(57)【要約】【課題】  放熱性および強度を確保しつつ、薄型化および低コスト化を実現できる半導体パッケージを提供する。【解決手段】  ＴＡＢテープ１の上面に、シリコンウエハを用いて作製された半導体チップ２をその素子面２ａを下側に向けて搭載した。そして、この半導体チップ２の上面２ｂおよび側面２ａを、シリコンよりも熱伝導率の高い銅粒子を含む樹脂４で封止した。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板の上面に半導体チップが搭載され、且つ、下面に実装用基板と接続される外部端子が配置された半導体パッケージにおいて、
前記半導体チップの上面および側面の全てが、前記半導体チップを構成する半導体基板の材料よりも熱伝導率の高い物質を含む樹脂で封止されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
前記半導体基板の材料はシリコンであり、前記物質は金、銀、および銅の少なくとも一種からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板の上面に半導体チップが搭載され、且つ、下面に実装用基板と接続される外部端子が配置された、半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体パッケージの一例として、プリント配線板の上面に半導体チップが搭載され、下面に実装用基板と接続される半田ボールが格子状に配置された、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）型パッケージが知られている。
このＢＧＡ型パッケージでは、半導体チップの発熱によりパッケージ内部の温度が上昇すると、半導体チップとプリント配線板の熱膨張率の差に起因して両者に反りやクラックが発生し、品質が劣化するという問題がある。
【０００３】
そこで、半導体チップから発生する熱をパッケージ外部に放出するための提案が種々なされている。
例えば、下記特許文献１では、図６に示すように、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープ１１０に搭載された半導体チップ１２の上面および側面を、銀ペースト７を介して放熱板８で被覆した半導体パッケージが提案されている。この半導体パッケージでは、半導体チップ１２から発生する熱が銀ペースト７および放熱板８を介して外部に放出される。
【０００４】
また、下記特許文献２では、図７に示すように、絶縁性フィルム１１１の上面に搭載された半導体チップ１２の側面のみを導電性樹脂層９で封止した半導体パッケージが提案されている。この半導体パッケージでは、半導体チップ１２の上面（絶縁性フィルム１１１への搭載面１２ａとは反対側の面）１２ｂが露出しているため、半導体チップ１２から発生する熱がこの露出面１２ｂから外部に放出される。
【０００５】
なお、図６および図７中の符号１１Ａは、プリント配線板であるＴＡＢテープ１１０や絶縁性フィルム１１１に形成された配線パターンであり、符号１２Ａは半導体チップ１２に形成されたバンプである。そして、配線パターン１１Ａとバンプ１２Ａとが接続され、この接続されている部分の半導体チップ１２とＴＡＢテープ１１０または絶縁性フィルム１１１との間に、絶縁性樹脂１３が充填されている。また、符号１５は外部端子となる半田ボールである。
【特許文献１】特開２０００−１５６４６０号公報
【特許文献２】特開平８−２７９５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の半導体パッケージでは、放熱性や強度を確保することはできるが、放熱板の分だけパッケージが厚くなる。また、チップのサイズに応じた放熱板を用意する必要があるため、コストが高くなる。
一方、上記特許文献２に記載の半導体パッケージでは、放熱性を確保しつつ、パッケージの薄型化および低コスト化を実現することはできるが、強度を確保する点で問題がある。例えば、半導体チップの上面１２ｂの導電性樹脂層９との境界部９１を起点として亀裂が生じる恐れがある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、放熱性および強度をともに確保しつつ、薄型化および低コスト化を実現できる半導体パッケージを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために、本発明は、プリント配線板の上面に半導体チップが搭載され、且つ、下面に実装用基板と接続される外部端子が配置された半導体パッケージにおいて、前記半導体チップの上面および側面の全てが、前記半導体チップを構成する半導体基板の材料よりも熱伝導率の高い物質を含む樹脂で封止されていることを特徴とする半導体パッケージを提供する。
【０００９】
これによれば、プリント配線板に搭載された半導体チップの上面および側面の全てを、この半導体チップを構成する半導体基板の材料よりも熱伝導率の高い物質を含む樹脂で封止したことによって、半導体チップから発生する熱は樹脂中に含まれる前記物質を介してパッケージ外部に放出される。このため、半導体チップ内に蓄熱され難くなることにより、放熱性を確保することができる。
【００１０】
また、半導体チップの上面（プリント配線板側と反対側の面）および側面の全てが樹脂で封止されているため、側面のみが封止されている半導体パッケージ（図７参照）よりも高い強度を確保することができる。
さらに、半導体チップを封止する樹脂中に含まれる熱伝導率の高い物質を介して放熱されるようになるため、前述した特許文献１で記載の半導体パッケージ（図６参照）のように放熱板を設置する必要がなくなる。よって、半導体パッケージの薄型化および低コスト化を実現できる。
【００１１】
