JPH10163379A

JPH10163379A - 半導体加工用の柔軟性複合体

Info

Publication number: JPH10163379A
Application number: JP33161896A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Koshibe; 茂越部
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】応力緩和に優れ、信頼性の高い、高密度表面実
装に適した半導体加工用柔軟性複合体を提供する。【解決手段】回路基板上に半導体素子を直接搭載するに
際し、柔軟性物質からなりかつその表面に放熱性が付与
された柔軟性複合体、或いは柔軟性熱伝導体からなりか
つその表面に絶縁性が付与された柔軟性複合体を用い
て、半導体装置の組立加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体特に高密度
表面実装タイプの高集積半導体を加工するための柔軟性
複合体に関するものである。さらに詳しくは、応力緩和
性の特性に加えて放熱性或いは絶縁性という機能を更に
有する、高密度表面実装タイプの半導体を加工するため
の柔軟性複合体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロニクス産業は著しい発展を遂
げ、様々な電子機器が工場、オフィス或いは家庭に入り
込んできている。これらの電子機器は、小型で高性能し
かも低価格のものが強く求められている。

【０００３】これに対応するため、半導体チップの高集
積化やパッケージの軽薄短小化が進行してる。一方、基
板搭載方法が、半導体全面が半田溶融温度まで上昇する
表面実装へと移行している。該表面実装に於いて、半田
付け時に半導体チップに加わる応力は、非常に大きなも
のになる。更に、半導体を封止する樹脂組成物などに水
分が含まれていると、半田付けの際の高温のため水分が
気化し高い圧力を発生し、それが半導体装置の機能を不
充分なものとし更には半導体装置を破壊する原因にもな
っている。こうした背景から、半導体装置の信頼性を飛
躍的に高める技術が強く要求されている。

【０００４】半導体装置に対する、小型で高性能しかも
低コストの要求に対応じて、半導体ベアチップを基板に
直接取り付ける、いわゆるフリップチップ・ボンデイン
グといわれる加工法がある。従来半導体装置の加工法の
主流であったワイヤーボンデイングに比較して、フリッ
プチップ・ボンデイングは製品即ち半導体装置を小型に
し得るという特徴を有している。フリップチップ・ボン
デイングに於いては、高密度の実装を行うには基板上の
配線密度を高密度にする必要がある。この点、電極を面
状に配置したＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）
は、通常の配線密度でほぼ実装面積をチップ単体とほぼ
同等にできるメリットがある。

【０００５】半導体装置の組み立てに際し、加工時の応
力を吸収するためと半導体を外部からの衝撃等から保護
するため、一般的には樹脂封止が行われる。これは、半
導体チップと基板との加工時に於ける熱膨張の差によっ
て生じる応力を、樹脂で緩和させようとするものであ
る。現在、半導体装置の封止用樹脂として、エポキシ樹
脂組成物が主として使用されている。そして、樹脂組成
物に関しいろいろな発明がなされ、数多くの特許が出願
されている。

【０００６】しかし、半導体装置の小型化に当たって、
樹脂組成物の改良だけではもはや充分に対応できなくな
っている。即ち、樹脂組成物には互いに相反する要求を
満足させることが必要になってきている。例えば、応力
を緩和させるためには、シリコーンゴムが単品では効果
があるが、エポキシ樹脂と組み合わせて使用する場合に
は、シリコーンゴムとエポキシ樹脂との接着性が悪く、
結果的には接合欠陥が生じ、これが原因となって半導体
装置の性能不足や破壊をおこす。又、エラストマーにシ
リカなどの無機微粒子を混合する方法もあるが、この様
な無機微粒子をエラストマーに混合すると、エラストマ
ーの特性である弾性が失われ、結果的には半導体加工時
の応力を充分緩和させることができなくなる。更に、使
用する樹脂に弾性即ち柔軟性を要求するとともに機密
性、導電性、放熱性、絶縁性或いは脱気性を要求される
に至っている。これらの問題解決のため種々検討されて
いるが、未だに有効な手法は見つかっていないのが現状
である。

