JPH04276646A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH04276646A JPH04276646A JP3038762A JP3876291A JPH04276646A JP H04276646 A JPH04276646 A JP H04276646A JP 3038762 A JP3038762 A JP 3038762A JP 3876291 A JP3876291 A JP 3876291A JP H04276646 A JPH04276646 A JP H04276646A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- chip
- semiconductor device
- semiconductor element
- furthermore
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/536—Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/5363—Shapes of wire connectors the connected ends being wedge-shaped
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に係り、特に
その実装構造に関する。
その実装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の実装方法としては、封止用
のパッケージ材料として金属を用いる方法、セラミック
を用いる方法、樹脂を用いる方法等がある。
のパッケージ材料として金属を用いる方法、セラミック
を用いる方法、樹脂を用いる方法等がある。
【０００３】これらの方法のうち、樹脂を用いる方法の
代表的なものにチップキャリアと呼ばれるものがある。
代表的なものにチップキャリアと呼ばれるものがある。
【０００４】例えば、図８の（ａ） および（ｂ） （
ここで（ｂ）は（ａ） のＡ−Ａ断面を示す図）に示す
ように、エポキシ樹脂等の樹脂で構成された基体１の表
面に配線パターン２が形成されると共に、周辺端に外部
との電気的接続を達成するための電極３が形成されてお
り、半導体素子４をこの基体表面に搭載し、この半導体
素子チップ４のボンディングパッドと配線パターン２と
を金線あるいはアルミ線のボンディングワイヤ５によっ
て結線し、更にこれらを樹脂６で被覆するように構成さ
れている。７は樹脂止めリングであり、封止樹脂６の位
置決め等に用いられる。
ここで（ｂ）は（ａ） のＡ−Ａ断面を示す図）に示す
ように、エポキシ樹脂等の樹脂で構成された基体１の表
面に配線パターン２が形成されると共に、周辺端に外部
との電気的接続を達成するための電極３が形成されてお
り、半導体素子４をこの基体表面に搭載し、この半導体
素子チップ４のボンディングパッドと配線パターン２と
を金線あるいはアルミ線のボンディングワイヤ５によっ
て結線し、更にこれらを樹脂６で被覆するように構成さ
れている。７は樹脂止めリングであり、封止樹脂６の位
置決め等に用いられる。
【０００５】ところで、このようなチップキャリアには
、多端子のＬＳＩが実装される事が多いが、近年これら
ＬＳＩの発熱量が増加し、さらに搭載されるチップのサ
イズも大型化し、端子数も１００ピン程度から数百ピン
まで増加する傾向にある。
、多端子のＬＳＩが実装される事が多いが、近年これら
ＬＳＩの発熱量が増加し、さらに搭載されるチップのサ
イズも大型化し、端子数も１００ピン程度から数百ピン
まで増加する傾向にある。
【０００６】またスマートＩＣの登場によりＩＣのパワ
ー化が注目されており、素子の放熱については今後益々
重大な課題である。
ー化が注目されており、素子の放熱については今後益々
重大な課題である。
【０００７】このような傾向にあるため、チップキャリ
アへの要求として、放熱性を向上し、多端子化、チップ
サイズの大形化に伴う素子への熱ストレスを低減する必
要があった。
アへの要求として、放熱性を向上し、多端子化、チップ
サイズの大形化に伴う素子への熱ストレスを低減する必
要があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のチッ
プキャリアでは、基体が樹脂で構成され樹脂の流れ防止
のために樹脂止めリングが必要である上、封止部の高さ
も高い構造であるため、放熱性が悪く、発熱量の大きい
素子の実装には用いることができないという問題があっ
た。また発熱量が少ない場合でも素子温度が上昇し信頼
性低下の原因となる。
プキャリアでは、基体が樹脂で構成され樹脂の流れ防止
のために樹脂止めリングが必要である上、封止部の高さ
も高い構造であるため、放熱性が悪く、発熱量の大きい
素子の実装には用いることができないという問題があっ
た。また発熱量が少ない場合でも素子温度が上昇し信頼
性低下の原因となる。
【０００９】また、樹脂と半導体素子との熱膨張係数差
が大きいため素子に大きな熱応力が働き信頼性が低下す
るという問題があった。
