(57)【要約】【課題】  半導体装置又は家電製品、情報機器若しくは産業機器等の電子機器において、吸湿、除湿を行い、半導体パッケージのクラック、配線箇所又は各種部品の酸化を防止して、湿気に起因する接触不良、誤作動又は故障を防ぎ、超寿命な配線基板を提供する。【解決手段】  ボールグリットアレイ、チップスケールパッケージ若しくはマルチチップモジュール等における半導体パッケージ内部の配線基板１、又は電子機器の配線基板４２に、シリカアルミナゲルを含有した材料から構成若しくは表面に付着させた基板、又は焼成工程にて硬化して形成した基板を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカアルミナゲルを含有する材料から構成されることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
シリカアルミナゲルを含有する材料を表面に付着させることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
前記材料を、焼成工程にて硬化して形成することを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージ内部及び家電製品、情報機器若しくは産業機器等の電子機器の内部に用いられる配線基板の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置又は家電製品、情報機器若しくは産業機器等の電子機器にとって、湿気は様々な弊害をもたらしてきた。
【０００３】
湿気による弊害には、例えば、半導体装置では、パッケージのクラック、半導体パッケージのリードフレームの酸化、ボールグリットアレイ等に用いられる配線基板の配線箇所の酸化による接触不良などがあげられる。
【０００４】
ここで、パッケージのクラックとは、パッケージが湿気を吸収した状態において、該パッケージにはんだ実装をして急激な熱ストレスを加えると、耐熱性が劣化して、パッケージ内部に剥離が発生し、その中で最も密着強度の弱い箇所の剥離を起点に亀裂が生じることである。
【０００５】
また、家電製品、情報機器、産業機器等の電子機器でも、湿気による弊害として、配線基板や部品等の酸化による接触不良などがあげられる。
【０００６】
このように、湿気は、半導体装置及び家電製品、情報機器若しくは産業機器等の電子機器の誤動作及び故障、低寿命の原因となっており、対処のために、今日、吸湿には様々な方法が用いられてきた。
【０００７】
従来の対処方法としては、半導体パッケージの内部に乾燥剤を封入し吸湿効果を持たせることが行われてきた。
【０００８】
また、リードフレームの出荷輸送又は半導体パッケージ工程でのリードフレームの保存に際しても、乾燥剤を添付するか、リードフレーム収納ケースについて湿気対策が行われてきた。
【０００９】
また、家電製品、情報機器、産業機器等の電子機器においても、これら機器に搭載される部品等に同様な防湿及び吸湿の対策が行われてきた。
【００１０】
具体例としては、半導体パッケ−ジのキャビテイ内に吸着剤を内蔵させるものが挙げられる。このことにより、半導体装置に悪影響を与える湿気等の不良因子を除去し、パッケージクラック及びリードフレームの酸化等を防ぐ対策を行ってきた。（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
また、半導体の梱包包装形態として、半導体梱包容器の密封性を高めた上に、該半導体梱包容器の中央部に吸湿剤を封入し、梱包包装後の吸湿力を高めることや梱包容器開封後の吸湿を高めることが容易に行えることを特徴とするものが開示されている。（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
この他に、吸湿性のある絶縁基板をハンダマスクで両面とも保護し、絶縁基板の材質を変更することなく、プリント配線板の耐湿性を向上させ、高湿度中の絶縁耐力を向上させることができるものも開示されている。（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開昭５９−２０８８６０号公報
【特許文献２】特開２００１−５５２７４号公報
【特許文献３】実開昭５８−７８６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１では、半導体パッケージ内部にある半導体チップについては湿気を除去できるが、半導体装置を配線基板に実装した後では、リードの酸化を防ぐことが出来ない。
【００１４】
また、特許文献２では、半導体装置の輸送及び保存に対して有効であるが、配線基板への実装後については考慮されていない。
【００１５】
特許文献３では、耐湿性を向上させ得るだけで、一度湿気が進入すれば除去するすべを持たない。
【００１６】
すなわち、半導体装置及び家電製品、情報機器若しくは産業機器等における電子機器の配線基板においては、これまで有効となる吸湿対策を施されることは殆ど無かった。
【００１７】
本発明は、斯かる実情に鑑み、吸湿、除湿を行い、パッケージクラック、配線箇所又は各種部品の酸化等を防止し、湿気に起因する接触不良、誤作動又は故障を防ぎ、超寿命な配線基板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
斯かる実情に鑑み、第１の発明による配線基板は、シリカアルミナゲルを含有する材料から構成されることを特徴とする。
【００１９】
また、第２の発明による配線基板は、シリカアルミナゲルを含有する材料を表面に付着させることを特徴とする。
【００２０】
