説明

半導体パッケージ、配線基板、及び半導体装置

【課題】 半導体パッケージと配線基板との間に樹脂を注入する際に、半導体パッケージの底面の一部領域に、樹脂を選択的に注入できる半導体パッケージを提供する。
【解決手段】 BGA半導体パッケージ10は、アレイ状に配設された複数のボール端子12と、隣接する2つのボール端子12の相互間に形成される樹脂流通溝(14)とを底面11に有する。樹脂流通溝(14)が底面11の一部領域に形成されている。

【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、配線基板、及び、半導体装置に関し、更に詳細には、半導体パッケージと配線基板との間に樹脂を注入する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
BGA(Ball Grid Array)半導体パッケージは、底面に外部入出力端子をアレイ状に配列した半導体パッケージである。外部入出力端子は、半球状のはんだから成るボール端子で構成され、リフローによって、プリント基板のパッド端子に接続される。BGA半導体パッケージを搭載するプリント基板では、BGA半導体パッケージとプリント基板との接続部分が、衝撃や熱応力に耐え得る高い機械的強度を有する必要があり、BGA半導体パッケージとプリント基板との間に樹脂を注入することによって、接続の機械的強度を高めている。
【0003】
従来、BGA半導体パッケージとプリント基板との間に樹脂を注入する際に、樹脂の流動性不足により、必要量の樹脂の充填に多くの時間を要する問題があった。この問題に対して特許文献1は、BGA半導体パッケージの底面に格子状の溝を形成し、毛細管現象を利用して、樹脂を溝に沿って誘導することを提案している。
【特許文献1】特開平10−270839号公報(図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、BGA半導体パッケージとプリント基板との間への樹脂の注入に際して、BGA半導体パッケージの全面に注入しなくても、BGA半導体パッケージの周辺部に注入することによっても、接続の機械的強度を維持できる。しかし、従来のBGA半導体パッケージでは、BGA半導体パッケージの周辺部に選択的に注入することが難しく、注入むらが生じることによって、良好な機械的強度が得られない問題があった。
【0005】
本発明は、上記に鑑み、半導体パッケージと配線基板との間への樹脂の注入に際して、半導体パッケージの周辺部等の一部領域に、樹脂を選択的に注入できる半導体パッケージ、配線基板、及び半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明に係る半導体パッケージは、アレイ状に配設された複数の端子と、隣接する2つの端子の相互間に形成される樹脂流通溝とを底面に有する半導体パッケージにおいて、
前記樹脂流通溝が前記底面の一部領域に形成されていることを特徴とする。
【0007】
本発明に係る配線基板は、半導体パッケージの底面に配設された端子に対応してアレイ状に配設された複数のパッド端子を備える配線基板において、
前記樹脂流通溝が、前記半導体パッケージの底面に対向する対向領域の一部に形成されていることを特徴とする。
【0008】
本発明に係る半導体装置は、上記半導体パッケージと、該半導体パッケージを搭載する配線基板とを備える半導体装置であって、
前記配線基板には、前記半導体パッケージの樹脂流通溝に対向して樹脂流通溝が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明の半導体パッケージ、配線基板、及び半導体装置によれば、半導体パッケージと配線基板との間に樹脂を注入する際に、樹脂が樹脂流通溝に沿って流通することによって、樹脂を樹脂流通溝が形成された領域に選択的に導入することが出来る。これによって、樹脂注入むらが発生することを抑制し、良好な機械的強度を得ることが出来る。
【0010】
本発明で、半導体パッケージには、例えばBGA半導体パッケージや、LGA(Land Grid Array)半導体パッケージが含まれる。
【0011】
本発明の半導体パッケージ、配線基板、及び半導体装置の好適な実施態様では、前記樹脂流通溝が、前記底面又は対向領域の4隅に隣接して形成されている。対称的な補強構造によって、良好な機械的強度を得ることが出来る。この場合、好ましくは、前記樹脂流通溝が形成された4隅を相互に連結する連結樹脂流通溝が更に形成されてもよく、連結樹脂流通溝を樹脂が流通することによって、4隅の樹脂流通溝に樹脂を均等に導入することが出来る。
