(57)【要約】【課題】最上部の部材を露出させた半導体装置の生産歩留まりを向上させること。【解決手段】本発明の半導体装置１０は、半導体チップ３を備えた積層構造を有し、該積層構造の一部が樹脂５によって封止された半導体装置１０であって、該積層構造の最上部１１が、平坦な上面を有する凸部として形成された、樹脂封止時の応力を軽減するための応力軽減部９を備えており、該最上部１１の外周領域上には、該応力軽減部９が封止樹脂５と接するように環状に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを備えた積層構造を有し、該積層構造の一部が樹脂によって封止された半導体装置において、
該積層構造の最上部が、平坦な上面を有する凸部として形成された、樹脂封止時の応力を軽減するための応力軽減部を備えており、
該最上部の外周領域上には、該応力軽減部が封止樹脂と接するように環状に形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
積層構造の上記最上部の外周上が上記樹脂によって封止されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
他の応力軽減部が、上記最上部の外周領域上に形成された上記応力軽減部よりも内側にさらに形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
上記応力軽減部が緩衝材から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
上記最上部を構成する部材が半導体チップから生じる熱を放熱する放熱板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
上記最上部を構成する部材が、上記半導体チップ上に形成された外部接続端子を有する配線層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
上記最上部を構成する部材が外部接続端子を有するインターポーザー基板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
上記最上部を構成する部材が上記半導体チップ上に形成された透明板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
上記最上部を構成する部材が上記半導体チップであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
半導体チップを備えた積層構造の最上部を構成するための、該半導体チップから生じる熱を放熱する放熱板であって、
該放熱板の上面の外周領域上に、平坦な上面を有する環状の凸部が形成されている
ことを特徴とする放熱板。
【請求項１１】
積層構造の最上部を構成するための半導体チップであって、
該半導体チップの上面の外周領域上に、平坦な上面を有する環状の凸部が形成されている
ことを特徴とする半導体チップ。
【請求項１２】
半導体チップを備えた積層構造の最上部を構成するための、外部接続端子を有するインターポーザー基板であって、
該インターポーザー基板の上面の外周側領域上に、平坦な上面を有する環状の凸部が形成されている
ことを特徴とするインターポーザー基板。
【請求項１３】
半導体チップを備えた積層構造の最上部を構成するための透明板であって、
該透明板の上面の外周領域上に、平坦な上面を有する環状の凸部が形成されている
ことを特徴とする透明板。
【請求項１４】
半導体チップを備えた積層構造を有し、該積層構造が樹脂によって封止された半導体装置の製造方法において、
該樹脂と接するように該積層構造の最上部の上面に環状に形成された、平坦な上面を有する応力軽減部と、該金型内部の空室の上面とを接触させた状態で樹脂封止を行う
ことを特徴とする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、樹脂封止された半導体装置に関するものである。より詳細には、トランスファーモールド法を用いて樹脂封止された半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化および高機能化に伴い、半導体装置の小型化および高密度化が求められている。半導体装置を小型化および高密度化した場合、半導体装置の動作によって半導体チップから発生する熱量が大きくなるため、小型化および高密度化した半導体装置の安定した動作のためには放熱性の向上が要求されている。
【０００３】
半導体装置の高密度化を目的とした従来の半導体装置の例としては、特許文献１に開示されている半導体パッケージなどを挙げることができる。特許文献１の半導体パッケージにおいて、外部接続端子を備えた中継用配線基板が、接着剤を用いて半導体チップ上にダイボンドされている。また、特許文献１の半導体パッケージは、上記中継用配線基板上面の外部接続端子が露出するよう樹脂封止されている。
【０００４】
外部接続端子の上面が封止樹脂から露出している従来の半導体装置の構造を、図９を用いて以下に説明する。
【０００５】
図９に示すように、基板１０３上には、接着層１１７を介して半導体チップ１０１が搭載されており、半導体チップ１０１はワイヤ１１３を介して基板１０３に接続されている。なお、基板１０３の下面には外部接続端子１１９が設けられており、外部接続端子１１９は基板１０３に形成された配線およびワイヤ１１３を介して半導体チップ１０１と電気的に接続されている。
【０００６】
半導体チップ１０１上には配線パターン１１１が形成されており、配線パターン１１１は、半導体チップ１０１とワイヤ１１３との接続、および半導体チップ１０１と外部との接続に用いられる。配線パターン１１１は、外部と接続させるための部分を除いてソルダーレジスト１０９に覆われており、複数の外部接続端子１１５は、配線パターン１１１の露出部分とソルダーレジスト１０９とから構成されている。また、複数の外部接続端子１１５を露出させた状態で、ワイヤ１１３を介した配線パターン１１１と基板１０３に形成された配線との接続部周辺が、封止樹脂１０５を用いて封止されている。
【０００７】
上述のような構成を備えていることによって、複数の半導体装置を積層することができるため、半導体装置の小型化および高密度化を達成し得る。
【０００８】
半導体装置の放熱性の向上を目的とした従来の半導体装置の例としては、特許文献２〜４に開示されている半導体装置などを挙げることができる。特許文献２〜４の半導体装置はいずれも、半導体チップ上に接着層を介して搭載された放熱板が、その上面を露出させた状態で樹脂封止されている半導体装置である。
【０００９】
放熱板の上面を封止樹脂から露出させた構成を有している特許文献４に記載の半導体装置の構造を、図１０を用いて以下に説明する。
【００１０】
図１０に示すように、ダイパッド１２１上には接着層１１７を介して半導体チップ１０１が搭載されており、半導体チップ１０１はワイヤ１１３を介してインナーリード１２３およびアウターリード１２５と接続されている。
【００１１】
半導体チップ１０１上には、接着層１１７を介して放熱板１０７が設けられている。放熱板１０７は内面の中央部に突起面を有しており、この突起面が接着層１１７を介して半導体チップ１０１に接着されている。
【００１２】
