(57)【要約】【課題】金属パッド群或は半田接合層の傷付きや衝突が避けられるＬＧＡ実装型電子製品を提供する。【解決手段】ＬＧＡ半導体実装構造２００は、基板２１０、チップ２２０、半田接合層２３０、及びフートスタンド２４０を備える。その基板２１０は上表面２１１と下表面２１２とを有し、下表面２１２に複数の金属パッド２１３がアレイ状に配列されている。そのチップ２２０は基板２１０の上表面２１１に設置され且つそれらの金属パッド２１３に電気接続されている。その半田接合層２３０は金属パッド群２１３に設置されて基板２１０の下表面２１２にわずかに突出する第一厚さを有し、そのフートスタンド２４０は基板２１０の下方に設置されて基板の下表面２１２に突出する第二厚さを有し、第二厚さは第一厚さよりも厚くなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上表面と下表面とを有し、前記下表面にアレイ状に並ぶ複数の金属パッドを設置している基板と、
基板の上表面に設置されかつ金属パッド群に電気接続されているチップと、
金属パッド群上に配置されて基板の下表面にわずかに突出する第一厚さを有する半田接合層と、
基板の下方に設置されて基板の下表面に突出する第二厚さを有し、第二厚さは第一厚さよりも厚くなるフートスタンドと、
を備えることを特徴とするＬＧＡ半導体実装構造。
【請求項２】
封止体を有し、前記封止体は基板の上表面に形成されて少なくともチップの一部を密封していることを特徴とする請求項1に記載のＬＧＡ半導体実装構造。
【請求項３】
前記フートスタンドは封止体と一体に連結されていることを特徴とする請求項２に記載のＬＧＡ半導体実装構造。
【請求項４】
前記フートスタンドは複数の支持ブロックから成って基板の下表面の角や周縁部に位置することを特徴とする請求項１に記載のＬＧＡ半導体実装構造。
【請求項５】
前記フートスタンドは細長い形状の誘電物であり基板の中心線に位置することを特徴とする請求項１に記載のＬＧＡ半導体実装構造。
【請求項６】
複数の受動素子を有し、前記受動素子は基板の下表面に設置されて基板の下表面に突出する第三厚さを有し、第二厚さも第三厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載のＬＧＡ半導体実装構造。
【請求項７】
放熱フィンを有し、前記放熱フィンは基板の上表面に設置されることを特徴とする請求項１に記載のＬＧＡ半導体実装構造。
【請求項８】
上表面と下表面とを有し、前記下表面にアレイ状に並ぶ複数の金属パッドを設置している基板と、
基板の上表面に設置されかつ金属パッド群と電気接続しているチップと、
基板の下方に設置されて基板の下表面に突出する厚さを有する少なくとも一つのフートスタンドと、
を備えることを特徴とするＬＧＡ半導体実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体集積回路実装構造に関し、特にＬＧＡ（Land Grid Array）半導体実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前のＬＧＡ半導体実装構造中が、対外電気接続用とする複数の金属パッドが製品の底面にアレイ状に設置されることに比べ、現在のＬＧＡ半導体実装構造中は、対外電気接続用とする複数の金属針で探ることを採用している。このようなＬＧＡ半導体実装構造と接合するＰＣＢ（Printed Circuit Board）は必ず蓋を具する特殊なソケットを設置し、金属針群はこの蓋を具する特殊ソケット内に配列されることによって、従来のＬＧＡ半導体実装構造に位置定めと押し付けを行うことができる。
【０００３】
図１に示すように、従来のＬＧＡ半導体実装構造１００は、主に基板１１０、及びチップ１２０を備える。その基板１１０は上表面１１１、下表面１１２、及びその下表面１１２に設置される複数の金属パッド１１３を備える。そのチップ１２０は基板１１０の上表面１１１に設置され、複数のバンプ１４０を介して基板１１０と電気接続している。そのＬＧＡ半導体実装構造１００はさらに封止体１３０を有し、この封止体１３０は基板１１０の上表面１１１に形成されてバンプ１４０群を密封している。また、そのＬＧＡ半導体実装構造１００はさらに複数の受動素子１５０を有し、それらの受動素子１５０は基板１１０の下表面１１２に設置されている。放熱フィン１６０は基板１１０の上表面１１１に設置される。