JP4407860B2 - Semiconductor device and substrate - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、半導体装置および基板に関し、特にたとえばモールド樹脂によりパッケージされる、半導体装置およびそれに用いられる基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の半導体装置の一例が、平成10年5月22日付で出願公開された特開平10−135247号[H01L 21/52,H01L 21/60,H01L 23/12,H01L 23/29,H01L 23/31]公報に開示されている。
【0003】
この半導体装置1では、図10(A)に示すように、基板2のダイボンディングエリア2aに複数のベントホール3が形成され、基板2の上面に配線パターン4が形成され、配線パターン4上にダイボンディングシート5を介して半導体チップ6がダイボンディングされていた。そして、半導体チップ6がモールド樹脂7で封止され、モールド7a内に溜まった空気や水がベントホール3から外部へ放出されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、空気や水をベントホール3から放出することにより、パッケージクラックの発生をある程度防止できたものの、なお十分ではなかった。
【0005】
すなわち、従来技術では、図10(B)に示すように、配線パターン4の間にベントホール3が単に形成されていたに過ぎないため、ダイボンディングシート5の下に入り込んだモールド樹脂7によりベントホール3が閉塞されるおそれがあった。そして、ベントホール3が閉塞されると、モールド7a内の空気や水を外部へ放出できなくなり、それらの空気や水が熱膨張されることによりパッケージクラックを生じるおそれがあった。
【0006】
それゆえに、この発明の主たる目的は、パッケージクラックの発生をより確実に防止できる、半導体装置および基板を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、基板,基板のチップエリアに形成されたベントホール,チップエリアにダイボンディングされた半導体チップおよび半導体チップを封止するモールド樹脂を含む、半導体装置において、基板の上面にモールド樹脂のベントホールへの流入を防ぐ流入阻止部をベントホールの周囲に環状に形成し、さらに流入阻止部にその内側領域と外側領域とを連通する切欠を形成したことを特徴とする、半導体装置である。
【0009】
【作用】
第1の発明の半導体装置では、モールド樹脂のベントホールへの流入が流入阻止部により阻止される。ベントホールの上にはたとえばダイボンディングシートが配置されるので、流入阻止部をベントホールの周囲に環状に形成することにより、モールド樹脂のベントホールへの流入を阻止できる。また、流入阻止部の内側領域と外側領域とを連通する切欠を形成することにより、パッケージ内の空気や水をベントホールへ導くことができる。切欠を少なくとも2つ形成すると、一の切欠がモールド樹脂により塞がれても他の切欠から空気や水をベントホールへ導くことができる。
【0011】
【発明の効果】
この発明によれば、ベントホールがモールド樹脂により閉塞されるのを防止できるので、パッケージクラックの発生をより確実に防止できる。
【0012】
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0013】
【実施例】
図1に示すこの実施例の半導体装置10は、基板12に形成された配線パターン14上にダイボンディングシート16を介して半導体チップ18をダイボンディングし、これをモールド樹脂20で封止したものであり、いわゆるBGA(Ball Grid Array )型と称されるものである。
【0014】
基板12は、ポリイミド,ガラスエポキシまたはセラミック等のような絶縁材料からなり、基板12のダイボンディングエリア12aには、複数のスルーホール22が行列状に形成され、チップエリア12bには、複数のベントホール24が行列状に形成される。ここで、「ダイボンディングエリア(12a)」とは、異なるサイズの複数の半導体チップ18が選択的にダイボンディングされる領域をいい、「チップエリア(12b)」とは、ダイボンディングエリア12a内において半導体チップ18が実際にダイボンディングされる領域をいうものとする。そして、基板12が1つの半導体チップ18にのみ適用される場合には、ダイボンディングエリア12aとチップエリア12bとは一致するものとする。
【0015】
そして、基板12の上面には、図2および図3に示すように、複数の配線パターン14および複数の流入阻止部26が形成される。なお、図2は、配線パターン14の中間部分を省略して示したものであり、図3は、図2の1/4の範囲を拡大して示したものである。
【0016】
配線パターン14は、Cu等のような導電性金属からなり、各配線パターン14の一端はスルーホール22の上端を閉塞するように配置され、他端は基板12の周縁部に配置され、この他端がボンディングパッド14aとされる。
【0017】
配線パターン14上に半導体チップ18をダイボンディングしたとき、半導体チップ18の周縁部近傍にある配線パターン14の間隔Aが広過ぎると、そこから半導体チップ18の下方にモールド樹脂20が入り込んで半導体チップ18が剥離されるおそれがある。そして、発明者の実験によれば、図4に示すように、間隔Aが0.175mmより広いときに剥離による不良が発生することが分かった。そこで、この実施例では、半導体チップ18の下方にモールド樹脂20が入り込むのを阻止するために、ダイボンディングエリア12aにおける配線パターン14の間隔Aが0.175mm以下に設定される。ただし、安全率を考慮すると、間隔Aは0.170mm以下であることが望ましい。
【0018】
