JP2009246032A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中央部が凹んだ形状の被覆樹脂上に放熱板を搭載した半導体装置において、被覆樹脂と放熱板との接続の強度及び放熱性を向上する。
【解決手段】半導体装置１０は、配線基板１１上に搭載された半導体素子２１の一部又は全体を被覆する被覆樹脂１３と、被覆樹脂１３上に接着材料１７を介して固定された放熱板１８とを備える。放熱板１８は、被覆樹脂１３の側から薄肉化された薄肉部１８ａと、被覆樹脂１３の側に突出した突出部を有する厚肉部１８ｅとを備え、厚肉部１８ｅの突出部が被覆樹脂１３と接している。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板上の半導体素子を覆う被覆樹脂上に放熱用金属板が貼付されている半導体装置に関するものである。

近年、家電製品、ＯＡ機器等のセット機器に対するユーザからの多様化、多機能化の要望に応えるため、その中に組み込まれる半導体装置は高機能化、小型化が求められている。半導体装置が小型化するにつれ、内蔵する半導体素子の電気的動作に対して半導体装置の放熱性が及ぼす影響は大きくなり、重要なファクターとなっている。

これに対し、従来の主流である熱拡散体を被覆樹脂に埋め込む半導体装置の場合、熱拡散体を埋め込んだことにより熱拡散体の露出領域が狭くなるために、熱効率は低下してしまう。また、熱拡散体とボンディングワイヤとの隙間が狭くなって接触しやすくなる。これを避けるために両者の間の距離を大きくしようとすると、内部の半導体素子を被覆するために被覆樹脂厚みを厚くする必要があり、やはり放熱性の低下を招いてしまう。

これらのことを解決する従来技術としては、例えば、特許文献１に記載されている半導体装置が知られている。

図６に、特許文献１の半導体装置６の側面一部断面図を示す。半導体装置６は、配線基板１上に半導体素子（図示省略）が搭載され、また半導体素子と配線基板１上の配線パターンとがワイヤボンディングで電気的に接続されている。更に、成型金型を用いて被覆樹脂３が形成され、その被覆樹脂３上面に接着材７を介して放熱用金属板８が貼り付けられた構成となっている。このように放熱用金属板８を備えることにより半導体装置６は放熱性が向上しており、このような構成の半導体装置をヒートシンク（ＨＳ）型の半導体装置と呼ぶ。

また、配線基板１の裏面には、半導体装置６を実装するための金属ボール５が形成されている。このような構成の半導体装置は通常ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）半導体装置と呼ばれるため、本明細書中においても以下そのように呼ぶ。

尚、ＨＳ型ＢＧＡ半導体装置である半導体装置６は、図６（ａ）〜（ｇ）に示すようにして製造される。

つまり、図７（ａ）に示す、配線パターン（図示省略）が形成された配線基板１の一方の面に、図７（ｂ）に示すように半導体素子２を搭載する。次に、図７（ｃ）のように、半導体素子２と配線基板１とを電気的に接続するためのワイヤボンディング４を施した後、図７（ｄ）に示すように、半導体素子２の一部又は全体を被覆樹脂３により被覆する。

次に、図７（ｅ）及び（ｆ）に示すように、被覆樹脂３の表面の一部に接着剤７を介して放熱用金属板８を貼り付ける。更に、配線基板１における半導体素子２とは反対側の面に形成された外部電極（図示は省略）を、半導体素子２に対して配線パターンを介して電気的に接続する。外部電極上には、図７（ｇ）に示す通り、金属ボール５を形成する。

尚、接着剤７としては、ＨＳ型ＢＧＡが発熱する熱を放熱用金属板８に効率良く伝導させるものを用いる。例えば、銀等の金属微粒子を含む接着剤を用いる。

このような構成を採用することにより、放熱性の低下を解消することができる。また、従来の設備インフラを最大限に利用できるため、比較的低コストに高放熱化を実現している。
特開２００４−２６００５１号公報

しかしながら、特許文献１の構成に代表される従来の半導体装置において、次のような不具合が出てきている。

つまり、前記のように、従来の半導体装置において、半導体素子を被覆する被覆樹脂上に放熱用金属板を接着することが行なわれている。しかし、放熱用金属板の被覆樹脂に対する接着の強度が低く、半導体装置から放熱用金属板が脱落する、被覆樹脂面と放熱用金属板との接触が不良になることにより放熱効率が低下する等の不具合が生じている。よって、その解決が課題となっている。

