JP2017028131A - パッケージ実装体 - Google Patents

Abstract

【課題】ハーフモールドタイプの半導体パッケージを、アイランドの露出面とは反対側に配置された配線基板上に搭載してなるパッケージ実装体において、半導体パッケージと配線基板との間における接続信頼性を向上させる。
【解決手段】半導体パッケージ１００は、一面１１が配線基板２００に対向するように配置された半導体素子１０と、半導体素子１０の他面１２側に接続されたアイランド２０と、半導体素子１０と電気的に接続された複数のリード端子３０と、半導体素子１０の一面１１側に設けられた露出部材４０と、これらを封止して一体化するモールド樹脂５０と、を有する。アイランド２０の他面２２は放熱のためにモールド樹脂５０より露出し、リード端子３０のアウターリード部３２は配線基板２００に機械的、電気的に接続され、露出部材４０の他面４２は、モールド樹脂５０より露出して配線基板２００に機械的に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アイランドに半導体素子を搭載し、アイランドにおける半導体素子とは反対側の面が露出するように、モールド樹脂による封止を行ったハーフモールドタイプの半導体パッケージを、アイランドにおける露出面とは反対側に配置された配線基板上に搭載してなるパッケージ実装体に関する。

従来より、この種のパッケージ実装体としては、たとえば特許文献１に記載のものが提案されている。ここで、半導体パッケージは、半導体素子の表裏の主面の一面を配線基板に対向させ、他面側に金属製のアイランドを接続したものを、モールド樹脂で封止してなる。

さらに、この半導体パッケージでは、アイランドのうち半導体素子とは反対側の面をモールド樹脂より露出させる、いわゆるハーフモールドの封止形態を採用している。そして、このアイランドの露出面にて、半導体素子の熱を放熱するようになっている。

ここで、特許文献１では、半導体パッケージを挟んで配線基板とは反対側に冷却部材が配置されている。そして、この冷却部材に対し、グリス等の熱伝導部材を介して、アイランドの露出面が熱的に接続されている。なお、このような冷却部材は、たとえば金属製のケース等であり、半導体素子の熱は、アイランドを介して冷却部材へ放熱される。

また、この種の半導体パッケージでは、モールド樹脂内において半導体素子の外側にリード端子が設けられている。そして、このリード端子と半導体素子の一面とは、ワイヤボンディング等により電気的に接続されている。また、リード端子のアウターリード部は、モールド樹脂より配線基板の一面に向かって突出し、はんだ等の導電性接合材を介して、配線基板の一面に機械的および電気的に接続されている。

こうして、半導体パッケージと配線基板との電気的接続がなされている。これにより、半導体パッケージの熱は、アイランドを介して冷却部材へ放熱されるとともに、半導体パッケージと配線基板との間では、リード端子を介して電気的なやりとりが可能とされている。

特開２０１０−２４５４６８号公報（図５、図６等）

ところで、この種の実装体においては、半導体パッケージと配線基板との線膨張係数差等に起因して、リード端子のアウターリード部と配線基板との接続部に応力が発生する。しかし、当該接続部に発生する応力は、実質的にアウターリード部における長さ方向の変形によって吸収され緩和される。

一方、近年の半導体パッケージの小型化に伴い、リード端子のアウターリード部の長さも短くなってきている。しかし、アウターリード部が短くなると、アウターリード部による応力緩和が不十分となりやすい。そうすると、上記接続部にダメージが発生し、半導体パッケージと配線基板との間で断線等の発生が懸念される。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ハーフモールドタイプの半導体パッケージを、アイランドの露出面とは反対側に配置された配線基板上に搭載してなるパッケージ実装体において、半導体パッケージと配線基板との間における接続信頼性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、配線基板（２００）と、前記配線基板の一面（２０１）上に搭載された半導体パッケージ（１００）と、を備えるパッケージ実装体であって、
半導体パッケージは、表裏の主面のうちの一方を一面（１１）、他方を他面（１２）とし、当該一面が配線基板の一面に対向するように配置された半導体素子（１０）と、半導体素子の他面側に設けられ半導体素子に接続された金属製のアイランド（２０）と、半導体素子の外側に設けられ半導体素子と電気的に接続された複数のリード端子（３０）と、半導体素子の一面側に設けられた露出部材（４０）と、半導体素子、アイランド、リード端子および露出部材を封止して一体化するモールド樹脂（５０）と、を有するものであり、
リード端子の一部は、モールド樹脂より配線基板の一面に向かって突出するアウターリード部（３２）とされ、当該アウターリード部は配線基板の一面に機械的および電気的に接続されており、アイランドのうち半導体素子とは反対側の面（２２）はモールド樹脂より露出することで、半導体素子の熱を放熱するようになっており、露出部材のうち半導体素子とは反対側の面（４２）は、モールド樹脂より露出して、配線基板の一面に機械的に接続されていることを特徴とする。

