(57)【要約】【課題】半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関して、高放熱性及び薄型化を図ることにある。【解決手段】半導体チップ１０のフェースダウンボンディングによって、電極１４と配線パターン２０が電気的に接続されている。配線パターン２０の周囲のいずれかの位置に外部端子３０が配置されている。外部端子３０は配線パターン２０と電気的に接続されている。封止部４０は、半導体チップ１０、配線パターン２０及び外部端子３０を封止する。封止部４０の上面４２から、半導体チップ１０の電極１４が形成された面とは反対側の面１６が露出している。封止部４０の側面４４から、外部端子３０が露出している。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路が形成されており、電極を有する半導体チップと、
前記半導体チップのフェースダウンボンディングによって、前記電極と電気的に接続された配線パターンと、
前記配線パターンの周囲のいずれかの位置に配置され、前記配線パターンと電気的に接続されてなる外部端子と、
前記半導体チップ、前記配線パターン及び前記外部端子を封止する封止部と、
を有し、
前記封止部の上面から、前記半導体チップの前記電極が形成された面とは反対側の面が露出し、
前記封止部の側面から、前記外部端子が露出してなる半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、
前記配線パターンと前記外部端子とは、ワイヤによって電気的に接続されてなる半導体装置。
【請求項３】
集積回路が形成されており、電極を有する半導体チップと、
前記半導体チップのフェースダウンボンディングによって、前記電極と電気的に接続された配線パターンと、
前記配線パターンの周囲のいずれかの位置に配置され、ワイヤによって前記配線パターンと電気的に接続されてなる外部端子と、
前記半導体チップ、前記配線パターン及び前記外部端子を封止する封止部と、
を有し、
前記封止部の上面から、前記半導体チップの前記電極が形成された面とは反対側の面が露出してなる半導体装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体装置において、
前記配線パターンの支持部をさらに有し、
前記半導体チップは、前記支持部にフェースダウンボンディングされてなる半導体装置。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置において、
前記封止部の下面から、前記支持部が露出してなる半導体装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５記載の半導体装置において、
前記配線パターンと前記支持部との間に介在し、前記支持部よりも弾力性の高い弾力層をさらに有する半導体装置。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれかに記載の半導体装置において、
前記外部端子は、前記支持部に取り付けられてなる半導体装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の半導体装置において、
前記外部端子は、前記封止部内に配置されたインナリードと、前記封止部から突出したアウタリードと、を有する半導体装置。
【請求項９】
フェースダウンボンディングによって、集積回路が形成された半導体チップの電極と配線パターンとを電気的に接続すること、
前記配線パターンの周囲のいずれかの位置に配置された外部端子を、前記配線パターンと電気的に接続すること、及び、
前記半導体チップ、前記配線パターン及び前記外部端子を封止材料によって封止して封止部を形成すること、
を含み、
前記封止部を、上面から前記半導体チップの前記電極が形成された面とは反対側の面が露出し、側面から前記外部端子の一部が露出するように形成する半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
フェースダウンボンディングによって、集積回路が形成された半導体チップの電極と配線パターンとを電気的に接続すること、
前記配線パターンの周囲のいずれかの位置に配置された外部端子を、ワイヤによって前記配線パターンと電気的に接続すること、及び、
前記半導体チップ、前記配線パターン及び前記外部端子を封止材料によって封止して封止部を形成すること、
を含み、
前記封止部を、上面から前記半導体チップの前記電極が形成された面とは反対側の面が露出するように形成する半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の半導体装置が実装された回路基板。
【請求項１２】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の半導体装置を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【０００２】
【発明の背景】
半導体装置には、高放熱性及び薄型化が要求されている。従来の封止型の半導体装置は、ヒートシンクの露出やヒートスプレッダを取り付けることで放熱性を高めていたが、そうすると薄型化の要求に応えることができない。また、従来の封止型の半導体装置では、パッドにボンディングされたワイヤがリードにボンディングしてあり、ワイヤのループ高さに対応して封止部を厚くする必要があり、薄型化の要求に応えることができなかった。
【０００３】
