JP2001352021A - 半導体パッケージ、半導体パッケージの実装構造及び半導体パッケージの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄型化を損なうことなく高い放熱効果が得ら
れる半導体パッケージを提供する。 【解決手段】 開口部１ａを有すると共に表面に配線４
を設けてなる基板１と、開口部１ａを塞ぐ状態で基板１
の表面に対向して設けられ、バンプ７を介して開口部１
ａ周囲の配線４に対して電気的に接続された半導体チッ
プ２と、開口部１ａ内にはめ込まれ、樹脂１０を介して
半導体チップ２の表面側に貼り付けられた放熱板３とを
備えた半導体パッケージである。放熱板３は、半導体チ
ップ２の線膨張率と同程度の線膨張率を有する材質から
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体パッケー
ジ、その実装構造及びその製造方法に関し、特には携帯
用電子機器に好適に搭載される半導体パッケージ、その
実装構造及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯用電子機器の普及に伴う半導体パッ
ケージの軽量化及び小型化の要求に対応し、図１４に示
すような構成の半導体パッケージが多用されるようにな
ってきている。この図に示す半導体パッケージは、ベア
状の半導体チップ（すなわち半導体素子）１０１の外部
電極（図示省略）上にバンプ１０２を設けてなるフリッ
プチップ１０３を、基板１０４上に搭載してなるもので
あり、基板１０４の表面側に形成された配線１０５に対
して、バンプ１０２を介して半導体チップ１０１が接続
された構成になっている。バンプ１０２と配線１０５と
の接続は、例えばバンプ１０２と配線１０５とを接触さ
せた状態でリフロー処理等を施し、これによってバンプ
１０２を溶融させることによって行われる。

【０００３】また、半導体チップ１０１と基板１０４と
の間には、素子が作りこまれた半導体チップ１０１の表
面やバンプ１０２による半導体チップ１０１と配線１０
５との接続状態を保護するための樹脂１０６が充填され
ている。

【０００４】このような構成の半導体パッケージでは、
半導体チップから発生する熱は主として基板１０４と反
対側の半導体チップ１０１の裏面側から外部に放出され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが近年、半導体
チップの高集積化及び大型化に伴い半導体チップ１０１
からの発熱量が増大する傾向にあり、半導体チップ１０
１の裏面からの熱放出だけでは十分な放熱を行うことが
できなくなってきている。このため、半導体パッケージ
内、特に半導体チップ１０１と基板１０４との間の樹脂
１０６に、外部に放出しきれない熱が蓄積され易くなっ
ている。これは、半導体パッケージ内の温度を上昇さ
せ、半導体チップ１０１に作り込まれた素子の劣化を招
く要因になっている。

【０００６】そこで、半導体チップ１０１の裏面側（基
板１０４と反対側）に、放熱板を設けて放熱効果を上げ
ることも考えられるが、放熱板を取り付けることでパッ
ケージ全体の厚みが増し、薄型化が阻害されてしまう。

【０００７】そこで本発明は、薄型化を損なうことなく
高い放熱効果が得られる半導体パッケージ、その実装構
造及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明の半導体パッケージは、開口部を有する
と共に表面に配線を設けてなる基板と、開口部を塞ぐ状
態で基板の表面に対向して設けられ、バンプを介して当
該開口部周囲の配線に対して電気的に接続された半導体
チップと、開口部内にはめ込まれ、樹脂を介して半導体
チップの表面側に貼り付けられた放熱板とを備えたこと
を特徴としている。

【０００９】このような構成の半導体パッケージでは、
基板の開口部内に放熱板が収納されるため、パッケージ
厚を厚くすることなく、半導体チップの表面側に樹脂を
介して放熱板が設けられる。また、半導体チップの裏面
と放熱板の裏面とが露出した状態になるため、これらの
両面から放熱が行われるようになる。しかも、樹脂を介
して半導体チップの表面側に放熱板が貼り付けられるた
め、放熱板に対して半導体チップの表面が樹脂で保護さ
れると共に、半導体チップと放熱板との間隔の自由度が
得られる。

【００１０】また、本発明の半導体パッケージの実装構
造は、このような構成の半導体パッケージを実装基板上
に搭載してなる実装構造において、実装基板の表面に対
して半導体チップまたは放熱板を対向させた状態で半導
体パッケージが配置され、実装基板と半導体チップまた
は放熱板との間に樹脂または半田が充填されているか、
あるいは実装基板と半導体チップまたは放熱板とが接触
していることを特徴としている。

