(57)【要約】      （修正有）【課題】配線基板に形成される配線パターンの引き回しの自由度を確保しつつ、反りを低減し、コプラナリティを向上させることができる配線基板及びそれを用いた半導体装置を提供する。【解決手段】複数の電極を含む矩形形状の半導体チップと、一方の主面に半導体チップを搭載し、この半導体チップに含まれる複数の電極と他方の主面に整列する複数の外部電極とを接続する配線パターンを含む配線基板１０と、配線基板１０の一方の主面の少なくとも一部に堆積されて半導体チップを封止する封止樹脂１３とを備え、配線基板１０には、矩形形状の半導体チップの対角線の延長線上又は延長線近傍に、封止樹脂１３の内部応力を低減するスリット１６が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極を含む矩形形状の半導体チップを一方の主面に搭載し、当該一方の主面の少なくとも一部に当該半導体チップを封止する封止樹脂が堆積される配線基板であって、
前記半導体チップに含まれる複数の電極と他方の主面に整列する複数の外部電極とを接続する配線パターンを備え、
矩形形状の前記半導体チップの対角線の延長線上又は延長線近傍に、前記封止樹脂の内部応力を低減するスリットが形成されることを特徴とする、配線基板。
【請求項２】
前記スリットは、前記半導体チップの対角線の延長線に沿った切れ込みであることを特徴とする、請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記スリットは、前記半導体チップの対角線の延長線と交差する切れ込みであることを特徴とする、請求項１に記載の配線基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の配線基板を備えることを特徴とする、半導体装置。
【請求項５】
前記配線基板は、矩形形状のコーナ部分がカットされた形状であることを特徴とする、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記スリットの一部が前記封止樹脂で充填されることを特徴とする、請求項４に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージ用配線基板及びそれを用いた半導体装置に関し、より特定的には、反りを低減できる半導体パッケージ用配線基板及びそれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体パッケージにおいて、多端子化、狭ピッチ化及び薄型化が進んでいる。このような半導体パッケージの一つに、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）がある。ＢＧＡにおいては、端子数が２０００を越えるものも存在し、ボールピッチは０．４〜１．２７ｍｍ程度であり、また、パッケージ厚さは数ｍｍ〜サブｍｍ程度である。
【０００３】
上記したＢＧＡに代表されるインターポーザ（上面に半導体チップを搭載し下面に端子を備える配線基板）を用いた半導体装置には、反りの問題がある。この半導体装置の反りは、半導体チップを搭載する配線基板と半導体チップを封止する封止樹脂との製造過程における収縮率の差に起因して生じる。また、この半導体装置の反りは、半導体装置のコプラナリティを低下させる。なお、コプラナリティとは、ＢＧＡ等の部品を取付け面に置いたときの部品の端子高さの最低値と最高値との差を意味し、端子の先端によって形づくられる面の平坦性を意味するものである。
【０００４】
特許文献１には、このような半導体装置の反りを低減する従来の技術が記載されている。図２１は、特許文献１の従来の半導体装置８００を示す図である。図２２は、図２１の半導体装置８００のＢ−Ｂ’断面を示す図である。図２３は、図２１の半導体装置８００のＡ−Ａ’断面を示す図である。
【０００５】
図２１〜図２３に示す通り、半導体装置８００は、配線基板８０と、半導体チップ８１と、接着部材８２と、封止樹脂８３と、ワイヤ８４と、外部電極８５とを備える。半導体チップ８１は、配線基板８０の一方の主面に接着部材８２を介して搭載される。外部電極８５は、配線基板８０の他方の主面に整列して配置される。ワイヤ８４は、半導体チップ８１上に備えられる電極（図示せず）と配線基板８０に形成された配線パターン（図示せず）とを電気的に接続する。封止樹脂８３は、配線基板８０の半導体チップ８１搭載主面において、半導体チップ８１、ワイヤ８４、接着部材８２、及び配線基板８０の一部を一体的に封止して保護する。
【０００６】
配線基板８０には、配線基板８０の外周を形成する各辺に平行となるように、それぞれスリット８６が形成される。このスリット８６は、図２１及び図２２に示すとおり、配線基板８０において、封止樹脂８３によって封止される領域に位置する。このことによって、配線基板８０と封止樹脂８３との接触面積が縮小し、また、製造時においてスリット８６の幅が狭まる（又は広がる）ので、封止樹脂８３内部に残留する収縮応力を低減することができる。この結果として、従来の半導体装置８００は、反りを低減でき、また、コプラナリティを向上させることができる。
