(57)【要約】【課題】製造コストを増加させることなく剥離を防止することができる半導体パッケージを得る。【解決手段】ガラエポ積層基板１は基材樹脂部２を有する。半導体チップ３の下面が基材樹脂部２の上面にダイボンディングペースト４で接着されている。半導体チップ３の直下の少なくとも一部の領域においてダイボンディングペースト４が基材樹脂部２の上面に直接接着されている。これにより、接着強度を向上させることができる。ダイボンディングペースト４に吸湿された水分が基材樹脂部２へ逃げることができるため、水分の抜けを向上することができる。半導体チップ３と基材樹脂部２よりも熱膨張係数が大きいダイパッドが無い方が熱膨張係数の差が小さくなるため、反りを緩和することができる。この結果、製造コストを増加させることなく剥離を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材樹脂部を有するガラエポ積層基板と、
下面が前記基材樹脂部の上面にダイボンディングペーストで接着された半導体チップとを備え、
前記半導体チップの直下の少なくとも一部の領域において前記ダイボンディングペーストが前記基材樹脂部の上面に直接接着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】
前記半導体チップの直下において金属で構成されたダイパッドが存在しないことを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
前記ガラエポ積層基板は、前記基材樹脂部よりも下層に設けられた金属パターンを有し、
前記基材樹脂部を貫通して前記基材樹脂部の上面から前記金属パターンに達する穴が設けられ、
前記穴に前記ダイボンディングペーストが充填されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
前記ガラエポ積層基板は、前記基材樹脂部よりも下層に設けられた金属パターンと、前記基材樹脂部を貫通して前記金属パターンに接続された金属の構造体とを有することを特徴とする請求項２に記載の半導体パッケージ。
【請求項５】
前記半導体チップの直下に配置され、金属で構成されたダイパッドを備え、
前記半導体チップの直下の一部の領域には前記ダイパッドが存在しないことを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項６】
前記基材樹脂部の前記上面に対して垂直方向から見た平面視において、前記ダイパッドは前記半導体チップの外周より内側に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体パッケージ。
【請求項７】
前記ダイパッドは互いに分離した複数のパッド部を有することを特徴とする請求項６に記載の半導体パッケージ。
【請求項８】
前記基材樹脂部の前記上面に対して垂直方向から見た平面視において、前記ダイパッドは中央が開口した枠形状であることを特徴とする請求項５に記載の半導体パッケージ。
【請求項９】
前記ダイパッドの表面にＡｕめっきが施されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の半導体パッケージ。
【請求項１０】
前記ダイボンディングペーストは導電性の樹脂タイプであることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項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、ガラエポ積層基板を用いた半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体パッケージでは、ガラエポ積層基板上に金属のダイパッドが形成され、そのダイパッド上に半導体チップが接着固定されモールド樹脂で封止されている。半導体チップを接着固定する場合、まず銀ダイボンディングペーストなどのダイボンディングペーストを転写方式又はディスペンス方式によりダイパッドに塗布する。次に、所定の荷重を加えて半導体チップをダイパッドに接着固定する。押圧によりダイボンディングペーストが半導体チップ接着面全体へ均一に広がるように半導体チップサイズに応じてダイボンディングペースト塗布形状を調整している。
【０００３】
ダイボンディングペーストがダイパッドからはみ出さないように、ダイパッドのサイズは半導体チップよりも一回り大きい。このため、ダイパッドがダイボンディングペーストと接着する領域とダイパッドがモールド樹脂と接着する領域ができる。ダイパッドの表面には酸化防止を目的としてＡｕめっきが施される。
【０００４】
