(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面四角形の基板の一面上に、封止部材によって封止される形で半導体チップが配置され、半導体チップ実装面の裏面に、複数の外部接続用端子が少なくとも前記基板の端部近傍に端部に沿って等間隔に配置されてなる半導体装置であって、
前記基板は、端子実装面上に、前記外部接続用端子に対応して配置された複数のランドと、前記基板の平面方向において、前記ランドの端部との間に所定のクリアランスをもって配置されたソルダレジストと、前記ランドに接続された導体パターンと、を含み、
前記導体パターンは、少なくとも前記クリアランス領域に露出する部分が、前記基板の端部のうち最も近い側の端部に向けて、対応する前記ランドから一方向に引き出されており、
複数の前記ランドのうち、最外周列であって、少なくとも角部の前記ランドを含み、当該角部から所定範囲の前記ランドを、前記半導体チップに電気的に接続されない非接続ランドとし、残りの前記ランドを、前記半導体チップに電気的に接続される接続ランドとし、
最外周列で互いに隣接する、第１の前記非接続ランド及び第１の前記接続ランドにおいて、対応する前記ランドにそれぞれ接続された前記導体パターンの、前記クリアランス領域に露出する部分の対向間隔のうち、最短部分の長さＭ１を、
最外周列で互いに隣接する、第１の前記接続ランド及び第１の前記接続ランドに隣接する第２の前記接続ランドにおいて、それぞれの前記ランドに接続された前記導体パターンの、前記クリアランス領域に露出する部分の対向間隔のうち、最短部分の長さＭ２よりも短くしたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
互いに隣接する第１の前記非接続ランド及び第１の前記接続ランドにそれぞれ接続された前記導体パターンの、前記ソルダレジストに被覆される境界部位間の間隔Ｄ１を、
互いに隣接する第１の前記接続ランド及び第２の前記接続ランドにそれぞれ接続された前記導体パターンの、前記ソルダレジストに被覆される境界部位間の間隔Ｄ２よりも狭くしたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記境界部位間の間隔Ｄ１を、第１の前記非接続ランド及び第１の前記接続ランドにそれぞれ接続された前記導体パターンの、対応する前記ランドとの接続部位間の間隔Ｄ３よりも狭くしたことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記境界部位間の間隔Ｄ２を、第１の前記接続ランド及び第２の前記接続ランドにそれぞれ接続された前記導体パターンの、対応する前記ランドとの接続部位間の間隔Ｄ４と同じか、それより広くしたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
第１の前記接続ランドに接続された前記導体パターンの、少なくとも前記クリアランス領域に露出する部分の前記ランドからの引き出し方向を、最も近い側の前記基板の端部に対して、垂直よりも第１の前記非接続ランドに近づく方向としたことを特徴とする請求項２〜４いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
互いに隣接する第１の前記非接続ランド及び第１の前記接続ランドにそれぞれ接続された前記導体パターンの少なくとも一方において、前記クリアランス領域に露出する部分のうち、対応する前記ランドとの接続部位から所定範囲の前記線幅を、前記ソルダレジストに被覆される部分の線幅よりも太くしたことを特徴とする請求項２〜５いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記導体パターンは、前記クリアランス領域に露出する部分として、対応する前記ランドから前記ソルダレジストに被覆される部分に向けて、徐々に細くなる部分を含むことを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
複数の前記ランドは、前記非接続ランドとして、最外周列であって、少なくとも角部の前記ランドと当該ランドに隣接する前記ランドを含み、
最外周列で、第１の前記非接続ランドと、第１の前記非接続ランドに隣接する第２の前記非接続ランドにおいて、対応する前記ランドにそれぞれ接続された前記導体パターンの、前記クリアランス領域に露出する部分の対向間隔のうち、最短部分の長さＭ３を、前記Ｍ１よりも短くしたことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記導体パターンは、少なくとも前記クリアランス領域に露出する部分が、前記基板の端部のうち最も近い側の端部に向けて、対応する前記ランドから一方向に引き出されており、
互いに隣接する第１の前記非接続ランド及び第１の前記接続ランドにそれぞれ接続された前記導体パターンの、前記ソルダレジストに被覆される境界部位間の間隔Ｄ１を、
互いに隣接する第１の前記接続ランド及び第２の前記接続ランドにそれぞれ接続された前記導体パターンの、前記ソルダレジストに被覆される境界部位間の間隔Ｄ２よりも狭くするとともに、
互いに隣接する第１の前記非接続ランド及び第２の前記非接続ランドにそれぞれ接続された前記導体パターンの、前記ソルダレジストに被覆される境界部位間の間隔Ｄ５よりも広くしたことを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記境界部位間の間隔Ｄ５を、第１の前記非接続ランド及び第２の前記非接続ランドにそれぞれ接続された前記導体パターンの、対応する前記ランドとの接続部位間の間隔Ｄ６よりも狭くしたことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
第１の前記非接続ランドに接続された前記導体パターンの、少なくとも前記クリアランス領域に露出する部分の前記ランドからの引き出し方向を、最も近い側の前記基板の端部に対して、垂直よりも第２の前記非接続ランドに近づく方向としたことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
互いに隣接する第１の前記非接続ランド及び第２の前記非接続ランドにそれぞれ接続された前記導体パターンの少なくとも一方において、前記クリアランス領域に露出する部分のうち、対応する前記ランドとの接続部位から所定範囲の前記線幅を、前記ソルダレジストに被覆される部分の線幅よりも太くしたことを特徴とする請求項９〜１１いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記導体パターンは、前記クリアランス領域に露出する部分として、対応する前記ランドから前記ソルダレジストに被覆される部分に向けて、徐々に細くなる部分を含むことを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記導体パターンは、対応する前記ランドから、前記基板の端部まで引き出されたメッキ用パターンであることを特徴とする請求項１〜１３いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記外部接続用端子がリフローされ、請求項１〜１４いずれか１項に記載の半導体装置が、プリント基板上に実装されてなる半導体装置の実装構造であって、
前記プリント基板は、半導体装置実装面上に、前記外部接続用端子に対応して配置された複数の接続部と、前記プリント基板の平面方向において、前記ランドの端部との間に所定のクリアランスをもって配置されたソルダレジストと、前記接続部に接続された配線パターンと、を含み、
最外周列であって、請求項１〜１４いずれか１項に規定された前記導体パターンに対応する前記配線パターンの、少なくとも前記クリアランス領域に露出する部分の対応する前記接続部からの引き出しを、前記導体パターンと同一としたことを特徴とする半導体装置の実装構造。
【請求項１６】
前記外部接続用端子がリフローされ、請求項１〜１４いずれか１項に記載の半導体装置が、プリント基板上に実装されてなる半導体装置の実装構造であって、
前記プリント基板は、半導体装置実装面上に、前記外部接続用端子に対応して配置された複数の接続部と、前記プリント基板の平面方向において、少なくとも請求項１〜１４いずれか１項に規定された前記導体パターンの、接続された前記ランドに対応する前記接続部の周縁部を被覆するように配置されたソルダレジストと、前記接続部に接続された配線パターンと、を含むことを特徴とする半導体装置の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）構造の半導体装置及びその実装構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、平面四角形の基板上に実装された半導体チップを封止部材で封止してなるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）構造の半導体装置を、プリント基板上にリフローはんだ付けする際、隣接する外部接続用端子（バンプ）間でブリッジが生じることがある。このように、半導体チップと電気的に接続されたバンプ間でブリッジが生じると、機能的に問題となる。これに対し、例えば特許文献１に示すプリント基板が提案されている。
【０００３】
特許文献１に示されるプリント基板は、当該基板上に、バンプと対応してアレイ状に配置された複数の導電性のパッド（ランド）と、各ランドの形成領域及びその周囲に設けられたソルダレジストクリアランスと、ソルダレジストクリアランスを除く基板表面に形成されたソルダレジスト層とを有している。そして、ソルダレジストクリアランス及び／又はランドが、はんだ付の際の溶融はんだの流れを特定方向に導くため、特定方向に突出領域を備えた平面パターンとなっている。
【特許文献１】特開平１１−１７７２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、隣接するランド間でブリッジが生じるのを防ぐために、隣接するランド同士で、突起の方向が互いに９０度異なるように、ソルダレジストクリアランス及び／又はランドを、規則的に配置している。
