(57)【要約】【課題】  半導体チップ又はシリコン基板等のチップ部品上にこれと外形の異なる半導体チップが２層以上に積層されて外面に段差を有する積層型半導体部品に、ＦＰＣを組み合わせてＢＧＡを形成する際に、容易に形成可能として製造工数を低くすること。【解決手段】  強固な箱型に成形したポリイミド成型筐体２１の内面にＦＰＣ２５を密着状態に貼り付け、このＦＰＣ２５の配線回路と成型筐体２１の下面に溶着された半田ボール３１とを導電ペースト２３によって電気的に接続して半導体パッケージ用基板を形成する。この半導体パッケージ用基板の開口部に、高さの異なる複数の半導体チップ２６〜２８が実装されたシリコン基板２９を、当該シリコン基板２９とＦＰＣ２５とを電気的に接続させて蓋状に嵌合し、ＢＧＡ型の半導体パッケージ２０を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料を箱型に成形した成型筐体の内面にフレキシブルサーキット基板を密着状態に貼り付け、このフレキシブルサーキット基板の配線回路と前記成型筐体の下面に溶着した複数の溶融金属製のボールとを電気的に接続してなる半導体パッケージ用基板を備え、
この半導体パッケージ用基板の開口部に、半導体チップあるいは配線板等のチップ部品と前記フレキシブルサーキット基板とを電気的に接続させて蓋状に嵌合してなる
ことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
前記半導体パッケージ用基板は、当該基板の底部又は側壁に封止用の樹脂を注入する樹脂注入口と、空気を排出する空気口とが形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
絶縁材料を箱型に成形した成型筐体の内面にフレキシブルサーキット基板を貼り付け、このフレキシブルサーキット基板の配線回路と前記成型筐体の下面に溶着した複数の溶融金属製のボールとを電気的に接続してなる
ことを特徴とする半導体パッケージ用基板。
【請求項４】
底部又は側壁に封止用の樹脂を注入する樹脂注入口と、空気を排出する空気口とが形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体パッケージ用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＰＣ（フレキシブルサーキット基板）を半導体チップや配線板等のチップ部品に組み合わせて形成したＢＧＡ(Ball Grid Array)型の半導体パッケージに関し、例えば携帯端末機、パソコン、カメラ等のディジタル機器に搭載される半導体パッケージ及び半導体パッケージ用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＣは、柔軟性のある回路基板であり、薄く、軽く、自由に曲がるという特性を有することから、エレクトロニクス機器のデザインの多様化、形状の複雑化に対応すると共に、設計時の自由度を高める材料として多用されている。このＦＰＣを、ベアチップや小型パッケージ（ＣＳＰ）等の半導体チップに組み合わせてＢＧＡの半導体パッケージを構成する技術として、特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
この特許文献１の半導体パッケージは、図２に示すように、上面に複数のチップのパッド３ａが設けられた半導体チップ１と、この半導体チップ１の少なくとも上面、１側面及び下面の一部を覆い半導体チップ１の少なくとも下面に接着され、半導体チップ１の稜に沿って折り曲げられ、半導体チップ１の上面を覆う部分に上記のパッド３ａに電気的に接続された上面のパッド３ｂが設けられ、半導体チップ１の下面を覆う部分の外側の面に上面のパッド３ｂに電気的に接続された下面のパッド３ｃが設けられたＦＰＣ２と、下面のパッド３ｃ上に設けられた下面のバンプ６とを備えて構成されている。但し、７は接着シート、９は樹脂封止用穴、１１は封止用樹脂である。
【０００４】
この半導体パッケージを形成する場合、図３に示すように、半導体チップ１の上面のパッド３ａにバンプ４を設け、このバンプ４の表面を導電性物質５で覆う。半導体チップ１の上面にＦＰＣ２の中央部を位置合わせして載せ、両者を押し付け加熱してバンプ４にＦＰＣ２のパッド３ｂを接続し、ＦＰＣ２を溝１０で折り曲げて半導体チップ１の上面、側面及び下面をＦＰＣ２で覆い、接着シート７で接着する。
