(57)【要約】【課題】１つのパッケージに複数の半導体チップを搭載する半導体装置において、各半導体チップに他の半導体チップからの放熱の影響を受けにくい構造を簡易に実現できるようにする。【解決手段】半導体装置は、上面に第１の半導体チップ１０５Ａを保持すると共に、下面に電気信号を導通可能な上基板１０２と、下面に第２の半導体チップ１０５Ｂを保持すると共に、上面に電気信号を導通可能な下基板１０３と、上基板１０２及び下基板１０３の間に保持され、上基板１０２と下基板１０３とを電気的に接続する樹脂基板１０４とを有している。樹脂基板１０４は、第１の半導体チップ１０５Ａと第２の半導体チップ１０５Ｂとの間に形成された中空部１０４ａを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の半導体チップと、
一の面に前記第１の半導体チップを保持すると共に、該一の面と対向する他の面に電気信号を導通可能な第１の基板と、
第２の半導体チップと、
一の面に前記第２の半導体チップを保持すると共に、該一の面と対向する他の面に電気信号を導通可能な第２の基板と、
前記第１の基板及び第２の基板におけるそれぞれの他の面同士の間に保持され、前記第１の基板と前記第２の基板とを電気的に接続する板状基材とを備え、
前記板状基材は、前記第１の半導体チップと前記第２の半導体チップとの間に形成された中空部を有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記中空部は、前記板状基材の互いに対向する側面同士に開口部を有する溝状に設けられてい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】
前記中空部には、空気が充填され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。
【請求項４】
前記中空部は、前記第１の基板、第２の基板及び板状基材によって密封され、且つガスが封入されてい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５】
前記中空部は、前記第１の基板、第２の基板及び板状基材によって密封され、且つ大気圧よりも低い圧力に設定されていることを特徴とする請求項１又は４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記中空部には、前記第１の基板及び第２の基板よりも熱伝導率が低い材料が充填され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。
【請求項７】
前記中空部の開口面積は、前記第１の半導体チップ及び第２の半導体チップにおける前記各一の面の面内の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１、３〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１の基板に設けられた放熱板をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記板状基材は、樹脂材により構成されることを特徴とする請求項１〜８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】
本発明は、半導体装置に関し、特に複数の半導体チップを１つのパッケージに収めた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、所望の機能の全てを１つの半導体チップに集積したＳｏＣ（System on Chip）、又は所望の機能を持つ複数の半導体チップ若しくは電子チップを１つのパッケージに収めたＭＣＰ（Multi Chip Package）又はＳｉＰ（System in Package）等は、小型且つ多機能な半導体装置を実現する手法として多く用いられるようになってきている。特に、ＬＳＩ（Large Scale Integration）と呼ばれる大規模集積回路と、そのＬＳＩに必要なメモリ素子とを１つのパッケージに搭載したＳｉＰは、デジタルテレビ及び携帯電話を始めとする多くの製品に搭載されている。
【０００３】
