JPH08172142A - 半導体パッケージ及びその製造方法並びに半導体装置 - Google Patents
半導体パッケージ及びその製造方法並びに半導体装置Info
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- JPH08172142A JPH08172142A JP6313340A JP31334094A JPH08172142A JP H08172142 A JPH08172142 A JP H08172142A JP 6313340 A JP6313340 A JP 6313340A JP 31334094 A JP31334094 A JP 31334094A JP H08172142 A JPH08172142 A JP H08172142A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱放散性および電気的特性、保形性に優れ、
実装基板への実装が確実にできる信頼性の高い半導体パ
ッケージ、半導体装置を得る。 【構成】 金属の基板をパッケージの基板20として使
用し、前記基板20の片面上に電気的絶縁層22を介し
て配線パターン24が被着形成され、前記配線パターン
24を形成した基板面側に前記基板20とともに前記配
線パターン24及び前記電気的絶縁層22が一体にしぼ
り加工されて半導体チップを搭載する収納穴26が形成
されて成ることを特徴とする。
実装基板への実装が確実にできる信頼性の高い半導体パ
ッケージ、半導体装置を得る。 【構成】 金属の基板をパッケージの基板20として使
用し、前記基板20の片面上に電気的絶縁層22を介し
て配線パターン24が被着形成され、前記配線パターン
24を形成した基板面側に前記基板20とともに前記配
線パターン24及び前記電気的絶縁層22が一体にしぼ
り加工されて半導体チップを搭載する収納穴26が形成
されて成ることを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体パッケージ及びそ
の製造方法並びに半導体装置に関し、より詳細には半導
体チップを収納する収納穴を有する半導体パッケージで
熱放散性、電気的特性、信頼性に優れた製品及びその好
適な製造方法に関する。
の製造方法並びに半導体装置に関し、より詳細には半導
体チップを収納する収納穴を有する半導体パッケージで
熱放散性、電気的特性、信頼性に優れた製品及びその好
適な製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ICの急速な高速化、高機能化に
ともない小型かつ多ピンで安価な、しかも信頼性の高い
ICパッケージが求められている。これに対し、PG
A、QFP、BGAなど種々のパッケージが開発されて
きた。これらの半導体パッケージのうち表面実装タイプ
の製品で比較的低コストで製造でき、多ピン化を容易に
図ることができる製品として外部接続端子としてはんだ
ボールを用いたBGAがある。図11はキャビティダウ
ン型のBGAの従来例を示すが、この製品では薄型化を
図るため基板5に半導体チップを収納するための収納穴
6を設け、収納穴6の周囲にはんだボール7を接合して
いる。
ともない小型かつ多ピンで安価な、しかも信頼性の高い
ICパッケージが求められている。これに対し、PG
A、QFP、BGAなど種々のパッケージが開発されて
きた。これらの半導体パッケージのうち表面実装タイプ
の製品で比較的低コストで製造でき、多ピン化を容易に
図ることができる製品として外部接続端子としてはんだ
ボールを用いたBGAがある。図11はキャビティダウ
ン型のBGAの従来例を示すが、この製品では薄型化を
図るため基板5に半導体チップを収納するための収納穴
6を設け、収納穴6の周囲にはんだボール7を接合して
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】PGAあるいは上記の
BGA製品等のようにパッケージの基板で半導体チップ
を支持するタイプの半導体パッケージでは、ICの高速
化にともない高い放熱性が要求される場合はキャビティ
ダウンの構造が必要となり、半導体チップを収納する収
納穴を基板に設けるようにする。これらのパッケージの
製造にあたってはセラミックグリーンシートを多層形成
して収納穴を設けたり、プリント基板を貼り合わせある
いはざぐり加工して収納穴を設けている。
BGA製品等のようにパッケージの基板で半導体チップ
を支持するタイプの半導体パッケージでは、ICの高速
化にともない高い放熱性が要求される場合はキャビティ
ダウンの構造が必要となり、半導体チップを収納する収
納穴を基板に設けるようにする。これらのパッケージの
製造にあたってはセラミックグリーンシートを多層形成
して収納穴を設けたり、プリント基板を貼り合わせある
いはざぐり加工して収納穴を設けている。
【0004】したがって、このような半導体パッケージ
を製造する際に従来は大変に製造工数がかかり工法が複
雑になるという問題があった。また、比較的材料コスト
が安いプリント基板を使用した製品では基板からの熱放
散性及び信頼性が劣るといった問題点があった。本発明
はこれら問題点を解消すべくなされたものであり、その
目的とするところは、半導体チップを収納するための収
納穴を削り出しあるいは貼り合わせといった手段によら
ずに形成できて製造が容易であり、これによって製造コ
ストを下げることができるとともに、熱放散性及び電気
的特性等のパッケージの特性面でも優れ、かつ構造が簡
素であることから信頼性の高い半導体パッケージ及びそ
の製造方法並びに半導体装置を提供しようとするもので
ある。
を製造する際に従来は大変に製造工数がかかり工法が複
雑になるという問題があった。また、比較的材料コスト
が安いプリント基板を使用した製品では基板からの熱放
散性及び信頼性が劣るといった問題点があった。本発明
はこれら問題点を解消すべくなされたものであり、その
目的とするところは、半導体チップを収納するための収
納穴を削り出しあるいは貼り合わせといった手段によら
ずに形成できて製造が容易であり、これによって製造コ
ストを下げることができるとともに、熱放散性及び電気
的特性等のパッケージの特性面でも優れ、かつ構造が簡
素であることから信頼性の高い半導体パッケージ及びそ
の製造方法並びに半導体装置を提供しようとするもので
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、金属の基板をパ
ッケージの基板として使用し、前記基板の片面上に電気
的絶縁層を介して配線パターンが被着形成され、前記配