ダイボンディングペーストとダイパッドとの接着性は、ダイパッド表面に施されているＡｕめっきにより阻害される。その結果、温度サイクル等のストレスによりダイボンディングペーストがダイパッドから剥離する場合がある。これはＡｕが化学的に高い安定性を持ち、ダイボンディングペーストとの接着性が良くないことに起因する。同様にモールド樹脂とダイパッドとの接着性がＡｕめっきにより阻害され、モールド樹脂がダイパッドから剥離する場合がある。これに対してダイパッド表面に粗面処理により微小な凹凸を形成し、接着面積の拡大とアンカー効果により接着力を向上することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１６３４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の技術では、ダイパッドへの粗面処理が必要になるので製造コストが増加してしまう。また、ダイボンディングペーストに吸湿された水分の抜けがＡｕめっきにより阻害されるので、基板側へは水分が逃げない。このため、吸湿された水分が半導体パッケージを実装する際の加熱により急激に膨張して、ダイボンディングペーストがダイパッドから剥離する場合がある。また、半導体チップとダイパッドの熱膨張係数の違いにより半導体パッケージの反りが生じる。反りによる内部応力がダイボンディングペーストの接着力を上回ると、半導体チップがダイパッドから剥離する場合がある。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は製造コストを増加させることなく剥離を防止することができる半導体パッケージを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る半導体パッケージは、基材樹脂部を有するガラエポ積層基板と、下面が前記基材樹脂部の上面にダイボンディングペーストで接着された半導体チップとを備え、前記半導体チップの直下の少なくとも一部の領域において前記ダイボンディングペーストが前記基材樹脂部の上面に直接接着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、半導体チップの直下の少なくとも一部の領域においてダイボンディングペーストがダイパッドを介さずに基材樹脂部の上面に直接接着されている。これにより、接着強度を向上させることができる。また、ダイボンディングペーストに吸湿された水分が基材樹脂部へ逃げることができるため、水分の抜けを向上することができる。また、材料の熱膨張係数が半導体チップ＜基材樹脂部＜ダイパッドの順に大きくなり、ダイパッドが無い方が熱膨張係数の差が小さくなるため、反りを緩和することができる。この結果、製造コストを増加させることなく剥離を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る半導体パッケージを示す平面図である。
【図３】比較例に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図４】比較例に係る半導体パッケージを示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る半導体パッケージを示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る半導体パッケージを示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る半導体パッケージを示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る半導体パッケージの製造工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る半導体パッケージの製造工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る半導体パッケージの製造工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態５に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係る半導体パッケージを示す平面図である。
【図１６】本発明の実施の形態６に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態６に係る半導体パッケージを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態に係る半導体パッケージについて図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体パッケージを示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る半導体パッケージを示す平面図である。
【００１３】
ガラエポ積層基板１は基材樹脂部２を有する。半導体チップ３の下面が基材樹脂部２の上面にダイボンディングペースト４で接着されている。ダイボンディングペースト４は銀ダイボンディングペースト又は導電性の樹脂タイプである。半導体チップ３はモールド樹脂５で封止されている。半導体チップ３の直下には金属で構成されたダイパッドが存在せず、半導体チップ３の直下においてダイボンディングペースト４がダイパッド６を介さずに基材樹脂部２の上面に直接接着されている。
