JP2001044234A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2001044234A
JP2001044234A JP11216123A JP21612399A JP2001044234A JP 2001044234 A JP2001044234 A JP 2001044234A JP 11216123 A JP11216123 A JP 11216123A JP 21612399 A JP21612399 A JP 21612399A JP 2001044234 A JP2001044234 A JP 2001044234A
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Japan
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semiconductor device
bonding
semiconductor element
substrate
wiring layer
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JP11216123A
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Michio Horiuchi
道夫 堀内
Takashi Kurihara
孝 栗原
Shigeji Muramatsu
茂次 村松
Shigeru Mizuno
茂 水野
Takuya Kazama
拓也 風間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置を実装した際に実装基板と半導体
装置との間で生じる熱応力を効果的に緩和し、信頼性の
高い半導体装置として提供する。 【解決手段】 基板10の一方の面に半導体素子12が
搭載され、該半導体素子12が搭載された範囲外の前記
基板10の一方の面に、一端側がボンディング部32a
に形成され他端側がランド32bに形成された配線パタ
ーン32を有する配線層20が設けられ、前記ランド3
2bに外部接続端子22が接合されるとともに、前記半
導体素子12と前記ボンディング部32aとがワイヤボ
ンディングにより電気的に接続され、前記半導体素子1
2の露出面、ボンディングワイヤ16及びボンディング
部32aが樹脂14により封止された半導体装置におい
て、前記配線層20が弾性体層36を介して前記基板1
0に支持され、前記ボンディングワイヤ16とボンディ
ング部32aとの接続部が固定用樹脂38によって被覆
されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
より詳細には基板に搭載した半導体素子を樹脂によって
封止した半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置には、図8に示すように、基
板10に半導体素子12を搭載し、半導体素子12を樹
脂14によって封止した製品がある。この半導体装置は
半導体素子12と基板10とをワイヤボンディングによ
って電気的に接続し、半導体素子12、ボンディングワ
イヤ16およびボンディング部18を含む領域を樹脂1
4によって封止したものである。封止用の樹脂14は実
装時の熱応力が半導体素子に作用することを緩和し、あ
るいは半導体素子と基板との密着性等を考慮して選択さ
れる。
【0003】半導体装置を実装した際に生じる熱応力を
緩和する方法としては、半導体素子を封止する樹脂に低
弾性率の樹脂を使用して半導体素子に作用する熱応力を
緩和する方法がある。また、半導体素子と半導体装置の
基板に形成された配線パターンとをワイヤボンディング
して電気的に接続する場合は、熱応力が作用した場合で
もボンディングワイヤと配線パターンとの接続部が確実
に接続されるように接着強度の高い樹脂を用いて接続部
を固定するといった方法がある(特開平8-288426号公
報) 。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図9に
示すような表面実装型の半導体装置の場合は、接合面が
実装基板にほとんど接して実装されるから、実装基板と
基板との間で生じる熱応力がじかに基板に作用するとい
う問題がある。図9に示す半導体装置は、基板10の接
合面に配線層20を形成し、配線層20にはんだボール
等の外部接続端子22を接続したものである。このよう
な表面実装型の半導体装置を実装した際には、実装基板
の接続端子と外部接続端子22との接続部分に熱応力が
集中し、接続部が剥離するといった接続信頼性が問題と
なることがある。
【0005】本発明は、このような表面実装型の半導体
装置を実装する際における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、半導体装置を実
装した際に実装基板と半導体装置との間で生じる熱応力
