(57)【要約】【課題】半導体チップの回路部から発生する熱を基板側へ効率よく放熱させることが可能な構成を有する半導体装置であって、半導体チップを基板上に搭載する際の回路部へのダメージが低減され、より信頼性の高い半導体装置を提供する。【解決手段】フレキシブル基板４５と、一方の主面に回路が形成された回路部１５を有する半導体チップ４３と、を備えた半導体装置１００であって、半導体チップ４３は、回路部１５がフレキシブル基板４５の表面と対向するように配置されており、回路部１５とフレキシブル基板４５との間の空間には、放熱用グリース４１が充填されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
一方の主面に回路が形成された回路部を有する半導体チップと、を備え、
前記半導体チップは、前記回路部が前記基板の表面と対向するように配置されており、
前記回路部と前記基板との間の空間には、熱伝導性グリースが充填されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記基板は、前記回路部と対向する部分に設けられた貫通孔と、当該基板の表面側において前記貫通孔を覆う熱伝導性薄膜と、を有し、
前記貫通孔内部には、前記基板よりも高い熱伝導性を有する熱伝導部材が、前記熱伝導性薄膜と接触するように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記熱伝導部材は、熱伝導性グリースである
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体チップ主面上において前記回路部よりも外側に形成された表面電極と、
前記基板の表面上において、前記熱伝導性薄膜よりも外側であって前記表面電極と対向する位置に形成された配線リードと、
前記表面電極と前記配線リードとの間に配され、当該表面電極と配線リードとを電気的に接続する突起状端子と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項２または３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記熱伝導性薄膜と前記配線リードとの間を通り、前記熱伝導性薄膜を囲む態様で前記基板の表面上に立設された基板側凸部をさらに備え、
前記基板側凸部は、導電性の部材から成り、前記配線リードおよび前記突起状端子から離間して設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記熱伝導性薄膜と、前記配線リードと、前記基板側凸部とは、同一の部材から成り、前記基板からの高さが同じであり、
前記基板側凸部は、前記熱伝導性薄膜から離間して設けられている
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記熱伝導性薄膜の前記回路部に対向する部分と、前記配線リードおよび前記突起状端子との間を通り、前記熱伝導性薄膜の前記回路部に対向する部分を囲む態様で前記熱伝導性薄膜上に立設された基板側凸部をさらに備える
ことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記基板側凸部は、導電性の部材から成り、前記配線リードおよび前記突起状端子から離間して設けられている
ことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記基板側凸部は、絶縁性の部材から成る
ことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記回路部と前記表面電極との間を通り、前記回路部を囲む態様で、前記半導体チップの前記回路部が形成されている方の主面上に立設された半導体チップ側凸部をさらに備える
ことを特徴とする請求項４から９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記半導体チップ側凸部は、絶縁性の部材から成る
ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記半導体チップ側凸部は、導電性の部材から成り、前記表面電極、前記突起状端子、および前記配線リードから離間して設けられている
ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記基板の裏面側には当該基板よりも高い熱伝導性を有し、前記熱伝導部材と接触した放熱部材が配置されている
ことを特徴とする請求項２から１２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、特に半導体装置の放熱性に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネル表示サイズの大型化に伴うアナログ信号系の大容量化により、液晶ドライバ（半導体装置）における電流の増大が引き起こされている。さらには、画質の高品位化のために、ゲート周期を高速化してドライバ高速化を図った結果、更に電流が増大し、それにより、発熱量が増加している。また半導体チップ内に形成されている回路には、熱に対して脆弱な回路もあるが、そのような回路も必要技術であり、液晶ディスプレイの大型化および液晶ドライバの高速駆動化に伴う電流増大による発熱量の増加に対して、液晶ドライバに用いられている半導体チップの放熱性向上と、脆弱な回路も保護可能な半導体パッケージ構造の開発に対する必要性が高まっている。この液晶ドライバの半導体パッケージ（半導体装置）としては、チップオンフィルムパッケージが必要不可欠であり、放熱性を良好に保ちつつ、脆弱な回路に対しても高い信頼性を維持することができる技術開発の必要性が高まっている。
【０００３】
図１１は、特許文献１に記載の従来の半導体装置７００の概略構成を模式的に示す断面図である。