以上の課題に鑑み、本発明の目的は、被覆樹脂と放熱板との密着性が高く、放熱板の脱落、放熱性の低下等を防止することができる半導体装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本願発明者は、放熱板と被覆樹脂との接着強度が低下する原因について実験等により検討した。その結果、次のような知見を得た。

まず、例えば特許文献１に代表されるＢＧＡパッケージ型半導体装置の場合、配線基板の一方の面上にのみ被覆樹脂が存在する。このため、配線基板と被覆樹脂との収縮率の差により、被覆樹脂上面の中央部が凹形状となる場合が多い。これは、実質的には配線基板の片面に形成されている被覆樹脂のみが収縮するために生じる現象であり、ＢＧＡ型半導体装置の場合、避けるのは困難である。

このようにして湾曲した被覆樹脂の表面に平坦な放熱用金属板を貼り付けた場合、被覆樹脂と放熱用金属板との間隙が大きく、両者を接続させるための接着材が良好に濡れ拡がらないという不具合を生じる。この結果、被覆樹脂面に放熱用金属板を接着する接着力の低下及びそれによる半導体装置の脱落、被覆樹脂面と放熱用金属板との接触面積低下による放熱効率低下等を招くことになる。つまり、従来の半導体装置における前記の様々な不具合発生の原因は、被覆樹脂上面の形状と放熱用金属板の形状との違いにより、両者の接着面に間隙が生じることであるものと考えられる。

これについて、図面を参照してより詳しく説明する。図８（ａ）〜（ｃ）は、放熱用金属板の貼り付け工程の流れを説明する図である。個々に示す例において、ＢＧＡ半導体装置６の被覆樹脂３上面の形状は、先に述べたように凹形状となっている。このような凹形状は、ＢＧＡ半導体装置６を構成する配線基板１、半導体素子２及び被覆樹脂３の各々の材料が有する収縮率等の物性値、厚み等のサイズ、組立工程における製造条件等のバランスの違いにより生じている。

放熱用金属板８の貼り付けを行なう際には、図８（ａ）に示すように、放熱用金属板８を持ち運ぶための吸着ツール９を用いて放熱用金属板８を吸着し、接着剤７が塗布された被覆樹脂３の上面に運ぶ。

次に、図８（ｂ）に示す通り、吸着ツール９を用いて放熱用金属板８を被覆樹脂３の面上に押し付ける。これにより、放熱用金属板８は被覆樹脂３の表面形状に沿って機械的に湾曲しながら密着させられ、接着剤７が大きく濡れ広がる。

この後、吸着ツール９が離れてＢＧＡ半導体装置６が完成する。しかし、放熱用金属板８が図８（ｂ）に示す状態から元の平坦な形状に戻る現象であるスプリングバック現象が起る。つまり、図８（ｃ）の通り、接着剤７が放熱用金属板８と被覆樹脂３との間において引き延ばされる状態となる。更に、被覆樹脂３の上面における凹形状、接着剤７の塗布量等により、図８（ｄ）に示す通り、スプリングバック現象が発生した場合に放熱用金属板８と被覆樹脂３との間が乖離した状態となる場合もある。

これらの結果、前述の通り、被覆樹脂３と放熱用金属板８との接着及び半導体装置６の放熱性が低下することになる。

このような知見に基づき、前記の目的を達成するため、本発明の半導体装置は、配線基板上に搭載された半導体素子の一部又は全体を被覆する被覆樹脂と、被覆樹脂上に接着材料を介して固定された放熱板とを備え、放熱板は、被覆樹脂の側から薄肉化された薄肉部と、被覆樹脂の側に突出した突出部を有する厚肉部とを備え、厚肉部の突出部が被覆樹脂と接している。

本発明の半導体装置によると、放熱板における厚肉部の突出部が被覆樹脂と直接に接触しているため、被覆樹脂から放熱板への放熱効率が向上している。また、放熱板が薄肉化された薄肉部を有していることにより、スプリングバック現象が生じにくくなり、被覆樹脂と放熱板との接着材料による密着性も向上している。

尚、放熱板が被覆樹脂の側に凸になるように湾曲していることにより、薄肉部の一部が被覆樹脂に接していることが好ましい。

このようにすると、被覆樹脂から放熱板への放熱効率が更に向上する。ここで、放熱板が薄肉部を有していることによりスプリングバック現象が生じにくいから、放熱板を湾曲させた構成が容易に実現できる。

