(57)【要約】【課題】本発明は、ＢＧＡ構造の半導体装置において、基板部品に現れる反りを防止できるようにする。【解決手段】たとえば、半導体チップ１２が接着される基板部品１１は、ガラス・エポキシ材もしくポリイミド材などの高分子材料からなるフィルムの片面もしくは両面に、銅箔もしくはその他の金属材料により回路配線となる薄膜パターンが形成されている。また、フィルムの各表面には、樹脂材料であるソルダーレジストが塗布されている。このような層構成を有する基板部品１１を、たとえば図の左右方向に２つの部品１１ａ，１１ｂに分割することによって、反り現象を発生させるバイメタル効果も左右に分割されるようにしている。【選択図】      図１
2006310622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、
前記半導体素子が実装される基板部品と、
前記半導体素子を含んで、少なくとも前記基板部品の実装面側を封止する樹脂と、
前記基板部品の非実装面側に設けられた外部電極と
を具備した半導体装置であって、
前記基板部品が複数に分割されてなることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記基板部品は、高分子材料からなるフィルムの片面もしくは両面に形成された金属材料からなる薄膜パターンと、その薄膜パターンを保護するために塗布されたソルダーレジストとを有し、
中央部には、前記半導体素子がフェイスダウンの状態で接着されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記基板部品は、高分子材料からなるフィルムの片面もしくは両面に形成された金属材料からなる薄膜パターンと、その薄膜パターンを保護するために塗布されたソルダーレジストとを有し、
前記薄膜パターンには、前記半導体素子の電極が金属細線を介して電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記基板部品は、少なくとも左右に二分割されてなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記基板部品は、さらに上下方向に対しても複数に分割されてな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、半導体装置に関するもので、特に、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）構造のような表面実装型の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表面実装型の半導体装置として、ＢＧＡ構造の半導体装置が広く利用されている。ＢＧＡ構造の半導体装置は、通常、以下のようにして製造されている。すなわち、回路配線（以下、薄膜パターン）が形成された基板部品上に、半導体チップをフェイスダウンの状態で接着する。そして、その半導体チップ上の電極パッドと上記基板部品上の薄膜パターンとを、たとえば金属細線を介して電気的に接続する。その後、半導体チップの周囲を、金属細線などを含んでモールド樹脂で封止する。また、基板部品の非チップ接着面に形成されたボールランドに半田ボールをリフロー工程にて接合した後に、ダイヤモンドカッターによって所望のサイズに切断する。こうして、ＢＧＡ構造の半導体装置は一般に製造されている。
【０００３】
このようにして製造されるＢＧＡ構造の半導体装置においては、基板部品に反りが発生しやすいという問題があった。ここで、ＢＧＡ構造の半導体装置に用いられる基板部品は、たとえば、高分子材料からなる薄板（以下、フィルム）の両面に、所定の形状を有して薄膜パターンが形成されている。この薄膜パターンは、フィルムの上面（チップ接着面）側と下面（非チップ接着面）側とで形状が異なっている。また、薄膜パターンの形状の違いにより、それぞれの薄膜パターン上に塗布されているソルダーレジストの厚さも異なっている。このような層構成によって、基板部品にはバイメタル効果が発生し、反りの現象が現れる。特に、加熱・冷却を行うことで、反り現象はより顕著に表れることとなる。
【０００４】
なお、基板部品とモールド樹脂との収縮率の違いにより、基板部品に現れる反り現象を防止する提案が既になされている（たとえば、特許文献１参照）。この公知例は、半導体チップが搭載されるガラス・エポキシ樹脂からなる基板にスリットなどを形成し、これによりガラス・エポキシ樹脂基板の反りを吸収するようにしたものである。
【０００５】
しかしながら、基板部品にスリットを形成するようにした場合、スリット以外の部分に応力が集中する。そのため、製造された表面実装型の半導体装置は、常温で反りを残留させることとなり、マザーボードへの実装性を著しく阻害する。しかも、高温時には応力フリーとなってフラットな形状になり、常温もしくは低温時には反り形状に戻る動きをするため、温度サイクル試験や実使用時において、半田ボールとボールランドとの接合面や半田ボール、または、基板部品にダメージを与えるという問題があった。