【０００７】
図２４は、特許文献１の別の従来の半導体装置９００を示す図である。図２５は、図２４の半導体装置９００のＢ−Ｂ’断面を示す図である。図２６は、図２４の半導体装置９００のＡ−Ａ’断面を示す図である。
【０００８】
図２４〜図２６に示す通り、半導体装置９００は、図２１に示す半導体装置８００に対して、スリット８６が形成された配線基板８０をスリット９６が形成された配線基板９０に置き換えたものである。従って、半導体装置９００において、半導体装置８００と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明は原則として省略する。半導体装置９００のスリット９６は、半導体装置８００のスリット８６に、このスリット８６の中央から配線基板８０の中心部に向かうスリットを追加したＴ字形状である。このことによって、配線基板９０と封止樹脂８３との接触面積は更に縮小し、また、製造時においてＴ字形状のスリット９６の幅が狭まる（又は広がる）ので、封止樹脂８３内部に残留する収縮応力を更に低減することができる。この結果として、従来の半導体装置９００は、従来の半導体装置８００よりも更に反りを低減でき、また、コプラナリティを更に向上させることができる。
【特許文献１】特開平１１−１８６４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した従来の半導体装置には、以下に説明する問題がある。図２１に示す従来の半導体装置８００において、スリット８６は、半導体チップ８１を取り囲むように位置する。このことから、スリット８６は、スリット８６によって取り囲まれた領域の外まで配線基板８０に形成される配線パターンを引き回すことを困難にする。つまり、従来の半導体装置８００においては、配線基板８０に形成される配線パターンの引き回し方に大きな制約が生じる。ここで、配線基板８０に形成される配線パターンは、通常、ワイヤ８４と外部電極８５とを電気的に接続するものである。従って、従来の半導体装置８００には、外部電極８５の配置が制約されて２次実装に制約が生じ、この結果として実用性が低下するという問題がある。
【００１０】
図２４に示す従来の半導体装置９００において、Ｔ字形状のスリット９６は、従来の半導体装置８００のスリット８６と同様に、半導体チップ８１を取り囲むように位置し、加えて、ワイヤ８４の引き回し領域を分断している。このことから、従来の半導体装置９００においては、従来の半導体装置８００よりも、配線基板９０に形成される配線パターンの引き回し方に更に大きな制約が生じる。この結果として、従来の半導体装置９００には、従来の半導体装置８００よりも、外部電極８５の配置が制約されて２次実装に制約が生じ、更に実用性が低下するという問題がある。
【００１１】
それ故に、本発明の目的は、配線基板に形成される配線パターンの引き回しの自由度を確保しつつ、反りを低減し、コプラナリティを向上させることができる配線基板及びそれを用いた半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、複数の電極を含む矩形形状の半導体チップを一方の主面に搭載し、この一方の主面の少なくとも一部にこの半導体チップを封止する封止樹脂が堆積される配線基板に向けられている。そして上記目的を達成させるために、本発明の配線基板は、半導体チップに含まれる複数の電極と他方の主面に整列する複数の外部電極とを接続する配線パターンを備え、矩形形状の半導体チップの対角線の延長線上又は延長線近傍に、封止樹脂の内部応力を低減するスリットが形成される。
【００１３】
このことによって、本発明の配線基板は、配線基板に形成される配線の引き回しの自由度を確保しつつ、半導体装置の反りを低減することができる。
【００１４】
また、好ましくは、配線基板のスリットは、半導体チップの対角線の延長線に沿った切れ込みである。
【００１５】
また、好ましくは、配線基板のスリットは、半導体チップの対角線の延長線と交差する切れ込みである。
【００１６】
また、本発明は、上記した配線基板を備える半導体装置にも向けられている。このとによって、本発明の半導体装置は、配線基板に形成される配線の引き回しの自由度を確保しつつ、半導体装置の反りを低減することができる。
【００１７】
また、好ましくは、配線基板は、矩形形状のコーナ部分がカットされた形状である。
【００１８】
このことによって、半導体装置のコプラナリティが向上する。
【００１９】
また、配線基板のスリットの一部が封止樹脂で充填されてもよい。
【００２０】
このことによって、アンカー効果が生じて、配線基板と封止樹脂との接着強度が向上する。
【発明の効果】
【００２１】
