JP5212392B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上にバンプを介して半導体素子を搭載し、半導体素子における基板側に放熱板を設けるとともに、半導体素子と基板との間にアンダーフィルを充填してなる半導体装置に関する。 The present invention, a semiconductor device is mounted via a bump on a substrate, provided with a heat sink substrate side of the semiconductor device, relates to a semiconductor equipment comprising filling an underfill between the semiconductor element and the substrate.
従来より、この種の半導体装置としては、基板と、一面をバンプを介して基板の一面に対向させた状態で基板の一面上に搭載された半導体素子と、半導体素子の一面のうちバンプ以外の部位に接続された放熱板と、半導体素子の一面と基板の一面との間にて、バンプおよび放熱板以外の部位に充填されたアンダーフィルとを備えた構成のものが一般的であり、そのようなものとして、特許文献1の半導体装置が開示されている
ここで、この特許文献1のものでは、半導体素子を基板にバンプにてフリップチップ実装する場合に、基板に貫通穴を設け、ここに放熱板を埋め込むことで、フェースダウン実装形態において素子裏面側への放熱性を向上させている。
Conventionally, as this type of semiconductor device, a substrate, a semiconductor element mounted on one surface of the substrate in a state where one surface is opposed to one surface of the substrate via bumps, and one surface of the semiconductor element other than the bump It is common to have a configuration including a heat sink connected to a part, and an underfill filled in a part other than the bump and the heat sink between one side of the semiconductor element and one side of the substrate, As such, the semiconductor device of
しかし、上記特許文献1の構造では、半導体素子の中央部に大きな放熱板が存在する構造となっているため、従来通りアンダーフィルを半導体素子の端部における半導体素子と基板との隙間から注入すると、当該隙間にて半導体素子の中央部に位置する放熱板がアンダーフィル充填の妨げとなり、その充填性が低下し、アンダーフィルが空気を巻き込むといった問題がある。
However, since the structure of
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、基板上にバンプを介して半導体素子を搭載し、半導体素子における基板側に放熱板を設けるとともに、半導体素子と基板との間にアンダーフィルを充填してなる半導体装置において、アンダーフィル内のボイド発生を極力防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems. A semiconductor element is mounted on a substrate via bumps, a heat sink is provided on the substrate side of the semiconductor element, and an underfill is provided between the semiconductor element and the substrate. An object of the present invention is to prevent the generation of voids in the underfill as much as possible.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、基板(10)の一面上にバンプ(30)を介して半導体素子(20)を搭載し、半導体素子(20)における基板(10)側の一面に放熱板(40)を設けるとともに、半導体素子(20)の一面と基板(10)の一面との間にアンダーフィル(60)を充填してなる半導体装置において、基板(10)には基板(10)の一面から他面へ貫通し、放熱板(40)よりも大きな貫通穴(11)が設けられており、放熱板(40)は貫通穴(11)に対して貫通穴(11)の内面と隙間を有した状態で挿入されるとともに、基板(10)の他面より突出しており、放熱板(40)と貫通穴(11)の内面との隙間は、アンダーフィル(60)が注入される注入口(12)として構成され、この注入口(12)を介して、基板(10)の一面と半導体素子(20)の一面との間にアンダーフィル(60)が充填されており、放熱板(40)のうち貫通穴(11)内に位置する部位の側面は、基板(10)の一面側から他面側へ拡がるテーパ面(40a)とされており、当該側面と貫通穴(11)の内面との隙間は基板(10)の一面側から他面側へ向かって広くなっていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the semiconductor element (20) is mounted on one surface of the substrate (10) via the bump (30), and the substrate (10) in the semiconductor element (20) is mounted. In a semiconductor device in which a heat sink (40) is provided on one side and an underfill (60) is filled between one side of the semiconductor element (20) and one side of the substrate (10), the substrate (10) Is penetrated from one surface of the substrate (10) to the other surface, and a through hole (11) larger than the heat radiating plate (40) is provided. The heat radiating plate (40) has a through hole ( 11) is inserted in a state having a gap with the inner surface of 11) and protrudes from the other surface of the substrate (10), and the gap between the heat sink (40) and the inner surface of the through hole (11) is underfill (60). ) Is injected as an inlet (12), Through the inlet (12), the substrate underfill (60) is filled between the one surface and one surface of the semiconductor element (20) in (10), the through hole of the heat radiating plate (40) (11 ) Is a tapered surface (40a) extending from one side of the substrate (10) to the other side, and the gap between the side surface and the inner surface of the through hole (11) is the substrate (10). ) It is widened from one side to the other side .
それによれば、基板(10)の他面から上記隙間としての注入口(12)を介して放熱板(40)の周囲部分にアンダーフィル(60)を注入できるので、従来のような半導体素子の端部から注入する場合に比べて、充填完了に必要なアンダーフィル(60)の流れる距離を短くすることができ、また、放熱板(40)の周囲にてアンダーフィル(60)が空気を巻き込むのを極力抑制できる。よって、本発明によれば、アンダーフィル(60)内のボイド発生を極力防止することができる。 According to this, since the underfill (60) can be injected from the other surface of the substrate (10) into the peripheral portion of the heat sink (40) through the injection port (12) as the gap, Compared with the case of injecting from the end, the distance through which the underfill (60) flows necessary for completion of filling can be shortened, and the underfill (60) entrains air around the heat sink (40). Can be suppressed as much as possible. Therefore, according to the present invention, generation of voids in the underfill (60) can be prevented as much as possible.
また、本発明の半導体装置を基板(10)の他面側にて、マザーボードなどの外部の部材に対してはんだバンプ(80)を介して実装する場合、当該外部の部材と基板(10)との間に隙間が生じるが、この場合でも、本半導体装置では、基板(10)の他面より放熱板(40)を突出させているので、この突出部分にて放熱板(40)と外部の部材との接続が適切に行える。 When the semiconductor device of the present invention is mounted on the other surface side of the substrate (10) with respect to an external member such as a mother board via the solder bump (80), the external member and the substrate (10) Even in this case, in this semiconductor device, the heat sink (40) protrudes from the other surface of the substrate (10). Connection with a member can be performed appropriately.
