(57)【要約】【課題】電子機器に発生する熱応力を低減する。【解決手段】電子機器は、放熱板と、半導体チップと、前記放熱板と前記半導体チップとの間に配置され、前記放熱板と接触する接着剤と、前記半導体チップと前記接着剤との間に配置され、前記半導体チップ及び前記接着剤に接触する中間層と、前記半導体チップを囲んで前記中間層に接触する樹脂と、を備え、前記半導体チップの線膨張係数とヤング率との積と、前記中間層の線膨張係数とヤング率との積との差が、前記半導体チップの線膨張係数とヤング率との積と、前記接着剤の線膨張係数とヤング率との積との差よりも小さい。【選択図】図１
2018137406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱板と、
半導体チップと、
前記放熱板と前記半導体チップとの間に配置され、前記放熱板と接触する接着剤と、
前記半導体チップと前記接着剤との間に配置され、前記半導体チップ及び前記接着剤に接触する中間層と、
前記半導体チップを囲んで前記中間層に接触する樹脂と、
を備え、
前記半導体チップの線膨張係数とヤング率との積と、前記中間層の線膨張係数とヤング率との積との差が、前記半導体チップの線膨張係数とヤング率との積と、前記接着剤の線膨張係数とヤング率との積との差よりも小さいことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記半導体チップはＳｉ基板、ＳｉＣ基板又はＧａＮ基板を有し、
前記接着剤は焼成Ａｇを含み、
前記中間層はＧｅ、ＧａＡｓ、Ｉｎ、Ｌｉ及びＣａのうちの１種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記半導体チップはＳｉ基板、ＳｉＣ基板又はＧａＮ基板を有し、
前記接着剤はＡｕＳｎを含み、
前記中間層はＮｂ、Ｔｈ及びＴｉのうちの１種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記半導体チップはＳｉ基板、ＳｉＣ基板又はＧａＮ基板を有し、
前記接着剤はＳｎＺｎＡｌを含み、
前記中間層はＮｂを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項５】
前記半導体チップはＳｉ基板、ＳｉＣ基板又はＧａＮ基板を有し、
前記接着剤はＳｎＢｉＡｇを含み、
前記中間層はＧｅ、ＧａＡｓ及びＣａのうちの１種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項６】
前記樹脂は、前記中間層を囲むとともに前記接着剤に接触することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項７】
半導体チップ上に設けられた中間層と放熱板とを接着剤を介して接触させ、
樹脂を、前記半導体チップを囲んで前記中間層に接触させ、
前記半導体チップの線膨張係数とヤング率との積と、前記中間層の線膨張係数とヤング率との積との差が、前記半導体チップの線膨張係数とヤング率との積と、前記接着剤の線膨張係数とヤング率との積との差よりも小さいことを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項８】
前記半導体チップはＳｉ基板、ＳｉＣ基板又はＧａＮ基板を有し、
前記接着剤は焼成Ａｇを含み、
前記中間層はＧｅ、ＧａＡｓ、Ｉｎ、Ｌｉ及びＣａのうちの１種以上を含むことを特徴とする請求項７に記載の電子機器の製造方法。
【請求項９】
前記半導体チップはＳｉ基板、ＳｉＣ基板又はＧａＮ基板を有し、
前記接着剤はＡｕＳｎを含み、
前記中間層はＮｂ、Ｔｈ及びＴｉのうちの１種以上を含むことを特徴とする請求項７に記載の電子機器の製造方法。
【請求項１０】
前記半導体チップはＳｉ基板、ＳｉＣ基板又はＧａＮ基板を有し、
前記接着剤はＳｎＺｎＡｌを含み、
前記中間層はＮｂを含むことを特徴とする請求項７に記載の電子機器の製造方法。
【請求項１１】
前記半導体チップはＳｉ基板、ＳｉＣ基板又はＧａＮ基板を有し、
前記接着剤はＳｎＢｉＡｇを含み、
前記中間層はＧｅ、ＧａＡｓ及びＣａのうちの１種以上を含むことを特徴とする請求項７に記載の電子機器の製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂は、前記中間層を囲むとともに前記接着剤に接触することを特徴とする請求項７から１１の何れか一項に記載の電子機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器及び電子機器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Monolithic Microwave Integrated Circuit（ＭＭＩＣ）回路を含む半導体集積回路で