公知のようにＬＳＩは回路が大規模に集積されており、また、小型化及びその動作周波数の高周波化が進行していることから、その発熱量は増大する傾向にある。一方、発熱量が比較的に小さく、熱に弱いメモリ素子をＬＳＩと共に１つのパッケージ基板に搭載することにより、誤動作、性能劣化及び信頼性の低下といった問題も増えている。そこで、発熱体に対する効率的な冷却手段や、搭載されたＬＳＩ間の熱の遮断が求められている。
【０００４】
例えば、第１の従来例として、下記の特許文献１には、図１１に示すような半導体装置の冷却構造が記載されている。図１１に示す冷却構造は、パッケージ基板６の上に配置された複数のメモリチップ５Ａ、及びＬＳＩチップ（図示せず）を冷却するヒートシンク４３を含む。ヒートシンク４３は、その下面がＬＳＩチップと熱的に接続され、上面が複数の平板フィンと接続されている。この平板フィンに冷却風を当てることより、ＬＳＩチップで発生した熱がヒートシンク４３によって放熱が可能となり、各メモリチップ５Ａへ熱の伝導を防止することができる。
【０００５】
第２の従来例として、特許文献２には、図１２に示すようなマルチチップパッケージが記載されている。図１２に示すように、複数のチップを平面状に搭載するマルチチップパッケージにおいて、封止樹脂３３を封止されるチップ５ごとに分離し、且つ、パッケージ基板６における封止樹脂３３同士の間の領域の上部に、空気又は熱を伝えにくい特性を持つ断熱性材料を充填したスリット３７を設けている。これにより、パッケージ内部の各チップ５で発生した熱が、封止樹脂３３及びパッケージ基板６を通して隣のチップ５に与える影響を互いに低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１６０３１１号公報
【特許文献２】特開２００８−２８８２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、第１の従来例においては、パッケージ基板の上に放熱のためのヒートシンクを搭載するため、セットを構成する筐体にパッケージ基板を実装するには、大きな空間が必要となってしまう。その上、ヒートシンクを冷却するためのファンを設ける必要があり、セットの大型化及びセットの構成の複雑化を招くと共に、製造コストが増大してしまうという問題がある。
【０００８】
また、第２の従来例においては、搭載するチップごとにパッケージの封止樹脂を分離し、且つその境界部に断熱用のスリットを設けている。このため、搭載するチップ同士の面内の距離を十分に取る必要がある。その結果、パッケージ基板の面積が増大して、セットの大型化及び実装面積の増大による製造コストの増加を招いてしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、前記の問題に鑑み、１つのパッケージに複数の半導体チップを搭載する半導体装置において、各半導体チップに他の半導体チップからの放熱の影響を及ぼしにくい構造を簡易に実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明は、半導体装置を、複数の半導体チップを互いに対向するようにそれぞれ基板に実装すると共に、半導体チップ同士の対向領域を含む領域に中空部を有する板状基材を基板同士の間に設ける構成とする。
【００１１】
具体的に、本発明に係る半導体装置は、第１の半導体チップと、一の面に第１の半導体チップを保持すると共に、該一の面と対向する他の面に電気信号を導通可能な第１の基板と、第２の半導体チップと、一の面に第２の半導体チップを保持すると共に、該一の面と対向する他の面に電気信号を導通可能な第２の基板と、第１の基板及び第２の基板におけるそれぞれの他の面同士の間に保持され、第１の基板と第２の基板とを電気的に接続する板状基材とを備え、板状基材は、第１の半導体チップと第２の半導体チップとの間に形成された中空部を有している。
【００１２】
本発明の半導体装置によると、第１の基板及び第２の基板におけるそれぞれの他の面同士の間に保持され、第１の基板と第２の基板とを電気的に接続する板状基材とを備え、板状基材は、第１の半導体チップと第２の半導体チップとの間に形成された中空部を有している。このため、例えば、第１の基板に保持された第１の半導体チップから発生する熱を、中空部を有する板状基材によって広く拡散しながら、第２の基板へ導くことが可能となる。これにより、複数の半導体チップを同一面内で配置する構成よりも小型で且つ同等の放熱効果を得ることができる。すなわち、第１の半導体チップの発熱量が大きくても、発生した熱が板状基材を通して第２の半導体チップに直接に伝導することを回避することができる。
【００１３】
