(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板と、
前記ベース基板の上部に実装されるリードフレームと、
前記ベース基板と前記リードフレームとの間に形成される接着層と、を含み、
前記接着層は、
熱伝導性接着剤と、前記熱伝導性接着剤の外周に形成される軟性接着剤と、を含み、
前記接着層は、前記軟性接着剤の外周に形成された接着剤レジストをさらに含むことを特徴とする、半導体パッケージ基板。
【請求項２】
前記熱伝導性接着剤は、ソルダ（Ｓｏｌｄｅｒ）からなる接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ基板。
【請求項３】
前記軟性接着剤は、シリコーン樹脂（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）またはエポキシ（Ｅｐｏｘｙ）からなる接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ基板。
【請求項４】
前記ベース基板と前記接着層との間に形成される金属シード層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ基板。
【請求項５】
前記金属シード層は、前記接着層の下部全面に形成されることを特徴とする請求項４に記載の半導体パッケージ基板。
【請求項６】
前記金属シード層は、前記接着層のうち熱伝導性接着剤の下部に形成されることを特徴とする請求項４に記載の半導体パッケージ基板。
【請求項７】
前記金属シード層は、銅からなることを特徴とする請求項４に記載の半導体パッケージ基板。
【請求項８】
前記接着剤レジストは、耐熱性樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ基板。
【請求項９】
前記接着剤レジストは、ソルダレジストであることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ基板。
【請求項１０】
前記ベース基板は、セラミック基板または金属基板からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫、洗濯機、エアコンなどのような家庭用電子製品の普及が増加するに伴い、家庭用電子製品に含まれる様々な種類の半導体素子モジュールの需要も増加している。例えば、家庭用電子製品に含まれる半導体素子モジュールの中には、インバータボード（Ｉｎｖｅｒｔｅｒ  Ｂｏａｒｄ）がある。インバータボード内に使用される電力モジュールは、電力制御またはモータ駆動の核心部品であり、インバータボードにおいてモータの駆動を制御する機能を行うモータ電源を制御する。このような電力モジュールは、家庭用だけでなく産業用としても使用される広い市場性を有する高価値の電子部品である。電子製品の高信頼性のためには、電力モジュールの信頼性が非常に重要である。電力モジュールの高信頼性のためには、電力モジュールを構成するチップ及びチップが実装される半導体パッケージ基板の安定した構造が要求される。しかし、チップが実装される半導体パッケージ工程及び信頼性試験を行う際、高温に露出され、チップ及び半導体パッケージ基板を構成する複数層間の熱膨張係数の差により、層間クラック及び半導体パッケージ基板の反りが発生する場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、本発明の一側面は、半導体パッケージ基板に、半導体チップまたはリードフレームが実装される際、放熱効果及び層間熱膨張係数の差から発生する反り現象を防止できる半導体パッケージ基板を提供することを目的とする。
【０００４】
また、本発明の他の側面は、半導体パッケージ基板の層間熱膨張係数の差による内部変形率の差から発生する内部クラックを防止できる半導体パッケージ基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面によると、ベース基板と、前記ベース基板の上部に実装される実装材と、前記ベース基板と前記実装材との間に形成される接着層と、を含み、前記接着層は、熱伝導性接着剤と、前記熱伝導性接着剤の外周に形成される軟性接着剤と、を含む半導体パッケージ基板が提供される。
【０００６】
前記熱伝導性接着剤は、ソルダ（Ｓｏｌｄｅｒ）からなる接着剤であることが好ましい。
【０００７】
前記軟性接着剤は、シリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎ）またはエポキシ（Ｅｐｏｘｙ）からなる接着剤であることが好ましい。
【０００８】
前記ベース基板と前記接着層との間に形成される金属シード層をさらに含むことが好ましい。
【０００９】
前記金属シード層は、前記接着層の下部全面に形成されることが好ましい。
【００１０】
前記金属シード層は、前記接着層のうち熱伝導性接着剤の下部に形成されることが好ましい。
【００１１】
前記金属シード層は、銅からなることが好ましい。
【００１２】
前記接着層は、前記軟性接着剤の外周に形成された接着剤レジストをさらに含むことが好ましい。
【００１３】
前記接着剤レジストは、耐熱性樹脂からなることが好ましい。
【００１４】
前記接着剤レジストは、ソルダレジストであることが好ましい。
【００１５】
前記ベース基板は、セラミック基板または金属基板からなることが好ましい。
【００１６】
前記実装材は、半導体チップまたはリードフレームであることが好ましい。
【００１７】
本発明の特徴及び利点は、添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
