半導体パッケージ

【課題】所望のランド数を確保しながら、実装基板に確実に接続される半導体パッケージを提供する。
【解決手段】ＬＧＡパッケージでは、基板２の外周側に外周ランド群３が設けられ、内周側に内周ランド群４が設けられている。外周ランド群３では２列のランド３ａ，３ｂが配置され、内周ランド群４では２列のランド４ａ，４ｂが配置されている。各ランド３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂは、Ｘ方向とＹ方向とにピッチＰをもって配置されている。外周ランド群３のランド３ｂと、その直近に位置する、内周ランド群４のランド４ａとのＸ方向またはＹ方向の距離Ｌは、ピッチＰの１．５倍とされる。

【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に関し、特に、複数のランドを有して実装基板に実装される半導体パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップ（ＩＣチップ）を樹脂で封止した半導体パッケージの一つに、ＬＧＡ（Land Grid Arrey）パッケージがある。ＬＧＡパッケージでは、たとえば、ガラスエポキシ等の基板の表面上にＩＣチップが搭載されている。ＩＣチップの各端子は、ワイヤボンディングによって基板上に形成された所定の銅配線に電気的に接続されている。一方、基板の裏面には複数のランドが所定のピッチをもって形成されている。銅配線は、基板を貫通するヴィアを介して、対応するランドに電気的に接続されている。基板上に搭載されたＩＣチップは、エポキシレジン等の封止樹脂により封止されている。
【０００３】
一方、ＬＧＡパッケージが実装される実装基板には、ＬＧＡパッケージのランドの配置に対応した複数のランドが形成されている。ＬＧＡパッケージの各ランドを、実装基板の対応するランドにはんだ付けすることによって、ＬＧＡパッケージが実装基板に実装されることになる。このとき、所定の金属マスクを用いて実装基板のランド上にはんだペーストが塗布される。
【０００４】
次に、はんだペーストが塗布された実装基板の上に、ＬＧＡパッケージの対応するランドが配置される。所定の温度のもとでリフローを行ないはんだペーストを溶融させて、ＬＧＡパッケージのランドが実装基板の所定のランドに電気的に接続される。こうして、ＬＧＡパッケージが実装基板に実装される。なお、この種の半導体パッケージを開示した文献として、特許文献１あるいは特許文献２がある。
【特許文献１】特開２００２−２６１２２６号公報
【特許文献２】特開２００６−２６１４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の半導体パッケージでは、次のような問題があった。近年、電子機器の軽量化および小型化のニーズに応えるために、ＬＧＡパッケージにも小型化が求められている。ＬＧＡパッケージの小型化を図るには、ランドのピッチも縮める必要があり、そして、そのランドが接続される実装基板のランドのピッチも縮める必要がある。
【０００６】
上述したように、実装基板のランドにははんだペーストが塗布される。ランドのピッチが縮まり、ランドに塗布するはんだペーストと、そのランドに隣接する他のランドに塗布するはんだペーストとを接触させないように塗布しようとすれば、１つのランドに供給するはんだペーストの量を減らす必要がある。ところが、１つのランドに供給されるはんだペーストの量が少なくなると、ＬＧＡパッケージのランドが実装基板のランドに確実に接続されなくなり、実装（接続）の不良を引き起こすおそれがある。
【０００７】
ランド一つあたりのはんだペーストの供給量を確保する手段としては、はんだペーストを塗布する際の金属マスクの厚さを厚くする手法と、はんだペーストを塗布する領域を広げる手法とがある。前者の手法では、金属マスクを取り外す際に金属マスクにはんだペーストが付着するなどして、塗布されるはんだペーストの量にばらつきが生じやすいことから、主に後者の手法が採用される。
【０００８】
実装基板のランドのピッチが、たとえば、０．８ｍｍピッチ、あるいは、０．６５ｍｍピッチの場合では、実装基板の表面にランドを格子状（フルマトリックス状）に配置しても、所望の量のはんだペーストを塗布する領域を確保することができる。ところが、ランドのピッチが０．５ｍｍ以下に縮まると、フルマトリックス状のランド配置では、所望の量のはんだペーストを塗布する領域を確保することが困難になる。
【０００９】
