JPH0376255A - 半導体装置の実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体チップをテープキャリアにボンデングし、さらに
テープキャリアをプリント配線板に実装した半導体装置
の実装構造に関し、 半導体チップの発生熱が効率よく外部放出されるととも
に、半導体チップの封止の信頼度が高く、且つ半導体チ
ップの裏面に電源を供給したり、或いは裏面をアース層
とすることが容易な半導体装置を提供することを目的と
し、 半導体チップがフェースアップにボンデングされたテー
プキャリアと、該半導体チップを搭載する凹部を有する
金属皿と、金属ケースに収容されたプリント配線板と、
放熱スタットとを、備えた半導体装置であって、該半導
体チップは、該凹部に充填された封止剤によりコートさ
れたものであり、該テープキャリアは、リードの外側端
部が該プリント配線板の導体パターンに接続されたもの
であり、該受は皿は、該プリント配線板の貫通孔に挿入
され、外周に設けたフランジが該プリント配線板のラン
ドに密着されたものであり、該放熱スタッ、ドは下面が
該金属ケースの底板に、上面が該受は皿の底面に、それ
ぞれ密着されたものである構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体チップをテープキャリアにボンデング
し、さらにテープキャリアをプリント配線板に実装した
半導体装置の実装構造に関する。

近年は、ＩＣ特にＬＳＩ等の半導体部品の多ビン化に伴
い、半導体チップの電極をテープキャリア、即ちＴＡＢ
　（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）
のリードの内側端部にフ主−スアップにボンディングし
て、半導体チップをテープキャリアに組み込み、そのテ
ープキャリアのリードの外側端部をプリント配線板に実
装した半導体装置が広く使用されている。

〔従来の技術〕

第３図はテープキャリアの斜視図であり、第４図は従来
例の断面図である。

詳細を第３図に示すように、テープキャリア２は、搭載
すべき半導体チップ１の平面視形状より所望に大きい角
形のチップ用ホールを、中央部に設けた枠形の樹脂フィ
ルム（例えばポリイミド系樹脂フィルム）３と、樹脂フ
ィルム３の各辺に直交して所望数配列した、細長い銅箔
よりなるり一ド４とで構成されている。

そして、半導体チップｌをテープキャリア２の下方から
チップ用ホール内に挿入し、半導体チップ１の電極を対
応するリード４の内側端部に位置合わせし、電極上に設
けたバンブ（例えば金バンブ等）を、それぞれのり−ド
４の内側端部に熱圧着することで、半導体チップｌがフ
ェースアップにテープキャリア２にボンディングされて
いる。

第４図において、１０は、表面に回路部品８が実装され
、所定の個所にテープキャリア２を実装すべく、貫通孔
１３を設けた硝子繊維入りエポキシ樹脂等よりなるプリ
ント配線板である。

半導体チップ１を組み込んだテープキャリア２は、半導
体チップ１が貫通孔１３に挿入され、それぞれのリード
４の外側端部が、プリント配線板１０の表面に形成され
た導体パターン１２の端末に重畳され、熱圧着手段によ
りボンディングされることで、プリント配線板１０に実
装されている。

７は、例えばエポキシ系樹脂等よりなる流動性が大きい
、熱硬化性の封止剤であって、半導体チップｌ上に注入
されて加熱（はぼ１５０°Ｃ）されることで硬化して半
導体チップ１の表面を覆っている。

１５は、上部が開口した箱形の、例えば鉄・ニッケル・
コバルト合金（商品名コバール）よりなる金属ケースで
あって、ハーメチックシールされた端子１７が底板に植
立している。

５は、熱導電性の良い金属板を側面視台形に折り曲げて
、上面が水平状態で伸縮可能な放熱スタットであって、
下面を半田付は或いは接着剤で接着することで、金属ケ
ース１５の底板の所望の位置に固着されている。

金属ケース１５に植立したそれぞれの端子１７に、間隔
管１８を外嵌する。そしてスルーホールを端子１７の先
端を挿入し間隔管１８の上端面に載せ、端子１７とスル
ーホールとを半田付けすることで、上述のようにテープ
キャリア２を実装したプリント配線板１０を金属ケース
１５に収容・固着している。

なお、予め放熱スタット５の上面に熱伝達率が大きい接
着剤６を塗布しておくことで、半導体チップ１の裏面は
放熱スタット５の上面に接着されている。

また、金属ケース１５の開口は、蓋１６で塞がれている
。

したがって、半導体チップ１が発生する熱は、放熱スタ
ット５を介して金属ケース１５に伝達され、金属ケース
１５の表面から外部に放出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、封止剤が流動性が大きく、且つ半導体チ
ップの表面が小さく平坦であるので、封止剤が半導体チ
ップの表面から流出し、封止の信頼度が低いという問題
点があった。

