(57)【要約】【課題】電子部品の放熱が可能な半導体装置を提供する。【解決手段】一つの実施形態に係る半導体装置は、基板と、半導体部品と、熱伝導体とを備える。前記半導体部品は、インターポーザ基板と、前記インターポーザ基板の第１の面に搭載された電子部品と、前記第１の面及び前記電子部品に接触して当該第１の面及び当該電子部品を覆う被覆樹脂と、前記被覆樹脂に接触して当該被覆樹脂を覆う金属膜と、を有し、前記基板に搭載される。前記熱伝導体は、前記金属膜に付着し、前記基板と前記金属膜とを接続し、前記被覆樹脂よりも熱伝導率が高い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
インターポーザ基板と、前記インターポーザ基板の第１の面に搭載された電子部品と、前記第１の面及び前記電子部品に接触して当該第１の面及び当該電子部品を覆う被覆樹脂と、前記被覆樹脂に接触して当該被覆樹脂を覆う金属膜と、を有し、前記基板に搭載された半導体部品と、
前記金属膜に付着し、前記基板と前記金属膜とを接続し、前記被覆樹脂よりも熱伝導率が高い、熱伝導体と、
を具備する半導体装置。
【請求項２】
前記インターポーザ基板は、前記第１の面の反対側に位置する第２の面と、前記第２の面に設けられた端子と、を有し、
前記基板は、前記第２の面に向く表面と、前記表面に設けられて前記端子に接続された電極と、前記表面に設けられた導体と、を有し、
前記熱伝導体は、前記金属膜と前記導体とを接続する、
請求項１の半導体装置。
【請求項３】
前記熱伝導体は、導電性であり、
前記基板は、グランドを有し、
前記導体は、前記グランドに接続される、
請求項２の半導体装置。
【請求項４】
前記電極は、電気信号を通す信号電極と、電源に接続される電源電極と、前記グランドに接続されるグランド電極と、を有し、
前記端子は、前記信号電極に接続される信号端子と、前記電源電極に接続される電源端子と、前記グランド電極に接続されるとともに前記信号端子及び前記電源端子よりも前記熱伝導体に近いグランド端子と、を有する、
請求項３の半導体装置。
【請求項５】
前記熱伝導体は、前記金属膜に付着し、前記被覆樹脂よりも熱伝導率が高く、導電性を有し、流動性を有し又は硬化した、第１のペーストを有する、請求項３又は請求項４の半導体装置。
【請求項６】
前記熱伝導体は、前記導体に熱的及び電気的に接続される金属部材を有し、
前記第１のペーストは、前記金属膜及び前記金属部材に付着する、
請求項５の半導体装置。
【請求項７】
前記表面に向く平面視において、前記金属部材は、前記半導体部品を囲む、請求項６の半導体装置。
【請求項８】
複数の前記半導体部品、をさらに具備し、
前記表面に向く平面視において、前記金属部材は、前記複数の半導体部品を囲む、
請求項６の半導体装置。
【請求項９】
前記第１のペーストは、熱硬化性樹脂を含む、請求項６乃至請求項８のいずれか一つの半導体装置。
【請求項１０】
前記熱伝導体は、熱硬化性樹脂を含み、前記金属部材及び前記導体に付着し、前記被覆樹脂よりも熱伝導率が高く、導電性を有し、硬化した第２のペースト、を有し、
前記第１のペーストが硬化した、
請求項９の半導体装置。
【請求項１１】
前記基板の前記表面と前記インターポーザ基板の前記第２の面との間に介在し、前記端子と前記熱伝導体との間に位置する、絶縁性のアンダーフィル、をさらに具備する請求項２乃至請求項１０のいずれか一つの半導体装置。
【請求項１２】
前記基板は、基材と、前記基材を覆うとともに前記基材と前記半導体部品との間に位置するソルダーレジストと、を有し、
前記ソルダーレジストに、前記基材の一部を露出させる孔が設けられ、
前記熱伝導体は、前記孔により露出された前記基材の一部に付着する、
請求項１の半導体装置。
【請求項１３】
前記熱伝導体は、前記金属膜に付着し、前記被覆樹脂よりも熱伝導率が高く、流動性を有し又は硬化したペーストを有する、請求項１乃至請求項４及び請求項１２のいずれか一つの半導体装置。
【請求項１４】
前記電子部品はメモリチップを有する、請求項１乃至請求項１３のいずれか一つの半導体装置。
【請求項１５】
前記電子部品は、前記メモリチップを制御するコントローラチップを有する、請求項１４の半導体装置。
【請求項１６】
前記熱伝導体は、前記メモリチップよりも前記コントローラチップに近い部分を有する、請求項１５の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターポーザ基板に搭載された電子部品を封止樹脂で封止した半導体部品が知られる。当該半導体部品は、端子により基板に搭載される。半導体部品は、端子を介して基板に熱伝導することで放熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０３８２４４８号明細書
【特許文献２】特開２０１２−１８２３９５号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１７／００４７２６６号明細書
【特許文献４】特開平１０−２５６６８５号公報
