JP2000082760A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱実装時に、半導体チップの剥離やボンデ
ィングワイヤの切断などが発生しないようにして、半導
体装置の信頼性を高める。 【解決手段】 回路基板２５の上面に半導体チップ２９
を接着剤２７で搭載するダイパターン１７と、半導体チ
ップ２９の各電極とボンディングワイヤ３１で接続され
る接続電極１９とを設け、裏面にダイパターン１７又は
接続電極１９とスルーホール１５，１３を通して電気的
に接続される配線パターン１０ｃ，１０ｂと、各配線パ
ターン１０ｂと電気的に接続される多数の半田バンプ３
５とを設け、半導体チップ２９と対向する部分の配線パ
ターン１０ｃを、半導体チップ２９の全周に亘ってその
外形寸法よりも大きい所定範囲内の全面に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回路基板に半導
体チップを接着剤を用いて搭載して樹脂封止するととも
に、その回路基板の裏面に半田バンプを配置してなる表
面実装型の半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子回路の高機能化に伴い、多数
の電極端子を有する半導体装置が開発されている。その
代表的なものとして、プラスチック・ボールグリッドア
レイ（Plastic Ball Grid Array ：以下「ＰＢＧＡ」と
いう）とよばれる表面実装型多端子パッケージがある。
このＰＢＧＡは、外部端子をパッケージの裏面全体に配
置可能であるため、多ピン型ＬＳＩに適しており、かつ
実装面積が小さいという特徴を有している。

【０００３】ここで、従来のＰＢＧＡの一例を図８およ
び図９によって説明する。なお、図８はＰＢＧＡの断面
図、図９はその裏面図である。ＰＢＧＡ４は、図８に示
すように、回路基板２５の半導体チップ２９を搭載する
面（以下「上面」という）に形成されたダイパターン１
７上に、半導体チップ２９を接着剤２７により固定する
とともに、回路基板２５の裏面に多数の半田バンプ３５
を設け、上面の半導体チップ２９と後述するボンディン
グワイヤ３１を含む大部分を、エポキシ樹脂等の熱硬化
性樹脂による封止樹脂３３で封止している。

【０００４】回路基板２５は、ビスマレイミド−トリア
ジン樹脂からなる樹脂基板１１の上面および下面に被覆
された厚さ約１８μｍの銅箔とその上に形成された銅メ
ッキ層とをエッチングすることによって、上面にダイパ
ターン１７および接続電極１９を形成し、裏面に共通配
線パターン１０ａおよび個別配線パターン１０ｂからな
る配線パターンを形成している。

【０００５】ダイパターン１７は、樹脂基板１１の上面
中央部に放射状に形成され、半導体チップ２９を接着剤
２７を用いて搭載し、半導体チップ２９の電源グランド
となると共に、発熱を放散させる役割を兼ねている。接
着剤２７には、フィラー（添加剤）に銀を使用したエポ
キシ系の導電性接着剤が使用される。導電性接着剤を使
用する理由は、半導体チップ２９の裏面から接着剤２７
とダイパターン１７、後述する放熱用スルーホール１
５、共通配線パターン１０ａ、パッド電極２１、および
半田パンプ３５を経由して、外部のアースと電気的な導
通を確保するためである。

【０００６】接続電極１９は、ダイパターン１７を取り
囲むようにその外側に多数放射状に形成され、それぞれ
半導体チップ２９の各電極とボンディングワイヤ３１に
よって接続されている。そのボンディングワイヤ３１に
は、電気的特性が良好で、且つ接続電極１９との密着性
が良好な直径０．０３ｍｍ前後の金線が用いられる。

【０００７】回路基板２５のダイパターン１７が形成さ
れている領域には、放熱用スルーホール１５が設けられ
ている。この放熱用スルーホール１５は、内周面に銅メ
ッキが施されており、ダイパターン１７と裏面の共通配
線パターン１０ａとを電気的に接続するとともに、半導
体チップ２９が発生する熱を放散させる役目をなす。

