[發明專利]BGA半導體封裝及其制造方法

有效

• 申請號: 201110281227.4
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN102412225A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 木村紀幸
• 申請（專利權）人: 精工電子有限公司
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L21/60
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;馬建軍

技術領域

本發明涉及BGA半導體封裝的構造及其制造方法。

背景技術

伴隨電子設備的小型輕量化以及高功能化的需要，要求高密度地安裝搭載在電子設備上的半導體部件，近年來，要求更加小型且薄型、能夠高集成化的半導體封裝。

以如上所述的趨勢為背景，與鷗翼式、無引線、BGA、晶片級封裝等各種應用對應地公開有各種形式的半導體封裝。進而，在當今要求商品低價格化的環境下，要求這些半導體封裝除了具有小型、高集成化的功能以外，還能夠更加廉價地提供。

如圖7所示，屬于與本發明有關的BGA(Ball?Grid?Array：球形觸點陳列)類型的半導體封裝具有：半導體元件1；粘接劑，用于向設置在基板2的下墊板(die?pad)23上搭載半導體元件1；接合線6，用于連接設置在基板2上的多個布線20；以及密封樹脂11，其密封半導體元件1、粘接劑、接合線6以及多個布線20，在另一個基板2的表面上具有如下構造：在外部連接部21上作為外部端子形成有焊錫球22。基板2使用以BT樹脂(bismaleimide樹脂)為代表的耐熱基板，在一個面上形成有搭載半導體元件1的下墊板23和多個布線20，在另一個面上形成有外部連接部21，通過覆蓋設置在基板2上的導電層的通孔4而連接各個面。在外部連接部21上，以格子狀或交錯狀排列搭載有使半導體密封體和安裝基板電連接、物理連接的焊錫球22。(例如，參照專利文獻1)

【專利文獻1】日本特開平7-193162號公報

【專利文獻2】美國專利第5241133號

如上所述，在以往的BGA半導體封裝中，由于使用金屬引線框的半導體封裝不同，并使用采用了耐熱樹脂基材的雙面基板或多層布線基板，因此基板制造步驟復雜。例如，在制作基板時，需要制作用于形成搭載半導體元件的搭載面側的布線和另一側的外部連接端子的電路形成用掩模。除此之外，在制造基板時，需要形成用于抗蝕劑涂覆、曝光/顯像、抗蝕劑構圖、使布線與外部連接端子之間導通的貫通孔，以及電鍍形成、抗蝕劑剝離處理、基板的貼合。因此，存在每片基板單價比金屬引線框還高，總的封裝成本變高的問題。

另外，在以往的BGA半導體封裝中，將焊錫球搭載形成在基板上，作為用于連接安裝基板之間的外部連接端子。其形成方法采用在基板的外部連接區域上涂布微量的焊膏或融合劑，將焊錫球粘接連接的方式。在上述方式中，當焊錫球或融合劑的涂布量產生偏差時，焊錫球與外部連接區域之間的接觸面積產生偏差，在接觸面積小的情況下，存在如下問題：焊錫球的連接強度降低，由于外部的振動或撞擊而產生焊錫球的位置偏移、形成不良、脫落等的不良。

另外，如上所述，以往的BGA半導體封裝存在如下問題：由于在外部連接端子上搭載形成焊錫球，因此，半導體封裝的整體厚度會變厚焊錫球的高度量，阻礙薄型化。

發明內容

本發明正是為了解決上述三個問題而提出的，第一，由于采用不使用在以往的BGA半導體封裝中使用的雙面或多層基板的簡單基板，因此能夠生產便宜的封裝。第二，本發明的BGA半導體封裝采用將外部連接用端子的一部分埋入到密封體內的構造，因此密封體和外部連接用端子被牢固地連接，能夠提高外部連接端子的連接強度。第三，通過采用將外部連接用端子的一部分埋入到封裝的密封體內的構造，能夠使封裝薄型化外部連接用端子埋入到封裝的密封體內的量。

如上所述，本發明提供一種用于解決以往的BGA半導體封裝具有的上述問題的半導體封裝及其制造方法。

用于解決上述問題的手段如下所述。

本發明的BGA半導體封裝，該BGA半導體封裝具有：半導體元件；基板，其搭載所述半導體元件；粘接劑，其粘接所述半導體元件和所述基板；導電性的微球，其嵌入到設置于所述基板上的通孔中；接合線，其電連接所述半導體元件和所述微球；以及密封體，其通過密封樹脂，僅在所述基板的所述半導體元件的搭載面側，密封所述半導體元件、所述粘接劑、所述微球的一部分以及所述接合線，其特征在于，所述微球的底面的至少一部分具有露出部，該露出部從所述密封體的底面穿過設置在所述基板上的通孔，作為外部連接用端子露出。

其特征在于，所述基板由樹脂、玻璃環氧樹脂、陶瓷或者玻璃組成的絕緣體構成，在所述基板上形成有圓柱狀的通孔。

其特征在于，設置在所述基板上的通孔的直徑比所述微球的直徑小，所述基板的厚度比所述微球的直徑小。

其特征在于，插入有所述微球的設置在所述基板上的通孔，通過外圍配置或者陣列(區域)配置形成在所述密封體的底面。

其特征在于，設置在所述基板上的通孔的端面被進行倒角加工或錐面加工。