JP5169964B2 - モールドパッケージの実装構造および実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体チップをハーフモールドしてなるモールドパッケージを放熱部材に搭載してなる実装構造、および、そのようなモールドパッケージを放熱部材に実装する実装方法に関し、特に、半導体チップの他面をモールド樹脂より直接露出させたものに関する。

従来より、半導体チップをハーフモールドしてなるモールドパッケージ、いわゆるハーフモールド構造のものとしては、半導体チップをヒートシンクの一面側に接着し、そのヒートシンクの他面をモールド樹脂より露出させたものが主流である。そして、このパッケージは、シリコーンゲルなどの熱伝導性部材を介して、外部筐体等の放熱部材に熱的に接続されることにより、半導体チップの熱を放熱するようにしている。

一方で、放熱性に優れ且つ小型化されたハーフモールド構造のパッケージとして、板状の半導体チップの両板面のうちの一面側をモールド樹脂で封止し、当該一面とは反対側の他面を直接、モールド樹脂より露出させるようにしたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００２−２６１８６号公報

本発明者は、上記特許文献１に記載されている半導体チップの他面をモールド樹脂より直接露出させたハーフモールド構造のパッケージを、放熱部材に熱的に接続する実装構造について、検討を行った。

この実装構造は、モールド樹脂より露出する半導体チップの他面を放熱部材の一面に対向させつつ、半導体チップの他面と放熱部材の一面との間に熱伝導性部材を介在させた状態で、当該モールドパッケージを放熱部材の一面に搭載することにより形成される。それにより、熱伝導性部材を介して半導体チップと放熱部材とが熱的に接続される。

しかしながら、この実装構造においては、半導体チップと熱伝導性部材とが直接接触して熱的に接続される放熱経路としては、半導体チップの他面の経路のみであり、充分な放熱性を得ることは難しい。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、半導体チップの他面がモールド樹脂より直接露出しているハーフモールド構造のモールドパッケージを、熱伝導性部材を介して放熱部材に搭載する実装構造において、半導体チップと熱伝導性部材とが直接接触して熱的に接続される放熱経路を増加して、放熱性の向上を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、まず、半導体チップ（１０）の両板面（１１、１２）の外周端部に位置し半導体チップ（１０）の板厚方向に延びる面である側面（１３）が、モールド樹脂（２０）より露出しており、熱伝導性部材（３）は、半導体チップ（１０）の他面（１２）から側面（１３）まで回り込むように配置されて、当該他面（１２）および当該側面（１３）に直接接触しており、熱伝導性部材（３）を介して、半導体チップ（１０）の他面（１２）および側面（１３）と放熱部材（２）とが、熱的に接続されていることを特徴としている。

それによれば、半導体チップ（１０）の他面（１２）に加えて側面（１３）も、熱伝導性部材（３）に直接接触するから、半導体チップ（１０）と熱伝導性部材（３）とが直接接触して熱的に接続される放熱経路を従来よりも増加して、放熱性の向上を図ることができる。

また、請求項１に記載の実装構造は、次のような点も特徴としている。

・モールド樹脂（２０）は半導体チップ（１０）の一面（１１）から側面（１３）の外側に回り込んで他面（１２）側まで配置されており、モールド樹脂（２０）における半導体チップ（１０）の他面（１２）側に位置する外表面（２０ａ）のうち半導体チップ（１０）の他面（１２）に対向する部位には、半導体チップ（１０）の他面（１２）を露出させる開口部（２１）が設けられていること。

・開口部（２１）の底部のうち半導体チップ（１０）の他面（１２）の外側に位置する部位は、半導体チップ（１０）の他面（１２）よりも凹んだ凹み部（２２）となっており、半導体チップ（１０）の側面（１３）は、凹み部（２２）に臨んだ状態でモールド樹脂（２０）より露出していること。

・半導体チップ（１０）の他面（１２）は、モールド樹脂（２０）における半導体チップ（１０）の他面（１２）側に位置する外表面（２０ａ）よりも引っこんでおり、熱伝導性部材（３）は、凹み部（２２）を含む開口部（２１）内に充填されていること。

これらの点を特徴とする本発明の実装構造によれば、熱伝導性部材（３）は、引っこんでいる半導体チップ（１０）の他面（１２）および凹み部（２２）を底部とする開口部（２１）内に充填された状態となるから、この開口部（２１）の外側にはみ出しにくくなる。

さらに、請求項１に記載の発明では、モールド樹脂（２０）内にて、半導体チップ（１０）の一面（１１）には、半導体チップ（１０）よりも小さい板状のアイランド（３１）が接合され、半導体チップ（１０）はアイランド（３１）に支持されており、モールド樹脂（２０）内にて半導体チップ（１０）の周囲には、リード端子（３０）が設けられ、さらに、モールド樹脂（２０）内にて、半導体チップ（１０）の一面（１１）とリード端子（３０）とが、ワイヤ（４０）により接続されていることを特徴としている。