また、請求項1に記載の発明によれば、放熱板(40)の側面を上記テーパ面(40a)とすることで、その側面と貫通穴(11)の内面との隙間も基板(10)の一面側から他面側に向かって広くなるので、上記注入口(12)としての当該隙間にて基板(10)の他面側から、アンダーフィル(60)を注入しやすくなる。
According to the invention described in
また、本発明の半導体装置を基板(10)の他面側にて、マザーボードなどの外部の部材に対してはんだバンプ(80)を介して実装する場合において、基板(10)の他面より突出する放熱板(40)を外部の部材にはんだ付けするとき、放熱板(40)や当該はんだバンプ(80)の較差やはんだバンプ(80)の潰れ具合によって、放熱板(40)が高すぎて、つっかえ棒のようになったり、低すぎて外部の部材にはんだ付け出来なかったりなどの不具合が発生する恐れがある。請求項2、3、4の発明は、更にこのような点も考慮して創出されたものである。 Further, when the semiconductor device of the present invention is mounted on the other surface side of the substrate (10) to an external member such as a mother board via the solder bumps (80), it protrudes from the other surface of the substrate (10). When the heat sink (40) to be soldered to an external member, the heat sink (40) is too high due to the difference between the heat sink (40) and the solder bump (80) or the collapse of the solder bump (80). There is a risk of problems such as a stick stick or too low to be soldered to an external member. The inventions of claims 2 , 3 , and 4 have been created in consideration of such points.
まず、請求項2に記載の発明では、基板(10)の一面上にバンプ(30)を介して半導体素子(20)を搭載し、半導体素子(20)における基板(10)側の一面に放熱板(40)を設けるとともに、半導体素子(20)の一面と基板(10)の一面との間にアンダーフィル(60)を充填してなる半導体装置において、基板(10)には基板(10)の一面から他面へ貫通し、一面側放熱板(40)よりも大きな貫通穴(11)が設けられており、放熱板(40)は貫通穴(11)に対して貫通穴(11)の内面と隙間を有した状態で挿入されるとともに、基板(10)の他面より突出しており、放熱板(40)と貫通穴(11)の内面との隙間は、アンダーフィル(60)が注入される注入口(12)として構成され、この注入口(12)を介して、基板(10)の一面と半導体素子(20)の一面との間にアンダーフィル(60)が充填されており、放熱板(40)は、半導体素子(20)側から第1の放熱板(41)、第2の放熱板(42)が、はんだ(43)を介して重ね合わされた構成よりなり、放熱板(40)において第1の放熱板(41)と第2の放熱板(42)との間のはんだ(43)は、互いに離間して配置された複数個のはんだボール(43a)よりなることを特徴とする。 First , in the invention according to claim 2 , the semiconductor element (20) is mounted on one surface of the substrate (10) via the bump (30), and heat is radiated on one surface of the semiconductor element (20) on the substrate (10) side. In a semiconductor device in which a plate (40) is provided and an underfill (60) is filled between one surface of a semiconductor element (20) and one surface of a substrate (10), the substrate (10) includes a substrate (10). A through hole (11) larger than the one-surface side heat sink (40) is provided from one surface to the other surface, and the heat sink (40) has a through hole (11) with respect to the through hole (11). It is inserted with a gap from the inner surface and protrudes from the other surface of the substrate (10), and the underfill (60) is injected into the gap between the heat sink (40) and the inner surface of the through hole (11). This inlet (12) is configured as this inlet (12) 2), an underfill (60) is filled between one surface of the substrate (10) and one surface of the semiconductor element (20), and the heat radiating plate (40) is formed from the semiconductor element (20) side. 1 of the heat radiation plate (41), a second heat radiating plate (42) is Ri Na from structure superimposed via a solder (43), the first heat radiating plate in the heat radiating plate (40) and (41) second The solder (43) between the heat radiation plate (42) is composed of a plurality of solder balls (43a) spaced apart from each other .
それによれば、上記請求項1の半導体装置と同様に、基板(10)の他面から上記隙間としての注入口(12)を介して放熱板(40)の周囲部分にアンダーフィル(60)を注入できるので、従来のような半導体素子の端部から注入する場合に比べて、充填完了に必要なアンダーフィル(60)の流れる距離を短くすることができ、また、放熱板(40)の周囲にてアンダーフィル(60)が空気を巻き込むのを極力抑制できる。よって、本発明によれば、アンダーフィル(60)内のボイド発生を極力防止することができる。
According to this, similarly to the semiconductor device of
さらに、本発明によれば、放熱板(40)を、半導体素子(20)側から第1の放熱板(41)、第2の放熱板(42)が、はんだ(43)を介して重ね合わされた構成としているので、基板(10)の他面より突出する放熱板(40)の突出先端部を外部の部材に、はんだ付けするときに、第1の放熱板(41)と第2の放熱板(42)との間のはんだ(43)が、当該はんだ付け時のリフローの熱によって溶融もしくは軟化して変形するので、放熱板(40)全体の高さが調整されるという利点がある。 Further, according to the present invention, the heat radiating plate (40) is overlapped with the first heat radiating plate (41) and the second heat radiating plate (42) via the solder (43) from the semiconductor element (20) side. Therefore, when the projecting tip of the heat radiating plate (40) protruding from the other surface of the substrate (10) is soldered to an external member, the first heat radiating plate (41) and the second heat radiating Since the solder (43) between the plate (42) is melted or softened and deformed by the heat of reflow during the soldering, there is an advantage that the overall height of the heat radiating plate (40) is adjusted.
つまり、本発明によれば、本半導体装置を基板(10)の他面側にて、マザーボードなどの外部の部材に対してはんだバンプ(80)を介して実装する場合において、基板(10)の他面より突出する放熱板(40)を外部の部材にはんだ付けするとき、そのはんだ付けを適切に行えるのである。 That is, according to the present invention, when the semiconductor device is mounted on the other surface side of the substrate (10) to an external member such as a mother board via the solder bumps (80), the substrate (10) When the heat sink (40) protruding from the other surface is soldered to an external member, the soldering can be performed appropriately.
また、請求項2に記載の発明では、第1の放熱板(41)と第2の放熱板(42)との間のはんだ(43)は、互いに離間して配置された複数個のはんだボール(43a)よりなるものとしており、それによれば、はんだ(43)を上記はんだボール(43a)より構成することで、当該はんだ(43)の熱変形の自由度が大きくなるので、放熱板(40)全体の高さ調整をより行いやすくなる。 In the second aspect of the present invention, the solder (43) between the first heat radiating plate (41) and the second heat radiating plate (42) is a plurality of solder balls arranged apart from each other. It is assumed consisting of (43a), according to which, the solder (43) by configuring than the solder balls (43a), since the degree of freedom in thermal deformation of the solder (43) is increased, the heat dissipation plate (40 ) It becomes easier to adjust the overall height.
