(57)【要約】      （修正有）【課題】配線基板上にフリップチップ実装された半導体チップ上に放熱体を半田付けする際に、飛散した溶融半田液滴を捕獲して固定する手段を提供する。【解決手段】半導体装置２０は、基板２１と、前記基板の主面上にフリップチップ状態で配設された半導体素子２２と、前記基板の主面上の前記半導体素子周囲に配設された受動部品２６と、前記基板の主面上の前記半導体素子及び前記受動素子上に配設された放熱部材２４と、を含み、前記基板の主面２１ａの表出部には、熱可塑性樹脂、または熱可塑性樹脂を含む熱硬化性樹脂よりなる樹脂層２７が形成されていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の主面上にフリップチップ状態で配設された半導体素子と、
前記基板の主面上の前記半導体素子周囲に配設された受動部品と、
前記基板の主面上の前記半導体素子及び前記受動素子上に配設された放熱部材と、
を含み、
前記基板の主面の表出部には、熱可塑性樹脂、または熱可塑性樹脂を含む熱硬化性樹脂よりなる樹脂層が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記放熱部材は、前記基板周囲及び前記半導体素子背面に配設された熱伝導性層を介して前記基板及び前記半導体素子に固着されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記熱伝導性層は、２７０℃以下の温度で溶融する半田であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記樹脂層は、前記熱伝導性層の溶融温度に対し少なくとも３０℃低い温度で軟化することを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項５】
前記樹脂層は、１０μｍ〜１００μｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１乃至４いずれか一項記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に半導体装置に係り、特に放熱体を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フリップチップ実装技術では、配線基板上に半導体素子や受動素子など電子素子のチップが、当該電子素子の接続端子が形成された端子面を配線基板主面に対向させた状態で実装される。フリップチップ実装技術では、配線基板上の配線パタ―ンと電子素子の端子との距離が低減され、寄生抵抗や寄生インダクタンス、寄生キャパシタンスの影響が抑制でき、また半導体素子などで生じた熱を、接続端子から配線基板へと効率良く逃がすことができ、高性能半導体装置を実現するのに有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０２−４０３０８０号公報
【特許文献２】実開平０７−０１４６７４号公報
【特許文献３】特開平１０−２４７７７７号公報
【特許文献４】特開平１１−３０７６６０号公報
【特許文献５】特開２００７−１７３４１６号公報
【特許文献６】特開２００７−２２７５１０号公報
【特許文献７】特開２００７−２４３１０６号公報
【特許文献８】特開２００７−２５８４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、今日の高性能半導体装置では、半導体素子などの電子素子が発する熱が、性能の向上に伴って急増しており、このためフリップチップ実装されたチップの背面、すなわち前記端子面と反対側の面にヒートスプレッダなど、放熱体を設けることがなされている。このような放熱体は、前記チップの背面に、半田などの熱伝導性材料を使って接合される。
【０００５】
しかし、このような放熱体をチップ背面に接合する場合、溶融した半田の液滴が前記放熱体から配線基板の表面へと飛散し、例えば同じ配線基板主面上にフリップチップ実装されているキャパシタなどの受動素子を短絡してしまうなどの問題が生じることがある。溶融半田の液滴は、受動素子などを直接に命中しなくても、前記配線基板の主面に付着するとやがて離脱して自由に動く半田粒子となり、このような受動素子を短絡してしまう恐れがある。このような離脱した半田粒子は、前記受動素子の短絡以外にも、様々な不良の原因となるおそれがある。
