JPH11340385A

JPH11340385A - 樹脂封止型半導体装置

Info

Publication number: JPH11340385A
Application number: JP10145602A
Authority: JP
Inventors: Shoji Shiga; 章二志賀; Akira Hideno; 晃秀野; Junji Ninomiya; 淳司二宮
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1998-05-27
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】従来より、安価で、優れた放熱性および機械
的強度を備え、熱歪みののない軽量で高品質な樹脂封止
型半導体装置の提供。【解決手段】半導体装置を樹脂で封止したパッケージ
構造を有する樹脂封止型半導体装置において、１０Ｖｏ
ｌ％以上、３０Ｖｏｌ％以下の範囲内で硬質無機粒子を
含有するＡｌを主な構成成分とする金属部材を半導体素
子に接触もしくは近接配置状態で備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣやＬＳＩ等の
半導体装置について、特に、パッケージング構造として
樹脂封止型を採用した半導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、Ｓｉ，Ｇｅ，ＧａＡｓ等からなる
半導体素子の多くは、プリント回路基板などへの実装の
ためのパッケージ形態の一つとして、例えばリードフレ
ームに搭載された状態でワイヤーボンディング等による
内部配線を施されてから樹脂で封止されている。この樹
脂封止型は、半導体パッケージ構造において、初期のメ
タル封止型やセラミック封止型に比べて、より安価で量
産性に勝る点から、採用が増えてきている。

【０００３】例えば、Ｃｕ合金やＮｉＦｅ合金製のリー
ドフレームに半導体素子を搭載してエポキシ樹脂等で封
止するパッケージとして、ＤＩＰ（デュアル・インライ
ン・パッケージ）、ＳＯＰ（スモール・アウトライン・
パッケージ）、ＱＦＰ（クワッド・フラット・パッケー
ジ）などが代表的なものとして挙げられる。

【０００４】また、パッケージのより小型化、高密度化
を求めた、リジット樹脂回路基板、フレキシブルテープ
回路基板、ＬＯＣ（リード・オン・チップ）型リードフ
レーム等を用いたＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）
として、ＯＭＰＡＣ（オーバーモールド・パッド・グリ
ッド・キャリア）、テープＢＧＡ、μＢＧＡ等も用いら
れている。また、複数素子を基板に搭載して一つのパッ
ケージに封止したＭＣＭ（マルチチップ・モジュール）
も一部で普及している。

【０００５】一方、半導体素子の高集積化、大型化に伴
って、半導体素子の所要電力が増大し、従って発熱量も
増大する傾向にある。特に樹脂封止型において、温度上
昇を抑える放熱性の問題が注目されている。さらに、近
年、コストダウンのために従来のセラミック製パッケー
ジから樹脂封止型への移行傾向が盛んなことからも樹脂
封止型パッケージの放熱対策が急がれている。

【０００６】そこで、半導体素子に近接して熱伝導性の
高いＣｕやＡｌからなる金属部材を、ヒートスプレッ
ダ、ヒートシング等の放熱板として配置することが広く
実施されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の放熱板では、半
導体素子が直接的に金属板上に接着剤等で固定される場
合が多く、それに伴って半導体パッケージの機械的強度
をこの放熱板に依存している例が多く見られる。従っ
て、放熱板としての金属板に基板としての機能を期待す
る場合も増えている。

【０００８】しかしながら、Ｃｕ製の金属部材では樹脂
との密着性に乏しく、且つ腐食変色し易いので、黒化処
理やＮｉメッキ処理、さらには機械的な嵌合を得るため
に端部を段差状等の特殊な形状に加工するなどの余分な
工程を必要としていた。

【０００９】このようなＣｕ製のものは、熱伝導性に優
れるが、比重が重く、必ずしも最適な材料とは言い難
い。一方、機械的強度を高めるために合金化すると、熱
伝導性が低下してしまうという問題もあった。

