(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の貫通孔に半田ボールを直接接続したＢＧＡパッケージにおいて、基板の貫通孔とハンダボールの直径の関係による接続不具合を解消するための方法を提供する。【解決手段】半田ボール２０の直径をＡとし、貫通孔１８の直径をＢとしたとき、Ａ／Ｂ＜１．２５の関係を満たすようにしているので、半田ボール２０が球形になろうとする力が、半田ボール２０と配線パターン１６との接合力よりも大きくなることはない。Ａ／Ｂ＜１．２５の関係は、ボール落ちを生じないための条件として、発明者が実験により求めたものである。これによりボール落ちを防止できるので、実装不良の発生率を大幅に低減できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔が形成された基板と、前記基板の表面に形成された配線パターンと、前記基板の裏面側から前記貫通孔を通して前記配線パターンに接続された半田ボールとを備える、半導体装置において、
前記半田ボールの直径をＡとし、前記貫通孔の直径をＢとしたとき、Ａ／Ｂ＜１．２５の関係を満たすようにし、前記半田ボールと前記配線パターンとを当該半田ボール以外の導電性物質を用いずに接続したことを特徴とする、半導体装置。
【請求項２】
前記基板上に配置される半導体チップ、および
前記半導体チップを封止するモールド樹脂をさらに備える、請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記基板は絶縁材料からなる、請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁材料はポリイミド、ガラスエポキシおよびセラミックから選ばれた１つからなる、請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記基板の表面のダイボンディング領域に形成されるレジストをさらに備え、
前記半導体チップは前記レジストの上にダイボンディングシートを介してダイボンディングされる、請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体チップの電極と前記配線パターンのボンディングパッドとを接続するボンディングワイヤをさらに備え、
前記モールド樹脂は前記半導体チップおよび前記ボンディングワイヤを覆う、請求項５記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特にたとえばＢＧＡ（ＢＡＬＬ  ＧＲＩＤ  ＡＲＲＡＹ）型樹脂モールドパッケージを採用した、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の半導体装置１では、図５（Ａ）に示すように、基板２の表面に形成された配線パターン３と、基板２の貫通孔４内に配置された半田ボール５とが直接接続されていた。そして、半田ボール５の直径と貫通孔４の直径との関係については特に考慮されていなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術では、貫通孔４の直径に対して半田ボール５の直径が大き過ぎたり小さ過ぎたりする場合が生じ、前者の場合（大き過ぎる場合）には、図５（Ｂ）に示すように、半導体装置１の実装時に半田ボール５と配線パターン３との電気的な接続が断たれるおそれがあった。
【０００４】
つまり、実装時に半田ボール５をリフローすると、半田ボール５には球形になろうとする力が作用し、この力は、半田ボール５の直径が大きくなるほど大きくなる。一方、半田ボール５と配線パターン３との接合力の大きさは、接合面積が小さくなれば小さくなり、その接合面積は、貫通孔４の直径により定まる。したがって、貫通孔４の直径に対して半田ボール５の直径が大き過ぎる場合には、半田ボール５が球形になろうとする力が、半田ボール５と配線パターン３との接合力よりも大きくなり、ボール落ち（半田ボール５が配線パターン３から引き離される現象）を生じるおそれがあった。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、ボール落ちを防止することにより実装不良の発生を防止できる、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】
【０００６】
第１の発明は、貫通孔が形成された基板と、基板の表面に形成された配線パターンと、基板の裏面側から貫通孔を通して配線パターンに接続された半田ボールとを備える、半導体装置において、半田ボールの直径をＡとし、貫通孔の直径をＢとしたとき、Ａ／Ｂ＜１．２５の関係を満たすようにするとともに、半田ボールと配線パターンとを当該半田ボール以外の導電性物質を用いずに接続したことを特徴とする、半導体装置である。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明に従属し、基板上に配置される半導体チップ、および半導体チップを封止するモールド樹脂をさらに備える、半導体装置である。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明に従属し、基板は絶縁材料からなる、半導体装置である。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明に従属し、絶縁材料はポリイミド、ガラスエポキシおよびセラミックから選ばれた１つからなる、半導体装置である。
