JP2002033341A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージ内に半導体素子チップを収納する
際、ダイアチップ部の空洞部内の空気の熱膨張に起因し
て半導体素子チップが局所的に浮き上がるアオリ不良の
発生を防止することが可能な半導体装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 パッケージ１０の収納部１２底面上に略
ロ字形のダイアチップ部１４が設けられ、更にその中央
部の空洞部１６と外部とを通気する通気溝１８が設けら
れている。このため、半導体素子チップ２０を接着剤２
２を介してダイアチップ部１４上面に接着した後、熱処
理を施して接着剤２２を硬化する際、半導体素子チップ
２０によって蓋をされた状態のダイアチップ部１４の空
洞部１６内の熱膨張した空気は通気溝１８を通ってダイ
アチップ部１４の外部に逃げることになる。従って、ダ
イアチップ部１４の空洞部１６内の空気の熱膨張に起因
して半導体素子チップ２０が局所的に浮き上がるアオリ
不良の発生が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に係り、
特にパッケージ内に半導体素子チップが収納されている
半導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のパッケージ内に半導体素子チップ
を収納するプロセスを、半導体装置の概略平面図である
図６（ａ）、図６（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である
図６（ｂ）、及び同じく半導体装置の概略平面図である
図７（ａ）、図７（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である
図７（ｂ）を用いて説明する。先ず、図６に示されるよ
うなパッケージ１０を用意するが、このパッケージ１０
においては、その中央部に半導体素子チップを収納する
凹形状の収納部１２が設けられている。そして、この収
納部１２底面上には、略ロ字形のダイアチップ部１４が
設けられており、その略ロ字形の４辺に囲まれた中央部
は空洞部１６となっている。

【０００３】次いで、図７に示されるように、このダイ
アチップ部１４上面に接着剤（図示せず）を塗布した
後、この接着剤を塗布したダイアチップ部１４上面に半
導体素子チップ２０を載置し、押圧する。こうして、半
導体素子チップ２０裏面を接着剤を介してダイアチップ
部１４上面に接着する。

【０００４】続いて、ダイアチップ部１４上面に半導体
素子チップ２０を載置したパッケージ１０を、高温槽
（キュア炉）内に入れて、所定の熱処理を施し、半導体
素子チップ２０裏面をダイアチップ部１４上面に接着し
ている接着剤を硬化する。こうして、半導体素子チップ
２０をダイアチップ部１４上面に固着する。

【０００５】ところで、パッケージ１０の凹形状の収納
部１２底面上にダイアチップ部１４が設けられているの
は、次のような理由によるものである。即ち、ダイアチ
ップ部１４がない場合には、半導体素子チップ２０を凹
形状の収納部１２内に収納する際に、半導体素子チップ
２０の角部が収納部１２底面に接触し、その衝撃によっ
て半導体素子チップ２０の角部が欠損する場合があっ
た。

【０００６】このため、ダイアチップ部１４を設け、こ
のダイアチップ部１４上面に半導体素子チップ２０を載
置することにより、図７に示されるように、半導体素子
チップ２０の四隅の角部と収納部１２底面との間に空間
２４が生じるようにする。そして、半導体素子チップ２
０の角部と収納部１２底面との接触を回避し、半導体素
子チップ２０の角部が欠損することを防止している。

【０００７】また、ダイアチップ部１４が略ロ字形をな
し、その中央部が空洞部１６となっているのは、次のよ
うな理由によるものである。ダイアチップ部１４がその
中央部の空洞部１６のない平板状の台をなしている場合
には、パッケージ１０を高温槽内に入れて所定の熱処理
を施す際に、この平板状のダイアチップ部１４に反り等
が生じ、その平板状の上面の平坦性が損なわれる危険性
が高くなる。そして、このような事態が生じると、ダイ
アチップ部１４上面に接着剤を介して接着した半導体素
子チップ２０が局所的に浮き上がり、所謂アオリ不良が
発生する。

【０００８】このため、ダイアチップ部１４を略ロ字形
にしてその中央部に空洞部１６を設けることにより、熱
処理を施す際にも、反り等が生じてその上面の平坦性が
損なわれることを回避して、半導体素子チップ２０のア
オリ不良の発生を防止している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のパ
ッケージ１０においては、半導体素子チップ２０裏面を
接着剤を介してダイアチップ部１４上面に接着する際
に、ダイアチップ部１４の中央部の空洞部１６は半導体
素子チップ２０によって蓋をされた状態となり、密閉さ
れた空間となる。