は、Ａｇ（銀）ペースト或いは他の高熱伝導性接着剤を用いて放熱板と半導体チップとを接着することにより、放熱板と半導体チップとを熱的に接続している。図１４は、半導体チップ１０１及び放熱板１０２の断面図である。図１４に示すように、半導体チップ１０１の周囲がモールド樹脂１０３で囲まれ、半導体チップ１０１が、熱伝導性接着剤１０４を介して放熱板１０２に熱的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５１９８４７号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｓｉ（シリコン）が半導体チップ１０１の材料として用いられ、焼成Ａｇが熱伝導性接着剤１０４の材料として用いられている場合の熱応力について説明する。焼成Ａｇは、Ａｇペーストを硬化して得られたＡｇである。熱応力は、下記式（１）によって求められる。
σt＝−αＥΔＴ・・・式（１）
熱応力σtは、線膨張係数α、ヤング率Ｅ及び温度変化ΔＴの積である。
【０００５】
Ｓｉの線膨張係数は３．２×１０-6／Ｋであり、Ｓｉのヤング率は１９０ＧＰａであり、焼成Ａｇの線膨張係数は１９．６×１０-6／Ｋであり、焼成Ａｇのヤング率は５ＧＰａである。Ｓｉの線膨張係数とヤング率との積は６０８ｋＰａ／Ｋであり、焼成Ａｇの線膨張係数とヤング率との積は９８ｋＰａ／Ｋである。Ｓｉの線膨張係数とヤング率との積と、焼成Ａｇの線膨張係数とヤング率との積との差が大きい。そのため、温度変化が発生することにより、半導体チップ１０１と熱伝導性接着剤１０４との間に大きい熱応力が発生する。ＳｉＣ（炭化ケイ素）又はＧａＮ（窒化ガリウム）の線膨張係数とヤング率との積は、Ｓｉの線膨張係数とヤング率との積と同程度である。そのため、ＳｉＣ又はＧａＮが半導体チップ１０１の材料として用いられた場合についても、温度変化が発生することにより、半導体チップ１０１と熱伝導性接着剤１０４との間に大きい熱応力が発生する。また、半導体チップ１０１の角部に大きい熱応力が集中しやすい。半導体チップ１０１と熱伝導性接着剤１０４との間に発生する熱応力が大きい場合、半導体チップ１０１と熱伝導性接着剤１０４との剥離が発生する恐れがある。
【０００６】
本願は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、電子機器に発生する熱応力を低減する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の一観点によれば、放熱板と、半導体チップと、前記放熱板と前記半導体チップとの間に配置され、前記放熱板と接触する接着剤と、前記半導体チップと前記接着剤との間に配置され、前記半導体チップ及び前記接着剤に接触する中間層と、前記半導体チップを囲んで前記中間層に接触する樹脂と、を備え、前記半導体チップの線膨張係数とヤング率
との積と、前記中間層の線膨張係数とヤング率との積との差が、前記半導体チップの線膨張係数とヤング率との積と、前記接着剤の線膨張係数とヤング率との積との差よりも小さい、電子機器が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本願によれば、電子機器に発生する熱応力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、電子機器の断面図である。
【図２】図２は、電子機器の断面図である。
【図３】図３は、電子機器の断面図である。
【図４】図４は、電子機器の断面図である。
【図５】図５は、半導体チップの半導体基板、熱伝導性接着剤及び中間層の各材料の物理パラメータを示す図である。
【図６】図６は、電子機器の断面図である。
【図７】図７は、電子機器の断面図である。
【図８】図８は、主応力分布を示す図である。
【図９】図９は、主応力分布を示す図である。
【図１０】図１０は、最大主応力の計算結果を示す図である。
【図１１】図１１は、界面応力の計算結果を示す図である。