流入阻止部26は、ベントホール24へモールド樹脂20が流入するのを阻止するとともに、モールド20a内の空気や水をベントホール24へ導くためのものであり、図5に示すように、ベントホール24の周囲に配線パターン14と同じ厚さで環状に形成される。そして、流入阻止部26において、チップエリア12bの中央側すなわちモールド樹脂20の流れの下流側に位置する部分には、その内側領域と外側領域とを連通する2つの切欠26aが形成される。切欠26aの形成位置は、モールド樹脂20の流れを阻止する機能と空気や水を放出する機能とのバランスを考慮して、流入阻止部26の形成位置に応じて設定される。また、切欠26aの幅は、樹脂の流れを考慮して、0.1mm以下、好ましくは0.04〜0.05mm以下に設定される。
【0019】
そして、これらの配線パターン14および流入阻止部26の上に、ダイボンディングシート16を介して半導体チップ18がダイボンディングされ、半導体チップ18の上面電極18aと配線パターン14のボンディングパッド14aとが金線28を介してワイヤボンディングされ、半導体チップ18および各金線28がモールド樹脂20により封止される。
【0020】
さらに、基板12の下面に開口された各スルーホール22には、ボール状の外部端子30が取り付けられ、各外部端子30と配線パターン14とが電気的に接続される。
【0021】
半導体装置10を製造する際には、まず、図6に示すように、ポリイミド等からなる帯状のキャリアフィルム32を準備し、キャリアフィルム32の表面に配線パターン14および流入阻止部26を形成する。つまり、キャリアフィルム32の表面にCu箔を形成し、このCu箔上に配線パターン14および流入阻止部26の形状に応じてレジストを形成し、Cu箔の不要部分をエッチングにより除去する。
【0022】
そして、キャリアフィルム32のダイボンディングエリア12aにスルーホール22を形成し、チップエリア12bに形成された流入阻止部26の内側にベントホール24を形成する。
【0023】
そして、チップエリア12bにダイボンディングシート16を介して半導体チップ12をダイボンディングし、半導体チップ18の上面電極18aと配線パターン14のボンディングパッド14aとを金線28を用いてワイヤボンディングする。
【0024】
その後、半導体チップ18および金線28等をモールド樹脂20で封止し、各スルーホール22に外部端子30を装着し、キャリアフィルム32を切断分割して半導体装置10を得る。
【0025】
モールド工程では、キャリアフィルム32(基板12)の上面とダイボンディングシート16の下面との間に配線パターン14の厚さに応じた隙間が生じるが、上述したように、配線パターン14の間隔Aは0.175mm以下に設定されているので、その隙間にモールド樹脂20が入り込む心配はない。また、たとえ入り込んだとしても、そのモールド樹脂20は流入阻止部26により阻止されるので、ベントホール24が閉塞される心配はない。
【0026】
この実施例によれば、ベントホール24がモールド樹脂20により塞がれるのを防止できる。また、流入阻止部26には、2つの切欠26aが形成されているので、一方の切欠26aがモールド樹脂20により塞がれた場合でも、他の切欠26aからモールド内の空気や水をベントホール22へ導くことができる。したがって、パッケージクラックの発生を確実に防止できる。
【0027】
なお、上述の実施例では、各流入阻止部26に切欠26aを2つずつ形成しているが、切欠26aの数は1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
【0028】
また、チップエリア12bの範囲は半導体チップ18のサイズに応じて適宜変更可能であり、より小さい半導体チップ18に対応させて、より狭い範囲をチップエリア12bとして設定してもよい。
【0029】
また、流入阻止部26を形成する範囲も適宜変更可能であり、たとえば図7および図8に示すように、ダイボンディングエリア12a内のより広い範囲に流入阻止部26を形成してもよい。そして、流入阻止部26を形成した範囲よりも狭い範囲にチップエリア12bを設定する場合には、たとえば図9に示すように、チップエリア12b内に存在する流入阻止部26に対してのみベントホール24を形成し、チップエリア12b外に存在する流入阻止部26をダミーパターン(流入阻止に関与しないパターン)として残すようにしてもよい。
【0030】
さらに、上述の実施例では、ダイボンディングエリア12aの全域における配線パターン14の間隔Aを0.175mm以下に設定しているが、半導体チップ18の周縁部近傍における配線パターン14の間隔Aのみを0.175mm以下に設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図2】配線パターンおよび流入阻止部を示す図解図である。
【図3】図2の部分拡大図である。
【図4】配線パターンの間隔Aと不良発生率との関係を示すグラフである。
【図5】流入阻止部を示す図解図である。
【図6】半導体装置の製造方法を示す図解図である。
【図7】この発明の他の実施例を示す図解図である。
【図8】図7の部分拡大図である。
【図9】この発明の他の実施例を示す図解図である。
【図10】従来技術を示す図解図である。
【符号の説明】
10 …半導体装置
12 …基板
14 …配線パターン
16 …ダイボンディングシート
18 …半導体チップ
20 …モールド樹脂
22 …スルーホール
24 …ベントホール
26 …流入阻止部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a semiconductor device and a substrate, and more particularly to a semiconductor device packaged with, for example, a mold resin and a substrate used therefor.
