JP3521931B2 - 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
ージングの分野に関し、特に高放熱性及び薄型の半導体
装置の製造方法に関する。
場合以下の方法が知られている。図5及び図6は、従来
用いられてきた高放熱性を付与した半導体装置を示した
断面図である。図において、201は半導体素子、20
8は半導体素子201上に形成した突起電極、202は
基板、210は基板202上に形成した配線パターン、
209は基板202を保持する枠、203は樹脂、20
4は外部導出リード、205はワイヤー、206は高熱
伝導性部材、207はペーストである。
体素子201を搭載し、外部導出リード204にワイヤ
ー205を使って接続した後樹脂203で封止し、樹脂
203上に放熱器となる高熱伝導性部材206をペース
ト207で接着し製作する。
材206をペースト207で接着し、これを樹脂203
を用いて封止した構造となっている。
置では、半導体素子201で生じた熱を高熱伝導性部材
206を使って大気中に放散する事を目的とし、図6に
示した従来例では、同じく半導体素子201で生じた熱
を高熱伝導性部材206を使って半導体装置全体に均一
に分散させて半導体装置全体から放熱させる事を目的と
している。
で示した方法では以下の問題点を有する。
導体素子201で生じた熱は、熱伝導度の極めて低い樹
脂203を介して高熱伝導性部材206に伝導されるた
め、単位時間に排出される熱量は樹脂203によって律
速される。たとえば、高熱伝導性部材206を大きくし
大気との接触面積を大きくしても、単位時間に排出され
る熱量におおきな変化は生じない。このため数ワットの
発熱量を必要とする半導体装置では、大型の高熱伝導性
部材206を必要とし、半導体装置のサイズが大型化
し、重量が増大する事となる。
されたもので、従来もちいられてきた工程に簡易な工程
を付加することにより、放熱性を飛躍的に増大させ、小
型で軽量の半導体装置を提供することを目的とする。
体素子と、前記複数の半導体素子の各々がフェイスダウ
ンの状態で接続された基板と、前記複数の半導体素子な
らびに前記基板の少なくとも一部が封止された樹脂部
と、を有する半導体装置であって、前記樹脂部の一部と
前記複数の半導体素子の突起電極が形成された面の反対
面側の一部が除去されたことにより、前記反対面と前記
樹脂部の最表面とが面一になるように配置されて、前記
複数の半導体素子は、前記反対面が前記樹脂部から露出
してなることを特徴とする。(2)前記半導体素子は、
前記基板の一方の面及び他方の面にそれぞれ設けられて
なることを特徴とする。(3)前記基板の前記一方の面
側に配置された半導体素子の数が前記基板の他方の面側
に配置された半導体素子の数よりも多く、前記一方の面
側に配置された全ての半導体素子の前記反対面に跨って
高熱伝導性部材が配置されてなることを特徴とする。
(4)前記複数の半導体素子は前記基板の一方の面のみ
に設けられてなり、前記基板の他方の面には高熱伝導性
部材が設けられるとともに前記高熱伝導性部材の表面が
前記樹脂部から露出してなることを特徴とする。(5)
前記一方の面側に配置された全ての半導体素子の前記反
対面に跨って高熱伝導性部材が配置されてなることを特
徴とする。(6)前記樹脂部の周囲から外部導出リード
が突出するとともに、前記外部導出リードは前記樹脂部
の厚み方向における前記基板の他方の面側に折り曲げら
れて形成されてなることを特徴とする。
は、(7)基板上に複数の半導体素子をフェイスダウン
の状態で接続する工程と、前記基板と前記半導体素子と
外部導出リードの少なくとも一部とを樹脂により封止す
る工程と、前記樹脂の一部と前記半導体素子の一部とを
除去することにより、前記半導体素子の突起電極が形成
された面の反対面と前記樹脂の最表面とが面一になるよ
う形成する工程とからなることを特徴とする。(8)前
記基板上に複数の前記半導体素子をフェイスダウンの状
態で接続する前記工程と、前記樹脂により封止する工程
との間に前記基板に外部導出リードを接続する工程を更
に含んでなることを特徴とする。(9)前記半導体素子
の前記樹脂より露出した部位に高熱伝導性部材を接着す
る工程からなることを特徴とする。
は、(10)基板の一方の面上に複数の半導体素子をフ
ェイスダウンの状態で接続する工程と、前記基板の他方
の面上に高熱伝導性部材を接着する工程と、前記基板に
外部導出リードを接続する工程と、前記基板と前記半導
