(57)【要約】【課題】複数の半導体チップを樹脂層で封装した半導体装置の反りを矯正する。【解決手段】ダミー基板１１に設けられた両面接着シート１２上に、複数の半導体チップ２及び表面実装部品３を並べて載置し、上記複数の半導体チップ２及び表面実装部品３上に半固体状の樹脂１３を充填して、樹脂１３上に矯正部材５載置し、樹脂１３を金型１４ａ，１４ｂ内で加圧しながら熱硬化すること矯正部材５が設けられた樹脂層４を形成し、これらを金型１４ａ，１４ｂから取り出し、両面接着シート１２とともにダミー基板１１を剥離する。【選択図】　図１
2004103955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダミー基板に設けられた剥離層上に、複数の半導体チップを並べて載置し、上記複数の半導体チップ上に樹脂材料を充填して硬化することで形成される樹脂層により上記複数の半導体チップを封装し、上記剥離層とともに上記ダミー基板が除去されることで形成される半導体装置において、
外部と電気的に接続される接続端子を一主面に有する複数の半導体チップと、上記複数の半導体チップの上記一主面が露呈するように、当該複数の半導体チップを封装する樹脂層と、
上記樹脂層に設けられ、上記樹脂材料が硬化する際に、上記樹脂層に発生する変形を矯正する矯正部材とを備える半導体装置。
【請求項２】
上記矯正部材は、カーボン、ガラス、アラミド、ポリベンズアゾールの内いずれか一種以上により構成されてなることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
上記矯正部材は、繊維状カーボン、繊維状ガラス、繊維状アラミド、繊維状ポリベンズアゾールの内いずれか一種以上により構成されてなることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
上記樹脂材料は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項５】
ダミー基板に設けられた剥離層上に、外部と電気的に接続される接続端子を一主面に有する複数の半導体チップを並べて載置する第１の工程と、
上記剥離層上に載置された上記複数の半導体チップ上に半固体状の樹脂材料を充填する第２の工程と、
上記樹脂材料上に、当該樹脂材料を硬化して樹脂層を形成する際に発生する上記樹脂層の変形を矯正する矯正部材を載置する第３の工程と、
上記複数の半導体チップ、上記樹脂材料及び上記矯正部材を密閉された型で覆い、上記樹脂材料に圧力をかけながら上記型を閉める第４の工程と、
上記型内の上記樹脂材料を硬化することで上記矯正部材が内部に設けられた上記樹脂層を形成する第５の工程と、
上記樹脂層及び上記複数の半導体チップから、上記剥離層を剥離して上記ダミー基板を除去する第６の工程とを有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の半導体チップが適切に配置された半導体装置、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置には、複数の半導体チップや表面実装部品をプリント配線板上に搭載し、１つのまとまった機能を持たせたものがある。このような半導体装置は、複数の半導体チップや表面実装部品を１つのパッケージに収容しており、マルチチップモジュール（ＭＣＭ：ｍｕｌｔｉ　ｃｈｉｐ　ｍｏｄｕｌｅ）と呼ばれている。
【０００３】
このような半導体装置としては、例えば特開平７−７１３４号公報に記載されたものがある。特開平７−７１３４号公報に記載された半導体装置は、複数の半導体チップや表面実装部品が、それらの接続端子である接続用パッドが同一平面内となるように載置され、複数の半導体チップや表面実装部品の接続用パッドがない面を樹脂にて取り囲んだ構成とされている。
【０００４】
