ＢＧＡ型半導体装置

【目的】ＢＧＡ(ball grid array) 型半導体装置を検査する際に、試験装置のソケットピンをはんだバンプに接触させないですむようにして、ソケットピンによるはんだバンプの損傷を防止する。
【構成】プリント基板２の表・裏面には配線３が形成されており、表裏の配線間はスルーホール４により接続されている。基板裏面の配線の先端部には外部端子となるはんだバンプ５が形成されており、該はんだバンプに隣接して検査用パッド８が形成されている。プリント基板２の一方の面にＩＣチップ１が搭載され、ＩＣチップの電極パッドと配線３との間はボンディングワイヤ６により接続され、ＩＣチップ１およびボンディングワイヤ６はモールド樹脂７により封止されている。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＢＧＡ型半導体装置に関し、特に、検査用パッドを有するＢＧＡ型半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】表面実装型の半導体装置としては、ＱＦＰ（Quad Flat Package ）、ＳＯＰ（Small Outline Package ）、ＳＯＪ（Small Outline J-Leaded Package）型のものが一般的に用いられている。しかし、これらの半導体装置はいずれもパッケージの周辺部に直線的に外部端子を配列するものであるため、半導体装置が高機能化、大規模化し、ピン数が増加してくるとこれに対応しきれなくなってくる。
【０００３】そこで、外部端子を平面的に配列した比較的安価なパッケージとしてＢＧＡ（Ball Grid Array ）型の半導体装置が開発され、実用化されている。図４（ａ）は、従来のＢＧＡ型半導体装置の断面図であり、図４（ｂ）はその底面図である。図４に示されるように、プリント基板２の表・裏面には配線３が形成されており、表裏の配線間はスルーホール４により接続されている。基板裏面の配線の先端部にははんだバンプ５が形成されている。
【０００４】プリント基板２の一方の面にＩＣチップ１が搭載され、ＩＣチップの電極パッドと配線３との間はボンディングワイヤ６により接続されている。ＩＣチップ１およびボンディングワイヤ６はモールド樹脂７により封止されている。図４（ｂ）に示されるように、基板裏面では、はんだバンプの形成個所を除いて基板面はソルダーレジスト９により覆われている。この構成により、ＩＣチップの電極パッドは、ボンディングワイヤ６−プリント基板表面の配線３−スルーホール４−基板裏面の配線３−はんだバンプ５を介して外部回路との接続が可能となる。この半導体装置に対する従来の内部回路特性検査、選別方法は、検査装置の治工具のソケットピンを直接はんだバンプに接触させて行うものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のＢＧＡ型半導体装置では、外部端子は裏面のはんだバンプしかなく、内部回路の特性を検査するには、この外部端子に治工具のソケットピンを直接当てて検査測定を行う方法をとらざるをえなかった。そのため、検査を行うことで、はんだバンプにソケットピンの傷跡が残り、はんだバンプの外形にばらつきが生じるという問題があった。、また治工具のソケットピンにはんだ屑が残り、検査時に隣接するピンとショートする問題があった。
【０００６】さらに、ＢＧＡパッケージを実装後に取り外した場合には、外部端子のはんだバンプは大きく変形し、あるいは実装ボード上にはんだが残り、ＢＧＡパッケージにはんだバンプがなくなってしまうので、実装前の検査に使用する検査治工具による故障解析ができなくなる問題点もあった。本発明はこの点に鑑みてなされたものであって、その目的は、検査・測定装置のソケットピンをはんだバンプに直接当接させることなく試験・検査を行い得るようにしたＢＧＡ型半導体装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明によれば、表・裏両面に配線（３）を有し、両面の配線がスルーホール（４）を介して接続されているプリント基板（２）の表面にＩＣチップ（１）が搭載され、前記ＩＣチップの電極パッドと前記配線間がボンディングワイヤ（６）により接続され、前記ＩＣチップおよび前記ボンディングワイヤがモールド樹脂（７）により封止され、プリント基板裏面の配線上に外部端子となる金属バンプ（５）が形成されているＢＧＡ型半導体装置において、前記金属バンプの近傍には、該金属バンプに電気的に接続された検査用パッド（８）が設けられていることを特徴とするＢＧＡ型半導体装置、が提供される。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施例のＢＧＡ型半導体装置の断面図である。図１に示すように、プリント基板２の一方の面にＩＣチップ１を搭載し、ボンディングワイヤ２にて基板上の配線３と接続する。基板上の配線３はスルーホール４を介して他方の面の配線３に接続されており、他方の面の配線３の一端には、はんだバンプ５が接続され、該はんだバンプに近接した配線上には検査用パッド８が形成されている。図示されてはいないが、基板裏面において、はんだバンプ５および検査用パッド部を除いて基板面はソルダーレジストにより被覆されている。
【０００９】図２は、パッケージの検査用パッド８付近の状態を示す断面図である。同図に示されるように、プリント基板２上の配線３は、Ｃｕ箔１０とその上を被覆する無電解めっきＣｕ層１１および電解めっきＣｕ層１２により構成されており、スルーホール４内の導電体は、無電解めっきＣｕ層１１および電解めっきＣｕ層１２により構成されされている。