【特許文献５】特開２００３−０３７２２８号公報
【特許文献６】特許第５９４５３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体部品は、端子によっては十分に放熱されない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの実施形態に係る半導体装置は、基板と、半導体部品と、熱伝導体とを備える。前記半導体部品は、インターポーザ基板と、前記インターポーザ基板の第１の面に搭載された電子部品と、前記第１の面及び前記電子部品に接触して当該第１の面及び当該電子部品を覆う被覆樹脂と、前記被覆樹脂に接触して当該被覆樹脂を覆う金属膜と、を有し、前記基板に搭載される。前記熱伝導体は、前記金属膜に付着し、前記基板と前記金属膜とを接続し、前記被覆樹脂よりも熱伝導率が高い。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る半導体装置の一部を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の半導体装置を分解して概略的に示す例示的な斜視図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の半導体装置の一部を概略的に示す例示的な平面図である。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る半導体装置の一部を概略的に示す断面図である。
【図５】図５は、第３の実施形態に係る半導体装置の一部を概略的に示す断面図である。
【図６】図６は、第３の実施形態の半導体装置の一部を概略的に示す例示的な平面図である。
【図７】図７は、第３の実施形態の変形例の半導体装置の一部を概略的に示す例示的な平面図である。
【図８】図８は、第４の実施形態に係る半導体装置の一部を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第１の実施形態）
以下に、第１の実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。なお、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明が、複数の表現で記載されることがある。構成要素及びその説明は、本明細書の表現によって限定されない。構成要素は、本明細書におけるものとは異なる名称で特定され得る。また、構成要素は、本明細書の表現とは異なる表現によって説明され得る。
【０００８】
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置１の一部を概略的に示す断面図である。半導体装置１は、電子機器又は半導体記憶装置とも称され得る。本実施形態における一例としての半導体装置１は、スマートフォンである。半導体装置１は、例えば、パーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ、タブレット、携帯電話、テレビジョン受像器、ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）、ＵＳＢフラッシュドライブ、ＳＤカード、ｅＭＭＣ（登録商標）、ユニバーサルフラッシュストレージ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｆｌａｓｈ  Ｓｔｏｒａｇｅ：ＵＦＳ）、メモリーカード、他の記憶装置、ウェアラブルデバイス、スマートスピーカー、家庭用電気機器、又は半導体を有する他の装置であっても良い。図１に示すように、半導体装置１は、基板５と、半導体部品６と、熱伝導体７とを有する。
【０００９】
基板５は、例えば、プリント回路板（ＰＣＢ）である。基板５は、表面５ａを有する。表面５ａは、Ｚ軸の正方向（Ｚ軸の矢印が示す方向）に向く略平坦な面である。基板５の表面５ａに、半導体部品６が搭載される。さらに、基板５に、半導体装置１を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）のような他の装置が搭載されても良い。
【００１０】
基板５は、複数の基材１１と、複数の導体層１２と、複数のビア１３と、二つのソルダーレジスト１４とをさらに有する。すなわち、基板５は複数の層を有するが多層板であるが、片面板であっても良い。
【００１１】
基材１１は、基板５の内部に設けられた絶縁層である。導体層１２は、基材１１の表面に設けられ、例えば、基板５における配線、ランド、パッド、及びベタパターン（プレーン）を形成する。ビア１３は、基材１１に設けられ、複数の導体層１２を接続する。ソルダーレジスト１４は、基材１１及び導体層１２を覆う。一方のソルダーレジスト１４は、基板５の表面５ａの少なくとも一部を形成し、基材１１と半導体部品６との間に位置する。
【００１２】