【００１０】
第５の発明は、第４の発明に従属し、基板の表面のダイボンディング領域に形成されるレジストをさらに備え、半導体チップは前記レジストの上にダイボンディングシートを介してダイボンディングされる、半導体装置である。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明に従属し、半導体チップの電極と配線パターンのボンディングパッドとを接続するボンディングワイヤをさらに備え、モールド樹脂は半導体チップおよびボンディングワイヤを覆う、半導体装置である。
【作用】
【００１２】
半田ボールの直径をＡとし、貫通孔の直径をＢとしたとき、Ａ／Ｂ＜１．２５の関係を満たすようにしているので、半田ボールが球形になろうとする力が、半田ボールと配線パターンとの接合力よりも大きくなることはない。Ａ／Ｂ＜１．２５の関係は、ボール落ちを生じないための条件として、発明者が実験により求めたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、ボール落ちを防止でき、実装不良の発生率を大幅に低減できる。
【００１４】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】図１実施例（モールド前）の平面図である。
【図３】半田ボールの直径Ａと貫通孔の直径Ｂとの関係を示す図解図である。
【図４】Ａ／Ｂと実装不良の発生率との関係を示すグラフである。
【図５】従来技術を示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１および図２に示すこの実施例の半導体装置１０は、半導体チップ１２にＢＧＡＢＧＡ（ＢＡＬＬ  ＧＲＩＤ  ＡＲＲＡＹ）型樹脂モールドパッケージを施したものであり、簡単に言えば、基板１４の表面に形成された配線パターン１６と基板１４の貫通孔１８内に配置された半田ボール２０とをフラックスのみで直接接続したものである。
【００１７】
基板１４は、ポリイミド，ガラスエポキシまたはセラミック等のような絶縁材料からなり、基板１４のダイボンディング領域には、複数（この実施例では３６個）の貫通孔１８が行列状に形成される。
【００１８】
配線パターン１６は、Ｃｕ等のような導電性金属からなり、配線パターン１６の一端は貫通孔１８の上端を閉塞するように配置され、他端は基板１４の周縁部に配置され、この他端がボンディングパッド１６ａとされる。
【００１９】
そして、基板１４の表面（ダイボンディング領域）には、レジスト２２が形成され、レジスト２２上には、ダイボンディングシート２４を介して半導体チップ１２がダイボンディングされる。
【００２０】
ダイボンディングシート２４は、たとえばポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等からなる周知のシート状接着剤であり、このダイボンディングシート２４により、レジスト２２の上面に均一な厚さで接着剤層が形成される。ダイボンディングシート２４が熱硬化性樹脂からなる場合には、半導体チップ１２がダイボンディングシート２４上に載置された後、ダイボンディングシート２４がヒータ等により加熱され、それにより半導体チップ１２がレジスト２２上に接着される。
【００２１】
そして、半導体チップ１２の上面電極１２ａと配線パターン１６のボンディングパッド１６ａとが金ワイヤ２６を介してワイヤボンディングされ、半導体チップ１２および金ワイヤ２６がモールド樹脂２８により封止される。
【００２２】
さらに、基板１４の下面に開口された各貫通孔１８内には、半田ボール２０が配置され、各半田ボール２０がフラックスを用いて配線パターン１６に直接接続される。
【００２３】
ここで、図３に示すように、半田ボール２０の直径をＡとし、貫通孔１８の直径をＢとしたとき、Ｂに対してＡが大き過ぎるとボール落ち（図５（Ｂ））を生じてしまう。そこで、この発明では、Ｂに対してＡが大きくなり過ぎないようにこれらの関係が設定される。
【００２４】
つまり、Ａ／Ｂと実装不良（ボール落ち等）の発生率との関係を発明者等が実験により調べたところ、図４のグラフに示すように、Ａ／Ｂが１．２５より小さい（Ａ／Ｂ＜１．２５）ときに、実装不良が生じないことが分かった。したがって、この発明では、ＡおよびＢが、Ａ／Ｂ＜１．２５の関係を満たすように設定される。
【００２５】
なお、半田ボール２０の直径Ａは、配線パターン１６に接続する前後で変化するものではないが、この実施例では接続前の直径Ａ（図３）を基準として、この直径Ａが、Ａ／Ｂ＜１．２５の関係を満たすように設定される。
【００２６】
この実施例によれば、半田ボール２０の直径Ａと貫通孔１８の直径Ｂとを適切に設定することによりボール落ちを防止でき、実装不良の発生率を大幅に低減できる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  …半導体装置
１２  …半導体チップ
１４  …基板
１６  …配線パターン
１８  …貫通孔
２０  …半田ボール
２４  …ダイボンディングシート
２６  …金ワイヤ
【図１】
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【図２】
2010135825.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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