【0012】
好ましくは、樹脂を導入する少なくとも1つの開口部が、前記連結樹脂流通溝から延長して前記底面又は対向領域の側縁に開口している。この場合、開口部の近傍に樹脂を滴下することによって、連結樹脂流通溝を介して4隅の樹脂流通溝に樹脂を導入することが出来る。半導体パッケージの側縁に沿った注入を行う必要が無いので、樹脂の注入に必要な時間を短縮し、生産性を向上させることが出来る。開口部の近傍に滴下することによって樹脂の注入を行う場合には、高い流動性を有する樹脂を用いることが望ましい。
【0013】
上記開口部を備える場合には、更に好ましくは、前記4隅に形成された樹脂流通溝には、底面又は対向領域の側縁に開口する開口部が形成されない。開口部の近傍に滴下することによって樹脂の注入を行う場合に、樹脂が、樹脂流通溝に形成された開口部を介して半導体パッケージの外側に漏れ出ることを防止し、樹脂を溝の全体に効率的に導入することが出来る。
【0014】
樹脂流通溝が、底面又は対向領域の4隅に隣接して形成されている場合には、樹脂を導入する少なくとも1つの開口部が、前記4隅に隣接して形成された樹脂流通溝から延長して前記底面又は対向領域の側縁に開口していることも好ましい。半導体パッケージの底面の側縁に沿って樹脂を流すことにより、樹脂流通溝に樹脂を素早く導入することが出来る。
【0015】
本発明の半導体パッケージ、配線基板、及び半導体装置の好適な実施態様では、前記樹脂流通溝が、前記底面又は対向領域の側縁に隣接し該側縁に沿って形成されている。或いは、前記樹脂流通溝が、前記底面又は対向領域の一対の側縁に隣接し該一対の側縁に沿って形成されている。対称的な補強構造によって、良好な機械的強度を得ることが出来る。これら2実施態様では、好ましくは、樹脂を導入する少なくとも1つの開口部が、前記樹脂流通溝から延長して前記底面又は対向領域の側縁に開口している。
【0016】
上記2実施形態では、半導体パッケージの底面又は配線基板の対向領域の側縁で、相互に対向する位置に一対の開口部が開口していることが好ましく、開口部の近傍に樹脂を滴下することによって、これらの開口部を介して樹脂を効率的に導入することが出来る。相互に対向する各位置には、1つの開口部が開口していてもよく、複数の開口部が相互に近接して開口していてもよい。また、これらの位置以外には開口部が開口していないことによって、樹脂が半導体パッケージの外側に漏れ出ることを抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下に、実施形態を挙げ、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的且つ詳細に説明する。図1に本発明の第1実施形態に係るBGA半導体パッケージの底面の構成を示す。BGA半導体パッケージ10は、チップサイズの半導体パッケージとして構成したCSP(Chip Size Package)であって、その底面11に、アレイ状に配列されたボール端子12を備える。
【0018】
BGA半導体パッケージの底面11には、その4隅に樹脂をスムーズに導入するための樹脂流通溝が形成され、BGA半導体パッケージ10とプリント基板とを樹脂で固定するための補強部14を構成している。各樹脂流通溝は、最も隅にあるボール端子12と、このボール端子12に行方向、列方向及び対角線方向に隣接する3つのボール端子12とから成る4つのボール端子12を囲む溝13、及び、これらのボール端子12の間に形成された溝13を含む溝構造として構成される。各溝13の底面11の側縁に隣接する端部は、当該側縁に向かって延長して開口となり、開口部16を構成している。補強部14と開口部16とをつなぐ溝13は、導入部17を構成している。
【0019】
図2は、図1のII−II方向に沿って見た断面を、当該BGA半導体パッケージがプリント基板に接続された状態で示している。BGA半導体パッケージ10のプリント基板30への搭載に際しては、先ず、ボール端子12をプリント基板の表面31に配設されたパッド端子32に接触させた状態で、ボール端子12のリフローを行い、BGA半導体パッケージ10をプリント基板30に対して固定する。次いで、注射器50を用いて、開口部16の近傍で、BGA半導体パッケージの底面11の側縁に沿って樹脂18を押し出す。押し出された樹脂18は、毛細管現象によって、溝13に沿って流れ、補強部14及びその近傍に導入される。
【0020】
