(57)【要約】      （修正有）【課題】電気絶縁性等の電気的信頼性に加え、より高い放熱性を有し、且つ更なる小型化、多ピン化が可能になり、極めて低コストの半導体装置を提供する。【解決手段】テープキャリアに半導体素子６を搭載し、半導体素子６を封止樹脂１３で封止すると同時に金属放熱板７の貫通孔１４に充填する封止樹脂１３で金属放熱板７もテープキャリアに固着させ、金属放熱板７の裏面ザグリ孔１１に充填した封止樹脂１３でアンカー効果をもたせ、封止樹脂１３に放熱性のあるフィラーを含有することで金属放熱板７への熱伝導性を高め、より高い絶縁性を持ったままでさらに熱伝導性を向上させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体配線を配置したフレキシブルなベース基材と、前記ベース基材のデバイスホールに搭載する半導体素子と、前記デバイスホールに充填して前記半導体素子を封止する封止樹脂と、前記ベース基材に対向して配置する金属放熱板とを備え、
前記金属放熱板が前記デバイスホールに連通する貫通孔を有し、前記封止樹脂を前記デバイスホールおよび前記貫通孔に充填して前記金属放熱板を前記ベース基材に固着させることを特徴とする半導体の実装体。
【請求項２】
前記金属放熱板は、前記貫通孔の一部をなし、かつ前記貫通孔より広い拡幅部を有する孔を備え、前記封止樹脂が前記拡幅部を満たすことを特徴とする請求項１に記載の半導体の実装体。
【請求項３】
前記金属放熱板は、前記ベース基材と対向する面と表裏をなす反対側の主面に、前記貫通孔に連通し、かつ前記貫通孔より広い拡幅部を有する座ぐり孔を備え、前記封止樹脂が前記拡幅部を満たすことを特徴とする請求項１に記載の半導体の実装体。
【請求項４】
前記金属放熱板は、表裏の主面に、前記貫通孔に連通し、かつ前記貫通孔より広い拡幅部を有する座ぐり孔を備え、前記封止樹脂が前記拡幅部を満たすことを特徴とする請求項１に記載の半導体の実装体。
【請求項５】
前記封止樹脂は、電気絶縁性と放熱性を兼ね備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体の実装体。
【請求項６】
前記封止樹脂は、放熱性のあるフィラーを含有することを特徴とする請求項５に記載の半導体の実装体。
【請求項７】
導体配線を配置したフレキシブルなベース基材のデバイスホールに半導体素子を配置し、前記ベース基材に対向して金属放熱板を配置し、前記金属放熱板を表裏に貫通して形成した貫通孔および前記デバイスホールに封止樹脂を充填し、前記封止樹脂で前記金属放熱板を前記ベース基材に固着させることを特徴とする半導体の実装方法。
【請求項８】
前記封止樹脂が前記金属放熱板の前記貫通孔に形成した拡幅部を満たして樹脂アンカー部を形成することを特徴とする請求項７に記載の半導体の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の実装体および実装方法に関し、テレビ等のディスプレイ用途に多用されるテープキャリアパッケージのコストダウン、小型化に有効な構造に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＩＣ部品、半導体製品の多くの製品単価は非常に安く、常にコストダウンを要求されている。そのような中で、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）やＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）等のパッケージに対しても同様に更なるコストダウンや製品の小型化、多ピン化が求められている。
【０００３】
その結果、製品の小型化に伴って、半導体素子上で局所的に発生する発熱量は増大傾向にある。発熱、蓄熱は回路等の耐久性に悪影響を及ぼすので、半導体の実装体には電気絶縁性等の電気的信頼性に加えて、従来よりも高い放熱性が要求される。
【０００４】
放熱方法としては、熱伝導性が高い金属性フィンや金属放熱板と、半導体素子とを接触させて取り付ける方法が一般化している。しかしながら、コスト的に見合わない場合が多くある。
【０００５】
図６は、一般的なテープキャリアを示す平面図である。図７は、図６のテープキャリアに半導体素子および金属放熱板を装着したＴＣＰの平面図である。図８は、図７におけるＣ−Ｃ´断面図である。
【０００６】
図６〜図８に示すように、一般的なテープキャリア１０１は、ポリイミドフィルム等のフィルム基材１０２の上に導体パターン１０３を設け、導体パターン１０３をソルダーレジスト１０４で被覆したものであり、アウターリード１０５がソルダーレジスト１０４から露出している。導体パターン１０３は、一端がフィルム基材１０２のデバイスホール１０２ａの内側に突出するインナーリード（フライングリード）１０３ａと、フィルム基材１０２の上に延在するパターンリード１０４ｂと、ソルダーレジスト１０４から露出する前述のアウターリード１０５からなる。
【０００７】
