[发明专利]球网格阵列型半导体器件

说明书

本发明涉及一种球网格阵列型半导体器件。

随着集成半导体元件集成度的提高，安装半导体元件的集成电路封装具有越来越多的管脚。有一种增加了管脚数量的常规QFP(扁平封装)已准备将外部的引线与引线间距或间隔由0.65mm减小至0.5mm或0.4mm。由于所设置的管脚的阵列和外部封装的外形将具有沿封装外部周边设置的外引线阵列的QFP限制在最多400只管脚，而为了适应高集成构造和半导体元件多功能的需要对有500至1000只管脚的半导体元件封装的需要已日益增长。

近年来，为迎合多管脚应用的趋向已提出一种集成电路封装型，即外引线排列于一个平面内的球网格阵列型(BAG)。

附图1是表示具有这种球网格阵列型封装的常规半导体器件的剖面图。如图1所示，玻璃环氧树脂基片7支撑位于上表面上的上部信号互连图形1a和半导体器件安装垫片4，还反撑位于下表面上的下部信号互连图形1b。上下信号互连图形1a和1b通过通孔2互连。在下部信号互连图形1b中存在用作外引线的焊料球3电极的网状图形。除连接区外上部信号互连图形1a皆为焊料阻挡层6所覆盖。

用安装件(未示出)将半导体元件10安装在半导体元件安装垫片4上。半导体元件10具有由细金属丝11将之连接到上部信号互连图形的电极。按传递模塑工艺由模塑树脂层9封装半导体元件10和金属丝11。

关于上述球网格阵列型封装，玻璃环氧树脂基片7的整个下表面可用作连接外电路的区域。因此，这种球网格阵列型封装能够具有比常规QFP更多的管脚，而不会减小外部引线间距。

球网格阵列型封装易于沿玻璃环氧树脂基片和模塑树脂层间界面吸潮。因此，在将这种球网格阵列型封装安装到电路基片上时，由于它被加热使所吸湿气蒸发，于是玻璃环氧树脂基片和模塑树脂趋于相互脱离。因此，在将这种球网格阵列型封装安装在电路基片上的之前，必需烘烤该球网格阵列型封装以除去其内部所吸湿气。另外在烘烤工艺后，必须在给定的时间周期内完成球网格阵列型封装的安装。这就给安装球网格阵列型封装的工艺管理造成一定困难。

另一个缺点是玻璃环氧树脂基片的导热性低，致使球网格阵列型封装的热阻比已广泛用作多管脚封装的常规倒置腔陶瓷管脚网格阵列型(PGA)封装的热阻要高，所以可安装的半导体元件的数量受功耗的限制。

因此本发明的一个目的是提供一种有球网格阵列型封装的半导体器件，不用或用相对简单的烘烤工艺便能将它装在电路基片上，烘烤工艺向来为器件安装前必需的工艺。

本发明的另一目的是提供一种有球网格阵列型封装的半导体器件，为了能将大电流要求的的半导体器件安装在该球网格阵列型封装上，增加该封装的热辐射能力。

为实现上述目的，提供一种有球网格阵列型封装的半导体器件，它包括：在其上表面上有半导体元件安装垫片的绝缘基片；安装在半导体元件安装垫片上并有多个电极的的半导体元件；置于绝缘基片上表面上并由细金属丝使之与半导体元件电极连接的上部信号互连图形；置于与上表面相反的绝缘基片下表面上的下部信号互连图形；置于下表面上并借助限定在绝缘基片中的通孔与上部信号互连图形连接的下部信号互连图形；连接到下部信号互连图形的多个球电极；封装半导体元件的模塑树脂层；及置于上表面上并由半导体元件安装垫片延伸到模塑树脂层之外的多个延伸图形。 

从下面根据说明发明实施例的附图的描述可明显看出本发明的上述和其它目的、特征和优点。

图1是有这种球网格阵列型封装的常规半导体器件的剖面图；

图2是用于本发明的具有球网格阵列型封装的半导体器件实施例的布线基片的平面图；

图3是沿图2中的线III-III的剖面图；

图4是本发明的有球网格阵列型封装的半导体器件第二实施例的平面图；

图5是沿图4中的线V-V线的剖面图；

图6是沿图4中的线VI-VI线的剖面图。

如图2所示，布线基片包括在其上表面中心区域有以铜箔图形形式存在的方形半导体元件安装垫片4的方形玻璃环氧树脂基片7，垫片4等于或大于要待安装于其上的半导体元件的尺寸。置于玻璃环氧树脂基片7的上表面上以铜箔图形形式存在的四个延伸图形5分别从半导体元件安装垫片4的四个角沿对角线向外延伸至玻璃环氧树脂基片7的四个角。