本発明の半導体装置において、中空部は、板状基材の互いに対向する側面同士に開口部を有する溝状に設けられていてもよい。
【００１４】
本発明の半導体装置において、中空部には、空気で満たされていてもよい。
【００１５】
また、本発明の半導体装置において、中空部は、第１の基板、第２の基板及び板状基材によって密封され、且つガスが封入されていてもよい。
【００１６】
また、本発明の半導体装置において、中空部は、第１の基板、第２の基板及び板状基材によって密封され、且つ大気圧よりも低い圧力に設定されていてもよい。
【００１７】
また、本発明の半導体装置において、中空部には、第１の基板及び第２の基板よりも熱伝導率が低い材料が充填されていてもよい。
【００１８】
本発明の半導体装置において、中空部の開口面積は、第１の半導体チップ及び第２の半導体チップにおける各一の面の面内の面積よりも大きくてもよい。
【００１９】
本発明の半導体装置は、第１の基板に設けられた放熱板をさらに備えていてもよい。
【００２０】
本発明の半導体装置において、板状基材は、樹脂材により構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の半導体装置によると、１つのパッケージに複数の半導体チップを搭載する半導体装置において、各半導体チップに他の半導体チップからの放熱の影響を受けにくい構造を簡易に実現することができる。その上、複数の半導体チップを積層する構成であるため、実装面積を小さくできるので、セットへの実装が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す分解斜視図である。
【図２】図２は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図３】図３は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置における中空部と熱伝導領域との関係を示す模式的な一の断面図である。
【図４】図４は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置における中空部と熱伝導領域との関係を示す模式的な他の断面図である。
【図５】図５は本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図６】図６は本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図７】図７は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す分解斜視図である。
【図８】図８は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図９】図９は本発明の第２の実施形態の一変形例に係る半導体装置を示す分解斜視図である。
【図１０】図１０は本発明の第２の実施形態の一変形例に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図１１】図１１は第１の従来例に係るヒートシンク付きパッケージ基板を示す斜視図である。
【図１２】図１２は第２の従来例に係るＭＣＰを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図１及び図２を参照しながら説明する。
【００２４】
図１及び図２に示すように、第１の実施形態に係る半導体装置１０１である、例えばＭＣＰ１０１は、上面に第１の半導体チップ１０５Ａを保持すると共に、下面に電気信号を導通可能に設けられた上基板１０２と、下面に第２の半導体チップ１０５Ｂを保持すると共に、上面に電気信号を導通可能に設けられた下基板１０３と、上基板１０２及び下基板１０３の間に保持され、上基板１０２と下基板１０３とを電気的に接続する樹脂基板１０４とを有している。ここで、板状基材である樹脂基板１０４は、第１の半導体チップ１０５Ａと第２の半導体チップ１０５Ｂとの間に形成された中空部１０４ａを有している。
【００２５】
以下、具体的な構成例を説明する。
【００２６】
第１の半導体チップ１０５Ａ及び第２の半導体チップ１０５Ｂは、ＬＳＩ、ＳｏＣ又はメモリ等を含む集積回路である。なお、第１の半導体チップ１０５Ａと第２の半導体チップ１０５Ｂとは、同一構成のチップでもよく、また、異なる構成のチップでもよい。一例として、第１の半導体チップ１０５ＡをＳｏＣチップとし、第２の半導体チップ１０５Ｂをメモリチップとしてもよい。以下、本実施形態においては、第１の半導体チップ１０５Ａが第２の半導体チップ１０５Ｂと比べて発熱量が大きいチップの場合を説明する。
