JPH10256413A

JPH10256413A - 半導体パッケージ

Info

Publication number: JPH10256413A
Application number: JP9056693A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Iwase; 暢男岩瀬; Hironori Asai; 博紀浅井; Kazuo Kimura; 和生木村; Hideki Yamaguchi; 秀樹山口
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミックスパッケージの優れた電気特性を
損うことなく、より一層の配線高密度化と放熱性の向上
した半導体パッケージを実現する。【解決手段】半導体素子６を搭載した第１のセラミッ
クス基板２上に、半導体素子６の電極パッドと接続され
る導体層９を形成した樹脂フィルム１０を結合する。こ
の樹脂フィルム１０に設けられた導体層９で信号配線を
取り回すことによって、信号配線の配線幅および配線間
距離を大幅に短縮でき、パッケージ内配線の高密度化お
よびパッケージ外形の小形化を図る。また、樹脂フィル
ム１０の上面側に第２のセラミックス基板１５を接合
し、半導体素子６の熱を上下の各セラミックス基板２，
１５によって半導体パッケージの上下両面側より放散す
ることで、半導体パッケージの放熱性をより高めること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス基板
を用いた半導体パッケージに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ、ＵＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の半導体
素子が搭載されるセラミックスや樹脂等の絶縁性材料か
らなる各種のパッケージは、半導体素子の高集積化、高
速化、大消費電力化、大型チップ化等により、高密度
化、高速対応化、高放熱性化の傾向にある。また、半導
体素子の用途も、ワークステーション、パーソナルコン
ピュータ、ミニコンピュータ、大型コンピュータ等の産
業用から、携帯用機器、プリンタ、コピー、カメラ、テ
レビ、ビデオ等の電子機器まで多くの範囲に広がり、半
導体素子の性能自体も向上している。

【０００３】上述したような高性能、高集積な半導体素
子を搭載するパッケージには、具体的には半導体素子と
多端子・狭ピッチで接続ができること、配線密度が高い
こと、放熱性がよいこと、高速信号を扱うことができる
こと、パッケージの入出力端子自体を多端子・狭ピッチ
化できること等が求められている。さらに、これらの条
件を満足する高性能なパッケージを高信頼性の下で簡易
な工程で安価に作製する技術が求められている。

【０００４】パッケージと半導体素子との多端子・狭ピ
ッチによる接続方法としては、ワイヤボンディング法、
ＴＡＢ法、フリップチップ法等がある。また、このよう
な接続技術を有効に機能させる上で、パッケージ側も狭
ピッチ・多端子のインナーリード部分が必要であると共
に、プリント基板等の実装ボードとパッケージとの接続
を多端子・狭ピッチ化した上で、接続部の信頼性を高め
ることが必要になっている。また、前述したようにＬＳ
Ｉの高速化により、パッケージの電気特性も十分に考慮
する必要が生じている。

【０００５】このようにパッケージの多端子・狭ピッチ
化や電気特性の向上が求められていることから、パッケ
ージ構造は従来のピン挿入型やＱＦＰ(Quad Flat Packa
ge）等の表面実装型からＢＧＡ(Ball Grid Array) 構造
に移行しつつある。パッケージの入出力端子として半田
ボール等を用いたＢＧＡパッケージは、接続距離の短縮
が図れ、接続部のインダクタンスによる高速信号の反射
や遅延等が抑制できる等の利点を有する。また、ＢＧＡ
は半田ボールによる接続距離の短縮に加えて、ボール端
子により狭ピッチ・多端子化が容易であり、さらにこの
狭ピッチ・多端子化はパッケージサイズそのものを縮小
化し、実装ボードへの実装密度の向上、配線の寄生容
量、インダクタンス、抵抗等の低減による電気特性の向
上、パッケージの小型化による高周波特性の改善等が期
待できる。

