半导体封装件的制作方法_2

文档序号:9549479阅读:来源:国知局
[0045]以覆盖第二电路基板21和第二半导体元件22的方式配置密封树脂23。密封树脂23保护第二半导体元件22与第二电路基板21的上部,以免水分、杂质从外部混入,并防止第二电路基板21的翘曲。作为密封树脂23,可以使用环氧树脂、氰酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂等。
[0046]电极配置在第一电路基板11的下侧,并经由配置于上述电极的焊料球35与安装层叠型半导体封装件100的外部的安装基板连接。
[0047](用于减少从下侧半导体元件向上侧半导体元件的传热的结构)
[0048]在本发明的实施方式一的层叠型半导体封装件100中,导热材料14配置于第一半导体元件12上和第一半导体元件12的周边的第一电路基板11的一部分。另外,在第一电路基板11配置导热通孔(thermal via) 15,导热材料14与导热通孔15直接连接或经由电极连接。
[0049]图2是本发明的实施方式一的层叠型半导体封装件100的、从上侧观察第一半导体封装件10的俯视图。在矩形形状的第一半导体封装件10的外围周边,将多个接合用电极端子17在上下左右分别各配置两列。另外,导热材料14以由配置在第一半导体封装件10的外围附近的多个接合用电极端子17所包围的方式配置在上述多个接合用电极端子17的内侧的区域。
[0050]在此,虚线12a所包围的部分表示配置第一半导体元件12的位置,矩形形状的第一半导体元件12配置在第一半导体封装件10的中央。因此可知,导热材料14配置为比配置第一半导体元件12的部分更宽广,以便完全覆盖配置第一半导体元件12的部分。由于第一半导体元件12呈矩形形状,且矩形形状的导热材料14以包围上述第一半导体元件12的方式配置,因此配置导热材料14而未配置第一半导体元件12的区域50形成为中空的矩形形状。
[0051]以虚线15a示出的圆表示配置有导热通孔15的部位。导热通孔15被配置在区域50的各顶点附近和各边的中央附近总共8个部位,但导热通孔15的配置数量和在区域50内的位置并不局限于此。
[0052]下文对导热材料14的材料和形成方法进行详细说明。
[0053]导热材料14优选使用碳纤维预浸料(carbon fiber prepreg)、碳纤维片材、石墨等。在此,导热材料14在传热方向上具有各向异性,当导热材料14被形成在第一半导体元件12及其周边的第一电路基板11上时,优选面方向(图1中的横向)的传热性比厚度方向(图1中的纵向)的传热性高。
[0054]在使用碳纤维预浸料作为导热材料14时,将碳纤维预浸料载置在第一半导体元件12及其周边的第一电路基板11上,将碳纤维预浸料进行加压冲压而成形至规定厚度后,进行加热处理。在冲压时,为了排除孔隙(void),优选采用真空冲压或真空层压。在冲压后进行加热处理时,碳纤维预浸料沿着第一半导体元件12和第一电路基板11的台阶差、形成在配置有导热通孔15的部分的第一电路基板11上的凹部等而变形并粘接(参照图1)。
[0055]在使用碳纤维片材或碳纤维预浸料作为导热材料14时,首先,在第一半导体元件12及其周边的第一电路基板11上形成由粘接膜等构成的粘接层(未图示)。然后,将以固化状态而供给的碳纤维片材或碳纤维预浸料载置并粘接在形成有粘接层的第一半导体元件12及其周边的第一电路基板11上。为了防止碳纤维片材或碳纤维预浸料的纤维因第一半导体元件12和第一电路基板11所形成的台阶差而折断,纤维优选采用不织布,而不是纺织布。
[0056]下文说明导热通孔15的形成方法。
[0057]首先,利用蚀刻等在构成第一电路基板11的各布线基板的规定位置形成通孔(via) ο然后,将由金属镀敷或蚀刻等形成的金属材料填埋在通孔内。将在各布线基板的规定位置形成的金属材料层叠而形成导热通孔15。