【０００６】
一般に前記配線基板がセラミック基板よりなる場合には、前記配線基板の主面にはセラミックが露出しており、また前記配線基板がビルドアップ基板のように樹脂基板である場合には、配線基板の主面は熱硬化性樹脂よりなるソルダレジスト層により覆われているが、溶融半田の液滴はセラミック面や熱硬化性樹脂よりなる配線基板の主面上に落下して固化した場合、容易に脱離して自由な半田粒子となってしまう。特に溶融半田の液滴が飛行中に部分的あるいは全体的に固化した場合、このような自由な半田粒子が発生しやすい。
【０００７】
図１Ａ〜図１Ｅは、従来の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【０００８】
図１Ａを参照するに、セラミック基板あるいはビルドアップ樹脂基板よりなる配線基板１１の上側主面および下側主面１１ａ，１１ｂには、それぞれ配線パタ―ン１２Ａおよび１２Ｂが形成され、また前記配線基板１１の上側主面１１ａ上には、キャパシタなどの受動部品１３Ａ，１３Ｂがフリップチップ実装されている。
【０００９】
次に図１Ｂに示すように前記配線基板１１の上側主面１１ａ上には、配線パタ―ン１２Ａに接続して半導体チップ１４がフリップチップ実装され、前記半導体チップ１４の端子面上に形成された接続端子（図示せず）が、前記上側主面１１ａ上の対応する配線パタ―ン１２Ａに、スタッドバンプ１４ａを介して接続される。
【００１０】
次に図１Ｃに示すように前記図１Ｂにおける半導体チップ１４と配線基板１１との間の隙間がアンダーフィル樹脂１４Ａにより充填され、さらに図１Ｄに示すように前記配線基板１１上に前記半導体チップ１４の放熱体となるヒートスプレッダ１６が、スティフナ１５を介して装着される。その際、前記ヒートスプレッダ１６は前記半導体チップ１４の背面、すなわち前記配線基板１１の上側主面１１ａに対面している半導体チップ１４の端子面とは反対側の面に、半田層よりなる熱伝導性層１４Ｂを介して接合される。
【００１１】
しかし、このような放熱体１６の接合の際、先にも説明したように、前記熱伝導性層１４Ｂを構成する半田層１４Ｂが溶融されるが、その際、溶融した半田の一部が滴として飛散し、前記配線基板１１の上側表面１１ａに落下して固化し、半田粒子１４Ｘを形成する場合がある。このような溶融半田の滴の飛散は、前記放熱体１６の接合の際、前記半田層１４Ｂが溶融した状態で放熱体１６が半導体チップ１４に押圧されていると特に発生しやすい。
【００１２】
さらに図１Ｅに示すように前記配線基板１１の下側主面１１ｂ上の配線パタ―ン１２Ｂに半田ボール１２Ｃが形成されるが、その際にも前記半田層１４Ｂが溶融すると、さらなる溶融半田液滴の飛散が生じ、前記配線基板１１の上側主面上には別の半田粒子１４Ｙが形成される場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一観点によれば、基板と、前記基板の主面上にフリップチップ状態で配設された半導体素子と、前記基板の主面上の前記半導体素子周囲に配設された受動部品と、前記基板の主面上の前記半導体素子及び前記受動素子上に配設された放熱部材とを含み、前記基板の主面の表出部には、熱可塑性樹脂、または熱可塑性樹脂を含む熱硬化性樹脂よりなる樹脂層が形成されている半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
開示の半導体装置は、半導体装置へ実装端子を接続する場合や、前記半導体装置を実装基板に実装する場合に、前記半導体素子に熱が加わり前記放熱部材を固定している半田が溶融して飛散しても、前記基板上に配設された樹脂層によって捕獲されるので、不良の原因を低減する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面図（その１）である。
【図１Ｂ】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面図（その２）である。
【図１Ｃ】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面図（その３）である。
【図１Ｄ】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面図（その４）である。
【図１Ｅ】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面図（その５）である。
