(57)【要約】      （修正有）【課題】リフロー処理を行わずに、回路基板へ半導体用パッケージを、簡便に実装し、回路基板から取外すことができる半導体装置を提供する。【解決手段】回路基板１１のランドパターン１２に、回路基板に実装されるＢＧＡパッケージＩＣ１の側面よりも外側に位置した熱入力部１３を設ける。ＢＧＡパッケージＩＣに覆われる部分のランドパターン１２ａは、バイアホール１４ａ，１４ｂと中間層１１ａを介して、ＢＧＡパッケージＩＣに覆われない回路基板の上面の部分に配した熱入力部１４に接続させる。熱入力部を加熱すると、ランドパターンに接触させたバンプ１ａが溶融し、ランドパターンに接続される。【選択図】図１
2011014770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を収納する半導体素子用パッケージがバンプによる接点を有し、該バンプを介して回路基板に実装させる半導体装置に於いて、前記バンプに接合する前記回路基板のランドパターンに、加熱手段により加熱可能な熱入力部を連繋させて形成したことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子用パッケージ、特に、小型ＢＧＡパッケージの半導体パッケージ構造を有する半導体装置であって、リフロー処理を施すことなく回路基板に実装することができる様にした半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、回路基板に実装されるＩＣチップは、高集積化に伴われて実装密度を高くすることが要求され、この為、パッケージ方式が採用されている。パッケージ方式としては、挿入系のＤＩＰ（Ｄｕａｌ  Ｉｎｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）や、表面実装系のＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）等種々の方式が採用されている。これらの方式では、半導体パッケージの平面視では、端子の一部が外形から突出している為に、この突出部を介することにより、比較的容易にハンダ付けにより回路基板への実装を行うことができる。
【０００３】
又、半導体パッケージには、基板との接点にバンプが使用されることによって、接点の狭ピッチ化、多ピン化が容易であり、パッケージの小型化、接続距離の短縮化による電気的特性の向上といった利点を備えているＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）がある。このＢＧＡパッケージは、ボールはんだと呼ばれる、ハンダによる球状の端子がパッケージの下面に配置され、回路基板上の端子と接続されて回路基板に実装される。この種のＢＧＡ型半導体装置として、特許文献１には、実装する際の半導体装置の傾きや、放熱フィン等の重量物に起因してバンプに生じるストレスをなくし、接合部の接続信頼性を向上させようとするものが開示されている。
【０００４】
又、従来のこの種のＢＧＡパッケージによる半導体装置を、図３に示してある。同図は、３×３列の端子配列を備えたＢＧＡパッケージＩＣ１を多層の回路基板２に実装する場合を示している。回路基板２の上面にはランドパターン２ａが露呈しており、前記ＢＧＡパッケージＩＣ１の下面にはボールはんだによるバンプ１ａが設けられている。そして、このバンプ１ａを前記ランドパターン２ａに対して位置合わせを行い、リフロー処理に供することによりバンプ１ａを溶融させて、該バンプ１ａとランドパターン２ａとの接合を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−６８３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した従来のＢＧＡパッケージＩＣ１では、バンプ１ａを回路基板２へ接続する際には、リフロー処理を必要としている。リフロー処理はバンプ１ａを回路基板２のランドパターン２ａに対して位置合わせした状態でリフロー装置へ供するが、この位置合わせ作業が難しく、特に、小型ＢＧＡパッケージＩＣでは作業が煩雑となって位置合わせが困難となる場合がある。又、例えば、試作品の性能を評価するに際して、簡易に実装させる場合にもリフロー装置を稼働させることは、試作コストを増大させてしまう虞れがある。
【０００７】
他方、リフロー処理によらず、例えば、熱風を吹付けてボールはんだを溶融させることにより回路基板へ接合しようとすると、加熱によりＢＧＡパッケージＩＣや回路基板にストレスがかかり、これらが変形してしまう虞れがある。
【０００８】
本発明は斯かる実情に鑑み、リフロー処理を行わずに、ハンダごてを用いて半導体素子用パッケージを回路基板に実装することができる様にした半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、半導体素子を収納する半導体素子用パッケージがバンプによる接点を有し、該バンプを介して回路基板に実装させる半導体装置に於いて、前記バンプに接合する前記回路基板のランドパターンに、加熱手段により加熱可能な熱入力部を連繋させて形成した半導体装置に係るものである。