しかしながら、これを解消しようとして、実装基板のランドの配置パターンをフルマトリックス状の配置パターンから、１列分のランドをなくした配置パターンに変更しようとすると、この配置パターンに対応する半導体パッケージのランドでは、その数が、ＬＧＡパッケージとして機能させるために要求されるランドの数に足りなくなってしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、所望のランド数を確保しながら、実装基板に確実に接続される半導体パッケージを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る半導体パッケージは、主表面を有する所定の基板と、第１ランド群と第２ランド群とを備えている、第１ランド群は、基板の外周に沿って主表面に形成され、Ｘ方向と、Ｘ方向と交差するＹ方向とにそれぞれ第１ピッチをもって複数の第１ランドが配置されている。第２ランド群は、第１ランド群と所定の距離を隔てて形成され、Ｘ方向とＹ方向とにそれぞれ第１ピッチをもって複数の第２ランドが配置されている。その所定の距離は、第１ランド群において第２ランド群側に位置する第１ランドと、第２ランド群において第１ランドに直近の第２ランドとの、Ｘ方向の距離およびＹ方向の距離のいずれかが、第１ピッチの１．５倍以上で第１ピッチの２倍よりも短い距離に設定されている。
【００１２】
本発明に係る他の半導体パッケージは、外周ランド群と内周ランド群とを備えている。外周ランド群は、所定の基板における矩形状の領域の外周に沿って形成され、第１ピッチをもって複数の第１ランドが配置されている。内周ランド群は、外周ランド群の内側の領域に第１ピッチをもって複数の第２ランドが配置されている。内周ランド群では、最外周の一辺に位置するランドの数が、矩形状の領域に第１ピッチをもってマトリックス状にランドを配置した状態から、外周ランド群に対応するランドを除いた後の、一辺に対応する辺に沿って位置するランドの数から１を差し引いた数となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る半導体パッケージでは、第１ランド群と第２ランド群との距離が、第１ランド群において第２ランド群側に位置する第１ランドと、第２ランド群において第１ランドに直近の第２ランドとの、Ｘ方向の距離およびＹ方向の距離のいずれかが、第１ピッチの１．５倍以上で第１ピッチの２倍よりも短い距離に設定されている。これにより、半導体パッケージを実装基板に実装する際に、はんだペーストの供給量を確保しながら、ランドの数も確保することができる。
【００１４】
本発明に係る他の半導体パッケージでは、内周ランド群の最外周の一辺に位置するランドの数が、矩形状の領域に第１ピッチをもってマトリックス状にランドを配置した状態から、外周ランド群に対応するランドを除いた後の、一辺に対応する辺に沿って位置するランドの数から１を差し引いた数となるように内周ランド群が形成されていることで、半導体パッケージを実装基板に実装する際に、はんだペーストの供給量を確保しながら、ランドの数も確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る半導体パッケージとしてＬＧＡパッケージについて説明する。図１および図２に示すように、ＬＧＡパッケージ１では、たとえば、ガラスエポキシ等の基板２の表面上にダイアタッチ材６を介在させて、ＩＣチップ７が搭載されている。ＩＣチップ７の各端子は、金線８（ワイヤボンディング）によって、基板２上に形成された所定の銅配線９に電気的に接続されている。一方、図３および図４に示すように、基板２の裏面には、複数のランド３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂが所定のピッチをもって形成されている。ランドの配置パターンについては後述する。銅配線９は、基板２を貫通するヴィア１１を介して、対応するランド３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂに電気的に接続されている。基板２上に搭載されたＩＣチップ７は、エポキシレジン等の封止樹脂１０により封止されている。
【００１６】
次に、基板２の裏面に露出するランドの配置パターンについて説明する。図５に示すように、ＬＧＡパッケージでは、基板２の外周側に外周ランド群３が設けられ、内周側に内周ランド群４が設けられている。外周ランド群３では、基板２の外周に沿って２列のランド３ａ，３ｂが配置されている。内周ランド群４は外周ランド群３によって囲まれた領域に位置し、内周ランド群４では、外周ランド群３のランド３ｂに沿って、２列のランド４ａ，４ｂが配置されている。
