(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に所定の配線パターンを有する絶縁フィルムと、
前記絶縁フィルムの所定の個所に搭載され、前記配線パターンの所定の個所に接続された半導体素子と、
片面に予め形成された接着層を有する金属板をプレス加工することにより形成された膨出部と、ＴＡＢテープ用の絶縁フィルムに接着される平坦部とからなる補強板と、
前記配線パターンの所定の個所に接続されて二次元的に配置された複数の半田ボールとから構成され、
前記膨出部は、
打抜き加工により略正方形に成形され、前記平坦部よりも突出した天井部と、
前記天井部の各辺に夫々設けられた複数の天井支持部と、
前記天井支持部の両側に設けられた応力を逃がす開口部とからなり、前記天井部の上に前記半導体素子が接着されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記天井支持部は、前記補強板の幅の１／２以下の幅を有することを特徴とする請求項第１項記載の半導体装置。
【請求項３】
片面に予め形成された接着層を有する金属板をプレス加工することにより形成された膨出部と、ＴＡＢテープ用の絶縁フィルムに接着される平坦部とから構成され、
前記膨出部は、
前記半導体素子を接着するための、打抜き加工により略正方形に成形され、かつ前記平坦部よりも突出した天井部と、
前記天井部の各辺に夫々設けられた複数の天井支持部と、
前記天井支持部の両側に設けられた応力を逃がす開口部とから構成されたことを特徴とする半導体装置用補強板。
【請求項４】
前記天井支持部は、前記補強板の幅の１／２以下の幅を有することを特徴とする請求項第３項記載の半導体装置用補強板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置および半導体装置用補強板に関し、特に、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）、あるいはＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）タイプとして好適な半導体装置とこれに使用される補強板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬＳＩ等の半導体素子における入出力容量の増大に伴い、半導体素子を搭載する基板が、リードフレームタイプから細密配線が可能なＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープタイプに変わりつゝある。
【０００３】
半導体装置の基板にＴＡＢテープを使用するときの問題点として、ＴＡＢテープの平坦度がある。
薄い絶縁フィルムを基材とするＴＡＢテープは、異質な銅箔とのラミネート構成を基本構造としているため、製造中の熱負荷等による潜在応力が原因して、反りが発生しやすい。
【０００４】
従来、この反りへの対策として、たとえば、ＴＡＢテープに補強板（スティッフナー）を貼り付け、これによってＴＡＢテープの平坦化を図り、半導体装置が備える半田ボールと接続相手の配線基板とを確実に接続することのできる半導体装置が提案されている。
【０００５】
図３は、補強板を使用したＢＧＡタイプの半導体装置の構造を示したもので、１はＴＡＢテープの絶縁フィルム、２は絶縁フィルム１の片面に形成された所定の形状の配線パターン、４は絶縁フィルム１の中央部のデバイスホールに搭載された半導体素子を示し、その電極部５は配線パターン２のインナーリード３に接続されている。
【０００６】
６は樹脂封止部、１３は配線パターン２の所定の個所に接続され、二次元的に配置された半田ボール、７は絶縁フィルム１に接着剤１０によって接着された補強板を示す。
銅などの金属によって構成される補強板７は、半導体素子４の位置に、半導体素子４を囲むようにして膨出部９を有し、この膨出部９の天井部１１の内側に半導体素子４を接着剤１２によって接着させている。１６は天井部１１を突出させた隆起部を示す。
【０００７】
図４は、補強板７の構造を示したもので、平面図の（イ）および斜視図の（ロ）のように、天井部１１の四隅には穴１７が設けられており、この穴１７の形成によって、半導体装置におけるヒートサイクルを原因とした応力発生に対処している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の半導体装置によると、半導体装置を配線基板に実装したときに、半田ボール１３に強い応力が作用し、このため、半田ボール１３にクラックを発生させることがある。
【０００９】
図５は、ＢＧＡタイプの半導体装置を、その半田ボール１３を配線基板１８の配線回路１９の所定の個所に接続させた実装構造を示したものである。
従来の補強板７を備えた半導体装置の場合には、ヒートサイクルを原因とした応力を、膨出部９において完全に緩和することができず、このため、緩和されなかった応力は半田ボール１３に集中するようになる。
【００１０】
図６は、配線パターン２と配線回路１９の間に位置する半田ボール１３を拡大して示したもので、半田ボール１３は、繰り返しの応力作用のために徐々に変形し、最終的には、クラック２０を発生させるようになる。
【００１１】
従って、本発明の目的は、半田ボールにクラックが発生しにくい長寿命の半導体装置とこれに使用される補強板を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、表面に所定の配線パターンを有する絶縁フィルムと、前記絶縁フィルムの所定の個所に搭載され、前記配線パターンの所定の個所に接続された半導体素子と、片面に予め形成された接着層を有する金属板をプレス加工することにより形成された膨出部と、ＴＡＢテープ用の絶縁フィルムに接着される平坦部とからなる補強板と、前記配線パターンの所定の個所に接続されて二次元的に配置された複数の半田ボールとから構成され、前記膨出部は打抜き加工により略正方形に成形され、前記平坦部よりも突出した天井部と、前記天井部の各辺に夫々設けられた複数の天井支持部と、前記天井支持部の両側に設けられた応力を逃がす開口部とからなり、前記天井部の上に前記半導体素子が接着されたことを特徴とする半導体装置を提供するものである。
