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JP3020201B2 - ボールグリッドアレイ半導体パッケージのモールディング方法 - Google Patents

ボールグリッドアレイ半導体パッケージのモールディング方法

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JP3020201B2
JP3020201B2 JP10334667A JP33466798A JP3020201B2 JP 3020201 B2 JP3020201 B2 JP 3020201B2 JP 10334667 A JP10334667 A JP 10334667A JP 33466798 A JP33466798 A JP 33466798A JP 3020201 B2 JP3020201 B2 JP 3020201B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体パッケージの
モールディング方法に関するもので、より詳しくは、ボ
ールグリッドアレイ半導体パッケージへの樹脂モールデ
ィング時に、静電荷の蓄積を防止することにより急激な
静電荷の放電による半導体チップなどのような半導体パ
ッケージの構成要素の損傷を効果的に防止し得るボール
グリッドアレイ半導体パッケージの静電荷除去型モール
ディング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体チップの急速な高集積小型
化及び高性能化の趨勢にしたがって、電子機器や家電製
品も小型化及び高性能化してきている。このような趨勢
において、半導体パッケージにおいても高集積小型化及
び高性能化された半導体チップの性能を最適に具現する
ために、優秀な電気的性能、高放熱性及び入出力端子数
の大容量化が要求されている。
【0003】このような要求に応じて、近年において
は、ボールグリッドアレイ(BGA:Ball Grid Arra
y)半導体パッケージが脚光を浴びている。このBGA
半導体パッケージは、印刷回路基板を用いることによ
り、電気回路の全長を短縮させ得るだけでなく、パワー
又はグラウンドボンディング領域を容易に導入し得るの
で、優秀な電気的性能を実現しやすく、入出力端子数の
設計時において、QFP(QuadFlat Package)の場合よ
り、大きな間隔で、さらに多い入出力端子数を提供し得
るので、パッケージの小型化に適した利点を持ってい
る。
【0004】図10(a)及び図10(b)は、それぞ
れ前述したようなBGA半導体パッケージの製造に用い
られる通常の印刷回路基板10の平面図及び底面図であ
り、図15は、図10(a)のモールドランナーゲート
17の隣接部分の拡大部分平面図である。説明の便宜上
これらの図を同時に参照してその構造を簡単に説明す
る。
【0005】通常、印刷回路基板10は、熱硬化性の樹
脂基板(図11の符号11)と、この樹脂基板11の上
下面に所定の回路パターンをなす多数の導電性トレース
12と、樹脂基板11の上面中央部の半導体チップ搭載
部16と、樹脂基板11の上下面の多数の導電性トレー
ス12を相互間にそれぞれ電気的に連結する多数の導電
性ビアホール13と、樹脂基板11の下面の多数の導電
性トレース12にそれぞれ形成される多数のソルダーボ
ールランド14と、樹脂基板11の上面一側のコーナー
部から半導体チップ搭載部16まで、溶融モールディン
グコンパウンドの流入路となる導電性金属薄膜で形成さ
れるモールドランナーゲート17と、多数の導電性トレ
ース12の半導体チップ搭載部16に隣接した端部及び
ソルダーボールランド14を除く全領域上にコーティン
グされ、多数の導電性トレース12の相互間を絶縁させ
るとともに有害な外部環境から保護する非導電性のソル
ダーマスク15とから構成される。
【0006】前記モールドランナーゲート17は、硬化
されたモールディング樹脂とソルダーマスク15間の接
着強度より相対的に低いモールディング樹脂との接着強
度を有する導電性金属、好ましくは金、パラジウムなど
のような金属で形成された薄膜で、これにより、モール
ディング後、前記モールドランナーゲート17上に残留
する硬化樹脂のデゲーティング(degating)時におい
て、導電性トレース12などの損傷なしに、剰余残留硬
化樹脂を容易に除去するためのものである。ここで、前
記印刷回路基板10のモールドランナーゲート17は所
定のグラウンド用導電性トレース22を経由し、半導体
チップ搭載部16の外周縁に形成されたグラウンド用リ
ング25に電気的に連結され、半導体チップのすべての
グラウンド部は、ワイヤ(図示せず)によりグラウンド
用リング25に電気的に連結される。このように、モー
ルドランナーゲート17に半導体チップのグラウンド信
号を伝達することにより、電圧降下幅の精密測定による
導電性トレース12と半導体チップのワイヤボンディン
グ不良の有無を判定するか、又は共通のグラウンド領域
の形成による回路パターンの最適確保が可能になる。
【0007】図10(a)及び図10(b)において、
未説明符号18はストリップ形態の印刷回路基板10を
装置内で容易に移送させ、あるいは、固定させるための