さらに、請求項3に記載の発明のように、請求項2に記載の半導体装置において、第1の放熱板(41)および第2の放熱板(42)ともに、はんだボール(43a)と接触する面には、はんだボール(43a)の溶融時に個々のはんだボール(43a)の位置を規定するための領域が設けられているものにすれば、複数個のはんだボール(43a)のそれぞれを、当該はんだボール(43a)の溶融時に適切に位置決めすることができる。 Further, as in the invention described in claim 3 , in the semiconductor device described in claim 2 , both the first heat radiating plate (41) and the second heat radiating plate (42) are in contact with the solder balls (43a). If the surface is provided with a region for defining the position of each solder ball (43a) when the solder ball (43a) is melted, each of the plurality of solder balls (43a) When the solder ball (43a) is melted, it can be properly positioned.
また、請求項4に記載の発明では、基板(10)の一面上にバンプ(30)を介して半導体素子(20)を搭載し、半導体素子(20)における基板(10)側の一面に放熱板(40)を設けるとともに、半導体素子(20)の一面と基板(10)の一面との間にアンダーフィル(60)を充填してなる半導体装置において、基板(10)には基板(10)の一面から他面へ貫通し、一面側放熱板(40)よりも大きな貫通穴(11)が設けられており、放熱板(40)は貫通穴(11)に対して貫通穴(11)の内面と隙間を有した状態で挿入されるとともに、基板(10)の他面より突出しており、放熱板(40)と貫通穴(11)の内面との隙間は、アンダーフィル(60)が注入される注入口(12)として構成され、この注入口(12)を介して、基板(10)の一面と半導体素子(20)の一面との間にアンダーフィル(60)が充填されており、放熱板(40)は、半導体素子(20)側から第1の放熱板(41)、第2の放熱板(42)が、はんだ(43)を介して重ね合わされた構成よりなり、第1の放熱板(41)と第2の放熱板(42)とでは、その平面サイズが異なるものであり、当該両放熱板(41、42)のうち平面サイズの大きい方におけるはんだ(43)と接触する面には、はんだ(43)の溶融時に溶融したはんだ(43)を介して当該平面サイズの大きい方に対し平面サイズの小さい方の位置を規定するための領域が設けられていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the semiconductor element (20) is mounted on one surface of the substrate (10) via the bump (30), and heat is dissipated on one surface of the semiconductor element (20) on the substrate (10) side. In a semiconductor device in which a plate (40) is provided and an underfill (60) is filled between one surface of a semiconductor element (20) and one surface of a substrate (10), the substrate (10) includes a substrate (10). A through-hole (11) larger than the one-surface side heat sink (40) is provided from one surface to the other surface, and the heat sink (40) is formed between the through-hole (11) and the through-hole (11). It is inserted with a gap from the inner surface and protrudes from the other surface of the substrate (10), and the underfill (60) is injected into the gap between the heat sink (40) and the inner surface of the through hole (11). This inlet (12) is configured as this inlet (12) 2), an underfill (60) is filled between one surface of the substrate (10) and one surface of the semiconductor element (20), and the heat radiating plate (40) is formed from the semiconductor element (20) side. 1 heat sink (41) and 2nd heat sink (42) consist of the structure piled up via the solder (43), 1st heat sink (41), 2nd heat sink (42), Then, the plane sizes thereof are different, and the surface of the heat radiating plates (41, 42) that comes into contact with the solder (43) on the larger one of the plane sizes is melted when the solder (43) is melted ( 43), an area for defining the position of the smaller plane size with respect to the larger plane size is provided.
それによれば、はんだ(43)の溶融時にて溶融したはんだ(43)のセルフアライメントにより、平面サイズの異なる両放熱板(41、42)を、適切に位置決めすることができる。 According to this, both the radiator plates (41, 42) having different plane sizes can be appropriately positioned by self-alignment of the solder (43) melted when the solder (43) is melted.
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。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.
(第1実施形態)
図1(a)は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の概略断面構成を示す図であり、図1(b)は、図1(a)中の矢印A方向から見たときの部分平面図である。
(First embodiment)
FIG. 1A is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a view as seen from the direction of arrow A in FIG. It is a partial top view.
本実施形態の半導体装置は、大きくは、基板10と、バンプ30を介して一面を基板10の一面に対向させた状態で基板10の一面上に搭載された半導体素子20と、半導体素子20の一面のうちバンプ30以外の部位に接続された一面側放熱板40と、半導体素子20の他面に接続された他面側放熱板50と、半導体素子20の一面と基板10の一面との間にて、バンプ30および一面側放熱板40以外の部位に充填されたアンダーフィル60とを備えて構成されている。
The semiconductor device of the present embodiment is broadly divided into a
基板10は、本半導体装置をマザーボードなどの外部の部材に搭載するときに、半導体素子20のインターポーザとして機能するものであり、たとえばセラミック基板、プリント基板、ガラスエポキシ基板などが挙げられる。
The
半導体素子20は、基板10の一面上にフリップチップ接合することのできるものであり、一般的な半導体プロセスにより形成されるICチップなどである。また、バンプ30は、半導体素子20の周辺部寄りに設けられており、はんだや金、Cuなど一般的なフリップチップ接合に用いられるバンプよりなる。
The
また、一面側放熱板40および他面側放熱板50は、CuやFeなどの放熱性に優れた材料よりなり、それぞれ、半導体素子20の一面(図1中の下面)、半導体素子20の他面(図1中の上面)に対して、Agペーストやはんだなどの熱伝導性の接合材70を介して接合されている。
Further, the one-surface-