【０００８】また、この回路基板２５の周縁に近い接続
電極１９の外端部にも、内周面に銅メッキが施されたス
ルーホール１３が設けられている。このスルーホール１
３によって、上面の各接続電極１９と裏面の各個別配線
パターン１０ｂとがそれぞれ電気的に接続される。

【０００９】そして、図９に示すように、回路基板２５
の裏面に形成されている共通配線パターン１０ａは、半
導体チップ２９の裏面に対向する中央部に、アースをと
るための複数個の半田バンブ３５の配設領域に亘る種々
のパターン形状（この例では正方形）に形成されてい
る。個別配線パターン１０ｂは、その共通配線パターン
１０ａの周囲に多数形成されており、回路基板２５の各
辺に沿って多数形成された各スルーホール１３と各半田
バンプ３５（共通配線パターン１０ａ上の９個の半田バ
ンプを除く）とを個別に接続する。

【００１０】共通配線パターン１０ａおよび各個別配線
パターン１０ｂの半田バンプ３５の取付位置には、それ
ぞれパッド電極２１が形成され、そこに各半田バンプ３
５が整列して設けられている。この多数の半田バンプ３
５は、半導体チップ２９の各電極に代わってＰＢＧＡ４
の裏面から突出し、このＰＢＧＡ４を実装するマザーボ
ードの電極パターンと電気的に接続する接続端子の役目
をなす。この半田バンプ３５には、錫と鉛の比率が約
６：４の組成の半田が用いられる。

【００１１】なお、回路基板２５の封止樹脂３３に覆わ
れた部分と裏面の各パッド電極２１を形成する部分を除
く全面を、変性エポキシ樹脂を用いた保護用レジスト２
３によって被覆している。但し、図９は裏面の保護用レ
ジスト２３を除去して示している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このような構成を有す
るＰＢＧＡは、表面実装可能で半田バンプのピッチを微
細化せずに多ピンに対応でき、一括加熱により実装でき
るため、歩留まりが高いという利点があるが、その構造
に次のような問題があった。

【００１３】一般にＰＢＧＡは、程度の差はあるもの
の、保管中に図８に示した回路基板２５および封止樹脂
３３より周囲の大気に含まれる湿気を吸収する。したが
って、その吸湿したＰＢＧＡ４を、マザーボード基板に
実装するために加熱炉で加熱すると、吸湿した水分が気
化膨張して応力が発生する。この応力により、図１０に
示すように、ダイパターン１７と接着剤２７との界面で
剥離が発生し、隙間２８ができる。

【００１４】この剥離が生じる理由についてさらに詳細
に説明する。ＰＢＧＡ４の吸湿は、封止樹脂３３に被覆
されている回路基板２５の上面よりも半田バンプ３５側
の裏面から吸収する量が多く、特に、半導体チップ２９
の裏面より小さい共通配線パターン１０ａの周囲から吸
湿する量が多い。そして、その吸湿した水分は、保護用
レジスト２３とスルーホール１５を経由して、ダイパタ
ーン１７の近傍に溜まりやすい。

【００１５】一方、ダイパターン１７は、搭載する半導
体チップ２９との導電性を良好にすとともに腐食を防止
するため、その表面に金メッキ処理が施されているが、
金は不活性金属であり、接着剤２７の主成分であるエポ
キシ樹脂との密着力が弱いという欠点がある。このた
め、半導体チップ２９を接着剤２７によってダイパター
ン１７に接着しても、密着力が弱いだけに剥離しやす
い。

【００１６】したがって、ダイパターン１７の近傍に溜
った水分が加熱炉で加熱されて気化膨張し、応力が発生
すると、ダイパターン１７と接着剤２７との界面におい
てその影響が顕著に現れ、剥離が発生しやすい。この剥
離によって、図１０に破線Ａ，Ｂで囲んで示すように、
ボンディングワイヤ３１の切断や接続電極からの剥離が
発生することがあり、半導体装置の信頼性が損なわれる
という問題があった。

