JPH08241940A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多ピンで高い放熱性能のＢＧＡ・ＩＣを安価
に提供する。 【構成】 低熱抵抗形のＢＧＡ・ＩＣ５３はペレット３
１が配線基板１０にフエイスダウンに配置されて内部端
子１２群にＴＡＢでボンディングされ、ペレットの反対
側主面にヒートスプレッタ６が接続されており、ヒート
スプレッタ６には配線基板１０のペレット側主面に固定
されたアンカー４に他端連結のスプリング７の一端が連
結されている。その製造に際してはヒートスプレッタ６
を独立懸架したアンカー４がフレームに吊持された単位
ヒートスプレッタフレームを多連に成形し、各単位フレ
ーム毎に配線基板１０が組み付けられる。 【効果】 ペレットの発熱はヒートスプレッタに熱伝導
で伝達されるため、ペレットは効果的に冷却される。ヒ
ートスプレッタを多連構成することでコスト高の配線基
板を多連構成しなくて済み配線基板の材料歩留りを低減
できる分、製造コストを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造技
術、特に、配線基板の一主面に半導体ペレットが配され
て樹脂封止されている半導体集積回路装置の放熱性能を
向上させる技術に関するもので、例えば、多ピン、低熱
抵抗で、小型かつ低価格化が要求される半導体集積回路
装置（以下、ＩＣという。）に利用して有効なものに関
する。

【０００２】

【従来の技術】多ピン化が進む今日、クワッド・フラッ
ト・パッケージＩＣやテープ・キャリア・パッケージＩ
Ｃのような周辺部からピン（外部端子）を取り出すパッ
ケージでは、ピッチが狭くなるため、パッケージの製造
限界とボード・アセンブリの限界に近づいている。そこ
で、パッケージの主面全体に外部端子を配置することに
よってパッケージのサイズを大きくせずに多ピンを実現
する表面実装形ＩＣとして、ボール・グリッド・アレー
パッケージを備えているＩＣ（以下、ＢＧＡ・ＩＣとい
う。）が提案されている。

【０００３】すなわち、このＢＧＡ・ＩＣは内部端子群
と外部端子群とが表側主面と裏側主面とにそれぞれ形成
されているとともに、各内部端子と各外部端子とが互い
に電気的に接続されている配線基板を備えており、配線
基板の内部端子を形成された側の主面には半導体ペレッ
トがボンディングされているとともに、内部端子群にボ
ンディングワイヤによって電気的に接続されており、配
線基板の半導体ペレット側主面が半導体ペレットを含め
て樹脂封止体によって樹脂封止されている。そして、配
線基板の反対側主面で露出されている各外部端子にはは
んだバンプがそれぞれ突設されている。

【０００４】なお、ＢＧＡ・ＩＣを述べてある例として
は、株式会社日経ＢＰ社発行「ＶＬＳＩパッケージング
技術（下）」１９９３年５月３１日発行 Ｐ１７３〜Ｐ
１７８、がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＩＣの多機
能化、高集積化、高速化が進む最近にあっては、ＢＧＡ
・ＩＣにおいても熱放散性能（放熱性能）の良好なパッ
ケージ、ないしは、低熱抵抗形パッケージの開発が要望
されている。そして、従来のＢＧＡ・ＩＣにおいてパッ
ケージの放熱性能を高めるのに放熱フィンを付設するこ
とが、一般的に考えられる。

【０００６】しかしながら、従来のＢＧＡ・ＩＣに放熱
フィンが付設される場合においては、樹脂封止体の表面
に接着されることになるため、放熱効率が低く放熱性能
の向上に限界がある。

【０００７】本発明の目的は、多ピンで、かつ、高い放
熱性能を発揮することができる半導体装置を提供するこ
とにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、製造コストの
増加を抑制することができる半導体装置の製造方法を提
供することにある。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【００１１】すなわち、半導体装置は、半導体ペレット
が配線基板にフエイスダウンに配置されて内部端子群に
一括的にボンディングされており、この半導体ペレット
の反対側主面にヒートスプレッタが熱的に接続されてい
るとともに、このヒートスプレッタには配線基板の半導
体ペレット側主面に固定されたアンカーに他端が連結さ
れたスプリングの一端が連結されていることを特徴とす
る。