ツーリングホールであり、19は独立した別々の半導体
パッケージにシンギュレーション(singulation)する
際の基準点として用いられるシンギュレーション用ホー
ルであり、19’はシンギュレーション時の仮想切断線
である。
【0008】図16は、図15のIV−IV線についての矢
視断面図で、樹脂基板11の上面に形成されるモールド
ランナーゲート17の領域がソルダーマスク15により
限定され、印刷回路基板10の上面の導電性トレース1
2は、ビアホール13を経て印刷回路基板10の下面の
導電性トレース12と電気的に連結され、印刷回路基板
10の下面の導電性トレース12にはソルダーボールラ
ンド14の領域がソルダーマスク15により限定される
ものを示す。
【0009】図11は一般の印刷回路基板10における
ビアホール13の隣接構造を示す断面図である。図にお
いて、ビスマレイミドトリアジン(Bismaleimidetriazi
ne)又はポリイミド(Polyimide)などのような樹脂基
板11の上下面に形成された回路パターンをなす導電性
トレース12にビアホール13が形成される。このビア
ホール13の内面は、導電性金属でコーティングされて
いる。導電性トレース12の上面及びビアホール13の
内部は、ソルダーマスク15が積層及び充填されたもの
を示す。ここで、ソルダーボールランド14は、ソルダ
ーマスク15により領域が限定され、ソルダーボールラ
ンド14には、外部入出力端子としてのソルダーボール
80が融着される。
【0010】図12は、図10(b)のIII−III線につ
いての矢視断面図である。図において、一般の印刷回路
基板10における樹脂基板11及びその上下面にコーテ
ィングされたソルダーマスク15からなるツーリングホ
ール18の内面には、導電性金属による鍍金が施されて
いないものを示す。
【0011】前述したような一般の印刷回路基板10を
用いる通常のボールグリッドアレイ半導体パッケージ1
を図18に示し、その製造方法によりその構造を簡略に
説明する。前述したような構造のストリップ形態の印刷
回路基板10上の各半導体チップ搭載部16に、接着層
(図面符号なし)を介在して半導体チップ40を接着さ
せる半導体チップの実装段階後、ソルダーマスク15が
コーティングされていない導電性トレース12の内側端
部と半導体チップ40を電気的に連結するワイヤボンデ
ィング段階、半導体チップ40及びワイヤ50などを外
部環境から保護するための樹脂封止部70を形成させる
モールディング段階、ソルダーボールランド14上に外
部入出力端子としてソルダーボール80を融着させるソ
ルダーボール融着段階、及びストリップ形態の印刷回路
基板10上に形成された多数の半導体パッケージを所定
サイズに切断して別々の完成半導体パッケージ1に分離
するシンギュレーション段階などを順次行うことによ
り、図18に示すようなボールグリッドアレイ半導体パ
ッケージ1が構成される。
【0012】前述したような半導体パッケージ1の製造
段階のうち、従来のモールディング段階は、図14に示
すように、上下部モールド30a、30b間に半導体チ
ップ40を実装し、ワイヤ50がボンディングされた状
態の印刷回路基板10を位置することでなされる。図1
3(a)は、図14の通常の上部モールド30aの一部
切欠下方斜視図であり、図13(b)は、図13(a)
のC部拡大図であり、便宜上同時に説明する。
【0013】図において、下部モールド30bの上面に
は、印刷回路基板10を位置させるための凹部31’が
形成され、上部モールド30aには樹脂封止部(図18
の図面符号70)の形状に対応する形状の凹部31が形
成されている。前記上部モールド30aの凹部31’を
なす面と印刷回路基板10の上面は、上下部モールド3
0a、30bの係合時において、印刷回路基板10上の
半導体チップ40及び導電性ワイヤ50などが位置する
キャビティ34が形成される。上部モールド30aの凹
部31の一側コーナー部には、溶融モールディング樹脂
をポート(図示せず)からキャビティ34内に注入させ
るためのランナー32が形成され、このランナー32
は、印刷回路基板10のモールドランナーゲート〔図1
0(a)の符号17参照〕に対応する位置に形成され
る。
【0014】ランナー32に隣接した上部モールド30
aの底面は平滑面として形成されている。加圧状態で注
入される溶融モールディング樹脂はランナー32を通じ
てキャビティ34内に流入し、硬化して前記樹脂封止部
70を形成する。また、上部モールド30aには多数の
ツーリングピン33が形成され、これは印刷回路基板1
0に形成されたツーリングホール〔図10(a)及び図
10(b)の符号18〕に結合されることにより、モー
ルディング時において、印刷回路基板10’を確実に固
定し得るようになっているが、上部モールド30aにお
いて、このツーリングピン33の形成は制限的でなく選
択的であり、かつ必要に応じて下部モールド30b上に
形成させ得ることはもちろんである。
【0015】図17は、図16に示す部分が上下部モー
ルド間に挟支された状態を示す部分拡大断面図である。
理解の容易のために図13(a)ないし図16を参照し
て説明する。図において、従来のモールディング方法に
おいては、上部モールド30aと当接する印刷回路基板