体素子と前記高熱伝導性部材と前記外部導出リードの少
なくとも一部とを樹脂により封止する工程と、前記樹脂
の一部と前記半導体素子の一部と前記高熱伝導性部材の
一部とを除去することにより、前記半導体素子の突起電
極が形成された面の反対面と前記樹脂の最表面、および
高熱伝導性部材の前記基板に接着された面の反対面と前
記樹脂の最表面とが面一になるように形成する工程とか
らなることを特徴とする。
いて説明する。図1,図2および図3は、本発明による
一実施例を示す断面図である。図1および図2におい
て、101a,101bおよび101は半導体素子、1
08は半導体素子101上に形成した突起電極、102
は基板、110は基板102上に形成した配線パター
ン、103は樹脂、104は外部導出リード、105は
ワイヤー、106は放熱板として機能する高熱伝導性部
材、107a,107bおよび107はペースト、11
1は基板102を保持する枠、112はプリント基板、
113はダイパッド、114は半田である。
能動面上に半田による突起電極108を形成する。また
基板102上に突起電極108と対応する配線パターン
110をCu箔により形成し、半田との接合性を良好に
しなおかつ湿度による腐食から保護するため、Cu上に
NiおよびAuによるメッキを施す。
体素子101を位置合わせし、半導体素子101に半田
が溶融する185℃程度の熱を加え、突起電極108と
配線パターン110を溶融接合する。これを必要数繰り
返し、図1および図2に示したように基板102上に半
導体素子101を複数個搭載した構造を得る。この後、
基板102は接着剤等で枠111上に固定し、基板10
2上の配線パターン110と外部導出リード104とを
ワイヤー105を用いて電気的に接続する。これに外部
導出リード104の一方の端が露出するように樹脂10
3を用いてトランスファーモールド方法等により封止
し、図1に示した様な構造を得る。
線上を切断、あるいは研削により除去し、図2に示した
様な樹脂103より半導体素子101の裏面が露出する
構造を得る。このように露出した半導体素子101の裏
面にAgペースト等の熱伝導性に優れたペースト107
により、AlあるいはAlN等の材料で作られた放熱板
として機能する高熱伝導性部材106を接着し、図2に
示す構造を得る。
半導体素子101の裏面に放熱板として機能する高熱伝
導性部材106がペースト107により直接接着されて
いるため、半導体素子101で発生した熱が効率よく高
熱伝導性部材106を通して放出され、半導体素子10
1の昇温を防ぐことが出来、その結果半導体素子101
の熱暴走等の後動作や故障を防ぐことが出来る。
ト基板に実装した例を示した断面図である。プリント基
板112上に半田114を使って図2に示した半導体装
置を実装し、半導体装置の底面をプリント基板112上
のダイパッド113にペースト107bにより接着して
いる。このようにプリント基板上に半導体装置を実装す
ることにより半導体装置で発生した熱はプリント基板に
効率よく伝達される。
スラグを内蔵した半導体装置を基板に実装した一実施例
を示した断面図である。図4において、106aは放熱
板として機能する高熱伝導性部材、106bはヒートス
ラグとして機能する高熱伝導性部材、その他の記号は実
施例1で示した記号をそのまま用いている。
に樹脂103で封止した半導体装置の上面及び下面を半
導体素子101およびヒートスラグとして機能する高熱
伝導性部材106bが樹脂103より露出するように研
削あるいは切削除去し半導体素子101の裏面には放熱
板となる高熱伝導性部材106aをペースト107aで
接着し、ヒートスラグである高熱伝導性部材106bの
裏面はプリント基板112上のダイパッド113にペー
スト107bを用いて接着し図4の構造を得る。
導体素子101で生じた熱が直接、放熱板として機能す
る高熱伝導性部材106aを通して大気中に放散し、ま
た一方でヒートスラグとして機能する高熱伝導性部材1
06bを通してプリント基板112に効率よく伝達され
るため、半導体装置が過剰に加熱することを防ぐことが
出来る。
封止された半導体素子の裏面および高熱伝導性部材の裏
面が樹脂より露出するように研削あるいは切削し、露出
した半導体素子および高熱伝導性部材の裏面に放熱板と
なる高熱伝導性部材またはプリント基板をペーストで接
着することにより半導体装置の熱を効率よく放散するこ
とが出来、半導体装置の信頼性を著しく高めることが出
来る。また、半導体装置の機能に不要な樹脂等を切削除