【００１０】
例えば、前記加熱手段にハンダごてを用いて、該ハンダごてを前記熱入力部に押付けると、熱入力部からランドパターンを介して前記バンプに熱伝達される。この為、バンプのボールはんだが溶融して回路基板のランドパターンと接合される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体素子を収納する半導体素子用パッケージがバンプによる接点を有し、該バンプを介して回路基板に実装させる半導体装置に於いて、前記バンプに接合する前記回路基板のランドパターンに、加熱手段により加熱可能な熱入力部を連繋させて形成したので、半導体素子用パッケージを回路基板に対して位置決めした状態で上方から前記加熱手段によりバンプを加熱し溶融させることができ、回路基板に実装する際にリフロー処理を要しない。従って、半導体素子用パッケージの回路基板への実装作業の簡便化を図ることができ、製造コストを削減することができる。又、実装用に形成した熱入力部を、熱風器のＱＦＰ、ＳＯＰ等のノズルサイズに対応できる様に配置することで、半導体素子用パッケージを回路基板から容易に取外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る半導体装置の第１の実施例を説明する図であり、(ａ)は半導体素子用パッケージと回路基板との正面図で、(ｂ)は回路基板の平面図であり、一部を省略して示している。
【図２】本発明に係る半導体装置の第２の実施例を説明する図であり、(ａ)は半導体素子用パッケージと回路基板との正面図で、(ｂ)は回路基板の平面図であり、一部を省略して示している。
【図３】従来の半導体装置の構造を説明する図であり、(ａ)は半導体素子用パッケージと回路基板との正面図で、(ｂ)は回路基板の平面図であり、一部を省略して示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１にこの発明に係る半導体装置の実施例１を示してあり、半導体素子用のＢＧＡパッケージＩＣ１を多層による回路基板１１に実装させる場合を示している。尚、ＢＧＡパッケージＩＣ１は、３×３列の端子配列を備えた場合のものを例示している。
【００１５】
ＢＧＡパッケージＩＣ１の下面には、ボールはんだで形成されたバンプ１ａが設けられている。又、前記回路基板１１の上面には、このバンプ１ａと接合されるランドパターン１２が露呈している。
【００１６】
前記ランドパターン１２には、その一部を回路基板１１の周囲側を指向させて突出させた熱入力部１３が形成されている。この熱入力部１３の先端部は、回路基板１１にＢＧＡパッケージＩＣ１を重畳させた際に、該ＢＧＡパッケージＩＣ１の側面よりも外側に突出する様に配されている。
【００１７】
又、ランドパターン１２の内、回路基板１１にＢＧＡパッケージＩＣ１を重畳させた際に、該ＢＧＡパッケージＩＣ１の中央部近傍に位置することにより前記熱入力部１３をＢＧＡパッケージＩＣ１の側面の外側に伸長させて設けることが困難なランドパターン１２ａについては、バイアホールと回路基板１１の中間に形成された中間層を用いて、回路基板１１の上面に熱入力部１４を露呈させる。即ち、前記ランドパターン１２ａを、バイアホール１４ａを介して回路基板１１の中間層１１ａに接続させ、この中間層１１ａとバイアホール１４ｂを介して、回路基板１１の上面であって、前記ＢＧＡパッケージＩＣ１が重畳しない位置に露呈させた熱入力部１４を接続させる。
【００１８】
この実施例１では、前記ＢＧＡパッケージＩＣ１を回路基板１１に、前記バンプ１ａのそれぞれが前記ランドパターン１２のそれぞれに位置する状態で重畳させ、前記熱入力部１３及び熱入力部１４に、ハンダごて等の加熱手段を作用させる。例えば、ハンダごてが用いられる場合には、該ハンダごてを押付ける。これにより、熱入力部１３からランドパターン１２へ熱が伝達してバンプ１ａを加熱して溶融させるから、該バンプ１ａがランドパターン１２に接合される。又、熱入力部１４に加えられた熱は、前記バイアホール１４ｂと中間層１１ａ、バイアホール１４ａとを順に伝達し、前記ランドパターン１２ａを加熱するから、このランドパターン１２ａに接触しているバンプ１ａが溶融して、これらが接合される。これにより、ＢＧＡパッケージＩＣ１が回路基板１１に実装されることとなる。
【００１９】
又、ＢＧＡパッケージＩＣ１を回路基板１１から取外す際には、前記熱入力部１３及び熱入力部１４に加熱すれば、バンプ１ａが溶融するので、容易にＢＧＡパッケージＩＣ１を取外すことができる。このとき、熱入力部１３と熱入力部１４への加熱に熱風器を用いることができ、その場合には、これら熱入力部１３と熱入力部１４の配置を、熱風器のＱＦＰ、ＳＯＰ等のノズルサイズに対応できる様にしてあれば、取外し作業がより簡便となる。
【実施例２】
【００２０】