を緩和し、実装時における信頼性を向上させることがで
きる半導体装置を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、基板の一方
の面に半導体素子が搭載され、該半導体素子が搭載され
た範囲外の前記基板の一方の面に、一端側がボンディン
グ部に形成され他端側がランドに形成された配線パター
ンを有する配線層が設けられ、前記ランドに外部接続端
子が接合されるとともに、前記半導体素子と前記ボンデ
ィング部とがワイヤボンディングにより電気的に接続さ
れ、前記半導体素子の露出面、ボンディングワイヤ及び
ボンディング部が樹脂により封止された半導体装置にお
いて、前記配線層が弾性体層を介して前記基板に支持さ
れ、前記ボンディングワイヤとボンディング部との接続
部が固定用樹脂によって被覆されていることを特徴とす
る。また、半導体素子が基板に形成された収納凹部の底
面に搭載され、該収納凹部の周囲の基板面に配線層が形
成されていることを特徴とする。また、半導体素子が平
板状に形成された基板に搭載され、配線層が基材の一方
の面に形成され、該基材に半導体素子を収納する収納孔
が形成されていることを特徴とする。
【0007】また、半導体素子の電極端子形成面に一端
側がボンディング部に形成され他端側がランドに形成さ
れた配線パターンを有する配線層が設けられ、前記ラン
ドに外部接続端子が接合されるとともに、半導体素子と
前記ボンディング部とがワイヤボンディングにより電気
的に接続され、前記電極端子形成面の露出面、ボンディ
ングワイヤ及びボンディング部が樹脂により封止された
半導体装置において、前記配線層が弾性体層を介して前
記半導体素子に支持され、前記ボンディングワイヤとボ
ンディング部との接続部が固定用樹脂によって被覆され
ていることを特徴とする。また、配線層が基材の一方の
面に形成され、該基材が半導体素子の電極端子形成面に
支持されて電極端子形成面の外周縁から延出されている
とともに、前記基材の他方の面に基材を補強する支持層
が形成され、該支持層が弾性体層を介して電極端子形成
面に支持されていることを特徴とする。また、前記弾性
体層が、室温におけるヤング率900MPa以下の低弾
性率を有することは、実装時における熱応力を効果的に
緩和できる点で有効である。また、前記配線層が、室温
におけるヤング率4GPa以上の高弾性率を有する基材
の一方の面に形成されていることは、所要のボンディン
グ強度を得ることができる点で好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
つき、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発
明に係る半導体装置の一実施形態の構成を示す断面図で
ある。同図で10は樹脂基板によって形成した半導体装
置の基板、11は基板10に形成した半導体素子12の
収納凹部である。半導体素子12は収納凹部11の底面
に接合して支持される。実装基板と電気的に接続する外
部接続端子22は収納凹部11の周囲に配置される。収
納凹部11の周囲の基板面が実装基板に接合される接合
面10aである。本実施形態ではこの接合面に配線層2
0を形成し、配線層20に形成した配線パターンに電気
的に接続して外部接続端子22を配置している。
【0009】図2に基板10の接合面10aに形成する
配線層20等の構成を拡大して示す。配線層20は電気
的絶縁性を有するベースフィルム30に支持され、所定
の配線パターン32に形成される。配線パターン32の
一端側には収納凹部11の内周縁に面してボンディング
部32aが形成され、他端側には外部接続端子22を接
合するランド32bが形成される。34は配線層20を
被覆する保護膜である。保護膜34は配線パターン32
のボンディング部32aとランド32bのみ露出させて
配線層20を被覆する。保護膜34としてはソルダーレ
ジスト等が使用される。
【0010】本実施形態の半導体装置で特徴とする構成
は、配線層20を支持するベースフィルム30を低弾性
率の弾性体層36を介して基板10の接合面10aに接
着したことにある。この弾性体層36は半導体装置を実
装した際に実装基板と半導体装置との間で生じる熱応力
を緩和する目的で設けるものであり、熱応力を緩和する
に十分な低弾性率の素材によって形成する。基板10の
接合面10aに低弾性率の接着剤を塗布し、あるいは接
着性を有するフィルムを貼着してベースフィルム30を
接着することにより弾性体層36を介してベースフィル
ム30を支持することができる。もちろん、ベースフィ
ルム30に低弾性率の接着剤層を設けておき、接合面1
0aに接着して弾性体層36を形成することもできる。
弾性体層36に使用する接着剤として、たとえば、室温
でのヤング率約170MPa、120℃でのヤング率約
3MPaのエポキシ系接着剤が使用できる。
【0011】一方、配線層20を支持するベースフィル
ム30には高弾性率のフィルム材、たとえばポリイミド
