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JP2000068404A - Bgaパッケージ用の基板 - Google Patents

Bgaパッケージ用の基板

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Publication number
JP2000068404A
JP2000068404A JP10232723A JP23272398A JP2000068404A JP 2000068404 A JP2000068404 A JP 2000068404A JP 10232723 A JP10232723 A JP 10232723A JP 23272398 A JP23272398 A JP 23272398A JP 2000068404 A JP2000068404 A JP 2000068404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
region
semiconductor chip
bond
bga package
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10232723A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuaki Ano
一章 阿野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texas Instruments Japan Ltd
Original Assignee
Texas Instruments Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Texas Instruments Japan Ltd filed Critical Texas Instruments Japan Ltd
Priority to JP10232723A priority Critical patent/JP2000068404A/ja
Publication of JP2000068404A publication Critical patent/JP2000068404A/ja
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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のサイズの半導体チップに対応し、これ
を実装することができるBGAパッケージ用の基板を提
供する。 【解決手段】 本発明の基板10は、半導体チップを実
装する面に、電気的に分離された複数の導体線路12か
らなるパターン11を備える。各導体線路12は、ビア
ホール上に配置されるボール接続領域12aと、ビアホ
ールを形成した基材上の領域よりも外側に配置される半
導体チップをワイヤボンディングするための第1のボン
ド領域12bと、上記ビアホールを形成した基材上の領
域内に配置される半導体チップをワイヤボンディングす
るための第2のボンド領域12cとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、BGAパッケージ
用の基板に関し、特に、サイズの異なる複数種類の半導
体チップを実装可能な基板に関する。
【0002】
【従来の技術】BGA(Ball Grid Array)パッケージ
は、パッケージの底面に半田ボールを2次元的に配列し
た表面実装型の半導体パッケージである。QFP(Quad
Flat Package)等のリードフレームを用いたパッケージ
に比して、BGAパッケージは、単位面積当たりの接続
端子数を高めることができ、高密度実装を実現するに適
している。
【0003】図6は、従来からの一般的なBGAパッケ
ージの半導体装置を示している。半導体装置60は、方
形の絶縁基板61の底面に、複数の半田ボール62を2
次元的に備えている。絶縁基板61の上面には、フォト
リソグラフィ技術により導体パターン63が形成され、
ビアホール61aを通して半田ボール62に電気的に接
続されている。半導体チップ64は、ダイペーストによ
って絶縁基板61上に接着され、ワイヤボンディングで
与えられる導体ワイヤ65で、導体パターン63との電
気的な接続が達成されている。半導体チップ64は、モ
ールド型内に溶融した樹脂を注入して形成される樹脂パ
ッケージ材66に覆われる。
【0004】図7は、樹脂パッケージ材66を除去した
状態における半導体装置60の平面図を示している。図
では、半導体チップ64及び導体ワイヤ65の一部を省
略することで、絶縁基板61上の導体パターン63の配
列が明瞭に示されている。導体パターン63を構成する
各線路70の一端は、ビアホール上の領域70aであ
る。各線路70の他端は、絶縁基板61の各辺まで延び
ている。そして、絶縁基板61の各辺に延びた線路70
の途中に、絶縁基板の辺に沿ってボンド領域70bが設
けられている。ワイヤボンディングの工程で、半導体チ
ップ64の各電極パッド64aに導体ワイヤ65の一端
がボンディングされ、外側に引き延ばされて、その他端
側が上記ボンド領域70bにボンディングされる。
【0005】一方、半導体チップは、内部に作り込まれ
る回路素子の数、回路設計及び設計ルールの違いによ
り、異なるサイズのものが多数供給されている。BGA
パッケージにおいて、同種の絶縁基板上に異なるサイズ
の半導体チップを搭載できれば、チップサイズ毎に絶縁
基板を用意する必要がなく、製造コストが大幅に削減で
きるという利点がある。ワイヤボンディングを用いた半
導体チップの実装方法では、導体ワイヤの長さを調整す
ることにより、これに対応することが可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、絶縁基