これらの構造は封止樹脂１０５によって封止されているが、ダイパッド１２１の半導体チップ１０１との接着面とは反対側の表面、および放熱板１０７の半導体チップ１０１との接着面とは反対側の表面が封止樹脂１０５から露出している。
【００１３】
上記構造を備えていることによって、図１１の半導体装置は放熱板からの放熱効率を向上させることができるため、半導体装置内部の半導体チップの放熱性を向上し得る。
【特許文献１】特開２００４−１７２１５７号公報（平成１６年６月１７日公開）
【特許文献２】特開２００４−２０７３０７号公報（平成１６年７月２２日公開）
【特許文献３】特開平２−１８１９５６号公報（平成２年７月１６日公開）
【特許文献４】特開平５−６３１１３号公報（平成５年３月１２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、図９および図１０の半導体装置に代表されるような、上面を露出させた半導体装置の製造過程において、以下のような不具合が発生する。
【００１５】
トランスファーモールド法を用いた樹脂封止時において、封止樹脂から露出した最上部（ソルダーレジスト１０９または放熱板１０７）の上面を金型で押さえつける。
【００１６】
ここで、金型によって最上部の上面を押さえつける力が小さいとき、最上部の上面に封止樹脂１０５が浸入する。図９の半導体装置において、外部接続端子１１５に封止樹脂１０５が侵入すると、他の半導体装置を積層する場合の接続不良の原因になる。また、図１０の半導体装置において、放熱板１０７上面への樹脂１０５の侵入によって放熱板１０７の露出面積が減少すると、放熱効率が低下する。
【００１７】
一方、金型によって最上部の上面を押さえつける力が大きすぎると、金型内部の積層構造全体に大きな力が加わるため、半導体チップ１０１を含む各構成部材の歪みや割れの原因になる。
【００１８】
最上部の上面に封止樹脂が浸入するか否かは、金型が最上部の上面を押さえつける圧力（単位面積当たりの力）の大きさによって決まる。上記圧力が一定以上の大きさを有していれば、最上部の上面に封止樹脂は浸入しない。
【００１９】
樹脂封止時において、金型内部の積層構造全体に加わる力の大きさは、上記圧力の大きさに、最上部の上面と金型とが接触している面積の大きさを掛け合わせたものである。すなわち、最上部の上面と金型との接触面積が大きいほど、積層構造全体に加わる力が大きくなる。最上部の上面と金型との接触面積が小さいほど、積層構造全体に加わる力は小さくなると言い換えてもよい。
【００２０】
図９または図１０の半導体装置において、最上部の面積を小さくすると、ソルダーレジスト１０９（外部接続端子１１５）または放熱板１０７の露出面積が小さくなるので、接続可能な他の半導体装置の大きさが限定されること、および放熱効率の低下などが起こり、最上部の部材の機能を妨げてしまう。つまり、樹脂封止時に積層構造全体に対して加わる力を軽減するために最上部の面積を小さくすることは、半導体装置の機能の向上（多層構造化による高性能化または放熱性の向上）を阻害する要因であり、現実的な方法ではない。
【００２１】
また、特許文献１に記載の半導体装置も、トランスファーモールド法を用いた樹脂封止時に、封止樹脂から露出した最上部の上面全体が金型と直接に接触する。このため、上記最上部の上面に封止樹脂を侵入させないために、樹脂封止時において、金型から積層構造全体に対して非常に強い力が加えられる。ここで、中継用配線基板上に外部接続端子が形成されているため、封止樹脂からの露出面（金型との接触面）は凹凸を有しているが、金型から半導体チップに加わる圧力を軽減するには十分ではない。よって、樹脂封止時に発生する半導体チップの割れを回避することができない。
【００２２】
また、特許文献２〜４に記載の半導体装置も、トランスファーモールド法を用いた樹脂封止時に、封止樹脂から露出した最上部が金型と直接に接触する。このため、樹脂封止時において上記最上部の上面に封止樹脂を侵入させないために、該最上部を含む積層構造には、金型から強い力が加えられる。そして、放熱性を向上させるために放熱板上面に凹凸が形成されているが、金型との接触面積を小さくするためには十分とは言えない。よって、樹脂封止時に発生する半導体チップの割れを回避することができない。
【００２３】
ここで、樹脂封止時に積層構造全体が金型から受ける力を軽減するために、金型が積層構造を押さえつける圧力を小さくした場合、最上部の上面と金型内部との密着度が低下する。最上部の上面と金型内部との密着度が低下すれば、当然、最上部の上面に樹脂が侵入してしまう。
【００２４】
つまり、半導体チップの割れの発生を抑制するために、樹脂封止時における金型からの圧力を小さくする方法では、最上部の部材が放熱板ならば放熱性の低下を、最上部の部材が特許文献１や図９に示す構成ならば外部との接続を不可能にするなどの問題が生じる。
【００２５】
以上のように、従来のトランスファーモールド法を用いた半導体装置の樹脂封止を行うことによって、最上部の部材を露出させることは可能であるが、樹脂封止時に発生する半導体チップの破損（割れ）について考慮されておらず、十分に高い生産歩留まりを実現することができなかった。
【００２６】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、最上部の部材を露出させた半導体装置の生産歩留まりを向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置は、半導体チップを備えた積層構造を有し、該積層構造の一部が樹脂によって封止された半導体装置であって、該積層構造の最上部が、平坦な上面を有する凸部として形成された、樹脂封止時の応力を軽減するための応力軽減部を備えており、該最上部の外周領域上には、該応力軽減部が封止樹脂と接するように環状に形成されている。
【００２８】
トランスファーモールド法による半導体装置の樹脂封止時において、最上部の上面に封止樹脂が浸入するか否かは、金型が最上部の上面を押さえつける圧力（単位面積当たりの力）の大きさによって決まる。上記圧力が一定以上の大きさを有していれば、最上部の上面に封止樹脂は浸入しない。
【００２９】
樹脂封止時において、金型内部の積層構造全体に加わる力の大きさは、上記圧力の大きさに、最上部の上面と金型とが接触している面積の大きさを掛け合わせたものである。すなわち、最上部の上面と金型との接触面積が大きいほど、積層構造全体に加わる力が大きくなる。最上部の上面と金型との接触面積が小さいほど、積層構造全体に加わる力は小さくなると言い換えてもよい。
【００３０】
上記構成において、応力軽減部は、積層構造の最上部の外周領域上に環状（リング状）に形成されている。ここで、「最上部の外周領域」とは、最上部の上面の内、その外周を含み、かつ該外周のやや内側までの帯状の領域を意味している。
【００３１】
このため、樹脂封止時に金型と接触するのは、積層構造の最上部よりも遥かに面積の小さい応力軽減部である。
【００３２】
従って、最上部の上面に一定以上の大きさを有する上記圧力が加わるように、金型によって最上部の上面を押さえつけたとしても、積層構造と金型との接触面積が非常に小さいため、積層構造全体に加わる力の大きさを大幅に軽減することができる。
【００３３】
よって、半導体装置の製造工程（樹脂封止工程）における積層構造の破損、特に、積層構造に対して強い力が加わることによって生じる積層構造の破損（例えば、半導体チップの割れ）を防止することができる。
【００３４】