【００１１】このような構成の実装構造では、放熱板ま
たは半導体チップの熱が、直接、あるいは樹脂または半
田を介して間接的に実装基板に放出される。

【００１２】さらに、本発明の第１の半導体パッケージ
の製造方法は、半導体チップの表面側に樹脂を介して放
熱板を貼り付ける工程と、基板に形成された開口部内に
放熱板をはめ込み、当該開口部周囲の基板上に設けられ
た配線に対してバンプを介して半導体チップを電気的に
接続する工程とを行う。

【００１３】また、本発明の第２の半導体パッケージの
製造方法は、基板に形成された開口部を塞ぐ状態で当該
基板の表面側に対して半導体チップを対向させて配置
し、当該開口部周囲における基板上に設けられた配線に
バンプを介して当該半導体チップを電気的に接続する工
程と、開口部内に放熱板をはめ込み、樹脂を介して半導
体チップの表面側に当該放熱板を貼り付ける工程とを行
う。

【００１４】このような製造方法では、半導体チップと
基板上の配線とが接続されると共に、基板に形成された
開口部内に収納された放熱板が樹脂を介して半導体チッ
プの表面側に貼り付けられた半導体パッケージが得られ
る。また、基板に対して独立した状態を保って、半導体
チップに放熱板が貼り付けられるため、基板と半導体チ
ップとの間隔に依存することなく、半導体チップの表面
側への放熱板の貼り付けが行われる。したがって、放熱
板による半導体チップ表面の損傷が防止されると共に、
放熱板と半導体チップとを設定通りの間隔で貼り付け易
くなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の半導体パッケージの一例
を示す断面図である。この図に示す半導体パッケージ
は、基板１、半導体チップ２、放熱板３を備えている。

【００１７】基板１は、例えばポリイミド樹脂などから
なるフィルム状の基板であり、中央部に開口部１ａが設
けられている。この開口部１ａは、半導体チップ２より
も小さく放熱板３よりも大きい径を有していることとす
る。また、基板１には、この開口部１ａの他に、複数の
接続孔１ｂが形成されている。さらに、基板１の表面に
は、例えば銅（Ｃｕ）からなる配線４が形成されてい
る。

【００１８】この配線４は、開口部１ａの周縁付近にま
で延設され、開口部１ａの周囲においては電極パッドと
してある程度の面積を有して設けられている。また、こ
の配線４は、基板１に設けられた接続孔１ｂを介して基
板１の裏面側に露出しており、例えば接続孔１ｂ内を埋
め込む状態で設けられた導電性材料５を介して、基板１
の裏面側に設けられた半田ボール６と接続されている。
導電性材料５は、例えば配線４と同様の材料からなるこ
ととする。さらに、導電性材料５と配線４の表面には、
これらを覆う状態で例えばニッケル（Ｎｉ）、パラジウ
ム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）などの各層を用いたメッキ層５
ａが設けられている。

【００１９】尚、基板１に設けられた接続孔１ｂは、応
力緩和のため、通常は半導体チップ２の外側に配置され
ることとする。

【００２０】また、半導体チップ２は、表面（いわゆる
回路形成面）を基板１の表面（すなわち配線４が設けら
れた面）対向させ、開口部１ａを塞ぐ状態で設けられて
いる。この半導体チップ２の表面には、基板１の開口部
１ａ周囲に設けられた配線４の電極パッド部分と対応す
る位置に、ここでの図示は省略した外部電極が形成され
ている。そして、半導体チップ２の外部電極と基板１の
配線４（電極パッド部分）とが、例えば金（Ａｕ）や半
田（Ｓｎ−Ｐｂ）からなるバンプ７を介して電気的に接
続されている。

【００２１】ここで、例えば基板１がフィルム状のもの
である場合、必要に応じて基板１の強度を確保するため
の支持体（いわゆるスティフナ）８が、この半導体チッ
プ２を囲む状態で、基板１の表面側に接着剤９にて固定
されていることとする。この支持体８は、例えば、銅
（Ｃｕ）やステンレス等の金属材料、プリント基板材
料、モールドで形成したエポキシ樹脂や熱可塑性樹脂等
からなるリング状のものであることとする。

【００２２】一方、放熱板３は、半導体チップ２の表面
に対向させた状態で開口部１ａ内にはめ込まれており、
樹脂１０を介して半導体チップ２の表面側に貼り付けら
れている。この放熱板３は、半導体チップ２と熱膨張率
が同程度の材料を用いることとし、半導体チップ２がシ
リコンからなる場合には、シリコンやインコネル等を好
適に用いることができる。ただし、樹脂１０として低応
力系の（ヤング率の低い）材料を用いる場合には、半導
体チップ２に加わる熱応力は問題とならないため、放熱
板３としてアルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃ
ｕ）等を用いても良い。