【００１０】これに対して、Ａｌ製では、軽量であると
同時に、アルマイト処理や黒色着色処理を容易に施せる
ので、電気絶縁性や樹脂との密着性の点で優れている。
しかしながら熱膨張率が２２〜２５ｐｐｍと大きく、且
つ機械的強度やヤング率が小さいので、特に部材の大型
化に応じて熱歪みの発生も大きくなり、又機械的ストレ
スに弱いという欠点があった。

【００１１】またＡｌの改良例として、一部の半導体装
置ではＳｉＣ焼結体にＡｌを含浸させた複合材を使用す
るものが特開平５−１４４９６３号公報に開示されてい
るが、これは、ＳｉＣが５０〜７５％を占める多孔連続
体であり、熱膨張率が５〜８ｐｐｍと過剰に低下してお
り、一般的な封止樹脂の熱膨張率との差が大きい。ま
た、半導体素子の搭載部にＳｉＣ繊維とＡｌの複合材を
使用したものが特開昭６１−７６３７号公報に開示され
ているが、これは熱膨張率マッチングを目的としたもの
で５〜１０ｐｐｍの熱膨張率である。いずれにしてもこ
れら改良例の複合材は、複雑な工程により製造されてお
り、コスト高は避けられず、実用に適していない。

【００１２】以上のように、半導体素子の樹脂封止型パ
ッケージに放熱板や基板として使用される金属部材に
は、安価で経済的でありながらも樹脂との密着接合性や
熱膨張率マッチング、機械的強度および適正なヤング
率、また軽量性等が望まれるが、これら全てを充分満た
すものは未だ得られていない。

【００１３】本発明は、上記問題点に鑑み、安価で、放
熱板や基板としての機能を発揮する金属部材として、樹
脂との密着接合性や熱膨張率マッチング、機械的強度お
よび適正なヤング率、また軽量性に優れた特性を持つも
のを備えることによって、軽量で熱歪みのない高品位な
樹脂封止型半導体装置の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明に係る樹脂封止型半導体装置
では、半導体素子を樹脂で封止したパッケージ構造を有
する樹脂封止型半導体装置において、半導体素子に接触
もしくは近接配置された金属部材を備え、前記金属部材
が、１０Ｖｏｌ％以上、３０Ｖｏｌ％以下の範囲内で硬
質無機粒子を含有するＡｌを主な構成成分とするもので
ある。

【００１５】また、請求項２に記載の発明に係る樹脂封
止型半導体装置では、請求項１に記載の樹脂封止型半導
体装置において、前記硬質無機粒子は、ＳｉＣ、Ａｌ_２
Ｏ_３、ＡｌＮ、ＢＮ、ＷＣ、ＳｉＮ、のうちの一つ以上
である。

【００１６】また、請求項３に記載の発明に係る樹脂封
止型半導体装置では、請求項１に記載の樹脂封止型半導
体装置において、前記金属部材の表面の少なくとも一部
にアルマイト処理被膜が形成されているものである。

【００１７】また、請求項４に記載の発明に係る樹脂封
止型半導体装置では、請求項１に記載の樹脂封止型半導
体装置において、前記金属部材が半導体素子からの熱を
逃すためのヒートスプレッダとして配置されているもの
である。

【００１８】本発明は、本発明者らの種々検討の結果、
ある特定の範囲内の含有率で硬質無機粒子を含むＡｌか
らなる金属部材は、その熱膨張率を、一般的な封止樹脂
の熱膨張率との差が３〜４ｐｐｍ程度となる範囲内に抑
えることが可能であるだけでなく、単なるＡｌ製金属部
材よりも機械的強度およびヤング率を大きく改善できる
ことを見出し、本発明に至ったものである。

【００１９】即ち、金属部材を構成するＡｌに含有され
る硬質無機粒子を１０Ｖｏｌ％以上、３０Ｖｏｌ％以下
の範囲内とすることによって、まず、その部材の熱膨張
率を１４〜２０ｐｐｍの範囲内に制御することができ
る。この熱膨張率の範囲内であれば、一般的な封止樹脂
であるエポキシ樹脂等の熱膨張率との差を３〜４ｐｐｍ
という僅差に抑えられる。従って、樹脂封止体内で生じ
る熱歪みは非常に小さく抑えられ、装置の大型化にも対
応できる。