10の底面は非導電性のソルダーマスク15がコーティ
ングされているので、印刷回路基板10のモールドラン
ナーゲート17及びソルダーボールランド14の表面は
すべて上下部モールド30a、30bとは非接触状態で
位置し、よってソルダーマスク15がコーティングされ
ていないモールドランナーゲート17、及びソルダーボ
ール80が融着される前の状態でソルダーマスク15が
コーティングされていない外部露出ソルダーボールラン
ド14はソルダーマスク15の表面内側に位置するの
で、それぞれ上部及び下部モールド30a及び30bと
は直接接触しない。
【0016】したがって、従来のモールディング方法に
おいては、高温高圧の溶融モールディング樹脂が上部モ
ールド30aのランナー32と印刷回路基板10上のモ
ールドランナーゲート17とにより形成される通路に沿
ってキャビティ34内に流入するとき、溶融モールディ
ング樹脂はキャビティ34内に位置する印刷回路基板1
0上の半導体チップ40及び導電性ワイヤ50などと激
しく摩擦されるので、このような激しい摩擦により、半
導体チップ40、導電性ワイヤ50、印刷回路基板10
の表面などには静電気が誘導されて、多量の静電荷が蓄
積される現象が必ず発生する。
【0017】従来のように半導体チップの駆動電圧が高
いか、許容駆動電圧の誤差が大きい場合には、前述した
ような従来のモールディング方法によりモールディング
しても、静電荷の蓄積及びこれによる急激な放電が、完
成された半導体パッケージの信頼性に格別の影響を及ぼ
さないが、現在のように半導体チップの駆動電圧がかな
り低いか、駆動電圧の許容誤差がかなり小さい場合に
は、前記のような従来のモールディング方法を行う際に
必ず発生する静電荷の蓄積による急激な放電は、直ちに
半導体チップの損傷に繋がることになる。
【0018】すなわち、半導体チップ又は導電性ワイヤ
などに蓄積されていた静電荷が、完成された半導体パッ
ケージをモールドから取り出すとき、又は他の工程で作
業設備と接触時において、一時に放電されることによ
り、半導体チップの電極又はその内部の微細回路パター
ンが焼けてしまうか、又はボンディングワイヤ又は印刷
回路基板の導電性トレースが焼けてしまう深刻な問題が
発生する。このような問題は、半導体チップの高集積小
型化及び高性能化がもっと要求されている現在におい
て、より重要な問題として台頭している。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は前記のような従来の方法の問題点を解消するため
のもので、半導体パッケージへの樹脂モールディング時
において、溶融樹脂との摩擦による静電荷の蓄積を防止
することにより、急激な静電荷放電による半導体パッケ
ージの損傷を効果的に防止して、信頼性の高い半導体パ
ッケージを製造し得る静電荷除去型ボールグリッドアレ
イ半導体パッケージのモールディング方法を提供するこ
とである。
【0020】
【課題を解決するための手段】前記のような本発明の目
的を達成するための本発明によるボールグリッドアレイ
半導体パッケージのモールディング方法は、モールディ
ング時、印刷回路基板に形成させたグラウンド部をモー
ルドと接地させた状態で溶融樹脂を注入させるので、静
電荷の蓄積による急放電による半導体パッケージの信頼
性低下を効果的に防止することができる。
【0021】本発明の第1実施例によるモールディング
方法は、印刷回路基板上のモールドランナーゲートの一
部領域をグラウンド部として用い、モールドのランナー
に隣接した平面上に突出部を形成させることにより、突
出部と前記グラウンド部を接地させた状態でモールディ
ングが行われる。
【0022】本発明の第2実施例によるモールディング
方法は、グラウンド用ビアホール及び/又はグラウンド
用トレースと電気的に連結され、隣接したソルダーマス
クの高さより少なくとも同一高さを有する平板状グラウ
ンド部を印刷回路基板に形成させることにより、モール
ドと前記グラウンド部を接地させた状態でモールディン
グが行われる。
【0023】本発明の第3実施例によるモールディング
方法は、グラウンド用ビアホール及び/又はグラウンド
用トレースと電気的に連結され、隣接したソルダーマス
クの高さより少なくとも同一高さを有するスポット形グ
ラウンド部を印刷回路基板に形成させることにより、モ
ールドと前記グラウンド部を接地させた状態でモールデ
ィングが行われる。
【0024】本発明の第4実施例によるモールディング
方法は、グラウンド用ビアホール及び/又はグラウンド
用トレースと電気的に連結され、内部が導電性金属でコ
ーティングされたグラウンド用ツーリングホール(すな
わち、グラウンド部)を印刷回路基板に形成させること
により、モールドのツーリングピンと前記グラウンド部
を接地させた状態でモールディングが行われる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面を参照し
てより詳細に説明する。図1(a)は本発明の第1実施
例による方法に使用される上部モールド30aの一部切
欠下方斜視図であり、図1(b)は図1(a)のA部の
拡大図で、上部モールド30aの外周縁のランナー32
に隣接した下面にランナー32を介在して相互対向する