【００１７】この発明は、ＰＢＧＡ型の半導体装置にお
ける上述した問題を解決するためになされたものであ
り、半導体装置をマザーボードに実装する際の加熱によ
って、半導体チップがダイパターンから剥離して、ボン
ディングワイヤが切断したり接続電極から剥離したりす
ることがないようにして、半導体装置の信頼性を高める
ことを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明は、回路基板に
半導体チップを接着剤を用いて搭載して樹脂封止してな
る半導体装置において、上記の目的を達成するため、次
のように構成したものである。

【００１９】上記回路基板の一方の面に、半導体チップ
を接着剤を用いて搭載するためのダイパターンと、半導
体チップの各電極とそれぞれボンディングワイヤによっ
て接続される多数の接続電極とを有するとともに、他方
の面に、ダイパターン又は接続電極とスルーホールを通
して電気的に接続された配線パターンと、その配線パタ
ーン上に設けられた多数のパッド電極と、その各パッド
電極を介して配線パターンと電気的に接続される多数の
半田バンプとを有する。

【００２０】そして、上記回路基板の他方の面の配線パ
ターンの半導体チップと対向する部分を、該半導体チッ
プの全周に亘ってその外形寸法よりも大きい所定範囲内
のほぼ全面に形成する。

【００２１】このような構成にすることにより、この半
導体装置においては、湿気が半導体基板の裏面側から内
部に浸透しようとしたときに、回路基板の裏面の半導体
チップの全周に亘ってその外形寸法よりも大きい範囲内
のほぼ全面に形成された配線パターンによって、半導体
チップの周囲からの浸透が効果的に阻止される。そのた
め、ダイパターンの近傍に水分が溜るのを大幅に抑制す
ることができ、加熱による水分の気化膨張による応力の
発生も大幅に低減し、半導体チップとダイパターンとの
剥離を防止することができる。

【００２２】また、上記配線パターンの前記半導体チッ
プの裏面と対向する部分を、僅かな間隙によって互いに
電気的に絶縁された複数の部分に分割して形成してもよ
い。それによって、電源アース用の共通配線パターンだ
けでなく、他の信号用の配線パターンも、回路基板の裏
面側の半導体チップの裏面と対向する部分に形成するこ
とができ、且つダイパターン近傍への吸湿を効果的に抑
制することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明による半導体装置
の実施の形態を図面を用いて説明する。図１はこの発明
による半導体装置の一実施形態を示すプラスチック・ボ
ールグリッドアレイ（ＰＢＧＡ）の図２のＡ−Ａ線に沿
う断面図、図２はその平面図、図３はその裏面図であ
る。これらの図において、図８及び図９と対応する部分
には同一の符号を付している。まず、これらの図を用い
てこの発明による半導体装置の一実施形態であるＰＢＧ
Ａの構造について説明する。

【００２４】このＰＢＧＡ１は、回路基板２５の半導体
チップ２９を搭載する面（上面）に形成されたダイパタ
ーン１７上に半導体チップ２９を導電性の接着剤２７に
より固定するとともに、回路基板２５の裏面に多数の半
田バンプ３５を設け、上面の半導体チップ２９とボンデ
ィングワイヤ３１を含む大部分を封止樹脂３３で封止し
てなるものである。封止樹脂としてはエポキシ樹脂等の
熱硬化性樹脂を使用する。なお、図２では図示の都合
上、この封止樹脂３３自体の図示を省略し、その封止領
域を破線Ｃで示している。

【００２５】回路基板２５は、樹脂基板１１の上下両面
に、それぞれ被覆された厚さ約１８μｍの銅箔とその上
に形成された銅メッキ層とをエッチングすることによっ
て、上面にダイパターン１７および接続電極１９を形成
し、裏面に共通配線パターン１０ｃと個別配線パターン
１０ｂからなる配線パターンを形成している。

【００２６】この樹脂基板１１は、平面視矩形状で板厚
が約０．２ｍｍから０．４ｍｍの板材であって、その材
質にはビスマレイミド―トリアジン樹脂、例えば、ＣＣ
Ｌ−Ｈ８３２（三菱瓦斯化学株式会社製の商品名）のガ
ラス布基材銅張積層板が用いられる。