【図１２】図１２は、半導体チップの最大温度を示す図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、電子機器の製造工程図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、電子機器の製造工程図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、電子機器の製造工程図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、電子機器の製造工程図である。
【図１３Ｅ】図１３Ｅは、電子機器の製造工程図である。
【図１３Ｆ】図１３Ｆは、電子機器の製造工程図である。
【図１４】図１４は、半導体チップ及び放熱板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は、実施形態の構成に限定されない。
【００１１】
図１は、電子機器１の断面図である。図１に示す電子機器１は、放熱板２と、半導体チップ３と、熱伝導性接着剤４と、中間層５と、モールド樹脂６と、プリント基板７とを備える。図２は、電子機器１の断面図であって、放熱板２、半導体チップ３、熱伝導性接着剤４、中間層５及びモールド樹脂６が図示されている。
【００１２】
放熱板２は、半導体チップ３から熱を吸収し、外部に熱を放出する。放熱板２は、板状部材であり、例えば、ＣｕＭｏ（銅−モリブデン）を用いて形成されている。また、放熱板２は、Ｃｕ、Ａｌ（アルミニウム）等の金属部材や、ＳｉＣ、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）等の高熱伝導セラミックス部材を用いて形成されてもよい。
【００１３】
半導体チップ３は、例えば、Large Scale Integration（ＬＳＩ）等のロジックチップ
である。半導体チップ３は、半導体装置とも呼ばれる。トランジスタ及び配線等の素子を含む回路が形成された半導体基板を個片化することにより半導体チップ３が形成される。半導体基板は、例えば、Ｓｉ基板、ＳｉＣ基板又はＧａＮ基板である。半導体チップ３は立方体形状又は円柱形状であり、放熱板２の第１面２Ａと半導体チップ３の第１面３Ａとが向かい合っている。半導体チップ３の第１面３Ａの反対側の第２面３Ｂに回路が形成されている。したがって、半導体チップ３の第２面３Ｂは半導体チップ３の回路面である。
【００１４】
放熱板２と半導体チップ３との間に熱伝導性接着剤４及び中間層５が配置され、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５が配置されている。熱伝導性接着剤４は、放熱板２の第１面２Ａ上に形成され、放熱板２及び中間層５に接触している。中間層５は、立方体形状又は円柱形状であり、半導体チップ３の第１面３Ａ上に形成されている。中間層５の第１面５Ａが熱伝導性接着剤４に接触し、中間層５の第２面５Ｂが半導体チップ３に接触している。熱伝導性接着剤４は、接着性を有し、放熱板２と中間層５とを接着する。熱伝導性接着剤４及び中間層５は、熱伝導性を有し、半導体チップ３の熱を放熱板２に伝える。熱伝導性接着剤４は、接着剤の一例である。
【００１５】
熱伝導性接着剤４は、焼成Ａｇ、ＡｕＳｎ、ＳｎＺｎＡｌ又はＳｎＢｉＡｇを含む。熱伝導性接着剤４は、Ａｇペースト又はハンダペーストを硬化することにより形成される。ハンダペーストは、例えば、ＡｕＳｎペースト、ＳｎＺｎＡｌペースト及びＳｎＢｉＡｇペースト等である。熱伝導性接着剤４の厚みは、例えば、０．１μｍ以上１０００μｍ以下である。
【００１６】
熱伝導性接着剤４が焼成Ａｇを含む場合、中間層５は、Ｇｅ（ゲルマニウム）、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）、Ｉｎ（インジウム）、Ｌｉ（リチウム）及びＣａ（カルシウム）のうちの１種以上を含む。熱伝導性接着剤４が焼成Ａｇを含む場合、例えば、中間層５は、Ｇｅ層、ＧａＡｓ層、Ｉｎ層、Ｌｉ層及びＣａ層のうちの何れかの単層又は複数層である。熱伝導性接着剤４がＳｎＺｎＡｌを含む場合、中間層５はＮｂ（ニオブ）を含む。熱伝導性接着剤４がＳｎＺｎＡｌを含む場合、例えば、中間層５はＮｂ層である。熱伝導性接着剤４がＡｕＳｎを含む場合、中間層５はＮｂ、Ｔｈ（トリウム）及びＴｉ（チタン）のうちの１種以上を含む。熱伝導性接着剤４がＡｕＳｎを含む場合、例えば、中間層５は、Ｎｂ層、Ｔｈ層及びＴｉ層のうちの何れかの単層又は複数層である。熱伝導性接着剤４がＳｎＢｉＡｇを含む場合、中間層５はＧｅ、ＧａＡｓ及びＣａのうちの１種以上を含む。熱伝導性接着剤４がＳｎＢｉＡｇを含む場合、例えば、中間層５は、Ｇｅ層、ＧａＡｓ層及びＣａ層のうちの何れかの単層又は複数層である。中間層５の厚みは、例えば、０．１μｍ以上１０ｍ以下である。中間層５が、Chemical Vapor Deposition（ＣＶＤ）法、Physical Vapor Deposition（ＰＶＤ）法又はスパッタ法を用いて形成されているため、半導体チップ３と中間層５との密着性が高い。