一対の突出部35を形成させた点を除き、先の図13
(a)及び図13(b)で説明した上部モールド30a
の場合と実質的に同じであるので、それ以上の敷延説明
は省略する。
【0026】図2は、図1(a)に示す上部モールド3
0aを用いるモールディング時において、上下部モール
ド30a、30b間に挟支された印刷回路基板10のモ
ールドランナーゲート17の周辺の部分拡大断面図であ
る。図において、上下部モールド30a、30b間に印
刷回路基板10を挟支させるとき、上部モールド30a
の外周縁のランナー32に隣接した下面にランナー32
を介在して相互対向する一対の突出部35の底面がモー
ルドランナーゲート17の幅方向に両側端部の上面と当
接することになる。したがって、グラウンディングされ
た前記モールドランナーゲート17は上部モールド30
aとグラウンディングされ、高温高圧の溶融モールディ
ング樹脂がランナー32を通じて流入されるときに発生
する静電荷がモールドランナーゲート17を介して上部
モールド30aに移動して大地に伝導されるので、モー
ルディング時の静電荷の蓄積を回避し得る(従来技術の
図17参照)。
【0027】前記突出部35の高さは印刷回路基板10
上に形成されたソルダーマスク15の高さからモールド
ランナーゲート17の高さを引いた高さ、又はこれより
少し大きい高さにすることが確かなグラウンディングを
保障しながらもモールディング樹脂の漏洩によるブリー
ディングを防止し得るので好ましい。しかし、前記突出
部35の高さが前記高さより低い場合にはグラウンディ
ングがなされなく、グラウンディングのために加圧する
場合、印刷回路基板10の回路パターンが損傷する虞が
あった。突出部35の正確な寸法は使用するモールディ
ング樹脂の種類、印刷回路基板10の寸法、樹脂原板1
1の種類、モールド30a、30bの類型などのような
多様な媒介変数によって多様に変化できるので、必要に
よって適宜選択できる。
【0028】また、前記突出部35の形状及び位置は、
ランナー32に隣接した領域、つまり上下部モールド3
0a、30bの係合時において、印刷回路基板10のモ
ールドランナーゲート17の周縁部と当接し得る条件を
充足させる限り、別の制限はないが、上部モールド30
aの外周縁部に隣接した領域にランナー32を介在して
相互対向するように一対の突出部35を形成させること
が、印刷回路基板10に対する加圧衝撃を最小化し得る
点で好ましく、同じ理由で、前記突出部35をランナー
32の全周縁部に形成させるよりは、周縁部の一部、特
に上部モールド30aの外周縁部に隣接した領域にだけ
形成させることが好ましい。
【0029】図1(a)及び図1(b)と図2にはラン
ナー32及び突出部35を上部モールド30aに形成さ
せた一具体例を示したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、下部モールド30bに形成させることもで
き、これも本発明の領域に含まれるものであることはも
ちろんである。
【0030】前述したように、本発明の第1実施例にお
いては、モールドランナーゲート17を有する通常の印
刷回路基板10と、上部モールド30a及び/又は下部
モールド30b上に突出部35を形成させることによ
り、モールディング時において前記モールドランナーゲ
ート17とグラウンディングされるようにするモールデ
ィング方法を採択している反面、後述する本発明の第2
ないし第4実施例においては、前記のような突出部35
を持っていない通常の上下部モールドを使用する代わり
に、グラウンディングを有する静電荷除去型印刷回路基
板を用いることにより、印刷回路基板と上部又は下部モ
ールドがグラウンディングされるようにするモールディ
ング方法を採択している。
【0031】図3は、本発明の第2実施例による方法に
使用される印刷回路基板10の底面図であり、図4は、
図3に示す印刷回路基板10のグラウンド部20の周辺
領域の一部拡大断面図で、便宜上一緒に説明し、印刷回
路基板10の上面構造は従来の技術として先に提示した
図10(a)、図10(b)、図11及び図15と同じ
であるので、これら図を参照して説明する。
【0032】本発明の第2実施例に使用されるボールグ
リッドアレイ半導体パッケージ用静電荷除去型印刷回路
基板10は、樹脂基板11(図4の図面符号11参照)
と、樹脂基板11の上下面に所定の回路パターンをなす
少なくとも一つのグラウンド用トレース22が含まれた
多数の導電性トレース12と、導電性トレース12が存
在しない樹脂基板11の上面中央部の半導体チップ搭載
部16と、樹脂基板11の上下面の前記回路パターンを
電気的に連結する少なくとも一つのグラウンド用ビアホ
ール21を含む多数の導電性ビアホール13と、樹脂基
板11の上面の多数の導電性トレース12の半導体チッ
プ搭載部16に隣接した端部及び樹脂基板11の下面の
多数の導電性トレース12の各ソルダーボールが融着さ
れる部分であるソルダーボールランド14を除く上下面
の回路パターン上にコーティングされ、多数の導電性ト
レース12の相互間を絶縁及び保護するソルダーマスク
15と、前記回路パターンに隣接した外側に形成される
複数のシンギュレーション用ホール19及び複数のツー
リングホール18と、グラウンド用ビアホール21及び
