JP2001358280A - リードフレームと、その製造方法と、半導体集積回路装置と、その製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードフレーム２を複数積層することによ
り半導体チップ７を三次元実装して実装密度を高めた半
導体集積回路装置１において、その放熱性を高め、機械
的強度を強める。 【解決手段】絶縁膜４の一方の表面に配線膜３（３ａ、
３ｂ、３ｃ）と、配線膜３と接続されるチップ７が搭載
されるチップ搭載領域９と、配線膜４が露出するリード
フレーム間接続領域１０が形成され、絶縁膜４の他方の
表面に、絶縁膜４を貫通して配線層３を部分的に露出さ
せるリードフレーム間接続用開口６を有する放熱板５が
略全面的に形成されたリードフレーム２にそれぞれ半導
体チップ７を搭載したものを複数枚用意する。そして、
この複数のリードフレーム２を同じ向きで半田ボール１
１を介して積層することにより三次元実装した半導体集
積回路装置１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレーム
と、その製造方法と、そのリードフレームを複数枚用い
て半導体チップを立体的に配置した半導体集積回路装置
と、その半導体集積回路装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本格的マルチメディア社会の到来をひか
えて、音声、画像その他の情報を高速処理し、しかも携
帯性に富んだ情報通信機器の進化は急速であるが、更に
その進化を激しくすることが要求されており、その要求
に応えるには、ＩＣ、ＬＳＩの高密度実装を高めること
が必要であり、そのため、配線基板を高集積化するのみ
ならず、複数の配線基板を重ねて三次元的高密度実装を
する技術が開発されている。図６（Ａ）〜（Ｃ）はその
ような高密度実装の各別の従来例を示す断面図である。

【０００３】図面において、ａは例えば銅からなる配線
膜が表面に形成された配線基板で、例えばポリイミドか
らなる。ｂは該配線基板ａに搭載された半導体チップ
で、ワイヤｃを介して［図６（Ａ）、（Ｂ）の場合］、
或いはフェイスボンディングにより［図６（Ｃ）の場
合］搭載されている。ｄは半導体チップｂを封止する封
止樹脂、ｅは上下に重ねて配置された配線基板ａ・ａ間
を電気的に接続する半田ボールである。半田ボールｅを
配線基板ａ・ａ間の接続に使用するのは、図６（Ａ）、
（Ｃ）に示す例の場合である。図６（Ｂ）に示す例の場
合は、可撓性のある樹脂テープの表面に配線膜を形成し
たものｆをベースとして用い、各ベースｆ・ｆ間の電気
的接続は、半導体チップ搭載部から逸れたところにて取
っている。

【０００４】図６（Ａ）に示すものと（Ｃ）に示すもの
との違いは、半導体チップｂをワイヤボンディングによ
り搭載し、樹脂封止するようにしたか、フェイスボンデ
ィングにより搭載し、樹脂封止しないままにしたかにあ
り、その他の点では共通する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来例はいずれも、三次元的実装であるので、従来多かっ
た２次元的実装よりも顕著に実装密度を高めることがで
きるが、半導体チップから発生する熱の量が多くなり、
必要な放熱性が得にくいと言う問題があった。また、配
線基板が薄いポリイミドからなること、積層しても全体
的に薄いことから充分な強度を得ることが難しいという
問題もあった。

【０００６】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、半導体チップの三次元実装に用いる
リードフレームや、そのリードフレームを複数用いて半
導体チップの三次元実装をした半導体集積回路装置の放
熱性を高め、且つ充分な強度を得ることができるように
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１のリードフレー
ムは、絶縁膜の一方の表面に配線膜と、該配線膜と接続
されるチップが搭載されるチップ搭載領域と、該配線膜
が露出するリードフレーム間接続領域が形成され、上記
絶縁膜の他方の表面に、上記絶縁膜を貫通して上記配線
層を部分的に露出させるリードフレーム間接続用開口を
有する放熱金属板が略全面的に形成されたことを特徴と
する。

【０００８】従って、請求項１のリードフレームによれ
ば、絶縁膜の配線膜が形成された側と反対側の面に金属
からなる放熱板が略全面的に設けられているので、放熱
性が高まり、また、放熱板の剛性により機械的強度を強
めることができる。

【０００９】請求項２のリードフレームの製造方法は、
金属製のベース材の一主面に配線膜を選択メッキにより
形成する工程と、他主面に上記配線膜を覆う絶縁膜を形
成する工程と、該絶縁膜の表面に金属からなる放熱板を
接着する工程と、該放熱板を選択的にエッチングするこ
とによりリードフレーム間接続用開口を形成する工程
と、上記絶縁膜の上記放熱板に形成されたリードフレー
ム間接続用開口に露出する部分を選択的にエッチングす
ることにより上記配線膜が露出するリードフレーム間接
続用開口を形成する工程と、上記ベース材を全面的に乃
至選択的にエッチングする工程と、を有することを特徴
とする。

