JP3024596B2 - フィルムキャリアテープを用いたbga型半導体装置 - Google Patents
フィルムキャリアテープを用いたbga型半導体装置Info
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- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
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Landscapes
- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフィルムキャリアテ
ープを利用し、かつこのフィルムキャリアテープ上にグ
リッドアレイ状にランドを配置して半導体ICチップの
実装基板への接続を行うようにした半導体装置に関する
ものである。
ープを利用し、かつこのフィルムキャリアテープ上にグ
リッドアレイ状にランドを配置して半導体ICチップの
実装基板への接続を行うようにした半導体装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、フィルムキャリアテープを用いた
半導体装置は実装の容易化を図る上で有効とされてい
る。このフィルムキャリアテープでは、ICチップを内
装したデバイスホール内に突出したリード(インナーリ
ード)と、ICチップに設けたバンプとを熱圧着または
共晶法によりインナーリードボンディング(Inner Lead
Bonding;ILB)し、フィルムキャリアテープの状態
で電気選別やBT(Burn-in Test)試験を実施し、次に
リードをアウターリードボンディング(Outer LeadBond
ing;OLB)可能な所望の長さに切断した構成であ
る。しかしながら、このフィルムキャリアテープでは、
OLBリードの厚さが約35μmと非常に薄いためOL
Bリードの平坦性の確保が難しく、かつ隣接するOLB
リードのピッチを微小化することが難しいため、多ピン
化された半導体装置への適用が難しいという問題があ
る。
半導体装置は実装の容易化を図る上で有効とされてい
る。このフィルムキャリアテープでは、ICチップを内
装したデバイスホール内に突出したリード(インナーリ
ード)と、ICチップに設けたバンプとを熱圧着または
共晶法によりインナーリードボンディング(Inner Lead
Bonding;ILB)し、フィルムキャリアテープの状態
で電気選別やBT(Burn-in Test)試験を実施し、次に
リードをアウターリードボンディング(Outer LeadBond
ing;OLB)可能な所望の長さに切断した構成であ
る。しかしながら、このフィルムキャリアテープでは、
OLBリードの厚さが約35μmと非常に薄いためOL
Bリードの平坦性の確保が難しく、かつ隣接するOLB
リードのピッチを微小化することが難しいため、多ピン
化された半導体装置への適用が難しいという問題があ
る。
【0003】このような多ピン化の要求に対処すべく、
例えば、日経マイクロデバイス1994年3月号pp.
58〜64には、パッケージ裏面に外部端子として格子
状に半田バンプを配置した表面実装型パッケージとして
BGA(Ball Grid Array )が紹介されている。このパ
ッケージは、例えば220ピン級の23〜24mm□の
パッケージを実現する場合でも、外部端子のピッチ寸法
は1.5mm程度でよいため実装性に優れていることが
わかる。
例えば、日経マイクロデバイス1994年3月号pp.