が大きいため素子に大きな熱応力が働き信頼性が低下す
るという問題があった。
【００１０】さらには実装構造の厚さが大きく薄形化が
困難であるという問題があった。
困難であるという問題があった。
【００１１】また基体が樹脂で出来ているため機械的強
度が十分でないという問題もあった。
度が十分でないという問題もあった。
【００１２】本発明は前記実情に鑑みてなされたもので
、小形で放熱性が良好であってかつ信頼性の高い半導体
装置を提供することを目的とする。
、小形で放熱性が良好であってかつ信頼性の高い半導体
装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】そこで本発明では、チッ
プキャリアの基体に金属を埋め込み、この金属表面上に
チップを固着するようにしている。
プキャリアの基体に金属を埋め込み、この金属表面上に
チップを固着するようにしている。
【００１４】
【作用】上記構成によれば、チップキャリアの基体に金
属を埋め込むようにしているため、放熱性が良好となり
、発熱量の大きい素子の実装にも用いることができ、ま
た素子からの発熱により素子温度が上昇したりすること
もない。
属を埋め込むようにしているため、放熱性が良好となり
、発熱量の大きい素子の実装にも用いることができ、ま
た素子からの発熱により素子温度が上昇したりすること
もない。
【００１５】また半導体素子との接触部は金属であるた
め熱膨張差を小さく抑えることができ、素子に大きな熱
応力が働くこともない。
め熱膨張差を小さく抑えることができ、素子に大きな熱
応力が働くこともない。
【００１６】さらには実装構造の厚さを薄くすることが
できる。
できる。
【００１７】また基体を構成する樹脂中に金属が埋め込
まれているため、機械的強度が十分に大きい。
まれているため、機械的強度が十分に大きい。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。
つつ詳細に説明する。
【００１９】実施例１
図１は、本発明の第１の実施例の半導体装置を示す断面
図である。
図である。
【００２０】この半導体装置では、チップキャリアが、
表面に凹部を形成してなる銅板８の周囲にエポキシ樹脂
９が固着された基体から構成されており、このエポキシ
樹脂９の表面には配線パターン２が形成されると共に周
辺端には電極３が形成されていることを特徴とするもの
である。
表面に凹部を形成してなる銅板８の周囲にエポキシ樹脂
９が固着された基体から構成されており、このエポキシ
樹脂９の表面には配線パターン２が形成されると共に周
辺端には電極３が形成されていることを特徴とするもの
である。
【００２１】そしてこのチップキャリアの凹部に半導体
素子チップ４が搭載され、この半導体素子チップ４と配
線パターン２との電気的接続はワイヤ５によって達成さ
れ、そして樹脂６によって封止されている。
素子チップ４が搭載され、この半導体素子チップ４と配
線パターン２との電気的接続はワイヤ５によって達成さ
れ、そして樹脂６によって封止されている。
【００２２】この半導体装置によれば、図２に作用説明
図を示すように、半導体素子チップ４で発生する熱は直
ちに銅板８に放熱される。そしてまた半導体素子チップ
４と接する銅板８との熱膨張係数は従来のエポキシ樹脂
のそれに比べ大幅に小さく半導体素子に加わる熱応力も
極めて小さい。
図を示すように、半導体素子チップ４で発生する熱は直
ちに銅板８に放熱される。そしてまた半導体素子チップ
４と接する銅板８との熱膨張係数は従来のエポキシ樹脂
のそれに比べ大幅に小さく半導体素子に加わる熱応力も
極めて小さい。
【００２３】さらに半導体素子は銅板の凹部内に配置さ
れるため、封止樹脂による封止構造の高さを低くするこ
とができる。また、従来の樹脂止めリングを形成する工
程が不要となり、部品点数および作業工数を節減するこ
とができ、また樹脂量も少なくすることができる。
れるため、封止樹脂による封止構造の高さを低くするこ
とができる。また、従来の樹脂止めリングを形成する工
程が不要となり、部品点数および作業工数を節減するこ
とができ、また樹脂量も少なくすることができる。
【００２４】また、従来のチップキャリアでは樹脂に設
けられた側面電極から、外部回路に対する電気的接続を
行わなければならなかったが、半導体素子チップの裏面
が銅板と接合されているため、銅板の裏面からの電気的
接続が可能である。
けられた側面電極から、外部回路に対する電気的接続を
行わなければならなかったが、半導体素子チップの裏面
が銅板と接合されているため、銅板の裏面からの電気的
接続が可能である。
【００２５】また、基体が金属と樹脂との複合材となる
ため、振動、反りによる機械的ストレスにも強い。
ため、振動、反りによる機械的ストレスにも強い。
【００２６】次に、このチップキャリアの製造工程につ
いて図３を参照しつつ説明する。
いて図３を参照しつつ説明する。
【００２７】この図ではチップキャリアの電極部のみの
構造を示した。また比較の為に右には図８に示した従来
例のチップキャリアの製造工程図を示す。
構造を示した。また比較の為に右には図８に示した従来