【０００５】
ところが、プリント基板の表層（外部接続用端子接触面）において、ランドの少なくとも一部は配線パターンに接続され、半導体装置配置領域外に配線パターンが引き出される。したがって、溶融した外部接続用端子の移動は、ソルダレジストクリアランスに露出する配線パターンの影響を受けることとなるが、内周列のランドほど配線パターンを突起に対応して所定方向に引き出すことは困難である。また、ランド数（外部接続用端子数）が増加するほど、配線パターンを突起に対応して所定方向に引き出すことは困難となる。
【０００６】
また、プリント基板の多様性の観点から、配線パターンの引き出し方向を一様に規定するのは困難であり、半導体装置側で、ブリッジが生じるのを抑制するようにしたほうが好ましい。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み、機能的に問題となるブリッジ発生を低減することができる半導体装置及びその実装構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、平面四角形の基板上に実装された半導体チップを封止部材で封止してなるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）構造の半導体装置において、リフローはんだ付け時の半導体装置の反りについて調査した。その結果、半導体装置の表面温度がピーク温度近くになると、半導体装置の中央領域が半導体チップ実装側を凸として反り、半導体チップ実装面の裏面に配置された周辺領域の導電性ボールが潰れて、ブリッジを生じることがあることが明らかとなった。これは、基板の平面方向において、封止部材の線膨張係数が基板を構成する基材の線膨張係数よりも大きいことが主要因であると考えられる。
【０００９】
また、上述の反りは半導体装置の中心から同心円状となっており、周辺領域の下方への反りは、基板の端部に近づくにつれて急激に増加している。そして、この傾向は特に基板の角部（４隅）ほど大きいことが明らかとなった。
【００１０】
この点を踏まえ、上記目的を達成する請求項１に記載の発明は、平面四角形の基板の一面上に、封止部材によって封止される形で半導体チップが配置され、半導体チップ実装面の裏面に、複数の外部接続用端子が少なくとも基板の端部近傍に端部に沿って等間隔に配置されてなる半導体装置であって、基板は、端子実装面上に、外部接続用端子に対応して配置された複数のランドと、基板の平面方向において、ランドの端部との間に所定のクリアランスをもって配置されたソルダレジストと、ランドに接続された導体パターンと、を含み、導体パターンは、少なくともクリアランス領域に露出する部分が、基板の端部のうち最も近い側の端部に向けて、対応するランドから一方向に引き出されており、複数のランドのうち、最外周列であって、少なくとも角部のランドを含み、当該角部から所定範囲のランドを、半導体チップに電気的に接続されない非接続ランドとし、残りのランドを、半導体チップに電気的に接続される接続ランドとし、最外周列で互いに隣接する、第１の非接続ランド及び第１の接続ランドにおいて、対応するランドにそれぞれ接続された導体パターンの、クリアランス領域に露出する部分の対向間隔のうち、最短部分の長さＭ１を、最外周列で互いに隣接する、第１の接続ランド及び第１の接続ランドに隣接する第２の接続ランドにおいて、それぞれのランドに接続された導体パターンの、クリアランス領域に露出する部分の対向間隔のうち、最短部分の長さＭ２よりも短くしたことを特徴とする。
【００１１】
上述したように、例えばリフロー時に生じる周辺領域の下方への反りは、基板の端部に近づくにつれて急激に増加しており、この傾向は特に基板の角部（４隅）ほど大きい。そこで本発明においては、最外周列であって、少なくとも角部のランドを含み、当該角部から所定範囲のランド（すなわち少なくとも角部を含む一部のランド）を、半導体チップに電気的に接続されない非接続ランドとしている。したがって、非接続ランドを含んでブリッジが生じても、半導体装置として機能的に問題が生じない構成とすることができる。
【００１２】
また、リフロー時に溶融した外部接続用端子は、反りによる応力と濡れ性により、対応するランド上からクリアランス領域に露出する導体パターンに沿って移動（重心移動）する。そこで本発明においては、導体パターンの少なくともクリアランス領域に露出する部分を、基板の端部のうち最も近い側の端部に向けて、対応するランドから一方向に（直線的に）引き出している。また、最外周列にて、第１の接続ランドを間に挟んで第１の非接続ランドと第２の接続ランドが配置された領域において、第１の非接続ランド及び第１の接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンの、クリアランス領域に露出する部分の対向間隔の最短部分長さＭ１を、第１の接続ランド及び第２の接続ランドに接続された導体パターンの、クリアランス領域に露出する部分の対向間隔の最短部分長さＭ２よりも短くしている。すなわち、隣接する第１の接続ランド及び第２の接続ランドよりも、隣接する第１の非接続ランド及び第１の接続ランドにてブリッジが生じやすい構成としている。
【００１３】
このように本発明によれば、ランドの半導体チップとの接続状態と、ランドから引き出される導体パターンの引き出し（クリアランス領域に露出する部分のパターン）を制御することで、反りが生じても、機能的に問題となる（接続ランド間の）ブリッジ発生を低減することができる。
【００１４】
なお、本発明によれば、最外周列であって、一部のランドから引き出される導体パターンの引き出しのみを制御する。したがって、本発明の構成を実現するための、導体パターンの引き出し制御が容易である。
【００１５】
請求項１に記載の発明において、例えば請求項２に記載のように、互いに隣接する第１の非接続ランド及び第１の接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンの、ソルダレジストに被覆される境界部位間の間隔Ｄ１を、互いに隣接する第１の接続ランド及び第２の接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンの、ソルダレジストに被覆される境界部位間の間隔Ｄ２よりも狭くした構成を採用することができる。
【００１６】
このように本発明によれば、ランドから引き出される導体パターンの直線的な引き出し方向を制御することで、最短部分長さＭ１が最短部分長さＭ２よりも短くなるように、境界部位間の間隔Ｄ１を境界部位間の間隔Ｄ２よりも狭くしている。したがって、隣接する第１の接続ランド及び第２の接続ランドよりも、隣接する第１の非接続ランド及び第１の接続ランドにてブリッジが生じやすいので、反りが生じても、機能的に問題となるブリッジの発生を低減することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明において、請求項３に記載のように、境界部位間の間隔Ｄ１を、第１の非接続ランド及び第１の接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンの、対応するランドとの接続部位間の間隔Ｄ３よりも狭くすると良い。
【００１８】
このように本発明によれば、第１の非接続ランド及び第１の接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンを、互いに平行な状態よりも近づく方向に引き出している。したがって、第１の非接続ランド及び第１の接続ランドにおいて、よりブリッジが生じやすく、機能的に問題となるブリッジ発生をより低減することができる。
【００１９】
請求項２又は請求項３に記載の発明において、請求項４に記載のように、境界部位間の間隔Ｄ２を、第１の接続ランド及び第２の接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンの、対応するランドとの接続部位間の間隔Ｄ４と同じか、それより広くした構成とすると良い。
【００２０】
このように本発明によれば、第１の接続ランド及び第２の接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンを、互いに平行な状態か、それよりも広がる方向に引き出している。したがって、第１の接続ランド及び第２の接続ランドにおいて、よりブリッジが生じにくく、機能的に問題となるブリッジの発生をより低減することができる。
【００２１】
請求項２〜４いずれかに記載の発明において、請求項５に記載のように、第１の接続ランドに接続された導体パターンの、少なくともクリアランス領域に露出する部分のランドからの引き出し方向を、最も近い側の基板の端部に対して、垂直よりも第１の非接続ランドに近づく方向とすることが好ましい。この場合、第１の非接続ランド及び第１の接続ランドにおいてよりブリッジが生じやすく、第１の接続ランド及び第２の接続ランドにおいてよりブリッジが生じにくく、することができる。すなわち、機能的に問題となるブリッジの発生をさらに低減することができる。
【００２２】
なお、請求項２〜５いずれかに記載の発明において、請求項６に記載のように、互いに隣接する第１の非接続ランド及び第１の接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンの少なくとも一方において、クリアランス領域に露出する部分のうち、対応するランドとの接続部位から所定範囲の線幅を、ソルダレジストに被覆される部分の線幅よりも太くすると良い。
【００２３】
この場合、溶融した外部接続用端子が、反りによる応力を受けて、クリアランス領域に露出する導体パターン上を移動しやすくなる。すなわち、外部接続用端子の重心の移動量が大きくなり、第１の非接続ランド及び第１の接続ランドにおいて、よりブリッジが生じやすくなる。
【００２４】
例えば請求項７に記載のように、導体パターンは、クリアランス領域に露出する部分として、対応するランドからソルダレジストに被覆される部分に向けて、徐々に細くなる部分を含む構成（例えばティアドロップ形状）を採用することができる。
【００２５】