【００１２】この半導体装置の製造方法においては、ヒ
ートスプレッタを独立懸架したアンカーがフレームに吊
持された単位ヒートスプレッタフレームが多数個連設さ
れている多連ヒートスプレッタフレームが予め用意さ
れ、この多連ヒートスプレッタフレームの各単位ヒート
スプレッタフレームに各配線基板が半導体ペレットのボ
ンディング以前または以後にそれぞれ組み付けられる。

【００１３】

【作用】前記した半導体装置によれば、半導体ペレット
の発熱はヒートスプレッタに熱伝導によって直接伝達さ
れるため、相対的に半導体ペレットはきわめて効果的に
冷却されることになる。

【００１４】また、前記した半導体装置の製造に際して
は、多連ヒートスプレッタフレームを使用することによ
り、コストの高い配線基板を多連に構成しなくて済むた
め、配線基板の材料歩留りを低減することができる分、
製造コストを低減させることができる。他方、多連ヒー
トスプレッタフレームの各単位ヒートスプレッタフレー
ムに各配線基板をそれぞれ組み付けることにより、各組
み立て工程において多数の中間製品を一括して取り扱う
ことができるため、ヒートスプレッタを付設するにもか
かわらず、製造コストの増加を抑制することができる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の一実施例である低熱抵抗形Ｂ
ＧＡ・ＩＣを示しており、（ａ）は一部切断正面図、
（ｂ）は左側半分が一部切断平面図、右側半分が一部切
断底面図である。図２以降は本発明の一実施例であるそ
のＢＧＡ・ＩＣの製造方法を示す各説明図である。

【００１６】本実施例において、本発明に係る半導体装
置は、低熱抵抗を実現するための半導体集積回路装置
（以下、ＩＣという。）である放熱性の良好なＢＧＡ・
ＩＣ（以下、低熱抵抗形ＢＧＡ・ＩＣという。）として
構成されている。この低熱抵抗形ＢＧＡ・ＩＣ５３は図
１に示されているように構成されている。

【００１７】すなわち、低熱抵抗形ＢＧＡ・ＩＣ５３は
内部端子１２群と外部端子１３群とが表側主面と裏側主
面とにそれぞれ形成されている配線基板１０を備えてお
り、各内部端子１２と各外部端子１３とは配線基板１０
の本体１１を貫通して互いに電気的に接続されている。
半導体素子群を含む半導体集積回路が作り込まれた半導
体ペレット３１（以下、ペレットという。）は配線基板
１０の内部端子１２側主面においてフエイスダウンに配
置されて内部端子１２群にテープ・オートメイテッド・
ボンディング（以下、ＴＡＢという。）によって電気的
かつ機械的に接続されている。ペレット３１のＴＡＢ側
と反対側の主面にはヒートスプレッタ６が熱的に接続さ
れているとともに、このヒートスプレッタ６には配線基
板１０のペレット３１側主面に固定されたアンカー４に
他端が連結されたスプリング７の一端が連結されてい
る。配線基板１０のペレット３１側主面および側面には
樹脂封止体３８がペレット３１、内部端子１２群、スプ
リング７およびアンカー４を樹脂封止するように成形さ
れており、ヒートスプレッタ６のペレット３１と反対側
の主面は樹脂封止体３８の一主面から露出されている。
また、配線基板１０の反対側主面で露出されている各外
部端子１３にははんだバンプ５２がそれぞれ突設されて
いる。そして、この低熱抵抗形ＢＧＡ・ＩＣ５３は次に
説明される製造方法によって製造されている。

【００１８】以下、本発明の一実施例であるこの低熱抵
抗形ＢＧＡ・ＩＣの製造方法を説明する。この説明によ
り、前記低熱抵抗形ＢＧＡ・ＩＣ５３についての構成の
詳細が共に明らかにされる。

