JP2004281849A - 高放熱型プラスチックパッケージ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】導体配線パターン形成用基材と放熱板の間に後付けの接着材を用いることなく、安価で、接合精度がよく、厚さの薄い高放熱型プラスチックパッケージ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】Ｃｕ箔２０に接着用樹脂１３が接合されて形成され、平面視して実質的中央部に半導体素子を載置させるためのキャビティ部用の切り欠き１５が穿設されて有するＣｕ箔付き樹脂フィルム１１と、半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板１２が、接着用樹脂１３で直接接合され、しかも、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１に導体配線パターン１６が形成されている。
【選択図】 図１
【解決手段】Ｃｕ箔２０に接着用樹脂１３が接合されて形成され、平面視して実質的中央部に半導体素子を載置させるためのキャビティ部用の切り欠き１５が穿設されて有するＣｕ箔付き樹脂フィルム１１と、半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板１２が、接着用樹脂１３で直接接合され、しかも、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１に導体配線パターン１６が形成されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体素子搭載用の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法に係り、より詳細には、導体配線パターン形成用基材と放熱板を貼り合わせて形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体素子の高性能化、小型化にともない、半導体素子を搭載するためのプラスチックパッケージは、半導体素子からの発熱量の増大、外部と接続するための端子の多端子化、半導体素子の実装性、低コスト化、低インピーダンス化等の観点から、高放熱構造を有するＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）タイプ等の高放熱型プラスチックパッケージが多く用いられている。この高放熱型プラスチックパッケージは、片面又は両面にＣｕ箔を接合して形成した導体層を備えたＢＴ樹脂（ビスマイレイミドトリアジンを主成分にした樹脂）やポリイミド樹脂等からなる１層又は多層の高耐熱性の樹脂基板に熱伝導率の高いＣｕ等の金属板からなる放熱板をプリプレグ等の接着材を介して接合したものである（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
図６（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、従来の高放熱型プラスチックパッケージ５０の製造方法を説明する。図６（Ａ）に示すように、Ｃｕ箔５２が接合されているガラスクロスを含有する樹脂基板５１には、表、裏面の導通を取るためにスルーホール５３用の貫通孔５３ａを穿設し、表、裏面及び貫通孔５３ａの壁面に無電解Ｃｕめっき被膜を設け、更に、この無電解Ｃｕめっき被膜に通電して電解Ｃｕめっき被膜を設けてＣｕめっき被膜５４を形成している。次に、図６（Ｂ）に示すように、このＣｕめっき被膜５４上にドライフィルムを貼着し、パターンマスクを当接して露光、現像するフォトリソグラフィ法でエッチングレジストパターンを形成し、エッチングレジストパターンの開口部から露出するＣｕめっき被膜５４及びＣｕ箔５２をエッチングで除去し、ドライフィルムを剥離除去して配線パターン５５を形成している。次に、図６（Ｃ）に示すように、配線パターン５５が形成された樹脂基板５１に半導体素子を搭載するためのキャビティ部を形成するために、ルーター加工機を用いて平面視して実質的に矩形状からなる切り欠き５６を形成する。次に、図６（Ｄ）に示すように、樹脂基板５１とＣｕ板等からなる放熱板５７をプリプレグ等の接着材５８を介して加熱圧着して接合し、高放熱型プラスチックパッケージ５０を作製している。なお、樹脂基板５１の上面側には、通常、必要な部分の配線パターン５５が開口部から露出するソルダーレジスト膜５９が形成されている。
【０００４】
放熱性が良好なＢＧＡ型のパッケージには、放熱性の良好な補強板にＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープを熱硬化性接着材で接合するパッケージが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−３２１２５０号公報（第１−１４頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１０−３０８４６７号公報（第１−５頁、第２図）
【特許文献３】
特開２００１−６８５１２号公報（第１−６頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の高放熱型プラスチックパッケージ及びその製造方法には、次のような問題がある。
（１）導体配線パターン形成用基材と放熱板は、後付けされる接着材が用いられて接合されているので、接着材部分の厚さによって接合された後の全体の厚さが厚くなり、軽薄短小化が求められている、例えば、携帯電話やパソコン等の電子機器への利用の妨げとなっている。
（２）導体配線パターン形成用基材と放熱板の接合に後付の接着材が用いられる場合には、樹脂基板、又は放熱板に接着材を精度よく塗布したり、あるいは接着シートを精度よく貼着したりするのに、時間、工数、及び材料費を必要とし、高放熱型プラスチックパッケージのコストアップとなっている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、導体配線パターン形成用基材と放熱板の間に後付けの接着材を用いることなく、安価で、接合精度がよく、厚さの薄い高放熱型プラスチックパッケージ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る高放熱型プラスチックパッケージは、Ｃｕ箔に接着用樹脂が接合されて形成され、平面視して実質的中央部に半導体素子を載置させるためのキャビティ部用の切り欠きが穿設されて有するＣｕ箔付き樹脂フィルムと、半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板が、接着用樹脂で直接接合され、しかも、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに導体配線パターンが形成されている。
これにより、導体配線パターン形成用基材であるＣｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合に後付けの接着材を不要としているので、パッケージの厚さが薄く、安価であり、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合精度のよい高放熱型プラスチックパッケージが提供できる。
【０００８】
前記目的に沿う本発明に係る他の高放熱型プラスチックパッケージは、Ｃｕ箔に接着用樹脂が接合されて形成され、平面視して実質的中央部に半導体素子を載置させるためのキャビティ部用の切り欠きが穿設されて有するＣｕ箔付き樹脂フィルムと、上、下面間の電気的導通を取るためのスルーホール用貫通孔が形成された半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板が、接着用樹脂で直接接合され、しかも、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと、放熱板の下面に形成された絶縁樹脂上に導体配線パターンが形成されている。これにより、導体配線パターン形成用基材であるＣｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合に後付けの接着材を不要としているので、パッケージの厚さが薄く、安価であり、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合精度がよく、しかも、放熱板上にも配線パターンを形成することでキャビティアップのＢＧＡ型高放熱型プラスチックパッケージが提供できる。
【０００９】