58〜64には、パッケージ裏面に外部端子として格子
状に半田バンプを配置した表面実装型パッケージとして
BGA(Ball Grid Array )が紹介されている。このパ
ッケージは、例えば220ピン級の23〜24mm□の
パッケージを実現する場合でも、外部端子のピッチ寸法
は1.5mm程度でよいため実装性に優れていることが
わかる。
【0004】また、このBGAはパッケージの外形サイ
ズが小さいため、パッケージ内部の配線長が短くでき、
電気的特性も向上する。このBGAパッケージの基板は
多層プリント基板が用いられているがその他にセラミッ
クの基板やフィルムキャリアテープを用いることもでき
る。このうち、フィルムキャリアテープを用いたものと
して、例えば第10回回路実装学術講演大会講演論文集
(p209〜210)に発表されたBGAパッケージが
ある。図3は、この第1の従来例の断面図である。この
BGAパッケージでは、フィルムキャリアテープ21の
表面に形成された銅箔配線で形成されたランド22上に
半田バンプ23を形成し、またフィルムキャリアテープ
21の裏面にはサポートリング24を接着剤25で接着
し、さらにヒートスプレッタ26を接着剤27で接着す
る。そして、フィルムキャリアテープ21のデバイスホ
ール28内において前記ヒートスプレッタ26に搭載し
たICチップ29上の電極に前記銅箔配線で形成された
ILB30を接続し、封止樹脂31で封止した構成であ
る。このように、このBGAパッケージは、3層構造の
フィルムキャリアテープ21を用いたテープBGAであ
り、このフィルムキャリアテープ21では銅箔配線層が
1層のため、たとえばグランドプレーン層を設けること
は不可能であり、例えば100MHZ 以上というような
高速な動作周波数を有するICチップを搭載することに
は問題があった。
ズが小さいため、パッケージ内部の配線長が短くでき、
電気的特性も向上する。このBGAパッケージの基板は
多層プリント基板が用いられているがその他にセラミッ
クの基板やフィルムキャリアテープを用いることもでき
る。このうち、フィルムキャリアテープを用いたものと
して、例えば第10回回路実装学術講演大会講演論文集
(p209〜210)に発表されたBGAパッケージが
ある。図3は、この第1の従来例の断面図である。この
BGAパッケージでは、フィルムキャリアテープ21の
表面に形成された銅箔配線で形成されたランド22上に
半田バンプ23を形成し、またフィルムキャリアテープ
21の裏面にはサポートリング24を接着剤25で接着
し、さらにヒートスプレッタ26を接着剤27で接着す
る。そして、フィルムキャリアテープ21のデバイスホ
ール28内において前記ヒートスプレッタ26に搭載し
たICチップ29上の電極に前記銅箔配線で形成された
ILB30を接続し、封止樹脂31で封止した構成であ
る。このように、このBGAパッケージは、3層構造の
フィルムキャリアテープ21を用いたテープBGAであ
り、このフィルムキャリアテープ21では銅箔配線層が
1層のため、たとえばグランドプレーン層を設けること
は不可能であり、例えば100MHZ 以上というような
高速な動作周波数を有するICチップを搭載することに
は問題があった。
【0005】一方、前記問題を解決する目的で、例えば
図4に示すような構造のテープBGAが提案されてい
る。このBGAパッケージでは、図3に示したパッケー
ジと基本的には同じであるが、フィルムキャリアテープ
21Aの表面に形成された銅箔配線が裏面に形成された
グランド層31とスルーホール32により接続されてお
り、いわゆる2層2メタル技術によりフィルムキャリア
テープ21Aが形成されている。このBGA半導体装置
を実装基板上に実装するときは、実装基板上のパッド上
に予め半田ペースト等を供給しておき前記半田バンプ2
3を用いてろう付け実装が行われる。
図4に示すような構造のテープBGAが提案されてい
る。このBGAパッケージでは、図3に示したパッケー
ジと基本的には同じであるが、フィルムキャリアテープ
21Aの表面に形成された銅箔配線が裏面に形成された
グランド層31とスルーホール32により接続されてお
り、いわゆる2層2メタル技術によりフィルムキャリア
テープ21Aが形成されている。このBGA半導体装置
を実装基板上に実装するときは、実装基板上のパッド上
に予め半田ペースト等を供給しておき前記半田バンプ2
3を用いてろう付け実装が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この図4の構造のBG
