(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートスプレッダー板と、
前記ヒートスプレッダー板に設けられたリードフレームと、
前記ヒートスプレッダー板にマウント材で接着して直接搭載されており、樹脂により封止された半導体素子と、を備え、
前記ヒートスプレッダー板の前記半導体素子を搭載する面に、上面視において、少なくとも前記半導体素子の外側に同心四角形状に複数の凹凸が形成されている、半導体装置。
【請求項２】
前記半導体装置のパッケージはＱＦＰまたはＳＯＰのモールドパッケージ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３】
ヒートスプレッダー板と、
前記ヒートスプレッダー板に設けられたインターポーザーと、
前記ヒートスプレッダー板にマウント材で接着して直接搭載されており、樹脂により封止された半導体素子と、を備え、
前記ヒートスプレッダー板の前記半導体素子を搭載する面に、上面視において、少なくとも前記半導体素子の外側に同心四角形状に複数の凹凸が形成されている、半導体装置。
【請求項４】
前記インターポーザーはプリント基板またはＴＡＢテープであり、前記半導体装置のパッケージはＢＧＡのモールドパッケージであることを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記マウント材は銀ペーストまたは絶縁ペーストであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記凹凸はピッチ０．３ｍｍ以下、１．０ｍｍ以上でプレス刻印したものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記凸からの前記凹の深さは５．０μｍ以上、２０．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
平面視において、前記半導体素子の中心と同心四角形状の複数の前記凹凸の中心とが一致している、請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【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に係り、特にヒートスプレッダー板に直接半導体素子を接着剤で接着して搭載し、樹脂により半導体素子をモールドした半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来技術のヒートスプレッダー板３０を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ部の断面図である。ヒートスプレッダー板３０の半導体素子搭載面３１は平坦面になっている。
【０００３】
尚、ヒートスプレッダー板とは、搭載した半導体素子に発生した熱を拡散して外部に放出する銅系、アルミ系、Ｆｅ系等の金属板またはアルミナ、ＳｉＣ等のセラミック板のことであり、このようなヒートスプレッダー板は、例えば特開平１１−７４４１７号公報あるいは特開２０００−３２３６１０号公報等に開示されている。
【０００４】
このように従来技術のヒートスプレッダー板３０の半導体素子搭載面３１は平坦面になっているから、図６に示すように、半導体素子１３を半導体素子搭載面３１にマウント材１４により被着搭載した場合、搭載時にはみ出したマウント材１４がヒートスプレッダー板上に塗れ広がり、すなわちマウント材の露出部であるブリード（にじみ出し）１４Ｂが広くなる。
【０００５】
そしてこの後で形成される封止樹脂はマウント材と密着性が悪いから、このようにマウント材の露出部１４Ｂが広く設けられてしまうと封止樹脂の剥離等の不都合を生じる。
【０００６】
このように、図５に示すようなヒートスプレッダーを備えたモールドパッケージの半導体装置では、樹脂封止後にマウント材が塗れ広がった箇所から封止樹脂が剥離し、この剥離がリフロー時にヒートスプレッダー板全面に拡大するというパッケージ信頼性上の問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように従来技術のヒートスプレッダー板の半導体素子搭載部は平滑な平面であるため、半導体素子搭載時にはみ出したマウント材がヒートスプレッダー板上に塗れ広がり、封止樹脂との密着性が悪いマウント材の露出部が広い面積で発生し、マウント材が塗れ広がった箇所から封止樹脂が剥離し、この剥離がリフロー時にヒートスプレッダー板全面に進行するというＰＫＧ信頼性上の問題があった。
したがって本発明の目的は、半導体素子搭載時におけるマウント材のはみ出し（ブリード）を抑制することができるヒートスプレッダー板を有する半導体装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
ヒートスプレッダー板と、
前記ヒートスプレッダー板に設けられたリードフレームと、
前記ヒートスプレッダー板にマウント材で接着して直接搭載されており、樹脂により封止された半導体素子と、を備え、
前記ヒートスプレッダー板の前記半導体素子を搭載する面に、上面視において、少なくとも前記半導体素子の外側に同心四角形状に複数の凹凸が形成されている、半導体装置が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、
ヒートスプレッダー板と、
