(57)【要約】【課題】中継基板の厚みを薄くすると、中継基板が変形し、バンプと導体パッドとの間での接触圧が不安定となる。【解決手段】中継基板２２の一方の面に半導体素子４がフリップチップ実装された半導体装置２０において、中継基板２２の一方の面には半導体素子４のバンプ５に対応する位置に導体パッド２４を設けるとともに、他方の面には導体パッド２４のそれぞれに接続された接続端子２５を設け、中継基板２２の他方の面において導体パッド２４と対応する位置に補強導体２６を設けたものである。これにより中継基板２２に反りが生じ難くなり、バンプ５と導体パッド２４とが確りと圧接される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継基板の一方の面に半導体素子がフリップチップ実装された半導体装置において、前記中継基板の一方の面には導体パッドを設けるとともに、前記中継基板の他方の面には前記導体パッドのそれぞれに接続された接続端子を設け、前記半導体素子には前記導体パッドのそれぞれに対応するように設けられた半導体端子を備え、前記中継基板の他方の面において前記導体パッドと対応する位置には、補強導体が設けられた半導体装置。
【請求項２】
半導体素子には高周波回路が形成され、半導体端子には前記高周波回路に接続されるとともに、互いに高周波的に分離すべき第１の半導体端子と第２の半導体端子とを設け、接続端子には前記第１と第２の半導体端子のそれぞれに接続された第１の接続端子と第２の接続端子とを設け、前記第１の接続端子と第２の接続端子との間に挟まれた補強導体は少なくともグランド端子とした請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
複数の補強導体が連結された請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
全ての補強導体を連結して、ロの字型とした請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
少なくとも基板の他方の面には絶縁膜を設けない請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
マザー基板と、このマザー基板の一方の面に装着される半導体装置とを有した電子機器において、半導体装置には請求項１に記載の半導体装置を用い、前記マザー基板には前記半導体装置の接続端子側が前記マザー基板と対向するように装着され、前記マザー基板の一方の面には、前記接続端子と接続された第１の接続ランドと、補強導体と接続された第２の接続ランドとを設けた電子機器。
【請求項７】
マザー基板と、このマザー基板の一方の面に装着される半導体装置とを有した電子機器において、半導体装置には請求項２に記載の半導体装置を用い、前記マザー基板には前記半導体装置の第１および第２の接続端子側が前記マザー基板と対向するように装着され、前記マザー基板の一方の面には、前記第１と第２の接続端子のそれぞれに接続された第１と第２の接続ランドとを設けるとともに、グランド端子は前記マザー基板のグランドと接続された電子機器。
【請求項８】
マザー基板において補強導体と対応する位置には、グランドパターンが形成された請求項７に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子が搭載された半導体装置と、これを用いた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の半導体装置１について図面を用いて説明する。図４は従来の半導体装置１が搭載された従来の携帯機器２の断面図であり、図５は、従来の半導体装置１の裏面図である。
【０００３】
まずは半導体装置１について説明する。図４、図５において、中継基板３は厚みが０．３ｍｍの基板であり、その上面には半導体素子４が接続固定されている。この半導体素子４の下面側には、半導体素子４の外周に沿って、非常に狭い間隔でバンプ５（半導体端子の一例として用いた）が形成されている。そして中継基板３の上面には、バンプ５に対応する位置に導体パッド６が設けられる。ここで、バンプ５と導体パッド６とは圧接により電気的に接続されている。そして中継基板３と半導体素子４は樹脂７によって固定され、バンプ５と導体パッド６との間の接続が維持される。なお中継基板３の下面には、接続端子８が形成される。
【０００４】
図６は、半導体素子４を中継基板３へ接続する工程における半導体装置１の断面図である。図６に示すように、半導体素子４が中継基板３に搭載された状態でプレート１３間に挟まれて加圧保持され、この加圧状態のままで樹脂７が半導体素子４と中継基板３との間に注入、固定されることにより完成する。
