(57)【要約】    【課題】基板上のチップ装着面にガス抜き用貫通孔などがあって接合ペーストを全体的に塗布することができず、半導体チップと基板との間に空隙が残されていても、半導体チップを基板上に樹脂封止する際に、応力集中によって前記半導体チップにクラックが発生することを防止する。    【解決手段】基板のチップ装着面上に、接着剤を介して半導体チップを配設して樹脂封止した半導体装置において、前記チップ装着面と前記半導体チップとの間に、この半導体チップを支持するチップ支持体を設けた。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のチップ装着面上に、接着剤を介して半導体チップを配設して樹脂封止した半導体装置において、
前記チップ装着面と前記半導体チップとの間に、この半導体チップを支持するチップ支持体を設けたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記チップ装着面にガス抜き用貫通孔を設け、このガス抜き用貫通孔の周りに前記チップ支持体を設け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】
前記チップ支持体を、前記ガス抜き用貫通孔を囲繞する略筒状に形成し、このチップ支持体に内外を連通する連通部を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記チップ支持体を、前記基板上にソルダーレジストにより形成した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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板のチップ装着面上に半導体チップを配設して樹脂封止した半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、図７に示すように、配線基板１００上の半導体ペレット搭載部１１０に、半導体ペレット２００を装着し、この半導体ペレット２００と前記配線基板１００とを電気的に接続するとともに、前記半導体ペレット２００を、図中、一点鎖線で示すように、前記配線基板１００上に樹脂封止した半導体装置３００において、前記半導体ペレット搭載部１１０に水蒸気を逃がす貫通孔４００を形成し、かかる構成により、リフローによる半田付けの際に、気化膨張しようとする水分を外部に放出し、膨張力によるチップクラックを防止可能としたものがあった（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
また、図示するように、前記半導体ペレット２００を前記配線基板１００に接合するための接着剤である接合ペースト６００が前記貫通孔４００に進入することを阻む突起５００を、当該貫通孔４００の周りに形成した構成も提案されている。
【特許文献１】特開平８−１６７６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、半導体ペレット２００を配線基板１００上に装着する場合、接着剤である接合ペースト６００を用いることが一般的であるが、上記した半導体装置３００では、半導体ペレット搭載部１１０に貫通孔４００を設けているために、前記接合ペースト６００を前記貫通孔４００の近接位置までは塗布できず、前記突起５００に可及的に近接させた位置まで塗布するのが限度であった。
【０００５】
また、前記突起５００は接合ペースト６００が前記貫通孔４００に進入することを防止するための高さしかないので、半導体ペレット搭載部１１０においては、図７に示すように、半導体ペレット２００と配線基板１００との間に間隙７００が形成されることになり、貫通孔４００の近傍では半導体ペレット２００を支持することができない状態となっていた。
【０００６】
このように、半導体ペレット２００を支持できない部分が局所的に存在すると、図８に示すように、樹脂封止時に応力がその部分に集中してしまい、その結果、チップクラック８００が発生しやすくなり、半導体プロセスにおける歩留まりの低下を招く原因となっていた。
【０００７】
また、前記貫通孔４００を形成しない場合は、ペレット搭載部１１０の全面に接合ペースト６００を塗布できるので確実な接合状態を得ることはできるが、これでは接合ペースト６００の消費量が増加してしまう。
【０００８】
本発明では、上記課題を解決することのできる半導体装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の本発明では、基板のチップ装着面上に、接着剤を介して半導体チップを配設して樹脂封止した半導体装置において、前記チップ装着面と前記半導体チップとの間に、この半導体チップを支持するチップ支持体を設けた。
【００１０】
請求項２記載の本発明では、チップ装着面にガス抜き用貫通孔を設け、このガス抜き用貫通孔の周りに前記チップ支持体を設けた。
【００１１】
請求項３記載の本発明では、前記チップ支持体を、前記ガス抜き用貫通孔を囲繞する略筒状に形成し、このチップ支持体に内外を連通する連通部を形成した。
【００１２】
請求項４記載の本発明では、前記チップ支持体を、前記基板上にソルダーレジストにより形成した。
【発明の効果】
【００１３】
（１）請求項１記載の本発明では、基板のチップ装着面上に、接着剤を介して半導体チップを配設して樹脂封止した半導体装置において、前記チップ装着面と前記半導体チップとの間に、この半導体チップを支持するチップ支持体を設けたために、半導体チップを基板に接着するための接合ペーストなどの接着剤の使用量を削減しながら姿勢良く接着することができる。