【００１７】
図６に示すように、外周ランド群３の各ランド３ａ，３ｂは、Ｘ方向とＹ方向とにピッチＰをもって配置されている。また、内周ランド群４の各ランド４ａ，４ｂも、Ｘ方向とＹ方向とにピッチＰをもって配置されている。外周ランド群３のうち、内側に位置するランド３ｂと、その直近に位置する、内周ランド群４のランド４ａとのＸ方向またはＹ方向の距離（ランドの中心）Ｌは、ピッチＰの１．５倍とされる。
【００１８】
次に、ＬＧＡパッケージが実装される実装基板について説明する。図７および図８に示すように、実装基板２１の表面には、ＬＧＡパッケージの外周ランド群３の各ランド３ａ，３ｂに対応するランド２３ａ，２３ｂが配置された外周ランド群２３と、ＬＧＡパッケージの内周ランド群４の各ランド４ａ，４ｂに対応するランド２４ａ，２４ｂが配置された内周ランド群２４ａ，２４ｂが形成されている。また、実装基板２１では、ランド２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ以外の領域は、ソルダレジスト２２によって覆われている。
【００１９】
次に、上述したＬＧＡパッケージ１の実装基板への実装方法について説明する。まず、実装基板のランドにはんだペーストを塗布するための金属マスクが、実装基板にセットされる。図９に示すように、金属マスク３１には、ランドに対応した開口３１ａが形成されている。各開口３１ａは、対応するランド２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂに供給するはんだペーストの量を確保するために、略円形のランド２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂを露出する他に、その周辺の領域（ランド周辺領域）を露出する態様で、たとえば楕円形状に形成されている。
【００２０】
特に、外周ランド群２３のうち、内側に位置するランド２３ｂについては、ランド周辺領域が、各ランドのピッチＰの１．５倍の距離Ｌに設定されたランド２３ｂとランド２４ａとの間の領域に確保されている。また、内周ランド群２４のうち、外側に位置するランド２４ａについても、ランド周辺領域が、ランド２３ｂとランド２４ａとの間の領域に確保されている。
【００２１】
次に、図１０に示すように、その金属マスク３１の上にはんだペースト３２が塗布される。塗布されたはんだペースト３２をスキージ３４を用いて金属マスク３１の開口３１ａに充填することにより、図１１に示すように、各ランド２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂにはんだペースト３２が印刷される。その後、金属マスク３１が取り外される。
【００２２】
次に、図１２に示すように、ＬＧＡパッケージ１が、実装基板（図示せず）に対して所定の位置に配置される。次に、図１３に示すように、ＬＧＡパッケージ１の各ランド３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを、対応する実装基板２１の各ランド２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂに接触させる。次に、所定の温度のもとで、リフロー処理を施すことによりはんだペースト３２を溶融させ、その後、冷却する。こうして、図１４に示すように、ＬＧＡパッケージ１の各ランド３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂが、対応する実装基板２１の各ランド２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂにはんだ３３によって接続されて、ＬＧＡパッケージ１が実装基板２１に実装される。
【００２３】
上述したＬＧＡパッケージ１では、実装基板のランドに対応したランドとして、外周ランド群３と内周ランド群４が形成され、外周ランド群３のランド３ｂと、その直近に位置する、内周ランド群４のランド４ａとのＸ方向またはＹ方向の距離ＬがピッチＰの１．５倍に設定されている（図６参照）。これにより、フルマトリックス状のランドの配置から１列分のランドを空けたＬＧＡパッケージの場合と比べて、はんだペーストの供給量を確保しながら、ランドの数も確保することができる。次に、このことについて説明する。
【００２４】