上記した発明によれば、半導体装置において、配線基板に形成される配線パターンの引き回しの自由度を確保しつつ、反りを低減し、また、コプラナリティを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置１００の一例を示す図である。図２は、図１の半導体装置１００のＢ−Ｂ’断面を示す図である。図３は、図１の半導体装置１００のＡ−Ａ’断面を示す図である。
【００２３】
図１〜図３に示す通り、半導体装置１００は、配線基板１０と、半導体チップ１１と、接着部材１２と、封止樹脂１３と、複数のワイヤ１４と、複数の外部電極１５とを備える。半導体チップ１１は、配線基板１０の一方の主面に接着部材１２を介して搭載される。なお、半導体チップ１１は、通常、矩形形状（正方形形状又は長方形形状）である。複数の外部電極１５は、配線基板１０の他方の主面に整列して配置される。複数のワイヤ１４は、半導体チップ１１上に備えられる複数の電極（図示せず）と配線基板１０に形成された配線パターン（図示せず）とを、電気的に接続する。なお、配線基板１０に形成された配線パターンは、配線基板１０の表面（又は内部）で引き回されて、複数の外部電極１５に接続される。封止樹脂１３は、配線基板１０の半導体チップ１１を搭載した主面において、半導体チップ１１、複数のワイヤ１４、接着部材１２及び配線基板１０の半導体チップ１１搭載面の一部を一体的に封止して保護する。
【００２４】
図４は、図１の半導体装置１００を構成する配線基板１０の一例を示す図である。図４に示す通り、配線基板１０は矩形形状の基材から成り、基材のコーナから中心部に向かうスリット１６がコーナ毎に形成される。配線基板１０を構成する基材は、例えば、ガラスエポキシ基板である。ここで、ガラスエポキシ基板は、一般に、プリプレグと呼ばれるガラス布に熱硬化性樹脂を浸透させて硬化させたシートの表面に銅めっきによって配線パターンを形成し、その配線パターンを形成したシートを積層したものである。また、配線基板１０のスリット１６の少なくとも一部は、図１及び図３に示す通り、配線基板１０において、封止樹脂１３によって封止された領域に位置する。また、スリット１６は、封止樹脂１３によって、全く充填されない。
【００２５】
このことによって、配線基板１０と封止樹脂１３との接触面積が縮小し、また、製造時においてスリット１６の幅が狭まる（又は広がる）ので、封止樹脂１３内部に残留する収縮応力を低減することができる。この結果として、第１の実施形態に係る半導体装置１００は、半導体装置１００の反りを低減できる。図５は、第１の実施形態の半導体装置１００の反りを低減する効果について具体的に説明するための図である。図５に示すように、封止樹脂１３のモールドサイズをＬ、スリット１６の幅を０．１２Ｌ、配線基板１０と封止樹脂１３との接触面のうち配線基板１０の中心点Ｃから最も遠い点Ｄと点Ｃとの距離を０．６５Ｌとした場合を考える。この場合、半導体装置１００は、配線基板１０がスリット１６を有さない場合に比べて、反りを８％程度低減できる。
【００２６】
また、図１に示すように、配線基板１０のスリット１６は、矩形形状の半導体チップ１１の対角線の延長線上又は延長線近傍の領域に形成され、当該対角線の延長線に沿った切れ込みである。つまり、スリット１６は、配線基板１０において、半導体チップ１１の各コーナから放射状に形成される切れ込みである。このことから、スリット１６は、従来の半導体装置８００のスリット８６（図２１を参照）及び従来の半導体装置９００のスリット９６（図２４を参照）とは異なり、半導体チップ１１を取り囲まない（図１を参照）。また、スリット１６は、従来の半導体装置９００のスリット９６とは異なり、ワイヤ１４の引き回し領域を分断することはない。従って、スリット１６は、スリット８６及びスリット９６とは異なり、配線基板１０に形成される配線の引き回しを困難にすることはないので、配線基板１０に形成される配線の引き回し方に大きな制約は生じない。この結果として、第１の実施形態に係る半導体装置１００は、２次実装に制約を生じさせず、実用性を確保することができる。
【００２７】
また、スリット１６は、配線基板１０のコーナに設けられるので、半導体装置１００の対角線方向の幅が低減し、半導体装置１００のコプラナリティは向上する。
【００２８】
以上に説明したように、第１の実施形態に係る半導体装置１００は、配線基板１０に形成される配線パターンの引き回しの自由度を確保しつつ、半導体装置１００の反りを低減し、また、コプラナリティを向上させることができる。
【００２９】
なお、スリット１６のスリット幅及びスリット長は、配線基板１０の剛性及び配線形成領域を十分確保できるサイズにすることが好ましい。
【００３０】
また、以上では、封止樹脂１３はスリット１６を全く充填しないものとして説明した（図３を参照）。しかし、図６に示すように、封止樹脂１３は、スリット１６の一部を充填してもよい。この場合には、スリット１６に充填された封止樹脂が配線基板１０を抱え込むので、アンカー効果が生じて配線基板１０と封止樹脂１３との密着強度が向上する。