【００１８】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の半導体パッケージ基板は、接着層が熱伝導性接着剤及び軟性接着剤からなることにより、放熱効果及び層間熱膨張係数の差から発生する反り現象を防止できる効果を同時に導き出すことができるという長所がある。
【００２０】
また、本発明の半導体パッケージ基板は、接着層が軟性接着剤を含むことにより、層間熱膨張係数の差による内部変形率の差から発生する内部クラックを防止することができるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例による半導体パッケージ基板の構造を図示した断面図である。
【図２】本発明の他の実施例による半導体パッケージ基板の構造を図示した断面図である。
【図３】本発明の更に他の実施例による半導体パッケージ基板の構造を図示した断面図である。
【図４】従来技術による半導体パッケージ基板の反り程度に対する熱変形構造の解釈を示す斜視図の写真である。
【図５】本発明の一実施例による半導体パッケージ基板の反り程度に対する熱変形構造の解釈を示す斜視図の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。
【００２３】
また、本発明を説明するにあたり、係わる公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。本明細書において、第１、第２などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。
【００２４】
半導体パッケージ基板の反り現象が生じる原因の一つは、半導体パッケージ基板を構成する複数層の熱膨張係数の差にある。また、半導体パッケージに実装されるチップの種類によって放熱機能が重要視される場合もある。
【００２５】
本発明では、半導体パッケージ基板において、実装材とベース基板とを接着する接着層に熱伝導性接着剤と軟性接着剤を全て使用する。これにより、チップから発生する熱に対する放熱効果を有するとともに、層間熱膨張係数の差による接着層のクラック及び反り現象を改善することを目的とする。
【００２６】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例による半導体パッケージ基板に関して詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例による半導体パッケージ基板の構造を図示した断面図である。
【００２８】
図１に図示したように、本発明の実施例による半導体パッケージ基板１００は、ベース基板１１０と、実装材１２０と、金属シード層１３０と、接着層１４０と、を含む。
【００２９】
ベース基板１１０は、実装材１２０が実装される基板である。ベース基板１１０は、実装される実装材１２０の放熱のために熱伝導性物質からなることが好ましい。例えば、ベース基板１１０は、セラミック基板または銅、金などからなる金属基板で構成することができる。ここで、ベース基板１１０の種類は、金属基板またはセラミック基板に限定されず、実装材１２０の放熱効果が導き出せる熱伝導性物質からなる基板であればいずれも使用できる。
【００３０】
実装材１２０は、ベース基板１１０に実装されるものであって、例えば、半導体チップまたはリードフレームであることが好ましい。
【００３１】
金属シード層１３０は、ベース基板１１０と接着層１４０との接着力を向上させるためのものであって、ベース基板１１０上に形成される。金属シード層１３０は、銅、ニッケル、クロム、モリブデン、タングステン、亜鉛、スズ、シリコン、パラジウム、チタンなどを単独または組み合わせることにより形成することができる。本発明の実施例よると、金属シード層１３０は、銅からなることが好ましい。金属シード層１３０は、ベース基板１１０上に真空蒸着、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）のような物理蒸着または化学気相蒸着のいずれの方法を用いても蒸着することができる。
【００３２】
接着層１４０は、ベース基板１１０に実装材１２０を接着するためのものであって、金属シード層１３０と実装材１２０との間に形成される。本発明の実施例によると、接着層１４０は、熱伝導性接着剤１４１及び軟性接着剤１４３からなる。
【００３３】
熱伝導性接着剤１４１は、実装材１２０下部の中心部に形成される。例えば、実装材１２０が半導体チップである場合、熱伝導性接着剤１４１が形成される半導体チップの中心部には、メモリなどのような回路領域が集中されているため、高温の熱の発生する部分になる可能性がある。従って、実装材１２０の高温の熱が発生する部分に熱伝導性接着剤１４１を形成することにより、放熱特性を向上させることができる。本発明の実施例によると、熱伝導性接着剤１４１は、ソルダ（Ｓｏｌｄｅｒ）を含む接着剤であることが好ましい。しかし、熱伝導性接着剤１４１は、ソルダを含む接着剤に限定されず、熱伝導度の高い物質を含んでいる接着剤であればいずれも使用できる。
【００３４】
軟性接着剤１４３は、熱伝導性接着剤１４１の外周に形成される。即ち、軟性接着剤１４３は、実装材１２０の下部で熱伝導性接着剤１４１を取り囲む形態で形成されることが好ましい。軟性接着剤１４３は、その後に行われる工程により温度変化が生じる際、層間熱膨張係数の差から熱伝導性接着剤１４１で発生するクラック及び半導体パッケージ基板１００の反り現象を防止するためのものである。従って、軟性接着剤１４３は、熱伝導性接着剤１４１より軟性の高い物質からなることが好ましい。このような軟性接着剤１４３が熱伝導性接着剤１４１の外周に形成されることにより、接着層１４０の内部または金属シード層１３０と接着層１４０との間の外部から内部に成長するクラックなどの亀裂が生じることを防止することができる。本発明の実施例によると、軟性接着剤１４３は、シリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎ）からなる接着剤またはエポキシ（Ｅｐｏｘｙ）樹脂からなる接着剤であることが好ましい。