導体層１２は、電源１６と、グランド１７と、複数の電極１８と、複数のグランドパッド１９とを有する。グランドパッド１９は、導体の一例であり、ランド又はパターンとも称され得る。
【００１３】
電源１６は、例えば、ベタパターンの電源層や、当該電源層に接続された配線を有する。グランド１７は、グランド電位の導体である。グランド１７は、例えば、ベタパターンのグランド層や、当該グランド層に接続された配線を有する。
【００１４】
電極１８は、表面５ａを形成するソルダーレジスト１４に覆われた導体層１２に設けられる。電極１８は、信号電極１８Ａと、電源電極１８Ｂと、グランド電極１８Ｃとを含む。信号電極１８Ａは、基板５に設けられる回路と、半導体部品６と、の間の信号の送受信に用いられる。このため、電気信号が信号電極１８Ａを通る。電源電極１８Ｂは、電源１６に接続される。グランド電極１８Ｃは、グランド１７に接続される。
【００１５】
電極１８は、例えばマトリクス状（格子状）に配置される。グランド電極１８Ｃは、信号電極１８Ａ及び電源電極１８Ｂよりも外側に配置される。なお、グランド１７に接続された電極が、信号電極１８Ａ及び電源電極１８Ｂよりも内側に位置しても良い。
【００１６】
グランドパッド１９は、表面５ａを形成するソルダーレジスト１４に覆われた導体層１２に設けられる。グランドパッド１９は、グランド１７に接続される。
【００１７】
図２は、第１の実施形態の半導体装置１を分解して概略的に示す例示的な斜視図である。図２に示すように、グランドパッド１９は、電極１８に沿って延び、電極１８を囲む。複数のグランドパッド１９は、互いに離間している。このため、導体層１２は、二つのグランドパッド１９の間を通る配線を有しても良い。
【００１８】
図１に示すように、ソルダーレジスト１４に、複数の孔１４ａが設けられる。孔１４ａは、電極１８及びグランドパッド１９を露出させる。これにより、電極１８及びグランドパッド１９は、基板５の表面５ａに設けられる。
【００１９】
本実施形態における一例としての半導体部品６は、ボールグリッドアレイ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ：ＢＧＡ）の半導体パッケージである。なお、半導体部品６は、他の構造を有しても良いし、ランドグリッドアレイ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ：ＬＧＡ）のような他の規格の半導体パッケージであっても良い。
【００２０】
図面に示されるように、本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。Ｘ軸は、半導体部品６の幅に沿う。Ｙ軸は、半導体部品６の長さ（奥行き）に沿う。Ｚ軸は、半導体部品６の高さ（厚さ）に沿う。
【００２１】
半導体部品６は、インターポーザ基板２１と、コントローラチップ２２と、複数のメモリチップ２３と、複数のボンディングワイヤ２４と、封止樹脂２５と、金属膜２６とを有する。コントローラチップ２２及びメモリチップ２３はそれぞれ、電子部品の一例である。封止樹脂２５は、被覆樹脂の一例である。
【００２２】
インターポーザ基板２１は、例えば、プリント配線板（ＰＷＢ）である。インターポーザ基板２１は、第１の面２１ａと、第２の面２１ｂと、端面２１ｃとを有する。第１の面２１ａは、Ｚ軸の正方向に向く略平坦な面である。第２の面２１ｂは、第１の面２１ａの反対側に位置し、Ｚ軸の負方向（Ｚ軸の矢印の反対方向）に向く略平坦な面である。第２の面２１ｂと、基板５の表面５ａとは、互いに向かい合う。端面２１ｃは、第１の面２１ａの縁と第２の面２１ｂの縁との間に設けられ、Ｚ軸と交差する方向に向く。
【００２３】
インターポーザ基板２１は、複数の端子３１をさらに有する。端子３１はそれぞれ、パッド３５と、半田ボール３６とを有する。半田ボール３６は、バンプとも称され得る。半田ボール３６は、対応する電極１８に接続される。なお、端子３１は、例えば半導体部品６の規格によって、パッド３５及び半田ボール３６とは異なり得る。例えば、半導体部品６がＬＧＡの場合、端子３１は、パッド３５を有し、半田ボール３６を有さない。
【００２４】
端子３１は、第２の面２１ｂに設けられる。端子３１は、信号端子３１Ａと、電源端子３１Ｂと、グランド端子３１Ｃとを含む。信号端子３１Ａは、信号電極１８Ａに接続される。電源端子３１Ｂは、電源電極１８Ｂに接続される。グランド端子３１Ｃは、グランド電極１８Ｃに接続される。
【００２５】
端子３１は、例えば、マトリクス状（格子状）に並べられる。グランド端子３１Ｃは、信号端子３１Ａ及び電源端子３１Ｂよりも外側に配置される。なお、電極１８を介してグランド１７に接続された端子３１が、信号端子３１Ａ及び電源端子３１Ｂよりも内側に位置しても良い。
【００２６】
コントローラチップ２２は、例えば、システムオンアチップ（Ｓｙｓｔｅｍ  ｏｎ  ａ  Ｃｈｉｐ：ＳｏＣ）である。なお、コントローラチップ２２は、他の集積回路（ＩＣ）又は回路であっても良い。
【００２７】