同図に示す半導体装置７００は、リード／ライトチップである半導体チップ１の主面１ａに形成された電極パッド（ボンディングパッド）１ｃに電気的に接合する複数の主バンプ（電極バンプ）３と、半導体チップ１の主面１ａに形成されたダミー電極１ｄに接合する複数の放熱用バンプ４と、半導体チップ１をフリップチップ実装によって支持するとともに、複数の配線リード２ｃおよび放熱用ベタ層２ｅを備えたテープ状フィルム基板２と、テープ状フィルム基板２を支持し、かつ熱伝導率の高い材料によって形成された支持部材であるサスペンション５と、主バンプ３および放熱用バンプ４のそれぞれのバンプ接合部を樹脂封止して形成された封止部９とからなる。
【０００４】
テープ状フィルム基板２は、ソルダレジスト膜２ｂの上に配線リード２ｃが形成され、その上にポリイミド膜２ａが積層されて成る。テープ状フィルム基板２の半導体チップ１が実装されている部分において、ダミー電極１ｄと対向する部分には貫通孔が設けられている。サスペンション５には突起部５ａが設けられており、放熱用ベタ層２ｅは、突起部５ａ上に形成されている。そして、突起部５ａおよび放熱用ベタ層２ｅが上記貫通孔内に位置する状態で、サスペンション５はテープ状フィルム基板２を支持している。
【０００５】
主バンプ３は配線リード２ｃに、はんだ等を用いてリフローなどにより接合されている。また、同様に、放熱用バンプ４は、ダミー電極１ｄおよび放熱用ベタ層２ｅに、はんだ等を用いてリフローなどにより接合されている。
【０００６】
このような構成により、半導体チップ１の回路から発せられた熱を、複数の放熱用バンプ４と放熱用ベタ層２ｅとを介してサスペンション５へと導き、外部へと放出することにより放熱性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１１０９５１号公報
【特許文献２】特開２００６−１３５２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１１に示す様に、従来技術においては、半導体チップ１をテープ状フィルム基板２にフリップチップ接続する際に、半導体チップ１の回路が形成されている側の主面１ａと放熱用ベタ層２ｅとを放熱用バンプ４により接続しているため、半導体チップ１の回路に硬度の高い放熱用バンプ４からの応力がかかり、回路がダメージを受ける虞がある。さらに、放熱用バンプ４をリフローにより接合する際の熱ストレスによっても回路がダメージを受ける虞がある。これらのダメージが、回路破壊や回路動作時の特性変動を引き起こす原因となり、半導体装置の信頼性低下に繋がる虞がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、良好な放熱性を確保しつつ、フリップチップ接続に伴う半導体チップの回路へのダメージが低減された半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明に係る半導体装置は、基板と、一方の主面に回路が形成された回路部を有する半導体チップと、を備え、前記半導体チップは、前記回路部が前記基板の表面と対向するように配置されており、前記回路部と前記基板との間の空間には、熱伝導性グリースが充填されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成により、半導体チップの回路部において発生した熱を、熱伝導性グリースを介して基板側へと導き放熱させることができるとともに、熱伝導性グリースは流体であって、変形が容易であるため、半導体チップを基板上に搭載する際に、回路部へと加えられる応力を低減させて回路部へのダメージを低減させることができる。
【００１２】
さらには、熱伝導性グリースは、はんだ等の放熱用バンプを用いる場合のように加熱する必要がないため、回路部が受ける熱ストレスを低減させて、回路部へのダメージを低減させることができる。
【００１３】
また、前記基板は、前記回路部と対向する部分に設けられた貫通孔と、当該基板の表面側において前記貫通孔を覆う熱伝導性薄膜と、を有し、前記貫通孔内部には、前記基板よりも高い熱伝導性を有する熱伝導部材が、前記熱伝導性薄膜と接触するように配置されていてもよい。
【００１４】
これにより、熱伝導性グリースおよび熱伝導性薄膜を介して回路部からの熱を、基板よりも高い熱伝導性を有する熱伝導部材へと伝達することができ、より効率的に回路部からの熱を放熱させることができる。
【００１５】
また、前記熱伝導部材は、熱伝導性グリースであってもよい。
これにより、熱伝導性部材として別部材を使用する必要がないため、資材種類の増加を抑制し、且つ、塗布という容易な方法により組み付けることができるため、コスト抑制に資することができる。
【００１６】
また、前記半導体チップ主面上において前記回路部よりも外側に形成された表面電極と、前記基板の表面上において、前記熱伝導性薄膜よりも外側であって前記表面電極と対向する位置に形成された配線リードと、前記表面電極と前記配線リードとの間に配され、当該表面電極と配線リードとを電気的に接続する突起状端子と、をさらに備えてもよい。
【００１７】
これにより、配線リードと表面電極とが突起状端子により電気的に接続されるので、回路を作動させるのに必要な電源の供給や、信号の入出力を行うことができる。
また、突起状端子の配線リードおよび表面電極への接続は、通常、熱圧着により行われるが、このとき、回路部よりも外側に表面電極が形成されており、熱圧着の際に突起状端子からの応力を回路部が直接受けることがないため、熱ひずみのストレスが軽減されて回路部へのダメージを軽減させることができる。
【００１８】
また、前記熱伝導性薄膜と前記配線リードとの間を通り、前記熱伝導性薄膜を囲む態様で前記基板の表面上に立設された基板側凸部をさらに備え、前記基板側凸部は、導電性の部材から成り、前記配線リードおよび前記突起状端子から離間して設けられていてもよい。
【００１９】
これにより、基板側凸部と、配線リードおよび突起状端子との間は絶縁されており、また、熱伝導性グリースが濡れ広がる際に、基板側凸部がダムのように熱伝導性グリースをせき止めて、突起状端子および配線リードに接触するのを防ぐため、熱伝導性を高めるために金属フィラーが混入された、より熱伝導性の高い導電性を有する熱伝導性グリースが使用された場合であっても、回路動作時の電気ショート等の問題の発生リスクを抑制しつつ、回路部からの熱をより効率よく放熱することができるという効果を奏する。