それによれば、半導体チップ（１０）をモールド樹脂（２０）で封止する前に、半導体チップ（１０）をアイランド（３１）によって支持することが可能になるから、製造工程においてモールド封止前の半導体チップ（１０）の取り扱いが容易になる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の実装構造を形成するモールドパッケージ（１）の実装方法であって、以下の各工程を有するものである。

・半導体チップ（１０）の全体をモールド樹脂（２０）で封止した後、モールド樹脂（２０）のうち半導体チップ（１０）の他面（１２）および側面（１３）を封止する部位を、レーザを照射して除去することにより、半導体チップ（１０）の他面（１２）および側面（１３）を露出させる工程。

・続いて、露出した半導体チップ（１０）の他面（１２）および側面（１３）にレーザを照射して、これら各面（１２、１３）を粗化する粗化処理を行う工程。

・しかる後、粗化された半導体チップ（１０）の他面（１２）および側面（１３）と放熱部材（２）との間に熱伝導性部材（３）を介在させつつ、モールドパッケージ（１）を放熱部材（２）の一面（２ａ）に搭載する工程。

これらの工程を有する本製造方法によれば、請求項１に記載の実装構造を適切に製造できるとともに、モールドパッケージ（１）においてモールド樹脂（２０）より露出する半導体チップ（１０）の他面（１２）および側面（１３）の比表面積を増加させることができ、放熱性の向上の点で好ましい。

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。

本発明の第１実施形態に係るモールドパッケージの実装構造を示す概略断面図である。 図１中のモールドパッケージの単体構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。 上記第１実施形態に係るモールドパッケージの実装方法のうちのモールド樹脂除去工程を示す工程図である。 上記第１実施形態における半導体チップの他面とモールド樹脂の底面との位置関係のバリエーションを示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係るモールドパッケージの実装構造の概略断面図である。 上記第２実施形態のモールド樹脂除去工程を示す工程図である。 本発明の第３実施形態に係るモールドパッケージの単体構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。 上記第３実施形態の他の例としてのモールドパッケージを示す概略断面図である。 本発明の第４実施形態に係るモールドパッケージの実装構造を示す概略断面図である。 上記第４実施形態に係るモールドパッケージの製造方法における（ａ）モールド樹脂除去工程、（ｂ）ダイシング工程を示す工程図である。 上記第４実施形態の他の例としてのモールドパッケージを示す概略断面図である。 本発明の他の実施形態に係るモールドパッケージの概略断面図である。 本発明の他の実施形態に係るモールドパッケージの概略断面図である。

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。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るモールドパッケージ１を放熱部材２に搭載したモールドパッケージ１の実装構造を示す概略断面図である。また、図２は、図１中のモールドパッケージ１の単体構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。なお、図２（ａ）では、モールド樹脂２０の外形を一点鎖線で示し、モールド樹脂２０を透過してモールド樹脂２０の内部に位置する構成要素を示している。

本実施形態のモールドパッケージ１は、大きくは、板状の半導体チップ１０の両板面１１、１２のうちの一面１１側をモールド樹脂２０で封止し、他面１２をモールド樹脂２０より露出させたハーフモールド構造を有するものである。

このモールドパッケージ１は、モールド樹脂２０より露出する半導体チップ１０の他面１２を放熱部材２の一面２ａに対向させつつ、放熱部材２の一面２ａに搭載されている。そして、半導体チップ１０の他面１２と放熱部材２の一面２ａとの間に、熱伝導性を有する熱伝導性部材３を介在させ、この熱伝導性部材３を介して半導体チップ１０と放熱部材２０とが熱的に接続されている。

半導体チップ１０は、シリコン半導体などの半導体チップに、たとえば一般的な半導体プロセスによりトランジスタなどの素子を形成したＩＣチップなどが挙げられる。この半導体チップ１０は板状をなすが、ここでは一般的な半導体チップと同様、矩形板状をなしている。ここで、半導体チップ１０の両板面１１、１２とは、半導体チップ１０における表裏の面１１、１２つまり、板厚方向に直交する２個の主面１１、１２である。

また、半導体チップ１０の周囲には、リード端子３０が設けられている。ここでは、リード端子３０は、一端部側を半導体チップ１０に対向させつつ、他端部側が半導体チップ１０とは反対側に延びるように配置されたものとされている。ここでは、リード端子３０は複数本設けられており、これら複数本のものが半導体チップ１０を中心として放射状をなすように設けられている。

このリード端子３０は、Ｃｕや４２アロイなどの一般的なリードフレーム材料よりなり、導電性を有するものである。そして、モールド樹脂２０の内部にて、リード端子３０の一端部側すなわちインナーリードと半導体チップ１０の一面１１とは、ワイヤ４０によって結線されており、このワイヤ４０を介して、リード端子３０と半導体チップ１０とは電気的に接続されている。

このワイヤ４０は、金やアルミニウムなどの一般的なワイヤボンディングにより形成されるものである。そして、リード端子３０の他端部側は、アウターリードとしてモールド樹脂２０から突出して露出している。

