(57)【要約】【課題】耐衝撃性に優れ、はんだボールが破壊されにくいＢＧＡ型半導体装置用パッケージを提供する。【解決手段】基板１４の配線パターン１６を覆ってソルダーレジスト層１８が形成され、ソルダーレジスト層１８に、外部接続用端子１６ａが露出するボール搭載孔２２が形成され、ボール搭載孔２２内に位置してはんだボール２４が外部接続端子１６ａ上に搭載されるＢＧＡ型半導体装置用パッケージ１０において、ボール搭載孔２２が、入口側より奥側が広い形状に形成されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の配線パターンを覆ってソルダーレジスト層が形成され、該ソルダーレジスト層に、外部接続用端子が露出するボール搭載孔が形成され、該ボール搭載孔内に位置してはんだボールが外部接続端子上に搭載されるＢＧＡ型半導体装置用パッケージにおいて、
前記ボール搭載孔が、入口側より奥側が広い形状に形成されていることを特徴とするＢＧＡ型半導体装置用パッケージ。
【請求項２】
前記ボール搭載孔が、断面壁が傾斜する逆テーパー孔形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のＢＧＡ型半導体装置用パッケージ。
【請求項３】
前記ボール搭載孔が、断面壁が階段状をなす形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のＢＧＡ型半導体装置用パッケージ。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項記載のＢＧＡ型半導体装置用パッケージに半導体チップが搭載されてなる半導体装置。
【請求項５】
基板の配線パターンを覆ってソルダーレジスト層が形成され、該ソルダーレジスト層に、外部接続用端子が露出するボール搭載孔が形成され、該ボール搭載孔内に位置してはんだボールが外部接続端子上に搭載されるＢＧＡ型半導体装置用パッケージの製造方法において、
基板の配線パターンを覆ってネガタイプのソルダーレジスト層を形成する工程と、
該ソルダーレジスト層の前記形成すべきボール搭載孔の部位をマスクにより覆って、該マスクの周囲の露光度が深部程低くなるように露光を行う露光工程と、
ソルダーレジスト層を現像し、外部接続端子が露出する、入口側よりも奥側が広いボール搭載孔を形成する現像工程と、
該ボール搭載孔内に位置してはんだボールを外部接続端子上に搭載するボール搭載工程とを含むことを特徴とするＢＧＡ型半導体装置用パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＢＧＡ型半導体装置用パッケージおよびその製造方法に関し、搭載したはんだボールが衝撃によっても破壊されにくいＢＧＡ型半導体装置用パッケージおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＢＧＡ型半導体装置用パッケージにおけるはんだボールは次のようにして形成される。
すなわち、基板の配線パターンを覆ってソルダーレジスト層を形成し、このソルダーレジスト層に、外部接続用端子が露出するボール搭載孔を形成し、このボール搭載孔内に位置してはんだボールを外部接続端子上に搭載するのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、携帯電話内にもＢＧＡ型半導体装置用パッケージに半導体チップを搭載した半導体装置が使用されているが、携帯電話は、持ち運びされるものであるため、落下される場合も多く、そのため耐衝撃性に優れるものが求められている。
携帯電話は益々小型化が要求され、用いられる半導体装置も益々の小型化が要請される。そのため、必然的に、はんだボールも小径化、かつ狭ピッチ化を余儀なくされている。例えばボール径が０．３ｍｍ、ボールピッチが０．５ｍｍ程度のものも登場している。
【０００４】
このようにボール径が小さくなってくると、基板の外部接続端子（パッド）との接合面積が小さくなってくることから、落下した際の衝撃などにより、該パッドとの間ではんだボールが破壊され、接続不良などの不具合が生じやすい。
