JP3152209B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、特に、プラズマディスプレイ（Plas
ma Display：以下、「ＰＤＰ」という）などのように、
高電圧で駆動されるほか、高効率の放熱が要求される用
途の半導体装置及びその製造方法に関する。
の製造方法に関し、特に、プラズマディスプレイ（Plas
ma Display：以下、「ＰＤＰ」という）などのように、
高電圧で駆動されるほか、高効率の放熱が要求される用
途の半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマディスプレイは、ガラス板に微
細径の貫通孔を所定間隔に形成し、この貫通孔（放電セ
ル）のそれぞれにネオンガスや窒素等を封入し、上記ガ
ラス板の両面にガラス板を設け、両面のガラス板の一方
には垂直方向に一定間隔に微細幅の電極を、他方のガラ
ス板には水平方向に一定間隔に微細幅の電極を設けた構
造を有している。垂直及び水平の電極は、前記貫通孔の
配列に合致するように配列され、そして、両面のガラス
板の一方には、透明ガラスと透明電極が用いられてい
る。表示は、表示したい位置の放電セルにおいて直交す
る垂直電極と水平電極の間に数百ボルトの高電圧を印加
して発光させる。ＰＤＰは厚み（奥行き）を薄くできる
ため、ディスプレイの小型軽量化が要求されるノート型
パーソナルコンピュータ等の用途に適している。このよ
うな用途では、小型軽量化及び薄型化を図るため、駆動
部をディスプレィ部に一体化することが行われている。
しかし、ＰＤＰは高電圧が印加される構造のため、駆動
部の高耐圧化が必須となる。ＰＤＰの駆動回路には、高
耐圧の多結晶シリコン薄膜トランジスタ駆動ＩＣ（ＩＣ
は集積回路）が用いられている。
細径の貫通孔を所定間隔に形成し、この貫通孔（放電セ
ル）のそれぞれにネオンガスや窒素等を封入し、上記ガ
ラス板の両面にガラス板を設け、両面のガラス板の一方
には垂直方向に一定間隔に微細幅の電極を、他方のガラ
ス板には水平方向に一定間隔に微細幅の電極を設けた構
造を有している。垂直及び水平の電極は、前記貫通孔の
配列に合致するように配列され、そして、両面のガラス
板の一方には、透明ガラスと透明電極が用いられてい
る。表示は、表示したい位置の放電セルにおいて直交す
る垂直電極と水平電極の間に数百ボルトの高電圧を印加
して発光させる。ＰＤＰは厚み（奥行き）を薄くできる
ため、ディスプレイの小型軽量化が要求されるノート型
パーソナルコンピュータ等の用途に適している。このよ
うな用途では、小型軽量化及び薄型化を図るため、駆動
部をディスプレィ部に一体化することが行われている。
しかし、ＰＤＰは高電圧が印加される構造のため、駆動
部の高耐圧化が必須となる。ＰＤＰの駆動回路には、高
耐圧の多結晶シリコン薄膜トランジスタ駆動ＩＣ（ＩＣ
は集積回路）が用いられている。
【０００３】図４はＰＤＰ駆動用の従来の半導体装置を
示す。図４に示すように、ベース板３１上には、ダイペ
ースト３２によりガラス基板３３が貼着されている。ガ
ラス基板３３上には駆動回路を形成するＩＣ３４（高耐
圧の多結晶シリコン薄膜トランジスタを用いて構成され
ている）が設けられている。ガラス基板３３の近傍の周
囲のベース板３１上には、接着剤３５を介してフレキシ
ブルプリント基板（以下、「ＦＰＣ」という）３６が設
けられている。ＦＰＣ３６の表面には電極３６ａが設け
られており、この電極３６ａとＩＣ３４上に設けられた
電極３４ａとがボンディングワイヤ３７により接続され
る。この接続部を保護するため、ＩＣ３４の全面及びＦ
ＰＣ３６の一部が封止樹脂３８により被覆されている。
示す。図４に示すように、ベース板３１上には、ダイペ
ースト３２によりガラス基板３３が貼着されている。ガ
ラス基板３３上には駆動回路を形成するＩＣ３４（高耐
圧の多結晶シリコン薄膜トランジスタを用いて構成され
ている）が設けられている。ガラス基板３３の近傍の周
囲のベース板３１上には、接着剤３５を介してフレキシ
ブルプリント基板（以下、「ＦＰＣ」という）３６が設
けられている。ＦＰＣ３６の表面には電極３６ａが設け
られており、この電極３６ａとＩＣ３４上に設けられた
電極３４ａとがボンディングワイヤ３７により接続され
る。この接続部を保護するため、ＩＣ３４の全面及びＦ
ＰＣ３６の一部が封止樹脂３８により被覆されている。
【０００４】図４の構成において、ＩＣ３４に通電が行
われるとＩＣ３４は発熱する。その熱は図に示す放熱経
路３９、すなわち、ガラス基板３３及びダイペースト３
２を経てベース板３１に伝熱して放熱が行われ、熱伝導
性に劣る封止樹脂３８を通しては殆ど放熱は行われな
い。
われるとＩＣ３４は発熱する。その熱は図に示す放熱経