【０００７】半導体装置の軽薄短小化に伴って、半導体
自身から発生する熱を如何に発散させるかも、問題とな
ってきている。半導体装置の軽薄短小化により半導体チ
ップの装着密度が高くなるため、半導体から発生する熱
が発散されにくくなり、装置自体の温度が高くなる。こ
の高温により熱応力が発生し、半導体装置の信頼性に大
きな影響を及ぼすのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明してきたよう
に、小型で高性能しかも低コストの半導体装置を製造し
ようとすれば、互いに矛盾する要求を満たさなければな
らない。本発明は、こうした問題を解決する、小型で高
性能しかも低コストの半導体装置を組み立てるための、
応力を緩和する特性を有する柔軟性物質に放熱性或いは
絶縁性を付与した柔軟性複合体を提供しようとするもの
である。

【０００９】本発明者は、半導体装置製造に用いられる
樹脂封止材に求められる要求を満たすには、従来手法に
よる樹脂組成物の改良のみでは困難と判断し、応力緩和
に充分な性能を持つ柔軟性物質を使用しその表面に放熱
性或いは絶縁性を付与することによって、従来なかった
効果が実現できると考え、半導体装置加工時に於ける該
柔軟性複合体につき鋭意検討し本発明を完成させたので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、回路基
板上に半導体チップを直接搭載するに際し使用する柔軟
性複合体であって、柔軟性物体からなりかつその表面に
放熱性が付与されたことを特徴とする柔軟性複合体、及
び回路基板上に半導体チップを直接搭載するに際し使用
する柔軟性複合体であって、柔軟性熱伝導体からなりか
つ半導体チップと接触する側の表面に絶縁性が付与され
たことを特徴とする柔軟性複合体である。

【００１１】柔軟性物体は、エラストマー、エラストマ
ー粉末充填体、ゴム、有機繊維、セラミック繊維、並び
に有機繊維及びセラミック繊維から得た織布、編地及び
不織布等、からなる群から選ばれる少なくとも一種を採
用することが出来る。柔軟性熱伝導体は、導電性を有す
るエラストマー、金属繊維、炭素繊維、並びに金属繊
維、炭素繊維、及び有機繊維に導電物質を導入若しくは
コーティングして導電性を付与した導電性繊維から得た
織布、編み地及び不織布等、からなる群から選択される
少なくとも一種を採用することができる。また、放熱性
を付与する方法としては、柔軟性物体の表面に、高熱伝
導・電気絶縁性物質をコーティング、セラミック繊維の
貼付、セラミック繊維からなる織布、編み地及び不織布
を貼付、並びに絶縁加工等、の方法から選ばれる少なく
とも一種の方法で行うことが出来る。更に、柔軟性熱伝
導体の表面に絶縁性を付与する方法も、同様に柔軟性熱
伝導体の表面に、高熱伝導・電気絶縁性物質をコーティ
ング、セラミック繊維の貼付、セラミック繊維からなる
織布、編み地及び不織布を貼付、並びに絶縁加工等、の
方法から選ばれる少なくとも一種の方法で行うことがで
きる。

【００１２】従来、応力緩和の方法として応力発生抑制
法、応力緩和法が採用されてきた。応力発生抑制法は、
流動性に優れる球状シリカを高充填し低熱膨張化を図る
手法であるが、球状シリカを使用すると界面剥離が生
じ、強度低下や水侵入腐食といった問題が生じ、又応力
緩和法は、柔軟性に優れるシリコーンを用い低弾性率化
を図る手法であるが、シリコーンは接着力が極めて弱い
ためエポキシ樹脂と接着しにくく、得られる半導体装置
は強度低下や水侵入腐食の問題を生じるものであった。

【００１３】本発明の柔軟性複合体を使用すれば、無機
物或いは柔軟性を有する物質を混合することなく、単独
で使用することができる。従って、樹脂自身が有する固
有の柔軟性を損なうことなく、半導体装置の組立に使用
することができる。

