(57)【要約】【課題】チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法の提供。【解決手段】一つの基板の各基板ユニット第１表面上に一つのチップを取り付け、チップ正面を第１表面に接着し、且つマトリクス配列の基板ユニット面積が該チップより小さくし、ワイヤボンディングで複数のリード線をチップ正面から基板ユニットの第２表面に結合し、さらに封止樹脂で該リード線とチップ正面を被覆保護し、リード線間の基板ユニットの第２表面に複数のソルダボールを形成する。本発明のダイシング完成後のパッケージ構造は実際のチップサイズパッケージの要求に符合し、並びに生産能を高め、信頼性を良好とし製造コストを減らす。【選択図】　　　　図８
2004063680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法において、
第１表面と第２表面を有する複数の基板ユニットがマトリクス配列を呈するよう設けられると共に、各基板ユニットが一つのフレームを利用して一つに連接されてなる基板を提供するステップと、
該基板ユニットより大きい面積を有するチップの正面と基板ユニットの該第１表面を接合するステップと、
ワイヤボンディング技術で複数のリード線をチップ正面の回路端より、基板ユニットの第２表面に連接するステップと、
封止樹脂を利用して該リード線とチップ正面を被覆するステップと、
リード線間の該基板ユニットの第２表面にソルダボールを形成するステップと、
を具えたことを特徴とする、チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法において、ソルダボール形成のステップ完成後に、各一つの基板ユニットを一つの単位とし、ダイシングを行うことを特徴とする、チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法において、隣り合う基板ユニットの間に切断線が設けられたことを特徴とする、チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法において、封止樹脂をエポキシ樹脂とすることを特徴とする、チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法。
【請求項５】
請求項２に記載のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法において、ダイシングのステップを行う時、封止樹脂により弾性的に全体のパッケージ構造のサイズを調整することを特徴とする、チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の集積回路パッケージ技術に係り、特に、一種の、チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージ（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ　ｏｎ
ｃｈｉｐ　ＣＡ　ＢＧＡ）の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路技術の進歩により、電子製品レベルと機能の向上の傾向は、多機能化、高速化、大容量化、高密度化、軽量化に帰納し、これらの要求を達成するため、集積回路工程技術の進歩による推進のほか、多くの新規なパッケージ技術と材料が開発されている。
【０００３】
周知のＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）パッケージは、プリント基板を電子パッケージ基板となし、図１に示されるように、そのパッケージ構造は、基板１０を具え、その一つの表面に、一つのチップ１２が取り付けられ、並びに複数のリード線１４が基板１０とチップ１２を連接し、別に封止樹脂（ｍｏｌｄｉｎｇ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ）１６がチップ１２とリード線１４を被覆している。基板１０の底部はソルダボール１８が設けられ、このソルダボール１８によりチップ１２がその他の電子装置に電気的に連接される。ＢＧＡパッケージは多くのピン数を提供できるが、外形サイズの制限を受け、更に小さい体積の構造を提供することができない。このためこのようなパッケージ構造は相当な空間をワイヤボンディングのために保留する必要がある。このため基板サイズをチップサイズより大きくする必要があり、このために実際チップサイズパッケージの目的を達成することができない。放熱機能上、チップは完全に封止樹脂により被覆されるため、その放熱効果は比較的劣る。
【０００４】
高密度のパッケージ装置に対応し、軽薄短小の電子システム製品を発展させるため、ウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）技術が生まれ、その基本定義は直接ウエハ２０上にパッケージを行い、さらに切断線２２を利用しウエハ２０をダイシングして複数のパッケージ構造２４を形成するというものである。図２に示されるように、このチップレベルパッケージ構造２４はチップ２６を具え、それに直接複数のソルダボール２８が設けられ、該パッケージ構造２４の平面面積ともとのチップ２６の面積は同じで、且つウエハレベルで使用される技術は基本上、上述のＢＧＡ技術に由来し、その違いは、わずかにソルダボールのサイズの縮小にある。しかしこのようなウエハレベルパッケージは、ウエハの歩留り、パッケージテスト設備の投資と成熟度等の因子を受け、その発展にネックがあり、且つ歩留りテスト方面及びソルダボール接点の信頼性の問題もまた大きな問題である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このため、本発明は上述の問題に対して、一種のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法を提供し、周知の技術の欠点を有効に克服する。