放熱部材２は、半導体チップ１０からの熱を放熱する機能を有するとともに、半導体チップ１０と電気的に接続されるものである。放熱部材２としては、アルミニウムや銅などの放熱性に優れた部材よりなる筺体が挙げられるが、上記放熱機能を有するならば、モールドパッケージ１を搭載する回路基板やバスバーなどであってもよい。

ここでは、図１に示されるように、モールドパッケージ１におけるリード端子３０の上記アウターリードが放熱部材２の一面に電気的および機械的に接続されている。この接続は、図示しないが、はんだや導電性接着剤などにより行われている。それにより、半導体チップ１０と放熱部材２とは、電気的信号のやりとりが可能となっている。

また、図１、図２に示されるように、モールド樹脂２０内部にて、板状のアイランド３１が半導体チップ１０の一面１１に接合され、半導体チップ１０を支持している。このアイランド３１は、後述する吊りリード３２および上記リード端子３０とともに、一般的なリードフレームよりなり、モールド樹脂２０による封止後に、リードカットされてリード端子３０と分離されるものである。

アイランド３１は、半導体チップ１０の一面１１よりもサイズの小さい矩形板状をなし、当該一面１１の外形内に収まるように配置されている。このアイランド３１と半導体チップ１０の一面１１とは、これら両者の間に介在するはんだや導電性接着剤などのダイボンド材５０により接合され固定されている。

そして、図２（ａ）に示されるように、この矩形のアイランド３１の四隅部には、当該四隅部から外方に突出して延びる吊りリード３２が設けられている。吊りリード３２の先端部は、半導体チップ１０の一面１１からはみ出してモールド樹脂２０の外表面まで延びており、モールド樹脂２０から露出している。

この吊りリード３２は、一般的なリードフレームにおけるものと同様に、モールド樹脂２０による封止を行う前まで、アイランド３１をリード端子３０とともに図示しないリードフレームのフレーム部に一体化しておくものであり、当該封止後にカットされ当該フレーム部と分離されるものである。

ここで、本実施形態のモールドパッケージ１においては、半導体チップ１０の他面１２だけでなく半導体チップ１０の側面１３も、モールド樹脂２０より露出する面とされている。

ここで、半導体チップ１０の側面１３とは、半導体チップ１０の両板面１１、１２の外周端部に位置し半導体チップ１０の板厚方向に延びる面１３であり、ここでは、矩形板状をなす半導体チップ１０の外周端部に位置する４個の面１３である。さらに言うならば、半導体チップ１０の側面１３は、両板面１１、１２とは角部を介して隣接し当該両板面１１、１２とは交差して板厚方向に沿って延びる面１３である。

そして、熱伝導性部材３は、半導体チップ１０の他面１２から側面１３まで回り込むように配置され、これら半導体チップ１０の他面１２および側面１３に直接接触している。それにより、熱伝導性部材３を介して、半導体チップ１０の他面１２および側面１３と放熱部材２とが熱的に接続されている。

この熱伝導性部材３は、モールド樹脂２０よりも熱伝導性の高い樹脂よりなるゲルや接着剤、グリスなどである。モールド樹脂２０は、一般的なエポキシ樹脂などのモールド材料よりなるが、熱伝導性部材３としては、たとえば、シリコーンゲルや、樹脂に銀や銅などの熱伝導性フィラーを含有させた接着剤（いわゆる熱伝導性接着剤）などが挙げられる。これらは、塗布することにより配設が行われるが、予めシート成形されたものを用いてもよい。

また、図１、図２に示されるように、本実施形態では、モールド樹脂２０は、半導体チップ１０の一面１１を封止するだけでなく、半導体チップ１０の一面１１から側面１３の外側に回り込んで他面１２側まで配置されている。

そして、モールド樹脂２０においては、半導体チップ１０の他面１２側に位置する外表面２０ａのうち半導体チップ１０の他面１２に対向する部位が除去されて、半導体チップ１０の他面１２をモールド樹脂２０より露出させる開口部２１が設けられている。

ここで、モールド樹脂２０における半導体チップ１０の他面１２側に位置する外表面２０ａとは、本実施形態の実装構造においては、モールド樹脂２０における放熱部材２の一面２ａに対向する外表面２０ａである。以下、このモールド樹脂２０における半導体チップ１０の他面１２側に位置する外表面２０ａを、モールド樹脂２０の底面２０ａということにする。

つまり、モールド樹脂２０の底面２０ａのうち半導体チップ１０の他面１２に対向する部位に、半導体チップ１０の他面１２まで到達する開口した穴としての開口部２１が形成されており、この開口部２１を介して半導体チップ１０の他面１２がモールド樹脂２０より露出している。

また、この開口部２１の底部のうち半導体チップ１０の他面１２の外側に位置する部位は、半導体チップ１０の他面１２よりも凹んだ凹み部２２となっている。そして、半導体チップ１０の側面１３は、凹み部２２に臨んだ状態でモールド樹脂２０より露出している。言い換えれば、凹み部２２によって半導体チップ１０の側面１３がモールド樹脂２０と離れており、それにより、当該側面１３がモールド樹脂２０より露出している。