【００１０】このため、続いて高温槽内においてパッケ
ージ１０に所定の熱処理を施す際、密閉空間となったダ
イアチップ部１４の空洞部１６内の空気が熱膨張する。
このとき、この空洞部１６内の空気には、パッケージ１
０の構造上、逃げ場がない。従って、半導体素子チップ
２０をダイアチップ部１４上面に接着している接着剤が
熱処理によって硬化する前に、半導体素子チップ２０を
持ち上げてしまう事態が生じる。即ち、半導体素子チッ
プ２０が局所的に浮き上がり、アオリ不良が発生する。

【００１１】そこで本発明は、上記事情を鑑みてなされ
たものであり、パッケージ内に半導体素子チップを収納
する際に、ダイアチップ部の空洞部内の空気の熱膨張に
起因して半導体素子チップが局所的に浮き上がるアオリ
不良の発生を防止することが可能な半導体装置を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下に述べ
る本発明に係る半導体装置によって達成される。即ち、
請求項１に係る半導体装置は、パッケージ内に半導体素
子チップが収納されている半導体装置であって、パッケ
ージの収納部の底面上に略ロ字形に設けられ、中央部に
空洞部を有するダイアチップ部と、このダイアチップ部
に設けられ、ダイアチップ部の外部と前記空洞部とを通
気する通気溝と、ダイアチップ部上に固着された前記半
導体素子チップと、を備えていることを特徴とする。

【００１３】このように請求項１に係る半導体装置にお
いては、パッケージの収納部の底面上に略ロ字形に設け
られたダイアチップ部に、ダイアチップ部の外部と中央
部の空洞部とを通気する通気溝が設けられていることに
より、半導体素子チップを接着剤を介してダイアチップ
部上面に接着する際に、ダイアチップ部の中央部の空洞
部が半導体素子チップによって蓋をされた状態となって
も、その空洞部は密閉された空間とはならない。このた
め、続いて高温槽内においてパッケージに所定の熱処理
を施す際に、ダイアチップ部の空洞部内の空気が熱膨張
しても、この空洞部内の空気は通気溝を通ってダイアチ
ップ部の外部に逃げることになる。従って、ダイアチッ
プ部の空洞部内の空気の熱膨張に起因して半導体素子チ
ップが局所的に浮き上がるアオリ不良の発生が容易に防
止される。

【００１４】また、請求項２に係るチップ状半導体装置
の移載方法は、上記請求項１に係る半導体装置におい
て、通気溝が、ダイアチップ部の略ロ字形の辺の対向す
る２辺に少なくとも１か所ずつ設けられている構成とす
ることにより、パッケージに所定の熱処理を施す際に、
半導体素子チップによって蓋をされた状態のダイアチッ
プ部の中央部の空洞部内の熱膨張した空気は、ダイアチ
ップ部の対向する２辺に設けられている通気溝を通っ
て、正反対の２方向に同時に逃げることになる。このた
め、上記請求項１の場合の作用に加えて、このダイアチ
ップ部の空洞部内の空気が通気溝を通って外部に逃げる
際の反動として半導体素子チップが一方向に微動するこ
とが防止される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発
明の第１の実施形態に係るパッケージ内に半導体素子チ
ップが収納されている半導体装置を示す平面図及びその
Ａ−Ａ線断面図である。また、図２〜図４はそれぞれ図
１に示す半導体装置の製造方法、即ちパッケージ内に半
導体素子チップを収納するプロセスを説明するための工
程図である。なお、図２〜図４の各（ａ）、（ｂ）はそ
れぞれ図１（ａ）、（ｂ）に対応する平面図及び断面図
である。

【００１６】図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、本
実施形態に係る半導体装置においては、例えばＣＣＤ
（Charge Coupled Device ）用のパッケージ１０の中央
部に、凹形状の収納部１２が設けられている。

【００１７】また、この収納部１２底面上には、略ロ字
形のダイアチップ部１４が設けられており、その略ロ字
形の４辺に囲まれた中央部は空洞部１６となっている。
そして、このダイアチップ部１４には、その空洞部１６
と外部とを通気する通気溝１８が所定の１か所に設けら
れており、この点に本実施形態の特徴がある。

【００１８】なお、この通気溝１８の寸法は、ダイアチ
ップ部１４の空洞部１６と外部とを通気するという機能
を果たす限り、幾ら小さくてもよいし、半導体素子チッ
プ２０裏面と接続するためのダイアチップ部１４上面が
残存する限り、幾ら大きくてもよい。従って、この範囲
内であれば、寸法の変更は任意に可能である。