【００２０】さらに、上記特定の範囲内で硬質無機粒子
を含有するＡｌで構成される金属部材は、熱伝導率が１
００〜２００Ｗ/ｍ・Ｋであり、ヤング率が８００〜１
２００Ｋｇ/ｍｍ^２と単なるＡｌ金属体のヤング率６８
００〜７０００Ｋｇ/ｍｍ^２の２倍近い値を示すもので
あり、機械的、熱的応力に対して変形を小さく抑えるこ
とができる。

【００２１】前記硬質無機粒子の含有率が３０Ｖｏｌ％
を越えると、熱膨張率が過剰に低くなり易く、逆に封止
樹脂の熱膨張率との差が広がってしまうだけでなく、無
機セラミックの特性が過剰に発現して機械加工や塑性加
工、後述のアルマイト処理やメッキ処理加工等が困難と
なり、さらに電気・熱伝導度が低下してしまうため実用
的に不適当となる。一方、１０Ｖｏｌ％より小さくなる
と、粒子分散効果が充分に得られず、上記特性の改善は
見られない。

【００２２】また、本願発明による金属部材は、前述し
た従来のＡｌ改良品である複合体と異なり、通常の金属
製造工程に準じた製造加工工程で得られるため、経済的
である。例えば、Ａｌ溶湯に硬質無機粒子を上記含有率
範囲内で攪拌分散した状態で凝固した後にインゴットを
押出し、圧延する、という簡便な工程で得られる。

【００２３】以上のように、本願発明よる上記特定の範
囲内で硬質無機粒子を含有するＡｌから構成された金属
部材では、Ａｌ本来の優れた特性である軽量性や熱伝導
性をに加え、熱膨張率マッチングやヤング率と強度につ
いても大幅に改善されるため、この金属部材を備えるこ
とによって、放熱性、機械的強度に優れた軽量な樹脂封
止型半導体装置を安価に得られる。

【００２４】なお、本発明における硬質無機粒子とは、
例えば、請求項２に記載した如く、ＳｉＣ、Ａｌ
_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ＢＮ、ＷＣ、ＳｉＮ、のうちから一
つ、あるいは複数を選択したものである。特に、分散粒
子としてＳｉＣまたはＡｌ_２Ｏ_３を用いた場合において
上記機械的及び熱的応力に対する変形を小さく抑えられ
る特性がより有利に実現できる。また、Ａｌマトリック
スとしては、熱伝導率や機械的強度の観点から、６００
０系あるいは１０００系の合金の利用が好ましい。

【００２５】また、前記金属部材は、主にＡｌから構成
されるものであるため、アルマイト処理が容易に行え
る、従って、請求項３に記載した如く、金属部材の表面
の少なくとも一部にアルマイト処理による酸化被膜を形
成しておくことによって、電気的絶縁性やより優れた樹
脂密着性が得られる。

【００２６】また、本願発明による金属部材は、半導体
装置パッケージへの機械的強度の付与効果だけでなく、
少なくともその一部が封止樹脂内で半導体素子近傍に接
触ましくは近接状態で配置されていれば、優れた放熱
板、即ちヒートスプレッダとしての機能を発揮できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（実施形態１）以下に、本発明の
第１の実施の形態として、Ａｌ_２０_３及びＳｉＣの硬質
無機粒子を含有するＡｌ合金からなる金属部材を、放熱
板（ヒートスプレッダ）およびダイパット代わりとして
備えた樹脂封止型ＱＦＰを図１の概略断面図に示す。

【００２８】まず、６０６１合金に１２％Ａｌ_２０_３及
び１０％ＳｉＣを含有して成る２８ｍｍ×２８ｍｍ，厚
さ０．５５ｍｍのＡｌ合金板に、黒色アルマイト処理を
施すことによって、表面に厚さ約１５μｍのアルマイト
酸化被膜２が形成されたヒートスプレッダ１を得る。