フィルム等を使用する。ベースフィルム30に高弾性率
の素材を使用するのは、半導体素子12と配線パターン
32とをワイヤボンディングした際に所要のボンディン
グ強度が得られるようにするためである。ボンディング
部32aを高弾性率のベースフィルム30によって支持
することにより、ベースフィルム30を接着する弾性体
層36に低弾性率の素材を使用した場合でも所要のボン
ディング強度を得ることが可能になる。ベースフィルム
30の弾性率としては室温におけるヤング率として4G
Pa以上のものを使用する。
【0012】なお、弾性体層36を介して接合面に接着
する配線パターンフィルムを形成するには、ベースフィ
ルム30の片面に銅層を形成したフィルム材、あるいは
ベースフィルム30の片面にスパッタリング等により銅
層を形成したフィルム材を使用し、銅層を所定のパター
ンにエッチングして配線層20を形成し、保護膜34に
より配線層20を被覆すればよい。保護膜34として感
光性のソルダーレジストを使用し、このソルダーレジス
トを露光・現像することにより、ボンディング部32a
とランド32bとを露出させることができる。
【0013】基板10の接合面10aに配線パターンフ
ィルムを接合した後、収納凹部11の底面に半導体素子
12を接合し、半導体素子12の電極端子12aと配線
パターン32のボンディング部32aとをワイヤボンデ
ィングによって接合する。本実施形態で特徴とする構成
は、ワイヤボンディングによって接続したボンディング
ワイヤ16とボンディング部32aとの接続部分を固定
用樹脂38によって固定する点にある。すなわち、半導
体素子12の電極端子12aとボンディング部32aと
を各々ワイヤボンディングした後、収納凹部11の開口
縁に沿って固定用の樹脂剤を塗布し、樹脂剤を硬化さ
せ、ボンディング部32aに接続されているボンディン
グワイヤ16のボンディング部分を固定する。
【0014】固定用樹脂38はボンディングワイヤ16
がボンディング部32aに確実に接続されるように補強
する作用を目的とするもので、高い接続強度が得られる
接着剤、たとえば、シリカフィラー入りのエポキシ系接
着剤等を使用するのがよい。なお、この固定用樹脂38
は半導体素子12とボンディングワイヤ16とを封止す
る封止用の樹脂14の流れ止めとしても作用する。収納
凹部11の開口縁に沿って固定用樹脂38を塗布した
後、収納凹部11に封止用の樹脂14をポッティング
し、半導体素子12とボンディングワイヤ16を樹脂1
4によって封止する。固定用樹脂38を収納凹部11の
開口縁に塗布することにより、固定用樹脂38がダム状
に盛り上がって形成され、封止用の樹脂14がボンディ
ング部32aを超えてその周囲に流れ出すことを防止す
ることができる。
【0015】封止用の樹脂14は実装時の熱応力を緩和
するため低弾性率の樹脂材を使用するのがよい。実施形
態では樹脂14としてシリコーン系のエラストマー樹脂
を使用した。半導体素子12を樹脂14によって封止し
た後、はんだボール等の外部接続端子22をランド32
bに接合して図1、2に示す半導体装置が得られる。
【0016】上記構成に係る半導体装置は配線層20を
低弾性率の弾性体層36を介して支持したことにより、
実装時に接合面に作用する熱応力を緩和することがで
き、実装基板に接合されている外部接続端子22に過度
の応力が作用することを防止し、外部接続端子22の接
続部が熱応力によって剥離するといった問題を防止する
ことができる。また、封止用の樹脂14としてエラスト
マー樹脂等の低弾性率の樹脂材を使用したこととあわせ
て半導体素子12に作用する応力を緩和することができ
る。
【0017】なお、弾性体層36を介して配線層20を
支持したことにより、ボンディングワイヤ16とボンデ
ィング部32aとの接続部が半導体装置を実装した際の
熱応力によってX−Y方向(平面内)に変位することが
起こり得る。これに対して、本実施形態ではボンディン
グワイヤ16とボンディング部32aとの接続部を固定
用樹脂38によって固定したことにより、接続部が確実
に固定されるようにしている。また、熱応力の作用によ
って接続部が変位した場合でもボンディングワイヤ16
が変位に追従でき、これによって半導体素子12と配線
パターン32との電気的接続の信頼性が得られる。ま
た、ボンディング部32aにおけるボンディングワイヤ
16の接合強度についてみると、ボンディング部32a
を高弾性率のベースフィルム30によって支持したこと
により、低弾性率の弾性体層36が下層に形成されてい
ても所要のボンディング強度を得ることができる。
【0018】図3は本発明に係る半導体装置の他の実施
形態を示す。本実施形態の半導体装置は、半導体素子1
2を搭載する基板10にセラミック基板を使用し、基板
10に、弾性体層36を介して樹脂を基材とする回路基
板40を接着したことを特徴とする。基板10に使用す
るセラミック基板としては、窒化アルミニウム等の熱放
散性の優れた材料、あるいは半導体素子12と熱膨張係
数がマッチングする材料が好適に使用できる。
