構造)、LSI8と
リードフレーム13間の接続にワイヤー5を用いている
ことが特徴としてあげられる。また、接続部は、樹脂7
にて覆い、リードフレーム13の外周部を僅かに樹脂か
ら露出させる構造をとっている。
【0011】図17は、第8の従来技術の構成を示す断
面図である。図17を参照して、この第8の従来技術に
おいては、LSI8上の電極パッドにバンプ11を形成
した後モールド樹脂14で全体を覆う。その際、バンプ
11の先端部が樹脂14から僅かに露出するようにコン
トロールする。その後、バンプ11先端部に半田ボール
6を形成する。
面図である。図17を参照して、この第8の従来技術に
おいては、LSI8上の電極パッドにバンプ11を形成
した後モールド樹脂14で全体を覆う。その際、バンプ
11の先端部が樹脂14から僅かに露出するようにコン
トロールする。その後、バンプ11先端部に半田ボール
6を形成する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記した各従来技術
は、それぞれ下記に掲げる問題点を有している。
は、それぞれ下記に掲げる問題点を有している。
【0013】(1)第1の問題点は、高速で動作するL
SIへの適用が困難な点である、ということである。
SIへの適用が困難な点である、ということである。
【0014】その理由は、第6の従来技術(図15参
照)を除く各パッケージ構造では、LSIとの接続部か
らパッケージ外部の電極(半田ボールもしくはリードフ
レーム外周部)への引き回しが1対1であり、信号配線
を裏打ちするGND層や、電源・GNDのインダクタン
スを低減可能な電源層・GND層が存在しない(存在で
きない)構造であることによる。
照)を除く各パッケージ構造では、LSIとの接続部か
らパッケージ外部の電極(半田ボールもしくはリードフ
レーム外周部)への引き回しが1対1であり、信号配線
を裏打ちするGND層や、電源・GNDのインダクタン
スを低減可能な電源層・GND層が存在しない(存在で
きない)構造であることによる。
【0015】従って、(a)信号配線の特性インピーダ
ンスを一定に保つことができない、(b)信号の同時動
作によって発生するノイズが他の配線にのる、(c)基
準となるGND電位のレベルが変動する、等の問題があ
った。
ンスを一定に保つことができない、(b)信号の同時動
作によって発生するノイズが他の配線にのる、(c)基
準となるGND電位のレベルが変動する、等の問題があ
った。
【0016】第6の従来技術では、セラミックキャリア
を用いているので、内部に電源・GNDの層を積層する
ことが可能であるので、上記の問題は回避できるが、フ
リップチップ接続を行うため、(a)LSIの電極部に
バンプ(高温半田)を形成する必要がある、(b)LS
I〜セラミックキャリアの接続に特殊なボンダー(フリ
ップチップボンダー)が必要である、(c)アンダーフ
ィル用の特殊な(暖めながら樹脂を毛細管現象で充填さ
せる)樹脂封止装置が必要等、既存の生産ラインが適用
できない、工程が大幅に増加するのでコストがアップす
る、等の問題がある。
を用いているので、内部に電源・GNDの層を積層する
ことが可能であるので、上記の問題は回避できるが、フ
リップチップ接続を行うため、(a)LSIの電極部に
バンプ(高温半田)を形成する必要がある、(b)LS
I〜セラミックキャリアの接続に特殊なボンダー(フリ
ップチップボンダー)が必要である、(c)アンダーフ
ィル用の特殊な(暖めながら樹脂を毛細管現象で充填さ
せる)樹脂封止装置が必要等、既存の生産ラインが適用
できない、工程が大幅に増加するのでコストがアップす
る、等の問題がある。
【0017】(2)第2の問題点は、多ピン大型LSI
では、半田ボール・リードフレーム先端等の外部電極を
平坦に保つことが困難な点である、ということである。
では、半田ボール・リードフレーム先端等の外部電極を
平坦に保つことが困難な点である、ということである。
【0018】その理由は、第6、第8の従来技術以外の
各パッケージでは、フィルムキャリアをベースに用いて
いる、からである。フィルムキャリアはフレキシブルな
構造のため、扱いは比較的たやすいが、反面、LSIと
の接続部にあたる接着層の凹凸がそのままフィルムキャ
リアの凹凸に反映されてしまい、結果的に、この凹凸が
外部電極の平坦性を悪化させる原因となる。従って、サ
イズの大きいLSI程、面内での均一性は悪化するの
で、歩留りを維持することが困難となる。
