(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単層のプリント配線板からなり、上下面を貫通する穴の内壁にスルーホールメッキを施したスルーホールが形成されたインターポーザと、該インターポーザ上面に被着され前記スルーホールと接続する配線と、該インターポーザ下面に被着され前記スルーホールと接続するランドと、前記インターポーザ下面に被着したはんだレジストと、前記インターポーザ上面に搭載された半導体チップを保護するモールド樹脂とからなるランドグリッドアレイ型のチップサイズパッケージにおいて、
前記スルーホール内の全てに充填樹脂が充填され、前記ランドは前記スルーホール開口から露出した前記充填樹脂上にわたって形成されたメッキパターンからなり、前記はんだレジストは前記ランドを除く箇所に選択的に形成され、前記ランドが前記はんだレジスト層よりも前記インターポーザの下面側に突出していることを特徴とするチップサイズパッケージ。
【請求項２】
前記スルーホールから露出した前記充填樹脂は、前記インターポーザ下面の前記スルーホール開口面から前記スルーホールの下面側に突出していることを特徴とする請求項１に記載のチップサイズパッケージ。
【請求項３】
前記インターポーザの前記半導体チップに重畳する位置に前記充填樹脂が充填された前記スルーホールが複数形成され、該複数のスルーホールは、前記インターポーザ下面に被着された放熱用パッドで相互に接続され、該放熱用パッドは、前記スルーホール開口から露出した前記充填樹脂上にわたって形成されたひとつのメッキパターンからなり、前記インターポーザ下面に被着したはんだレジスト層よりも前記インターポーザの下面側に突出していることを特徴とする請求項１または２に記載のチップサイズパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターポーザを使用したランドグリッドアレイ型のチップサイズパッケージに関し、特に実装性や実装信頼性を高めたものに関する。
【０００１】
【従来技術】
インターポーザを使用したチップサイズパッケージ（Chip Size Package以下、ＣＳＰと呼ぶ）には、インターポーザ上の電極にはんだボールを接着させたボールグリッドアレイ（Ba11 Grid Array以下、ＢＧＡと呼ぶ）とはんだボールを使用しないランドグリッドアレイ（Land Grid Array以下、ＬＧＡと呼ぶ）がある。いずれの電極構造も電極をインターポ一ザ裏面にマトリックス状に配置し、これまでの四方向からのみ電極を取り出すクァドフラットパッケージ（ＱＦＰ：Quad Flat Package）よりも小さい面積で多くの電極数に対応できる。従って、ピン数増加に伴うパッケージサイズの増大化現象が顕著ではなくなり、半導体チップのサイズとパッケージサイズの面積比を小さくすることができる。
【０００２】
特に、ＬＧＡは実装基板との接続にはんだボールを使わず、ランドと呼ばれる平面電極を用いるため、コスト的に有利である。さらに、ＬＧＡの中でもインターポーザとして単層のプリント配線板（Print Circuit Board以下、ＰＣＢと呼ぶ）を用いたものは、セラミックを用いたものに比較し、安価であり、しかも薄くしても壊れにくいためパッケージをより薄くすることが可能である。
【０００３】
図５に示すものはその一例を示すＬＧＡ型のＣＳＰであり、図４（ａ）は側面断面（Ａ−Ａ断面）を、図４（ｂ）は裏面をそれぞれ示す。本図において、１はＰＣＢからなるインターポーザ、２はインターポーザ１上にダイボンドにて搭載された半導体チップ、３はボンディングワイヤ、４は半導体チップを被覆するモールド樹脂、６はランド、６ａは配線、７は半導体チップ２接着のためのダイアタッチ材、８ははんだレジスト、１１はインターポーザ上下面を貫通するスルーホールを示す。
【０００４】
本図に示すように、半導体チップ２はインターポーザ１上に搭載され、ワイヤボンディングによって半導体チップ２と配線６ａを接続し、インターポーザの上面と下面の導通をとるスルーホール１１を介して、インターポーザ１下面のランド６に接続できるよう構成されている。この例は、ランドが１６個であるが、マトリックス状に配置することによりＬＧＡを構成することができる。このため、多ピンにもかかわらずパッケージサイズを小さくすることができる。
【０００５】
また、はんだレジスト８がインターポーザ１の上下面の接続に必要な所定箇所を除いて塗布され、さらにスルーホール１１内にも充填された構成となっている。そのため、インターポーザ１の半導体チップ搭載面に被覆されるモールド樹脂が下面に露出せず、また実装時にはんだが複数のランド間を導通させることがなくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図５のような構造のパッケージでは、ランドがはんだレジストよりも内側に配置される。即ち、ランドは凹んだ形状となり、実装基板への実装性および実装信頼性がＢＧＡよりも劣ることが明らかである。すなわち、はんだが少なければ実装基板上のパターンとランドが十分に接続されず、逆にはんだの量を多くした場合に隣り合うランド同士を短絡させてしまうということが起こりやすい。これは、実装基板とランドの間隙が精度の低いはんだレジスト厚に依存するためであり、このことは、ＣＳＰのような寸法が小さく、精密な電子部品としては、大きな欠点となってしまう。