また、半導体チップの裏面が放熱スタットに接着されて
いるために、半導体チップの裏面に電源供給したり、或
いは裏面をアース層とすることが困難であるという問題
点があった。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、半導
体チップの発生熱が効率よく外部放出されるとともに、
半導体チップの封止の信頼度が高く、且つ半導体チップ
の裏面に電源を供給したり、或いは裏面をアース層とす
ることが容易な半導体装置の実装構造を提供することを
目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、第１図に例示し
たように、半導体チップ１がフェースアップにボンデン
グされたテープキャリア２と、半導体チップ１を搭載す
る凹部を有する金属器２０と、金属ケース１５に収容さ
れたプリント配線板１０と、放熱スタット５とを備えた
構成とする。

半導体チップ１は、裏面が導電性接着剤２５を介して凹
部２１の底面に密着搭載されるとともに、金属器２０の
凹部に充填された封止剤７によりコートされるものとす
る。

テープキャリア２は、リード４の外側端部がプリント配
線板１０の導体パターン１２に接続されるものとする。

金属器２０は、プリント配線板１０の貫通孔に挿入され
、外周に設けたフランジがプリント配線板１０のランド
１１に密着されるものとする。

そして放熱スタット５は、下面が金属ケース１５の底板
に、上面が金属器２０の底面にそれぞれ導電性接着剤を
介して密着されるものとする。

〔作用〕

上述のように半導体チップ１は金属器２０の凹部に搭載
されている。したがって封止剤７を半導体チップ１の表
面に注入すると、封止剤７が凹部２１に充満し、外へは
流出しない。よって、半導体チップｌの表面が確実に封
止剤７によってコートされるので、湿気、塵埃、その他
の環境条件等から半導体チップが保護される。

また、半導体チップの発生熱は、熱抵抗が小さい金属皿
、放熱スタット、を経て広表面積の金属ケースに伝達さ
れる。したがって、半導体チップの上昇温度が所定温度
以下に・抑制される。

一方、プリント配線板１０のランド１１を、プリント配
線板１０のアースパターンに接続することで、ランド−
金属皿−半導体チツブの裏面というアース回路ができ、
半導体チップの裏面がアース層となる。よって、半導体
チップの信号の高速化が推進される。

また、プリント配線板１０のランド１１を、プリント配
線板１０の電源パターンに接続することで、ランド−金
属皿−半導体チツブの裏面という電源供給回路が構成さ
れる。よって、プリント配線板１０から直接半導体チッ
プの裏面に電源を供給することができる。

〔実施例〕

以下図を参照しながら、本発明を具体的に説明する。な
お、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

第１図は本発明の実施例の断面図、第２図の（ａ）。

（ｂ）、　（Ｃ）は本発明の組立工程を示す図である。

本発明の半導体装置は、第１図に示すように、半導体チ
ップ１がフェースアップにボンデングされたテープキャ
リア２と、半導体チップｌを搭載する凹部２１を有する
金属器２０と、金属ケース１５に収容され、テープキャ
リア２が実装されたプリント配線板１０と、金属器２０
と金属ケース１５の底板との間に固着された放熱スタッ
ト５と、半導体チップ１をコートする封止剤７等で構成
されたものである。

半導体チップｌは、テープキャリア２の下方から枠形の
樹脂フィルム３のチップ用ホール内に挿入され、その電
極がテープキャリア２の対応するリード４の内側端部に
熱圧着されることで、フェースアップにテープキャリア
２にボンディングされている。

２０は、銅系金属或いはアルミニウム等よりなる金属皿
であって、上面には半導体チップｌがすっぽりと入り込
む凹部２１を有し、外周には、外形寸法がプリント配線
板１０に設けた貫通孔１３の内形寸法よりも大きいフラ
ンジを有する。

プリント配線板１０には、金属皿本体を挿入し得る内寸
法の貫通孔１３を有し、プリント配線板１００表面で貫
通孔１３の周縁には、第２図（Ｃ）に図示したように、
銅箔よりなるランド１１を設けである。

ランドｌｌは、電源パターンまたはアースパターンに接
続されている。

上部が開口した箱形の金属ケース１５の底板には、ハー
メチックシールされた端子１７を植立させ、端子１７に
の金属ケース側には、間隔管１８を外嵌させである。

熱導電性の良い金属板を側面視台形に折り曲げて、上面
が水平状態で伸縮可能な放熱スタット５は、下面を半田
付は或いは接着剤で接着することで、金属ケース１５の
底板の所望の位置に固着しである。