【０００６】また、放熱性に関しては、ＬＳＩの高速化
等に伴って消費電力が向上し、発熱量は年々増加する傾
向にあることから、パッケージを高放熱性化することが
求められている。パッケージの放熱性を高めるために
は、パッケージ本体としてセラミックス基材を用いるこ
とが有効である。セラミックスパッケージ、特にＢＧＡ
構造のセラミックスパッケージは、高放熱性と優れた電
気特性を有し、かつ多端子・狭ピッチ化が可能なパッケ
ージであり、高速・高集積化された半導体チップ用のパ
ッケージとして期待されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
セラミックス製パッケージは、セラミックス多層配線基
板内の配線層により主として信号配線を取り回している
ことから、パッケージ内配線の高密度化に限界があると
共に、半導体素子との接合部分の配線ピッチの狭小化に
も限界があるという難点があり、また、半導体素子の高
速化、発熱量の増大化に対して放熱性のより一層の向上
が求められている。

【０００８】本発明は、このような課題に対処するべく
なされたもので、セラミックスパッケージの優れた電気
特性を損うことなく、より一層の配線高密度化と放熱性
の向上を実現した半導体パッケージを提供することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体パッケージは、請求項１に記載した
ように、内部配線が設けられた第１のセラミックス基板
と、内部配線と接続された導体が設けられた樹脂基材
と、樹脂基材の導体と電気的に接続された半導体素子
と、樹脂基材の第１のセラミックス基板との接合面の反
対の面に接合された第２のセラミックス基板とを具備す
ることを特徴とするものである。

【００１０】本発明の半導体パッケージにおいては、パ
ッケージ本体となる第１のセラミックス基板上に樹脂基
材を接合し、この樹脂基材に、例えばパターニングされ
た銅箔等からなる導体を設けている。このような導体で
信号配線を取り回すことによって、信号配線の配線幅お
よび配線間距離を大幅に短縮することができる。従っ
て、パッケージ内配線の高密度化およびパッケージ外形
の小形化を図ることができる。

【００１１】また、本発明の半導体パッケージにおいて
は、樹脂基材の第１のセラミックス基板との接合面の反
対の面に放熱用の基板として第２のセラミックス基板を
接合している。したがって、半導体素子の動作に伴って
発生した熱は第１及び第２のセラミックス基板によって
半導体パッケージの上下両面より放散され、これにより
放熱性により一層優れた半導体パッケージが得られると
共に、熱応力による基板の反りを減少させることが可能
となる。

【００１２】さらに、樹脂基材の上面に第２のセラミッ
クス基板を接合することによって、半導体パッケージの
上面を平坦化することが可能となり、その上に放熱フィ
ンを容易に取り付けることが可能となる。さらに、樹脂
基材の上面に接合する第２のセラミックス基板として額
縁形状つまり半導体素子の搭載位置にあたる中央部をく
り抜いた形状のものを用いることで、そのくり抜き部を
半導体素子を樹脂でポッティングする際のダムとして利
用することが可能となり、ポッティング作業を容易化す
ることが可能となる。

【００１３】また、請求項２に記載されるように、樹脂
基材の上面に接合される放熱用の基板としては、セラミ
ックス基板に代えて、熱伝導率の高い金属基板、例え
ば、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金等の金属基板を使
用することが可能である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。

【００１５】図１は本発明の半導体パッケージの一実施
形態の概略構造を示す断面図であり、図２はその要部拡
大断面図である。これらの図に示す半導体パッケージ１
は、パッケージ本体として第１のセラミックス基板２を
有している。このセラミックス基板２には窒化アルミニ
ウム（ＡｌＮ）焼結体、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）焼結
体、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）焼結体、炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）焼結体、窒化ホウ素（ＢＮ）焼結体、低温焼結ガラ
スセラミックス等、各種のセラミックス材料を使用する
ことができる。これらのうち、特に窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）焼結体と窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）焼結体は
熱伝導率が大きく電気的特性も良好で、半導体パッケー
ジ１の高放熱性化を図る上で好ましい材料である。な
お、他のセラミックス材料についても、搭載する半導体
素子の種類や用途等に応じて適宜使用し得る。

