(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂の熱膨張によるストレスを与えずにＩＣパッケージの補強を可能にする。【解決手段】回路基板３と、回路基板３上に配置されたＩＣパッケージ（ＣＳＰ２）と、ＩＣパッケージ（ＣＳＰ２）の周囲に配置され、かつ一部に切欠部１００を有する枠形状の熱可塑性樹脂の成型体１を有する中間構造体と、からなり、回路基板３を加熱することにより成型体１を液状化させて、回路基板３とＩＣパッケージ（ＣＳＰ２）の間に樹脂封止体を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
前記回路基板上に配置されたＩＣパッケージと、
前記ＩＣパッケージの周囲に配置され、かつ一部に切欠部を有する枠形状の熱可塑性樹脂からなる成型体を有することを特徴とする半導体装置の中間構造体。
【請求項２】
前記切欠部は、前記枠形状の四辺の内少なくとも一辺の一部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の中間構造体。
【請求項３】
前記切欠部は、前記枠形状の角部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の中間構造体。
【請求項４】
前記ＩＣパッケージは、ＣＳＰ（Chip  Size  Package）、ＬＧＡ（Land  Grid  Array）、ＱＦＰ（Quad  Flat  Package）又はＱＦＮ（Quad  Flat  Non-leaded  package）であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の中間構造体。
【請求項５】
回路基板上にＩＣパッケージを配置し、
前記ＩＣパッケージの周囲に、一部に切欠部を有する枠形状の熱可塑性樹脂からなる成型体を配置し、
前記回路基板を加熱することにより、前記熱可塑性樹脂を液状化させて、少なくとも前記回路基板と前記ＩＣパッケージの間に樹脂封止体を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂は、前記回路基板の再加熱により生ずる樹脂膨張ストレスを削減することを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記回路基板の再加熱は、前記樹脂封止体の形成後に、前記ＩＣパッケージを交換修理のために取り外す際に行われることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記成型体は、前記ＩＣパッケージの周囲に配置後の位置ずれを防止するために前記枠形状に形成されていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記切欠部は、前記ＩＣパッケージの下部の空気を排出することにより前記ＩＣパッケージの下部に前記液状化した前記熱可塑性樹脂を浸透させるために設けられていることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記樹脂封止体は、前記ＩＣパッケージの上面には形成されないことを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の中間構造体及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＳＰ（Chip  Size  Package：以下、ＣＳＰと称す）の補強には熱硬化性液状樹脂が使用されていた。この熱硬化性樹脂は、常温で液体であり、加熱を行うと固まり、以降再度加熱を行なっても固体のままである。この樹脂の使用には、リワーク等の局面において樹脂封止後の回路基板を再加熱すると、樹脂封止したＣＳＰ実装部が破壊されるという問題があった。
【０００３】
この問題を解決するために、熱硬化性樹脂の代わりに、熱可塑性樹脂を使用することが考えられる。これに関連する技術として、例えば、特開昭５６−４６５３９号公報（特許文献１）、特開昭５７−１３０４３８号公報（特許文献２）がある。
【０００４】
しかし、特許文献１では、回路基板に樹脂流れ用空気穴及び封止体固定用穴を設けており構造が複雑である。さらに、ＩＣチップの上面にも封止しているため、厚みが増して小型薄型化が図れない。
【０００５】
また、特許文献２は、封止前の樹脂の切欠部を開示している。しかし、この切欠部は蓋形状の天面をリング状に切り欠いたものであり、ＩＣを覆う樹脂の量を調節するためのものである。このような構成では、天面をリング状に切り欠いても、ＩＣにより切欠部に蓋がされるので、この切欠部では樹脂浸透性を向上させることはできない。さらに、樹脂封止後にＩＣの上面にも樹脂が覆われているため、樹脂の厚さにより薄型化が図れない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５６−４６５３９号公報