【特許文献１】特許第２５７０６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように特許文献１の半導体パッケージにおいては、ＦＰＣ２を半導体チップ１の外形に沿って、電気的な接続が必要な部分は電気的に接続しながら外面に密着して包み込んで裏側に折り曲げていた。
しかし、この構造では、図４に示すように、半導体チップ１の上にこれよりも小さい第２の半導体チップ１２が載置されて２層（又は２層以上）に積層されると、ＦＰＣ２と半導体チップ１との重なり合う部分の距離Ｌが小さくなり、また接続後に折り曲げ加工を行うため、ＦＰＣ２を折り曲げる作業が難しいという問題がある。
【０００６】
この他、ベースとなる半導体チップ１に代え、ベースにシリコン基板等のチップ部品を用い、これよりも小さい半導体チップを載置して積層し、この積層型半導体チップを上記同様にＦＰＣに組み合わせる場合でも、同様の問題が生じる。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、半導体チップ又はシリコン基板等のチップ部品、あるいはチップ部品上にこれと外形の異なる半導体チップが２層以上に積層されて外面に段差を有する積層型半導体部品に、ＦＰＣを組み合わせてＢＧＡを形成する際に、容易に形成可能とした半導体パッケージ及び半導体パッケージ用基板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】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１による半導体パッケージは、絶縁材料を箱型に成形した成型筐体の内面にフレキシブルサーキット基板を密着状態に貼り付け、このフレキシブルサーキット基板の配線回路と前記成型筐体の下面に溶着した複数の溶融金属製のボールとを電気的に接続してなる半導体パッケージ用基板を備え、この半導体パッケージ用基板の開口部に、半導体チップあるいは配線板等のチップ部品と前記フレキシブルサーキット基板とを電気的に接続させて蓋状に嵌合してなることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、箱型の成型筐体にフレキシブルサーキット基板を貼り付けるので、一般的にＢＧＡ型の半導体パッケージを形成する際に行われるフレキシブルサーキット基板の曲げ加工が不要となり、容易に半導体パッケージを形成することが可能となる。また、チップ部品に半導体チップが実装される場合、実装された複数の半導体チップが高さの異なるものであっても、各半導体チップを容易に半導体パッケージ用基板の内部に収容することが可能となる。この他、その内部の高さを高くすれば、チップ部品の上に２層以上の半導体チップが重ねられても、それを内部に容易に収納可能となる。
【０００９】
また、本発明の請求項２による半導体パッケージは、請求項１において、前記半導体パッケージ用基板は、当該基板の底部又は側壁に封止用の樹脂を注入する樹脂注入口と、空気を排出する空気口とが形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、樹脂注入口から半導体パッケージ用基板の内部へ封止用の樹脂が注入される際に、空気口から内部の空気が排出されるので、内部を空気が残らないように樹脂で満たすことができ、これによって半導体チップが実装される場合でも良好に封止することができる。ボールのリフロー時に、内部に空気が溜まると高温となって半導体チップが破壊するが、これを、リフロー時に空気口から空気を排出させることによって防止することができる。
【００１０】
また、本発明の請求項３による半導体パッケージ用基板は、絶縁材料を箱型に成形した成型筐体の内面にフレキシブルサーキット基板を貼り付け、このフレキシブルサーキット基板の配線回路と前記成型筐体の下面に溶着した複数の溶融金属製のボールとを電気的に接続してなることを特徴とする。