前記目的に沿う本発明に係る高放熱型プラスチックパッケージの製造方法は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成され、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、放熱板が表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、金属製部材とＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有する。これにより、半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きがルーター加工機を用いることなく容易に形成でき、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接着材なしで容易に、精度よく、一度に接合できるので、厚みの薄い安価な高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。また、キャビティ部の放熱板上に半導体素子が実装でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱できる高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。
【００１０】
また、前記目的に沿う本発明に係る他の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成され、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、放熱板がスルーホール用の貫通孔を有し、表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、金属製部材の一方の表面と切り欠きを形成したＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接すると同時に、金属製部材の他方の表面にプリプレグを介してＣｕ箔を当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有する。これにより、半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きがルーター加工機を用いることなく容易に形成でき、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接着材なしで容易に、精度よく、一度に接合できるので、厚みの薄い安価な高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。また、キャビティ部の放熱板上に半導体素子が実装でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱でき、放熱板の裏面側にも配線パターンを有する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。
【００１１】
更に、前記目的に沿う本発明に係る更に他の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成される第１と第２のＣｕ箔付き樹脂フィルムからなり、第１のＣｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、放熱板がスルーホール用の貫通孔を有し、表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、金属製部材の一方の表面と切り欠きを形成した第１のＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接すると同時に、金属製部材の他方の表面に第２のＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有する。これにより、半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きがルーター加工機を用いることなく容易に形成でき、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接着材なしで容易に、精度よく、一度に接合できるので、厚みの薄い安価な高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。また、キャビティ部の放熱板上に半導体素子が実装でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱でき、放熱板の裏面側にも配線パターンを有する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る高放熱型プラスチックパッケージの斜視図、縦断面図、図２（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る変形例及び他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージの上面側斜視図、下面側斜視図、縦断面図、図３（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図、図４（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る変形例の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図、図５（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図である。
【００１３】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る高放熱型プラスチックパッケージ１０は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１と放熱板１２で構成されている。Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１は、Ｃｕ箔に、ガラスクロス基材を含まない接着用樹脂１３を塗布してフィルム状に形成されている。このＣｕ箔付き樹脂フィルム１１には、平面視してパッケージの実質的中央部に半導体素子を搭載させるためのキャビティ部１４用の切り欠き１５が打ち抜きプレス等で穿孔して設けられている。一方、放熱板１２は、半導体素子からの発熱を効率よく放熱させることができるように熱伝導率の良いＣｕ板等からなり、接着用樹脂１３との接合強度を向上させるために表面に表面粗化が施されている。そして、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１と放熱板１２は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１を構成する熱硬化性の接着用樹脂１３と放熱板１２を当接させ、加熱しながら加圧して接着用樹脂１３を硬化させながら接合されている。この高放熱型プラスチックパッケージ１０には、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１のＣｕ箔上にＣｕめっきが施された後、フォトリソグラフィ法とエッチングによって形成される導体配線パターン１６が設けられている。更に、この高放熱型プラスチックパッケージ１０には、導体配線パターン１６が形成された面に、導体配線パターン１６の必要部分を開口部から露出させるためにソルダーレジスト膜１７が設けられている。
【００１４】
図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る変形例及び他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージ１０ａ、１０ｂは、前記の高放熱型プラスチックパッケージ１０の場合の構造に加えて半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板１２ａの下面側にも導体配線パターン１６ａが設けられている。この場合の放熱板１２ａには、上、下面側の導体配線パターン１６、１６ａ間の電気的導通を取るためのスルーホール１９用の貫通孔１８が、予めドリル等を用いて設けられている。そして、この貫通孔１８には、貫通孔１８の壁面で短絡しないように形成された導体配線によって、上、下面側の導体配線パターン１６、１６ａ間の電気的導通が形成されている。この高放熱型プラスチックパッケージ１０ａは、上面側に半導体素子を実装し、下面側に半田ボール等の外部接続端子を接続するキャビティアップ型のパッケージが構成でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱させると同時に、パッケージの両面を有効に利用して、パッケージの寸法を極めて小さくすることができる。なお、本発明の一実施の形態に係る変形例の高放熱型プラスチックパッケージ１０ａは、下面側の導体配線パターン１６ａがプリプレグを介して接合されているＣｕ箔をもとに形成されたものである。また、本発明の一実施の形態に係る他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージ１０ｂは、下面側の導体配線パターン１６ａがＣｕ箔付き樹脂フィルム１１をもとにして形成されたものである。