【特許文献２】特開昭５７−１３０４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上述した課題を解決するための技術を提供することにあり、樹脂の熱膨張によるストレスを与えずにＩＣパッケージの補強が可能で、かつ構造が簡単で小型薄型化が図れる半導体装置の中間構造体及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る半導体装置の中間構造体は、回路基板と、前記回路基板上に配置されたＩＣパッケージと、前記ＩＣパッケージの周囲に配置され、かつ一部に切欠部を有する枠形状の熱可塑性樹脂からなる成型体を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、
回路基板上にＩＣパッケージを配置し、
前記ＩＣパッケージの周囲に、一部に切欠部を有する枠形状の熱可塑性樹脂からなる成型体を配置し、
前記回路基板を加熱することにより、前記熱可塑性樹脂を液状化させて、少なくとも前記回路基板と前記ＩＣパッケージの間に樹脂封止体を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、加熱により樹脂が液体となるので、熱膨張によるストレスを発生させることがない。これにより、樹脂封止後の回路基板の再加熱が可能となり、樹脂封止後の回路基板の修理などが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体装置の中間構造体の構成を示す図である。
【図２】熱可塑性樹脂をＣＳＰの周囲に配置したときの状態を示す断面図である。
【図３】配置後の加熱により熱可塑性樹脂が液状化した状態を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る半導体装置の中間構造体の構成を示す図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態に係る半導体装置の中間構造体の構成を示す図である。
【図６】関連技術の問題点を説明するための図である。
【図７】関連技術の問題点を説明するための図である。
【図８】関連技術の問題点を説明するための図である。
【図９】関連技術の問題点を説明するための図である。
【図１０】関連技術の問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
最初に、図６〜図１０を参照して、本発明の特徴を明確化するために、関連技術の問題点について説明する。
【００１３】
部品実装及び樹脂封止後の回路基板３上に修理が必要な部品があると、不具合部を加熱修理する必要がある。しかし、不具合部を加熱修理すると、回路基板３の全体に熱が伝わり、封止した熱硬化性樹脂４の温度も上昇するため、ＣＳＰ（Chip  Size  Package）２の下面に図６の矢印で示すような、固体のままの熱硬化性樹脂４の熱膨張による３次元的な応力が発生する。
【００１４】
樹脂硬化時の温度よりも高く、はんだが溶ける温度よりも低い温度の範囲内の上昇の場合は、金属のはんだ６よりも樹脂の熱膨張の方が大きいため、はんだ付け部にストレスがかかり、図７に示すようなＣＳＰ２側のはんだ付け界面の剥離クラック、図８に示すような回路基板３側のはんだ付け界面の剥離クラック、図９に示すような回路基板３側のランド７の回路基板３からの剥離クラックなどが発生する。
【００１５】
また、はんだが溶ける温度よりも更に高い温度上昇の場合は、図１０に示すように、溶融したはんだ６が膨張した熱硬化性樹脂４に押し出され、隣の端子のはんだに接触して電気接続のショートが発生する。
【００１６】
このような関連技術の問題点を解決するために、本発明では、熱可塑性樹脂を用いる。このような熱可塑性樹脂を用いることにより、温度上昇しても熱可塑性樹脂が液体となり、ストレスを発生させることがない。この結果、樹脂封止後の回路基板３の再加熱が可能となり、樹脂封止後の回路基板３の修理などが可能となる。
【００１７】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る半導体装置の中間構造体の構成について説明する。
【００１９】
回路基板３には、ＣＳＰ（Chip  Size  Package）２が実装されている。この実装されたＣＳＰ２を補強する目的で、固体の熱可塑性樹脂（成型体）１がＣＳＰ２の周囲に配置されている。ここで、熱可塑性樹脂１は、常温で固体、加熱すると液体になり、再び常温に戻ると固まる。また、熱可塑性樹脂（成型体）１は、ＣＳＰ２を囲うように一部に切欠部１００を有する枠型の形状に形成されている。
【００２０】
図２に示すように、熱可塑性樹脂（成型体）１はＣＳＰ２の周囲に配置されている。そして、図３に示すように、配置後の加熱により熱可塑性樹脂１が液状化し、ＣＳＰ２の下部及び周囲に熱可塑性樹脂１が浸透し、ＣＳＰ２補強のための樹脂封止体１０が形成される。
【００２１】