具体的に半導体装置は、図１０に示すように、例えば、複数の半導体チップ１０２及び表面実装部品１０３と、これら半導体チップ１０２及び表面実装部品１０３を取り囲む樹脂層１０４とからなる。半導体チップ１０２及び表面実装部品１０３は、それぞれ一主面に接続端子となる接続用パッド１０２ａ及び１０３ａを有している。樹脂層１０４は、半導体チップ１０２及び表面実装部品１０３の一主面がそれぞれ露呈するように、且つ半導体チップ１０２及び表面実装部品１０３の一主面がそれぞれ同一平面内となるように半導体チップ１０２及び表面実装部品１０３を取り囲んでいる。
【０００５】
以上のように構成された半導体装置の製造方法について以下で述べる。
【０００６】
まず、図１１に示すように、ダミー基板１０５上に両面接着シート１０６を貼り、この両面接着シート１０６上に複数の半導体チップ１０２及び表面実装部品１０３を接続パッド１０２ａ及び１０３ａが同一平面となるよう揃えて載置する。
【０００７】
次に、図１２に示すように、両面接着シート１０６上に載置された複数の半導体チップ１０２及び表面実装部品１０３上に流動性を有する樹脂を、満遍なく広がるように塗布し、樹脂を熱硬化させて樹脂層１０４を形成する。
【０００８】
次に、図１０に示すように、樹脂層１０４に取り囲まれた複数の半導体チップ１０２及び表面実装部品１０３を、樹脂層１０４とともに両面接着シート１０６から引き剥がすことにより半導体装置が完成する。
【０００９】
以上のような方法により製造された半導体装置は、その後、半導体チップ１０２及び表面実装部品１０３の一主面が露呈する側に絶縁膜が設けられ、この絶縁膜に接続パッド１０２ａ及び１０３ａへの配線のためのビアが設けられる。絶縁膜は、例えば、非感光性の絶縁材料が半導体チップ１０２及び表面実装部品１０３の一主面に塗布され、乾燥させることで形成されるフォトマスクである。このフォトマスクには、レーザ装置からレーザ光を照射してパターニングすることでビアが設けられる。ビアが設けられたフォトマスク上には、更に配線層が形成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような半導体装置では、製造工程の１つである樹脂を熱硬化する際に、樹脂が硬化収縮するため、両面接着シート１０６を介してダミー基板１０５上に形成された樹脂層１０４が、ダミー基板１０５に対して応力を持つこととなる。このため、両面接着シート１０６から樹脂層１０４とともに複数の半導体チップ１０２及び表面実装部品１０３を剥離すると、半導体装置には、図１３に示すように、反りが生じてしまうといった問題がある。
【００１１】
上述したように反りが生じた半導体装置では、フォトマスクが平坦に形成されないため、レーザ光源からフォトマスクにレーザ光が照射されると、レーザ光の焦点がフォトマスク上の一部のみに合い、その他の反り返った個所にレーザ光の焦点が合わなくなる。このため、この半導体装置では、レーザ光がフォトマスク上に映し出す画像パターンがぼやけてしまい、ファインなパターニングをすることが難しいといった問題がある。また、この半導体装置では、ビアの口径及び形状にばらつきが生じ、微細なビアの口径及び形状のパターニングをすることが難しいといった問題もある。
【００１２】
また、上述したように反りが生じた半導体装置では、フォトマスクを形成した後に配線層を形成する場合、配線層の配線パターンもビアのパターンニングと同様の原因で形状にばらつきが生じるため、微細な配線を行うことが難しいといった問題がある。
【００１３】
ここで、パターニングのための露光装置や現像装置内で半導体装置を搬送する場合には、一般的に樹脂層１０４の主面を真空吸着して搬送する。しかし、上述したように反りが生じた半導体装置では、樹脂層１０４の主面が反っているため、この面を適切に真空吸着することが難しくなり、半導体装置を適切に搬送することができなくなる。このため、この半導体装置では、樹脂層１０４に絶縁材料を適切に塗布することができなくなったり、半導体装置を搬送用キャリアに収納できなくなるといった問題がある。