【００１９】本実施例において、低熱抵抗形ＢＧＡ・Ｉ
Ｃの製造方法には、図２に示されている多連ヒートスプ
レッタフレーム１が使用されている。この多連ヒートス
プレッタフレーム１は熱伝導性の良好な材料の一例であ
る銅系材料（銅または銅合金）や鉄系材料（鉄またはそ
の合金）からなる薄板が用いられて、打ち抜きプレス加
工またはエッチング加工等の適当な手段により一体成形
されている。この多連ヒートスプレッタフレーム１は複
数の単位ヒートスプレッタフレーム（以下、ヒートスプ
レッタフレームという。）２が横方向に１列に並設され
て構成されている。なお、多連ヒートスプレッタフレー
ム１は図２の一点鎖線間のパターンが繰り返されるた
め、説明および図示は原則として一単位について行われ
ている。

【００２０】ヒートスプレッタフレーム２はトップレー
ル、ボトムレール、一対のサイドレール）が正方形の枠
形状に組まれたフレーム（外枠）３を備えている。フレ
ーム３の枠の平面から見た内形は樹脂封止体３８の平面
から見た外形に対応されており、この枠によって、後述
するトランスファ成形時におけるダムが実質的に構成さ
れるようになっている。フレーム３のトップレールおよ
びボトムレールには各パイロットホール３ａがそれぞれ
開設されている。

【００２１】フレーム３の枠内にはそれよりも小径の正
方形の枠形状に形成されたアンカー４が同心的に配され
て、吊り部材５によって吊持されている。さらに、アン
カー４の正方形の枠内にはそれよりも小径の正方形の平
板形状に形成されたヒートスプレッタ６が同心的に配さ
れて、３本のスプリング７によって吊持されている。ヒ
ートスプレッタ６の正方形はペレット３１と略等しくな
るように設定されている。３本のスプリング７はヒート
スプレッタ６の３箇所のコーナー部にそれぞれ配置され
て、ヒートスプレッタ６のコーナー部とアンカー４のコ
ーナー部とを連結するように架設されている。スプリン
グ７の配置されていない１箇所のコーナー部は後述する
トランスファ成形装置におけるゲートを配置し得るよう
に設定されている。

【００２２】スプリング７はヒートスプレッタ６とアン
カー４とを連結する連結部片を実質的に構成している。
スプリング７はこの連結部片の両端辺に複数本の切込み
部８を交互に配されて切設されることにより構成されて
おり、スプリング７は各切込み部８の間隔を拡張したり
収縮することにより伸縮するようになっている。したが
って、ヒートスプレッタ６はアンカー４にスプリング７
の弾性力によって独立懸架された状態になっている。

【００２３】本実施例において、低熱抵抗形ＢＧＡ・Ｉ
Ｃの製造方法には、図３に示されている配線基板１０が
使用されている。配線基板１０は絶縁性を有する基板が
使用されて正方形の平板形状に形成されたベース１１を
備えている。ベース１１の外径はペレット３１の外径よ
りも大きく、樹脂封止体３８の外径よりも小さく設定さ
れている。本実施例において、ベース１１はガラス繊維
にエポキシ樹脂が含浸されたガラス・エポキシ樹脂を使
用して多層構造（図示せず）に形成されている。但し、
ベース１１はセラミック等の他の絶縁基板を使用して形
成することができる。

【００２４】ベース１１の一主面（以下、上面とす
る。）には小径の円形薄板形状に形成された内部端子１
２が複数個（ペレット３１の電極パッドに対応する数と
する。）、正方形の線上に整列されて固着されている。
また、ベース１１の下面には小径の円形薄板形状に形成
された外部端子１３が内部端子１２に対応する数だけ、
正方形の全面に略均等になるように散点的に配置されて
固着されている。本実施例において、内部端子１２群お
よび外部端子１３群はベース１１の表面に被着された銅
箔がリソグラフィー処理およびエッチング処理によって
パターンニングされて形成されている。但し、内部端子
１２および外部端子１３はスクリーン印刷法やめっき
法、メタルマスクによる蒸着法等のによって形成するこ
とができる。