さらに、図１、図２に示される例では、半導体チップ１０の他面１２は、モールド樹脂２０の底面２０ａよりもモールド樹脂２０の内部側に引っこんでいる。そして、熱伝導性部材３は、凹み部２２を含む開口部２１を埋めるように、当該開口部２１内に充填されている。

ここで、図１に示される実装構造においては、半導体チップ１０の一面１１がトランジスタなどの素子やワイヤ４０との接続電極が形成された表面であり、他面１２が裏面とされている。つまり、図１に示される実装構造は、半導体チップ１０の表面１１を放熱部材２の一面２ａとは反対側に向けた搭載形態、いわゆるフェイスアップ実装の形態を採用している。

次に、本実施形態のモールドパッケージ１の実装構造を形成するモールドパッケージ１の実装方法の一具体例について、図３を参照して述べる。図３は、本実装方法のうちモールドパッケージ１におけるモールド樹脂２０を除去する工程、すなわちモールド樹脂除去工程を示す工程図である。

まず、上記リード端子３０、アイランド３１および吊りリード３２がパターニングされたリードフレームを用意する。そして、ダイボンド材５０を介してアイランド３１に半導体チップ１０をその一面１１側にて接合し、半導体チップ１０をアイランド３１に支持する。

次に、半導体チップ１０の一面１１とその周囲に位置するリード端子３０との間で、ワイヤボンディングを行い、半導体チップ１０とリード端子３０とをワイヤ４０で結線し、接続する。

その後、このものをモールド樹脂成形用の金型（図示せず）に設置し、リード端子３０の上記アウターリードを除いて、半導体チップ１０の全体、アイランド３１、吊りリード３２、リード端子３０のインナーリードおよびワイヤ４０を、モールド樹脂２０で包み込むように封止する。

ここまでのワークの概略断面構成が図３（ａ）に示される。このワークにおいては、図３（ａ）に示されるように、半導体チップ１０については、一面１１、他面１２および側面１３、つまり半導体チップ１０の外表面の全体がモールド樹脂２０で被覆され、封止されている。

このように、半導体チップ１０の全体をモールド樹脂２０で封止した後、モールド樹脂２０のうち半導体チップ１０の他面１２および側面１３を封止する部位Ｋを除去する。この除去される部位Ｋは、図３（ａ）中のモールド樹脂２０において、斜線ハッチングで示される部位Ｋである。

具体的には、この部位Ｋに対して、レーザを照射して焼失させる。このようなレーザによるモールド樹脂２０の除去は一般的なものであり、当該レーザとしては、ＹＡＧなどの半導体レーザが用いられる。こうして、図３（ｂ）に示されるように、レーザを照射して当該部位Ｋを除去することにより、半導体チップ１０の他面１２および側面１３をモールド樹脂２０より露出させる。

本実施形態の実装方法では、さらに、露出した半導体チップ１０の他面１２および側面１３に上記のレーザを照射して、これら各面１２、１３を粗化する粗化処理を行う。当該半導体１０の各面１２、１３は当該レーザにより物理的に荒らされ、微細な凹凸が形成される。こうして、モールドパッケージ１ができあがる。

その後、本実装方法では、モールドパッケージ１において、粗化された半導体チップ１０の他面１２および側面１３と放熱部材２の一面２ａとの間に熱伝導性部材３を介在させつつ、モールドパッケージ１を放熱部材２の一面２ａに搭載する。この場合、熱伝導性部材３は、半導体チップ１０の他面１２および側面１３側に塗布してもよいし、放熱部材２の一面２ａ側に塗布してもよい。

そして、場合に応じて、熱伝導性部材３に対して乾燥や加熱などの処理を行う。こうして、半導体チップ１０の他面１２および側面１３と放熱部材２の一面２ａとの間に介在する熱伝導性部材３を介して、モールドパッケージ１と放熱部材２とが熱的に接続され、実装構造が完成する。

なお、ここでは、半導体チップ１０の全体をモールド樹脂２０で封止した後、モールド樹脂２０のうち半導体チップ１０の他面１２および側面１３を封止する部位Ｋを、レーザを照射して除去することにより、当該他面１２および側面１３を露出させたが、金型によって、これら各面１２、１３が露出するようにモールド樹脂２０を成形してもよい。

ところで、本実施形態によれば、半導体チップ１０の他面１２に加えて半導体チップ１０の側面１３もモールド樹脂２０より露出した面とされ、実装構造においては、熱伝導性部材３に直接接触する面となる。

そのため、半導体チップ１０と熱伝導性部材３とが直接接触して熱的に接続される放熱経路としては、従来の半導体チップの他面の経路のみである場合よりも増加し、放熱性の向上が実現される。

また、上記図１に示される例では、半導体チップ１０の他面１２および凹み部２２は、放熱部材２の一面２ａに対向するモールド樹脂２０の底面２０ａよりもモールド樹脂２０の内部側に引っ込んでいる。

