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JPH1092970A - 基板モジュール - Google Patents

基板モジュール

Info

Publication number
JPH1092970A
JPH1092970A JP8247797A JP24779796A JPH1092970A JP H1092970 A JPH1092970 A JP H1092970A JP 8247797 A JP8247797 A JP 8247797A JP 24779796 A JP24779796 A JP 24779796A JP H1092970 A JPH1092970 A JP H1092970A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
semiconductor package
resin
resin injection
concave portion
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.)
Pending
Application number
JP8247797A
Other languages
English (en)
Inventor
Itsukou Murakami
壱皇 村上
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP8247797A priority Critical patent/JPH1092970A/ja
Publication of JPH1092970A publication Critical patent/JPH1092970A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/111Pads for surface mounting, e.g. lay-out
    • H05K1/112Pads for surface mounting, e.g. lay-out directly combined with via connections
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/284Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components
    • H05K3/3436Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components
    • H10W72/07251
    • H10W72/20
    • H10W90/724

Landscapes

  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】樹脂封止に必要な面積の少ない基板モジュール
を提供する。 【解決手段】半導体パッケージ2と、半導体パッケージ
2が実装される凹部12を有する基板1と、凹部12の
周辺から連続して形成される樹脂注入部9と、樹脂注入
部9を介して凹部12内に充填される樹脂6とを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CSP(Chip Sca
le Package)やベアチップなどを実装する基板モジュー
ルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、CSPやベアチップのような
半導体パッケージをフリップチップボンディングなどに
より基板に直接接続して基板モジュールを形成する場
合、その接続部を保護するために樹脂による封止を行う
ことが一般的である。
【0003】ここで、封止の際には基板上への不要な樹
脂の流出を防ぐ必要がある。そのため、例えば図6の断
面図に示されるように、基板101上のパッド104と
半導体パッケージ102のパッドとを接続するはんだボ
ール103による接続部を樹脂107で封止する場合に
は、予め基板101上に接続部の周囲、具体的には半導
体パッケージ102の周囲にダムフレーム106と呼ば
れる囲いを設けて樹脂107を流し込むようにしてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
は樹脂による封止を行う場合には半導体パッケージの周
囲を囲むダムフレームを基板上に設けていたため、この
ダムフレームを設置した分だけ基板の面積が増加してし
まうという問題があった。本発明は、樹脂封止に必要な
面積の少ない基板モジュールを提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、半導体パッケージと、半導体パッケージが実
装される凹部を有する基板と、凹部の周辺から連続して
形成される樹脂注入部と、樹脂注入部を介して凹部内に
充填される樹脂とを具備する。
【0006】このような基板モジュールでは、基板の凹
部に半導体パッケージが埋め込まれるように実装され、
この凹部内に樹脂を充填することにより封止が行われ
る。この場合、樹脂封止に必要な基板面積は、樹脂注入
部のみで従来のようにダムフレームを設ける場合に比べ
て大幅に少なくなる。
【0007】凹部に半導体パッケージが埋め込まれるよ
うに実装されることにより、基板からの半導体パッケー
ジの抜け落ち等が少なくなって製造時の歩留りが向上す
る。また、基板モジュール自体も薄くなって高密度実装
が可能となる。
【0008】さらに、樹脂注入部を介して樹脂を注入し
ているので、凹部に直接樹脂を注入する場合に比べて樹
脂が凹部内に効果的に拡散して封止を確実に行うことが
できる。なお、この樹脂注入部を複数個設けるようにす
れば、例えば各樹脂注入部からの樹脂の注入量等を制御
してさらに効果的に樹脂の充填を行うことができる。
【0009】ここで、本発明では半導体パッケージの底
面には複数の電極が設けられ、凹部の底面部には半導体
パッケージの電極にそれぞれ電気的に接続されるパッド
が設けられ、この複数のパッドは基板の信号層に電気的
に接続されるように構成することができる。この場合、
信号層は基板の内層に設けられて、パッドがスルーホー
ルを介して信号層に電気的に接続されるようにすること
が望ましい。また、本発明では半導体パッケージの底面
に複数の電極が設けられ、凹部の底面には電極にそれぞ
れ電気的に接続する信号層が露出するようにしてもよ
い。
【0010】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)図1は、本発明の第1の実施形態に
係る基板モジュールの構成を示す図で、(a)はこの基
板モジュールの実装構造を示す断面図、(b)はこの基
板モジュールを半導体パッケージ(半導体チップ)の実
装側から見た図である。
【0011】基板1は、ガラス・エポキシ樹脂などの絶
縁性基材で形成される。この基板1には半導体パッケー
ジ2が実装される凹部12が設けられている。凹部12
は、半導体パッケージ2が実装されたときその半導体パ
ッケージ2の各周辺と自身の各周辺との間隔(以下、隙
間と称する)が1mm程度になるように形成されること
が望ましい。
【0012】また、凹部12は半導体パッケージ2の厚
さと同程度の深さを有することが望ましい。ただし、基
板1の強度低下を防ぐために基板1の厚さの半分以上の
深さにはしないようにすることが好ましい。例えば、基
板1の厚さを1.28mm、半導体パッケージ2の厚さ
を0.6mmとすると、凹部12の厚さは0.6mm前
後にする。
【0013】樹脂注入部9は、基板1において凹部12
の周辺から連続するように形成されており、この樹脂注
入部9を介して樹脂6の注入が行われる。この樹脂注入
部9は、注入された樹脂6が基板1と半導体パッケージ
2との各接続部に効果的に拡散するような位置に設けら
れ、その形状は樹脂6の性質、量および樹脂6の注入に
用いるディスペンサの口径等に応じて定められる。
【0014】図1においては、樹脂注入部9は(a)の