例のチップキャリアの製造工程図を示す。
【００２８】まず、銅板８の、後に電極となる領域に穴
をあけ、この穴内に樹脂を注入して基体を形成する（ス
テップ１０１）。
をあけ、この穴内に樹脂を注入して基体を形成する（ス
テップ１０１）。
【００２９】次いで、絶縁性接着剤層を介してアルミニ
ウム層からなる配線層２を接着する（ステップ１０２）
。
ウム層からなる配線層２を接着する（ステップ１０２）
。
【００３０】そしてフォトリソグラフィにより、レジス
トパターンを形成しこれをマスクとしてこのアルミニウ
ム層２をパターニングする（ステップ１０３）。
トパターンを形成しこれをマスクとしてこのアルミニウ
ム層２をパターニングする（ステップ１０３）。
【００３１】さらに第２のレジストパターンを形成しこ
れをマスクとして基板をエッチングしスルーホールｈを
形成する（ステップ１０４）。
れをマスクとして基板をエッチングしスルーホールｈを
形成する（ステップ１０４）。
【００３２】この後、スルーホールｈにめっきを行う（
ステップ１０５）。
ステップ１０５）。
【００３３】そして最後に個々に分割し、チップキャリ
ア基体を得る（ステップ１０６）。
ア基体を得る（ステップ１０６）。
【００３４】比較のために、対応する従来例のチップキ
ャリア基体を得るための工程図を右に示す。
ャリア基体を得るための工程図を右に示す。
【００３５】さらにこの半導体装置を基板実装する際の
実装構成例を図４に示す。
実装構成例を図４に示す。
【００３６】この半導体装置は図４に示すように主回路
基板１０の表面に形成された回路配線１１に半田１４を
介して接合される。１２はチップ抵抗等のチップ部品で
あり、１３は表面実装部品である。
基板１０の表面に形成された回路配線１１に半田１４を
介して接合される。１２はチップ抵抗等のチップ部品で
あり、１３は表面実装部品である。
【００３７】実施例２
図５は、本発明の第２の実施例の半導体装置を示す図で
ある。
ある。
【００３８】前記実施例では、基体を構成する銅板８の
表面に凹部を形成したが、この例では表面を平板状にし
たものである。そして半導体チップ４は銅板８の表面に
絶縁層１５を介して固着されており、さらに流れ防止用
の樹脂止めリング７が形成され、この内部に樹脂６が充
填されていることを特徴とするもので、他部については
、前記実施例と同様に形成されている。
表面に凹部を形成したが、この例では表面を平板状にし
たものである。そして半導体チップ４は銅板８の表面に
絶縁層１５を介して固着されており、さらに流れ防止用
の樹脂止めリング７が形成され、この内部に樹脂６が充
填されていることを特徴とするもので、他部については
、前記実施例と同様に形成されている。
【００３９】この半導体装置の作用を図６に示すように
、実施例１と同様放熱性および熱応力の低減をはかるこ
とができる。
、実施例１と同様放熱性および熱応力の低減をはかるこ
とができる。
【００４０】さらに、銅板８と半導体チップ４との間に
絶縁層１５が界在せしめられているため、半導体チップ
の裏面電極と銅板との間にキャパシタ（コンデンサ）を
形成することができる。また、配線パターン２と銅板と
の間にも形成可能である。
絶縁層１５が界在せしめられているため、半導体チップ
の裏面電極と銅板との間にキャパシタ（コンデンサ）を
形成することができる。また、配線パターン２と銅板と
の間にも形成可能である。
【００４１】また、絶縁層１５の材質および厚さ、半導
体素子チップの裏面電極、配線２の大きさなどを任意に
選択することによって自由に容量を選定する事が可能で
ある。
体素子チップの裏面電極、配線２の大きさなどを任意に
選択することによって自由に容量を選定する事が可能で
ある。
【００４２】また、絶縁層１５の厚さについては、数十
μｍ 程度まで形成可能である。また、エポキシ樹脂に
高誘電体（Ｔａ２ Ｏ５ ，ＢａＴｉＯ３ ，Ｔ
ｉＯ２ 等）を混入させたものを用いることによって
用意に容量の大きさを調整することができる。
μｍ 程度まで形成可能である。また、エポキシ樹脂に
高誘電体（Ｔａ２ Ｏ５ ，ＢａＴｉＯ３ ，Ｔ
ｉＯ２ 等）を混入させたものを用いることによって
用意に容量の大きさを調整することができる。
【００４３】また、半導体素子チップ４の裏面電極下に
形成するコンデンサの用途としては電源−ＧＮＤ間に入
れるバイパスコンデンサなどとして用いることができる
。
形成するコンデンサの用途としては電源−ＧＮＤ間に入
れるバイパスコンデンサなどとして用いることができる
。
【００４４】さらには、銅板８を半導体素子チップ４の
下地からワイヤボンディングされた配線２の下まで形成
することができるため電波障害対策にも有効である。
下地からワイヤボンディングされた配線２の下まで形成
することができるため電波障害対策にも有効である。
【００４５】さらに、この実施例のチップキャリアの全
体斜視図を図７に示す。
体斜視図を図７に示す。
【００４６】チップキャリアの端部周辺には樹脂９が形
成され、側面に電極３が設けられている。そして半導体
素子チップの直下および配線２の一部の下に銅板８が埋
設されており、前述したように、半導体素子直下には絶