【図２Ａ】第１の実施形態による半導体装置の構成を示す一部切除平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａ中、線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。
【図３】第１の実施形態による半導体装置において、溶融半田が飛散した状態を示す断面図である。
【図４Ａ】第１の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する断面図（その１）である。
【図４Ｂ】第１の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する断面図（その２）である。
【図４Ｃ】第１の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する断面図（その３）である。
【図４Ｄ】第１の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する断面図（その４）である。
【図４Ｅ】第１の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する断面図（その５）である。
【図５】第１の実施形態による半導体装置で使われる樹脂パタ―ンの例を示す図である。
【図６Ａ】第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図６Ｂ】第１の実施形態の別の変形例を示す図である。
【図６Ｃ】第１の実施形態の別の変形例を示す図である。
【図７】第２の実施形態による半導体装置を示す断面図である。
【図８Ａ】第２の実施形態による半導体装置の構成を示す一部切除平面図である。
【図８Ｂ】図８Ａ中、線Ｂ−Ｂ’に沿った断面図である。
【図９Ａ】第２の実施形態による半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図９Ｂ】第２の実施形態による半導体装置の別の変形例を示す断面図である。
【図９Ｃ】第２の実施形態による半導体装置の別の変形例を示す断面図である。
【図１０】第３の実施形態による半導体装置の一部を示す断面図である。
【図１１Ａ】第３の実施形態による半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図１１Ｂ】第３の実施形態による半導体装置の別の変形例を示す断面図である。
【図１１Ｃ】第３の実施形態による半導体装置の別の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１の実施形態］
図２Ａは、本発明の第１の実施形態による半導体装置２０の構成を示す一部切除平面図、図２Ｂは前記図２Ａ中、線Ａ−Ａ’に沿った断面図を示す。
【００１７】
最初に図２Ｂの断面図を参照するに、半導体装置２０はセラミック基板よりなる配線基板２１と、前記配線基板２１の上側主面２１ａにフリップチップ実装された半導体チップ２２を含み、前記上側主面２１ａに対面する前記半導体チップ２２の端子面２２ａには接続端子（図示せず）が形成されており、前記接続端子は、前記上側主面２１ａ上の接続電極パッド２１Ａに、それぞれのスタッドバンプ２２Ａを介して接続されている。また前記配線基板２１の下側主面２１ｂには配線パタ―ンないし接続電極パッド２１Ｂが形成されており、それぞれの接続電極パッド２１Ｂには半田バンプ２１Ｃが形成されている。
【００１８】
前記半導体チップ２２と前記配線基板２１の上側主面との間の隙間には、エポキシ樹脂やシアネート樹脂などの熱硬化性樹脂よりなるアンダーフィル樹脂２３が充填されており、前記スタッドバンプ２２Ａと接続電極パッド２１Ｂの接続を保護する。また前記半導体チップ２２の背面、すなわち前記端子面と対向する側の面には、銅（Ｃｕ）やＡｌＳｉＣ合金よりなるヒートスプレッダ２４が放熱体として、例えばＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ系やＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ系などの鉛フリー半田よりなる熱伝導性層２４Ａを介して接合されている。以下、前記ヒートスプレッダ２４は放熱体と記す。なお前記放熱体２４のうち、前記熱伝導性層２４Ａが形成される面には、金（Ａｕ）などよりなり、前記放熱体２４Ａを前記半導体チップ２２の背面に接合する際に、前記熱伝導性層２４Ａを構成する溶融半田が濡れ拡がるのを促進する濡れ促進層２４ａが、例えばメッキ処理などにより形成されている。