また、厚肉部は少なくとも放熱板の周縁部に設けられ、該周縁部に設けられた厚肉部の下面が被覆樹脂に接していることが好ましい。

このようにすると、周縁部に設けられた厚肉部の下面が被覆樹脂の上面と接していることにより放熱の効率が向上していると共に、厚肉部の内側に位置する薄肉部はスプリングバック現象を生じにくくなって被覆樹脂と放熱板との接着材料による密着性が向上する。

また、放熱板は、被覆樹脂の上面よりも大きく、厚肉部は、少なくとも放熱板における被覆樹脂の上面からはみ出した周縁部に設けられ、該周縁部に設けられた厚肉部よりも内側の薄肉部の少なくとも一部が被覆樹脂と接していることも好ましい。

このようにすると、放熱板と被覆樹脂との接触面積を増加して放熱性を向上させることができると共に、被覆樹脂の側面の側にも接着材料を配置して接着の強度を高めることができる。この場合、厚肉部が有する突出部の内側の面が被覆樹脂と接していている。

また、被覆樹脂の上面に凹部が設けられ、厚肉部の一部が放熱板凸部として凹部に嵌め込まれていることが好ましい。つまり、肉厚部の有する突出部が凹部に嵌め込まれていることが好ましい。

また、放熱板に開口部が設けられ、被覆樹脂の上面の一部が放熱板の側に突出して被覆樹脂凸部を構成しており、被覆樹脂凸部は、開口部に嵌め込まれていることが好ましい。

このようにすると、放熱板と被覆樹脂との接触面積が増加し、放熱の効率が向上すると共に放熱板と被覆樹脂との接着強度を高めることができる。

また、放熱板は、エッチング工法にてハーフエッチングされることにより形成されていることが好ましい。また、放熱板は、プレス工法にて形成されていることが好ましい。

薄肉部と厚肉部とを備える放熱板の形成方法として、このようにしても良い。

本発明によれば、収縮率の差により被覆用の樹脂の中央部が凹んだ形状の半導体装置に対しても、その樹脂表面と放熱用の金属板との間隙を最小化し、被覆樹脂及び放熱板のそれぞれと接着剤との密着性を高めることができる。更に、被覆樹脂と放熱用金属板の一部が直接接触することにより、両者と接着材との密着性の影響を受けにくい半導体装置を提供することができる。

以下、本発明の各実施形態に係る半導体装置について、それぞれ図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明中の図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付すことにより詳しい説明は省略する場合がある。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る半導体装置１０について、図面を参照して説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は半導体装置１０の構成を説明するための模式図である。

図１（ａ）には、半導体装置１０の側面一部断面図が示されている。図１（ａ）に示す通り、半導体装置１０は、配線基板１１上に搭載された半導体素子（図１（ａ）には示していない）を被覆する被覆樹脂１３上に接着材料１７を介して放熱板１８が固定されると共に、配線基板１１の被覆樹脂１３とは反対側の面に金属ボール１５が設けられた構成を有している。

図１（ｄ）には、被覆樹脂１３によって被覆される半導体素子２１について示している。つまり、配線基板１１上に半導体素子２１が搭載され、配線基板１１上の電極と半導体素子２１上の電極とが金属細線２２によって電気的に接続されたワイヤボンディング方式の構成となっている。この他に、半導体素子２１の配線面と、配線基板１１とを向かい合わせにして接合することができるバンプ接合方式であっても良く、特に限定されるものではない。被覆樹脂１３は、このような半導体素子２１を被覆している。図１（ａ）の場合、被覆樹脂１３については断面ではなく側面を示しており、そのために半導体素子２１及び金属細線２２は図１（ａ）には現れていない。

また、配線基板１１は０．１〜０．５ｍｍ程度の厚さを有するものが多く、また、銅貼り両面有機基板のような２層の導体又は４層の導体からなる構成を有するものが用いられることが多い。具体的な構成は、配線密度、放熱性等の必要に応じて選択され、使い分けられる。