【００１４】本発明は、応力緩和材として放熱性を有す
る柔軟性物体或いは絶縁性を付与した柔軟性熱伝導体を
使用するところに特徴がある。従来技術の封止用樹脂に
無機物或いは柔軟性を有する物質を混合するものではな
く、本発明は全く異なる技術に基づいている。

【００１５】本発明に於いて使用する柔軟性物体とし
て、エラストマー、エラストマー粉末充填体、ゴム、有
機繊維及びセラミック繊維等を使用することができる。
また、有機繊維、セラミック繊維から得た織布、編地及
び不織布等も同様に使用することができる。エラストマ
ーとしては、シリコーン系エラストマー等の熱硬化型エ
ラストマー、及び、スチレン系エラストマー、塩化ビニ
ール系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリ
エステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー及
びウレタン系エラストマー等の熱可塑性型エラストマー
の中から適宜選択することができる。有機繊維として
は、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリアラ
ミド繊維、ポリオレフィン系繊維、アクリル系繊維、セ
ルロース系繊維、絹、及び羊毛等から適宜選択すること
ができる。織布、編地、不織布についても、上記有機繊
維を製織、製編乃至不織布加工したものを使用すること
ができる。ゴムとしては、天然ゴム、合成ゴムいずれも
使用することができる。

【００１６】エラストマーは、架橋のないものでもよい
し、部分的に架橋のあるものでもよい。又、半導体チッ
プを基板に組み立てる際に、熱処理を行うのでこのとき
に同時にエラストマーを架橋させるようにしてもよい。
合成ゴムは当然のことながら、加硫即ち架橋されてい
る。長鎖の炭化水素基をその構成単位に含むエラストマ
ー、繊維及びゴムは、水分率が小さく低吸湿性であると
いう特徴を有する。

【００１７】有機繊維としては、中空繊維、細孔を有す
る繊維、更には細孔を有する中空繊維も使用することが
できる。中空繊維は、専用の紡糸ノズルを使用すること
によって得ることができる。細孔を有する繊維は、原料
中に不活性粒子を混合しておいて繊維形成後、該粒子を
溶剤等で抽出除去する方法、結晶性高分子を高配向に紡
糸し、更に配向させた後延伸し熱処理する方法でも製造
することができる。これらの繊維は、細孔或いは中空部
には空気が含まれているので、半導体チップ組立時の熱
応力を充分緩和する働きをすることができる。

【００１８】放熱性は、柔軟性物体の表面に、高熱伝導
・電気絶縁性物質のコーティング、セラミック繊維の貼
付等によって付与することができる。また、柔軟性物体
の表面に、セラミック繊維からなる織布、編み地及び不
織布等の貼付によっても、放熱性を付与することができ
る。更に、柔軟性物体の表面を、絶縁加工することによ
っても放熱性を付与することができる。次に、絶縁性
は、柔軟性熱伝導体の表面に、高熱伝導・電気絶縁性物
質のコーティング、セラミック繊維の貼付等によって付
与することができる。また、柔軟性物体の表面に、セラ
ミック繊維からなる織布、編み地及び不織布の貼付によ
っても絶縁性を付与することができる。更に、柔軟性物
体の表面を絶縁加工することによって、絶縁性を付与す
ることができる。もっとも、これ等の方法に限るもので
はない。セラミック繊維等の張付方法は、接着剤等で柔
軟性を有する樹脂の表面にセラミック繊維等を接着せし
めるのが、簡便な方法である。高熱伝導・電気絶縁性物
質としては、酸化アルミニウム、酸化ビスマス、酸化カ
ルシウム、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化タン
グステン、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化インジ
ウム等のセラミック系の物質を使用することが出来る。

【００１９】セラミック繊維の製造法は、その種類によ
って種々の方法が採られる。溶融紡糸によるもの、湿式
紡糸後熱処理するもの、まずプレカーサの状態で糸状に
しこれを熱処理をするもの、等々の方法がある。例え
ば、シリカ繊維は、水ガラスの水溶液を酸性浴に紡出
し、得られた糸を熱処理することにより得ることができ
る。又、ジメチルクロルシランを脱塩素でポリシランと
し更に熱転移させて得られるカルボシランを、乾式紡糸
しその後熱処理することにより炭化ケイソ繊維を製造す
ることができる。