まず、ＬＧＡパッケージとして、たとえば１１行×１１列のフルマトリックス（ピッチＰ）のランドを想定したＬＧＡパッケージでは、ランドの総数は１２１個となる。そのランドの配置から、１列分のランドを空けたランド配置として、図１５に示すように、外側から３番目のランドを空けた配置を想定する。この場合には、、外周ランド群１０３のランド１０３ｂと、その直近に位置する、内周ランド群のランド１０４ａとのＸ方向またはＹ方向の距離ＬＬは、ピッチＰの２倍となる。そして、このＬＧＡパッケージでは、ランドの総数は９６個となる。
【００２５】
これに対して、上述したＬＧＡパッケージ１では、図１６に示すように、外周ランド群３のランド３ｂと、その直近に位置する、内周ランド群４のランド４ａとのＸ方向またはＹ方向の距離ＬがピッチＰの１．５倍に設定されている。これにより、ランドのピッチがたとえば０．５ｍｍよりも狭くなっても、ランドの総数は１０５個となって、図１５に示されるＬＧＡパッケージの場合と比較して、ランドの数を９個増やすことができる。その結果、はんだペーストの供給量を確保しながら、ランドの総数も確保することができる。
【００２６】
なお、上述したＬＧＡパッケージでは、略正方形状の領域にランドが形成され、一辺に対応するランドの数が等しい場合を例に挙げて説明したが、ＬＧＡパッケージとしては、略長方形の領域にランドが形成されて、短辺に対応するランドの数と長辺に対応するランドの数が異なるＬＧＡパッケージの場合にも適用することができる。
【００２７】
また、上述したＬＧＡパッケージでは、ランド３ｂとその直近に位置するランド４ａとのＸ方向またはＹ方向の距離Ｌとして、ピッチＰの１．５倍の場合を例に挙げて説明したが、この距離Ｌは、ピッチＰの１．５倍に限られるものではなく、ピッチＰの１．５倍以上で、ピッチＰの２倍よりも短ければ、はんだペーストの供給量を確保しながら、ランドの総数も確保することができる。
【００２８】
さらに、金属マスクの開口の形状として、楕円形状を例に挙げて説明したが、ランド２３ｂとランド２４ａとの間の領域に確保されたランド周辺領域を露出することができる形状であれば、楕円形状に限られない。
【００２９】
また、ＬＧＡパッケージとしては、内周ランド群では、最外周の一辺に位置するランドの数が、矩形状の領域にピッチＰをもってマトリックス状にランドを配置した状態から、外周ランド群に対応するランドを除いた後の、その一辺に対応する辺に沿って位置するランドの数から１を差し引いた数となるようにしたＬＧＡパッケージとすればよい。たとえば、図１６に示されるＬＧＡパッケージでは、１１行×１１列のフルマトリックス状のランド配置から、図１５に示される２列の外周ランド群１０３のランドを除いた後の一辺に対応する辺に沿って位置するランドの数は７であるところ、図１６に示すように、内周ランド群の外周の一辺に位置するランドの数が、そのランドの数７から１を差し引いた６になっていることがわかる。
【００３０】
変形例
上述した実施の形態では、半導体パッケージとして、ＬＧＡパッケージを例に挙げて説明したが、はんだボールがランドに接続されたＢＧＡ（Ball Grid Arrey）パッケージについても、上述したランドの配置を適用することが可能である。
【００３１】
ＢＧＡパッケージの場合においても、ＢＧＡパッケージを実装基板に実装する際には、実装基板にはんだペーストが塗布される。ＢＧＡパッケージの小型化に伴って、はんだボールの大きさが小さくなるとともに、実装基板のランドのピッチが狭くなってくると、ＢＧＡパッケージと、対応する実装基板のランドとを接続するはんだの量が不足してくることが十分に考えられる。
【００３２】
そのような場合に、たとえば図５に示されるランドの配置を採用することで、図１７に示すように、ＢＧＡパッケージ４１の各はんだボール４３に対応する、実装基板のランド２３ａ，２３ｂ，２４ａ２４ｂに対して、所定量のはんだペースト３２を供給することができる。その結果、ランドの数を確保しながら、ＢＧＡパッケージを実装基板２１に確実に実装することができる。
【００３３】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係るＬＧＡパッケージの一部内部構造を含む斜視図である。
【図２】同実施の形態において、図１に示す断面線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】同実施の形態において、ＬＧＡパッケージのランドから見たＬＧＡパッケージの斜視図である。
【図４】同実施の形態において、図３に示す断面線ＩＶ−ＩＶにおける部分断面図である。
【図５】同実施の形態において、ランドの配置を示す平面図である。