【００２０】
また、前記熱伝導性薄膜と、前記配線リードと、前記基板側凸部とは、同一の部材から成り、前記基板からの高さが同じであり、前記基板側凸部は、前記熱伝導性薄膜から離間して設けられていてもよい。
【００２１】
これにより、熱伝導性薄膜および配線リードをエッチング等により形成する際に、基板側凸部も同時に形成することができるため、追加の資材や工程を要することがなく、コスト抑制に資することができる。
【００２２】
さらに、基板側凸部が熱伝導性薄膜から離間して設けられているため、双方の間の隙間に濡れ広がった熱伝導性グリースの一部を収容することができ、基板側凸部のせき止め効果をより高めることができる。
【００２３】
また、前記熱伝導性薄膜の前記回路部に対向する部分と、前記配線リードおよび前記突起状端子との間を通り、前記熱伝導性薄膜の前記回路部に対向する部分を囲む態様で前記熱伝導性薄膜上に立設された基板側凸部をさらに備えてもよい。
【００２４】
これにより、熱伝導性グリースせき止め効果をより高めることができる。
また、熱伝導性薄膜のサイズを大きくして、当該熱伝導性薄膜の基板と接している部分の面積を大きくすることができるため、熱伝導薄膜の基板からの剥離の虞を減じることができる。
【００２５】
さらには、熱伝導性薄膜のサイズを大きくすることができるため、貫通孔および熱伝導部材のサイズを大きくして、より放熱性を高めることができる。
また、前記基板側凸部は、導電性の部材から成り、前記配線リードおよび前記突起状端子から離間して設けられていてもよい。
【００２６】
これにより、基板側凸部に加工が比較的容易な金属を用いることができ、容易に作成することができる。
また、前記基板側凸部は、絶縁性の部材から成ってもよい。
【００２７】
これにより、基板側凸部を突起状端子および配線リードと接する位置まで広く設けることができ、熱伝導性グリースの量を増加させてより放熱性を高めることができる。
また、前記回路部と前記表面電極との間を通り、前記回路部を囲む態様で、前記半導体チップの前記回路部が形成されている方の主面上に立設された半導体チップ側凸部をさらに備えてもよい。
【００２８】
上記構成によっても、半導体チップ側凸部が熱伝導性の高い導電性を有する熱伝導性グリースの濡れ広がりをせき止めて突起状端子に接触するのを防ぎ、電気ショート等の問題の発生リスクを抑制しつつ、回路部からの熱をより効率よく放熱することができるという効果を奏する。
【００２９】
また、前記半導体チップ側凸部は、絶縁性の部材から成ってもよい。
これにより、半導体チップ側凸部を突起状端子と接する位置まで広く設けることができ、突起状端子が回路部に近接して設けられている場合であっても、熱伝導性グリースと半導体チップとの接触面積をできるだけ広くして良好な放熱性を確保することができる。
【００３０】
また、前記半導体チップ側凸部は、導電性の部材から成り、前記表面電極、前記突起状端子、および前記配線リードから離間して設けられていてもよい。
これにより、半導体チップ側凸部を、金属薄膜等を用いてエッチング等により容易に形成することができ、コスト抑制に資することができる。
【００３１】
また、前記基板の裏面側には当該基板よりも高い熱伝導性を有し、前記熱伝導部材と接触した放熱部材が配置されていてもよい。
これにより、回路部において発生した熱を、熱伝導性グリース、熱伝導性薄膜、および熱伝導部材を介して放熱部材へと伝導させて、より効率的に放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態２に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】実施の形態２に係る半導体装置における半導体チップの概略構成を示す図であって、（ａ）は、外観斜視図であり、（ｂ）は、横断面図である。
【図４】実施の形態３に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】実施の形態３に係る半導体装置の製造に係るフレキシブル基板テープの製造プロセスの手順を模式的に示す図であって、（ａ）は、ポリイミドテープに必用な開口部や貫通孔がパンチプレスで開けられた状態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ’矢視断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のポリイミドテープに銅箔がベタで貼り付けられた状態を示す平面図であり、（ｄ）は、（ｃ）におけるＢ−Ｂ’矢視断面図であり、（ｅ）は、銅箔上にレジストが施され、エッチングにより銅箔が必要な形に成形された状態を示す平面図であり、（ｆ）は、（ｅ）におけるＣ−Ｃ’矢視断面図であり、（ｇ）は、銅箔およびフレキシブル基板上にレジストコートがコーティングされ、さらに錫メッキが施されて完成した状態のフレキシブル基板テープを示す平面図であり、（ｈ）は、（ｇ）におけるＤ−Ｄ’矢視断面図である。
【図６】実施の形態４に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】図５のフレキシブル基板テープを使用した、実施の形態４に係る半導体装置の製造プロセスの手順の一部を模式的に示す図であって、（ａ）は、半導体チップ上に半導体チップ側凸枠が形成され、その内側に放熱用グリースが塗布され、さらに電極バンプがボンディングパッドに実装された状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、半導体チップ側に放熱用グリースを塗布した後にフレキシブル基板テープを実装する時の半導体チップとフレキシブル基板テープ（一部切欠き）との実装位置関係を示す斜視図であり、（ｃ）は、フレキシブル基板側に放熱用グリースを塗布した後に半導体チップを実装する時の半導体チップとフレキシブル基板テープ（一部切欠き）との実装位置関係を示す斜視図であり、（ｄ）は、フレキシブル基板テープに半導体チップを実装した後に封止樹脂で封止して完成したフレキシブル基板テープの一部切欠き斜視図である。