【０００５】
次に携帯機器２について、図４を用いて説明する。半導体装置１が搭載されるマザー基板９の上面には、接続端子８と対応する位置に接続ランド１０が形成されている。そしてマザー基板９に半導体装置１が搭載され、接続端子８と接続ランド１０とがはんだ１１によって接続されて携帯機器２（電子機器の一例として用いた）が完成する。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００５−６４４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、樹脂７を注入する工程において、接続端子８が形成されていない場所では、プレート１３と中継基板３との間に隙間１２が生じる。そして図６に示すように、導体パッド６の裏面側に隙間１２が形成されていると、厚みが薄い中継基板３が隙間１２方向へ反ることとなる。これにより、バンプ５と導体パッド６との間での接触圧が不安定となり、最悪接触しない場合も発生するという課題を有している。
【０００８】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、半導体素子４と中継基板３とを安定して接続することができる半導体装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために本発明の半導体装置は、中継基板の一方の面に半導体素子がフリップチップ実装された半導体装置において、前記中継基板の一方の面には導体パッドを設けるとともに、前記中継基板の他方の面には前記導体パッドのそれぞれに接続された接続端子を設け、前記半導体素子には前記導体パッドのそれぞれに対応するように設けられた半導体端子を備え、前記中継基板の他方の面において前記導体パッドと対応する位置に、補強導体が設けられたものである。これにより所期の目的を達成できる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によれば、中継基板の一方の面に半導体素子がフリップチップ実装された半導体装置において、前記中継基板の一方の面には導体パッドを設けるとともに、前記中継基板の他方の面には前記導体パッドのそれぞれに接続された接続端子を設け、前記半導体素子には前記導体パッドのそれぞれに対応するように設けられた半導体端子を備え、前記中継基板の他方の面において、前記導体パッドと対応する位置には、補強導体が設けられた半導体装置である。
【００１１】
これにより、導体パッドの裏側に補強導体が設けられるので、加圧工程において半導体端子に対応する位置で中継基板とプレートとの間に隙間が生じない。従って、中継基板に反りが生じ難くなり、半導体端子と導体パッドとが確りと圧接されるので、半導体素子と中継基板とが安定して接続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】
【００１２】
（実施の形態１）
以下、本実施の形態の携帯機器２１について、図面を用いて説明する。図１は本実施の形態における携帯機器２１の要部断面図であり、図２は同、半導体装置２０の下面図である。なお図１、図２において図４、図５と同じものには同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。
【００１３】
図１、図２において、半導体素子４の下面側には、半導体素子４の外周に沿って多くの金属製のバンプ５（半導体端子の一例として用いた）がロの字形状に配置されている。なおこれらバンプ５の間隔は非常に狭い間隔であり、本実施の形態では約０．１ｍｍの間隔で配置されている。
【００１４】
このような狭いピッチのバンプ５の半導体素子４をはんだ付けなどによって直接マザー基板２３へはんだ付け接続することは、非常に困難である。そこで、半導体素子４は中継基板２２を介してマザー基板２３に接続される。なお、本実施の形態の中継基板２２は厚みが０．２ｍｍの多層基板を用いている。
【００１５】
そのために、中継基板２２の上面には、バンプ５に対応する位置に導体パッド２４が設けられる。そしてこの中継基板２２の下面には、導体パッド２４とスルーホールを介して接続された接続端子２５が形成されている。この接続端子２５は、マザー基板２３へはんだ１１によって接続が可能な広いピッチで配置されている。本実施の形態では接続端子２５間のピッチは、０．４ｍｍとし、接続端子２５の形状は一辺が０．２ｍｍの正方形としている。