それによれば、アウターリード部が接続されている配線基板の一面において、アウターリード部に加えて、露出部材による配線基板との機械的接続がなされている。そのため、半導体パッケージと配線基板の一面との機械的接続について露出部材による補強がなされることから、リード端子のアウターリード部と配線基板との接続部でのダメージが低減される。

よって、本発明によれば、半導体パッケージと配線基板との間における接続信頼性を向上させることができる。さらに、本発明によれば、半導体素子の他面側のアイランドから冷却部材への放熱に加えて、半導体素子の一面側の露出部材から配線基板への放熱も期待できる。つまり、半導体素子の一面および他面からの両面放熱における放熱性の向上が期待できる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明の第１実施形態にかかるパッケージ実装体を示す概略断面図である。 第１実施形態にかかるパッケージ実装体の製造方法を示す断面的に示す工程図である。 図２に続く製造方法を示す断面的に示す工程図である。 図３に続く製造方法を示す断面的に示す工程図である。 図４に続く製造方法を示す断面的に示す工程図である。 図５に続く製造方法を示す断面的に示す工程図である。 本発明の第２実施形態にかかるパッケージ実装体を示す概略断面図である。 図７における接続部材、露出部材および溝の配置関係を示す概略平面図である。 接続部材の変形による応力発生の様子を模式的に示す概略断面図である。 第２実施形態における溝による応力緩和の効果を模式的に示す概略断面図である。 第２実施形態における露出部材上の接続部材および溝の形成方法を示す一部断面を含む概略斜視図である。 図１１の方法により形成された露出部材上の接続部材および溝を示す概略斜視図である。 第２実施形態における第１の他の例としてのパッケージ実装体の要部を示す概略断面図である。 図１３における接続部材、露出部材および溝の配置関係を示す概略平面図である。 第２実施形態における第２の他の例としてのパッケージ実装体の要部を示す概略断面図である。 図１５における接続部材、露出部材および溝の配置関係を示す概略平面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかるパッケージ実装体について、図１を参照して述べる。このパッケージ実装体は、たとえば自動車などの車両に搭載され、車両用の各種電子装置を駆動または制御するための装置として適用されるものである。

本実施形態のパッケージ実装体は、大きくは、離間して対向する配線基板２００および冷却部材３００と、配線基板２００と冷却部材３００との間に介在し、これら両者に結合された半導体パッケージ１００と、を備えて構成されている。

配線基板２００は、半導体パッケージ１００を搭載する一面２０１を有し、半導体パッケージ１００と電気的なやり取りが行える配線基材であればよい。具体的に、配線基板２００としては、典型的なプリント配線基板やセラミック配線基板、あるいは、各種の配線部品等が挙げられる。そして、半導体パッケージ１００は、配線基板２００の一面２０１上に搭載されている。

一方、冷却部材３００は、配線基板２００の一面２０１に対して離間して対向するように配置され、半導体パッケージ１００は、配線基板２００の一面２０１と冷却部材３００との間に介在されている。この冷却部材３００としては、たとえば、半導体パッケージ１００および配線基板２００を収容するＡｌ等の金属よりなるケース等が挙げられる。

半導体パッケージ１００は、大きくは、半導体素子１０、金属製のアイランド２０、リード端子３０、露出部材４０、および、これらを封止するモールド樹脂５０を備えて構成されたものである。

半導体素子１０は、表裏の主面のうちの一方を一面１１、他方を他面１２とする板状をなすものである。そして、モールド樹脂５０内に配置された半導体素子１０において、半導体素子１０の一面１１が配線基板２００の一面２０１に対向しつつ、半導体素子１０の他面１２が冷却部材３００に対向している。