【００１９】
また前記配線基板２１の上側主面２１ａ上には、その外周に沿って、例えば銅などよりなるスティフナ２５が、前記上側主面２１ａに対しエポキシ樹脂あるいはシアネート樹脂などの熱硬化性樹脂よりなる接着剤層２５Ａにより接着されて設けられており、前記ヒートスプレッダ（以下放熱体と記す）２４は、前記スティフナ２５の上面に、前記接着剤層２５Ａと同様な接着剤層２５Ｂにより接着されている。
【００２０】
さらに前記半導体装置２０では、図２Ａの平面図に示すように、前記配線基板２１の上面２１ａにキャパシタなどの受動素子２６Ａ〜２６Ｄが、前記半導体チップ２２を囲むように、フリップチップ実装されている。ただし図４Ａの平面図では前記配線基板２１の上面２１ａを、前記半導体チップ２２やスティフナ２５、受動素子２６Ａ〜２６Ｄが実装される前の状態、従って放熱体２４も装着されていない状態について示している。なお図２Ａの平面図では、その後実装される前記半導体チップ２２および受動素子２６Ａ〜２６Ｄを破線で示している。
【００２１】
さらに図２Ａの平面図に示すように、前記配線基板２１の上側主面２１ａは、熱可塑性樹脂膜あるいは熱可塑性樹脂を含んだ熱硬化性樹脂よりなる樹脂層２７により覆われており、前記樹脂層２７には、前記半導体チップ２２および受動素子２６Ａ〜２６Ｄの実装領域を露出する開口部２７Ｃおよび２７ａ〜２７ｄがそれぞれ形成されている。前記開口部２７Ｃでは、前記配線基板２１の上側主面のうち、前記接続電極パッド２１Ａを担持する部分が露出されており、前記開口部２７ａ〜２７ｃでは、それぞれの受動素子２６Ａ〜２６Ｄについて接続電極パッド２６１および２６２を担持する部分が露出されている。前記接続電極パッド２６１および２６２は、図２Ｂでは図示していない。
【００２２】
このような樹脂層２７は、前記熱伝導性層２４Ａを構成する半田を溶融させて前記放熱体２４を装着する際に、あるいはさらにはんだバンプ２１Ｃを形成する際に、図３に示すように溶融半田の液滴２４Ｘが飛散したとしても、その熱で軟化することで前記液滴２４Ｘを捕獲することができ、以後の半導体装置２０の動作や信頼性に対する悪影響を排除することができる。図３の溶融半田液滴２４Ｘは、もちろん捕獲の後冷却し、固化して半田ボールとなっているが、前記樹脂層２７は捕獲の際に軟化して変形しており、前記溶融半田液滴２４Ｘを、固化後においても安定に保持する。
【００２３】
溶融半田液滴２４Ｘは一般に数十μｍから数百μｍの系を有しているため、このような溶融半田液滴２４Ｘを効果的に捕獲するには、前記樹脂層２７は１０μｍ〜１００μｍ程度の膜厚を有するのが好ましい。
【００２４】
本実施形態では、前記樹脂層２７として、軟化温度が、前記熱伝導性層２４Ａを構成する半田の溶融温度よりも少なくとも３０℃以上低い、例えばポリオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂やポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、およびポリフェニレン系樹脂、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂を使うことができる。また前記樹脂層２７として、上記の熱可塑性樹脂を重量で０％〜５０％の割合（０％は除く）含む熱硬化性樹脂を使うことも可能である。これらの熱可塑性樹脂は１５０℃以上の温度が印加された場合に軟化する組成である。
【００２５】
一般に鉛フリー半田は２００℃以上の温度で溶融するため、前記熱伝導性層２４Ａとして鉛フリー半田を使った場合には、前記樹脂層２７として上記のものを使っておけば、前記放熱体２４の接合工程において前記樹脂層２７は確実に軟化し、所望の溶融半田液滴を効果的に捕獲することができる。
【００２６】
また特に前記熱伝導性層２４Ａとして、Ｉｎ−Ａｇ，Ｓｎ−Ｂｉなど、溶融温度が例えば１３０℃前後の半田を使う場合には、前記樹脂層２７として軟化温度が約１００℃以上の、アクリル系などを使うのが好ましい。
【００２７】
次に、前記半導体装置２０の製造方法を、図４Ａ〜４Ｅを参照しながら説明する。
【００２８】