【００２３】また、半導体チップ２と放熱板３との間、
基板１と半導体チップ２及び放熱板３との間、半導体チ
ップ２の表面及び放熱板３の表面、さらには半導体チッ
プ２と支持体８との間は、樹脂１０を充填することによ
って封止されている。

【００２４】この樹脂１０としては、シリコン樹脂やエ
ポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリイミド樹脂のよう
な熱可塑性樹脂が用いられる。また、樹脂１０の線膨張
率を下げるため、これらの熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂
にシリカを混入させたものでも良い。さらに、樹脂１０
の熱伝導率を確保するために、これらの樹脂にアルミナ
やダイヤモンド、さらには金属等の粒子をフィラーとし
て混入させても良い。

【００２５】また、この樹脂１０は、バンプ７を覆う部
分に硬い樹脂（第１の樹脂）を用い、その他の半導体チ
ップ２表面を覆う部分に低応力樹脂（第２の樹脂）を用
いるといったように、異なる種類の樹脂を用いても良
い。低応力樹脂としては、ガラス転移点（Ｔｇ）が３０
℃程度と低い樹脂等がある。

【００２６】以上説明したような構成の半導体パッケー
ジによれば、基板１の開口部１ａ内に放熱板３が収納さ
れるため、パッケージ厚を厚くすることなく、半導体チ
ップ２の表面側に樹脂１０を介して放熱板３を設けるこ
とが可能になる。そして、半導体チップ２の裏面と放熱
板３の裏面とが露出した状態になっているため、これら
の両面から放熱が行われるようになり、放熱効果を高め
ることが可能になる。

【００２７】特に、樹脂１０として、アルミナやダイヤ
モンド、さらには金属等の粒子をフィラーとして混入さ
せたものを用いた場合、樹脂１０の熱伝導率が向上し、
半導体チップ２の熱が良好に放熱板３側に伝わるため、
さらに放熱効果を高めることが可能になる。

【００２８】しかも、樹脂１０を介して半導体チップ２
の表面側に放熱板３が貼り付けられるため、放熱板３に
対して半導体チップ２の表面が樹脂１０で保護されると
共に、半導体チップ２と放熱板３との間隔の自由度が得
られるため、放熱板３の接触による半導体チップ２表面
の損傷を防止することができる。

【００２９】さらに、放熱板３として、シリコンやイン
コネルのような半導体チップ２と同程度の熱膨張率を有
する材料を用いているため、半導体チップ２の反りを防
止でき、半導体チップ２の強度の向上を図ることができ
る。

【００３０】例えば、パッケージ厚を薄くするために半
導体チップを薄型化する場合があるが、半導体チップの
厚さを１００μｍ程度にまで薄くした場合、１０ｍｍラ
１０ｍｍ各の半導体チップにおいては、樹脂との線膨張
率の違いにより約１００μｍ程度の反りが発生する。こ
のような場合、半導体チップに作りこまれた素子の特性
の特性が劣化することもある。さらに、半導体チップの
薄型化に伴い、チップ強度が低下し、基板への搭載時に
チップ割れが発生するなどの問題もある。しかし、放熱
板３として半導体チップ２と同程度の熱膨張率を有する
材料を用いた本実施形態の半導体パッケージでは、この
ように半導体チップ２を薄型化した場合であっても、上
述のようにこの半導体チップ２の反りが抑えられるた
め、半導体チップ２の強度の向上を図ることが可能にな
るのである。

【００３１】また、バンプ７を覆う部分に硬い樹脂（第
１の樹脂）を用い、その他の半導体チップ２の表面を覆
う部分に低応力樹脂（第２の樹脂）を用いた場合には、
ヒートサイクル試験時におけるバンプ７のせん断応力の
分散を図ると共に、半導体チップ２と樹脂１０との線膨
張率の違いによる半導体チップ２の反りを防止すること
が可能になる。

【００３２】以上図１を用いて説明した構成の半導体パ
ッケージの他にも、本発明の半導体パッケージは以下の
図２〜図６に示すような構成であっても良い。

【００３３】例えば、図１に示した半導体パッケージに
おいては、基板１に設けられた接続孔１ｂ内が、配線４
と同様の導電性材料５で埋め込まれている場合を説明し
た。しかし、半導体パッケージは、図２に示すように、
基板１に設けられた接続孔１ｂ内が、配線４と異なる導
電性材料５’（例えば半田ボール６と同様の半田）で埋
め込まれた構成であっても良い。