線パターンを形成した基板面側に前記基板とともに前記
配線パターン及び前記電気的絶縁層が一体にしぼり加工
されて半導体チップを搭載する収納穴が形成されて成る
ことを特徴とする。また、前記配線パターンと電気的に
接続して前記基板の外周エリアに外部接続端子が取り付
けられてなることを特徴とする。また、前記収納穴を囲
んで前記配線パターンのインナーリードが配置されて成
ることを特徴とする。また、前記収納穴の周囲に前記電
気的絶縁層を介して配線パターンが設けられた段差部が
少なくとも1段形成されたことを特徴とする。また、前
記配線パターンは電気的絶縁層を介して複数層に形成さ
れたものであることを特徴とする。また、半導体パッケ
ージの製造方法として、パッケージの基板として使用す
る金属の基板の片面上に電気的絶縁層を介して所定パタ
ーンで配線パターンを形成し、前記基板とともに前記配
線パターン及び前記電気的絶縁層を一体にしぼり加工し
て、前記配線パターンを設けた前記基板の基板面側に半
導体チップを搭載する収納孔を形成することを特徴とす
る。また、前記基板上に配線パターンを形成した後、前
記電気的絶縁層のみを消失させるレーザ光を用いてスル
ーホール形成用の貫通孔を設け、該貫通孔にスルーホー
ルめっきを施して層間の配線パターンあるいは前記基板
と配線パターンとを電気的に接続することを特徴とす
る。また、半導体装置において、前記半導体パッケージ
の収納穴内に半導体チップが搭載され、半導体チップと
前記配線パターンとが電気的に接続され、前記半導体チ
ップがポッティング、トランスファモールドまたはキャ
ップにより封止されて成ることを特徴とする。
するため次の構成を備える。すなわち、金属の基板をパ
ッケージの基板として使用し、前記基板の片面上に電気
的絶縁層を介して配線パターンが被着形成され、前記配
線パターンを形成した基板面側に前記基板とともに前記
配線パターン及び前記電気的絶縁層が一体にしぼり加工
されて半導体チップを搭載する収納穴が形成されて成る
ことを特徴とする。また、前記配線パターンと電気的に
接続して前記基板の外周エリアに外部接続端子が取り付
けられてなることを特徴とする。また、前記収納穴を囲
んで前記配線パターンのインナーリードが配置されて成
ることを特徴とする。また、前記収納穴の周囲に前記電
気的絶縁層を介して配線パターンが設けられた段差部が
少なくとも1段形成されたことを特徴とする。また、前
記配線パターンは電気的絶縁層を介して複数層に形成さ
れたものであることを特徴とする。また、半導体パッケ
ージの製造方法として、パッケージの基板として使用す
る金属の基板の片面上に電気的絶縁層を介して所定パタ
ーンで配線パターンを形成し、前記基板とともに前記配
線パターン及び前記電気的絶縁層を一体にしぼり加工し
て、前記配線パターンを設けた前記基板の基板面側に半
導体チップを搭載する収納孔を形成することを特徴とす
る。また、前記基板上に配線パターンを形成した後、前
記電気的絶縁層のみを消失させるレーザ光を用いてスル
ーホール形成用の貫通孔を設け、該貫通孔にスルーホー
ルめっきを施して層間の配線パターンあるいは前記基板
と配線パターンとを電気的に接続することを特徴とす
る。また、半導体装置において、前記半導体パッケージ
の収納穴内に半導体チップが搭載され、半導体チップと
前記配線パターンとが電気的に接続され、前記半導体チ
ップがポッティング、トランスファモールドまたはキャ
ップにより封止されて成ることを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明に係る半導体パッケージはパッケージの
基板に金属板を使用し、基板上に電気的絶縁層を介して
配線パターンを形成するとともに、電気的絶縁層および
配線パターンと一体に基板をしぼり加工することにより
半導体チップの収納穴を形成して得られる。基板は一体
のしぼり加工によって形成されることから熱放散性およ
び電気的特性、保形性の優れた半導体パッケージとして
得ることができ、またしぼり加工によって所定の成形精
度を有する半導体パッケージとして得ることができる。
パッケージの基板は大容量のグランド回路として使用す
ることができ、裏面に貫通するスルーホールを設けずに
一体形成することにより基板側からの水分の侵入を効果
的に防止する。また、半導体チップと外部接続端子とを
接続する回路長を短くすることができる。半導体装置は
ポッティング、トランスファモールド、キャップ封止に
よって半導体チップの封止が好適になされ、熱放散性、
電気的特性の優れた信頼性の高い半導体装置として提供
することができる。
基板に金属板を使用し、基板上に電気的絶縁層を介して
配線パターンを形成するとともに、電気的絶縁層および
配線パターンと一体に基板をしぼり加工することにより
半導体チップの収納穴を形成して得られる。基板は一体
のしぼり加工によって形成されることから熱放散性およ
び電気的特性、保形性の優れた半導体パッケージとして
得ることができ、またしぼり加工によって所定の成形精
度を有する半導体パッケージとして得ることができる。
パッケージの基板は大容量のグランド回路として使用す
ることができ、裏面に貫通するスルーホールを設けずに
一体形成することにより基板側からの水分の侵入を効果
的に防止する。また、半導体チップと外部接続端子とを
接続する回路長を短くすることができる。半導体装置は
ポッティング、トランスファモールド、キャップ封止に
よって半導体チップの封止が好適になされ、熱放散性、
電気的特性の優れた信頼性の高い半導体装置として提供
することができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて説明する。図1は本発明に係る半導体パッケージ
の一実施例の構成及びこの半導体パッケージに半導体チ
ップ10を搭載した半導体装置を示す。実施例の半導体
パッケージはパッケージの基板20として金属の板体を
使用し、この基板20上に電気的絶縁層22を介して配
線パターン24を形成したことを特徴とし、基板20を
しぼり加工して半導体チップ10の収納穴26を形成す
る際に同時に電気的絶縁層22と配線パターン24とを
しぼり加工して成ることを特徴とする。
づいて説明する。図1は本発明に係る半導体パッケージ
の一実施例の構成及びこの半導体パッケージに半導体チ
ップ10を搭載した半導体装置を示す。実施例の半導体
パッケージはパッケージの基板20として金属の板体を
使用し、この基板20上に電気的絶縁層22を介して配
線パターン24を形成したことを特徴とし、基板20を
しぼり加工して半導体チップ10の収納穴26を形成す