このテープキャリア１０１のデバイスホール１０２ａに半導体素子１０６を配置し、ＩＬＢ（Ｉｎｎｅｒ  Ｌｅａｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）により半導体素子１０６とインナーリード１０３ａとを接続し、インナーリード１０３ａの保護のためにデバイスホール１０２ａにアンダーフィル樹脂１１３（もしくは非導電性ペースト）を充填し、テープキャリア１０１と半導体素子１０６とのギャップを埋めるアンダーフィル樹脂１１３で半導体素子１０６を封止してＴＣＰ１０８を形成する。アンダーフィル樹脂１１３はデバイスホール１０２ａの周辺のテープキャリア１０１の表面上まで延在する。
【０００８】
金属放熱板１０７は、半導体素子１０６に対応する搭載位置に凹部１０７ａを有しており、凹部１０７ａに放熱グリス１１２を塗布してＴＣＰ１０８に装着する。すなわち、放熱グリス１１２を介してＴＣＰ１０８の半導体素子１０６の裏面に金属放熱板１０７を押し付けながら、粘着テープ１０９を用いてフィルム基材１０２と金属放熱板１０７とを互いに固着させる。ＴＣＰ１０８と金属放熱板１０７とにはあらかじめ開口穴１１０が形成してあり、開口穴１１０の周囲にランド１１０ａを形成したＴＣＰ１０８の上面側からネジ等の締結部材１１１を取り付け、締結部材１１１でＴＣＰ１０８と金属放熱板１０７とを締結して金属放熱板を装着したＴＣＰを完成させる。
【特許文献１】特開２００６−２４３７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の従来の構成では、ＴＣＰ１０８上面から開口穴１１０にネジ等の締結部材１１１を挿入し、締結部材１１１でＴＣＰ１０８に金属放熱板１０７を取り付ける際に、締結部材１１１の締め付けが強過ぎるとフィルム基材１０２が変形することがあり、このためにフィルム基材１０２上の導体パターン１０３が変形し、または断線するという課題があった。
【００１０】
また、金属放熱板１０７の凹部１０７ａにおいて半導体素子１０６の周囲は放熱グリス１１２を除いて空洞であり、半導体素子１０６で発生する熱は、主として放熱グリス１１２を介して金属放熱板１０７に伝導する。このため、放熱グリス１１２と金属放熱板１０７との接触面積および放熱グリス１１２と半導体素子１０６との接触面積の多寡が放熱性に影響する要素となる。
【００１１】
しかしながら、金属放熱板１０７の凹部１０７ａに放熱グリス１１２を塗布する際に、放熱グリス１１２の塗布量の管理が難しく、放熱グリス１１２の塗布量が過少である場合には、前述の接触面積の不足により放熱性が悪化するという課題があった。
【００１２】
また、フィルム基材１０２に開口孔１１０を設けるために、開口孔１１０の存在によって導体パターン１０３の配線の引き回しのための領域が減少し、パッケージの小型化や多ピン化に適していないという課題があった。
【００１３】
本発明は上記した課題を解決するものであり、ＴＣＰと金属放熱板とをネジ等の締結部材を用いずに取り付けることができ、かつ優れた放熱性を実現でき、さらには生産設備を少なくすることで低コスト化が可能になり、パッケージの小型化や多ピン化に対応可能となり、かつ信頼性を確保し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】
【００１４】
上記した課題を解決するために、本発明の半導体の実装体は、導体配線を配置したフレキシブルなベース基材と、前記ベース基材のデバイスホールに搭載する半導体素子と、前記デバイスホールに充填して前記半導体素子を封止する封止樹脂と、前記ベース基材に対向して配置する金属放熱板とを備え、前記金属放熱板が前記デバイスホールに連通する貫通孔を有し、前記封止樹脂を前記デバイスホールおよび前記貫通孔に充填して前記金属放熱板を前記ベース基材に固着させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の半導体の実装体において、前記金属放熱板は、前記貫通孔の一部をなし、かつ前記貫通孔より広い拡幅部を有する孔を備え、前記封止樹脂が前記拡幅部を満たすことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の半導体の実装体において、前記金属放熱板は、前記ベース基材と対向する面と表裏をなす反対側の主面に、前記貫通孔に連通し、かつ前記貫通孔より広い拡幅部を有する座ぐり孔を備え、前記封止樹脂が前記拡幅部を満たすことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の半導体の実装体において、前記金属放熱板は、表裏の主面に、前記貫通孔に連通し、かつ前記貫通孔より広い拡幅部を有する座ぐり孔を備え、前記封止樹脂が前記拡幅部を満たすことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の半導体の実装体において、前記封止樹脂は、電気絶縁性と放熱性を兼ね備えることを特徴とする。
