(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルシート上に半導体チップを搭載し、前記半導体チップ周囲を被覆しつつ、前記フレキシブルシートの上部に樹脂層を形成した半導体装置において、
前記樹脂層の上面が、前記半導体チップの表面と略平行に延在する平坦面と、前記平坦面からパッケージ側面まで、前記平坦面と側面とが成す周縁角部を切り落とすように形成した、前記平坦面から連続し傾斜する傾斜面とからなり、
前記平坦面とパッケージ外周端部における前記樹脂層の厚みの差を前記フレキシブルシートと前記樹脂層との熱膨張率の差から発生するフレキシブルシートの湾曲量より大きく設定するとともに、前記傾斜面に対応する前記フレキシブルシートの裏面側に外部接続端子としてのボールバンプを設け、
前記平坦面と傾斜面との境界部が、前記半導体チップの端部に対応する位置にあることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関し、特にＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）を採用したＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ／Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣパッケージは携帯機器や小型・高密度実装機器への採用が進み、従来のＩＣパッケージとその実装概念が大きく変わろうとしている。詳細は、例えば電子材料（１９９８年９月号２２頁〜）の特集「ＣＳＰ技術とそれを支える実装材料・装置」で述べられている。
【０００３】
図４は、ポリイミド系のフレキシブルシートを基板１として採用するもので、この基板１の上には、接着剤を介して銅箔パターン（図示せず）が貼り合わされている。この銅箔パターンの一部には、半導体チップ２が固着され、この半導体チップを取り囲む周囲の基板１表面には銅箔パターンによってボンディング用パッドが形成されている。このボンディング用パッドはこれと一体形成される配線を介して接続用パッドに接続され、該接続用パッドの下には基板１にあけられた貫通穴を介して半田ボール３が固着されている。基板１の上部は、半導体チップ２の周囲を封止樹脂層４によって被覆されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４において、樹脂層４は熱硬化性樹脂を用いたトランスファーモールド工程によって成形される。この工程は樹脂を硬化するための１７０〜２１０℃の熱処理を伴い、この温度は樹脂層４のガラス転移点（１１０℃）を越えることから、超えた温度範囲での線膨張係数が３０ｐｐｍ／℃にも達する。その為、半導体チップ２のシリコンの線膨張係数（３ｐｐｍ／℃）との差によって、前記処理温度から常温に冷却するまでの温度差により樹脂層４に図面矢印のような収縮力が働く。
【０００５】
このような収縮力により、樹脂層４を成形後、常温まで冷却すると、基板１の端部が持ち上がり、外形寸法に変化をもたらす。例えば、宇部興産社製ユーピレックス−Ｓ（商品名）という膜厚１５μｍのポリイミド系シートを２０ｍｍ×２０ｍｍの大きさに形成し、この上にチップサイズが１１ｍｍ×１１ｍｍの半導体チップを固着し、樹脂層４として日立化成社製ＣＥＬ９２００（商品名）という熱硬化性樹脂を膜厚６００μｍで被着したときは、基板１端部の持ち上がり量（図４：符号ｔ１）が大体１００μ〜１２０μｍに達することが判ってきた。
【０００６】
この様に基板１端部での持ち上がりがあると、基板１の水平が維持できなくなり、半田ボール３を用いて実装基板に実装する際に予期せぬトラブルを生じることがある。
【０００７】
また、樹脂層４の膜厚６００μｍに対して１００μｍもの持ち上がりがあると、樹脂層４の端部の高さが高くなり、半導体装置をプリント基板上に実装したときの実装高さ（図４：符号ｔ２）が高くなる。現在の軽薄短小化の方向にあっては、この様な高さｔ２の増大は許されるものではなく、時として規格外になるという危険性をはらんでいる。尚、持ち上がり量ｔ１は、半導体チップ２下部の基板１裏面表面を基準として測定している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされ、フレキシブルシート上に半導体チップを搭載し、前記半導体チップ周囲を被覆しつつ、前記フレキシブルシートの上部に樹脂層を形成した半導体装置において、
前記半導体チップ上部の樹脂層の膜厚に対して、前記半導体チップから前記基板までの前記半導体チップを取り囲む領域の樹脂層の膜厚が減じられていることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を、図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明による半導体装置を示す断面図であり、図２はその斜視図である。この装置は、基板１０の上に半導体チップ１１を固着し、固着した半導体チップ１１の周囲を樹脂層１２で被覆し、基板１０の裏面側にボールバンプ１３を形成したものである。
【００１１】
基板１０は、膜厚１５μｍのポリイミド樹脂系フレキシブルシートからなり、その表面にはエポキシ系やアクリル系の接着剤によって金属パターンが貼りつけられている。金属パターンは、銅箔１２μｍからなり、その上に電解メッキ法によってＮｉメッキ層１μｍ、Ａｕ層０．３μｍを順次積層し、エッチングして所望のパターンに描画したものである。