【００１９】また、このダイアチップ部１４上面には、
ＣＣＤ等が形成されている半導体素子チップ２０裏面が
接着剤を介して固着されている。こうして、半導体素子
チップ２０がパッケージ１０の収納部１２に収納されて
いる。

【００２０】次に、図１（ａ）、（ｂ）に示される半導
体装置の製造方法、即ちパッケージ内に半導体素子チッ
プを収納するプロセスを、図２〜図４を用いて説明す
る。先ず、最初に、図２（ａ）、（ｂ）に示されるよう
なパッケージ１０を用意する。即ち、このパッケージ１
０においては、その中央部に凹形状の収納部１２が設け
られている。そして、この収納部１２底面上には、略ロ
字形のダイアチップ部１４が設けられ、その中央部は空
洞部１６となっていると共に、このダイアチップ部１４
には、その空洞部１６と外部とを通気する通気溝１８が
設けられている。

【００２１】次いで、図３（ａ）、（ｂ）に示されるよ
うに、パッケージ１０のダイアチップ部１４上面に接着
剤２２を塗布する。

【００２２】次いで、図４（ａ）、（ｂ）に示されるよ
うに、この接着剤２２を塗布したダイアチップ部１４上
面に、半導体素子チップ２０をフェースアップに載置
し、押圧する。こうして、半導体素子チップ２０裏面を
接着剤２２を介してダイアチップ部１４上面に接着す
る。

【００２３】なお、このとき、ダイアチップ部１４の中
央部の空洞部１６は半導体素子チップ２０によって蓋を
された状態となるが、ダイアチップ部１４には、その空
洞部１６と外部とを通気する通気溝１８が設けられてい
るため、この空洞部１６は密閉された空間とはならな
い。

【００２４】続いて、このダイアチップ部１４上面に半
導体素子チップ２０を載置したパッケージ１０を、高温
槽内に入れて所定の熱処理を施し、半導体素子チップ２
０裏面をダイアチップ部１４上面に接着している接着剤
２２を硬化する。こうして、半導体素子チップ２０をダ
イアチップ部１４上面に固着する。

【００２５】なお、このとき、半導体素子チップ２０に
よって蓋をされた状態のダイアチップ部１４の空洞部１
６内の空気は熱膨張するが、この空洞部１６内の熱膨張
した空気は通気溝１８を通ってダイアチップ部１４の外
部に逃げる。このため、ダイアチップ部１４の空洞部１
６内の空気の熱膨張に起因して半導体素子チップ２０が
局所的に浮き上がるアオリ不良の発生は容易に防止され
る。

【００２６】以上のようにして、図１（ａ）、（ｂ）に
示されるような、半導体素子チップ２０がパッケージ１
０の収納部１２に収納されている半導体装置を作製す
る。

【００２７】このように本実施形態によれば、その中央
部が空洞部１６となっている略ロ字形のダイアチップ部
１４に、その空洞部１６と外部とを通気する通気溝１８
が設けられていることにより、ダイアチップ部１４上面
に半導体素子チップ２０をフェースアップに載置し、押
圧して、半導体素子チップ２０裏面を接着剤２２を介し
てダイアチップ部１４上面に接着する際に、ダイアチッ
プ部１４の中央部の空洞部１６は半導体素子チップ２０
によって蓋をされた状態となるものの、この空洞部１６
は通気溝１８の存在によって密閉空間とはならない。

【００２８】このため、パッケージ１０を高温槽内に入
れて所定の熱処理を施し、半導体素子チップ２０裏面を
ダイアチップ部１４上面に接着している接着剤２２を硬
化して、半導体素子チップ２０をダイアチップ部１４上
面に固着する際に、半導体素子チップ２０によって蓋を
された状態のダイアチップ部１４の空洞部１６内の空気
は熱膨張するものの、この空洞部１６内の熱膨張した空
気は通気溝１８を通ってダイアチップ部１４の外部に逃
げることになる。従って、ダイアチップ部１４の空洞部
１６内の空気の熱膨張に起因して半導体素子チップ２０
が局所的に浮き上がるアオリ不良の発生を容易に防止
し、高い信頼性をもつ半導体装置を実現することができ
る。