【００１０】従って、請求項２のリードフレームの製造
方法によれば、金属製のベース材上に配線膜を選択メッ
キにより形成するので、そのベース材を電位伝達経路と
して利用することができる。依って、配線膜を形成する
選択メッキを電解メッキにより行うことが容易であり、
膜質の良い配線膜を得ることができる。そして、その配
線膜を絶縁膜で覆った後、その絶縁膜上に放熱板を形成
するので、放熱板のあるリードフレームを得ることがで
きる。

【００１１】そして、その放熱板及び絶縁膜を選択的に
エッチングすることにより上記配線膜を部分的に露出さ
せるリードフレーム間接続用開口を形成するので、該開
口内に半田ボールを設けることによりリードフレーム間
接続をすることが可能なリードフレームを得ることがで
きる。

【００１２】請求項３の半導体集積回路装置は、請求項
１のリードフレーム複数枚と、該各リードフレームのチ
ップ搭載領域に搭載された半導体チップと、一つのリー
ドフレームのリードフレーム間接続領域と別のリードフ
レームのリードフレーム間接続用開口との間を電気的に
接続して上記複数枚のリードフレームを総て同じ向きで
積層する半田ボールとを有することを特徴とする。

【００１３】従って、請求項３の半導体集積回路装置に
よれば、請求項１のリードフレームを複数枚半田ボール
を介して積層して半導体チップを三次元実装することが
できる。そして、その各リードフレームには放熱板が設
けられているので、放熱性が良く、機械的強度の強い半
導体集積回路装置を得ることができる。

【００１４】請求項４の半導体集積回路装置の製造方法
は、請求項１のリードフレームを複数用意し、該各リー
ドフレームの上記各チップ搭載領域に半導体チップを搭
載し、該各リードフレームの各リードフレーム間接続用
開口と上記各リードフレーム間接続領域とのいずれか一
方に半田ボールを接着し、その後、上記複数のリードフ
レームを総て同じ向きにして重ねた状態で上記各半田ボ
ールを溶融させることにより隣接リードフレームの一方
のリードフレーム間接続領域と他方のリードフレーム間
接続用開口との間を該半田ボールにより電気的及び機械
的に接続することを特徴とする。

【００１５】従って、請求項４の半導体集積回路装置の
製造方法によれば、請求項１のリードフレームを複数枚
同じ向きにて半田ボールを介して積層することにより三
次元実装した請求項３の半導体集積回路装置を得ること
ができる。

【００１６】請求項５の半導体集積回路装置は、絶縁膜
の一方の表面に配線膜と、チップ搭載領域と、第１の上
下リードフレーム間接続領域と、これらを囲繞するスペ
ーサが形成され、他方の表面に上記配線膜に接続された
第２の上下リードフレーム間接続領域が形成され、互い
に同じ向きで上記スペーサを介して接続されて積層され
た複数のリードフレームと、該各リードフレームの上記
チップ搭載領域に搭載された半導体チップと、上記各隣
接リードフレームの一方のリードフレームの一方の表面
側の第１の上下リードフレーム間接続領域と他方のリー
ドフレームの他方の表面側の第２の上下リードフレーム
間接続領域との間に介在して各隣接リードフレーム間を
電気的に接続する半田ボールと、を有し、上記各リード
フレーム間の上記スペーサに囲繞された間隙に熱伝導性
樹脂を充填してなることを特徴とする。

【００１７】従って、請求項５の半導体集積回路装置に
よれば、各リードフレーム間の上記スペーサに囲繞され
た間隙に熱伝導性樹脂が充填がされているので、半導体
集積回路装置の各半導体チップから発生した熱の放熱経
路の放熱抵抗が小さくなる。依って、半導体集積回路装
置の放熱性を高めることができ。また、各リードフレー
ム間の間隙には熱伝導性樹脂が充填されているので、半
導体集積回路装置の全体的な機械的強度を強めることも
できる。

【００１８】請求項８の半導体集積回路装置の製造方法
は、絶縁膜の一方の表面に配線膜と、チップ搭載領域
と、第１の上下リードフレーム間接続領域と、上記配線
膜、上記チップ搭載領域及び上記上下リードフレーム間
接続領域を囲繞するスペーサが形成され、上記絶縁膜の
他方の表面に上記配線膜に接続された第２の上下リード
フレーム間接続領域が形成されたリードフレームを複数
用意し、各リードフレームのチップ搭載領域には半導体
チップを搭載し、上記配線膜の上記スペーサが形成され
たのと同じ側の面に半田ボールを配設し、上記各リード
フレームを同じ向きで平行に重ね、各隣接リードフレー
ム間の上記半田ボールにより一つのリードフレームの配
線膜と、それに隣接するリードフレームの上記リードフ
レーム間接続領域に露出する配線膜との間が電気的に接
続された状態にし、その状態で上記各半田ボールを加熱
することにより、各隣接リードフレーム間に上記スペー
サが介在してその間の間隔が規定された状態を形成する
ことにより、上記全リードフレームを積層し、上記各リ
ードフレーム間の上記フレームにより囲繞された間隙内
に樹脂注入孔を通じて熱伝導性樹脂を注入することを特
徴とする。