【0019】基板10に接着する回路基板40は、図3
に示すように、半導体素子12を収納する収納孔を設け
たものであり、BTレジン等の樹脂材を積層したクラッ
ド材として半導体素子を収納可能に半導体素子と略同厚
に形成する。回路基板40の一方の面には配線層20と
して配線パターン32を形成する。配線パターン32は
前記クラッド材として銅箔付きのクラッド材を用意し、
銅箔を所定のパターンにエッチングして形成する。配線
パターン32にボンディング部32aとランド32bを
形成すること、配線層20の表面をソルダーレジスト等
の保護膜34によって被覆することは上記実施形態と同
様である。
【0020】収納孔を形成した回路基板40を弾性体層
36を介して基板10に接着することにより、半導体素
子12を収納する収納凹部が形成される。弾性体層36
は半導体装置を実装した際に生じる熱応力を緩和するた
めに設けるもので、上記実施形態と同様に低弾性率の接
着剤を用いて基板10に回路基板40を接着することに
よって形成される。弾性体層36の弾性率としては室温
におけるヤング率が900MPa程度以下のものがよ
い。
【0021】半導体素子12と配線パターン32とはワ
イヤボンディングによって電気的に接続する。ボンディ
ングワイヤ16と配線パターン32のボンディング部3
2aとの接続部に固定用樹脂38を塗布して硬化させ、
ボンディングワイヤ16とボンディング部32aとの接
続部を固定することも上記実施形態と同様である。固定
用樹脂38を塗布した後、半導体素子12およびボンデ
ィングワイヤ16をエラストマー樹脂等の低弾性率の封
止用の樹脂14によって封止する。
【0022】本実施形態の半導体装置の場合も、低弾性
率の弾性体層36を介して配線層20を支持したことに
より、実装した際に生じる熱応力を弾性体層36によっ
て効果的に緩和することができる。半導体素子12とセ
ラミック製の基板10との熱膨張係数をマッチングさせ
た場合は、基板10と回路基板40との間で熱膨張係数
の不整合が生じるが、その場合でも弾性体層36によっ
て基板10と回路基板40との間の熱応力を緩和するこ
とができる。また、ボンディングワイヤ16とボンディ
ング部32aとの接続部が半導体装置を実装した際の熱
応力によって変位する場合でも、固定用樹脂38によっ
て接続部を固定することにより、電気的接続の信頼性を
向上させることができる。
【0023】図4、5は半導体装置のさらに他の実施形
態を示す。本実施形態の半導体装置は半導体素子12の
電極端子12aを形成した面に配線層20を配置し、配
線層20と電極端子12aとをワイヤボンディングして
電気的に接続したものである。図5に配線層20と電極
端子12aとの接続構造を拡大して示す。図1、2に示
した実施形態と同様に、配線層20は電気的絶縁性を有
するベースフィルム30の一方の面に所定パターンの配
線パターン32に形成され、ベースフィルム30が低弾
性率の弾性体層36を介して半導体素子12の電極端子
形成面に接着されている。なお、本実施形態では電極端
子12aが電極端子形成面の中央部側に配置され、その
周囲に配線層20が位置している。
【0024】弾性体層36は半導体装置を実装した際に
生じる熱応力を緩和するために設けるものであり、低弾
性率の素材によって形成する。たとえば、室温における
ヤング率約250MPa、150℃におけるヤング率約
9MPaのニトロブタジエンゴム入りエポキシ系接着剤
を用いてベースフィルム30を接着することによって形
成できる。配線パターン32にボンディング部32aと
ランド32bを形成する構成、ボンディング部32aと
ランド32bを露出して保護膜34により配線層20を
被覆する構成は前述した実施形態と同様である。
【0025】また、半導体素子12の電極端子12aと
配線パターン32のボンディング部32aとをワイヤボ
ンディングにより接続し、ボンディングワイヤ16とボ
ンディング部32aとの接続部を固定用樹脂38によっ
て固定する。ワイヤボンディングした後、半導体素子1
2の電極端子形成面の露出面に封止用の樹脂14をポッ
ティングし、電極端子形成面を封止し、さらにボンディ
ングワイヤ16を封止する。封止用の樹脂としてシリコ
ーン系エラストマー樹脂等の低弾性率の樹脂材を使用す
ることも前述した実施形態と同様である。樹脂封止後、
配線パターン32のランド32bに外部接続端子22を
接合して図4に示す半導体装置が得られる。
【0026】本実施形態の半導体装置は半導体素子12
の電極端子形成面の領域内に配線層20を配置したもの
であり、弾性体層36を介して配線層20を支持したこ
とにより、実装基板と半導体素子12との熱膨張係数の
差異によって相互間に生じる熱応力を効果的に緩和する
ことが可能となる。また、ボンディングワイヤ16とボ
ンディング部32aとの接続部を固定用樹脂38によっ
て固定したことにより接続部での接続信頼性を高めるこ
とができる。また、封止用の樹脂14として低弾性率の
樹脂材を使用することにより、ボンディングワイヤ16