さらに、応力軽減部が積層構造の最上部の外周領域上において環状に形成されている。そして、樹脂封止時において、金型から積層構造全体に加わる力が大幅に軽減されているが、金型を用いてリング状の応力軽減部を押さえつける圧力（単位面積の応力軽減部を押さえつける力）が小さくなるわけではない。このため、積層構造の最上部の内、応力軽減部に取り囲まれた部分への樹脂の侵入を抑制する。つまり、積層構造の最上部の内、応力軽減部に取り囲まれた部分は、封止樹脂から露出する。
【００３５】
ここで、応力軽減部を備えることによって積層構造全体に加わる力が大幅に軽減されるので、金型が単位面積の応力軽減部を押さえつける力を多少強めても、積層構造の破損には繋がらない。このため、金型内部と応力軽減部との密着度を向上し得るので、応力軽減部に取り囲まれた部分への樹脂の侵入をさらに抑制できる。つまり、積層構造の最上部の内、応力軽減部に取り囲まれた部分を、より確実に封止樹脂から露出させることができる。
【００３６】
よって、例えば、最上部の部材として放熱板を用いた場合、半導体装置を駆動させたときに生じる熱を効率的に放出することができる。また、例えば、最上部の部材として外部接続端子を備えた配線層またはインターポーザー基板を用いた場合、製造した半導体装置上にさらにもう１つの半導体装置を積層することができる。また、例えば、最上部の部材として半導体チップまたは半導体チップ上に形成した透明基板を用いた場合、発光素子または受光素子を備えた半導体装置を製造することができる。
【００３７】
以上のように、最上部の部材を露出させた半導体装置の生産歩留まりを向上し得るという効果を奏する。
【００３８】
また、本発明の半導体装置において、積層構造の上記最上部の外周上が上記樹脂によって封止されていることが好ましい。
【００３９】
最上部の外周と接するように応力軽減部が形成されていた場合、最上部および応力軽減部と封止樹脂との境界面は、段差の無い平面状である。最上部および応力軽減部と封止樹脂との境界面が段差の無い平面状であると、封止樹脂と積層構造との接着力および密着性があまり強くない。このため、半導体装置が衝撃を受けたときに積層構造と封止樹脂とが剥離し易く、上記境界面から水分が浸入することによって積層構造が腐食し易い。
【００４０】
しかし、上記構成を有することによって、最上部の上記外周領域の内、外周付近が樹脂によって封止される。つまり、応力軽減部が最上部上面の外周より内側に位置する分だけ、上記境界面が突起を有する。境界面の上記突起によって、最上部の外周を上方から固定することができる。よって、半導体装置が多少の衝撃を受けても、積層構造と封止樹脂とが剥離することがなくなる。さらに、上記境界面が平面状ではなく、突起を有するかぎ状であるため、封止樹脂と積層構造との密着性が高まり、該境界面への水分の侵入による積層構造の腐食を抑制することができる。
【００４１】
すなわち、半導体装置の耐久性（信頼性）を向上させることができるという効果を奏する。
【００４２】
また、本発明の半導体装置において、他の応力軽減部が、上記最上部の外周領域上に形成された上記応力軽減部よりも内側にさらに形成されていることが好ましい。
【００４３】
応力軽減部が外周領域のみに形成されている場合、樹脂の浸入を防止するために金型によって積層構造を押さえつける力を大きくし過ぎると、最上部の部材が歪む可能性がある。最上部の部材が歪むと、最上部の部材と金型とが接触するため、最上部の部材が損傷を受ける。結果として、最上部の部材の損傷部分から腐食等が生じ易くなる。
【００４４】
例えば、２つめの応力軽減部を最上部の上面の中央部に島状に形成してもよい。この場合、最上部の上面の露出面積をなるべく小さくせずに、最上部の部材の歪みを抑制する。最上部の部材の歪みが抑制されるので、金型と最上部の部材との接触を予防し得る。
【００４５】
また、例えば、２つめの応力軽減部が、１つめの応力軽減部の内側に、僅かに間隔を空けてリング状に形成されていれば、万一、外側の応力軽減部の内側に封止樹脂が侵入しても内側（２つめ）の応力軽減部によって、封止樹脂の侵入が拡大することを防ぐことができる。
【００４６】
このため、積層構造の破損（積層構造の各層、特に半導体チップの割れなど）をより確実に防止することができる。つまり、最上部の部材を露出させた半導体装置の生産歩留まりをより向上し得る。さらに、金型を長持ちさせることができるので、半導体装置の製造コストを削減し得る。
【００４７】
また、本発明の半導体装置において、上記応力軽減部が緩衝材から構成されていることが好ましい。
【００４８】
例えば、緩衝材とは、ある方向から力を受けたとき、該力を吸収するような形状に変形する性質を有するものを意味する。すなわち、緩衝材は、少なくとも軟性を示す材料から構成されていればよい。
【００４９】
さらに、例えば、緩衝材は軟性に加えて、上記力の一部に対して反発する性質を有していることがより好ましい。すなわち、緩衝材は、弾性を有する材料から構成されていることがより好ましい。
【００５０】
軟性および弾性を示す緩衝材を構成する材料としては、例えば、ポリイミドやソルダーレジストを挙げることができる。
【００５１】
樹脂封止時において応力軽減部は金型と接触する。よって、樹脂封止時において、金型内部の上面は、応力軽減部との接触によって擦過、磨耗する。特に、応力軽減部を、高い硬度を有し、かつ容易に変形しないような材料を用いて形成すると、金型の耐久性が著しく低下する。このため、応力軽減部を緩衝材から構成することによって、金型の磨耗を抑制することができる。つまり、同じ金型を繰り返し使用することができる。
【００５２】
また、応力軽減部が緩衝材から構成されていることによって、樹脂封止時に応力軽減部が変形する。樹脂封止時に応力軽減部が変形することによって、金型上部から積層構造が受ける力の一部を吸収することができる。さらに、応力軽減部と金型上面をより的確に密着させることができるので、積層構造の最上部における応力軽減部で囲まれた部分への樹脂の侵入を確実に防止することができる。すなわち、僅かな工程ばらつきによって応力軽減部の形状が厳密に一定ではなくても、同程度の作用（積層構造全体に加わる力の軽減および樹脂の侵入防止）を期待することができる。
【００５３】
よって、低コストおよび簡易な製造工程によって最上部を露出させた半導体装置の高い生産歩留まりを維持することが可能になるという効果を奏する。
【００５４】
また、本発明の半導体装置において、上記最上部を構成する部材が半導体チップから生じる熱を放熱する放熱板であってもよい。
【００５５】
上記構成を有することによって、積層構造の最上部に上面が露出した放熱板を備える半導体装置を製造することができる。つまり、半導体装置の駆動によって、半導体チップから発生する熱を効率的に放熱することができる半導体装置を提供することができる。また、放熱効率の高い半導体装置の製造歩留まりを向上し得る。
【００５６】
また、本発明の半導体装置において、上記最上部を構成する部材は上記半導体チップ上に形成された外部接続端子を有する配線層であってもよい。
【００５７】
上記構成を有することによって、半導体チップの上方に形成された、封止樹脂から露出した外部接続端子を有する配線層を備えている半導体装置を製造することができる。つまり、他の半導体装置を、露出した上記外部接続端子に接続することによって、複数の半導体装置を積層した半導体装置を提供することができる。また、複数の半導体装置を積層した半導体装置の生産歩留まりを向上し得る。
【００５８】