また、配線基板１１の裏面には、半導体素子２１と電気的に接続された直径０．１５ｍｍ〜０．８０ｍｍ程度の外部電極ランド（図示せず）が設けられている。これは、電気的接続を有利に行なうために、表層から順に金、ニッケル等のめっき処理が施されていることが好ましい。このような外部電極ランド上に、半導体装置１０の実装に用いられる金属ボール１５が設けられ、ＢＧＡ半導体装置となっている。金属ボール１５の直径は、０．３〜０．７６ｍｍ程度が一般的である。

放熱板１８は高い放熱効果を有することが求められ、銅材、アルミニウム材等の熱伝導率の高い金属材料を用いることが好ましい。また、酸化及び該酸化による変色等の外観への影響を防止するため、Ｎｉ（ニッケル）等によるメッキを施すことが好ましい。

また、被覆樹脂１３上に放熱板１８を固定するための接着材料１７は、数μｍ〜数十μｍ程度の厚さがあればよい。

また、被覆樹脂１３の上面は、被覆樹脂１３と配線基板１１との収縮率の差により、中央部が凹んだ形状となっている。これに起因するスプリングバック現象に対応するための本実施形態の半導体装置１０の構造について、以下に説明する。

図１（ｂ）及び（ｃ）は、本実施形態の半導体装置１０において用いる放熱板１８の断面図及び平面図である。図１（ｂ）及び（ｃ）に示す通り、放熱板１８は、周縁部に厚肉部１８ｅを有すると共に、その内側が一方の面から薄肉化された薄肉部１８ａとなっている。このような放熱板１８は、図１（ａ）に示す通り、その厚肉部１８ｅが突出している側を被覆樹脂１３に向けて被覆樹脂１３上面に搭載される。このとき、間に介する接着材料１７により固定が行なわれる。

このような構成とすると、放熱板１８のうち厚肉部１８ｅの下面が被覆樹脂１３に直接（つまり、接着材料１７を介することなく）接触させることができ、被覆樹脂１３から放熱板１８への放熱性が向上する。また、薄肉部１８ａについては、被覆樹脂１３の側に凸になるように湾曲された形状となっている。厚さが薄くなっているため、薄肉部１８ａは凹状の被覆樹脂１３上面に合わせて湾曲された形状から平坦な形状に戻る力が小さく、スプリングバック現象は発生しにくい。このため、被覆樹脂１３と放熱板１８とを接続する接着材料１７に対する被覆樹脂１３及び放熱板１８の密着性が高まっている。スプリングバック現象により接着材料１７の濡れ広がり面積が小さくなることが無いため、放熱板１８が被覆樹脂１３から剥がれ難い半導体装置１０を得ることができる。

更に、被覆樹脂１３上面の凹形状に応じて薄肉部１８ａを湾曲させることにより、薄肉部１８ａの中央付近において、接触部３１として示すように、薄肉部１８ａと被覆樹脂１３とを直接に接触させることができる。このことによっても、被覆樹脂１３から放熱板１８への放熱性が向上する。

また、放熱板１８と被覆樹脂１３とが接着材料１７を介すること無く接触して放熱性が向上していることから、接着材料１７として熱伝導率の良いＡｇペースト等の金属粉を含む高価な材料を用いることは必須ではなくなる。このため、半導体装置１０のコストを低減することができる。

尚、放熱板１８の作成には、例えば感光性レジストを用いた金属エッチング工法によりエッチング加工を行なえばよい。この際、材料である金属板表面の片側にのみ感光性レジストパターンを形成した後にエッチング処理、いわゆるハーフエッチング処理を施すことにより、放熱板１８の一部を元の厚さの半分程度になった薄肉部１８ａに加工することができる。また、エッチング処理に代えて、金属板にプレス加工を施すことにより薄肉部１８ａを設けることもできる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態に係る半導体装置１０ａについて、図面を参照して説明する。図２（ａ）〜（ｅ）は、半導体装置１０ａの構成を説明するための模式図である。

図２（ａ）には、半導体装置１０ａの側面一部断面図が示されている。図２（ａ）の半導体装置１０ａは、放熱板２８及びその被覆樹脂１３に対する搭載時の構成を除いて図１（ａ）に示す第１の実施形態に係る半導体装置１０と同様である。よって、以下には主に本実施形態の放熱板２８に関して説明する。