【００２０】アルミナ繊維は、酢酸のアルミニウム塩水
溶液にポリエチレンオキシドなどを加えて粘性を付与し
ケイソ化合物を添加後ノズルから押し出して糸状にし高
温度で焼成する、アルミナ、塩化マグネシウム等からな
る粘性スラリーを紡糸し高温度で焼成する、或いは（Ａ
ｌＲ−Ｏ）_n（Ｒは、アルキル、アルコキシ、有機酸基
等）ポリマーを有機溶剤に溶解し紡糸し高温度で焼成す
ることにより、得ることができる。又、ジルコニア繊維
は、塩化ジルコニウム溶液に塩化イットリウムを添加し
た溶液に、高分子繊維又は織布を浸漬し乾燥後焼成する
事により得ることができる。

【００２１】次に、セラミックコーティングの方法につ
いて説明する。コーティングの基本的な方法としては、
ＰＶＤと称される物理蒸着とＣＶＤと称される化学蒸着
が知られている。ＰＶＤは、更に真空蒸着、イオンプレ
ーティング、スパッタリング等の方法がある。真空蒸
着、イオンプレーティングは、真空中で蒸着粒子を加熱
により作り出し、低温の被蒸着物の表面に沈着させるも
のである。この際、真空蒸着では蒸着粒子は中性である
が、イオンプレーティングでは一部イオン化している。
スパッタリングは、真空中にアルゴンガスを満たし陰極
をスパッタしたい物質にし陽極を被蒸着物として高電圧
を印加して薄膜を形成させるものである。ＣＶＤは、反
応装置中に原料ガスを導入し、気相又は被蒸着物表面で
化学反応させることにより、薄膜を形成させるものであ
る。

【００２２】柔軟性熱伝導体としては、導電性を有する
エラストマー、金属繊維及び炭素繊維等を使用すること
ができる。また、柔軟性熱伝導体として、金属繊維、炭
素繊維、及び有機繊維に導電物質を導入若しくはコーテ
ィングして導電性を付与した導電性繊維等、から得た織
布、編み地及び不織布等を使用することができる。エラ
ストマーに導電性を付与するには、エラストマーに導電
性物質を導入若しくはコーティングする方法がある。導
電性物質を導入する方法では、エラストマーの柔軟性が
低下即ち硬度が高くなるので、コーティングによる方法
が好ましい。

【００２３】金属繊維は、金属を溶融し小孔を有するノ
ズルから押し出して製造することができる。また、炭素
繊維は、ポリアクリロニトリル系繊維又はピッチ系繊維
を、焼成することによって製造することができる。ま
た、通常の繊維に、カーボンや金属微粒子を練り込むこ
とによっても、導電性繊維を製造することができるし、
導電性物質を通常の繊維にコーティングすることによっ
ても、導電性繊維を得ることができる。また、通常の繊
維の外周に導電性物質を配した、いわゆる芯鞘型コンジ
ュゲート繊維も同様に使用することができる。

【００２４】本発明で使用する柔軟性複合体の構造は、
柔軟性物体の表面全面に放熱層を設けてもよいし、半導
体チップと接触する面にのみ放熱層を設けても良い。更
に、柔軟性熱伝導体を使用する場合は、半導体チップを
絶縁するために半導体チップと接触する側の面に絶縁層
を設けるのが好ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の柔軟性複合体を使
用した半導体装置の実施形態を具体的に説明する。その
前に、フリップチップ・ボンディング方式に於ける半導
体装置の一例を図１に示した。この場合、半導体チップ
１は、バンプ１０を介して回路基板２に固定されてい
る。バンプ１０は、半導体チップを基板に接着させると
ともに基板電極へ接続する役割を担っている。半導体装
置の実装時の熱応力を緩和するために、半導体チップを
樹脂層８で樹脂封止をしている。応力は、バンプ１０周
辺がもっとも大きく受ける。