図２には、本発明の実施例２に係る半導体装置を示してある。尚、図１に示す実施例１に係る半導体装置と同等の部位については同一の符号を付してある。
【００２１】
この実施例２に係る半導体装置では、ＢＧＡパッケージＩＣ１を多層の回路基板２１に実装する場合を示している。
【００２２】
前記回路基板２１の上面には、実施例１に説明した前記ランドパターン１２，１２ａ、熱入力部１３、熱入力部１４のそれぞれと同様に、ランドパターン２２，２２ａ、熱入力部２３、熱入力部２４とが露呈して設けられている。又、ＢＧＡパッケージＩＣ１の中央部により覆われる位置にあるランドパターン２２ａは、バイアホール２４ａと回路基板２１の中間層２１ａ、バイアホール２４ｂとを介して前記熱入力部２４に接続されている。
【００２３】
更に、この実施例２では、前記ランドパターン２２のそれぞれに接続されたバイアホール２５が、回路基板２１の最下層２１ｂの位置迄引出されており、該回路基板２１の下面に露呈させて副熱入力部２６が形成されている。
【００２４】
この実施例２に係る半導体装置では、前記副熱入力部２６にハンダごてを押当てることにより、バイアホール２５を介してランドパターン２２，２２ａが加熱される。これにより、これらランドパターン２２，２２ａと接触しているバンプ１ａが溶融されてＢＧＡパッケージＩＣ１が回路基板２１に実装される。しかも、副熱入力部２６への加熱は、前記熱入力部２３，２４への加熱と併せて行うことができるので、バンプ１ａへ供給する熱量を調整することができ、安定してバンプ１ａを溶融させることができると共に、ＢＧＡパッケージＩＣ１や回路基板２１へ与える熱の影響を抑制することができる。
【００２５】
又、ＢＧＡパッケージＩＣ１を回路基板２１から取外す場合にも、熱入力部２３，２４と併せて副熱入力部２６を加熱することにより容易に取外すことができる。
【００２６】
上述したいずれの実施例に於いても、バンプ１ａの一部を受容するくぼみをランドパターン１２，１２ａ，２２，２２ａに形成することにより、ＢＧＡパッケージＩＣ１を回路基板１１，２１に重畳させた際に、該ＢＧＡパッケージＩＣ１の回路基板１１，２１に対する位置合わせを容易に行うことができる。
【００２７】
又、いずれの実施例に於いても、ＢＧＡパッケージＩＣ１へは熱の伝導がほとんどなく、バンプ１ａを局所的に加熱することができる。この為、金フラッシュめっきに限らず、耐熱プリフラックスを用いた基板への簡易的な実装を行うことにも適している。
【００２８】
本発明に係る半導体装置によれば、リフロー処理を施さずに半導体用パッケージを回路基板に実装できることから、小型ＢＧＡパッケージＩＣを実装する際に有利であり、又、リフロー処理を必要としないことから、半導体装置の試作品について性能評価を行う場合に適したものである。
【００２９】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【００３０】
（付記１）図１に示す様に、ランドパターン１２に熱入力部１３を設けると共に、ＢＧＡパッケージＩＣ１により覆われる位置にあるランドパターン１２ａに対して、回路基板１１の中間層１１ａとバイアホール１４ａ，１４ｂを介して接続された熱入力部１４を、ＢＧＡパッケージＩＣ１よりも外側の位置に配し、該熱入力部１４を加熱する様にした構造。
【００３１】
（付記２）図２に示す様に、ランドパターン２２と、回路基板２１の最下層２１ｂに形成した下面に露呈させて配した副熱入力部２６とを、バイアホール２５により接続して、該副熱入力部２６を加熱する様にした構造。
【００３２】
（付記３）前記ＢＧＡパッケージＩＣ１のバンプ１ａを収容するくぼみを回路基板１１，２１のランドパターン１２，１２ａ，２２，２２ａに形成して、該くぼみにバンプ１ａを位置させることにより、回路基板１１，２１に対するＢＧＡパッケージＩＣ１の位置合わせを行える様にした構造。
【００３３】
（付記４）前記熱入力部１３，１４，２３，２４の配置を、熱風器のＱＦＰ、ＳＯＰ等のノズルサイズに対応する様にして、熱風器によりＢＧＡパッケージＩＣ１を容易に取外すことができる様にした構造。
【符号の説明】
【００３４】
１              ＢＧＡパッケージＩＣ
１ａ            バンプ
１１            回路基板
１１ａ          中間層
１２            ランドパターン
１３            熱入力部
１４            熱入力部
１４ａ          バイアホール
１４ｂ          バイアホール
２１            回路基板
２２            ランドパターン
２３            熱入力部
２４            熱入力部
２５            バイアホール
２６            副熱入力部
【図１】
2011014770.tif 000003
【図２】
2011014770.tif 000004
【図３】
2011014770.tif 000005