【００１３】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、片面に予め形成された接着層を有する金属板をプレス加工することにより形成された膨出部と、ＴＡＢテープ用の絶縁フィルムに接着される平坦部とから構成され、前記膨出部は、前記半導体素子を接着するための、打抜き加工により略正方形に成形され、かつ前記平坦部よりも突出した天井部と、前記天井部の各辺に夫々設けられた複数の天井支持部と、前記天井支持部の両側に設けられた応力を逃がす開口部とから構成されたことを特徴とする半導体装置用補強板を提供するものである。
【００１４】
上記の絶縁フィルムの構成材としては、たとえば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル等が使用され、補強板の構成材としては、銅、アルミニウム、あるいはこれらの合金などが使用される。
【００１５】
天井支持部の幅寸法は、補強板の幅の１／２以下に設定することが望ましく、天井支持部の幅がこれを超えると、熱応力の緩和効果が不足するようになるので好ましくない。
【００１６】
補強板の平坦部と天井部のうちの一方、あるいはこれら双方に、絶縁フィルムおよび半導体素子を接着させるための接着層を予め形成しておくことは好ましい。
接着層は、接着塗料の塗布乾燥、あるいはフィルム状接着剤の貼り付け等により形成される。接着層を、平坦部から天井部にかけて連続して形成することはさしつかえない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による半導体装置および半導体装置用補強板の実施の形態について説明する。
図１は、半導体装置の構造を示したもので、１はＴＡＢテープの絶縁フィルム、２は絶縁フィルム１の片面に形成された所定の形状の配線パターン、３はインナーリード、４は絶縁フィルム１のデバイスホールに搭載された半導体素子を示し、その電極部５はインナーリード３に接続されている。
【００１８】
６は樹脂封止部、７は平坦部８と膨出部９とから構成された補強板を示し、一枚の銅板をプレスで打抜き成型することによって作られている。
補強板７の平坦部８は、接着剤１０によって絶縁フィルム１に接着され、一方、膨出部９は、半導体素子４を囲み、その天井部１１が接着剤１２によって半導体素子４に接着され、これにより半導体素子４を支持している。
１３は配線パターン２の所定の個所に接続されて二次元的に配置された半田ボールを示す。
【００１９】
図２は、補強板７の構造を示したもので、（イ）のように、全幅が３８ｍｍの正方形に打ち抜かれ、正方形の各辺には、天井支持部１４が設けられている。
天井支持部１４は、半導体素子４の発熱に基づく平坦部８における熱変形を吸収するため、曲げ等の変形が可能な幅に設定されている。本実施の形態における天井支持部１４の幅は、３ｍｍに設定された。
１５はこの天井支持部１４の両側に設けられた応力を逃がすための開口部を示す。（ロ）は補強板７の斜視図である。
【００２０】
図３に示された構造の従来の半導体装置と、本発明の実施の形態により得られた半導体装置を配線基板に実装し、これらを対象として同一条件下でのヒートサイクル試験を実施したところ、本実施形態の半導体装置における半田ボールは、従来の半導体装置における半田ボールに比べ、ほゞ２倍の耐クラック寿命を示した。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による半導体装置および半導体装置用補強板によれば、補強板の膨出部が、打抜き加工により略正方形に成形され、前記平坦部よりも突出した天井部と、天井部の各辺に夫々設けられた複数の天井支持部と、天井支持部の両側に設けられた応力を逃がす開口部とから構成されていることから、ヒートサイクルに伴う熱応力を効果的に緩和することが可能となり、従って、半田ボールにクラックが発生しにくい長寿命の半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体装置の実施の形態を示す説明図。
【図２】図１の半導体装置において使用された補強板の説明図であり、（イ）は平面図、（ロ）は斜視図である。
【図３】従来の半導体装置を示す説明図。
【図４】従来の半導体装置に使用されている補強板の説明図であり、（イ）は平面図、（ロ）は斜視図である。
【図５】配線基板への半導体装置の実装構造を示す説明図。
【図６】半田ボールに発生するクラックの説明図。
【符号の説明】
１      絶縁フィルム
２      配線パターン
３      インナーリード
４      半導体素子
５      電極
７      補強板
８      平坦部
９      膨出部
１０            接着剤
１１      天井部
１２      接着剤
１３      半田ボール
１４      天井支持部
１５            応力を逃がす開口部
【図１】
0003558117.tif 000002
【図２】
0003558117.tif 000003
【図３】
0003558117.tif 000004
【図４】
0003558117.tif 000005
【図５】
0003558117.tif 000006
【図６】
0003558117.tif 000007