【００１４】
（２）請求項２記載の本発明では、チップ装着面にガス抜き用貫通孔を設け、このガス抜き用貫通孔の周りに前記チップ支持体を設けたために、上記（１）の効果に加え、樹脂封止時に気化膨張しようとする水分を外部に放出するとともに、半導体チップ表面に加わる負荷を均一化して、チップクラックを防止することができる。しかも、このチップ支持体によって、半導体チップを基板に接合するための接合ペーストが前記ガス抜き用貫通孔に進入することも防止できる。さらに、半導体チップをチップ装着面に載置する場合、前記チップ支持体により水平姿勢を保持しやすくなる。
【００１５】
（３）請求項３記載の本発明では、前記チップ支持体を、前記ガス抜き用貫通孔を囲繞する略筒状に形成し、このチップ支持体に内外を連通する連通部を形成したために、半導体チップをより確実に支持することができ、上述した（２）の効果を高めるとともに、リフローによる半田付けの際に、気化膨張しようとする水分を外部に確実に放出することができる。
【００１６】
（４）請求項４記載の本発明では、前記チップ支持体を、前記基板上にソルダーレジストにより形成したために、既存の基板製造工程中にチップ支持体を作りこむことができるため、特別な設備などが必要とならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、基板のチップ装着面上に、接着剤を介して半導体チップを配設して樹脂封止した半導体装置において、前記チップ装着面と前記半導体チップとの間に、この半導体チップを支持するチップ支持体を設けたものである。
【００１８】
すなわち、半導体チップを基板に接合する際に、半導体チップの下面全体に行きわたるまでの接着剤量を不要とし、接着剤を塗布しない個所にチップ支持体を設けることによって、半導体チップと基板との間に空隙があっても、後工程で樹脂封止する際に、半導体チップへの偏った応力集中を防止することができる。したがって、接着剤量を減じつつ、チップクラックの発生を効果的に防止することが可能となる。
【００１９】
特に、前記チップ装着面にガス抜き用貫通孔を設ける場合は、このガス抜き用貫通孔の周りに前記チップ支持体を設けることが好ましい。
【００２０】
かかる構成とすれば、樹脂封止時に気化膨張しようとする水分を外部に放出するとともに、やはり半導体チップ表面に加わる負荷を均一化して、チップクラックを防止することができる。しかも、このチップ支持体によって、半導体チップを基板に接合するための接合ペーストが前記ガス抜き用貫通孔に進入することも防止できるとともに、半導体チップをチップ装着面に載置する場合、前記チップ支持体により水平姿勢を保持しやすくなる。
【００２１】
また、前記チップ支持体は、前記ガス抜き用貫通孔を囲繞する略筒状に形成することが好ましく、さらに、このチップ支持体には、その内外を連通する連通部を形成することがより好ましい。なお、前記チップ支持体を略筒状に形成するというのは、平面視で円形の場合は当然ながら矩形などの異形形状であっても構わない。
【００２２】
かかる構成によれば、半導体チップをより確実に支持することができるとともに、リフローによる半田付けの際に、気化膨張しようとする水分を外部に確実に放出することができる。
【００２３】
さらに、前記チップ支持体は、前記基板上にソルダーレジストにより形成することができる。
【００２４】
例えば、基板に配線パターンを形成する際にダミーパターンを同時に形成するとともに、このダミーパターン上に重ねるようにして、基板にコーティングされるソルダーレジストを用いて印刷形成するとよい。このチップ支持体の高さとしては、半導体チップを接合する際に塗布する接合ペーストの厚みを勘案して決定することができ、半導体チップの接合時に、チップ支持体の上面が半導体チップの下面に接触する高さとなるように前記ソルダーレジストを塗着するとよい。なお、このチップ支持体を形成する方法としては上記方法に限るものではなく、前記ダミーパターンのみで形成することも可能である。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながらさらに具体的に説明する。図１は本実施の形態に係る半導体装置を模式的に示した説明図、図２は本発明の要部となるチップ支持体の拡大説明図、図３は同チップ支持体の平面視における説明図、図４は図３のＩ−Ｉ線における断面図、図５は前記チップ支持体の変形例を示す断面図、図６は基板上に半導体チップを樹脂封止する際にこの半導体チップに加わる封止圧力の分布状態を示す説明図である。なお、本実施の形態では、半導体装置をＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）タイプのものとして説明する。
【００２６】
図１及び図２に示すように、半導体装置１は、配線パターン２１が設けられた基板２上に、半導体チップ３を、接着剤としての接合ペースト４を介して接合し、前記配線パターン２１に形成した図示しないパッドと前記半導体チップ３とをワイヤボンディングして電気的に接続している。かかる状態から前記基板２、半導体チップ３、及びボンディングワイヤ５を、ともに樹脂からなる封止材で封止することにより、パッケージされた完成品のＣＳＰとなる。図中、６は樹脂封止された際のパッケージ外形となる輪郭、７は基板２にコーティングされたソルダーレジスト、２２は基板２の底面に形成されたコンタクト用パターンである。
【００２７】