前記ヒートスプレッダー板に設けられたインターポーザーと、
前記ヒートスプレッダー板にマウント材で接着して直接搭載されており、樹脂により封止された半導体素子と、を備え、
前記ヒートスプレッダー板の前記半導体素子を搭載する面に、上面視において、少なくとも前記半導体素子の外側に同心四角形状に複数の凹凸が形成されている、半導体装置が提供される。
【００１０】
このように上記それぞれの半導体装置では、ヒートスプレッダー板の半導体素子を搭載する面に凹凸が形成されているから、素子搭載時のマウント材の広がり（ブリード）を抑制することが可能となり、これにより封止樹脂の剥離を阻止して信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００１１】
さらにこの凹凸は互いに同心的に配置した複数の直角四角形状で形成されている。したがって、直角四角形状の半導体素子（半導体チップ）の各辺からの状態が一様となって広がりの制御が容易になる。
【００１２】
すなわち、半導体素子の中心を同心四角形状の凹凸の中心と一致するように半導体素子を接着すれば、半導体素子の各周辺箇所からの広がりを一様に最小限に止めることができる。ここで、凹部を同心的に形成しないで、例えば放射状またはそれに類似の形状に形成するとマウント材の広がりを促進することになり逆効果となる。
【００１３】
ここで、塗れ広がりを小さくするためにはピッチを細かくした方が好ましいが、ピッチを細かくし過ぎると刻印パンチ加工が困難となり、ヒートスプレッダー板のゆがみが大きくなる懸念が生じるから、凹凸のピッチは０．３ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１４】
一方、ピッチが大き過ぎると半導体素子（半導体チップ）のサイズによっては、塗れ広がりを防止する機能がはたせなくなる。したがって、凹凸のピッチは１．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
また、凹の深さ（凸部上面から凹部底面までの寸法）が浅いと本発明の溝としての機能が無くなるから、５．０μｍ以上の深さであることが好ましい。
【００１６】
一方、深さが深すぎるとヒートスプレッダー板がゆがみが問題となる懸念が生じるから、２０．０μｍ以下の深さであることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明を説明する。図２は本発明の実施の形態におけるヒートスプレッダー板を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ部の断面図である。図１は図２のヒートスプレッダー板を用いた場合の半導体素子搭載時を示す断面図である。
【００１８】
先ず図２を参照して、銅板からなり表裏側面にニッケルメッキ等の防錆処理が施されたヒートスプレッダー板１０の半導体素子を搭載する素子搭載面１１の全面に、同心的に複数の直角四角形状に複数の凹部１２，凸部１１Ａが形成されている。
【００１９】
すなわち、凹部１２に対応する断面楔型であり図２（Ａ）の凹部１２と同様な平面形状の複数の同心直角四角形状の鋼鉄製のプレス治具を銅板表面に加圧することにより、複数の同心四角形状の凹部１２を形成し、その間の素子搭載面１１の箇所が凸部１１Ａとなっている。
【００２０】
全面にニッケルメッキを施された銅板表面に、このようなプレス加工を行ないヒートスプレッダー板１０となる。
【００２１】
次に、図１を参照して、ヒートスプレッダー板１０の半導体素子を搭載する素子搭載面１１の全面に形成された凹凸のピッチｐ、すなわち凹部１２となるプレス刻印１２のピッチｐは０．３ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下となっている。
【００２２】
また、凸部１１Ａとなる素子搭載面１１の箇所１１Ａから凹部（刻印）１２の底まで、すなわち凹部（刻印）１２の深さｔは５．０μｍ以上、２０．０μｍ以下となっている。
【００２３】
この同心的に配列の複数の凹凸形状１２、１１Ａの中心と半導体素子１３の中心とを一致させて、半導体素子１３を銀ペーストあるいは絶縁ペースト等のマウント材１４でヒートスプレッダー板１０の素子搭載面１１に直接接着して搭載されている。尚、絶縁ペーストは例えばエポキシ系接着材にガラスフィラーやセラミックフィラーを充填したペーストである。
【００２４】
このように本発明では、ヒートスプレッダー板の半導体素子搭載面側に、プレス加工により０．３ｍｍ〜１．０ｍｍピッチで同心四角形の刻印１２が施こされているから、図１に示すように、半導体素子搭載時にはみ出したマウント材１４の塗れ広がり量（投影面積）１４Ａ、すなわちマウント材のブリード（塗れ広がり、にじみ出し）１４Ａが狭くなり、これによりこの後の工程で形成される封止樹脂との密着性が悪いマウント材の露出部の面積が減少し、ＰＫＧ信頼性が向上する。
図３は図１および図２に示すヒートスプレッダー板１０をＱＦＰまたはＳＯＰのモールドパッケージの半導体装置に適用した一例を示す断面図である。
【００２５】
ヒートスプレッダー板１０の凹凸を全面に形成した素子搭載面１１に、同心的に配列の複数の凹凸形状１２、１１Ａの中心と半導体素子１３の中心とを一致させて、半導体素子１３を銀ペーストあるいは絶縁ペースト等のマウント材１４で直接接着している。
【００２６】
