[发明专利]具有栅格焊球阵列结构的半导体器件及其制造方法

说明书

本发明涉及具有BGA结构的半导体器件及制造该半导体器件的方法，特别涉及这样一种具有BGA结构的半导体器件及制造该半导体器件的方法，该半导体器件能够防止焊球产生裂缝，并且在半导体器件安装在印刷电路板上的状态下进行下落冲击试验时和温度循环试验时，可防止从印刷电路板传播的冲击。

通常，采用其引线用于连接端的半导体器件。图1是展示其引线被用作连接端的半导体器件的剖面图。

如图1所示，在其引线被用作连接端的半导体器件50中，配备有半导体芯片71，在该半导体芯片71上，与半导体芯片71的上表面平行地排列多个连接引线73的内引线73a。用包括绝缘体的粘接胶带79粘接并固定半导体芯片71和连接引线73的内引线73a。并且，用金属线76电连接形成于半导体芯片71的上表面中心部分上的焊盘75和连接引线的内引线73a。

覆盖半导体芯片71、粘接胶带79、连接引线73的内引线73a、焊盘75和金属线76，结果就形成树脂密封部分72。并且，从树脂密封部分72伸出连接引线73的外引线73b并弯曲，外引线73b的末端排列在树脂密封部分72的下表面下。

在以这种方式构成的半导体器件50中，用焊接等方法固定外引线73b的末端并将其电连接到印刷电路板的预定部位上，从而在印刷电路板上设置半导体器件50。

可是，在半导体器件50中，由于连接端由引线构成，因而在连接端连接于印刷电路板上的情况下，在用焊料将连接端连接于印刷电路板上之前，需要分开准备焊料等。因而这种半导体器件存在连接操作麻烦的缺点。

作为克服该缺点的半导体器件，可采用BGA(栅格焊球阵列)结构。用具有包括焊料之类的连接引线的球构成BGA结构。下面将说明具有BGA结构的两种半导体器件。

图2A是展示公开于美国专利USP 5,677,566中的具有BGA结构的半导体器件的透视图，图2B是这种半导体器件的剖面图。如图2A和2B所示，在具有BGA结构110的第一常规半导体器件中，设置管芯焊盘140并在其上设置半导体芯片114。并且，用金属线122电连接多个连接引线115和形成于半导体芯片114上表面的端部上的焊盘118。此外，允许焊球128分别粘接于连接引线115的上表面上。一部分焊球128和连接引线115露出，同时另一部分与管芯焊盘140、半导体芯片114、焊盘118和金属线122一起被覆盖，从而形成树脂密封部分126。

在按这种方式构成的具有BGA结构的第一半导体器件110中，允许焊球128与印刷电路板的预定位置接触。因而利用使焊球128与印刷电路板的预定位置接触的回流法，加热或加压焊球128，使其熔化，将半导体器件固定于印刷电路板的预定位置上，同时，与印刷电路板电连接并粘贴于印刷电路板上。

图3A是展示公开于日本未审查专利公开平9-213839中的具有BGA结构的半导体器件的透视图，图3B是其剖面图。如图3A和3B所示，在具有BGA结构的第二常规半导体器件150中，设置半导体芯片151。在半导体芯片151上，多个连接引线的内引线155与半导体芯片151的上表面平行地排列。用包括绝缘体的粘接胶带152粘接和固定半导体芯片151和连接引线的内引线155。并且，用金属线154电连接形成在半导体芯片151上表面上的多个焊盘153和连接引线的内引线155。

此外，用包括密封树脂的上封装件156和下封装件157覆盖半导体芯片151、粘接胶带152、连接引线的内引线155、焊盘153和布线154，形成树脂密封部分。在下封装件157的内引线侧的表面位置上内引线155通过处设置小孔。在小孔内，按下列方式嵌入多个焊球158，即从下封装件157的表面伸出的各头部用作外部连接端。该焊球158与内引线155电连接。

在按这种方式构成的具有BGA结构的第二常规半导体器件150中，按与具有BGA结构的第一常规半导体器件110相同的方式，利用使焊球158与印刷电路板的预定位置接触的回流法，加热或加压焊球158，使其熔化，将半导体器件固定于印刷电路板169的预定位置上，同时半导体器件与印刷电路板169电连接并粘贴于印刷电路板169上。