【００１５】
次いで、図３（Ａ）〜（Ｅ）を参照しながら本発明の一実施の形態に係る高放熱型プラスチックパッケージ１０の製造方法を説明する。
図３（Ａ）に示すように、放熱板１２と接合して高放熱型プラスチックパッケージ１０を作製するためのＣｕ箔付き樹脂フィルム１１は、１０〜２０μｍ程度の厚みのＣｕ箔２０に、ガラスクロス基材を含まない熱硬化型のＢステージ状態の接着用樹脂１３をドクターブレード法や、ロールコーター法等で５０〜１００μｍ程度に塗布してフィルム状に形成している。なお、Ｃｕ箔は、予め、還元性雰囲気で熱処理を行ったものを用いると、接着用樹脂１３を接合した後に安定した引き剥がし強さを得ることができる。
【００１６】
次に、図３（Ｂ）に示すように、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１には、半導体素子を搭載するためのキャビティ部１４（図３（Ｅ）参照）用の切り欠き１５を打ち抜きプレス加工機で穿設して設けている。Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１には、Ｃｕ箔２０と接着用樹脂１３の接合体であるので、樹脂がガラスクロス等を含まず接合体自体が薄いので、ルーター加工機等を用いることなく、打ち抜きプレス加工機の打ち抜きで効率的に精度よく、安価に切り欠き１５を形成することができる。
【００１７】
次に、図３（Ｃ）に示すように、Ｃｕや、Ｃｕ合金等の熱伝導率の高い金属製部材からなる放熱板１２には、ホーニィング加工や、ブラックオキサイド等によって表面に表面粗化２１を行っている。この表面粗化２１によって、接着用樹脂１３と貼り合せた時の接合強度を向上させることができる。
【００１８】
次に、図３（Ｄ）に示すように、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１と放熱板１２は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１の接着用樹脂１３側と放熱板１２を直接当接させ、真空プレス等を用いて加熱圧着している。真空プレス機を用いて加熱圧着する場合には、例えば、真空度を５０ｍｍＨｇ以下とし、温度１７０〜１９０℃、圧力２〜３ＭＰａ、１７５℃以上の温度中を４０分以上加熱及び加圧を保持させて接着用樹脂１３を硬化させて貼り合わせている。
【００１９】
次に、図３（Ｅ）に示すように、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１のＣｕ箔２０上には、無電解Ｃｕめっき及び電界ＣｕめっきからなるＣｕめっき（図示せず）が施された後、通常のセミアディテブや、スブトラクティブ等によって導体配線パターン１６が形成される。更に、導体配線パターン１６が形成された面に、導体配線パターン１６の必要部分を開口部から露出させるためにソルダーレジスト膜１７が形成されることで、高放熱型プラスチックパッケージ１０が作製されている。
【００２０】
次いで、図４（Ａ）〜（Ｅ）を参照しながら本発明の一実施の形態に係る変形例の高放熱型プラスチックパッケージ１０ａの製造方法を説明する。
図４（Ａ）に示すように、高放熱型プラスチックパッケージ１０ａを作製するためのＣｕ箔付き樹脂フィルム１１は、高放熱型プラスチックパッケージ１０の場合と同様にＣｕ箔２０に接着用樹脂１３を塗布してフィルム状に作製され、打ち抜きプレス加工機で切り欠き１５を形成している。
【００２１】
次に、図４（Ｂ）に示すように、Ｃｕや、Ｃｕ合金等の熱伝導率の高い金属製部材からなる放熱板１２ａには、パッケージの上、下面側の導体配線パターン１６、１６ａ（図４（Ｅ）参照）間の電気的導通を取るためのスルーホール１９用の貫通孔１８をドリルマシーン等を用いて形成している。更に、放熱板１２ａには、ホーニィング加工や、ブラックオキサイド等によって表面に表面粗化２１を行っている。そして、放熱板１２ａの下面側には、下面側の導体配線パターン１６ａを形成するためのプリプレグ２２及びＣｕ箔２０ａを準備している。
【００２２】
次に、図４（Ｃ）に示すように、放熱板１２ａの上面側の表面には、切り欠き１５を形成したＣｕ箔付き樹脂フィルム１１の接着用樹脂１３を直接当接させると同時に、放熱板１２ａの下面側の表面には、プリプレグ２２を介してＣｕ箔２０ａを当接し、高放熱型プラスチックパッケージ１０の場合と同様に真空プレス等を用いて加熱しながら加圧して、全体を一度に接合して貼り合わせている。この貼り合せによって、放熱板１２ａの貫通孔１８内には、接着用樹脂１３やプリプレグ２２で充填される。
【００２３】
次に、図４（Ｄ）に示すように、接着用樹脂１３やプリプレグ２２で充填された貫通孔１８の壁面が樹脂で被覆されるようにして貫通孔１８の径よりも小さい径からなるスルーホール１９用の孔２３をドリルマシーン等で穿設する。そして、無電解Ｃｕめっき及び電界Ｃｕめっきを施して孔２３の壁面にＣｕめっき膜２４が形成されてなるスルーホール１９を介して上面側のＣｕ箔２０及びＣｕめっき膜２４と、下面側のＣｕ箔２０ａ及びＣｕめっき膜２４とを電気的に導通状態とする。
【００２４】
次に、図４（Ｅ）に示すように、高放熱型プラスチックパッケージ１０の場合と同様に、上面側のＣｕ箔２０及びＣｕめっき膜２４と、下面側のＣｕ箔２０ａ及びＣｕめっき膜２４の両面に、通常のセミアディテブ法や、サブトラクティブ法等によって導体配線パターン１６、１６ａが形成される。更に、導体配線パターン１６、１６ａが形成された面に、導体配線パターン１６、１６ａの必要部分を開口部から露出させるためにソルダーレジスト膜１７、１７ａが形成されることで、高放熱型プラスチックパッケージ１０ａが作製されている。なお、半導体素子が搭載されるキャビティ部１４の下側には、放熱板１２ａに接続しソルダーレジスト膜１７ａの開口部から露出するサーマルビア（図示せず）を設けることで、半導体素子からの発熱を放熱する効果を更に向上することができる。
【００２５】
次いで、図５（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら本発明の一実施の形態に係る他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージ１０ｂの製造方法を説明する。
図５（Ａ）に示すように、高放熱型プラスチックパッケージ１０ｂを作製するための第１のＣｕ箔付き樹脂フィルム１１ａ及びＣｕや、Ｃｕ合金等の熱伝導率の高い金属製部材からなる放熱板１２ａは、高放熱型プラスチックパッケージ１０ａの場合のＣｕ箔付き樹脂フィルム１１及び放熱板１２ａと同様に作製されている。そして、放熱板１２ａの下面側には、下面側の導体配線パターン１６ａを形成するための第１のＣｕ箔付き樹脂フィルム１１ａと同様の第２のＣｕ箔付き樹脂フィルム１１ｂを準備している。
【００２６】
次に、図５（Ｂ）に示すように、放熱板１２ａの上面側の表面には、切り欠き１５を形成した第１のＣｕ箔付き樹脂フィルム１１ａの接着用樹脂１３を直接当接させると同時に、放熱板１２ａの下面側の表面には、第２のＣｕ箔付き樹脂フィルム１１ｂの接着用樹脂１３を直接当接し、高放熱型プラスチックパッケージ１０ａの場合と同様に真空プレス等を用いて加熱しながら加圧して、全体を一度に接合して貼り合わせている。この貼り合せによって、放熱板１２ａの貫通孔１８内には、上、下面からの接着用樹脂１３で充填される。
【００２７】
次に、図５（Ｃ）に示すように、接着用樹脂１３で充填された貫通孔１８の壁面が樹脂で被覆されるようにして、高放熱型プラスチックパッケージ１０ａの場合と同様に貫通孔１８の径よりも小さい径からなるスルーホール１９用の孔２３をドリルマシーン等で穿設する。そして、無電解Ｃｕめっき及び電界Ｃｕめっきを施して孔２３の壁面にＣｕめっき膜２４が形成されてなるスルーホール１９を介して上面側のＣｕ箔２０及びＣｕめっき膜２４と、下面側のＣｕ箔２０ａ及びＣｕめっき膜２４とを電気的に導通状態とする。更に、上面側のＣｕ箔２０及びＣｕめっき膜２４と、下面側のＣｕ箔２０ａ及びＣｕめっき膜２４の両面には、導体配線パターン１６、１６ａが形成され、導体配線パターン１６、１６ａが形成された面には、導体配線パターン１６、１６ａの必要部分を開口部から露出するソルダーレジスト膜１７、１７ａを形成して、高放熱型プラスチックパッケージ１０ｂが作製されている。なお、高放熱型プラスチックパッケージ１０ａの場合と同様に、半導体素子が搭載されるキャビティ部１４の下側にサーマルビア（図示せず）を設けることで、半導体素子からの発熱を放熱する効果を更に向上することができる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の高放熱型プラスチックパッケージは、Ｃｕ箔に接着用樹脂が接合されて形成され、平面視して実質的中央部に半導体素子を載置させるためのキャビティ部用の切り欠きが穿設されて有するＣｕ箔付き樹脂フィルムと、半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板が、接着用樹脂で直接接合され、しかも、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに導体配線パターンが形成されているので、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合に後付けの接着材を不要とし、パッケージの厚さが薄く、安価であり、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合精度のよい高放熱型プラスチックパッケージが提供できる。