次に、請求項１〜７いずれかに記載の発明において、請求項８に記載のように、複数のランドは、非接続ランドとして、最外周列であって、少なくとも角部のランドと当該ランドに隣接するランドを含み、最外周列で、第１の非接続ランドと、第１の非接続ランドに隣接する第２の非接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンの、クリアランス領域に露出する部分の対向間隔の最短部分長さＭ３を、Ｍ１よりも短くした構成を採用しても良い。
【００２６】
このように本発明によれば、第１の非接続ランドに隣接する第２の非接続ランドと第１の非接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンの、クリアランス領域に露出する部分の対向間隔の最短部分長さＭ３を、第１の非接続ランド及び第１の接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンの、クリアランス領域に露出する部分の対向間隔の最短部分長さＭ１よりも短くしている。すなわち、ランドから引き出される導体パターンの引き出し（クリアランス領域に露出する部分のパターン）を制御することで、第１の非接続ランド及び第２の非接続ランド（非接続ランド同士）、第１の非接続ランド及び第１の接続ランド（一方が非接続ランド）、第１の接続ランド及び第２の接続ランド（接続ランド同士）の順で、ブリッジが生じやすい構成となっている。したがって、反りが生じても、機能的に問題となる接続ランド間のブリッジ発生を低減することができる。なお、第１の非接続ランド及び第１の接続ランドよりも、第１の非接続ランド及び第２の非接続ランドの方が、ブリッジが生じやすい構成となっているので、機能的にもより好ましい構成となっている。
【００２７】
請求項８に記載の発明において、例えば請求項９に記載のように、導体パターンは、少なくともクリアランス領域に露出する部分が、基板の端部のうち最も近い側の端部に向けて、対応するランドから一方向に引き出されており、互いに隣接する第１の非接続ランド及び第１の接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンの、ソルダレジストに被覆される境界部位間の間隔Ｄ１を、互いに隣接する第１の接続ランド及び第２の接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンの、ソルダレジストに被覆される境界部位間の間隔Ｄ２よりも狭くするとともに、互いに隣接する第１の非接続ランド及び第２の非接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンの、ソルダレジストに被覆される境界部位間の間隔Ｄ５よりも広くした構成を採用することができる。
【００２８】
このように本発明によれば、ランドから引き出される導体パターンの直線的な引き出し方向を制御することで、最短部分長さＭ１が最短部分長さＭ２よりも短く、且つ、最短部分長さＭ３よりも長くなるように、境界部位間の間隔Ｄ１を、境界部位間の間隔Ｄ２よりも狭く、且つ、境界部位間の間隔Ｄ５よりも広くしている。したがって、第１の非接続ランド及び第２の非接続ランド、第１の非接続ランド及び第１の接続ランド、第１の接続ランド及び第２の接続ランドの順で、ブリッジが生じやすいので、反りが生じても、機能的に問題となる（接続ランド間の）ブリッジ発生を低減することができる。
【００２９】
請求項９に記載の発明において、請求項１０に記載のように、境界部位間の間隔Ｄ５を、第１の非接続ランド及び第２の非接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンの、対応するランドとの接続部位間の間隔Ｄ６よりも狭くすると良い。
【００３０】
このように本発明によれば、第１の非接続ランド及び第２の非接続ランドにそれぞれ接続された導体パターンを、互いに平行な状態よりも近づく方向に引き出している。したがって、第１の非接続ランド及び第２の非接続ランドにおいて、よりブリッジが生じやすく、機能的に問題となるブリッジ発生をより低減することができる。
【００３１】
請求項９又は請求項１０に記載の発明においては、請求項１１に記載のように、第１の非接続ランドに接続された導体パターンの、少なくともクリアランス領域に露出する部分のランドからの引き出し方向を、最も近い側の基板の端部に対して、垂直よりも第２の非接続ランドに近づく方向とすることが好ましい。この場合、第１の非接続ランド及び第２の非接続ランドにおいてよりブリッジが生じやすくすることができる。すなわち、機能的に問題となるブリッジ発生をさらに低減することができる。
【００３２】
請求項１２，請求項１３に記載の発明は、その作用効果が、それぞれ請求項６，請求項７に記載の発明と同様であるので、その記載を省略する。
【００３３】
なお、外部接続用端子とランドとの接続性を向上するため、一般的にランドの表面上にはメッキ膜が形成される。そして、このメッキ膜を電解メッキにて形成する場合、ランドには、通電用のメッキ用パターンが接続される。したがって、基板には、ランドから、基板の端部まで引き出されたメッキ用パターンの少なくとも一部が配置されている。そこで、
請求項１〜１３いずれかに記載の発明において、請求項１４に記載のように、導体パターンとして、対応するランドから、基板の端部まで引き出されたメッキ用パターンを採用することが好ましい。このようにメッキ用パターンを採用することで、別途制御用の導体パターンを不要とすることができる。
【００３４】
次に、請求項１５に記載の発明は、外部接続用端子がリフローされ、請求項１〜１４いずれか１項に記載の半導体装置が、プリント基板上に実装されてなる半導体装置の実装構造であって、プリント基板は、半導体装置実装面上に、外部接続用端子に対応して配置された複数の接続部と、プリント基板の平面方向において、ランドの端部との間に所定のクリアランスをもって配置されたソルダレジストと、接続部に接続された配線パターンと、を含み、最外周列であって、請求項１〜１４いずれか１項に規定された導体パターンに対応する配線パターンの、少なくともクリアランス領域に露出する部分の、対応する接続部からの引き出しを、導体パターンと同一としたことを特徴とする。
【００３５】
このように本発明によれば、請求項１〜１４いずれか１項に記載の半導体装置の制御用の導体パターンと同様の効果を、当該導体パターンに対応する部位のプリント基板の配線パターンにも持たせている。したがって、機能的に問題となるブリッジ発生を、半導体装置側だけで制御する構成よりも、機能的に問題となるブリッジ発生を低減することができる。
【００３６】
また、請求項１６に記載の発明は、外部接続用端子がリフローされ、請求項１〜１４いずれか１項に記載の半導体装置が、プリント基板上に実装されてなる半導体装置の実装構造であって、プリント基板は、半導体装置実装面上に、外部接続用端子に対応して配置された複数の接続部と、プリント基板の平面方向において、少なくとも請求項１〜１４いずれか１項に規定された導体パターンの、接続されたランドに対応する接続部の周縁部を被覆するように配置されたソルダレジストと、接続部に接続された配線パターンと、を含むことを特徴とする。
【００３７】
このように本発明によれば、接続部の周縁部がソルダレジストによってオーバーレジストされている。したがって、溶融した外部接続用端子の移動に際し、プリント基板における接続部から引き出された配線パターンの影響を無くすことができる。すなわち、半導体装置側の導体パターンのランドからの引き出しに応じて、外部接続用端子の移動方向を制御し、ブリッジしやすさを制御して、機能的に問題となるブリッジ発生を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
先ず、図１（ａ），（ｂ）を用いて、一般的なボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）構造の半導体装置について説明する。図１は、以下に示す本発明の実施形態にも適用される半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は導電性ボール実装面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＳ１−Ｓ１線に沿う断面図である。
【００３９】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、半導体装置１００は、平面四角形の基板１１０と、基板１１０の一面に実装された半導体チップ１２０と、基板１１０の半導体チップ実装面の裏面において、少なくとも基板１１０の端部近傍に端部に沿って配置された外部接続用端子としての複数の導電性ボール１３０と、基板１１０の、半導体チップ実装面上に配置され、基板に実装された半導体チップ１２０を封止する封止部材１４０と、を含む半導体装置である。
【００４０】
基板１１０を構成する基材１１１は平面四角形であり、その構成材料は、特に限定されるものではない。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、セラミック、ガラス（例えばガラス布）と樹脂との複合体等の公知材料を採用することができる。
【００４１】
基板１１０の表面には、ソルダレジスト１１２が配置されている。ソルダレジスト１１２は、基板１１０の表面上に形成された耐熱性皮膜であり、その主要機能は、はんだ付けにおいて接続部位以外の導体パターンが、溶融はんだと接触することを防ぎ、保護するものである。その構成材料は、特に限定されるものではない。例えばエポキシ系樹脂を採用することができる。
【００４２】
ソルダレジスト１１２には、複数の開口部位が設けられており、当該開口部位から複数のランド１１３が露出している。ランド１１３は、導体パターン１１４のうち、導電性ボール１３０や半導体チップ１２０との接続に供せられる部位である。ランド１１３を含む導体パターン１１２の構成材料は、特に限定されるものではない。例えば、Ｃｕ等の金属材料を採用することができる。また、基材１１１に配置される導体パターン１１４の層数は、特に限定されるものではない。
【００４３】