各パッケージでは、フィルムキャリアをベースに用いて
いる、からである。フィルムキャリアはフレキシブルな
構造のため、扱いは比較的たやすいが、反面、LSIと
の接続部にあたる接着層の凹凸がそのままフィルムキャ
リアの凹凸に反映されてしまい、結果的に、この凹凸が
外部電極の平坦性を悪化させる原因となる。従って、サ
イズの大きいLSI程、面内での均一性は悪化するの
で、歩留りを維持することが困難となる。
【0019】一方、フィルムキャリアを用いていない第
6、第8の従来技術においても、LSIパッド上にバン
プを形成するので、バンプ高さのバラツキを抑えなけれ
ばならない、という問題がある。特に、バンプピッチ
は、LSIの電極パッドピッチと同じであるため、バン
プの直径は、外部の半田ボールに比べて極めて小さくな
る。しかしながら、寸法公差もその分小さくできる訳で
はないので、結果的に、高さのバラツキをコントロール
するのは難しいという問題がある。
6、第8の従来技術においても、LSIパッド上にバン
プを形成するので、バンプ高さのバラツキを抑えなけれ
ばならない、という問題がある。特に、バンプピッチ
は、LSIの電極パッドピッチと同じであるため、バン
プの直径は、外部の半田ボールに比べて極めて小さくな
る。しかしながら、寸法公差もその分小さくできる訳で
はないので、結果的に、高さのバラツキをコントロール
するのは難しいという問題がある。
【0020】(3)第3の問題点は、第1、第3、第
4、第5、第6、第8の従来技術では、TABボンダ
ー、フリップチップボンダー、IBBボンダー(インナ
ーバンプボンディングボンダー)等汎用のワイヤーボン
ダーを用いていない分コストがかるという、ことであ
る。第2、第7の従来技術は、汎用のワイヤーボンダー
で対処できる分有利といえる。
4、第5、第6、第8の従来技術では、TABボンダ
ー、フリップチップボンダー、IBBボンダー(インナ
ーバンプボンディングボンダー)等汎用のワイヤーボン
ダーを用いていない分コストがかるという、ことであ
る。第2、第7の従来技術は、汎用のワイヤーボンダー
で対処できる分有利といえる。
【0021】(4)第4の問題点は、チップコンデンサ
等のチップ部品が搭載できないことである。
等のチップ部品が搭載できないことである。
【0022】この理由は、スペースが確保できないこ
と、上記第1の問題点で説明したように、電源層、GN
D層をパッケージ内部に有していないこと等によるもの
である。
と、上記第1の問題点で説明したように、電源層、GN
D層をパッケージ内部に有していないこと等によるもの
である。
【0023】したがって、本発明は、上記従来技術の問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記
問題点を解消し、特性の良好な伝送線路を設計可能とし
高速化・伝送効率を向上し、生産性の向上を達成してコ
ストの増大を抑止し、更に半田ボール先端の平坦性を確
保可能とした、セラミック・チップサイズパッケージの
構造を提供することにある。
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記
問題点を解消し、特性の良好な伝送線路を設計可能とし
高速化・伝送効率を向上し、生産性の向上を達成してコ
ストの増大を抑止し、更に半田ボール先端の平坦性を確
保可能とした、セラミック・チップサイズパッケージの
構造を提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本願第1発明に係るセラミック・チップサイズパッ
ケージの構造は、ボンディングステッチを周囲に配置し
た第1のセラミック基板上に、前記第1のセラミック基
板よりも外形が小さく且つ半田ボールを搭載するランド
を備えた第2のセラミック基板を、前記ボンディングス
テッチが露出するように積層した構造を有するセラミッ
クチップサイズ基板を備え、前記ボンディングステッチ
とLSIの電極パッド間をワイヤーで接続する接続部が
樹脂で覆われ、前記ランドに半田ボールを備えてなり、
前記第1のセラミック基板の外形寸法が前記LSIより
も小さい、ことを特徴とする。
め、本願第1発明に係るセラミック・チップサイズパッ
ケージの構造は、ボンディングステッチを周囲に配置し
た第1のセラミック基板上に、前記第1のセラミック基
板よりも外形が小さく且つ半田ボールを搭載するランド
を備えた第2のセラミック基板を、前記ボンディングス
テッチが露出するように積層した構造を有するセラミッ
