(57)【要約】【課題】配線基板の外周部分に機械的ストレスが加わった場合でも、配線基板のクラックや配線基板裏面に形成された電極端子の脱落等の不具合を防止し、製品としての品質性能及び信頼性を向上することができる半導体装置を提供する。【解決手段】配線基板２裏面の電極端子４を形成する金属ランド６からなる配線層にて、四コーナーに配置した複数の金属ランド６を１つの金属ランド９に統合し、上記金属ランドからなる配線層上にレジスト等の保護膜７を形成した後に、はんだボール等の電極端子４を形成するために、同一形状のランド開口をマトリックス状に形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に半導体素子を搭載した配線基板と、前記半導体素子を保護するために前記配線基板の表面上に樹脂封止したモールド樹脂部と、前記配線基板の裏面にマトリックス状に配置された複数の電極端子とを有する半導体装置において、
前記配線基板は、
前記電極端子を形成するために同一形状のランド開口を有する金属ランドが、裏面の各電極端子に対応するように、マトリックス状に複数形成された配線層で、
その各コーナーの金属ランドとして、
他の部分に配置された複数の金属ランドを１つにして統合した金属ランドが形成された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、
前記配線基板は、
前記統合した金属ランドの領域が、表面に形成された前記モールド樹脂部の下部に至るまで形成された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
表面に半導体素子を搭載した配線基板と、前記半導体素子を保護するために前記配線基板の表面上に樹脂封止したモールド樹脂部と、前記配線基板の裏面にマトリックス状に配置された複数の電極端子とを有する半導体装置において、
前記配線基板は、
前記電極端子を形成するために同一形状のランド開口を有する金属ランドが、裏面の各電極端子に対応するように、マトリックス状に複数形成された配線層で、
表面に形成された前記モールド樹脂部の各コーナーの金属ランドとして、
他の部分に配置された複数の金属ランドを１つにして統合した金属ランドが形成された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
表面に半導体素子を搭載した配線基板と、前記半導体素子を保護するために前記配線基板の表面上に樹脂封止したモールド樹脂部と、前記配線基板の裏面にマトリックス状に配置された複数の電極端子とを有する半導体装置において、
前記配線基板は、
前記電極端子を形成するために同一形状のランド開口を有する金属ランドが、裏面の各電極端子に対応するように、マトリックス状に複数形成された配線層で、
表面に形成された前記モールド樹脂部を取り囲むリング状の金属ランドとして、
他の部分に配置された複数の金属ランドを１つにして統合した金属ランドが形成された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置において、
前記配線基板は、
前記統合した金属ランドの形成領域として、
裏面の金属ランドからなる配線層のみでなく表層及び内層の各配線層の金属領域にも、
同様の位置でかつ同様のサイズの金属ランドが形成された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項５記載の半導体装置において、
前記配線基板は、
各配線層に形成された前記金属領域間が複数の導体ビアにより接続された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置において、
前記配線基板は、
前記金属領域間を接続する複数の導体ビアの一部が、表面に形成された前記モールド樹脂部の外周部に沿って形成された
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、単層あるいは多層配線基板などから成る有機基板上に半導体素子を搭載して樹脂封止した構造の半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種電子機器には、単層あるいは多層配線基板などから成る有機基板上に半導体素子を搭載して樹脂封止した構造の半導体装置が多く使用されている。
以下、図８に基づいて、従来の半導体装置（例えば、特許文献１を参照）について説明する。
【０００３】
図８は従来の半導体装置の構造を示す構成図で、図８（ａ）は半導体装置の裏面の平面図であり、図８（ｂ）は半導体装置の表面の平面図であり、図８（ｃ）は図８（ｂ）の半導体装置の線Ａ−Ａ’における断面図である。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、１は半導体素子、２は配線基板、３は金属ワイヤ、４は電極端子、５はモールド樹脂部、６は金属ランド、７は保護膜である。
【０００４】