基板１１１の半導体チップ実装面上には、その中央領域に、半導体チップ１２０が例えば接着剤を用いて固定されている。半導体チップ１２０は、半導体基板に各種集積回路やセンサ等を形成してなり、例えばＡｕ細線からなるボンディングワイヤ１２１を介して、電極としてのパッド（図示略）が、半導体チップ実装面に配置されたランド１１３と電気的に接続されている。なお、基板１１０に対する半導体チップ１２０の実装形態は上記例に限定されるものではない。例えばボンディングワイヤ１２１を介さず、電極とランド１１３とを直接接続する構成の半導体チップ１２０を採用することもできる。
【００４４】
基板１１１の半導体チップ実装面の裏面には、ソルダレジスト１１２から露出するランド１１３に、導電性ボール１３０が接合されている。導電性ボール１３０は、リフローはんだ付けにより溶融し、半導体装置１００をプリント基板上に実装するとともに、プリント基板の配線パターンと電気的に接続する突起状の端子である。導電性ボール１３０の構成材料としては、一般的なはんだ（有鉛はんだ、鉛フリーはんだ）を採用することができる。また、図１（ａ），（ｂ）においては、球状の導電性ボール１３０を示しているが、導電性ボール１３０は球状に限定されるものではない。
【００４５】
また、基板１１０の半導体チップ実装面上には、半導体チップ１２０を含んで半導体チップ実装面を被覆するように封止部材１４０が配置されている。封止部材１４０の構成材料は、特に限定されるものではない。例えば、エポキシ樹脂等の合成樹脂を採用することができる。なお、封止部材１４０の側面は、基板１１０の端面と面一となるように半導体チップ実装面上に配置されている。
【００４６】
このように構成される半導体装置１００は、リフローはんだ付けにより、図２に示すようにプリント基板２１０上に実装される。図２は、半導体装置１００が実装された回路基板２００の概略構成を示す斜視図である。なお、図２に示す符号２２０は、プリント基板２１０上に実装されたコネクタであり、符号２３０は、半導体装置１００及びコネクタ２２０以外の、プリント基板２１０上に実装された電子部品である。
【００４７】
ところでリフローはんだ付けにおいて、半導体装置１００の表面温度がピーク温度近くになると、図３（ａ），（ｂ）に示すように、半導体装置１００の中央領域が半導体チップ実装側を凸として反り、半導体チップ実装面の裏面に配置された周辺領域の導電性ボール１３０が反りによる応力を受けて移動（変形）し、例えば図４に示すようにブリッジ１３１を生じることがある。これは、基板１１０の平面方向において、封止部材１４０の線膨張係数が基板１１０を構成する基材１１１の線膨張係数よりも大きいことが主要因であると考えられる。
【００４８】
本発明者が確認したところ、上述の反りは、図３（ａ）に示すように半導体装置１００の中心０を中心とする同心円状となっており、周辺領域の下方への反りは、図５に示すように基板１１０の端部に近づくにつれて急激に増加している。そして、この傾向は図３（ａ）に示すように、特に基板１１０の角部（４隅）ほど大きいことが明らかとなった。なお、図３（ａ），（ｂ）は、ピーク温度付近の半導体装置１００の、本発明者による３次元測定結果を示す図であり、（ａ）は半導体チップ実装面側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）のＳ２−Ｓ２線に沿う断面図である。図４は、ブリッジ１３１を示す拡大平面図である。図５は、図３（ａ）のＳ２−Ｓ２線において、中心点０からの距離に対する変位量を示す図であり、中心点０から基板端部までの距離を１として距離を正規化し、基板端部における変位量を１として変位量を正規化している。
【００４９】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、半導体装置１００としての構成は、上述した構成と同様であるので、以下の実施形態においては、特徴部分を説明する。また、同一の構成要素については、図１（ａ），（ｂ）と同一の符号を付与する。
【００５０】
（第１実施形態）
図６は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置１００の主要部である、基板１１０の一部を、端子実装面側から見た平面図である。なお、図６においては、便宜上、外部接続用端子である導電性ボール１３０を省略して図示している。本実施形態に係る半導体装置１００において、特徴部分は、基板１１０の導電性ボール実装面におけるランド１１３及び当該ランド１１３からの導体パターン１１４の引き出しにある。
【００５１】
一部を図６に示すように、基板１１０の導電性ボール実装面には、ソルダレジスト１１２が配置されており、当該ソルダレジスト１１２には、導電性ボール１３０に対応して部分的に開口部１１２ａが設けられている。そして、開口部１１２ａ内に、導電性ボール１３０に対応して複数のランド１１３が配置されている。本実施形態において、ランド１１３とソルダレジスト１１２との間には、基板１１０の平面方向において、所定のクリアランスＳｐ（隙間）が確保されている。すなわち、ランド１１３に対して、ソルダレジスト１１２がノーマルレジストの状態（オーバーレジストされていない状態）にある。
【００５２】
そして、複数のランド１１３のうち、最外周列であって、少なくとも角部Ｃのランド１１３ｄを含み、当該角部Ｃから所定範囲のランド１１３が、半導体チップ１２０に電気的に接続されない非接続ランドとされ、残りのランド１１３が、半導体チップ１２０に電気的に接続される接続ランドとされている。本実施形態においては、図６に示すように、角部Ｃから２個のランド１１３ｃ，１１３ｄが非接続ランドとされ、残りのランド１１３ａ，１１３ｂが接続ランドとされている。なお、図６においては、最外周列であって、一角部Ｃに配置されたランド１１３ｄを含み、一方向に連続的に配置された４個のランド１１３のみを図示している。しかしながら、同一の角部Ｃにおいて、図６とは異なる方向においても、ランド１１３ｄを含んで同様の配置がなされている。また、他の角部Ｃにおいても、同様の配置がなされている。
【００５３】
上述したように、半導体装置１００の周辺領域の下方への反りは、基板１１０の端部に近づくにつれて急激に増加し、特に基板１１０の角部（４隅）ほど大きい。すなわち、基板１１０の角部Ｃ付近でブリッジ１３１が生じやすい。これに対し、上述したように、少なくとも角部Ｃのランド１１３ｄを含み、当該角部Ｃから所定範囲のランド１１３（１１３ｃ，１１３ｄ）を、半導体チップ１２０に電気的に接続されない非接続ランドとすると、非接続ランドを含んでブリッジ１３１が生じても、半導体装置１００として機能的に問題が生じない構成とすることができる。なお、非接続ランドの設定範囲は、特に限定されるものではない。反り（構成材料）に応じて適宜設定されれば良い。
【００５４】
また、各ランド１１３（１１３ａ〜１１３ｄ）にはそれぞれ導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｄ）が接続されている。そして、最外周列で互いに隣接する、第１の非接続ランド１１３ａ及び第１の接続ランド１１３ｃにおいて、対応するランド１１３ａ，１１３ｃにそれぞれ接続された導体パターン１１４ａ，１１４ｃの、開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分の対向間隔のうち、最短部分の長さＭ１が、最外周列で互いに隣接する、第１の接続ランド１１３ａ及び第１の接続ランド１１３ａに隣接する第２の接続ランド１１３ｂにおいて、それぞれのランド１１３ａ，１１３ｂに接続された導体パターン１１４ａ，１１４ｂの、開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分の対向間隔のうち、最短部分の長さＭ２よりも短くなるように、導体パターン１１４ａ〜１１４ｃのパターンが設定されている。なお、対向間隔とは、開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分（対向部分）において、角度に関係なく対向部分間で取り得る間隔を示す。
【００５５】
ここで、ランド１１３に対して、ソルダレジスト１１２がノーマルレジストの状態にある場合、リフロー時に溶融した導電性ボール１３０は、半導体装置１００の反りにより生じる応力と濡れ性により、対応するランド１１３上から開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する導体パターン１１４に沿って移動（重心移動）する。したがって、上述したように、第１の接続ランド１１３ａを間に挟んで第１の非接続ランド１１３ｃと第２の接続ランド１１３ｂが配置された領域において、非接続ランドと接続ランドの境界領域の最短部分長さＭ１を、接続ランド側の最短部分長さＭ２よりも短くすると、第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂ（接続ランド側）よりも、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａ（非接続ランドと接続ランドの境界領域）にてブリッジ１３１が生じやすくなる。
【００５６】
より具体的には、図６に示すように、各ランド１１３（１１３ａ〜１１３ｃ）に接続された導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｃ）の、少なくとも開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分が、基板１１０（基材１１１）の端部のうち最も近い側の端部に向けて、対応するランド１１３（１１３ａ〜１１３ｃ）から一方向に引き出されている。したがって、互いに隣接する第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａ（非接続ランドと接続ランドの境界領域）にそれぞれ接続された導体パターン１１４ａ，１１４ｃの、ソルダレジスト１１２に被覆される境界部位間の間隔Ｄ１を、互いに隣接する第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂ（接続ランド側）にそれぞれ接続された導体パターン１１４ａ，１１４ｂの、ソルダレジスト１１２に被覆される境界部位間の間隔Ｄ２よりも狭くすることで、境界領域の最短部分長さＭ１が、接続ランド側の最短部分長さＭ２よりも短くなるように調整されている。例えば図６に示すように、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの、対応するランド１１３ａ，１１３ｃとの接続部位間の間隔Ｄ３を、導体パターン１１４ａ，１１４ｂの、対応するランド１１３ａ，１１３ｂとの接続部位間の間隔Ｄ４と同等以下（図６においてはＤ３がＤ４よりも短い）とすれば、境界部位間の間隔Ｄ１を境界部位間の間隔Ｄ２よりも狭くすることで、境界領域の最短部分長さＭ１を、接続ランド側の最短部分長さＭ２よりも短くすることができる。