【００３１】
また、図７に示すように、配線基板１０は、コーナ部分がカットされてもよい。このことによって、半導体装置１００の対角線方向の幅が更に低減し、半導体装置１００のコプラナリティは更に向上する。
【００３２】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置２００の一例を示す図である。図９は、図８の半導体装置２００のＢ−Ｂ'断面を示す図である。図１０は、図８の半導体装置２００のＡ−Ａ'断面を示す図である。
【００３３】
図８〜図１０に示す通り、第２の実施形態に係る半導体装置２００は、第１の実施形態に係る半導体装置１００（図１〜図３を参照）に対して、配線基板１０を配線基板２０に置き換えた構成である。従って、半導体装置２００において、半導体装置１００と同一の構成要素については同一の参照符号を付し、その説明は原則として省略する。
【００３４】
図１１は、図８の半導体装置２００を構成する配線基板２０の一例を示す図である。図１１に示す通り、配線基板２０は、コーナ部がカットされた矩形形状の基材から成る。以下では、このコーナ部のカットされた面を、カット面２６という。配線基板２０を構成する基材は、例えば、ガラスエポキシ基板である。配線基板２０のカット面２６の表面には、図８及び図１０に示すように、封止樹脂１３は形成されない。
【００３５】
以上の構成によって配線基板２０の対角線方向の幅が低減されるので、第２の実施形態に係る半導体装置２００は、コプラナリティを向上させることができる。また、第２の実施形態に係る半導体装置２００は、従来の半導体装置８００及び９００とは異なり、半導体チップ１１を取り囲むスリットを有さず、また、ワイヤ１４の引き回し領域を分断するスリットも有さない。従って、配線基板２０に形成される配線パターンの引き回し方に大きな制約は生じない。
【００３６】
以上に説明したように、第２の実施形態に係る半導体装置２００は、配線基板２０に形成される配線パターンの引き回しの自由度を確保しつつ、コプラナリティを向上させることができる。
【００３７】
なお、第２の実施形態では、配線基板２０のカット面２６の表面に、封止樹脂１３は形成されないこととした（図１０を参照）。しかし、図１２に示すように、配線基板２０のカット面２６の表面の少なくとも一部に、封止樹脂１３の一部が形成されてもよい。このことによって、カット面２６の表面に形成された封止樹脂が配線基板２０を抱え込むので、アンカー効果によって配線基板２０と封止樹脂１３との密着強度が向上する。
【００３８】
また、第２の実施形態では、図８に示すように、配線基板２０のコーナ部を比較的大きくカットした場合について説明した。しかし、図１３〜図１５に示すように、配線基板２０のコーナ部を比較的小さくカットしてもよい。このことによって、配線基板２０の配線領域を確保して配線基板２０の配線パターンの引き回しの自由度を大きく確保しつつ、コプラナリティを向上させることができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図１６は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置３００の一例を示す図である。図１７は、図１６の半導体装置３００のＢ−Ｂ'断面を示す図である。図１８は、図１６の半導体装置３００のＡ−Ａ'断面を示す図である。
【００４０】
図１６〜図１８に示す通り、第３の実施形態に係る半導体装置３００は、第１の実施形態に係る半導体装置１００（図１〜図３を参照）に対して、配線基板１０を配線基板３０に置き換えた構成である。従って、半導体装置３００において、半導体装置１００と同一の構成要素については同一の参照符号を付し、その説明は原則として省略する。
【００４１】
図１９は、図１６の半導体装置３００を構成する配線基板３０の一例を示す図である。図１９に示す通り、配線基板３０は、コーナ部がカットされた矩形形状の基材から成る。以下では、このコーナ部のカットされた面を、カット面２６という。また、配線基板３０には、封止樹脂１３のコーナ部の位置にスリット３６が形成される（図１６を参照）。配線基板３０を構成する基材は、例えば、ガラスエポキシ基板である。
【００４２】
以上の構成によって第３の実施形態に係る半導体装置３００は、第２の実施形態に係る半導体装置２００と同様に、コプラナリティを向上させることができる。
【００４３】
また、第３の実施形態に係る半導体装置３００は、配線基板３０において封止樹脂１３のコーナ部にスリット３６が形成されるので、配線基板３０と封止樹脂１３との接触面積が縮小し、また、製造時においてスリット３６の幅が広がるので、封止樹脂１３内部に残留する収縮応力を低減することができる。この結果として、第３の実施形態に係る半導体装置３００は、半導体装置３００の反りを低減できる。
【００４４】