近年、半導体素子１の高集積化及び電極の多ピン化が進展しており、半導体装置として高密度化が要求されている。そこで、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、単層あるいは多層配線基板などから成る有機配線基板２上に半導体素子１を搭載し、それらを金属ワイヤ３により配線した状態でモールド樹脂部５により樹脂封止した半導体装置として、配線基板２の裏面に金属ランド６とともにはんだボール等から成る外部電極端子４をマトリックス状に配列したボールグリットアレイ（ＢＧＡ）型の半導体装置が多く活用されている。
【特許文献１】特開平９−４５８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の半導体装置では、配線基板２においてその表面上に形成されたモールド樹脂部５より外周部分、特に配線基板２の四コーナー部分において、配線基板２の表面上にモールド樹脂部５などの剛体部分が存在しないため、半導体装置を組立加工する際や半導体装置を運搬する際あるいは実装基板上に半導体装置を実装する際のハンドリング等により半導体装置に加わる機械的ストレスによって、配線基板２の外周部分、特に四コーナー部分に応力や変形が発生し、配線基板２のクラックや配線基板２の裏面に形成された電極端子４の脱落等の不具合が発生し、半導体装置としての品質性能や信頼性の低下という大きな問題が発生する可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、配線基板の外周部分に機械的ストレスが加わった場合でも、配線基板のクラックや配線基板裏面に形成された電極端子の脱落等の不具合を防止し、製品としての品質性能及び信頼性を向上することができる半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１記載の半導体装置は、表面に半導体素子を搭載した配線基板と、前記半導体素子を保護するために前記配線基板の表面上に樹脂封止したモールド樹脂部と、前記配線基板の裏面にマトリックス状に配置された複数の電極端子とを有する半導体装置において、前記配線基板は、前記電極端子を形成するために同一形状のランド開口を有する金属ランドが、裏面の各電極端子に対応するように、マトリックス状に複数形成された配線層で、その各コーナーの金属ランドとして、他の部分に配置された複数の金属ランドを１つにして統合した金属ランドが形成されたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２記載の半導体装置は、請求項１記載の半導体装置において、前記配線基板は、前記統合した金属ランドの領域が、表面に形成された前記モールド樹脂部の下部に至るまで形成されたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３記載の半導体装置は、表面に半導体素子を搭載した配線基板と、前記半導体素子を保護するために前記配線基板の表面上に樹脂封止したモールド樹脂部と、前記配線基板の裏面にマトリックス状に配置された複数の電極端子とを有する半導体装置において、前記配線基板は、前記電極端子を形成するために同一形状のランド開口を有する金属ランドが、裏面の各電極端子に対応するように、マトリックス状に複数形成された配線層で、表面に形成された前記モールド樹脂部の各コーナーの金属ランドとして、他の部分に配置された複数の金属ランドを１つにして統合した金属ランドが形成されたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４記載の半導体装置は、表面に半導体素子を搭載した配線基板と、前記半導体素子を保護するために前記配線基板の表面上に樹脂封止したモールド樹脂部と、前記配線基板の裏面にマトリックス状に配置された複数の電極端子とを有する半導体装置において、前記配線基板は、前記電極端子を形成するために同一形状のランド開口を有する金属ランドが、裏面の各電極端子に対応するように、マトリックス状に複数形成された配線層で、表面に形成された前記モールド樹脂部を取り囲むリング状の金属ランドとして、他の部分に配置された複数の金属ランドを１つにして統合した金属ランドが形成されたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５記載の半導体装置は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置において、前記配線基板は、前記統合した金属ランドの形成領域として、裏面の金属ランドからなる配線層のみでなく表層及び内層の各配線層の金属領域にも、同様の位置でかつ同様のサイズの金属ランドが形成されたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項６記載の半導体装置は、請求項５記載の半導体装置において、前記配線基板は、各配線層に形成された前記金属領域間が複数の導体ビアにより接続されたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項７記載の半導体装置は、請求項６記載の半導体装置において、前記配線基板は、前記金属領域間を接続する複数の導体ビアの一部が、表面に形成された前記モールド樹脂部の外周部に沿って形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、配線基板の裏面に形成された金属ランドからなる配線層において、配線基板の四コーナーのそれぞれに従来配置されていた複数の金属ランドを１つに統合した金属ランドにすることにより、配線基板のモールド樹脂部より外周部分、特に四コーナー部分の強度を向上することができる。