Aパッケージでは、基板としてのフィルムキャリアテー
プ21Aが前述の通り、2層2メタルとして構成されて
いるため、グランド層31が形成され、100MHz以
上の高速動作されるICチップを搭載することが可能で
ある。しかしながら、この2層2メタル構造をする際に
は、図3に示した3層1メタル技術で製造されるフィル
ムキャリアテープ21に比較して工数が多くなり、製造
コストが5倍から10倍に増加してしまうという問題が
ある。また、テープ全体の厚さが増大することを回避す
るために、フィルムキャリアテープ21Aを構成するベ
ーステープの厚さを約50μ〜75μmに薄く形成する
ことが要求されるため、機械的強度が不足し、基板とし
て反りやうねりが生じやすく、サポートリング19を貼
付けるまでの工程での取扱いが難しいという問題があっ
た。
Aパッケージでは、基板としてのフィルムキャリアテー
プ21Aが前述の通り、2層2メタルとして構成されて
いるため、グランド層31が形成され、100MHz以
上の高速動作されるICチップを搭載することが可能で
ある。しかしながら、この2層2メタル構造をする際に
は、図3に示した3層1メタル技術で製造されるフィル
ムキャリアテープ21に比較して工数が多くなり、製造
コストが5倍から10倍に増加してしまうという問題が
ある。また、テープ全体の厚さが増大することを回避す
るために、フィルムキャリアテープ21Aを構成するベ
ーステープの厚さを約50μ〜75μmに薄く形成する
ことが要求されるため、機械的強度が不足し、基板とし
て反りやうねりが生じやすく、サポートリング19を貼
付けるまでの工程での取扱いが難しいという問題があっ
た。
【0007】本発明の目的は、高速動作されるICチッ
プを搭載でき、かつ製造が容易な2層2メタル相当のフ
ィルムキャリアテープを用いたBGAパッケージを提供
することにある。
プを搭載でき、かつ製造が容易な2層2メタル相当のフ
ィルムキャリアテープを用いたBGAパッケージを提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
表面に金属箔配線が形成され、この金属配線によってI
Cチップ接続リードとランドとが形成されたフィルムキ
ャリアテープと、内部にグランド層が形成され、その表
裏面にそれぞれ互いに電気接続されたランドが形成され
ているプリント基板と、前記フィルムキャリアテープと
プリント基板の各表面を接着しかつそれぞれのランドを
相互に電気接続する異方性導電接着剤と、前記フィルム
キャリアテープに設けられたデバイスホール内に内装さ
れ前記接続リードに電気接続されるICチップと、前記
プリント基板の裏面のランドに形成された金属バンプと
を備えている。
表面に金属箔配線が形成され、この金属配線によってI
Cチップ接続リードとランドとが形成されたフィルムキ
ャリアテープと、内部にグランド層が形成され、その表
裏面にそれぞれ互いに電気接続されたランドが形成され
ているプリント基板と、前記フィルムキャリアテープと
プリント基板の各表面を接着しかつそれぞれのランドを
相互に電気接続する異方性導電接着剤と、前記フィルム
キャリアテープに設けられたデバイスホール内に内装さ
れ前記接続リードに電気接続されるICチップと、前記
プリント基板の裏面のランドに形成された金属バンプと
を備えている。
【0009】プリント基板に形成されているグランド層
により、ランドでのインダクタンスが低減され、動作周
波数の高いICチップを搭載することが可能となる。ま
た、フィルムキャリアテープは、3層1メタル構成のテ
ープとして構成できるため、2層2メタル構成のテープ
のような製造工数の増大がなく、低コストにかつ容易に
製造することが可能となる。
により、ランドでのインダクタンスが低減され、動作周
波数の高いICチップを搭載することが可能となる。ま
た、フィルムキャリアテープは、3層1メタル構成のテ
ープとして構成できるため、2層2メタル構成のテープ
のような製造工数の増大がなく、低コストにかつ容易に
製造することが可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の第1の実施形態の断
面図である。同図において、フィルムキャリアテープ1
は、表面に銅箔配線が形成され、この銅箔配線の一部を
ソルダレジスト2で所要の領域を覆うことにより、ソル
ダレジスト2が存在しない領域の前記銅箔配線によって
ランド3a、グランド用ランド3bが形成される。ま