【００２９】このヒートスプレッダ１を、２０８ピンの
銅合金（厚さ０．１５０ｍｍ：ＥＦＴＥＣ６４Ｔ）リー
ドフレーム３の裏面側にポリイミド系熱可塑性接着剤テ
ープ４を介して接着する。さらにリードフレーム３のデ
バイスホールに露出するヒートスプレッダ１をダイパッ
ド代わりとしてその表面上に半導体素子５をペースト材
６を介してダイボンディングにより搭載し、ワイヤ７を
ボンディング配線した後、金型を用いたトランスファ・
モールド工程でエポキシモールド樹脂９により封止を行
い、樹脂封止型半導体装置（ＱＦＰ）を得た。

【００３０】以上の工程で得られた樹脂封止半導体装置
について、加熱実験による変形を観測した。この際、従
来と同様の構成を持つ対照例として、硬質無機粒子を含
有しない６０６１合金に本実施形態のヒートスプレッダ
１と同様の黒色アルマイト処理を施したもの（比較例１
−ａ）をヒートスプレッダとして用いて上記実施形態と
同様の半導体素子搭載、モールド樹脂封止を行ったもの
と、Ａｌに代えてタフピッチＣｕ板に厚さ５μｍのＮｉ
被膜を形成したもの（比較例１−ｂ）を用いて上記実施
形態と同様の半導体素子搭載、モールド樹脂封止を行っ
たものについても、各々観測を行った。

【００３１】即ち、上記本実施形態によるもの（実施形
態１と記す）および比較例１−ａ，比較例１−ｂの各樹
脂封止半導体装置について、それぞれリフロー半田付け
炉の加熱条件下で２６０℃に加熱した後、各半導体装置
表面の反りを観測したところ、実施形態１による半導体
装置では、反りは観測限界値（０．０１ｍｍ）以下で観
測できなかった。また、定格電流（７．５Ｗ）を流した
時のそれぞれの熱抵抗はいずれも４℃/Wで差はなかっ
た。

【００３２】これに対して、比較例１−ａの半導体装置
は表面が明らかに樹脂側（リードフレームに対してヒー
トスプレッタの反対側）に反って湾曲しているのが観測
された。また、比較例１−ｂの半導体装置では、本実施
形態と同様に表面の反りは観測されなかったが、その重
量は、４．６ｇと重く、実施形態１による半導体装置の
２倍となった。

【００３３】これら各半導体装置の加熱実験における結
果の違いは、以下の表１に示すような、各ヒートスプレ
ッダの材料特性の違いに起因するもの考えられる。即
ち、比較例１−ａのヒートスプレッダの熱膨張率は、エ
ポキシ系のモールド樹脂９の熱膨張率およびリードフレ
ーム３の熱膨張率との差が大きいため、ヒートスブレッ
タとモールド樹脂９との間に生じる熱歪みも大きくな
る。

【００３４】

【表１】

【００３５】しかしながら、本実施形態１によるヒート
スプレッダ１は、軽量で熱膨張率はリードフレーム３及
びモールド樹脂９の熱膨張率と極めて近いものであると
共に、同等の熱伝導率であり、且つ、安価で、樹脂との
良好な密着接合性等の優れた特性を示す。従って、この
ようなヒートスプレッダ１を備えることにより従来より
高品質な樹脂封止型半導体装置の提供を可能とする。

【００３６】（実施形態２）次に、本発明の第２の実施
形態として、ＳｉＣの硬質無機粒子を含有するＡｌ合金
からなる金属部材を、放熱板（ヒートスプレッダ）およ
びダイパット代わりとして備えた樹脂封止型ＱＦＰを図
２の概略断面図に示す。

【００３７】まず、６０６３合金に１２％ＳｉＣを含有
して成る３２ｍｍ×３２ｍｍ，厚さ０．４ｍｍのＡｌ合
金板を、第１の実施形態と同様に黒色アルマイト処理を
施すことによって、表面に厚さ約１５μｍのアルマイト
酸化被膜１２が形成されたヒートスプレッダ１１を得
る。