このような従来のＬＧＡ半導体実装構造１００に対し、金属針群の電気接触方式は唯一外部と電気接続できるので、製品に応用面が狭くなり、そして、運搬と貯蔵の過程では、ＬＧＡ半導体実装構造１００が搭載面１０に載せられて金属パッド１１３群と底面の受動素子１５０群とは傷付きや衝突などに遭い易くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主な目的は一種のＬＧＡ半導体実装構造を提供し、このＬＧＡ半導体実装構造は、ＳＭＴ（Surface Mount Technology）方式を用いて電気接続を達成することができ、電気接触方式で特殊ソケット及び金属針を具するＰＣＢと接合する必要がなくなり、また、従来の金属パッド群或は半田接合層が傷付きや衝突などの問題に遭うことを避けられてＬＧＡ実装型電子製品の応用範囲を有効に拡大している。
【０００５】
本発明のもう一つの目的は一種のＬＧＡ半導体実装構造を提供し、このＬＧＡ半導体実装構造は、以前に放置や運搬の過程に受動素子群を傷をつける問題を解決することができる。
本発明のまたもう一つの目的は一種のＬＧＡ半導体実装構造を提供し、このＬＧＡ半導体実装構造はフートスタンドの設置コストを低下可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の問題を下記の技術を採用して解決する。本発明により、ＬＧＡ半導体実装構造は、主要に基板、チップ、半田接合層、及びフートスタンドを備える。その基板は上表面と下表面とを有し、下表面に複数の金属パッドがアレイ状に配列されている。そのチップは基板の上表面に設置され且つそれらの金属パッドに電気接続されている。その半田接合層は金属パッド群に設置されて基板の下表面にわずかに突出する第一厚さを有し、そのフートスタンドは基板の下方に設置されて基板の下表面に突出する第二厚さを有し、第二厚さは第一厚さよりも厚くなる。
【０００７】
上記のＬＧＡ半導体実装構造において、さらに封止体を有し、その封止体は基板の上表面に形成されて少なくともチップの一部を密封している。
上記のＬＧＡ半導体実装構造において、そのフートスタンドは封止体と一体に連結されることができる。
上記のＬＧＡ半導体実装構造において、基板は対称的に並ぶ複数の貫通孔を具し、そのフートスタンドはそれらの貫通孔と結合している。
【０００８】
上記のＬＧＡ半導体実装構造において、基板はスロットを具し、そのスロットを介してフートスタンドは封止体と一体に連結されている。
上記のＬＧＡ半導体実装構造において、さらに複数のボンディングワイヤを有し、それらのボンディングワイヤはスロットを通してチップと基板とを電気接続し、そのフートスタンドに覆われている。
【０００９】
上記のＬＧＡ半導体実装構造において、さらに複数のバンプを有し、それらのバンプを介してチップと基板とを電気接続している。
上記のＬＧＡ半導体実装構造において、そのフートスタンドは複数の支持ブロックから成って基板の下表面の角や周縁部に位置されている。
上記のＬＧＡ半導体実装構造において、そのフートスタンドは細長い形状になって基板の中心線に位置されている。
【００１０】
上記のＬＧＡ半導体実装構造において、そのフートスタンドは誘電物になってもよい。
上記のＬＧＡ半導体実装構造において、さらに複数の受動素子を有し、それらの受動素子は基板の下表面に設置されて基板の下表面に突出する第三厚さを有し、第二厚さも第三厚さよりも厚くなる。
上記のＬＧＡ半導体実装構造において、さらに放熱フィンを有し、その放熱フィンは基板の上表面に設置されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図２は、本発明の第一実施例によるＬＧＡ半導体実装構造の断面を示し、図３はＬＧＡ半導体実装構造の一部を拡大する断面を示し、図４はＬＧＡ半導体実装構造の底面を示している。
図２に示すように、そのＬＧＡ半導体実装構造２００は、主要に基板２１０、チップ２２０、半田接合層２３０、及びフートスタンド２４０を備える。その基板２１０は上表面２１１と下表面２１２を有し、下表面２１２にアレイ状に並ぶ複数の金属パッド２１３が設置される。その基板２１０は多層ＰＣＢであってもよい。本実施例では、基板２１０は対称的に並ぶ複数の貫通孔２１４を具し、そのフートスタンド２４０は貫通孔２１４群と結合している。
【００１２】
チップ２２０は、基板２１０の上表面２１１に設置されて金属パッド２１３群に電気接続される。本実施例では、そのＬＧＡ半導体実装構造２００はさらに複数のバンプ２６０を有し、それらのバンプ２６０はチップ２２０の下方に形成されてフリップチップとしてチップ２２０と基板２１０とを電気接続している。再び基板２１０の内部配線を介して基板２１０と金属パッド２１３群とを電気接続している。