【００２７】
第１の半導体チップ１０５Ａは、表面の回路形成面を上基板１０２に向けて、いわゆるフリップチップ実装されている。上基板１０２と第１の半導体チップ１０５Ａとは、複数のバンプ１１０によって電気的に接続されている。上基板１０２の下面には、接続端子として機能する複数のバンプ１１０がビア１３２と接続されている。第１の半導体チップ１０５Ａは、下面の各バンプ１１０に対して上基板１０２に形成された配線１３４及びビア１３２を介して電気的に接続されている。各バンプ１１０は球状の導体からなり、例えば半田ボールを用いることができる。
【００２８】
同様に、第２の半導体チップ１０５Ｂは、表面の回路形成面を下基板１０３に向けてフリップチップ実装されている。下基板１０３と第２の半導体チップ１０５Ｂとは、複数のバンプ１１０によって電気的に接続されている。
【００２９】
下基板１０３における第２の半導体チップ１０５Ｂの周辺部には、複数のボール１０７がビア１３２と接続されている。さらに、下基板１０３は、表面を下面として用いられ、該下面はセット基板（実装基板）１０９に対して複数のボール１０７を介して電気的に接続されて固着されている。ここで、各ボール１０７の径は、第２の半導体チップ１０５Ｂの厚さよりも大きい。これにより、下基板１０３に第２の半導体チップ１０５Ｂを実装するための必要な空間が、下基板１０３とセット基板１０９との間に確保される。
【００３０】
また、下基板１０３の上面（裏面）には、接続端子として機能する複数のバンプ１１０がビア１３２と接続されて形成されている。
【００３１】
このように、上基板１０２及び下基板１０３は、例えば、樹脂材に導体が形成された配線基板（インターポーザ）である。
【００３２】
上基板１０２と下基板１０３との間に挟まれ、該上基板１０２と下基板１０３とを封止樹脂１３３により固着して保持する樹脂基板１０４には、少なくとも第１の半導体チップ１０５Ａと第２の半導体チップ１０５Ｂとが対向する領域に、平面長方形状で中空部１０４ａを構成する開口部が形成されている。ここで、開口部は、例えば打ち抜き加工又はくり抜き加工等の加工方法により、樹脂基板１０４に対して所定の形状に形成することができる。また、樹脂基板１０４は、それぞれが開口部を有する薄板状の複数の樹脂基板を積層することにより形成してもよい。なお、樹脂基板１０４には、上基板１０２及び下基板１０３と同一の樹脂材料を用いてもよい。
【００３３】
樹脂基板１０４には、上基板１０２と下基板１０３とを電気的に接続する複数の貫通ビア１１１が形成されている。貫通ビア１１１は、例えば、樹脂基板１０４を貫通するスルーホールの内壁を被覆する導電膜である。導電膜は、例えばめっきによる金属膜とする。但し、貫通ビア１１１は、金属膜のような中空構造に限られず、例えば、スルーホールに埋め込まれた導電材料からなる中実の電極としてもよい。
【００３４】
樹脂基板１０４に形成される中空部１０４ａは、上基板１０２、下基板１０３及び樹脂基板１０４によって中空構造が形成される。該中空構造は、特別な処理を施さない限り、空気が充填される。
【００３５】
なお、中空構造は、その内部を大気圧よりも低い圧力とすることにより、より断熱効果を高めることが可能となる。また、中空構造には、熱伝導率が低いガス、例えば窒素ガス等を充填して封入してもよい。さらに、封入するガスの圧力を大気圧よりも低くしてもよい。また、ガスを封入する代わりに、熱伝導率が低い固体材料、例えばエポキシ系樹脂材を充填してもよい。
【００３６】
樹脂基板１０４と上基板１０２及び下基板１０３とは、各バンプ１１０と各貫通ビア１１１とを電気的に接続することにより、封止処理（組み立て処理）を行う。
【００３７】
封止処理は、各バンプ１１０と各貫通ビア１１１との対向領域において積層方向（基板面に対して垂直な方向）における導通経路が確保されると共に、対向領域を除く領域で樹脂基板１０４は、上基板１０２と下基板１０３とを互いに絶縁する。
【００３８】
以上の構成により、第１の実施形態に係るＭＣＰ１０１においては、第１の半導体チップ１０５Ａから上基板１０２、樹脂基板１０４、第２の半導体チップ１０５Ｂ及び下基板１０３を介してセット基板１０９まで電気的に接続されている。
【００３９】