【００１６】
ここで半導体素子４は、フェイスダウンにて中継基板２２にフリップチップ実装される。本実施の形態において半導体素子４の実装は、いわゆるＮＣＰ（非導電性ペースト）による実装を用いている。具体的には、バンプ５と導体パッド２４とは圧接されることによって、電気的に導通するものである。そして、中継基板２２と半導体素子４は非導電性の樹脂７によって固定されることで、バンプ５と導体パッド２４との間の接続が維持される。なお本実施の形態においては、ＮＣＰ実装を用いたが、これはＡＣＰ（異方性導電ペースト）やＡＣＦ（異方性導電フィルム）を用いた実装としても良い。
【００１７】
中継基板２２の下面において、導体パッド２４と対応する位置には、補強導体２６が形成されている。なお中継基板２２の裏面側には絶縁膜は形成せず、接続端子２５や補強導体２６には金メッキが施されている。本実施の形態において補強導体２６同士は、補強導体２６と等しい幅で連結されている。これによって、補強導体２６はロの字型となるので、中継基板２２自体の強度を大きくできる。
【００１８】
さらにロの字型に補強導体２６を形成することによって、接続端子２５は補強導体２６に囲まれた領域と、補強導体２６の外側とにそれぞれ配置されることとなる。そして、この補強導体２６を半導体装置２０のグランド端子として用いることで、例えば補強導体２６に囲まれた接続端子２５ａと、補強導体２６の外側の接続端子２５ｂ、２５ｃとはグランドを跨いで配置される。また接続端子２５ｂと接続端子２５ｃは少なくとも２本の補強導体２６を跨いで配置される。従って、接続端子２５ａと接続端子２５ｂあるいは接続端子２５ｃとの間や、接続端子２５ｂと接続端子２５ｃとの間で信号同士が干渉し難くなる。
【００１９】
なお本実施の形態ではすべての補強導体２６を連結することで、ロの字型としたが、これは分離すべき接続端子２５の配置によって、例えばＬ型やＨ型あるいはＩ字型に連結しても良い。
【００２０】
次に携帯機器２１について説明する。半導体装置２０が搭載されるマザー基板２３の上面には、接続端子２５と対応する位置に接続ランド１０が形成されている。さらに、補強導体２６に対応する位置に接続ランド２７が形成されている。ここで、接続ランド２７は、マザー基板２３のグランドと接続されている。そしてマザー基板２３の上面に半導体装置２０が搭載され、接続端子２５と接続ランド１０ならびに、補強導体２６と接続ランド２７とがそれぞれはんだ１１によって接続されて携帯機器２１（電子機器の一例として用いた）が完成する。
【００２１】
これによって、接続端子２５ａはグランドに囲まれることとなるので、確りとシールドできる。また、接続端子２５ａと接続端子２５ｂとの間や、接続端子２５ａと接続端子２５ｃとの間にもグランドが介在することとなるので、これらの接続端子２５同士でアイソレーションを取れる（高周波的に分離できる）。従ってそれらの接続端子２５同士で信号が干渉を起こし難くできる。
【００２２】
さらに、補強導体２６は接続ランド２７とはんだ１１で接続されるので、半導体素子４はマザー基板２３へ確りと固定される。従って、落下などによる衝撃力や曲げに対し、半導体装置２０がマザー基板２３から外れたりし難くなる。また、落下や曲げなどの力に対し、中継基板２２の変形も小さくできるので、半導体素子４と中継基板２２間の接続信頼性を高くできる。
【００２３】
次に、本実施の形態における半導体装置２０の製造方法を説明する。半導体素子４は中継基板２２の所定の位置に搭載される。この状態にて、図６と同様にプレート１３間に挟まれて図示矢印方向に加圧保持される。この加圧によりバンプ５と導体パッド２４とが圧接される。そしてこの加圧状態で半導体素子４と中継基板２２との間の隙間１２へ樹脂７が注入され、加熱によって樹脂７を硬化する。このようにすることにより、半導体素子４が中継基板２２上に固定され、半導体装置２０が完成する。つまりバンプ５が導体パッド２４へ圧接された状態のままで、半導体素子４が中継基板２２へ固定されるので、半導体素子４と中継基板２２との間の電気的接続が維持できる。
【００２４】
以上の構成によって、中継基板２２の導体パッド２４と対応する位置に補強導体２６を設けているので、加圧工程においてバンプ５に対応する位置で中継基板２２とプレート１３（図６に示す）との間に隙間が生じない。従って、中継基板２２の厚みが薄くても、中継基板２２に反りが生じ難くなる。これにより、導体パッド２４に対しバンプ５が確りと圧接されるので、半導体素子４と中継基板２２とを安定して接続することができる。さらに、中継基板２２の厚みを薄くできるので、高さの低い半導体装置２０を実現できる。