【００１７】
モールド樹脂６は、半導体チップ３を封止する封止部材である。モールド樹脂６は、半導体チップ３及び中間層５の周囲を囲っていると共に、熱伝導性接着剤４に接触している。モールド樹脂６は、半導体チップ３の側面及び中間層５の側面を覆っている。半導体チップ３の側面は、半導体チップ３の第１面３Ａ及び第２面３Ｂ以外の面である。熱伝導性接着剤４の側面は、熱伝導性接着剤４の第１面４Ａ及び第２面４Ｂ以外の面である。モールド樹脂６は、例えば、アクリル系樹脂やエポキシ樹脂等の有機系絶縁性樹脂や無機系絶縁性樹脂である。モールド樹脂６は、半導体チップ３よりも変形しやすい。モールド樹脂６は、樹脂の一例である。プリント基板７が、放熱板２及び半導体チップ３と平行して配置されている。プリント基板７は、例えば、複数の配線層（導体層）及び樹脂層が積層された多層基板である。モールド樹脂６内に複数の電子部品８が形成されている。プリント基板７の配線層は、半田ボール９を介して、半導体チップ３及び電子部品８に電気的に接続されている。電子部品８は、例えば、チップコンデンサ、コイル及び抵抗等である。
【００１８】
電子機器１は、図１に示す構造に限られない。図３に示すように、電子機器１は、Fan-out Wafer Level Package構造であってもよい。図３は、電子機器１の断面図である。図
１に示す電子機器１と比較して、図３に示す電子機器１は、絶縁膜１１、配線１２及びビア１３を更に備える。絶縁膜１１は、半導体チップ３及びモールド樹脂６と隣接して配置されている。絶縁膜１１には、配線１２及びビア１３が形成されている。配線１２及びビ
ア１３は、半導体チップ３及び電子部品８に電気的に接続されている。配線１２が、半導体チップ３の外側に拡張されて形成されている。プリント基板７の配線層は、半田ボール９、配線１２及びビア１３を介して、半導体チップ３及び電子部品８に電気的に接続されている。
【００１９】
電子機器１は、図１から図３に示す構造に限られない。図４に示すように、モールド樹脂６が、半導体チップ３の側面、熱伝導性接着剤４の側面及び中間層５の側面を覆っていてもよく、モールド樹脂６が放熱板２の第１面２Ａに接触していてもよい。熱伝導性接着剤４は、立方体形状又は円柱形状であり、熱伝導性接着剤４の側面は、熱伝導性接着剤４の第１面４Ａ及び第２面４Ｂ以外の面である。熱伝導性接着剤４の第１面４Ａは、放熱板２の第１面２Ａに接触し、熱伝導性接着剤４の第２面４Ｂは、中間層５の第１面５Ａに接触している。
【００２０】
図５は、半導体チップ３の半導体基板、熱伝導性接着剤４及び中間層５の各材料の物理パラメータを示す図である。半導体チップ３の半導体基板がＳｉ、ＳｉＣ又はＧａＮであり、熱伝導性接着剤４が焼成Ａｇであり、中間層５がＧｅ、ＧａＡｓ、Ｉｎ、Ｌｉ及びＣａの何れか１種以上を含む場合について説明する。Ｓｉ、ＳｉＣ又はＧａＮの熱膨張係数とヤング率との積と、Ｇｅ、ＧａＡｓ、Ｉｎ、Ｌｉ又はＣａの熱膨張係数とヤング率との積との差が、Ｓｉ、ＳｉＣ又はＧａＮの熱膨張係数とヤング率との積と、焼成Ａｇの熱膨張係数とヤング率との積との差よりも小さい。
【００２１】
半導体チップ３の半導体基板がＳｉ、ＳｉＣ又はＧａＮであり、熱伝導性接着剤４がＡｕＳｎであり、中間層５がＮｂ及びＴｈの何れか１種以上を含む場合について説明する。Ｓｉ、ＳｉＣ又はＧａＮの熱膨張係数とヤング率との積と、Ｎｂ又はＴｈの熱膨張係数とヤング率との積との差が、Ｓｉ、ＳｉＣ又はＧａＮの熱膨張係数とヤング率との積と、ＡｕＳｎの熱膨張係数とヤング率との積との差よりも小さい。半導体チップ３の半導体基板がＳｉ又はＧａＮであり、熱伝導性接着剤４がＡｕＳｎであり、中間層５がＴｉを含む場合について説明する。Ｓｉ又はＧａＮの熱膨張係数とヤング率との積と、Ｔｉの熱膨張係数とヤング率との積との差が、Ｓｉ又はＧａＮの熱膨張係数とヤング率との積と、ＡｕＳｎの熱膨張係数とヤング率との積との差よりも小さい。半導体チップ３の半導体基板がＳｉＣであり、熱伝導性接着剤４がＡｕＳｎであり、中間層５がＴｉを含む場合について説明する。ＳｉＣの熱膨張係数とヤング率との積と、Ｔｉの熱膨張係数とヤング率との積との差が、ＳｉＣの熱膨張係数とヤング率との積と、ＡｕＳｎの熱膨張係数とヤング率との積との差よりも小さい。