クチップサイズ基板を備え、前記ボンディングステッチ
とLSIの電極パッド間をワイヤーで接続する接続部が
樹脂で覆われ、前記ランドに半田ボールを備えてなり、
前記第1のセラミック基板の外形寸法が前記LSIより
も小さい、ことを特徴とする。
【0025】また、本願第2発明に係るセラミック・チ
ップサイズパッケージの構造は、表面に半田ボールを搭
載するランドを備えた第2のセラミック基板を第1のセ
ラミック基板上に積層してなる、セラミックチップサイ
ズ基板(「セラミックCSP基板」という)を備え、前
記第1のセラミック基板の外形寸法は、接続するLSI
よりも大きく、且つ該LSIの周囲電極パッドに対応す
る位置にスリット状の開口窓を備え、前記開口窓と平行
に前記開口窓の片側もしくは両側にボンディングステッ
チを設置し、前記第2のセラミック基板は、前記開口窓
外側に沿って連なる外周部位と、前記開口窓内側に島状
に配する部位からなり、且つ前記第1のセラミック基板
のボンディングステッチが露出するように前記第1のセ
ラミック基板と前記第2のセラミック基板とが互いに積
層され、前記セラミックCSP基板を前記LSIの電極
パッドが前記開口窓から露出するように接続し、前記L
SIの電極パッドと前記ボンディングステッチ間をワイ
ヤーで接続し、該ワイヤー接続箇所及びLSI裏面の、
前記LSIと前記セラミックCSP基板とを樹脂で覆
い、ランド部に半田ボールを備えてなる、ことを特徴と
する。
ップサイズパッケージの構造は、表面に半田ボールを搭
載するランドを備えた第2のセラミック基板を第1のセ
ラミック基板上に積層してなる、セラミックチップサイ
ズ基板(「セラミックCSP基板」という)を備え、前
記第1のセラミック基板の外形寸法は、接続するLSI
よりも大きく、且つ該LSIの周囲電極パッドに対応す
る位置にスリット状の開口窓を備え、前記開口窓と平行
に前記開口窓の片側もしくは両側にボンディングステッ
チを設置し、前記第2のセラミック基板は、前記開口窓
外側に沿って連なる外周部位と、前記開口窓内側に島状
に配する部位からなり、且つ前記第1のセラミック基板
のボンディングステッチが露出するように前記第1のセ
ラミック基板と前記第2のセラミック基板とが互いに積
層され、前記セラミックCSP基板を前記LSIの電極
パッドが前記開口窓から露出するように接続し、前記L
SIの電極パッドと前記ボンディングステッチ間をワイ
ヤーで接続し、該ワイヤー接続箇所及びLSI裏面の、
前記LSIと前記セラミックCSP基板とを樹脂で覆
い、ランド部に半田ボールを備えてなる、ことを特徴と
する。
【0026】また、本願第3発明は、前記第2発明にお
いて、前記LSI裏面の外側の前記セラミックCSP基
板部に、電源層、及びGND層とそれぞれ電気的に接続
された電極を、互いに対向するように設け、前記電極部
にチップ部品を搭載する、ことを特徴とする。
いて、前記LSI裏面の外側の前記セラミックCSP基
板部に、電源層、及びGND層とそれぞれ電気的に接続
された電極を、互いに対向するように設け、前記電極部
にチップ部品を搭載する、ことを特徴とする。
【0027】そして、本願第4発明に係るセラミック・
チップサイズパッケージの構造は、前記第1、第2、又
は第3発明のいずれかにおいて、前記セラミックCSP
基板の内部に、平面的な広がりを有する電源層あるい
は、GND層あるいはそれらの層をそれぞれ少なくとも
1層形成することを特徴とする。
チップサイズパッケージの構造は、前記第1、第2、又
は第3発明のいずれかにおいて、前記セラミックCSP
基板の内部に、平面的な広がりを有する電源層あるい
は、GND層あるいはそれらの層をそれぞれ少なくとも
1層形成することを特徴とする。
【0028】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明は、その好ましい実施の形態におい
て、セラミック・チップサイズパッケージ(CSP)基
板をセラミック主基板(図2の1−1)とセラミック従
基板(図2の1−2)の2つに分け、これらを積層して
一体化させる構造をとる。
に説明する。本発明は、その好ましい実施の形態におい
て、セラミック・チップサイズパッケージ(CSP)基
板をセラミック主基板(図2の1−1)とセラミック従
基板(図2の1−2)の2つに分け、これらを積層して
一体化させる構造をとる。
【0029】まずセラミック従基板は、外周部にボンデ
ィングステッチ(図2の3−1)を有し、ボンディング
ステッチから内部の接続ビア迄配線を引き回す。セラミ