また、昨今は、環境上の問題から、鉛フリーの、例えば錫銀銅合金のはんだボールが用いられる傾向にあり、これら鉛フリーのはんだボールは硬く、衝撃時のクッション性が低いことも上記不具合が生じる一因となっている。
このような状況下、アンダーフィル樹脂を充填することで接続強度を補填することもできるが、アンダーフィルを行わない簡易な構造のものであっても、はんだボールが破壊されにくい耐衝撃性に優れるパッケージが要求されている。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、耐衝撃性に優れ、はんだボールが破壊されにくいＢＧＡ型半導体装置用パッケージおよびその製造方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、本発明に係るＢＧＡ型半導体装置用パッケージは、基板の配線パターンを覆ってソルダーレジスト層が形成され、該ソルダーレジスト層に、外部接続用端子が露出するボール搭載孔が形成され、該ボール搭載孔内に位置してはんだボールが外部接続端子上に搭載されるＢＧＡ型半導体装置用パッケージにおいて、前記ボール搭載孔が、入口側より奥側が広い形状に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記ボール搭載孔が、断面壁が傾斜する逆テーパー孔形状に形成されていることを特徴とする。
また、前記ボール搭載孔が、断面壁が階段状をなす形状に形成されていることを特徴とする。
また、上記いずれかのＢＧＡ型半導体装置用パッケージに半導体チップを搭載して半導体装置を構成できる。
【０００８】
また、本発明に係るＢＧＡ型半導体装置用パッケージの製造方法は、基板の配線パターンを覆ってソルダーレジスト層が形成され、該ソルダーレジスト層に、外部接続用端子が露出するボール搭載孔が形成され、該ボール搭載孔内に位置してはんだボールが外部接続端子上に搭載されるＢＧＡ型半導体装置用パッケージの製造方法において、基板の配線パターンを覆ってネガタイプのソルダーレジスト層を形成する工程と、該ソルダーレジスト層の前記形成すべきボール搭載孔の部位をマスクにより覆って、該マスクの周囲の露光度が深部程低くなるように露光を行う露光工程と、ソルダーレジスト層を現像し、外部接続端子が露出する、入口側よりも奥側が広いボール搭載孔を形成する現像工程と、該ボール搭載孔内に位置してはんだボールを外部接続端子上に搭載するボール搭載工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、ボール搭載孔を入口側よりも奥側が広い形状のものに形成したので、例えば携帯電話が落下した際の衝撃などにより、はんだボールに横方向の力が加わったとしても、はんだボールの基部が奥側が広いボール搭載孔内に食い込んでいるので、ソルダーレジスト層によってはんだボールの基部周縁部が押さえられ、その結果パッド（外部接続端子）との間での剥離等の破壊が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面にしたがって詳細に説明する。  
図１はＢＧＡ型半導体装置用パッケージ１０に半導体チップ１２を搭載した半導体装置３０の断面説明図である。
樹脂基板１４の表裏面に配線パターン１６が形成され、該配線パターン１６の所要部位を覆ってソルダーレジスト層１８が形成されている。表裏の配線パターン１６間はビア２０によって電気的に接続されている。
【００１１】
半導体チップ１２が搭載される側とは反対側の配線パターン１６のパッド（外部接続端子）１６ａに対応するソルダーレジスト層１８には、ボール搭載孔２２が開口され（図２）、このボール搭載孔２２内に位置して、はんだボール２４がパッド１６ａ上に搭載されている。２６は、半導体チップ１２と配線パターン１６を電気的に接続するワイヤ、２８は封止樹脂である。
なお、上記ＢＧＡ型半導体装置用パッケージ１０の構造は一例であって、これに限定されるものではない。
【００１２】
図２に、ボール搭載孔２２の形状を示す。本実施の形態では、ボール搭載孔２２が、入口側より奥側が広い形状に形成されている。図２の具体例では、ボール搭載孔２２が、断面壁が傾斜する逆テーパー孔形状に形成されている。