【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】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決すべくなされたもので、反りを低減できるようになる結果、マザーボードへの実装をより簡便にし、かつ、温度サイクル試験などによるダメージを緩和でき、より高い信頼性を確保し得るとともに、何ら製造工程を変えることなく市場に供給することが可能な半導体装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の一態様によれば、半導体素子と、前記半導体素子が実装される基板部品と、前記半導体素子を含んで、少なくとも前記基板部品の実装面側を封止する樹脂と、前記基板部品の非実装面側に設けられた外部電極とを具備した半導体装置であって、前記基板部品が複数に分割されてなることを特徴とする半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上記の構成により、反りを低減できるようになる結果、マザーボードへの実装をより簡便にし、かつ、温度サイクル試験などによるダメージを緩和でき、より高い信頼性を確保し得るとともに、何ら製造工程を変えることなく市場に供給することが可能な半導体装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にしたがった表面実装型の半導体装置の基本構成を示すものである。なお、ここでは、ＢＧＡ構造の半導体装置を例に説明する。また、同図（ａ）はＢＧＡ構造の半導体装置の内部を透過して示す平面図であり、同図（ｂ）は図（ａ）の１ｂ−１ｂ線に沿う断面図である。
【００１１】
このＢＧＡ構造の半導体装置は、たとえば同図（ａ）および（ｂ）に示すように、基板部品１１のほぼ中央部に半導体チップ（半導体素子）１２が接着されている。上記基板部品１１は、たとえば、ガラス・エポキシ材もしくポリイミド材などの高分子材料からなる薄板（以下、フィルム）の片面もしくは両面に、銅箔もしくはその他の金属材料により回路配線となる薄膜パターン（図示していない）が形成されている。そして、その薄膜パターンの腐食および電気的リークを防止すべく、上記フィルムの表面には、樹脂材料であるソルダーレジスト（図示していない）が塗布されている。ソルダーレジストは、薄膜パターンの形状の違いにより、フィルムの上面と下面とで、その厚さが異なっている。なお、上記基板部品１１の下面（非チップ接着面）には、上記薄膜パターンにつながる複数のボールランドが形成されている。
【００１２】
ここで、上記基板部品１１は、たとえば図の左右（横）方向に対して、２つの部品１１ａ，１１ｂに分割されている。２つの部品１１ａ，１１ｂの相互間には、たとえばソルダーレジスト１１1 が設けられている。
【００１３】
上記半導体チップ１２は、その能動表面が上記基板部品１１の上面（チップ接着面）と正対するように、フェイスダウンの状態で接着されている。上記半導体チップ１２と上記基板部品１１との接着は、接着材料を介して行われる。また、上記半導体チップ１２は、その非能動表面に、複数の電極パッド（図示していない）が形成されている。そして、その半導体チップ１２上の各電極パッドと上記基板部品１１上の上記薄膜パターンとが、たとえば金（Ａｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属細線（図示していない）を介して電気的に接続されている。
【００１４】
さらに、上記半導体チップ１２は、その周囲が、モールド樹脂１３によって封止されている。本実施形態の場合、半導体チップ１２の非能動表面側（基板部品１１のチップ接着面側）全体と、ボールランドを除く、基板部品１１の下面側とが、樹脂によって完全に封止されている。
【００１５】
そして、上記基板部品１１の非チップ接着面には、複数の半田ボール（外部電極）１４が設けられている。各半田ボール１４は、リフロー工程にて、それぞれのボールランドに接合される。この後、ダイヤモンドカッターによって所望のサイズに切断されることにより、ＢＧＡ構造の半導体装置が製造される。すなわち、このような構成のＢＧＡ構造の半導体装置は複数個単位で一度に形成され、最終的に、ダイヤモンドカッターによって所望のサイズに切断されることにより、個々に製造される。
【００１６】
本実施形態によれば、基板部品１１が左右に分割されていることにより、反り現象を発生させるバイメタル効果も左右に分割されることとなり、基板部品１１にかかる応力は、分割された左右の部品１１ａ，１１ｂのおのおのの中央からの寸法に影響されることとなる。これにより、現れる反り現象を低減することができる。したがって、マザーボードへの実装をより簡便にし、かつ、温度サイクル試験などによるダメージを緩和でき、より高い信頼性の表面実装型の半導体装置を、何ら製造工程を変えることなく市場に供給できるものである。