以上説明したように、第１の実施形態においては、上基板１０２と下基板１０３との間に樹脂基板１０４を介在させている。その上、樹脂基板１０４の中央部には、例えば空気が満たされた中空部１０４ａが設けられている。空気は、樹脂基板１０４と比較して熱伝導率が１０分の１以下と小さく、極めて熱を伝えにくいという特性を持つ。
【００４０】
このように、熱を遮断する機能を有する中空部１０４ａが形成された樹脂基板１０４を、上基板１０２と下基板１０３との間に熱を遮断するように配置することにより、上基板１０２に保持された第１の半導体チップ１０５Ａから発生する熱を、樹脂基板１０４の中空部１０４ａを迂回させながら下基板１０３を介してセット基板１０９へ逃がすという熱伝導経路が形成される。このため、中空部１０４ａによって熱の伝導経路が長くなるので、途中の放熱量が大きくなる。また、上基板１０２の全体に熱を広く拡散さるため、効率的な放熱が可能となるので、下基板１０３に保持された第２の半導体チップ１０５Ｂに伝導する熱量を小さくすることが可能となる。
【００４１】
なお、第１の実施形態においては、上基板１０２に保持された第１の半導体チップ１０５Ａの発熱が大きく、下基板１０３に保持された第２の半導体チップ１０５Ｂの発熱が比較的に小さい場合について説明したが、これとは逆に、第１の半導体チップ１０５Ａの発熱が比較的に小さく、且つ、第２の半導体チップ１０５Ｂの発熱が大きい場合であっても、本発明は有効である。この場合、下基板１０３に保持された第２の半導体チップ１０５Ｂから発生する熱のほとんどはセット基板１０９に直接に逃がすことができる。その上、樹脂基板１０４の中空部１０４ａを迂回しながら上基板１０２に伝導するという熱伝導経路が形成されるため、熱の伝導経路が長くなって、途中の放熱量が大きくなる。
【００４２】
また、下基板１０３、樹脂基板１０４及び上基板１０２の全体に熱が広く拡散されるため、効率的な放熱が可能となり、上基板１０２に保持された第１の半導体チップ１０５Ａに伝導する熱量を小さくすることができる。
【００４３】
その上、本実施形態においては、複数の半導体チップ１０５Ａ、１０５Ｂを上下に積層する構成を採るため、セット基板１０９への実装面積を小さくできるので、セットへの実装が容易となる。
【００４４】
このように、本実施形態によると、上基板１０２と下基板１０３との間に挟む樹脂基板１０４に中空部１０４ａを設けるという簡易な構成で、積層された複数の半導体チップ１０５Ａ、１０５Ｂ同士の互いの熱の影響を低減することができる。
【００４５】
図３を用いて、樹脂基板１０４に設ける中空部１０４ａの大きさ（幅）に関し、上基板１０２の第１の半導体チップ１０５Ａの幅が下基板１０３の第２の半導体チップ１０５Ｂの幅よりも大きい場合について説明する。なお、ここでは、各基板１０２、１０３及び樹脂基板１０４における配線１３４、ビア１３２及び貫通ビア１１１は図示を省略している。
【００４６】
図３において、符号１４１ａは、第１の半導体チップ１０５Ａの側面を通る第１の線（垂線）１４１と上基板１０２の上面との交点であるチップ下端部を指している。また、符号１４２ａは、第１の線１４１から上基板１０２の外方向に向かって４５°の角度で延ばした第２の線１４２が上基板１０２の下面と交差する交点を指し、この内側の領域を中空部形成必要領域１４３と呼ぶ。
【００４７】
なぜなら、第１の半導体チップ１０５Ａから発生した熱は、そのほとんどが上基板１０２との固着面から４５°以内の領域、すなわち、図３において、上基板１０２における第２の線１４２の内側の領域に伝導して、上基板１０２の下面に達するからである。この領域を熱伝導領域１５０として表している。
【００４８】
ここで、樹脂基板１０４において、中空部形成必要領域１４３よりも内側に伝導体である樹脂基板１０４が存在していると、熱は該樹脂基板１０４に伝導され、下基板１０３及び該下基板１０３に固着された第２の半導体チップ１０５Ｂに容易に達してしまう。
【００４９】
しかしながら、図３に示すように、第１の実施形態に係るＭＣＰ１０１においては、樹脂基板１０４に設けた中空部１０４ａは、中空部形成必要領域１４３よりも大きい開口部を有している。従って、中空部１０４ａは、中空部形成必要領域１４３よりも大きい断熱領域１４４となる。すなわち、中空部１０４ａの内壁面は中空部形成必要領域１４３よりも外側に位置する。この構成により、第１の半導体チップ１０５Ａから発生した熱は、上基板１０２の内部を伝導して該上基板１０２の下面の中空部形成必要領域１４３に達する。このとき、中空部１０４ａに満たされた、例えば空気により熱の伝導が妨げられるため、熱は上基板１０２の全体に広く伝導して、樹脂基板１０４の中空部１０４ａを迂回しながら下基板１０３へと伝導するという熱伝導経路が形成される。