【００１５】
また、配線基板の裏面に形成された金属ランドからなる配線層において、配線基板表面に形成されたモールド樹脂部における四コーナーの各直下近傍に従来形成配置されていた複数の金属ランドを１つに統合した金属ランドにすることにより、配線基板のモールド樹脂部における四コーナー部分の強度を向上することができる。
【００１６】
また、上記のように１つに統合した金属ランドの領域として、配線基板表面に形成されたモールド樹脂部の下部に至るまで形成したり、あるいはモールド樹脂部を取り囲むようにリング状に形成したりすることにより、配線基板のモールド樹脂部における四コーナー部分、あるいは配線基板のモールド樹脂部より外周部分の強度を向上することができる。
【００１７】
また、上記のように１つに統合した金属ランドの領域として、配線基板裏面の金属ランドからなる配線層のみでなく、配線基板の表層及び内層の各配線層にも同様の位置に同様のサイズの金属領域を形成したり、配線基板の各層に形成された金属領域間を複数の導体ビアにより接続したりすることにより、さらに配線基板のモールド樹脂部における四コーナー部分、あるいは配線基板のモールド樹脂部より外周部分の強度を向上することができる。
【００１８】
以上のため、半導体装置を組立加工する際や半導体装置を運搬する際あるいは実装基板上に半導体装置を実装する際のハンドリング等により半導体装置（特に配線基板）に機械的ストレスが加わった場合でも、配線基板への応力や変形を低減し、配線基板のクラックや電極端子の脱落等の不具合を防止することができ、半導体装置の歩留向上及びカスタマーでの取り扱いによる不具合発生を防止するとともに、製品としての品質性能及び信頼性を向上することができる。
【００１９】
また、配線基板の各層に形成された金属領域間に形成された複数の導体ビアの一部を、配線基板表面に形成されたモールド樹脂部の外周部に沿って形成することにより、配線基板のモールド樹脂部における四コーナー部分の強度を向上することができる。
【００２０】
そのため、半導体装置に機械的ストレスが加わって、配線基板の外周部分、特に四コーナー部分の配線基板への応力や変形に伴い、モールド樹脂部に沿って配線基板のクラックが発生しても、複数の導体ビアにより配線基板におけるクラックの進行を防止することができ、半導体装置の歩留向上及びカスタマーでの取り扱いによる不具合発生を防止するとともに、製品としての品質性能及び信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を示す半導体装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の半導体装置を説明する。
【００２２】
図１（ａ）は本実施の形態１の半導体装置の構造を示す裏面の平面図であり、図１（ｂ）は本実施の形態１の半導体装置の構造を示す表面の平面図であり、図１（ｃ）は本実施の形態１の半導体装置の構造を示す概略断面図であり図１（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００２３】
本実施の形態１の半導体装置は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、表面に半導体素子１を搭載した配線基板２と、半導体素子１の電極と配線基板２の表面に形成した電極とを電気的に接続するための金属ワイヤ３と、半導体素子１と金属ワイヤ３とを保護するために配線基板２の表層にエポキシ樹脂からなる封止樹脂により樹脂封止したモールド樹脂部５と、配線基板２の表面の電極から配線基板２の裏面にマトリックス状に引き出された金属ランド６上に形成された複数のはんだボール等の電極端子４とから構成されている。配線基板２は、エポキシ樹脂などからなる有機配線基板で構成され、単層あるいは多層基板から構成されている。
【００２４】
本実施の形態１の半導体装置の特徴は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、配線基板２の表面上にレジスト等の保護膜７を形成するとともに、配線基板２の裏面の電極端子４を形成する金属ランド６を有する配線層において、配線基板２の四コーナーのそれぞれに従来配置されていた複数の金属ランド６を、１つにして統合した金属ランド９とし、上記金属ランド６、９からなる配線層上にレジスト等の保護膜７を形成した後に、はんだボール等の電極端子４を形成するために、同一形状のランド開口をマトリックス状に形成した配線基板２を用いることである。
【００２５】