ように凹部12と同じ深さで、(b)のように基板1の
表面から見て四角形状の凹部として形成されている。樹
脂注入部9を基板1の表面から見て四角形状に形成する
場合、その縦横の長さを上述した隙間以上の長さにする
と効果的に樹脂6の充填を行うことができる。例えば、
隙間が1mmである場合は、樹脂注入部9を縦横5mm
程度に形成する。
【0015】凹部12の底面部には、半導体パッケージ
2の底面に設けられている図示されていない複数の電極
に対応させて複数のパッド4が形成されている。これら
複数のパッド4は、それぞれスルーホール5を介して基
板1の裏面の複数のパッド7に電気的に接続されてい
る。基板1の裏面には複数のパッド7および所定の配線
パターン8による信号層が形成されている。
【0016】半導体パッケージ2は、マイクロプロセッ
サやメモリなど所定の機能を有するCSPやベアチップ
などであり、底面には図示されていない複数の電極が設
けられている。
【0017】基板1に半導体パッケージ2を実装する場
合、半導体パッケージ2の複数の電極と凹部12の底面
部の複数のパッド4とをはんだボール3を介してそれぞ
れ電気的に接続する。
【0018】具体的には、半導体パッケージ2の各電極
にはんだボール3を形成し、凹部12における各パッド
4にフラックスを塗り、対応する各はんだボール3と各
パッド4を接触させてリフローで加熱することで接続を
行う。
【0019】このように基板1に半導体パッケージ2を
実装した後、適当なディスペンサを用いてエポキシなど
の樹脂6を樹脂注入部9を介して注入し、凹部12内に
樹脂6を充填させることにより基板1と半導体パッケー
ジ2との接続部を封止する。
【0020】以上述べたように、この基板モジュールは
基板1に凹部12を形成しておき、この凹部12に半導
体パッケージ2を実装したあと樹脂6を充填することに
より封止を行う。従って、樹脂封止に必要とされる基板
1の面積は、樹脂注入部9のみで従来のようにダムフレ
ームを用いる場合に比べてはるかに少なくなる。
【0021】また、半導体パッケージ2が凹部12に埋
め込まれるように実装されるので、外部からの衝撃に対
して確実に保護され、保護基板1からの半導体パッケー
ジ2の抜け落ち等が少なくなって製造時の歩留りが向上
する。また、半導体パッケージ2が埋め込めれた分だけ
基板モジュール自体も薄くなって高密度実装が可能にな
るため、この基板モジュールを搭載する電子機器等を小
型化することができるようになる。
【0022】さらに、樹脂注入部9を介して樹脂6を注
入しているため、樹脂6が凹部12内に効果的に拡散
し、接続部の隅々まで樹脂6が行き渡るので封止を確実
に行うことができる。
【0023】ところで、上記実施形態では樹脂注入部9
が一つの場合について説明したが、凹部12の周辺に複
数個設けるようにしてもよい。図2に示されるように、
凹部12の周辺を構成する4辺に樹脂注入部10a〜1
0dを設けた場合、基板1と半導体パッケージ2との接
続部に応じて各樹脂注入部10a〜10dの樹脂注入量
等を制御して、より効果的に樹脂6の充填を行うことが
できる。また、樹脂注入部9の形状および設置位置は任
意であり、例えば図3に示されるように基板1の表面か
ら見て円形状の樹脂注入部11a〜11dを凹部12の
周辺の頂点にそれぞれ設けるようにしてもよい。この
他、樹脂注入部9の設置位置、形状および数は必要に応
じて適当に変えることができる。なお、図2および図3
はそれぞれ基板モジュールを半導体パッケージの実装側
から見た図である。
【0024】次に、本発明の他の実施形態について説明
するが、以下では図1と相対応する部分に同一符号を付
して、第1の実施形態との相違点を中心として説明す
る。 (第2の実施形態)図4は、本発明の第2の実施形態に
係る基板モジュールの実装構造を示す図である。本実施
形態は基板の内層に信号層を形成するようにしたもので
ある。
【0025】具体的には、絶縁性材料で形成された適当
な厚さを有する基板本体31の表面にパッド7および配
線パターン8による信号層を形成し、この基板本体31
上に適当な絶縁性材料で絶縁層32を設けることにより
内層に信号層を有する基板を形成する。
【0026】絶縁層32には、第1の実施形態と同様の
凹部12およびパッド4が設けられており、この凹部1
2の底面部におけるパッド4と基板の内層におけるパッ
ド7とがスルーホール5を介して電気的に接続される。
【0027】このように半導体パッケージ2を凹部12
に実装した後は、第1の実施形態と同様に樹脂注入部9
を介して樹脂6を凹部12内に充填することで接続部の
封止を行う。
【0028】このようにして、信号層が基板の内層に設
けられた基板モジュールが得られる。この場合、信号層
が設けられた基板本体31上に絶縁層32をさらに設け
ることにより凹部12を形成しているので、第1の実施
形態のように基板に直接凹部12を形成する場合に比べ
て製造が容易である。
【0029】(第3の実施形態)図5は、本発明の第3
の実施形態に係る基板モジュールの構成を示す図で、
(a)はこの基板モジュールの実装構造を示す断面図、
(b)はこの基板モジュールを半導体パッケージの実装
側から見た図である。
【0030】本実施形態は、信号層が凹部の底面に露出
するようにしたものである。具体的には、まず図1で示
した基板1よりも薄い、例えば0.6mm程度の厚さの
基板本体21の表面に配線パターン23および複数のパ
ッド24を設けて信号層を形成する。
【0031】次に、この基板本体21の上に適当な絶縁
性材料によって絶縁層22を設け、これら基板本体21
および絶縁層22によって第1の実施形態と同様の形状
を有する凹部25および樹脂注入部26が形成されるよ
うにする。
【0032】なお、本実施形態の基板モジュールの厚さ
は、基板本体21と絶縁層22とを合わせた厚さである
ことから、絶縁層22は基板本体21と合わせて十分な
強度が確保される程度の厚さ、例えば0.6mm程度に
する。
【0033】以下は、第1の実施形態と同様に半導体パ
ッケージ2の各電極と基板本体21上の各パッド24と
を複数のはんだボール3で接続することにより半導体パ
ッケージ2を実装し、樹脂注入部26を介して樹脂6を
注入して接続部の封止を行う。
【0034】このようにして、凹部25の底面に信号層
が露出した基板モジュールが得られる。この場合、第1
および第2の実施形態のように基板にスルーホールを設
ける必要がないので構造が簡単になり、製造コストを低
下させることができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、凹
部に樹脂を充填することで封止が行われるので、従来の
ようにダムフレームを用いる場合に比べて樹脂封止に必
要とされる基板面積が少なくなる。
【0036】また、凹部に半導体パッケージが埋め込ま
れるように実装されるため、高密度実装が可能になると
共に、基板からの半導体パッケージの抜け落ち等が少な
くなって製造時の歩留りが向上する。さらに、樹脂注入
部を介して樹脂を充填しているので、樹脂が凹部に効果
的に拡散して封止を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る基板モジュール
の構成を示す図
【図2】図1中の樹脂注入部の別の例を示す図
【図3】図1中の樹脂注入部のさらに別の例を示す図
【図4】本発明の第2の実施形態に係る基板モジュール
の実装構造を示す断面図
【図5】本発明の第3の実施形態に係る基板モジュール
の構成を示す図
【図6】従来の基板モジュールの構成を示す図
【符号の説明】
1…基板 2…半導体パッケージ 3…はんだボール 4…パッド 5…スルーホール 6…樹脂 7…パッド 8…配線パターン 9…樹脂注入部 10a〜10d…樹脂注入部 11a〜11d…樹脂注入部 12…凹部 21…基板本体 22…絶縁層 23…配線パターン 24…パッド 25…凹部 26…樹脂注入部 31…基板本体 32…絶縁層 101…基板 102…半導体パッケージ 103…はんだボール 104…パッド 105…配線パターン 106…ダムフレーム 107…樹脂