また、基板２のチップ装着面２０にはガス抜き用貫通孔８を設けており、封止材や前記基板２中に含まれている水分が気化した際の水蒸気を逃がすようにしている。
【００２８】
このガス抜き用貫通孔８を設けることにより、半導体装置１を実装基板などに装着し、リフローすることによって半田付けして電気的接続を行うときに、前記封止材や前記基板２中に含まれている水分が気化膨張しても、当該ガス抜き用貫通孔８を介して外部へ放出されるので、半導体チップ３と基板２とが剥離してしまうことを可及的に防止することができる。
【００２９】
このように、本実施形態に係る半導体装置１にはガス抜き用貫通孔８を設けているために、前記接合ペースト４を前記チップ装着面２０上全体に塗布することができず、チップ装着面２０と前記半導体チップ３との間には空隙２３が形成されている。
【００３０】
上記構成において、本実施の形態において特徴となる構成は、前記空隙２３にこの半導体チップ３を支持するチップ支持体を設けたことにある。
【００３１】
本実施の形態では、図１〜図３に示すように、チップ支持体をチップ支持用凸部９として前記ガス抜き用貫通孔８の周りに形成している。
【００３２】
また、図３に示すように、チップ支持用凸部９は、前記ガス抜き用貫通孔８を囲繞するように平面視で略円筒状に形成されており、しかも、図示するように、このチップ支持用凸部９の周壁部９０に、内外を連通する連通部９１を形成している。なお、本実施の形態では、前記連通部９１を周壁部９０の周面に沿って９０度間隔で４つ形成しているが、その数は任意に設定することができる。
【００３３】
かかるチップ支持用凸部９の形成方法としては、特に限定するものではないが、図２に示すように、基板２に配線パターン２１を形成する際に、同時にダミーパターン９２を核として形成し、次いで、このダミーパターン９２上に重ねるようにして、前記基板２にコーティングされているソルダーレジスト７を用いて印刷形成することができる。
【００３４】
このチップ支持用凸部９の高さとしては、半導体チップ３を接合する際に塗布する接合ペースト４の厚みを勘案して決定することができ、本実施の形態では、半導体チップ３の接合時に、チップ支持用凸部９の上面９ａ（図４参照）が半導体チップ３の下面に接触する高さとなるようにしている。
【００３５】
すなわち、図２で示すように、予め前記ダミーパターン９２を形成する際に、このダミーパターン９２の高さｔを前記配線パターン２１の高さよりも高くしておき、その後、前記配線パターン２１上に位置する接合ペースト４の厚みに合わせてソルダーレジスト７をコーティングすることができる。
【００３６】
ところで、本実施の形態における前記連通部９１は、図４に示すように、チップ支持用凸部９の上面９ａから下方へ切削して形成した溝状にしている。そして、この溝部の下方部分の周壁によって、接合ペースト４が前記ガス抜き用貫通孔８に進入することを防止している。
【００３７】
また、連通部９１の変形例として、図５に示すような貫通孔９１’であってもよい。これによっても、略筒状としたチップ支持用凸部９の内外を連通することができ、またこの貫通孔９１’の下方部分で接合ペースト４が前記ガス抜き用貫通孔８に進入することを防止できる。
【００３８】
上述してきた構成により、本実施の形態によれば、図６に示すように、樹脂封止時に気化膨張しようとする水分を外部に放出することができ、かつチップ装着面２０上で、接合ペースト４が塗着されずに空隙部分２３（図１、図２を参照）が生じても、チップ支持用凸部９によって半導体チップ３を確実に支持することができるので、この半導体チップ３の表面に加わる負荷を均一化することができ、その結果チップクラックを防止することができる。
【００３９】
しかも、このチップ支持用凸部９によって、半導体チップ３を基板に接合するための接合ペースト４が前記ガス抜き用貫通孔８に進入することも防止できる。さらには、半導体チップ３をチップ装着面２０に載置する際に、このチップ支持用凸部９によって当該半導体チップ３の水平姿勢を保持しやすくなることから、姿勢良くマウントすることが可能となる。
【００４０】
なお、上述した例では、チップ支持用凸部９を基板２上に形成する場合についてのみ述べたが、例えば半導体チップ３の下面から垂設させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施の形態に係る半導体装置を模式的に示した説明図である。
【図２】本発明の要部となるチップ支持体（チップ支持用凸部）の拡大説明図である。
【図３】同チップ支持体（チップ支持用凸部）の平面視における説明図である。
【図４】図３のＩ−Ｉ線における断面図である。
【図５】前記チップ支持体（チップ支持用凸部）の変形例を示す断面図である。
【図６】基板上に半導体チップを樹脂封止する際に、この半導体チップに加わる封止圧力の分布状態を示す説明図である。
【図７】従来の半導体装置を模式的に示した説明図である。
【図８】従来の半導体チップを樹脂封止する際に、この半導体チップに応力が局所的に集中する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  半導体装置
２  基板
３  半導体チップ
４  接合ペースト
７  ソルダーレジスト
８  ガス抜き用貫通孔
９  チップ支持用凸部（チップ支持体）
９１  連通部
９２  ダミーパターン
【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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