このような半導体素子１０は、シリコン半導体等の半導体材料よりなり、通常の半導体プロセスにより形成されたものである。そして、半導体素子１０は、典型的には矩形板状をなすものであり、たとえばマイコン、制御素子、パワー素子等により構成されるものである。

ここでは、半導体素子１０は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路、ＡＳＩＣは、ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔの略）である。具体的には、半導体素子１０の一面１１は、電気絶縁性の保護膜１３により構成され、半導体素子１０の一面１１において、ワイヤパッド１４は保護膜１３より露出している。

ここで、保護膜１３は、たとえばポリイミドやポリアミドあるいは窒化シリコン等の絶縁材料を用いた絶縁膜よりなり、ワイヤパッド１４は、Ａｌ等の導電性材料よりなるものである。

アイランド２０は、モールド樹脂５０内にて、半導体素子１０の他面１２側に設けられ半導体素子１０に接続されている。ここでは、アイランド２０は、リード端子３０と同一のリードフレーム素材より形成されたアイランドとしている。なお、アイランド２０としては、リード端子３０とは別体の素材としてのＣｕやＦｅ等よりなるヒートシンク等であってもよい。

このようなアイランド２０は、半導体素子１０を搭載する素子搭載部としての役目を有する。そして、アイランド２０は、通常、金属製の板状をなすものであるが、典型的には半導体素子１０よりも大きい矩形板状をなす。ここでは、アイランド２０における表裏の板面のうち半導体素子１０側の面を一面２１とし、半導体素子１０とは反対側の面を他面２２としている。

そして、半導体素子１０の他面１２にて、半導体素子１０とアイランド２０の一面２１とは、ダイボンド材６０を介して接合され、固定されている。ここで、ダイボンド材６０は、たとえばＡｇペーストやはんだ等よりなる。

リード端子３０は、この種の半導体パッケージと同様、半導体パッケージ１００に対して複数設けられている。リード端子３０の典型的な配置や形状は、たとえばＳＯＰ（スモール・アウトライン・パッケージ）やＱＦＰ（クワッド・フラット・パッケージ）等と同様のものにできる。それぞれのリード端子３０は、モールド樹脂５０内にて、半導体素子１０の外側に設けられ、半導体素子１０と電気的に接続されている。

ここでは、半導体素子１０の一面１１におけるワイヤパッド１４とリード端子３０とが、ボンディングワイヤ７０により接続されている。このボンディングワイヤ７０は、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌおよびこれらの合金よりなる。

また、ここでは、リード端子３０は、上述したようにアイランド２０と複数のリード端子３０とがタイバー等により一体に連結された典型的なリードフレーム素材を用いて形成されたものである。そして、アイランド２０およびリード端子３０ともに、たとえばＣｕや４２アロイ等の導電性金属よりなる。リード端子３０のそれぞれは、典型的には、細長の板状をなしている。

また、半導体パッケージ１０において、露出部材４０は、モールド樹脂５０内にて半導体素子１０の一面１１側に設けられている。この露出部材４０は、具体的には板状、たとえば矩形板状をなすものであり、熱伝導性に優れる材料、たとえばＣｕ等の金属やシリコン、あるいはセラミック等よりなる。ここでは、露出部材４０における表裏の板面のうち、半導体素子１０側の面を一面４１とし、半導体素子１０とは反対側の面を他面４２としている。

ここで、本実施形態では、モールド樹脂５０の内部にて半導体素子１０の一面１１側には、樹脂よりなる接続部材８０が設けられている。接続部材８０は、半導体素子１０の一面１１と露出部材４０の一面４１との両面間に介在し、これら両面間を接続するものとされている。

ここで、本実施形態では、露出部材４０は接続部材８０よりも平面サイズが大きいものとしている。つまり、露出部材４０のうち接続部材８０との接続面である一面４１は、接続部材８０の配置面積よりも大きい面積とされている。