そして、モールド樹脂２０においては、この引っこんでいる半導体チップ１０の他面１２および凹み部２２を底部とする開口部２１が形成されている。そして、この開口部２１内に熱伝導性部材３が充填された状態とされているため、熱伝導性部材３は、この開口部２１の外側にはみ出しにくくなる。

その結果、熱伝導性部材３が、所望の領域、すなわち半導体チップ１０の他面１２および側面１３に対向する領域から、大きくはみ出すのを防止することができる。ここで、モールド樹脂２０における開口部２１の開口縁部を、放熱部材２の一面２ａに接触させれば、熱伝導部材３の開口部２１からのはみ出し防止に好ましい。

また、本実施形態では、上記図１、図２に示されるように、モールド樹脂２０内にて、半導体チップ１０は、その一面１１に接合された板状のアイランド３１に支持されているため、半導体チップ１０をモールド樹脂２０で封止する前に、半導体チップ１０をアイランド３１によって支持することが可能になる。

これにより、たとえば、半導体チップ１０とリード端子３０との間でワイヤボンディングを行うときや、半導体チップ１０をモールド樹脂成形用の金型に設置するときに、半導体チップ１０の支持が安定する。このように、本実施形態によれば、製造工程においてモールド封止前の半導体チップ１０の取り扱いが容易になる。

また、上記図３に示される製造方法によれば、モールド樹脂２０の封止後、レーザ照射によるモールド樹脂２０の除去を行って、半導体チップ１０の他面１２および側面１３を露出させ、さらに、露出した当該各面１２、１３にレーザを照射して、これら各面１２、１３を粗化している。そのため、これら各面１２、１３の比表面積を増加させることができ、放熱性の向上の点で好ましい。

なお、上記図１に示される例では、半導体チップ１０の他面１２は、モールド樹脂２０の底面２０ａよりもモールド樹脂２０の内部側に引っこんでいたが、半導体チップ１０の他面１２とモールド樹脂２０の底面２０ａとの位置関係は、これに限定されない。

図４は、本実施形態における半導体チップ１０の他面１２とモールド樹脂２０の底面２０ａとの位置関係のバリエーションを示す概略断面図である。図４（ａ）に示される例では、半導体チップ１０の他面１２とモールド樹脂２０の底面２０ａとが同一平面に位置している。

図４（ｂ）に示される例では、半導体チップ１０の他面１２は、モールド樹脂２０の開口部２１にてモールド樹脂２０の底面２０ａよりも突出している。そして、半導体チップ１０の側面１３は、モールド樹脂２０の開口部２１内に位置して露出する部位と、当該開口部２１の外部に位置して露出する部位とが存在する。

また、図４（ｃ）に示される例でも、半導体チップ１０の他面１２は、モールド樹脂２０の底面２０ａよりも突出している。ここでは、モールド樹脂２０に開口部２１を設けておらず、また、半導体チップ１０の側面１３は、モールド樹脂２０の凹みによる露出ではなく、半導体チップ１０の他面１２側の部位をモールド樹脂２０から突出させることによって露出している。

そして、この図４に示される各例においても、モールド樹脂２０より露出する半導体チップ１０の他面１２および側面１３と放熱部材２の一面２ａとの間に、熱伝導性部材３を介在させ、これによって、半導体チップ１０と放熱部材２との熱的な接続が実現されている。

なお、この図４の各例においても、上記したようなレーザ照射や金型による成形によって、モールド樹脂２０を除去することにより、半導体チップ１０の他面１２および側面１３を露出させることができる。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係るモールドパッケージ１の実装構造の概略断面構成を示す図である。上記第１実施形態では、モールドパッケージ１を放熱部材２の一面２ａに対してフェイスアップで搭載したが、本実施形態では、モールドパッケージ１を配線基板４にフェイスダウンで搭載しつつ放熱部材２の一面２ａに対してフェイスアップで搭載したところが、上記第１実施形態とは相違するものである。

この場合、図５に示されるように、モールドパッケージ１におけるリード端子３０のアウターリードの曲げ方向をフェイスアップ実装の場合とは反対にする。具体的には、モールド樹脂２０の側部から突出する当該アウターリードを、モールド樹脂２０の底面２０ａ方向とは反対の面方向に向けて曲げている。

こうすることで、リード端子３０のアウターリードは、配線基板４に接続されている。このアウターリードと配線基板４とは、図示しないはんだや導電性接着剤などを介して接合され、電気的・機械的に接続されている。ここで、配線基板４は、たとえばセラミック基板、プリント基板、リードフレームなどである。

そして、放熱部材２は、モールドパッケージ１を挟んで配線基板４とは反対側に設けられている。そして、モールドパッケージ１は、モールド樹脂２０の底面２０ａを放熱部材２の一面２ａに対向させ、放熱部材２０に対しては、フェイスアップの状態で搭載され、上記第１実施形態と同様の熱伝導性部材３を介した熱的な接続がなされている。