【００３４】また、半導体パッケージは、図３に示すよ
うに、基板１の表面側（すなわち配線４が設けられてい
る側であり、ここでは半導体チップ２が搭載されている
側）に、半田ボール６を設けた構成であっても良い。こ
の場合、基板１の表面側における半導体チップ２の周囲
は、配線４を埋め込むようにソルダーレジスト層２２で
覆われていることとする。このソルダーレジスト層２２
には、配線４に達する接続孔２２ｂが形成され、この接
続孔２２ｂを介して配線４と半田ボール６とが接続され
ていることとする。また、この場合、基板１には図１を
用いて説明したような接続孔１ｂを形成する必要はな
い。さらに、支持体８は、基板１の裏面側（すなわち配
線４が設けられていない側）に接着されていることとす
る。

【００３５】そして、図４に示す半導体パッケージは、
図３に示した半導体パッケージにおいて、基板１と同程
度の大きさの金属板２３を、放熱板３と支持体８に接合
させた状態で設けた構成になっている。この場合、支持
体８は、放熱板３と同一の高さに設定されていることと
する。これによって、放熱板３の熱がより面積の大きな
金属板２３に伝えられ、放熱効果をさらに向上させるこ
とができる。

【００３６】この場合、ここでの図示は諸略したが、例
えば放熱板３、支持体８及び金属板２３を一体にして放
熱板とし、その一部分を開口部１ａ内にはめ込むような
構成であっても良い。このように放熱板の一部分を開口
部１ａ内にはめ込むようにしたことで、パッケージ厚が
厚くなることを防止できる。

【００３７】さらに、半導体パッケージは基板の強度に
問題がない場合、図５に示すように、半導体チップ２ま
たは放熱板３を囲む形状の支持体（８）が基板１上に設
けられていない構成であっても良い。

【００３８】この他にも、半導体パッケージは、図６に
示すように、基板１と半導体チップ２とが同程度の大き
さであっても良い。この場合、基板１に設けられる接続
孔１ｂ及び半田ボール６は、半導体チップ２の大きさの
範囲内、図面においては半導体チップ２の下方に設けら
れることとする。

【００３９】また、以上の各図面においては、ＢＧＡ
（Ball Grid Array）構成の半導体パッケージを示し
た。しかし、本発明の半導体パッケージは、半田ボール
（６）が設けられていないＬＧＡ（Land Grid Array）
構成のものにも同様に適用が可能である。

【００４０】さらに、ここでの図示は省略したが、半導
体パッケージは、半導体チップ２と放熱板３との間に、
これらを接続するバンプを設けた構成であっても良い。
この場合、例えば半導体チップ２と放熱板３との接続位
置には、バンプ接合のための電極を設け、必要に応じて
これらの電極の表面がバンプの材質に合わせたメッキ層
で覆われていることとする。

【００４１】このような構成の半導体パッケージでは、
半導体チップ２で発生した熱がバンプを介して放熱板３
に伝わり易くなり、より放熱効果を高めることが可能に
なる。

【００４２】次に、本発明の半導体パッケージの製造方
法を説明する。ここでは、先ず、図７に基づいて半導体
パッケージに用いられる基板への配線及びバンプの形成
手順の一例を説明し、次に図８〜図１１に基づいて半導
体パッケージの製造方法の実施形態（第１例〜第４例）
を説明する。尚、本発明の半導体パッケージの製造方法
は、本第１例〜第４例に限定されることはない。またこ
こでは、一例として、図１を用いて説明した構成の半導
体パッケージの製造方法を説明する。尚、図１を用いて
説明したと同様の構成要素には同一の符号を付して説明
を行い、重複する説明は省略する。

【００４３】先ず、基板を形成する場合には、図７
（１）に示すように、ポリイミドのような絶縁フィルム
からなる基板１を用意し、フラッシュメッキまたはスパ
ッタ法によって基板１の表面側に銅薄膜層（図示省略）
を形成した後、基板１上にレジストパターン４３を形成
する。

【００４４】次に、図７（２）に示すように、このレジ
ストパターン４３上からの電解メッキ処理によって、基
板１表面の銅薄膜層上に銅メッキ層からなる配線４を形
成する。この配線４は、後の工程で形成される開口部の
周縁付近にまで延設され、開口部の周囲においては電極
パッドとしてある程度の面積を有して設けられている。

【００４５】次に、図７（３）に示すように、レジスト
パターン（４３）を除去し、さらにこの下の銅薄膜層を
除去した後、図７（４）に示すように、基板１の表面及
び裏面に新たなレジストパターン４４を形成する。次
に、このレジストパターン４４をマスクに用いて基板１
をその裏面側（すなわち配線４が設けられていない面
側）からエッチングすることによって、基板１に開口部
１ａを形成すると共に配線４に達する接続孔１ｂを形成
する。