【００２２】
半導体チップ３の半導体基板がＳｉ、ＳｉＣ又はＧａＮ、熱伝導性接着剤４がＳｎＺｎＡｌ、中間層５がＮｂを含む場合について説明する。Ｓｉ、ＳｉＣ又はＧａＮの熱膨張係数とヤング率との積と、Ｎｂの熱膨張係数とヤング率との積との差が、Ｓｉ、ＳｉＣ又はＧａＮの熱膨張係数とヤング率との積と、ＳｎＺｎＡｌの熱膨張係数とヤング率との積との差よりも小さい。
【００２３】
半導体チップ３の半導体基板がＳｉ、ＳｉＣ又はＧａＮであり、熱伝導性接着剤４がＳｎＢｉＡｇであり、中間層５がＧｅ、Ｇａ及びＣａの何れか１種以上を含む場合について説明する。Ｓｉ、ＳｉＣ又はＧａＮの熱膨張係数とヤング率との積と、Ｇｅ、Ｇａ又はＣａの熱膨張係数とヤング率との積との差が、Ｓｉ、ＳｉＣ又はＧａＮの熱膨張係数とヤング率との積と、ＳｎＺｎＡｌの熱膨張係数とヤング率との積との差よりも小さい。
【００２４】
下記の条件を満たすように、半導体チップ３の半導体基板の材料、熱伝導性接着剤４に含まれる材料及び中間層５に含まれる材料を選択し、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５を配置する。
〈条件〉半導体チップ３の半導体基板の線膨張係数とヤング率との積と、中間層５の線膨張係数とヤング率との積との差が、半導体チップ３の半導体基板の線膨張係数とヤング率との積と、熱伝導性接着剤４の線膨張係数とヤング率との積との差よりも小さい。
上記の条件を満たすように各材料を選択することにより、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４とが接触する場合と比較して、半導体チップ３の半導体基板の線膨張係数とヤング率との積と、中間層５の線膨張係数とヤング率との積との差が小さくなる。したがって、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５を配置することにより、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４とが接触する場合と比較して、半導体チップ３と中間層５との間に発生する熱応力が低減されるため、電子機器１の熱応力が低減される。半導体チップ３の放熱性を向上するためには、半導体チップ３の半導体基板の材料、熱伝導性接着剤４に含まれる材料及び中間層５に含まれる材料として熱伝導率の高い材料を選択することが好ましい。
【００２５】
以下、実施形態による電子機器１の熱応力の低減効果に関してシミュレーションによる計算結果について説明する。図６及び図７に示す断面構造について、熱応力を計算した。図６に示す断面構造は、実施形態に係る電子機器１と同様に、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５が配置されている。図６に示す断面構造において、放熱板２としてＣｕＭｏが用いられ、半導体チップ３の半導体基板としてＳｉが用いられ、熱伝導性接着剤４として焼成Ａｇが用いられ、中間層５としてＧｅが用いられている。図７に示す断面構造は、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５が配置されず、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に下地シリコン層２１が配置されている。図７に示す断面構造において、放熱板２としてＣｕＭｏが用いられ、半導体チップ３の半導体基板及び下地シリコン層２１としてＳｉが用いられ、熱伝導性接着剤４として焼成Ａｇが用いられている。
【００２６】
図６及び図７に示す断面構造において、放熱板２、半導体チップ３、熱伝導性接着剤４、中間層５及び下地シリコン層２１のそれぞれは、平面視で正方形である。図６及び図７に示す断面構造において、放熱板２の厚みが１．４ｍｍであり、放熱板２の幅が１８ｍｍであり、半導体チップ３の厚みが１００μｍであり、半導体チップ３の幅が３．２ｍｍであり、熱伝導性接着剤４の厚みが１００μｍであり、熱伝導性接着剤４の幅が１０ｍｍである。図６に示す断面構造において、中間層５の厚みが１０μｍ以上４００μｍ以下であり、中間層５の幅が３．２ｍｍであり、モールド樹脂６の厚みが半導体チップ３の厚みと中間層５の厚みとの和である。図７に示す断面構造において、下地シリコン層２１の厚みが１０μｍ以上４００μｍ以下であり、下地シリコン層２１の幅が３．２ｍｍであり、モールド樹脂６の厚みが半導体チップ３の厚みと下地シリコン層２１の厚みとの和である。半導体チップ３の発熱量が１．５Ｗ、放熱板２の周囲の大気温度が２３℃（２９６Ｋ）、空気の熱伝達率が３０Ｗ（ｍ2・Ｋ）の条件にて、シミュレーションの計算を行った。シ
