(57)【要約】【課題】発熱量が最も多い半導体チップの熱が他の半導体チップへ伝わることを抑制しつつ、発熱量が最も多い半導体チップで発生した熱を良好に放散することでき、半導体チップが良好に動作できる信頼性の高い半導体装置を得る。【解決手段】基板２に積層された複数の半導体チップ３と、半導体チップ３と基板２とを接合した第１の接合層４Ａと、半導体チップ３を封止した封止部７と、を備える半導体装置１において、基板２及び第１の接合層４Ａは、封止部７よりも高い熱伝導率を有し、複数の半導体チップ３のうち最も発熱量の多い半導体チップ３Ａが最も基板２寄りに配置されている。したがって、半導体チップ３のうち最も発熱量の多い半導体チップ３Ａで発生した熱は、第１の接合層４Ａを介して基板２へ伝わる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に接合層を介して積層された複数の半導体チップと、
前記半導体チップを封止した封止部と、
を備える半導体装置において、
前記基板及び前記接合層は、前記封止部よりも高い熱伝導率を有し、
複数の前記半導体チップのうち最も発熱量の多い半導体チップが最も前記基板寄りに配置されている、ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記封止部の外部に位置する露出部を有すると共に前記半導体チップのうち最も発熱量の多い半導体チップ以外の半導体チップに接続された放熱部を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記基板における前記半導体チップが積層された面に対する裏面の少なくとも一部が露出している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ積層型の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に複数の半導体チップが積層されると共に、半導体チップが例えば樹脂製の封止部によって封止されたチップ積層型の半導体装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１０２３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような半導体装置において、発熱量の多い半導体チップの発熱量が急激に増加した場合、熱放散が十分になされないと、半導体チップの誤動作や破損を引き起こすおそれがある。また、半導体チップには、隣合う別の半導体チップから熱が伝わるので、発熱量の多い半導体チップの隣に位置し多量の熱を受ける半導体チップも誤動作したり破損したりする可能性が高くなる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、発熱量が最も多い半導体チップの熱が他の半導体チップへ伝わることを抑制しつつ、発熱量が最も多い半導体チップで発生した熱を良好に放散することができ、半導体チップが良好に動作できる信頼性の高い半導体装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、基板と、前記基板に接合層を介して積層された複数の半導体チップと、前記半導体チップを封止した封止部と、を備える半導体装置において、前記基板及び前記接合層は、前記封止部よりも高い熱伝導率を有し、複数の前記半導体チップのうち最も発熱量の多い半導体チップが最も前記基板寄りに配置されている、ことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、半導体チップのうち最も発熱量の多い半導体チップで発生した熱は、接合層を介して基板へ伝わるので、最も発熱量の多い半導体チップが基板寄りに配置されていない場合に比べて、発熱量が最も多い半導体チップの熱が他の半導体チップへ伝わることを抑制しつつ、発熱量が最も多い半導体チップで発生した熱を良好に放散することでき、よって、半導体チップが良好に動作できる信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の半導体装置において、前記封止部の外部に位置する露出部を有すると共に前記半導体チップのうち最も発熱量の多い半導体チップ以外の半導体チップに接続された放熱部を備える、ことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、放熱部が接続された半導体チップで発生した熱が放熱部の露出部によって放出されるので、より信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の半導体装置において、前記基板における前記半導体チップが積層された面に対する裏面の少なくとも一部が露出している、ことを特徴とする
この構成によれば、半導体チップから基板に伝わった熱が基板の裏面から放出されるので、より信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
[第１の実施形態]
本発明の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。図１は、本実施形態の半導体装置を示す縦断面図である。
【００１１】
図１に示すように、半導体装置１は、基板２と、この基板２の搭載面（表面）２ａに積層された複数の半導体チップ３（３Ａ，３Ｂ）とを備える、チップ積層型である。これらの基板２、半導体チップ３は、互いに接合層４（４Ａ，４Ｂ）によって接合されている。半導体チップ３に設けられた電極部であるパッド５には、ワイヤ９を介して端子部６が接続されている。そして、これらの基板２、半導体チップ３、接合層４、ワイヤ９及び端子部６は、端子部６の一部を除いて樹脂製の封止部７によって封止されている。
【００１２】
封止部７を構成する樹脂は、例えばエポキシ系の樹脂である。
【００１３】
基板２は、金属製のリードフレーム材の一部によって構成されており、樹脂製の封止部７よりも熱伝導率が高い。
【００１４】
複数の半導体チップ３のうち最も発熱量の多い半導体チップ３Ａが、最も基板２寄りに配置されている。この半導体チップ３Ａは、例えばドライバ／電源チップであり、この半導体チップ３Ａ上に配置された半導体チップ３Ｂは、例えばマイコンチップである。パッド５は、金属製であり、各半導体チップ３の縁部に複数個設けられている。
【００１５】
接合層４としては、半導体チップ３Ａと基板２とを接合した第１の接合層４Ａと、半導体チップ３Ａ，３Ｂ同士を接合した第２の接合層４Ｂと、が設けられている。即ち、複数の半導体チップ３は、第１の接合層４Ａを介して基板２に積層されている。