[0002]
[Prior art]
An example of this type of semiconductor device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-135247 [H01L 21/52, H01L 21/60, H01L 23/12, H01L 23/29, H01L 23, filed on May 22, 1998. / 31].
[0003]
In this semiconductor device 1, as shown in FIG. 10A, a plurality of
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art, the occurrence of package cracks can be prevented to some extent by releasing air and water from the
[0005]
That is, in the prior art, as shown in FIG. 10B, the
[0006]
Therefore, a main object of the present invention is to provide a semiconductor device and a substrate that can more reliably prevent the occurrence of package cracks.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a substrate, a vent hole formed in the chip area of the substrate, a semiconductor chip die-bonded to the chip area, and a mold resin for sealing the semiconductor chip. An inflow blocking portion that prevents the inflow of the gas into the vent hole is formed in an annular shape around the vent hole, and a notch that connects the inner region and the outer region is formed in the inflow blocking portion. is there.
[0009]
[Action]
In the semiconductor device of the first invention, the inflow of the mold resin into the vent hole is blocked by the inflow blocking portion. For example, since a die bonding sheet is disposed on the vent hole, the inflow prevention portion can be prevented from flowing into the vent hole by forming an inflow prevention portion around the vent hole. In addition, by forming a notch that connects the inner region and the outer region of the inflow blocking portion, air and water in the package can be guided to the vent hole. If at least two cutouts are formed, air or water can be led from the other cutout to the vent hole even if one cutout is blocked by the mold resin.
[0011]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the vent hole can be prevented from being blocked by the mold resin, the occurrence of package cracks can be more reliably prevented.
[0012]
The above object, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
[0013]
【Example】
A
[0014]
The
[0015]
As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of
[0016]
The
[0017]
When the
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
Further, ball-like
[0021]
When manufacturing the
[0022]
Then, the through
[0023]
Then, the
[0024]
Thereafter, the
[0025]
In the molding process, a gap corresponding to the thickness of the
[0026]
According to this embodiment, the
[0027]
In the above-described embodiment, two
[0028]
The range of the
[0029]
Further, the range in which the
[0030]
Further, in the above-described embodiment, the interval A between the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an illustrative view showing one embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an illustrative view showing a wiring pattern and an inflow blocking portion.
FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2;
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a wiring pattern interval A and a defect occurrence rate.
FIG. 5 is an illustrative view showing an inflow blocking portion.
FIG. 6 is an illustrative view showing a method for manufacturing a semiconductor device;
FIG. 7 is an illustrative view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG. 7;
FIG. 9 is an illustrative view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an illustrative view showing a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記基板の上面に前記モールド樹脂の前記ベントホールへの流入を防ぐ流入阻止部を前記ベントホールの周囲に環状に形成し、さらに前記流入阻止部にその内側領域と外側領域とを連通する切欠を形成したことを特徴とする、半導体装置。In a semiconductor device including a substrate, a vent hole formed in a chip area of the substrate, a semiconductor chip die-bonded to the chip area, and a mold resin for sealing the semiconductor chip,
An inflow blocking portion for preventing the mold resin from flowing into the vent hole is formed in an annular shape around the vent hole on the upper surface of the substrate, and a notch communicating the inner region and the outer region is formed in the inflow blocking portion. A semiconductor device formed.
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