[0058]参照图1,在导热通孔15的上侧形成布线18,在下侧形成导电部件19。布线18和导电部件19使用金属材料。在此情况下,导热材料14和导热通孔15经由布线18连接。也可以在导热通孔15的上侧不形成布线18而将导热材料14与导热通孔15直接连接。在任一种情况下,在导热材料14使用碳纤维片材或碳纤维预浸料的情况下,粘接层都必不可少,所以导热材料14和导热通孔15还经由粘接层连接。
[0059]另外,也可以配置成在构成第一电路基板11的各布线基板上配置电源层(powerplane)或接地层(ground plane),将导热通孔15与电源层或接地层连接。如果电源层和接地层不会因导热通孔15和导热材料14而短路,则可以使一些导热通孔15与电源层连接,而使另一些导热通孔15与接地层连接。
[0060]在本发明实施方式一的层叠型半导体封装件100中,通过在第一半导体元件12上及其周边的上述第一电路基板11上配置导热材料14,能够将第一半导体元件12的上表面的发热更积极地传热至第一电路基板11。因而,能够减少从第一半导体元件12向配置在第一半导体封装件10上侧的第二半导体封装件20的第二半导体元件22的传热,能够抑制第二半导体元件22的动作不良。
[0061]另外,在导热材料14使用面方向上的传热性高的材料的情况下,由于能够使第一半导体元件12的上表面的发热更积极地在面方向上传热,所以能够进一步减少向第二半导体元件22的传热。
[0062]另外,在第一电路基板11上配置导热通孔15,使导热材料14与导热通孔15连接,据此能够经由导热材料14和导热通孔15将第一半导体元件12上表面的发热传递至第一电路基板11。特别地,如果采用在导热通孔15的下侧配置导电部件19和焊料球35的结构,则能够向载置层叠型半导体封装件100的其它支撑基板传热。通过采用这种构成,能够使热量更加向第一电路基板11或层叠型半导体封装件100的外部逃逸,所以能够进一步减少从第一半导体元件12向第二半导体元件22的传热。
[0063]另外,在采用将导热通孔15配置在第一电路基板11上,将电源层或接地层配置在构成第一电路基板11的布线基板上,将导热通孔15与电源层或接地层连接的结构的情况下,能够利用电源层或接地层将第一半导体元件12的热量向整个第一电路基板11扩散。通过采用这样的结构,也可以进一步减少从第一半导体元件12向第二半导体元件22的传热。
[0064](实施方式一的变形例一)
[0065]参照图3详细说明本发明实施方式一的层叠型半导体封装件100的变形例一。
[0066]根据用作导热材料14的原材料,由于第一半导体元件12具有厚度等原因,有时会使导热材料14产生褶皱、或者导热材料14与第一半导体元件12或第一电路基板11的连接状态变得不良。因此,也可以如图3所示,形成从矩形形状的导热材料14的各顶点朝向第一半导体元件12的顶点的切口 14s。切口 14s吸收导热材料14的伴随着台阶差等的松弛等,据此能够防止导热材料14的褶皱的产生、导热材料14与第一半导体元件12或第一电路基板11的连接不良。
[0067]另外,切口 14s的宽度或数量、形成部位等并不局限于上述情况。例如也可以放射状地形成多个切口 14s。另外,第一电路基板11或第一半导体元件12也可以从形成了切口 14s的部分露出,或导热材料14也可以在形成有切口 14s的部分局部地折叠。另外,可以对应于切口 14s的形成位置而适当地调整导热通孔15的配置位置。相反,也可以考虑可能配置导热通孔15的部位而适当地调整切口 14s的形成位置。
[0068](实施方式一的变形例二)
[0069]参照图4详细说明本发明实施方式一的层叠型半导体封装件100的变形例二。
[0070]变形例二是用于防止上述变形例一中所说明的因第一半导体元件12的厚度等而导致的褶皱的产生、连接不良的更简单的方法。参照图4,导热材料14以比第一半导体元件12的一边略窄的宽度形成为十字状,第一半导体元件12的各个顶点未被导热材料14覆盖。换言之,从矩形形状的导热材料14的各顶点朝向比第一半导体元件12的顶点所在的位置的点靠中心的点分别切除矩形形状,据此形成变形例二中的导热材
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