【００５７】
このように、導体パターン１１４ａ〜１１４ｃが一方向に引き出されているので、ブリッジ１３１の生じやすさ（換言すれば生じにくさ）を制御しやすい。そして、ランド１１３ａ〜１１３ｃから引き出される導体パターン１１４ａ〜１１４ｃの直線的な引き出し方向を制御することで、機能的に問題とならない第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａ間のブリッジ１３１を生じやすくすることができる。
【００５８】
より具体的には、導体パターン１１４として、対応するランド１１３から、基板１１０の端部まで引き出されたメッキ用パターンを採用しており、各ランド１１３（１１３ａ〜１１３ｃ）に接続された導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｃ）は、最も近い側の基板端部に向けて、同一の線幅をもって一直線状に引き出されている。このように、電解メッキの際に使用されたメッキ用パターンを採用することで、別途制御用の導体パターン１１４を不要とすることができる。また、同一の線幅とすることで、ブリッジ１３１の生じやすさ（換言すれば生じにくさ）を制御しやすくすることができる。
【００５９】
また、本実施形態においては、図６に示すように、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａ（非接続ランドと接続ランドの境界領域）に接続された導体パターン１１４ａ，１１４ｃの境界部位間の間隔Ｄ１が、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの、対応するランド１１３ａ，１１３ｃとの接続部位間の間隔Ｄ３よりも狭くなっている。すなわち、導体パターン１１４ａ，１１４ｃが、互いに平行な状態よりも近づく方向に引き出されている。このような構成を採用すると、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａにおいて、よりブリッジが生じやすく、機能的に問題となるブリッジ発生をより低減することができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、図６に示すように、第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂ（接続ランド側）にそれぞれ接続された導体パターン１１４ａ，１１４ｂの境界部位間の間隔Ｄ２が、導体パターン１１４ａ，１１４ｂの、対応するランド１１３ａ，１１３ｂとの接続部位間の間隔Ｄ４と同じか、それより広くなっている。すなわち、導体パターン１１４ａ，１１４ｂが、互いに平行な状態、若しくは、平行な状態よりも遠ざかる方向に引き出されている。このような構成を採用すると、第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂにおいて、よりブリッジが生じにくく、機能的に問題となるブリッジ発生をより低減することができる。
【００６１】
さらに、本実施形態においては、図６に示すように、第１の接続ランド１１３ａに接続された導体パターン１１４ａの、少なくとも開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分のランド１１３ａからの引き出し方向が、最も近い側の基板１１０の端部に対して、垂直（図６中の一点鎖線）よりも第１の非接続ランド１１３ｃに近づく方向とされている。より具体的には、第１の非接続ランド１１３ｃに接続された導体パターン１１４ｃと、第２の接続ランド１１３ｂに接続された導体パターン１１４ｂは、最も近い側の基板１１０の端部に対して、垂直に引き出されている。そして、これにより、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの境界部位間の間隔Ｄ１が狭く、導体パターン１１４ａ，１１４ｂの境界部位間の間隔Ｄ２が広くなっている。このような構成を採用すると、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａにおいて、よりブリッジが生じやすく、第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂにおいて、よりブリッジが生じにくく、することができる。すなわち、機能的に問題となるブリッジの発生をさらに低減することができる。
【００６２】
このように本実施形態に係る半導体装置１００によれば、半導体チップ１２０に対するランド１１３ａ〜１１３ｄの電気的な接続状態と、ランド１１３ａ〜１１３ｃから引き出される導体パターン１１４ａ〜１１４ｃの引き出し（開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分のパターン）を制御することで、図７に示すように、機能的に問題とならない第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａ間のブリッジ１３１を生じやすくすることができる。そして、その結果、機能的に問題となり、非接続ランドを設けた際に、接続ランド間において最もブリッジ１３１が生じやすい（反りの大きい）、第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂ間のブリッジ発生を低減することができる。なお、図７は、リフロー時に溶融した導電性ボール１３０が移動（重心が移動）した状態を示す平面図である。移動前の状態（各導電性ボール１３０の対抗距離はほぼ等しい）に比べて、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａ上の導電性ボール１３０間の対向距離は短くなり、第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂ上の導電性ボール１３０間の対向距離は長くなっている。
【００６３】
また、本実施形態においては、最外周列であって、一部のランド１１３ａ〜１１３ｃから引き出される導体パターン１１４ａ〜１１４ｃの引き出しのみを制御するので、導体パターン１１４の引き出し制御が容易である。
【００６４】
なお、本実施形態においては、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの境界部位間の間隔Ｄ１が、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの対応するランド１１３ａ，１１３ｃとの接続部位間の間隔Ｄ３よりも狭く設定された例を示した。しかしながら、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの対向間隔のうち、最短部分長さＭ１が、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの対向間隔のうち、最短部分長さＭ２よりも短くなるように、少なくとも導体パターン１１４ａ，１１４ｃの境界部位間の間隔Ｄ１が、導体パターン１１４ａ，１１４ｂの境界部位間の間隔Ｄ２よりも狭く設定されれば良い。したがって、上述の条件を満たせば、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの境界部位間の間隔Ｄ１が、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの対応するランド１１３ａ，１１３ｃとの接続部位間の間隔Ｄ３と等しい、若しくは間隔Ｄ３よりも広く設定されても良い。具体的には、例えば図８に示すように、最も近い側の基板１１０の端部に対して、垂直（図８中の一点鎖線）よりも第１の非接続ランド１１３ｃに近づく方向に引き出された導体パターン１１４ａに対し、平行となるように、導体パターン１１４ｃを第１の非接続ランド１１３ｃから引き出された構成を採用することができる。図８は、変形例を示す平面図であり、図６に対応している。
【００６５】
また、導体パターン１１４ａ，１１４ｂの境界部位間の間隔Ｄ２が、導体パターン１１４ａ，１１４ｂの対応するランド１１３ａ，１１３ｂとの接続部位間の間隔Ｄ４よりも狭く設定されても良い。具体的には、例えば図９に示すように、導体パターン１１４ａが、最も近い側の基板１１０の端部に対して垂直（図８中の一点鎖線）に引き出され、導体パターン１１４ｂが、最も近い側の基板端部に対して垂直（図８中の一点鎖線）よりも第１の接続ランド１１３ａに近づく方向に引き出され、導体パターン１１４ｃが、基板端部の垂直方向（図８中の一点鎖線）に対し、導体パターン１１４ｂよりも大きな傾きをもって、第１の接続ランド１１３ａに近づく方向に引き出された構成を採用することができる。図９は、変形例を示す平面図であり、図６に対応している。
【００６６】
