JPH03256347A

JPH03256347A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH03256347A
Application number: JP5588890A
Authority: JP
Inventors: Mitsutaka Sato; 光孝佐藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1990-03-06
Publication date: 1991-11-15

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〕樹脂材により封止されたチップを有する半導体装置に関
し、封止樹脂の劣化を防止するとともに、チップを保護する
ことを目的とし、半導体素子を形成したチップと、該チップを覆う封止樹
脂と、前記封止樹脂の上に取付けられ、前記封止樹脂に
比べ、低熱膨張率、高熱伝導率又は高耐応力性のうち少
なくともいずれかの性質を有する被覆体とを含み構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体装置に関し、より詳しくは、樹脂材に
より封止されたチップを有する半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体チップをリードフレームや基板等に取付けてパフ
ケージングを施した装置には、ＴＡＢ（ｔａｐｅ　ａｕ
ｔｏｍａｔｅｄ　ｂｏｎｄｉｎｇ）形半導体装置、ＣＯ
Ｂ　（ｃｈｉｐ　ｏｎ　ｂｏａｄ）形半導体装置等があ
る。

ＴＡＢ型の半導体装ｌは、第５図（ａ）に例示するよう
に、半導体素子を形成したチップ５０をポリミド等のテ
ープ５１に実装し、これを封止樹脂５２により覆ったも
のである。

また、ＣＯＢ型の半導体装置は、第６図に示すように、
プリント配線基板６０の表面にチップ６１を載置した状
態で、プリント配線基板６０上の配線パターン６２とチ
ップ６１とを金線６３によってワイヤボンディングし、
これらを封止樹脂６４によって覆ったものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような装置において、ゲートアレイのよ
うに、動作時にかなりの熱を発する素子を形成したチッ
プをテープやプリント配線基板の上に実装する場合には
、その熱により封止樹脂が劣化して、第５図（ｂ）、第
６図に示すようなヒビ割れが入り、チップ５０が水分等
により破壊され易くなるといった問題がある。

また、一般に封止樹脂がチップよりも熱膨張率が大きい
ため、第５図に示すように、チップ５０の発熱量が多く
、しかも薄い場合には、熱膨張率の相違により半導体装
置に反りが生し、封止樹脂５２にヒビが入ったり、割れ
が生るといった問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、封止樹脂の劣化を防止するとともに、チップを保護す
ることができる半導体装置を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段］上記した課題は、第１〜４図に例示するように、半導体
素子を形成したチップ１．１１と、該チップ１．１１を
覆う封止樹脂５．１５と、前記封止樹脂５．１５の上に
取付けられ、前記封止樹脂５．１５に比べ、低熱膨張率
、高熱伝導率又は高耐応力性のうち少なくともいずれか
の性質を有する被覆体６．１６（８，１８）とを備えた
ことを特徴とする半導体装置、または、第２．５図に例示するように、半導体素子を形
成したチップ１．１１と、該チップ１．１１を覆う封止
樹脂５、工５と、前記封止樹脂５．１５よりも低い熱伝
導性を有し、前記チップ１．１１に一部を接触させて前
記封止樹脂５．１５の上に取り付けられる被覆体８．１
８とを備えたことを特徴とする半導体装置によって達成
される。

〔作　用〕

本発明によれば、チップ１．１１を覆う封止樹脂５．１
５の上に被覆体６．１６を形成するとともに、封止樹脂
５．１５に比べ、低熱膨張率、高熱伝導率又は耐応力性
のうち少なくともいずれかの性質を備えた材料により被
覆体６．１６を形成している。

したがって、熱膨張率の低いチップ１．１１と被覆体６
．１６との間に封止樹脂５．１５が挟まれた状態になる
ため、チップ１１１から高い熱が放出される際に、チッ
プ１．１１と被覆体６．１６によって封止樹脂５．１５
の膨張が抑制され、半導体装置に反りが生じ難くなる。

また、耐応力性の有る材料により被覆体６．１６を形成
しているために、半導体装置の機械的強度が大きくなり
、封止樹脂５．１５及びチップ１．１１を外部の衝撃か
ら保護することになる。