【図８】図７に示す、実施の形態４に係る半導体装置の製造プロセスの手順の続きを模式的に示す図であって、（ａ）は、フレキシブル基板テープの送りガイド孔をプレスカッティングで取り除き、個々に切り分けられた状態のチップオンフィルムの外観斜視図であり、（ｂ）は、チップオンフィルムのフレキシブル基板の塗布開口孔（貫通孔）の裏面側から熱伝導性薄膜上に放熱用グリースを塗布した後の状態を示す外観斜視図であり、（ｃ）は、熱伝導性薄膜に放熱用グリースを塗布した後、外部放熱板をフレキシブル基板に密着させ、固定ネジにより固定して完成した実施の形態４に係る半導体装置の外観斜視図である。
【図９】変形例７に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図１０】変形例８に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図１１】特許文献１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態に係る半導体装置１００の概略構成を示す断面図である。
【００３４】
フレキシブル基板４５には貫通孔である塗布開口孔２２が形成されており、フレキシブル基板４５の表（おもて）面上には、塗布開口孔２２を覆い塞ぐように熱伝導性薄膜２８が形成されており、フレキシブル基板４５表面上の熱伝導性薄膜２８よりも外側には、形成銅箔インナーリード（配線リード）２７が形成されている。熱伝導性薄膜２８は銅箔膜より成り、当該熱伝導性薄膜２８と形成銅箔インナーリード２７とは、フレキシブル基板４５表面上に形成された同一の銅箔膜からエッチングにより形成される。詳しくは、後述する。
【００３５】
シリコン基板１０の表面に、脆弱な半導体回路を含む回路部１５が形成され、その外側にはアルミパッド１２が配置されており、これらの上にガラス系保護膜１１が形成されている。ガラス系保護膜１１は、エッチング処理によりアルミパッド１２上で開口しており、これによりアルミパッド１２が露出しボンディングパッド（表面電極）１３を形成している。シリコン基板１０、回路部１５、ガラス系保護膜１１、およびボンディングパッド１３等により半導体チップ４３が構成されている。
【００３６】
回路部１５が熱伝導性薄膜２８と対向するように半導体チップ４３がフレキシブル基板４５にフリップチップ実装されている。このとき、半導体チップ４３のボンディングパッド１３と形成銅箔インナーリード２７とは、互いに対向する位置に予め形成されており、双方の間に介在する電極バンプ（突起状端子）４２が熱圧着されて双方を電気的に接続している。
【００３７】
半導体チップ４３の回路部１５が形成されている部分（より正確には、ガラス系保護膜１１の回路部１５を被覆している部分）と熱伝導性薄膜２８との間の空間には、熱伝導性を有する放熱用グリース（熱伝導性グリース）４１が塗布（充填）され、半導体チップ４３の回路部１５が形成されている部分と熱伝導性薄膜２８とを濡れ広がり接続している。
【００３８】
上記放熱用グリース４１としては、例えば、シリコーングリース等が用いられる。
なお、ガラス系保護膜１１も含めて半導体チップ４３の回路部１５が形成されている部分を、以下、単に「回路部１５」という場合もある。
【００３９】
フリップチップ接続された半導体チップ４３とフレキシブル基板４５との間および半導体チップ４３の周囲には、液体封止樹脂が塗布された後に熱硬化されてモールド部４４が形成されている。モールド部４４の外側には、レジストコート３０が形成されている。
【００４０】
また、フレキシブル基板４５の裏面には外部放熱板４９が取着されており、フレキシブル基板４５の塗布開口孔２２内部には、熱伝導部材４６として放熱用グリースが塗布（充填）されている。熱伝導性薄膜２８と外部放熱板４９とは、熱伝導部材４６により濡れ広がり接続されている。
【００４１】
ここで、熱伝導部材４６には、フレキシブル基板４５よりも熱伝導性の高いグリースが使用されており、これにより、塗布開口孔２２が形成されていない場合と比較して、即ち、フレキシブル基板４５を介して熱伝導性薄膜２８から外部放熱板４９へと熱が伝道される場合と比較して、より効率よく熱伝導（放熱）が行われる。
【００４２】
また、ボンディングパッド１３は、回路部１５から離間して形成されており、形成銅箔インナーリード２７も、熱伝導性薄膜２８から離間して形成されている。そして、放熱用グリース４１の塗布量は、回路部１５と熱伝導性薄膜２８とを濡れ広がり接続するのに十分な量であり、且つ、ボンディングパッド１３、電極バンプ４２、および形成銅箔インナーリード２７にまでは濡れ広がらない（接触しない）程度の量である。
【００４３】
従って、放熱性（熱伝導性）を高めるために銅等の熱伝導性の高い金属フィラーが混入されたシリコーン等から成るグリースを放熱用グリース４１として使用した場合においても、電気ショート等の問題を引き起こす虞が低い。
【００４４】
（実施の形態１のまとめ）
以上説明したように、放熱用グリース４１が回路部１５と熱伝導性薄膜２８との間に充填されていることにより、回路部１５において発生した熱を、放熱用グリース４１を介して基板側の熱伝導性薄膜２８へと導き放熱させることができる。
【００４５】
ここで、放熱用グリース４１は粘性を有する流体であって、変形が容易であるため、半導体チップを基板上に搭載する際に、回路部へと加えられる応力が小さく、回路部へのダメージを小さくすることができる。
【００４６】
これにより、ダメージによる回路破壊や回路動作時の特性変動の発生リスクが低減されるとともに、回路部において発生した熱が効率よく放熱されて回路部が高温になりにくいため、回路の安定的な動作を確保することができ、放熱用バンプを用いることなく、簡単な構成で放熱効率がよくかつ信頼性の高い半導体装置を実現することができる。
【００４７】