ック従基板の外形は搭載するLSI(図2の8)の周辺
電極パッド領域よりも小さくする。必要に応じて配線下
にGND層(ベタ層)を設ける。
ィングステッチ(図2の3−1)を有し、ボンディング
ステッチから内部の接続ビア迄配線を引き回す。セラミ
ック従基板の外形は搭載するLSI(図2の8)の周辺
電極パッド領域よりも小さくする。必要に応じて配線下
にGND層(ベタ層)を設ける。
【0030】セラミック主基板(図2の1−1)は、外
形寸法はセラミック従基板(図2の1−2)よりも小さ
くし、従基板上にボンディングステッチ(図2の3−
1)を露出させるように積層する。
形寸法はセラミック従基板(図2の1−2)よりも小さ
くし、従基板上にボンディングステッチ(図2の3−
1)を露出させるように積層する。
【0031】セラミック従基板の配線ビアから表面のラ
ンド迄は、ビアホール(図2の4)で接続する。表面
(ランド面)からセラミック従基板迄の間に、必要に応
じて電源層・GND層(各ベタ層)(図2の3−3)を
設ける。形としては、セラミックCSP基板のLSI接
続面から上に、GND層、信号配線(ボンディングステ
ッチから接続ビア迄を含む配線層)、GND層、電源
層、ランドという層構成が、電気特性上、有利である。
ンド迄は、ビアホール(図2の4)で接続する。表面
(ランド面)からセラミック従基板迄の間に、必要に応
じて電源層・GND層(各ベタ層)(図2の3−3)を
設ける。形としては、セラミックCSP基板のLSI接
続面から上に、GND層、信号配線(ボンディングステ
ッチから接続ビア迄を含む配線層)、GND層、電源
層、ランドという層構成が、電気特性上、有利である。
【0032】実装について説明すると、LSI上に接着
層を介して、セラミックCSP基板(従基板・主基板が
一体となった基板)を搭載する(図3(b)参照)。そ
の後、ワイヤーボンディングにて、LSI電極パッド〜
ボンディングステッチ間を接続し(図3(c)参照)、
接続部を樹脂で封止した後(図4(d)参照)、ランド
2部に半田ボール6を接続する(図4(e)、図2参
照)。
層を介して、セラミックCSP基板(従基板・主基板が
一体となった基板)を搭載する(図3(b)参照)。そ
の後、ワイヤーボンディングにて、LSI電極パッド〜
ボンディングステッチ間を接続し(図3(c)参照)、
接続部を樹脂で封止した後(図4(d)参照)、ランド
2部に半田ボール6を接続する(図4(e)、図2参
照)。
【0033】上記の構成により、信号配線は上下をGN
D層(ベタ層)で挟まれることになるので、 配線幅、GND〜配線間隔、セラミックの比誘電率か
ら任意の特性インピーダンスを持つ伝送線路を設計でき
る、 クロストークノイズ(同時動作ノイズ)に対するマー
ジンが増える、 GND・電源が低インダクタンスで電気的に接続され
るので、電位変動が生じにくい、 という特性上の効果がある。
D層(ベタ層)で挟まれることになるので、 配線幅、GND〜配線間隔、セラミックの比誘電率か
ら任意の特性インピーダンスを持つ伝送線路を設計でき
る、 クロストークノイズ(同時動作ノイズ)に対するマー
ジンが増える、 GND・電源が低インダクタンスで電気的に接続され
るので、電位変動が生じにくい、 という特性上の効果がある。
【0034】更に、 汎用のワイヤーボンダーを利用するので、工程費用が
安い、 セラミックを用いているのでランド面の凹凸が少な
く、従って半田ボール先端の平坦性も良くなる、 等、従来の問題点が解決できる。なお、チップ部品搭載
等は、後述する実施例で詳細に説明する。
安い、 セラミックを用いているのでランド面の凹凸が少な
く、従って半田ボール先端の平坦性も良くなる、 等、従来の問題点が解決できる。なお、チップ部品搭載
等は、後述する実施例で詳細に説明する。
【0035】
【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例を図面を参照して以下
に説明する。
細に説明すべく、本発明の実施例を図面を参照して以下
に説明する。
【0036】[第1の実施例]図1は、本発明の第1の
実施例の外観を示す斜視図であり、図2は、図1のA−
A′線の断面図である。本実施例において、セラミック
CSP基板1は、セラミック主基板1−1とセラミック
従基板1−2の2つのコンポーネントを積層して一体化
してなる構造とされている。
実施例の外観を示す斜視図であり、図2は、図1のA−
A′線の断面図である。本実施例において、セラミック