【００５０】
次に、図４を用いて、樹脂基板１０４に設ける中空部１０４ａの大きさ（幅）に関し、下基板１０３の第２の半導体チップ１０５Ｂの幅が上基板１０２の第１の半導体チップ１０５Ａの幅よりも大きい場合について説明する。
【００５１】
第２の半導体チップ１０５Ｂが第１の半導体チップ１０５Ａよりも大きい場合は、下基板１０３と第２の半導体チップ１０５Ｂの側面を通る第１の線（垂線）１４１のチップ上端部１４１ｂから下基板１０３の外方向に４５°の角度で延ばした第２の線１４２と下基板１０３の上面との交点１４２ｂが中空部形成必要領域１４３となる。従って、樹脂基板１０４の中空部１０４ａは、中空部形成必要領域１４３よりも大きい断熱領域１４４を得られるように形成される。
【００５２】
（第１の実施形態の第１変形例）
以下、図５に第１の実施形態の第１変形例を示す。
【００５３】
図５に示すように、本変形例に係るＭＣＰ１０１は、第１の半導体チップ１０５Ａ及び第２の半導体チップ１０５Ｂの平面積と比べて、樹脂基板１０４に設けた中空部１０４ａの開口面積を小さくしている。
【００５４】
例えば、各半導体チップ１０５Ａ、１０５Ｂの面積が比較的に大きい場合、又は各半導体チップ１０５Ａ、１０５Ｂの信号数が非常に多く、その結果、樹脂基板１０４に設ける貫通ビアの数が非常に多くなった場合等に、該貫通ビアの形成領域が不足することがある。このような場合には、本変形例のように、樹脂基板１０４に設ける中空部１０４ａを、その開口面積が各半導体チップ１０５Ａ、１０５Ｂの平面積よりも小さくなるように形成する。
【００５５】
本変形例においては、このように、中空部１０４ａの開口面積が各半導体チップ１０５Ａ、１０５Ｂの平面積よりも小さい場合であっても、中空部１０４ａを迂回可能な熱伝導経路が形成されるため、伝達する熱量をある程度は小さくすることができる。
【００５６】
（第１の実施形態の第２変形例）
以下、図６に第１の実施形態の第２変形例を示す。
【００５７】
図６に示すように、本変形例に係るＭＣＰ１０１は、例えば、上端部が上基板１０２の上面の周縁部と接続され、下端部がセット基板１０９の上面と接続された、金属からなる放熱板１０８を有している。この放熱板１０８により、第１の半導体チップ１０５Ａは上基板１０２と放熱板１０８とセット基板１０９とからなる熱伝導経路が形成される。
【００５８】
なお、放熱板１０８は、必ずしも上基板１０２の周縁部の全体を囲む必要はなく、周縁部の一部に設けられていてもよい。また、放熱板１０８の上端部は、上基板１０２の上面と接続される構成に代えて、上基板１０２の側面と接続される構成としてもよい。
【００５９】
放熱板１０８は、打ち抜き加工又はくり抜き加工等の加工法により、金属板を所定の形状に加工して用いることができる。放熱板１０８の構成材料には、アルミニウムからなる平板を好適に用いることができる。但し、熱伝導性が高い金属であれば、アルミニウムに限られない。
【００６０】
第２変形例によると、上基板１０２に保持された第１の半導体チップ１０５Ａから発生した熱を、樹脂基板１０４、下基板１０３及びセット基板１０９に伝導させる放熱経路に加えて、放熱板１０８を通じてセット基板９に直接に逃がすことができる。このため、第１の半導体チップ１０５Ａからの発熱がより大きくなっても効率的に冷却することが可能となる。
【００６１】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図７及び図８を参照しながら説明する。
【００６２】
図７及び図８に示すように、第２の実施形態に係る半導体装置であって、例えばＭＣＰ１０１は、上基板１０２と下基板１０３との間に保持される樹脂基板１０４に形成される中空部１０４ａを一の方向、ここでは樹脂基板１０４の長手方向に延び、両端面に開口する溝状としている。ここで、中空部１０４ａは、例えば、くり抜き加工等の加工方法により、樹脂基板１０４に対して所定の形状に形成することができる。また、樹脂基板１０４は、複数の薄板状の樹脂基板を適当に組み合わせて積層することにより形成してもよい。
【００６３】
中空部１０４ａは、上基板１０２、下基板１０３及び樹脂基板１０４によって中空構造が形成される。該中空構造は、樹脂基板１０４の両端面に開口しているため、中空部１０４ａは外部の空気で充たされる。なお、中空部１０４ａには、熱伝導性が低い固体材料、例えばエポキシ系樹脂材を充填してもよい。