また、回路部１５から熱伝導性薄膜２８へと伝導された熱は、そこからさらに熱伝導部材４６を介して外部放熱板４９へと伝導され放熱されるため、さらに効率よく放熱することができ、半導体装置の信頼性をより一層確かなものとすることができる。
【００４８】
＜実施の形態２＞
図２は、本実施の形態に係る半導体装置２００の概略構成を示す断面図である。なお、説明の重複を避けるため、実施の形態１と同じ構成要素については、同符号を付して、その説明を省略する。
【００４９】
半導体装置２００は、実施の形態１の半導体装置１００と同様に、半導体チップ４３、フレキシブル基板４５、外部放熱板４９、電極バンプ４２、形成銅箔インナーリード２７、熱伝導性薄膜２８、放熱用グリース４１および４６、モールド部４４、レジストコート３０等を備える。
【００５０】
半導体装置２００で特徴的なのは、ガラス系保護膜１１上において、回路部１５が形成されている部分の外側に放熱用グリース漏れ出し防止用の半導体チップ側凸枠１４が形成されていることである。当該半導体チップ側凸枠１４は、回路部１５が形成されている部分を囲むように形成されており、その内側に放熱用グリース４１が塗布されていて、熱伝導性薄膜２８上に濡れ広がりさせて接続している。半導体チップ側凸枠１４は、例えば、シリコーン樹脂やポリイミド等の樹脂から成る。
【００５１】
ここで、放熱用グリース４１は、半導体チップ側凸枠１４によりブロックされてその外側には濡れ広がらないため、放熱用グリース４１が流れ出して電極バンプ４２と接触し、回路動作時の電気ショートを引き起こす虞が低減され、より信頼性の高い半導体装置を実現することができる。
【００５２】
図３（ａ）は、半導体チップ側凸枠１４が形成された半導体チップ４３の外観斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）における仮想平面Ｐによる断面図である。
脆弱な回路部が形成されたシリコン基板上にガラス系保護膜を形成して、回路部を外部からの衝撃等から保護することは、一般的に行われている。ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）等の半導体チップ単体で輸送する場合などには、ガラス系保護膜のさらに上層にポリイミド系等の樹脂系保護膜を施して、半導体チップの回路面を外部衝撃から保護することも、一般に行われている。そこで、この樹脂系保護膜を、回路部１５と電極バンプ４２との間に、回路部１５を囲む凸形の枠状に設けることにより、樹脂系保護膜に放熱用グリース４１の漏れ出し防止の機能を持たせることができる。
【００５３】
（実施の形態２のまとめ）
以上説明したように、本実施の形態の構成によると、半導体チップ４３の表面上において回路部１５と電極バンプ４２との間に、回路部１５を囲む形状の凸状の枠である半導体チップ側凸枠１４を設けることにより、放熱用グリース４１が回路部１５よりも外側に必要以上に濡れ広がるのを防ぎ、放熱用グリース４１が電極バンプ４２と接触して、回路動作時の電気ショートが引き起こされるリスクを軽減させ、より信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００５４】
＜実施の形態３＞
図４は、本実施の形態に係る半導体装置３００の概略構成を示す断面図である。なお、説明の重複を避けるため、実施の形態１および２と同じ構成要素については、同符号を付して、その説明を省略する。
【００５５】
半導体装置３００は、半導体装置１００および半導体装置２００と同様に、半導体チップ４３、フレキシブル基板４５、外部放熱板４９、電極バンプ４２、形成銅箔インナーリード２７、熱伝導性薄膜２８、放熱用グリース４１および４６、モールド部４４、レジストコート３０等を備える。
【００５６】
半導体装置３００で特徴的なのは、フレキシブル基板４５上において、熱伝導性薄膜２８の周囲に、放熱用グリース４１の濡れ広がりを止めるためのフレキシブル基板側凸枠２９が形成されていることである。フレキシブル基板側凸枠２９は、銅箔膜から成り、熱伝導性薄膜２８と形成銅箔インナーリード２７との間に、熱伝導性薄膜２８を囲むように形成されている。
【００５７】
ここで、フレキシブル基板側凸枠２９は、熱伝導性薄膜２８および形成銅箔インナーリード２７とフレキシブル基板４５からの高さが同じに形成されている。これは、熱伝導性薄膜２８と、形成銅箔インナーリード２７と、フレキシブル基板側凸枠２９とは、フレキシブル基板４５表面上に形成された同一の銅箔膜からエッチングにより形成されているためである。これにより、熱伝導性薄膜２８および形成銅箔インナーリード２７を形成する際に、別部材を使用したり別工程を設けたりすることなく、フレキシブル基板側凸枠２９を同時に形成することができるので、コスト抑制および生産性低下抑制のメリットがある。熱伝導性薄膜２８、形成銅箔インナーリード２７、およびフレキシブル基板側凸枠２９の形成工程については、詳しくは、後述する。
【００５８】
フレキシブル基板側凸枠２９は、熱伝導性薄膜２８から離間して設けられており、濡れ広がって熱伝導性薄膜２８からはみ出した放熱用グリース４１が、熱伝導性薄膜２８とフレキシブル基板側凸枠２９との間の隙間に収容されることにより、フレキシブル基板側凸枠２９の放熱用グリース漏れ出し防止効果がより高められている。
【００５９】
また、フレキシブル基板側凸枠２９は、形成銅箔インナーリード２７からも離間して設けられているため、フレキシブル基板側凸枠２９と形成銅箔インナーリード２７との間は電気的に絶縁されている。これにより、放熱用グリース４１として導電性のグリースが使用された場合であっても、回路動作時に電気ショート等の問題の発生が抑制される。
【００６０】
（フレキシブル基板テープの製造工程）
図５（ａ）〜図５（ｈ）は、フレキシブル基板テープ３１の製造工程を模式的に示す図である。以下、図５（ａ）〜図５（ｈ）に基づいて、フレキシブル基板テープ３１の製造工程について説明する。
【００６１】