【００１４】
特に、半導体チップ１０２や表面実装部品１０３と樹脂層１０４との熱膨張係数差が大きい半導体装置では、熱衝撃試験等において、配線パターンが半導体チップ１０２や表面実装部品１０３と樹脂層１０４との界面にて断線してしまう傾向が高く、信頼性が低下するといった問題がある。
【００１５】
なお、上述したような樹脂層１０４の反りが原因となって引き起こされる諸問題に関しては、樹脂の硬化収縮を抑えるため及び樹脂の熱膨張係数を抑えるため、樹脂材料にシリカ，アルミナ，カーボン，ＡＬＮ（アルニコ：Ａｌｎｉｃｏ：ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｎｉｃｋｅｌ　ｃｏｂａｌｔ　ａｌｌｏｙ）を添加する方法により対応が図られている。しかし、上述した方法を用いたとしても、例えば、樹脂中に混在できるフィラーの量は８０〜９０重量％が限界であり、フィラーを限界量まで添加しても形成される樹脂層１０４の反りは、満足できるほど低減できない。
【００１６】
上述した特開平７−７１３４号公報に記載された半導体装置では、発熱する半導体チップ１０３の周囲を熱伝導性の悪い樹脂にて取り囲む構造になっているため、消費電力の大きい半導体チップ１０３を組み込むと、周りの樹脂層１０４が放熱を阻害して、半導体チップ１０３が熱暴走するといった問題がある。なお、方熱効果を高めるため、樹脂に熱伝導性の高いＡＬＮや金属等の物質を添加することも考えられるが、ＡＬＮや金属を添加した樹脂の熱膨張係数がシリカフィラーを混在した場合よりも大きくなってしまう。
【００１７】
なお、上述したような半導体装置では、樹脂層１０４により電磁波を遮蔽する場合、樹脂中に金属網を混在させることが提案されているが、この場合に装置の反りが生じてしまうことになるといった問題もある。
【００１８】
本発明は、上述したような状況を鑑みて創案されたものであり、複数の半導体チップを樹脂層で封装した半導体装置において、樹脂層の反りを矯正するとともに、熱伝導性に優れ、電磁波を遮蔽する半導体装置、及びその製造方法を提供することを目的に提案されたものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために本発明に係る半導体装置は、ダミー基板に設けられた剥離層上に、複数の半導体チップを並べて載置し、複数の半導体チップ上に樹脂材料を充填して硬化することで形成される樹脂層により複数の半導体チップを封装し、剥離層とともにダミー基板が除去されることで形成される半導体装置であって、外部と電気的に接続される接続端子を一主面に有する複数の半導体チップと、複数の半導体チップの一主面が露呈するように、複数の半導体チップを封装する樹脂層と、樹脂層に設けられ、樹脂材料が硬化する際に、樹脂層に発生する変形を矯正する矯正部材とを備えることを特徴とする。
【００２０】
以上のように構成された半導体装置は、樹脂層に樹脂層の変形を矯正する矯正部材が設けられているため、樹脂層に発生する反りを矯正することができる。
【００２１】
また、上述した目的を達成するために本発明に係る半導体装置の製造方法は、ダミー基板に設けられた剥離層上に、外部と電気的に接続される接続端子を一主面に有する複数の半導体チップを並べて載置する第１の工程と、剥離層上に載置された複数の半導体チップ上に半固体状の樹脂材料を充填する第２の工程と、樹脂材料上に、樹脂材料を硬化して樹脂層を形成する際に発生する樹脂層の変形を矯正する矯正部材を載置する第３の工程と、複数の半導体チップ、樹脂材料及び矯正部材を密閉された型で覆い、樹脂材料に圧力をかけながら型を閉める第４の工程と、型内の樹脂材料を硬化することで矯正部材が設けられた樹脂層を形成する第５の工程と、樹脂層及び複数の半導体チップから、剥離層を剥離してダミー基板を除去する第６の工程とを有することを特徴とする。
【００２２】