【００１６】パッケージ本体を構成するセラミックス基
板２は平板形状を有しており、その内部にはバイアホー
ル型の内部配線層３が設けられている。このバイアホー
ル型内部配線層３の両端にはそれぞれランド４、５が設
けられている。ここで、内部配線層３としてはバイアホ
ールのみに限らず、印刷配線層等を併用することも可能
であるが、本発明の半導体パッケージにおいては後述す
る樹脂基材に設けた導体層で信号配線を取り回すことが
できるため、セラミックス基板２の内部配線層はバイア
ホール型内部配線層３のみとすることが好ましい。これ
により、パッケージ本体としてのセラミックス基板２の
製造コストや製造工数を大幅に低減することができる。

【００１７】上記したようなセラミックス基板２は、ま
ずセラミックスグリーンシートにバイアホール型内部配
線層３となるスルーホールを形成し、このスルーホール
内にタングステンペースト等の導体ペーストを充填する
と共に、ランド４、５となる印刷層を形成した後、セラ
ミックス材料に応じた雰囲気中で焼成することによっ
て、バイアホール型内部配線層３およびランド４、５等
を有するセラミックス基板２が得られる。セラミックス
グリーンシートは複数枚使用してもよい。なお電源層や
接地層等の配線層については、セラミックス基板２内に
形成してもよく、この場合にはセラミックス基板２に多
層構造のセラミックス基板を使用する。

【００１８】セラミックス基板２の上面側には、半導体
素子６がろう材、半田、ガラス系接着剤等の接合材層７
を介して接合搭載されている。半導体素子６はポッティ
ング樹脂８で封止される。

【００１９】また、セラミックス基板２の上面には、導
体層９を有する樹脂フィルム１０が接着剤層１１を介し
て接合されている。接着剤層１１には、熱硬化性樹脂シ
ート、熱硬化性樹脂ペースト、エポキシ樹脂ペースト、
ポリイミド樹脂ペースト等を使用することができる。樹
脂フィルム１０に設けられた導体層９は、ボンディング
ワイヤ１２を介して半導体素子６の電極パッドと電気的
に接続され、さらにセラミックス基板２の上面側ランド
４と接続されている。

【００２０】樹脂フィルム１０の導体層は、詳細には、
図２に示したように、樹脂フィルム１０の上面側に形成
された上側導体層９ａと、樹脂フィルム１０の下面側に
形成された下側導体層９ｂと、これらの間を電気的に接
続する内部導体層９ｃとを有している。上側導体層９ａ
および下側導体層９ｂは、例えば銅箔のような厚さ50μ
m 以下程度の金属箔からなるものであり、所望の配線形
状に応じてパターニングされている。この際、信号配線
の取り回しは上側導体層９ａと下側導体層９ｂの双方で
行ってもよいし、また下側導体層９ｂはランドの形成の
みとしてもよい。下側導体層９ｂ上（ランド上）に
は、セラミックス基板２の上面側ランド４の位置に対応
させて、例えばＡｇエポキシ系ペースト、Ａｕエポキシ
系ペースト、Ａｇポリイミド系ペースト等により、高さ
80μm 程度の接続用突起１３が形成されている。接続用
突起１３は、Ａｕボール、Ｐｂ−Ｓｎ系共晶半田ボー
ル、Ｉｎ系半田ボール等を接合して形成することもでき
る。なお、セラミックス基板２の上面側ランド４上に、
同様な接続用突起を形成しておいてもよい。そして、樹
脂フィルム１０の導体層９とセラミックス基板２の上面
側ランド４とは、樹脂フィルム１０側の接続用突起１３
を上面側ランド４に突き当て、これを熱圧着する等によ
って電気的に接続されている。樹脂フィルム１０とセラ
ミックス基板２との機械的な接合は、基本的には接着剤
層１１が担っている。

【００２１】上述した導体層９および接続用突起１３を
有する樹脂フィルム１０は、例えば以下のようにして作
製することができる。すなわち、まず厚さ50μm 程度の
銅箔を上側導体層９ａの形成材料として用意し、その表
面にセラミックス基板２の上面側ランド４の位置に対応
させて、銀等により内部導体層９ｃとなる例えば高さ80
μm 程度の突起を形成する。この突起を形成した銅箔
と、例えば液晶ポリマーからなる厚さ50μm 程度の樹脂
フィルム１０と、さらに下側導体層９ｂとなる同様な厚
さの銅箔とを重ね合わせ、突起の先端が樹脂フィルム１
０を突き破って、下側導体層９ｂとなる銅箔と電気的に
接続するように熱圧着する。熱圧着は銅箔と液晶ポリマ
ーフィルム等との密着強度が保たれるような条件下で実
施する。