【００２７】ダイパターン１７は、樹脂基板１１の上面
中央部において、十字とＸ字を組み合わせた形状の放射
状に形成されている。これは、半導体チップ２９を接着
剤２７を用いて搭載するために形成したパターンであっ
て、半導体チップ２９の電源グランドとしての機能と、
半導体チップ２９で発生する熱をスルーホール１５を介
して放散させる機能とを有している。

【００２８】接続電極１９は、ダイパターン１７を取り
囲むように、回路基板２５の各辺の周縁部付近から内側
に向かう方向に多数（図２では各辺に沿って１０個ず
つ）平行に形成されている。その各々は、図２に示すよ
うに、内側に形成した正方形の接続端子部１９ａと外側
に形成した円形のスルーホール形成部１９ｃとを帯状部
１９ｂで接続した形状を呈しており、半導体チップ２９
の図示しない各電極と各接続電極１９の接続端子部１９
ａとが、図１に示すボンディングワイヤ３１によって接
続されている（図２では、図示の都合上ボンディングワ
イヤ３１を省略している）。

【００２９】そして、ダイパターン１７と、各接続電極
１９の表面には、金メッキ処理による金メッキ層４９が
形成されている。この金メッキ層４９は、それぞれ形成
される表面の腐食を防止するとともに、半導体チップ２
９との電気的な接続状態を良好にするために形成され
る。ところが、金は不活性金属であって、半導体チップ
２９の接着に用いる接着剤２７の主成分であるエポキシ
樹脂との接着力が非常に小さい。そこで、ダイパターン
１７の形状を図２に示したような形状にすることによっ
て、樹脂基板１１の露出部分１１ａを設け、半導体チッ
プ２９の裏面に接着する接着剤２７と樹脂基板１１との
接着強度を高めている。

【００３０】回路基板２５において、ダイパターン１７
の形成されている部分の略中央部に放熱用のスルーホー
ル１５が四個設けられている。各スルーホール１５は、
直径０．３ｍｍ程度の大きさを有し、回路基板２５の上
面と裏面とに連通して形成され、銅メッキ処理により内
周面にダイパターン１７と連続する銅メッキ層４５が形
成されている。この銅メッキ層４５によって、樹脂基板
１１の上面のダイパターン１７を裏面の共通配線パター
ン１０ｃに電気的に接続している。

【００３１】なお、各スルーホール１５は、半導体チッ
プ２９が発生する熱を放散させる機能も有しているた
め、半導体チップ２９を搭載するダイパターン１７の形
成されている部分に設けられている。

【００３２】また、各接続電極１９のスルーホール形成
部１９ｃが形成されている部分にもそれぞれスルーホー
ル１３が設けられている。このスルーホール１３も、直
径０．３ｍｍ前後の大きさを有し、その内周面にスルー
ホール１５同様に銅メッキ層４５が形成されている。こ
の銅メッキ層４５によって、樹脂基板１１の上面の各接
続電極１９を裏面の各個別配線パターン１０ｂに接続し
ている。

【００３３】接着剤２７には、添加剤に銀を使用したエ
ポキシ系の導電性接着剤が使用されている。この接着剤
２７を用いて、半導体チップ２９を接着したときの層厚
は６０μｍ前後である。この接着剤２７に導電性接着剤
を使用する理由は、半導体チップ２９の裏面から接着剤
２７と、ダイパターン１７、スルーホール１５、および
後述するパッド電極２１および半田バンプ３５とを経由
して、外部のアースに電気的に接続するためである。

【００３４】そして、この回路基板２５の裏面に形成さ
れている配線パターンは、図３に示すように、中央部に
形成された共通配線パターン１０ｃと、その周囲に線状
に多数形成された個別配線パターン１０ｂとからなって
いる。

【００３５】共通配線パターン１０ｃは、半導体チップ
２９を回路基板２５に搭載したときに、その半導体チッ
プ２９と対向する部分に正方形もしくは矩形に形成さ
れ、半導体チップ２９の全周に亘ってその外形寸法より
も大きい所定範囲内の全面に形成されている。したがっ
て、この共通配線パターン１０ｃの外周部は、半導体チ
ップ２９の外周に対応する位置より外側まで延びてい
る。この共通配線パターン１０ｃは、その領域に配置さ
れる各半田バンプ３５（図３では９個）を共通する外部
のアースに接続するためと、放熱および外部から半導体
チップ２９の周辺部に侵入する湿気を遮断する役目を兼
ねている。