また、図１６に示すように、配線基板３０のスリット３６は、矩形形状の半導体チップ１１の対角線の延長線上又は延長線近傍の領域に形成され、当該対角線の延長線と交差する切れ込みである。このことから、スリット３６は、従来の半導体装置８００のスリット８６（図２１を参照）及び従来の半導体装置９００のスリット９６（図２４を参照）とは異なり、半導体チップ１１を取り囲まない（図１を参照）。また、スリット３６は、従来の半導体装置９００のスリット９６とは異なり、ワイヤ１４の引き回し領域を分断することはない。従って、スリット３６は、スリット８６及びスリット９６とは異なり、配線基板３０に形成される配線パターンの引き回しを困難にすることはないので、配線基板３０に形成される配線パターンの引き回し方に大きな制約は生じない。この結果として、第３の実施形態に係る半導体装置３００は、２次実装に制約を生じさせず、実用性を確保することができる。
【００４５】
以上に説明したように、第３の実施形態に係る半導体装置３００は、配線基板３０に形成される配線パターンの引き回しの自由度を確保しつつ、半導体装置３００の反りを低減し、また、コプラナリティを向上させることができる。
【００４６】
なお、第３の実施形態では、封止樹脂１３はスリット３６を全く充填しないものとして説明した（図１８を参照）。しかし、図２０に示すように、封止樹脂１３は、スリット３６の一部を充填してもよい。この場合には、スリット３６に充填された封止樹脂が配線基板３０を抱え込むので、アンカー効果が生じて配線基板３０と封止樹脂１３との密着強度が向上する。
【００４７】
また、第３の実施形態では、配線基板３０において封止樹脂１３のコーナ部にスリット３６が形成される場合について説明した（図１６を参照）。しかし、スリット３６は、配線基板３０において、矩形形状の半導体チップ１１の対角線の延長線上又は延長線近傍の領域に形成されればよい。このことによって、同様に、配線基板３０の配線パターンの引き回しの自由度を確保しつつ、半導体装置３００の反りを低減できるからである。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、インターポーザを用いた半導体装置等に利用可能であり、特に、半導体装置の反りを低減したい場合等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置１００の一例を示す図
【図２】図１の半導体装置１００のＢ−Ｂ'断面を示す図
【図３】図１の半導体装置１００のＡ−Ａ'断面を示す図
【図４】図１の半導体装置１００を構成する配線基板１０の一例を示す図
【図５】第１の実施形態の半導体装置１００の反りを低減する効果について具体的に説明するための図
【図６】図１の半導体装置１００のＡ−Ａ'断面を示す別の図
【図７】図１の半導体装置１００を構成する配線基板１０の別の一例を示す図
【図８】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置２００の一例を示す図
【図９】図８の半導体装置２００のＢ−Ｂ'断面を示す図
【図１０】図８の半導体装置２００のＡ−Ａ'断面を示す図
【図１１】図８の半導体装置２００を構成する配線基板２０の一例を示す図
【図１２】図８の半導体装置２００のＡ−Ａ'断面を示す別の図
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置２００の別の一例を示す図
【図１４】図１３の半導体装置２００のＢ−Ｂ'断面を示す図
【図１５】図１３の半導体装置２００のＡ−Ａ'断面を示す図
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置３００の一例を示す図
【図１７】図１６の半導体装置３００のＢ−Ｂ'断面を示す図
【図１８】図１６の半導体装置３００のＡ−Ａ'断面を示す図
【図１９】図１６の半導体装置３００を構成する配線基板３０の一例を示す図
【図２０】図１６の半導体装置３００のＡ−Ａ'断面を示す別の図
【図２１】特許文献１の従来の半導体装置８００を示す図
【図２２】図２１の半導体装置８００のＢ−Ｂ'断面を示す図
【図２３】図２１の半導体装置８００のＡ−Ａ'断面を示す図
【図２４】特許文献１の別の従来の半導体装置９００を示す図
【図２５】図２４の半導体装置９００のＢ−Ｂ'断面を示す図
【図２６】図２４の半導体装置９００のＡ−Ａ'断面を示す図
【符号の説明】
【００５０】
１００、２００、３００、８００、９００    半導体装置
１０、２０、３０、８０、９０    配線基板
１１、８１    半導体チップ
１２、８２    接着部材
１３、８３    封止樹脂
１４、８４    ワイヤ
１５、８５    外部電極
１６、３６、８６、９６    スリット
２６    カット面
【図１】
2010045311.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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