(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に凹部を形成し、凹部内にチップを収納固着し、前記凹部内の前記チップの上面に、下面が前記チップに接する放熱プレートを配設してモールドしたＢＧＡ型半導体装置において、
前記凹部は、矩形状のチップが嵌入される矩形状の下層凹部と、この下層凹部から上方へ拡開したテーパー状とした上層凹部とで構成するとともに、前記上層凹部の高さの２分の１を前記放熱プレートの厚みとして、
前記凹部中に前記チップを嵌入固着するとともに、このチップの上面に前記放熱プレートを載置して前記凹部に樹脂を注入し、前記放熱プレートの上面を前記基板の上面に露出させてモールドしたことを特徴とするＢＧＡ型半導体装置。
【請求項２】
前記放熱プレートの側端面は、前記上層凹部のテーパー形状に合致させたテーパー側端面としたことを特徴とする請求項１記載のＢＧＡ型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＢＧＡ型半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＢＧＡ型半導体装置100 は図９に示すように基板101 上にＡg ペーストを塗布した後チップ102 を固着し、ワイヤーボンディング103 をして樹脂モールド104 をし、次いで基板裏面に半田ボール105 を移載してリフローを行い、半田ボールの溶着を行うことによって製造している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のＢＧＡ型半導体装置100 は、基板101 上にチップ102 を固着して、ワイヤーボンディング103 や樹脂モールド104 を行うものであるが、基板上に突設した状態にチップを固着しているため、ワイヤーがチップ上面から基板上に大きく弯曲して張設され、樹脂モールド時にワイヤー流れが生起したり、チップの厚み分だけモールドの厚みが大きくなり、薄型化できない欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、基板に凹部を形成し、凹部内にチップを収納固着し、前記凹部内の前記チップの上面に、下面が前記チップに接する放熱プレートを配設してモールドしたＢＧＡ型半導体装置において、前記凹部は、矩形状のチップが嵌入される矩形状の下層凹部と、この下層凹部から上方へ拡開したテーパー状とした上層凹部とで構成するとともに、前記上層凹部の高さの２分の１を前記放熱プレートの厚みとして、前記凹部中に前記チップを嵌入固着するとともに、このチップの上面に前記放熱プレートを載置して前記凹部に樹脂を注入し、前記放熱プレートの上面を前記基板の上面に露出させてモールドしたことを特徴とするＢＧＡ型半導体装置を提供せんとするものである。
【０００６】
また、前記放熱用プレートの側端面は、前記上層凹部のテーパー形状に合致させたテーパー側端面としたことにも特徴を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明では、基板の凹部内にチップを固着しているため、パッケージの薄型化が可能となり、しかもチップとインナーリードとの間を、チップ下面に突設したバンプを介して導通することにより、従来のワイヤーボンディング工程が省略できる共に、ワイヤー結線後のモールド時のワイヤー流れも防止できるものであり、また、チップが凹部内に埋設されているため、チップ上方に放熱用メタルを配設しても、パッケージの嵩が大きくならず、しかも銅等の放熱用のメタルによって帯熱を防止し放熱効率を向上しうるものである。
【０００８】
【実施例】
この発明の実施例を図面にもとづき詳説すると、図１は、本発明のＢＧＡ型半導体装置Ｍに使用する基板１の平面図を示しており、図２は、その断面側面図を示している。
【０００９】
基板１にはチップ２を収納するための凹部３を形成している。
【００１０】
凹部３の形状は、基板１の厚みの中程に矩形状のチップ２が嵌入するだけの矩形状の下層凹部3-1 と、その凹部から上方へ拡開したテーパー状の上層凹部3-2 とよりなる。
【００１１】
基板１に形成された凹部３には、図２、図３に示すように、金属製又は耐熱樹脂コレットのボンディングツールａに吸着されたチップ２が上方から凹部３の下層凹部3-1 中に嵌入される。
【００１２】
なお、ボンディングツールａを可動式にしておけば、ボンディングの位置ずれを生起してもテーパー状の上層凹部3-2 により位置修正が行え、最終的に下層凹部3-1 に正確に嵌入できる。
【００１３】
下層凹部3-1 に嵌入されたチップ２は基板下面より加熱して接着面を介し圧着固定する。
【００１４】
基板１の凹部３内底面には、図１に示すように、インナーリード４が多数配線されており、かかるインナーリード４は、図４に示すように基板１内の導通体５を介して、基板１裏面の半田ボール６と導通している。
【００１５】
ここで、具体的に、凹部３中にチップ２を嵌入収納した状態でチップ２と半田ボール６との導通構造を詳説する。
【００１６】
すなわち、チップ２の下底面には、ボンディングパッド８の位置に、金素材のバンプ７を突設しており、バンプ７の下方には異方導電フィルム９を敷設し、異方導電フィルム９を、インナーリード４と導通させている。
【００１７】
異方導電フィルム９はシート状のフィルム組成中に、導電粒子9-1 が多数埋蔵されており、一定の圧力がかかった部分のみ導電粒子9-1 が相互に接して導通される性質を有する。
【００１８】
異方導電フィルム９の下面はインナーリード４に接し、インナーリード４から導通体５を介して基板１裏面の半田ボール６に導通している。
【００１９】