【００３６】各個別配線パターン１０ｂは、その一端部
がそれぞれスルーホール１３に接続され、他端部がパッ
ド電極２１を介して各半田バンプ３５に接続されること
によって、樹脂基板１１の上面の各接続電極１９と裏面
の各半田バンプ３５（共通配線パターン１０ｃ内のもの
を除く）とを１対１に接続している。

【００３７】各パッド電極２１は、各個別配線パターン
１０ｂおよび共通配線パターン１０ｃ上の各半田バンプ
３５が設けられる部分に設けられた薄膜状の電極であっ
て、下層側から厚さ約１２〜２２μｍの銅メッキ、厚さ
約５〜１５μｍニッケルメッキ、および厚さ約０．３〜
０．７μｍの金メッキを順次施してなる３層構造で形成
されている（その詳細は後述する）。このパッド電極２
１を形成することによって、そこに設けられる半田バン
プ３５と配線パターン１０ｂ又は１０ｃとの電気的な接
続を確実にする。

【００３８】そして、各半田バンプ３５は、半導体チッ
プ２９の各電極に代わってＰＢＧＡ１の裏面から外側に
突出する接続端子としての機能を有している。すなわ
ち、半導体チップ２９の各電極を、ＰＢＧＡ１を実装す
るマザーボードの電極パターンに対して、ボンディング
ワイヤ３１、接続電極１９、スルーホール１３およびパ
ッド電極２１を通じて接続し、両者における信号の入出
力を確保する接続端子となるものである。

【００３９】このＰＢＧＡ１が図示しないマザーボード
に実装されると、各半田バンプ３５によってＰＢＧＡ１
とマザーボードとが電気的に接続される。なお、半田バ
ンプ３５には、すずと鉛の混合比率が約６：４となる組
成の半田を用いる。

【００４０】この回路基板２５は、その上面のダイパタ
ーン１７および接続電極１９に内側部分と、裏面の各半
田バンプ３５を除く部分を保護用レジスト２３によって
被覆する。ただし、図示の都合上、図２および図３で
は、その保護用レジスト２３を省略して示している。な
お、保護用レジスト２３としては、液状の変性エポキシ
樹脂、例えば、ＰＳＲ−４０００（太陽インキ製造株式
会社の商品名）のアルカリ現像型ソルダーレジストを用
いることができる。

【００４１】また、回路基板２５の上面において、半導
体チップ２９の各電極と各接続電極１９の接続端子部１
９ａとは、ボンディングワイヤ３１で各々電気的に接続
されている。このボンディングワイヤ３１には、直径
０．０３ｍｍ前後の金線が用いられる。これは、金が展
延性が大きい上に断線しにくく、不活性で安定している
ために、腐食したり大気中で酸化することもなく、容易
に真球を形成できるため生産性に優れているからであ
る。

【００４２】なお、半導体チップ２９およびボンディン
グワイヤ３１を封止樹脂３３で樹脂封止するのは、両者
の遮蔽と保護のためであるが、この封止樹脂３３には、
熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂を用いている。

【００４３】以上のようにして、ダイパターン１７がス
ルーホール１５、共通配線パターン１０ｃおよびパッド
電極２１を介して中央部の９個の半田バンプ３５に共通
に接続され、また、各接続電極１９がスルーホール１
３、個別配線パターン１０ｂおよびパッド電極２１を介
して他の各半田バンプ３５に個別に接続されている。そ
して、半導体チップ２９は、各電極がボンディングワイ
ヤ３１によって接続電極１９に接続されているため、接
続電極１９を経て各半田バンプ３５に接続されることに
なる。