【００３８】このヒートスプレッダ１１を、第１の実施
形態で用いたものと同じ銅合金リードフレーム１３の裏
面側にポリイミド系熱可塑性接着剤テープ１４を介して
接着する。さらにリードフレーム１３のデバイスホール
に露出するヒートスプレッダ１１をダイパット代わりと
してその表面上に半導体素子１５をポリイミド系接着材
１６を介してダイボンディングにより接着搭載し、ワイ
ヤ１７をボンディング配線した後、エポキシ系モールド
樹脂１９により樹脂封止し、樹脂封止型半導体装置を得
た。

【００３９】ここでは、ヒートスプレッダ１１は半導体
素子１５を搭載するための基板的機能を持つと共にモー
ルド樹脂１９の液漏れ防止板として作用する。従って、
このヒートスプレッダ１１の液漏れ防止作用とリードフ
レーム１３上のヒートスプレッダ１１外周に相当する周
上に配されたダムポリマ１８によって、金型を用いるこ
となく容易に樹脂封止工程で半導体素子１５側を封止す
ることができる。

【００４０】本実施形態２によるヒートスプレッダ１１
は、熱膨張率が１９．８ｐｐｍ、熱伝導率１６７Ｗ/(m・
K)であり、モールド樹脂１９の熱膨張率１６．８ｐｐｍ
と近接した熱膨張率を有しており、第１実施形態と同様
の加熱実験を行った結果、半導体装置に反りは観測され
ず、また、定格電流（７．５Ｗ）を流した時の熱抵抗は
３℃/Wと低く、良好な放熱性が見られた。

【００４１】（実施形態３）次に、本発明の第３の実施
形態として、ＳｉＣの硬質無機粒子を含有するＡｌ合金
からなる金属部材を、放熱板（ヒートスプレッダ）およ
びダイパッド代わりとして備えた樹脂封止型ＱＦＰを図
３の概略断面図に示す。

【００４２】まず、６０６１合金に２５％ＳｉＣを含有
して成る２８ｍｍ×２８ｍｍ，厚さ０．４５ｍｍのＡｌ
合金板を、黒色アルマイト処理を施すことによって、表
面に厚さ約５μｍのアルマイト酸化被膜２２が形成され
たヒートスプレッダ２１を得る。

【００４３】このヒートスプレッダ２１を、第１の実施
形態で用いたものと同様のリードフレーム２３のインナ
ーリード先端部に裏面側からにポリイミド系熱可塑性接
着剤テープ２４を介して接着固定する。さらにリードフ
レーム２３のデバイスホールに露出するヒートスプレッ
タ２１をダイパッド代わりとしてその表面上に半導体素
子２５を接着材２６を介してダイボンディングにより搭
載し、ワイヤ２７をボンディング配線した後、金型を用
いたトランスファ・モールド工程でエポキシ系モールド
樹脂２９により封止を行い、樹脂封止型半導体装置を得
た。

【００４４】本実施形態３によるヒートスプレッダ２１
は、熱膨張率が１６．７ｐｐｍ、熱伝導率１９６Ｗ/(m・
K)、ヤング率１１８KN/mm²であり、モールド樹脂１９
の熱膨張率１６．６ｐｐｍと近接した熱膨張率を有して
おり、第１実施形態と同様の加熱実験を行った結果、半
導体装置に反りは観測されず、また、定格電流（７．５
Ｗ）を流した時の熱抵抗は３℃/Wと低く、良好な放熱性
が見られた。

【００４５】なお、ここでは、比較例として、ヒートス
プレッダを用いないで、半導体素子搭載用のダイパッド
を備えた本実施形態３と同サイズのＱＦＰリードフレー
ムを用いて、半導体素子を搭載し、本実施形態３と同様
のモールド封止を行ったものについても熱抵抗を測定し
た。その結果、比較例では８℃/Wを越える高い値であ
り、ヒートスプレッダ２１を備えた本実施形態によれ
ば、半導体装置の放熱性が大幅に改善されたことが明ら
かである。