また、第３の発明による配線基板は、シリカアルミナゲルを含有する材料から構成され、前記材料を焼成工程にて硬化して形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の配線基板によれば、シリカアルミナゲルを含有する材料により構成若しくは表面に付着させた配線基板、又は前記材料を焼成工程にて硬化して形成した配線基板を用いることにより、吸湿、除湿を行い、湿気に起因する接触不良、誤作動又は故障を防ぎ、高品質で超寿命な配線基板を得ることが出来る。
【００２２】
更に、シリカアルミナゲルは、低コストで無害であることから、安価で吸湿効果を上げることができ、なお且つ、使用後の廃棄においても環境に配慮し、無公害での処分が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る配線基板及びこれを用いた半導体装置の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。
【００２４】
〈第１の実施形態〉
図１は、本発明の第１の実施形態における半導体装置の例である。
【００２５】
図１のようなボールグリットアレイ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）タイプの半導体装置１０は、配線基板１の表面に配線パターン２が形成され、更に半導体チップ３が搭載されている。該配線基板１と該半導体チップ３をワイヤー４で接続し、半導体チップ３とワイヤー４を覆うように配線基板１の表面全体が樹脂５で封止されている。更に、表面と裏面との電気的導通を達成するスルーホール６が形成されていて、裏面にも半田パッド７が形成されている。半田パッド７部分に、半導体チップ３からの入出力インターフェイスである半田ボール８が高温に熱せられて溶けて接合されている。ボールグリットアレイタイプは、半田ボール８がマトリックス（格子）状に配置されているのが特徴である。
【００２６】
前記配線基板１は、シリカアルミナゲルを含有した天然の粘土物質を板状にし、焼成工程にて硬化して形成する。この基板の表面あるいは裏面に、導電性の高い金、銀又は銅等の物質による配線パターン２を形成する。
【００２７】
ここで、シリカアルミナゲルについて説明する。シリカアルミナゲルは、シリカアルミナともアルミナゲルとも呼ばれ、シリカアルミナ系の粘土類に由来する。多孔質の物質で、孔の内に水分を吸収し、保持する力（ヒステリレス作用）が強い。発熱はほとんどなく、潮解性もない。利点としては、湿度、温度の多少の変化では吸水した水分を放出しないこと、低温度から高温度まで一定した吸水力を持っていること、腐食に強いことが挙げられる。また、安全な乾燥剤であり、低コストで入手することができる。
【００２８】
また、上記以外の材料にシリカアルミナゲルを混合したものを板状に形成し、この基板の表面あるいは裏面に、導電性の高い金、銀又は銅等の物質による配線パターン２を形成してもよい。
【００２９】
シリカアルミナゲルと混合する前記材料としては、例えば、珪素、炭化珪素、ジルコニア又は窒化アルミニウム等が挙げられる。
【００３０】
又は、シリカアルミナゲルを含有する材料を配線基板１に塗布し、この基板の表面あるいは裏面に、導電性の高い金、銀又は銅等の物質による配線パターン２を形成してもよい。
【００３１】
塗布する場合のシリカアルミナゲルと混合する材料としては、例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂又はフェノール樹脂等が挙げられる。
【００３２】
上記のように、本発明は、配線基板１又は該配線基板の表面に付着させた材料がシリカアルミナゲルを含有することにより、配線基板１又は表面部に内包された孔の内に水分を吸収して吸湿、除湿を行い、半導体パッケージのクラック、配線箇所の酸化等の湿気に起因する接触不良、誤作動又は故障を防ぎ、高品質で超寿命な半導体装置を提供することができる。
また、シリカアルミナゲルは、低コストで無害であることから、安価で供給でき、使用後の廃棄処分も容易となる。
【００３３】
〈第２の実施形態〉
図２は、本発明の第２の実施形態における半導体装置の例である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わす。
【００３４】
図２のように、チップスケールパッケージ（Ｃｈｉｐ−Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）タイプの半導体装置２０は、配線基板１の表面に配線パターン２が形成され、更に、導体である半田バンプ２１により半導体チップ３が接続され、半導体チップ３を覆うように配線基板１の表面全体が樹脂５で封止されている。更に、配線基板１に表面と裏面を繋ぐようにスルーホール６が形成されていて、裏面に半田パッド７と半田ボール８が形成されている。
【００３５】
チップスケールパッケージタイプは、ボールグリットアレイタイプを更に小型化した、いわゆるチップサイズ（チップスケール)パッケージであり、携帯端末のメモリ等の小型機器に使用されている。
【００３６】
前記配線基板１は、シリカアルミナゲルを含有した天然の粘土物質を板状にし、焼成工程にて硬化して形成する。この基板の表面あるいは裏面に、導電性の高い金、銀又は銅等の物質による配線パターン２を形成する。
【００３７】
また、上記以外の材料にシリカアルミナゲルを混合したものを板状に形成し、この基板の表面あるいは裏面に、導電性の高い金、銀又は銅等の物質による配線パターン２を形成してもよい。
【００３８】
シリカアルミナゲルと混合する前記材料としては、例えば、第１の実施形態同様、珪素、炭化珪素、ジルコニア又は窒化アルミニウム等が挙げられる。