また、リードフレーム１９のインナーリードを素子搭載面１１に、例えば、ポリイミドテープ基材の両面に熱硬化性接着材や熱可塑性接着材を塗布した接着テープ１５により接着している。
【００２７】
半導体素子の電極とインナーリードの先端をボンディングワイヤー１７で接続し、接着テープ１５と反対側のモールド部分の外側に位置するリードフレームの箇所に樹脂漏れ防止テープ１６を張り付け、半導体素子１３、インナーリード、ボンディングワイヤー１７等を封止樹脂１８でモールドされている。
【００２８】
このような半導体装置では、刻印により形成された同心矩形状の凹凸によりクサビ効果が得られるためマウント材１４のブリードが狭くなり、これにより封止樹脂１８の剥離が防止できるだけではなく、同心矩形状の凹凸１２、１１Ａによるクサビ効果により接着テープ１５、マウント材１４および封止樹脂１８とヒートスプレッダー板１０との界面の密着性も向上する。
【００２９】
図４は図１および図２に示すヒートスプレッダー板１０をプリント基板またはＴＡＢテープのインターポーザーを有し、モールド型のＢＧＡパッケージの半導体装置に適用した一例を示す断面図である。
【００３０】
ヒートスプレッダー板１０の凹凸を全面に形成した素子搭載面１１に、同心的に配列の複数の凹凸形状１２、１１Ａの中心と半導体素子１３の中心とを一致させて、半導体素子１３を銀ペーストあるいは絶縁ペースト等のマウント材１４で直接接着している。
【００３１】
また、プリント基板またはＴＡＢテープ等のインターポーザー２１を素子搭載面１１に、例えば、ポリイミドテープ基材の両面に熱硬化性接着材や熱可塑性接着材を塗布した接着テープ１５により接着している。
【００３２】
そして、インターポーザー２１の他方の面（図で下面）には複数の半田ボール２９の電極が設けられ、インターポーザー１１の配線の先端と半導体素子の電極とをボンディングワイヤー１７で接続し、半導体素子１３、インターポーザー２１の半導体素子側の部分、ボンディングワイヤー１７等を封止樹脂１８でモールドされている。
【００３３】
このような半導体装置では、図３と同様に、刻印により形成された同心矩形状の凹凸によりクサビ効果が得られるためマウント材１４のブリードが狭くなり、これにより封止樹脂１８との密着性が向上して封止樹脂１８の剥離を防止することができるだけではなく、同心矩形状の凹凸１２、１１Ａによるクサビ効果により接着テープ１５、マウント材１４および封止樹脂１８とヒートスプレッダー板１０との界面の密着性も向上する。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、同心矩形状に刻印された凹凸により、半導体素子搭載時にはみ出したマウント材の塗れ広がり量（投影面積）が減少するため、封止樹脂との密着性が悪いマウント材の露出部の面積が減少し、ＰＫＧ信頼性が向上する。
【００３５】
また、ヒートスプレッダー板に同心矩形状に凹凸が形成されているので、ヒートスプレッダー板とマウント材の界面でクサビ効果が得られ、ヒートスプレッダー板界面とマウント材界面の密着性が向上する。
【００３６】
また、ヒートスプレッダー板に同心矩形状に凹凸が形成されているので、ヒートスプレッダー板と封止樹脂材の界面でクサビ効果が得られ、ヒートスプレッダー板界面と封止樹脂材界面の密着性が向上する。
【００３７】
さらに、ヒートスプレッダー板に同心矩形状に凹凸が形成されているので、ヒートスプレッダー板と接着テープの界面でクサビ効果が得られ、ヒートスプレッダー板界面と接着テープ界面の密着性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるヒートスプレッダー板を用いた場合の半導体素子搭載時を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるヒートスプレッダー板を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ部の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態のヒートスプレッダー板を用いた半導体装置を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態のヒートスプレッダー板を用いた他の半導体装置を示す断面図である。
【図５】従来技術のヒートスプレッダー板を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ部の断面図である。
【図６】図５のヒートスプレッダー板を用いた場合の半導体素子搭載時を示す断面図である。
【符号の説明】
１０    ヒートスプレッダー板
１１    素子搭載面
１１Ａ    凸部（刻印）
１２    凹部
１３    半導体素子
１４    マウント材
１４Ａ    本発明のヒートスプレッダー板によるマウント材のブリード
１４Ｂ    従来技術のヒートスプレッダー板によるマウント材のブリード
１５    接着テープ
１６    樹脂漏れ防止テープ
１７    ボンディングワイヤー
１８    封止樹脂
２１    インターポーザー
２９    半田ボール
３０    ヒートスプレッダー板
３１    半導体素子搭載面
【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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