また、本発明の半導体の実装体において、前記封止樹脂は、放熱性のあるフィラーを含有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の半導体の実装方法は、導体配線を配置したフレキシブルなベース基材のデバイスホールに半導体素子を配置し、前記ベース基材に対向して金属放熱板を配置し、前記金属放熱板を表裏に貫通して形成した貫通孔および前記デバイスホールに封止樹脂を充填し、前記封止樹脂で前記金属放熱板を前記ベース基材に固着させることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の半導体の実装方法は、前記封止樹脂が前記金属放熱板の前記貫通孔に形成した拡幅部を満たして樹脂アンカー部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明の半導体の実装体は、封止樹脂が半導体素子を封止するとともに、半導体素子を搭載したベース基材と金属放熱板とを固着させるので、金属放熱板を取り付ける際に、ネジ等の締結部材が不要となり、ネジの締め付けに起因するベース基材の変形、基材上の導体パターンの変形および断線といった現象が無くなり、且つネジ等の締結部材の配置領域をなくして小型化、多ピン化が可能になる。さらに、放熱グリスが不要となり、低コスト化を実現できる。
【００２２】
半導体素子が、その全周囲において封止樹脂に接し、金属放熱板が貫通孔および拡幅部の全内壁面で封止樹脂と当接することで優れた放熱性を実現できる。また、封止樹脂に放熱性のあるフィラーを含有することで金属放熱板への熱伝導性を高めて、より高い絶縁性を持ったままでさらに熱伝導性を向上させることができる。
【００２３】
よって、電気絶縁性等の電気的信頼性に加え、より高い放熱性を有し、且つ更なる小型化、多ピン化が可能になり、極めて低コストで半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるテープキャリアを示す平面図である。図２は、本発明の実施の形態１における金属放熱板の平面図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ´断面図である。図４は、本発明の実施の形態１におけるテープキャリアに金属放熱板を装着したＴＣＰを示す平面図である、図５は、図４におけるＢ−Ｂ´断面図である。
【００２５】
図１〜図５において、１はテープキャリア、２はフィルム基材、２ａはデバイスホール、３は導体パターン、３ａはパターンリード、４はソルダーレジスト、５はアウターリード、６は半導体素子、７は金属放熱板、８はＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）、９は粘着テープ、１０は金属放熱板の半導体素子搭載用座ぐり孔、１１は金属放熱板の裏面座ぐり孔、１２はインナーリード、１３は樹脂、１４は金属放熱板の貫通孔を各々示している。
【００２６】
図１〜図５に示すように、テープキャリア１は、ポリイミドフィルム等のフィルム基材２の上に導体パターン３を設け、導体パターン３をソルダーレジスト４で被覆したものであり、アウターリード５がソルダーレジスト４から露出している。
【００２７】
導体パターン３は、一端がフィルム基材２のデバイスホール２ａの内側に突出するインナーリード（フライングリード）１２と、フィルム基材２の上に延在するパターンリード３ａと、ソルダーレジスト４から露出する前述のアウターリード５からなる。
【００２８】
図２および図３に示すように、金属放熱板７は、表裏の主面間を貫通する貫通孔１４を有し、テープキャリア１に対向する主面に半導体素子搭載用座ぐり孔１０を有し、テープキャリア１と対向する主面と表裏をなす反対側の主面に裏面座ぐり孔１１を有している。
【００２９】
半導体素子搭載用座ぐり孔１０は半導体素子６を格納するためのもので、貫通孔１４の一部なすとともに、貫通孔１４より広い拡幅部に、後述する樹脂アンカー部を受け止める座１０ａを形成している。裏面座ぐり孔１１は貫通孔１４の一部をなすとともに、貫通孔１４より広い拡幅部に、後述する樹脂アンカー部を受け止める座１１ａを形成している。
【００３０】
図４および図５に示すＴＣＰ８の製造工程では、最初に、テープキャリア１のデバイスホール２ａに半導体素子６を配置し、インナーリード１２に半導体素子６をボンディングする。
【００３１】
次に、テープキャリア１の裏面側に対向して金属放熱板７を配置し、テープキャリア１に実装した半導体素子６を金属放熱板７の半導体素子搭載用座ぐり孔１０に格納するように金属放熱板７を位置合わせし、粘着テープ９でテープキャリア１の下部に金属放熱板７を固着する。
【００３２】
次に、テープキャリア１のデバイスホール２ａおよび金属放熱板７の半導体素子搭載用座ぐり孔１０、貫通孔１４、裏面座ぐり孔１１に封止用の封止封止樹脂１３を充填し、テープキャリア１および金属放熱板７と半導体素子６とのギャップを封止封止樹脂１３で埋める。封止封止樹脂１３の硬化により半導体素子６を封止して実装体としてのＴＣＰ８を形成する。
