(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線パターンが形成されたチップエリアを有する基板と、前記チップエリア内において前記基板に形成された複数のベントホールと、前記チップエリア上にダイボンディングシートを用いてダイボンディングされた半導体チップと、前記半導体チップを封止するモールド樹脂とを備える、半導体装置において、
平面視における前記ベントホールが形成された領域と前記半導体チップの外形線との間において、全ての隣り合う配線パターンどうしの間隔がそれぞれ０．１７５ｍｍ以下の箇所を有することを特徴とする、半導体装置。
【請求項２】
前記基板は異なるサイズの少なくとも２つの前記半導体チップが選択的にダイボンディングされるダイボンディングエリアを有し、前記ダイボンディングエリアの全域において前記間隔を０．１７５ｍｍ以下にしたことを特徴とする、請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半導体装置がＢＧＡ半導体装置であることを特徴とする、請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記基板が絶縁材料からなることを特徴する、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁材料がポリイミド、ガラスエポキシおよびセラミックのいずれかを含むことを特徴する、請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記配線パターンが導電性金属からなることを特徴する、請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記導電性金属がＣｕを含むことを特徴する、請求項６記載の半導体装置。
【請求項８】
前記基板がスルーホールを有することを特徴する、請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記配線パターンの一端が前記スルーホールの上端を閉塞することを特徴する、請求項８記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記配線パターンの他端が前記基板の周縁部に配置されることを特徴する、請求項９記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記配線パターンの他端がボンディングパッドであることを特徴する、請求項１０記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記間隔が０．１７０ｍｍ以下であることを特徴する、請求項１ないし１１のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記スルーホールが行列状に形成されていることを特徴する、請求項８記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記スルーホールが前記基板の下面に開口されていることを特徴する、請求項８記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記スルーホールがボール状の外部端子を有することを特徴する、請求項１４記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記外部端子が前記配線パターンと電気的に接続されることを特徴する、請求項１５記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記ベントホールが行列状に形成されていることを特徴する、請求項１ないし１６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記ベントホールの周囲に複数の流入阻止部を形成したことを特徴する、請求項１ないし１７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１９】
前記流入阻止部が前記配線パターンと同じ厚みに形成されることを特徴する、請求項１８記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記流入阻止部が環状に形成されることを特徴する、請求項１８または１９記載の半導体装置。
【請求項２１】
前記流入阻止部が内側領域と外側領域とを連通する切欠きを有することを特徴する、請求項２０記載の半導体装置。
【請求項２２】
前記切欠きが２つ以上形成されることを特徴する、請求項２１記載の半導体装置。
【請求項２３】
前記切欠きの幅が０．１７５ｍｍ以下であることを特徴する、請求項２１または２２記載の半導体装置。
【請求項２４】
前記半導体チップの上面電極と前記ボンディングパッドとが電気的に接続されることを特徴する、請求項１１記載の半導体装置。
【請求項２５】
前記半導体チップの上面電極と前記ボンディングパッドとが金線で接続されることを特徴する、請求項２４記載の半導体装置。
【請求項２６】
前記ボンディングパッドの長手方向と、最も内側に形成される配線パターンの長手方向とが同じであることを特徴する、請求項１ないし２５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項２７】