去する事により半導体装置の薄型化、軽量化に寄与する
ことが出来る。
断面図。
装した一例を示した断面図。
装した一例を示した断面図。
Claims (10)
- 【請求項1】 複数の半導体素子と、前記複数の半導体
素子の各々がフェイスダウンの状態で接続された基板
と、前記複数の半導体素子ならびに前記基板の少なくと
も一部が封止された樹脂部と、を有する半導体装置であ
って、前記樹脂部の一部と前記複数の半導体素子の突起電極が
形成された面の反対面側の一部が除去されたことによ
り、 前記反対面と前記樹脂の最表面とが面一になるよう
に配置されて、 前記複数の半導体素子は、前記反対面が前記樹脂から露
出してなることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 前記半導体素子は、前記基板の一方の面
及び他方の面にそれぞれ設けられてなることを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記基板の前記一方の面側に配置された
半導体素子の数が前記基板の他方の面側に配置された半
導体素子の数よりも多く、前記一方の面側に配置された
全ての半導体素子の前記反対面に跨って高熱伝導性部材
が配置されてなる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】 前記複数の半導体素子は前記基板の一方
の面のみに設けられてなり、前記基板の他方の面には高
熱伝導性部材が設けられるとともに前記高熱伝導性部材
の表面が前記樹脂部から露出してなることを特徴とする
請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項5】 前記一方の面側に配置された全ての半導
体素子の前記反対面に跨って高熱伝導性部材が配置され
てなることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記樹脂部の周囲から外部導出リードが
突出するとともに、前記外部導出リードは前記樹脂部の
厚み方向における前記基板の他方の面側に折り曲げられ
て形成されてなることを特徴とする請求項2乃至請求項
5のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項7】 基板上に複数の半導体素子をフェイスダ
ウンの状態で接続する工程と、前記基板と前記半導体素
子と外部導出リードの少なくとも一部とを樹脂により封
止する工程と、 前記樹脂の一部と前記半導体素子の一部とを除去するこ
とにより、前記半導体素子の突起電極が形成された面の
反対面と前記樹脂の最表面とが面一になるよう形成する
工程とからなることを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項8】 前記基板上に複数の前記半導体素子をフ
ェイスダウンの状態で接続する前記工程と、前記樹脂に
より封止する工程との間に前記基板に外部導出リードを
接続する工程を更に含んでなることを特徴とする請求項
7記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記半導体素子の前記樹脂より露出した
部位に高熱伝導性部材を接着する工程からなることを特
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】 基板の一方の面上に複数の半導体素子
をフェイスダウンの状態で接続する工程と、前記基板の
他方の面上に高熱伝導性部材を接着する工程と、 前記基板に外部導出リードを接続する工程と、 前記基板と前記半導体素子と前記高熱伝導性部材と前記
外部導出リードの少なくとも一部とを樹脂により封止す
る工程と、 前記樹脂の一部と前記半導体素子の一部と前記高熱伝導
性部材の一部とを除去することにより、前記半導体素子
の突起電極が形成された面の反対面と前記樹脂の最表
面、および高熱伝導性部材の前記基板に接着された面の
反対面と前記樹脂の最表面とが面一になるように形成す
る工程とからなることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 1993-06-02 JP JP13214793A patent/JP3521931B2/ja not_active Expired - Fee Related
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