さらに、第２．４図に例示するように、被覆体８．１８
の一部をチップ１．１１に近づけるとチップ１．１１か
ら放出した熱を外部に発散し易くなり、封止樹脂５．１
５の熱による劣化を抑制することになる。

〔実施例〕

そこで、以下に本発明の詳細を図面に基づいて説明する
。

（ａ）本発明の第１の実施例の説明第１図は、本発明の一実施例を示すＴＡＢ型半導体装置
の断面図であって、図中符号１は、ゲートアレイ等の半
導体素子を上面に形成した半導体チップで、この半導体
チップ１の上には金（Ａｕ）のバンプ２が形成されてい
る。

３は、ポリミドにより形成されたテープ状のリードで、
その表面にはスズ（Ｓｎ）メツキを施した銅のフィンガ
パターン４が形成されており、このフィンガパターン４
には半導体チップｌのハンプ２が共晶によって接続され
ている。

５は、ボッティング法等により半導体チップ１の上面及
び側面に形成された封止樹脂で、この封止樹脂５の上に
は、封止樹脂５よりも熱伝導率や耐応力性が高く、しか
も、熱膨張率の低い材料、例えばアルくニウム、コバー
ル等よりなる偏平な被覆体６が形成されている。

この場合、封止樹脂５の材料として、エポキシ、ポリミ
ド等の樹脂が用いられ、また、封止樹脂５の樹脂材が硬
化する前にその上に被覆体６を載置すれば、被覆体６は
封止樹脂５に容易に接着する。

次に、本実施例の作用について説明する。

上記した実施例において、半導体装置のり一ド３を例え
ば第１図の二点鎖線に示すように下にＳ字状に折り曲げ
、これをプリント基板９上の配線電極１０に接続する。

そして、配線電極１０からフィンガパターン４を介して
所定の信号を加え、半導体チップ１に形成された半導体
素子を作動させる。

この場合、半導体チップ１から高い熱が放出されても、
被覆体６及び半導体チップｌが封止樹脂５に比べて低い
熱膨張率を有しているために、半導体チップ１と被覆体
６によって封止樹脂５の膨張は抑制され、半導体装置の
反りが生し難くなる。

また、被覆体６は耐応力性の有る材料により形成されて
いるためにａ械的強度が大きく、外部から機械的な衝撃
が加わっても、被覆体６によって半導体チップ１及び封
止樹脂５は保護される。

さらに、被覆体６は高い熱伝導率となっているので、封
止樹脂５に熱が蓄積することはなく、被覆体６の表面積
を大きくすれば、放熱効果が高まることになる。

なお、本実施例では、バンプとフィンガーパターンとを
金−スズの共晶によって接続したが、パラジウム−スズ
の共晶、或いは金−金、金−銅の熱圧着によることもで
きる。

（ｂ）本発明の第２の実施例の説明上記した第１の実施例では、偏平な被覆体６を封止樹脂
５の上に形成したが、第２図に示すように、被覆体８に
放熱用のフィン８ａを形成するとともに、被覆体８の下
板８ｂを半導体チップ１に近づけて装着することもでき
る。

この実施例によれば、半導体チップｌから放出した熱を
フィン８ａを介して外部に発散させ、半導体チップ１を
冷却することになる。

この場合、被覆体８の下板８ｂを半導体チップ１に接触
させて、半導体チップ１の冷却効率をさらに高めること
になる。

（ｃ）本発明の第３の実施例の説明第３図は、本発明の第３の実施例を示すＣＯＢ型半導体
装置の断面図であって、図中符号１１は、ゲートアレイ
等の半導体素子を上面に形成した半導体チップで、この
半導体チップ１１の上にはアルミニウム（ＡＩ）よるな
るバンプ１２が形成されている。

１３は、プリント配線基板で、その上面には、銅膜にニ
ッケルメッキ、金メツキを施して形成された配線層１４
及びステージ１７が形成されており、ステージには銀ペ
ースト等の接着剤を用いて半導体チップ１１が取付けら
れ、また、配線層１４には、チップ１１のバンプ１２に
繋げられる金線１９がボンディングされている。