路３９、すなわち、ガラス基板３３及びダイペースト３
２を経てベース板３１に伝熱して放熱が行われ、熱伝導
性に劣る封止樹脂３８を通しては殆ど放熱は行われな
い。
【０００５】一般に、ＩＣの動作上限温度は、ＩＣを構
成しているトランジスタ素子のＰＮジャンクション温度
（Ｔｊ ＭＡＸ）で規定され、その値はＰＮジャンクシ
ョン温度の１５０℃とされている。ただし、この値は絶
対最大定格であるため、７０％程度の安全性を見込む
と、チップ許容濃度は１０５℃となる。
成しているトランジスタ素子のＰＮジャンクション温度
（Ｔｊ ＭＡＸ）で規定され、その値はＰＮジャンクシ
ョン温度の１５０℃とされている。ただし、この値は絶
対最大定格であるため、７０％程度の安全性を見込む
と、チップ許容濃度は１０５℃となる。
【０００６】放熱効果を高めるには、ＩＣに直接的に放
熱部材を取り付ける構成が考えられる。その一例とし
て、特開平５−３１５４８１号公報に示される半導体装
置があり、配線層を兼ねるヒートシンク取付台座を絶縁
性接着剤を介して半導体チップに固定し、さらに前記ヒ
ートシンク取付台座上に高熱伝導絶縁性接着剤を用いて
ヒートシンクを固定する構成にし、熱的特性の向上を図
っている。
熱部材を取り付ける構成が考えられる。その一例とし
て、特開平５−３１５４８１号公報に示される半導体装
置があり、配線層を兼ねるヒートシンク取付台座を絶縁
性接着剤を介して半導体チップに固定し、さらに前記ヒ
ートシンク取付台座上に高熱伝導絶縁性接着剤を用いて
ヒートシンクを固定する構成にし、熱的特性の向上を図
っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
装置によると、例えば、０．６Ｋ［Ｗ／ｍ℃］の熱伝導
率のガラスをガラス基板３３に用いた場合、その放熱性
が劣るために、ＩＣ３４を構成しているトランジスタ素
子がＰＮジャンクション温度（Ｔｊ ＭＡＸ）を越えて
しまい、ＩＣ３４のトランジスタ素子を劣化させる要因
になっていた。
装置によると、例えば、０．６Ｋ［Ｗ／ｍ℃］の熱伝導
率のガラスをガラス基板３３に用いた場合、その放熱性
が劣るために、ＩＣ３４を構成しているトランジスタ素
子がＰＮジャンクション温度（Ｔｊ ＭＡＸ）を越えて
しまい、ＩＣ３４のトランジスタ素子を劣化させる要因
になっていた。
【０００８】また、特開平５−３１５４８１号公報の半
導体装置によると、ヒートシンク側に伝熱した熱はヒー
トシンクから他に伝熱されないため、ヒートシンクを十
分な放熱面積にしておく必要があり、小型軽量化の面で
制約が生じる場合がある。また、ヒートシンク取付台座
が絶縁性接着剤を介して半導体チップに取り付けられる
ため、ヒートシンク取付台座が絶縁性接着剤を退けて容
易に半導体チップに接触し、半導体チップを損傷させ易
いという問題がある。
導体装置によると、ヒートシンク側に伝熱した熱はヒー
トシンクから他に伝熱されないため、ヒートシンクを十
分な放熱面積にしておく必要があり、小型軽量化の面で
制約が生じる場合がある。また、ヒートシンク取付台座
が絶縁性接着剤を介して半導体チップに取り付けられる
ため、ヒートシンク取付台座が絶縁性接着剤を退けて容
易に半導体チップに接触し、半導体チップを損傷させ易
いという問題がある。
【０００９】この問題を解決できる可能性のある技術と
して、特開平４−１８１７９６号公報及び特開平５−３
１５４８１号公報に示すものがあり、基板とチップ部
品、または基板と液晶表示素子との固定を接着剤で行う
際、接着剤に弾性樹脂ボールを混ぜておき、この弾性樹
脂ボールが基板とチップ部品（または液晶表示素子）と
の間に介在させることで応力を吸収し、接着面からの接
着剤の流れ出しや、外観不良の低減等を図っている。し
かし、この構成では、弾性樹脂ボール入り接着剤が放熱
器を対象にしていないため、放熱器（放熱板）の接着に
用いる場合、接着剤を一定の厚みに保持するための手段
の開発、耐熱性等の条件に対する対策等が未解決になっ
ている。
して、特開平４−１８１７９６号公報及び特開平５−３
１５４８１号公報に示すものがあり、基板とチップ部
品、または基板と液晶表示素子との固定を接着剤で行う
際、接着剤に弾性樹脂ボールを混ぜておき、この弾性樹
脂ボールが基板とチップ部品（または液晶表示素子）と
の間に介在させることで応力を吸収し、接着面からの接
着剤の流れ出しや、外観不良の低減等を図っている。し
かし、この構成では、弾性樹脂ボール入り接着剤が放熱
器を対象にしていないため、放熱器（放熱板）の接着に
用いる場合、接着剤を一定の厚みに保持するための手段
の開発、耐熱性等の条件に対する対策等が未解決になっ
ている。
【００１０】本発明の目的は、放熱効率に優れ、熱によ