図２（ｂ）及び（ｃ）は、本実施形態の半導体装置１０ａにおいて用いる放熱板２８の断面図及び平面図である。放熱板２８は、図１（ｂ）及び（ｃ）に示されている第１の実施形態の放熱板１８と比較すると、周縁部の厚肉部１８ｅに加えてその内側にも厚肉部として放熱板凸部１８ｂを備えている点において相違する。

この構造により、放熱板２８を被覆樹脂１３に固定すると、周縁部の厚肉部１８ｅに加えて内側の放熱板凸部１８ｂについても下面が接着材料１７を介することなく直接に被覆樹脂１３と接触する。このため、被覆樹脂１３と放熱板２８との接触面積が増大して放熱性が向上する。また、放熱板２８の内側にも厚肉部である放熱板凸部１８ｂが配置されているため、薄肉部１８ａと被覆樹脂１３との間隔を一定に保ち、吸着ツールによって放熱板２８を被覆樹脂１３に押し付けた場合にも放熱板２８の変形を容易に制御することができる。このため、接着材料１７の濡れ広がりを制御し、接着性を向上することができる。また、放熱板凸部１８ｂのために放熱板２８と接着材料１７との接触面積が大きくなるため、接着材料１７との密着性も向上する。

尚、放熱板２８において、放熱板凸部１８ｂは一つだけ形成されていても良いし、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように複数形成されていても良い。また、図２（ｃ）には独立した島状の放熱板凸部１８ｂを四角形に配置した例を示しているが、これには限らない。例えば、図２（ｄ）に示すように、棒形状のパターンであってもよいし、このような放熱板凸部１８ｂを平行に複数配置し、周縁部の厚肉部１８ｅと接続している構造であっても良い。更に、図２（ｅ）に示すように、格子状のパターンとすることもできる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態に係る半導体装置１０ｂについて、図面を参照して説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、半導体装置１０ｂの構成を説明するための模式図である。

図３（ａ）には、半導体装置１０ｂの側面一部断面図が示されている。図３（ａ）の半導体装置１０ｂは、放熱板３８及びその被覆樹脂１３に対する搭載時の構成を除いて図１（ａ）に示す第１の実施形態に係る半導体装置１０と同様である。よって、以下には主に本実施形態の放熱板３８に関して説明する。

図３（ｂ）及び（ｃ）は、本実施形態の半導体装置１０ｂにおいて用いる放熱板３８の断面図及び平面図である。放熱板３８は、第２の実施形態における放熱板２８と同様に、周縁部の厚肉部１８ｅに加えてその内側にも厚肉部として放熱板凸部１８ｂを備えている。ここでは、一つの放熱板凸部１８ｂが設けられている。

また、被覆樹脂１３の上面に、放熱板凸部１８ｂに対応して凹んだ被覆樹脂凹部１３ａが設けられている。このため、放熱板３８を被覆樹脂１３上に固定する際、放熱板凸部１８ｂを被覆樹脂凹部１３ａに嵌め込むことにより両者の接着強度を向上させることができる。また、放熱板３８と被覆樹脂１３との接触面積が増大するため、放熱性が向上する。

更に、放熱板凸部１８ｂにより薄肉部１８ａと被覆樹脂１３との間隔を一定に保ち、吸着ツールによって放熱板３８を被覆樹脂１３に押し付けた場合にも放熱板３８の変形を容易に制御することができる。このため、接着材料１７の濡れ広がりを制御し、接着性を向上することができる。

尚、以上では放熱板凸部１８ｂ及び被覆樹脂凹部１３ａを一組だけ設ける例を説明したが、これには限らず、複数組設けてそれぞれ嵌め込むようにしても良い。また、放熱板凸部１８ｂ及び被覆樹脂凹部１３ａの平面視形状についても、特に限定するものではない。

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態に係る半導体装置１０ｃについて、図面を参照して説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、半導体装置１０ｃの構成を説明するための模式図である。

図４（ａ）には、半導体装置１０ｃの側面一部断面図が示されている。図４（ａ）の半導体装置１０ｃは、放熱板４８及びその被覆樹脂１３に対する搭載時の構成を除いて図１（ａ）に示す第１の実施形態に係る半導体装置１０と同様である。よって、以下には主に本実施形態の放熱板４８に関して説明する。

図４（ｂ）及び（ｃ）は、本実施形態の半導体装置１０ｃにおいて用いる放熱板４８の断面図及び平面図である。放熱板４８は、第１の実施形態における放熱板１８と同様に周縁部に厚肉部１８ｅを備えると共に、薄肉部１８ａの中央付近を貫通する開口部１８ｃを備えている。ここでは、一つの開口部１８ｃが設けられている。