る際に同時に電気的絶縁層22と配線パターン24とを
しぼり加工して成ることを特徴とする。
【0008】図2に上記実施例での基板20、電気的絶
縁層22、配線パターン24等の構成を拡大して示す。
電気的絶縁層22は基板20上で半導体チップ10を搭
載する収納穴26の外側部分に被着形成され、配線パタ
ーン24はこの電気的絶縁層22の表面に被着形成され
ている。28は基板20の外周エリアに接合された外部
接続端子である。実施例では外部接続端子28としては
んだボールを接合している。
縁層22、配線パターン24等の構成を拡大して示す。
電気的絶縁層22は基板20上で半導体チップ10を搭
載する収納穴26の外側部分に被着形成され、配線パタ
ーン24はこの電気的絶縁層22の表面に被着形成され
ている。28は基板20の外周エリアに接合された外部
接続端子である。実施例では外部接続端子28としては
んだボールを接合している。
【0009】半導体チップ10を収納する収納穴26は
上述したように電気的絶縁層22および配線パターン2
4とともに基板20をしぼり加工して形成するが、実施
例では半導体チップ10を接合する最下面と外部接続端
子28を接合する接合面30との中間に2段の段差部、
すなわち第1段差部32aおよび第2段差部32bを形
成している。第1段差部および第2段差部は基板20を
立ち上がり形状に形成した立ち上がり面と半導体チップ
10とワイヤボンディングによって接続する平坦面とに
よって形成される。電気的絶縁層22および配線パター
ン24はこれらの第1段差部32aおよび第2段差部3
2bの形状にならって曲げ形成されている。
上述したように電気的絶縁層22および配線パターン2
4とともに基板20をしぼり加工して形成するが、実施
例では半導体チップ10を接合する最下面と外部接続端
子28を接合する接合面30との中間に2段の段差部、
すなわち第1段差部32aおよび第2段差部32bを形
成している。第1段差部および第2段差部は基板20を
立ち上がり形状に形成した立ち上がり面と半導体チップ
10とワイヤボンディングによって接続する平坦面とに
よって形成される。電気的絶縁層22および配線パター
ン24はこれらの第1段差部32aおよび第2段差部3
2bの形状にならって曲げ形成されている。
【0010】図3に上記実施例の半導体パッケージの上
面図を示す。半導体パッケージは平面形状の外形が正方
形状に形成され、中央部に半導体チップ10を搭載する
収納穴26が凹み状に形成される。配線パターン24は
収納穴26を囲むように配置され、収納穴26の周縁か
ら基板20の外縁に向けて放射状に形成される。収納穴
26の底面はしぼり加工により図1、2に示すように平
坦面に形成され、外部接続端子28を接続する接合面3
0も平坦面に形成される。
面図を示す。半導体パッケージは平面形状の外形が正方
形状に形成され、中央部に半導体チップ10を搭載する
収納穴26が凹み状に形成される。配線パターン24は
収納穴26を囲むように配置され、収納穴26の周縁か
ら基板20の外縁に向けて放射状に形成される。収納穴
26の底面はしぼり加工により図1、2に示すように平
坦面に形成され、外部接続端子28を接続する接合面3
0も平坦面に形成される。
【0011】基板10には適宜金属材料が使用できる
が、熱放散性、電気的特性及び展性等から銅あるいは銅
合金材、アルミニウム材が好適に使用できる。銅合金材
は熱放散性等の特性面の他しぼり加工等の加工面からも
有効である。また、基板10の厚さも適宜選択して使用
すればよい。基板10に使用する銅板としては0.2m
m〜1.2mm程度の厚さのものが使用できる。また、
電気的絶縁層22も所定の電気的絶縁性を有ししぼり加
工に適する素材であればとくに限定されない。ポリイミ
ドは耐熱性および電気的絶縁性で優れており電気的絶縁
層22の素材として有効である。
が、熱放散性、電気的特性及び展性等から銅あるいは銅
合金材、アルミニウム材が好適に使用できる。銅合金材
は熱放散性等の特性面の他しぼり加工等の加工面からも
有効である。また、基板10の厚さも適宜選択して使用
すればよい。基板10に使用する銅板としては0.2m
m〜1.2mm程度の厚さのものが使用できる。また、
電気的絶縁層22も所定の電気的絶縁性を有ししぼり加
工に適する素材であればとくに限定されない。ポリイミ
ドは耐熱性および電気的絶縁性で優れており電気的絶縁
層22の素材として有効である。
【0012】図1は上記半導体パッケージに半導体チッ
プ10を搭載し、ポッティング樹脂36で半導体チップ
10を封止した後、第2段差部32bの平坦面の部位に
キャップ38をシールして接合した状態である。キャッ
プ38として金属キャップを使用すると半導体装置は金
属製の基板20およびキャップ38によって外面が覆わ
れるから優れた熱放散性を発揮することができるととも
に、外部からパッケージ内へ水分が侵入することを有効
に防止できてパッケージの信頼性を高めることができ
る。また、外面が金属で覆われることによりパッケージ
の電磁シールドが有効になされるといった効果を有す
る。
プ10を搭載し、ポッティング樹脂36で半導体チップ
10を封止した後、第2段差部32bの平坦面の部位に
キャップ38をシールして接合した状態である。キャッ
プ38として金属キャップを使用すると半導体装置は金
属製の基板20およびキャップ38によって外面が覆わ
れるから優れた熱放散性を発揮することができるととも
に、外部からパッケージ内へ水分が侵入することを有効
に防止できてパッケージの信頼性を高めることができ
る。また、外面が金属で覆われることによりパッケージ
の電磁シールドが有効になされるといった効果を有す
る。
【0013】半導体チップ10と配線パターン24との
電気的接続は基板10の第1段差部32a上に設ける配
線パターン24にボンディング部を設け、半導体チップ
10とボンディング部とをワイヤボンディングによって
接続することによる。もちろん、ワイヤボンディングの
かわりにTABテープを用いて半導体チップ10と配線
パターンとを接続してもよい。なお、第1段差部32a
と第2段差部32bの中間の立ち上がり面はポッティン
グ樹脂36をポッティングする際のダムとして作用す
る。
電気的接続は基板10の第1段差部32a上に設ける配
線パターン24にボンディング部を設け、半導体チップ
10とボンディング部とをワイヤボンディングによって
接続することによる。もちろん、ワイヤボンディングの
かわりにTABテープを用いて半導体チップ10と配線
パターンとを接続してもよい。なお、第1段差部32a
と第2段差部32bの中間の立ち上がり面はポッティン
グ樹脂36をポッティングする際のダムとして作用す