【００１４】
続いて本実施の形態の効果を比較例と比較して説明する。図３は、比較例に係る半導体パッケージを示す断面図である。図４は、比較例に係る半導体パッケージを示す平面図である。ガラエポ積層基板１上に金属のダイパッド６が形成され、そのダイパッド６上に半導体チップ３が接着固定されている。ダイパッド６のサイズは半導体チップ３よりも一回り大きいため、ダイパッド６がダイボンディングペースト４と接着する領域とダイパッド６がモールド樹脂５と接着する領域ができる。
【００１５】
しかし、比較例では、ダイボンディングペースト４とダイパッド６との接着性がダイパッド６表面に施されているＡｕめっきにより阻害されるため、温度サイクル等のストレスによりダイボンディングペースト４がダイパッド６から剥離する場合がある。同様にモールド樹脂５とダイパッド６との接着性がＡｕめっきにより阻害され、モールド樹脂５がダイパッド６から剥離する場合がある。
【００１６】
また、ダイボンディングペースト４に吸湿された水分の抜けがＡｕめっきにより阻害されて基板側へ水分が逃げないため、半導体パッケージを実装する際の加熱により吸湿された水分が急激に膨張してダイボンディングペースト４がダイパッド６から剥離する場合がある。また、半導体チップ３とダイパッド６の熱膨張係数の違いにより半導体パッケージの反りが生じ、半導体チップ３がダイパッド６から剥離する場合がある。
【００１７】
これに対して、本実施の形態では、半導体チップ３の直下においてダイボンディングペースト４がダイパッド６を介さずに基材樹脂部２の上面に直接接着されている。ダイボンディングペースト４と基材樹脂部２との接着強度はダイボンディングペースト４とダイパッド６との接着強度よりも高い。また、モールド樹脂５と基材樹脂部２との接着強度はモールド樹脂５とダイパッド６との接着強度よりも高い。従って、本実施の形態では比較例に比べて接着強度を向上させることができる。
【００１８】
また、ダイボンディングペースト４に吸湿された水分が基材樹脂部２へ逃げることができるため、比較例に比べて水分の抜けを向上することができる。また、材料の熱膨張係数が半導体チップ３＜基材樹脂部２＜ダイパッド６の順に大きくなるので、ダイパッド６が無い本実施の形態の方が比較例よりも熱膨張係数の差が小さくなるため、反りを緩和することができる。この結果、本実施の形態では製造コストを増加させることなく剥離を防止することができる。
【００１９】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る半導体パッケージを示す断面図である。図６は、本発明の実施の形態２に係る半導体パッケージを示す平面図である。実施の形態１と同様に半導体チップ３の直下には金属で構成されたダイパッドが存在しない。さらに、ガラエポ積層基板１は、基材樹脂部２よりも下層に設けられた金属パターン７を有する。基材樹脂部２を貫通して基材樹脂部２の上面から金属パターン７に達する穴８が設けられている。ダイボンディングペースト４が基材樹脂部２と接着すると同時に穴８に充填されて金属パターン７に接着されている。
【００２０】
この穴８に充填されたダイボンディングペースト４を介して半導体チップ３の熱を金属パターン７に逃がすことができるため、放熱性を更に向上することができる。その他、実施の形態１と同様にダイパッドが存在しないことによるダイボンディングペースト４とモールド樹脂５の接着力向上、吸湿された水分の抜け向上、反りの緩和により製造コストを増加させることなく剥離を防止することができる。
【００２１】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係る半導体パッケージを示す断面図である。図８は、本発明の実施の形態３に係る半導体パッケージを示す平面図である。ガラエポ積層基板１は、基材樹脂部２よりも下層に設けられた金属パターン７と、基材樹脂部２を貫通して金属パターン７に接続された銅などの金属の構造体９とを有する。ダイボンディングペースト４が金属の構造体９に接着されている。
【００２２】
半導体チップ３の熱を逃がす経路として金属の構造体９はダイボンディングペースト４よりも熱伝導率が高いため、放熱性を更に向上することができる。また、実施の形態２では穴８にダイボンディングペースト４を充填する際にボイドが発生して熱伝導性が低下する可能性があるが、本実施の形態では金属の構造体９を用いているのでボイドは発生せず、熱伝導性の低下を防止することができる。その他、実施の形態１と同様にダイパッドが存在しないことによるダイボンディングペースト４とモールド樹脂５の接着力向上、吸湿された水分の抜け向上、反りの緩和により製造コストを増加させることなく剥離を防止することができる。
【００２３】
実施の形態４．