ここで、一面側放熱板40は、半導体素子20よりも平面サイズが小さく、半導体素子20の一面においてバンプ30よりも当該一面の中央部寄りに位置している。また、他面側放熱板50は、半導体素子20よりも平面サイズが大きく、半導体素子20の他面全体を覆うように設けられている。なお、これら半導体素子20および両放熱板40、50の平面形状は、たとえば矩形状をなすものである。
Here, the one-surface-side
また、アンダーフィル60は、一般的なアンダーフィル材料よりなり、たとえばエポキシ樹脂や、エポキシ樹脂にガラスフィラーを含有させたものなどよりなる。
The
ここで、基板10のうち一面側放熱板40に対応する部位には、基板10の一面(図1中の上面)から他面(図1中の下面)へ貫通し、放熱板40よりも大きな貫通穴11が設けられている。つまり、貫通穴11の開口サイズは一面側放熱板40の平面サイズよりも大きいものである。具体的には、図1に示されるように、貫通穴11は平面矩形の一面側放熱板40よりも一回り大きい矩形開口形状の穴である。
Here, a portion of the
そして、一面側放熱板40は貫通穴11に対して貫通穴11の内面と隙間を有した状態で挿入されるとともに、基板10の他面より突出している。具体的には、図1に示されるように、一面側放熱板40の半導体素子20の一面からの突出高さ(つまり厚さ)は、バンプ30の高さおよび基板10の厚さの合計寸法よりも大きいものとすることで、一面側放熱板40の先端を基板10の他面よりも突出させている。
The one-surface-side
また、一面側放熱板40と貫通穴11の内面との隙間は、アンダーフィル60が注入される注入口12として構成され、この注入口12を介して、基板10の一面と半導体素子20の一面との間にアンダーフィル60が充填されている。
Further, a gap between the one-surface
ここでは、図1(b)に示されるように、一面側放熱板40の平面形状は矩形であり、貫通穴11はそれよりも一回り大きい矩形の開口形状であり、一面側放熱板40の平面形状における4辺すべてに上記隙間が設けられた形とされており、当該隙間としての注入口12の開口形状は、矩形額縁形状とされている。
Here, as shown in FIG. 1B, the planar shape of the one-surface-side
また、注入口12は、アンダーフィル60の塗布に使用するシリンジ1のニードル1a(後述の図2参照)が十分に入り、かつ注入口12内にてスムーズな移動ができるように、その開口サイズ、具体的には一面側放熱板40と貫通穴11の内面との隙間の幅等が設定されている。
Also, the
また、図1(a)に示されるように、放熱板40のうち貫通穴11内に位置する部位の側面は、基板10の一面側から他面側へ拡がるテーパ面40aとされており、当該側面と貫通穴11の内面との隙間は基板10の一面側から他面側へ向かって広くなっている。
Further, as shown in FIG. 1A, the side surface of the portion located in the through
具体的には、一面側放熱板40は、このテーパ面40aを介して半導体素子20側の部位がそれとは反対側の部位に比べて平面サイズが大きいものとされている。なお、図1(b)では、このテーパ面の構成は図示せずに省略してある。
Specifically, the one-surface-side
また、基板10の他面のうち貫通穴11の周囲には、複数個のはんだよりなるはんだバンプ80が設けられている。このはんだバンプ80によって、本半導体装置はマザーボードなどの外部の部材に対して接合され、当該外部の部材への本半導体装置の搭載が行われるようになっている。
A
次に、本半導体装置の製造方法について、図2を参照して述べる。図2は、本半導体装置の製造方法におけるアンダーフィルの充填工程を示す概略断面図である。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an underfill filling step in the manufacturing method of the semiconductor device.
本製造方法では、半導体素子20の一面、他面に、それぞれ一面側放熱板40、他面側放熱板50を、接合材70を介して接合し、その後、バンプ30を介して半導体素子20を基板10の一面に接合する。このバンプ30を介した接合は、バンプ30の材質にもよるが、はんだ接合や超音波接合などが挙げられる。
In this manufacturing method, the one surface
このとき基板10には、切削やプレスなどの穴開け加工によって、上記貫通穴11を予め設けておき、半導体素子20をバンプ30を介して基板10に搭載するとき、半導体素子20の一面に接続した一面側放熱板40を、貫通穴11の内面と隙間を有した状態で貫通穴11に対して挿入し、基板10の他面より突出させる。
At this time, the
その後、図2に示されるように、一面側放熱板40と貫通穴11の内面との隙間、すなわち上記注入口12を介して、基板10の一面と半導体素子20の一面との間にアンダーフィル60を充填する。
After that, as shown in FIG. 2, an underfill is formed between one surface of the
具体的には、アンダーフィル60注入用のシリンジ1のニードル1aを注入口12に挿入し、ニードル1aを注入口12内にて移動させつつアンダーフィル60を吐出することにより、アンダーフィル60を注入口12から、半導体素子20と基板10との間に行き渡らせる。そして、充填完了後に、アンダーフィル60を硬化させ、基板10の他面に、はんだバンプ80を取り付ければ、本半導体装置ができあがる。
Specifically, the
ところで、本実施形態によれば、基板10の他面から上記隙間としての注入口12を介して一面側放熱板40の周囲部分にアンダーフィル60を注入できるので、従来のような半導体素子の端部から注入する場合に比べて、充填完了に必要なアンダーフィル60の流れる距離を短くすることができ、また、一面側放熱板40の周囲にてアンダーフィル60が空気を巻き込むのを極力抑制できる。よって、本実施形態によれば、アンダーフィル60内のボイド発生を極力防止することができる。
By the way, according to the present embodiment, since the
また、本半導体装置を基板10の他面側にて、マザーボードなどの外部の部材に対してはんだバンプ80を介してはんだ付け実装する場合、当該はんだバンプ80の高さの分、当該外部の部材と基板10との間に隙間が生じるが、この場合でも、本半導体装置では、基板10の他面より一面側放熱板40を突出させているので、この突出部分にて一面側放熱板40と外部の部材との接続が適切に行える。
Further, when the semiconductor device is soldered and mounted on the other surface side of the
ここで、この一面側放熱板40と外部の部材との接続は、典型的には、はんだ付けにより行う。こうして、半導体装置に発生した熱については、一面側放熱板40から外部の部材へ適切に放熱が行えるようになる。
Here, the connection between the one-surface-
また、上述したが、本実施形態では、一面側放熱板40の側面を上記テーパ面40aとすることで、そのテーパ面40aと貫通穴11の内面との隙間も基板10の一面側から他面側に向かって広くなるようにしている。
In addition, as described above, in the present embodiment, the side surface of the one-surface-side
そのため、上記アンダーフィル60の充填工程において、上記ニードル1aが挿入しやすく、また注入口12内でのニードル1aの移動もスムーズになる。つまり、上記注入口12としての当該隙間にて基板10の他面側から、アンダーフィル60を注入しやすくなる。
Therefore, in the filling process of the
また、アンダーフィル60の充填について、さらに述べると、上記注入口12からのアンダーフィル60の注入は、上記図1(b)における平面矩形の一面側放熱板40における4辺のどの辺から行ってもよい。ここで、注入方式としては、当該一面側放熱板40における4辺について、1辺のみからの注入(いわゆる1辺塗布)、2辺のみからの注入(いわゆる2辺塗布)、3辺のみからの注入(いわゆる3辺塗布)、4辺全部からの注入(いわゆる4辺塗布)が考えられるが、本実施形態では、どの方式でもかまわない。
Further, the filling of the
4辺塗布は1辺、2辺、3辺塗布に比べて、アンダーフィル60を充填するためのアンダーフィル60の移動量を少なくできるという点では、アンダーフィル60の塗布方式としては有用である。しかし、従来のような半導体素子の端部からの充填方法では、4辺塗布を行うと空気の逃げ道が無くなり、空気を閉じ込めてしまうため適用できなかった。
The four-side coating is useful as a coating method for the
しかし、本実施形態の半導体装置あれば、基板10の他面の注入口12からアンダーフィル60の注入を行っているので、たとえ4辺塗布を行ったとしても、半導体素子20の端部側に空気の逃げ道があるため、よりボイドの少ないアンダーフィル60の充填が可能となる。
However, in the semiconductor device of this embodiment, since the