【００１９】従って、請求項８の半導体集積回路装置の
製造方法によれば、絶縁層の一方の表面に配線膜等を囲
繞するスペーサのある複数のリードフレームを同じ向き
で半田ボールを介して重ね、その各半田ボールを加熱す
ることにより、各隣接リードフレーム間に上記スペーサ
が介在してその間の間隔が規定された状態を形成するこ
とにより、上記全リードフレームを積層し、上記各リー
ドフレーム間の上記フレームにより囲繞された間隙内に
樹脂注入孔を通じて熱伝導性樹脂を注入するので、請求
項５の半導体集積回路装置を得ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明リードフレームは、基本的
には、絶縁膜の一方の表面に配線膜と、該配線膜と接続
されるチップが搭載されるチップ搭載領域と、該配線膜
が露出するリードフレーム間接続領域が形成され、上記
絶縁膜の他方の表面に、上記絶縁膜を貫通して上記配線
層を部分的に露出させるリードフレーム間接続用開口を
有する放熱金属板が略全面的に形成されたことを特徴と
するものであり、上記配線膜は例えば金、ニッケル、銅
等により電解メッキで形成すると良い。というのは、無
電解メッキよりも電解メッキの方が配線膜の膜質が極め
て良好であるからである。

【００２１】ところで、電解メッキをする場合、当然に
メッキするところに所定の電位を付与する必要がある
が、それは金属ベース材を用いその表面にメッキするこ
とにより容易に為し得る。というのは、金属ベース材を
電位伝達経路として用いることができるからである。
尚、この金属ベース材は絶縁膜を形成した後は不要なの
で、全面的にエッチングするようにしても良いし、半田
ボール搭載部分として部分的に残るように選択的にエッ
チングするようにしても良い。

【００２２】上記配線膜を覆う絶縁膜は、例えばポリイ
ミドが好適である。チップ搭載領域への半導体チップの
搭載は、フェイスボンディングにより行うようにしても
良いし、ワイヤボンディングにより行うようにしても良
い。そして、フェイスボンディングにより搭載する場
合、異方性導電性接着剤を用いるようにしても良い。放
熱板は熱導電性の良好なものほど好ましいと言えるが、
例えばアルミニウム、銅等が好適であると言える。この
放熱板及び上記絶縁膜には上記配線膜を露出させ、半田
ボールを接続可能にするリードフレーム間接続用開口を
形成する必要がある。その場合、その開口に接続される
半田ボールと放熱板のショートを防止するために、放熱
板のリードフレーム間接続用開口の方を、絶縁膜のリー
ドフレーム間接続用開口よりも径を大きくすると良い。

【００２３】本発明半導体集積回路装置の第１のもの
は、基本的には、上記リードフレームを複数枚用意し、
各リードフレームに半導体チップを搭載し、その半導体
チップを搭載して複数のリードフレームを総て同じ向き
で半田ボールを介して積層し、三次元実装をし、各隣接
リードフレーム間の電気的接続をその半田ボールにより
行うというものであり、リードフレームの積層段数は、
特には制約されず、２〜数十段の積層が可能である。

【００２４】本発明半導体集積回路装置の第２のもの
は、リードフレームとして、絶縁膜の一方の表面に配線
膜と、該配線膜と接続されるチップが搭載されるチップ
搭載領域と、該配線膜と接続された上下リードフレーム
間接続領域と、上記配線膜、上記チップ搭載領域及び上
記上下リードフレーム間接続領域を囲繞し、樹脂注入孔
と空気抜き孔を有するスペーサが形成され、上記絶縁膜
の他方の表面に上記配線膜に接続された上下リードフレ
ーム間接続領域が形成されたリードフレームを用い、そ
の複数のリードフレームを同じ向きで半田ボールを介し
て重ね、その各半田ボールを加熱することにより、各隣
接リードフレーム間に上記スペーサが介在してその間の
間隔が規定された状態を形成することにより、上記全リ
ードフレームを積層し、上記各リードフレーム間の上記
スペーサにより囲繞された間隙内に樹脂注入孔を通じて
熱伝導性樹脂を注入することにより形成したものであ
る。そして、最下段のリードフレームの下側の表面に放
熱板を設けると、更に、放熱性を高め、半導体集積回路
装置全体としての機械的強度を強めることができる。