【００１３】
図３に示すように、その半田接合層２３０は金属パッド２１３群上に配置されて基板２１０の下表面２１２にわずかに突出する第一厚さ２３１を具する。半田接合層２３０は、球状ではなく円弧状にリフロー（reflow）する錫‐鉛半田材料や無鉛半田材料などから成ることができるが、しかし、通常、半田接合層２３０の提供量は球状にリフローすることに対して不足している。
【００１４】
フートスタンド２４０は基板２１０に設置されて基板２１０の下表面２１２に突出する第二厚さ２４１を具し、第二厚さ２４１は第一厚さ２３１よりも厚くなる。従って、フートスタンド２４０を介してそのＬＧＡ半導体実装構造２００を搭載物の搭載面２０、例え机の表面やキャリアー収容底面に置くことにより、半田接合層２３０は搭載面２０に接触せず、金属パッド２１３群或は半田接合層２３０が傷付きと衝突などの問題に遭うことを避ける。図３と図４に示すように、フートスタンド２４０は複数の支持ブロックから構成され、基板２１０の下表面２１２の角や周縁部に位置している。本実施例では、そのフートスタンド２４０は誘電性を具する。
【００１５】
図２及び図３に示すように、具体的に言えば、そのＬＧＡ半導体実装構造２００はさらに複数の受動素子２７０を有し、それらの受動素子２７０は基板２１０の下表面２１２に設置されて基板２１０の下表面２１２に突出する第三厚さ２７１を具し、第二厚さ２４１も第三厚さ２７１よりも厚くなる。第二厚さ２４１は第一厚さ２３１より、且つ第三厚さ２７１よりも厚くなるので、ＬＧＡ半導体実装構造２００を放置する際に、受動素子２７０群は搭載面２０に接触しなくなって傷付きを避けられる。
【００１６】
もっと詳しく言えば、そのＬＧＡ半導体実装構造２００はさらに封止体２５０を有し、その封止体２５０は基板２１０の上表面２１１に形成されて少なくともチップ２２０の一部を密封している。本実施例では、封止体２５０はディスペンス（dispense）材料或はアンダーフィル（underfill）材料から成ってもよく、チップ２２０の能動面とバンプ２６０群とを密封している。そのＬＧＡ半導体実装構造２００はさらに放熱フィン２８０を有することが好ましく、その放熱フィン２８０は基板２１０の上表面２１１に設置されて放熱効率を向上させる。ゆえに、そのＬＧＡ半導体実装構造２００は、金属針を具する特殊ソケットの設置を必要とせずＳＭＴ方式でＰＣＢと接合することができ、そして、半田接合層２３０と金属パッド２１３群とに良好な保護が得られる。
【００１７】
また、図５は、本発明の第二実施例によるもう一種のＬＧＡ半導体実装構造３００の断面を示し、図６はそのＬＧＡ半導体実装構造３００の底面を示す。図５及び図６に示すように、そのＬＧＡ半導体実装構造３００は、主に基板３１０、チップ３２０、半田接合層３３０、及びフートスタンド３４０を備える。その基板３１０は上表面３１１と及び下表面３１２を有し、その下表面３１２に複数の金属パッド３１３がアレイ状に配列されている。本実施例では、基板３１０はさらにスロット３１４を具する。
【００１８】
そのチップ３２０の能動面３２２は粘着方式を用いて基板３１０の上表面３１１に設置され、チップ電極として複数のボンディングパッド３２１がチップ３２０のその能動面３２２に設置され、それらのボンディングパッド３２１は基板３１０のスロット３１４内に向かっている。他に、複数のボンディングワイヤ３６０を用いてそのスロット３１４を通してボンディングパッド３２１群と基板３１０のワイヤボンディングフィンガー群（wire bonding finger）（図面に示していない）とを電気接続し、再び基板３１０の内部配線を介して基板３１０と金属パッド３１３群とを電気接続している。
【００１９】
その半田接合層３３０は金属パッド３１３群に設置されて基板３１０の下表面３１２にわずかに突出する第一厚さ３３１を有し、そのフートスタンド３４０は基板３１０の下方に設置されて基板３１０の下表面３１２に突出する第二厚さ３４１を有し、第二厚さ３４１は第一厚さ３３１よりも厚くなる。本実施例では、半田接合層３３０の第一厚さ３３１は約８０ｕｍ〜１２０ｕｍの厚みであり、フートスタンド３４０の第二厚さ３４１は約１６０ｕｍ〜２００ｕｍの厚みである。再び図５に示すように、そのＬＧＡ半導体実装構造３００は水平に放置されることができ、第二厚さ３４１は第一厚さ３３１よりも厚くなるのでフートスタンド３４０は搭載面３０と接触し、半田接合層３３０は搭載面３０に接触しなくなり、運搬や貯蔵の過程での半田接合層３３０の傷付きや汚染を避けることが可能である。本実施例では、フートスタンド３４０は長細い形状になって基板３１０の中心線に置かれ、もっと詳しく言えば、フートスタンド３４０の“Ｉ”形或は他の形になってもよい（図６参照）。