CSP基板1は、セラミック主基板1−1とセラミック
従基板1−2の2つのコンポーネントを積層して一体化
してなる構造とされている。
【0037】セラミック従基板1−2は外周部にボンデ
ィングステッチ3−1を有し、ビアホール4迄配線にて
接続される。セラミック主基板1−1の外形は従基板よ
り小さく、セラミック従基板1−2のボンディングステ
ッチ3−1が外側に露出するようにセラミック従基板上
1−2に積層される。セラミック従基板1−2の配線
は、ビアホール4部からランド2に向かって引き回され
る。
ィングステッチ3−1を有し、ビアホール4迄配線にて
接続される。セラミック主基板1−1の外形は従基板よ
り小さく、セラミック従基板1−2のボンディングステ
ッチ3−1が外側に露出するようにセラミック従基板上
1−2に積層される。セラミック従基板1−2の配線
は、ビアホール4部からランド2に向かって引き回され
る。
【0038】信号配線(ボンディングステッチ3−1か
ら内部のビアホール4迄の引き回し部)は、上下をGN
D層3−3で挟まれる構造をとる。このGND層3−3
は、不図示のビアホールにて、ボンディングステッチ
(GNDに対応)近傍で接続されるとともに、相互に不
図示の複数のビアホールで接続される。なお、図2の断
面図では図示していないが、ランド部とGND層3−3
間に電源層を設けることも可能である。
ら内部のビアホール4迄の引き回し部)は、上下をGN
D層3−3で挟まれる構造をとる。このGND層3−3
は、不図示のビアホールにて、ボンディングステッチ
(GNDに対応)近傍で接続されるとともに、相互に不
図示の複数のビアホールで接続される。なお、図2の断
面図では図示していないが、ランド部とGND層3−3
間に電源層を設けることも可能である。
【0039】このセラミック・チップサイズパッケージ
(CCSP)の製造方法について、図3及び図4を参照
して説明する。図3及び図4は、本実施例の製造につい
て工程順に示した斜視図である。
(CCSP)の製造方法について、図3及び図4を参照
して説明する。図3及び図4は、本実施例の製造につい
て工程順に示した斜視図である。
【0040】セラミックCSP基板1を、不図示の接着
層を介してLSI8上に設置する。また、図3(a)は
位置合わせ、図3(b)はマウント後の状態を示してい
る。LSI8の電極パッド8−1は、ボンディングステ
ッチ3−1よりも外側に配置されるように予め設計す
る。すなわちセラミックCSP基板1外周部が、LSI
8の電極パッド領域よりも内側になるように設計する。
層を介してLSI8上に設置する。また、図3(a)は
位置合わせ、図3(b)はマウント後の状態を示してい
る。LSI8の電極パッド8−1は、ボンディングステ
ッチ3−1よりも外側に配置されるように予め設計す
る。すなわちセラミックCSP基板1外周部が、LSI
8の電極パッド領域よりも内側になるように設計する。
【0041】その後、図3(c)に示すように、ボンデ
ィングワイヤー5にて電極パッド8−1とボンディング
ステッチ3−1間を接続する。
ィングワイヤー5にて電極パッド8−1とボンディング
ステッチ3−1間を接続する。
【0042】次に、図4(d)に示すように、接続部7
を樹脂にて封止する。樹脂7は、成形型等を用いて、L
SI8外端部の垂線とセラミック主基板1−1の表面か
らの水平線とで内側に囲まれる部位を封止する。
を樹脂にて封止する。樹脂7は、成形型等を用いて、L
SI8外端部の垂線とセラミック主基板1−1の表面か
らの水平線とで内側に囲まれる部位を封止する。
【0043】その後、ランド2に半田ボール6を取り付
ける(図4(e)参照)。
ける(図4(e)参照)。
【0044】今、セラミックをアルミナ(比誘電率=
9.6)とし、信号配線〜GNDベタ層距離をそれぞれ
0.25mm、配線幅を0.1mmとすれば、信号配線
の特性インピーダンスは約50オーム一定とすることが
できる。
9.6)とし、信号配線〜GNDベタ層距離をそれぞれ
0.25mm、配線幅を0.1mmとすれば、信号配線
の特性インピーダンスは約50オーム一定とすることが
できる。
【0045】また上下のGNDベタ層から外側迄のクリ
アランスをそれぞれ0.1mmとしLSIの厚さを0.
35mmとすれば、半田ボール部を除くパッケージ厚さ
は1.05mmとなり、高さの点でもSOP(small o
ut line package)よりも小さくすることが可能であ
る。
アランスをそれぞれ0.1mmとしLSIの厚さを0.