る。
【0014】図4は基板20に配線パターン24を形成
し、しぼり加工によって半導体パッケージを製造する一
実施例を示す。図4(a) はパッケージの基板20となる
板材を示す。実施例では基板20として0.3mm厚の
銅板を使用した。この基板20に回路形成するため、未
硬化のポリイミドフィルム(厚さ50μm)40を用い
て基板20に銅箔42を接着し、キュアして硬化させた
(図4(b) )。ポリイミドフィルム40および銅箔42
には半導体チップ10を搭載する収納穴の形状に合わせ
て矩形穴を形成しておき、収納穴部分で基板20が露出
するようにする。
し、しぼり加工によって半導体パッケージを製造する一
実施例を示す。図4(a) はパッケージの基板20となる
板材を示す。実施例では基板20として0.3mm厚の
銅板を使用した。この基板20に回路形成するため、未
硬化のポリイミドフィルム(厚さ50μm)40を用い
て基板20に銅箔42を接着し、キュアして硬化させた
(図4(b) )。ポリイミドフィルム40および銅箔42
には半導体チップ10を搭載する収納穴の形状に合わせ
て矩形穴を形成しておき、収納穴部分で基板20が露出
するようにする。
【0015】電気的絶縁層22として使用するポリイミ
ドフィルム40の厚さはとくに限定されないが、確実な
電気的絶縁性が保持できるようピンホール等のないフィ
ルムを使用することが必要である。ポリイミドフィルム
を使用する場合は10μm程度の薄厚のフィルムであっ
ても十分な電気的絶縁性を得ることができる。金属の基
板20の厚さに比して電気的絶縁層22を薄くできるこ
とから基板20と電気的絶縁層22の熱膨張率の差によ
る曲がりがほとんど発生しないという利点がある。な
お、薄厚のフィルムを使用することによってパッケージ
内のアースと電源間に回路部品としてのコンデンサを一
体で組み込み形成することが可能である。
ドフィルム40の厚さはとくに限定されないが、確実な
電気的絶縁性が保持できるようピンホール等のないフィ
ルムを使用することが必要である。ポリイミドフィルム
を使用する場合は10μm程度の薄厚のフィルムであっ
ても十分な電気的絶縁性を得ることができる。金属の基
板20の厚さに比して電気的絶縁層22を薄くできるこ
とから基板20と電気的絶縁層22の熱膨張率の差によ
る曲がりがほとんど発生しないという利点がある。な
お、薄厚のフィルムを使用することによってパッケージ
内のアースと電源間に回路部品としてのコンデンサを一
体で組み込み形成することが可能である。
【0016】次に、銅箔42をエッチングして配線パタ
ーン24を形成する(図4(c) )。配線パターン24に
はボンディング部、外部接続端子との接続部等の所要パ
ターンを設ける。配線パターン24は銅箔42をエッチ
ングして形成するから、きわめて微細なパターンであっ
ても容易に形成できるという利点がある。次いで、配線
パターン24に保護めっきとしてニッケルめっき及び金
めっきを施し、基板20をしぼり加工して半導体チップ
の収納穴26と段差部を形成する。図4(d) にしぼり加
工した状態を示す。
ーン24を形成する(図4(c) )。配線パターン24に
はボンディング部、外部接続端子との接続部等の所要パ
ターンを設ける。配線パターン24は銅箔42をエッチ
ングして形成するから、きわめて微細なパターンであっ
ても容易に形成できるという利点がある。次いで、配線
パターン24に保護めっきとしてニッケルめっき及び金
めっきを施し、基板20をしぼり加工して半導体チップ
の収納穴26と段差部を形成する。図4(d) にしぼり加
工した状態を示す。
【0017】本実施例のしぼり加工は通常のプレス金型
を用いる加工方法と同様の方法によるもので、所定の加
工工程を経て所定形状に成形する。収納穴26の大き
さ、深さ、段差部の高さ等は製品に応じて適宜設定す
る。しぼり加工によれば0.1〜1.5mm程度の段差
は容易に得ることができるから半導体チップの収納穴2
6を形成することは容易である。図4(d) では段差部は
1段であるが、二段以上の段差部を設けることももちろ
ん可能である。しぼり加工では加工金型によって形状を
規定するから収納穴26等の寸法精度は高度に設定する
ことができる。
を用いる加工方法と同様の方法によるもので、所定の加
工工程を経て所定形状に成形する。収納穴26の大き
さ、深さ、段差部の高さ等は製品に応じて適宜設定す
る。しぼり加工によれば0.1〜1.5mm程度の段差
は容易に得ることができるから半導体チップの収納穴2
6を形成することは容易である。図4(d) では段差部は
1段であるが、二段以上の段差部を設けることももちろ
ん可能である。しぼり加工では加工金型によって形状を
規定するから収納穴26等の寸法精度は高度に設定する
ことができる。
【0018】しぼり加工を施すことによって収納穴26
の周縁部等で基板20の伸び、配線パターン24の伸び
等の変位が生じるが、これらの変位は僅かである。ま
た、配線パターン24を形成する際にはこれらの伸び、
変形等を考慮してあらかじめパターンをデザインするよ
うにすればよい。しぼり加工を施した後、、配線パター
ン24のアウターリード部にはんだボール等の外部接続
端子を取り付けて半導体パッケージ製品とする。なお、
製品によってはパッケージ段階ではんだボールを取り付
けず、半導体チップ10を搭載した後にはんだボールを
取り付けるようにしてもよい。実施例の電気的絶縁層2
2は耐熱性が高いから高温はんだを用いてあらかじめは
んだボールを取り付けることが可能である。
の周縁部等で基板20の伸び、配線パターン24の伸び
等の変位が生じるが、これらの変位は僅かである。ま
た、配線パターン24を形成する際にはこれらの伸び、
変形等を考慮してあらかじめパターンをデザインするよ
うにすればよい。しぼり加工を施した後、、配線パター
ン24のアウターリード部にはんだボール等の外部接続
端子を取り付けて半導体パッケージ製品とする。なお、
製品によってはパッケージ段階ではんだボールを取り付
けず、半導体チップ10を搭載した後にはんだボールを
取り付けるようにしてもよい。実施例の電気的絶縁層2
2は耐熱性が高いから高温はんだを用いてあらかじめは
んだボールを取り付けることが可能である。
【0019】上記実施例では基板20上に回路パターン
を形成する方法として未硬化のポリイミドフィルム40
によって銅箔42を基板20に貼着したが、ポリイミド
フィルム40を貼着するかわりに電気的絶縁性を有する
材料を基板20上にコーティングするといった方法で電
気的絶縁層22を設け、その上に蒸着法、イオンプレー
ティング法、スパッタリング法、めっき等で成膜して金