【００１７】
また、バイメタル効果による反りに限らず、たとえば、基板部品とモールド用の樹脂との収縮率の違いによる反りをも防止することが可能である。
【００１８】
なお、基板部品１１は二等分する場合に限らず、たとえば、形成される薄膜パターンの形状または搭載される半導体チップ１２の大きさや接着する位置などに応じて変更することが可能である。
【００１９】
［第２の実施形態］
図２は、本発明の第２の実施形態にしたがった表面実装型の半導体装置の基本構成を示すものである。ここでは、ＢＧＡ構造の半導体装置を例に、基板部品を四等分するようにした場合について説明する。また、同図（ａ）はＢＧＡ構造の半導体装置の内部を透過して示す平面図であり、同図（ｂ）は図（ａ）の２ｂ−２ｂ線に沿う断面図である。なお、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、詳しい説明は割愛する。
【００２０】
本実施形態の場合、基板部品１１Ａは、たとえば図の左右（横）方向のみならず、上下（縦）方向に対しても二分割され、全部で４つの部品１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから構成されている。４つの部品１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの相互間には、たとえばソルダーレジスト１１1 が設けられている。
【００２１】
この第２の実施形態の場合のように、基板部品１１Ａをより小片に分割するようにした場合においては、上述した第１の実施形態の場合よりも効果がより顕著となる。
【００２２】
また、上述した第１の実施形態の場合と同様に、基板部品１１Ａは四等分する場合に限らず、たとえば、形成される薄膜パターンの形状または搭載される半導体チップ１２の大きさや接着する位置などに応じて変更することが可能である。
【００２３】
［第３の実施形態］
図３は、本発明の第３の実施形態にしたがった表面実装型の半導体装置の基本構成を示すものである。ここでは、ＢＧＡ構造の半導体装置を例に、基板部品をさらに小片に分割するようにした場合について説明する。また、同図（ａ）はＢＧＡ構造の半導体装置の内部を透過して示す平面図であり、同図（ｂ）は図（ａ）の３ｂ−３ｂ線に沿う断面図である。なお、第１および第２の実施形態と同一部分には同一符号を付し、詳しい説明は割愛する。
【００２４】
本実施形態の場合、基板部品１１Ｂは、たとえば図の左右（横）方向のみならず、上下（縦）方向に対しても四分割され、全部で８つの部品１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈから構成されている。８つの部品１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈの相互間には、たとえばソルダーレジスト１１1 が設けられている。
【００２５】
この第３の実施形態の場合のように、基板部品１１Ｂをより小片に分割するようにした場合においては、上述した第２の実施形態の場合よりも効果がより顕著となる。
【００２６】
なお、上述した第１〜第３の実施形態のように、基板部品としては２つ、４つ、もしくは、８つに分割する場合に限らず、適宜、変更することが可能である。ただし、薄膜パターンが連続して形成されていることが前提条件となるため、縦方向に関しては、形成される薄膜パターンの形状によっては二分割以上の分割は不可能である。
【００２７】
その他、本願発明は、上記（各）実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、上記（各）実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。たとえば、（各）実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも１つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも１つ）が得られる場合には、その構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態にしたがったＢＧＡ構造の半導体装置の一例を示す構成図。
【図２】本発明の第２の実施形態にしたがったＢＧＡ構造の半導体装置の一例を示す構成図。
【図３】本発明の第３の実施形態にしたがったＢＧＡ構造の半導体装置の一例を示す構成図。
【符号の説明】
【００２９】
１１，１１Ａ，１１Ｂ…基板部品、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ…部品、１１1 …ソルダーレジスト、１２…半導体チップ、１３…モールド樹脂、１４…半田ボール。
【図１】
2006310622.tif 000003
【図２】
2006310622.tif 000004
【図３】
2006310622.tif 000005