板のサイズに比して小さいサイズの半導体チップを実装
する場合、1つの問題が生じる。半導体チップのサイズ
が小さくなると、電極パッドからボンド領域までの距離
が長くなり、従って、これらを結ぶ導体ワイヤの長さが
長くなる。モールド成型時に、溶融したモールド樹脂の
流れによって各導体ワイヤは、圧力を受け変形する。導
体ワイヤの長さが長ければ、圧力による変形量は大きく
なり、隣り合う導体ワイヤ同士が接触し、ショートする
危険性が増大する。また、長い導体ワイヤは、その電気
的特性を低下させるので、できるだけ電極パッドとボン
ド領域との距離を短くすることが好ましい。
【0007】そこで本発明の目的は、複数のサイズの半
導体チップに対応し、これを実装することができるBG
Aパッケージ用の基板を提供することにある。
【0008】本発明の別の目的は、実装される半導体チ
ップのサイズに拘わらず、導体ワイヤの長さを一定以下
に保つことができるBGAパッケージ用の基板を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1又は第2
のサイズの半導体チップを実装可能なBGAパッケージ
用の基板に関する。本発明の基板は、上記半導体チップ
を実装する第1の面と、複数の半田ボールを2次元的に
実装する第2の面とを有する絶縁性の基材であって、上
記半田ボールの実装位置に対応してビアホールを有する
ものと、上記基材の第1の面に形成され、電気的に分離
された複数の導体線路からなるパターンを備える。本発
明において上記各導体線路は、上記ビアホール上に配置
され該ビアホールを介して上記半田ボールと電気的に接
続されるボール接続領域と、上記ビアホールを形成した
基材上の領域よりも外側に配置される上記第1のサイズ
の半導体チップをワイヤボンディングするための第1の
ボンド領域であって、相互に上記基材の辺に沿って並べ
られるものと、上記ビアホールを形成した基材上の領域
内に配置される上記第2のサイズの半導体チップをワイ
ヤボンディングするための第2のボンド領域であって、
相互に上記基材の辺に沿って並べられるものとを備え
る。
【0010】本発明はまた、上記各導体線路が、上記第
2のボンド領域の列よりも更に内側に配置される第3の
サイズの半導体チップをワイヤボンディングするための
第3のボンド領域であって、相互に上記基材の辺に沿っ
て並べられるものを更に備えることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
沿って説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る14
4ピン対応のBGAパッケージに用いられる基板の平面
図である。図において、方形の絶縁基板10の表面に、
銅その他の金属からなる導体パターン11が規則的に配
列されている。導体パターン11は、絶縁基板10上に
金属箔をラミネートし、フォトリソグラフィ技術により
不要部分を除去する一般的方法により得ることができ
る。なお、上記絶縁基板10は、一つの実施例で、可撓
性、例えばポリイミド樹脂フィルムによるものである
が、硬質、例えばガラスエポキシ樹脂によるものであっ
ても良い。
【0012】導体パターン11は、基本的には、相互に
電気的に分離された多数の線路12で構成される。各線
路12は、絶縁基板10に形成されたビアホール10a
上に位置する方形の領域、すなわちボール接続領域12
aを有する。幾つかの線路12(特に、基板中央寄りの
線路)では、ボール接続領域12aは線路の一端に位置
するが、他の幾つかの線路12(特に、基板の周辺寄り
の線路)では、線路の途中に位置している。従って、見
方を変えれば、ボール接続領域12aから1又は2本の
細い線路が延びている。
【0013】ボール接続領域12aから延びる1本の細
い線路は、他のボール接続領域12aの間を通って、絶
縁基板10の四辺に達しており、その線路上に、第1の
ボンド領域12bが形成されている。第1のボンド領域
12bは、最も外側のボール接続領域12aの列よりも
外側で、一列に並んで配置されている。なお、第1のボ
ンド領域12bの外側に延びる線路の部分は、基板上に
搭載された半導体チップの電気的特性テストの際にプロ
ーブを接触させるために用いられる。一つの実施例で、
12mm角の絶縁基板に対し、基板の辺から0.625mm(基板の
中央から5.375mm)の位置に、上記第1のボンド領域12
bを配置した。良好なワイヤボンディングを実現するた
めに、基板上に実装される半導体チップの辺から第1の
ボンド領域12bまでの距離は、少なくとも0.3mm必要
である。そのため、第1のボンド領域12bを用いてワ
イヤボンディングを行う場合、およそ10.15mm角までの
半導体チップが実装可能である。
【0014】本発明において、各線路12は、更に第2
のボンド領域12cを有する。第2のボンド領域12c
は、外側から2列目及び3列目のボール接続領域12a
の列の間に、一列に並んで配置されている。一つの実施
例で、基板中央から3.6mmの位置に、上記第2のボンド
領域12cを配置した。この場合、上記第2のボンド領
域12cは、およそ6.6mm角以下のサイズの半導体チッ
プをボンディングするために用いることができる。幾つ
かの線路では、第2のボンド領域12cは、ボール接続
領域12aから延びる上記第1のボンド領域12bを配
置した線路上、すなわちボール接続領域12aと第1の
ボンド領域12bとの間に配置され、他の幾つかの線路
では、ボール接続領域12aから延びるもう一方の線路
の先端に配置される。なお、実施例で、各線路12の幅
は30μm、ボール接続領域12aのサイズは0.475×0.47
5mm、第1及び第2のボンド領域12b、12cのサイ
ズは0.1×0.15mmである。
【0015】図2及び図3は、外側のボンド領域、すな
わち第1のボンド領域12bを用いて、半導体チップ1
3を絶縁基板10上に実装する例を示したものである。