【００６４】
このように、第２の実施形態によると、熱を遮断する溝状の中空部１０４ａが設けられた樹脂基板１０４を、上基板１０２と下基板１０３との間に第１の半導体チップ１０５Ａからの熱を遮断するように配置している。これにより、上基板１０２に保持された第１の半導体チップ１０５Ａから発生する熱を、樹脂基板１０４に設けられた中空部１０４ａを迂回しながら、下基板１０３及びセット基板１０９へ逃がすという熱伝導経路が形成される。その結果、熱の伝導経路が長くなって、途中の放熱量が大きくなるので、第２の半導体チップ１０５Ｂへの熱による影響を低減できる。
【００６５】
また、上基板１０２の全体に熱を広く拡散できることからも、効率的な放熱が可能となって、下基板１０３に保持された第２の半導体チップ１０５Ｂに伝導する熱量を小さくすることができる。
【００６６】
（第２の実施形態の一変形例）
以下、図９及び図１０に第２の実施形態の一変形例を示す。
【００６７】
図９及び図１０に示すように、本変形例に係るＭＣＰ１０１は、上基板１０２の上面に複数の半導体チップ１０５Ｂ、１０５Ｃが保持されている。
【００６８】
具体的には、図１０に示すように、下基板１０３の下面には、第１の半導体チップ１０５Ａが保持されており、上基板１０２の上面には、第２の半導体チップ１０５Ｂ及び第３の半導体チップ１０５Ｃが互いに間隔をおいて保持されている。ここで、半導体チップ１０５Ａ、１０５Ｂ及び１０５Ｃは、同一構成のチップでもよく、また、異なる構成のチップでもよい。一例として、第１の半導体チップ１０５ＡをＳｏＣチップとし、第２の半導体チップ１０５Ｂ及び第３の半導体チップ１０５Ｃをメモリチップとしてもよい。
【００６９】
このように、本変形例によると、熱を遮断する溝状の中空部１０４ａが設けられた樹脂基板１０４を、上基板１０２と下基板１０３との間に第１の半導体チップ１０５Ａからの熱を遮断するように配置している。これにより、下基板１０３に保持された第１の半導体チップ１０５Ａから発生する熱のほとんどをセット基板１０９に逃がすことができる。その上、樹脂基板１０４の中空部１０４ａを迂回しながら上基板１０２に伝導されるという熱伝導経路が形成されるため、熱の伝導経路が長くなるので、途中の放熱量が大きくなる。その結果、経路途中の放熱量が大きくなるので、第２の半導体チップ１０５Ｂ及び第３の半導体チップ１０５Ｃへの熱による影響を低減できる。
【００７０】
また、下基板１０３、樹脂基板１０４及び上基板１０２の全体に熱を広く拡散できることからも、効率的な放熱が可能となって、上基板１０２に保持された第２の半導体チップ１０５Ｂ及び第３の半導体チップ１０５Ｃに伝導する熱量を小さくすることができる。
【００７１】
さらに、本変形例によると、第１の半導体チップ１０５Ａからの熱の影響を低減しながら、上基板１０２に保持された第２の半導体チップ１０５Ｂ及び第３の半導体チップ１０５Ｃにより、メモリ容量を大きくすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係る半導体装置は、１つのパッケージに複数の半導体チップを搭載する半導体装置において、各半導体チップに他の半導体チップからの放熱の影響を受けにくい構造を簡易に実現することができ、ＭＣＰ又はＳｉＰ等の半導体装置に有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１０１    半導体装置（ＭＣＰ）
１０２    上基板（第１の基板）
１０３    下基板（第２の基板）
１０４    樹脂基板（板状基材）
１０４ａ  中空部
１０５Ａ  第１の半導体チップ
１０５Ｂ  第２の半導体チップ
１０５Ｃ  第３の半導体チップ
１０７    ボール
１０８    放熱板
１０９    セット基板
１１０    バンプ
１１１    貫通ビア
１３２    ビア
１３３    封止樹脂
１３４    配線
１４１    第１の線
１４１ａ  チップ下端部
１４１ｂ  チップ上端部
１４２    第２の線
１４２ａ  下面での交点
１４２ｂ  上面での交点
１４３    中空部形成必要領域
１４４    断熱領域
１５０    熱伝導領域
【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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