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体パッケージと、 前記半導体パッケージが実装される凹部を有する基板
    と、 前記凹部の周辺から連続して形成される樹脂注入部と、 前記樹脂注入部を介して前記凹部内に充填される樹脂と
    を具備することを特徴とする基板モジュール。
  2. 【請求項2】前記樹脂注入部は複数個設けられることを
    特徴とする請求項1記載の基板モジュール。
  3. 【請求項3】前記半導体パッケージの底面には複数の電
    極が設けられ、前記凹部の底面部には前記半導体パッケ
    ージの電極にそれぞれ電気的に接続されるパッドが設け
    られ、この複数のパッドは前記基板の信号層に電気的に
    接続されることを特徴とする請求項2記載の基板モジュ
    ール。
  4. 【請求項4】前記信号層は前記基板の内層に設けられ、
    前記パッドはスルーホールを介して前記信号層に電気的
    に接続されることを特徴とする請求項3記載の基板モジ
    ュール。
  5. 【請求項5】前記半導体パッケージの底面には複数の電
    極が設けられ、前記凹部の底面には前記電極にそれぞれ
    電気的に接続する信号層が露出していることを特徴とす
    る請求項2記載の基板モジュール。
JP8247797A 1996-09-19 1996-09-19 基板モジュール Pending JPH1092970A (ja)

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ID=17168804

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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