【００２５】尚、リードフレーム間の上記スペーサによ
り囲繞された間隙に充填する熱伝導性樹脂は、樹脂中に
例えばセラミック、シリカ、チタン等を混入することに
より熱伝導性を高めてなるものであり、熱伝導性を高め
ることができるならばどのような物質を混入しても良
い。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説
明する。 図１は本発明半導体集積回路装置の一つの実
施例を示す断面図である。図面において、１は半導体集
積回路装置、２は該半導体集積回路装置１を構成するリ
ードフレームで、複数枚積層されて一つの半導体集積回
路装置１が構成される。３はリードフレーム２の配線膜
で、銅膜３ａ、ニッケル膜３ｂ、金膜３ｃからなる三層
構造を有し、各層はそれぞれ電解メッキにより形成され
ている。４は絶縁膜で、例えばポリイミドからなり、上
記配線膜３を覆うように形成されている。

【００２７】５は上記絶縁膜４の反配線膜３側の面に接
着された放熱板で、例えばアルミニウム或いは銅の熱伝
導性の良い金属材料からなり、補強板としての役割をも
果たす。６ａは上記絶縁膜４に形成された開口、６ｂは
上記放熱板５に形成された開口で、開口６ａと同じ位置
にこれより大径に形成されている。この二つの開口６
ａ、６ｂにより上記配線膜３を部分的に露出させるリー
ドフレーム間接続用開口６が構成される。

【００２８】７はフェイスボンディングにより搭載され
た半導体チップで、その電極８が上記配線膜３（の金膜
３ｃ）に接続されている。本明細書において、リードフ
レーム２の半導体チップ７が搭載される領域をチップ搭
載領域９と称することとしている。１０はリードフレー
ム２のリードフレーム間接続領域で、ここに後述する半
田ボール（１１）が位置される。

【００２９】リードフレーム２は総て同じ構造を有し、
それぞれ半導体チップ７を搭載し、更に、上記リードフ
レーム間接続用開口６に半田ボール１１を接着した状態
で、同じ向きで該半田ボール１１を介して積層され、該
半田ボール１１を加熱溶融させて下のリードフレーム２
のリードフレーム間接続領域１０と接続させることによ
り半導体集積回路装置１が構成される。リードフレーム
２の積層枚数は例えば１０枚であっても良いし、それよ
り少ない数、或いはそれより多い数であっても良い。

【００３０】本半導体集積回路装置１によれば、それを
構成するリードフレーム２がそれぞれ、絶縁膜４の配線
膜３が形成された側と反対側の面に金属からなる放熱板
５が略全面的に設けられており、放熱性が高まり、ま
た、放熱板の剛性により機械的強度を強めることができ
るので、半導体集積回路装置全体としての放熱性を高
め、機械的強度を強めることができる。

【００３１】図２（Ａ）〜（Ｅ）は一つのリードフレー
ム２の製造方法（本発明リードフレームの製造方法の第
１の実施例）を工程順に示す断面図である。（Ａ）例え
ば銅等の金属からなるベース材２１を用意し、該ベース
材２１の表面に形成すべき配線膜のパターンに対してネ
ガのパターンを有するレジスト膜２３を形成し、該レジ
スト膜２３をマスクとして先ず金膜３ｃを、次に、ニッ
ケル膜３ｂを、最後に銅膜３ｃを電解メッキすることに
より配線膜３を形成する。この電解メッキにおいてベー
ス材が電解メッキに必要な電位伝達の役割を果たす。図
２（Ａ）は配線膜３形成後の状態を示す。

【００３２】（Ｂ）次に、上記レジスト膜３を除去した
後、図２（Ｂ）に示すように、上記配線膜３を覆う絶縁
膜４を形成する。該絶縁膜４は例えばポリイミド等の樹
脂を塗布することにより形成することができる。（Ｃ）
次に、図２（Ｃ）に示すように、上記絶縁膜４の反配線
膜３側の面に放熱板５を接着する。

【００３３】（Ｄ）次に、上記放熱板５の選択的エッチ
ングにより開口６ｂを形成し、その後、上記絶縁膜４の
選択的エッチングにより開口６ｂを形成することにより
配線膜３（の銅膜３ａ）を露出させるリードフレーム間
接続用開口６を形成する。図２（Ｄ）はリードフレーム
間接続用開口６形成後の状態を示す。

【００３４】（Ｅ）次に、上記ベース材２１を例えば全
面的にエッチングすることにより配線膜３（の金膜３
ｃ）を露出させる。尚、ベース材２１を選択的にエッチ
ングすることにより半田ボール１１が接着される部分２
３を破線で示すように残すようにし、これを以てリード
フレーム間接続領域１０とするようにしても良い。これ
により、図１の半導体集積回路装置１を構成するリード
フレーム２が出来上がる。

【００３５】尚、図３はリードフレームの別の例を示す
断面図である。本リードフレームは半導体チップがワイ
ヤボンディングにより搭載されている点で、図１のリー
ドフレームと異なるに過ぎず、それ以外の点では共通し
ている。