グラウンド用トレース22に電気的に連結され、モール
ディング時にモールドと当接するグラウンド部20とか
ら構成される。
【0033】前記のような本発明の第2実施例に使用さ
れるボールグリッドアレイ半導体パッケージ用静電荷除
去型印刷回路基板10の下面の基本構成も、モールディ
ング時にモールドと当接するグラウンド部20が形成さ
れている点を除き、従来の印刷回路基板の基本構成と本
質的に同一であるので、図10(b)を参照し、以下で
はその上位点についてだけ主に説明する。
【0034】図3においては、平板状グラウンド部20
を、完成された半導体パッケージの分離時の切断ライン
であるシンギュレーションライン19’の外側コーナー
部に形成することにより、完成された半導体パッケージ
としての分離後には、パッケージ内に平板状グラウンド
部20が存在しないようにすることが好ましいが、これ
は制限的なものではなく、モールディング時に平板状グ
ラウンド部20がモールドと直接接触する条件を充足さ
せる限り、必要によってシンギュレーションライン1
9’の内側に形成させることもできる。
【0035】図4は、図3の印刷回路基板10に形成さ
れた平板状グラウンド部20の拡大断面図で、モールデ
ィング時にモールド(図示せず)と確実に接触するよう
に、隣接した領域上のソルダーマスク15より平板状グ
ラウンド部20を少し突設させることが好ましいものを
説明する。しかし、ソルダーマスク15の高さと同じに
形成しても、上下部モールドの係合時の押圧力により、
平板状グラウンド部20を形成する導電性金属よりは樹
脂であるソルダーマスク15の圧縮率が大きいので、モ
ールドとの接触にあまり無理はない。図4は平板状グラ
ウンド部20がグラウンド用ビアホール21及びグラウ
ンド用トレース22により印刷回路基板10の上面から
下面に電気的に連結されるものを示す。
【0036】図5(a)は、モールディング時におい
て、図3に示す印刷回路基板10の上下部モールド30
a、30b間の挟支状態を示す断面図、図5(b)はモ
ールドランナーゲート17の周辺部の部分拡大断面図
で、一緒に説明する。
【0037】本発明の第2実施例においては、グラウン
ド部20を形成させた印刷回路基板10を使用すること
により、ボールグリッドアレイ半導体パッケージの製造
工程中のモールディング段階で印刷回路基板10を通常
の下部モールド30b上の凹部31に位置させることに
より簡単にグラウンドできるものを示す。すなわち、印
刷回路基板10の下面の平板状グラウンド部20をソル
ダーマスク15と少なくとも同一平面上に位置させ、好
ましくは突出するように形成することにより、この平板
状グラウンド部20が下部モールド30bに確かに接地
できる。また、図5(a)及び図5(b)はグラウンド
部20が印刷回路基板10の底面に形成される一例のみ
を示すが、本発明はこれに限定されるものではなく、必
要であれば、印刷回路基板10の側面又は上面の樹脂封
止部形成領域の外郭部など任意の適切な箇所に形成させ
得ることはもちろんである。前記事項以外の事項は前述
した図12の場合と実質的に同じであるので、これに対
する説明を参照する。
【0038】図6(a)は本発明の第3実施例による方
法に使用される印刷回路基板10の底面図であり、図6
(b)は図6(a)のB部の拡大図であり、図7は図6
(b)のI−I線についての矢視断面図である。図6
(a)に示す印刷回路基板10の基本構成は前述した図
3の印刷回路基板10と実質的に同じであるので、同一
部分についてのそれ以上の敷延説明は省略し、その上位
点について主に説明する。
【0039】図6(a)において、図面符号26で表示
した部分は略式で表示したバス(bus)ラインである。
この部分はストリップ単位の印刷回路基板10に切断さ
れる正方形又は長方形の印刷回路原板においてストリッ
プとストリップ間に位置し、このバスラインを用いて金
などと多様な金属を電解鍍金し得る。この部分は、電解
鍍金後、ストリップ単位への切断時に除去されるが、図
6(a)及び図6(b)には説明の便宜上示した。すべ
ての導電性トレース12及びグラウンド用トレース2
2、22a、22bとビアホール14及びグラウンド用
ビアホール21は前記バスライン26に電気的に連結さ
れている。
【0040】図6(b)のI−I線についての矢視断面
図である図7に示すように、本発明の第3実施例に使用
される印刷回路基板10においては、グラウンド部20
がスポット形に形成され、樹脂基板11の上面に形成さ
れたグラウンド用トレース22b上に金などのような導
電性金属が積層されて形成される。このように積層され
る導電性金属はソルダーマスク15の高さと少なくとも
同一高さに形成されるが、容易で確かなモールドとの接
触のためには、前記導電性金属をソルダーマスク15の
高さより高く外部に突出させることが好ましい。
【0041】前記金などのような導電性金属でグラウン
ド用トレース22bの所定箇所に形成されるスポット形
グラウンド部20の高さは、容易で確実なモールドとの
接触を保障するとともに、上下部モールドの係合時にお
いて、印刷回路基板10に無理を与えない範囲であれ
ば、どの寸法であってもかまわない。また、スポット形
グラウンド部20は、シンギュレーションライン19’
