(57)【要約】【課題】基板上における半導体チップの高さのバラつきをなくす。【解決手段】樹脂基板１における半導体チップ４の搭載領域の外縁部分に溝５を形成し、この溝５の内部を粒子２によって埋め、樹脂基板１上ある粒子２を覆うようにダイボンドペースト３を塗布し、その上に半導体チップ４を押し付けるように配置してなる半導体装置であり、溝５の深さを粒子２の大きさよりも浅く、溝５の広さを粒子２の直径よりも広く設定し、樹脂基板１の表面に対して粒子２の一部を突出させることにより、粒子２が溝５によって保持され、半導体チップ４と樹脂基板１との間のギャップの大きさが均一になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと、前記半導体チップを搭載する基板と、前記基板に前記半導体チップを接着するペースト剤と、前記半導体チップと前記基板との間に介在する粒子からなり、前記基板に複数の凹み部を有し、前記凹み部に前記粒子を入れることによって前記半導体チップと前記基板との間にギャップを設けたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記粒子を球形としかつ前記粒子の平均粒径を１０〜８０μｍとし、前記ペースト剤として、融点が５０〜２００℃である球形熱可塑性有機フィラーを含むダイボンドペーストを用いたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記凹み部として、前記半導体チップを搭載する領域内に４辺の溝を形成したことを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
半導体チップと、前記半導体チップを搭載する基板と、前記基板に前記半導体チップを接着するペースト剤と、前記半導体チップと前記基板との間に介在する粒子からなる半導体装置の製造方法において、前記基板に凹み部を設ける工程と、前記凹み部に粒形のそろった前記粒子を落としこむ工程と、前記粒子の上からペースト剤を塗布し、前記ペースト剤の上に前記半導体チップを載せる工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記凹み部を設ける工程を、前記半導体チップを搭載する領域内に４辺の溝を形成する工程とし、前記４辺に溝上に前記粒子をばら撒き、前記粒子において前記溝に落としたもの以外をすべて除去し、前記粒子の上から前記ペースト剤を塗布し、前記基板を50〜200℃まで熱してから前記チップを載せることを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂基板に粒子が入り込む溝を設けた構造を有する半導体装置に関するものであり、特に半導体チップのダイボンドにおける、高さ精度が向上できる半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体技術は電子機器の小型化、高性能化に伴い、半導体装置には高密度化が要求されるようになった。そのため、基板上に複数個のチップを搭載することで高密度化、高性能化を図ってきた半導体装置がある。
【０００３】
図５は従来の半導体装置を示す断面図であり、１は樹脂基板、２は粒子、３はダイボンドペースト、４は半導体チップである。図５に示すように従来は、半導体チップ４を、樹脂基板１上に、粒子形状のそろった粒子２を含むダイボンドペースト３によって接着させて科学的に接続させており、前記粒子形状のそろった粒子２により半導体チップ４の高さ精度の向上を図っている。
【特許文献１】特開２００２−３０９０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図５に示す従来の半導体装置の構造では、半導体チップ４が傾いていたときに、ダイボンドペースト３の流動によってダイボンドペースト３に含まれる粒子２が移動し、半導体チップ４の高さ精度にばらつきが発生してしまう問題があった。
【０００５】
また図５に示す従来の半導体装置の構造では、ダイボンドペースト３を塗布する際、ダイボンドペースト３内部の粒子濃度差により、半導体チップ４の高さ精度にばらつきが生じてしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の半導体装置の問題を解決し、半導体チップの高さのバラつきをなくした半導体装置およびその製造方法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】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明の半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップを搭載する基板と、前記基板に前記半導体チップを接着するペースト剤と、前記半導体チップと前記基板との間に介在する粒子からなり、前記基板に複数の凹み部を有し、前記凹み部に前記粒子を入れることによって前記半導体チップと前記基板との間にギャップを設けたことを特徴とする。
【０００８】
また本発明の半導体装置は、前記粒子を球形としかつ前記粒子の平均粒径を１０〜８０μｍとし、前記ペースト剤として、融点が５０〜２００℃である球形熱可塑性有機フィラーを含むダイボンドペーストを用いたことを特徴とする。
【０００９】
また本発明の半導体装置は、前記凹み部として、前記半導体チップを搭載する領域内に４辺の溝を形成したことを特徴とする。
【００１０】
また本発明の半導体装置の製造方法は、半導体チップと、前記半導体チップを搭載する基板と、前記基板に前記半導体チップを接着するペースト剤と、前記半導体チップと前記基板との間に介在する粒子からなる半導体装置の製造方法において、前記基板に凹み部を設ける工程と、前記凹み部に粒形のそろった前記粒子を落としこむ工程と、前記粒子の上からペースト剤を塗布し、前記ペースト剤の上に前記半導体チップを載せる工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