これにより、半導体装置を組立加工する際や半導体装置を運送する際あるいはカスタマーでの実装基板上に半導体装置を実装する際に、半導体装置の配線基板２におけるモールド樹脂部５より外周部分、特に四コーナー部分の強度を向上することにより、配線基板２への応力や変形を低減し、電極端子４の脱落等の不具合を防止することが可能となり、半導体装置の歩留向上及び、カスタマーでの取り扱いによる不具合発生を防止することが可能となる。
【００２６】
なお、本実施の形態１では、半導体装置として、配線基板２の表面に半導体素子１を搭載し、半導体素子１の電極を配線基板２の表面に形成した電極に金属ワイヤ３で電気的に接続し、半導体素子１と金属ワイヤ３を保護するために封止樹脂にて樹脂封止したモールド樹脂部５から構成される半導体装置を例に説明したが、半導体素子１の表面に電極を形成し、半導体素子１の表面が配線基板２の表面と対抗するように、半導体素子１を配線基板２の表面上にフリップチップ接続し、配線基板２と半導体素子１間を封止樹脂や絶縁膜などによって構成するフリップチップ型の半導体装置でも、同様の効果が得られるものである。
【００２７】
また、本実施の形態１では、１つに統合した金属ランド９の形状を四角形状のものを用いて説明したが、三角形状等、その他の形状を用いた場合でも、同様の効果が得られるものである。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の半導体装置を説明する。
【００２８】
図２（ａ）は本実施の形態２の半導体装置の構造を示す裏面の平面図であり、図２（ｂ）は本実施の形態２の半導体装置の構造を示す表面の平面図である。
本実施の形態２の半導体装置の特徴は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、配線基板２の裏面の金属ランド６を有する配線層において、配線基板２の表面に形成されたモールド樹脂部５における四コーナーの各直下近傍に従来形成配置されていた複数の金属ランド６を、１つにして統合した金属ランド９とした配線基板２を用いることである。
【００２９】
これにより、半導体装置を組立加工する際や半導体装置を運送する際、あるいはカスタマーでの実装基板上に半導体装置を実装する際に、半導体装置の配線基板２におけるモールド樹脂部５の外周端部分に加わる応力や変形を低減し、モールド樹脂部５の外周端部分で発生する配線基板２のクラックを防止することが可能となり、半導体装置の歩留向上及び、カスタマーでの取り扱いによる不具合発生を防止することが可能となる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の半導体装置を説明する。
【００３０】
図３は本実施の形態３の半導体装置の構造を示す裏面の平面図である。
本実施の形態３の半導体装置の特徴は、図３に示すように、配線基板２の裏面の金属ランド６を有する配線層において、配線基板２の四コーナーのそれぞれに従来配置されていた複数の金属ランド６を１つにして統合した金属ランド９の領域として、配線基板２の表面に形成されたモールド樹脂部５の下部に至るまでの領域に、統合した金属ランド９が形成された配線基板２を用いることである。
【００３１】
これにより、半導体装置を組立加工する際や半導体装置を運送する際あるいはカスタマーでの実装基板上に半導体装置を実装する際に、半導体装置の配線基板２におけるモールド樹脂部５の外周端部分に加わる応力や変形を低減し、モールド樹脂部５の外周端部分で発生する配線基板２のクラックを防止することが可能となり、半導体装置の歩留向上及び、カスタマーでの取り扱いによる不具合発生を防止することが可能となる。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の半導体装置を説明する。
【００３２】
図４は本実施の形態４の半導体装置の構造を示す裏面の平面図である。
本実施の形態４の半導体装置の特徴は、図４に示すように、配線基板２の裏面の金属ランド６を有する配線層において、１つにして統合した金属ランド９の領域として、配線基板２の表面に形成されたモールド樹脂部５をその外周直下近傍を含んで取り囲むようなリング状の領域に、統合した金属ランド９が形成された配線基板２を用いることである。
【００３３】
これにより、半導体装置を組立加工する際や半導体装置を運送する際、あるいはカスタマーでの実装基板上に半導体装置を実装する際に、半導体装置の配線基板２におけるモールド樹脂部５の外周端部分より外側に加わる応力や変形を低減し、モールド樹脂部５の外周端部分より外側で発生する配線基板２のクラックを防止することが可能となり、半導体装置の歩留向上及び、カスタマーでの取り扱いによる不具合発生を防止することが可能となる。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５の半導体装置を説明する。
【００３４】
図５は本実施の形態５の半導体装置の構造を示す断面図である。
本実施の形態５の半導体装置の特徴は、１つにして統合した金属ランド９の領域として、配線基板２の裏面の金属ランド６からなる配線層のみでなく配線基板２の表層及び内層の各配線層にも、同様の位置でかつ同様のサイズの金属領域に、統合した金属ランド９が形成された配線基板２を用いることである。