【００２２】そして、両面の銅箔をそれぞれ所望の配線
形状となるようにエッチングし、上側導体層９ａには所
望の配線パターンを、また下側導体層９ｂには少なくと
もランドを形成する。この後、下側導体層９ｂによるラ
ンド上に、上述したような接続用突起１３を形成するこ
とによって、上述した上側導体層９ａ、下側導体層９ｂ
および内部導体層９ｃを有する導体層９と接続用突起１
３とが設けられた樹脂フィルム１０が得られる。

【００２３】導体層９および接続用突起１３を有する樹
脂フィルム１０の上面側には、半導体素子６の動作に伴
って生じた熱を半導体パッケージの上面側に放散するた
めの第２のセラミックス基板１５が接着剤層１４を介し
て接合されている。この第２のセラミックス基板１５と
しては第１のセラミックス基板２の同一材料、例えば窒
化アルミニウム（ＡｌＮ）焼結体、窒化ケイ素（Ｓｉ₃
Ｎ₄）焼結体、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）焼結体、低温焼
結ガラスセラミックス、その他の各種セラミックス材料
を使用することができる。これらのうち、特に窒化アル
ミニウム（ＡｌＮ）焼結体と窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）
焼結体は熱伝導率が大きいことから、半導体パッケージ
１の高放熱性化を図る上で好ましい。なお、接着剤層１
４には、熱硬化性樹脂シート、熱硬化性樹脂ペースト、
エポキシ樹脂ペースト、ポリイミド樹脂ペースト等を使
用することができる。第２のセラミックス基板１５はそ
の中央部の半導体素子６の搭載位置に半導体素子６のサ
イズよりひとまわり大きい窓部１５ａを開設してなるも
のであり、この窓部１５ａによって半導体素子６を樹脂
でポッティングする際のダムが形成されている。

【００２４】一方、第１のセラミックス基板２の下面側
ランド５には、例えば半田によって、例えばＰｂ−Ｓｎ
系半田ボールやＩｎ系半田ボールのような導体ボール１
６が接続固定され、この導体ボール１６により半導体パ
ッケージのボール端子が構成されている。なお、導体ボ
ール１６としては、金属ボールや金属コーティング樹脂
ボール等、少なくとも表面部が導電性を有する各種の導
体ボールも使用することができる。

【００２５】ここで、一部のボール端子１６ａは、バイ
アホール型内部配線層３と電気的に接続された下面側ラ
ンド５と電気的に接続され、外部接続端子としての機能
が与えられているが、その他のボール端子１６ｂはバイ
アホール型内部配線層３の位置に関係なく形成されてい
る。この電気的な接続関係を有しないボール端子１６ｂ
は、放熱用のダミーボールいわゆるサーマルボールであ
り、半導体パッケージ１を実装する実装ボードとの接合
面積の拡大に寄与する。

【００２６】ボール端子１６ａ、１６ｂは、例えば下面
側ランド５の表面にＮｉ／Ａｕメッキ等を施した後、各
スルーホール内にＳｎ−Ｐｂ共晶半田ペースト等を印
刷、充填し、この半田ペースト上にＳｎ−Ｐｂ共晶半田
ボール（例えば 95%Ｐｂ共晶半田ボール）等からなる導
体ボール１６を載せ、半田ペーストを溶融させて接合す
ることにより形成することができる。

【００２７】以上のように構成された本実施形態の半導
体パッケージ１は、例えば多層プリント基板等の実装ボ
ード上に実装される。この際、半導体パッケージ１の外
部接続端子としてのボール端子１６ａは、実装ボードの
配線層と電気的に接続され、以て半導体実装部品が構成
される。