【００２６】本発明の柔軟性複合体を使用した半導体装
置の実施形態の一例を、図２に示した。図２（ａ）は組
立の状況を示した図であり、図２（ｂ）は組み立てた後
の状況を示した図である。回路基板２の基板電極５と半
導体チップ電極３との間に本発明の柔軟性複合体４が装
着されている。柔軟性複合体４は、シリコーンゴムの表
面にセラミックをコーティングし、放熱層６を設けたも
のである。柔軟性複合体４は、半導体チップを回路基板
に固定するとともに半導体装置を使用中に発生する熱を
放熱する役目を担っている。更に、この柔軟性複合体４
は、それ自身柔軟性を有する物質であるから、半導体装
置実装時に於ける熱応力を充分緩和することができるも
のである。そして、柔軟性複合体は、同時に封止用樹脂
の役目をも果たすものとなっている。柔軟性複合体と電
極との接着は、接着剤を使用するのが便利である。又、
全体を別途エポキシ樹脂等で封止することは何ら差し支
えない。

【００２７】前述のように、半導体装置の実装に於いて
は、高性能、小型化かつ低コストが要求される。この観
点から、電極を面状に配置したＣＳＰ（チップサイズ
パッケージ）は、ほぼ実装面積をチップ単体とほぼ同
等にできる特徴があり、実装方法として注目されてい
る。このＣＳＰに於いては、例えば図５のように、半導
体チップの電極即ちピン４２の数が多数にのぼる。この
ピンの位置に相当する柔軟性複合体上の場所に孔を開け
バンプを配し、このバンプを配した放熱性の柔軟性複合
体をサンドイッチにして半導体チップと回路基板とを加
圧接着せしめることにより、効率よく高実装の半導体装
置を得ることができる。

【００２８】本発明の放熱性の柔軟性複合体を使用した
実施形態の一例を、図３に示した。回路基板２と半導体
チップ１との間に本発明の放熱性の柔軟性複合体１１が
装着されている。放熱性の柔軟性複合体１１は、シリコ
ーンゴムの表面全面にセラミックをコーティングし、放
熱層２０を設けたものである。柔軟性複合体１１は、半
導体チップを回路基板２に固定する役目を担っている。
更に、この柔軟性複合体１１は、それ自身柔軟性を有す
る物質であるので、半導体装置実装時に於ける熱応力を
充分緩和することができるものである。同時に放熱の役
割も果たすものである。柔軟性複合体と回路基板との接
着は、接着剤を使用するのが便利である。又、全体を別
途エポキシ樹脂等で封止することは何ら差し支えない。

【００２９】図４に、本発明の柔軟性複合体を使用した
他の実施形態を示した。これは、半導体チップの上側に
柔軟性複合体を設け放熱の効率化を狙ったものである。
半導体チップ１はバンプ１０で基板電極５と接続され、
バンプを介して回路基板２に固定されている。装置全体
は、樹脂層８で封止されている。半導体チップ１の上
に、本発明の柔軟性複合体２２が装着されている。該柔
軟性複合体２２は、シリコーン系エラストマーに真空蒸
着法により酸化ジルコニウムを表面全面にコーティング
し放熱層２５を持ったものである。該柔軟性複合体２２
は、接着剤等で半導体チップ１と接着せしめるのが便利
である。

【００３０】図４の実施形態と同様に放熱の効率化を狙
った実施形態を、図７に示した。導体チップ１はバンプ
１０で基板電極５と接続され、バンプを介して回路基板
２に固定されている。装置全体は、樹脂層８で封止され
ている。半導体チップ１の上に、本発明の柔軟性複合体
２２が装着されている。該柔軟性複合体２２は、ステン
レス繊維からなる織布の積層体で、その片面即ち半導体
チップと接している面をセラミックコーティングした絶
縁層３２を有するものである。半導体装置の小型化によ
り、半導体チップから発生する熱の処理が問題となって
きている。即ち、半導体チップから発生する熱を効率よ
く放熱させる必要がある。図７の実施形態は、こうした
半導体チップから発生する熱を、効率よく放熱させるの
に有用なものである。又、半導体チップからの発熱は、
半導体装置に応力を発生させるので、本発明の柔軟性複
合体を使用すれば、放熱を促すとともに、応力緩和にも
寄与するのである。