【００２９】
請求項２記載の高放熱型プラスチックパッケージは、Ｃｕ箔に接着用樹脂が接合されて形成され、平面視して実質的中央部に半導体素子を載置させるためのキャビティ部用の切り欠きが穿設されて有するＣｕ箔付き樹脂フィルムと、上、下面間の電気的導通を取るためのスルーホール用貫通孔が形成された半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板が、接着用樹脂で直接接合され、しかも、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと、放熱板の下面に形成された絶縁樹脂上に導体配線パターンが形成されているので、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合に後付けの接着材を不要とし、パッケージの厚さが薄く、安価であり、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合精度のよく、しかも、放熱板上にも配線パターンを形成することでキャビティアップのＢＧＡ型高放熱型プラスチックパッケージが提供できる。
【００３０】
請求項３記載の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成され、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、放熱板が表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、金属製部材とＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有するので、切り欠きがルーター加工機を用いることなく容易に形成でき、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接着材なしで容易に、精度よく、一度に接合でき、厚みの薄い安価な高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。また、キャビティ部の放熱板上に半導体素子が実装でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱できる高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。
【００３１】
請求項４記載の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成され、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、放熱板がスルーホール用の貫通孔を有し、表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、金属製部材の一方の表面と切り欠きを形成したＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接すると同時に、金属製部材の他方の表面にプリプレグを介してＣｕ箔を当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有するので、切り欠きがルーター加工機を用いることなく容易に形成でき、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接着材なしで容易に、精度よく、一度に接合でき、厚みの薄い安価な高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。また、キャビティ部の放熱板上に半導体素子が実装でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱でき、放熱板の裏面側にも配線パターンを有する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。
【００３２】
請求項５記載の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成される第１と第２のＣｕ箔付き樹脂フィルムからなり、第１のＣｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、放熱板がスルーホール用の貫通孔を有し、表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、金属製部材の一方の表面と切り欠きを形成した第１のＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接すると同時に、金属製部材の他方の表面に第２のＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有するので、切り欠きがルーター加工機を用いることなく容易に形成でき、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接着材なしで容易に、精度よく、一度に接合でき、厚みの薄い安価な高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。また、キャビティ部の放熱板上に半導体素子が実装でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱でき、放熱板の裏面側にも配線パターンを有する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る高放熱型プラスチックパッケージの斜視図、縦断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る変形例及び他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージの上面側斜視図、下面側斜視図、縦断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る変形例の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は従来の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ：高放熱型プラスチックパッケージ、１１：Ｃｕ箔付き樹脂フィルム、１１ａ：第１のＣｕ箔付き樹脂フィルム、１１ｂ：第２のＣｕ箔付き樹脂フィルム、１２、１２ａ：放熱板、１３：接着用樹脂、１４：キャビティ部、１５：切り欠き、１６、１６ａ：導体配線パターン、１７、１７ａ：ソルダーレジスト膜、１８：貫通孔、１９：スルーホール、２０、２０ａ：Ｃｕ箔、２１：表面粗化、２２：プリプレグ、２３：孔、２４：Ｃｕめっき膜
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体素子搭載用の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法に係り、より詳細には、導体配線パターン形成用基材と放熱板を貼り合わせて形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体素子の高性能化、小型化にともない、半導体素子を搭載するためのプラスチックパッケージは、半導体素子からの発熱量の増大、外部と接続するための端子の多端子化、半導体素子の実装性、低コスト化、低インピーダンス化等の観点から、高放熱構造を有するＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）タイプ等の高放熱型プラスチックパッケージが多く用いられている。この高放熱型プラスチックパッケージは、片面又は両面にＣｕ箔を接合して形成した導体層を備えたＢＴ樹脂（ビスマイレイミドトリアジンを主成分にした樹脂）やポリイミド樹脂等からなる１層又は多層の高耐熱性の樹脂基板に熱伝導率の高いＣｕ等の金属板からなる放熱板をプリプレグ等の接着材を介して接合したものである（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