【００２９】また、本実施形態によれば、先ず最初に用
意するパッケージ１０を例えば加圧成形法によって作製
する場合、その際に使用する金型を従来のものと変える
のみで、通気溝１８が設けられているダイアチップ部１
４を容易に作成するが可能なため、従来のダイアチップ
部に通気溝が設けられていない場合と比較して製造コス
トや工程数を殆ど増大することなく、作製することがで
きる。

【００３０】（第２の実施形態）図５（ａ）、（ｂ）は
それぞれ本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示
す平面図及びそのＡ−Ａ線断面図である。なお、上記第
１の実施形態における図１（ａ）、（ｂ）に示す半導体
装置の構成要素と同一の要素には同一の符号を付して説
明を省略する。

【００３１】本実施形態に係る半導体装置は、上記第１
の実施形態においてダイアチップ部１４の空洞部１６と
その外部とを通気する通気溝１８が所定の１か所に設け
られている代わりに、通気溝がダイアチップ部の略ロ字
形の４辺のうちの対向する２辺にそれぞれ１か所ずつ設
けられているものである。

【００３２】即ち、図５（ａ）、（ｂ）に示されるよう
に、本実施形態に係る半導体装置においては、その中央
部が空洞部１６となっている略ロ字形のダイアチップ部
１４の略ロ字形の４辺のうちの対向する２辺に、その空
洞部１６と外部とを通気する通気溝１８ａ、１８ｂがそ
れぞれ１か所ずつ設けられており、この点に本実施形態
の特徴がある。

【００３３】なお、これら通気溝１８ａ、１８ｂの寸法
は、上記第１の実施形態の場合と同様に、ダイアチップ
部１４の空洞部１６と外部とを通気するという機能を果
たす限り、幾ら小さくてもよいし、半導体素子チップ２
０裏面と接続するためのダイアチップ部１４上面が残存
する限り、幾ら大きくてもよい。従って、この範囲内で
あれば、寸法の変更は任意に可能である。

【００３４】また、この図５（ａ）、（ｂ）に示される
半導体装置の製造方法、即ちパッケージ内に半導体素子
チップを収納するプロセスも、上記図２〜図４を用いて
説明した第１の実施形態の場合と基本的に同様であるた
め、その図示及び説明は省略する。

【００３５】このように本実施形態によれば、その中央
部が空洞部１６となっている略ロ字形のダイアチップ部
１４に、その空洞部１６と外部とを通気する通気溝１８
ａ、１８ｂが設けられていることにより、上記第１の実
施形態の場合と同様に、パッケージ１０を高温槽内に入
れて所定の熱処理を施し、半導体素子チップ２０裏面を
ダイアチップ部１４上面に接着している接着剤２２を硬
化して、半導体素子チップ２０をダイアチップ部１４上
面に固着する際、半導体素子チップ２０によって蓋をさ
れた状態のダイアチップ部１４の空洞部１６内の空気が
熱膨張しても、その熱膨張した空気は通気溝１８ａ、１
８ｂを通ってダイアチップ部１４の外部に逃げることに
なるため、ダイアチップ部１４の空洞部１６内の空気の
熱膨張に起因して半導体素子チップ２０が局所的に浮き
上がるアオリ不良の発生を容易に防止し、高い信頼性を
もつ半導体装置を実現することができる。

【００３６】しかも、この場合、通気溝１８ａ、１８ｂ
のダイアチップ部１４が略ロ字形の辺のうちの対向する
２辺にそれぞれ１か所ずつ設けられていることにより、
パッケージ１０を高温槽内に入れて所定の熱処理を施す
際に、半導体素子チップ２０によって蓋をされた状態の
ダイアチップ部１４の空洞部１６内の熱膨張した空気は
通気溝１８ａ、１８ｂを通って正反対の２方向に同時に
逃げることになるため、このダイアチップ部１４の空洞
部１６内の空気が通気溝１８ａ、１８ｂを通って外部に
逃げる際の反動として半導体素子チップ２０が一方向に
微動することを防止すことができる。

【００３７】なお、上記第１の実施形態においてはダイ
アチップ部１４の所定の１か所に通気溝１８が設けられ
ている場合を、上記第２の実施形態においてはダイアチ
ップ部１４の４辺のうちの対向する２辺の１か所ずつに
通気溝１８ａ、１８ｂが設けられている場合をそれぞれ
述べたが、通気溝の設置位置やその設置数は上記の場合
に限定する必要はない。また、例えばダイアチップ部１
４の４辺にそれぞれ通気溝を設けてもよいし、また各辺
に設ける通気溝の数を１か所に限定する必要もない。