この接続部材８０を構成する樹脂としては、電気絶縁性は特に問わないが、熱伝導性に優れる樹脂、たとえばポリイミドやエポキシ樹脂等が好ましい。更には、当該樹脂としては、樹脂にアルミナ、シリカ等のセラミック、あるいは、Ａｇ等の金属よりなる熱伝導性に優れたフィラー等が含有されたものであってもよい。本実施形態では、接続部材８０として、このような樹脂をフィルム状に成形してなるＤＡＦ（ダイ・アタッチ・フィルム）を用いている。

また、接続部材８０についてさらに言うならば、接続部材８０は樹脂より構成されることにより、金属やシリコン等よりなる露出部材４０よりも低い弾性率を有するものである。たとえば、露出部材４０の弾性率は、接続部材８０の弾性率の１００倍以上のものとなる。さらには、弾性率の関係としては、接続部材８０、モールド樹脂５０、露出部材４０の順に大きくなっていることが望ましい。

また、接続部材８０は樹脂よりなるが、加熱により弾性率が低下するもの、具体的には、モールド樹脂５０の成形時の加熱により弾性率が低下する樹脂よりなるものであることが望ましい。

このような接続部材８０の樹脂としては、Ｔｇ（ガラス転移点）がモールド樹脂５０の成形温度よりも低いものが採用される。限定するものではないが、たとえば、モールド樹脂５０の成形温度が１７５℃とされる場合、接続部材８０の樹脂のＴｇは、１００℃程度とされる。

そして、図１に示されるように、モールド樹脂５０は、半導体素子１０、アイランド２０、リード端子３０、露出部材４０、ボンディングワイヤ７０、接続部材８０を封止して一体化している。

モールド樹脂５０は、この種の半導体パッケージに用いられる通常のモールド材料よりなるもので、たとえばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂よりなる。このようなモールド樹脂５０は、トランスファー成形、コンプレッション成形、ディスペンス法、ポッティング法等の通常の樹脂成形方法により形成されるものである。また、限定するものではないが、たとえばエポキシ樹脂の場合、その成形温度は１７５℃程度である。

このような封止形態を有する本実施形態の半導体パッケージにおいて、次のような各部の露出構成が採用されている。それぞれのリード端子３０は、モールド樹脂５０内に位置するインナーリード部３１と、モールド樹脂より突出するアウターリード部３２とよりなる。そして、インナーリード部３１にて半導体素子１０とのボンディングワイヤ７０による電気的接続がなされている。

一方、アウターリード部３２は、典型的なものと同様、リード成形により曲げ加工されることで、モールド樹脂５０より配線基板２００の一面２０１に向かって突出している。そしてアウターリード部３２は、はんだや導電性接着剤等の接合材２０２により配線基板２００の一面２０１に機械的および電気的に接続されている。

なお、アウターリード部３２と配線基板２００との接続部において、配線基板２００の一面２０１には図示しない配線や電極等の導電性部材が設けられている。そして、アウターリード部３２は、この導電性部材に対して、はんだや導電性接着剤等よりなる接合材２０２を介して、電気的および機械的に接続されている。

また、図１に示されるように、アイランド２０のうち半導体素子１０とは反対側の面である他面２２は、モールド樹脂５０より露出する露出面とされている。そして、この露出面であるアイランドの他面２２において、半導体素子１０の熱が放熱されるようになっている。

本実施形態では、アイランド２０の他面２２は、モールド樹脂５０より露出して、冷却部材３００に熱的に接続されている。具体的には、アイランド２０の他面２２と冷却部材３００とは、シリコーングリス等の熱伝導性に優れた熱伝導部材３０１を介して接触することで、熱的に接続されている。なお、この熱的接続が十分に確保されるならば、熱伝導部材３０１を省略して、アイランド２０の他面２２と冷却部材３００とは、直接接触するようにしてもよい。

また、本実施形態では、図１に示されるように、露出部材４０のうち半導体素子１０とは反対側の面である他面４２は、モールド樹脂５０より露出して、配線基板２００の一面２０１に機械的に接続されている。

具体的には、露出部材４０と配線基板２００とは、アウターリード部３２と配線基板２００との接続部と同様、接合材２０２を介して機械的に接続されている。この場合も、露出部材４０との接続部に位置する配線基板２００の一面２０１には、図示しないが、接合材２０２との良好な接合性を実現するための金属部材等が設けられていてもよい。