【００３６】次に、本発明半導体集積回路装置の第２の
実施例について先ずその製造方法から説明する。図４
（Ａ）〜（Ｄ）、（Ｄ´）は本発明半導体集積回路装置
の第２の実施例に用いるリードフレームの製造方法を工
程順に示す断面図である。（Ａ）先ず、例えば銅或いは
銅合金等の金属からなるベース材（厚さ例えば８０〜１
５０μｍ）４１を用意し、その一方の表面に、形成すべ
き配線膜のパターンに対してネガのパターンを有するレ
ジスト膜４２を、レジスト剤のコーティング、露光及び
現像等により形成し、その後、該レジスト膜４２をマス
クとして配線膜４３を電解メッキにより形成する。図４
（Ａ）は該配線膜４３を形成した後の状態を示す。

【００３７】この配線膜４３は例えば図１の半導体集積
回路装置に用いたリードフレーム１の配線膜３と同様
に、金（厚さ例えば０．３μｍ）と、ニッケル（厚さ例
えば２．０μｍ）と、銅（厚さ例えば１３μｍ）からな
る三層構造（この三層構造は図示しない。）を有し、
金、ニッケル、銅の順でのメッキにより形成される。

【００３８】（Ｂ）上記マスクとして用いたレジスト膜
４２を除去した後、例えばポリイミド等の樹脂からなる
絶縁膜４４を選択的に形成する。これが最終的には配線
膜４３を支持するするところのリードフレームの基板と
なるのであるが、配線膜４３の後に配線膜間の間隙を埋
め且つ表面上を上下リードフレーム間接続領域（特許請
求の範囲等における第２の上下リードフレーム間接続領
域)４５を除き覆うように形成する。図４（Ｂ）は絶縁
膜４４の選択的形成後の状態を示す。

【００３９】（Ｃ）次に、図４（Ｃ）に示すように、上
記上下リードフレーム間接続領域４５上にニッケル膜を
形成し、更に金膜を形成することにより電極４６を形成
する。（Ｄ）次に、図４（Ｄ）に示すように、上記ベー
ス材４１をその裏面側から選択的にエッチングすること
により、上記配線膜４３を露出させると共に、そのベー
ス材４１自身からなるスペーサ４１ａを形成する。４７
は上記上下リードフレーム間接続領域４５の裏側に位置
する上下リードフレーム間接続領域（特許請求の範囲等
におけるリードフレームの他方の表面側の第２の上下リ
ードフレーム間接続領域）、４８はチップ搭載領域で、
上記スペーサ４１ａは上記配線膜４３、上下リードフレ
ーム間接続領域４７及びチップ搭載領域４８を囲繞す
る。この工程により、本発明半導体集積回路装置の第２
の実施例に用いるリードフレーム４９が出来上がる。

【００４０】尚、上記選択的エッチングの際に、上記ス
ペーサ４１ａに樹脂注入孔５１及び空気逃げ孔５２を形
成すると良い。その形成は、その選択的エッチングの際
にマスクとして用いるレジスト膜として樹脂注入孔５１
及び空気逃げ孔５２を形成すべき部分に小さな空隙を有
するパターンのものを形成し、その選択的エッチングに
より例えば幅が０．０５〜０．１μｍ、深さが０．０５
〜０．１μｍのＶ字溝を形成することにより為し得る。
即ち、そのＶ字溝が樹脂注入孔５１及び空気逃げ孔５２
となる。尤も、後で述べる工程で複数のリードフレーム
４９を積層した後、樹脂注入孔５１及び空気逃げ孔５２
を機械的加工により形成するようにしても良い。樹脂注
入孔５１は各隣接リードフレーム４９・４９間のスペー
サ４１ａで囲繞された間隙内に樹脂を注入するためにス
ペーサ４１ａにこれを貫通してその内と外とを連通する
ように形成された孔であり、空気逃げ孔５２は樹脂注入
時に上記間隙内の空気を逃がすためにスペーサ４１ａに
これを貫通してその内と外とを連通するように形成され
た孔である。この樹脂注入孔５１と空気逃げ孔５２とは
スペーサ４１ａの互いに対向する（反対側の）辺に形成
すると良い。

【００４１】（Ｄ´）尚、半導体集積回路装置に用いる
通常のリードフレーム４９は図４（Ｄ）に示す形状を有
するが、半導体集積回路装置の最下段のリードフレーム
４９´は図４（Ｄ´）に示すものを用いる。この最下段
のリードフレーム４９´は、通常のリードフレーム４９
とは先ず第１に、チップ搭載領域４８を有さず、そこに
該当する部分に銅等の金属からなるベース材４１からな
る放熱板４１ｂが形成されている。これは図４（Ｄ）に
示すスペーサ４１ａを形成する選択的エッチングにより
該スペーサ４１ａと同時に形成するのである。第２に、
放熱板４１ｂにより配線膜４３がショートされてしまう
ことの無いように、通常の配線膜４３が無く単に上下リ
ードフレーム間接続領域４６・４７間を接続する部分４
３´のみが存在するようなパターンに配線膜の形成［図
５（Ａ）参照］を行う点で異なる。第３にこのリードフ
レーム４９´は最下段のものなので樹脂注入孔５１及び
空気逃げ孔５２を形成することが不要である点で、通常
のリードフレーム４９と異なる。