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消し、容易に構成でき、しかも実装性や実装信頼性を高めることのできるＣＳＰを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、単層のＰＣＢからなり、上下面を貫通する穴の内壁にスルーホールメッキを施したスルーホールが形成されたインターポーザと、該インターポーザ上面に被着され前記スルーホールと接続する配線と、該インターポーザ下面に被着され前記スルーホールと接続するランドと、前記インターポーザ下面に被着したはんだレジストと、前記インターポーザ上面に搭載された半導体チップを被覆するモールド樹脂とからなるＬＧＡ型のＣＳＰにおいて、前記スルーホール内の全てに充填樹脂を充填し、前記スルーホール開口から露出した前記充填樹脂上にわたったメッキパターンの形成で前記ランドを作り、前記はんだレジストを前記ランドを除く箇所に選択的に形成し、前記ランドが前記はんだレジスト層よりも前記インターポーザの下面側に突出する構成とした。
かかる構成により、ソルダーレジストをスルーホール内に埋める必要が無く、ランド上にはんだレジストを形成しなくて済むようになる。
【０００９】
また、前記スルーホールから前記充填樹脂を該スルーホール開口面から該スルーホールの下面側に突出させて露出させることによって、応力吸収性の高い突出したランドを形成する構成とした。
【００１０】
また、これらの構成に加えてさらに、前記インターポーザの前記半導体チップに重畳する位置に前記充填樹脂が充填された前記スルーホールを複数形成し、該複数のスルーホールが前記インターポーザ下面に被着された放熱用パッドで相互に接続するようにし、該放熱用パッドを前記スルーホール開口から露出した前記充填樹脂上にわたって形成したひとつのメッキパターンで作り、これを前記インターポーザ下面に被着したはんだレジスト層よりも前記インターポーザの下面側に突出した構成とした。
かかる構成により、パッケージに良好な放熱構造を持たせることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例及び図面を用いて説明する。なお、複数の図面にわたって同一又は相当するものには同一の符号を付し、説明の重複を避けた。
【００１２】
図１は本発明の一実施例を示し、図１（ａ）は側面断面（Ａ−Ａ断面）を、図１（ｂ）は裏面をそれぞれ示す。本図において、１はインターポーザ、５はスルーホール充填樹脂、８ははんだレジストを示す。本図に示すように、インターポーザ１に形成されたスルーホール１１内の全てにスルーホール充填樹脂５が充填されており、インターポーザ上下面に形成された配線６ａ及びランド６は、スルーホール１１開口及びスルーホール充填樹脂５上にわたって形成されている。
【００１３】
一方、はんだレジスト８はランド６に重畳することなく、隣り合うランド６間に選択的に、かつ、ランド６よりも薄く形成されている。なお、本例では、ソルダーレジストの厚さをその粘性とスピンコート時の回転数や時間等で、ランド形成用のメッキの厚さをメッキ液への浸漬回数等でそれぞれ調整し、ランド６をはんだレジスト８から少なくとも０．１ｍｍ程度突出させている。
【００１４】
次に本例の製造方法について述べる。まず、通常の工程でＰＣＢにスルーホール用の穴をあけ、スルーホールメッキを施し、インターポーザ１を作製する。ここで、ＰＣＢは、例えばＢＴレジンを基材とし、表裏に銅箔が被着されたものである。
【００１５】
その後、スクリーン印刷法によって、スルーホール１１内の全てを熱硬化樹脂等のスルーホール充填樹脂５で充填し、さらにインターポーザ１の上下面全面に配線及びランド形成用のメッキを施し、個々のメッキパターンにパターニングする。このようにすることにより、樹脂上にわたるランド６が形成されると共に、穴が見えないいわゆるヴィアホール（以下ブラインドスルーホールと呼ぶ）を作成することができる。
【００１６】
次に、インターポーザ１の上下面全面にソルダーレジストを塗布・乾燥させ、遮光マスクを介して露光し、現像液に浸漬して現像する。この際、インターポーザ１上面においては、配線６ａ上のボンディングワイヤ３が接続する部分のソルダーレジストを選択的に除去する。一方、インターポーザ１下面においては、ランド６上のソルダーレジストを選択的に除去し、ランド６を露出させる。このようにして残留したソルダーレジストによって、はんだレジスト８が形成される。
【００１７】
その後、通常の工程にて半導体チップ２を搭載し、これを保護する樹脂を被着する。ダイアタッチ材７、ワイヤ３及びモールド樹脂４はこれらの工程でできたものである。
【００１８】
このような構成であるため、ランド６をはんだレジスト８より突出した構造にすることができる。なお、従来構成では、ランドを突出させようとすると、塗布したソルダーレジストの露光をスルーホールに充填された部分にまで行わなければならず、現像によりスルーホールに充填したソルダーレジストを必要以上に除去してしまうので、モールド樹脂が下面に露出してしまうことを阻止できなくなってしまう。
【００１９】
ところで、スルーホール充填樹脂５は、脱落防止のため、インターポーザ１とほぼ同一の熱膨張率及び弾性率を持ったものが好ましい。この意味で、導電を目的とした銅等の導電材を含む一般的なヴィアホール形成用の導電性ペースト等の充填材は、本発明から除かれる。