本発明の目的は、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関して、高放熱性及び薄型化を図ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る半導体装置は、集積回路が形成されており、電極を有する半導体チップと、
前記半導体チップのフェースダウンボンディングによって、前記電極と電気的に接続された配線パターンと、
前記配線パターンの周囲のいずれかの位置に配置され、前記配線パターンと電気的に接続されてなる外部端子と、
前記半導体チップ、前記配線パターン及び前記外部端子を封止する封止部と、
を有し、
前記封止部の上面から、前記半導体チップの前記電極が形成された面とは反対側の面が露出し、
前記封止部の側面から、前記外部端子が露出してなる。
【０００５】
本発明によれば、封止部から半導体チップが露出しているので半導体装置の高放熱性を図ることができ、半導体チップにワイヤをボンディングしないので半導体装置の薄型化を図ることができる。
【０００６】
（２）この半導体装置において、
前記配線パターンと前記外部端子とは、ワイヤによって電気的に接続されていてもよい。
【０００７】
（３）本発明に係る半導体装置は、集積回路が形成されており、電極を有する半導体チップと、
前記半導体チップのフェースダウンボンディングによって、前記電極と電気的に接続された配線パターンと、
前記配線パターンの周囲のいずれかの位置に配置され、ワイヤによって前記配線パターンと電気的に接続されてなる外部端子と、
前記半導体チップ、前記配線パターン及び前記外部端子を封止する封止部と、
を有し、
前記封止部の上面から、前記半導体チップの前記電極が形成された面とは反対側の面が露出してなる。
【０００８】
本発明によれば、封止部から半導体チップが露出しているので半導体装置の高放熱性を図ることができ、半導体チップにワイヤをボンディングしないので半導体装置の薄型化を図ることができる。
【０００９】
（４）この半導体装置において、
前記配線パターンの支持部をさらに有し、
前記半導体チップは、前記支持部にフェースダウンボンディングされていてもよい。
【００１０】
（５）この半導体装置において、
前記封止部の下面から、前記支持部が露出していてもよい。
【００１１】
（６）この半導体装置において、
前記配線パターンと前記支持部との間に介在し、前記支持部よりも弾力性の高い弾力層をさらに有してもよい。
【００１２】
（７）この半導体装置において、
前記外部端子は、前記支持部に取り付けられていてもよい。
【００１３】
（８）この半導体装置において、
前記外部端子は、前記封止部内に配置されたインナリードと、前記封止部から突出したアウタリードと、を有してもよい。
【００１４】
（９）本発明に係る半導体装置の製造方法は、フェースダウンボンディングによって、集積回路が形成された半導体チップの電極と配線パターンとを電気的に接続すること、
前記配線パターンの周囲のいずれかの位置に配置された外部端子を、前記配線パターンと電気的に接続すること、及び、
前記半導体チップ、前記配線パターン及び前記外部端子を封止材料によって封止して封止部を形成すること、
を含み、
前記封止部を、上面から前記半導体チップの前記電極が形成された面とは反対側の面が露出し、側面から前記外部端子の一部が露出するように形成する。
【００１５】
本発明によれば、封止部から半導体チップ露出させるので半導体装置の高放熱性を図ることができ、半導体チップにワイヤをボンディングしないので半導体装置の薄型化を図ることができる。
【００１６】
（１０）本発明に係る半導体装置の製造方法は、フェースダウンボンディングによって、集積回路が形成された半導体チップの電極と配線パターンとを電気的に接続すること、
前記配線パターンの周囲のいずれかの位置に配置された外部端子を、ワイヤによって前記配線パターンと電気的に接続すること、及び、
前記半導体チップ、前記配線パターン及び前記外部端子を封止材料によって封止して封止部を形成すること、
を含み、
前記封止部を、上面から前記半導体チップの前記電極が形成された面とは反対側の面が露出するように形成する。
【００１７】
本発明によれば、封止部から半導体チップ露出させるので半導体装置の高放熱性を図ることができ、半導体チップにワイヤをボンディングしないので半導体装置の薄型化を図ることができる。
【００１８】
（１１）本発明に係る回路基板は、上記半導体装置が実装されてなる。
【００１９】
（１２）本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。半導体装置は、半導体チップ１０を有する。半導体チップ１０には集積回路１２が形成されている。半導体チップ１０は、複数の電極１４を有する。図１に示す電極１４は、パッドに形成されたバンプである。
【００２２】
半導体装置は、配線パターン２０を有する。配線パターン２０は、複数の配線からなる。配線パターン２０は、支持部（例えば、ダイパッド、ヒートシンクあるいは基板）２２によって支持されている。支持部２２は、リジッドな材料（例えば金属）から形成されている。配線パターン２０と支持部２２との間には弾力層２４が介在していてもよい。弾力層２４は、支持部２２よりも弾力性の高いものである。例えば、ポリイミド等の樹脂で弾力層２４を形成してもよい。弾力層２４は、接着剤であってもよい。あるいは、弾力層２４及び配線パターン２０から配線基板が構成されていてもよい。支持部２２が導電体であっても弾力層２４が絶縁体であれば、支持部２２と配線パターン２０との間の絶縁を図ることができる。