なお、本実施形態では、一面側放熱板40は、上記テーパ面40aを有することで、突出方向と直交する方向の断面積が部分的に異なる放熱板であったが、突出方向の断面積が全体で同一の放熱板、すなわち一面側放熱板40はたとえば側面全体がストレートな角柱や円柱であってもよい。
In the present embodiment, the one-surface-side
(第2実施形態)
図3は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記第1実施形態に比べて、一面側放熱板40を2段重ねの構成としたことが相違するものであり、ここでは、その相違点を中心に述べることとする。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment in that the one-side
図3に示されるように、本実施形態の半導体装置では、一面側放熱板40は、半導体素子20側から基板10の他面より突出する部位側に向かって、第1の放熱板41、第2の放熱板42が、はんだ43を介して重ね合わされ接合された構成よりなる。
As shown in FIG. 3, in the semiconductor device according to the present embodiment, the one-surface-side
ここでは、貫通穴11内部に位置する第1の放熱板41の側面に上記同様のテーパ面40aが形成されており、そのテーパ面40aによるアンダーフィル60の注入性向上の効果は、上記第1実施形態と同様である。また、一面側放熱板40のうち基板10の他面より突出する部分を構成する第2の放熱板42は、第1の放熱板41よりも平面サイズが小さいものとされている。
Here, a
このような半導体装置を製造する場合、たとえば予め第1の放熱板41と第2の放熱板42とをはんだ43を介して接合・一体化して一面側放熱板40を形成した後、これを半導体素子20に接合すればよい。それ以外は、上記第1実施形態と同様の製造方法により、本実施形態の半導体装置が製造される。
When manufacturing such a semiconductor device, for example, the first
ところで、上記第1実施形態の半導体装置では、一面側放熱板40は単一の部材より構成されていた。そのため、同半導体装置を基板10の他面側にて、外部の部材に対してはんだバンプ80を介してはんだ付けする場合において、一面側放熱板40を外部の部材にはんだ付けするとき、一面側放熱板40やはんだバンプ80の較差やはんだバンプ80の潰れ具合によって、一面側放熱板40が高すぎて、つっかえ棒のようになり、はんだバンプ80の接合ができなかったり、低すぎて一面側放熱板40を外部の部材にはんだ付け出来なかったりなどの不具合が発生する恐れがある。
By the way, in the semiconductor device of the said 1st Embodiment, the one surface
このような不具合に対しては、はんだバンプ80の高さ、一面側放熱板40の高さ、接合材70の厚み等を管理していけば、回避されるが、高精度な寸法管理が必要となってくる。
Such problems can be avoided by managing the height of the solder bumps 80, the height of the one-
それに対して、本実施形態によれば、一面側放熱板40を上記はんだ43を介した2段重ねの構成としているので、一面側放熱板40の突出先端部を外部の部材に、はんだ付けするときに、第1の放熱板41と第2の放熱板42との間のはんだ43が、当該はんだ付け時のリフローの熱によって溶融もしくは軟化して変形するので、一面側放熱板40全体の高さが調整される。
On the other hand, according to the present embodiment, the one-surface-side
つまり、本実施形態によれば、本半導体装置を基板10の他面側にて、マザーボードなどの外部の部材に対してはんだバンプ80を介して実装する場合において、基板10の他面より突出する一面側放熱板40を当該外部の部材にはんだ付けするとき、上記した高精度な寸法管理を行うことなく、当該はんだ付けを適切に行える。
That is, according to the present embodiment, when the semiconductor device is mounted on the other surface side of the
(第3実施形態)
図4は、本発明の第3実施形態に係る半導体装置の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記第3実施形態において、一面側放熱板40における両放熱板41、42の間のはんだ43の構成を変形したところが相違するものであり、ここでは、その相違点を中心に述べることとする。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the third embodiment in that the configuration of the solder 43 between the
上記第2実施形態では、一面側放熱板40における両放熱板41、42の間のはんだ43によって、上述したように、一面側放熱板40の高さ調整を行ったが、その高さの調節幅は、当該はんだ43の量で決まる。このはんだ43の量が多いほど、高さの調整能力は高いが、多すぎると、当該はんだ43がはみ出してブリッジ等の不良が発生する恐れがある。そこで、本実施形態では、当該高さ調節幅が大きい場合に好適なはんだ43の構成を提供する。
In the second embodiment, as described above, the height adjustment of the one-surface-side
図4に示されるように、本半導体装置では、一面側放熱板40のうち基板10の他面より突出する部分を構成する第2の放熱板42は、半導体素子20側の第1の放熱板41よりも平面サイズが小さいものとされている。
As shown in FIG. 4, in the present semiconductor device, the second
そして、この一面側放熱板40において両放熱板41、42の間のはんだ43は、互いに離間して配置された複数個のはんだボール43aにより構成されたものである。それによれば、当該両放熱板41、42の間に単一層のはんだ43を介在させる上記第2実施形態に比べて、個々のはんだボール43aが大きく熱変形することが可能なため、上記高さ調節幅も大きくなる。
The solder 43 between the
また、このようなはんだボール43aを配置するためには、通常のCu等よりなる放熱板41、42では、はんだボール43aがリフロー時に濡れ広がってしまい、その高さを維持することができなくなる。
Further, in order to dispose
そこで、本実施形態では、第1の放熱板41および第2の放熱板42ともに、はんだボール43aと接触する面に、はんだボール43aの溶融時に個々のはんだボール43aの位置を規定するための領域を設けている。以下、この領域を、はんだボール位置規定領域ということとする。
Therefore, in the present embodiment, both the first
具体的には、このはんだボール位置規定領域は、はんだボール43aの溶融時に溶融したはんだボール43aのセルフアライメントにより、はんだボール43a自身の位置を規定する領域である。
Specifically, this solder ball position defining region is a region that defines the position of the
本実施形態では、各放熱板41、42におけるはんだボール43aとの接触面には、当該接触面のうちはんだボール43aが位置する領域以外の領域に、レジスト44が設けられ、このレジスト44が設けられていない領域が、はんだボール43aの位置を規定するための領域として構成されている。
In the present embodiment, a resist 44 is provided on a contact surface of each
このレジスト44は、たとえばフォトリソグラフ法などにより形成された感光性のポリイミドやポリアクリルなどの樹脂よりなる膜であり、放熱板41、42を構成するCuなどの金属よりもはんだ濡れ性の小さいものである。つまり、このレジスト44で囲まれているはんだボール位置規定領域は、当該領域の周囲のレジスト領域よりも、はんだ濡れ性の大きい領域として構成されている。 The resist 44 is a film made of a resin such as photosensitive polyimide or polyacryl formed by, for example, a photolithographic method, and has a lower solder wettability than a metal such as Cu constituting the heat sinks 41 and 42. It is. That is, the solder ball position defining region surrounded by the resist 44 is configured as a region having higher solder wettability than the resist region around the region.