適量の樹脂18を押し出すことによって、補強部14及びその近傍に選択的に樹脂18を導入することが出来る。この場合、補強部14及びその近傍を除くBGA半導体パッケージ10の中央部には、樹脂18が注入されないので、BGA半導体パッケージ10とプリント基板30との間に注入される樹脂18の量を減らし、BGA半導体パッケージ10を搭載したプリント基板30を軽量化することが出来る。また、BGA半導体パッケージの底面11の4隅が樹脂18で補強されることによって、BGA半導体パッケージ10とプリント基板30との接続の機械的強度を維持することが出来る。
【0021】
図3は、第1実施形態の変形例に係るBGA半導体パッケージの構成を示す平面図である。BGA半導体パッケージ21では、溝の補強部14が、BGA半導体パッケージの底面11の側縁に沿って配設されている。補強部14は、BGA半導体パッケージの底面11の側縁から1列目のボール端子12を囲む溝13、及び、これらのボール端子12の間に形成された溝13を含む。本変形例のBGA半導体パッケージ21では、BGA半導体パッケージ21とプリント基板との間が、BGA半導体パッケージの底面11の側縁に沿って樹脂18で補強されることによって、接続の機械的強度を維持することが出来る。
【0022】
図4は、本発明の第2実施形態に係るBGA半導体パッケージの構成を示す平面図である。BGA半導体パッケージ22では、溝の補強部14は、BGA半導体パッケージの底面11の4隅に配設され、開口部16は、BGA半導体パッケージ22の相互に対向する2つの辺15で、各辺15の中央に配設されている。溝13は、上記開口部16以外には開口部16を有さない。導入部(連結樹脂流通溝)17は、開口部16と各開口部16に近接する2つの補強部14をつないで形成され、BGA半導体パッケージの底面11の側縁から1列目のボール端子12と、2列目のボール端子12との間を通って配設されている。
【0023】
本実施形態では、BGA半導体パッケージ22とプリント基板との間への樹脂の注入に際して、対向する一対の各開口部16の近傍にそれぞれ液状の樹脂18を滴下する。適量の樹脂18を滴下することによって、溝13の全体と溝13の近傍とに樹脂18を導入し、補強部14及びその近傍のBGA半導体パッケージ22とプリント基板30との間に樹脂18を導入することが出来る。図5に、樹脂18が補強部14及びその近傍に導入された状態を、図4のV−V方向に沿って見た断面で示す。なお、樹脂18を溝13に沿って効率的に流し込むためには、高い流動性を有する樹脂を用いることが望ましい。
【0024】
本実施形態のBGA半導体パッケージ22によれば、開口部16が、BGA半導体パッケージ22の対向する2つの辺15で、各辺15の中央に形成されることによって、樹脂18の注入を2点で行うことができ、注射器を底面11の側縁に沿って移動させる必要が無いので、樹脂18の注入に必要な時間を短縮することが出来る。溝13が、開口部16以外に底面11の側縁に開口部16を持たず、閉じられていることによって、樹脂18が他の開口部からBGA半導体パッケージ22の外側に漏れ出ることを防止し、樹脂18を溝13の全体に効率的に導入することが出来る。
【0025】
図6は、第2実施形態の第1変形例に係るBGA半導体パッケージの構成を示す平面図である。BGA半導体パッケージ23では、図4に示したBGA半導体パッケージ22において、導入部17が、BGA半導体パッケージの底面11の側縁と、側縁から1列目のボール端子12との間を通って配設されている。また、辺15の中央部に相互に近接して3つの開口部16が形成されている。本変形例のBGA半導体パッケージ23によれば、導入部17が、BGA半導体パッケージの底面11の側縁により近く配設されることによって、導入部17の長さを短縮し、開口部16から注入された樹脂18を補強部14に素早く導入することが出来る。また、相互に近接して3つの開口部16が形成されることによって、樹脂18を溝13に効率的に導入することが出来る。
【0026】
図7は、第2実施形態の第2変形例に係るBGA半導体パッケージの構成を示す平面図である。BGA半導体パッケージ24では、図6に示したBGA半導体パッケージ23において、補強部14が、BGA半導体パッケージ24の相互に対向する2つの辺15で、BGA半導体パッケージの底面11の側縁に沿って連続して配設されている。BGA半導体パッケージ24とプリント基板との間が、BGA半導体パッケージ24の相互に対向する2つの辺15で、底面11の側縁に沿って樹脂18で補強されることによって、接続の機械的強度を維持することが出来る。
【0027】