る特性劣化や破損を防止することのできる半導体装置及
びその製造方法を提供することにある。
る特性劣化や破損を防止することのできる半導体装置及
びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、第１の特徴して、配線パターン及び接続
用電極を有する基板が実装されたベース板と、前記基板
と電気的に接続された半導体チップと、前記半導体チッ
プが上面に設けられ、下面が前記ベース板上に接着剤を
用いて固定されたガラス基板と、前記半導体チップから
の発熱を放熱する放熱板と、接着に必要な厚みを確保で
きる直径及び弾性を有する複数の樹脂球体を接着剤に混
入させた接着層を介して前記ガラス基板の反対側で前記
半導体チップに固定された放熱板と、前記放熱板を前記
ベース板側へ圧下させて前記接着層を一定の厚みに保持
する固定手段と、を備えたことを特徴とする半導体装置
を提供する。
達成するため、第１の特徴して、配線パターン及び接続
用電極を有する基板が実装されたベース板と、前記基板
と電気的に接続された半導体チップと、前記半導体チッ
プが上面に設けられ、下面が前記ベース板上に接着剤を
用いて固定されたガラス基板と、前記半導体チップから
の発熱を放熱する放熱板と、接着に必要な厚みを確保で
きる直径及び弾性を有する複数の樹脂球体を接着剤に混
入させた接着層を介して前記ガラス基板の反対側で前記
半導体チップに固定された放熱板と、前記放熱板を前記
ベース板側へ圧下させて前記接着層を一定の厚みに保持
する固定手段と、を備えたことを特徴とする半導体装置
を提供する。
【００１２】本発明は、上記の目的を達成するため、第
２の特徴して、配線パターン、接続用電極、及び半導体
チップ搭載用の開口が形成されているフレキシブル基板
をベース板上に接着固定し、半導体チップがフェースア
ップで取り付けられているガラス基板を前記フレキシブ
ル基板の前記開口部内の前記ベース板上にダイペースト
により固定し、前記フレキシブル基板上の電極と前記半
導体チップ上の電極とをボンディングワイヤで接続し、
接着に必要な厚みを確保できる直径及び弾性を有する樹
脂球体を接着剤に混入させた接着層を前記半導体チップ
の表面に塗布して第１の放熱板を固定し、前記第１の放
熱板上に高熱伝導性の接着剤を介して第２の放熱板を接
着固定し、前記第２の放熱板を前記ベース板側へ加圧す
る状態を保持して前記各接着剤を硬化させ、前記ボンデ
ィングワイヤによる接続部をモールド樹脂により封止す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
２の特徴して、配線パターン、接続用電極、及び半導体
チップ搭載用の開口が形成されているフレキシブル基板
をベース板上に接着固定し、半導体チップがフェースア
ップで取り付けられているガラス基板を前記フレキシブ
ル基板の前記開口部内の前記ベース板上にダイペースト
により固定し、前記フレキシブル基板上の電極と前記半
導体チップ上の電極とをボンディングワイヤで接続し、
接着に必要な厚みを確保できる直径及び弾性を有する樹
脂球体を接着剤に混入させた接着層を前記半導体チップ
の表面に塗布して第１の放熱板を固定し、前記第１の放
熱板上に高熱伝導性の接着剤を介して第２の放熱板を接
着固定し、前記第２の放熱板を前記ベース板側へ加圧す
る状態を保持して前記各接着剤を硬化させ、前記ボンデ
ィングワイヤによる接続部をモールド樹脂により封止す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を基に説明する。図１は本発明による半導体装置
を示す。更に、図２は図１の半導体装置のＡ−Ａ断面を
示し、図３は図１における放熱板とＩＣの接合部の部分
を拡大した状態を示す。
て図面を基に説明する。図１は本発明による半導体装置
を示す。更に、図２は図１の半導体装置のＡ−Ａ断面を
示し、図３は図１における放熱板とＩＣの接合部の部分
を拡大した状態を示す。
【００１４】図１に示す様に、ベース板１の片面には、
ダイペースト２を用いてガラス基板３が貼着されてい
る。ガラス基板３上には駆動回路を形成するＩＣ４が設
けられている。このＩＣ４とガラス基板３のＩＣ４が搭
載されていない部分とが同一平面になるように、ガラス
基板３には、ＩＣ４を配設する凹部が形成されている。
ベース板１上のガラス基板３の周囲には、熱硬化性エポ
キシ樹脂等による接着剤５を介してＦＰＣ（フレキシブ
ルプリント基板）６が設けられている。このＦＰＣ６
は、中心部にＩＣ４を配置できるように、ＩＣ４よりや
や大きい寸法の開口７が設けられている。
ダイペースト２を用いてガラス基板３が貼着されてい
る。ガラス基板３上には駆動回路を形成するＩＣ４が設
けられている。このＩＣ４とガラス基板３のＩＣ４が搭