【００４６】その後、図７（５）に示すように、接続孔
１ｂの底部に露出する配線４に対してメッキ処理を行う
ことによって接続孔１ｂの内部に導電性材料５を埋め込
む。次いで、図７（６）に示すように、レジストパター
ン（４４）を除去した後、配線４の表面及び接続孔１ｂ
内部の導電性材料５の表面に、例えばＮｉメッキとＡｕ
メッキとを順次施してメッキ層５ａを形成する。

【００４７】しかる後、図７（７）に示すように、配線
４上にメッキ層５ａを介してバンプ７を形成する。ここ
で、バンプ７が半田バンプである場合には、マスク上か
らの蒸着や電解メッキによってバンプ７を形成する。一
方、バンプ７が金（Ａｕ）バンプである場合には、同様
の電解メッキか、またはワイヤーボンディング技術を応
用してスタックドバンプ（いわゆるボールバンプ）を形
成する。

【００４８】尚、基板１への開口部１ａ、接続孔１ｂ、
配線４及びバンプ７の形成方法及び形成手順は、以上で
説明した手順に限定されることはない。例えば、開口部
１ａ及び接続孔１ｂは、基板１を金型で打ち抜くことに
よって形成しても良い。

【００４９】次に、以上のようにして配線４及びバンプ
７等が設けられた基板１を用い、半導体パッケージを製
造する手順の第１例を、図８に示す方法から順に説明す
る。

【００５０】先ず、図８（１）に示すように、半導体チ
ップ２に対して、放熱板３の位置合わせを行う。ここで
は、この半導体チップ２を切り出す前のウェハ２ａに対
して放熱板３の位置合わせを行うこととする。この際、
半導体チップ２が作り込まれたウェハ２ａの表面（回路
形成面）に対して放熱板３を対向させて配置することと
する。

【００５１】次いで、図８(２)に示すように、ウェハ２
ａ内に作り込まれた各半導体チップ２に対して、樹脂１
０を介して放熱板３を貼り付ける。この際、樹脂１０と
して熱硬化性樹脂を用いた場合には、接合後の加熱によ
って樹脂１０を硬化させることとする。また、樹脂１０
として熱可塑性樹脂を用いた場合には、接合時に樹脂１
０を加熱して軟化させることとする。尚、ここで用いる
樹脂１０としては、低応力の樹脂（いわゆる上述の第２
の樹脂）を好適に用いることができる。さらにこの第２
の樹脂としては、アルミナやダイヤモンド、さらには金
属等の粒子をフィラーとして混入させることで熱伝導率
を確保した樹脂を好適に用いることができる。

【００５２】次に、図８（３）に示すように、半導体チ
ップ２が作りこまれたウェハ２ａを、ダイシングするこ
とによってウェハ２ａを各半導体チップ２毎に分割し、
これによって半導体チップ２の回路形成面に樹脂１０を
介して放熱板３が貼り付けられた状態とする。

【００５３】その後、図８（４）に示すように、上述の
ようにして形成した基板１上のバンプ７を介して半導体
チップ２と基板１上の配線４とを電気的に接続する。こ
の際、基板１の表面側（配線４が形成されている側）か
ら当該基板１の開口部１ａ内に、半導体チップ２の表面
上に固定された放熱板３をはめ込み、フリップチップボ
ンダーを用いて基板１に対して半導体チップ２の位置合
わせを行うことによって、基板１上のバンプ７と半導体
チップ２表面の外部電極とを一致させる。その後、例え
ば加熱加圧接合を行うことによって、バンプ７と半導体
チップ２の外部電極とを接合させる。

【００５４】バンプ７と半導体チップ２の外部電極との
接合は、この他にも、導電フィラー入りの樹脂を接着剤
として予め基板１上に塗布しておき、加熱・加圧によっ
て基板１上のバンプ７と半導体チップ２の外部電極とを
電気的に接続すると同時に、半導体チップ２と基板１と
の間を第１の樹脂（接着剤）にて封止するようにしても
良い。

【００５５】次に、図８（５）に示すように、半導体チ
ップ２を囲む状態で、基板１の配線４形成面側に接着剤
９を用いて支持体８を貼り付ける。

【００５６】次いで、図８（６）に示すように、基板１
と半導体チップ２及び放熱板３との間、さらには支持体
８と半導体チップ２との間に浸透力の強い樹脂１０を流
し込んで硬化させ、基板１―半導体チップ２及び放熱板
３間を封止する。ここで用いる樹脂１０は、第１の樹脂
よりも応力の大きいもの（いわゆる上述の第２の樹脂）
を用いることができる。