【００２０】
そのＬＧＡ半導体実装構造３００はさらに封止体３５０を有し、その封止体３５０は基板３１０の上表面３１１に形成されて少なくともチップ３２０の一部を密封している。本実施例では、封止体３５０がＥＭＣ材（epoxy molding compound）から成り、完全にチップ３２０を密封することができる。また、フートスタンド３４０はスロット３１４を介して封止体３５０と一体的に連結されることが好ましく、それにより、フートスタンド３４０の設置コストを減らすことが可能となり、そして、フートスタンド３４０もボンディングワイヤ３６０群を覆うことができる。
【００２１】
図７に示すように、そのＬＧＡ半導体実装構造３００はＳＭＴ方式でＰＣＢ４１０に半田接合されることが可能である。そのＰＣＢ４１０の表面では、複数の半田ボール４２０或はソルダペースト（solder paste）の接合用として複数のボールパッド４１１を備える。それらの半田ボール４２０の直径と半田接合層３３０の第一厚さ３３１との合計高さはフートスタンド３４０の第二厚さ３４１よりも高くなることより、リフロー過程において、半田接合層３３０と半田ボール４２０群とは一緒にリフローされて熔融になってしまう。そのＬＧＡ半導体実装構造３００は外部のＰＣＢ４１０と電気接続し、そのＰＣＢ４１０には特殊なソケットと金属針とを設置する必要がなく、ＰＣＢの製造コストを大幅に減少することとなる。ゆえに、そのＬＧＡ半導体実装構造３００は、ＬＧＡ半導体実装構造型電子製品の応用範囲を有効に拡大することができ、かつ半田接合層３３０に傷や汚染などを防止することができる。例えば、そのＬＧＡ半導体実装構造３００はメモリモジュール（memory module）に応用されることが可能であるが、従来のＬＧＡ半導体実装構造ではなかなか実現できない。
【００２２】
図８は、本発明の第三実施例によるＬＧＡ半導体実装構造５００を示し、主に基板５１０、チップ５２０、及びフートスタンド５３０を有し、その基板５１０は上表面５１１及び下表面５１２を具し、下表面５１２にアレイ状に並ぶ複数の金属パッド５１３が設置される。本実施例では、基板５１０はさらにフートスタンド５３０の設置用としてスロット５１４を具する。
【００２３】
チップ５２０の能動面５２２を基板５１０の上表面５１１に貼着し、チップ５２０の能動面５２２に複数のボンディングパッド５２１が設置され、それらのボンディングパッド５２１はそのスロット５１４内に向かっている。また、複数のボンディングワイヤ５５０を用いてスロット５１４を通してボンディングパッド５２１群と基板５１０とを電気接続している。フートスタンド５３０は、基板５１０の下方に設置される際に基板５１０の下表面５１２に突出して、金属パッド５１３を摩擦や傷付きから保護している。フートスタンド５３０はボンディングワイヤ５５０群を覆うこともできる。
【００２４】
そして、半田接合層は（図面に示していない）、例えばＮＩ‐Ａｕ層であって、それらの金属パッド５１３に配置され、フートスタンド５３０の突出高度を超えないことによって、ＬＧＡ半導体実装構造５００は水平に放置されて運搬と貯蔵されることができ、さらにＳＭＴ作業を行える。本実施例では、そのＬＧＡ半導体実装構造５００はさらに封止体５４０を有し、その封止体５４０は基板５１０の上表面５１１に形成されて少なくともチップ５２０の一部を密封している。
【００２５】
従って、従来のＬＧＡ半導体実装構造に相対し、そのＬＧＡ半導体実装構造５００は、一回の半田ボール植入を需要とする赤外線リフローステップを減少することができるので、リフロープロセスにより起きる熱応力を避けられる。なお、そのＬＧＡ半導体実装構造５００はＳＭＴ作業を行った後に、金属パッド５１３群がＰＣＢ上の半田ボール群と接合することによって、金属拡散や金属脆化などの有害作用が減って金属パッド５１３群と半田ボール群との間の接合界面が断裂しないようになる。
【００２６】
また、本発明の実施例のフートスタンドはさまざまな形状と数量を持ってもよく、図９に示すように、本発明の第四実施例によるＬＧＡ半導体実装構造６００は、主要に基板６１０、チップ６２０、及び複数のフートスタンド６３１、６３２を備える。その基板６１０は上表面６１１と下表面６１２とを具し、下表面６１２にアレイ状に並ぶ複数の金属パッド６１３が設置される。本実施例では、基板６１０はさらにそれらのフートスタンド６３１、６３２の設置用として複数の結合孔６１４、６１５を具する。