また、被覆樹脂１３の上面に、開口部１８ｃに対応して突出した被覆樹脂凸部１３ｂが設けられている。このため、放熱板４８を被覆樹脂１３上に固定する際、開口部１８ｃに被覆樹脂凸部１３ｂを嵌め込むことにより両者の接着強度を向上させることができる。また、また、放熱板４８と被覆樹脂１３との接触面積が増大するため、放熱性が向上する。

更に、被覆樹脂凸部１３ｂを上に向かって細くなるテーパー形状とすることにより、吸着ツールによって放熱板４８を被覆樹脂１３に押し付けた場合にも、放熱板４８の変形を制御すると共に、放熱板１８と被覆樹脂１３との間隔を一定に保つことができる。このため、このため、接着材料１７の濡れ広がりを制御し、接着性を向上することができる。

尚、以上では開口部１８ｃ及び被覆樹脂凸部１３ｂを一組だけ設ける例を説明したが、これには限らず、複数組設けてそれぞれ嵌め込むようにしても良い。また、開口部１８ｃ及び被覆樹脂凸部１３ｂの平面視形状についても、特に限定するものではない。

（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態に係る半導体装置１０ｄについて、図面を参照して説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、半導体装置１０ｄの構成を説明するための模式図である。

図５（ａ）には、半導体装置１０ｄの側面一部断面図が示されている。図５（ａ）の半導体装置１０ｄは、放熱板５８及びその被覆樹脂１３に対する搭載方法を除いて図１（ａ）に示す第１の実施形態に係る半導体装置１０と同様である。よって、以下には主に本実施形態の放熱板５８に関して説明する。

図５（ｂ）及び（ｃ）は、本実施形態の半導体装置１０ｄにおいて用いる放熱板５８の断面図及び平面図である。放熱板５８は、第１の実施形態における放熱板１８と同様に周縁部に厚肉部を備える構成である。但し、第１の実施形態において放熱板１８は被覆樹脂１３上面よりも小さく、厚肉部１８ｅの下面が被覆樹脂１３上面に接しているのに対し、本実施形態の放熱板５８は、被覆樹脂１３上面よりも大きい。そのため、放熱板５８を被覆樹脂１３上に搭載すると、被覆樹脂１３上面の周囲にはみ出した厚肉部１８ｄとなり、厚肉部１８ｄの内側に被覆樹脂１３が嵌め込まれる構造となる。この際、厚肉部１８ｄの内側面が被覆樹脂１３の外周面に接すると共に、薄肉部１８ａのうち厚肉部１８ｄ付近の部分が被覆樹脂１３上面の周縁部と接する。

また、接着材料１７について、放熱板５８と被覆樹脂１３との間に介在させるのに加えて、被覆樹脂１３の外周面にも配置する（接着材料１７ａとして示す部分）ことができる。これにより、放熱板５８と被覆樹脂１３との接着強度と向上させることができる。尚、放熱板５８の大きさは、接着材料１７ａがはみ出して放熱板５８の上面に乗り上げるのを防ぐことができるように設定する。

このような構成とすることにより、被覆樹脂１３から放熱板５８への放熱効率を向上させると共に、被覆樹脂１３と放熱板５８との接着強度を向上させることができる。

以上のように、本願の第１〜第５の実施形態に係る各半導体装置１０等（１０及び１０ａ〜１０ｄ）において、いずれも、接着材料１７を介することなく直接に放熱板１８等と被覆樹脂１３とが接触する部分を有する構造である。これにより、被覆樹脂１３から放熱板１８等への放熱効率が向をさせることができる。またこのことから、接着材料１７として接着材料１７として熱伝導率の良いＡｇペースト等の金属粉を含む高価な材料を用いることは必須ではなくなり、半導体装置１０等のコストを低減することができる。

また、放熱板１８等の内側に薄肉部１８ａを備えているため、被覆樹脂１３上面の凹形状に合わせて放熱板１８等を湾曲させた場合にもスプリングバック現象は生じにくく、接着材料１７の濡れ広がり面積が小さくなることが無い。そのため、放熱板１８等が被覆樹脂１３から剥がれ難い半導体装置１０等を得ることができる。