図４Ａを参照するに、前記配線基板２１の上側主面および下側主面２１ａ，２１ｂには、それぞれ接続電極パッド１２Ａおよび１２Ｂが形成され、前記配線基板２１の上側主面２１ａには前記樹脂層２７が、図５に示す、開口部２７Ｃおよび２７ａ〜２７ｄを有する樹脂パタ―ンを貼り付けることにより形成されている。あるいは、前記樹脂層２７を形成する際、前記樹脂層２７に感光剤を添加しておき、これを露光現像することにより、前記樹脂層２７中に、前記配線基板２１上において前記開口部２７Ｃや２７ａ〜２７ｄを形成してもよい。前記配線基板２１の上側主面２１ａ上には、前記樹脂層２７の形成の後、キャパシタなどの受動部品２６Ａ，２６Ｂがフリップチップ実装されている。
【００２９】
次に図４Ｂに示すように前記図４Ａの配線基板２１上に前記半導体チップ２２がフリップチップ実装され、さらに前記半導体チップ２２と前記配線基板２１の間の隙間にアンダーフィル樹脂が注入され、図４Ｃに示すようにアンダーフィル樹脂層２３が形成される。
【００３０】
さらに図４Ｄに示すように前記配線基板２１の上面２１ａにスティフナ２５が形成され、前記スティフナ２５上に前記放熱体２４が装着される。その際、前記半導体チップ２２背面の熱伝導性層２４Ａを構成する半田を溶融させておくことにより、前記放熱体２４は前記半導体チップ２２の背面に接合される。
【００３１】
この接合の際、前記接続層２４を構成する溶融半田の液滴が、例えば前記放熱体２４に加えられる押圧力などにより飛散し、前記配線基板２１の上側主面２１ａ上において半田ボール２４Ｘを形成する可能性があるが、このようにして飛散した溶融半田の液滴は、前記配線基板２１の上側主面２１ａ上に落下した場合、前記上側主面２１ａを覆っている樹脂層２７が軟化しているため前記樹脂層２７により確実に捕獲され、半田ボール２４Ｘが前記樹脂層２７から離脱して自由に動き回ることはない。
【００３２】
さらに図４Ｅに示すように前記配線基板２１の下側主面２１ｂ上において接続電極パッド２１Ｂに半田バンプ２１Ｃが形成される。このような半田バンプ２１Ｃの形成の際にも、半田バンプ２１Ｃの形成に伴う加熱により、前記接続層２４を構成する半田が溶融する可能性があり、これに伴い、前記配線基板２１の上側主面２１ａには、さらなる溶融半田液滴の飛散、および半田ボール２４Ｙの形成が生じる可能性があるが、このような半田ボール２４Ｙも、前記樹脂層２７が前記半田バンプ２１Ｃの形成の際に軟化しているため、前記樹脂層２７により効果的に捕獲され、保持される。
【００３３】
図６Ａ〜図６Ｃは、本実施形態の様々な変形例を示す。ただし図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００３４】
図６Ａを参照するに、この実施形態では前記樹脂層２７が前記配線基板２１の外縁部まで延在し、接着剤層２５Ａを置き換えている。図６Ａの構成では、前記樹脂層２７の形成が、スティフナ２５が設けられない状態で実行されるので、樹脂層２７の形成を容易に行うことができる。
【００３５】
また図６Ｂの変形例では、前記放熱体２４の代わりに、前記スティフナ２５を省略し、周辺部に前記スティフナ２５に相当する肉厚部２４Ｔを有する放熱体２４Ｍを使っている。このため図６Ｂの変形例では放熱体２４Ｍの構成が簡素化され、またスティフナ２５にさらに放熱体を接着する工程が省略でき、半導体装置の組み立ても簡素化される。放熱体２４Ｍも、前記放熱体２４と同様に、銅やＡｌＳｉＣ合金より構成することができる。
【００３６】
さらに図６Ｃの変形例では、図６Ｂの放熱体２４Ｍを使い、かつ、図６Ａの変形例のように、前記樹脂層２７を前記配線基板２１の外延部まで延在するように形成しており、構成が簡素化され、かつ組み立て工程を簡素化することができる。
【００３７】
［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態による半導体装置４０の構成を示す断面図である。ただし図７中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００３８】
図７を参照するに、半導体装置４０は前記図２Ａ，２Ｂの半導体装置２０と類似した構成を有しているが、セラミック基板よりなる配線基板２１の代わりに、ビルドアップ基板などの樹脂基板を配線基板４１として使う。
【００３９】