【００２８】上述した実施形態の半導体パッケージ１に
おいては、樹脂フィルム１０に設けた導体層９で主に信
号配線を取り回している。このような導体層９には上述
したように、銅箔等の厚さが10μm 以下というような金
属箔を使用することができるため、これをエッチングし
てパターニングすることにより、例えば配線幅が30μm
、配線間距離が20μm というような高密度配線を実現
することができる。従って、入出力数の多い半導体素子
６であっても信号配線を容易に取り回すことができるだ
けでなく、パッケージサイズそのものを小形化すること
が可能となる。また、半導体素子６とパッケージ側のイ
ンナーリード部とを狭ピッチで接続することが可能とな
る。

【００２９】また、本実施形態では、第１のセラミック
ス基板２の内部配線層をバイアホール型内部配線層３の
みとすることができるので、内部に複雑な多層配線を形
成していた従来のセラミックス多層配線基板に比べて、
セラミックス基板２自体の製造コストおよび製造工数を
大幅に低減することができ、ひいては半導体パッケージ
１の製造コストを低減することが可能となる。

【００３０】さらに、本実施形態では、半導体素子６が
接合材層７を介してセラミックス基板２上に接合搭載さ
れているため、半導体素子６の動作に伴って生じた熱を
第１のセラミックス基板２の裏面より放散させることが
できると共に、第１のセラミックス基板２に伝達された
熱は樹脂フィルム１０の上面側に接合した第２のセラミ
ックス基板１５を通じてその上面からも放散されるの
で、放熱性により優れた半導体パッケージを実現するこ
とができる。

【００３１】ここで、半導体素子６で発生した熱は概し
て、半導体素子６と接しているパッケージ本体へと分散
されて放熱される。この際、パッケージ本体の熱伝導率
により放熱性が異なる。例えば、パッケージ本体が樹脂
からなる場合、例えばポリイミド樹脂の熱伝導率は0.12
〜 0.2W/m K であり、半導体素子を構成しているシリコ
ンの熱伝導率よりかなり劣ることもあって、半導体素子
で発生した熱のポリイミド樹脂からの放熱は期待でき
ず、半導体素子に熱がこもることになる。このため、熱
により半導体素子が誤動作するおそれが大きい。

【００３２】これに対し、この実施形態の半導体パッケ
ージ１では、上記したように半導体素子６をセラミック
ス基板２上に接合搭載しているおり、このセラミックス
基板２の構成材料の一つとして挙げられるＡｌＮ焼結体
の場合、例えば170W/m Kと樹脂の1000倍以上の熱伝導率
が実現できることから、半導体素子６で発生した熱をパ
ッケージ本体としての第１のセラミックス基板２に良好
に分散させることができる。また、第１のセラミックス
基板２からは表面放熱、さらには上述したように導体ボ
ール１６を介して実装ボードへの放熱が期待できると共
に、樹脂フィルム１０の上面側に接合した第２のセラミ
ックス基板１５からの表面放熱が達成される。したがっ
て、半導体素子６で発生した熱を良好に放散することが
でき、半導体素子６の誤動作等を防止することが可能と
なる。

【００３３】さらに、本実施形態の半導体パッケージ１
では、第２のセラミックス基板１５の半導体素子６の搭
載位置にあたる中央部をくり抜いて設けた窓部１５ａ
を、半導体素子６を樹脂でポッティングする際のダムと
して利用することが可能となり、これによりポッティン
グ樹脂８の外形が不揃いになる心配がなく、ポッティン
グ作業を容易化することができる。

【００３４】また、本実施形態によれば、樹脂フィルム
１０の上面側に接合した第２のセラミックス基板１５に
より上面が平坦な半導体パッケージ１が実現されるの
で、図３に示すように、半導体パッケージ１の上面への
放熱フィン１７の取り付けが容易になるという利点も生
じる。

【００３５】次に、本発明の半導体パッケージの他の実
施形態について、図４を参照して説明する。

【００３６】図４に示す半導体パッケージ２１は、フリ
ップチップ構造の半導体素子２６を搭載対象としたパッ
ケージであり、前述した実施形態と同様な材料からなる
第１のセラミックス基板２２の上面側には、半導体素子
２６を収容するキャビティ２２ａが形成されている。そ
して、このキャビティ２２ａ内にはフリップチップ構造
の半導体素子２６が、その裏面がキャビティ２２ａの底
面すなわち第１のセラミックス基板２２と直接接するよ
うに収容されている。