【００３１】図４、図７の実施形態に於いて、使用する
柔軟性柔軟性複合体の構造を図６（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に示した形態のものを採用することが出来る。
（ａ）は柔軟性物体３０の表面全面に放熱層３５を設け
たものであり、（ｂ）は柔軟性物体３０の片面即ち半導
体チップと接触する側の面に放熱層３５を設けたもので
ある。（ｃ）は、柔軟性熱伝導体３１の半導体チップと
接触する側の面に絶縁層３５を設けたものである。
（ｃ）の構造は、放熱の効率性という観点からは、特に
優れたものである。

【００３２】図３の実施形態に於いて、柔軟性複合体と
してエラストマー粉末を袋に充填したエラストマー粉末
充填体を使用する例を説明する。半導体チップ１の下側
に本発明の柔軟性複合体１１が設けられている。即ち、
回路基板２と半導体チップ１との間に本発明の柔軟性複
合体１１が装着される。該柔軟性複合体１１は、エラス
トマー粉末充填体からなる柔軟性物質で、その表面全面
に亘ってセラミックをコーティングしその表面に放熱性
を付与した放熱層２０を有する。これにより、柔軟性複
合体は応力緩和の役割も果たす。

【００３３】前記エラストマー粉末充填体について説明
する。ポリエステル系エラストマーをフェノール系溶剤
又は弗素アルコール系溶剤に溶解せしめ、アルコール等
の非溶剤を用いることによりエラストマーを再沈させ、
粒径３０μｍ程度の粉末を得た。この粉末を、ポリイミ
ドフィルムよりなる袋に充填し密封した。このエラスト
マー充填体は、柔軟性を有し半導体装置加工時の応力緩
和を充分行うことができるものである。該エラストマー
充填体を包むポリイミドフィルムに、セラミックをコー
ティングしその表面に放熱性を付与したものである。

【００３４】又、エラストマー粉末として、市販のシリ
コーン系粉末を使用することができる。具体的には、東
レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社のトレフィル
Ｅシリーズ或いは信越化学工業株式会社のＫＭＰシリー
ズの製品を上記同様に使用することができる。

【００３５】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づき説明する。

【実施例１】本実施例は、図２の実施形態に於いて、半
導体チップと回路基板との間に表面に放熱性を付与した
柔軟性複合体を使用する例である。信越化学工業社製二
液型シリコーン系ゴム（品番ＫＥ−１０９）から得たシ
リコーン系エラストマーの表面に真空蒸着法により酸化
ジルコニウムをコーティングして、表面に放熱性を有す
る柔軟性複合体を得た。該シリコーン系エラストマーの
硬度は、ＪＩＳＡ表示で２０であった。表面に放熱層６
を有する柔軟性複合体４上、基板電極５と半導体チップ
電極３が来るべき位置に孔を開けバンプ１０をはめ込
み、回路基板２と半導体チップ１の間に装着し圧着せし
めた。こうして製作した半導体装置を模擬テストによ
り、半導体装置としての性能を評価した。発生クラック
数は０／２０個で、良好な結果であった。評価条件は下
に示した通りである。評価条件：１）性能評価サイズ模擬チップのサイズ：外寸１０×１０×０．５mm、パッ
ド寸法：１００μｍ□ ２）回路基板：ＦＲ−４（利昌工業）、片面銅箔、部分
金メッキ３）吸湿、半田テストＰＣＴ吸湿（１２５℃＊１００％＊２０ｈｒｓ）＋半田
浸食（２６０℃＊１０ｓｅｃ）の条件を５回繰り返し
た。評価結果は、クラック数として、処理後のクラック
（＞５０μｍ）発生数を検体２０個のうちクラックの発
生した数で表した。