載されていない部分とが同一平面になるように、ガラス
基板３には、ＩＣ４を配設する凹部が形成されている。
ベース板１上のガラス基板３の周囲には、熱硬化性エポ
キシ樹脂等による接着剤５を介してＦＰＣ（フレキシブ
ルプリント基板）６が設けられている。このＦＰＣ６
は、中心部にＩＣ４を配置できるように、ＩＣ４よりや
や大きい寸法の開口７が設けられている。
【００１５】ＩＣ４上には、弾性樹脂ボール８（弾性を
有する微細径の樹脂球体）を混入させた接着層９を用い
て放熱板１０が貼着され、更に、放熱板１０にはシリコ
ン樹脂系等による高熱伝導樹脂剤１１を用いて放熱板１
２が貼着されている。放熱板１０はＩＣ４よりやや大き
い程度、放熱板１２はベース板１と同程度の大きさを有
している。弾性樹脂ボール８は、ＩＣ４と放熱板１０が
直接に接触するのを防止するためのクッション材として
機能する。この弾性樹脂ボール８の材質は、高温時の２
００℃において９００Ｋｇ／ｍｍ２ 程度の高い弾性率
を持ち、かつ熱伝導性に優れるベンゾグアナミンが適し
ている。放熱板１２に伝熱した熱を更にベース板１に伝
熱させるため、ベース板１の周辺部に一端が立設された
金属製の放熱用支柱１３を放熱板１２に介在させてい
る。半導体装置の組立性（生産性）を高めるために、放
熱用支柱１３のそれぞれの他端（先端）は、放熱板１２
に固定用ねじ１４を用いて固定している。
有する微細径の樹脂球体）を混入させた接着層９を用い
て放熱板１０が貼着され、更に、放熱板１０にはシリコ
ン樹脂系等による高熱伝導樹脂剤１１を用いて放熱板１
２が貼着されている。放熱板１０はＩＣ４よりやや大き
い程度、放熱板１２はベース板１と同程度の大きさを有
している。弾性樹脂ボール８は、ＩＣ４と放熱板１０が
直接に接触するのを防止するためのクッション材として
機能する。この弾性樹脂ボール８の材質は、高温時の２
００℃において９００Ｋｇ／ｍｍ２ 程度の高い弾性率
を持ち、かつ熱伝導性に優れるベンゾグアナミンが適し
ている。放熱板１２に伝熱した熱を更にベース板１に伝
熱させるため、ベース板１の周辺部に一端が立設された
金属製の放熱用支柱１３を放熱板１２に介在させてい
る。半導体装置の組立性（生産性）を高めるために、放
熱用支柱１３のそれぞれの他端（先端）は、放熱板１２
に固定用ねじ１４を用いて固定している。
【００１６】なお、図１では図示を省略しているが、Ｉ
Ｃ４の出力端子側は不図示のＰＤＰパネルの端子に接続
され、入力端子側はＦＰＣ６を介して信号処理基板に接
続される。ＰＤＰパネルにＩＣ４から駆動信号を送るこ
とにより、ＰＤＰパネルが発光する。
Ｃ４の出力端子側は不図示のＰＤＰパネルの端子に接続
され、入力端子側はＦＰＣ６を介して信号処理基板に接
続される。ＰＤＰパネルにＩＣ４から駆動信号を送るこ
とにより、ＰＤＰパネルが発光する。
【００１７】図２に示すように、ＩＣ４の周辺部には電
極４ａが設けられており、また、ＦＰＣ６の表面には電
極６ａが設けられている。電極６ａと電極４ａは、ボン
ディングワイヤ１５で接続される。この接続部分を保護
するため、ＩＣ４の全面及びＦＰＣ６の一部を覆うよう
にして封止樹脂１６が設けられる。
極４ａが設けられており、また、ＦＰＣ６の表面には電
極６ａが設けられている。電極６ａと電極４ａは、ボン
ディングワイヤ１５で接続される。この接続部分を保護
するため、ＩＣ４の全面及びＦＰＣ６の一部を覆うよう
にして封止樹脂１６が設けられる。
【００１８】図３に示すように、接着層９に弾性樹脂ボ
ール８が混入されているために、ＩＣ４と放熱板１０の
機械的な接触が防止される。したがって、放熱板１０が
ＩＣ４に接触することによるＩＣ４の損傷の発生が防止
される。
ール８が混入されているために、ＩＣ４と放熱板１０の
機械的な接触が防止される。したがって、放熱板１０が
ＩＣ４に接触することによるＩＣ４の損傷の発生が防止
される。
【００１９】以上の構成において、ＩＣ４は多数のトラ
ンジスタ素子を用いて構成されているため、ＩＣ４に通
電が行われると、ＩＣ４は発熱する。この熱は、従来の
ようにガラス基板３に伝わるほか、放熱板１０へも伝導
する。放熱板１０に伝導した熱は、さらに高熱伝導樹脂
剤１１を介して放熱板１２に伝わる。既に説明したよう
に、ＩＣ４は、熱伝導性の悪いガラス基板３上に形成さ
れているため、熱伝導の良いシリコン材（熱伝導率１６
８ｋ〔Ｗ／ｍ℃〕を用いている従来の半導体装置の様な
チップ側からの放熱が困難である。しかし、ＩＣ４の表
面に放熱板１０を直接に取り付け、更に放熱板１２を設
けた構造にしたことにより、効果的に放熱が行われる。
ンジスタ素子を用いて構成されているため、ＩＣ４に通
電が行われると、ＩＣ４は発熱する。この熱は、従来の
ようにガラス基板３に伝わるほか、放熱板１０へも伝導