【００５７】以上の後、図８（７）に示すように、基板
１の接続孔１ｂ内の導電性材料５に接続させる状態で半
田ボール６を形成して半導体パッケージを完成させる。

【００５８】次に、図９に示す半導体パッケージの製造
方法を説明する。尚、図８を用いた説明と重複する説明
は省略する。

【００５９】先ず、図９（１）に示すように、半導体チ
ップ２が作りこまれたウェハ２ａを、ダイシングするこ
とによってウェハ２ａを各半導体チップ２毎に分割す
る。

【００６０】次いで、図９（２）に示すように、上述の
ようにして形成した基板１上のバンプ７を介して半導体
チップ２と基板１上の配線４とを電気的に接続する。こ
の際、開口部１ａを塞ぐ状態で半導体チップ２の回路形
成面を基板１の表面側（配線４が形成されている側）に
配置し、図８（２）を用いて説明したと同様にして、バ
ンプ７と半導体チップ２の外部電極とを接合させる。

【００６１】その後、図９（３）に示すように、基板１
に固定された半導体チップ２の回路形成面上に樹脂１０
を供給すると共に、基板１の開口部１ａ内に放熱板３が
はめ込まれるように、半導体チップ２の表面に対して放
熱板３の位置合わせを行う。この際、図８（３）を用い
て説明したと同様の樹脂を好適に用いることができる。
しかる後、図９（４）に示すように、樹脂１０を介して
半導体チップ２の表面上に放熱板３を貼り付ける。ここ
では、図８(２)を用いて説明したと同様に行う。

【００６２】以上の後、図９（５）〜図９（７）に示す
工程を、図８（５）〜図８（７）を用いて説明したと同
様に行うことによって、半導体パッケージが製造され
る。

【００６３】次に、図１０に示す半導体パッケージの製
造方法を説明する。

【００６４】先ず、図１０（１）及び図１０（２）に示
す工程を図９（１）及び図９（２）を用いて説明したと
同様に行い、基板１と半導体チップ２とを接合させた
後、図１０（３）に示すように、基板１の配線４形成面
側に半導体チップ２を囲む状態で、接着剤９を用いて支
持体８を接着固定させる。

【００６５】次に、図１０（４）に示すように、基板１
に固定された半導体チップ２の回路形成面及びバンプ７
の周辺を覆う状態で、半導体チップ２上に樹脂１０を供
給する。この樹脂１０としては、アルミナやダイヤモン
ド、さらには金属等の粒子をフィラーとして混入させる
ことで熱伝導率を確保した樹脂を好適に用いることがで
きる。その後、図１０（５）に示すように、基板１の開
口部１ａ内に放熱板３をはめ込むと共に、樹脂１０を介
して半導体チップ２の表面上に放熱板３を貼り付け、樹
脂１０を硬化させる。

【００６６】以上の後、図１０（６）に示すように、基
板１の接続孔１ｂ内の導電性材料５に接続させる状態で
半田ボール６を形成して半導体パッケージを完成させる

【００６７】次に、図１１に示す半導体パッケージの製
造方法を説明する。

【００６８】先ず、図１１（１）及び図１１（２）に示
す工程を図９（１）及び図９（２）を用いて説明したと
同様に行い、基板１と半導体チップ２とを接合させた
後、図１１（３）に示すように、基板１と半導体チップ
２との間のバンプ７周辺を覆う状態で、基板１上に樹脂
１０（いわゆる第１の樹脂）を供給する。また、これと
共に、半導体チップ２を囲む状態で、基板１の配線４形
成面側に接着剤９を用いて支持体８を接着固定させる。

【００６９】その後、図１１（４）及び図１１（５）に
示す工程を、図９（３）及び図９（４）を用いて説明し
たと同様に行うことで、半導体チップ２の表面に樹脂１
０を介して放熱板３を貼り付けた後、図１１（６）に示
すように、基板１の接続孔１ｂ内の導電性材料５に接続
させる状態で半田ボール６を形成して半導体パッケージ
を完成させる。

【００７０】以上のような各製造方法によって、半導体
チップ２と基板１上の配線４とが接続されると共に、基
板１に形成された開口部１ａ内に収納された放熱板３が
樹脂１０を介して半導体チップ２の表面側に貼り付けら
れた半導体パッケージを得ることができる。

【００７１】各製造方法においては、半導体チップ２に
放熱板３を貼り付けた後に基板１と半導体チップ２との
接合を行うか、または、例えば基板１と半導体チップ２
とを接合させた後に半導体チップ２に放熱板３を貼り付
ける構成にしたことで、基板１に対して放熱板３を独立
させた状態で、半導体チップ２に放熱板３が貼り付けら
れることになる。このため、基板１と半導体チップ２と
の間の間隔に依存することなく、半導体チップ２の表面
側に放熱板３を貼り付けることができる。したがって、
半導体チップ２と放熱板３の間隔が狭すぎることで、放
熱板３によって半導体チップ２の表面に損傷が加わった
り、半導体チップ２と放熱板３との間隔が広くなりすぎ
てパケージ厚が厚くなったりすることを防止しながら、
放熱板３と半導体チップ２とを容易に貼り付けることが
可能になる。