【００３７】半導体素子２６はキャビティ２２ａ内の底
面に、ろう材、半田、ガラス系接着剤等の接合材を用い
て接合してもよいが、単にセラミックス基板２２と接触
しているだけであっても、半導体素子２６からセラミッ
クス基板２２への放熱性を十分に確保することができ
る。この実施形態では、半導体素子２６はキャビティ２
２ａ内に収容されているだけである。

【００３８】上述した第１のセラミックス基板２２の上
面側には、前述した実施形態と同様に、導体層２９を有
する樹脂フィルム３０が接着剤層３１を介して接合固定
されている。そして、樹脂フィルム３０と第１のセラミ
ックス基板２２とは、前述した実施形態と同様にして電
気的および機械的に接続されており、また半導体素子２
６と樹脂フィルム３０についても同様に電気的および機
械的に接続されている。なお、この実施形態における樹
脂フィルム３０には、一方面すなわち下面のみに導体層
２９が形成されている。この導体層２９には第１のセラ
ミックス基板２２の上面側ランド２４および半導体素子
２６のバンプ端子２６ａの各位置に対応させて接続用突
起３３がそれぞれ形成されている。

【００３９】樹脂フィルム３０の上面側には、前述した
実施形態と同様に、半導体素子２６の動作に伴って生じ
た熱を半導体パッケージの上面側に放散するための第２
のセラミックス基板３５が接着剤層３４を介して接合さ
れている。

【００４０】一方、第１のセラミックス基板２２の下面
側ランド２５には、例えば半田によって導体ボール３６
が接続固定され、この導体ボール３６により半導体パッ
ケージのボール端子が構成されている。

【００４１】この実施形態の半導体パッケージ２１にお
いては、まず半導体素子２６を第１のセラミックス基板
２２のキャビティ２２ａ内に収容することによって、フ
リップチップ構造の半導体素子２６の電極パッドへの電
気的な接続を容易にした上で、半導体素子２６と第１の
セラミックス基板２２とが直接接触した状態を実現して
いる。これにより、半導体素子２６の動作に伴って生じ
た熱を、半導体素子２６の裏面から第１のセラミックス
基板２２に直接分散させることができる。また、第１の
セラミックス基板２２に伝達された熱は、樹脂フィルム
３０の上面側に接着剤層３４を介して接合された第２の
セラミックス基板３５の表面からも放熱されるので、放
熱性により優れたフリップチップ対応の半導体パッケー
ジを実現することができる。

【００４２】なお、以上の実施形態では、パッケージ上
面側の放熱性を高めるために樹脂フィルムの上面側に接
合する基板としてセラミックス基板を使用したが、この
セラミックス基板に代えて熱伝導率の高い金属基板、例
えば、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金等の金属基板を
使用してもよい。

【００４３】また、各図に示した半導体パッケージの部
分構造は、それぞれ自由に組合せて使用し得るものであ
る。また、上記した実施形態では本発明をＢＧＡパッケ
ージに適用した例について説明したが、本発明はＬＧＡ
パッケージやＰＧＡパッケージ等への適用を必ずしも除
くものではない。

【００４４】

【実施例】次に、本発明に係る実施例を説明する。

【００４５】第１のセラミックス基板として、直径 0.6
ｍｍの電気的導通のある貫通孔（バイアホール）を1.27
ｍｍピッチで 600個格子状に設けた厚さ 0.6ｍｍ，縦横
35×35ｍｍの窒化アルミニウム基板を用意した。この窒
化アルミニウム基板上に、貫通孔の位置と同一部位に電
極を有し、上面に半導体素子の電極パッドと接続される
配線を形成した厚さ0.10ｍｍの液晶ポリマーフィルムを
シート状のエポキシ樹脂接着剤により接合した。さら
に、液晶ポリマーフィルム上に第２のセラミックス基板
として額縁状の窒化アルミニウム基板をシート状のエポ
キシ樹脂接着剤で接合した。窒化アルミニウムとして
は、酸化イットリウム、炭酸カリシウム等の焼結助剤を
少量添加したものを用いた。