【００２３】
半導体チップ１０は、支持部２２にフェースダウンボンディングされている。半導体チップ１０と支持部２２との間には、樹脂２６が設けられていてもよい。樹脂２６は、半導体チップ１０と支持部２２の接着や応力緩和などの機能を果たす。電極１４と配線パターン２０とは、電気的に接続されている。樹脂２６が異方性導電材料（異方性導電膜又は異方性導電ペースト等）であれば、電極１４と配線パターン２０との間に導電粒子が介在して、両者間の電気的接続が図られる。樹脂２６は、導電性接着剤であってもよい。樹脂２６は、絶縁性接着剤であってもよい。電極１４と配線パターン２０とは、金属接合又は圧接によって電気的に接続されてもよい。
【００２４】
配線パターン２０の周囲のいずれかの位置に外部端子３０が配置されている。外部端子３０は、配線パターン２０から離れて配置されていてもよい。外部端子３０は、半導体装置の平面形状が四辺形である場合、その四辺に配置されていてもよいし、その二辺に配置されていてもよい。外部端子３０は、リードであってもよいしパッドであってもよい。外部端子３０は、配線パターン２０と電気的に接続されている。その電気的接続には、ワイヤ３２を使用してもよい。すなわち、配線パターン２０と外部端子３０のそれぞれに、ワイヤ３２をボンディングしてもよい。外部端子３０は、半導体装置の厚み方向において、配線パターン２０と異なる高さ位置に配置されていてもよい。外部端子３０は、半導体装置の厚み方向において、支持部２２と同じ高さ位置に配置されていてもよい。
【００２５】
半導体装置は、封止部４０を有する。封止部４０は、半導体チップ１０（詳しくはその一部）を封止している。ただし、半導体チップ１０の電極１４が形成された面とは反対側の面１６が、封止部４０の上面（第１の面）４２から露出している。これにより、半導体装置の高放熱性を図ることができる。封止部４０の上面４２と半導体チップ１０の面１６は、面一になっていてもよい。
【００２６】
封止部４０は、外部端子３０（詳しくはその一部）を封止している。ただし、封止部４０の側面（第１の面（上面４２）と交差する第２の面）４４から、外部端子３０が露出している。封止部４０の側面４４から外部端子３０が突出していてもよいし、封止部４０の側面４４から外部端子３０が入り込んでいてもよい。外部端子３０は、封止部４０の下面（第１の面（上面４２）とは反対側の面）４６から露出していてもよい。封止部４０の下面４６と外部端子３０の一部の面は面一になっていてもよい。封止部４０の下面４６からは、支持部２２が露出していてもよい。封止部４０の下面４６と支持部２２の一部の面は面一になっていてもよい。封止部４０は、配線パターン２０を封止している。封止部４０は、ワイヤ３２を封止している。
【００２７】
次に、図２は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。本実施の形態では、リードフレーム５０を使用する。リードフレーム５０は、支持部（ダイパッド）２２となる部分及び外部端子（リード）３０となる部分を含む。リードフレーム５０の一部である支持部２２には、配線パターン２０が支持されている。
【００２８】
本実施の形態では、フェースダウンボンディングによって、半導体チップ１０の電極１４と配線パターン２０とを電気的に接続する。例えば、リードフレーム５０の一部である支持部２２に、半導体チップ１０をフェースダウンボンディングする。リードフレーム５０の一部である外部端子３０を、配線パターン２０と電気的に接続する。その電気的接続には、ワイヤ３２を使用してもよい。そして、半導体チップ１０、配線パターン２０及び外部端子３０を封止材料（例えば樹脂）によって封止して封止部４０を形成する。封止方法として、トランスファモールド法又はポッティング法などが挙げられる。トランスファモールド法を適用する場合、半導体チップ１０及び支持部２２を金型によって挟み込んでもよい。その場合、弾力層２４が圧縮されることで、半導体チップ１０又は支持部２２の少なくとも一方の面を金型に密着させることができるので、半導体チップ１０又は支持部２２を封止部４０から露出させることができる。その後、リードフレーム５０を切断する。詳しくは、リードフレーム５０を、封止部４０との境目付近で切断する。こうして、外部端子３０を、封止部４０の外側の部分から切り離すことができる。その他の詳細は、上述した内容から導くことができる。
【００２９】
本実施の形態によれば、半導体チップ１０にワイヤをボンディングしないので半導体装置の薄型化を図ることができる。また、封止部４０から半導体チップ１０を露出させているので、この点からも半導体装置の薄型化が図られている。さらに、封止部４０から支持部２２を露出させているので、この点からも半導体装置の薄型化が図られている。
【００３０】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。図３に示す半導体装置は、図１に示す支持部２２を有していない。本発明は、この形態も含む。半導体チップ１０の電極１４と電気的に接続された配線パターン６０は、封止部６２によって支持されている。外部端子３０は、半導体装置の厚み方向において、配線パターン６０と同じ高さ位置に配置されていてもよい。本実施の形態には、第１の実施の形態で説明した内容を適用することができ、同様の効果を達成することができる。また、本実施の形態で説明した内容を他の実施の形態に適用することもできる。
【００３１】
（第３の実施の形態）