た、銅箔配線の一部でILB4が形成される。一方、前
記フィルムキャリアテープ1に対向して、プリント基板
5が設けられる。このプリント基板5は内部にグランド
層6が形成され、表面に所要パターンの導電膜からなる
ランド7a,7bが形成され、裏面にランド8が形成さ
れており、前記表面のランド7a,7bと裏面のランド
8はスルーホール9により相互に接続され、裏面のラン
ド8には半田バンプ10が形成される。そして、前記フ
ィルムキャリアテープ1とプリント配線基板5は互いの
表面が対向配置され、厚さ方向にのみ導電性を有する異
方性導電接着剤11で一体的に接続される。また、前記
プリント基板5の表面に設けられているデバイスホール
12内にICチップ13が内装され、その電極に前記I
LB4が接続され、封止樹脂14によって封止される。
なお、15はICチップ13をマウントするための接着
剤である。
参照して説明する。図1は本発明の第1の実施形態の断
面図である。同図において、フィルムキャリアテープ1
は、表面に銅箔配線が形成され、この銅箔配線の一部を
ソルダレジスト2で所要の領域を覆うことにより、ソル
ダレジスト2が存在しない領域の前記銅箔配線によって
ランド3a、グランド用ランド3bが形成される。ま
た、銅箔配線の一部でILB4が形成される。一方、前
記フィルムキャリアテープ1に対向して、プリント基板
5が設けられる。このプリント基板5は内部にグランド
層6が形成され、表面に所要パターンの導電膜からなる
ランド7a,7bが形成され、裏面にランド8が形成さ
れており、前記表面のランド7a,7bと裏面のランド
8はスルーホール9により相互に接続され、裏面のラン
ド8には半田バンプ10が形成される。そして、前記フ
ィルムキャリアテープ1とプリント配線基板5は互いの
表面が対向配置され、厚さ方向にのみ導電性を有する異
方性導電接着剤11で一体的に接続される。また、前記
プリント基板5の表面に設けられているデバイスホール
12内にICチップ13が内装され、その電極に前記I
LB4が接続され、封止樹脂14によって封止される。
なお、15はICチップ13をマウントするための接着
剤である。
【0011】ここで前記フィルムキャリアテープ1は、
通常の3層1メタル構成のテープとして製造される。ま
た、前記プリント基板5も通常の、例えばプリント配線
基板の製造方法で製造される。また、フィルムキャリア
テープ1の前記グランド用ランド3bはデバイスホール
12の近くの、例えば1mm以内の位置に配置し、この
グランド用ランド3bに対応してプリント基板5のラン
ド7bを配置し、前記接着剤11で電気的に相互接続す
ることにより、電気的にグランド配線のインダクタンス
Lを低減させる。また、プリント基板5内に設けられて
いるグランド層6によって、パッケージ全体がマイクロ
ストリップ構造となるため、フィルムキャリアテープ上
の銅箔配線のインダクタンスも低減される。
通常の3層1メタル構成のテープとして製造される。ま
た、前記プリント基板5も通常の、例えばプリント配線
基板の製造方法で製造される。また、フィルムキャリア
テープ1の前記グランド用ランド3bはデバイスホール
12の近くの、例えば1mm以内の位置に配置し、この
グランド用ランド3bに対応してプリント基板5のラン
ド7bを配置し、前記接着剤11で電気的に相互接続す
ることにより、電気的にグランド配線のインダクタンス
Lを低減させる。また、プリント基板5内に設けられて
いるグランド層6によって、パッケージ全体がマイクロ
ストリップ構造となるため、フィルムキャリアテープ上
の銅箔配線のインダクタンスも低減される。
【0012】したがって、この構造のBGAパッケージ
では、プリント基板5に形成されているグランド層6の
グランド接続効果により、前記したランド7bや銅箔配
線でのインダクタンスが低減されることにより、例えば
動作周波数が100〜300MHZ のICチップを搭載
することが可能となる。また、その一方で、フィルムキ
ャリアテープは、3層1メタル構成のテープとして構成
されているため、2層2メタル構成のテープのような製
造工数の増大がなく、低コストにかつ容易に製造するこ
とができる。なお、プリント基板5は、前記したように
既存のプリント配線基板を製造する技術がそのまま利用
できるため、低コストに製造することができることは言
うまでもない。また、フィルムキャリアテープ1とプリ
ント基板5とを接着剤11で接着する工程は増えること
になるが、この工程はICチップ13に対してフィルム