また、本実施形態においては、図６に示すように、導体パターン１１４ａ〜１１４ｃが、対応するランド１１３ａ〜１１３ｃから均一な線幅で基板１１０の端部まで引き出される例を示した。しかしながら、ブリッジ１３１を生じさせやすくしたいランド１１３に接続される導体パターン１１４において、開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分のうち、対応するランド１１３との接続部位から所定範囲の線幅が、ソルダレジスト１１２に被覆される部分の線幅よりも太く設定されても良い。具体的には、例えば図１０に示すように、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａにそれぞれ接続された導体パターン１１４ａ，１１４ｃの少なくとも一方（図１０においては、導体パターン１１４ｃ）において、開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分のうち、対応するランド１１３ｃとの接続部位から所定範囲の線幅が、ソルダレジスト１１２に被覆される部分の線幅よりも太く設定された構成を採用することができる。その一例として、対応するランド１１３ｃからソルダレジスト１１２に被覆される部分に向けて、徐々に細くなる部分を含む構成（例えばティアドロップ形状）を採用することができる。
【００６７】
このような構成を採用すると、リフロー時に溶融した導電性ボール１３０が、反りによる応力を受けて、開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する導体パターン１１４ｃ上を移動しやすくなる。すなわち、導電性ボール１３０の重心の移動量が大きくなり、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａにおいて、よりブリッジ１３１が生じやすくなる。図１０は、導体パターン１１４の変形例を示す拡大平面図であり、便宜上、導電性ボール１３０を省略している。
【００６８】
また、本実施形態においては、図６に示すように、導体パターン１１４ａ〜１１４ｃが、対応するランド１１３ａ〜１１３ｃから線幅で基板１１０の端部まで一直線状に引き出される例を示した。しかしながら、開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分が一方向に引き出されていれば、図１１に示すように、ソルダレジスト１１２にて被覆された部分で折曲された構造であっても採用することができる。図１１は、導体パターン１１４の変形例を示す拡大平面図であり、便宜上、導電性ボール１３０を省略している。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図１２に基づいて説明する。図１２は、第２実施形態に係る半導体装置１００の主要部である、基板１１０の一部を、端子実装面側から見た平面図である。なお、図１２においては、便宜上、外部接続用端子である導電性ボール１３０を省略して図示している。
【００７０】
第２実施形態における半導体装置１００は、第１実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００７１】
第１実施形態においては、複数のランド１１３のうち、最外周列であって、非接続ランドと接続ランドとの境界領域を構成する第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａを、非接続ランドに隣接する接続ランド側の第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂよりも、ブリッジ１３１が生じやすい構成を示した。これに対し、本実施形態においては、接続ランドに隣接する非接続ランド側の第１の非接続ランド１１３ｃ及び第２の非接続ランド１１３ｄも考慮することで、隣接するランド間でブリッジ１３１が生じたとしても、半導体装置１００としてより好ましい構成を示すものとする。
【００７２】
本実施形態においては、非接続ランドが、最外周列であって、少なくとも角部Ｃのランドと当該ランドに隣接するランドを含むように設定され、最外周列で、接続ランドと隣接する第１の非接続ランド１１３ｃと、第１の非接続ランド１１３ｃに隣接する第２の非接続ランド１１３ｄにそれぞれ接続された導体パターン１１４ｃ，１１４ｄの、開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分の対向間隔の最短部分長さＭ３が、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの、開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分の対向間隔のうち、最短部分長さＭ１よりも短く、最短部分長さＭ１が、導体パターン１１４ａ，１１４ｂの、開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分の対向間隔のうち、最短部分長さＭ２よりも短くなるように、導体パターン１１４ａ〜１１４ｄのパターンが設定されている。
【００７３】
より具体的には、図１２に示すように、各ランド１１３（１１３ａ〜１１３ｄ）に接続された導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｄ）の、少なくとも開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分が、基板１１０（基材１１１）の端部のうち最も近い側の端部に向けて、対応するランド１１３（１１３ａ〜１１３ｃ）から一方向に引き出されている。なお、角部Ｃに配置された第２の非接続ランド１１３ｄからは、それぞれの端部に対して導体パターン１１４ｄが同一の条件で引き出されている。したがって、互いに隣接する第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａにそれぞれ接続された導体パターン１１４ａ，１１４ｃの、ソルダレジスト１１２に被覆される境界部位間の間隔Ｄ１を、互いに隣接する第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂにそれぞれ接続された導体パターン１１４ａ，１１４ｂの、ソルダレジスト１１２に被覆される境界部位間の間隔Ｄ２よりも狭くするとともに、互いに隣接する第１の非接続ランド１１３ｃ及び第２の非接続ランド１１３ｄにそれぞれ接続された導体パターン１１４ｃ，１１４ｄの、ソルダレジスト１１２に被覆される境界部位間の間隔Ｄ５よりも広くすることで、境界領域の最短部分長さＭ１が、接続ランド側の最短部分長さＭ２よりも短く、且つ、非接続ランド側の最短部分長さＭ３よりも長くなるように調整されている。
【００７４】
例えば図１２に示すように、導体パターン１１４ｃ，１１４ｄの、対応するランド１１３ｃ，１１３ｄとの接続部位間の間隔Ｄ５を、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの、対応するランド１１３ａ，１１３ｃとの接続部位間の間隔Ｄ３と同等以下（図１２においてはＤ５がＤ３よりも短い）、且つ、間隔Ｄ３を、導体パターン１１４ａ，１１４ｂの、対応するランド１１３ａ，１１３ｂとの接続部位間の間隔Ｄ４と同等以下（図１２においてはＤ３がＤ４よりも短い）とすれば、境界部位間の間隔Ｄ１を境界部位間の間隔Ｄ２よりも狭く、且つ、境界部位間の間隔Ｄ５よりも広くすることで、境界領域の最短部分長さＭ１を、接続ランド側の最短部分長さＭ２よりも短く、且つ、非接続ランド側の最短部分長さＭ３よりも長くすることができる。
【００７５】
このように、導体パターン１１４ａ〜１１４ｄがそれぞれ一方向に引き出されているので、ブリッジ１３１の生じやすさ（換言すれば生じにくさ）を制御しやすい。そして、ランド１１３ａ〜１１３ｄから引き出される導体パターン１１４ａ〜１１４ｄの直線的な引き出し方向を制御することで、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第２の非接続ランド１１３ｄ間（非接続ランド側）、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａ（境界領域）、第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂ（接続ランド側）の順で、ブリッジ１３１が生じやすくすることができる。なお、本実施形態においても、導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｄ）として、電解メッキの際に使用されたメッキ用パターンを採用している。
【００７６】
また、本実施形態においては、図１２に示すように、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第２の非接続ランド１１３ｄ（非接続ランド側）に接続された導体パターン１１４ｃ，１１４ｄの境界部位間の間隔Ｄ５が、導体パターン１１４ｃ，１１４ｄの、対応するランド１１３ｃ，１１３ｄとの接続部位間の間隔Ｄ６よりも狭くなっている。すなわち、導体パターン１１４ｃ，１１４ｄが、互いに平行な状態よりも近づく方向に引き出されている。このような構成を採用すると、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第２の非接続ランド１１３ｄにおいて、よりブリッジが生じやすく、機能的に問題となるブリッジ発生をより低減することができる。
【００７７】
また、本実施形態においては、図１２に示すように、第１の非接続ランド１１３ｃに接続された導体パターン１１４ｃの、少なくとも開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分のランド１１３ｃからの引き出し方向が、最も近い側の基板１１０の端部に対して、垂直（図１２中の一点鎖線）よりも第２の非接続ランド１１３ｄに近づく方向とされている。より具体的には、第２の非接続ランド１１３ｄに接続された導体パターン１１４ｄと、第２の接続ランド１１３ｂに接続された導体パターン１１４ｂは、最も近い側の基板１１０の端部に対して、垂直に引き出され、第１の接続ランド１１３ａに接続された導体パターン１１４ａは、最も近い側の基板端部の垂直方向（図１２中の一点鎖線）に対し、導体パターン１１４ｃと同じ傾きをもって、第１の非接続ランド１１３ｃに近づく方向に引き出されている。このような構成を採用すると、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第２の接続ランド１１３ｄにおいて、よりブリッジが生じやすく、第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂにおいて、よりブリッジが生じにくく、することができる。すなわち、機能的に問題となるブリッジの発生をさらに低減することができる。