の外部に位置させて、完成された半導体パッケージへの
シンギュレーション時に除去されるようにすることが好
ましく、さらにモールドランナーゲート(図示せず)の
下方に位置させることが電気的接続を容易にし、設計変
更の必要性が小さいという点で特に好ましい。あるい
は、必要であれば、シンギュレーションライン19’の
内側に形成させることもできる。容易で確実なモールド
との接触により、モールディング時に静電荷の蓄積を回
避し得る本発明の目的を充足させる限り、これはすべて
本発明の技術範囲に含まれる。また、スポット形グラウ
ンド部20の寸法及び形状には格別の制限はなく、これ
は本発明において選択的である。
【0042】一方、このようなスポット形グラウンド部
20を容易に形成させ得る印刷回路基板10の一例を図
6(b)を参照して説明すると、グラウンド用ビアホー
ル21からグラウンド用トレース22、22a、22b
が延長され、バスライン26に接続される。具体的に
は、バスライン26に直接接続されたグラウンド用トレ
ース22bは、“V”字形に分岐されており、その分岐
部22b’には、グラウンド用トレース22aの一端が
接続され、他端にはグラウンド用トレース22の一端が
接続されて、その他端は、グラウンド用ビアホール21
に接続される。
【0043】図示しなかったが、グラウンド用ビアホー
ル21は、前述したものと同様に、印刷回路基板10の
上面のモールドランナーゲート(図3の符号17)に接
続できる。従来の場合と同様、前記モールドランナーゲ
ート17は半導体チップのグラウンドボンドパッド(図
示せず)とワイヤボンディングされたグラウンドリング
〔図10(b)の図面符号25〕に電気的に接続されて
いる。グラウンド用トレース22、22a、22bに
は、通常の導電性トレース12がなす回路パターンの場
合と同様、ソルダーマスク15でコーティングされてい
るが、スポット形グラウンド部20を形成させようとす
る部分、つまり幅広のグラウンド用トレース22bが合
致する分岐部22b’の大略中央には、ソルダーマスク
15がコーティングされていない開放領域として形成さ
れる。
【0044】一方、2本に分岐された“V”字形のグラ
ウンド用トレース22bの各線は、バスライン26より
厚さ及び/又は幅が小さく、前記分岐点22b’に一端
が連結されるグラウンド用トレース22aは、グラウン
ド用トレース22bより厚さ及び/又は幅が小さく形成
され、これにより、鍍金時にグラウンド用トレース22
aに過電流が流れ、よってスポット形グラウンド部20
にはソルダーマスク15の高さより厚い鍍金層がただ一
度の通常の鍍金手順により容易に形成できる。したがっ
て、モールディング時に、高温高圧の溶融モールディン
グ樹脂の流入により発生する静電荷は、発生すると即時
に前記グラウンド部20を経てモールド中に伝達されて
除去できるようになる。
【0045】前記のような本発明の第2及び第3実施例
による方法に使用される印刷回路基板10においては、
グラウンド部20が平板状及びスポット形に形成される
場合のみを示したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、その形状は必要に応じた任意の形状としてもか
まわず、その位置、面積及び高さもモールドとのグラウ
ンドを確かにする範囲であれば、適切な任意値を選択し
てもかまわない。いずれも本発明の技術領域内に含まれ
る。
【0046】図8は本発明の第4実施例に使用される印
刷回路基板10の底面図であり、図9は、図8に示すII
−II線の矢視断面図であり、ツーリングホール18の一
側コーナー部に位置するものの内面を導電性金属で鍍金
してグラウンド部20として使用している。
【0047】図8に示す本発明の第4実施例に使用され
る印刷回路基板10の基本構成は前述した本発明の第2
及び第3実施例の場合と実質的に同一であるので、同一
構成部に対する説明は省略し、上位部分についてだけ主
に説明する。図8において、グラウンド用ビアホール2
1の位置、接続状態などは前述したものと同じであり、
グラウンド用トレース22の一端は前記グラウンド用ビ
アホール21に接続され、他端はグラウンド部20とし
ての一側コーナー部のツーリングホール18に接続され
る。
【0048】図9に示すように、グラウンド部20とし
て選択されたツーリングホール18の内面には、上部モ
ールド30aのツーリングピン33〔図13(a)参
照〕の挿支時に通電されるように、所定厚さの銅鍍金薄
膜23が形成される。銅鍍金薄膜22は、初めには無電
解鍍金させた後、電解鍍金させることが鍍金の容易性と
いう側面において好ましく、これは、通常のビアホール
の形成方法と同じであるので、これに対するそれ以上の
説明は省略する。
【0049】銅鍍金薄膜22の形成厚さは、上部モール
ド30aのツーリングピン33がグラウンド部20とし
て選択されたツーリングホール18に容易に挿支される
ように、あまり厚く形成しないことが好ましいが、その
厚さが薄すぎる場合には、前記ツーリングピン33との
通電状態が不良になる虞があるので、注意する必要があ
る。銅鍍金薄膜22は銅にだけ限定されるものではな
く、金、銀、ソルダーなど導電性の良好な金属であれば
どの種類のものを使用してもかまわない。一方、前記グ