ここで、図６（ａ）、（ｂ）は、本第２実施形態のモールド樹脂除去工程を示す工程図である。本実施形態のモールドパッケージ１も、上記第１実施形態と同様に、レーザ照射によるモールド樹脂２０における部位Ｋの除去を行い、半導体チップ１０の他面１２および側面１３を露出させることにより、作られる。

そして、このモールドパッケージ１を、リード端子３０のアウターリードを介して配線基板４に接続し、一方で、熱伝導性部材３を介して接続部材２の一面２ａに接続すれば、上記図５に示されるモールドパッケージ１の実装構造ができあがる。本実施形態では、配線基板４にもパッケージ１が搭載されるものの、上記第１実施形態と同様の効果が期待できる。

なお、図５に示される例では、モールドパッケージ１は、モールド樹脂２０に開口部２１を設け、半導体チップ１０の他面１２をモールド樹脂２０の底面２０ａよりも引っ込ませたものとしているが、本実施形態のモールドパッケージ１においても、半導体チップ１０の他面１２とモールド樹脂２０の底面２０ａとの位置関係については、上記第１実施形態と同様のバリエーション（上記図４参照）が可能である。

（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係るモールドパッケージ１ａの単体構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。なお、図７（ａ）では、モールド樹脂２０の外形を一点鎖線で示し、モールド樹脂２０を透過してモールド樹脂２０の内部に位置する構成要素を示している。

図７に示されるように、本実施形態では、モールドパッケージ１ａにおいて、半導体チップ１０を支持するアイランド３１を省略した構成としたことが、上記第１実施形態のモールドパッケージ１とは相違するものである。

この場合、半導体チップ１０とリード端子３０とをワイヤボンディングする工程、および、モールド樹脂２０による封止工程では、半導体チップ１０の他面１２側にて、半導体チップ１０とリード端子３０とをテープなどに貼り付けて一体に連結すれば、半導体チップ１０の支持が安定し、半導体チップ１０とリード端子３０との位置ずれなどを防止することができる。

そして、モールド樹脂２０の封止後は上記テープを剥がす。このテープの剥離に伴い、半導体チップ１０の他面１２が露出するが、側面１３については上記したレーザ照射により露出させればよい。

なお、ワイヤボンディング後に上記テープを剥がし、封止工程では、成型用の金型内に設けられた突起などの支持手段によって、半導体チップ１０を当該金型内に支持するようにしてもよい。この場合には、半導体チップ１０の他面１２および側面１３の両方をモールド樹脂２０より露出させる方法として、レーザ照射による露出を採用してもよいし、金型成形による露出を採用してもよい。

図８は、本第３実施形態の他の例としてのモールドパッケージを示す概略断面図である。本実施形態においても、半導体チップ１０の他面１２とモールド樹脂２０の底面２０ａとの位置関係については、上記第１実施形態と同様のバリエーションが可能である。

上記図７に示した例では、モールド樹脂２０の開口部２１にて露出する半導体チップ１０の他面１２が、モールド樹脂２０の底面２０ａから引っ込んでいたが、図８には、（ａ）開口部２１から半導体チップ１０の他面１２がモールド樹脂２０の底面２０ａよりも突出している例、（ｂ）開口部２１を持たずに半導体チップ１０の他面１２がモールド樹脂２０の底面２０ａより突出している例が示されている。

また、この図８に示されるように、モールド樹脂２０の底面２０ａから半導体チップ１０の他面１２を突出させる場合、上記したレーザ照射や金型成形による方法を採用してもよいが、半導体チップ１０の他面１２側を上記テープにめり込ませた状態でモールド封止を行い、その後、上記テープを剥がす方法も採用可能である。

なお、アイランド３１を持たない本実施形態のモールドパッケージ１ａにおいても、上記第２実施形態と同様に、配線基板４にフェイスダウンで搭載しつつ放熱部材２の一面２ａに対してフェイスアップで搭載する形態を採用してもよいことはもちろんである。

（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態に係るモールドパッケージ１ｂを放熱部材２に搭載したモールドパッケージの実装構造を示す概略断面図である。

上記各実施形態のモールドパッケージにおいては、リード端子３０はモールド樹脂２０から突出したアウターリードを有する構成であったが、本実施形態のモールドパッケージ１ｂにおいては、リード端子３０がモールド樹脂２０から突出するアウターリードを持たないノンリード構成である点が相違するものである。

この場合、リード端子３０は、モールド樹脂２０の底面２０ａにて露出するものであり、その露出する面は、当該底面２０ａと実質同一平面に位置している。そして、このリード端子３０の露出面は、はんだや導電性接着剤などの導電性接続部材６０を介して、放熱部材２の一面２ａと電気的に接続されている。

次に、本実施形態のモールドパッケージ１ｂの製造方法について、図１０を参照して述べる。図１０は、本第４実施形態に係るモールドパッケージの製造方法における（ａ）モールド樹脂除去工程、（ｂ）ダイシング工程を示す工程図であり、各ワークは断面的に示されている。