する。放熱板１０に伝導した熱は、さらに高熱伝導樹脂
剤１１を介して放熱板１２に伝わる。既に説明したよう
に、ＩＣ４は、熱伝導性の悪いガラス基板３上に形成さ
れているため、熱伝導の良いシリコン材（熱伝導率１６
８ｋ〔Ｗ／ｍ℃〕を用いている従来の半導体装置の様な
チップ側からの放熱が困難である。しかし、ＩＣ４の表
面に放熱板１０を直接に取り付け、更に放熱板１２を設
けた構造にしたことにより、効果的に放熱が行われる。
【００２０】この場合に問題となるのは、放熱板１０が
ＩＣ４に接触し、そのトランジスタ素子を損傷させる恐
れである。しかし、本発明では、放熱板１０とＩＣ４の
間に弾性樹脂ボール８が介在しているため、放熱板１０
とＩＣ４が直接に接触することはなく、トランジスタ素
子の損傷が防止される。そして、弾性樹脂ボール８を微
細なボールにして分散させたため、接着層９を一定の厚
みに保つことができるようになり、均一な放熱特性が得
られる。さらに、製造時には、接着層９の硬化時の加圧
が放熱用支柱１３と固定用ねじ１４を兼用できるため、
専用の加圧治具が不要になる。
ＩＣ４に接触し、そのトランジスタ素子を損傷させる恐
れである。しかし、本発明では、放熱板１０とＩＣ４の
間に弾性樹脂ボール８が介在しているため、放熱板１０
とＩＣ４が直接に接触することはなく、トランジスタ素
子の損傷が防止される。そして、弾性樹脂ボール８を微
細なボールにして分散させたため、接着層９を一定の厚
みに保つことができるようになり、均一な放熱特性が得
られる。さらに、製造時には、接着層９の硬化時の加圧
が放熱用支柱１３と固定用ねじ１４を兼用できるため、
専用の加圧治具が不要になる。
【００２１】
【実施例】次に、本発明の半導体装置の実施例について
説明する。半導体装置の構造は図１に示した通りであ
る。接着層９を形成する接着剤には、信頼性とコストの
バランスがとれたエポキシ樹脂を用いた。弾性樹脂ボー
ル８は、２００℃の高温時においても弾性率９００Ｋｇ
／ｍｍ２ という高い値をもつベンゾグアナミンを使用
した。弾性樹脂ボール８には、例えばアクリルやスチレ
ン系の樹脂材を用いることも考えられるが、高温時で軟
化し易いため、弾性樹脂ボール８には不適当である。ま
た、弾性樹脂ボール８の直径は、接着剤の基材であるエ
ポキシ樹脂の熱伝導性を考慮すると、接着層９は１０μ
ｍ以下にする必要がある。そこで、弾性樹脂ボール８の
直径は、最大で１０μｍとした。また、弾性樹脂ボール
８の接着層９の中に占める充填率と最適粒径について検
討した。充填率は、弾性樹脂ボールと接着剤９の比率
を、体積比で１：９にしたときに最良の結果が得られ
た。また、最適粒径は、直径８μｍ〜１０μｍのときに
最良の結果が得られた。さらに、接着層９は、１５０℃
以上の耐温度特性を有するエポキシ樹脂を用い、ＩＣ４
のＰＮジャンクション温度に起因する劣化の防止を図っ
た。
説明する。半導体装置の構造は図１に示した通りであ
る。接着層９を形成する接着剤には、信頼性とコストの
バランスがとれたエポキシ樹脂を用いた。弾性樹脂ボー
ル８は、２００℃の高温時においても弾性率９００Ｋｇ
／ｍｍ２ という高い値をもつベンゾグアナミンを使用
した。弾性樹脂ボール８には、例えばアクリルやスチレ
ン系の樹脂材を用いることも考えられるが、高温時で軟
化し易いため、弾性樹脂ボール８には不適当である。ま
た、弾性樹脂ボール８の直径は、接着剤の基材であるエ
ポキシ樹脂の熱伝導性を考慮すると、接着層９は１０μ
ｍ以下にする必要がある。そこで、弾性樹脂ボール８の
直径は、最大で１０μｍとした。また、弾性樹脂ボール
８の接着層９の中に占める充填率と最適粒径について検
討した。充填率は、弾性樹脂ボールと接着剤９の比率
を、体積比で１：９にしたときに最良の結果が得られ
た。また、最適粒径は、直径８μｍ〜１０μｍのときに
最良の結果が得られた。さらに、接着層９は、１５０℃
以上の耐温度特性を有するエポキシ樹脂を用い、ＩＣ４
のＰＮジャンクション温度に起因する劣化の防止を図っ
た。
【００２２】以上のように、本発明は、高耐圧が要求さ
れるＰＤＰに用いる駆動ＩＣの実装構造において、ＩＣ
４に放熱板１０を直接取り付け、ＩＣ４側から放熱する
構造にし、かつ、吟味した弾性樹脂ボール８を混ぜた接
着層９を用いて放熱板１０を接着したので、ＩＣ４側か
ら直接的に放熱が行え、効率の良い放熱特性の半導体装
置が得られる。さらに、弾性樹脂ボール８を含む接着層
９としたことで、均一な接着層を確保でき、かつ、放熱
板１０の接触によるＩＣ４の損傷を防止することが可能
になる。
れるＰＤＰに用いる駆動ＩＣの実装構造において、ＩＣ
４に放熱板１０を直接取り付け、ＩＣ４側から放熱する
構造にし、かつ、吟味した弾性樹脂ボール８を混ぜた接