属層を形成することも可能である。
を形成する方法として未硬化のポリイミドフィルム40
によって銅箔42を基板20に貼着したが、ポリイミド
フィルム40を貼着するかわりに電気的絶縁性を有する
材料を基板20上にコーティングするといった方法で電
気的絶縁層22を設け、その上に蒸着法、イオンプレー
ティング法、スパッタリング法、めっき等で成膜して金
属層を形成することも可能である。
【0020】図5は半導体パッケージの第2実施例で、
第1段差部32aと第2段差部32bの各々にボンディ
ング部を設け、各々の平坦面に設けたボンディング部と
半導体チップ10とをワイヤボンディングにより接続し
たものである。このようにボンディング部を複数段に設
けることでボンディング部の配置スペースに余裕をもた
せることが可能になる。
第1段差部32aと第2段差部32bの各々にボンディ
ング部を設け、各々の平坦面に設けたボンディング部と
半導体チップ10とをワイヤボンディングにより接続し
たものである。このようにボンディング部を複数段に設
けることでボンディング部の配置スペースに余裕をもた
せることが可能になる。
【0021】図6は上記第2実施例で第1段差部32a
と第2段差部32bの各々のボンディング部の平面配置
を示す。このようにボンディング部を第1段差部32a
と第2段差部32bで交互に配置することによって限ら
れた面積内で必要なボンディング面積を確保することが
できる。なお、図5に示す実施例ではキャップ38は外
部接続端子28の接合面に取り付けている。
と第2段差部32bの各々のボンディング部の平面配置
を示す。このようにボンディング部を第1段差部32a
と第2段差部32bで交互に配置することによって限ら
れた面積内で必要なボンディング面積を確保することが
できる。なお、図5に示す実施例ではキャップ38は外
部接続端子28の接合面に取り付けている。
【0022】図7は半導体パッケージの第3実施例で、
半導体チップ10を搭載する収納穴26の底面上まで配
線パターン24を延出し収納穴26の底面上に設けたボ
ンディング部と半導体チップ10とをワイヤボンディン
グによって接続したものである。上記の実施例のように
段差部上にボンディング部を配置したパッケージの場合
には段差部の立ち上がり部が傾斜面になるために半導体
チップ10とボンディング部との距離がある程度離れて
しまうのに対して、本実施例のように収納穴26の底面
上にまで配線パターン24を延出させると半導体チップ
10とボンディング部とを接近させることができワイヤ
長を短くできるという利点がある。また、本実施例の構
成の場合は基板20をしぼり加工する際に段差の立ち上
がり部の傾斜をきつくする必要がなくなり、しぼり加工
による基板20の伸びおよび変位等を小さく抑えること
ができるという利点がある。
半導体チップ10を搭載する収納穴26の底面上まで配
線パターン24を延出し収納穴26の底面上に設けたボ
ンディング部と半導体チップ10とをワイヤボンディン
グによって接続したものである。上記の実施例のように
段差部上にボンディング部を配置したパッケージの場合
には段差部の立ち上がり部が傾斜面になるために半導体
チップ10とボンディング部との距離がある程度離れて
しまうのに対して、本実施例のように収納穴26の底面
上にまで配線パターン24を延出させると半導体チップ
10とボンディング部とを接近させることができワイヤ
長を短くできるという利点がある。また、本実施例の構
成の場合は基板20をしぼり加工する際に段差の立ち上
がり部の傾斜をきつくする必要がなくなり、しぼり加工
による基板20の伸びおよび変位等を小さく抑えること
ができるという利点がある。
【0023】図8は半導体パッケージの第4実施例で、
配線パターン24の延出端を第2段差部32b上までで
止め、半導体チップ10に近接する第1段差部32aで
は基板20を露出させたままとし、基板20を接地電位
とすることで第1段差部32aへのボンディングで容易
に接地電位と接続できるようにしたものである。この半
導体パッケージは基板20の素材が金属であることから
基板20を容易に接地電位とすることができ、半導体チ
ップ10のアース接続が容易に可能になる。
配線パターン24の延出端を第2段差部32b上までで
止め、半導体チップ10に近接する第1段差部32aで
は基板20を露出させたままとし、基板20を接地電位
とすることで第1段差部32aへのボンディングで容易
に接地電位と接続できるようにしたものである。この半
導体パッケージは基板20の素材が金属であることから
基板20を容易に接地電位とすることができ、半導体チ
ップ10のアース接続が容易に可能になる。
【0024】図9は半導体パッケージの第5実施例で、
基板20上に設ける配線パターン24を多層形成したも
のである。配線パターン24は電気的絶縁層22a、2
2bを挟んで積層することによって図のように多層形成
することができる。実施例では第1段差部32aを基板
20の露出面とし、第2段差部32bを比較的広幅に形
成し第2段差部32b上で配線パターン24を2段に形
成している。したがって、ワイヤボンディング部は第1
段差部32aと第2段差部32bでの2段の配線パター
ン24の3段構成となる。基板20を接地電位、2段の
配線パターン24の第1段を信号ライン、第2段を電源
ラインとして使用することができる。
基板20上に設ける配線パターン24を多層形成したも
のである。配線パターン24は電気的絶縁層22a、2
2bを挟んで積層することによって図のように多層形成
することができる。実施例では第1段差部32aを基板
20の露出面とし、第2段差部32bを比較的広幅に形
成し第2段差部32b上で配線パターン24を2段に形
成している。したがって、ワイヤボンディング部は第1
段差部32aと第2段差部32bでの2段の配線パター
ン24の3段構成となる。基板20を接地電位、2段の
配線パターン24の第1段を信号ライン、第2段を電源
ラインとして使用することができる。
【0025】配線パターン24を多層形成したパッケー
ジで外部接続端子28としてはんだボールを接合する場
合、通常は表面層でスルーホール以外の配線パターン2
4に接合するが、本実施例のパッケージでは電気的絶縁
層22がきわめて薄く形成できるからブラインドスルー
ホールの部位にはんだボールを接合することも可能であ
る。スルーホールの高さを調整する必要がある場合は、
はんだボール用パッドの大きさを調整する等によればよ
い。
ジで外部接続端子28としてはんだボールを接合する場
合、通常は表面層でスルーホール以外の配線パターン2
4に接合するが、本実施例のパッケージでは電気的絶縁