図６（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、従来の高放熱型プラスチックパッケージ５０の製造方法を説明する。図６（Ａ）に示すように、Ｃｕ箔５２が接合されているガラスクロスを含有する樹脂基板５１には、表、裏面の導通を取るためにスルーホール５３用の貫通孔５３ａを穿設し、表、裏面及び貫通孔５３ａの壁面に無電解Ｃｕめっき被膜を設け、更に、この無電解Ｃｕめっき被膜に通電して電解Ｃｕめっき被膜を設けてＣｕめっき被膜５４を形成している。次に、図６（Ｂ）に示すように、このＣｕめっき被膜５４上にドライフィルムを貼着し、パターンマスクを当接して露光、現像するフォトリソグラフィ法でエッチングレジストパターンを形成し、エッチングレジストパターンの開口部から露出するＣｕめっき被膜５４及びＣｕ箔５２をエッチングで除去し、ドライフィルムを剥離除去して配線パターン５５を形成している。次に、図６（Ｃ）に示すように、配線パターン５５が形成された樹脂基板５１に半導体素子を搭載するためのキャビティ部を形成するために、ルーター加工機を用いて平面視して実質的に矩形状からなる切り欠き５６を形成する。次に、図６（Ｄ）に示すように、樹脂基板５１とＣｕ板等からなる放熱板５７をプリプレグ等の接着材５８を介して加熱圧着して接合し、高放熱型プラスチックパッケージ５０を作製している。なお、樹脂基板５１の上面側には、通常、必要な部分の配線パターン５５が開口部から露出するソルダーレジスト膜５９が形成されている。
【０００４】
放熱性が良好なＢＧＡ型のパッケージには、放熱性の良好な補強板にＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープを熱硬化性接着材で接合するパッケージが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−３２１２５０号公報（第１−１４頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１０−３０８４６７号公報（第１−５頁、第２図）
【特許文献３】
特開２００１−６８５１２号公報（第１−６頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の高放熱型プラスチックパッケージ及びその製造方法には、次のような問題がある。
（１）導体配線パターン形成用基材と放熱板は、後付けされる接着材が用いられて接合されているので、接着材部分の厚さによって接合された後の全体の厚さが厚くなり、軽薄短小化が求められている、例えば、携帯電話やパソコン等の電子機器への利用の妨げとなっている。
（２）導体配線パターン形成用基材と放熱板の接合に後付の接着材が用いられる場合には、樹脂基板、又は放熱板に接着材を精度よく塗布したり、あるいは接着シートを精度よく貼着したりするのに、時間、工数、及び材料費を必要とし、高放熱型プラスチックパッケージのコストアップとなっている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、導体配線パターン形成用基材と放熱板の間に後付けの接着材を用いることなく、安価で、接合精度がよく、厚さの薄い高放熱型プラスチックパッケージ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る高放熱型プラスチックパッケージは、Ｃｕ箔に接着用樹脂が接合されて形成され、平面視して実質的中央部に半導体素子を載置させるためのキャビティ部用の切り欠きが穿設されて有するＣｕ箔付き樹脂フィルムと、半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板が、接着用樹脂で直接接合され、しかも、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに導体配線パターンが形成されている。
これにより、導体配線パターン形成用基材であるＣｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合に後付けの接着材を不要としているので、パッケージの厚さが薄く、安価であり、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合精度のよい高放熱型プラスチックパッケージが提供できる。
【０００８】
前記目的に沿う本発明に係る他の高放熱型プラスチックパッケージは、Ｃｕ箔に接着用樹脂が接合されて形成され、平面視して実質的中央部に半導体素子を載置させるためのキャビティ部用の切り欠きが穿設されて有するＣｕ箔付き樹脂フィルムと、上、下面間の電気的導通を取るためのスルーホール用貫通孔が形成された半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板が、接着用樹脂で直接接合され、しかも、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと、放熱板の下面に形成された絶縁樹脂上に導体配線パターンが形成されている。これにより、導体配線パターン形成用基材であるＣｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合に後付けの接着材を不要としているので、パッケージの厚さが薄く、安価であり、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合精度がよく、しかも、放熱板上にも配線パターンを形成することでキャビティアップのＢＧＡ型高放熱型プラスチックパッケージが提供できる。
【０００９】
前記目的に沿う本発明に係る高放熱型プラスチックパッケージの製造方法は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成され、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、放熱板が表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、金属製部材とＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有する。これにより、半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きがルーター加工機を用いることなく容易に形成でき、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接着材なしで容易に、精度よく、一度に接合できるので、厚みの薄い安価な高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。また、キャビティ部の放熱板上に半導体素子が実装でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱できる高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。
【００１０】
また、前記目的に沿う本発明に係る他の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成され、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、放熱板がスルーホール用の貫通孔を有し、表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、金属製部材の一方の表面と切り欠きを形成したＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接すると同時に、金属製部材の他方の表面にプリプレグを介してＣｕ箔を当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有する。これにより、半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きがルーター加工機を用いることなく容易に形成でき、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接着材なしで容易に、精度よく、一度に接合できるので、厚みの薄い安価な高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。また、キャビティ部の放熱板上に半導体素子が実装でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱でき、放熱板の裏面側にも配線パターンを有する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。
【００１１】