【００７２】尚、以上の各製造方法においては、半導体
チップ２と基板１とを接続するバンプ７は、基板１上に
形成されたものとして説明を行ったが、このバンプ７は
半導体チップ２上に形成しても良い。ここで、メッキ法
または蒸着法によって半導体チップ２の配線４上にバン
プ７を形成する場合には、半導体チップ２に対して放熱
板３を固定させる前に、バンプ７の形成工程を行うこと
が望ましい。

【００７３】また、以上の各製造方法においては、半導
体チップ２上に樹脂１０を介して放熱板３を固定した場
合を説明した。しかし、放熱板３がシリコンからなる場
合には、半導体チップ２と放熱板３とをバンプを介して
接合しても良い。この際、Ａｕからなるバンプを用いて
半導体チップ２と放熱板３とを接合させる。また、半田
からなるバンプを用いる場合には、放熱板上にニッケル
（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、Ａｕなどのメッキを施
すこととする。

【００７４】図１２及び図１３には、以上で説明した半
導体パッケージの実装構造を示す。ただし、ここでは図
１から図６を用いて説明した半導体パッケージを代表し
て、図１を用いて説明した構成の半導体パッケージの実
装構造を図１２に示し、図を用いて説明した構成の半導
体パッケージの実装構造を図１３に示している。

【００７５】これらの図に示すように、半導体パッケー
ジＰは、実装基板３１上の配線パターン３２形成面に対
して、半田ボール６が設けられている面を対向させた状
態で配置されている。そして、実装基板３１上の配線パ
ターン３２上に、放熱板３または半導体チップ２と共に
半田ボール６が設けられている。また、配線パターン３
２と放熱板３または半導体チップ２との間は接着剤３３
にて接着され、配線パターン３２と半田ボール６とは電
気的に接続された状態になっている。

【００７６】接着剤３３は、例えばシリコン樹脂、エポ
キシ樹脂のような熱硬化性樹脂やポリイミド樹脂のよう
な熱可塑性樹脂、さらにはこれらの樹脂に銀（Ａｇ）や
銅（Ｃｕ）等の金属粒子を混入させることで導電性を持
たせたものや、半田を用いることができる。接着剤３３
として半田を用いた場合には、放熱板３または半導体チ
ップ２の接合面にＡｕメッキ、Ａｕ蒸着、Ｎｉメッキま
たはＰｄメッキを施すこととする。

【００７７】特に、図１２で示した構成において、接着
剤３３が、導電性を有する樹脂や半田からなる場合に
は、この接着剤３３を介して放熱板３と接着される配線
パターン３２をグランドに接合させることとする。これ
によって、放熱板３がシールドとなり、半導体チップ２
に形成された素子に対するノイズ対策となる。

【００７８】このような実装を行うには、実装基板３１
上（配線パターン３２上）に接着剤３３を供給し、この
上部に放熱板３または半導体チップ２を載せた後、接着
剤３３を硬化させる。次いで、リフロー炉に入れること
で、半田ボール６と実装基板３１上の配線パターン３２
とを電気的に接続させる。

【００７９】このような実装構造を採用することによっ
て、半導体パッケージの熱を放熱板３または半導体チッ
プ２から接着剤３３を介して実装基板３１側に放出する
ことが可能になる。したがって、放熱板３または半導体
チップ２からの放熱よりも、さらに放熱効果を高めるこ
とが可能になる。

【００８０】尚、図１２及び図１３においては、接着剤
３３を介して半導体パッケージの熱を実装基板３１側に
放出する場合を説明した。しかし、半導体チップ２や放
熱板３を、実装基板３１に直接接触させた実装構造を採
用することで、半導体パッケージの熱を半導体チップ２
または放熱板３から直接実装基板３１に伝えることが可
能になる。ただし、このような実装構造を採用する場合
には、半導体チップ２または放熱板３と実装基板３１
（配線パターン３２）とが接触するように、実装基板３
１側に設けられる半導体チップ２や放熱板３の厚みを調
整することとする。

【００８１】また、ここでは、半導体パッケージＰ側に
半田ボール６が設けられている場合を説明したが、半導
体パッケージがＬＧＡ構成の場合には、実装基板３１側
に半田ボール６が設けられていることとする。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体パッ
ケージによれば、基板の開口部内に放熱板をはめ込む構
成にしたことで、パッケージ厚を厚くすることなく半導
体チップの表面側に樹脂を介して放熱板を設け、半導体
チップの裏面と放熱板の裏面との両面から放熱を行うこ
とが可能になる。このため、薄膜化を損なうことなく放
熱効果を向上させることができる。