図５（ａ）は、ポリイミドテープ２１に必用な開口部や貫通孔がパンチプレスで開けられた状態を示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ−Ａ’矢視断面図である。
【００６２】
まず、図５（ａ）に示すように、プレスで加工形成されたフレキシブル基板４５の素となるポリイミドテープ２１に、穴開け用プレスにより送りガイド孔２３が形成される。送りガイド孔２３は、以下に説明するフレキシブル基板テープ３１の製造工程において、ポリイミドテープ２１を順送りする際に使用される。個々のフレキシブル基板４５は、ポリイミドテープ２１から切り出されて分離されて製造される。詳しくは、後述する。
【００６３】
そして、送りガイド孔２３を利用してポリイミドテープ２１を順送りしながら、穴開け用プレスにより、さらに、塗布開口孔２２、外部放熱板固定ネジ孔２４、およびスリット２５が形成され。ここで、外部放熱板固定ネジ孔２４は、フレキシブル基板４５を外部放熱板４９に固定するための孔である。また、スリット２５は、フレキシブル基板テープ３１から個々のフレキシブル基板４５を分離する際に切り離しを容易にするために、また、順送りの際のポリイミドテープ２１の変形を防ぐために形成される。
【００６４】
次に、図５（ｃ）に示すように、ポリイミドテープ２１上に接着シートで銅箔ベタ２６が貼り付けられる。図５（ｄ）は、図５（ｃ）におけるＢ−Ｂ’矢視断面図である。
続いて、図５（ｅ）に示すように、銅箔ベタ２６にエッチング処理とメッキが施されて、電極である形成銅箔インナーリード２７が形成されると同時に、熱伝導性薄膜２８が形成される。熱伝導性薄膜２８は、塗布開口孔２２を覆い塞ぐように形成される。
【００６５】
ここで、熱伝導性薄膜２８は、放熱用グリース４１を介して回路部１５から伝導された熱を、熱伝導部材４６へと導き放熱させる部材であり、放熱効果とともに電磁波シールド効果もあり、回路にノイズ等の影響を与えにくくする効果が期待できる。
【００６６】
また、このとき同時に、熱伝導性薄膜２８の周囲には、放熱用グリース４１漏れ出し防止用のフレキシブル基板側凸枠２９が熱伝導性薄膜２８を囲むように形成される。
図５（ｆ）は、図５（ｅ）におけるＣ−Ｃ’矢視断面図である。
【００６７】
続いて、図５（ｇ）に示すように、ポリイミドテープ２１上にレジストコート３０が形成され、フレキシブル基板テープ３１が完成する。ここで、レジストコート３０は、形成銅箔インナーリード２７やその他の重要な箇所を保護するためのものである。
【００６８】
図５（ｈ）は、図５（ｇ）におけるＤ−Ｄ’矢視断面図である。
以上説明した工程により、フレキシブル基板テープ３１が形成される。そして、この後、フレキシブル基板テープ３１に半導体チップ４３が搭載された後、個々のフレキシブル基板４５が分離されて、半導体装置３００となる。
【００６９】
なお、半導体装置１００および２００におけるフレキシブル基板４５も、フレキシブル基板側凸枠２９の有無の違いはあるが、上記と同様の工程により製造される。
（実施の形態３のまとめ）
以上説明したように、本実施の形態の構成によると、フレキシブル基板４５上において、熱伝導性薄膜２８と形成銅箔インナーリード２７との間に、熱伝導性薄膜２８を囲む形状の凸状の枠であるフレキシブル基板側凸枠２９を設けることにより、放熱用グリース４１が熱伝導性薄膜２８（の回路部１５と対向する部分）よりも外側に必要以上に濡れ広がるのを防ぎ、放熱用グリース４１が電極バンプ４２および形成銅箔インナーリード２７と接触して、回路動作時の電気ショートが引き起こされるリスクを軽減させ、より信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００７０】
＜実施の形態４＞
図６は、本実施の形態に係る半導体装置４００の概略構成を示す断面図である。なお、説明の重複を避けるため、実施の形態１〜３と同じ構成要素については、同符号を付して、その説明を省略する。
【００７１】
半導体装置４００は、半導体装置１００、半導体装置２００、および半導体装置３００と同様に、半導体チップ４３、フレキシブル基板４５、外部放熱板４９、電極バンプ４２、形成銅箔インナーリード２７、熱伝導性薄膜２８、放熱用グリース４１および４６、モールド部４４、レジストコート３０等を備える。
【００７２】
半導体装置４００で特徴的なのは、ガラス系保護膜１１上において、回路部１５が形成されている部分の外側に半導体チップ側凸枠１４が形成されているとともに、フレキシブル基板４５上において、熱伝導性薄膜２８の周囲に、フレキシブル基板側凸枠２９が形成されていることである。
【００７３】
半導体チップ側凸枠１４の内側に放熱用グリース４１が塗布されており、フレキシブル基板４５上に形成された熱伝導性薄膜２８上に濡れ広がりさせて接続している。このとき、放熱用グリース４１は、半導体チップ側凸枠１４により、回路部１５よりも外側に必要以上に濡れ広がって電極バンプ４２と接触しないようになっている。放熱用グリース４１は、さらに、フレキシブル基板側凸枠２９により、熱伝導性薄膜２８（の回路部１５と対向する部分）よりも外側に必要以上に濡れ広がって電極バンプ４２および形成銅箔インナーリード２７と接触しないようになっている。
【００７４】
これにより、回路動作時の電気ショートを引き起こす虞が低減され、より信頼性の高い半導体装置を実現することができる。
（半導体装置４００の組み立て工程）
図７（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態の半導体装置４００の組み立て工程の一部を模式的に示す図であり、図８（ａ）〜（ｃ）は、その続きの工程を模式的に示す図である。
【００７５】
図７（ａ）は、半導体装置４００の半導体チップ４３を示す外観斜視図である。まず、同図に示すように、シリコン基板１０の表面側縁部に複数のボンディングパッド１３がライン状に設けられ、それぞれのボンディングパッド１３上に電極バンプ４２が実装される。
【００７６】
また、シリコン基板１０表面上において、回路部１５が形成されている部分の周囲を囲むように半導体チップ側凸枠１４が形成され、その内側に放熱用グリース４１が塗布される。