従って、図９に示す従来のＢＧＡ型半導体100 に比し、従来のチップ102 からのワイヤーボンディング103 がなく、チップ２のバンプ７及び異方導電フィルム９を介して直接にインナーリード４に導通されていることになる。
【００２０】
凹部３中にチップ２を嵌入固着した後には、図６に示すように液状封止樹脂10をディペンスノズルｂより凹部３中に注入してチップの封止を行う。
【００２１】
上層凹部3-2 のテーパー形状により樹脂の注入位置づれが生起しても樹脂は下層凹部3-1 の方向に流入していき、正確な封止作業が行える。
【００２２】
かかる樹脂封止作業の前工程として図５に示すように、チップ２の上面に銅素材の放熱プレート11を載置し、放熱プレート11もチップ２と共に封止する。
【００２３】
しかも、放熱プレート11は、厚みをチップ２上面と基板１の上面との間の間隙に位置する厚みとしておく。すなわち、上層凹部3-2 と略同一、或は、上層凹部3-2 の高さの略２分の１の厚みとしておき、樹脂封止した場合、放熱プレート11の上面は基板１上面に露出して、チップ２からの発熱を直接の熱伝導より基板１外の大気に放熱するようにしている。
【００２４】
このように放熱プレート11下面が直接にチップ２に接し、かつ上面が大気に露出することにより、放熱効率を向上できると共に、チップ２と共に凹部３内に埋設してしまうため、外観上突部が形成されず、実装時に支障とならず、かつ基板１も薄型となる効果を有する。
【００２５】
図７は、基板１に半田ボール６を突設し、チップ２及び放熱プレート11を凹部３内に収納して樹脂封止した状態を示す本発明のＢＧＡ型半導体装置Ｍの断面図を示している。
【００２６】
図８に示すのは放熱プレート11の他の変形であり、該プレート11の側端面を上層凹部3-2 のテーパー形状に合致したテーパー側端面に形成しており、凹部３を収納時に上層凹部3-2 に嵌着するように構成している。
【００２７】
すなわち、放熱プレート11はチップ２を収納した凹部３の蓋としての機能を果すような形状に構成しているものであり、従って、モールド工程は、チップ２の収納固着後に行い、次いで放熱プレート11をチップ２の上面に重合しながら上層凹部3-2 を閉蓋することになる。
【００２８】
このように、放熱プレート11の形状を構成することにより、放熱面積を大きくとることができると共に、テーパー形状により該プレート11の装着作業が容易に行えるものであり、更にはモールドも凹部３とチップ２との間隙部分のみでよく、封入樹脂も少くてよく、その分モールド工程も作業が簡便となり、かつモールド樹脂が少い分、基板への熱変性も少く、更には放熱プレート11はテーパー形状を介して接着剤により固着できるため、固着位置のずれもなく、確実な固定作業が行える効果を有する。
【００２９】
以上のように、放熱プレート11の固着及びモールド工程が終了すると、基板１の裏面に半田ボール６の移載を行い、リフローして半田ボール６の固定を行う。
【００３０】
【発明の効果】
この発明の請求項１によれば、凹部内にチップを固着したために、チップが基板上に突出しないためパッケージを薄型に構成できる効果があり、ワイヤーボンディングも低位置に張設でき、モールド樹脂によるワイヤー垂れも防止できる効果がある。特に、上層凹部のテーパー形状によって、樹脂の注入位置にずれが生起しても樹脂は下層凹部の方向に流入させることができ、樹脂によるチップの正確な封止作業を行うことができる。
【００３１】
しかも、凹部内のチップ上方に放熱プレートを配設してモールドしたために、放熱プレートが介在するにもかかわらず、パッケージの厚みが大きくならず、また放熱効率も向上し、放熱機能を有するにもかかわらず、全体的にパッケージを薄型に形成できる効果がある。
【００３２】
また、請求項２によれば、放熱プレートの側端面は、上層凹部のテーパー形状に合致させたテーパー側端面としたことによって、放熱面積を大きくとることができると共に、テーパー形状により該プレートの装着作業が容易に行える。更にはモールドも凹部とチップとの間隙部分のみでよく、封入樹脂も少なくてよく、その分モールド工程も作業が簡便となり、かつモールド樹脂が少ない分、基板への熱変性も少なくすることができる。しかも、放熱プレートはテーパー形状を介して接着剤により固着できるため、固着位置のずれもなく、確実な固定作業が行える効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の基板を示す平面図。
【図２】同断面側面図。
【図３】本発明装置の基板にチップを装着する状態の説明図。
【図４】本発明装置の基板にチップを嵌入して基板裏面端子とチップ用バンプとが導通した状態を示す拡大説明図。
【図５】本発明の実施例を示す放熱板装着時の断面説明図。
【図６】図５において、凹部を封止する状態を示す説明図。
【図７】本発明の実施例の完成状態を示す断面図。
【図８】放熱板の変形を示す他の実施例の断面図。
【図９】従来のＢＧＡ型半導体装置の断面説明図。
【符号の説明】
ａ  ボンディングツール
１  基板
２  チップ
３  凹部
3-1 上層凹部
3-2 下層凹部
４  インナーリード
５  導通体
６  半田ボール
７  バンプ
８  ボンディングパッド
９  異方導電フィルム
10  液状封止樹脂
11  放熱プレート
【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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【図８】
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【図９】
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