更に、前記目的に沿う本発明に係る更に他の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成される第１と第２のＣｕ箔付き樹脂フィルムからなり、第１のＣｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、放熱板がスルーホール用の貫通孔を有し、表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、金属製部材の一方の表面と切り欠きを形成した第１のＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接すると同時に、金属製部材の他方の表面に第２のＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有する。これにより、半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きがルーター加工機を用いることなく容易に形成でき、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接着材なしで容易に、精度よく、一度に接合できるので、厚みの薄い安価な高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。また、キャビティ部の放熱板上に半導体素子が実装でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱でき、放熱板の裏面側にも配線パターンを有する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る高放熱型プラスチックパッケージの斜視図、縦断面図、図２（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る変形例及び他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージの上面側斜視図、下面側斜視図、縦断面図、図３（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図、図４（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る変形例の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図、図５（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図である。
【００１３】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る高放熱型プラスチックパッケージ１０は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１と放熱板１２で構成されている。Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１は、Ｃｕ箔に、ガラスクロス基材を含まない接着用樹脂１３を塗布してフィルム状に形成されている。このＣｕ箔付き樹脂フィルム１１には、平面視してパッケージの実質的中央部に半導体素子を搭載させるためのキャビティ部１４用の切り欠き１５が打ち抜きプレス等で穿孔して設けられている。一方、放熱板１２は、半導体素子からの発熱を効率よく放熱させることができるように熱伝導率の良いＣｕ板等からなり、接着用樹脂１３との接合強度を向上させるために表面に表面粗化が施されている。そして、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１と放熱板１２は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１を構成する熱硬化性の接着用樹脂１３と放熱板１２を当接させ、加熱しながら加圧して接着用樹脂１３を硬化させながら接合されている。この高放熱型プラスチックパッケージ１０には、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１のＣｕ箔上にＣｕめっきが施された後、フォトリソグラフィ法とエッチングによって形成される導体配線パターン１６が設けられている。更に、この高放熱型プラスチックパッケージ１０には、導体配線パターン１６が形成された面に、導体配線パターン１６の必要部分を開口部から露出させるためにソルダーレジスト膜１７が設けられている。
【００１４】
図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る変形例及び他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージ１０ａ、１０ｂは、前記の高放熱型プラスチックパッケージ１０の場合の構造に加えて半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板１２ａの下面側にも導体配線パターン１６ａが設けられている。この場合の放熱板１２ａには、上、下面側の導体配線パターン１６、１６ａ間の電気的導通を取るためのスルーホール１９用の貫通孔１８が、予めドリル等を用いて設けられている。そして、この貫通孔１８には、貫通孔１８の壁面で短絡しないように形成された導体配線によって、上、下面側の導体配線パターン１６、１６ａ間の電気的導通が形成されている。この高放熱型プラスチックパッケージ１０ａは、上面側に半導体素子を実装し、下面側に半田ボール等の外部接続端子を接続するキャビティアップ型のパッケージが構成でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱させると同時に、パッケージの両面を有効に利用して、パッケージの寸法を極めて小さくすることができる。なお、本発明の一実施の形態に係る変形例の高放熱型プラスチックパッケージ１０ａは、下面側の導体配線パターン１６ａがプリプレグを介して接合されているＣｕ箔をもとに形成されたものである。また、本発明の一実施の形態に係る他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージ１０ｂは、下面側の導体配線パターン１６ａがＣｕ箔付き樹脂フィルム１１をもとにして形成されたものである。
【００１５】
次いで、図３（Ａ）〜（Ｅ）を参照しながら本発明の一実施の形態に係る高放熱型プラスチックパッケージ１０の製造方法を説明する。
図３（Ａ）に示すように、放熱板１２と接合して高放熱型プラスチックパッケージ１０を作製するためのＣｕ箔付き樹脂フィルム１１は、１０〜２０μｍ程度の厚みのＣｕ箔２０に、ガラスクロス基材を含まない熱硬化型のＢステージ状態の接着用樹脂１３をドクターブレード法や、ロールコーター法等で５０〜１００μｍ程度に塗布してフィルム状に形成している。なお、Ｃｕ箔は、予め、還元性雰囲気で熱処理を行ったものを用いると、接着用樹脂１３を接合した後に安定した引き剥がし強さを得ることができる。
【００１６】
次に、図３（Ｂ）に示すように、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１には、半導体素子を搭載するためのキャビティ部１４（図３（Ｅ）参照）用の切り欠き１５を打ち抜きプレス加工機で穿設して設けている。Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１には、Ｃｕ箔２０と接着用樹脂１３の接合体であるので、樹脂がガラスクロス等を含まず接合体自体が薄いので、ルーター加工機等を用いることなく、打ち抜きプレス加工機の打ち抜きで効率的に精度よく、安価に切り欠き１５を形成することができる。
【００１７】
次に、図３（Ｃ）に示すように、Ｃｕや、Ｃｕ合金等の熱伝導率の高い金属製部材からなる放熱板１２には、ホーニィング加工や、ブラックオキサイド等によって表面に表面粗化２１を行っている。この表面粗化２１によって、接着用樹脂１３と貼り合せた時の接合強度を向上させることができる。
【００１８】
次に、図３（Ｄ）に示すように、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１と放熱板１２は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１の接着用樹脂１３側と放熱板１２を直接当接させ、真空プレス等を用いて加熱圧着している。真空プレス機を用いて加熱圧着する場合には、例えば、真空度を５０ｍｍＨｇ以下とし、温度１７０〜１９０℃、圧力２〜３ＭＰａ、１７５℃以上の温度中を４０分以上加熱及び加圧を保持させて接着用樹脂１３を硬化させて貼り合わせている。
【００１９】