縁層１５によるコンデンサが形成されるようになってい
る（なおここで、封止樹脂および樹脂止めリングは省略
した）。
成され、側面に電極３が設けられている。そして半導体
素子チップの直下および配線２の一部の下に銅板８が埋
設されており、前述したように、半導体素子直下には絶
縁層１５によるコンデンサが形成されるようになってい
る（なおここで、封止樹脂および樹脂止めリングは省略
した）。
【００４７】なお、前記実施例１および実施例２におい
て金属板として銅板を用いたが、これに限定されること
なく適宜選択可能であり、銅の他４２アロイ、Ｍｏなど
の金属を用いても良い。また、熱伝導率が大きくかつ熱
膨張係数の小さい材料であれば、セラミック（ＡｌＮ，
Ａｌ２ Ｏ３ ）など、金属以外の材料を用いるこ
とも可能である。
て金属板として銅板を用いたが、これに限定されること
なく適宜選択可能であり、銅の他４２アロイ、Ｍｏなど
の金属を用いても良い。また、熱伝導率が大きくかつ熱
膨張係数の小さい材料であれば、セラミック（ＡｌＮ，
Ａｌ２ Ｏ３ ）など、金属以外の材料を用いるこ
とも可能である。
【００４８】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、チップキャリア基体に金属を埋め込み、この金属表
面上にチップを固着するようにしているため、放熱性が
良好で、素子に大きな熱応力を与えることがなく機械的
強度の高い半導体装置を提供することができる。
ば、チップキャリア基体に金属を埋め込み、この金属表
面上にチップを固着するようにしているため、放熱性が
良好で、素子に大きな熱応力を与えることがなく機械的
強度の高い半導体装置を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の半導体装置を示す図
【
図２】同半導体装置の作用を示す説明図
図２】同半導体装置の作用を示す説明図
【図３】同半導
体装置の製造工程図
体装置の製造工程図
【図４】同半導体装置の実装構成を示す図
【図５】本発
明の第２の実施例の半導体装置を示す図
明の第２の実施例の半導体装置を示す図
【図６】同半導
体装置の作用を示す説明図
体装置の作用を示す説明図
【図７】同半導体装置に用い
るチップキャリアを示す図
るチップキャリアを示す図
【図８】従来例の半導体装置
を示す図
を示す図
１ チップキャリア基体
２ 配線
３ 電極
４ 半導体素子チップ
５ ワイヤ
６ 封止樹脂
７ 樹脂止めリング
８ 銅板
９ エポキシ樹脂
１０ 主回路基板
１１ 回路配線
１２ チップ部品
１３ 面実装部品
１４ 半田
１５ 絶縁膜
Claims (1)
- 【請求項１】 表面に配線パターンが形成されると共
に、金属が埋めこまれた絶縁性基体と、前記絶縁性基体
の金属表面に固着された半導体素子とを具備し、前記半
導体素子と前記配線パターンとの間をボンディングワイ
ヤを介して接続したことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038762A JPH04276646A (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038762A JPH04276646A (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04276646A true JPH04276646A (ja) | 1992-10-01 |
Family
ID=12534297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3038762A Pending JPH04276646A (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04276646A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011528852A (ja) * | 2008-07-18 | 2011-11-24 | ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニー | グラウンディングシステムおよび装置 |
-
1991
- 1991-03-05 JP JP3038762A patent/JPH04276646A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011528852A (ja) * | 2008-07-18 | 2011-11-24 | ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニー | グラウンディングシステムおよび装置 |
| KR101535318B1 (ko) * | 2008-07-18 | 2015-07-08 | 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 | 접지 시스템 및 장치 |
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