図において、半導体チップ13は、第2のボンド領域1
2cで囲まれる領域よりも大きい平面的サイズを有して
いる。半導体チップ13の各電極パッド13aは、導体
ワイヤ14により、第1のボンド領域12bに電気的に
接続されている。
【0016】一方、図4及び図5は、内側のボンド領
域、すなわち第2のボンド領域12cを用いて、半導体
チップ13を絶縁基板10上に実装する例を示したもの
である。図において、半導体チップ13は、内側の第2
のボンド領域12cで囲まれる領域よりも更に小さい平
面的サイズを有している。半導体チップ13の各電極パ
ッド13aは、導体ワイヤ14により、第2のボンド領
域12cに電気的に接続されている。
【0017】以上、本発明の実施形態を図面に沿って説
明した。本発明の適用範囲が、上記実施形態において示
した事項に限定されないことは明らかである。実施形態
においては、内側及び外側、すなわち第1及び第2のボ
ンド領域を備えた基板を示したが、更にその内側に第3
のボンド領域を形成することによって、より小さいサイ
ズの半導体チップを実装可能なように基板を構成するこ
ともできる。また、上記実施形態で示した導体パターン
の配列、形状、寸法等は、本発明の一実施形態に過ぎ
ず、半田ボールの数や配置等によって種々変更すること
ができる。例えば、ボール接続領域12aをビアホール
10aの近傍において絶縁基板10における半田ボール
の実装面側、すなわちボンド領域12b及び12cの形
成面側と反対側に形成し、ここに半田ボールを実装する
ようにしても良い。この場合、ボール接続領域12aと
各ボンド領域とはビアホール10aを介して電気的に接
続されることとなる。
【0018】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、BGAパッ
ケージ用の基板において、複数のサイズの半導体チップ
に対応し、これを実装することができる。複数種類の半
導体チップに対して共通の基板を用いることによって、
半導体装置の量産コストを低減することができる。
【0019】この場合に、半導体チップのサイズに応じ
て第1又は第2のボンド領域を使い分けることで、導体
ワイヤ長を一定以下に保つことができ、モールド注入時
におけるワイヤ間ショートの問題が回避される。また、
短い導体ワイヤは、長い導体ワイヤに比して電気的特性
に優れるので好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るBGAパッケージに
用いられる基板の平面図である。
【図2】外側のボンド領域を用いて、半導体チップを絶
縁基板上に実装する例を示した平面図である。
【図3】図2に対応する半導体パッケージの断面図であ
る。
【図4】内側のボンド領域を用いて、半導体チップを絶
縁基板上に実装する例を示した平面図である。
【図5】図4に対応する半導体パッケージの断面図であ
る。
【図6】従来からの一般的なBGAパッケージの半導体
装置の断面図である。
【図7】樹脂パッケージ材を除去した状態における図6
の半導体装置の平面図である。
【符号の説明】
10 絶縁基板 10a ビアホール 11 導体パターン 12 線路 12a ボール接続領域 12b 第1のボンド領域 12c 第2のボンド領域 13 半導体チップ 13a 電極パッド 14 導体ワイヤ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1又は第2のサイズの半導体チップを
    実装可能なBGAパッケージ用の基板であって、 上記半導体チップを実装する第1の面と、複数の半田ボ
    ールを2次元的に実装する第2の面とを有する絶縁性の
    基材であって、上記半田ボールに対応してビアホールを
    有するものと、 電気的に分離された複数の導体線路からなるパターンで
    あって、上記各導体線路が、 上記半田ボールと電気的に接続されるボール接続領域
    と、 上記ビアホールを形成した基材上の領域よりも外側に配
    置される上記第1のサイズの半導体チップをワイヤボン
    ディングするための第1のボンド領域であって、相互に
    上記基材の辺に沿って並べられるものと、 上記ビアホールを形成した基材上の領域内に配置される
    上記第2のサイズの半導体チップをワイヤボンディング
    するための第2のボンド領域であって、相互に上記基材
    の辺に沿って並べられるものと、を備えたBGAパッケ
    ージ用の基板。
  2. 【請求項2】 上記各導体線路が、上記第2のボンド領
    域の列よりも更に内側に配置される第3のサイズの半導
    体チップをワイヤボンディングするための第3のボンド
    領域であって、相互に上記基材の辺に沿って並べられる
    ものを更に備えた請求項1記載のBGAパッケージ用の
    基板。
  3. 【請求項3】 上記ボール接続領域が、上記ビアホール
    を覆う略方形の領域であり、上記各ボンド領域が、上記
    ボール接続領域と細い線路により結ばれている請求項1
    又は2記載のBGAパッケージ用の基板。
  4. 【請求項4】 上記第2のボンド領域の列が、隣り合う
    ボール接続領域の列の間に配置されている請求項3記載
    のBGAパッケージ用の基板。
  5. 【請求項5】請求項1、2、3又は4記載の基板を備え
    たBGAパッケージ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7151316B2 (en) 2003-07-09 2006-12-19 Renesas Technology Corp. Semiconductor device
JP2008124520A (ja) * 1998-09-11 2008-05-29 Fujitsu Ltd 汎用マルチチップ相互連結システム

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