ミュレーションの計算結果を図８〜図１２に示す。
【００２７】
図８は、比較例に係る電子機器において、下地シリコン層２１の厚みが３０μｍであるときの主応力分布を示す図である。図８では、半導体チップ３の半導体基板及び下地シリコン層２１としてＳｉが用いられており、下地シリコン層２１が半導体チップ３の一部として用いられている。図８に示すように、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５が配置されていないため、熱伝導性接着剤４と下地シリコン層２１との界面に応力が最も集中しており、最大主応力は、９．２４１ｅ７Ｐａである。図９は、実施形態に係る電子機器１において、中間層５の厚みが３０μｍであるときの主応力分布を示す図である。図９に示すように、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５が配置されているため、半導体チップ３と中間層５との界面に応力が最も集中しており、最大主応力は、８．１８３５ｅ７Ｐａである。このように、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５を配置することにより、最大主応力を低減させることができる。
【００２８】
図１０は、中間層５及び下地シリコン層２１のそれぞれの厚みを１０μｍから４００μｍまで設定した場合における最大主応力の計算結果を示す図である。半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５を配置した構造（図１０では構造Ａと表記）は、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に下地シリコン層２１を配置した構造（図１０では構造Ｂと表記）に比べて、最大主応力が４％〜３４％程度低減している。
【００２９】
図１１は、中間層５及び下地シリコン層２１のそれぞれの厚みを１０μｍから４００μｍまで設定した場合における界面応力の計算結果を示す図である。図１１には、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５を配置した構造（図１１では構造Ａと表記）において、熱伝導性接着剤４と、中間層５と、モールド樹脂６との界面の最大応力が示されている。また、図１１には、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に下地シリコン層２１を配置した構造（図１１では構造Ｂと表記）において、熱伝導性接着剤４と、下地シリコン層２１と、モールド樹脂６との界面の最大応力が示されている。半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５を配置した構造（図１１では構造Ａと表記）は、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に下地シリコン層２１を配置した構造（図１１では構造Ｂと表記）に比べて、界面応力が５０％〜６６％程度低減している。
【００３０】
図１２は、中間層５及び下地シリコン層２１のそれぞれの厚みを１０μｍから４００μｍまで設定した場合における半導体チップ３の最大温度を示す図である。半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５を配置した構造（図１２では構造Ａと表記）において、中間層５の厚みが大きくなるにつれて、半導体チップ３の最大温度が上昇している。しかし、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５を配置した構造（図１２では構造Ａと表記）は、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に下地シリコン層２１を配置した構造（図１２では構造Ｂと表記）に比べて、半導体チップ３の最高温度は１％程度しか上昇していない。したがって、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５を配置した構造によれば、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に下地シリコン層２１を配置した構造と比べて、半導体チップ３の最高温度をほとんど上昇させずに、電子機器１の熱応力を低減することができる。