また、本発明の半導体装置において、上記最上部を構成する部材は外部接続端子を有するインターポーザー基板であってもよい。
【００５９】
上記構成を有することによって、半導体チップの上方に形成された、封止樹脂から露出した外部接続端子を有するインターポーザー基板を備えている半導体装置を製造することができる。つまり、他の半導体装置を、露出した上記外部接続端子に接続することによって、複数の半導体装置を積層した半導体装置を提供することができる。また、複数の半導体装置を積層した半導体装置の生産歩留まりを向上し得る。
【００６０】
また、本発明の半導体装置において、上記最上部を構成する部材は上記半導体チップ上に形成された透明基板であってもよい。
【００６１】
上記構成を有することによって、半導体チップの上方に形成され、かつ封止樹脂から露出した透明基板を備えている半導体装置を製造することができる。例えば、上記半導体チップ上に発光素子および／または受光素子を形成した場合、装置内部の通信手段または表示装置の光源として用い得る半導体装置を提供することができる。また、発光素子および／または受光素子を備えた半導体装置の生産歩留まりを向上し得る。
【００６２】
また、本発明の半導体装置において、上記最上部を構成する部材は上記半導体チップであってもよい。
【００６３】
上記構成を有することによって、露出した半導体チップを備えている半導体装置を製造することができる。半導体チップ上に受光素子または発光素子を備えた半導体装置を提供することができる。例えば、上記半導体チップ上に発光素子および／または受光素子を形成した場合、装置内部の通信手段または表示装置の光源として用い得る半導体装置を提供することができる。また、発光素子および／または受光素子を備えた半導体装置の生産歩留まりを向上し得る。
【００６４】
上記課題を解決するために、本発明の放熱板は、半導体チップを備えた積層構造の最上部を構成するための、該半導体チップから生じる熱を放熱する放熱板であって、該放熱板の上面の外周領域上に、平坦な上面を有する環状の凸部が形成されている。
【００６５】
上記構成を有する放熱板を、樹脂によって封止する半導体装置を構成する積層構造の最上面として適用すれば、積層構造の最上部に上面が露出した放熱板を備える半導体装置を製造することができる。つまり、半導体装置の駆動によって、半導体チップから発生する熱を効率的に放熱することができる半導体装置を提供することができる。また、放熱効率の高い半導体装置の製造歩留まりを向上し得る。
【００６６】
上記課題を解決するために、本発明の半導体チップは、積層構造の最上部を構成するための半導体チップであって、該半導体チップの上面の外周領域上に、平坦な上面を有する環状の凸部が形成されている。
【００６７】
上記構成を有する半導体チップを、樹脂によって封止する半導体装置を構成する積層構造の最上面として適用すれば、積層構造の最上部に上面が露出した半導体チップを備える半導体装置を製造することができる。つまり、半導体チップ上に受光素子または発光素子を備えた半導体装置を提供することができる。
【００６８】
例えば、上記半導体チップ上に発光素子および／または受光素子を形成した場合、装置内部の通信手段または表示装置の光源として用い得る半導体装置を提供することができる。また、発光素子および／または受光素子を備えた半導体装置の生産歩留まりを向上し得る。
【００６９】
上記課題を解決するために、本発明のインターポーザー基板は、半導体チップを備えた積層構造の最上部を構成するための、外部接続端子を有するインターポーザー基板であって、該インターポーザー基板の上面の外周側領域上に、平坦な上面を有する環状の凸部が形成されている。
【００７０】
上記構成を有するインターポーザー基板を、積層構造の最上部に上面が露出したインターポーザー基板を備える半導体装置を製造することができる。つまり、他の半導体装置を、露出した上記外部接続端子に接続することによって、複数の半導体装置を積層した半導体装置を提供することができる。また、複数の半導体装置を積層した半導体装置の生産歩留まりを向上し得る。
【００７１】
上記課題を解決するために、本発明の透明板は、半導体チップを備えた積層構造の最上部を構成するための透明板であって、該透明板の上面の外周領域上に、平坦な上面を有する環状の凸部が形成されている。
【００７２】
上記構成を有する透明板を、半導体チップの上方に形成され、かつ封止樹脂から露出した透明基板を備えている半導体装置を製造することができる。例えば、上記半導体チップ上に発光素子および／または受光素子を形成した場合、装置内部の通信手段または表示装置の光源として用い得る半導体装置を提供することができる。また、発光素子および／または受光素子を備えた半導体装置の生産歩留まりを向上し得る。
【００７３】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体チップを備えた積層構造を有し、該積層構造が樹脂によって封止された半導体装置の製造方法にであって、該樹脂と接するように該積層構造の最上部の上面に環状に形成された、平坦な上面を有する応力軽減部と、該金型内部の空室の上面とを接触させた状態で樹脂封止を行う。
【００７４】
上記構成において、応力軽減部の上面は、最上部の上面よりも遥かに面積が小さいので、樹脂封止時における金型内部と積層構造との接触面積を大幅に小さくすることができる。つまり、樹脂封止時において金型から積層構造全体に加わる力が大幅に軽減される。
【００７５】
よって、上記半導体装置と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００７６】
以上のように、本発明の半導体装置は、樹脂封止時に金型から積層構造全体に加えられる力を軽減するための応力軽減部を備えており、該応力軽減部が平坦な上面の面積が、最上部上面の面積よりも遥かに小さい。よって、封止樹脂から最上部の部材を露出させた半導体装置の生産歩留まりを向上させるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７７】
本発明に係る実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。以下の説明において同一の部材および構成要素のそれぞれには、同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同様である。従ってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００７８】
本明細書において、「外周領域」とは、ある形状を有する面を構成している辺とその辺のやや内側までを含む、帯状の領域を意味している。例えば、ある形状が四角形である場合、「外周領域」とは、面を構成する４つの辺とそのやや内側を含む帯状の領域である。外周領域は、帯状の領域であればよいので、その幅が一定であることや上記ある形状と類似のものである必要はない。
【００７９】
また、本明細書において、「外周側領域」とは、外周領域の内側に位置し、かつ外周領域に沿った帯状の領域を意味している。つまり、外周側領域も帯状の領域であればよいので、その幅が一定であることや上記ある形状と類似のものである必要はない。