【００２７】
チップ６２０の表面６２１を基板６１０の上表面６１１に貼着し、その表面６２１に複数のボンディングパッドを配置している。さらに複数のボンディングワイヤ６５０を用いそれらの結合孔６１４、６１５を通してチップ６２０と基板６１０とを電気接続している。それらのフートスタンド６３１、６３２が基板６１０に設置される際に、それらの結合孔６１４、６１５は基板６１０の下表面６１２に突出して金属パッド６１３を摩擦や傷付きから保護している。また、それらのフートスタンド６３１、６３２は中央に位置する中央フートスタンド６３１と複数の側辺フートスタンド６３２とに区分され、それらの側辺フートスタンド６３２は基板６１０の側辺に設置されかつ基板６１０の下表面６１２に突出している。金属パッド６１３群は中央フートスタンド６３１と側辺フートスタンド６３２群との間に位置して傷付きの防止効果を増加している。そして、中央フートスタンド６３１とそれらの側辺フートスタンド６３２群とはさらに基板６１０の中央と側辺とに置くボンディングワイヤ６５０群を覆うことができる。
【００２８】
ゆえに、そのＬＧＡ半導体実装構造６００は水平に放置されて運搬と貯蔵されることができ、さらにＳＭＴ作業を行える。本実施例では、そのＬＧＡ半導体実装構造６００はさらに封止体６４０を有し、その封止体６４０は基板６１０の上表面６１１に形成されてチップ６２０を密封している。
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて説明したが、本発明の保護範囲は後付の特許申請範囲で限定されて、この保護範囲に基準して、本発明の精神と範囲内に触れるどんな変更や修正は本発明の保護範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来のＬＧＡ半導体実装構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第一実施例によるＬＧＡ半導体実装構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第一実施例によるＬＧＡ半導体実装構造の一部を拡大する断面図である。
【図４】本発明の第一実施例によるＬＧＡ半導体実装構造の底面を示す。
【図５】本発明の第二実施例によるＬＧＡ半導体実装構造を示す断面図である。
【図６】本発明の第二実施例によるＬＧＡ半導体実装構造の底面を示す。
【図７】本発明の第二実施例によるＬＧＡ半導体実装構造の使用中の状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第三実施例によるＬＧＡ半導体実装構造を示す断面図である。
【図９】本発明の第四実施例によるＬＧＡ半導体実装構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２０：搭載面、３０：搭載面、２００：ＬＧＡ半導体実装構造、２１０：基板、２１１：上表面、２１２：下表面、２１３：金属パッド、２１４：貫通孔、２２０：チップ、２３０：半田接合層、２３１：第一厚さ、２４０：フートスタンド、２４１：第二厚さ、２５０：封止体、２６０：バンプ、２７０：受動素子、２７１：第三厚さ、２８０：放熱フィン、３００：ＬＧＡ半導体実装構造、３１０：基板、３１１：上表面、３１２：下表面、３１３：金属パッド、３１４：スロット、３２０：チップ、３２１：ボンディングパッド、３２２：能動面、３３０：半田接合層、３３１：第一厚さ、３４０：フートスタンド、３４１：第二厚さ、３５０：封止体、３６０：ボンディングワイヤ、４１０：ＰＣＢ、４１１：ボールパッド、４２０：半田ボール、５００：ＬＧＡ半導体実装構造、５１０：基板、５１１：上表面、５１２：下表面、５１３：金属パッド、５１４：スロット、５２０：チップ、５２１：ボンディングパッド、５２２：能動面、５３０：フートスタンド、５４０：封止体、５５０：ボンディングワイヤ、６００：ＬＧＡ半導体実装構造、６１０：基板、６１１：上表面、６１２：下表面、６１３：金属パッド、６１４：結合孔、６１５：結合孔、６２０：チップ、６２１：表面、６３１：中央フートスタンド、６３２：側辺フートスタンド、６４０：封止体、６５０：ボンディングワイヤ
【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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