層22がきわめて薄く形成できるからブラインドスルー
ホールの部位にはんだボールを接合することも可能であ
る。スルーホールの高さを調整する必要がある場合は、
はんだボール用パッドの大きさを調整する等によればよ
い。
【0026】また、基板20上に配線パターン24を多
層形成する場合、層間の電気的接続は図9に示すように
スルーホール23a、23bによって行うが、このよう
に基板20上に配線パターン24を多層形成するには次
の方法によるのが好適である。すなわち、前述した方法
と同様に基板20上にポリイミドフィルム等により電気
的絶縁層22a、22bを介して所定のパターンで配線
パターン24を多層形成し、キュアして電気的絶縁層2
2a、22bを硬化させる。次いで、多層形成したフィ
ルム面の上方からレーザ光を照射してスルーホールを形
成するための貫通孔を設ける。
層形成する場合、層間の電気的接続は図9に示すように
スルーホール23a、23bによって行うが、このよう
に基板20上に配線パターン24を多層形成するには次
の方法によるのが好適である。すなわち、前述した方法
と同様に基板20上にポリイミドフィルム等により電気
的絶縁層22a、22bを介して所定のパターンで配線
パターン24を多層形成し、キュアして電気的絶縁層2
2a、22bを硬化させる。次いで、多層形成したフィ
ルム面の上方からレーザ光を照射してスルーホールを形
成するための貫通孔を設ける。
【0027】配線パターン24でスルーホールを形成す
る部位はあらかじめ決められているから、表面層の配線
パターン24をエッチングしてパターン形成する際には
スルーホールを形成する部位は除去されている。したが
って、電気的絶縁層のみを消失させるレーザ光を用いる
ことにより電気的絶縁層の表面から下層の配線パターン
24あるいは基板20に通じる貫通孔を容易に形成する
ことができる。図9では表面層から最下層の基板20に
通じるスルーホール23aと中間の配線パターン24に
通じるスルーホール23bを示す。
る部位はあらかじめ決められているから、表面層の配線
パターン24をエッチングしてパターン形成する際には
スルーホールを形成する部位は除去されている。したが
って、電気的絶縁層のみを消失させるレーザ光を用いる
ことにより電気的絶縁層の表面から下層の配線パターン
24あるいは基板20に通じる貫通孔を容易に形成する
ことができる。図9では表面層から最下層の基板20に
通じるスルーホール23aと中間の配線パターン24に
通じるスルーホール23bを示す。
【0028】レーザ光を用いてスルーホール用の貫通孔
を形成する方法は、たとえば配線パターン24を多層形
成した後にドリルで貫通孔を孔あけする方法と比較する
と電気的絶縁層の厚さにばらつきがあっても下層の導体
層の位置まで正確にかつ能率的に貫通孔が形成できると
いう利点がある。貫通孔を形成した後は、従来方法と同
様にスルーホールめっきを施して下層の導体層と表面の
配線パターン24とを電気的に接続する。なお、レーザ
光を用いてスルーホールを形成する方法はもちろん単層
の配線パターン24を設ける場合にも適用できる。
を形成する方法は、たとえば配線パターン24を多層形
成した後にドリルで貫通孔を孔あけする方法と比較する
と電気的絶縁層の厚さにばらつきがあっても下層の導体
層の位置まで正確にかつ能率的に貫通孔が形成できると
いう利点がある。貫通孔を形成した後は、従来方法と同
様にスルーホールめっきを施して下層の導体層と表面の
配線パターン24とを電気的に接続する。なお、レーザ
光を用いてスルーホールを形成する方法はもちろん単層
の配線パターン24を設ける場合にも適用できる。
【0029】図10は半導体パッケージの第6実施例と
して、いわゆるフリップチップ法によって半導体チップ
10を搭載するパッケージとして構成した例を示す。こ
の実施例では基板20の外部接続端子28の接合面から
半導体チップ10の収納穴26の底面上まで電気的絶縁
層22および配線パターン24を延出して形成し、配線
パターン24のインナーリード部を半導体チップ10の
バンプ配置に合わせて形成する。これによって半導体チ
ップ10をフリップチップ法により搭載することができ
る。
して、いわゆるフリップチップ法によって半導体チップ
10を搭載するパッケージとして構成した例を示す。こ
の実施例では基板20の外部接続端子28の接合面から
半導体チップ10の収納穴26の底面上まで電気的絶縁
層22および配線パターン24を延出して形成し、配線
パターン24のインナーリード部を半導体チップ10の
バンプ配置に合わせて形成する。これによって半導体チ
ップ10をフリップチップ法により搭載することができ
る。
【0030】以上、半導体パッケージの実施例について
説明したが、本発明に係る半導体パッケージは金属板の
基板20をしぼり加工して形成することから、削り出し
あるいは貼り合わせによって収納穴を形成するといった
方法にくらべてはるかにパッケージの製造が容易にな
る。また、基板20をしぼり加工することによってパッ
ケージの保形性を向上させることができるという利点が
ある。すなわち、平板状の基板20をしぼり加工するこ
とによってパッケージの強度、とくに半導体チップ10
の搭載部分の強度を向上させることが可能になり、パッ
ケージの信頼性を向上させることが可能になる。
説明したが、本発明に係る半導体パッケージは金属板の
基板20をしぼり加工して形成することから、削り出し
あるいは貼り合わせによって収納穴を形成するといった
方法にくらべてはるかにパッケージの製造が容易にな
る。また、基板20をしぼり加工することによってパッ
ケージの保形性を向上させることができるという利点が
ある。すなわち、平板状の基板20をしぼり加工するこ
とによってパッケージの強度、とくに半導体チップ10
の搭載部分の強度を向上させることが可能になり、パッ
ケージの信頼性を向上させることが可能になる。
【0031】また一方、基板20で収納穴26の外周エ
リアで外部接続端子を取り付ける部分についてみると、
この外周エリア部分はしぼり加工を施した部位にくらべ
て柔軟性を有するが、このように基板20の外周部分が
柔軟性を有するということは半導体装置を実装した際に
パッケージと実装基板との間で生じる熱応力等を効果的
に逃がすことができる点で有効である。すなわち、実施
例の半導体パッケージは半導体チップを搭載する収納穴
26部分については堅固に形成されて半導体チップを確
実に支持することができ、実装基板との接続部分につい
ては若干の柔軟性を有することから曲がりによる変形応
力、熱応力等を逃がして信頼性の高い実装を行うことが
可能になる。