【００８０】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１を参照して以下に説明する。図１（ａ）は、本実施形態の半導体装置１０の構造を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’における断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の半導体装置を製造するための樹脂封止の工程を説明する断面図である。
【００８１】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の半導体装置１０は、封止樹脂５によってその側面が封止されている。半導体装置１０の上面において、封止樹脂５から放熱板１１が露出している。放熱板１１上面の外周領域上には、断面が凸型を有するリング状の応力軽減部９が形成されている。
【００８２】
ここで、放熱板１１は、リング状の応力軽減部９に取り囲まれている部分が封止樹脂５から露出している。放熱板１１の封止樹脂５からの露出部分において、熱を輻射する効率が高い。このため、半導体装置１０の駆動時に半導体チップ３から発生する熱を、放熱板１１から効率的に放出することができる。
【００８３】
図１（ｂ）に示すように、半導体装置１０は、底面に外部接続端子１３が形成された基板１、ワイヤ１７を介して基板１と電気的に接続された半導体チップ３、半導体チップ３の上部にスペーサ１９およびスペーサ１９の上部に積層された放熱板１１を備えている。基板１、半導体チップ３、スペーサ１９および放熱板３のそれぞれは、接着層１５を解して接着されている。基板１、半導体チップ３、スペーサ１９および放熱板３から構成される積層構造は、封止樹脂３によってその側面が封止されている。放熱板１１上面の外周領域には、平坦な上面を有するリング状の凸部が形成されており、該凸部は応力軽減部９である。
【００８４】
図１（ｃ）に示すように、トランスファーモールド法による樹脂封止時において、応力軽減部９を金型７によって押さえつけながら、積層構造が樹脂封止される。
【００８５】
放熱板１１の上面に封止樹脂５が浸入するか否かは、金型上面７ａが最上部の上面（ここでは、応力軽減部９の上面）を押さえつける圧力（単位面積当たりの力）によって決まる。上記圧力が一定以上の大きさを有していれば、放熱板１１の上面に封止樹脂５は浸入しない。
【００８６】
樹脂封止時において、金型７内部の積層構造全体に加わる力の大きさは、上記圧力の大きさに、応力軽減部９と金型７とが接触している面積の大きさを掛け合わせたものである。すなわち、応力軽減部９と金型７との接触面積が大きいほど、積層構造全体に加わる力が大きくなる。応力軽減部９と金型７との接触面積が小さいほど、積層構造全体に加わる力は小さくなると言い換えてもよい。
【００８７】
上述のように応力軽減部９は、放熱板１１の外周領域上にのみ形成されている。このため、応力軽減部９上面の面積は、放熱板１１の面積よりも遥かに小さい。すなわち、トランスファーモールド法を用いた樹脂封止時において、上部金型７ａ内部（図１（ｃ）参照のこと）の上面と接触するのは、応力軽減部９の上面のみである。
【００８８】
従って、積層構造と金型７内面との接触面積を非常に小さくすることができるので、樹脂封止時に金型７から積層構造全体に対して加わる力を大幅に低減することができる。
【００８９】
さらに、応力軽減部９は、環状（リング状）に形成されており、応力軽減部９と金型７とが密着した状態で樹脂封止が行われる。このため、放熱板１１の内、応力軽減部９に囲まれた領域には、樹脂５が侵入しない。つまり、半導体装置１０の上面から放熱板１１が露出している。
【００９０】
以上のことから、半導体装置１０の駆動時に半導体チップ３から発生する熱を放熱板１１から効率よく放熱することができる半導体装置１０の生産歩留まりを向上し得る。
【００９１】
ここで、樹脂封止時において応力軽減部９は上部金型７ａと接触する。よって、樹脂封止時において、金型７内部の上面は、応力軽減部９との接触によって擦過、磨耗する。特に、応力軽減部９を硬度の高い材料から構成すると、金型７の耐久性が著しく低下する。このため、応力軽減部９を緩衝材から構成することによって、金型の磨耗を抑制することができる。つまり、金型７が長持ちする。
【００９２】
また、応力軽減部９を緩衝材によって構成することによって、樹脂封止時に応力軽減部９が変形する。樹脂封止時に応力軽減部９が変形することによって、上部金型７ａから積層構造が受ける圧力の一部を吸収することができる。さらに、応力軽減部９と上部金型７ａ上面を密着させることができるので、積層構造の最上部における応力軽減部９で囲まれた部分への封止樹脂５の侵入を確実に防止することができる。
【００９３】
以上のように、本実施形態の半導体装置１０によって、放熱性に優れた半導体装置１０の生産歩留まりを向上させることができる。すなわち、僅かな工程ばらつきによって応力軽減部９の形状が厳密に一定ではなくても、その作用（圧力の軽減および樹脂の侵入防止）を期待することができる。
【００９４】
また、応力軽減部９を弾性体から構成することによって、樹脂封止時に金型から加わる力の一部を吸収することができる。さらに、樹脂封止時に、上部金型７ａと応力軽減部９とをより密着した状態で接触させることができる。すなわち、応力軽減部９に囲まれた部分への封止樹脂５の侵入を、確実に防止することができる。また、さらに、樹脂封止時に金型７と最上面とが接触することによって起こる金型７の磨耗を、抑制することができる。
【００９５】
応力軽減部９を形成するための弾性体としては、ポリイミドやソルダーレジストを挙げることができる。応力軽減部９の材料として、ポリイミドやソルダーレジストを用いる場合、従来のウェハプロセスに応力軽減部９を形成する工程を組み入れることが容易である。このため、簡易な方法および設備の準備を行い、安価な材料を用いて応力軽減部９を形成することができる。
【００９６】
以上のように、本実施形態の半導体装置１０によって、放熱性に優れた半導体装置１０の生産歩留まりを向上させることができる。
【００９７】
〔実施の形態２〕
本発明の一実施形態について図３を参照して以下に説明する。図２（ａ）は、本実施形態の半導体装置３０の構造を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ’における断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の半導体装置を製造するための樹脂封止の工程を説明する断面図である。
【００９８】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の半導体装置３０は、封止樹脂５によってその側面が封止されている。半導体装置３０の上面において、封止樹脂５から放熱板１１が露出している。放熱板１１上には、断面が凸型を有する２つの応力軽減部９が形成されている。放熱板１１は、２つの応力軽減部９の内、封止樹脂５と隣接して形成された外側のリング状の応力軽減部９に取り囲まれている部分が封止樹脂５から露出している。
【００９９】
半導体装置３０は、放熱板１１の外周領域上にリング状の応力軽減部９が形成されているので、半導体装置１０と同様に、樹脂封止時における積層構造の破損を抑制し得る。
【０１００】
上述のように、本実施形態の半導体装置３０は、２つの応力軽減部９を備えている。半導体装置３０が半導体装置１０と異なる点は、応力軽減部９が外周領域とその内側とに２つ形成されている点である。
【０１０１】