コントローラチップ２２は、インターポーザ基板２１の第１の面２１ａに搭載される。例えば、コントローラチップ２２は、接着層２２ａにより第１の面２１ａに接着される。さらに、コントローラチップ２２の電極と、第１の面２１ａに設けられた電極とが、ボンディングワイヤ２４によって接続される。これにより、コントローラチップ２２は、インターポーザ基板２１に設けられた配線を介して、端子３１に電気的に接続される。なお、コントローラチップ２２は、第１の面２１ａに、例えばフリップチップ実装により搭載されても良い。
【００２８】
メモリチップ２３は、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリであり、情報を記憶する。なお、メモリチップ２３は、ＮＯＲ型フラッシュメモリのような他のメモリチップであっても良い。
【００２９】
メモリチップ２３は、インターポーザ基板２１の第１の面２１ａに搭載され、積み上げられる。例えば、メモリチップ２３は、接着層２３ａにより第１の面２１ａに接着される。さらに、メモリチップ２３の電極と、第１の面２１ａに設けられた電極とが、ボンディングワイヤ２４によって接続される。これにより、メモリチップ２３は、インターポーザ基板２１に設けられた配線を介して、コントローラチップ２２に電気的に接続される。なお、メモリチップ２３は、第１の面２１ａに、例えばフリップチップ実装により搭載されても良い。
【００３０】
接着層２２ａ，２３ａは、ダイアタッチフィルム（Ｄｉｅ  Ａｔｔａｃｈ  Ｆｉｌｍ：ＤＡＦ）である。ダイアタッチフィルムは、ダイボンディングフィルム（Ｄｉｅ  Ｂｏｎｄｉｎｇ  Ｆｉｌｍ）とも称され得る。接着層２２ａ，２３ａは、例えば、接着剤であっても良い。
【００３１】
コントローラチップ２２は、例えば、メモリチップ２３の記憶及び読出しを制御する。なお、コントローラチップ２２は、メモリチップ２３に限らず、半導体部品６に含まれる他の電子部品を制御しても良い。
【００３２】
本実施形態において、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３が共に第１の面２１ａに搭載される。しかし、例えば、コントローラチップ２２の上にメモリチップ２３が積み上げられても良い。
【００３３】
封止樹脂２５は、例えば、二酸化ケイ素のような無機物を混合されたエポキシ樹脂を含む合成樹脂によって作られる。なお、封止樹脂２５は、他の合成樹脂を含む材料によって作られても良い。
【００３４】
封止樹脂２５は、インターポーザ基板２１の第１の面２１ａ、コントローラチップ２２、メモリチップ２３、及びボンディングワイヤ２４を封止する。このため、封止樹脂２５は、第１の面２１ａ、コントローラチップ２２、メモリチップ２３、及びボンディングワイヤ２４に接触して、第１の面２１ａ、コントローラチップ２２、メモリチップ２３、及びボンディングワイヤ２４を覆う。
【００３５】
コントローラチップ２２、メモリチップ２３、及びボンディングワイヤ２４が、封止樹脂２５に埋まる。別の表現によれば、コントローラチップ２２、メモリチップ２３、及びボンディングワイヤ２４は、封止樹脂２５に収容され、封止樹脂２５の中にある。
【００３６】
封止樹脂２５は、上面２５ａと、側面２５ｂとを有する。上面２５ａは、Ｚ軸の正方向に向く略平坦な封止樹脂２５の外面である。側面２５ｂは、上面２５ａの縁からＺ軸の負方向に延びる封止樹脂２５の外面であり、Ｚ軸と交差する方向に向く。側面２５ｂは、インターポーザ基板２１の端面２１ｃに実質的に連続する。
【００３７】
金属膜２６は、封止樹脂２５の上面２５ａ及び側面２５ｂに接触して封止樹脂２５を覆う。本実施形態では、金属膜２６は、インターポーザ基板２１の端面２１ｃも覆う。金属膜２６は、例えばスパッタリングにより封止樹脂２５に付着させられる。金属膜２６は、ペーストの塗布のような他の方法により作られても良い。
【００３８】
金属膜２６は、上面２６ａと、側面２６ｂとを有する。上面２６ａは、Ｚ軸の正方向に向く略平坦な金属膜２６の外面である。側面２６ｂは、上面２６ａの縁からＺ軸の負方向に延びる金属膜２６の外面であり、大よそＺ軸と交差する方向に向く。
【００３９】
金属膜２６は、封止樹脂２５を介して、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３を覆う。金属膜２６は、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３が放出する電磁波や、外部の電磁波を遮断する電磁シールドである。
【００４０】
熱伝導体７は、基板５と、半導体部品６の金属膜２６とを接続する。熱伝導体７は、全体として、導電性を有するとともに、封止樹脂２５よりも熱伝導率が高い。なお、熱伝導体７は、基板５と金属膜２６との間の熱的な経路において、封止樹脂２５よりも熱伝導率が高ければ良い。従って、熱伝導体７が、封止樹脂２５よりも熱伝導率が低い部分を含んでも良い。また、熱伝導体７は、絶縁性の部分を含んでも良い。熱伝導体７は、金属部材４１と、第１のペースト４２と、第２のペースト４３とを有する。