着層９を用いて放熱板１０を接着したので、ＩＣ４側か
ら直接的に放熱が行え、効率の良い放熱特性の半導体装
置が得られる。さらに、弾性樹脂ボール８を含む接着層
９としたことで、均一な接着層を確保でき、かつ、放熱
板１０の接触によるＩＣ４の損傷を防止することが可能
になる。
【００２３】上記実施の形態においては、接着層９の接
着剤にエポキシ樹脂を用いたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、ほかに、ポリイミド樹脂を用いるこ
とができる。また、弾性樹脂ボール８にベンゾグアナミ
ンを用いたが、これに代え、弾性樹脂ボール７にフェノ
ールを用いても同様の効果が得られる。
着剤にエポキシ樹脂を用いたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、ほかに、ポリイミド樹脂を用いるこ
とができる。また、弾性樹脂ボール８にベンゾグアナミ
ンを用いたが、これに代え、弾性樹脂ボール７にフェノ
ールを用いても同様の効果が得られる。
【００２４】また、ＰＤＰを例に説明したが、本発明は
ＰＤＰに限定されるものではなく、ガラス基板を用いた
多結晶シリコン薄膜トランジスタの駆動ＩＣで高電圧回
路を駆動し、かつ半導体チップが高温になる半導体装置
に適用することができる。
ＰＤＰに限定されるものではなく、ガラス基板を用いた
多結晶シリコン薄膜トランジスタの駆動ＩＣで高電圧回
路を駆動し、かつ半導体チップが高温になる半導体装置
に適用することができる。
【００２５】さらに、弾性樹脂ボール８は、球体のほ
か、楕円形等であってもよい。ただし、放熱板１０とＩ
Ｃ４の絶縁が必要なため、弾性樹脂ボール８が導電性を
もってはならない。
か、楕円形等であってもよい。ただし、放熱板１０とＩ
Ｃ４の絶縁が必要なため、弾性樹脂ボール８が導電性を
もってはならない。
【００２６】また、放熱板１０と１２を別部品とした
が、両者を一体加工（例えば、フライス加工、ダイキャ
スト加工等）にしてもよい。さらに、放熱板１０を大面
積にすることが可能な場合には、放熱板１２を用いない
構成にすることもできる。
が、両者を一体加工（例えば、フライス加工、ダイキャ
スト加工等）にしてもよい。さらに、放熱板１０を大面
積にすることが可能な場合には、放熱板１２を用いない
構成にすることもできる。
【００２７】次に、本発明の半導体装置の製造方法につ
いて説明する。本発明による半導体装置の製造方法は、
大別して以下の５つの工程からなる。第１の工程では、
熱硬化性エポキシ樹脂による接着剤５を用いてベース板
１上にＦＰＣ６を加熱接着する。第２の工程では、ＦＰ
Ｃ６の開口部内にダイペースト２を塗布し、上面にＩＣ
４が形成済みのガラス基板３を加熱接着する。第３の工
程では、ＦＰＣ６上の電極６ａとＩＣ４の電極４ａをボ
ンディングワイヤ１５により電気的に接続する。第４の
工程では、ＩＣ４上に弾性樹脂ボール８を含有した接着
層９を塗布し、放熱板１０を貼着する。更に、シリコン
樹脂系の高熱伝導樹脂剤１１を放熱板１０の表面に塗布
し、放熱板１２を貼着する。そして、放熱用支柱１３と
固定ネジ１４を用いて放熱板１２を固定する。この後、
図２に示したように、ボンディングワイヤ１６の保護の
ための封止樹脂１５をボンディングワイヤ１５を覆うよ
うにして被覆する。第５の工程では、第４の工程を終え
た半導体装置を高温槽等の加熱雰囲気に入れて加熱し、
接着層９を硬化させる。以上により半導体装置が完成す
る。
いて説明する。本発明による半導体装置の製造方法は、
大別して以下の５つの工程からなる。第１の工程では、
熱硬化性エポキシ樹脂による接着剤５を用いてベース板
１上にＦＰＣ６を加熱接着する。第２の工程では、ＦＰ
Ｃ６の開口部内にダイペースト２を塗布し、上面にＩＣ
４が形成済みのガラス基板３を加熱接着する。第３の工
程では、ＦＰＣ６上の電極６ａとＩＣ４の電極４ａをボ
ンディングワイヤ１５により電気的に接続する。第４の
工程では、ＩＣ４上に弾性樹脂ボール８を含有した接着
層９を塗布し、放熱板１０を貼着する。更に、シリコン
樹脂系の高熱伝導樹脂剤１１を放熱板１０の表面に塗布
し、放熱板１２を貼着する。そして、放熱用支柱１３と
固定ネジ１４を用いて放熱板１２を固定する。この後、
図２に示したように、ボンディングワイヤ１６の保護の
ための封止樹脂１５をボンディングワイヤ１５を覆うよ
うにして被覆する。第５の工程では、第４の工程を終え
た半導体装置を高温槽等の加熱雰囲気に入れて加熱し、
接着層９を硬化させる。以上により半導体装置が完成す
る。
【００２８】
【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明の半導体
装置及びその製造方法によれば、半導体チップの素子面