図９は、本発明の実施の形態４に係る半導体パッケージを示す断面図である。図１０は、本発明の実施の形態４に係る半導体パッケージを示す平面図である。半導体チップ３の直下に金属で構成されたダイパッド６が配置されている。半導体チップ３はダイパッド６と基材樹脂部２の両方に接着固定されている。
【００２４】
ダイパッド６は半導体チップ３よりも面積が小さく形状は任意である。基材樹脂部２の上面に対して垂直方向から見た平面視においてダイパッド６は半導体チップ３の外周より内側に配置されている。従って、半導体チップ３の直下の一部の領域において、ダイパッド６が存在せず、ダイボンディングペースト４が基材樹脂部２の上面に直接接着されている。ダイパッド６の表面にＡｕめっきが施されている。
【００２５】
図１１〜１３は、本発明の実施の形態４に係る半導体パッケージの製造工程を示す断面図である。まず、図１１に示すようにダイボンディングペースト４を転写方式又はディスペンス方式によりダイパッド６に塗布する。次に、図１２に示すように、半導体チップ３を所定の荷重でダイパッド６に押圧する。これにより、ダイボンディングペースト４は半導体チップ３とダイパッド６又は基材樹脂部２との間に挟まれるため変形する。次に、図１３に示すようにダイボンディングペースト４がダイパッド６からはみ出て基材樹脂部２と接着する。その後、半導体チップ３をモールド樹脂５で封止する。
【００２６】
本実施の形態では、半導体チップ３の直下の一部の領域においてダイボンディングペースト４がダイパッド６を介さずに基材樹脂部２の上面に直接接着されている。ダイボンディングペースト４と基材樹脂部２との接着強度はダイボンディングペースト４とダイパッド６との接着強度よりも高い。また、モールド樹脂５と基材樹脂部２との接着強度はモールド樹脂５とダイパッド６との接着強度よりも高い。従って、本実施の形態では接着強度を向上させることができる。
【００２７】
また、半導体チップ３の直下のダイパッド６が存在しない一部の領域においてダイボンディングペースト４に吸湿された水分が基材樹脂部２へ逃げることができるため、水分の抜けを向上することができる。また、熱膨張係数が大きいダイパッド６の面積が減少し基材樹脂部２の面積が増加した分だけ熱膨張係数の差が小さくなるため、反りを緩和することができる。この結果、実施の形態１と同様に製造コストを増加させることなく剥離を防止することができる。
【００２８】
実施の形態５．
図１４は、本発明の実施の形態５に係る半導体パッケージを示す断面図である。図１５は、本発明の実施の形態５に係る半導体パッケージを示す平面図である。ダイパッド６は互いに分離した複数のパッド部６ａを有する。パッド部６ａの形状と分割数は任意である。その他の構成は実施の形態４と同様である。
【００２９】
ダイボンディングペースト４は分離したパッド部６ａのすき間に充填されて基材樹脂部２と接着する。そして、ダイパッド６の総面積が減少した分だけダイボンディングペースト４が基材樹脂部２と接着する領域の面積が増加するので接着強度が向上する。また、吸湿された水分がパッド部６ａのすき間を通って基板側へと逃げることができるので、水分の抜けを向上することができる。また、熱膨張係数の高いダイパッド６の面積が減少した分だけダイパッド６と半導体チップ３との熱膨張係数差に起因する応力の総和が減少するので、反りを緩和することができる。その他、実施の形態４と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
実施の形態６．
図１６は、本発明の実施の形態６に係る半導体パッケージを示す断面図である。図１７は、本発明の実施の形態６に係る半導体パッケージを示す平面図である。基材樹脂部２の上面に対して垂直方向から見た平面視において、ダイパッド６は中央が開口した枠形状である。その他の構成は実施の形態４と同様である。
【００３１】
ダイボンディングペースト４はダイパッド６の中央の開口に充填されて基材樹脂部２と接着する。そして、ダイパッド６の総面積が減少した分だけダイボンディングペースト４が基材樹脂部２と接着する領域の面積が増加するので接着強度が向上する。また、吸湿された水分がダイパッド６の中央の開口を通って基板側へと逃げることができるので、水分の抜けを向上することができる。また、熱膨張係数の高いダイパッド６の面積が減少した分だけダイパッド６と半導体チップ３との熱膨張係数差に起因する応力の総和が減少するので、反りを緩和することができる。その他、実施の形態４と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  ガラエポ積層基板、２  基材樹脂部、３  半導体チップ、４  ダイボンディングペースト、６  ダイパッド、６ａ  複数のパッド部、７  金属パターン、８  穴、９  金属の構造体
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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