35mmとすれば、半田ボール部を除くパッケージ厚さ
は1.05mmとなり、高さの点でもSOP(small o
ut line package)よりも小さくすることが可能であ
る。
【0046】[第2の実施例]本発明の第2の実施例に
ついて説明する。図5は本発明の第2の実施例の斜視
図、図6は図5のA−A′線の断面図、図7は製造工程
を順に示した斜視図、をそれぞれ示したものである。
ついて説明する。図5は本発明の第2の実施例の斜視
図、図6は図5のA−A′線の断面図、図7は製造工程
を順に示した斜視図、をそれぞれ示したものである。
【0047】本実施例では、前記第1の実施例と異な
り、セラミックCSP基板1を構成するセラミック主基
板1−1、セラミック従基板1−2の形状を変えてい
る。セラミック従基板1−2は、LSI8よりも外形寸
法を大きくし、LSI8の電極パッドに対応する位置に
スリット状の開口窓1−3を設けている(図7参照)。
この開口窓1−3を挟んだ両側にボンディングステッチ
3−1を開口窓1−3と平行に配置する。またランド部
2を有するセラミック主基板1−1は、外側のボンディ
ングステッチの外周部を取り囲むようなリング状のもの
と、内側のボンディングステッチの内周部に島状に接続
されるものの2通りが、セラミック主基板1−2上に積
層される。
り、セラミックCSP基板1を構成するセラミック主基
板1−1、セラミック従基板1−2の形状を変えてい
る。セラミック従基板1−2は、LSI8よりも外形寸
法を大きくし、LSI8の電極パッドに対応する位置に
スリット状の開口窓1−3を設けている(図7参照)。
この開口窓1−3を挟んだ両側にボンディングステッチ
3−1を開口窓1−3と平行に配置する。またランド部
2を有するセラミック主基板1−1は、外側のボンディ
ングステッチの外周部を取り囲むようなリング状のもの
と、内側のボンディングステッチの内周部に島状に接続
されるものの2通りが、セラミック主基板1−2上に積
層される。
【0048】セラミック従基板1−2の内外周のボンデ
ィングステッチ3−1は、配線によって内外のビアホー
ル4迄引き回される。このビアホール部から主基板の内
外のランド2に向かって配線は引き回される(図6参
照)。信号配線3−2(ボンディングステッチから内部
のビアホール窓の引き回し部)は、上下をGND層3−
3で挟まれる構造をとる。このGND層3−3は、不図
示のビアホールにて、ボンディングステッチ(GNDに
対応)近傍で接続されるとともに、相互に図示していな
い複数のビアホールで接続される。図6の断面図では図
示していないが、ランド部とGND層3−3間に電源層
を設けることも可能である。
ィングステッチ3−1は、配線によって内外のビアホー
ル4迄引き回される。このビアホール部から主基板の内
外のランド2に向かって配線は引き回される(図6参
照)。信号配線3−2(ボンディングステッチから内部
のビアホール窓の引き回し部)は、上下をGND層3−
3で挟まれる構造をとる。このGND層3−3は、不図
示のビアホールにて、ボンディングステッチ(GNDに
対応)近傍で接続されるとともに、相互に図示していな
い複数のビアホールで接続される。図6の断面図では図
示していないが、ランド部とGND層3−3間に電源層
を設けることも可能である。
【0049】上記の構造のセラミックCSP基板を図示
していない接着層を介してLSI8上に設置する。その
後ワイヤーボンディングを行い(図7(a)参照)、樹
脂7にてリング状主基板と島状主基板間を充填する。ま
た、LSI側面とセラミックCSP基板で囲まれる領域
も樹脂にて充填する(図7(b)参照)。最後に、ラン
ド2に半田ボールを搭載する(図7(c)参照)。
していない接着層を介してLSI8上に設置する。その
後ワイヤーボンディングを行い(図7(a)参照)、樹
脂7にてリング状主基板と島状主基板間を充填する。ま
た、LSI側面とセラミックCSP基板で囲まれる領域
も樹脂にて充填する(図7(b)参照)。最後に、ラン
ド2に半田ボールを搭載する(図7(c)参照)。
【0050】この構造により、半田ボールピッチを広げ
ることなく、多ピン化を計ることが可能になる。
ることなく、多ピン化を計ることが可能になる。
【0051】今セラミックをアルミナ(比誘電率=9.
6)とし、信号配線〜GNDベタ層距離をそれぞれ0.
25mm、配線幅を0.1mmとすれば、信号配線の特
性インピーダンスは約50オーム一定とすることができ
る。
6)とし、信号配線〜GNDベタ層距離をそれぞれ0.
25mm、配線幅を0.1mmとすれば、信号配線の特
性インピーダンスは約50オーム一定とすることができ
る。
【0052】また上下のGNDベタ層から外側迄のクリ
アランスをそれぞれ0.1mmとしLSIの厚さを0.
35mmとすれば半田ボール部を除くパッケージ厚さは
1.05mmとなり、高さの点でもSOPよりも小さく
することが可能である。
アランスをそれぞれ0.1mmとしLSIの厚さを0.