【００３５】
これにより、半導体装置の配線基板２における外周部分の強度が向上し、半導体装置を組立加工する際や半導体装置を運送する際、あるいはカスタマーでの実装基板上に半導体装置を実装する際に、配線基板２への応力や変形をさらに低減し、配線基板２のクラックや配線基板２の裏面に形成された電極端子４の脱落等の不具合が発生することを防止することが可能となり、半導体装置の品質及び信頼性をより向上することが可能である。
【００３６】
なお、配線基板２の表層及び内層の各配線層での金属領域は、ライン状あるいは格子状に形成された配線パターンでも、同様の効果が得られるものである。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６の半導体装置を説明する。
【００３７】
図６（ａ）は本実施の形態６の半導体装置の構造を示す断面図であり、図６（ｂ）は本実施の形態６の半導体装置の構造を示す概略断面図であり図６（ａ）のＢ部分の拡大断面図である。
【００３８】
本実施の形態６の半導体装置の特徴は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、配線基板２の各層に形成された金属領域９間を銅等の導体からなる複数の配線基板内ビア８により接続した配線基板２を用いることである。
【００３９】
これにより、半導体装置の配線基板２における外周部分の強度が向上し、半導体装置を組立加工する際や半導体装置を運送する際、あるいはカスタマーでの実装基板上に半導体装置を実装する際に、配線基板２への応力や変形をさらに低減し、配線基板２のクラックや配線基板２の裏面に形成された電極端子４の脱落等の不具合が発生することを防止することが可能となり、半導体装置の品質及び信頼性をより向上することが可能である。
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７の半導体装置を説明する。
【００４０】
図７は本実施の形態７の半導体装置の構造を示す断面図であり、図７（ｂ）は本実施の形態７の半導体装置の構造を示す概略断面図であり図７（ａ）のＢ部分の拡大断面図であり、図７（ｃ）は本実施の形態７の半導体装置の構造を示す表面の平面図である。
【００４１】
本実施の形態７の半導体装置の特徴は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、金属領域９間に形成された銅等の導体からなる複数の配線基板内ビア８の一部が、配線基板２の表面に形成されたモールド樹脂部５の外周部分に沿って、形成された配線基板２を用いることである。
【００４２】
これにより、半導体装置を組立加工する際や半導体装置を運送する際、あるいはカスタマーでの実装基板上に半導体装置を実装する際に、半導体装置（配線基板２）に機械的ストレスが加わり、配線基板２の外周部分、特に四コーナー部分への応力や変形に伴いモールド樹脂部５に沿って配線基板２のクラックが発生しても、配線基板内ビアの形成により配線基板２のクラックの進行を防止することが可能となり、半導体装置の品質及び信頼性をより向上することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の半導体装置は、配線基板の外周部分に機械的ストレスが加わった場合でも、配線基板のクラックや配線基板裏面に形成された電極端子の脱落等の不具合を防止し、製品としての品質性能及び信頼性を向上することができるもので、各種電子機器の半導体装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１の半導体装置の裏面および表面の平面図とＡ−Ａ’断面図
【図２】本発明の実施の形態２の半導体装置の裏面および表面の平面図
【図３】本発明の実施の形態３の半導体装置の裏面の平面図
【図４】本発明の実施の形態４の半導体装置の裏面の平面図
【図５】本発明の実施の形態５の半導体装置の断面図
【図６】本発明の実施の形態６の半導体装置の断面図およびＢ部の拡大断面図
【図７】本発明の実施の形態７の半導体装置の断面図およびＢ部の拡大断面図と表面の平面図
【図８】従来の半導体装置の裏面および表面の平面図とＡ−Ａ’断面図
【符号の説明】
【００４５】
１    半導体素子
２    配線基板
３    金属ワイヤ
４    電極端子
５    モールド樹脂部
６    金属ランド
７    保護膜
８    配線基板内ビア
９    統合した金属ランド
【図１】
2008112765.tif 000003
【図２】
2008112765.tif 000004
【図３】
2008112765.tif 000005
【図４】
2008112765.tif 000006
【図５】
2008112765.tif 000007
【図６】
2008112765.tif 000008
【図７】
2008112765.tif 000009
【図８】
2008112765.tif 000010