このように、本発明の実施の形態では、回路基板３上に実装されたＣＳＰ２を、熱可塑性樹脂１の樹脂封止体１０で封止することで補強を行う。温度上昇により液状化する熱可塑性樹脂１の特性を活かし、上記関連技術の熱硬化性樹脂４でＣＳＰ２や回路基板３に発生していた樹脂の熱膨張によるストレスを与えずに、樹脂補強後においても部品交換などの加熱を伴う修理を可能とする。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【００２３】
回路基板３に実装されたＣＳＰ３及びその半田付け部を、物理的な衝撃や温度変化による熱衝撃から保護するために補強を行う。この際、予めＣＳＰ２のサイズに合わせ枠形状に成型した熱可塑性樹脂（成型体）１を用いる。
【００２４】
まず、熱可塑性樹脂（成型体）１を、ＣＳＰ２を囲うように配置する。このようにして、図２に示すように、ＣＳＰ２の端部近傍に固体の熱可塑性樹脂（成型体）１が配置される。熱可塑性樹脂（成型体）１を枠形状に成型しているので、配置後に位置ずれが発生することがない。
【００２５】
次に、回路基板３の加熱を行うことで、熱可塑性樹脂１が液状化し、図３に示すように、ＣＳＰ２の下部及び周囲に熱可塑性樹脂が浸透し、ＣＳＰ２の補強のための樹脂封止体１０が形成される。この際、枠形状に成型した熱可塑性樹脂（成型体）１の一部を切り欠いていたことで、その切欠部１００からＣＳＰ２の下部の空気が排出され、ＣＳＰ２の下部に液状化した熱可塑性樹脂１が十分に浸透する。
【００２６】
本発明の実施の形態によれば、樹脂封止後の回路基板３を加熱し、ＣＳＰ２を封止している熱可塑性樹脂１の樹脂封止体１０の温度が上昇しても、熱可塑性樹脂１が液体となるため、樹脂の熱膨張によるストレスが発生しない。
【００２７】
回路基板３に配置された部品を加熱修理する際には、熱が回路基板３を伝わり、回路基板３の全体の温度が上昇する。上記関連技術の補強樹脂（熱硬化性樹脂４）は、温度が上昇しても液体にならないため、樹脂が熱膨張してストレスを発生させ、各種問題を発生させた。このため、上記関連技術では樹脂封止後に部品交換などの加熱を伴う修理を行うことができなかった。これに対して、本発明の実施の形態の熱可塑性樹脂１を使用すれば、樹脂封止後に部品交換などが可能となる。
【００２８】
また、熱可塑性樹脂１の一部を切り欠いた枠形状とすることで、ＣＳＰ２の周囲に配置後の熱可塑性樹脂１の位置ずれ防止及びＣＳＰ２下部への樹脂浸透性の向上が図れる。
【００２９】
さらに、樹脂封止したＣＳＰ２自体の交換修理に関しても、熱可塑性樹脂１が温度上昇により液体となる特性を有するために、ＣＳＰ２の取り外し及び取り外した後の樹脂残渣の除去が容易であり、短時間での樹脂封止後のＣＳＰ２の交換修理が可能となる。
【００３０】
次に、図４を参照して、本発明の他の実施の形態に係る半導体装置の中間構造体の構成について説明する。
【００３１】
図１では、熱可塑性樹脂（成型体）１を枠形状の１辺の一部を切り欠いた形状としたが、図４に示すように、角部を切り欠いた切欠部２００でも、同様の効果を得られる。
【００３２】
また、枠形状の内側の４辺が僅かでも存在すれば位置ずれが起きずに固定でき、切欠部１００、２００の長さは問わない。
【００３３】
次に、図５を参照して、本発明のさらに他の実施の形態に係る半導体装置の中間構造体の構成について説明する。
【００３４】
図１では、枠形状の熱可塑性樹脂１を回路基板３に実装された個々のＣＳＰ２に、それぞれ個別に配置するものとした。しかし、図５に示すように、熱可塑性樹脂（成型体）１を複数のＣＳＰ２を同時に封止できる個々の枠を繋げた形状としても同様の効果を得られる。なお、この場合は複数のＣＳＰ２との接触で、必ずしも枠形状の内側４辺が存在する形状としなくても位置決めが可能となり、熱可塑性樹脂（成型体）１の配置も１回で済む。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００３６】
例えば、本発明の実施の形態では、熱可塑性樹脂１を成型して固体の状態で配置したが、初期状態が液体でＣＳＰ２の周囲に塗布し、熱硬化後に熱可塑性の特性を持つ樹脂においても同様の効果を得られる。
【００３７】
また、本発明の実施の形態では、ＣＳＰ２を例に取り説明を行ったが、他のＩＣパッケージ（ＬＧＡ（Land  Grid  Array）、ＱＦＰ（Quad  Flat  Package）、ＱＦＮ（Quad  Flat  Non-leaded  package）、その他モジュールなど）においても、補強及び補強後の回路基板３の加熱による樹脂熱膨張ストレスをなくす効果がある。
【符号の説明】
【００３８】
１  熱可塑性樹脂（成型体）
２  ＣＳＰ
３  回路基板
４  熱硬化型補強樹脂
５  ＣＳＰ側はんだ付けランド
６  はんだ
７  回路基板側はんだ付けランド
１０  樹脂封止体
１００  切欠部
２００  切欠部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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