リアで外部接続端子を取り付ける部分についてみると、
この外周エリア部分はしぼり加工を施した部位にくらべ
て柔軟性を有するが、このように基板20の外周部分が
柔軟性を有するということは半導体装置を実装した際に
パッケージと実装基板との間で生じる熱応力等を効果的
に逃がすことができる点で有効である。すなわち、実施
例の半導体パッケージは半導体チップを搭載する収納穴
26部分については堅固に形成されて半導体チップを確
実に支持することができ、実装基板との接続部分につい
ては若干の柔軟性を有することから曲がりによる変形応
力、熱応力等を逃がして信頼性の高い実装を行うことが
可能になる。
【0032】また、上記のように基板20の保形性が良
好になることから基板20を薄厚の材料で形成すること
が可能になりパッケージの薄型化を図ることが可能にな
る。また、基板20に金属板を使用することとしぼり加
工によることから配線パターン24を形成する下地面の
平坦性が良好になり、基板20上に形成する電気的絶縁
層22や配線パターン24を薄くできる。これによって
微細パターンを形成することが容易になる。
好になることから基板20を薄厚の材料で形成すること
が可能になりパッケージの薄型化を図ることが可能にな
る。また、基板20に金属板を使用することとしぼり加
工によることから配線パターン24を形成する下地面の
平坦性が良好になり、基板20上に形成する電気的絶縁
層22や配線パターン24を薄くできる。これによって
微細パターンを形成することが容易になる。
【0033】また、実施例で示すように配線パターン2
4は基板20上で半導体チップを搭載する面側にのみ設
け、基板20の両面に配線パターンを設けて表裏面で配
線パターンを引き回すようにしないから半導体チップ1
0と外部接続端子28までの配線パターン24の長さを
短くできる。また、配線パターン24は基板20の片面
に設けて基板20にはスルーホールを設けないから基板
20の封止性が良好になり基板20側から水分が侵入し
たりすることを完全に防止することが可能になる。
4は基板20上で半導体チップを搭載する面側にのみ設
け、基板20の両面に配線パターンを設けて表裏面で配
線パターンを引き回すようにしないから半導体チップ1
0と外部接続端子28までの配線パターン24の長さを
短くできる。また、配線パターン24は基板20の片面
に設けて基板20にはスルーホールを設けないから基板
20の封止性が良好になり基板20側から水分が侵入し
たりすることを完全に防止することが可能になる。
【0034】なお、上述した半導体パッケージに半導体
チップ10を搭載して半導体装置とする場合は、前述し
たように半導体チップ10と配線パターン24とをワイ
ヤボンディングあるいはTABを使用し、あるいはフリ
ップチップ法で接続した後、ポッティング等で半導体チ
ップ10を封止し、キャップ38で封止するようにす
る。もちろん、ポッティング樹脂で封止するかわりにト
ランスファモールド法によって封止することも可能であ
り、ポッティングせずそのままキャップ38で封止する
こともできる。
チップ10を搭載して半導体装置とする場合は、前述し
たように半導体チップ10と配線パターン24とをワイ
ヤボンディングあるいはTABを使用し、あるいはフリ
ップチップ法で接続した後、ポッティング等で半導体チ
ップ10を封止し、キャップ38で封止するようにす
る。もちろん、ポッティング樹脂で封止するかわりにト
ランスファモールド法によって封止することも可能であ
り、ポッティングせずそのままキャップ38で封止する
こともできる。
【0035】得られた半導体装置はパッケージの基板2
0が金属板であることから、保形性に優れるとともに好
適な熱放散性を有する。図1に示すように基板20にじ
かに半導体チップ10を接合して搭載する場合は半導体
チップ10から基板20への熱伝導が効果的になされ、
基板20全体から熱放散する。もちろん、熱放散性をさ
らに高めるため基板20に放熱フィンを取り付けること
も可能である。
0が金属板であることから、保形性に優れるとともに好
適な熱放散性を有する。図1に示すように基板20にじ
かに半導体チップ10を接合して搭載する場合は半導体
チップ10から基板20への熱伝導が効果的になされ、
基板20全体から熱放散する。もちろん、熱放散性をさ
らに高めるため基板20に放熱フィンを取り付けること
も可能である。
【0036】また、本発明に係る半導体装置は配線パタ
ーン24の形状や配置等を適宜設定できるから製品に応
じて配線パターン24等を形成でき、種々の用途に応じ
た製品に適用することができる。たとえば、単体の半導
体チップを搭載するパッケージだけでなく、複数の半導
体チップを搭載するMCM用のパッケージにも適用する
ことができる。
ーン24の形状や配置等を適宜設定できるから製品に応
じて配線パターン24等を形成でき、種々の用途に応じ
た製品に適用することができる。たとえば、単体の半導
体チップを搭載するパッケージだけでなく、複数の半導
体チップを搭載するMCM用のパッケージにも適用する
ことができる。
【0037】
【発明の効果】本発明に係る半導体パッケージは熱放散
性および電気的特性、絶縁信頼性、保形性等の優れた製
品として提供することができ、また、半導体チップを搭
載する収納穴を有する半導体パッケージとして高精度に
かつ容易に製造することを可能にする。また、本発明に
係る半導体パッケージの製造方法によれば前記半導体パ
ッケージを好適に製造することができる。また、本発明
に係る半導体装置は熱放散性、電気的特性、封止性等の
優れた製品として提供することができる等の著効を奏す
る。
性および電気的特性、絶縁信頼性、保形性等の優れた製
品として提供することができ、また、半導体チップを搭
載する収納穴を有する半導体パッケージとして高精度に
かつ容易に製造することを可能にする。また、本発明に
係る半導体パッケージの製造方法によれば前記半導体パ
ッケージを好適に製造することができる。また、本発明
に係る半導体装置は熱放散性、電気的特性、封止性等の
優れた製品として提供することができる等の著効を奏す
る。
【図1】本発明に係る半導体パッケージ及び半導体装置
の構成を示す断面図である。
の構成を示す断面図である。
【図2】基板上に形成する電気的絶縁層及び配線パター
ンの構成を示す説明図である。
ンの構成を示す説明図である。
【図3】半導体チップの収納穴および配線パターン等の
平面配置を示す説明図である。
平面配置を示す説明図である。
【図4】半導体パッケージの製造方法の一実施例を示す
説明図である。
説明図である。
【図5】半導体パッケージの第2実施例を示す説明図で
ある。
ある。