【００７７】
なお、同図においては、ボンディングパッド１３は、電極バンプ４２に隠れており、図示されていない。また、シリコン基板１０表面には、ガラス系保護膜１１も形成されているが、同図においては、図示を省略している。以下、図７（ｂ）〜（ｄ）においても同様である。
【００７８】
次に、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、半導体チップ４３と、フレキシブル基板テープ３１を熱圧着により実装する。図７（ｂ）は、実装前の半導体チップ４３とフレキシブル基板テープ３１とを示す一部切欠き斜視図であり、図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示すフレキシブル基板テープ３１と半導体チップ４３を、上下反転させた状態を示す一部切欠き斜視図である。
【００７９】
このとき、半導体チップ４３の半導体チップ側凸枠１４が形成されている側の主面（表面）と、フレキシブル基板テープ３１のフレキシブル基板側凸枠２９が形成されている側の面（表面）とが対向するように実装する。
【００８０】
なお、フレキシブル基板テープ３１は、図５（ａ）〜（ｈ）に示す工程により形成される。
また、上記説明においては、図７（ａ）に示すように、放熱用グリース４１は、半導体チップ側凸枠１４の内側に塗布されるが、これに限られず、フレキシブル基板側凸枠２９内側の熱伝導性薄膜２８上に塗布されてもよい。ここで、半導体チップ４３とフレキシブル基板テープ３１のうち、組み付ける際に下側に位置する方の部材に放熱用グリース４１を塗布すると組み付けの際に放熱用グリース４１の意図しない流れ出し（濡れ広がり）を防ぐことができる。
【００８１】
次に、図７（ｄ）に示すように、フレキシブル基板テープ３１に実装された半導体チップ４３の周囲に液体封止樹脂を塗布した後に熱硬化を行ってモールド部４４を形成する。
そして、図８（ａ）に示すように、フレキシブル基板テープ３１から余分な送りガイド孔２３をプレスカッティングにより切り離した後に、個々のフレキシブル基板４５を製品加工プレスカッティングにより分離して製品加工する。
【００８２】
次に、図８（ｂ）に示すように、フレキシブル基板４５を裏側にし、フレキシブル基板４５の塗布開口孔２２内部に熱伝導部材４６として、放熱用グリースを塗布する。
最後に、図８（ｃ）に示すように、外部放熱板固定ネジ孔２４に固定ネジ４８を通して外部放熱板４９をフレキシブル基板４５に固定して装着する。このとき、フレキシブル基板４５の熱伝導部材４６が塗布された側の面（裏面）に、外部放熱板４９を装着して、半導体装置４００を得る。なお、図８（ｃ）においては、外部放熱板固定ネジ孔２４は固定ネジ４８のネジ頭に隠れて見えない。
【００８３】
ここで、熱伝導部材４６として用いられる放熱用グリースは、熱伝導性薄膜２８と外部放熱板４９とを濡れ広がり接続するのに十分な量が塗布される。これにより、熱伝導性薄膜２８と外部放熱板４９とが熱伝導部材４６により熱的に接続され、放熱用グリース４１および熱伝導性薄膜２８を介して伝導した回路部１５からの熱を、熱伝導部材４６を介して熱伝導性薄膜２８から外部放熱板４９へと伝導させて放熱させることができる。
【００８４】
また、外部放熱板固定孔５０は、半導体装置４００を別の基板等に別の固定ネジで固定するためのものである。
以上説明した組立プロセスにより、本実施の形態に係る半導体装置４００が製造される。
【００８５】
なお、半導体装置１００、２００、３００も、半導体チップ側凸枠１４およびフレキシブル基板側凸枠２９の有無、放熱用グリース４１が塗布されるのが半導体チップ４３側であるかフレキシブル基板４５側であるかといった違いはあるが、上記と同様の工程により製造される。
【００８６】
（実施の形態４のまとめ）
以上説明したように、本実施の形態の構成によると、半導体チップ側凸枠１４に加えてフレキシブル基板側凸枠２９が設けられることにより、放熱用グリース４１が回路部１５および熱伝導性薄膜２８（の回路部１５と対向する部分）よりも外側に必要以上に濡れ広がるのをより効果的に防ぎ、放熱用グリース４１が電極バンプ４２および形成銅箔インナーリード２７と接触して、回路動作時の電気ショートが引き起こされるリスクをさらに軽減させ、さらに信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００８７】
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、上記実施形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の形態や、上記実施形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る半導体装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれ、以下のような変形例を実施することが出来る。なお、説明の重複を避けるため、実施形態１〜４と同じ内容のものについてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。
【００８８】
（１）上記各実施の形態においては、熱伝導性薄膜２８は、銅箔膜であったが、これに限られない。例えば、アルミ等の他の金属箔膜や、熱伝導性樹脂等の他の材料から成る薄膜等を用いても良い。
【００８９】
（２）上記各実施の形態においては、熱伝導部材４６に、放熱用グリースを用いた例について説明したが、これに限られない。例えば、熱伝導性を有する樹脂等の部材を用いても良い。この場合、当該樹脂を、熱伝導性薄膜２８および外部放熱板４９にちょうど接するような形状および大きさとするのが好ましい。これにより、当該樹脂が、熱伝導性薄膜２８を押し上げてフレキシブル基板４５からの剥離を引き起こしたりすることなく、熱伝導性薄膜２８から外部放熱板４９へと熱を伝導し放熱させることができる。
【００９０】