【００７８】
なお、本実施形態においても、第１実施形態同様、第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂ（接続ランド側）にそれぞれ接続された導体パターン１１４ａ，１１４ｂの境界部位間の間隔Ｄ２が、導体パターン１１４ａ，１１４ｂの、対応するランド１１３ａ，１１３ｂとの接続部位間の間隔Ｄ４より広くなっている。このような構成を採用すると、第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂにおいて、よりブリッジが生じにくく、機能的に問題となるブリッジ発生をより低減することができる。
【００７９】
このように本実施形態に係る半導体装置１００によれば、半導体チップ１２０に対するランド１１３ａ〜１１３ｄの電気的な接続状態と、ランド１１３ａ〜１１３ｄから引き出される導体パターン１１４ａ〜１１４ｄの引き出し（開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分のパターン）を制御することで、ブリッジ１３１が生じやすさを、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第２の非接続ランド１１３ｄ間（非接続ランド側）、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａ（境界領域）、第１の接続ランド１１３ａ及び第２の接続ランド１１３ｂ（接続ランド側）の順とすることができる。すなわち、隣接するランド１１３間でブリッジ１３１が生じても、半導体装置１００として、機能上問題のない順とすることができる。なお、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ａ（境界領域）にブリッジ１３１が生じても、機能上問題はないが、２つとも非接続ランドである第１の非接続ランド１１３ｃ及び第２の非接続ランド１１３ｄ間（非接続ランド側）にブリッジ１３１を生じさせるほうが、より好ましい。
【００８０】
また、本実施形態においては、最外周列であって、一部のランド１１３ａ〜１１３ｄから引き出される導体パターン１１４ａ〜１１４ｄの引き出しのみを制御するので、導体パターン１１４の引き出し制御が容易である。
【００８１】
なお、本実施形態においては、第２の非接続ランド１１３ｄに接続される導体パターン１１４ｄが、基板端部に対して垂直に引き出され、第１の非接続ランド１１３ｃに接続された導体パターン１１４ｃが、基板端部に対して、垂直よりも第２の非接続ランド１１３ｄに近づく方向に引き出される例を示した。しかしながら、図１３に示すように、第１の非接続ランド１１３ｃに接続される導体パターン１１４ｃが、基板端部に対して垂直に引き出され、第２の非接続ランド１１３ｄに接続された導体パターン１１４ｄが、基板端部に対して、垂直よりも第１の非接続ランド１１３ｃに近づく方向に引き出されることで、導体パターン１１４ｃ，１１４ｄの境界部位間の間隔Ｄ５が、導体パターン１１４ｃ，１１４ｄの、対応するランド１１３ｃ，１１３ｄとの接続部位間の間隔Ｄ６よりも狭く設定されても良い。なお、図１３においては、導体パターン１１４ｄが、基板端部の垂直方向（図１３中の一点鎖線）に対し、導体パターン１１４ａよりも大きな傾き（絶対値）をもって、第１の非接続ランド１１３ｃに近づく方向に引き出されている。したがって、図１２に示す構成に対して、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの境界部位間の間隔Ｄ１が、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの対応するランド１１３ａ，１１３ｃとの接続部位間の間隔Ｄ３よりも狭く設定されたことによる効果を付加することができる。図１３は、変形例を示す平面図であり、図１２に対応している。
【００８２】
なお、本実施形態においても、第１実施形態に変形例として図１０に示したように、ブリッジ１３１を生じさせやすくしたいランド１１３（第１の非接続ランド１１３ｃ及び第２の非接続ランド１１３ｄ）の少なくとも一方に接続される導体パターン１１４において、開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分のうち、対応するランド１１３との接続部位から所定範囲の線幅が、ソルダレジスト１１２に被覆される部分の線幅よりも太く設定された構成としても良い。これにより、導電性ボール１３０の移動量を大きくすることができる。なお、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第２の非接続ランド１１３ｄの少なくとも一方とともに、第１の非接続ランド１１３ｃ及び第１の接続ランド１１３ｄの少なくとも一方に接続される導体パターン１１４の線幅が、同様に調整された構成を採用しても良い。
【００８３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図１４に基づいて説明する。図１４は、第３実施形態に係る半導体装置１００の実装構造のうち、主要部の概略構成を示す図であり、（ａ）は基板１１０の導電性ボール実装面の一部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示す基板１１０に対応するプリント基板２１０の部位を示す平面図である。なお、図１４（ａ），（ｂ）においては、便宜上、半導体装置１００とプリント基板２１０を分解状態とし、外部接続用端子である導電性ボール１３０を省略して図示している。
【００８４】
第３実施形態における半導体装置１００の実装構造は、第１，第２実施形態に係る半導体装置１００を含むものであるので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００８５】
本実施形態においては、第１，第２実施形態に係る半導体装置１００をプリント基板２１０上に実装してなる半導体装置１００の実装構造として、プリント基板２１０にも特徴点を持たせることで、リフロー時に溶融する導電性ボール１３０の移動を所定方向により制御しやすくする点を特徴とする。
【００８６】
本実施形態に係る半導体装置１００は、図１４（ａ）に示すように、基板１１０の導電性ボール実装面に配置されたランド１１３からの導体パターン１１４の引き出しとして、第１実施形態（図６参照）に示した構成を採用している。
【００８７】
プリント基板２１０は、図１４（ｂ）に示すように、半導体装置実装面上にソルダレジスト２１２が配置されており、当該ソルダレジスト２１２には、導電性ボール１３０に対応して部分的に開口部２１２ａが設けられている。そして、開口部２１２ａ内に、導電性ボール１３０に対応して複数の接続部２１３が配置されている。本実施形態において、接続部２１３とソルダレジスト２１２との間には、基板２１０の平面方向において、所定のクリアランスＳｍ（隙間）が確保されている。すなわち、接続部２１３に対して、ソルダレジスト２１２がノーマルレジストの状態（オーバーレジストされていない状態）にある。
【００８８】
また、複数のランド２１３のうち、少なくとも、導電性ボール１３０の移動を制御すべく、導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｃ）の引き出しが制御されたランド１１３（１１３ａ〜１１３ｃ）に対応する接続部２１３（２１３ａ〜２１３ｃ）は、配線パターン２１４（２１４ａ〜２１４ｃ）がそれぞれ接続されている。そして、配線パターン２１４（２１４ａ〜２１４ｃ）のうち、少なくとも開口部２１２ａ（クリアランスＳｍ）に露出する部分の、対応する接続部２１３（２１３ａ〜２１３ｃ）からの引き出しが、対応する導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｃ）と同一とされている。
【００８９】
なお、同一とは、パターン（形状）が同一（換言すれば引き出し方向が同一）であり、プリント基板２１０の平面方向において、それぞれ開口部１１２ａ，２１２ａに露出する部分が、ランド１１３（接続部２１３）との接続部位からソルダレジスト１１２，２１２との境界部位の範囲に渡って、連続的に少なくとも一部が重なる状態を示す。
【００９０】
このように本発明によれば、半導体装置１００の導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｃ）と同様の効果を、当該導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｃ）に対応する部位のプリント基板２１０の配線パターン配線パターン２１４（２１４ａ〜２１４ｃ）にも持たせている。したがって、リフロー時に溶融した導電性ボール１３０がより移動（重心移動）しやすくなり、半導体装置側だけで制御する構成よりも、機能的に問題となるブリッジ発生を低減することができる。
【００９１】
特に本実施形態においては、ランド１１３と接続部２１３がほぼ等しく、導体パターン１１４と配線パターン２１４の線幅もほぼ等しく設定され、プリント基板２１０の平面方向において、導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｃ）と配線パターン２１４（２１４ａ〜２１４ｃ）がほぼ一致するように構成されている。したがって、機能的に問題となるブリッジ発生をより低減することができる。
【００９２】
なお、本実施形態においては、半導体装置１００として、第１実施形態の図６に示す構成を採用する例を示した。しかしながら、半導体装置１００の構成は上記例に限定されるものではない。例えば第１実施形態及び第２実施形態に示したその他の構成を採用することもできる。