【００３６】

【実施例２】本実施例は、図３の実施形態に於いて半導
体チップと回路基板との間に柔軟性複合体を装着したも
ので、その柔軟性複合体の表面全面に放熱性を付与した
例である。シェル・ジャパン株式会社製スチレン系エラ
ストマー（品番Ｄ−１１０７）に酸化アルミニウムを表
面全面にコーティングして、表面に放熱層２０を持った
柔軟性複合体１１を製作した。該スチレン系エラストマ
ーの硬度は、ＪＩＳＡ表示で３０であった。半導体チッ
プ１と回路基板２の間に柔軟性複合体１１を装着し、エ
ポキシ系接着剤で相互に接着せしめた。こうして製作し
た半導体装置を実施例１と同様に模擬テストにより、半
導体装置としての性能を評価した。クラック発生数は０
／２０で、良好な結果を得た。

【００３７】

【実施例３】本実施例は、図４の実施形態に於いて、半
導体チップの上側に柔軟性複合体を設け放熱の効率化を
狙ったものである。半導体チップ電極３と基板電極５は
バンプ１０を介して接続されかつ回路基板２に固定され
ている。半導体チップ１の上側に柔軟性複合体２２が設
けられている。該柔軟性複合体２２は、信越化学工業株
式会社製二液型シリコーン系ゴム（品番ＫＥ−１０９）
から得たシリコーン系エラストマーに真空蒸着法により
酸化ジルコニウムを表面全面にコーティングし放熱層２
５を持ったものである。該柔軟性複合体２２は、エポキ
シ系接着剤で半導体チップ１と接着せしめた。こうして
製作した半導体装置を実施例１と同様にして模擬テスト
により、半導体装置としての性能を評価した。発生クラ
ック数は０／２０で、良好な結果を得た。

【００３８】

【実施例４】図７の実施形態に於いて、ステンレス繊維
の織布を積層し、その片面をイオンプレーテイング法に
より酸化ジルコニウムをコーティングした柔軟性複合体
２２を使用した。柔軟性複合体２２は、図６（ｃ）で示
す構造のものであり、半導体チップと接する面に絶縁層
３２を有している。こうして製作した半導体装置を実施
例１と同様にして模擬テストにより、半導体装置として
の性能を評価した。クラック発生数は０／２０個で、良
好な結果であった。

【００３９】

【比較例１】実施例１に於いて、樹脂に放熱性を付与す
るために、信越化学工業株式会社製二液型シリコーン系
ゴム（品番ＫＥ−１０９）に酸化ジルコニウム粉末を８
０重量％添加し、ゴムの硬化を試みた。硬化反応が阻害
されゴムは硬化せず、目的とする半導体装置を得ること
ができなかった。高熱伝導・電気絶縁性物質を単に、エ
ラストマーに混合するだけでは、効果がないことを示し
ている。

【００４０】

【比較例２】実施例１に於いて、放熱性を付与するため
に、樹脂としてシェル・ジャパン社製スチレン系エラス
トマー（品番Ｄ−１１０７）を使用し、これに酸化ジル
コニウム粉末を８０重量％添加した。一応酸化ジルコニ
ウム粉末はエラストマー中に分散させることは可能であ
ったが、エラストマーの硬度はＪＩＳＡ表示で６０と高
い数字となり、柔軟性が損なわれるものとなった。実施
例１と同様にして模擬テストにより、半導体装置として
の性能を評価した。クラック発生数は、１３／２０個で
あった。これは、酸化ジルコニウム粉末を混入させたた
め、エラストマーの硬度が高くなり、応力緩和の効果が
充分発揮されなかったためである。

【００４１】

【比較例３】図１は、通常のフリップチップ・ボンディ
ング方式に於ける半導体装置の一例である。半導体チッ
プは、バンプを介して半田で基板電極に固定されてお
り、全体がエポキシ樹脂で封止されている。この例に於
いて、同様に性能テストを行ったところ、クラック数は
２０／２０で、検体２０個全てにクラックが認められ
た。