一方、テープキャリア２と金属皿２０とは、詳細を第２
図（ａ）に示したようにして組み合わせられている。

即ち、半導体チップＩの裏面は、凹部２Ｉの底面。

に導電性接着剤２５によって接着され、樹脂フィルム３
の下面は金属皿２０のフランジの上面に接着剤によって
接着されている。

そして、第２図（ｂ）に図示したように、封止剤７を半
導体チップｌの表面に注入し、凹部２１に充満させるこ
とで、半導体チップ１を封止剤７でコートしている。

詳細を第２図（Ｃ）に示したように、テープキャリア２
は、金属皿２０が貫通孔１３に挿入されフランジがラン
ド１１に係止した状態で、ランド１１とフランジの下面
が導電性接着剤による接着か、或いは半田付け、または
熱圧着等の手段により密接に固着され、テープキャリア
２のそれぞれのリード４の外側端部は、プリント配線板
１０の対応する導体パターン１２に熱圧着して接続され
ている。

このようにテープキャリア２を実装したプリント配線板
１０は、スルーホールを対応する端子１７の先端に挿入
して間隔管１８の上端面に載せ、端子１７とスルーホー
ルとを半田付けすることで、金属ケース１５に収容・固
着されている。

している。

なお、予め放熱スタット５の上面に熱伝達率が大きい接
着剤を塗布しておくことで、金属皿２０の裏面が放熱ス
タット５の上面に接着されている。

また、金属ケース１５の開口は、蓋１６で塞がれている
。

上述のように、半導体チップｌの表面が確実に封止剤７
によってコートされるので、湿気、塵埃。

その他の環境条件等から半導体チップが保護されている
。

また、半導体チップの発生熱は、熱抵抗が小さい金属皿
２０．放熱スタット５を経て床裏面積の金属ケース１５
に伝達され、金属ケース１５の表面から外部に放出され
る。

一方、プリント配線板１０のランド１１を、プリント配
線板１０のアースパターンに接続することで、ランド１
１−金属皿２〇−半導体チツブ１の裏面というアース回
路ができ、半導体チップの裏面がアース層となる。

また、プリント配線板１０のランド１１を、プリント配
線板１０の電源パターンに接続することで、ランド１１
−金属皿２〇−半導体チツブｌ裏面という電源供給回路
が構成される。

〔発明の効果〕

上述のようにテープキャリアにフェースアップにボンデ
ングした半導体チップは裏面を金属皿に固着して金属皿
に収容し、テープキャリアはプリント配線板に実装する
ようにしたことで、半導体チップの発生熱が効率よく金
属皿、放熱スタットを経て金属ケースに伝達され外部放
出されるとともに、半導体チップの封止の信頼度が向上
するという実用上で優れた効果がある。

また、ランドを電源パターンに接続することで、半導体
チップの裏面に電源を供給することができ、一方、ラン
ドをアースパターンに接続することで、裏面をアース層
とすることができ半導体チップの信号の高速化が推進さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面図、 第２図の（ａ）、（ハ）、（Ｃ）は本発明の組立工程を
示す図、 第３図はテープキャリアの斜視図、 第４図は従来例の断面図である。 図において、 ｌは半導体チップ、 ２はテープキャリア、 ３は樹脂フィルム、 ４はリード、 ５は放熱スタット、 ７は封止剤、 １０はプリント配線板、 １１はランド、 １２は導体パターン、 １３は貫通孔、 １５は金属ケース、 １７は端子、 ２０は金属皿、 ２１は凹部、 ２５は導電性接着剤をそれぞれ示す。 デーフ゛ｈリア テープキャリアのＭ視図 ＄３記 （α） （ｂ） 従来例の断面図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体チップ（１）がフェースアップにボンデングされ
   たテープキャリア（２）と、該半導体チップ（１）を搭
   載する凹部を有する金属皿（２０）と、金属ケース（１
   ５）に収容されたプリント配線板（１０）と、放熱スタ
   ット（５）とを、備えた半導体装置であって、 該半導体チップ（１）は、該凹部（２１）に充填された
   封止剤（７）によりコートされたものであり、該テープ
   キャリア（２）は、リード（４）の外側端部が該プリン
   ト配線板（１０）の導体パターンに接続されたものであ
   り、 該受け皿（２０）は、該プリント配線板（１０）の貫通
   孔に挿入され、外周に設けたフランジが該プリント配線
   板（１０）のランド（１１）に密着されたものであり、 該放熱スタット（５）は下面が該金属ケース（１５）の
   底板に、上面が該受け皿（２０）の底面に、それぞれ密
   着されたものであることを特徴とする半導体装置の実装
   構造。