【００３９】
又は、シリカアルミナゲルを含有する材料を配線基板１に塗布し、この基板の表面あるいは裏面に、導電性の高い金、銀又は銅等の物質による配線パターン２を形成してもよい。
【００４０】
塗布する場合のシリカアルミナゲルと混合する材料としては、例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂又はフェノール樹脂等が挙げられる。
【００４１】
〈第３の実施形態〉
図３は、本発明の第３の実施形態における半導体装置の例である。図中、図１又は２と同一の符号を付した部分は同一物を表わす。
【００４２】
図３のように、マルチチップモジュール（Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈｉｐ  Ｍｏｄｕｌｅ）タイプの半導体装置３０は、配線基板１の表面に配線パターン２が形成され、半導体チップ３の配線基板側の面（以下、「半導体チップの裏面」という）にも半導体チップ配線パターン３１が形成されている。配線基板１の配線パターン２と半導体チップ配線パターン３１は、導体である半田バンプ２１によって接続されている。更に、半導体チップ３、配線パターン２等を覆うように配線基板１の表面全体が樹脂５で封止されている。更に、配線基板１に表面と裏面を繋ぐようにスルーホール６が形成されていて、裏面に半田パッド７と半田ボール８が形成されている。
【００４３】
該パッケージタイプは、一つの基板上に中央演算処理装置（ＣＰＵ）や周辺ロジック等、複数のベアチップを高密度実装し、小型化を可能とする。高集積化と短期開発を要する携帯電話等でよく利用されている。
【００４４】
前記配線基板１は、シリカアルミナゲルを含有した天然の粘土物質を板状にし、焼成工程にて硬化して形成する。この基板の表面あるいは裏面に、導電性の高い金、銀又は銅等の物質による配線パターン２を形成する。
【００４５】
また、上記以外の材料にシリカアルミナゲルを混合したものを板状に形成し、この基板の表面あるいは裏面に、導電性の高い金、銀又は銅等の物質による配線パターン２を形成してもよい。
【００４６】
シリカアルミナゲルと混合する前記材料としては、例えば、第１の実施形態同様、珪素、炭化珪素、ジルコニア又は窒化アルミニウム等が挙げられる。
【００４７】
又は、シリカアルミナゲルを含有する材料を配線基板１に塗布し、この基板の表面あるいは裏面に、導電性の高い金、銀又は銅等の物質による配線パターン２を形成してもよい。
【００４８】
塗布する場合のシリカアルミナゲルと混合する材料としては、例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂又はフェノール樹脂等が挙げられる。
【００４９】
〈第４の実施形態〉
図４は、本発明の第４の実施形態における電子部品を実装した配線基板の例である。
【００５０】
家電製品、情報機器又は産業機器等の電子機器４０においては、図４のように、電子部品４１を配線基板４２に搭載している。
【００５１】
電子部品４１として、図４では誘導式位置変換器、同期式ポジションインジケータ、熱源等で表しているが、この他には、例えば、抵抗器、コンデンサー、集積回路等を実装する。更に、電子部品間を接続して電子回路を構成する配線パターン４３が形成されている。
【００５２】
該配線基板４２の場合も、第１〜３の実施形態同様、シリカアルミナゲルを含有した天然の粘土物質を板状にし、焼成工程にて硬化して形成したもの、また、前記以外の材料にシリカアルミナゲルを混合したものを板状に形成したもの、又はシリカアルミナゲルを含有する材料を塗布したものからなり、表面あるいは裏面に、金、銀、銅等の物質による配線パターン４３を形成する。
【００５３】
シリカアルミナゲルに混合する材料としては、例えば、第１の実施形態同様、珪素、炭化珪素、ジルコニア又は窒化アルミニウム等が挙げられる。
また、塗布するシリカアルミナゲルと混合させる材料としては、例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂又はフェノール樹脂等が挙げられる。
【００５４】
上記のように、本発明は、配線基板４２がシリカアルミナゲルを含有することにより吸湿、除湿を行い、配線基板や部品の酸化等の湿気に起因する接触不良、誤作動又は故障を防ぎ、高品質で超寿命な電子機器を提供することができるものである。また、シリカアルミナゲルは、低コストで無害であることから、安価で供給でき、使用後の廃棄処分も容易となる。
【００５５】
尚、本発明の配線基板は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態における半導体装置の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における半導体装置の概略図である。
【図３】本発明の第３の実施形態における半導体装置の概略図である。
【図４】本発明の第４の実施形態における配線基板を用いた電子機器の概略図である。
【符号の説明】
【００５７】
１、４２  配線基板
２、４３  配線パターン
３  半導体チップ
４  ワイヤー
５  樹脂
６  スルーホール
７  半田パッド
８  半田ボール
１０、２０、３０  半導体
２１  半田バンプ
３１  半導体チップ配線パターン
４０  電子機器
４１  電子部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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