【０００６】
本発明の主要な目的は、一種のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法を提供することにあり、それは、その製造するパッケージの大きさ及び厚さがいずれも比較的小さく、実際のチップサイズでパッケージする要求を達成し、且つ製品の重量もまた比較的軽い、方法であるものとする。
【０００７】
本発明のもう一つの目的は、一種のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法を提供することにあり、それは、生産能を高め、型製作頻度を減らし、並びに有効に製造コストを減らせる機能を有する方法であるものとする。
【０００８】
本発明のさらに一つの目的は、一種のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法を提供することにあり、それは、良好な信頼性を有し、且つ工程に必要な設備は現在あるＣＡ　ＢＧＡ設備を援用できる方法であるものとする。
【０００９】
本発明の別の目的は、一種のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法を提供することにあり、それは、製造するパッケージ構造の大きさを顧客或いは市場の要求により弾性的に調整でき、現在あるキャリア或いはクランプの規格に符合させられる方法であるものとする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法において、
第１表面と第２表面を有する複数の基板ユニットがマトリクス配列を呈するよう設けられると共に、各基板ユニットが一つのフレームを利用して一つに連接されてなる基板を提供するステップと、
該基板ユニットより大きい面積を有するチップの正面と基板ユニットの該第１表面を接合するステップと、
ワイヤボンディング技術で複数のリード線をチップ正面の回路端より、基板ユニットの第２表面に連接するステップと、
封止樹脂を利用して該リード線とチップ正面を被覆するステップと、
リード線間の該基板ユニットの第２表面にソルダボールを形成するステップと、
を具えたことを特徴とする、チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法としている。
請求項２の発明は、請求項１に記載のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法において、ソルダボール形成のステップ完成後に、各一つの基板ユニットを一つの単位とし、ダイシングを行うことを特徴とする、チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法としている。
請求項３の発明は、請求項１に記載のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法において、隣り合う基板ユニットの間に切断線が設けられたことを特徴とする、チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法としている。
請求項４の発明は、請求項１に記載のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法において、封止樹脂をエポキシ樹脂とすることを特徴とする、チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法としている。
請求項５の発明は、請求項２に記載のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法において、ダイシングのステップを行う時、封止樹脂により弾性的に全体のパッケージ構造のサイズを調整することを特徴とする、チップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、マトリクス配列を呈する複数の基板ユニットが設けられると共に、フレームで一つに連接された、一つの基板を提供し、各一つの基板ユニットの第１表面に面積が比較的大きなチップを取り付け、チップ正面と該第１表面を接合し、複数のリード線をチップ正面の回路端から基板ユニットの第２表面に結合させ、さらに封止樹脂で該リード線とチップ正面を被覆し、最後にリード線間の基板ユニットの第２表面にソルダボールを形成し、完成後にダイシングして基板ユニットを切り離し、複数のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージ装置を得る。
【００１２】
【実施例】
本発明は基板に複数の基板ユニットを設けて、直接その上に順にパッケージを行い、複数のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージ構造を形成し、並びにチップの面積サイズを基板ユニットより大きくする特性により、パッケージ後のパッケージ構造をチップサイズに相当させる。
【００１３】
図３から図８は本発明の好ましい実施例のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの各ステップの構造断面図である。図示されるように、本発明の製造方法は、以下のステップを具えている。
【００１４】
まず、図３に示されるように、半導体基板３０を提供する。該半導体基板３０は格子状にマトリクス配列された複数の基板ユニット３２を有し、且つ各一つの基板ユニット３２はフレーム３４で一つに連接され且つ一体に形成されている。隣り合う二つの基板ユニット３２の間には切断線３６が設けられ、且つ各一つの基板ユニット３２はそれぞれ第１表面と第２表面を具えている。