次に、図２〜図６を参照して、本実施形態にかかる半導体パッケージ１００の製造方法の一具体例を示しておく。

まず、図２に示される素子搭載工程を行う。この工程では、アイランド２０と複数のリード端子３０とが一体に連結されたリードフレーム素材を用意する。そして、アイランド２０の一面２１に半導体素子１０の他面１２を対向させ、ダイボンド材６０を介して、半導体素子１０をアイランド２０の一面２１に搭載する。

次に、図３に示されるワイヤボンディング工程を行う。この工程では、半導体素子１０の一面１１におけるワイヤパッド１４とリード端子３０との間でワイヤボンディングを行い、これらの間を結線するボンディングワイヤ７０を形成する。

次に、図４に示される露出部材４０の配置工程を行う。この配置工程では、露出部材４０の一面４１に接続部材８０を貼り合わせたものを用意し、このものを、接続部材８０を介して半導体素子１０の一面１１に貼り合わせて接着する。もしくは、半導体素子１０の一面１１に予め接続部材８０を貼り合わせておき、その後、接続部材８０に対して露出部材４０を貼り付けて接着する。こうして、図４に示されるような樹脂封止前のワークができあがる。

次に、このワークについて、図５に示されるモールド工程を行う。この工程では、上記したトランスファー成形等の樹脂成形方法により、モールド樹脂５０による上記ワークの封止を行う。この封止後には、リード端子３０のアウターリード部３２、アイランド２０の他面２２および露出部材４０の他面４２は、モールド樹脂５０より露出しており、上述した露出構成を有する封止形態とされている。

その後、必要に応じて、モールド樹脂５０の外部にて、上記したリードフレーム素材におけるタイバー等をカットするリードカットを行う。そして、図６に示されるリード成形工程では、リード端子３０のアウターリード部３２を、曲げ加工等により所望の形状に成形する。こうして、半導体パッケージ１００ができあがる。

そして、この半導体パッケージ１００は、たとえば、接合材２０２を介して、配線基板２００の一面２０１に搭載され、接続された後に、配線基板２００とともに、ケースとしての冷却部材３００に組み付けられる。

この冷却部材３００への組み付け時に、半導体パッケージ１００におけるアイランド２０の他面２２と冷却部材３００との熱的な接続がなされる。こうして、上記図１に示される本実施形態のパッケージ実装体ができあがる。

ところで、本実施形態の半導体パッケージ１００によれば、配線基板２００の一面２０１に対して、アウターリード部３２による機械的接続に加えて、さらに露出部材４０による機械的接続がなされている。

つまり、半導体パッケージ１００と配線基板２００の一面２０１との機械的接続について露出部材４０による補強がなされることになるため、リード端子３０のアウターリード部３２と配線基板２００との接続部でのダメージが低減される。

よって、本実施形態のパッケージ実装体によれば、半導体パッケージ１００と配線基板２００との間における接続信頼性を向上させることができる。さらに、本実施形態によれば、アイランド２０から冷却部材３００への放熱に加えて、露出部材４０から配線基板２００への放熱も期待することができる。

つまり、半導体素子１０の熱は、半導体素子１０の一面１１からは、接続部材８０、露出部材４０を介して配線基板２００へ放熱され、半導体素子１０の他面１２からは、アイランド２０を介して冷却部材３００へ放熱される。そのため、本実施形態によれば、露出部材４０の存在により、半導体素子１０の一面１１および他面１２からの両面放熱における放熱性の向上が期待できる。

また、本実施形態のように冷却部材３００が設けられている場合、アイランド２０の他面２２から冷却部材３００に放熱することで、アイランド２０側における放熱性の更なる向上が期待できる。

なお、本実施形態において、冷却部材３００を設けずにアイランド２０の他面２２を大気に露出させた構成とし、大気への放熱を行うようにしてもよいことはもちろんである。つまり、パッケージ実装体としては、冷却部材３００が省略されたものでもよく、少なくとも半導体パッケージ１００と、半導体パッケージ１００が接続される配線基板２００とを備えたものであればよい。

また、本実施形態では、モールド樹脂５０の内部にて、半導体素子１０の一面１１と露出部材４０の一面４１との間には、半導体素子１０と露出部材４０とを接続する接続部材８０が、介在されている。