以上のような工程とされた半導体装置の製造方法は、樹脂層の内部に樹脂層の変形を矯正する矯正部材を設けることで、樹脂層を形成する第５の工程において樹脂層に発生する反りを矯正することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態として図１に示す半導体装置１は、複数の半導体チップ２及び表面実装部品３と、これら複数の半導体チップ２及び表面実装部品３を封装する樹脂層４と、樹脂層４の内部に樹脂層４の反りを矯正する矯正部材５とを備えている。
【００２４】
半導体チップ２は、略平板状の形状を呈しており、一方の主面に図示しない実装基板に接続される接点となる接続パッド２ａが設けられた、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）やＬＳＩ（ｌａｒｇｅ−ｓｃａｌｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の機能素子である。なお、半導体チップ２の形状については、平板状に限定されるものではなく、所望の機能を実現するために各種形状のものを用いることができる。
【００２５】
表面実装部品３は、略平板状の形状を呈しており、一方の主面に図示しない実装基板に接続される接点となる接続パッド３ａが設けられた、抵抗器やコンデンサ等の受動素子である。なお、表面実装部品３の形状については、平板状に限定されるものではなく、所望の機能を実現するために各種形状のものを用いることができる。
【００２６】
樹脂層４は、略平板状の形状を呈しており、一方の主面が半導体チップ２及び表面実装部品３の接続パッド２ａ及び３ａと連続した平面とされ、一方の主面と平行な反対側の主面が平面とされている。つまり樹脂層４は、半導体チップ２及び表面実装部品３を接続パッド２ａ及び３ａが露呈するように取り囲み、所望の機能を実現するために複数の半導体チップ２及び表面実装部品３を連結している。
【００２７】
樹脂層４は、半固体状の樹脂材料を熱硬化することで形成されてなる。樹脂層４を形成する樹脂材料としては、熱硬化性を有するものであればよく、特に、エポキシ系のものが好ましい。なお、樹脂層４が半導体チップ２及び表面実装部品３を取り囲むことから、樹脂層４が絶縁性を有していることは言うまでもない。
【００２８】
矯正部材５は、樹脂層４と同じ大きさ主面を有する略平板状の形状を呈しており、樹脂層４の内部に樹脂層４の主面と平行に配設されている。矯正部材５は、樹脂層４を形成する樹脂より熱膨張係数が小さく、ヤング率が高く、比重が軽い部材で形成されている。
【００２９】
矯正部材５は、例えば、カーボン、ガラス、アラミド、ポリベンズアゾールの内いずれか一種以上を含有した材料により構成されている。特に、矯正部材５を構成する材料としては、詳細は半導体装置１の製造方法で述べるが、樹脂が内部に浸透するように繊維状の材料を用いることが好ましく、例えば、繊維状カーボン（カーボンファイバ）、繊維状ガラス（ガラスクロス）、繊維状アラミド、繊維状ポリベンズアゾールの内いずれか一種以上を含有した材料が好適である。なお、以下において、矯正部材５は、繊維状の材料により構成されているものとする。
【００３０】
ここで、矯正部材５としてカーボンファイバを用いる場合は、詳細を実施例２で説明するが、熱伝導性能及び電磁波遮蔽性能が高く半導体チップ２や表面実装部品３からの熱放出を効率よく行い、且つ電磁波を遮蔽することが可能となる。
【００３１】
矯正部材５は、樹脂層４を構成する樹脂材料よりも熱膨張係数が小さくヤング率が高い材料により構成されているため、樹脂材料を熱硬化する工程で、樹脂材料が収縮しようとする力を抑えることができる。これにより矯正部材５は、樹脂材料を熱硬化する工程において、形成される樹脂層４が反らないように、矯正することができる。
【００３２】
また、矯正部材５は、樹脂層４の反りを矯正する効果が最大限に発揮できるように、図２に示すように、樹脂層４の複数の半導体チップ２及び表面実装部品３の接続パッド２ａ及び３ａ側の主面と反対側の主面に近接する位置に配置されている。