【００４４】この実施形態のＰＢＧＡ１は、以上のよう
に構成したことにより、裏面に形成した共通配線パター
ン１０ｃによって、次のような作用効果がもたらされ
る。

【００４５】すなわち、この共通配線パターン１０ｃ
が、回路基板２５の裏面の半導体チップ２９と対向する
部分に、その半導体チップの全周に亘ってその外形寸法
よりも大きい正方形又は矩形領域の範囲内の全面に形成
されているので、大気中に含まれる湿気が回路基板２５
の裏面側から浸透しようとしたときに、特に問題となる
ダイパターン１７が形成されている半導体チップ２９の
裏面および外周部付近では、その浸透が銅箔および銅メ
ッキ層からなる共通配線パターン１０ｃによって効果的
に阻止される。

【００４６】そのため、ダイパターン１７が形成されて
いる領域における水分の蓄積を大幅に抑制することがで
きる。したがって、このＰＢＧＡ１をマザーボードに実
装する際に加熱しても、その水分の気化膨張により半導
体チップ２９がダイパターン１７から剥離したり、ボン
ディングワイヤ３１が切断したり接続電極１９から剥離
するようなことが生じなくなり、半導体装置の信頼性を
高めることができる。

【００４７】次に、この実施形態のＰＢＧＡ１の製造方
法を説明するが、まずその回路基板の製造方法を図４か
ら図６を用いて説明する。なお、図４〜図６は、回路基
板２５の各製造工程における要部を破断して示す断面図
である。回路基板２５を製造するには、まず樹脂基板１
１を用意する。この実施形態に使用する樹脂基板１１
は、正方形で板厚が０．２ｍｍから０．４ｍｍのビスマ
レイミド−トリアジン樹脂からなり、上下両面に厚さ約
１８μｍの銅箔が張り付けられている。

【００４８】その樹脂基板１１の中央部と周辺部付近の
所定の位置に切削ドリルを用いて、孔開け加工を施し、
４個の放熱用スルーホール１５と４０個のスルーホール
１３とを形成する。なお、図４から図６では、この放熱
用スルーホール１５とスルーホール１３を１個ずつ示し
ている。

【００４９】続いて、この各スルーホール１５，１３の
内壁面を含む樹脂基板１１の表面を洗浄した後に、樹脂
基板１１の全表面に無電解銅メッキおよび電解銅メッキ
処理を施し、図４に示すように、厚さ約１２〜２２μｍ
の銅メッキ層４５を形成する。この銅メッキ層４５は、
図４に示すように、樹脂基板１１の上下面の銅箔４４の
全面からスルーホール１５，１３の内壁面にも連続して
形成される。

【００５０】次いで、この銅メッキ層４５を形成した樹
脂基板１１の上下両面に感光性ドライフィルム（図示せ
ず）を張り付け、所要のフォトマスクを用いて露光及び
現像処理を行ない、エッチングレジスト膜を形成する。
その後、一般的なエッチング液である塩化第二銅を樹脂
基板１１の上面および裏面に吹き付けることによって、
エッチングレジスト膜に被覆されていない露出部分の銅
メッキ層４５を銅箔４４とともに除去する。

【００５１】この工程を経ることにより、銅メッキ層４
５の残った部分が、樹脂基板１１の上面側においては、
図２に示したダイパターン１７および各接続電極１９と
なり、下面側においては、共通配線パターン１０ｃおよ
び個別配線パターン１０ｂとなる。また、こうして形成
されるダイパターン１７と共通配線パターン１０ｃがス
ルーホール１５の内壁面に形成されている銅メッキ層４
５を介して互いに接続され、また、各接続電極１９と各
個別配線パターン１０ｂとがスルーホール１３の内壁面
に形成されている銅メッキ層４５を介して互いに接続さ
れる。

【００５２】さらに続いて、このように各パターン及び
接続電極を形成した樹脂基板１１の上下両面に、メッキ
レジストの積層処理（ラミネート）を施す。そして、所
要フォトマスクを用いて露光及び現像処理を行い、上面
のダイパターン１７および接続電極１９の接続端子側の
部分、裏面の共通配線パターン１０ｃおよび各個別配線
パターン１０ｂのパッド電極２１となるべき部分のメッ
キレジストを除去して開口させ、図５に示すように保護
用レジスト２３をパターン形成する。