【００１０】基板裏面のはんだバンプ形成部の配線３上にはＮｉ層１３とＡｕ層１４が形成されており、また検査用パッド８においてもＮｉ層１３とＡｕ層１４が形成されている。この実施例では、はんだバンプ形成部のＮｉ／Ａｕ層と検査用パッド部のＮｉ／Ａｕ層とが分離されて形成されているがこれを一体のものとして形成するようにしてもよい。その場合には、両者の間をソルダーレジストによって分離することが望ましい。基板上は、はんだバンプ形成部と検査用パッド８部を除いてソルダーレジスト９によって被覆されている。
【００１１】このような検査用パッドを有するＢＧＡ型半導体装置では、外部端子のはんだバンプ部の近傍に検査用パッドが設けられているため、この検査用パッドに検査治工具のソケットピンを当てて内部回路の特性を検査することができ、外部端子のはんだバンプの劣化防止と、検査治工具のソケットピンへのはんだ屑付着防止を図ることができる。さらに、実装後に取り外した場合にもパッケージを実装前の検査に使用する検査治工具による故障解析が可能となる。
【００１２】また、内部回路の特性検査は、外部端子接続用配線上で、かつ、外部端子のはんだバンプ部の近傍に設けた検査用パッドにより行うため、ＩＣチップと外部端子間およびＩＣチップと検査用パッドは同じ配線を使用することになり、また配線長もほぼ等しいため、はんだバンプと検査用パッドでの検査はほぼ同一の結果が得られる。このことはスキュー問題が微妙なＩＣチップの特性検査においては重要なことである。
【００１３】図３は本発明の第２の実施例の断面図である。図３において、図２に示した第１の実施例の部分と共通する部分には同一の参照番号が付せられているので重複する説明は省略する。本実施例の、第１の実施例と相違する点は、第１の実施例では空洞状態であったスルーホール４内がはんだ１５により充填されている点である。そしてそのはんだ１５の上にＮｉ層１３とＡｕ層１４とが形成され、これにより検査用パッド８が形成されている。スルーホール４内を充填する材料は、ソルダーレジストのような絶縁体であってもよくまたはんだ以外の金属材料であってもよい。このように構成されたＢＧＡ半導体装置では、第１の実施例の場合と同様の効果を奏することができる外、検査用パッドのためのスペースがスルーホールのためのスペースと共用できるため、より高密度なパッケージ構造が可能となる。また、スルーホールの下面に、検査用パッドを設けることにより、スルーホールからの水分の進入を防ぐことができ、ＢＧＡパッケージの耐湿性を向上させることができる。
【００１４】以上好ましい実施例について説明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものではなく特許請求の範囲に記載された要旨内において各種の変更が可能である。例えば実施例の外部端子部と検査用パッド部にはＮｉ層とＡｕ層とが形成されていたがこれに代えＮｉ層とＳｎ層等の他の金属膜を用いることができる。また、はんだバンプに代えＣｕボール等による金属バンプを用いてもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるＢＧＡ型半導体装置は、外部端子のはんだバンプ部の近傍にこれと電気的に接続された検査用パッドを設けたものであるので、検査治工具のソケットピンをはんだバンプに接触させることなく検査・試験を実施することができる。したがって、本発明によれば、ソケットピンの接触によるはんだバンプの劣化を防止することができ、また、検査治工具のソケットピンへのはんだ屑の付着を防止して、ソケットピンの他のピンへのショートを回避することができる。さらに、実装後に取り外したパッケージを実装前の検査に使用する検査治工具によって検査し、故障解析を行うことが可能となる。
【００１６】また、内部回路の特性検査は、外部端子接続用配線上で、かつ、外部端子のはんだバンプ部の近傍に検査用パッドを設けたことにより、ＩＣチップと外部端子間およびＩＣチップと検査用パッド間では同じ配線を使用することになり、また配線長がほぼ等しいため、外部端子と検査用パッドでの検査はほぼ同一の結果が得られる。
【００１７】また、スルーホール下面に検査用パッドを設けた実施例によれば、スルーホールからの水分の進入を防ぐことができ、ＢＧＡパッケージの耐湿性を向上させることができる。また、検査用パッドのスペースをスルーホールと共用することができより高密度の実装が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の断面図。
【図２】図１の部分拡大断面図。
【図３】本発明の第２の実施例の断面図。
【図４】従来例の断面図と底面図。
【符号の説明】
１ＩＣチップ
２プリント基板
３配線
４スルーホール
５はんだバンプ
６ボンディングワイヤ
７モールド樹脂
８検査用パッド
９ソルダーレジスト
１０Ｃｕ箔
１１無電解めっきＣｕ層
１２電解めっきＣｕ層
１３Ｎｉ層
１４Ａｕ層
１５はんだ

【特許請求の範囲】
【請求項１】表・裏両面に配線を有し、両面の配線がスルーホールを介して接続されているプリント基板の表面にＩＣチップが搭載され、前記ＩＣチップの電極パッドと前記配線間がボンディングワイヤにより接続され、前記ＩＣチップおよび前記ボンディングワイヤがモールド樹脂により封止され、プリント基板裏面の配線上に外部端子となる金属バンプが形成されているＢＧＡ型半導体装置において、前記金属バンプの近傍には、該金属バンプに電気的に接続された検査用パッドが設けられていることを特徴とするＢＧＡ型半導体装置。
【請求項２】前記金属バンプ下の配線上、および、前記検査用パッドの配線上には同等の金属被膜が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。
【請求項３】前記スルーホールは金属または絶縁物により充填されており、その下面に検査用パッドが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。

【図１】