【００３３】
以上のように構成された半導体装置１は、矯正部材５が樹脂層４の内部に設けられているので、樹脂材料を熱硬化する工程において、矯正部材５が樹脂層４の反りを矯正する。これにより、半導体装置１は、従来の半導体装置と比して反り量が少ない良好な形状となる。
【００３４】
上述したような半導体装置１の製造方法について以下で説明する。
【００３５】
まず、図３に示すように、ダミー基板１１上に両面接着シート１２の一方の面を貼り合わせ、この両面接着シート１２の他方の面と、複数の半導体チップ２及び表面実装部品３の接続パッド面２ａ及び３ａとが対向するように、両面接着シート１２の他方の面上に複数の半導体チップ２及び表面実装部品３を接続パッド面２ａ及び３ａが同一平面となるように揃えて配設する。
【００３６】
次に、図４に示すように、両面接着シート１２上に配設された複数の半導体チップ２及び表面実装部品３上に半固体状の樹脂１３を配設し、樹脂１３上に、図５に示すように、矯正部材５を配設する。
【００３７】
次に、図示しないプレス機を用いて、図６に示すように、互いに対向する一対の金型１４ａ及び金型１４ｂにより矯正部材５を押圧する。ここで、金型１４ａは、半導体装置１の外形と略同等の形状を有する凹型の形状とされており、金型１４ｂは、平板形状を呈している。金型１４ａは、凹型の開口部が矯正部材５の主面と略同等の大きさとされており、金型１４ａの内部で矯正部材５が型を閉め、閉じた空間を形成する。また、金型１４ａは、凹型の底部が平坦な面とされている。
【００３８】
そして、金型１４ａ，１４ｂにより押圧された矯正部材５は、樹脂１３を満遍なく広がるように押圧する。ここで、矯正部材５が、繊維状の材料で構成されている場合には、この繊維内に樹脂１３が浸透し、矯正部材５の反対側の面から染み出ることとなる。
【００３９】
ここで、矯正部材５は、繊維状であり、樹脂１３に対して比重が軽いので樹脂１３中に沈み込むことなく、半導体チップ２や表面実装部品３が設けられた側と反対側にも繊維を通して樹脂１３が均一に回りこみ、且つ半導体チップ２や表面実装部品３が設けられた側と反対側の金型１４ａに近接する位置に固定される。
【００４０】
次に、図６に示す状態で、複数の半導体チップ２及び表面実装部品３上の樹脂１３を熱硬化して樹脂層４を形成する。このときに、矯正部材５は、樹脂層４の反りを矯正する。
【００４１】
次に、形成された樹脂層４が室温となるまで冷却した後、図７に示すように、金型１４ａ，１４ｂを取り外す。
【００４２】
次に、図８に示すように、樹脂層４に取り囲まれた複数の半導体チップ２及び表面実装部品３を、樹脂層４とともに両面接着シート１２から引き剥がす。
【００４３】
以上のような方法により半導体装置１が製造される。その後、半導体装置１には、半導体チップ２及び表面実装部品３の接続パッド２ａ及び３ａが露呈する側に図示しない絶縁膜が設けられ、配線のためのビアが設けられる。また、半導体装置１は、絶縁膜上に図示しない配線層が設けられる。
【００４４】
上述した実施の形態における半導体装置１は、ダミー基板１１の上に両面接着シート１２を貼り、その上に半導体チップ２及び表面実装部品３が複数配置され、さらに半固体状の樹脂１３が配置され、最上部に矯正部材５が配置された状態で圧力がかかる密閉金型１４ａ，１４ｂの中で樹脂１３を充填する方法をとることにより、樹脂１３よりも比重の軽い矯正部材５が樹脂１３中に沈み込むことなく、半導体チップ２や表面実装部品３が設けられた側と反対側の樹脂層４の表面に近接する位置に矯正部材５を固定させて製造される。
【００４５】
上述した半導体装置の製造方法では、密閉金型１４ａ，１４ｂの中で樹脂１３を加圧しながら充填することにより、矯正部材５に樹脂１３がしみ込み、且つ矯正部材５の繊維を通して半導体チップ２や表面実装部品３が設けられた側と反対側にも樹脂１３が均一に回り込むことが可能となり、半導体チップ２や表面実装部品３が設けられた側と反対側の樹脂層４の表面に矯正部材５の表面が露呈することなく金型１４ａ本来の平滑な面が形成できる。