前記半導体装置の辺から角に近づくにつれて、前記ボンディングパッドの長手方向と前記半導体装置の辺とのなす角度が変化することを特徴する、請求項１ないし２６のいずれかに記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、半導体装置および基板に関し、特にたとえばモールド樹脂によりパッケージされる、半導体装置およびそのような半導体装置に適用される基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２（Ａ）に示すこの種の従来の半導体装置１では、配線パターン２が形成された基板３上にメッキ用のレジスト４が形成され、配線パターン２の所定箇所にＮｉメッキおよびＡｕメッキが施され、レジスト４上にダイボンディングシート５を介して半導体チップ６がダイボンディングされていた。そして、半導体チップ６の上面電極６ａと配線パターン２のボンディングパッド２ａとが金線７によりワイヤボンディングされ、半導体チップ６および金線７等がモールド樹脂８により封止されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、耐パッケージクラック性が低く、このパッケージクラック性を向上させるためには、レジスト４をなくし、基板３の貫通孔から圧力を逃す必要ががあった。そこで、図１２（Ｂ）に示すように、レジスト４を除去し、基板３にベントホール３ａを設けている。ただし、この場合には、ダイボンディングシート５の下に配線パターン２の厚さに応じた隙間９が生じ、この隙間９にモールド樹脂８が入り込むため、半導体チップ６が基板３から剥離されるおそれがあったり、圧力を逃すためのベントホール３ａを埋めてしまうおそれがあった。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、半導体チップの剥離を生じることなく高信頼性を保つことができる、半導体装置および基板を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数の配線パターンが形成されたチップエリアを有する基板と、チップエリア内において基板に形成された複数のベントホールと、チップエリア上にダイボンディングシートを用いてダイボンディングされた半導体チップと、半導体チップを封止するモールド樹脂とを備える、半導体装置において、平面視におけるベントホールが形成された領域と半導体チップの外形線との間において、全ての隣り合う配線パターンどうしの間隔がそれぞれ０．１７５ｍｍ以下の箇所を有することを特徴とする、半導体装置である。
【０００７】
【作用】
基板の配線パターン上にダイボンディングシート等を介して半導体チップがダイボンディングされ、半導体チップがモールド樹脂により封止される。平面視におけるベントホールが形成された領域と半導体チップの外形線との間において、全ての隣り合う配線パターンどうしの間隔がそれぞれ０．１７５ｍｍ以下の箇所を有するので、配線パターンの間から半導体チップの下にモールド樹脂が入り込む心配はない。なお、「０．１７５ｍｍ以下」という条件は、モールド樹脂が入り込まない条件として、発明者が実験により求めたものである。
【０００８】
【発明の効果】
この発明によれば、基板上にレジストを形成することなく、半導体チップの下にモールド樹脂が入り込むのを防止できる。したがって、半導体チップの剥離を生じることなく製造コストを低減できる。
【０００９】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１０】
【実施例】
図１に示すこの実施例の半導体装置１０は、基板１２の上面にダイボンディングシート１４を介してダイボンディングされた半導体チップ１６をモールド樹脂１８によりパッケージしたものであり、いわゆるＢＧＡ（Ball Grid Array ）型と称されるものである。
【００１１】
基板１２は、ポリイミド，ガラスエポキシまたはセラミック等のような絶縁材料からなり、この基板１２のダイボンディングエリア１２ａには、複数のスルーホール２０が行列状に形成され、チップエリア１２ｂには、複数のベントホール２２が行列状に形成される。ここで、原則として、「ダイボンディングエリア（１２ａ）」とは、異なるサイズの複数の半導体チップ１６が選択的にダイボンディングされる領域をいい、「チップエリア（１２ｂ）」とは、ダイボンディングエリア１２ａ内において半導体チップ１６が実際にダイボンディングされる領域をいうものとする。
【００１２】
そして、基板１２の上面には、図２および図３に示すように、複数の配線パターン２４および複数の流入阻止部２６が形成される。なお、図２は、配線パターン１４の中間部分を省略して示したものであり、図３は、図２の１／４の範囲を拡大して示したものである。
【００１３】
配線パターン２４は、Ｃｕ等のような導電性金属からなり、各配線パターン２４の一端はスルーホール２０の上端を閉塞するように配置され、他端は基板１２の周縁部に配置され、この他端がボンディングパッド２４ａとされる。
【００１４】
配線パターン２４上に半導体チップ１６をダイボンディングしたとき、半導体チップ１６の外形線近傍にある配線パターン２４どうしの間隔Ａ（図３）が広過ぎると、そこから半導体チップ１６の下にモールド樹脂１８が入り込んで半導体チップ１６が剥離されるおそれがある。そして、発明者の実験によれば、図４に示すように、間隔Ａが０．１７５ｍｍより広いときに剥離による不良が発生することが分かった。そこで、この実施例では、半導体チップ１６の下にモールド樹脂１８が入り込むのを阻止するために、ダイボンディングエリア１２ａにおける配線パターン２４の間隔Ａが０．１７５ｍｍ以下に設定される。ただし、安全率を考慮すると、間隔Ａは０．１７０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００１５】
流入阻止部２６は、ベントホール２２へモールド樹脂１８が流入するのを阻止するとともに、モールド１８ａ内の空気や水をベントホール２２へ導くためのものであり、図５に示すように、ベントホール２２の周囲に配線パターン２４と同じ厚さで環状に形成される。そして、流入阻止部２６において、チップエリア１２ｂの中央側すなわちモールド樹脂１８の流れの下流側に位置する部分には、その内側領域と外側領域とを連通する２つの切欠２８ａが形成される。切欠２８ａの形成位置は、モールド樹脂１８の流れを阻止する機能と空気や水を放出する機能とのバランスを考慮して、流入阻止部２６の形成位置に応じて設定される。また、切欠２８ａの幅も、モールド樹脂１８の流れを阻止するためには、０．１７５ｍｍ以下に設定される。