また、本発明の半導体パッケージとしては、前記半導体基板の材料がシリコンであり、前記物質（半導体基板の材料よりも熱伝導率の高い物質）が金、銀、および銅の少なくとも一種からなるものが挙げられる。なお、シリコンの熱伝導率は１５０Ｗ／ｍＫであり、同様に、金（Ａｕ）は３２０Ｗ／ｍＫ、銀（Ａｇ）は４３０Ｗ／ｍＫ、銅（Ｃｕ）は４００Ｗ／ｍ・Ｋである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の最良の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の半導体パッケージの一例を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
本実施形態のＢＧＡ型パッケージ（半導体パッケージ）は、図１および図２に示すように、正方形の平板であるＴＡＢテープ（プリント配線板）１の上面に、半導体チップ２がその素子面２ａを下側に向けて搭載されている。この半導体チップ２は、シリコンウエハを用いて作製されたものである。そして、半導体チップ２の上面（つまり、素子面２ａとは反対側の面）２ｂと側面２ｃは全て、銅粒子を含む樹脂４で封止されている。前述のように、銅の熱伝導率は、シリコン（半導体チップ２を構成する半導体基板の材料）よりも高い。また、ＴＡＢテープ１の下面には、実装用基板と接続される半田ボール（外部端子）５が格子状に配置されている。なお、図２中の符号３は、ＴＡＢテープ１と半導体チップ２との各接続部間を絶縁している樹脂である。
【００１３】
本実施形態のＢＧＡ型パッケージによれば、半導体チップ２から発生する熱が、半導体チップ２を構成するシリコン基板に蓄熱されず、樹脂４中の銅粒子に伝導されて外部に放出される。
また、このＢＧＡ型パッケージでは、半導体チップ２の上面２ｂおよび側面２ｃが全て樹脂４で保護されているため、図７に示すパッケージのように、境界部９１を起点とした亀裂が生じることが防止される。これにより、前述した特許文献２で記載のパッケージよりも高い強度を確保できる。
【００１４】
次に、このＢＧＡ型パッケージの一製造方法について説明する。
図３は、この製造方法で用いる治具を示す平面図である。図４は、この製造方法の各工程を、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面で示す。
まず、図４（ａ）に示すように、封止工程により完成品となるＢＧＡ型パッケージ前駆体１０を、ＴＡＢ技術により作製する。この前駆体１０は、ＴＡＢテープ１の上面に半導体チップ２が搭載され、且つ下面に半田ボール５が形成されたものである。ＴＡＢテープ１は、正方形に切り出されている。次に、このＴＡＢテープ１を内部に載置する載置用治具２０を用意する。また、ＴＡＢテープ１の上面に配する導電性ペースト４Ａを均すための塗布用治具３０を用意する。
【００１５】
図３に示すように、載置用治具２０は正方形の枠体である。この枠体（載置用治具）２０の内周縁２１は、ＴＡＢテープ１と略同一寸法の正方形であり、外周縁２２はＴＡＢテープ１より大きな正方形である。また、この枠体の厚みは、前駆体１０の厚さ方向の寸法よりも大きくなっている。
塗布用治具３０は長尺板からなる。この長尺板（塗布用治具）３０の長辺３１は枠体２０の内周縁２１を構成する正方形の一辺２１ａよりも長く、且つ外周縁２２を構成する正方形の一辺２２ａよりも短い。また、その短辺３２は枠体２０の幅（内周縁２１と外周縁２２との間の寸法）Ｗよりも短い。そして、この長尺板３０は、長手方向の両端部３１ａが枠体２０の上面に摺接した状態で、枠体２０の一辺部２０Ａからこれと対向する他辺部２０Ｂに向けて移動可能となっている。
【００１６】
次に、図４（ｂ）に示すように、前駆体１０を枠体２０の内部に、半導体チップ２側を上に向けた状態でＴＡＢテープ１の端面１ａと枠体２０の内周縁２１とが接触するように、設置する。
続いて、銅粒子を含む導電性ペースト４Ａを、枠体２０の上面よりも盛り上がるように、枠体２０の内部に入れる。図４（ｃ）はこの状態を示す。その後、長尺板３０を、枠体２０の一辺部２０Ａから他辺部２０Ｂに向けて移動させる。これにより、図４（ｄ）に示すように、長尺板３０が通過後の導電性ペースト４Ａの上面は、枠体２０の上面と同一の高さに均される。
【００１７】
そして、この導電性ペースト４Ａを加熱乾燥させた後、枠体２０から前駆体１０を取り出す。これにより、半導体チップ２の上面２ｂおよび側面２ｃの全てが樹脂４で封止される。
次に、本実施形態のＢＧＡ型パッケージの他の構成例を、図５に示す。この例では、ＴＡＢテープ１に搭載された半導体チップ２の周囲に、半導体チップ２の上面と略面一の上面を有するスティフナ（補強材）６を設置している。図５に示すＢＧＡ型パッケージを前述の方法で作製する場合には、スティフナ６を図４（ａ）の前駆体１０に固定した後に、枠体２０の内部に配置し、このスティフナ６の上面にも樹脂４が配置されるようにする。このＢＧＡ型パッケージは、図２で示したものよりも強度が高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の半導体パッケージの一例を示す平面図である。
【図２】本発明の半導体パッケージの一例を示す断面図である。
【図３】本発明の半導体パッケージを製造する治具を示す平面図である。
【図４】本発明の半導体パッケージの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図５】本発明の半導体パッケージの他の例を示す断面図である。
【図６】従来の半導体パッケージの一例を示す断面図である。
【図７】従来の半導体パッケージの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１…ＴＡＢテープ（プリント配線板）、２…半導体チップ、４…樹脂、４Ａ…銅粒子を含む導電性ペースト、５…半田ボール、６…スティフナ、２０…載置用治具、３０…塗布用治具。
【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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