これにより、はんだボール43aの溶融時に、溶融したはんだボール43aの表面張力が作用して、はんだボール43aが狙いの位置、つまり、当該はんだボール位置規定領域に収まるのである。こうして、複数個のはんだボール43aのそれぞれが、その溶融時に適切に位置決めされるのである。
Thereby, when the
具体的に、本実施形態の半導体装置を製造する場合、一面側放熱板40となる両放熱板41、42のはんだボール43aと接する面に、上記レジスト44によりはんだボール位置規定領域を形成し、その後、両放熱板41、42のうちいずれか一方の放熱板における当該領域にはんだボール43aを配置し、その後、はんだボール43aを介して、当該両放熱板41、42を接合すればよい。このときに、上記セルフアライメントによるはんだボール43aの位置決めが行われる。
Specifically, when manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, the solder ball position defining region is formed by the resist 44 on the surface of the
(第4実施形態)
図5は、本発明の第4実施形態に係る半導体装置の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記第2実施形態と同様に、一面側放熱板40を、第1の放熱板41、第2の放熱板42が、はんだ43を介して重ね合わされ接合された2段重ねの構成としたものであるが、さらに、一面側放熱板40について一部変形したところが相違するものである。以下、この相違点を中心に述べる。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, similar to the second embodiment, the one-surface side
図5に示されるように、一面側放熱板40においては、第1の放熱板41と第2の放熱板42とでは、その平面サイズが異なるものとしている。ここでは、一面側放熱板40は、半導体素子20側の第1の放熱板41が平面サイズが小さく、半導体素子20とは反対側の第2の放熱板42が平面サイズが大きいものとしている。
As shown in FIG. 5, in the one-side
この場合、一面側放熱板40のうち基板10の他面より突出し外部の部材と接合される部位である第2の放熱板42が大きいので、外部の部材との接合面積を大きくして放熱性を向上させるという面で効果的である。
In this case, since the second
そして、これら第1および第2の両放熱板41、42のうち平面サイズの大きい方である第2の放熱板42におけるはんだ43と接触する面には、はんだ43の溶融時に溶融したはんだ43を介して第2の放熱板42に対して、平面サイズの小さい方の第1の放熱板41の位置を規定するための領域が設けられている。以下、この領域を放熱板位置規定領域ということとする。
And the solder 43 which melted at the time of melting of the solder 43 is applied to the surface of the second
具体的には、この放熱板位置規定領域は、はんだ43の溶融時に溶融したはんだ43のセルフアライメントにより、両放熱板41、42の相対位置を規定する領域である。本実施形態では、平面サイズの大きい方の第2の放熱板42におけるはんだ43との接触面には、当該接触面のうちはんだ43が位置する領域以外の領域に、レジスト44が設けられており、このレジスト44が設けられていない領域が、放熱板位置規定領域として構成されている。
Specifically, this heat sink position defining region is a region that defines the relative positions of both
このレジスト44は、たとえば上記図4のレジスト44と同様の材質のものであり、当該放熱板位置規定領域は、当該領域の周囲のレジスト領域よりも、はんだ濡れ性の大きい領域として構成されている。そして、はんだ43の溶融時に、溶融したはんだ43の表面張力が作用して、はんだ43を介して第1の放熱板41が狙いの位置、つまり、当該放熱板位置規定領域に収まるのである。
The resist 44 is made of, for example, the same material as the resist 44 shown in FIG. 4, and the heat sink position defining region is configured as a region having higher solder wettability than the resist region around the region. . When the solder 43 is melted, the surface tension of the melted solder 43 acts, and the first
また、本実施形態の場合、平面サイズが小さく半導体素子20側に位置する第1の放熱板41と貫通穴11との隙間がアンダーフィルを注入するための注入口12として構成されている。
In the case of the present embodiment, the gap between the first
そして、この場合、第1の放熱板41を半導体素子20の一面に接合した状態で、第1の放熱板41を基板10の貫通穴11に挿入しつつ、半導体素子20を基板10の一面に搭載、接合した後、その状態で、第1の放熱板41と貫通穴11の内面との隙間からアンダーフィル60を注入することで、アンダーフィル60の充填を行う。
In this case, the
そして、当該充填完了後に、第1の放熱板41に対して第2の放熱板42をはんだ43を介して接合する。このとき、上記した放熱板位置規定領域を設けているから、はんだ43の溶融時にて溶融したはんだ43のセルフアライメントにより、平面サイズの異なる両放熱板41、42が、適切に位置決めされる。
Then, after the filling is completed, the second
なお、本実施形態では、第1の放熱板41と第2の放熱板42とをはんだ接合した後であっても、上記注入口12からアンダーフィル60を充填できるのであれば、当該充填を両放熱板41、42のはんだ接合の後に行ってもよい。
In this embodiment, even if the first
また、図5の例では、一面側放熱板40は、半導体素子20側の第1の放熱板41が平面サイズが小さく、半導体素子20とは反対側の第2の放熱板42が平面サイズが大きいものであったが、これとは逆に、第1の放熱板41の方が平面サイズが大きく、第1の放熱板41におけるはんだ43との接触面に、レジスト44を設けてもよい。このようにして、第1の放熱板41に対し第2の放熱板42の位置を規定するための領域を、第1の放熱板41に形成してもよい。
Further, in the example of FIG. 5, the one-side
(第5実施形態)
図6は、本発明の第5実施形態に係る半導体装置の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記第4実施形態の変形であって、上記第4実施形態において、さらに、一面側放熱板40における両放熱板41、42の間のはんだ43を、互いに離間して配置された複数個のはんだボール43aにより構成したものである。
(Fifth embodiment)
FIG. 6 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. The present embodiment is a modification of the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the solder 43 between the
それによれば、上記第3実施形態と同様に、はんだボール43aの熱変形による上記高さ調節幅の増大が図れる。また、これも上記第3実施形態と同様に、第1の放熱板41および第2の放熱板42ともに、レジスト44によって上記はんだボール位置規定領域を形成しており、それにより、はんだボール43aの適切な位置決めが成される。
According to this, as in the third embodiment, the height adjustment width can be increased by thermal deformation of the
(第6実施形態)
図7は、本発明の第6実施形態に係る半導体装置の概略断面構成を示す図である。この図7に示される本半導体装置は、上記図1に示した半導体装置における基板10の貫通穴11の構成を変形したものであり、ここでは、この変形部分を中心に述べる。
(Sixth embodiment)
FIG. 7 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention. The semiconductor device shown in FIG. 7 is obtained by modifying the configuration of the through