（３）実施の形態２〜４においては、半導体チップ側凸枠１４の形状（平面視した場合の形状）は、図３（ａ）に示すように、四角形である場合を例に説明したが、これに限られない。例えば、三角形や五角形以上の多角形、角丸の多角形でも良いし、楕円等の円形状であってもよく、さらには、回路部１５と電極バンプ４２との間を通り、回路部１５を囲む形状であれば不定形の枠でもよい。
【００９１】
（４）上記、実施の形態２および４においては、半導体チップ側凸枠１４は、例えば、シリコーン樹脂やポリイミド等の樹脂から成るとしたが、これに限られず、銅やアルミ等の金属箔やその他の部材により形成されても良い。なお、半導体チップ側凸枠１４を金属等の導電性の素材を用いて形成する場合には、当該半導体チップ側凸枠１４は、電極バンプ４２およびボンディングパッド１３から離間して設けられるか、もしくは、これらとの間に絶縁部材を介在させるかなどして、これらとの間に電気的絶縁を確保する必要がある。
【００９２】
（５）上記、実施の形態３および４においては、フレキシブル基板側凸枠２９は、銅箔より形成されているが、これに限られず、アルミ等の他の金属箔や樹脂等の他の部材から形成されていてもよい。また、フレキシブル基板側凸枠２９が、樹脂等の絶縁性の部材より成る場合には、必ずしも形成銅箔インナーリード２７から離間して形成されていなくてもよい。
【００９３】
（６）また、フレキシブル基板側凸枠２９の高さは、熱伝導性薄膜２８および形成銅箔インナーリード２７より高くてもよい。この場合、フレキシブル基板側凸枠２９と熱伝導性薄膜２８とが必ずしも互いに離間していなくてもよい。フレキシブル基板側凸枠２９の高さが熱伝導性薄膜２８よりも十分に高い場合には、放熱用グリース４１の放熱用グリース漏れ出し防止効果が十分に得られる。
【００９４】
（７）また、上記、実施の形態３および４においては、フレキシブル基板側凸枠２９はフレキシブル基板４５上に形成されているが、これに限られない。例えば、図９に示す半導体装置５００のように、銅箔より成る熱伝導性薄膜２８に代えて、樹脂薄膜等の絶縁性の部材から成る熱伝導性薄膜２８０が用いられる場合には、熱伝導性薄膜２８０と形成銅箔インナーリード２７とが離間して設けられていなくてもよいため、同図に示すように双方が互いに接触した状態で隣接して形成されていてもよく、フレキシブル基板側凸枠２９０が熱伝導性薄膜２８０上に設けられていてもよい。
【００９５】
また、このような場合、銅箔より成るフレキシブル基板側凸枠２９に代えて、樹脂薄膜等の絶縁性の部材を用いてフレキシブル基板側凸枠２９０を形成すると、当該フレキシブル基板側凸枠２９０を電極バンプ４２および形成銅箔インナーリード２７と接する位置まで広く設けることができ、放熱用グリース４１の量を増加させてより放熱性を高めることができる。これは、同図に示すように、電極バンプ４２が回路部１５に近接して設けられている場合には、より効果的である。
【００９６】
（８）また、図１０に示す半導体装置６００のように、銅箔から成る熱伝導性薄膜２８の上に同じく銅箔から成るフレキシブル基板側凸枠２９１を設けてもよい。この場合、上記実施の形態３および４においてフレキシブル基板側凸枠２９が設けられていたスペースまで熱伝導性薄膜２８を大きく形成することができるため、塗布開口孔２２および熱伝導部材４６のサイズを大きくして、より放熱性を高めることができる。
【００９７】
なお、本変形例においては、熱伝導性薄膜２８は銅箔から成り導電性を有するので、形成銅箔インナーリード２７とは離間して設けられている必要がある。
また、フレキシブル基板側凸枠２９１は、銅箔や他の金属箔等の導電性の部材から形成されてもよいし、樹脂等の絶縁性の部材から形成されても良いが、金属等の導電性の部材を用いる場合には、フレキシブル基板側凸枠２９１は、形成銅箔インナーリード２７および電極バンプ４２から離間して形成され、これらとの間に電気的絶縁が確保される必要がある。なお、フレキシブル基板側凸枠２９１が金属等から形成される場合には、熱伝導性薄膜２８上に形成された金属薄膜からエッチング等により形成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、簡便な構成により、半導体チップをフレキシブル基板に装着する際に回路部が受けるダメージを軽減し、且つ、良好な放熱性を備えることができ、半導体装置の品質・信頼性の向上を図る技術として有用である。
【符号の説明】
【００９９】
１、４３    半導体チップ
１ｃ    電極パッド
１ｄ    ダミー電極
２      テープ状フィルム基板
２ａ    ポリイミド膜
２ｃ    配線リード
２ｅ    放熱用ベタ層
３、４２    電極バンプ
４      放熱用バンプ
５      サスペンション
１０    シリコン基板
１１    ガラス系保護膜
１３    ボンディングパッド
１４    半導体チップ側凸枠
１５    回路部
２１    ポリイミドテープ
２２    塗布開口孔
２３    送りガイド孔
２４    外部放熱板固定ネジ孔
２５    スリット
２６    銅箔ベタ
２７    形成銅箔インナーリード
２８、２８１    熱伝導性薄膜
２９、２９０、２９１    フレキシブル基板側凸枠
３０    レジストコート
３１    フレキシブル基板テープ
４１    放熱用グリース
４２    電極バンプ
４４    モールド部
４５    フレキシブル基板
４６    熱伝導部材
４８    固定ネジ
４９    外部放熱板
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００    半導体装置
【図１】
2012191002.tif 000003
【図２】
2012191002.tif 000004
【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】
2012191002.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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