ここで、図１（ｄ）に示すように、応力軽減部９が外周領域のみに形成されている場合、樹脂封止時における工程のばらつきなどによって、放熱板１１の中央部と金型７とが接触する可能性がある。
【０１０２】
しかし、図２（ｃ）に示すように、放熱板１１の中央部に島状の応力軽減部９を形成することによって、放熱板１１と金型７との接触を回避することができる。応力軽減部９上面の面積の大きさは、放熱板１１と金型７との接触を回避し得る程度であればよく、非常に小さくてもよい。よって、放熱板１１の露出効率（放熱効率）をほとんど低下させることなく、放熱板１１と金型７との接触を回避することができる。
【０１０３】
半導体装置３０が備えている内側の応力軽減部９は、放熱板１１上面の中心に島状に形成されている。
【０１０４】
応力軽減部９の形状、機能および材質などの詳細については、実施の形態１を参照のこと。
【０１０５】
〔実施の形態３〕
本発明の一実施形態について図３を参照して以下に説明する。図３（ａ）は、本実施形態の半導体装置４０の構造を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ’における断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の半導体装置を製造するための樹脂封止の工程を説明する断面図である。
【０１０６】
本実施形態の半導体装置４０は、実施の形態１の半導体装置１０の変形例である。従って、重複する部材についての説明は省略する。
【０１０７】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、半導体装置４０と半導体装置１０とが異なる点は、２つの応力軽減部９は、リング状に形成されている点である。内側の応力軽減部９は、外側の応力軽減部９と少し間隔を空けて配置されている。
【０１０８】
図３（ｃ）に示すように、２つのリング状の応力軽減部９が、互いに少し間隔を空けて配置されている。このため、仮に、外側の応力軽減部９の内側に樹脂５が侵入しても、２つの応力軽減部の間に樹脂５が封じ込められた状態になる。つまり、外側の応力軽減部９の内側に樹脂５が侵入した場合であっても、内側の応力軽減部９は、さらに内側へ樹脂５が侵入することを防止する。
【０１０９】
このため、半導体装置４０は、生産歩留まりをさらに向上させ、かつ最上部の部材（放熱板１１）上面を確実に露出させることができる。
【０１１０】
以上のことから、最上部の部材を露出された半導体装置の生産歩留まりをさらに向上させることができる。
【０１１１】
応力軽減部９の形状、機能および材質などの詳細については、実施の形態１を参照のこと。
【０１１２】
〔実施の形態４〕
本発明の一実施形態について図４を参照して以下に説明する。図４（ａ）は本実施形態の半導体装置５０（ａ）平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＥ−Ｅ’における断面図である。
【０１１３】
本実施形態の半導体装置５０は、実施の形態１の半導体装置１０の変形例である。従って、重複する部材についての説明は省略する。
【０１１４】
図４（ａ）に示すように、本実施形態の半導体装置５０は、封止樹脂５によってその側面が封止されている。半導体装置５０の上面において、封止樹脂５から放熱板１１が露出している。放熱板１１上面の外周領域上には、断面が凸型を有するリング状の応力軽減部９が形成されている。
【０１１５】
半導体装置５０と半導体装置１０とは、構成の大部分が共通している。特に、応力軽減部９の形状や作用が同じであるため、応力軽減部９の形状や作用の詳細については実施の形態１を参照のこと。
【０１１６】
ここで、半導体装置５０が半導体装置１０と異なる点は、放熱板１１の外周上が樹脂５によって封止されていることである。半導体装置５０の応力軽減部９は、放熱板１１の外周とは接していない。半導体装置５０の応力軽減部９は、半導体装置１０の応力軽減部９よりも、内側に形成されている。
【０１１７】
半導体装置１０のように、応力軽減部９が最上部（放熱板１１）の外周と接するように形成されていると、応力軽減部９および放熱板１１と樹脂５との上記境界面が、段差のない平面状である（図１（ｂ）参照のこと）。上記境界面が段差のない平面状であると、樹脂５と積層構造との接着力および密着性があまり強くない。このため、半導体装置が衝撃を受けたときに、樹脂５と積層構造とが剥離し易く、上記境界面から水分が浸入することによって積層構造が腐食し易い。
【０１１８】
図４（ｂ）に示すように、半導体装置５０においては、放熱板１１の外周上が樹脂５によって封止されている。つまり、応力軽減部９が放熱板１１上面の外周より内側に位置する。応力軽減部９が放熱板１１上面の外周より内側に位置する分だけ、上記境界面が突起を有している。上記境界面が突起を有していることによって、半導体装置５０が多少の衝撃を受けても、積層構造と樹脂５とが剥離しなくなる。さらに、上記境界面、が段差のない平面状ではなく、突起を有するかぎ状の構造を有しているため、積層構造と樹脂５との密着性が高まる。このため、上記境界面へ水分が侵入することによって、積層構造が腐食することを抑制できる。
【０１１９】
〔実施の形態５〕
本発明の一実施形態について図５を参照して以下に説明する。図５（ａ）は本実施形態の半導体装置６０の構造を示す断面図である。（ｂ）は本実施形態の半導体装置６０を製造する工程の内、トランスファーモールド法を用いた樹脂封止工程の説明する断面図である。
【０１２０】
図５（ａ）に示すように、本実施形態の半導体装置６０は、外部接続端子１３が形成された基板１、ワイヤ１７を介して基板１と電気的に接続された半導体チップ３、半導体チップ３上に形成された応力軽減部９、ならびに基板１および半導体チップ３の一部を覆う封止樹脂５を備えている。半導体チップ３と基板１とは接着層１５によって接着されている。
【０１２１】
応力軽減部９は、封止樹脂５と接するように、かつ半導体チップ３上にリング状に形成されている。応力軽減部９に囲まれた、半導体チップ３上の領域は封止樹脂５から露出している。半導体チップ３の外周上は樹脂５に封止されている。
【０１２２】
本実施形態の半導体装置６０が、半導体装置１０、３０および４０と異なる点は、封止樹脂５の高さが応力軽減部９の高さよりも大きいことである。
【０１２３】
半導体チップ３と基板１とを接続するためのワイヤ１７が、応力軽減部９より高い位置にまで形成されている。ワイヤ１７を樹脂５によって封止するために、応力軽減部９よりも高くなるように封止樹脂５が形成されている。
【０１２４】
しかし、半導体装置６０が応力軽減部９を備えていることによって、半導体チップ３の破損およびを抑制するという作用は同じである。
【０１２５】
半導体装置６０において、封止樹脂５が、応力軽減部９よりも高くなるように形成する方法について、図５（ｂ）を用いて説明する。
【０１２６】
図５（ｂ）に示すように、金型３２は、上部金型３２ａおよび下部金型３２ｂから構成されている。上部金型３２ａの上面の両端が窪んでいる。つまり、金型３２内部の空室は、高さが２段階に分かれている。金型３２内部の高さがＷ２の箇所（積層構造の内、応力軽減部９およびその内側と対向する箇所）は低くなっている。一方、金型３２内部の高さがＷ３の箇所（積層構造の内、応力軽減部９の外側と対向する箇所）は高くなっている。
【０１２７】