【００４６】（実施形態４）次に、本発明の第４の実施
の形態として、Ａｌ_２０_３硬質無機粒子を含有するＡｌ
合金からなる金属部材を、放熱板（ヒートスプレッダ）
として備えた、２層回路ガラス樹脂基板を用いたプラス
チックＢＧＡを図４の概略断面図に示す。

【００４７】まず、６０６１合金に２２％Ａｌ_２０_３を
含有して成る２２ｍｍ×２２ｍｍ，厚さ０．６５ｍｍの
Ａｌ合金板を、黒色アルマイト処理を施すことによっ
て、表面に厚さ約２５μｍのアルマイト酸化被膜３２が
形成されたヒートスプレッダ３１を得る。

【００４８】このヒートスプレッダ３１を、同サイズ
の、両面に銅箔回路３６を有するガラス樹脂基板３３に
絶縁性接着剤３４を介して接着固定する。さらに基板３
３のデバイスホールに露出するヒートスプレッタ３１の
表面上に半導体素子３５を絶縁性接着剤３４を介して接
着、搭載し、ワイヤ３７をボンディング配線した後、ダ
ムポリマ３８を用いてモールド樹脂３９により封止を行
った。その後、外部端子の半田ボール３０を回路３６上
に付けた。

【００４９】本実施形態４によるヒートスプレッダ３１
は、熱膨張率が１７．１ｐｐｍ、熱伝導率１６６Ｗ/(m・
K)、ヤング率１１２KN/mm²であった。また、第１の実
施形態と同様の加熱実験の結果、反りは観測されなかっ
た。

【００５０】ここで、比較例として、Ａｌ合金板に代え
て０．３％Ｓｎおよび０．００２５％Ｐ含有のＣｕ合金
板（２２ｍｍ×２２ｍｍ，厚さ０．４５ｍｍ）に黒色酸
化同処理を施して表面に厚さ約１μｍの酸化被膜を形成
して成る比較用ヒートスプレッダを用い、本実施形態４
と同様に２層回路ガラス樹脂基板のプラスチックＢＧＡ
を得た。

【００５１】この、比較例によるプラスチックＢＧＡ
は、比較用ヒートスプレッダについては熱膨張率、熱伝
導率、ヤング率において本実施形態４によるヒートスプ
レッダ３１と同程度の特性を示し、また、上記加熱実験
においても反りは観測され無かったが、そのＢＧＡ半導
体装置の重量は３．３ｇであり、本実施形態４によるＢ
ＧＡ半導体装置が１．５ｇであるのに対して１．５ｇ以
上重いものであった。

【００５２】以上の結果から、本実施形態４によれば、
優れた熱膨張率マッチングおよび機械的特性をもちなが
らもＡｌの軽量性という特性を生かしたヒートスプレッ
ダ３１によって、高品質で軽量な樹脂封止半導体装置が
得られ、特に携帯機器や輸送機器等の軽量性が必要とさ
れる製品への用途に効果的である。

【００５３】（実施形態５）次に、本発明の第５の実施
形態として、ＳｉＣ及びＡｉＮの硬質無機粒子を含有す
るＡｌ合金からなる金属部材を、放熱板（ヒートスプレ
ッダ）として備えた、銅箔回路張りポリイミドフィルム
を用いたテープＢＧＡを図５の概略断面図に示す。

【００５４】まず、６０６１合金に１５％ＳｉＣおよび
５％ＡｌＮを含有して成る１８ｍｍ×１８ｍｍ，厚さ
０．５０ｍｍのＡｌ合金板を、黒色アルマイト処理を施
すことによって、表面に厚さ約１０μｍのアルマイト酸
化被膜４２が形成されたヒートスプレッダ４１を得る。
ただし、このヒートスプレッダ４１は、予め、後に貼り
合わせられる基板４３のデバイスホール領域に相当する
部分が凹形状に成形されたものである。