【００３１】
図１３Ａから図１３Ｆを参照して、電子機器１の製造方法について説明する。まず、図１３Ａに示すように、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法又はスパッタ法を用いて、半導体チップ３の第１面３Ａ上に中間層５を形成する。中間層５の材料に応じて、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法及びスパッタ法の何れかが用いられる。次に、図１３Ｂに示すように、半導体チップ３及び電子部品８を、粘着層３１を介して支持基板３２に貼り付ける。この場合、半導体チップ３の第２面３Ｂを粘着層３１に接触することにより、半導体チップ３を支持基板３２に仮固定する。粘着層３１は、粘着テープであってもよい。支持基板３２は、金属基板であってもよいし、剛性が高い樹脂基板であってもよい。
【００３２】
次いで、図１３Ｃに示すように、粘着層３１上にモールド樹脂６を形成することにより、モールド樹脂６で半導体チップ３及び中間層５を封止する。この場合、半導体チップ３の側面がモールド樹脂６で覆われると共に、中間層５の第１面５Ａ及び側面がモールド樹脂６で覆われる。また、電子部品８がモールド樹脂６で覆われる。
【００３３】
次に、図１３Ｄに示すように、粘着層３１及び支持基板３２を除去した後、モールド樹脂６の一部をChemical Mechanical Polishing（ＣＭＰ）により研磨する。粘着層３１及
び支持基板３２を除去することにより、モールド樹脂６から半導体チップ３の第２面３Ｂが露出する。モールド樹脂６の一部が研磨されることにより、モールド樹脂６から中間層５の第１面５Ａが露出する。これにより、中間層５の第１面５Ａの高さとモールド樹脂６の第１面６Ａの高さとが一致する。
【００３４】
次いで、図１３Ｅに示すように、中間層５の第１面５Ａに熱伝導性接着剤４を形成すると共に、モールド樹脂６の第１面６Ａに熱伝導性接着剤４を形成する。次に、図１３Ｅに示すように、熱伝導性接着剤４に放熱板２を貼り付ける。次いで、加熱処理を行うことにより、熱伝導性接着剤４が硬化する。これにより、放熱板２と半導体チップ３との間に熱伝導性接着剤４及び中間層５が配置され、半導体チップ３と熱伝導性接着剤４との間に中間層５が配置される。
【００３５】
次いで、図１３Ｆに示すように、プリント基板７上に半導体チップ３、電子部品８及び半田ボール９を載置する。次に、リフロー処理（加熱処理）を行うことにより、半田ボール９を介して、半導体チップ３とプリント基板７とを電気的に接続すると共に、半導体チップ３と電子部品８とを電気的に接続する。図１３Ａから図１３Ｆに示す製造工程が行われることにより、図１に示す電子機器１が製造される。なお、図３に示す電子機器１を製造する場合、絶縁膜１１、配線１２及びビア１３を形成した後、プリント基板７上に半導体チップ３、電子部品８及び半田ボール９を載置し、リフロー処理を行う。
【符号の説明】
【００３６】
１    電子機器
２    放熱板
３    半導体チップ
４    熱伝導性接着剤
５    中間層
６    モールド樹脂
７    プリント基板
８    電子部品
９    半田ボール
１１  絶縁膜
１２  配線
１３  ビア
２１  下地シリコン層
３１  粘着層
３２  支持基板
【図１】
2018137406.tif 000003
【図２】
2018137406.tif 000004
【図３】
2018137406.tif 000005
【図４】
2018137406.tif 000006
【図５】
2018137406.tif 000007
【図６】
2018137406.tif 000008
【図７】
2018137406.tif 000009
【図８】
2018137406.tif 000010
【図９】
2018137406.tif 000011
【図１０】
2018137406.tif 000012
【図１１】
2018137406.tif 000013
【図１２】
2018137406.tif 000014
【図１３Ａ】
2018137406.tif 000015
【図１３Ｂ】
2018137406.tif 000016
【図１３Ｃ】
2018137406.tif 000017
【図１３Ｄ】
2018137406.tif 000018
【図１３Ｅ】
2018137406.tif 000019
【図１３Ｆ】
2018137406.tif 000020
【図１４】
2018137406.tif 000021