【００４２】図５（Ａ）〜（Ｄ）は上記リードフレーム
４９を用いて本発明半導体集積回路装置の第２の実施例
を組み立てる方法を工程順に示す断面図である。 （Ａ）各リードフレーム４９のチップ搭載領域４８上に
図５（Ａ）に示すように異方性導電膜、例えばＡＣＦ(a
nisotropic conductive film)膜５４を接着する。尚、
最下段用リードフレーム４９´については半導体チップ
を搭載しないのでＡＣＦ膜４の接着は行わない。

【００４３】（Ｂ）次に、図５（Ｂ）に示すように、チ
ップ搭載領域４８上のＡＣＦ膜５４に半導体チップ５６
を臨ませ、位置合わせし、そして、接着する。５７は半
導体チップ５６のスタッドバンプである。 （Ｃ）次に、図５（Ｃ）に示すように、各リードフレー
ム４９、４９´のチップ搭載領域４７上に半田バンプ５
８を搭載する。

【００４４】（Ｄ）次に、複数のリードフレーム４９
と、１個のリードフレーム４９´を、各リードフレーム
４９・４９間、４９・４９´間に半田ボール５８を介し
て同じ向きで重ねた状態にし、その後、加熱することに
より各半田ボール５８を溶融させて各リードフレーム４
９・４９間、４９・４９´間がスペーサ４１ａを介して
積層された状態にする。その後、各スペーサ４１ａ（但
し、最下段のリードフレーム４９´のスペーサ４１ａは
除く。）に上記樹脂注入孔５１及び空気逃げ孔５２を形
成する。尚、既にリードフレーム４９のスペーサ４１ａ
にその孔５１、５２（例えばＶ字溝状の孔）が形成され
ている場合には当然のことながら形成する必要がない。

【００４５】次に、上記各リードフレーム４９・４９
間、４９・４９´間の上記スペーサ４１ａで囲繞された
間隙内に上記樹脂注入孔５１を通じて熱伝導性樹脂５９
を注入する。その樹脂注入時においては空気逃げ孔５２
を通じてその間隙内の空気が外部に逃げるので、樹脂注
入をスムーズに行うことができる。この熱伝導性樹脂５
９は、樹脂中に例えばセラミック、シリカ、チタン等を
入れ、熱伝導性を高めたものである。これにより本発明
半導体集積回路装置の第２の実施例６０が完成する。

【００４６】この半導体集積回路装置６０によれば、先
ず第１に、リードフレーム４９・４９間、４９・４９´
間の上記スペーサ４１ａで囲繞された間隙内に熱伝導性
樹脂５９が充填されているので、放熱性を高めることが
できる。第２に、各リードフレーム４９・４９間、４９
・４９´間に充填された熱伝導性樹脂５９は半導体集積
回路装置６０の機械的強度を強める役割も果たすので、
機械的強度の強い半導体集積回路装置を得ることができ
る。

【００４７】

【発明の効果】請求項１のリードフレームによれば、絶
縁膜の配線膜が形成された側と反対側の面に金属からな
る放熱板が略全面的に設けられているので、放熱性が高
まり、また、放熱板の剛性により機械的強度を強めるこ
とができる。

【００４８】請求項２のリードフレームの製造方法によ
れば、金属製のベース材上に配線膜を選択メッキにより
形成するので、そのベース材を電位伝達経路として利用
することができる。依って、配線膜を形成する選択メッ
キを電解メッキにより行うことが容易であり、膜質の良
い配線膜を得ることができる。そして、その配線膜を絶
縁膜で覆った後、その絶縁膜上に放熱板を形成するの
で、放熱板のあるリードフレームを得ることができる。

【００４９】そして、その放熱板及び絶縁膜を選択的に
エッチングすることにより上記配線膜を部分的に露出さ
せるリードフレーム間接続用開口を形成するので、該開
口内に半田ボールを設けることによりリードフレーム間
接続をすることが可能なリードフレームを得ることがで
きる。

【００５０】請求項３の半導体集積回路装置によれば、
請求項１のリードフレームを複数枚半田ボールを介して
積層して半導体チップを三次元実装することができる。
そして、その各リードフレームには放熱板が設けられて
いるので、放熱性が良く、機械的強度の強い半導体集積
回路装置を得ることができる。

【００５１】請求項４の半導体集積回路装置の製造方法
によれば、請求項１のリードフレームを複数枚同じ向き
にて半田ボールを介して積層することにより三次元実装
した請求項３の半導体集積回路装置を得ることができ
る。

【００５２】請求項５の半導体集積回路装置によれば、
各リードフレーム間の上記スペーサに囲繞された間隙に
熱伝導性樹脂が充填がされているので、半導体集積回路
装置の各半導体チップから発生した熱の放熱経路の放熱
抵抗が小さくなる。依って、半導体集積回路装置の放熱
性を高めることができ。また、各リードフレーム間の間
隙には熱伝導性樹脂が充填されているので、半導体集積
回路装置の全体的な機械的強度を強めることもできる。