図7に示されるように、本半導体装置においては、基板10の他面における貫通穴11の開口部にて、その穴11の角部を面取りしてテーパ面10aを形成したものである。この貫通穴11の開口部のテーパ面10aによって、貫通穴11の開口サイズは基板10の一面側から他面側へ拡がっている。そのため、このテーパ面10aを設けることで、その分、注入口12が広くなり、アンダーフィル60の注入が、さらに行いやすくなる。
As shown in FIG. 7, in this semiconductor device, a
なお、本実施形態は、基板10の他面における貫通穴11の開口部にテーパ面10aを設けるものであり、上記図1に示した半導体装置以外にも、上記各実施形態の半導体装置に組み合わせて適用することが可能である。
In the present embodiment, a
(第7実施形態)
図8は、本発明の第6実施形態に係る半導体装置の概略平面構成を示す図である。本実施形態の半導体装置における基板の他面側の平面構成を示している。
(Seventh embodiment)
FIG. 8 is a diagram showing a schematic plan configuration of a semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention. 3 shows a planar configuration of the other side of the substrate in the semiconductor device of the present embodiment.
図8に示されるように、本半導体装置では、一面側放熱板40において半導体素子20の一面から突出する方向に沿って延びる面、すなわち一面側放熱板40の側面に凹凸を設けたものである。この凹凸は、図8の如く、当該突出する方向とは直交する方向に凹と凸が繰り返されている形状である。
As shown in FIG. 8, in this semiconductor device, the surface of the one-side
この側面の凹凸により、貫通穴11の内面と一面側放熱板40の側面との隙間が、特に凹部にて大きくなるので、そこから空気が逃げやすくなり、アンダーフィルの注入性が向上する。また、一面側放熱板40をマザーボードなどの外部の部材に対して、はんだ付けするとき、この凹凸を付けた分、一面側放熱板40と外部の部材との当該はんだを介した接触面積が増加するため、それによる放熱性の向上が期待できる。
Due to the unevenness on the side surface, the gap between the inner surface of the through
そして、このような一面側放熱板40の側面に凹凸を設けることは、上記各実施形態の半導体装置において、組み合わせて適用することができる。
And providing such unevenness on the side surface of the one-surface
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態のうち2段重ね構成の一面側放熱板40において、第1の放熱板41と第2の放熱板42とを異種材料より構成してもよい。この場合、具体的には、第2の放熱板42をCuで構成した場合、半導体素子20と第2の放熱板42との間の第1の放熱板41を、半導体素子20を構成するSiと第2の放熱板42を構成するCuとの間の線膨張係数を有する材料により構成する。それによれば、冷熱サイクルなどで発生する応力を緩和し、信頼性の向上が期待される。
(Other embodiments)
In the above-described embodiments, the first
また、上記各実施形態では、半導体素子20の基板10に対向する一面に接続された一面側放熱板40、半導体素子20の一面とは反対側の他面に接続された他面側放熱板50を備える構成、つまり、半導体素子20の両面に放熱板40、50を設けた構成としたが、上記各実施形態において、一面側放熱板40のみ設けられ、他面側放熱板は省略された構成であってもよい。
Moreover, in each said embodiment, the one surface
10 基板
11 貫通穴
12 注入口
20 半導体素子
30 バンプ
40 一面側放熱板
40a テーパ面
41 一面側放熱板の第1の放熱板
42 一面側放熱板の第2の放熱板
43 一面側放熱板のはんだ
43a はんだボール
60 アンダーフィル
DESCRIPTION OF
Claims (4)
一面をバンプ(30)を介して前記基板(10)の一面に対向させた状態で前記基板(10)の一面上に搭載された半導体素子(20)と、
前記半導体素子(20)の一面のうち前記バンプ(30)以外の部位に接続された放熱板(40)と、
前記半導体素子(20)の一面と前記基板(10)の一面との間にて、前記バンプ(30)および前記放熱板(40)以外の部位に充填されたアンダーフィル(60)とを備える半導体装置において、
前記基板(10)には前記基板(10)の一面から他面へ貫通し、前記放熱板(40)よりも大きな貫通穴(11)が設けられており、
前記放熱板(40)は前記貫通穴(11)に対して前記貫通穴(11)の内面と隙間を有した状態で挿入されるとともに、前記基板(10)の他面より突出しており、
前記放熱板(40)と前記貫通穴(11)の内面との隙間は、前記アンダーフィル(60)が注入される注入口(12)として構成され、この注入口(12)を介して、前記基板(10)の一面と前記半導体素子(20)の一面との間に前記アンダーフィル(60)が充填されており、
前記放熱板(40)のうち前記貫通穴(11)内に位置する部位の側面は、前記基板(10)の一面側から他面側へ拡がるテーパ面(40a)とされており、当該側面と前記貫通穴(11)の内面との隙間は前記基板(10)の一面側から他面側へ向かって広くなっていることを特徴とする半導体装置。 A substrate (10);
A semiconductor element (20) mounted on one surface of the substrate (10) with one surface opposed to one surface of the substrate (10) via a bump (30);
A heat sink (40) connected to a portion of the one surface of the semiconductor element (20) other than the bump (30);
A semiconductor comprising an underfill (60) filled in a portion other than the bump (30) and the heat sink (40) between one surface of the semiconductor element (20) and one surface of the substrate (10). In the device
The substrate (10) penetrates from one surface of the substrate (10) to the other surface, and has a through hole (11) larger than the heat sink (40),
The heat sink (40) is inserted into the through hole (11) in a state having a gap with the inner surface of the through hole (11), and protrudes from the other surface of the substrate (10),
A gap between the heat radiating plate (40) and the inner surface of the through hole (11) is configured as an inlet (12) into which the underfill (60) is injected, and through the inlet (12), the gap The underfill (60) is filled between one surface of the substrate (10) and one surface of the semiconductor element (20) ,
The side surface of the part located in the through hole (11) of the heat radiating plate (40) is a tapered surface (40a) extending from the one surface side to the other surface side of the substrate (10). A gap between the through hole (11) and the inner surface widens from one side of the substrate (10) toward the other side .