この構成によれば、本半導体パッケージ用基板に、チップ部品を実装してＢＧＡ型の半導体パッケージを形成する場合、この半導体パッケージ用基板の開口部に、チップ部品とフレキシブルサーキット基板とを電気的に接続させて蓋状に嵌合すれば、半導体パッケージを形成することができる。従って、チップ部品に半導体チップが実装される場合、シリコン基板に実装された複数の半導体チップが高さの異なるものであっても、各半導体チップを容易に半導体パッケージ用基板の内部に収容することが可能となる。この他、その内部の高さを高くすれば、チップ部品の上に２層以上の半導体チップが重ねられても、それを内部に容易に収納可能となる。
【００１１】
また、本発明の請求項４による半導体パッケージ用基板は、請求項３において、底部又は側壁に封止用の樹脂を注入する樹脂注入口と、空気を排出する空気口とが形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、本半導体パッケージ用基板に、チップ部品を実装してＢＧＡ型の半導体パッケージを形成する場合、樹脂注入口から半導体パッケージ用基板の内部へ樹脂が注入される際に、空気口から内部の空気が排出されるので、内部を空気が残らないように樹脂で満たすことができ、これによってチップ部品に半導体チップが実装される場合でも良好に封止することができる。ボールのリフロー時に、内部に空気が溜まると高温となって半導体チップが破壊するが、これを、リフロー時に空気口から空気を排出させることによって防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明によれば、ＦＰＣを半導体パッケージ用基板として予め加工しておくようにしたので、ＦＰＣを組み合わせてＢＧＡを形成することが容易となる。また、半導体チップ又は配線板等のチップ部品上にこれと外形の異なる半導体チップが２層以上に積層されて外面に段差を有する積層型半導体部品に、ＦＰＣを組み合わせてＢＧＡを形成する際に、容易に形成可能とすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る半導体パッケージの構成を示す断面図である。
図１に示す半導体パッケージ２０は、耐熱性高分子材料で且つ高絶縁性及び低誘電率の電気特性を有するポリイミドを、金型やプレス加工等によってＢＧＡの直方体外形状に成形したポリイミド成型筐体（単に、成型筐体とも称す）２１と、この成型筐体２１の底面に貼り付けられたＡＦＣ（異方導電性フィルム）２２と、このＡＦＣ２２の上面及びポリイミド成型筐体２１の側面に所定パターンの導電ペースト２３を介して電気的に接続されると共に接着剤２４で密着状態に貼り付けられたＦＰＣ２５と、このＦＰＣ２５が貼り付けられた成型筐体２１の開口部に配線板として、例えばシリコン基板２９を蓋状に嵌合固定し、この際、シリコン基板２９とＦＰＣ２５との配線回路が電気的に接続して構成されている。
【００１４】
更に説明すると、シリコン基板２９には、第１、第２及び第３の半導体チップ２６，２７，２８が実装されており、各半導体チップ２６〜２８が成型筐体２１の内部に入った状態で、シリコン基板２９の周辺部がアンダーフィル剤３０を介してＦＰＣ２５に接着されることによって、成型筐体２１に蓋状に嵌合固定されている。なお、成型筐体２１の内部の高さは、最も高い第１の半導体チップ２６よりも高いサイズとしてある。
【００１５】
導電ペースト２３は、ポリイミド成型筐体２１の底部及びＡＦＣ２２を貫通して形成された複数のスルーホールの内部に導入され、成型筐体２１の下面に露出して導かれている。この露出した導電ペースト２３に半田ボール３１が溶着されている。
つまり、導電ペースト２３によって半田ボール３１とＦＰＣ２５の配線回路とが電気的に接続され、更に、ＦＰＣ２５とシリコン基板２９との配線回路が互いに電気的に接続されている。
【００１６】
ポリイミド成型筐体２１の底部中央には、この底部、ＡＦＣ２２及びＦＰＣ２５を貫通して小径の樹脂注入口３２が形成され、また、成型筐体２１の四側壁には、この四側壁及びＦＰＣ２５を貫通して小径の空気口３３が形成されている。
シリコン基板２９で蓋がされたポリイミド成型筐体２１の内部には、樹脂注入口３２から半導体チップ封止用の樹脂３４が注入され、充填されている。また、樹脂３４を注入する際は、空気口３３から内部の空気が排出されるようになっている。
【００１７】