【図６】同実施の形態において、図５に示すランドの部分拡大平面図である。
【図７】同実施の形態において、ＬＧＡパッケージの実装基板への実装方法を説明するための実装基板に形成されたランドの配置を示す部分平面図である。
【図８】同実施の形態において、図７に示す断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩにおける部分断面図である。
【図９】同実施の形態において、ＬＧＡパッケージを実装基板へ実装する方法の一工程を示す平面図である。
【図１０】同実施の形態において、図９に示される工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図１１】同実施の形態において、図１０に示される工程の後に行われる工程を示す、図９に示す断面線ＸＩ−ＸＩにおける部分断面図である。
【図１２】同実施の形態において、図１１に示される工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図１３】同実施の形態において、図１２に示される工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図１４】同実施の形態において、図１３に示される工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図１５】比較のための従来のランドの配置を示す平面図である。
【図１６】同実施の形態において、ＬＧＡパッケージの効果を説明するためのランドの配置を示す平面図である。
【図１７】同実施の形態において、変形例に係るＢＧＡパッケージを実装基板へ実装する方法の一工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ＬＧＡパッケージ、２基板、３外周ランド群、３ａランド、３ｂランド、４内周ランド群、４ａランド、４ｂランド、５ソルダレジスト、６ダイアッタチ材、７ＩＣチップ、８金線、９銅配線、１０エポキシレジン（封止樹脂）、１１ヴィア、２１実装基板、２２ソルダレジスト、２３外周ランド群、２３ａランド、２３ｂランド、２４内周ランド群、２４ａランド、２４ｂランド、３１メタルマスク、３１ａ開口、３２はんだペースト、３３はんだ、３４スキージ、４１ＢＧＡパッケージ、４２ランド、４３はんだボール。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
主表面を有する所定の基板と、
前記基板の外周に沿って前記主表面に形成され、Ｘ方向と、前記Ｘ方向と交差するＹ方向とにそれぞれ第１ピッチをもって複数の第１ランドが配置された第１ランド群と、
前記第１ランド群と所定の距離を隔てて形成され、前記Ｘ方向と前記Ｙ方向とにそれぞれ前記第１ピッチをもって複数の第２ランドが配置された第２ランド群と
を備え、
前記所定の距離は、前記第１ランド群において前記第２ランド群側に位置する第１ランドと、前記第２ランド群において前記第１ランドに直近の第２ランドとの、前記Ｘ方向の距離および前記Ｙ方向の距離のいずれかが、前記第１ピッチの１．５倍以上で前記第１ピッチの２倍よりも短い距離に設定された、半導体パッケージ。
【請求項２】
前記第１ランド群では、前記基板における矩形状の領域の外周に沿って複数の前記第１ランドが所定数の列をもって配置され、
前記第２ランド群では、複数の前記第２ランドは前記第１ランド領域の内側の領域に所定数の列をもって配置された、請求項１記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
前記第１ランドおよび前記第２ランドは、ランドグリッドアレイ態様である、請求項１または２に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
所定の基板における矩形状の領域の外周に沿って形成され、第１ピッチをもって複数の第１ランドが配置された外周ランド群と、
前記外周ランド群の内側の領域に前記第１ピッチをもって複数の第２ランドが配置された内周ランド群と、
を備え、
前記内周ランド群では、最外周の一辺に位置するランドの数が、前記矩形状の領域に前記第１ピッチをもってマトリックス状にランドを配置した状態から、前記外周ランド群に対応するランドを除いた後の、前記一辺に対応する辺に沿って位置するランドの数から１を差し引いた数となるようにした、半導体パッケージ。
【請求項５】
前記第１ランドおよび前記第２ランドは、ランドグリッドアレイ態様である、請求項４に記載の半導体パッケージ。

【図１】