【００２５】
なお、本実施の形態では中継基板２２の下面側は絶縁膜を形成していない。これは、絶縁膜により中継基板２２の裏面に凹凸を生じないようにするためである。これにより、プレート１３は補強導体２６に密着するので、加圧中に中継基板２２に反りが生じ難い。
【００２６】
ここで、携帯機器２１はテレビ放送用のチューナ３１を内蔵した携帯電話であり、本実施の形態では、このチューナ３１を構成する高周波回路の一部が半導体素子４上に形成されている。図３は、本実施の形態におけるチューナの回路ブロック図である。なお図３において、図１や図２と同じものは同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。
【００２７】
図３において、アンテナ３２には、約５０〜９００ＭＨｚの高周波信号が入力される。このアンテナ３２に入力された高周波信号は、チューナ３１の入力端子３１ａを介してバンドパスフィルタ３３へ供給される。バンドパスフィルタ３３の出力は、半導体装置２０の入力端子である接続端子２５ｂへ接続される。増幅器３４は半導体素子４上で形成される。従ってバンドパスフィルタ３３の出力は、中継基板２２を介して増幅器３４へ供給されることとなる。
【００２８】
混合器３５の一方の入力には増幅器３４の出力が供給され、他方の入力には局部発振器３６の出力が供給される。そして混合器３５の出力は、半導体装置２０の出力端子である接続端子２５ｃを介して、マザー基板上に構成されたバンドパスフィルタ３７へ供給され、このバンドパスフィルタ３７で不要な成分の信号が除去されてチューナ３１の出力端子３１ｂより出力される。
【００２９】
ここで、局部発振器３６にはＰＬＬ回路３８がループ接続されており、このＰＬＬ回路３８は半導体装置２０の接続端子２５ａと接続される。ＰＬＬ回路３８は、この接続端子２５ａを介して、マザー基板２３上に設けられたＣＰＵからチャンネルデータを入力する。
【００３０】
なお、本実施の形態では、増幅器３４、混合器３５、局部発振器３６とＰＬＬ回路３８とを含む高周波回路が半導体素子４上に形成されている。そしてこのように構成された半導体素子４でテレビ放送を良好に受信しようとする場合、増幅器３４への入力信号と混合器３５の出力信号や、ＰＬＬ回路３８へ入力されるチャンネルデータ信号と増幅器３４への入力信号あるいは混合器３５の出力信号とは十分にアイソレーションが取れていることが必要である。ここで一般に半導体素子４単体では、これらのアイソレーションが取れるように設計される。そこでこのような半導体素子４を中継基板２２へ実装した場合には、その中継基板２２においても各信号のアイソレーションを確保できるようにしておくことが重要となる。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、半導体装置２０の補強導体２６をグランド端子とし、マザー基板２３のグランドと接続された接続ランド２７とを接続する。これにより、接続端子２５ａと接続端子２５ｂとの間、接続端子２５ａと接続端子２５ｃ、さらに接続端子２５ｂと接続端子２５ｃの間はそれぞれにアイソレーションを確保することができる。
【００３２】
従って、ＰＬＬ回路３８に対しＣＰＵからのバスラインを経由して進入するＣＰＵのクロック信号などによる妨害の影響を受け難くできる。また増幅器３４へ入力される信号に対し、混合器３５の出力信号が飛び込み難くなる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明にかかる半導体装置は、薄い厚みの中継基板を用いることができるという効果を有し、特に薄型化が要求されるような機器等に用いると有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態における携帯機器の要部断面図
【図２】本発明の一実施の形態における半導体装置の下面図
【図３】本実施の形態におけるチューナの回路ブロック図
【図４】従来の携帯機器の要部断面図
【図５】従来の半導体装置の下面図
【図６】従来の半導体装置において樹脂を注入する工程における半導体装置の要部断面図
【符号の説明】
【００３５】
４  半導体素子
５  バンプ
２０  半導体装置
２２  中継基板
２４  導体パッド
２５  接続端子
２６  補強導体
【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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