また本発明の半導体装置の製造方法は、前記凹み部を設ける工程を、前記半導体チップを搭載する領域内に４辺の溝を形成する工程とし、前記４辺に溝上に前記粒子をばら撒き、前記粒子において前記溝に落としたもの以外をすべて除去し、前記粒子の上から前記ペースト剤を塗布し、前記基板を50〜200℃まで熱してから前記チップを載せることを特徴とする。
【００１２】
この半導体装置によれば、半導体チップをペースト剤に乗せたときにペースト剤が流動しても、粒子は凹み部によって保持されての場所にとどまる。その結果、基板に対して半導体チップが均一な高さになることを再現でき、半導体装置の小型化と高集積化が実現できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、半導体チップをペースト剤に乗せたとき、ペースト剤が流動しても、粒子は基板の凹み部によってその場所にとどまり、その結果、均一な高さを再現でき、半導体装置の小型化と高集積化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の一実施形態の半導体装置の平面図である。なお、図５に示す従来技術における部材と同一の部材、あるいは同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００１５】
本実施形態における半導体装置は、樹脂基板１と、半導体チップ４と、樹脂基板１と半導体チップ４との間に配置されかつ粒子形状の揃った粒子２と、樹脂基板１と半導体チップ４とを接着させるためのダイボンドペースト３とから構成されている。
【００１６】
樹脂基板１における半導体チップ４の搭載領域の外縁部分には溝５が形成されており、この溝５の内部が粒子２によって埋められている。図１に示す例によれば、半導体チップ４は平面視した場合、矩形であるため、４本の溝５が樹脂基板１に形成される。効果として粒子形状の揃った粒子２を入れることによりチップの均一高さ制御が可能になる。
【００１７】
図２は本発明の一実施形態における半導体装置の断面図であり、図２（ａ）は図１におけるＡ−Ｂ断面、図２（ｂ）は図１におけるＣ線およびＤ線の断面を示すものである。図３は樹脂基板と半導体チップとの間に挟まれている粒子の拡大図である。
【００１８】
樹脂基板１に掘り込まれた溝５の深さは粒子２の大きさよりも浅く、溝５の広さは粒子２の直径よりも広く設定されている。そのため、溝５に粒子２を入れた場合、図２（ａ）に示すように、樹脂基板１の表面に対して粒子２の一部が突出するようになる。そして、樹脂基板１上ある粒子２を覆うようにダイボンドペースト３を塗布し、その上に半導体チップ４を押し付けるように配置する。
【００１９】
このとき、粒子２が溝５によって保持され、半導体チップ４と樹脂基板１との間には、粒子２の大きさと溝５の深さとの差分と略同じ分だけの均一高さのギャップが形成される。
【００２０】
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図４(ａ)〜(ｄ)は本発明の実施形態における半導体装置の製造工程を示す断面図である。ここで図４は図１のＡ−Ｂ断面図を想定したものである。まず、図４（ａ）に示すように、樹脂基板１における半導体チップ４の搭載領域の上辺、下辺、右辺、左辺に、粒子２よりやや大きな溝５を形成する。その溝５の深さは粒子の径の６０％〜８０％で有るのが望ましい。なお、溝５の深さが粒子の径より６０％以下である場合ダイボンドペースト３の流動により粒子２が溝５から飛び出してしまう可能性が高く、また溝５が粒子の径より８０％以上の場合、半導体チップ４を支える役割ができなくなる。
【００２２】
次に、図４(ｂ)に示すように、樹脂基板１に設けた溝５に粒子径が１０〜８０μｍの粒子２を樹脂基板１上にばらまき、粒子２を溝５を落とし込み、溝５の内部以外の場所に存在する粒子２を除去する。ここで、粒子２の径が１０μｍより小さい場合には、半導体チップ４を乗せる際の衝撃を吸収することができず、潰れてしまう可能性が高く、また８０μｍよりも大きい場合パッケージの厚みを薄くすることができない問題がある。
【００２３】
次に、図４(ｃ)に示すように、落とし溝５にはまり込んだ粒子２の上を含め、樹脂基板１における半導体チップ４の搭載領域に、ダイボンドペースト３を塗布する。ここで、ダイボンドペースト３として使用するペースト剤は粒子２と樹脂基板１との間に浸透するような粘性の弱いものが望ましい。また、ダイボンドペースト３を塗布する場所としては、樹脂基板１の中央部から粒子２が存在する溝５の内側の間に塗布し、樹脂基板１を搭載したときにダイボンドペースト３が溝５を通って半導体チップ４の外縁に広がるように、ダイボンドペースト３の塗布量を設定しても良い。
【００２４】
次に、樹脂基板１を５０℃〜２００℃に熱し、図４(ｄ)に示すように粒子２とダイボンドペースト３を押さえつけるように樹脂基板１上に半導体チップ４を乗せる。以上の工程により、図１に示す半導体装置を得ることができる。
【００２５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば、ダイボンドペースト３に融点が５０℃〜２００℃である球形熱可塑性有機フィラーを含有させても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の半導体装置及びその製造方法は、チップの高さ制御ができるので、チップの薄型パッケージに有用であり、携帯やその他の小型電化製品の更なる小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態の半導体装置の平面図
【図２】本発明の一実施形態における半導体装置の断面図
【図３】樹脂基板と半導体チップとの間に挟まれている粒子の拡大図
【図４】本発明の実施形態における半導体装置の製造工程を示す断面図
【図５】従来の半導体装置を示す断面図
【符号の説明】
【００２８】
１  樹脂基板
２  粒子
３  ダイボンドペースト
４  半導体チップ
５  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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