【００５３】請求項６の半導体集積回路装置によれば、
各スペーサに樹脂注入孔と、空気抜き孔を設けたので、
スペーサを介して積層された各リードフレーム間の間隙
に熱伝導性樹脂をその樹脂注入孔を通じて注入すること
により充填することができ、そのときその間隙の空気は
空気抜き孔を通じてスペーサ外部に逃げるので、スムー
ズな充填を行うことができる。

【００５４】請求項７の半導体集積回路装置によれば、
最下段のリードフレームの一方の表面側に、放熱板を設
けたので、半導体集積回路装置の放熱性をより一層高め
ることができる。

【００５５】請求項８の半導体集積回路装置の製造方法
によれば、絶縁層の一方の表面に配線膜等を囲繞するス
ペーサのある複数のリードフレームを同じ向きで半田ボ
ールを介して重ね、その各半田ボールを加熱することに
より、各隣接リードフレーム間に上記スペーサが介在し
てその間の間隔が規定された状態を形成することによ
り、上記全リードフレームを積層し、上記各リードフレ
ーム間の上記フレームにより囲繞された間隙内に樹脂注
入孔を通じて熱伝導性樹脂を注入するので、請求項５の
半導体集積回路装置を得ることができる。

【００５６】請求項９の半導体集積回路装置の製造方法
によれば、最下段のリードフレームとして、上記一方の
表面側に放熱板を設けたものを用いるので、請求項７の
半導体集積回路装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明半導体集積回路装置の第１の実施例を示
す断面図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明リードフレームの製造
方法の第１の実施例を工程順に示す断面図である。

【図３】本発明リードフレームの別の実施例を示す断面
図である。

【図４】（Ａ）〜（Ｄ）、（Ｄ´）は本発明半導体集積
回路装置の第２の実施例に用いるリードフレームの製造
方法を工程順に示す断面図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は図４に示した方法で製造した
リードフレームを用いて本発明半導体集積回路装置の第
２の実施例を製造する方法を工程順に示す断面図であ
る。

【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は半導体集積回路装置の各別の
従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…半導体集積回路装置、２・・・リードフレーム、３
・・・配線膜、４…絶縁膜、５…放熱板、６…リードフ
レーム間接続用開口、 ７…半導体チップ、９…チップ
搭載領域、１０…リードフレーム間接続領域、１１…半
田ボール、２１…金属製ベース材、４１…ベース材、４
１ａ…スペーサ、４１ｂ…放熱板、４３…配線膜、４４
…絶縁膜、４５、４７…上下リードフレーム間接続領
域、４８…チップ搭載、４９、…リードフレーム、４９
´…最下段のリードフレーム、５６…半導体チップ、５
８…半田ボール、５９…熱伝導性樹脂、６０…半導体集
積回路装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 25/18