次に、図３（Ｅ）に示すように、Ｃｕ箔付き樹脂フィルム１１のＣｕ箔２０上には、無電解Ｃｕめっき及び電界ＣｕめっきからなるＣｕめっき（図示せず）が施された後、通常のセミアディテブや、スブトラクティブ等によって導体配線パターン１６が形成される。更に、導体配線パターン１６が形成された面に、導体配線パターン１６の必要部分を開口部から露出させるためにソルダーレジスト膜１７が形成されることで、高放熱型プラスチックパッケージ１０が作製されている。
【００２０】
次いで、図４（Ａ）〜（Ｅ）を参照しながら本発明の一実施の形態に係る変形例の高放熱型プラスチックパッケージ１０ａの製造方法を説明する。
図４（Ａ）に示すように、高放熱型プラスチックパッケージ１０ａを作製するためのＣｕ箔付き樹脂フィルム１１は、高放熱型プラスチックパッケージ１０の場合と同様にＣｕ箔２０に接着用樹脂１３を塗布してフィルム状に作製され、打ち抜きプレス加工機で切り欠き１５を形成している。
【００２１】
次に、図４（Ｂ）に示すように、Ｃｕや、Ｃｕ合金等の熱伝導率の高い金属製部材からなる放熱板１２ａには、パッケージの上、下面側の導体配線パターン１６、１６ａ（図４（Ｅ）参照）間の電気的導通を取るためのスルーホール１９用の貫通孔１８をドリルマシーン等を用いて形成している。更に、放熱板１２ａには、ホーニィング加工や、ブラックオキサイド等によって表面に表面粗化２１を行っている。そして、放熱板１２ａの下面側には、下面側の導体配線パターン１６ａを形成するためのプリプレグ２２及びＣｕ箔２０ａを準備している。
【００２２】
次に、図４（Ｃ）に示すように、放熱板１２ａの上面側の表面には、切り欠き１５を形成したＣｕ箔付き樹脂フィルム１１の接着用樹脂１３を直接当接させると同時に、放熱板１２ａの下面側の表面には、プリプレグ２２を介してＣｕ箔２０ａを当接し、高放熱型プラスチックパッケージ１０の場合と同様に真空プレス等を用いて加熱しながら加圧して、全体を一度に接合して貼り合わせている。この貼り合せによって、放熱板１２ａの貫通孔１８内には、接着用樹脂１３やプリプレグ２２で充填される。
【００２３】
次に、図４（Ｄ）に示すように、接着用樹脂１３やプリプレグ２２で充填された貫通孔１８の壁面が樹脂で被覆されるようにして貫通孔１８の径よりも小さい径からなるスルーホール１９用の孔２３をドリルマシーン等で穿設する。そして、無電解Ｃｕめっき及び電界Ｃｕめっきを施して孔２３の壁面にＣｕめっき膜２４が形成されてなるスルーホール１９を介して上面側のＣｕ箔２０及びＣｕめっき膜２４と、下面側のＣｕ箔２０ａ及びＣｕめっき膜２４とを電気的に導通状態とする。
【００２４】
次に、図４（Ｅ）に示すように、高放熱型プラスチックパッケージ１０の場合と同様に、上面側のＣｕ箔２０及びＣｕめっき膜２４と、下面側のＣｕ箔２０ａ及びＣｕめっき膜２４の両面に、通常のセミアディテブ法や、サブトラクティブ法等によって導体配線パターン１６、１６ａが形成される。更に、導体配線パターン１６、１６ａが形成された面に、導体配線パターン１６、１６ａの必要部分を開口部から露出させるためにソルダーレジスト膜１７、１７ａが形成されることで、高放熱型プラスチックパッケージ１０ａが作製されている。なお、半導体素子が搭載されるキャビティ部１４の下側には、放熱板１２ａに接続しソルダーレジスト膜１７ａの開口部から露出するサーマルビア（図示せず）を設けることで、半導体素子からの発熱を放熱する効果を更に向上することができる。
【００２５】
次いで、図５（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら本発明の一実施の形態に係る他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージ１０ｂの製造方法を説明する。
図５（Ａ）に示すように、高放熱型プラスチックパッケージ１０ｂを作製するための第１のＣｕ箔付き樹脂フィルム１１ａ及びＣｕや、Ｃｕ合金等の熱伝導率の高い金属製部材からなる放熱板１２ａは、高放熱型プラスチックパッケージ１０ａの場合のＣｕ箔付き樹脂フィルム１１及び放熱板１２ａと同様に作製されている。そして、放熱板１２ａの下面側には、下面側の導体配線パターン１６ａを形成するための第１のＣｕ箔付き樹脂フィルム１１ａと同様の第２のＣｕ箔付き樹脂フィルム１１ｂを準備している。
【００２６】
次に、図５（Ｂ）に示すように、放熱板１２ａの上面側の表面には、切り欠き１５を形成した第１のＣｕ箔付き樹脂フィルム１１ａの接着用樹脂１３を直接当接させると同時に、放熱板１２ａの下面側の表面には、第２のＣｕ箔付き樹脂フィルム１１ｂの接着用樹脂１３を直接当接し、高放熱型プラスチックパッケージ１０ａの場合と同様に真空プレス等を用いて加熱しながら加圧して、全体を一度に接合して貼り合わせている。この貼り合せによって、放熱板１２ａの貫通孔１８内には、上、下面からの接着用樹脂１３で充填される。
【００２７】
次に、図５（Ｃ）に示すように、接着用樹脂１３で充填された貫通孔１８の壁面が樹脂で被覆されるようにして、高放熱型プラスチックパッケージ１０ａの場合と同様に貫通孔１８の径よりも小さい径からなるスルーホール１９用の孔２３をドリルマシーン等で穿設する。そして、無電解Ｃｕめっき及び電界Ｃｕめっきを施して孔２３の壁面にＣｕめっき膜２４が形成されてなるスルーホール１９を介して上面側のＣｕ箔２０及びＣｕめっき膜２４と、下面側のＣｕ箔２０ａ及びＣｕめっき膜２４とを電気的に導通状態とする。更に、上面側のＣｕ箔２０及びＣｕめっき膜２４と、下面側のＣｕ箔２０ａ及びＣｕめっき膜２４の両面には、導体配線パターン１６、１６ａが形成され、導体配線パターン１６、１６ａが形成された面には、導体配線パターン１６、１６ａの必要部分を開口部から露出するソルダーレジスト膜１７、１７ａを形成して、高放熱型プラスチックパッケージ１０ｂが作製されている。なお、高放熱型プラスチックパッケージ１０ａの場合と同様に、半導体素子が搭載されるキャビティ部１４の下側にサーマルビア（図示せず）を設けることで、半導体素子からの発熱を放熱する効果を更に向上することができる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の高放熱型プラスチックパッケージは、Ｃｕ箔に接着用樹脂が接合されて形成され、平面視して実質的中央部に半導体素子を載置させるためのキャビティ部用の切り欠きが穿設されて有するＣｕ箔付き樹脂フィルムと、半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板が、接着用樹脂で直接接合され、しかも、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに導体配線パターンが形成されているので、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合に後付けの接着材を不要とし、パッケージの厚さが薄く、安価であり、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合精度のよい高放熱型プラスチックパッケージが提供できる。
【００２９】
請求項２記載の高放熱型プラスチックパッケージは、Ｃｕ箔に接着用樹脂が接合されて形成され、平面視して実質的中央部に半導体素子を載置させるためのキャビティ部用の切り欠きが穿設されて有するＣｕ箔付き樹脂フィルムと、上、下面間の電気的導通を取るためのスルーホール用貫通孔が形成された半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板が、接着用樹脂で直接接合され、しかも、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと、放熱板の下面に形成された絶縁樹脂上に導体配線パターンが形成されているので、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合に後付けの接着材を不要とし、パッケージの厚さが薄く、安価であり、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板の接合精度のよく、しかも、放熱板上にも配線パターンを形成することでキャビティアップのＢＧＡ型高放熱型プラスチックパッケージが提供できる。
【００３０】
請求項３記載の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成され、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、放熱板が表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、金属製部材とＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有するので、切り欠きがルーター加工機を用いることなく容易に形成でき、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接着材なしで容易に、精度よく、一度に接合でき、厚みの薄い安価な高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。また、キャビティ部の放熱板上に半導体素子が実装でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱できる高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。