これによれば、モールド樹脂５０で封止する前のワーク（図４参照）を、半導体素子１０と露出部材４０とが接続部材８０によって固定されたものにできるため、半導体素子１０の両面に組み付けられたアイランド２０と露出部材４０との間で平行度を出しやすい。具体的に、この平行度は、アイランド２０の他面２２と露出部材４０の他面４２との平行度である。

ここで、接続部材８０が硬いと、たとえば露出部材４０が傾いて組み付けられた場合、接続部材８０を変形させることによって当該傾きを吸収させることが行いにくい。しかし、本実施形態では、接続部材８０は樹脂よりなるので、変形しやすく、上記の平行度を出しやすい。具体的には、接続部材８０が厚さ方向（図１の上下方向）に変形することで、上記の傾きの吸収が行われる。

また、上述したが、本実施形態では、接続部材８０を露出部材４０よりも低い弾性率を有するものとしている。このような低弾性率の接続部材８０とすれば、上記した傾きを接続部材８０の変形により吸収しやすくなり、上記した平行度に優れたパッケージを実現しやすい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態にかかるパッケージ実装体について、上記第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。

図７、図８に示されるように、本実施形態においても、露出部材４０において接続部材８０との接続面である一面４１は、接続部材８０の配置面積よりも大きいものである。そして、本実施形態では、この露出部材４０の一面４１のうち接続部材８０の外周端部に対応する部位に、溝４３が設けられている。

ここでは、溝４３は、断面Ｖ字形状であり、その配置パターンについては、接続部材８０の外周端部の全周に対して設けられている。つまり、図７、図８の例では、溝４３の平面形状は矩形の枠状とされている。また、図７、図８に示されるように、溝４３全体が、接続部材８０の外周端部の外側に位置している。つまり、矩形枠状の溝４３の内周領域に接続部材８０の外周端部が位置している。

このような溝４３は、露出部材４０の一面４１に対して、レーザ照射や切削加工、あるいはエッチング加工等を行うことにより形成される。このように、本第２実施形態は、上記第１実施形態に対して溝４３を追加した構成を採用するものであり、それによる効果は、次の通りである。

上述したが、上記第１実施形態によれば、上記図４に示されるアイランド２０と露出部材４０との組み付け時に発生する当該両部材間の傾きを、接続部材８０が変形することで吸収することができる。

しかしながら、溝４３が無い構成の場合、図９に示されるように、接続部材８０に大きなせん断応力Ｆ１が発生する。これは、モールド工程前のアイランド２０と露出部材４０との組み付け時に印加される押力Ｆ２により、接続部材８０が変形して発生するものである。このせん断応力Ｆ１が大きいと、接続部材８０に接触している半導体素子１０へダメージを与えるおそれがある。

これに対して、本実施形態によれば、図１０に示されるように、押力Ｆ２により変形した接続部材８０の外周端部が溝４３に入り込むことで、接続部材８０の変形が溝４３で吸収される。これにより、本実施形態では、上記の接続部材８０に発生するせん断応力Ｆ１が低減され、半導体素子１０へのダメージが低減されやすいものとなる。

また、本実施形態の半導体パッケージ１００の製造方法、および、パッケージ実装体の組み付け方法については、溝４３が形成された露出部材４０を用いること以外は、上記第１実施形態と同様の方法を採用すればよい。

なお、露出部材４０の配置工程において、先に露出部材４０に接続部材８０を貼り合わせておき、これを半導体素子１０の一面１１に貼り合わせる場合、基本的には、露出部材４０に溝４３を形成した後、露出部材４０に接続部材８０を貼り合わせればよい。

しかし、上記図７、図８に示される例のように、溝４３全体が接続部材８０の外周端部より外側に位置するときは、溝４３の形成前に接続部材８０を露出部材４０に貼り合わせる方法を採用してもよい。この方法は、図１１、図１２に示される。

この方法では、まず、露出部材４０の一面４１のうち最終的な接続部材８０の配置領域および当該配置領域の外側の領域まで、接続部材８０を貼り合わせる。あるいは、露出部材４０の一面４１の全面に接続部材８０を貼り合わせてもよい。