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁膜の一方の表面に配線膜と、該配線
   膜と接続されるチップが搭載されるチップ搭載領域と、
   該配線膜と接続されたリードフレーム間接続領域が形成
   され、 上記絶縁膜の他方の表面に、上記絶縁膜を貫通して上記
   配線層を部分的に露出させるリードフレーム間接続用開
   口を有する金属からなる放熱板が略全面的に形成された
   ことを特徴とするリードフレーム。
2. 【請求項２】 金属からなるベース材の一方の表面に配
   線膜を選択メッキにより形成する工程と、 上記ベース材の上記表面に上記配線膜を覆う絶縁膜を形
   成する工程と、 上記絶縁膜の反配線膜側の表面に、金属からなる放熱板
   を接着する工程と、 上記放熱板を選択的にエッチングすることによりリード
   フレーム間接続用の開口を形成する工程と、 上記絶縁膜の上記放熱板に形成された開口に露出する部
   分を選択的エッチングで上記配線膜が露出する開口を形
   成することによりリードフレーム間接続用開口を形成す
   る工程と、 上記ベース材を全面的に乃至選択的にエッチングして上
   記配線膜の裏面を露出させる工程と、 を有することを特徴とするリードフレームの製造方法。
3. 【請求項３】 絶縁膜の一方の表面に配線膜と、該配線
   膜と接続されるチップが搭載されるチップ搭載領域と、
   該配線膜と接続されたリードフレーム間接続領域が形成
   され、上記絶縁膜の他方の表面に、上記絶縁膜を貫通し
   て上記配線層を上記リードフレーム間接続領域と対応す
   る位置にて露出させるリードフレーム間接続用開口を有
   する金属からなる放熱板が略全面的に形成された複数の
   リードフレームと、 上記各リードフレームの上記チップ搭載領域に搭載され
   た半導体チップと、 上記各隣接リードフレームの一方のリードフレームのリ
   ードフレーム間接続領域と他方のリードフレームのリー
   ドフレーム間接続用開口との間に介在して上記複数のリ
   ードフレームを総て同じ向きに積層し且つ各隣接リード
   フレーム間を電気的に接続する半田ボールと、 を有したことを特徴とする半導体集積回路装置。
4. 【請求項４】 絶縁膜の一方の表面に配線膜と、該配線
   膜と接続されるチップが搭載されるチップ搭載領域と、
   該配線膜と接続されたリードフレーム間接続領域が形成
   され、上記絶縁膜の他方の表面に、上記絶縁膜を貫通し
   て上記配線層を上記リードフレーム間接続領域と対応す
   る位置にて露出させるリードフレーム間接続用開口を有
   する放熱金属板が略全面的に形成された複数のリードフ
   レームを用意し、 上記各リードフレームの上記各チップ搭載領域に半導体
   チップを搭載し、 上記各リードフレームの上記各リードフレーム間接続用
   開口と上記各リードフレーム間接続領域とのいずれか一
   方に半田ボールを接着し、 その後、上記複数のリードフレームを総て同じ向きにし
   て重ねた状態で上記各半田ボールを溶融させることによ
   り隣接リードフレームの一方のリードフレーム間接続領
   域と他方のリードフレーム間接続用開口との間を該半田
   ボールにより電気的及び機械的に接続することを特徴と
   する半導体集積回路装置の製造方法。
5. 【請求項５】 絶縁膜の一方の表面に配線膜と、該配線
   膜と接続されるチップが搭載されるチップ搭載領域と、
   該配線膜と接続された第１の上下リードフレーム間接続
   領域と、上記配線膜、上記チップ搭載領域及び上記第１
   の上下リードフレーム間接続領域を囲繞するスペーサが
   形成され、上記絶縁膜の他方の表面に上記配線膜に接続
   された第２の上下リードフレーム間接続領域が形成さ
   れ、互いに同じ向きで上記スペーサを介して接続されて
   積層された複数のリードフレームと、 上記各リードフレームの上記チップ搭載領域に搭載され
   た半導体チップと、 上記各隣接リードフレームの一方のリードフレームの第
   １の上下リードフレーム間接続領域と他方のリードフレ
   ームの他方の表面側の第２の上下リードフレーム間接続
   領域との間に介在して各隣接リードフレーム間を電気的
   に接続する半田ボールと、 を有した半導体集積回路装置であって、 上記各リードフレーム間の上記スペーサに囲繞された間
   隙に熱伝導性樹脂を充填してなることを特徴とする半導
   体集積回路装置。
6. 【請求項６】 上記各スペーサの一部にその内側と外側
   とを連通する樹脂注入孔を、別の部分にその内側と外側
   を連通する空気抜き孔を設けたことを特徴とする請求項
   ５記載の半導体集積回路装置。
7. 【請求項７】 上記複数のリードフレームの上記一方の
   表面を下向きにしたとき最も下側に位置するリードフレ
   ームの上記一方の表面側に、放熱板を、第２の上下リー
   ドフレーム間接続領域及びそれに接続される半田ボール
   と絶縁されるように設けてなることを特徴とする請求項
   ３、５又は６記載の半導体集積回路装置。
8. 【請求項８】 絶縁膜の一方の表面に配線膜と、該配線
   膜と接続されるチップが搭載されるチップ搭載領域と、
   該配線膜と接続された上下リードフレーム間接続領域
   と、上記配線膜、上記チップ搭載領域及び上記第１の上
   下リードフレーム間接続領域を囲繞するスペーサが形成
   され、上記絶縁膜の他方の表面に上記配線膜に接続され
   た第２の上下リードフレーム間接続領域が形成されたリ
   ードフレームを複数用意し、 各リードフレームのチップ搭載領域にはチップを搭載
   し、配線膜の上記スペーサが形成されたのと同じ側の面
   に半田ボールを配設し、 上記各リードフレームを同じ向きで平行に重ね、各隣接
   リードフレーム間の上記半田ボールにより一つのリード
   フレームの配線膜と、それに隣接するリードフレームの
   上記接続部に露出する配線膜との間が電気的に接続され
   た状態にし、その状態で上記各半田ボールを加熱するこ
   とにより、各隣接リードフレーム間に上記スペーサが介
   在してその間の間隔が規定された状態を形成することに
   より、上記全リードフレームを積層し、 上記リードフレームの積層後或いはそれよりも前の段階
   で形成した樹脂注入孔を通じて各リードフレーム間の上
   記フレームにより囲繞された間隙内に熱伝導性樹脂を注
   入することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
   法。
9. 【請求項９】 上記複数のリードフレームの上記一方の
   表面を下向きにしたとき最も下側に位置するリードフレ
   ームとして、上記一方の表面側に、放熱板を、上下リー
   ドフレーム間接続領域及びそれに接続される半田ボール
   と絶縁されるように形成したものを用いることを特徴と
   する請求項８記載の半導体集積回路装置の製造方法。