本発明の半導体装置によると、被覆樹脂表面と放熱板との接触面積を増大し、且つ両者を接続するための接着材料に対する密着性を高めることができる構造となるため、放熱性及び接着強度が高く、収縮率の差により被覆樹脂中央部が凹んだ形状のＢＧＡ半導体装置等にも有用である。

図１（ａ）は本発明の第１の実施形態の放熱板に係る半導体装置を表す側面一部断面図であり、図１（ｂ）及び（ｃ）は該半導体装置に用いる放熱板の断面図及び平面図であり、図１（ｄ）は前記半導体装置において配線基板上に搭載され且つ被覆樹脂に被覆される半導体素子を示す図である。 図２（ａ）は、本発明の第３の実施形態の放熱板に係る半導体装置を表す側面一部断面図であり、図２（ｂ）は該半導体装置に用いる放熱板の断面図であり、図２（ｃ）〜（ｅ）は該放熱板の平面図の３つの例である。 図３（ａ）は本発明の第３の実施形態の放熱板に係る半導体装置を表す側面一部断面図であり、図３（ｂ）及び（ｃ）は該半導体装置に用いる放熱板の断面図及び平面図である。 図４（ａ）は本発明の第４の実施形態の放熱板に係る半導体装置を表す側面一部断面図であり、図４（ｂ）及び（ｃ）は該半導体装置に用いる放熱板の断面図及び平面図である。 図５（ａ）は本発明の第５の実施形態の放熱板に係る半導体装置を表す側面一部断面図であり、図５（ｂ）及び（ｃ）は該半導体装置に用いる放熱板の断面図及び平面図である。 図６は、従来の半導体装置の構成を説明する図である。 図７（ａ）〜（ｇ）は、従来の半導体装置の製造方法を説明する図である。 図８（ａ）〜（ｄ）は、従来の半導体装置における課題を説明する図である。

符号の説明

１０、１０ａ〜ｄ 半導体装置
１１ 配線基板
１３ 被覆樹脂
１３ａ 被覆樹脂凹部
１３ｂ 被覆樹脂凸部
１５ 金属ボール
１７、１７ａ 接着材料
１８、２８、３８、４８、５８ 放熱板
１８ａ 薄肉部
１８ｂ 放熱板凸部
１８ｃ 開口部
１８ｄ、１８ｅ 厚肉部
２１ 半導体素子
２２ 金属細線
３１ 接触部

Claims (8)

1. 配線基板上に搭載された半導体素子の一部又は全体を被覆する被覆樹脂と、
   前記被覆樹脂上に接着材料を介して固定された放熱板とを備え、
   前記放熱板は、前記被覆樹脂の側から薄肉化された薄肉部と、前記被覆樹脂の側に突出した突出部を有する厚肉部とを備え、
   前記厚肉部の前記突出部が前記被覆樹脂と接していることを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１において、
   前記放熱板が前記被覆樹脂の側に凸になるように湾曲していることにより、前記薄肉部の一部が前記被覆樹脂に接していることを特徴とする半導体装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記厚肉部は少なくとも前記放熱板の周縁部に設けられ、
   前記周縁部に設けられた前記厚肉部の下面が前記被覆樹脂に接していることを特徴とする半導体装置。
4. 請求項１又は２において、
   前記放熱板は、前記被覆樹脂の上面よりも大きく、
   前記厚肉部は、少なくとも前記放熱板における前記被覆樹脂の上面からはみ出した周縁部に設けられ、
   前記周縁部に設けられた前記厚肉部よりも内側の前記薄肉部の少なくとも一部が前記被覆樹脂と接していることを特徴とする半導体装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一つにおいて、
   前記被覆樹脂の上面に凹部が設けられ、
   前記厚肉部の一部が放熱板凸部として前記凹部に嵌め込まれていることを特徴とする半導体装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一つにおいて、
   前記放熱板に開口部が設けられ、
   前記被覆樹脂の上面の一部が前記放熱板の側に突出して被覆樹脂凸部を構成しており、
   前記被覆樹脂凸部は、前記開口部に嵌め込まれていることを特徴とする半導体装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一つにおいて、
   前記放熱板は、エッチング工法にてハーフエッチングされることにより形成されていることを特徴とする半導体装置
8. 請求項１〜６のいずれか一つにおいて、
   前記放熱板は、プレス工法にて形成されていることを特徴とする半導体装置。

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