このボール搭載孔２２内にはんだボール２４を配置し、リフロー炉（図示せず）によりはんだボール２４をリフローさせることにより、はんだがボール搭載孔２２内を充填すると共に、孔外に半球状に突出するボール端子を形成することができる。
【００１３】
このように、ボール搭載孔２２を入口側よりも奥側が広い形状のものに形成することにより、例えば携帯電話が落下した際の衝撃により、はんだボール２４に横方向の力が加わったとしても、はんだボール２４の基部が逆テーパー状のボール搭載孔２２内に食い込んでいるので、ソルダーレジスト層１８によってはんだボール２４の基部周縁部が押さえられ、その結果パッド１６ａとの間での剥離等の破壊が防止される。
【００１４】
また、ソルダーレジスト層１８の厚みは、通常は１０μｍ程度であるが、２０〜３５μｍ程度の、好ましくは３０μｍ程度の、大きい厚みとすると好適である。これにより、ボール搭載孔２２が深くなり、はんだボール２４の支持力がより大きくなるので、はんだボール２４の破壊をより効果的に防止できる。
【００１５】
図３は、ボール搭載孔２２の形成方法を示す。
まず、樹脂基板１４の配線パターン１６を覆ってネガタイプのフォトレジストによりソルダーレジスト層１８を形成する。フォトレジストは塗布するのでも、あるいはシート状のものを貼付するのでもよい。ソルダーレジスト層１８の厚みは、２０〜３５μｍの比較的厚い層とするのがよい。
【００１６】
次いで、ソルダーレジスト層１８の形成すべきボール搭載孔の部位をマスクＭにより覆って、ソルダーレジスト層１８に紫外線を照射し、マスクＭの周囲の露光度が、ソルダーレジスト層１８の深部に行く程低くなるように露光を行う。上記のように、ソルダーレジスト層１８を通常よりも厚く形成することによって、通常の強度の紫外線を照射するようにすれば、紫外線がソルダーレジスト層１８の深部にまで到達しにくいことから、図３に破線で示すように露光度の低いエリアＡが生じる。
【００１７】
次いでソルダーレジスト層１８を常法により現像処理する。この現像処理を行うことによって、マスクで覆われている部位がエッチングされるのみならず、エリアＡの部位もサイドエッチングされ、これにより入口側よりも奥側の広いボール搭載孔２２を形成することができる。
【００１８】
図４は、ボール搭載孔２２の他の形状例を示す。本実施の形態におけるボール搭載孔２２は、断面壁が階段状をなすように形成され、これにより入口側よりも奥側が広くなる形状に形成されている。
このような形状のボール搭載孔２２に形成するには、基板の配線パターン１６を覆って、第１のソルダーレジスト層１８ａを形成し、このソルダーレジスト層１８ａを露光、現像して、パッド１６ａが露出する第１のボール搭載孔２２ａを形成する。次いで、第１のソルダーレジスト層１８ａを覆ってシート状の第２のソルダーレジスト層１８ｂを形成し、この第２のソルダーレジスト層１８ｂを露光、現像して、第１のボール搭載孔２２ａよりも小径のボール搭載孔２２ｂを設けるようにすることで形成できる。ソルダーレジスト層２２は、２層でなく、３層以上の多層にして、より多段の階段状をなすボール搭載孔２２にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】半導体装置の断面説明図である。
【図２】ボール搭載孔の形状を示す断面説明図である。
【図３】図２のボール搭載孔を形成する方法を示す説明図である。
【図４】ボール搭載孔の他の形状を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  ＢＧＡ型半導体装置用パッケージ
１２  半導体チップ
１４  樹脂基板
１６  配線パターン
１６ａ  パッド（外部接続端子）
１８  ソルダーレジスト層
１８ａ  第１のソルダーレジスト層
１８ｂ  第２のソルダーレジスト層
２０  ビア
２２  ボール搭載孔
２２ａ  第１のボール搭載孔
２２ｂ  第２のボール搭載孔
２４  はんだボール
２６  ワイヤ
２８  封止樹脂
３０  半導体装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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