一面をバンプ(30)を介して前記基板(10)の一面に対向させた状態で前記基板(10)の一面上に搭載された半導体素子(20)と、
前記半導体素子(20)の一面のうち前記バンプ(30)以外の部位に接続された放熱板(40)と、
前記半導体素子(20)の一面と前記基板(10)の一面との間にて前記バンプ(30)および前記放熱板(40)以外の部位に充填されたアンダーフィル(60)とを備える半導体装置において、
前記基板(10)には前記基板(10)の一面から他面へ貫通し、前記一面側放熱板(40)よりも大きな貫通穴(11)が設けられており、
前記放熱板(40)は前記貫通穴(11)に対して前記貫通穴(11)の内面と隙間を有した状態で挿入されるとともに、前記基板(10)の他面より突出しており、
前記放熱板(40)と前記貫通穴(11)の内面との隙間は、前記アンダーフィル(60)が注入される注入口(12)として構成され、この注入口(12)を介して、前記基板(10)の一面と前記半導体素子(20)の一面との間にアンダーフィル(60)が充填されており、
前記放熱板(40)は、前記半導体素子(20)側から第1の放熱板(41)、第2の放熱板(42)が、はんだ(43)を介して重ね合わされた構成よりなり、
前記放熱板(40)において前記第1の放熱板(41)と前記第2の放熱板(42)との間の前記はんだ(43)は、互いに離間して配置された複数個のはんだボール(43a)よりなることを特徴とする半導体装置。 A substrate (10);
A semiconductor element (20) mounted on one surface of the substrate (10) with one surface opposed to one surface of the substrate (10) via a bump (30);
A heat sink (40) connected to a portion of the one surface of the semiconductor element (20) other than the bump (30);
A semiconductor device comprising an underfill (60) filled in a portion other than the bump (30) and the heat sink (40) between one surface of the semiconductor element (20) and one surface of the substrate (10). In
The substrate (10) is provided with a through hole (11) that penetrates from one surface of the substrate (10) to the other surface and is larger than the one-surface-side heat sink (40),
The heat sink (40) is inserted into the through hole (11) in a state having a gap with the inner surface of the through hole (11), and protrudes from the other surface of the substrate (10),
A gap between the heat radiating plate (40) and the inner surface of the through hole (11) is configured as an inlet (12) into which the underfill (60) is injected, and through the inlet (12), the gap An underfill (60) is filled between one surface of the substrate (10) and one surface of the semiconductor element (20),
Said radiating plate (40), said first radiator plate from the semiconductor element (20) side (41), a second heat radiating plate (42) is Ri Na from structure superimposed via a solder (43),
In the heat radiating plate (40), the solder (43) between the first heat radiating plate (41) and the second heat radiating plate (42) is a plurality of solder balls ( 43a) . A semiconductor device comprising:
一面をバンプ(30)を介して前記基板(10)の一面に対向させた状態で前記基板(10)の一面上に搭載された半導体素子(20)と、
前記半導体素子(20)の一面のうち前記バンプ(30)以外の部位に接続された放熱板(40)と、
前記半導体素子(20)の一面と前記基板(10)の一面との間にて前記バンプ(30)および前記放熱板(40)以外の部位に充填されたアンダーフィル(60)とを備える半導体装置において、
前記基板(10)には前記基板(10)の一面から他面へ貫通し、前記一面側放熱板(40)よりも大きな貫通穴(11)が設けられており、
前記放熱板(40)は前記貫通穴(11)に対して前記貫通穴(11)の内面と隙間を有した状態で挿入されるとともに、前記基板(10)の他面より突出しており、
前記放熱板(40)と前記貫通穴(11)の内面との隙間は、前記アンダーフィル(60)が注入される注入口(12)として構成され、この注入口(12)を介して、前記基板(10)の一面と前記半導体素子(20)の一面との間にアンダーフィル(60)が充填されており、
前記放熱板(40)は、前記半導体素子(20)側から第1の放熱板(41)、第2の放熱板(42)が、はんだ(43)を介して重ね合わされた構成よりなり、
前記第1の放熱板(41)と前記第2の放熱板(42)とでは、その平面サイズが異なるものであり、
当該両放熱板(41、42)のうち平面サイズの大きい方における前記はんだ(43)と接触する面には、前記はんだ(43)の溶融時に溶融した前記はんだ(43)を介して当該平面サイズの大きい方に対し平面サイズの小さい方の位置を規定するための領域が設けられていることを特徴とする半導体装置。 A substrate (10);
A semiconductor element (20) mounted on one surface of the substrate (10) with one surface opposed to one surface of the substrate (10) via a bump (30);
A heat sink (40) connected to a portion of the one surface of the semiconductor element (20) other than the bump (30);
A semiconductor device comprising an underfill (60) filled in a portion other than the bump (30) and the heat sink (40) between one surface of the semiconductor element (20) and one surface of the substrate (10). In
The substrate (10) is provided with a through hole (11) that penetrates from one surface of the substrate (10) to the other surface and is larger than the one-surface-side heat sink (40),
The heat sink (40) is inserted into the through hole (11) in a state having a gap with the inner surface of the through hole (11), and protrudes from the other surface of the substrate (10),
A gap between the heat radiating plate (40) and the inner surface of the through hole (11) is configured as an inlet (12) into which the underfill (60) is injected, and through the inlet (12), the gap An underfill (60) is filled between one surface of the substrate (10) and one surface of the semiconductor element (20),
The heat radiating plate (40) has a configuration in which a first heat radiating plate (41) and a second heat radiating plate (42) are overlapped via a solder (43) from the semiconductor element (20) side.
The first heat radiating plate (41) and the second heat radiating plate (42) have different plane sizes,
Of the heat radiating plates (41, 42), the surface in contact with the solder (43) on the larger planar size is connected to the planar size via the solder (43) melted when the solder (43) is melted. semi conductor arrangement you characterized in that the region for defining the position of the smaller plane size is provided to the larger.
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