本実施形態のパッケージ１ｂは、図１０に示されるように、一般的なノンリードパッケージを型成形、ダイシングするＭＡＰ成形法により作製される。これは、複数の半導体チップをリードフレームに搭載して、一つのキャビティ内にて一括してモールド樹脂で封止した後に 、ダイシングして個々のパッケージを得る、というものである。

図１０（ａ）には、モールド樹脂２０にて封止した後のワークの状態が示されており、モールド樹脂２０内では、隣り合うパッケージ間で連結されたリード端子３０と半導体チップ１０とがワイヤ４０で結線されている。また、リード端子３０のうちワイヤ４０が接続されている面とは反対側の面が、モールド樹脂２０より露出している。

この状態から、図１０（ａ）中の斜線ハッチングで示される部位Ｋをレーザで切断する。いわゆるレーザダイシングを行う。この部位Ｋは、隣り合うパッケージ間では、モールド樹脂２０だけでなくリード端子３０の連結部も含むものであり、これにより、図１０（ｂ）に示されるように、ワークが個片化され、個々のモールドパッケージ１ｂができあがる。

また、このレーザダイシングにおいては、パッケージ間だけでなく、モールド樹脂２０のうち半導体チップ１０の他面１２および側面１３を封止する部位Ｋにも、当該レーザを照射して当該部位Ｋを除去する。それにより、半導体チップ１０の他面１２および側面１３をモールド樹脂２０より露出させる。

このように、図１０に示される方法によれば、ＭＡＰ成形技術において、レーザダイシングを行うことにより、ダイシングによる個片化と、半導体チップ１０の他面１２および側面１３の露出とを一括して行うことが可能となっている。

そして、このような製造方法を経てできあがった本実施形態のモールドパッケージ１ｂを、熱伝導性部材３および導電性接続部材６０を介して、放熱部材２の一面２ａに搭載すれば、上記図９に示される実装構造が完成する。そして、本実施形態の実装構造によっても、上記各実施形態の実装構造と同様に、半導体チップ１０と熱伝導性部材３とが直接接触して熱的に接続される放熱経路が、従来よりも増加し、放熱性の向上が実現される。

また、半導体チップ１０の他面１２がモールド樹脂２０の底面２０ａよりも引っこんでいることによる熱伝導性部材３のはみ出し防止、半導体チップ１０の他面１２および側面１３をレーザ照射で粗化することによる放熱性向上についても、上記同様の効果が期待できる。

なお、上記図１０では、ダイシングおよびモールド樹脂２０の除去の両方を、レーザで行ったが、ダイシングについては一般的なダイシングブレードによる切断を行ってもよい。また、半導体チップ１０の他面１２および側面１３の露出については、モールド樹脂２０の金型成形により行うようにしてもよい。

また、図１１は、本第４実施形態の他の例としてのモールドパッケージを示す概略断面図である。本実施形態においても、半導体チップ１０の他面１２とモールド樹脂２０の底面２０ａとの位置関係については、上記第１実施形態と同様のバリエーションが可能である。

上記図９に示した例では、モールド樹脂２０の開口部２１にて露出する半導体チップ１０の他面１２が、モールド樹脂２０の底面２０ａから引っ込んでいたが、図１１には、開口部２１を持たずに半導体チップ１０の他面１２がモールド樹脂２０の底面２０ａより突出している例が示されている。さらに、当該バリエーションとしては、この図１１に示される例以外にも、上記図４と同様の各種の形態が可能である。

また、上記図９〜図１１に示される例では、上記アイランド３１を持たない構成を示しているが、本実施形態のモールドパッケージにおいても、モールド樹脂２０内にて、半導体チップ１０の一面１１にアイランド３１を接合し、半導体チップ１０をアイランド３１に支持するようにしてもよい。

（他の実施形態）
図１２は、本発明の他の実施形態に係るモールドパッケージの概略断面図である。この図１２に示されるものは、上記第４実施形態に示したノンリード構成において、モールド樹脂２０の底面２０ａに位置するリード端子３０を、さらにモールド樹脂２０の側部からはみ出すように突出させたものである。

図１２において、（ａ）は、モールド樹脂２０の開口部２１にて露出する半導体チップ１０の他面１２が、モールド樹脂２０の底面２０ａから引っ込んでいる例であり、（ｂ）は、開口部２１を持たずに半導体チップ１０の他面１２がモールド樹脂２０の底面２０ａより突出している例である。

もちろん、この場合も、半導体チップ１０の他面１２とモールド樹脂２０の底面２０ａとの位置関係については、図１２に示される例以外にも、上記第１実施形態と同様のバリエーションが可能である。

また、上記各実施形態のモールドパッケージは、半導体チップ１０の放熱経路は、半導体チップ１０の一面１１側では形成されていなかったが、半導体チップ１０の一面１１にヒートシンク７０を熱的に接続する両面放熱型のパッケージとしてもよい。