【００３５】
このように、半導体パッケージ基板１００は、熱伝導性接着剤１４１の熱伝導特性により放熱効果を有することができる。また、半導体パッケージ基板１００は、軟性接着剤１４３の軟性特性により、層間熱膨張係数の差から発生する反り現象を防止することができる。また、軟性接着剤１４３により、半導体パッケージ基板１００は、層間熱膨張係数の差による層間内部変形率の差から生じるクラックを防止することができる。従って、本発明の実施例による半導体パッケージ基板１００は、その後に行われる高温工程及び高温信頼性試験において高い信頼性を有することができる。
【００３６】
図２は、本発明の他の実施例による半導体パッケージ基板の構造を図示した断面図である。
【００３７】
図２を参考すると、接着層１４０の熱伝導性接着剤１４１は、金属シード層１３０と実装材１２０との間に形成される。また、接着層１４０の軟性接着剤１４３は、ベース基板１１０と実装材１２０との間に形成される。
【００３８】
ここで、金属シード層１３０を実装材１２０において高温が発生する中心部に位置するように形成することが好ましい。このように、実装材１２０の中心部に位置するように形成された金属シード層１３０上に熱伝導性接着層１４０が形成されることが好ましい。
【００３９】
軟性接着剤１４３は、ベース基板１１０と実装材１２０との間に形成され、熱伝導性接着剤１４１と金属シード層１３０の外周を同時に取り囲む形態で形成されることが好ましい。このような構造で熱伝導性接着剤１４１及び軟性接着剤１４３を含む接着層１４０が形成されることにより、実装材１２０から発生する高温に対する放熱特性を向上させ、層間熱膨張係数の差により生じる反り現象及びクラックを防止することができる。
【００４０】
図３は、本発明の更に他の実施例による半導体パッケージ基板の構造を図示した断面図である。
【００４１】
図３を参考すると、接着層１４０は、接着剤レジスト１４５をさらに含むことができる。
【００４２】
本発明の実施例による接着剤レジスト１４５は、軟性接着剤１４３の外周に形成されることが好ましい。接着剤レジスト１４５は、軟性接着剤１４３の外周に形成されることで、軟性接着剤１４３が実装材１２０に対するぬれ性（ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ）により、実装材１２０より外部に突出して流れることを防止することができる。本発明の特性による接着剤レジスト１４５には、耐熱性樹脂が使用されることが好ましい。例えば、接着剤レジスト１４５は、ソルダを含むソルダレジストからなることが好ましい。
【実施例】
【００４３】
以下、下記実施例及び従来技術によって、本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は、本発明の範疇を限定するものではない。
【００４４】
図４は、従来技術による半導体パッケージ基板の反り程度に対する熱変形構造の解釈を示す斜視図の写真である。
【００４５】
図４を参考すると、従来技術による半導体パッケージ基板の場合（実装材とベース基板とを接着する接着層に熱伝導性接着剤及び軟性接着剤を使用しない場合）、高さの最大値と最小値との差が約７７μｍの反り程度を示すことが分かる。
【００４６】
図５は、本発明の一実施例による半導体パッケージ基板の反り程度に対する熱変形構造の解釈を示す斜視図の写真である。
【００４７】
図５を参考すると、本発明の一実施例による半導体パッケージ基板の場合、高さの最大値と最小値との差が約６７μｍの反り程度を示すことが分かる。
【００４８】
即ち、表１に示すように、本発明の一実施例による半導体パッケージ基板の反り程度が、従来技術に比べ１３％程度改善したことが分かる。
【００４９】
【表１】
0005608147.tif 000002
【００５０】
以上、本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、これは、本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明による半導体パッケージ基板は、これに限定されず、該当技術分野において通常の知識を有する者であれば、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域を外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であることを理解するであろう。
【００５１】
本発明の単純な変形乃至変更は、いずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は、添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、半導体チップまたはリードフレームを実装するための半導体パッケージ基板に適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  半導体パッケージ基板
１１０  ベース基板
１２０  実装材
１３０  金属シード層
１４０  接着層
１４１  熱伝導性接着剤
１４３  軟性接着剤
１４５  接着剤レジスト
【図１】
0005608147.tif 000003
【図２】
0005608147.tif 000004
【図３】
0005608147.tif 000005
【図４】
0005608147.tif 000006
【図５】
0005608147.tif 000007