【００４１】
図２に示すように、金属部材４１は、基板５のグランドパッド１９に対応した略四角形の環状に形成される。なお、金属部材４１の形状はこの例に限られず、例えば、棒状であっても良い。金属部材４１は、封止樹脂２５よりも熱伝導率が高い。
【００４２】
図３は、第１の実施形態の半導体装置１の一部を概略的に示す例示的な平面図である。図３では、便宜上、第１のペースト４２及び第２のペースト４３が省略される。図３に示すように、基板５の表面５ａに向く平面視において、金属部材４１は、間隔を介して半導体部品６を囲む。言い換えると、金属部材４１は、Ｚ軸と交差する方向において、半導体部品６から離間する。なお、半導体部品６は、Ｚ軸と交差する方向において、金属部材４１に部分的に重なっても良い。
【００４３】
図１に示すように、金属部材４１は、グランドパッド１９を覆う。金属部材４１は、表面５ａに設けられたグランドパッド１９に、第２のペースト４３によって接着される。なお、金属部材４１は、ソルダーレジスト１４によって形成された表面５ａの他の部分にさらに接着されても良い。また、金属部材４１は、半田のような他の手段によってグランドパッド１９に接続されても良い。
【００４４】
第２のペースト４３は、いわゆる熱伝導ペーストである。第２のペースト４３は、例えば、熱硬化性の合成樹脂と銀フィラーとを含む。このため、第２のペースト４３は、導電性を有するとともに、封止樹脂２５よりも高い熱伝導率を有する。例えば、第２のペースト４３の熱伝導率は５０Ｗ／ｍＫ以上であるが、この値に限られない。なお、第２のペースト４３は、銀フィラーの代わりにシリコンを含み、絶縁性を有しても良い。以上の第２のペースト４３の材料は一例であり、これらの例に限られない。
【００４５】
第２のペースト４３は、金属部材４１及びグランドパッド１９に付着した状態で硬化している。このため、第２のペースト４３は、金属部材４１をグランドパッド１９に固定する。なお、第２のペースト４３は、硬化せずに流動性を有しても良い。金属部材４１は、第２のペースト４３により、グランドパッド１９に熱的及び電気的に接続される。
【００４６】
第１のペースト４２は、第２のペースト４３と同じく、いわゆる熱伝導ペーストである。第１のペースト４２は、例えば、熱硬化性の合成樹脂と銀フィラーとを含む。このため、第１のペースト４２は、導電性を有するとともに、封止樹脂２５よりも高い熱伝導率を有する。例えば、第１のペースト４２の熱伝導率は５０Ｗ／ｍＫ以上であるが、この値に限られない。なお、第１のペースト４２は、銀フィラーの代わりにシリコンを含み、絶縁性を有しても良い。以上の第１のペースト４２の材料は一例であり、これらの例に限られない。
【００４７】
第１のペースト４２は、金属膜２６の側面２６ｂと金属部材４１とに付着した状態で硬化している。このため、第１のペースト４２は、金属膜２６を金属部材４１に熱的及び電気的に接続する。なお、第１のペースト４２は、硬化せずに流動性を有しても良い。
【００４８】
第１のペースト４２は、金属部材４１及び第２のペースト４３を介して、金属膜２６と基板５のグランドパッド１９とを熱的及び電気的に接続する。このため、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３から生じた熱は、封止樹脂２５、金属膜２６、第１のペースト４２、金属部材４１、及び第２のペースト４３を介して、グランドパッド１９に伝導される。グランドパッド１９に伝導した熱は、例えば、半導体装置１が搭載されるサーバやパーソナルコンピュータのような装置に放出される。
【００４９】
図３に示すように、第１のペースト４２は、メモリチップ２３よりもコントローラチップ２２に近い部分Ｐを有する。コントローラチップ２２は、メモリチップ２３よりも高温になりやすい。コントローラチップ２２から生じた熱は、近傍の第１のペースト４２を通って放出され得る。
【００５０】
図１に示すように、金属膜２６は、第１のペースト４２、金属部材４１、第２のペースト４３、及びグランドパッド１９を介して、グランド１７に電気的に接続される。金属膜２６は、吸収した電磁ノイズをグランド１７に放出することができる。
【００５１】
以下、半導体部品６及び熱伝導体７の搭載方法の一部について例示する。なお、半導体部品６及び熱伝導体７の搭載方法は以下の方法に限らず、他の方法を用いても良い。まず、基板５の電極１８に、半導体部品６の端子３１が接続される。例えばリフローにより、端子３１の半田ボール３６が電極１８に接続される。
【００５２】
次に、ディスペンサにより第２のペースト４３がグランドパッド１９に塗布される。さらに、金属部材４１が、第２のペースト４３の上に載置され、第２のペースト４３によりグランドパッド１９に接着される。
【００５３】
次に、ディスペンサにより金属部材４１と金属膜２６との間に第１のペースト４２が供給される。第１のペースト４２は、金属部材４１と金属膜２６とに付着する。そして、第２のペースト４３及び第１のペースト４２が熱硬化させられることで、半導体部品６及び熱伝導体７の搭載が完了する。