【００３１】
請求項４記載の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成され、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、放熱板がスルーホール用の貫通孔を有し、表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、金属製部材の一方の表面と切り欠きを形成したＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接すると同時に、金属製部材の他方の表面にプリプレグを介してＣｕ箔を当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有するので、切り欠きがルーター加工機を用いることなく容易に形成でき、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接着材なしで容易に、精度よく、一度に接合でき、厚みの薄い安価な高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。また、キャビティ部の放熱板上に半導体素子が実装でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱でき、放熱板の裏面側にも配線パターンを有する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。
【００３２】
請求項５記載の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法は、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成される第１と第２のＣｕ箔付き樹脂フィルムからなり、第１のＣｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、放熱板がスルーホール用の貫通孔を有し、表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、金属製部材の一方の表面と切り欠きを形成した第１のＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接すると同時に、金属製部材の他方の表面に第２のＣｕ箔付き樹脂フィルムの接着用樹脂部分を直接当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有するので、切り欠きがルーター加工機を用いることなく容易に形成でき、Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接着材なしで容易に、精度よく、一度に接合でき、厚みの薄い安価な高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。また、キャビティ部の放熱板上に半導体素子が実装でき、半導体素子からの発熱を効率よく放熱でき、放熱板の裏面側にも配線パターンを有する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る高放熱型プラスチックパッケージの斜視図、縦断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る変形例及び他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージの上面側斜視図、下面側斜視図、縦断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る変形例の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る他の変形例の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は従来の高放熱型プラスチックパッケージの製造方法の説明図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ：高放熱型プラスチックパッケージ、１１：Ｃｕ箔付き樹脂フィルム、１１ａ：第１のＣｕ箔付き樹脂フィルム、１１ｂ：第２のＣｕ箔付き樹脂フィルム、１２、１２ａ：放熱板、１３：接着用樹脂、１４：キャビティ部、１５：切り欠き、１６、１６ａ：導体配線パターン、１７、１７ａ：ソルダーレジスト膜、１８：貫通孔、１９：スルーホール、２０、２０ａ：Ｃｕ箔、２１：表面粗化、２２：プリプレグ、２３：孔、２４：Ｃｕめっき膜
Claims (5)
- Ｃｕ箔に接着用樹脂が接合されて形成され、平面視して実質的中央部に半導体素子を載置させるためのキャビティ部用の切り欠きが穿設されて有するＣｕ箔付き樹脂フィルムと、前記半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板が、前記接着用樹脂で直接接合され、しかも、前記Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに導体配線パターンが形成されていることを特徴とする高放熱型プラスチックパッケージ。
- Ｃｕ箔に接着用樹脂が接合されて形成され、平面視して実質的中央部に半導体素子を載置させるためのキャビティ部用の切り欠きが穿設されて有するＣｕ箔付き樹脂フィルムと、上、下面間の電気的導通を取るためのスルーホール用貫通孔が形成された前記半導体素子からの発熱を放熱するための放熱板が、前記接着用樹脂で直接接合され、しかも、前記Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと、前記放熱板の下面に形成された絶縁樹脂上に導体配線パターンが形成されていることを特徴とする高放熱型プラスチックパッケージ。
- Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、
前記Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成され、前記Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、
前記放熱板が表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、該金属製部材と前記Ｃｕ箔付き樹脂フィルムの前記接着用樹脂部分を直接当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有することを特徴とする高放熱型プラスチックパッケージの製造方法。 - Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、
前記Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成され、前記Ｃｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、
前記放熱板がスルーホール用の貫通孔を有し、表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、該金属製部材の一方の表面と前記切り欠きを形成した前記Ｃｕ箔付き樹脂フィルムの前記接着用樹脂部分を直接当接すると同時に、前記金属製部材の他方の表面にプリプレグを介してＣｕ箔を当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有することを特徴とする高放熱型プラスチックパッケージの製造方法。 - Ｃｕ箔付き樹脂フィルムと放熱板を接合して形成する高放熱型プラスチックパッケージの製造方法であって、
前記Ｃｕ箔付き樹脂フィルムがＣｕ箔に接着用樹脂を接合して形成される第１と第２のＣｕ箔付き樹脂フィルムからなり、該第１のＣｕ箔付き樹脂フィルムに半導体素子を搭載するためのキャビティ部用の切り欠きを打ち抜きプレス加工で穿設する工程と、
前記放熱板がスルーホール用の貫通孔を有し、表面に表面粗化を施した金属製部材からなり、該金属製部材の一方の表面と前記切り欠きを形成した前記第１のＣｕ箔付き樹脂フィルムの前記接着用樹脂部分を直接当接すると同時に、前記金属製部材の他方の表面に前記第２のＣｕ箔付き樹脂フィルムの前記接着用樹脂部分を直接当接し加熱圧着して貼り合せる工程を有することを特徴とする高放熱型プラスチックパッケージの製造方法。
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