【００２０】
また、スルーホール１１へのスルーホール充填樹脂５の充填は、公知のスクリーン印刷法により可能であるが、スルーホール１１開口面からスルーホール充填樹脂５が突出するよう厚く塗布し、その後研磨することによってスルーホール１１から露出したスルーホール１１開口から露出したスルーホール充填樹脂５の表面をスルーホール１１の開口面と同一平面にすることができる。これにより後に形成する配線に段差ができず、特に半導体チップ搭載面の平坦性を良好にすることが可能である。
【００２１】
一方、金型等を使った樹脂充填により、スルーホール充填樹脂５がスルーホール１１開口面から突出した構成とすれば、後に行うメッキにより突出したバンプ状のランドを形成することができる。図２はこのようにして形成したランドの部分断面図を示す。図示のように、バンプ状になったランドのコア部はスルーホール充填樹脂５となるため、応力吸収性がよく、熱衝撃によく耐える。
【００２２】
また、スルーホールメッキや配線及びランド形成用のメッキは、導電性を有しない誘電体や樹脂部分にまでメッキ層を形成するため、無電解メッキによるが、その他の必要に応じて行うメッキは電解メッキによるものでもよい。
【００２３】
図３は、本発明の別の実施例を示し、図３（ａ）は側面断面（Ａ−Ａ断面）を、図３（ｂ）は裏面をそれぞれ示す。本図において、インターポーザ１１下面中央部に形成された符号９に示すものは放熱用パッドである。
【００２４】
本図に示すように、インターポーザ１１の半導体チップと重畳する部分に図１で説明したものと同様なブラインドスルーホールが形成されており、それらはインターポーザ１１下面において放熱用パッド９により相互に接続されている。この放熱用パッドは配線及びランド形成用のメッキ層を形成した後、図３（ｂ）中央部に示すひとつのメッキパターンにパターニングすることによってランド６と共に形成している。従って、放熱用パッド９もランド６と同様にスルーホール１１開口から露出したスルーホール充填樹脂５上にわたって形成されており、その高さもランド６と同じであることから、はんだレジスト８より突出した構造となっている。
【００２５】
このような構造であるため、インターポーザ１１の下面に配置された放熱用パッド９と実装基板とをはんだ付けすることができる。このようにすることにより、パッケージ内で発生した熱を実装基板にはんだを介して逃がすことができる。
【００２６】
図４は、本発明の別の実施例を示し、図４（ａ）は側面断面（Ａ−Ａ断面）を、図４（ｂ）は裏面をそれぞれ示す。本図において、４ａは接続部保護のためのアンダーフィル、１０はフリップチップボンディング用バンプを示し、半導体チップ２をインターポーザ１１上にフリップチップボンディングする構成を示したものである。
【００２７】
図示のような構成であっても、前述したものと同様の効果が得られる。すなわち、インターポーザと半導体チップの接続方法によらず、ワイヤボンディングでも、フリップチップボンディングでも、またはその他の方法でも同様の効果を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のチップサイズパッケージは、インターポーザにブラインドスルーホールを形成し、その上にメッキパターンを形成してランドを設け、ランドを除く部分にはんだレジストを被着して突出したランドを有するようにしたものであるから、従来構成よりも実装状態がはんだ量等に影響されずらく、そのため実装性や実装信頼性を高くすることができる。
【００２９】
また、インターポーザの半導体チップと重畳する部分に複数のブラインドスルーホールを形成し、下面においてひとつの放熱用パッドで相互接続するものであるため、高い放熱性を得ることができ、耐熱性に関しても向上することができる。
【００３０】
また、ランドを突出したバンプ形状とし、そのコア部が樹脂となることから、優れた応力吸収性を持たせることができ、熱衝撃があっても剥離しづらいＣＳＰを提供することができる。
【００３１】
また、ランドをスルーホール開口から露出する樹脂上にわたって形成しているので、スルーホール直下にランド設けることができる。このように簡単な構成でファインピッチのランドを有するＣＳＰを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す平面図および断面図である。
【図２】本発明のランドの構成例を示す部分断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す平面図および断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例を示す平面図および断面図である。
【図５】従来のＬＧＡ型のＣＳＰを示す図である。
【符号の説明】
１：インターポーザ、２：半導体チップ、３：ボンディングワイヤ、４：モールド樹脂、４ａ：アンダーフィル樹脂、５：スルーホール充填樹脂、６：ランド、６ａ：配線、７：ダイアタッチ材、８：はんだレジスト、９：放熱用パッド、１０：フリップチップボンディング用バンプ、１１：スルーホール
【図１】
0004397111.tif 000002
【図２】
0004397111.tif 000003
【図３】
0004397111.tif 000004
【図４】
0004397111.tif 000005
【図５】
0004397111.tif 000006