35mmとすれば半田ボール部を除くパッケージ厚さは
1.05mmとなり、高さの点でもSOPよりも小さく
することが可能である。
【0053】[第3の実施例]本発明の第3の実施例に
ついて以下に説明する。図8は本発明の第3の実施例の
斜視図であり、(a)は表側から、(b)は裏側からみ
た図である。また、図9は図8のA−A′線の断面を示
した図である。本実施例の構造と、前記第2の実施例と
の相違点は、信号配線3−2下のGND層3−3の更に
下に電源層3−4を設けたこと、電源層3−4ならびに
GND層3−3からビアホールにてセラミック従基板1
−2裏面(セラミックCSP基板裏面)に電極3−5を
形成したこと、さらに、この電極間にチップコンデンサ
9を設けたことである。なお、チップコンデンサ取り付
け側には図では樹脂を充填していないが、樹脂を充填し
てもよい。
ついて以下に説明する。図8は本発明の第3の実施例の
斜視図であり、(a)は表側から、(b)は裏側からみ
た図である。また、図9は図8のA−A′線の断面を示
した図である。本実施例の構造と、前記第2の実施例と
の相違点は、信号配線3−2下のGND層3−3の更に
下に電源層3−4を設けたこと、電源層3−4ならびに
GND層3−3からビアホールにてセラミック従基板1
−2裏面(セラミックCSP基板裏面)に電極3−5を
形成したこと、さらに、この電極間にチップコンデンサ
9を設けたことである。なお、チップコンデンサ取り付
け側には図では樹脂を充填していないが、樹脂を充填し
てもよい。
【0054】本実施例では、複数のチップ・コンデンサ
を電源〜GND間に挿入できる構造を有するため、第
1、第2の実施例に比較して電源〜GND間の静電容量
値が大幅増加し、電源系のノイズに対して強くなるとい
う効果がある。
を電源〜GND間に挿入できる構造を有するため、第
1、第2の実施例に比較して電源〜GND間の静電容量
値が大幅増加し、電源系のノイズに対して強くなるとい
う効果がある。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記記載の効果を奏する。
記記載の効果を奏する。
【0056】(1)本発明の第1の効果は、電気特性を
向上する、ということである。即ち、信号配線の上下を
GNDで挟むことにより、配線の特性インピーダンスを
任意に設定(設計)できること、GND・電源のインダ
クタンスが低減し、電位変動を防止できること、さらに
信号線間のクロストークが低減し、同時動作ノイズを防
止できること等の効果を奏する。これによって、GTL
(gunning tranceiver logic)、HSTL(high sp
eed transmission logic)等の振幅が小さく且つ高速
動作する信号を扱うLSIの搭載が可能となる。
向上する、ということである。即ち、信号配線の上下を
GNDで挟むことにより、配線の特性インピーダンスを
任意に設定(設計)できること、GND・電源のインダ
クタンスが低減し、電位変動を防止できること、さらに
信号線間のクロストークが低減し、同時動作ノイズを防
止できること等の効果を奏する。これによって、GTL
(gunning tranceiver logic)、HSTL(high sp
eed transmission logic)等の振幅が小さく且つ高速
動作する信号を扱うLSIの搭載が可能となる。
【0057】その理由は、本発明においては、基板に多
層配線が容易に実現可能なセラミックを用いたことによ
る。
層配線が容易に実現可能なセラミックを用いたことによ
る。
【0058】(2)本発明の第2の効果は、組立に汎用
の設備を流用することにより、コストアップを抑止でき
る、ということである。
の設備を流用することにより、コストアップを抑止でき
る、ということである。
【0059】その理由は、本発明においては、形状の工
夫によって、汎用のワイヤーボンディング装置を使用可
能としたことによる。
夫によって、汎用のワイヤーボンディング装置を使用可
能としたことによる。
【0060】(3)本発明による第3の効果は、半田ボ
ール部の平坦性(約50ミクロン)が確保できる、とい
うことである。
ール部の平坦性(約50ミクロン)が確保できる、とい
うことである。
【0061】この理由は、本発明においては、平坦性が
よく且つ硬度が高いセラミックを用いていることによ
る。
よく且つ硬度が高いセラミックを用いていることによ
る。
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図2】本発明の第1の実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図3】本発明の第1の実施例の製造工程を工程順に示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図4】本発明の第1の実施例の製造工程を工程順に示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図5】本発明の第2の実施例を示す斜視図である。
【図6】本発明の第2の実施例を示す断面図である。
【図7】本発明の第2の実施例の製造工程を工程順に示
す図である。
す図である。
【図8】本発明の第3の実施例の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図9】本発明の第3の実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図10】第1の従来技術(特開平7−321244号
公報)の構成を示す断面図である。
公報)の構成を示す断面図である。
【図11】第2の従来技術(特開平7−321244号
公報)の構成を示す断面図である。
公報)の構成を示す断面図である。
【図12】第3の従来技術の構成を示す斜視図である。
【図13】第4の従来技術の構成を示す斜視図である。
【図14】第5の従来技術の構成を示す断面図である。
【図15】第6の従来技術の構成を示す断面図である。
【図16】第7の従来技術の構成を示す断面図である。
【図17】第8の従来技術の構成を示す斜視図である。
1 セラミックCSP基板 1−1 セラミック主基板 1−2 セラミック従基板 2 ランド 3 配線層 3−1 ボンディングステッチ 3−2 信号配線 3−3 GND層 3−4 電源層 3−5 電極 4 ビアホール 5 ボンディングワイヤー 6 半田ボール 7 樹脂 8 LSI 8−1 電極パッド 9 チップコンデンサ 10 フィルムキャリア 10−1 TABリード 10−2 絶縁フィルム 10−3 樹脂ダム 10−4 電極リード 10−5 ビアホール 10−6 接着層 10−7 配線 10−8 ランド 10−9 外枠 11 バンプ 12 セラミックキャリア 13 リードフレーム 14 モールド樹脂 15 外枠