【００１６】
第１の接合層４Ａは、半導体チップ３Ａの一方の面の略全域を基板２に接合しており、これにより、半導体チップ３Ａの発熱領域３ａと基板２との間及び半導体チップ３Ａのパッド５と基板２との間には、第１の接合層４Ａが存在した状態となっている。ここで、半導体チップ３Ａの発熱領域３ａは、複数存在するが、図面では、その一例として半導体チップ３Ａの略中央部に位置する発熱領域に符号３ａが示されている。この第１の接合層４Ａは、樹脂製の封止部７よりも熱伝導率が高い半田で構成されている。
【００１７】
第２の接合層４Ｂは、半導体チップ３Ａ，３Ｂのそれぞれの対向面同士の略全域を接合している。この第２の接合層４Ｂは、導電性接着剤によって構成されている。
【００１８】
端子部６は、金属製のリードフレーム材の一部によって構成されている。
【００１９】
ワイヤ９は、端子部６と半導体チップ３のパッド５とに超音波圧着等の方法によって固着されている。
【００２０】
この構成において、各半導体チップ３で発生した熱は、半導体チップ３からワイヤ９を介して端子部６へ伝わり端子部６から外部に放出されたり、封止部７を介して外部に放出される。また、このとき、半導体チップ３のうち最も発熱量の多い半導体チップ３Ａで発生した熱の一部は、第１の接合層４Ａを介して基板２へ伝わるので、半導体チップ３Ａが基板２寄りに配置されていない場合に比べて、半導体チップ３Ａの熱が他の半導体チップ３Ｂへ伝わることを抑制しつつ、半導体チップ３Ａで発生した熱を良好に放散することできる。よって、半導体チップ３が良好に動作できる信頼性の高い半導体装置１を得ることができる。
【００２１】
また、このとき、半導体チップ３Ａの発熱領域３ａと基板２との間及び半導体チップ３Ａのパッド５と基板２との間に、第１の接合層４Ａが存在した状態となっていることにより、半導体チップ３Ａの発熱領域３ａで発生し、基板２へ伝わった熱は、基板２中を半導体チップ３のパッド５へ向けて伝わり、接合層４を経由して半導体チップ３のパッド５へ至り、ワイヤ９を経由して端子部６から放出される。したがって、半導体チップ３Ａの熱を良好に放出することができ、よって、より信頼性の高い半導体装置１を得ることができる。このときの伝熱経路を図１に矢印ａで示す。
【００２２】
[第２の実施形態]
次に、本発明の第２の実施形態を図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態の半導体装置を示す縦断面図である。なお、前述した実施形態と同じ部分は、同一符号で示し説明も省略する（以降の実施形態も同様）。
【００２３】
図２に示すように、本実施形態は、半導体装置２１において、半導体チップ３のうち最も発熱量の多い半導体チップ３Ａ以外の半導体チップ３Ｂ用の放熱部２２が設けられている点が、第１の実施形態に対して異なる。
【００２４】
放熱部２２は、端子部６と半導体チップ３Ｂとを接続する金属製の伝熱部材２３を有している。伝熱部材２３は、封止部７によって封止されている。この伝熱部材２３は、ワイヤ９とは別部材である。そして、伝熱部材２３によって半導体チップ３Ｂに接続された端子部６も放熱部２２の一部を構成しており、この端子部６のうち封止部７の外部に位置する部分が、露出部６ａとなっている。
【００２５】
このような構成において、半導体チップ３Ｂで発生した熱の一部は、放熱部２２の端子部６における露出部６ａから放出されるので、より信頼性の高い半導体装置２１を得ることができる。
【００２６】
[第３の実施形態]
次に、本発明の第３の実施形態を図３に基づいて説明する。図３は、本実施形態の半導体装置１を示す縦断面図である。本実施形態は、上述した各実施形態に対して適用可能であるが、ここでは、第２の実施形態に適用された例が示されている。
【００２７】
図３に示すように、本実施形態は、半導体装置３１において、基板２における搭載面２ａに対する裏面２ｂの一部が露出している点が第２の実施形態に対して異なる。この露出は、封止部３７に開口３７ａが設けられていることにより実現されている。
【００２８】
この構成によれば、半導体チップ３Ａから基板２に伝わった熱が基板２の裏面２ｂから放出されるので、半導体装置１の放熱性をさらに向上させることができ、より信頼性の高い半導体装置３１を得ることができる。
【００２９】
なお、本発明は、次のような別の実施形態に具現化することができる。以下の別の実施形態でも上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
【００３０】
（１）上記各実施形態では、基板２に積層される半導体チップ３が、２個の例を説明したが、半導体チップ３は、３個以上であっても良い。
【００３１】
また、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００３２】
（イ）請求項１ないし３のいずれか一つに記載の半導体装置において、前記半導体チップに設けられた電極部と、前記電極部にワイヤを介して接続された端子部と、を備え、前記接合層の少なくとも一部は、複数の前記半導体チップのうち最も前記基板寄りに配置された半導体チップの発熱領域と前記基板との間及び当該半導体チップの前記電極部と前記基板との間に設けられていることを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、半導体チップのうち最も発熱量の多い半導体チップの発熱領域で発生した熱を基板及び接合層を介する経路によっても外部へ放出することができるので、当該半導体チップの熱を良好に放出することができ、よって、より信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の半導体装置を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の半導体装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      半導体装置
２      基板
２ｂ    裏面
３      半導体チップ
４Ａ    第１の接合層（接合層）
６ａ    露出部
７      封止部
２１    半導体装置
２２    放熱部
３１    半導体装置
３７    封止部
【図１】
2007220880.tif 000003
【図２】
2007220880.tif 000004
【図３】
2007220880.tif 000005