図１３は、本発明のさらなる他の実施形態に係るモールドパッケージとしての両面放熱型のパッケージの一例を示す概略断面図である。これは、半導体チップ１０の一面１１におけるワイヤ４０の接続部をモールド樹脂２０で封止するものの、当該一面１１のうち封止部位以外の部位に、ヒートシンク７０を熱的に接続したものである。

このヒートシンク７０と半導体チップ１０の一面１１との熱的および機械的な接続は、これらの間に介在するダイボンド材５０によりなされる。そして、ヒートシンク７０は、モールド樹脂２０の底面２０ａとは反対側の面にて露出し、このヒートシンク７０の露出面に放熱部材などを熱的に接続することにより、半導体チップ１０の一面１１側からも放熱が可能となる。

１ モールドパッケージ
２ 放熱部材
２ａ 放熱部材の一面
３ 熱伝導性部材
１０ 半導体チップ
１１ 半導体チップの一面
１２ 半導体チップの他面
１３ 半導体チップの側面
２０ モールド樹脂
２０ａ モールド樹脂の底面
２１ モールド樹脂の開口部
２２ 凹み部
３１ アイランド

Claims (2)

1. 板状の半導体チップ（１０）の両板面のうち一面（１１）側をモールド樹脂（２０）で封止し、他面（１２）を前記モールド樹脂（２０）より露出させるようにしたモールドパッケージ（１）を、放熱部材（２）の一面（２ａ）に搭載し、
   前記半導体チップ（１０）の他面（１２）と前記放熱部材（２）の一面（２ａ）との間に熱伝導性を有する熱伝導性部材（３）を介在させ、この熱伝導性部材（３）を介して前記半導体チップ（１０）と前記放熱部材（２）とを熱的に接続してなるモールドパッケージの実装構造であって、
   前記半導体チップ（１０）の前記両板面（１１、１２）の外周端部に位置し前記半導体チップ（１０）の板厚方向に延びる面である側面（１３）が、前記モールド樹脂（２０）より露出しており、
   前記熱伝導性部材（３）は、前記半導体チップ（１０）の前記他面（１２）から前記側面（１３）まで回り込むように配置されて、当該他面（１２）および当該側面（１３）に直接接触しており、
   前記熱伝導性部材（３）を介して、前記半導体チップ（１０）の前記他面（１２）および前記側面（１３）と前記放熱部材（２）とが熱的に接続されており、
   前記モールド樹脂（２０）は前記半導体チップ（１０）の前記一面（１１）から前記側面（１３）の外側に回り込んで前記他面（１２）側まで配置されており、
   前記モールド樹脂（２０）における前記半導体チップ（１０）の前記他面（１２）側に位置する外表面（２０ａ）のうち前記半導体チップ（１０）の前記他面（１２）に対向する部位には、前記半導体チップ（１０）の前記他面（１２）を露出させる開口部（２１）が設けられており、
   前記開口部（２１）の底部のうち前記半導体チップ（１０）の前記他面（１２）の外側に位置する部位は、前記半導体チップ（１０）の前記他面（１２）よりも凹んだ凹み部（２２）となっており、
   前記半導体チップ（１０）の側面（１３）は、前記凹み部（２２）に臨んだ状態で前記モールド樹脂（２０）より露出しており、
   前記半導体チップ（１０）の前記他面（１２）は、前記モールド樹脂（２０）における前記半導体チップ（１０）の前記他面（１２）側に位置する外表面（２０ａ）よりも引っこんでおり、
   前記熱伝導性部材（３）は、前記凹み部（２２）を含む前記開口部（２１）内に充填されており、
   前記モールド樹脂（２０）内にて、前記半導体チップ（１０）の前記一面（１１）には、前記半導体チップ（１０）よりも小さい板状のアイランド（３１）が接合され、前記半導体チップ（１０）は前記アイランド（３１）に支持されており、
   前記モールド樹脂（２０）内にて前記半導体チップ（１０）の周囲には、リード端子（３０）が設けられ、
   さらに、前記モールド樹脂（２０）内にて、前記半導体チップ（１０）の前記一面（１１）と前記リード端子（３０）とが、ワイヤ（４０）により接続されていることを特徴とするモールドパッケージの実装構造。
2. 請求項１に記載の実装構造を形成するモールドパッケージ（１）の実装方法であって、
   前記半導体チップ（１０）の全体を前記モールド樹脂（２０）で封止した後、前記モールド樹脂（２０）のうち前記半導体チップ（１０）の前記他面（１２）および前記側面（１３）を封止する部位を、レーザを照射して除去することにより、前記半導体チップ（１０）の前記他面（１２）および前記側面（１３）を露出させ、
   続いて、露出した前記半導体チップ（１０）の前記他面（１２）および前記側面（１３）に前記レーザを照射して、これら各面を粗化する粗化処理を行い、
   しかる後、粗化された前記半導体チップ（１０）の前記他面（１２）および前記側面（１３）と前記放熱部材（２）との間に前記熱伝導性部材（３）を介在させつつ、前記モールドパッケージ（１）を前記放熱部材（２）の一面（２ａ）に搭載することを特徴とするモールドパッケージの実装方法。

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