【図6】段差部上に形成するボンディング部の平面配置
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図7】半導体パッケージの第3実施例を示す説明図で
ある。
ある。
【図8】半導体パッケージの第4実施例を示す説明図で
ある。
ある。
【図9】半導体パッケージの第5実施例を示す説明図で
ある。
ある。
【図10】半導体パッケージの第6実施例を示す説明図
である。
である。
【図11】半導体パッケージの従来例の断面図である。
10 半導体チップ 20 基板 22 電気的絶縁層 24 配線パターン 26 収納穴 28 外部接続端子 30 接合面 32a 第1段差部 32b 第2段差部 38 キャップ 40 ポリイミドフィルム 42 銅箔
Claims (8)
- 【請求項1】 金属の基板をパッケージの基板として使
用し、前記基板の片面上に電気的絶縁層を介して配線パ
ターンが被着形成され、 前記配線パターンを形成した基板面側に前記基板ととも
に前記配線パターン及び前記電気的絶縁層が一体にしぼ
り加工されて半導体チップを搭載する収納穴が形成され
て成ることを特徴とする半導体パッケージ。 - 【請求項2】 前記配線パターンと電気的に接続して前
記基板の外周エリアに外部接続端子が取り付けられてな
ることを特徴とする請求項1記載の半導体パッケージ。 - 【請求項3】 前記収納穴を囲んで前記配線パターンの
インナーリードが配置されて成ることを特徴とする請求
項1記載の半導体パッケージ。 - 【請求項4】 前記収納穴の周囲に前記電気的絶縁層を
介して配線パターンが設けられた段差部が少なくとも1
段形成されたことを特徴とする請求項1記載の半導体パ
ッケージ。 - 【請求項5】 前記配線パターンは電気的絶縁層を介し
て複数層に形成されたものであることを特徴とする請求
項1、2、3または4記載の半導体パッケージ。 - 【請求項6】 パッケージの基板として使用する金属の
基板の片面上に電気的絶縁層を介して所定パターンで配
線パターンを形成し、 前記基板とともに前記配線パターン及び前記電気的絶縁
層を一体にしぼり加工して、前記配線パターンを設けた
前記基板の基板面側に半導体チップを搭載する収納孔を
形成することを特徴とする半導体パッケージの製造方
法。 - 【請求項7】 前記基板上に配線パターンを形成した
後、 前記電気的絶縁層のみを消失させるレーザ光を用いてス
ルーホール形成用の貫通孔を設け、 該貫通孔にスルーホールめっきを施して層間の配線パタ
ーンあるいは前記基板と配線パターンとを電気的に接続
することを特徴とする請求項6記載の半導体パッケージ
の製造方法。 - 【請求項8】 請求項1、2、3、4または5記載の半
導体パッケージの収納穴内に半導体チップが搭載され、
半導体チップと前記配線パターンとが電気的に接続さ
れ、前記半導体チップがポッティング、トランスファモ
ールドまたはキャップにより封止されて成ることを特徴
とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6313340A JPH08172142A (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 半導体パッケージ及びその製造方法並びに半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6313340A JPH08172142A (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 半導体パッケージ及びその製造方法並びに半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08172142A true JPH08172142A (ja) | 1996-07-02 |
Family
ID=18040072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6313340A Pending JPH08172142A (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 半導体パッケージ及びその製造方法並びに半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08172142A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10340973A (ja) * | 1997-04-09 | 1998-12-22 | Mitsui Chem Inc | 金属ベース半導体回路基板 |
JP2000114436A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-21 | Kinko Denshi Kofun Yugenkoshi | サ―マルビアを備えたキャビティダウンicパッケ―ジ構造 |
US6489668B1 (en) | 1997-03-24 | 2002-12-03 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
CN100370580C (zh) * | 2004-03-29 | 2008-02-20 | 雅马哈株式会社 | 半导体晶片及其制造方法 |
-
1994
- 1994-12-16 JP JP6313340A patent/JPH08172142A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6489668B1 (en) | 1997-03-24 | 2002-12-03 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
JPH10340973A (ja) * | 1997-04-09 | 1998-12-22 | Mitsui Chem Inc | 金属ベース半導体回路基板 |
JP2000114436A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-21 | Kinko Denshi Kofun Yugenkoshi | サ―マルビアを備えたキャビティダウンicパッケ―ジ構造 |
CN100370580C (zh) * | 2004-03-29 | 2008-02-20 | 雅马哈株式会社 | 半导体晶片及其制造方法 |
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