(57)【要約】【課題】二次実装基板の温度、応力による反り、変形があっても半導体装置との接合性を維持させることにある。【解決手段】配線基板２１のボールバンプ２３を搭載する電極２２部と配線基板２１との間の接着性を少なくとも他の配線基板上の配線２５と配線基板２１との接着性よりも弱くした構造をもつ半導体装置２０を構成した。このことにより、二次実装基板の上下に存在する反りに対しても半導体装置と二次実装基板との接続性を維持することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の端子としてボールグリッドアレイ構造を持つ半導体装置において、
端子電極部の導体と配線導体が接着している配線基板との間に隙間を設けた構造の半導体装置。
【請求項２】
端子電極部の導体と配線基板との間に基板表面を覆うレジストを挟み込んだ構造の半導体装置。
【請求項３】
端子電極部を含めた全配線導体と基板との間にフィルム上の材料を挟みこんだ半導体装置。
【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構造を有する半導体装置の二次実装の接続性に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のボールグリッドアレイタイプの半導体装置としては二次実装に対する工夫が盛込まれたものがあった。たとえば特許文献１には絶縁性基板からの半田ボールの高さを変えた半田ボール群を、マトリックスの外側ほど高くして形成し、半導体装置自体の反りがあっても二次実装の接合の確実性を著しく向上するものである。
【０００３】
また、半導体装置自体の反りを無くす構造が盛込まれたものもあった。たとえば特許文献２には半導体装置自体に補強材を追加して反りを無くした結果、BGAジョイントなどの信頼性向上をしたものである。
【０００４】
図６は従来のボールグリッドアレイタイプの半導体装置の断面図を示したもので、半導体チップをフリップチップ実装した半導体装置の例である。本半導体装置は半導体チップ１１と、半導体チップ１１の信号を引き出す配線層を備えた配線基板２１の配線パターン２６とを接続するバンプ１２と、配線基板２１の基板を導体で貫通するスルーホール２４と配線基板の信号を二次実装する為の端子電極２２と半田ボール２３で構成されている。配線基板２１上の配線は一般的に銅材で構成されており、配線基板２１に接着されている。
【特許文献１】特開平８−１２５０６２号公報（半導体装置とその製造方法）
【特許文献２】特開２０００−１５０６９５号公報（半導体装置）
【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、従来の半導体装置では図７に示すように半導体装置２０を二次実装基板３１に実装した環境では、二次実装基板３１が熱や応力などで変形し半導体装置２０と二次実装基板３１との剛性の違いによりＡ部のように上下の反りを起こすと、半田ボール２３部の接続部が剥離する等により接続不良を生ずるなどの信頼性に悪影響を及ぼしていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明は半導体装置の二次実装側の電極部で二次実装基板の反りの力を電極部導体材が吸収して接続性を維持させることとした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る半導体装置は、二次実装面の半田ボール部の導体パターンを半導体装置の配線基板から離れやすい構造にすることで二次実装基板の上下に存在する反りに対しても半導体装置と二次実装基板との接続性を維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係わる半導体装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は、実施形態１に係わる半導体装置２０は配線基板２１に半導体チップ１１がバンプ１２を介して一次実装されており、半導体チップの信号はたとえば配線基板上の表面導体パターン２６、スルーホール２４、配線基板上の裏面導体パターン２５を経由して二次実装端子電極パターン２２に接続されていて、更に配線基板２１と二次実装用端子電極２２の間を部分的に隙間４１を持たせた構造にしている。
【００１０】
図２は半導体装置２０の二次実装端子電極部の前記構造を裏面から見た状態を示したものである。二次実装端子電極２２は配線パターン２５でスルーホール２４と接続されていて、電気的絶縁膜レジストが抜かれた二次実装用の半田ボール２３搭載部がある。半田ボール搭載部は配線基板２１との間を円形の隙間構造にし二次実装端子電極２２と配線パターン２５の一部とを配線基板２１と接着させない構造としている。
【００１１】
図３は前記実施形態の半導体装置を二次実装した状態を示したもので二次実装基板３１のＡ部のように上下に反りが起こると半導体装置２０のＢ部の配線基板２１との接着性がＡ部の反りの力に負けて離れる構造を示したものである。
【００１２】
図４は実施形態２を示したものであり、配線基板２１と二次実装用端子電極２２の間を部分的に軟性材を配置した構造にしている。
【００１３】
図５は実施形態３を示したものであり、配線基板２１の裏面の導体パターンと配線基板間にフィルム材等の軟性材料を敷いた構造にしている。
【００１４】
（実施例）
ここで、図１で説明した配線電極部パターン２２と配線基板２１との隙間４１は電極部の配線パターンを部分的に配線基板２１と接着させない構造にしており、図３に示すように二次実装基板３１のＡ部のように上下に反りが起こると半導体装置２０のＢ部の配線基板２１との接着性がＡ部の反りの力に負けて離れる構造にしておくことで、電極パターン２２が配線基板２１から離れ、半導体装置側の半田ボール２３で接続された電極パターンが二次実装基板の反りの力を吸収して接続性維持が実現できる。尚、二次実装端子電極の縁の一部は配線基板２１と接着させていることで、反りのない半田ボール接続部分では電極パターンの離れは起きない。以上、本発明に係わる半導体装置の一実施形態を示したが本発明は上述の形態に限定されるものではない。なお、同一の構成に係わる部分は同一の符号を付して説明を省略する。たとえば、図４に示すように二次実装用端子部２２と配線基板２１との間の隙間部は空間でなくてもよく電極部パターン２２が反りの力により配線基板２１から離れられる材料であれば、たとえば基板表面を絶縁するレジスト材４２でもかまわない。また、図５に示すように配線基板２１の二次実装面の導体材たとえば配線パターン２５と配線基板２１との間に軟性のフィルム材４３を挟みこんだ構造であってもよい。これにより、配線パターンがフィルム材上で変形でき二次実装基板の反りの力を半導体装置の半田ボール電極部で吸収して接続性が維持できる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明の半導体装置はボールグリッドアレイタイプの半導体装置の二次実装の接続信頼性確保として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る半導体装置の実施形態１を示す断面説明図
【図２】本発明に係る半導体装置の実施形態１を示す裏面平面説明図
【図３】本発明に係る半導体装置の実施形態１の二次実装効果を示す断面説明図
【図４】本発明に係る半導体装置の実施形態２を示す断面説明図
【図５】本発明に係る半導体装置の実施形態３を示す断面説明図
【図６】従来の半導体装置の二次実装事例を示す断面説明図
【図７】従来の半導体装置の二次実装の不具合事例を示す断面説明図
【符号の説明】
【００１７】
１１  半導体チップ
１２  ボールバンプ
１３  アンダーフィル
２０  半導体装置
２１  配線基板
２２  二次実装用電極部導体
２３  半田ボール
２４  スルーホール
２５  配線基板裏面導体
２６  配線基板表面導体
３１  二次実装基板
３２  二次実装基板表面導体
４１  隙間
４２  レジスト材料
４３  フィルム材料
Ａ  二次実装基板変形部
Ｂ  配線パターン剥離部
【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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