【００１５】
図４に示されるように、ダイアタッチ技術を用い、まず一つのチップ３８を反転させた後、チップ３８の正面を半導体基板３０の各一つの基板ユニット３２の第１表面に取り付ける。図５の各一つの基板ユニット３２の構造断面図に示されるように、チップ３８の正面と基板ユニット３２の第１表面が接合され一体とされ、且つ該チップ３８のサイズ面積は該基板ユニット３２より大きく、これによりチップ３８正面周囲の回路端が基板ユニット３２周囲を囲み、基板ユニット３２と接触せず或いは圧迫されることがない。
【００１６】
続いて、チップ３８取り付け後の各ステップを説明しやすいよう、以下に基板ユニット３２のパッケージの各ステップ構造断面図により続く各工程を説明する。図６に示されるように、ワイヤボンディング技術を利用し複数のリード線４０、常用されるものとしては金線を、チップ３８の正面の回路端から基板ユニット３２の第２表面に結合させ、それに電気的連接を形成させる。最外層の封止樹脂４２には、モールディング化合物（ｍｏｌｄｉｎｇ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、常用されるものとしてエポキシ樹脂を使用し、モールド成形し、図７に示されるように、全てのリード線４０、露出したチップ３８正面及び一部の基板ユニット３２の第２表面を被覆させ、こうして機械性保護作用を提供し、チップ３８及びリード線４０が外力（例えば衝突、灰塵、或いは水分）の侵害を受けるのを防止する。
【００１７】
図８に示されるように、リード線４０間の基板ユニット３２の第２表面に複数のソルダボール４４が形成され、その他の装置へに取り付けられて電気的連接を形成するのに供される。チップアレイ式ＢＧＡパッケージ完成後に、上述の図４に示される各一つの基板ユニット３２を単位とし、切断線３６に依りダイシングのステップを進行し、全体のパッケージ工程を完成し、複数のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージ装置構造を得る。
【００１８】
そのうち、ダイシングステップで、もしカッタナイフでチップ辺縁に沿って切断を行うならば、ダイシング後、パッケージ装置のサイズはもとのチップサイズと同じとなる。このほか、本発明はまた顧客或いは市場の要求に合わせ、ダイシング後の製品寸法を調整でき、言い換えると、隣り合う基板ユニット３２の間の距離を大きくして、ダイシングステップ後に、チップ３８の傍らに封止樹脂４２を保留し、図９に示されるように、こうして該封止樹脂によりパッケージ構造のサイズを弾性的に調整し、それを必要、例えば顧客が現在あるキャリア或いはツールを援用する必要に対応させる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は基板上チップの方式でパッケージを行い、完成したパッケージ構造の厚さは伝統的なＣＡ　ＢＧＡの厚さより小さくでき、実際のチップサイズのパッケージの要求を達成し、並びに軽薄短小の市場の要求に符合する。本発明は良好な信頼性を有し、その製造工程に必要な設備は現在あるＣＡ　ＢＧＡ設備を援用でき、且つ製造するパッケージ構造の寸法を顧客或いは市場の要求に合わせて男性的に調整でき、現在あるキャリア或いはクランプの規格に符合させることができる。
【００２０】
このほか、本発明の技術によりパッケージ製品に、ダイシング後にもとのチップサイズと同じ大きさを維持させることができ、これにより基板レイアウト率を増加でき、基板コストを減少できる。さらに、本発明はマトリクス方式設計の基板を使用し、これにより生産能を高め、型製造頻度を減らし、製造コストを減らす目的を達成する。
【００２１】
以上の実施例は本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】周知のＢＧＡパッケージの構造表示図である。
【図２】周知のウエハレベルパッケージの構造表示図である。
【図３】本発明で使用する基板表示図である。
【図４】本発明でチップ取り付けを行う表示図である。
【図５】本発明のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法の各ステップの構造断面図である。
【図６】本発明のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法の各ステップの構造断面図である。
【図７】本発明のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法の各ステップの構造断面図である。
【図８】本発明のチップ上基板のチップアレイ式ボールグリッドアレイパッケージの製造方法の各ステップの構造断面図である。
【図９】本発明が製造したもう一つの実施例表示図である。
【符号の説明】
１０　基板　　　　　　　１２　チップ
１４　リード線　　　　　１６　封止樹脂
１８　ソルダボール　　　２０　ウエハ
２２　切断線　　　　　　２４　パッケージ構造
２６　チップ　　　　　　２８　ソルダボール
３０　基板　　　　　　　３２　基板ユニット
３４　フレーム　　　　　３６　切断線
３８　チップ　　　　　　４０　リード線
４２　封止樹脂　　　　　４４　ソルダボール
【図１】
2004063680.tif 000003
【図２】
2004063680.tif 000004
【図３】
2004063680.tif 000005
【図４】
2004063680.tif 000006
【図５】
2004063680.tif 000007
【図６】
2004063680.tif 000008
【図７】
2004063680.tif 000009
【図８】
2004063680.tif 000010
【図９】
2004063680.tif 000011