また、空気口３３は、半田ボール３１のリフロー時に、成型筐体２１の内部に空気が溜まると２５０℃位に上がって各半導体チップ２６〜２８が破壊するので、これを、空気を排出させて防止するために設けられたものである。
各半導体チップ２６〜２８は、半田ボールを持ったパッケージ又は半田ボールの無いむき出しのベアチップそのもの等であり、本実施の形態では、各々の高さが異なっている。
【００１８】
このような構成のＢＧＡ型の半導体パッケージ２０の製造工程を説明する。
まず、ポリイミドをＢＧＡの外形状（箱型）に成形することによってポリイミド成型筐体２１を形成する。この成型筐体２１の底面にＡＦＣ２２を貼り付け、ＡＦＣ２２の上面及びポリイミド成型筐体２１の側面に所定パターンの導電ペースト２３を介して接着剤２４でＡＦＣ２２を密着状態に貼り付ける。
【００１９】
次に、ポリイミド成型筐体２１の底部中央に、この底部、ＡＦＣ２２及びＦＰＣ２５を貫通して樹脂注入口３２を形成し、また、成型筐体２１の四側壁に、この四側壁及びＦＰＣ２５を貫通して空気口３３を形成する。
次に、ポリイミド成型筐体２１の内部周辺部にアンダーフィル剤３０を塗布し、この成型筐体２１の内部に各半導体チップ２６〜２８を入れながらシリコン基板２９を、当該シリコン基板２９とＦＰＣ２５との配線回路を電気的に接続しながら成型筐体２１に蓋状に嵌合する。
【００２０】
また、ポリイミド成型筐体２１の下面に導かれて露出した導電ペースト２３に半田ボール３１を溶着し、半田ボール３１を導電ペースト２３によってＦＰＣ２５の配線回路と電気的に接続する。これによって、半田ボール３１が導電ペースト２３、ＦＰＣ２５、シリコン基板２９を介して各半導体チップ２６〜２８に接続される。
そして、樹脂注入口３２から樹脂３４を注入して充填させ、各半導体チップ２６〜２８を封止する。これによって、ＢＧＡ型の半導体パッケージ２０が完成する。
【００２１】
以上説明したように本実施の形態の半導体パッケージ２０によれば、強固な箱型に成形したポリイミド成型筐体２１の内面にＦＰＣ２５を密着状態に貼り付け、このＦＰＣ２５の配線回路と成型筐体２１の下面に溶着された半田ボール３１とを導電ペースト２３によって電気的に接続して半導体パッケージ用基板を形成する。この半導体パッケージ用基板の開口部に、高さの異なる複数の半導体チップ２６〜２８が実装されたシリコン基板２９を、当該シリコン基板２９とＦＰＣ２５とを電気的に接続させて蓋状に嵌合し、ＢＧＡ型の半導体パッケージ２０を構成するようにした。
【００２２】
このように強固なポリイミド成型筐体２１を用いるので、ＦＰＣ２５の曲げ加工が不要となり容易に半導体パッケージ２０を形成することが可能となる。
また、シリコン基板２９に実装された高さの異なる複数の半導体チップ２６〜２８を、容易に成型筐体２１の内部に収容することが可能となる。この他、成型筐体２１の内部の高さを高くすれば、シリコン基板２９の上に２層以上の半導体チップが重ねられても、それを内部に容易に収納可能となる。
【００２３】
従って、シリコン基板９又は半導体チップ等のチップ部品、あるいはチップ部品上にこれと外形の異なる半導体チップ２６〜２８が２層以上に積層されて外面に段差を有する積層型半導体部品に、ＦＰＣ２５を組み合わせてＢＧＡ型の半導体パッケージ２０を形成する際に、容易に形成することが可能なので、製造工数を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体パッケージの構成を示す断面図である。
【図２】従来の半導体パッケージの構成を示す断面図である。
【図３】従来の半導体パッケージ形成時の説明図である。
【図４】従来の半導体パッケージの問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２５】
２０  半導体パッケージ
２１  ポリイミド成型筐体
２２  ＡＦＣ
２３  導電ペースト
２４  接着剤
２５  ＦＰＣ
２６  第１の半導体チップ
２７  第２の半導体チップ
２８  第３の半導体チップ
２９  シリコン基板
３０  アンダーフィル剤
３１  半田ボール
３２  樹脂注入口
３３  空気口
３４  樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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