【００１２】
金属パターンは、外部接続を行うための配線部１４と、半導体チップ１１を固着するためのランド部１５とを形成する。配線部１５の特定箇所の下には、フレシキブルシートを貫通するスルーホールが設けられており、スルーホール内部に露出する配線部１５の裏面側に、半田ボール１３が接続されている。スルーホールは半導体チップ１１の電極数に相当する数だけ設けられている。ランド部１４には、絶縁ペーストなどの接着剤１６によって半導体チップ１１が固定される。ランド部１５は半導体チップ１１のチップサイズに比べて小さな面積で形成されており、半導体チップ１１の外周部分は配線部１４の上を被覆し、両者は絶縁層１７によって電気的絶縁が保たれている。
【００１３】
半導体チップ１１と配線部１４とは、半導体チップ１１の表面に形成した電極パッド１８と配線部１４とをワイヤ１９でワイヤボンディングすることにより電気接続される。ワイヤ１９は、そのループ高さの最も高い位置２０が、半導体チップ１１の外周端部の上部に位置するような軌跡を描いている。そして、基板１０の上を膜厚約６００μｍの樹脂層１２で被覆し、半導体チップ１１を封止すると共にパッケージ外形を成形する。封止にはトランスファーモールド手法を用い、基板１０の裏面側は露出する。
【００１４】
該トランスファーモールド工程において、樹脂層１２の上面は、周縁の角部を切り落とすような形状に成形して、平坦面１２ａと傾斜面１２ｂとを形成する。平坦面１２ａは、基板１０の表面と平行な面で構成されており、半導体チップ１１のチップサイズと同等の面積で形成されている。そして、パッケージを上方から目視したときに、平坦面１２ａの端２１と半導体チップ１１の端２２とは概略一致するか、又は平坦面１２ａの方が少し大きく形成されている。すなわち、半導体チップ１１のチップ面積が１１ｍｍ×１１ｍｍであれば、平坦面１２ａも大略１１ｍｍ×１１ｍｍの大きさで形成され、半導体チップ１１を投影するようにその直上に形成する。半導体チップ端２２と平坦面の端２１との距離は、半導体チップ１１のチップサイズの２０％以内に納めるのが望ましい。
【００１５】
平坦面１２ａからパッケージ側面までは、所望の傾斜角度θで傾斜した平坦面からなる傾斜面１２ｂで構成される。傾斜角度θは０．１℃〜１℃前後のものであり、この様な傾斜を設けることによって、パッケージ外周端部における平坦面１２ａからの高さの差ｔ３を１００μｍ程度に形成する。
【００１６】
この様に樹脂層１２の上面に傾斜面１２ｂを形成することにより、半導体チップ１１の周辺部に存在する樹脂の量を減少することができる。湾曲を発生させる樹脂の収縮力は樹脂の量に比例するので、樹脂の量を少なくすることによって収縮力を緩和し、湾曲の度合いを減少することができる。この時、ワイヤ１９の最も高い位置２０を半導体チップ１１の端部２２の上方とし、且つ平坦面１２ａの端２１も半導体チップ１１の端部２２に一致させることによって、チップ全体の高さｔ４を増大することなく樹脂の量だけを減じることができる。例えば、先に課題の欄で述べた一例と同じ構成で、高さの差ｔ３を１００μｍとしたときの本願による製品は、基板１０端部での持ち上がり量ｔ１を５０μ程度に抑えることが可能になった。尚、樹脂量を減少させる手法として、傾斜面１２ｂを設けることのほか、段差をつけるようにして周辺部分の樹脂厚を低減する事でも可能である。
【００１７】
加えて、持ち上がり量ｔ１を抑制すると同時に、傾斜面１２ｂを形成したことによって、半導体装置を実装したときにその実装高さの変化が少ないという利点をも生むことになる。
【００１８】
図３を参照して、半導体チップ１１周囲の樹脂層１２が持ち上がり量ｔ１で持ち上がったときに、傾斜面１２ｂを設けることによって実装高さｔ２が増大することを防止できる。すなわち、傾斜面１２ｂによってパッケージの周端部の樹脂層１２があらかじめ１００μｍ程度削られているので、基板１０周端部が持ち上がり量ｔ１＝５０μｍ程度持ち上がったところで、実装高さｔ２を増大することがないのである。従来のパッケージ外形を点線（符号３０）で示した。従って、あらかじめ持ち上がり量ｔ１を実験その他の手法によって把握し、把握した値より大きい値だけ高さの差ｔ３を設ければ、実装高さｔ４の増大を完全に防止できるのである。尚、半導体チップ１１の上部の樹脂層１２においても同様の樹脂収縮によって変形が生じるものの、周端部における持ち上がり量ｔ１に比較すれば１０分の１以下の変形ですむ。
【００１９】
【発明の効果】
以上に説明した通り、本発明によれば、樹脂層１２の角部を切り落とすような形状で傾斜面１２ｂを設けることにより、基板１０周端部での持ち上がり量ｔ１を大幅に減じることができる利点を有する。従って、外形寸法の変形が少なく、実装時における実装高さの変化がない半導体装置を提供できる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための断面図である。
【図２】本発明を説明するための斜視図である。
【図３】本発明を説明するための断面図である。
【図４】従来の半導体装置を説明するための断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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