上部金型３２ａの上面の内、Ｗ２の高さを有する部分の両端と応力軽減部９の上面とが、互いに隙間なく接触している。よって、上記注入口から注入される封止樹脂５は、リング状に形成された応用軽減部２１の内側に侵入することはなく、金型３２内部のＷ３の高さを有する箇所にしか充填されない。
【０１２８】
すなわち、半導体チップ３１の上面の内、リング状の応力軽減部９に囲まれた領域は、封止樹脂５から露出する。さらに、ワイヤ１７を完全に封止樹脂５によって封止することができる。
【０１２９】
上述のように、応力軽減部９の面積が最上部（ここでは、半導体チップ３）の上面の面積よりも遥かに小さいので、金型３２によって積層構造を押さえつける圧力を多少強めても、積層構造（特に、半導体チップ３）の破損を起こすことはない。よって、さらに金型３２ａの上面と応力軽減部９とも密着させるために、金型３２によって積層構造を押さえつける圧力を多少強めてもよい。これにより、樹脂５が応力軽減部９の内側へ侵入することを、さらに抑制し得る。
【０１３０】
本実施形態の構成は、半導体チップ３上に発光素子および／または受光素子が形成されている場合に好適に採用し得る。封止樹脂５から露出した部分に発光素子および／または受光素子を形成すれば、発光素子から発する光または受光素子へ入射する光が封止樹脂５によって遮蔽されることがない。すなわち、絶縁性を確保し、かつ信頼性の高い発光素子および／または受光素子を備えた半導体装置６０を提供することができる。
【０１３１】
応力軽減部９の形状、機能および材質などの詳細については、実施の形態１を参照のこと。
【０１３２】
〔実施の形態６〕
本発明の一実施形態について図６を参照して以下に説明する。図６は本実施形態の半導体装置７０の構造を示す断面図である。
【０１３３】
図６に示すように、本実施形態の半導体装置７０は、外部接続端子１３が形成された基板１、基板１上に形成された半導体チップ３、半導体チップ３上に形成された配線パターン４７、配線パターン４７の一部を覆うソルダーレジスト４５、ソルダーレジスト４５上に形成された応力軽減部９、ならびに基板１、半導体チップ３、配線パターン４７およびソルダーレジスト４５の一部を覆う封止樹脂５を備えている。
【０１３４】
上記構成において、半導体チップ３と基板１とは接着層１５によって接着されている。また、基板１と半導体チップ３とは、ワイヤ１７および配線パターン４７を介して電気的に接続されている。また、ソルダーレジスト４５および配線パターン４７が配線層４１を構成している。配線層４１の内、ソルダーレジスト４５から配線パターン４７が露出している箇所は、他の半導体装置を積層するための外部接続端子４３として機能する。配線層４１の内、応力軽減部９に囲まれた部分が封止樹脂５から露出しているためおり、上述のように、外部（他の半導体装置など）との接続が可能である。
【０１３５】
実施の形態５の半導体装置６０と本実施形態の半導体装置７０が異なる点は、最上部に外部接続端子４３を備えた配線層４１が配置されていることである。この他の点について、半導体装置６０と半導体装置７０との間に大きな差異はない。特に応力軽減部９の形状および機能は同じである。
【０１３６】
すなわち、図７に示したように、半導体装置７０が応力軽減部９を備えていることによって、樹脂封止時の積層構造の破損（半導体チップ３の割れ）を抑制し、かつ最上部の部材（ここでは、配線層４１）を露出させた半導体装置６０の生産歩留まりを向上させることができる。なお、本実施形態の半導体装置７０を採用することによって、多層構造を有する半導体装置を提供することができる。
【０１３７】
さらに、実施の形態２および３と同様に、本実施形態の半導体装置７０は、２つの応力軽減部９を備えていてもよい。内側の応力軽減部９は、外部接続端子４３が形成されている箇所以外であれば、ソルダーレジスト上のどこに形成されてもよい。２つの応力軽減部９が形成されている場合の作用の詳細については、実施の形態２および３を参照のこと。
【０１３８】
なお、応力軽減部９の材料としてソルダーレジストを用いた場合、配線層４１を形成する工程において、同時に応力軽減部９を形成することができるため、生産効率の向上および製造工程の簡略化が可能である。
【０１３９】
応力軽減部９の形状、機能および材質などの詳細については、実施の形態１を参照のこと。
【０１４０】
〔実施の形態７〕
本発明の一実施形態について図７を参照して以下に説明する。図７は本実施形態の半導体装置８０の構造を示す断面図である。
【０１４１】
図７に示すように、本実施形態の半導体装置８０は、外部接続端子４３が形成された基板１、バンプ５５を介して基板１と電気的に接続された半導体チップ３、半導体チップ３上に形成された基板５３、ワイヤ１７を介して基板１と電気的に接続された配線パターン４７、配線パターン４７上に形成された応力軽減部９、ならびに基板１、半導体チップ３の側面、配線層４５および基板５３の一部を覆う封止樹脂５を備えている。
【０１４２】
上記構成において、半導体チップ３、基板１および基板５３の間には接着層１５が形成されている。インターポーザー基板５１は配線層４１および基板５３から構成されている。配線層４１の上部には、外部接続端子４３（ソルダーレジスト４５から露出した配線パターン４７）が設けられている。配線層４１の上部の内、応力軽減部９に囲まれた領域に設けられている外部出力端子４３は、封止樹脂５から露出している。
【０１４３】
実施の形態６の半導体装置７０と本実施形態の半導体装置８０とは、配線層４１が基板基板５３と共にインターポーザー基板５１を構成し、半導体チップ３がバンプ５５を介して基板１と電気的に接続されている点が異なる。つまり、内部の構成は異なっているが、本発明の特徴点である応力軽減部９の構成およびその機能は同じであり、かつ外部出力端子４３が封止樹脂５から露出している点も共通している。
【０１４４】
基板１と半導体チップ３とは、ワイヤ１７および配線パターン４７を介して電気的に接続されている。また、ソルダーレジスト４５および配線パターン４７が配線層４１を構成している。配線層４１の内、ソルダーレジスト４５から配線パターン４７が露出している箇所は、他の半導体装置を積層するための外部接続端子４３として機能する。配線層４１の内、応力軽減部９に囲まれた部分が封止樹脂５から露出しているためおり、上述のように、外部（他の半導体装置など）との接続が可能である。
【０１４５】
以上のことから、半導体装置８０が応力軽減部９を備えていることによって、樹脂封止時の積層構造の破損（特に、半導体チップ３の割れ）を抑制し、かつ最上部の部材（ここでは、配線層４５）を露出させた半導体装置８０の生産歩留まりを向上させることができる。本実施形態の半導体装置８０を採用することによって、多層構造を有する半導体装置を提供することができる。さらに、実装後の信頼性が高い半導体装置を提供することができる。
【０１４６】
本実施形態の半導体装置８０は、半導体装置７０と同様に、２つの応力軽減部９を備えていてもよい。つまり、内側の応力軽減部９は、外部接続端子４３が形成されている箇所以外であれば、ソルダーレジスト上のどこに形成されてもよい。２つの応力軽減部９が形成されている場合の作用の詳細については、実施の形態２および３を参照のこと。
【０１４７】
応力軽減部９の形状、機能および材質などの詳細については、実施の形態１を参照のこと。
【０１４８】
〔実施の形態９〕
本発明の一実施形態について図８を参照して以下に説明する。図８は本実施形態の半導体装置９０の構造を示す断面図である。
【０１４９】