【００５４】
第１のペースト４２の粘度が調整されることにより、第１のペースト４２が基板５とインターポーザ基板２１との間の隙間に入ることが抑制される。しかし、第１のペースト４２が、基板５とインターポーザ基板２１との間の隙間に入る可能性がある。
【００５５】
上述のように、グランド端子３１Ｃは、信号端子３１Ａ及び電源端子３１Ｂよりも外側に配置される。このため、グランド端子３１Ｃは、信号端子３１Ａ及び電源端子３１Ｂよりも熱伝導体７に近い。
【００５６】
基板５とインターポーザ基板２１との間の隙間に入った第１のペースト４２は、信号端子３１Ａ及び電源端子３１Ｂよりも、グランド端子３１Ｃの方に付着しやすい。この場合、金属膜２６及び金属部材４１は、第１のペースト４２を介して、グランド端子３１Ｃ及びグランド１７に電気的に接続される。しかし、金属膜２６及び金属部材４１は通常でも、グランドパッド１９を介してグランド１７に電気的に接続される。このため、グランド端子３１Ｃでの短絡が生じることが抑制される。
【００５７】
複数のグランド端子３１Ｃは、インターポーザ基板２１の端面２１ｃに沿って並ぶ。このため、グランド端子３１Ｃは、第１のペースト４２を堰き止め、第１のペースト４２が信号端子３１Ａ及び電源端子３１Ｂに付着することを抑制する。以上、第１のペースト４２について代表して説明したが、第２のペースト４３についても同じである。
【００５８】
以上説明された第１の実施形態に係る半導体装置１において、熱伝導体７は、半導体部品６の金属膜２６に付着し、基板５と金属膜２６とを接続し、封止樹脂２５よりも熱伝導率が高い。これにより、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３が発する熱が、封止樹脂２５、金属膜２６、及び熱伝導体７を介して基板５に伝導することができる。従って、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３のさらなる放熱が可能となる。
【００５９】
基板５は、表面５ａに設けられたグランドパッド１９を有する。熱伝導体７は、金属膜２６とグランドパッド１９とを接続する。これにより、熱伝導体７がソルダーレジスト１４のような基板５の他の部分と金属膜２６とを接続する場合に比べ、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３が発する熱が熱伝導体７を介して効率良く基板５に伝導することができる。従って、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３の効率の良い放熱が可能となる。
【００６０】
熱伝導体７は導電性であり、グランドパッド１９がグランド１７に接続される。これにより、半導体部品６の金属膜２６が、熱伝導体７を介してグランド１７に電気的に接続される。従って、金属膜２６の電磁シールドとしての性能を向上させることができる。
【００６１】
グランド端子３１Ｃは、グランド電極１８Ｃを介してグランド１７に接続されるとともに、信号端子３１Ａ及び電源端子３１Ｂよりも熱伝導体７に近い。このため、熱伝導体７の第１のペースト４２は、インターポーザ基板２１の第２の面２１ｂと基板５の表面５ａとの間に入ったとしても、信号端子３１Ａや電源端子３１Ｂよりグランド端子３１Ｃの方に付着しやすい。従って、第１のペースト４２が信号端子３１Ａや電源端子３１Ｂに付着することによる短絡が抑制される。
【００６２】
熱伝導体７は、金属膜２６に付着した第１のペースト４２を有する。これにより、熱伝導体７は、例えばディスペンサのような装置により容易に設けることができる。
【００６３】
熱伝導体７は、グランドパッド１９に熱的及び電気的に接続される金属部材４１を有する。第１のペースト４２は、当該金属部材４１に付着する。すなわち、半導体部品６の金属膜２６は、第１のペースト４２及び金属部材４１を介して、基板５のグランドパッド１９に接続される。金属部材４１は、一般的に、合成樹脂よりも熱抵抗が小さく、且つ表面積が大きいため、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３が発する熱を効率良く基板５に伝導することができる。従って、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３の効率の良い放熱が可能となる。
【００６４】
表面５ａに向く平面視において、金属部材４１は、半導体部品６を囲む。これにより、金属部材４１の表面積が大きくなり、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３が発する熱を効率良く基板５に伝導することができる。従って、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３の効率の良い放熱が可能となる。
【００６５】