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 23/12 H01L 21/60
Claims (5)
- 【請求項1】 ボンディングステッチを周囲に配置した
第1のセラミック基板上に、前記第1のセラミック基板
よりも外形が小さく且つ半田ボールを搭載するランドを
備えた第2のセラミック基板を、前記ボンディングステ
ッチが露出するように積層した構造を有するセラミック
チップサイズ基板を備え、 前記ボンディングステッチとLSIの電極パッド間をワ
イヤーで接続する接続部が樹脂で覆われ、前記ランドに
半田ボールを備えてなり、前記第1のセラミック基板の
外形寸法が前記LSIよりも小さい、ことを特徴とす
る、セラミック・チップサイズパッケージ(CCSP)
の構造。 - 【請求項2】表面に半田ボールを搭載するランドを備え
た第2のセラミック基板を第1のセラミック基板上に積
層してなる、セラミックチップサイズ基板(「セラミッ
クCSP基板」という)を備え、 前記第1のセラミック基板の外形寸法は、接続するLS
Iよりも大きく、且つ該LSIの周囲電極パッドに対応
する位置にスリット状の開口窓を備え、前記開口窓と平
行に前記開口窓の片側もしくは両側にボンディングステ
ッチを設置し、 前記第2のセラミック基板は、前記開口窓外側に沿って
連なる外周部位と、前記開口窓内側に島状に配する部位
からなり、且つ前記第1のセラミック基板のボンディン
グステッチが露出するように前記第1のセラミック基板
と前記第2のセラミック基板とが互いに積層され、 前記セラミックCSP基板を前記LSIの電極パッドが
前記開口窓から露出するように接続し、前記LSIの電
極パッドと前記ボンディングステッチ間をワイヤーで接
続し、 該ワイヤー接続箇所及びLSI裏面の、前記LSIと前
記セラミックCSP基板とを樹脂で覆い、 ランド部に半田ボールを備えてなる、ことを特徴とす
る、セラミック・チップサイズパッケージ(CCSP)
の構造。 - 【請求項3】前記セラミックCSP基板の外周部表面に
搭載されるチップ部品の電極に対応して、電源電極とG
ND電極とを設けたことを特徴とする請求項2記載のセ
ラミック・チップサイズパッケージ(CCSP)の構
造。 - 【請求項4】前記セラミックCSP基板の内部に、平面
的な広がりを有する電源層あるいは、GND層あるいは
それらの層をそれぞれ少なくとも1層形成することを特
徴とする、請求項1〜3のいずれか一に記載のセラミッ
ク・チップサイズパッケージ(CCSP)の構造。 - 【請求項5】前記セラミックの材質が、アルミナ、ムラ
イト、AlNの少なくとも一つからなることを特徴とす
る、請求項1〜4のいずれか一に記載のセラミック・チ
ップサイズパッケージ(CCSP)の構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9102623A JP2982738B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | セラミック・チップサイズパッケージの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9102623A JP2982738B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | セラミック・チップサイズパッケージの構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10284638A JPH10284638A (ja) | 1998-10-23 |
JP2982738B2 true JP2982738B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=14332379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9102623A Expired - Lifetime JP2982738B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | セラミック・チップサイズパッケージの構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2982738B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100319609B1 (ko) | 1999-03-09 | 2002-01-05 | 김영환 | 와이어 어래이드 칩 사이즈 패키지 및 그 제조방법 |
KR100352236B1 (ko) | 2001-01-30 | 2002-09-12 | 삼성전자 주식회사 | 접지 금속층을 갖는 웨이퍼 레벨 패키지 |
US6674174B2 (en) | 2001-11-13 | 2004-01-06 | Skyworks Solutions, Inc. | Controlled impedance transmission lines in a redistribution layer |
DE10216873A1 (de) * | 2002-04-17 | 2003-11-13 | Infineon Technologies Ag | Kontaktierbare integrierte Schaltung und Verfahren zur Herstellung einer solchen Schaltung |
US8946873B2 (en) | 2007-08-28 | 2015-02-03 | Micron Technology, Inc. | Redistribution structures for microfeature workpieces |
-
1997
- 1997-04-04 JP JP9102623A patent/JP2982738B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10284638A (ja) | 1998-10-23 |
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