１５は、ボッティング法等により半導体チップ１１の上
に積層された封止樹脂で、この封止樹脂１５の上には、
封止樹脂１５よりも熱伝導率や耐応力性が高く、しかも
、熱膨張率の低い材料、例えばアルミニウム、コバール
等よりなる偏平な被覆体１６が形成されている。

この場合、封止樹脂１５の材料として、エポキシ、ポリ
ミド等の樹脂が用いられ、また、封止樹脂１５の樹脂材
が硬化する前にその上に被覆体１６を載置すれば、被覆
体１６は封止樹脂１５に容易に接着する。

次に、本実施例の作用について説明する。

上記した半導体装置において、配線層１４に所定の信号
が加えられ、半導体チップ１に形成された半導体素子が
作動する。

この場合、半導体チップ１１から高い熱が放出されても
、被覆体１６及び半導体チップ１１が封止樹脂１５に比
べて低い熱膨張率を有しているために、半導体チップ１
１と被覆体１６によって封止樹脂１５の膨張が抑制され
、封止樹脂１５にヒビや割れが発生し難くなる。

また、被覆体１６は耐応力性の有る材料により形成され
ているために機械的強度が大きく、外部から機械的な衝
撃が加わっても、被覆体１６によって半導体チップ１１
及び封止樹脂１５は保護される。

さらに、被覆体１６は高い熱伝導率となっているので、
封止樹脂１５に熱が蓄積することはなく、被覆体１６の
表面積を大きくすれば、放熱効果が高まることになる。

（ｄ）本発明の第４の実施例の説明上記した第３の実施例では、偏平な被覆体１６を封止樹
脂１５の上に形成したが、第４図に示すように、被覆体
１８に放熱用のフィン１８ａを形成するとともに、被覆
体１８の下板１８ｂを半導体チップ１１に近づけて装着
することもできる。

この実施例によれば、半導体チップ１１から放出した熱
をフィン１８ａを介して外部に発散させ、半導体チップ
１１を冷却することになる。

この場合、被覆体１８の下板１８ｂを半導体チップ１１
に接触させて、半導体チップ１１の冷却効率をさらに高
めることになる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、チップを覆う封止樹
脂の上に被覆体を形成するとともに、封止樹脂に比べ、
低熱膨張率、高熱伝導率又は耐応力性のうち少なくとも
いずれかの性質を備えた材料により被覆体を形成したの
で、熱膨張率の低いチップと被覆体との間に封止樹脂が
挟まれた状態になるため、チップから高い熱が放出され
る際に、チップと被覆体によって封止樹脂の膨張が抑制
され、半導体装置に反りが生じ難くなる。

また、耐応力性の有る材料により被覆体を形成するよう
にしたので、半導体装置の機械的強度を大きくすること
になり、外部衝撃から封止樹脂及びチップを保護するこ
とができる。

さらに、第２の発明によれば、被覆体の一部をチップに
近づけるようにしたので、チップから放出した熱を外部
に発散し易くなり、封止樹脂の熱による劣化を抑制する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示すＴＡＢ型半導体装
置の断面図、第２図は、本発明の第２実施例を示すＴＡＢ型半導体装
置の断面図、第３図は、本発明の第３実施例を示すＣＯＢ型半導体装
置の断面図、第４図は、本発明の第４実施例を示すＣＯＢ型半導体装
置の断面図、第５図は、従来装置の第１の例を示す断面図、第６図は
、従来装置の第２の例を示す断面図である。（符号の説明） ■、１１・・・半導体チップ、２．１２・・・バンプ、３・・・リード、４・・・フィンガーパターン、５．１５・・・封止樹脂、６．１６・・・被覆体、８．１８・・・被覆体、１９・・・金線。出　願　人　　富士通株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体素子を形成したチップと、該チップを覆う封止樹脂と、前記封止樹脂の上に取付けられ、前記封止樹脂に比べ、
低熱膨張率、高熱伝導率又は高耐応力性のうち少なくと
もいずれかの性質を有する被覆体とを備えたことを特徴
とする半導体装置。
（２）半導体素子を形成したチップと、該チップを覆う封止樹脂と、前記封止樹脂よりも低い熱伝導性を有し、前記チップに
一部を接触させて前記封止樹脂の上に取り付けられる被
覆体とを備えたことを特徴とする半導体装置。