【００１６】
そして、これらの配線パターン２４および流入阻止部２６の上に、ダイボンディングシート１４を介して半導体チップ１６がダイボンディングされ、半導体チップ１６の上面電極１６ａと配線パターン２４のボンディングパッド２４ａとが金線２８を介してワイヤボンディングされ、半導体チップ１６および各金線２８がモールド樹脂１８により封止される。
【００１７】
さらに、基板１２の下面に開口された各スルーホール２０には、ボール状の外部端子３０が取り付けられ、各外部端子３０と配線パターン２４とが電気的に接続される。
【００１８】
半導体装置１０を製造する際には、まず、図６に示すように、ポリイミド等からなる帯状のキャリアフィルム３２を準備し、キャリアフィルム３２の表面に配線パターン２４および流入阻止部２６を形成する。つまり、キャリアフィルム３２の表面にＣｕ箔を形成し、このＣｕ箔上に配線パターン２４および流入阻止部２６の形状に応じてエッチング用のレジストを形成し、Ｃｕ箔の不要部分をエッチングにより除去する。
【００１９】
そして、レジストを除去した後、キャリアフィルム３２のダイボンディングエリア１２ａにスルーホール２０を形成し、チップエリア１２ｂに形成された流入阻止部２６の内側にベントホール２２を形成する。
【００２０】
そして、チップエリア１２ｂにダイボンディングシート１４を介して半導体チップ１６をダイボンディングし、半導体チップ１６の上面電極１６ａと配線パターン２４のボンディングパッド２４ａとを金線２８を用いてワイヤボンディングする。
【００２１】
その後、半導体チップ１６および金線２８等をモールド樹脂１８で封止し、各スルーホール２０に外部端子３０を装着し、キャリアフィルム３２を切断分割して半導体装置１０を得る。
【００２２】
モールド工程では、キャリアフィルム３２（基板１２）の上面とダイボンディングシート１４の下面との間に配線パターン２４の厚さに応じた隙間が生じるが、上述したように、配線パターン２４どうしの間隔Ａは０．１７５ｍｍ以下に設定されているので、その隙間にモールド樹脂１８が入り込む心配はない。また、たとえ入り込んだとしても、そのモールド樹脂１８は流入阻止部２６により阻止されるので、ベントホール２２が閉塞される心配はない。
【００２３】
この実施例によれば、半導体チップ１６が基板１２から剥離されるのを防止できる。また、ベントホール２２がモールド樹脂１８により塞がれるのを防止できるとともに、モールド１８ａ内に溜まった空気や水をベントホール２２から外部へ放出できるので、これらの空気や水が熱膨張することによるパッケージクラックの発生を防止できる。
【００２４】
なお、チップエリア１２ｂの範囲は半導体チップ１６のサイズに応じて適宜変更可能であり、たとえば図７に示すように、より小さい半導体チップ１６に対応させて、より狭い範囲をチップエリア１２ｂとして設定してもよい。
【００２５】
また、基板１２に対して半導体チップ１６が１種類のみ適用される場合には、ダイボンディングエリア１２ａとチップエリア１２ｂとが一致するが、この場合には、たとえば図８および図９に示すように、チップエリア１２ｂ（ダイボンディングエリア１２ａ）の全域における配線パターン２４どうしの間隔Ａを０．１７５ｍｍ以下に設定してもよいし、たとえば図１０および図１１に示すように、半導体チップ１６の外形線近傍における配線パターン２４どうしの間隔Ａのみを０．１７５ｍｍ以下に設定してもよい。つまり、この発明の特徴は、少なくとも半導体チップ１６の外形線近傍における配線パターン２４どうしの間隔Ａを０．１７５ｍｍ以下に設定した点にある。
【００２６】
そして、各流入阻止部２６における切欠２８ａの数は適宜変更されてもよいし、各流入阻止部２６の形成位置はより広い範囲に設定されてもよい。また、チップエリア１２ｂ内に存在する任意の流入阻止部２６についてのみベントホール２２を形成してもよい。
【００２７】
さらに、配線パターン２４どうしの間隔Ａを０．１７５ｍｍ以下に設定することにより、半導体チップ１６の下にモールド樹脂１８が入り込むのを確実に阻止できるのであれば、流入阻止部２６は形成されなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】配線パターンおよび流入阻止部を示す図解図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】配線パターンの間隔Ａと不良発生率との関係を示すグラフである。
【図５】流入阻止部を示す図解図である。
【図６】半導体装置の製造方法を示す図解図である。
【図７】より小さい半導体チップを用いた状態を示す図解図である。
【図８】この発明の他の実施例を示す図解図である。
【図９】図８の部分拡大図である。
【図１０】この発明の他の実施例を示す図解図である。
【図１１】図１０の部分拡大図である。
【図１２】従来技術を示す図解図である。
【符号の説明】
１０  …半導体装置
１２  …基板
１４  …ダイボンディングシート
１６  …半導体チップ
１８  …モールド樹脂
２０  …スルーホール
２２  …ベントホール
２４  …配線パターン
２６  …流入阻止部
【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】
0004573412.tif 000006
【図６】
0004573412.tif 000007
【図７】
0004573412.tif 000008
【図８】
0004573412.tif 000009
【図９】
0004573412.tif 000010
【図１０】
0004573412.tif 000011
【図１１】
0004573412.tif 000012
【図１２】
0004573412.tif 000013