また樹脂基板の使用に伴い、前記配線基板４１の上側主面４１ａにはソルダレジスト層４２が、前記半導体チップ２２のスタッドバンプ２２Ａによる接続領域および受動素子２６Ａ〜２６Ｄの接続領域を除いて、連続的に形成されている。また前記配線基板４１の下側主面４１ｂ上には接続電極パッド２１Ｂおよび半田バンプ２１Ｃが、先の実施形態の場合と同様に形成されている。
【００４０】
図８Ａは、前記図２Ａの平面図に対応した、前記配線基板４１の上側主面４１ａの状態を示す平面図、すなわち一部切除平面図、図８Ｂは、前記配線基板４１の、線Ｂ−Ｂ’に沿った断面図である。
【００４１】
図８Ａ，８Ｂを参照するに、前記樹脂基板４１上には、前記ソルダレジスト層４２が、前記接続電極パッド２１Ａあるいは接続電極パッド２６１，２６２の形成箇所以外を覆って連続的に形成されており、前記樹脂層２７は、前記ソルダレジスト層４２上に形成されている。
【００４２】
かかる構成によっても、前記放熱体２４の装着時に溶融半田液滴の飛散が生じても、飛散した溶融半田液滴を軟化した樹脂層２７により確実に捕獲し保持することが可能となり、半導体装置４０は優れた信頼性を示す。
【００４３】
図９Ａ〜図９Ｃは、本実施形態の様々な変形例による実施形態を示す。ただし図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４４】
図９Ａを参照するに、この実施形態では前記樹脂層２７が、前記ソルダレジスト層４２とともに、前記配線基板４１の外縁部まで延在し、接着剤層２５Ａを置き換えている。図６Ａの構成では、前記樹脂層２７の形成が、スティフナ２５が設けられない状態で実行されるので、樹脂層２７の形成を容易に行うことができる。
【００４５】
また図９Ｂの変形例では、前記放熱体２４の代わりに、前記スティフナ２５を省略し、周辺部に前記スティフナ２５に相当する肉厚部２４Ｔを有する放熱体２４Ｍを使っている。このため図９Ｂの変形例では放熱体２４Ｍの構成が簡素化され、放熱体２４から配線基板４１への放熱の効率が向上する。またスティフナ２５にさらに放熱体を接着する工程が省略でき、半導体装置の組み立ても簡素化される。放熱体２４Ｍも、前記放熱体２４と同様に、銅やＡｌＳｉＣ合金より構成することができる。
【００４６】
さらに図９Ｃの変形例では、図９Ｂの放熱体２４Ｍを使い、かつ、図９Ａの変形例のように、前記樹脂層２７を前記ソルダレジスト層４２とともに前記配線基板２１の外延部まで延在するように形成しており、構成が簡素化され、かつ組み立て工程を簡素化することができる。
【００４７】
［第３の実施形態］
図１０Ａは、本発明の第３の実施形態による半導体装置の一部を示す、図９Ａ〜９Ｄと同様な部分的断面図である。ただし図１０Ａ中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４８】
図１０Ａを参照するに、本実施形態では前記樹脂基板４１の上側主面４１ａに、熱可塑性樹脂を含む熱硬化性樹脂がソルダレジスト層６２として、前記配線基板４１の外周部まで、前記半導体チップ２２あるいは受動部品２６Ａの実装部を除いて、連続的に形成されており、前記スティフナ２５が前記ソルダレジスト層６２上に接着剤層２５Ａにより接着されている。
【００４９】
さらに前記スティフナ２５上には前記放熱体２４が接着剤層２５Ｂにより接着されているが、前記放熱体２４は前記半導体チップ２２上に、前記接続層２４を溶融させることにより接合されている。
【００５０】
かかる構成では、前記ソルダレジスト層６２が熱可塑性樹脂を含んでいるため、前記放熱体２４を半導体チップ２２上に接合する際に、前記ソルダレジスト層６２は部分的に軟化しており、前記溶融半田の液滴が飛散しても、前記図４Ｄで説明したように、半田ボール２４Ｘの形で前記ソルダレジスト層６２により捕獲される。また前記配線基板４１の下側主面２１ｂに半田バンプ２１Ｃを図７に示したように形成する場合でも同様で、図４Ｅで説明したように、生じた溶融半田の液滴は、半田ボール２４Ｙの形で前記ソルダレジスト層６２により捕獲される。前記ソルダレジスト層としては、エポキシ系やフェノール系などの熱硬化性樹脂にアクリル系やポリエチレン系などの熱可塑性樹脂を、５ｗｔ％〜５０ｗｔ％添加したものを使うことができる。
【００５１】
図１１Ａ〜図１１Ｃは、本実施形態の様々な変形例による実施形態を示す。ただし図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００５２】