キャリアテープ1のILB4を接続する工程と同時に行
うことができるため、実質的に工程数が増大されること
はない。
では、プリント基板5に形成されているグランド層6の
グランド接続効果により、前記したランド7bや銅箔配
線でのインダクタンスが低減されることにより、例えば
動作周波数が100〜300MHZ のICチップを搭載
することが可能となる。また、その一方で、フィルムキ
ャリアテープは、3層1メタル構成のテープとして構成
されているため、2層2メタル構成のテープのような製
造工数の増大がなく、低コストにかつ容易に製造するこ
とができる。なお、プリント基板5は、前記したように
既存のプリント配線基板を製造する技術がそのまま利用
できるため、低コストに製造することができることは言
うまでもない。また、フィルムキャリアテープ1とプリ
ント基板5とを接着剤11で接着する工程は増えること
になるが、この工程はICチップ13に対してフィルム
キャリアテープ1のILB4を接続する工程と同時に行
うことができるため、実質的に工程数が増大されること
はない。
【0013】図2は本発明の第2の実施形態を示す断面
図である。同図において図1の実施形態と等価な部分に
は同一符号を付してあり、その詳細な説明は省略する。
この実施形態では、フィルムキャリアテープ1の裏面に
ヒートスプレッタ16を接着剤17で接着し、かつこの
ヒートスプレッタ16に設けられた凹部内にICチップ
13を内装し、フィルムキャリアテープ1のILB4に
接続し、封止樹脂14で封止している。また、前記フィ
ルムキャリアテープ1に対して異方性導電接着剤11に
より接着されるプリント基板5は、フィルムキャリアテ
ープ1のランド3a,3bにランド7a,7bが電気的
に接続される。また、プリント基板5には、前記ICチ
ップ13に対向する位置にエアホール18が開口されて
おり、前記封止樹脂14の表面に沿って設けた空隙を外
部に連通させ、放熱性を高めている。
図である。同図において図1の実施形態と等価な部分に
は同一符号を付してあり、その詳細な説明は省略する。
この実施形態では、フィルムキャリアテープ1の裏面に
ヒートスプレッタ16を接着剤17で接着し、かつこの
ヒートスプレッタ16に設けられた凹部内にICチップ
13を内装し、フィルムキャリアテープ1のILB4に
接続し、封止樹脂14で封止している。また、前記フィ
ルムキャリアテープ1に対して異方性導電接着剤11に
より接着されるプリント基板5は、フィルムキャリアテ
ープ1のランド3a,3bにランド7a,7bが電気的
に接続される。また、プリント基板5には、前記ICチ
ップ13に対向する位置にエアホール18が開口されて
おり、前記封止樹脂14の表面に沿って設けた空隙を外
部に連通させ、放熱性を高めている。
【0014】この第2の実施形態においても、プリント
基板5に形成されているグランド層6のグランド接続効
果により、前記したランド7bや銅箔配線でのインダク
タンスが低減されることにより、例えば動作周波数が1
00〜300MHZ のICチップを搭載することが可能
となる。また、その一方で、フィルムキャリアテープ1
は、3層1メタル構成のテープとして構成されているた
め、2層2メタル構成のテープのような製造工数の増大
がなく、低コストにかつ容易に製造することができる。
また、この実施形態では、ヒートスプレッタ16やエア
ホール18によりICチップ13の放熱性を高めること
ができ、大電力化に適応することも可能である。
基板5に形成されているグランド層6のグランド接続効
果により、前記したランド7bや銅箔配線でのインダク
タンスが低減されることにより、例えば動作周波数が1
00〜300MHZ のICチップを搭載することが可能
となる。また、その一方で、フィルムキャリアテープ1
は、3層1メタル構成のテープとして構成されているた
め、2層2メタル構成のテープのような製造工数の増大
がなく、低コストにかつ容易に製造することができる。
また、この実施形態では、ヒートスプレッタ16やエア
ホール18によりICチップ13の放熱性を高めること
ができ、大電力化に適応することも可能である。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、グランド
層を有するプリント基板に、ICチップ接続リードを有
するフィルムキャリアテープを異方性導電接着剤により
接着し、この接着剤によりプリント基板とフィルムキャ
リアテープの各ランドを相互に電気接続し、かつICチ
ップを搭載しているので、プリント基板に設けられたグ