【００３８】そして、このような場合においても、既に
説明したように、パッケージ１０を加圧成形法によって
形成する場合には、その際に使用する金型を従来のもの
と変えるのみで容易に作成可能なため、従来のダイアチ
ップ部に通気溝が設けられていない場合と比較して製造
コストや工程数を殆ど増大することなく、任意の箇所に
任意の数だけ通気溝が設けられているパッケージを作製
することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
る半導体装置によれば、次のような効果を奏することが
できる。即ち、請求項１に係る半導体装置によれば、パ
ッケージの収納部の底面上に略ロ字形に設けられたダイ
アチップ部に、ダイアチップ部の外部と中央部の空洞部
とを通気する通気溝が設けられていることにより、半導
体素子チップをダイアチップ部上面に接着する際に、ダ
イアチップ部の中央部の空洞部が半導体素子チップによ
って蓋をされた状態となっても、その空洞部は密閉され
た空間とはならないため、続いてパッケージに所定の熱
処理を施す際に、ダイアチップ部の空洞部内の熱膨張し
た空気は通気溝を通ってダイアチップ部の外部に逃げる
ことができる。従って、ダイアチップ部の空洞部内の空
気の熱膨張に起因して半導体素子チップが局所的に浮き
上がるアオリ不良の発生を容易に防止し、高い信頼性を
もつ半導体装置を実現することができる。

【００４０】また、請求項２に係る半導体装置によれ
ば、上記請求項１に係る半導体装置において、通気溝
が、ダイアチップ部の略ロ字形の辺の対向する２辺に少
なくとも１か所ずつ設けられていることにより、パッケ
ージに所定の熱処理を施す際に、半導体素子チップによ
って蓋をされた状態のダイアチップ部の中央部の空洞部
内の熱膨張した空気は、ダイアチップ部の対向する２辺
に設けられている通気溝を通って、正反対の２方向に同
時に逃げることになるため、上記請求項１の場合の効果
に加えて、このダイアチップ部の空洞部内の空気が通気
溝を通って外部に逃げる際の反動として半導体素子チッ
プが一方向に微動することを防止することができる。従
って、更に高い信頼性をもつ半導体装置を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施
形態に係るパッケージ内に半導体素子チップが収納され
ている半導体装置を示す平面図及びそのＡ−Ａ線断面図
である。

【図２】図１に示す半導体装置の製造方法、即ちパッケ
ージ内に半導体素子チップを収納するプロセスを説明す
るための工程図（その１）であって、（ａ）、（ｂ）は
それぞれ図１（ａ）、（ｂ）に対応する平面図及び断面
図である。

【図３】図１に示す半導体装置の製造方法、即ちパッケ
ージ内に半導体素子チップを収納するプロセスを説明す
るための工程図（その２）であって、（ａ）、（ｂ）は
それぞれ図１（ａ）、（ｂ）に対応する平面図及び断面
図である。

【図４】図１に示す半導体装置の製造方法、即ちパッケ
ージ内に半導体素子チップを収納するプロセスを説明す
るための工程図（その３）であって、（ａ）、（ｂ）は
それぞれ図１（ａ）、（ｂ）に対応する平面図及び断面
図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第２の実施
形態に係るパッケージ内に半導体素子チップを収納され
ている半導体装置を示す平面図及びそのＡ−Ａ線断面図
である。

【図６】従来のパッケージ内に半導体素子チップを収納
するプロセスを説明するための工程図（その１）であっ
て、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ平面図及び及びそのＡ−
Ａ線断面図である。

【図７】従来のパッケージ内に半導体素子チップを収納
するプロセスを説明するための工程図（その２）であっ
て、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ平面図及び及びそのＡ−
Ａ線断面図である。

【符号の説明】

１０……パッケージ、１２……収納部、１４……ダイア
チップ部、１６……空洞部、１８、１８ａ、１８ｂ……
通気溝、２０……半導体素子チップ、２２……接着剤、
２４……空間。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パッケージ内に半導体素子チップが収納
   されている半導体装置であって、 前記パッケージの収納部の底面上に略ロ字形に設けら
   れ、中央部に空洞部を有するダイアチップ部と、 前記ダイアチップ部に設けられ、前記ダイアチップ部の
   外部と前記空洞部とを通気する通気溝と、 前記ダイアチップ部上に固着された前記半導体素子チッ
   プと、 を備えていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置において、 前記通気溝が、前記ダイアチップ部の略ロ字形の辺の対
   向する２辺に少なくとも１か所ずつ設けられていること
   を特徴とする半導体装置。