【００４６】
なお、上述した半導体装置の製造方法において、金型１４ａ内に樹脂１３を入れたとしても樹脂１３に圧力をかけないと矯正部材５に樹脂１３が染み込まず、複数の半導体チップ２や表面実装部品３が設けられた側と反対側の樹脂層４の表面に矯正部材５が浮いたままになり、このようにして製造した半導体装置は、矯正部材５が外部に露呈し、矯正部材５の繊維の凹凸のために外形形状が悪くなる。
【００４７】
また、上述した半導体装置の製造方法において、複数の半導体チップ２や表面実装部品３上に樹脂１３を印刷法にて均一に塗布し、さらに樹脂１３上に矯正部材５を配置することで製造された半導体装置は、複数の半導体チップ２や表面実装部品３と反対側の樹脂層４の表面に矯正部材５が浮いたままになり、矯正部材５の凹凸のために外形形状が悪くなる。
【００４８】
上述したように外形形状の悪化により、図示しない実装基板に装着するための実装機の真空吸着ヘッドに半導体装置を装着する時、矯正部材５が露呈した面を吸着するため、この面での真空が凹凸のために漏れてしまい、吸着を適切に行うことができずに、実装基板に装着できなくなってしまう。
【００４９】
本発明を適用した半導体装置１では、上述したように半導体チップ２や表面実装部品３が設けられた側と反対側の樹脂層４の表面に、矯正部材５が完全露呈してしまうことなく、滑らかな平面とされているために、真空吸着を適切に行うことができる。これにより、半導体装置１では、実装基板への装着を適切に行うことができる。
【００５０】
ここで、一般的な半導体装置では、複数の半導体チップ２や表面実装部品３から熱を放出する場合に、サーマルビア工法を用いる。サーマルビア工法では、例えば半導体装置の樹脂層にドリル等で穴を空け、特別なサーマルビアを作りサーマルビア内部に銅や銀等の熱伝導性の高い物質をめっき加工し、サーマルビア内部に銅や銀などの導電ペーストを真空印刷法などの方法で新たに埋め込んでいた。
【００５１】
本発明を適用した半導体装置１では、上述したように矯正部材５が樹脂層４の反りを矯正するだけでなく、矯正部材５として熱伝導性の高いカーボンファイバを用いることで、複数の半導体チップ２や表面実装部品３からの熱放出が効率的に行うことができるようになり、更に、電磁波の遮蔽を行うことができる。これにより、上述したサーマルビア工法を必要とせずに、工程削減によるコスト削減効果とこれらのサーマルビア工法にはない反り矯正効果及び電磁波遮蔽効果を同時に達成することができる。
【００５２】
なお、本発明を適用した半導体装置１は、ウェハ状に作製したものから切り出すようにしても良い。例えば、複数の半導体装置１を製造するために必要な数の半導体チップ２及び表面実装部品３を樹脂層４で封装し、半導体装置１を切り出すことで、半導体装置１を効率的に製造することができる。このような製造方法により、半導体装置１を製造することで、量産性が向上し、コスト低減を達成することができる。
【００５３】
【実施例】
以下、本発明を適用した半導体装置を実際に作成した実施例について説明する。
【００５４】
＜実施例１＞
実施例１における半導体装置は、以下のように作製した。
【００５５】
まず、図３に示すように、ガラス基板上に両面接着シートの一方の面を貼り合わせ、複数の半導体チップ及び表面実装部品を、この両面接着シートの他方の面と、複数の半導体チップ及び表面実装部品の接続パッド面とが対向するように配設する。
【００５６】
次に、図４に示しように半導体チップと表面実装部品が配設されたガラス基材上に、金型の面積を満たす量の液状エポキシ樹脂を過不足なく塗布した。
【００５７】
ここで、液状樹脂は、半導体部品形成用として一般的に購入できる酸無水物系や多官能系エポキシ材でよく、それらの内部にはシリカやアルミナフィラーが混在されておりエポキシ樹脂だけより熱膨張係数や熱収縮を抑えたものとなっている。なお、実施例１では、液状エポキシ樹脂として松下電工製ＣＶ５４２３を用いた。