【００５３】そして、図６に示すように、樹脂基板１１
の上面側および裏面側の保護用レジスト２３によって被
覆されない部分、すなわち、ダイパターン１７上、接続
電極１９の接続端子側の部分上、およびパッド電極２１
となる部分上に、次のようにしてニッケルメッキ層４７
と金メッキ層４９を形成する。

【００５４】すなわち、銅メッキ層４５上に厚さ約５〜
１５μｍのニッケルメッキ層４７を形成し、その表面に
厚さ約０．３μｍ〜０．７μｍの金メッキ層４９を形成
する。その金メッキ層４９は、電気的な接続状態を良好
にするためのものであり、ニッケルメッキ層４７は、金
メッキ層４９と銅メッキ層４５との化学的な変化に伴う
性質の劣化を回避するために形成するものである。

【００５５】このようにして回路基板２５を作成した
後、そのダイパターン１７を形成した領域に導電性の接
着剤２７を塗布し、その上に半導体チップ２９を載置し
て、接着剤２７が完全に硬化するまで乾燥させる。これ
によって、半導体チップ２９が回路基板２５上に固定さ
れる。

【００５６】次に、半導体チップ２９の各電極と、回路
基板２５上に設けられた各接続電極１９とをそれぞれボ
ンディングワイヤ３１で接続する。この工程では、ボー
ルボンディング法を採用する。すなわち、各ボンディン
グワイヤ３１の先端に放電処理を施すことによって予め
ボールを形成し、そのボールを圧しつぶすことによっ
て、一端を半導体チップ２９の電極に圧着し、他端を接
続電極１９の接続端子部１９ａ（図２参照）の表面の金
メッキ層４９に圧着して、半導体チップ２９と回路基板
２５とが電気的に接続される。

【００５７】そして、半導体チップ２９およびボンディ
ングワイヤ３１を封止樹脂３３で次のようにして封止す
る。すなわち、封止樹脂を型の中に挿入し、加熱しなが
らプランジャで加圧することにより、溶融した封止樹脂
をランナを通して型の所要部に供給して形成されるトラ
ンスファモールドで行う。

【００５８】続いて、回路基板２５の裏面に次のように
して半田バンプ３５を設ける。まず、回路基板２５の裏
面における各パッド電極２１に、半田の付着性を良くす
るためにフラックス液を塗布し、その各パッド電極２１
上に直径が０．６〜０．８ｍｍの半田ボールを供給す
る。

【００５９】その後、加熱炉で、約２２０〜２３０℃の
温度で加熱することにより、各半田ボールがそれぞれパ
ッド電極２１上に接合して半田バンプ３５が設けられ
る。なお、この過程で用いるフラックス液は、ロジン系
の材料であり、また、半田ボールには、すずと鉛の混合
比率が約６：４の組成の半田を使用する。最後に、アル
コール系の洗浄液を用いて回路基板２５の裏面を洗浄
し、裏面に残ったフラックス液を除去すると、ＰＢＧＡ
１が完成する。

【００６０】次に、この発明による半導体装置の他の実
施形態として、図７に示すＰＢＧＡについて説明する。
図７はそのＰＢＧＡ２の図３と同様な裏面図であり、図
３と同じ部分には同一の符号を付している。このＰＢＧ
Ａ２は、前述のＰＢＧＡ１と比較して、その半導体チッ
プと対向する部分の配線パターンの構成が相違するだけ
で、その他の構成はＰＢＧＡ１と同じであるので、その
説明は省略する。

【００６１】このＰＢＧＡ２の回路基板２５の裏面中央
部の半導体チップ２９と対向する部分の配線パターン
は、中心部の１個の半田ボール３５と４個の放熱用スル
ーホール１５を含む正方形のパターン１０ｅと、その回
りを囲むようにそれぞれ２個ずつの半田ボール３５を設
ける略長方形の４つのパターン１０ｄに分割されてい
る。各パターン１０ｄ，１０ｅの相互間は、僅かな間隙
によって互いに電気的に絶縁されており、全てアース電
極となるだけでなく、個々に異なる電圧あるいは信号の
伝達を行うことが可能である。