図8は、第3実施形態に係るBGA半導体パッケージについて、当該BGA半導体パッケージがプリント基板に接続された状態で示す断面図である。BGA半導体パッケージ25では、その底面11に、シルク印刷によって、絶縁膜19が形成されている。絶縁膜19は、ストライプ状に形成され、その延在方向に直交方向の中央が印刷されず、溝20を構成している。溝20は、図1に示したBGA半導体パッケージ10の溝13と同様の面形状で配設されている。
【0028】
本変形例のBGA半導体パッケージ25によれば、BGA半導体パッケージの底面11にシルク印刷によって溝20が形成されることによって、第1実施形態のBGA半導体パッケージ10と同様の効果を得ることが出来る。なお、溝20は、図3、4、6、7に示したBGA半導体パッケージの溝13と同様の面形状で配設されてもよい。
【0029】
図9は、本発明の第4実施形態に係る配線基板について、BGA半導体パッケージが配線基板に接続された状態で示す断面図である。配線基板36は、プリント基板であって、表面31に、BGA半導体パッケージのボール端子12に対応してアレイ状に配設されたパッド端子32を備える。表面31には、また、バッド端子32とバッド端子32との間に、溝33が形成されている。溝33は、図1に示したBGA半導体パッケージ10の底面11に形成された溝13と同様の面形状で配設されている。
【0030】
本実施形態の配線基板36によれば、配線基板の表面31に上記溝13が形成されていることによって、図1に示したBGA半導体パッケージ10と同様の効果を得ることが出来る。なお、第4実施形態の変形例として、図10に示すように、絶縁膜34等のシルク印刷によって溝35を形成することも出来る。
【0031】
図11は、本発明の第5実施形態に係るBGA半導体装置の構成を示す断面図である。BGA半導体装置40は、プリント基板として構成される配線基板41と、配線基板41上に搭載されたBGA半導体パッケージ42を備える。配線基板41は、図9に示した配線基板36と同様の構成を有し、BGA半導体パッケージ42は、図1に示したBGA半導体パッケージ10と同様の構成を有する。本実施形態のBGA半導体装置40によれば、BGA半導体パッケージの底面11、及び配線基板の表面31に、相互に対応する溝13,33がそれぞれ形成されることによって、第1実施形態のBGA半導体パッケージ及び第4実施形態の配線基板に比して、樹脂を溝13,33に沿ってより確実に導くことが出来る。
【0032】
なお、第5実施形態の変形例として、図12に示すように、絶縁膜19,34等のシルク印刷によって、BGA半導体パッケージの底面11、及び配線基板の表面31に溝20,35を形成することも出来る。BGA半導体パッケージ及び配線基板のうちの一方の溝を、シルク印刷で形成することも出来る。なお、溝20,35は、図3、4、6、7に示したBGA半導体パッケージの溝13と同様の面形状で配設されてもよい。
【0033】
なお、上記第1〜第5実施形態では、BGA半導体パッケージについて説明したが、本発明は、同様に配線基板のパッド端子との間で、はんだを用いて接続されるLGA半導体パッケージなどにも適用できる。LGA半導体パッケージは、半導体パッケージの底面に、印刷によって形成されたはんだマスクが端子として露出する構造を有している。
【0034】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明に係る半導体パッケージ、配線基板、及び半導体装置は、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施した半導体パッケージ、配線基板、及び半導体装置も、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】第1実施形態に係るBGA半導体パッケージの構成を示す平面図である。
【図2】図1のII−II方向に沿って見た断面を、BGA半導体パッケージがプリント基板に接続された状態で示す断面図である。
【図3】第1実施形態の変形例に係るBGA半導体パッケージの構成を示す平面図である。
【図4】本発明の第2実施形態に係るBGA半導体パッケージの構成を示す平面図である。
【図5】樹脂が補強部及びその近傍に導入された状態を、図4のV−V方向に沿って見た断面で示す断面図である。
【図6】第2実施形態の第1変形例に係るBGA半導体パッケージの構成を示す平面図である。
【図7】第2実施形態の第2変形例に係るBGA半導体パッケージの構成を示す平面図である。