【００９３】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を、図１５に基づいて説明する。図１５は、第４実施形態に係る半導体装置１００の実装構造のうち、主要部の概略構成を示す図であり、（ａ）は基板１１０の導電性ボール実装面の一部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示す基板１１０に対応するプリント基板２１０の部位を示す平面図である。なお、図１５（ａ），（ｂ）においては、便宜上、半導体装置１００とプリント基板２１０を分解状態とし、外部接続用端子である導電性ボール１３０を省略して図示している。
【００９４】
第４実施形態における半導体装置１００の実装構造は、第３実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００９５】
第３実施形態においては、プリント基板２１０の配線パターン２１４（２１４ａ〜２１４ｃ）のうち、少なくとも開口部２１２ａ（クリアランスＳｍ）に露出する部分の、対応する接続部２１３（２１３ａ〜２１３ｃ）からの引き出しが、対応する導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｃ）と同一とされる例を示した。これに対し、本実施形態においては、導電性ボール１３０の移動を制御すべく、導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｃ）の引き出しが制御されたランド１１３（１１３ａ〜１１３ｃ）に対応する接続部２１３（２１３ａ〜２１３ｃ）が、ソルダレジスト２１２との間に所定のクリアランスＳｍを有さないように構成される点を特徴とする。
【００９６】
本実施形態においても、半導体装置１００として、図１５（ａ）に示すように、第１実施形態（図６参照）に示した構成を採用している。すなわち、ランド１１３ａ〜１１３ｃに接続された導体パターン１１４ａ〜１１４ｃの引き出しが制御されている。
【００９７】
プリント基板２１０は、図１５（ｂ）に示すように、複数の接続部２１３のうち、導電性ボール１３０の移動を制御すべく、導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｃ）の引き出しが制御されたランド１１３（１１３ａ〜１１３ｃ）に対応する接続部２１３（２１３ａ〜２１３ｃ）が、ソルダレジスト２１２との間に所定のクリアランスＳｍを有さないように、その周縁部が被覆（オーバーレジスト）されている。すなわち、接続部２１３（２１３ａ〜２１３ｃ）に接続された配線パターン２１４（図１５（ｂ）において図示略）は、ソルダレジスト２１２によって被覆されている。
【００９８】
このように本発明によれば、少なくとも導体パターン１１４（１１４ａ〜１１４ｃ）の引き出しが制御されたランド１１３（１１３ａ〜１１３ｃ）に対応する接続部２１３（２１３ａ〜２１３ｃ）の周縁部が、ソルダレジスト２１２によってオーバーレジストされている。したがって、溶融した導電性ボール１３０の移動に際し、プリント基板２１０における接続部２１３から引き出された配線パターン２１４の影響を無くすことができる。すなわち、半導体装置側の導体パターン１１４のランド１１３からの引き出しに応じて、導電性ボール１３０の移動方向を制御することで、機能的に問題となるブリッジ発生を低減することができる。
【００９９】
なお、本実施形態においては、半導体装置１００として、第１実施形態の図６に示す構成を採用する例を示した。しかしながら、半導体装置１００の構成は上記例に限定されるものではない。例えば第１実施形態及び第２実施形態に示したその他の構成を採用することもできる。
【０１００】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【０１０１】
本実施形態においては、導電性ボール１３０の移動を制御する導体パターン２１４のうち、少なくとも開口部１１２ａ（クリアアランスＳｐ）に露出する部分が、対応するランド１１３から一直線状に引き出される例を示した。しかしながら、一直線状ではなく、折曲された直線状や、曲線状等を採用することもできる。例えば接続側ランドよりも境界領域においてブリッジ１３１を生じさせやすくする構成（第１実施形態）においては、少なくとも、導体パターン１１４ａ，１１４ｃの、開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分の対向間隔のうち、最短部分の長さＭ１が、導体パターン１１４ａ，１１４ｂの、開口部１１２ａ（クリアランスＳｐ）に露出する部分の対向間隔のうち、最短部分の長さＭ２よりも短くなるように、導体パターン１１４ａ〜１１４ｃのパターンが適宜設定されれば良い。
【０１０２】
また、本実施形態においては、最外周列で互いに隣接するランド１１３において、対応するランド１１３にそれぞれ接続された導体パターン１１４の、開口部１１２ａ（クリアアランスＳｐ）に露出する部分の対向間隔のうち、最短部分の長さ（Ｍ１〜Ｍ３）を、例えば図６に示すように、開口部１１２ａに露出する直線状部分の、それぞれ対向する端部間において設定する例を示した。また、互いに隣接するランド１１３にそれぞれ接続された導体パターン１１４の、ソルダレジスト１１２に被覆される境界部位間の間隔（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ５）も、例えば図６に示すように、開口部１１２ａに露出する直線状部分の、それぞれ対向する端部間において設定する例を示した。さらには、互いに隣接するランド１１３にそれぞれ接続された導体パターン１１４の、対応するランド１１３との接続部位間の間隔（Ｄ３，Ｄ４，Ｄ６）も、例えば図６に示すように、開口部１１２ａに露出する直線状部分の、それぞれ対向する端部間において設定する例を示した。しかしながら、例えば図１６に示すように、導体パターン１１４の中心線（図１６中の一点鎖線）が対応するランド１１３の中心を通るように、開口部１１２ａに露出する導体パターン１１４の部分が、対応するランド１１３から一直線状に引き出された構成においては、例えば図１６に示すように、上述したそれぞれの長さ、間隔を、それぞれ対向する中心線間において設定しても良い。このように設定された、最短部分の長さ（Ｍ１〜Ｍ３）、境界部位間の間隔（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ５）、接続部位間の間隔（Ｄ３，Ｄ４，Ｄ６）においても、本実施形態同様の構成とすることで、同様の効果を確保することができる。図１６は、変形例を示す平面図である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】一般的なボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）構造の半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は導電性ボール実装面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＳ１−Ｓ１線に沿う断面図である。
【図２】半導体装置が実装された回路基板の概略構成を示す斜視図である。
【図３】ピーク温度付近の半導体装置の３次元測定結果を示す図であり、（ａ）は半導体チップ実装面側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）のＳ２−Ｓ２線に沿う断面図である。
【図４】ブリッジを示す拡大平面図である。
【図５】図３（ａ）のＳ２−Ｓ２線において、中心点０からの距離に対する変位量を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る半導体装置の主要部である、基板の一部を、端子実装面側から見た平面図である。
【図７】リフロー時に溶融した導電性ボールの移動状態を示す平面図である。
【図８】変形例を示す平面図である。
【図９】変形例を示す平面図である。
【図１０】導体パターンの変形例を示す拡大平面図である。
【図１１】導体パターンの変形例を示す拡大平面図である。
【図１２】第２実施形態に係る半導体装置の主要部である、基板の一部を、端子実装面側から見た平面図である。
【図１３】変形例を示す平面図である。
【図１４】第３実施形態に係る半導体装置の実装構造のうち、主要部の概略構成を示す図であり、（ａ）は基板の導電性ボール実装面の一部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示す基板に対応するプリント基板の部位を示す平面図である。
【図１５】第４実施形態に係る半導体装置の実装構造のうち、主要部の概略構成を示す図であり、（ａ）は基板の導電性ボール実装面の一部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示す基板に対応するプリント基板の部位を示す平面図である。
【図１６】変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１００・・・半導体装置
１１０・・・基板
１１２・・・ソルダレジスト
１１２ａ・・・開口部
１１３・・・ランド
１１３ａ・・・第１の接続ランド
１１３ｂ・・・第２の接続ランド
１１３ｃ・・・第１の非接続ランド
１１３ｄ・・・第２の非接続ランド
１１４，１１４ａ〜１１４ｄ・・・導体パターン
１３０・・・導電性ボール
【図１】
0004665827.tif 000002
【図２】
0004665827.tif 000003
【図３】
0004665827.tif 000004
【図４】
0004665827.tif 000005
【図５】
0004665827.tif 000006
【図６】
0004665827.tif 000007
【図７】
0004665827.tif 000008
【図８】
0004665827.tif 000009
【図９】
0004665827.tif 000010
【図１０】
0004665827.tif 000011
【図１１】
0004665827.tif 000012
【図１２】
0004665827.tif 000013
【図１３】
0004665827.tif 000014
【図１４】
0004665827.tif 000015
【図１５】
0004665827.tif 000016
【図１６】
0004665827.tif 000017