図１１Ａの実施形態では、前記ソルダレジスト層６２が熱可塑性樹脂を含むことに鑑み、前記接着剤層２５Ａを省略し、前記スティフナ２５の前記配線基板４１の上側主面４１ａ上への接着を、前記放熱体２４を前記半導体チップ２２に接合する際に前記ソルダレジスト層６２に生じる軟化に伴う粘着性を利用して行っている。
【００５３】
かかる構成によれば、半導体装置の構成が簡単になり、またスティフナ２５の配線基板４１への接着が単一の樹脂層を介して行われることになり、二つの樹脂層を介してなされる図１０の構成に比べてスティフナ２５の接着の強度および信頼性が向上する。
【００５４】
また図１１Ｂの変形例では、前記放熱体２４の代わりに、前記スティフナ２５を省略し、周辺部に前記スティフナ２５に相当する肉厚部２４Ｔを有する放熱体２４Ｍを使っている。このため図１１Ｂの変形例では放熱体２４Ｍの構成が簡素化され、放熱体２４から配線基板４１への放熱の効率が向上する。またスティフナ２５にさらに放熱体を接着する工程が省略でき、半導体装置の組み立ても簡素化される。放熱体２４Ｍも、前記放熱体２４と同様に、銅やＡｌＳｉＣ合金より構成することができる。
【００５５】
さらに図１１Ｃの変形例では、図１１Ｂの放熱体２４Ｍを使い、かつ、図１１Ａの変形例のように、前記樹脂層２７を前記ソルダレジスト層４２とともに前記配線基板２１の外延部まで延在するように形成しており、構成が簡素化され、かつ組み立て工程を簡素化することができる。またスティフナ２５の配線基板４１への接着が単一の樹脂層を介して行われることになり、二つの樹脂層を介してなされる図１０の構成に比べてスティフナ２５の接着の強度および信頼性が向上する。
【００５６】
以上、本発明を好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
（付記１）
基板と、
前記基板の主面上にフリップチップ状態で配設された半導体素子と、
前記基板の主面上の前記半導体素子周囲に配設された受動部品と、
前記基板の主面上の前記半導体素子及び前記受動素子上に配設された放熱部材と、
を含み、
前記基板の主面の表出部には、熱可塑性樹脂、または熱可塑性樹脂を含む熱硬化性樹脂よりなる樹脂層が形成されていることを特徴とする半導体装置。
（付記２）
前記放熱部材は、前記基板周囲及び前記半導体素子背面に配設された熱伝導性層を介して前記基板及び前記半導体素子に固着されていることを特徴とする付記１記載の半導体装置。
（付記３）
前記熱伝導性層は、２７０℃以下の温度で溶融する半田であることを特徴とする付記２記載の半導体装置。
(付記４)
前記樹脂層は、前記熱伝導性層の溶融温度に対し少なくとも３０℃低い温度で軟化することを特徴とする付記２記載の半導体装置。
（付記５）
前記樹脂層は、１０μｍ〜１００μｍの範囲の厚さを有することを特徴とする付記１乃至４いずれか一項記載の半導体装置。
（付記６）
前記基板はセラミック基板あるいは有機基板であることを特徴とする付記１〜５のうち、いずれか一項記載の半導体装置。
（付記７）
前記放熱体は銅あるいはＡｌＳｉＣ合金よりなり、前記放熱体の、前記熱伝導層との界面には、前記熱伝導層を構成する熱伝導材料が濡れ拡がることができる界面層が形成されていることを特徴とする付記１〜７のうち、いずれか一項記載の半導体装置。
【符号の説明】
【００５７】
１１，２１，４１  配線基板
１１ａ，２１ａ，４１ａ  基板上側主面
１１ｂ，２１ｂ，４１ｂ  基板下側主面
１２Ａ，１２Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ，２６１，２６２  接続電極パッド
１２Ｃ，２１Ｃ  はんだバンプ
１３Ａ，１３Ｂ，２６Ａ〜２６Ｄ  受動部品
１４，２２  半導体チップ
１４ａ，２２Ａ  スタッドバンプ
１４Ａ，２３  アンダーフィル樹脂
１６，２４，２４Ｍ  放熱体
１４Ｂ，２４Ａ  接続層
１４Ｘ，１４Ｙ，２４Ｘ，２４Ｙ  はんだボール
１５，２５  スティフナ
２４Ｔ  放熱体厚肉部
２５Ａ，２５Ｂ  接着剤層
２７  熱可塑性樹脂層
２７Ｃ，２７ａ〜２７ｄ  開口部
４２  ソルダレジスト層
６２  熱可塑性樹脂を含んだ熱硬化性樹脂層
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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