【００６２】この配線パターン１０ｄ，１０ｅも、その
全体として、回路基板２５の裏面の半導体半導体チップ
の全周に亘る外形寸法よりも大きい所定範囲内のほぼ全
面に形成されている。

【００６３】したがって、このＰＢＧＡ２もＰＢＧＡ１
と同様に、回路基板２５の裏面側から半導体チップ２９
の裏面及び周辺部に湿気が浸透するのを効果的に阻止す
ることができるので、ダイパターン１７の近傍に水分が
溜るを防止でき、実装時に加熱しても、半導体チップ２
９がダイパターン１７から剥離したり、ボンディングワ
イヤ３１が切断したりすることがなくなり、信頼性の高
い半導体装置となる。

【００６４】なお、このＰＢＧＡ２の半導体チップ２９
と対向する部分の配線パターン１０ｄ，１０ｅは、前述
のＰＢＧＡ１の共通配線パターン１０ｃと相違し、各パ
ターン１０ｄ，１０ｅの相互間に僅かな隙間があるた
め、半導体チップ２９の裏面への湿気の侵入は若干生じ
る。しかし、その周辺部からの湿気の侵入は略確実に防
ぐことができる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による半
導体装置は、回路基板の裏面に形成される配線パターン
の半導体チップの裏面と対向する部分が、半導体チップ
の全周に亘ってその外形寸法よりも大きい所定範囲内の
ほぼ全面に形成されているので、回路基板の裏面の半導
体チップの裏面に対応する部分及びその周囲からの湿気
の浸透を、その配線パターンによって効果的に阻止する
ことができる。したがって、ダイパターン付近に吸湿に
よる水分が蓄積して、実装の際の加熱によりその水分が
気化膨張し、その応力により半導体チップがダイパター
ンから剥離したり、ボンディングワイヤが断線するよう
なことが殆ど発生しなくなり、半導体装置の信頼性を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による半導体装置の一実施形態を示す
図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図２】同じくその半導体装置の平面図である。

【図３】同じくその半導体装置の裏面図である。

【図４】図１から図３に示した半導体装置の回路基板を
製造する始めの工程を回路基板の要部を破断して示す断
面図である。

【図５】図４の次の工程を示す同様な断面図である。

【図６】図５の次の工程を示す同様な断面図である。

【図７】この発明による半導体装置の他の実施形態を示
す図３と同様な裏面図である。

【図８】従来の半導体装置の例を示す図１と同様な断面
図である。

【図９】同じくその半導体装置の裏面図である。

【図１０】同じくその半導体装置における問題点を説明
するための図８と同様な断面図である。

【符号の説明】

１，２：ＰＢＧＡ（半導体装置） １０ｂ：個別配線パターン １０ｃ：共通配線パターン １０ｄ，１０ｅ：配線パターン １１：樹脂基板 １３：スルーホール １５：放熱用スルーホール １７：ダイパターン １９：接続電極 ２１：パッド電極 ２３：保護用レジスト ２５：回路基板 ２７：接着剤 ２９：半導体チップ ３１：ボンディングワイヤ ３３：封止樹脂 ３５：半田バンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板に半導体チップを接着剤を用い
   て搭載して樹脂封止してなる半導体装置であって、 前記回路基板は、その一方の面に、前記半導体チップを
   接着剤を用いて搭載するためのダイパターンと、前記半
   導体チップの各電極とそれぞれボンディングワイヤによ
   って接続される多数の接続電極とを有し、 他方の面に、前記ダイパターン又は接続電極とスルーホ
   ールを通して電気的に接続された配線パターンと、該配
   線パターン上に設けられた多数のパッド電極と、その各
   パッド電極を介して前記配線パターンと電気的に接続さ
   れる多数の半田バンプとを有し、 前記回路基板の他方の面の配線パターンの前記半導体チ
   ップと対向する部分が、該半導体チップの全周に亘って
   その外形寸法よりも大きい所定範囲内のほぼ全面に形成
   されていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記配線パターンの前記半導体チップと
   対向する部分が、僅かな間隙によって互いに電気的に絶
   縁された複数の部分に分割されている請求項１記載の半
   導体装置。