側から放熱板を設け、この放熱板から直接に放熱したこ
とにより、効率の良い放熱が可能になり、熱による特性
劣化や破損を防止することが可能になる。放熱板の接着
固定に用いた接着剤は、弾性を持った樹脂球体を含有す
るため、放熱板と半導体チップとの接触を回避でき、半
導体チップの破損を防止することができる。
装置及びその製造方法によれば、半導体チップの素子面
側から放熱板を設け、この放熱板から直接に放熱したこ
とにより、効率の良い放熱が可能になり、熱による特性
劣化や破損を防止することが可能になる。放熱板の接着
固定に用いた接着剤は、弾性を持った樹脂球体を含有す
るため、放熱板と半導体チップとの接触を回避でき、半
導体チップの破損を防止することができる。
【００２９】また、樹脂球体により接着層の厚みを制御
できるため、均一な放熱特性が得られる。
できるため、均一な放熱特性が得られる。
【００３０】さらに、放熱用支柱と固定用ねじによる固
定手段により、第２の放熱板をベース板方向へ押圧し、
第１の放熱板を接着するための接着層の硬化を行う際に
従来必要とした加圧治具が不要になり、半導体装置の製
造コストの低減が可能になる。
定手段により、第２の放熱板をベース板方向へ押圧し、
第１の放熱板を接着するための接着層の硬化を行う際に
従来必要とした加圧治具が不要になり、半導体装置の製
造コストの低減が可能になる。
【図１】本発明による半導体装置を示す正面断面図であ
る。
る。
【図２】図１の半導体装置のＡ−Ａ断面を示す断面図で
ある。
ある。
【図３】図１における第１の放熱板とＩＣの接合部の部
分を拡大した断面図である。
分を拡大した断面図である。
【図４】従来の半導体装置の構成を示す正面断面図であ
る。
る。
１，３１ ベース板 ２，３２ ダイペースト ３，３３ ガラス基板 ４，３４ ＩＣ（集積回路） ４ａ，６ａ，３４ａ，３６ａ 電極 ５，３５ 接着剤 ６，３６ ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板） ７ 空隙 ８ 弾性樹脂ボール ９ 接着層 １０ 放熱板 １１ 高熱伝導樹脂剤 １２ 放熱板 １３ 放熱用支柱 １４ 固定用ねじ １５，３７ ボンディングワイヤ １６，３８ 封止樹脂
Claims (11)
- 【請求項１】 配線パターン及び接続用電極を有する基
板が実装されたベース板と、 前記基板と電気的に接続された半導体チップと、 前記半導体チップが上面に設けられ、下面が前記ベース
板上に接着剤を用いて固定されたガラス基板と、 前記半導体チップからの発熱を放熱する放熱板と、 接着に必要な厚みを確保できる直径及び弾性を有する複
数の樹脂球体を接着剤に混入させた接着層を介して前記
ガラス基板の反対側で前記半導体チップに固定された放
熱板と、 前記放熱板を前記ベース板側へ圧下させて前記接着層を
一定の厚みに保持する固定手段と、を備えたことを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記樹脂球体は、８μｍ〜１０μｍの直
径を有することを特徴とする請求項１記載の半導体装
置。 - 【請求項３】 前記樹脂球体は、ベンゾグアナミンまた
はフェノールを用いたことを特徴とする請求項１または
２記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記接着層は、前記接着剤にエポキシ樹
脂またはポリイミド樹脂を用いたことを特徴とする請求
項１記載の半導体装置。 - 【請求項５】 前記固定手段は、前記ベース板に立設さ
れた複数の支柱と、前記複数の支柱の各端部に螺設され
る固定ネジと、を備えたことを特徴とする請求項１記載
の半導体装置。 - 【請求項６】 前記放熱板は、前記半導体チップに接着
された第１の放熱板と、該第１の放熱板より大きい面積
の第２の放熱板を含むことを特徴とする請求項１記載の
半導体装置。 - 【請求項７】 前記半導体チップは、高電圧型駆動回路
であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項８】 配線パターン、接続用電極、及び半導体
チップ搭載用の開口が形成されているフレキシブル基板
をベース板上に接着固定し、 半導体チップがフェースアップで取り付けられているガ
ラス基板を前記フレキシブル基板の前記開口部内の前記
ベース板上にダイペーストにより固定し、 前記フレキシブル基板上の電極と前記半導体チップ上の
電極とをボンディングワイヤで接続し、 接着に必要な厚みを確保できる直径及び弾性を有する樹
脂球体を接着剤に混入させた接着層を前記半導体チップ
の表面に塗布して第１の放熱板を固定し、 前記第１の放熱板上に高熱伝導性の接着剤を介して第２