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。本実施の形態では、外部端子７０は、インナリード７２及びアウタリード７４を有する。インナリード７２は、封止部７６内に配置されている。インナリード７２は、封止部７６によって完全に覆われている。インナリード７２は、封止部７６の厚み方向において、中央よりも下側（半導体チップ１０から離れる側）に位置していてもよい。変形例として、インナリード７２は、封止部７６の厚み方向において、中央よりも上側（半導体チップ１０側）に位置していてもよい。インナリード７２にワイヤ３２がボンディングされている。
【００３２】
アウタリード７４は、封止部７６（詳しくはその側面）から突出している。アウタリード７４は、封止部７６から、その厚み方向において中央よりも下側（半導体チップ１０から離れる側）から突出していてもよい。変形例として、アウタリード７４は、封止部７６から、その厚み方向において中央よりも上側（半導体チップ１０側）から突出していてもよい。アウタリード７４は、例えばガルウィング状に屈曲している。
【００３３】
支持部７８は、その端部に段が形成されており、段の一部を構成する凸部によって、封止部７６からの抜け止めが図られる。支持部７８の厚みは、外部端子７０（インナリード７２）の厚みよりも厚くなっていてもよい。支持部７８の端部に形成された凸部の厚みが外部端子７０（インナリード７２）の厚みと同じであってもよい。支持部７８の半導体チップ１０が搭載された面と外部端子７０（インナリード７２）の面が、半導体装置の厚み方向において同じ高さ位置に配置されていてもよい。支持部７８のその他の構成は、図１に示す支持部２２についての内容が該当する。本実施の形態には、第１の実施の形態で説明した内容を適用することができ、同様の効果を達成することができる。また、本実施の形態で説明した内容を他の実施の形態に適用することもできる。
【００３４】
（第４の実施の形態）
図５は、本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。本実施の形態では、外部端子８０は、インナリード８２及びアウタリード８４を有する。外部端子８０には、図４に示す外部端子７０について説明した内容が該当する。支持部２２の半導体チップ１０が搭載された面と、外部端子８０（インナリード８２）の面は、半導体装置の厚み方向において異なる高さ位置に配置されていてもよい。例えば、外部端子８０（インナリード８２）の面が、支持部２２の半導体チップ１０が搭載された面よりも高い位置（半導体チップ１０側の位置）に配置されていてもよい。インナリード８２は、封止部８６の厚み方向において、中央又はその付近に位置していてもよい。アウタリード８４は、封止部７６から、その厚み方向において中央又はその付近から突出していてもよい。本実施の形態には、第１の実施の形態で説明した内容を適用することができ、同様の効果を達成することができる。また、本実施の形態で説明した内容を他の実施の形態に適用することもできる。
【００３５】
（第５の実施の形態）
図６は、本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。本実施の形態では、支持部９０に、外部端子９２（例えばそのインナリード）が取り付けられている。支持部９０と外部端子９２との間には樹脂層（例えば接着剤あるいは接着テープ又は粘着テープ）９４が介在してもよい。本実施の形態には、第１の実施の形態で説明した内容を適用することができ、同様の効果を達成することができる。また、本実施の形態で説明した内容を他の実施の形態に適用することもできる。
【００３６】
図７には、本実施の形態に係る半導体装置１を実装した回路基板１０００が示されている。回路基板１０００には例えばガラスエポキシ基板等の有機系基板を用いることが一般的である。回路基板１０００には例えば銅からなる配線パターンが所望の回路となるように形成されていて、それらの配線パターンと半導体装置１の外部端子とを機械的に接続することでそれらの電気的導通を図る。
【００３７】
そして、本発明を適用した半導体装置１を有する電子機器として、図８にはノート型パーソナルコンピュータ２０００、図９には携帯電話３０００が示されている。
【００３８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第５実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図７】図７は、本実施の形態に係る半導体装置が実装された回路基板を示す図である。
【図８】図８は、本実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器を示す図である。
【図９】図９は、本実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器を示す図である。
【符号の説明】
１０　半導体チップ
１２　集積回路
１４　電極
２０　配線パターン
２２　支持部
２４　弾力層
３０　外部端子
３２　ワイヤ
４０　封止部
【図１】
2004063570.tif 000003
【図２】
2004063570.tif 000004
【図３】
2004063570.tif 000005
【図４】
2004063570.tif 000006
【図５】
2004063570.tif 000007
【図６】
2004063570.tif 000008
【図７】
2004063570.tif 000009
【図８】
2004063570.tif 000010
【図９】
2004063570.tif 000011