【００３３】
封止封止樹脂１３は、デバイスホール２ａの周辺のテープキャリア１の表面上まで延在して樹脂アンカー部をなし、半導体素子搭載用座ぐり孔１０を満たして拡幅部の座１０ａに当接する部位が樹脂アンカー部を形成し、さらに、裏面座ぐり孔１１を満たして拡幅部の座１１ａに当接する部位がアンカーとして機能することで、テープキャリア１と金属放熱板７とを締結する。
【００３４】
よって、半導体素子６を封止封止樹脂１３で封止する同時に金属放熱板７とテープキャリア１との固着が可能になり、従来のように、テープキャリア１と金属放熱板７とを締結するためのネジ等の締結部材が不要となるとともに、ネジ等の締結部材を用いての取り付け工程が不要となる。
【００３５】
このため、従来において課題であった、ネジ等の締結部材の締め付けに起因するフィルム基材２の変形が生じず、導体パターン３の変形、断線の現象が無くなる。また、従来において必要であったネジ等の締結部材を配置するための開口孔をテープキャリア１に設ける必要がなくなるので、導体パターン３の配線引き回しのための領域が広くなり、ＴＣＰ８の多ピン化、小型化が可能になる。
【００３６】
本実施の形態では、金属放熱板７の表裏面に貫通孔１４より広い拡幅部を形成し、拡幅部の座１０ａ、１１ａで封止樹脂１３の樹脂アンカー部を受け止めた。しかしながら、拡幅部は貫通孔１４の軸心方向の途中位置に形成することも可能である。また、半導体素子搭載用座ぐり孔１０、貫通孔１４、裏面座ぐり孔１１の形状は本実施の形態に示すものに限らず、種々の形状とすることが可能である。
【００３７】
従来においては、図８に示すように、放熱グリス１１２を用いるために、半導体素子１０６の半分程度がアンダーフィル樹脂１１３から露出していた。しかしながら、本実施の形態では、熱硬化樹脂などの接着性のある封止樹脂１３を充填し、封止樹脂１３により半導体素子６の全周囲を保持して強固に固定できる。
【００３８】
また、半導体素子６で発生する熱が封止樹脂１３を介して放熱板７に伝導するに際して、半導体素子６の周囲と放熱板７との間を封止樹脂１３が満たすことで、半導体素子６と封止樹脂１３との接触面積および放熱板７と半導体素子６との接触面積を十分に確保することができ、十分な放熱性を実現できる。
【００３９】
さらに、金属放熱板７の半導体素子搭載用座ぐり孔１０、貫通孔１４、裏面座ぐり孔１１の内壁面はエッチング等により粗面仕上げとすることで、封止樹脂１３との接合強度が増すとともに、封止樹脂１３との界面における熱伝導性が向上する。
【００４０】
また、ここで使用する封止樹脂１３に放熱性のあるフィラーを含有することで金属放熱板７への熱伝導性を向上させることができる。このフィラーとしては、例えば特開２００５−３０６７１８において公知の無機フィラーを多く充填することにより、高い絶縁性を持ったままで、さらに熱伝導性を向上させて優れた放熱性を実現できる。
【００４１】
また、従来のような、ネジ等の締結部材を用いての取り付け工程が不要となり、かつ放熱グリス塗布工程がなくなるので、極めて低コストでの実装体を作成することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の半導体の実装体によれば、電気絶縁性等の電気的信頼性に加え、より高い放熱性を備えたＴＣＰを形成することが可能になり、テレビ等のディスプレイ用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるテープキャリアの平面図
【図２】本発明の実施の形態１における金属放熱板の平面図
【図３】図２におけるＡ−Ａ´断面図
【図４】本発明の実施の形態１における金属放熱板付きＴＣＰの平面図
【図５】図４におけるＢ−Ｂ´断面図
【図６】一般的なテープキャリアの平面図
【図７】従来の金属放熱板付のＴＣＰの平面図
【図８】図７におけるＣ−Ｃ´断面図
【符号の説明】
【００４４】
１、１０１  テープキャリア
２、１０２  フィルム基材
２ａ、１０２ａ  デバイスホール
３、１０３  導体パターン
３ａ、１０３ｂ  パターンリード
４、１０４  ソルダーレジスト
５、１０５  アウターリード
６、１０６  半導体素子
７、１０７  金属放熱板
８、１０８  ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）
９、１０９  粘着テープ
１０  金属放熱板の半導体素子搭載用座ぐり孔
１１  金属放熱板の裏面座ぐり孔
１２、１０３ａ  インナーリード
１３  封止樹脂
１４  金属放熱板の貫通孔
１０７ａ  凹部
１１０  開口孔
１１１  ネジ等の締結部材
１１２  放熱グリス
１１３  アンダーフィル樹脂
【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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