その後、図１１に示されるように、レーザＬ１を照射して、接続部材８０を切断加工し、不要部分を除去することにより、接続部材８０を所望の平面形状にパターニングする。このとき、接続部材８０の切断部においては、レーザＬ１の照射により、露出部材４０の一面４１が削られて溝４３が形成される。

こうして、図１２に示されるように、露出部材４０の一面４１において、接続部材８０が貼り合わせられるとともに、接続部材８０の外周端部の位置に溝４３が形成される。なお、この手法は、上記したレーザＬ１に限定されるものではなく、たとえば刃具を用いた切削加工によっても実行できることは、もちろんである。

次に、本第２実施形態の他の例について述べておく。図１３、図１４に示される第１の他の例では、接続部材８０の外周端部が、溝４３の開口部上に位置している。つまり、溝４３のうち内周側の部分は、接続部材８０の直下すなわち接続部材８０の外周端部よりも内側に位置し、溝４３のうち外周側の部分は、接続部材８０の外周端部よりも外側に位置している。

このように、溝４３の一部が接続部材８０の外周端部よりも内側に位置するときは、上記図１１および図１２に示した方法は採用できないので、溝４３の形成後に接続部材８０を露出部材４０に貼り合わせる方法を採用する。そして、本例によっても、上記同様、せん断応力Ｆ１の低減による半導体素子１０へのダメージ低減の効果が期待できる。

なお、上記図９および図１０に示したように、変形する接続部材８０の外周端部が溝４３に入り込むことにより、上記効果が発揮されるものである。そのため、接続部材８０の外周端部の入り込みを実現するべく、溝４３としては、幅方向の一部または全部が、接続部材８０の外周端部よりも外側に位置するものであることが望ましい。

また、図１５、図１６に示される第２の例では、上記第１の例において、さらに、もう一つの溝４３を外側に設けたものである。つまり、図示例では、露出部材４０の他面４２のうち接続部材８０の外周端部に対応する部位に、２個の連続環状の溝４３が、同心の四角形の配置となるように設けられている。

本実施形態では、この第２の例のように、溝４３を、２個あるいは３個以上というように複数個設けてもよく、この場合にも、上記同様、せん断応力Ｆ１の低減による半導体素子１０へのダメージ低減の効果が期待できる。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、ダイボンド材６０として、上記Ａｇペーストやはんだ等、塗布されて配置されるものを用いて、半導体素子１０とアイランド２０とを固定した。しかし、ダイボンド材６０としては、これに限定されるものではなく、たとえば、上記した接続部材８０に用いたＤＡＦを用いてもよい。

また、半導体素子１０とリード端子３０との電気的接続は、上記したボンディングワイヤ７０に限定されるものではなく、たとえばリボン等でもよい。あるいは、リード端子３０をワイヤパッド１４まで延長したものとし、リード端子３０とワイヤパッド１４とをはんだや金属接合等により直接接合してもよい。

また、露出部材４０としては、接続部材８０よりも平面サイズが大きいものに限定するものではない。たとえば、上記第２実施形態に示したような溝４３を設けない場合には、露出部材４０を接続部材８０よりも平面サイズが小さいものとしてもよい。つまり、露出部材４０の一面４１を、接続部材８０の配置面積よりも小さいものとしてもよい。あるいは、露出部材４０と接続部材８０との平面サイズが同等であってもよい。

また、露出部材４０としては、１個の半導体パッケージ１００に複数個設けられていてもよい。この場合、たとえば複数個の露出部材４０を、モールド樹脂５０内にて平面的に配置し、それぞれの露出部材４０の他面４２が配線基板２００の一面２０１に対向するようにモールド樹脂５０より露出しているものとすればよい。

また、接続部材８０としては、上記したＤＡＦのような樹脂をフィルム状に成形してなるものに限定されるものではなく、樹脂を塗布することにより形成された層であってもよい。

また、上記各実施形態では、リード端子３０のアウターリード部３２と配線基板２００との接続については、電気的、機械的接続を実現するために、はんだや導電性接着剤等よりなる接合材２０２が用いられた。しかし、露出部材４０と配線基板２００との接続については、少なくとも機械的接続が確保されればよいので、接合材２０２としては、導電性を持たない接着剤等を用いてもよい。