【００５８】
次に、図５に示すようにガラスクロスを液状エポキシ樹脂の上に置き、その後図６に示すように半導体チップ及び表面実装部品、液状エポキシ樹脂、ガラスクロスが両面接着シートを介して順に配設されたガラス基材をプレス機の１３０℃に加熱した金型の内部に装着した。
【００５９】
その後、プレス機による圧力で金型が閉まるにつれ液状エポキシ樹脂が金型内に均一に広がり、さらに金型を閉めると金型内の液状エポキシ樹脂に均等に圧力が加えられた。
【００６０】
このとき、ガラスクロスの下部の液状エポキシ樹脂が、圧力上昇とともにガラスクロス中に染み込み、ガラスクロス内の繊維の隙間を通して金型の上部に液状エポキシ樹脂が接した。
【００６１】
次に、金型内の圧力が１２０ＫＮになった時点でこの圧力を１０分間保持し、液状エポキシ樹脂を熱硬化させて樹脂層を形成し、冷却後に金型を開くことで、図７に示すようにこの樹脂層内に半導体チップ及び表面実装部品、ガラスクロスを内蔵する成形物が形成された。
【００６２】
次に、図８に示すようにガラス基材上の成形物を、両面接着シートから剥がすことで反りが少ない半導体装置が作製された。
【００６３】
このように作製された半導体装置は、ガラスクロスの厚み及び繊維の織り密度を変えることにより反り量を容易にコントロールすることができ、ガラスクロスの厚みを厚くする又は織り密度を高くするにつれ反りの改善効果が高くなった。
【００６４】
具体的に、半導体装置の反り量は、樹脂層の主面が１０ｃｍ角の正方形のとき、従来のものが１．２ｍｍであり、０．０９ｍｍの厚みのガラスクロスを入れた場合が０．５ｍｍとなり、０．１８ｍｍの厚みのガラスクロスを入れた場合が０．２ｍｍとなった。
【００６５】
上述したように作製された半導体装置は、大幅に反りが改善されていることがわかる。また、この場合は、ガラスクロスの厚みが厚い方が反り矯正効果を高くすることができる。
【００６６】
ただし、同じ０．０９ｍｍの厚みのガラスクロスを入れても、半導体チップや表面実装部品の上にガラスクロスを入れ、ガラスクロス上に液状エポキシ樹脂を塗布する方法だと、樹脂内におけるガラスクロスの位置が半導体チップや表面実装部品の近傍に位置してしまうため、半導体装置の反り量は０．９ｍｍとなり、上述の方法よりも改善効果が少なかった。
【００６７】
なお、ガラスクロスを入れない従来の半導体装置では、半導体装置上に液状の絶縁材料を回転しながら塗布する工程がある。この工程において、樹脂層の一部を回転治具により真空吸着しようとすると、半導体装置が大きく反っている場合、樹脂層と回転治具が十分に接することができず、真空が漏れてしまい樹脂層を十分な力で固定できないため絶縁材料を塗布できなかったり、半導体装置を搬送する吸着ロボットアーム内の真空吸着部からも同様な理由で真空が漏れてしまい搬送トラブルが起きていた。
【００６８】
実施例１における半導体装置では、ガラスクロスを入れたことによる反り矯正効果により上述したような問題が改善された。
【００６９】
＜実施例２＞
実施例２における半導体装置は、ガラスクロスの代わりにカーボンクロスを用いたいこと以外は、実施例１と同様の方法で作製した。
【００７０】
このように作製された半導体装置は、反り矯正効果が実施例１と同様に得られるとともに、半導体チップや表面実装部品の熱を外部に放出する熱伝導性能と電磁波遮蔽性能とが従来の半導体装置に比べて向上した。
【００７１】
また、このように作製された半導体装置は、カーボンクロスの厚み及び繊維の織り密度を変えることにより反り量と熱伝導性能を容易にコントロールすることができ、カーボンクロスの厚みを厚くする又は織り密度を高くするにつれ反りの改善効果と熱伝導性能が高くなった。
【００７２】