【００８３】また、本発明の実装構造によれば、本発明
の半導体パッケージにおける半導体チップまたは放熱板
を実装基板に直接または間接的に接合させた構成として
ことで、実装基板からの放熱を可能にし、さらに放熱効
果を高めた実装を行うことができる。

【００８４】さらに、本発明の半導体パッケージの製造
方法によれば、基板に対して独立した状態の放熱板が半
導体チップに貼り付けられるため、基板と半導体チップ
の間の間隔に依存することなく、半導体チップの表面側
に放熱板を貼り付けることが可能になり、本発明の構成
を有する半導体パッケージを容易に得ることが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体パッケージの第１例を示す断面図であ
る。

【図２】半導体パッケージの第２例を示す断面図であ
る。

【図３】半導体パッケージの第３例を示す断面図であ
る。

【図４】半導体パッケージの第４例を示す断面図であ
る。

【図５】半導体パッケージの第５例を示す断面図であ
る。

【図６】半導体パッケージの第６例を示す断面図であ
る。

【図７】半導体パッケージに用いる基板の製造方法の一
例を説明する断面工程図である。

【図８】半導体パッケージの製造方法の第１例を説明す
る断面工程図である。

【図９】半導体パッケージの製造方法の第２例を説明す
る断面工程図である。

【図１０】半導体パッケージの製造方法の第３例を説明
する断面工程図である。

【図１１】半導体パッケージの製造方法の第４例を説明
する断面工程図である。

【図１２】半導体パッケージの実装構造の第１例を説明
する断面図である。

【図１３】半導体パッケージの実装構造の第２例を説明
する断面図である。

【図１４】従来の半導体パッケージの構成を示す断面図
である。

【符号の説明】

１…基板、１ａ…開口部、２…半導体チップ、３…放熱
板、４…配線、７…バンプ、１０…樹脂、Ｐ…半導体パ
ッケージ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を有すると共に表面に配線を設け
   てなる基板と、 前記開口部を塞ぐ状態で前記基板の表面に対向して設け
   られ、バンプを介して当該開口部周囲の前記配線に対し
   て電気的に接続された半導体チップと、 前記開口部内にはめ込まれ、樹脂を介して前記半導体チ
   ップの表面側に貼り付けられた放熱板とを備えたことを
   特徴とする半導体パッケージ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体パッケージにおい
   て、 前記放熱板は、前記半導体チップの線膨張率と同程度の
   線膨張率を有する材質からなることを特徴とする半導体
   パッケージ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の半導体パッケージにおい
   て、 前記樹脂は、前記バンプの周囲を覆う第１の樹脂と、前
   記半導体チップと前記放熱板との間に充填された当該第
   １の樹脂よりも低応力の第２の樹脂とで構成されたこと
   を特徴とする半導体パッケージ。
4. 【請求項４】 開口部を有すると共に表面に配線を設け
   てなる基板と、 前記開口部を塞ぐ状態で前記基板の表面に対向して設け
   られ、バンプを介して当該開口部周囲の前記配線に対し
   て電気的に接続された半導体チップと、 前記開口部内にはめ込まれ、樹脂を介して前記半導体チ
   ップの表面側に貼り付けられた放熱板と、 を備えた半導体パッケージを、実装基板上に搭載してな
   る実装構造において、 前記実装基板に対して前記半導体チップまたは前記放熱
   板を対向させた状態で前記半導体パッケージが配置さ
   れ、 前記実装基板と前記半導体チップまたは前記放熱板との
   間に樹脂または半田が充填されているか、あるいは前記
   実装基板と前記半導体チップまたは前記放熱板とが接触
   していることを特徴とする半導体パッケージの実装構
   造。
5. 【請求項５】 半導体チップの表面側に樹脂を介して放
   熱板を貼り付ける工程と、 基板に形成された開口部内に前記放熱板をはめ込み、当
   該開口部周囲の前記基板上に設けられた配線に対してバ
   ンプを介して前記半導体チップを電気的に接続する工程
   とを行うことを特徴とする半導体パッケージの製造方
   法。
6. 【請求項６】 基板に形成された開口部を塞ぐ状態で当
   該基板の表面側に対して半導体チップを対向させて配置
   し、当該開口部周囲における前記基板上に設けられた配
   線にバンプを介して当該半導体チップを電気的に接続す
   る工程と、 前記開口部内に放熱板をはめ込み、樹脂を介して前記半
   導体チップの表面側に当該放熱板を貼り付ける工程とを
   行うことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。