【００４２】

【比較例４】実施例２に於いて柔軟性複合体の代わり
に、シェル・ジャパン社製スチレン系エラストマー（品
番Ｄ−１１０７）に酸化アルミニウム粉末を８０重量％
混合したものを使用した。エラストマーの硬度は、ＪＩ
ＳＡ表示で６０であり、酸化アルミニウム粉末を混合し
ないものに比較して高くなった。即ち、柔軟性が大きく
低下した。この複合体を使用して半導体装置を得た。模
擬テストにより、実施例１と同様にして半導体装置とし
ての性能を評価した。クラック発生数は、１５／２０個
であり、性能は好ましいものではなかった。

【００４３】

【発明の効果】柔軟性物体の表面に放熱性、或いは柔軟
性熱伝導体の表面に絶縁性を付与した柔軟性複合体を使
用することにより、半導体装置組立時に発生する応力を
緩和することができ、又半導体装置の使用時に発生する
熱を放熱する事が出来る。そして、小型で高性能しかも
低コストの半導体装置を容易に組み立てることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】フリップチップ・ボンデイング方式の一例を示
す図である

【図２】本発明の柔軟性複合体を使用する実施形態の一
例を示す図である

【図３】本発明の柔軟性複合体を使用する実施形態の他
の一例を示す図である

【図４】本発明の柔軟性複合体を使用する実施形態の他
の一例を示す図である

【図５】基板に柔軟性複合体を使用する実施形態の一例
を示す図である

【図６】放熱層の構造を示す図である

【図７】本発明の柔軟性複合体を使用する実施形態の他
の一例を示す図である

【符号の説明】

１半導体チップ２回路基板３半導体チップ電極４、１１、２２柔軟性複合体５基板電極６、２０、２５放熱層８樹脂層１０バンプ３０柔軟性物体３２、３５絶縁層３１柔軟性熱伝導体４２ピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路基板上に半導体チップを直接搭載する
に際し使用する柔軟性複合体であって、柔軟性物体から
なりかつその表面に放熱性が付与されたことを特徴とす
る柔軟性複合体。
【請求項２】回路基板上に半導体チップを直接搭載する
に際し使用する柔軟性複合体であって、柔軟性熱伝導体
からなりかつ半導体チップと接触する側の表面に絶縁性
が付与されたことを特徴とする柔軟性複合体。
【請求項３】柔軟性物体が、エラストマー、エラストマ
ー粉末充填体、ゴム、有機繊維、セラミック繊維、並び
に有機繊維及びセラミック繊維から得た織布、編地及び
不織布等、からなる群から選ばれる少なくとも一種を主
成分とすることを特徴とする請求項１記載の柔軟性複合
体。
【請求項４】放熱性が、柔軟性物体の表面に、高熱伝導
・電気絶縁性物質をコーティング、セラミック繊維を貼
付、セラミック繊維からなる織布、編み地及び不織布を
貼付、並びに絶縁加工等、の方法から選ばれる少なくと
も一種の方法で付与されることを特徴とする請求項１又
は請求項３に記載の柔軟性複合体
【請求項５】柔軟性熱伝導体として、導電性を有するエ
ラストマー、金属繊維、炭素繊維、並びに金属繊維、炭
素繊維、及び有機繊維に導電物質を導入若しくはコーテ
ィングして導電性を付与した導電性繊維から得た織布、
編み地及び不織布等、からなる群から選択される少なく
とも一種を使用することを特徴とする請求項２に記載の
柔軟性複合体
【請求項６】絶縁性が、柔軟性熱伝導体の表面に、高熱
伝導・電気絶縁性物質をコーティング、セラミック繊維
を貼付、セラミック繊維からなる織布、編み地及び不織
布を貼付、並びに絶縁加工等、の方法から選ばれる少な
くとも一種の方法で付与されることを特徴とする請求項
２又は請求項５に記載の柔軟性複合体