【００５５】このヒートスプレッダ４１を、厚さ１８μ
ｍの銅箔回路４６を有する厚さ２５μｍのポリイミドテ
ープ基板４３に絶縁性接着剤４４を介して接着固定す
る。さらに基板４３のデバイスホールに露出する凹部上
のヒートスプレッタ４１の表面上に半導体素子４５を絶
縁性接着剤４４を介して接着、搭載し、ワイヤ４７をボ
ンディング配線した後、モールド樹脂４９により封止を
行った。このとき、ヒートスプレッダ４１の凹部がダム
ポリマの機能を発揮し、ダムポリマを配することなく簡
便に液漏れが防止できる。この樹脂封止後、外部端子の
半田ボール４０を回路４６上に付けた。

【００５６】本実施形態５によるヒートスプレッダ４１
は、熱膨張率が１７．０ｐｐｍ、熱伝導率１８９Ｗ/(m・
K)、ヤング率１０８KN/mm²であった。このヒートスプ
レッダ４１は、もちろん半導体素子４５の発熱を放散す
る作用を持つと共に、可撓性テープ基板４３を補強し、
樹脂封止半導体装置に剛性を付与するスティフナの働き
をも有する。

【００５７】従来、スティフナにはＳＵＳ板を用いるこ
とが通例であるが、このＳＵＳ板の熱伝導率は、上記本
実施形態５によるヒートスプレッダ４１の熱伝導率の約
１／１５と非常に小さく、熱放散性が不十分であった。
そこで、特に放熱性を必要とする高密度の高速半導体素
子においてはＣｕとＳＵＳとを組み合わせた２層のステ
ィフナが用いられていた。

【００５８】これに対し、本実施形態５によれば、優れ
た熱方散性と基板補強機能を、一層の軽量なヒートスブ
レッダ４１に半導体素子４５を搭載するという簡便な構
成で容易に実現することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
安価で、放熱板や基板としての優れた機能を発揮すると
共に、樹脂との密着接合性や熱膨張率マッチング、機械
的強度および適正なヤング率、また軽量性に優れた特性
を持つ金属部材を備えたものであるため、軽量でありな
がらも従来より高品質な樹脂封止型半導体装置の提供が
可能となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による樹脂封止型半導
体装置（ＱＦＰ）の概略断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態による樹脂封止型半導
体装置（ＱＦＰ）の概略断面図である。

【図３】本発明の第３の実施形態による樹脂封止型半導
体装置（ＱＦＰ）の概略断面図である。

【図４】本発明の第４の実施形態による樹脂封止型半導
体装置（ＢＧＡ）の概略断面図である。

【図５】本発明の第５の実施形態による樹脂封止型半導
体装置（ＢＧＡ）の概略断面図である。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１，４１：ヒートスプレッダ２，１２，２２，３２，４２：アルマイト酸化被膜３，１３，２３：リードフレーム３３：ガラス樹脂基板４３：ポリイミドテープ基板３６，４６：銅箔回路４，１４，２４：ポリイミド系熱可塑性接着剤テープ３４，４４：絶縁性接着剤５，１５，２５，３５，４５：半導体素子６：ペースト材１６，２６：ポリイミド系接着剤７，１７，２７，３７，４７：ワイヤ１８，３８：ダムポリマ９，１９，２９，３９，４９：エポキシ系モールド樹脂３０，４０：半田ボール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子を樹脂で封止したパッケージ
構造を有する樹脂封止型半導体装置において、半導体素子に接触もしくは近接配置された金属部材を備
え、前記金属部材が、１０Ｖｏｌ％以上、３０Ｖｏｌ％以下
の範囲内で硬質無機粒子を含有するＡｌを主な構成成分
とすることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項２】前記硬質無機粒子は、ＳｉＣ、Ａｌ_２Ｏ
_３、ＡｌＮ、ＢＮ、ＷＣ、ＳｉＮ、のうちの一つ以上で
あることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導
体装置。
【請求項３】前記金属部材の表面の少なくとも一部に
アルマイト処理被膜が形成されていることを特徴とする
請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項４】前記金属部材が半導体素子からの熱を逃
すためのヒートスプレッダとして配置されていることを
特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。