【００４６】次に、この額縁状の窒化アルミニウム基板
の中央部に開設した窓部を通じて、第１のセラミックス
基板である窒化アルミニウム基板上に半導体素子を銀ポ
リイミド接着剤で接合後、線径30μｍのアルミニウムで
ワイヤボンディングを実施した。ワイヤボンディング後
に中央部の空洞内にエポキシ系ポッティング剤を注入し
て半導体外囲器を作製した。さらに、第１のセラミック
ス基板である窒化アルミニウム基板の電極部に半田ボー
ルを形成し、ＢＧＡ構造のセラミックスパッケージを完
成させた。

【００４７】このようにして得られた半導体パッケージ
を６層配線プリント基板（Ａ４サイズ）上に実装し、無
風の条件下で熱抵抗を測定した結果、 4℃／Ｗの値が得
られた。これに対し、セラミックス基板上に半導体素子
をマウントしてセラミックス基板と半導体素子の各電極
どうしをボンディングワイヤにより接続した従来の構造
の半導体パッケージ（本発明の樹脂基材と第２のセラミ
ックス基板を持たない構造の半導体パッケージ）の熱抵
抗は 7℃／Ｗであった。また、比較のため、導体層を設
けた樹脂フィルムをセラミックス基板上に接合して樹脂
フィルムの導体層と半導体素子の各電極どうしをボンデ
ィングワイヤにより接続した構造の半導体パッケージ
（本発明の第２のセラミックス基板を持たない構造の半
導体パッケージ）の熱抵抗を測定したところ、 5℃／Ｗ
の値が得られた。

【００４８】また、第１のセラミックス基板である窒化
アルミニウム基板の電極部に半田ボールを接合した後の
ボール高さのばらつきは、前記従来の構造の半導体パッ
ケージでは最大 150μｍであったのに対し、本実施例で
は最大 100μｍにまで低減でき、すなわち、第１のセラ
ミックス基板である窒化アルミニウム基板の反りをおよ
そ50μｍ減少できた。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
セラミックス基板を用いた際の高放熱性特性等を損うこ
となく、信号配線の配線幅および配線間距離を大幅に短
縮した半導体パッケージを実現でき、さらに、放熱性に
おいてより一層優れた半導体パッケージを提供すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体パッケージの一実施形態の概略
構造を示す断面図である。

【図２】図１に示す半導体パッケージの要部拡大断面図
である。

【図３】図１に示す半導体パッケージの変形例の概略構
造を示す断面図である。

【図４】本発明の半導体パッケージの他の実施形態の概
略構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１、２１……ＢＧＡ構造の半導体パッケージ２、２２……第１のセラミックス基板３、２３……バイアホール型内部配線層６、２６……半導体素子９、２９……導体層１０、３０……樹脂フィルム１５、３５……第２のセラミックス基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村和生神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者山口秀樹神奈川県川崎市川崎区日進町７番地１東芝電子エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部配線が設けられた第１のセラミック
ス基板と、前記第１のセラミックス基板上に接合され、前記内部配
線と接続された導体が設けられた樹脂基材と、前記樹脂基材の導体と電気的に接続された半導体素子
と、前記樹脂基材の前記第１のセラミックス基板との接合面
の反対の面に接合された第２のセラミックス基板とを具
備することを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】内部配線が設けられたセラミックス基板
と、前記セラミックス基板上に接合され、前記内部配線と接
続された導体が設けられた樹脂基材と、前記樹脂基材の導体と電気的に接続された半導体素子
と、前記樹脂基材の前記セラミックス基板との接合面の反対
の面に接合された金属基板とを具備することを特徴とす
る半導体パッケージ。
【請求項３】請求項１または２記載の半導体パッケー
ジにおいて、前記セラミックス基板が、窒化アルミニウムまたは窒化
ケイ素であることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項４】請求項１または２記載の半導体パッケー
ジにおいて、前記樹脂基材が、液晶ポリマーからなることを特徴とす
る半導体パッケージ。