第１のペースト４２は、熱硬化性樹脂を含む。これにより、第１のペースト４２は、硬化させられることで、金属膜２６から剥離することが抑制される。さらに、第１のペースト４２の硬化を、他の電子部品に塗布されるアンダーフィルの硬化と同時に行うことができる。従って、作業工程の増加が抑制され、半導体装置１のコストの増加が抑制される。
【００６６】
熱伝導体７は、熱硬化性樹脂を含み、金属部材４１及びグランドパッド１９に付着し、封止樹脂２５よりも熱伝導率が高く、導電性を有する第２のペースト４３を有する。第１のペースト４２及び第２のペースト４３は、硬化している。これにより、金属部材４１とグランドパッド１９とが第２のペースト４３により電気的に接続される。さらに、第１のペースト４２と第２のペースト４３との硬化を同時に行うことができ、作業工程の増加が抑制され、半導体装置１のコストの増加が抑制される。また、第１のペースト４２及び第２のペースト４３が、アンダーフィルのように、半導体部品６を基板５に強固に固定する。これにより、端子３１と電極１８との間の接続部分が損傷することが抑制される。
【００６７】
熱伝導体７は、メモリチップ２３よりもコントローラチップ２２に近い部分Ｐを有する。一般的に、コントローラチップ２２は、メモリチップ２３よりも高温になりやすい。従って、コントローラチップ２２の熱が、封止樹脂２５、金属膜２６、及び熱伝導体７を介して基板５に伝導することができる。従って、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３の効率の良い放熱が可能となる。
【００６８】
以上の第１の実施形態において、第１のペースト４２及び第２のペースト４３は、金属部材４１を介して、金属膜２６とグランドパッド１９とを接続した。しかし、第１のペースト４２又は第２のペースト４３が、金属膜２６とグランドパッド１９とを直接的に接続しても良い。これにより、作業工程の増加が抑制され、半導体装置１のコストの増加が抑制される。
【００６９】
また、以上の第１の実施形態において、熱伝導体７が接続されたグランドパッド１９は、グランド１７に接続された。しかし、熱伝導体７が接続される導体（グランドパッド１９）は、基板５に回路を形成する導体層１２から電気的に切り離されたノンコネクトパッドであっても良い。また、上記導体は、熱伝導体７が絶縁性であれば、例えば、信号電極１８Ａ又は電源電極１８Ｂに電気的に接続されても良い。
【００７０】
（第２の実施形態）
以下に、第２の実施形態について、図４を参照して説明する。なお、以下の複数の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。
【００７１】
図４は、第２の実施形態に係る半導体装置１の一部を概略的に示す断面図である。図４に示すように、第２の実施形態の半導体装置１は、絶縁性のアンダーフィル５１を有する。アンダーフィル５１は、基板５の表面５ａとインターポーザ基板２１の第２の面２１ｂとの間に介在する。
【００７２】
アンダーフィル５１は、基板５の表面５ａとインターポーザ基板２１の第２の面２１ｂとの間の隙間を塞ぐ。このため、アンダーフィル５１は、端子３１と熱伝導体７との間に位置する。本実施形態において、アンダーフィル５１は、端子３１に接触し、端子３１を覆う。なお、アンダーフィル５１は、端子３１から離間しても良い。
【００７３】
アンダーフィル５１は、例えば、端子３１が電極１８に接続された後に、基板５とインターポーザ基板２１との間に、ディスペンサによって供給される。アンダーフィル５１は、例えば、第１のペースト４２及び第２のペースト４３とともに熱硬化される。
【００７４】
以上説明された第２の実施形態の半導体装置１において、絶縁性のアンダーフィル５１が、基板５の表面５ａとインターポーザ基板２１の第２の面２１ｂとの間に介在し、端子３１と熱伝導体７との間に位置する。これにより、導電性の第１のペースト４２が端子３１に付着することによる短絡が抑制される。さらに、アンダーフィル５１によって半導体部品６が基板５に強固に固定されるため、端子３１と電極１８との間の接続部分が損傷することが抑制される。
【００７５】
（第３の実施形態）
以下に、第３の実施形態について、図５乃至図７を参照して説明する。図５は、第３の実施形態に係る半導体装置１の一部を概略的に示す断面図である。図５に示すように、第３の実施形態の半導体装置１は、基板５の表面５ａに搭載された複数の半導体部品６を有する点が、第２の実施形態と異なる。半導体部品６は、互いに同一の部品であっても良いし、互いに異なる部品であっても良い。また、第３の実施形態の半導体装置１は、第１の実施形態のように、アンダーフィル５１を有さなくても良い。
【００７６】
図６は、第３の実施形態の半導体装置１の一部を概略的に示す例示的な平面図である。図６に示すように、金属部材４１は、枠部６１と、中間部６２とを有する。枠部６１は、略四角形の環状に形成され、基板５の表面５ａに向く平面視において、複数の半導体部品６を囲む。中間部６２は、隣り合う二つの半導体部品６の間に位置し、枠部６１に接続される。
【００７７】