実施例２における半導体装置では、樹脂層中のカーボンクロスの内蔵量を、図９に示すように、半導体チップや表面実装部品の接続パッドと反対側の面から樹脂層の表面の間に均一に設けることで、最も反り矯正効果及び熱伝導性能を向上することができた。つまり、図９に示す半導体装置とした場合は、半導体チップや表面実装部品の接続パッドと反対側の面にカーボンクロスが接し、カーボンクロスが半導体チップや表面実装部品の熱を樹脂層の表面に取り出すことができるため、熱伝導性能を向上することができる。
【００７３】
この場合は、樹脂層の表面にカーボンクロスの一部が露呈するが、金型の内部で圧力を加え液状エポキシ樹脂を硬化形成するときに、カーボンクロスが圧力によって潰れるため樹脂層の表面にカーボンクロスが飛び出て凹凸をつくることがなく、滑らかな平面を形成することができた。
【００７４】
なお、実施例２における半導体装置では、樹脂層の表面に放熱板を取り付けることで更に効率的な放熱が可能となる。
【００７５】
【発明の効果】
上述したように本発明は、半導体チップや表面実装部品が複数配置され、それらの接続用パッドが共通の平面に配置され、接続用パッドが配置されていない面を樹脂にて取り囲んだ半導体装置において、樹脂が硬化収縮して生じる反りを矯正する矯正部材を樹脂内に内蔵することで、樹脂の熱硬化工程における反りを矯正することができる。
【００７６】
また、本発明は、矯正部材にカーボンを用いることにより反りを矯正するとともに、樹脂の熱伝導性能及び電磁波遮蔽性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した半導体装置を示す縦断面図である。
【図２】同半導体装置の一部を拡大した縦断面図である。
【図３】同半導体装置の製造工程を説明するための図であり、基板上に両面接着シートが形成され、この両面接着シート上に複数の半導体チップ及び表面実装部品が配置された状態を示す縦断面図である。
【図４】同半導体装置の製造工程を説明するための図であり、両面接着シート上に配置された複数の半導体チップ及び表面実装部品上にゲル状の樹脂を載せた状態を示す縦断面図である。
【図５】同半導体装置の製造工程を説明するための図であり、ゲル状の樹脂上に矯正部材を載置した状態を示す縦断面図である。
【図６】同半導体装置の製造工程を説明するための図であり、第１の金型及び第２の金型により樹脂に対して圧力を加え、樹脂を熱硬化する状態を示す縦断面図である。
【図７】同半導体装置の製造工程を説明するための図であり、樹脂が熱硬化した後に第１の金型及び第２の金型を取り外した状態を示す縦断面図である。
【図８】同半導体装置の製造工程を説明するための図であり、基材上の両面接着シートから半導体装置を剥離した状態を示す縦断面図である。
【図９】同半導体装置の他の例を示す縦断面図である。
【図１０】従来の半導体装置を示す縦断面図である。
【図１１】従来の半導体装置の製造工程を説明するための図であり、基板上に両面接着シートが形成され、この両面接着シート上に複数の半導体チップ及び表面実装部品が配置された状態を示す縦断面図である。
【図１２】従来の半導体装置の製造工程を説明するための図であり、複数の半導体チップ及び表面実装部品上に樹脂板が形成された状態を示す縦断面図である。
【図１３】従来の半導体装置に反りが生じた状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１　半導体装置、２　半導体チップ、２ａ　接続パッド、３　表面実装部品、３ａ　接続パッド、４　樹脂板、５　矯正部材、６　矯正部材、１１　ダミー基板、１２　両面接着シート、１３　樹脂、１４ａ，１４ｂ　金型、１０１　半導体装置、１０２　半導体チップ、１０３　樹脂層１０４　樹脂板、１０５　ダミー基板、１０６　両面接着シート
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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