ラウンド用ビアホール20は、モールドランナーゲート
17に接続できる点、及びソルダーマスク15の形成領
域など、前述した事項以外の諸般事項は前記説明と実質
的に同一であるのでこれに対する各部の説明を省略す
る。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるボー
ルグリッドアレイ半導体パッケージの静電荷除去型モー
ルディング方法によれば、モールディング段階で、モー
ルドのキャビティに流入される高温高圧の溶融されたモ
ールディング樹脂の流動摩擦により誘導される静電荷
を、グラウンド部を経てモールド中に即刻放出させるこ
とができるので、静電荷の蓄積による急激な静電荷放電
による半導体パッケージの重要構成部、例えば半導体チ
ップ、ボンディングワイヤ、導電性トレースなどの損傷
を未然に効果的に防止することができ、よって半導体パ
ッケージの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の第1実施例による方法に使
用される上部モールドの一部切欠下方斜視図であり、
(b)は、図1(a)のA部拡大図である。
【図2】図1に示す上部モールドを用いるモールディン
グ時において、上下部モールド間に挟支された印刷回路
基板のモールドランナーゲートの周辺の部分拡大断面図
である。
【図3】本発明の第2実施例による方法に使用される印
刷回路基板の底面図である。
【図4】図3に示す印刷回路基板のグラウンド部周辺領
域の一部拡大断面図である。
【図5】(a)は、モールディング時において、図3に
示す印刷回路基板の上下部モールド間の挟支状態を示す
断面図であり、(b)は、モールディング時において、
上下部モールド間に挟支された図3に示す印刷回路基板
のモールドランナーゲートの周辺部分拡大断面図であ
る。
【図6】(a)は、本発明の第3実施例による方法に使
用される印刷回路基板の底面図であり、(b)は、図6
(a)に示すB部拡大図である。
【図7】図6(b)に示すI−I線の矢視断面図であ
る。
【図8】本発明の第4実施例による方法に使用される印
刷回路基板の底面図である。
【図9】図8に示すII−II線の矢視断面図である。
【図10】(a)及び(b)は、通常の印刷回路基板の
平面図及び底面図である。
【図11】図10(b)に示すビアホールの断面図であ
る。
【図12】図10(b)に示すIII−III線の矢視断面図
である。
【図13】(a)は、通常の上部モールドの一部切欠下
方斜視図であり、(b)は、図13(a)に示すC部拡
大図である。
【図14】従来のモールディング方法において、従来の
印刷回路基板が上下部モールドに挟支された状態を示す
断面図である。
【図15】通常の印刷回路基板のモールドランナーゲー
トの隣接部に対する拡大部分平面図である。
【図16】図15に示すIV−IV線の矢視断面図である。
【図17】図16に示す部分が上下部モールド間に挟支
された状態を示す部分拡大断面図である。
【図18】通常のボールグリッドアレイ半導体パッケー
ジの断面図である。
【符号の説明】
1 ボールグリッドアレイ半導体パッケージ 10 印刷回路基板 11 樹脂基板 12 導電性トレース 13 導電性ビアホール 14 ソルダーボールランド 15 ソルダーマスク 16 半導体チップ搭載部 17 モールドランナーゲート 18 ツーリングホール 19 シンギュレーションホール 19’ シンギュレーション仮想ライン 20 グラウンド部 21 グラウンド用ビアホール 22、22a、22b グラウンド用トレース 25 グラウンド用リング 26 バスライン 30a 上部モールド 30b 下部モールド 31、31’ 凹部 32 ランナー 33 ツーリングピン 34 キャビティ 35 突出部 40 半導体チップ 50 導電性ワイヤ 60 接着層 70 樹脂封止部 80 ソルダーボール
フロントページの続き (31)優先権主張番号 1998/P36898 (32)優先日 平成10年9月8日(1998.9.8) (33)優先権主張国 韓国(KR)

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上面中央部に実装された半導体チップ
    と、前記樹脂基板の上下面に所定の回路パターンをな
    し、少なくとも一つのグラウンド用トレースが含まれた
    多数の導電性トレースと、前記樹脂基板の上下面の前記
    回路パターンを電気的に連結する多数の導電性ビアホー
    ルと、前記上下面の回路パターン上にコーティングさ
    れ、前記多数の導電性トレースの相互間を絶縁及び保護
    するソルダーマスクと、前記グラウンド用トレースと電
    気的に連結され、モールディング時、モールドと当接し
    て静電荷の蓄積を回避するためのグラウンド部とから構
    成される、半導体チップが実装されたボールグリッドア
    レイ半導体パッケージ用静電荷除去型印刷回路基板を提
    供する段階と、 前記印刷回路基板載置用凹部を有する一モールドと、モ
    ールディング樹脂が流入されるランナーを有し、ランナ
    ーに連通され、前記半導体チップを受容し、前記モール
    ドと係合されてモールディング領域を限定するキャビテ