を応力に追従させて効果的に応力を緩和することが可能
になる。
【0027】図6、7は半導体素子12の電極端子形成
面に配線層20を配置する半導体装置の他の実施形態を
示す。本実施形態の半導体装置は、半導体素子12の電
極端子形成面の外周縁位置よりも外方にまで配線層20
を張り出すように配置した例である。配線層20をベー
スフィルム30によって支持する構成、ボンディングワ
イヤ16とボンディング部32aとの接続部を固定用樹
脂38によって固定する構成、封止用の樹脂14等の構
成は上記実施形態と同様である。本実施形態の半導体装
置で上記実施形態と異なる構成は、配線層20の周縁部
を電極端子形成面よりも外方に張り出して支持するた
め、ベースフィルム30を補強して配線層20を支持す
る支持層42をベースフィルム30の下面に形成した点
である。
【0028】本実施形態では、ベースフィルム30に7
5μmの厚さのポリイミドフィルムを使用し、このベー
スフィルム30の一方の面に18μmの厚さの銅箔を接
着し、他方の面に35μmの厚さの銅箔を接着したフィ
ルム材を使用して半導体素子12に接着する配線フィル
ムを形成した。配線パターン32はベースフィルム30
の一方の面の銅箔をエッチングして形成でき、他方の面
の銅箔はベースフィルム30を補強する支持層42とな
る。図6、7は低弾性率の弾性体層36となる接着剤を
使用して半導体素子12の電極端子形成面に支持層42
を接着し、弾性体層36を介して電極端子形成面に配線
層20を支持した状態である。
【0029】支持層42を介して配線層20を支持する
ことにより、配線層20が確実に支持され、電極端子形
成面から配線層20を張り出して配置することが可能に
なる。これによって、外部接続端子22を配置する領域
が拡大し、多ピン化に対応できるようになる。また、前
述した各実施形態と同様に、弾性体層36を介して配線
層20を支持したことによって、実装時に実装基板と半
導体素子12との間で生じる熱応力を緩和して半導体素
子12に過大な応力が作用することを防止することがで
きる。また、ワイヤボンディングによる電気的接続の接
続信頼性も向上し、信頼性の高い半導体装置として提供
することが可能になる。
【0030】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置によれば、上述
したように、半導体装置を実装基板に実装した際に、実
装基板と半導体装置との間で生じる熱応力を有効に緩和
することができ、実装時における半導体装置の信頼性を
向上させることができる。とくに、ワイヤボンディング
によって接続したボンディングワイヤと配線パターンの
ボンディング部との接続部を固定用樹脂により固定した
ことによって、熱応力が作用してボンディングワイヤに
応力が作用したような場合でも確実に電気的接続を確保
することができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の一実施形態の構成を
示す断面図である。
【図2】半導体装置の配線層等の構成を拡大して示す断
面図である。
【図3】半導体装置の他の実施形態の構成を示す断面図
である。
【図4】半導体素子の電極端子形成面に配線層を配置し
た半導体装置の構成を示す断面図である。
【図5】図4に示す半導体装置の配線層等の構成を拡大
して示す断面図である。
【図6】半導体素子の電極端子形成面に配線層を配置す
る他の半導体装置の構成を示す断面図である。
【図7】図6に示す半導体装置の配線層等の構成を拡大
して示す断面図である。
【図8】半導体装置の従来の構成を示す断面図である。
【図9】表面実装型の半導体装置の従来の構成を示す断
面図である。
【符号の説明】
10 基板 10a 接合面 11 収納凹部 12 半導体素子 12a 電極端子 14 樹脂 16 ボンディングワイヤ 18 ボンディング部 20 配線層 22 外部接続端子 30 ベースフィルム 32 配線パターン 32a ボンディング部 32b ランド 34 保護膜 36 弾性体層 38 固定用樹脂 40 回路基板 42 支持層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村松 茂次 長野県長野市大字栗田字舎利田711番地 新光電気工業株式会社内 (72)発明者 水野 茂 長野県長野市大字栗田字舎利田711番地 新光電気工業株式会社内 (72)発明者 風間 拓也 長野県長野市大字栗田字舎利田711番地 新光電気工業株式会社内 Fターム(参考) 5F044 AA02 CC02 CC07 JJ03

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の一方の面に半導体素子が搭載さ
    れ、該半導体素子が搭載された範囲外の前記基板の一方
    の面に、一端側がボンディング部に形成され他端側がラ
    ンドに形成された配線パターンを有する配線層が設けら
    れ、 前記ランドに外部接続端子が接合されるとともに、前記