の放熱板を接着固定し、 前記第２の放熱板を前記ベース板側へ加圧する状態を保
持して前記各接着剤を硬化させ、 前記ボンディングワイヤによる接続部をモールド樹脂に
より封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記樹脂球体は、８μｍ〜１０μｍの直
径を有することを特徴とする請求項８記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項１０】 前記樹脂球体は、ベンゾグアナミンま
たはフェノールを用いたことを特徴とする請求項８また
は９記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１１】 前記接着層は、前記接着剤にエポキシ
樹脂またはポリイミド樹脂を用いたことを特徴とする請
求項８記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19217398A JP3152209B2 (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19217398A JP3152209B2 (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000031355A JP2000031355A (ja) | 2000-01-28 |
| JP3152209B2 true JP3152209B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=16286904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19217398A Expired - Fee Related JP3152209B2 (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| US6822867B2 (en) | 2001-06-29 | 2004-11-23 | Intel Corporation | Electronic assembly with solderable heat sink and methods of manufacture |
| CN100433307C (zh) * | 2004-01-16 | 2008-11-12 | 奇鋐科技股份有限公司 | 散热器固定结构 |
| JP4534062B2 (ja) | 2005-04-19 | 2010-09-01 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| JP5293477B2 (ja) * | 2005-04-19 | 2013-09-18 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| JP4986435B2 (ja) | 2005-10-12 | 2012-07-25 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | 半導体装置、半導体装置の作成方法 |
| CN101365317B (zh) * | 2007-08-10 | 2010-09-29 | 华硕电脑股份有限公司 | 固定结构与散热装置 |
| JP4649638B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2011-03-16 | 力成科技股▲ふん▼有限公司 | 散熱片の半導体パッケージ構造 |
| KR101532618B1 (ko) * | 2013-10-30 | 2015-07-09 | 하나 마이크론(주) | 전자 부품의 제조 방법 |
| US9863828B2 (en) * | 2014-06-18 | 2018-01-09 | Seiko Epson Corporation | Physical quantity sensor, electronic device, altimeter, electronic apparatus, and mobile object |
| JP7200114B2 (ja) * | 2017-09-25 | 2023-01-06 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 半導体装置 |
-
1998
- 1998-07-07 JP JP19217398A patent/JP3152209B2/ja not_active Expired - Fee Related
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