    ィを形成する凹部を有するほかのモールドとの間に前記
    印刷回路基板を位置させることにより、前記モールドの
    いずれか一つと前記印刷回路基板のグラウンド部をグラ
    ウンディングさせる段階と、 グラウンディングされた前記印刷回路基板の半導体チッ
    プが実装された面とランナーに連通される凹部とにより
    限定されるキャビティ内に前記ランナーを通じて溶融モ
    ールディング樹脂を注入させる段階と、 前記注入されたモールディング樹脂を硬化させる段階
    と、前記上部モールドと下部モールドを分離し、モール
    ディングされた半導体パッケージを取り出す段階とから
    構成されることを特徴とするボールグリッドアレイ半導
    体パッケージの静電荷除去型モールディング方法。
  2. 【請求項2】 前記多数の導電性ビアホールは前記グラ
    ウンド用トレースと電気的に連結された少なくとも一つ
    のグラウンド用ビアホールを含み、前記グラウンド用ビ
    アホールを前記グラウンド部と電気的に連結させること
    を特徴とする請求項1記載のボールグリッドアレイ半導
    体パッケージの静電荷除去型モールディング方法。
  3. 【請求項3】 前記印刷回路基板が前記回路パターンに
    隣接した外側に複数のシンギュレーション用ホールをさ
    らに含み、前記グラウンド部を前記複数のシンギュレー
    ション用ホールを連結する四角仮想ラインであるシンギ
    ュレーションラインの外側に位置させることを特徴とす
    る請求項1記載のボールグリッドアレイ半導体パッケー
    ジの静電荷除去型モールディング方法。
  4. 【請求項4】 前記グラウンド部を前記印刷回路基板の
    半導体チップ搭載部の反対面に位置させ、前記ソルダー
    マスク上に平板状に露出させることを特徴とする請求項
    3記載のボールグリッドアレイ半導体パッケージの静電
    荷除去型モールディング方法。
  5. 【請求項5】 前記グラウンド部を前記印刷回路基板の
    一側面に位置させ、ソルダーマスク上に露出させること
    を特徴とする請求項1記載のボールグリッドアレイ半導
    体パッケージの静電荷除去型モールディング方法。
  6. 【請求項6】 前記印刷回路基板の上面の一側コーナー
    部に導電性金属で形成され、グラウンド連結されたモー
    ルドランナーゲートを形成させ、前記グラウンド部を前
    記モールドランナーゲートに前記グラウンドビアホール
    及び/又はグラウンドトレースにより電気的に連結させ
    ることを特徴とする請求項1記載のボールグリッドアレ
    イ半導体パッケージの静電荷除去型モールディング方
    法。
  7. 【請求項7】 前記突出部を前記ランナー及びモールド
    の外周縁に接する下面に前記ランナーを介在して相互対
    向する一対で形成させることを特徴とする請求項1記載
    のボールグリッドアレイ半導体パッケージの静電荷除去
    型モールディング方法。
  8. 【請求項8】 前記グラウンド部の高さを少なくとも前
    記ソルダーマスクの高さ以上に露出させることを特徴と
    する請求項1記載のボールグリッドアレイ半導体パッケ
    ージの静電荷除去型モールディング方法。
  9. 【請求項9】 前記印刷回路基板が前記回路パターンに
    隣接した外側に形成される複数のツーリングホールをさ
    らに含み、前記両モールドのいずれか一つには相互係合
    を確かにするためのツーリングピンを形成させ、前記ツ
    ーリングピンの前記ツーリングホールへの挿支時、前記
    ツーリングピンにグラウンディングできるように、前記
    グラウンド部を構成する前記複数のツーリングホールの
    少なくとも一つを前記グラウンド用トレースと電気的に
    連結させることを特徴とする請求項1記載のボールグリ
    ッドアレイ半導体パッケージの静電荷除去型モールディ
    ング方法。
  10. 【請求項10】 前記グラウンド部を前記印刷回路基板
    の半導体チップ搭載部の反対面に位置させ、スポット形
    にソルダーマスク上に露出させることを特徴とする請求
    項2記載のボールグリッドアレイ半導体パッケージの静
    電荷除去型モールディング方法。
  11. 【請求項11】 グラウンド用トレースが“V”字形に
    分岐され、その分岐部には、前記グラウンド用トレース
    の厚さ及び/又は幅より小さいほかのグラウンド用トレ
    ースの一端が接続され、その他端はグラウンド用ビアホ
    ールに接続され、前記分岐部の中央にグラウンド部をス
    ポット形に形成させることを特徴とする請求項1記載の
    ボールグリッドアレイ半導体パッケージの静電荷除去型
    モールディング方法。
  12. 【請求項12】 前記グラウンド部の表面に導電性金属
    鍍金層を形成させることを特徴とする請求項1記載のボ
    ールグリッドアレイ半導体パッケージの静電荷除去型モ
    ールディング方法。
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