    半導体素子と前記ボンディング部とがワイヤボンディン
    グにより電気的に接続され、前記半導体素子の露出面、
    ボンディングワイヤ及びボンディング部が樹脂により封
    止された半導体装置において、 前記配線層が弾性体層を介して前記基板に支持され、 前記ボンディングワイヤとボンディング部との接続部が
    固定用樹脂によって被覆されていることを特徴とする半
    導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体素子が基板に形成された収納凹部
    の底面に搭載され、該収納凹部の周囲の基板面に配線層
    が形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導
    体装置。
  3. 【請求項3】 半導体素子が平板状に形成された基板に
    搭載され、配線層が基材の一方の面に形成され、該基材
    に半導体素子を収納する収納孔が形成されていることを
    特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 半導体素子の電極端子形成面に一端側が
    ボンディング部に形成され他端側がランドに形成された
    配線パターンを有する配線層が設けられ、 前記ランドに外部接続端子が接合されるとともに、半導
    体素子と前記ボンディング部とがワイヤボンディングに
    より電気的に接続され、前記電極端子形成面の露出面、
    ボンディングワイヤ及びボンディング部が樹脂により封
    止された半導体装置において、 前記配線層が弾性体層を介して前記半導体素子に支持さ
    れ、 前記ボンディングワイヤとボンディング部との接続部が
    固定用樹脂によって被覆されていることを特徴とする半
    導体装置。
  5. 【請求項5】 配線層が基材の一方の面に形成され、該
    基材が半導体素子の電極端子形成面に支持されて電極端
    子形成面の外周縁から延出されているとともに、前記基
    材の他方の面に基材を補強する支持層が形成され、該支
    持層が弾性体層を介して電極端子形成面に支持されてい
    ることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 弾性体層が、室温におけるヤング率90
    0MPa以下の低弾性率を有することを特徴とする請求
    項1、2、3、4または5記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 配線層が、室温におけるヤング率4GP
    a以上の高弾性率を有する基材の一方の面に形成されて
    いることを特徴とする請求項1、2、3、4、5または
    6記載の半導体装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006120725A (ja) * 2004-10-19 2006-05-11 Hitachi Chem Co Ltd 接着シート及びそれを用いた半導体装置の製造方法、並びに半導体装置
JP2010016393A (ja) * 2009-08-27 2010-01-21 Hitachi Chem Co Ltd 半導体装置の製造方法
US9728690B2 (en) 2015-09-30 2017-08-08 Nichia Corporation Light emitting device and method of manufacturing the same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006120725A (ja) * 2004-10-19 2006-05-11 Hitachi Chem Co Ltd 接着シート及びそれを用いた半導体装置の製造方法、並びに半導体装置
JP4599983B2 (ja) * 2004-10-19 2010-12-15 日立化成工業株式会社 接着シート
JP2010016393A (ja) * 2009-08-27 2010-01-21 Hitachi Chem Co Ltd 半導体装置の製造方法
US9728690B2 (en) 2015-09-30 2017-08-08 Nichia Corporation Light emitting device and method of manufacturing the same
US10103299B2 (en) 2015-09-30 2018-10-16 Nichia Corporation Light emitting device
US10361347B2 (en) 2015-09-30 2019-07-23 Nichia Corporation Light emitting device

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