第１のペースト４２は、金属膜２６と、枠部６１と、中間部６２とに付着する。このため、第１のペースト４２は、一つの半導体部品６の金属膜２６と、他の一つの半導体部品６の金属膜２６と、グランドパッド１９とを、熱的及び電気的に接続する。
【００７８】
以上説明された第３の実施形態の半導体装置１において、表面５ａに向く平面視において、金属部材４１は、複数の半導体部品６を囲む。これにより、金属部材４１の表面積が大きくなり、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３が発する熱を効率良く基板５に伝導することができる。従って、コントローラチップ２２及びメモリチップ２３の効率の良い放熱が可能となる。
【００７９】
図７は、第３の実施形態の変形例の半導体装置１の一部を概略的に示す例示的な平面図である。図７に示すように、金属部材４１は、枠部６１を有する。しかし、中間部６２は省略される。隣り合う二つの半導体部品６は、隙間を介して互いに離間する。
【００８０】
図７の変形例では、例えば、基板５の表面５ａにおいて、半導体部品６を搭載可能な領域が、図６の例よりも狭い。このため、中間部６２が省略され、隣り合う二つの半導体部品６の間の距離が、図６の例よりも短くされる。
【００８１】
以上説明された第３の実施形態の変形例においても、表面５ａに向く平面視において、枠部６１が複数の半導体部品６を囲む。このため、複数の半導体部品６の間の隙間が小さくても、金属部材４１が複数の半導体部品６に沿って配置されることができる。従って、基板５における半導体部品６の配置に制約があったとしても、第１のペースト４２が金属膜２６及び金属部材４１に付着することができる。
【００８２】
（第４の実施形態）
以下に、第４の実施形態について、図８を参照して説明する。図８は、第４の実施形態に係る半導体装置１の一部を概略的に示す断面図である。図８に示すように、第４の実施形態の半導体装置１は、金属部材４１、第２のペースト４３、及びグランドパッド１９を有さない点が、第３の実施形態と異なる。なお、第４の実施形態の半導体装置１は、第１の実施形態のように、アンダーフィル５１を有さなくても良く、単一の半導体部品６を有しても良い。
【００８３】
第４の実施形態において、基材１１は、露出部１１ａを有する。露出部１１ａは、ソルダーレジスト１４の孔１４ａによって、基板５の表面５ａで露出された基材１１の一部である。基材１１の露出部１１ａの表面粗さは、ソルダーレジスト１４の表面粗さよりも粗い。
【００８４】
第１のペースト４２は、金属膜２６の側面２６ｂと、孔１４ａにより露出された露出部１１ａとに付着する。このため、第１のペースト４２は、金属膜２６と、基板５の基材１１とを、接続する。
【００８５】
以上説明された第４の実施形態の半導体装置１において、ソルダーレジスト１４に、基材１１の露出部１１ａを露出させる孔１４ａが設けられる。第１のペースト４２は、露出部１１ａに付着する。一般的に、基材１１の表面粗さは、ソルダーレジスト１４の表面粗さよりも粗い。これにより、第１のペースト４２が基板５から剥離することが抑制される。
【００８６】
以上の複数の実施形態において、グランド端子３１Ｃは、信号端子３１Ａ及び電源端子３１Ｂよりも熱伝導体７に近い。しかし、変形例として、他の端子３１が、信号端子３１Ａ及び電源端子３１Ｂよりも熱伝導体７に近くても良い。当該端子３１が接続される電極１８は、基板５に回路を形成する導体層１２から電気的に切り離されたノンコネクトパッドである。これにより、第１のペースト４２が上記の端子３１に付着することによる短絡が抑制される。上記の端子３１及び電極１８は、基板５と半導体部品６との接続部分を補強する。
【００８７】
以上説明された少なくとも一つの実施形態によれば、熱伝導体は、半導体部品の金属膜に付着し、基板と金属膜とを接続し、被覆樹脂よりも熱伝導率が高い。これにより、電子部品が発する熱が、被覆樹脂、金属膜、及び熱伝導体を介して基板に伝導することができる。従って、電子部品のさらなる放熱が可能となる。
【００８８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８９】
１…半導体装置、５…基板、５ａ…表面、６…半導体部品、７…熱伝導体、１１…基材、１１ａ…露出部、１４…ソルダーレジスト、１４ａ…孔、１６…電源、１７…グランド、１８…電極、１８Ａ…信号電極、１８Ｂ…電源電極、１８Ｃ…グランド電極、１９…グランドパッド、２１…インターポーザ基板、２１ａ…第１の面、２１ｂ…第２の面、２２…コントローラチップ、２３…メモリチップ、２５…封止樹脂、２６…金属膜、３１…端子、３１Ａ…信号端子、３１Ｂ…電源端子、３１Ｃ…グランド端子、４１…金属部材、４２…第１のペースト、４３…第２のペースト、５１…アンダーフィル。
【図１】
2020047651.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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