図８に示すように、本実施形態の半導体装置９０は、外部接続端子４３が形成された基板１、ワイヤ１７を介して基板１と接続された半導体チップ３、半導体チップ３上に形成されたガラス板６１、ガラス板６１上に形成された応力軽減部９、ならびに基板１および半導体チップ３の一部を覆う封止樹脂５を備えている。
【０１５０】
上記構成において、基板１、半導体チップ３およびガラス板６１の間にはそれぞれ接着層１５が形成されている。半導体チップ３とガラス板６１とを接着する接着層１５は、ガラス板６１の両端であり、応力軽減部９の真下に形成されている。ガラス板６１の上面の内、リング状に形成された応力軽減部９に囲まれた領域は、封止樹脂５から露出している。ガラス板６１上面の該領域の真下に位置する半導体チップ３上の領域は、ガラス板６１に覆われている。
【０１５１】
このため、半導体チップ３上の上記領域が発する光は、封止樹脂５に遮蔽されることなくガラス板６１を透過して外部へ出射される。一方、半導体チップ３上の上記領域には、封止樹脂５に遮蔽されることなく、ガラス板６１を透過した外部からの光が入射する。つまり、半導体チップ３上に発光素子および／または受光素子を形成することによって、絶縁性を確保し、かつ信頼性の高い発光素子および／または受光素子を備えた半導体装置６０を提供することができる。このような半導体装置９０の生産歩留まりを向上させることができる。
【０１５２】
なお、本実施形態の半導体装置９０は、応力軽減部９の上面と封止樹脂５の上面の高さが等しいので、実施の形態１において説明した応力軽減部９と同じ作用機序によって、生産歩留まりの向上および最上部の部材の露出を実現することができる。
【０１５３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１５４】
〔その他の構成〕
なお、本発明は以下の構成であっても実現可能である。
【０１５５】
（第１の構成）
本発明に係る半導体装置は、ベース基板と半導体チップとを備え、半導体チップとベース基板とが電気的に接続され、前記半導体チップと放熱板とが接着層ならびに剛性体を介して搭載されており、これらが前記放熱板の上面が露出するように封止樹脂によって封止されており、前記放熱板上面にリング状の凸部が形成されている
（第２の構成）
本発明に係る半導体装置は、ベース基板と半導体チップとを備え、半導体チップとベース基板とが電気的に接続され、前記半導体チップの上面が露出するように封止樹脂によって封止されており、前記半導体チップ上面にリング状の凸部が形成されている。
【０１５６】
（第３の構成）
本発明に係る半導体装置はベース基板と半導体チップとを備え、半導体チップとベース基板とが電気的に接続され、前記半導体チップ表面には外部接続用端子を有する配線層が形成されており、前記配線層が露出するように封止樹脂によって封止された半導体装置において、
前記配線層上面にリング状の凸部が形成されている。
【０１５７】
（第４の構成）
本発明に係る半導体装置は、ベース基板と半導体チップとを備え、半導体チップとベース基板とが電気的に接続され、前記半導体チップと外部接続用端子を有するインターポーザー基板とが接着層ならびに剛性体を介して搭載されており、これらが前記インターポーザー基板の上面が露出するように封止樹脂によって封止されており、前記インターポーザー基板上面にリング状の凸部が形成されている。
【０１５８】
（第５の構成）
本発明の半導体装置は、ベース基板と半導体チップとを備え、半導体チップとベース基板とが電気的に接続され、前記半導体チップとガラス板とが接着層を介して搭載されており、これらが前記ガラス板の上面が露出するように封止樹脂によって封止されており、前記ガラス板上面にリング状の凸部が形成されている。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本発明によれば、トランスファーモールド法を用いて樹脂封止した半導体装置の生産歩留まりを向上させることができるので、ほとんどの電子機器に応用することができる。特に、最上部の部材を封止樹脂から露出させた半導体装置に適用することが有効である。すなわち、本発明は、放熱性に優れた半導体装置、複数の積層構造を有する半導体装置、光送受信のための半導体装置を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】（ａ）は、実施の形態１に係る半導体装置の構造を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’における断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の半導体装置を製造するための樹脂封止の工程を説明する断面図である。
【図２】（ａ）は、実施の形態２に係る半導体装置の構造を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ’における断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の半導体装置を製造するための樹脂封止の工程を説明する断面図である。
【図３】（ａ）は、実施の形態３に係る半導体装置の構造を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ’における断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の半導体装置を製造するための樹脂封止の工程を説明する断面図である。
【図４】（ａ）は、実施の形態４に係る半導体装置の構造を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＥ−Ｅ’における断面図である。
【図５】（ａ）は、実施の形態５に係る半導体装置の構造を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の半導体装置を製造するための樹脂封止の工程を説明する断面図である。
【図６】図５の半導体装置の変形例の構造を示す断面図である。
【図７】図５の半導体装置の他の変形例の構造を示す断面図である。
【図８】図１の半導体装置の変形例の構造を示す断面図である。
【図９】従来の半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１０】図９とは異なる従来の半導体装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１      基板
３      半導体チップ
５      封止樹脂（樹脂）
７      金型
７ａ    上部金型（金型）
７ｂ    下部金型（金型）
９      凸部（応力軽減部）
１０    半導体装置
１１    放熱板（最上部）
３０    半導体装置
３１    半導体チップ（最上部）
３２    金型
３２ａ  上部金型（金型）
３２ｂ  下部金型（金型）
４０    半導体装置
４１    配線層（最上部）
４３    外部接続端子
５０    半導体装置
５１    インターポーザー基板（最上部）
６０    半導体装置
６１    ガラス板（最上部）
７０    半導体装置
８０    半導体装置
９０    半導体装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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