また、上記各実施形態では、モールド樹脂５０の内部にて半導体素子１０の一面１１と露出部材４０との間に、これら両者を接続する接続部材８０を介在させたが、この接続部材８０は省略された構成であってもよい。この場合、モールド樹脂５０の内部にて、半導体素子１０の一面１１と露出部材４０とは離れ、且つ、これら両者間はモールド樹脂５０で充填された構成となる。

また、上記第２実施形態では、溝４３は断面Ｖ字形状であり、接続部材８０の外周端部の全周に対して設けられた連続環状のものとされていたが、溝４３の断面形状、配置パターンは、これに限定されるものではない。たとえば、溝４３は、断面Ｕ字、あるいは、断面矩形等の形状でもよい。また、溝４３は、接続部材８０の外周端部にて断続的に位置するもの、すなわち、不連続形状のものであってもよい。

さらに、上記第２実施形態において、溝４３は、接続部材８０の外周端部に対応して設けられるので、たとえば接続部材８０が平面円形や平面多角形をなすものであり、溝４３を全周に設ける場合には、溝４３は円形状や多角形状の配置パターンとされる。

また、モールド樹脂５０内において半導体素子１０は、１個に限定されるものではなく、複数個設けられていてもよい。たとえば、アイランド２０の一面２１に複数個の半導体素子１０を設け、それぞれの半導体素子１０に対して独立して接続部材８０および露出部材４０を設ければよい。あるいは、接続部材８０および露出部材４０は、複数個の半導体素子１０に共通するものとしてもよい。

また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。

１０ 半導体素子
１１ 半導体素子の一面
１２ 半導体素子の他面
２０ アイランド
２２ アイランドの他面
３０ リード端子
３２ リード端子のアウターリード部
４０ 露出部材
４２ 露出部材の他面
５０ モールド樹脂
１００ 半導体パッケージ
２００ 配線基板

Claims (5)

1. 配線基板（２００）と、前記配線基板の一面（２０１）上に搭載された半導体パッケージ（１００）と、を備えるパッケージ実装体であって、
   前記半導体パッケージは、
   表裏の主面のうちの一方を一面（１１）、他方を他面（１２）とし、当該一面が前記配線基板の一面に対向するように配置された半導体素子（１０）と、
   前記半導体素子の他面側に設けられ前記半導体素子に接続された金属製のアイランド（２０）と、
   前記半導体素子の外側に設けられ前記半導体素子と電気的に接続された複数のリード端子（３０）と、
   前記半導体素子の一面側に設けられた露出部材（４０）と、
   前記半導体素子、前記アイランド、前記リード端子および前記露出部材を封止して一体化するモールド樹脂（５０）と、を有するものであり、
   前記リード端子の一部は、前記モールド樹脂より前記配線基板の一面に向かって突出するアウターリード部（３２）とされ、当該アウターリード部は前記配線基板の一面に機械的および電気的に接続されており、
   前記アイランドのうち前記半導体素子とは反対側の面（２２）は前記モールド樹脂より露出することで、前記半導体素子の熱を放熱するようになっており、
   前記露出部材のうち前記半導体素子とは反対側の面（４２）は、前記モールド樹脂より露出して、前記配線基板の一面に機械的に接続されていることを特徴とするパッケージ実装体。
2. 前記モールド樹脂の内部にて前記半導体素子の一面側には、前記半導体素子と前記露出部材との間に介在し、これら両者を接続する樹脂よりなる接続部材（８０）が、設けられていることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ実装体。
3. 前記接続部材は、前記露出部材よりも低い弾性率を有するものであることを特徴とする請求項２に記載のパッケージ実装体。
4. 前記露出部材のうち前記接続部材との接続面（４１）は、前記接続部材の配置面積よりも大きいものであり、
   当該接続面のうち前記接続部材の外周端部に対応する部位には、溝（４３）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のパッケージ実装体。
5. 前記配線基板の一面に対して離間して対向するように配置された冷却部材（３００）を備え、
   前記半導体パッケージは、前記配線基板および前記冷却部材の間に介在されており、
   前記アイランドのうち前記半導体素子とは反対側の面は、前記モールド樹脂より露出して、前記冷却部材に熱的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のパッケージ実装体。

Images