ランド層によってインダクタンスが低減でき、動作周波
数の高いICチップの搭載が可能となる。また、フィル
ムキャリアテープは、グランド層が存在していない3層
1メタル構造で構成できるため、製造コストが低く、安
価なフィルムキャリアテープを用いたBGA型半導体装
置の実現が可能となる。
層を有するプリント基板に、ICチップ接続リードを有
するフィルムキャリアテープを異方性導電接着剤により
接着し、この接着剤によりプリント基板とフィルムキャ
リアテープの各ランドを相互に電気接続し、かつICチ
ップを搭載しているので、プリント基板に設けられたグ
ランド層によってインダクタンスが低減でき、動作周波
数の高いICチップの搭載が可能となる。また、フィル
ムキャリアテープは、グランド層が存在していない3層
1メタル構造で構成できるため、製造コストが低く、安
価なフィルムキャリアテープを用いたBGA型半導体装
置の実現が可能となる。
【図1】本発明の第1の実施形態の断面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態の断面図である。
【図3】従来の半導体装置の一例の断面図である。
【図4】従来の半導体装置の他の例の断面図である。
【符号の説明】 1 フィルムチップキャリア 3a,3b ランド 4 ILB 5 プリント基板 6 グランド層 7a,7b,8 ランド 10 半田バンプ 11 異方性導電接着剤 13 ICチップ 16 ヒートスプレッタ 18 エアホール
Claims (5)
- 【請求項1】 表面に金属箔配線が形成され、この金属
配線によってICチップ接続リードとランドとが形成さ
れたフィルムキャリアテープと、内部にグランド層が形
成され、その表裏面にそれぞれ互いに電気接続されたラ
ンドが形成されているプリント基板と、前記フィルムキ
ャリアテープとプリント基板の各表面を接着しかつそれ
ぞれのランドを相互に電気接続する異方性導電接着剤
と、前記フィルムキャリアテープに設けられたデバイス
ホール内に内装され前記接続リードに電気接続されるI
Cチップと、前記プリント基板の裏面のランドに形成さ
れた金属バンプとを備えることを特徴とするフィルムキ
ャリアテープを用いたBGA型半導体装置。 - 【請求項2】 前記フィルムキャリアテープは、表面に
設けられた金属箔配線の一部がソルダレジストで被覆さ
れ、このソルダレジスト間に露呈される前記金属箔配線
によって前記ランドが構成される請求項1に記載のフィ
ルムキャリアテープを用いたBGA型半導体装置。 - 【請求項3】 前記フィルムキャリアテープの表面のラ
ンドと、前記プリント基板の表面のランドとは対向配置
され、前記異方性導電接着剤により対向するランド同士
が電気接続される請求項1または2に記載のフィルムキ
ャリアを用いたBGA型半導体装置。 - 【請求項4】 前記フィルムキャリアテープの裏面にヒ
ートスプレッタが接着され、前記ICチップはこのヒー
トスプレッタにより覆われている請求項1ないし3のい
ずれかに記載のフィルムキャリアを用いたBGA型半導
体装置。 - 【請求項5】 前記プリント基板には、ICチップに対
向する位置にエアホールが開口されている請求項4に記
載のフィルムキャリアを用いたBGA型半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18475997A JP3024596B2 (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | フィルムキャリアテープを用いたbga型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18475997A JP3024596B2 (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | フィルムキャリアテープを用いたbga型半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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ID=16158845
Family Applications (1)
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-
1997
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