【図8】本発明の第3実施形態に係るBGA半導体パッケージについて、BGA半導体パッケージがプリント基板に接続された状態で示す断面図である。
【図9】本発明の第4実施形態に係る配線基板について、BGA半導体パッケージが配線基板に接続された状態で示す断面図である。
【図10】第4実施形態の変形例に係る配線基板について、BGA半導体パッケージがプリント基板に接続された状態で示す断面図である。
【図11】本発明の第5実施形態に係るBGA半導体装置の構成を示す断面図である。
【図12】第5実施形態の変形例に係るBGA半導体装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【0036】
10,21,22,23,24,25,26,42:BGA半導体パッケージ
11:(BGA半導体パッケージの)底面
12:ボール端子
13:溝
14:補強部
15:(BGA半導体パッケージの)辺
16:開口部
17:導入部
18:樹脂
19:絶縁膜
20:溝
30,36,37,41:配線基板(プリント基板)
31:表面
32:パッド端子
33:溝
34:絶縁膜
35:溝
40,43:BGA半導体装置
50:注射器

【特許請求の範囲】
【請求項1】
アレイ状に配設された複数の端子と、隣接する2つの端子の相互間に形成される樹脂流通溝とを底面に有する半導体パッケージにおいて、
前記樹脂流通溝が前記底面の一部領域に形成されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項2】
前記樹脂流通溝が、前記底面の4隅に隣接して形成されている、請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項3】
前記樹脂流通溝が形成された4隅を相互に連結する連結樹脂流通溝が更に形成されている、請求項2に記載の半導体パッケージ。
【請求項4】
樹脂を導入する少なくとも1つの開口部が、前記連結樹脂流通溝から延長して前記底面の側縁に開口している、請求項3に記載の半導体パッケージ。
【請求項5】
前記4隅に形成された樹脂流通溝には、底面の側縁に開口する開口部が形成されない、請求項4に記載の半導体パッケージ。
【請求項6】
樹脂を導入する少なくとも1つの開口部が、前記4隅に形成された樹脂流通溝から延長して前記底面の側縁に開口している、請求項2又は3に記載の半導体パッケージ。
【請求項7】
前記樹脂流通溝が、前記底面の側縁に隣接し該側縁に沿って形成されている、請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項8】
前記樹脂流通溝が、前記底面の一対の側縁に隣接し該一対の側縁に沿って形成されている、請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項9】
請求項1〜8の何れか一に記載の半導体パッケージと、該半導体パッケージを搭載する配線基板とを備える半導体装置であって、
前記配線基板には、前記半導体パッケージの樹脂流通溝に対向して樹脂流通溝が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項10】
半導体パッケージの底面に配設された端子に対応してアレイ状に配設された複数のパッド端子を備える配線基板において、
前記樹脂流通溝が、前記半導体パッケージの底面に対向する対向領域の一部に形成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項11】
前記樹脂流通溝が、前記半導体パッケージの底面の4隅に対向する位置に隣接した位置に形成されている、請求項10に記載の配線基板。

【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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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【公開番号】特開2006−269772(P2006−269772A)
【公開日】平成18年10月5日(2006.10.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−86036(P2005−86036)
【出願日】平成17年3月24日(2005.3.24)
【出願人】(390010179)埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Fターム(参考)】