【００２５】ベース１１の上面に配置された内部端子１
２とベース１１の上面に配置された外部端子１３とは各
内部端子１２同士および各外部端子１３同士がそれぞれ
電気的に独立されて、ベース１１の内部に配線された電
気配線１４によって互いに電気的に接続されている。多
数本が互いに電気的に絶縁した状態で配線された電気配
線１４は、多層構造に形成されたベース１１の各層にパ
ターニングされた後にスルーホールによって上層と下層
とが互いに接続されることにより所謂多層配線構造に形
成されている。

【００２６】本実施例において、ベース１１の上面にお
ける各コーナー部には配線基板１０をヒートスプレッタ
フレーム２に組み付けるための各結合用パッド１５がそ
れぞれ固着されており、各結合用パッド１５はヒートス
プレッタフレーム２におけるアンカー４のコーナー部に
対向してこれをカバーし得る大きさの円形の平板形状に
形成されている。この結合用パッド１５は内部端子１２
群と共にパターニングされて形成されている。

【００２７】このように構成されている配線基板１０は
前記構成に係る多連ヒートスプレッタフレーム１のヒー
トスプレッタフレーム２に１枚ずつ、図４に示されてい
るように重ね合わされて固定的に組み付けられる。すな
わち、配線基板１０の各結合用パッド１５および／また
はヒートスプレッタフレーム２のアンカー４の各コーナ
ー部に接着剤が塗布された後、配線基板１０は各結合用
パッド１５がアンカー４の各コーナー部にそれぞれ整合
するように配されてヒートスプレッタフレーム２に重ね
合わされる。この配線基板１０とヒートスプレッタフレ
ーム２とが重ね合わされた状態で、接着剤が硬化される
と、配線基板１０はヒートスプレッタフレーム２のアン
カー４に各接着剤層１６によって結合された状態にな
る。

【００２８】なお、接着剤塗布作業、重ね合わせ作業お
よび接着剤硬化作業は、複数個のヒートスプレッタフレ
ーム２および配線基板１０について同時に実施すること
ができる。したがって、作業性はきわめて良好である。

【００２９】このようにしてヒートスプレッタフレーム
２と配線基板１０とが上下に重ね合わされて結合された
結合体１７において、上側のヒートスプレッタフレーム
２におけるアンカー４は下側の配線基板１０におけるベ
ース１１の外周縁部に上から見て僅かに内側に入って重
なった状態で、ベース１１に４箇所の接着剤層１６によ
って固着されている。また、ヒートスプレッタ６はその
下面が配線基板１０のベース１１の上面から接着剤層１
６の厚さの分だけ極僅かに浮かされた状態で、各コーナ
ー部に連結された３本のスプリング７によってベース１
１に対してフローティング支持されている。

【００３０】以上のようにしてヒートスプレッタフレー
ム２と配線基板１０とが結合された結合体１７にはペレ
ットのＴＡＢ構造体２０が配線基板１０に、後述する図
６に示されているアウタリードボンディング工程におい
て各ヒートスプレッタフレーム２毎に電気的かつ機械的
に接続される。この際、結合体１７が多連に構成されて
いるため、この接続作業は結合体１７が長手方向にピッ
チ送りされることにより各単位毎に順次実施される。

【００３１】本実施例において、ペレット３１はＴＡＢ
構造に構成されて低熱抵抗形ＢＧＡ・ＩＣの製造方法に
供される。このペレットＴＡＢ構造体２０は図５に示さ
れているテープキャリア２１から製造される。

【００３２】図５において、テープキャリア２１の本体
であるキャリアテープ２２はポリイミド等のような絶縁
性樹脂を用いて、同一パターンが長手方向に連続するよ
うに一体成形されている。但し、説明および図示は一単
位だけについて行われている。キャリアテープ２２にお
ける幅方向の両側端辺部には位置決め等に使用される小
孔２３が等ピッチに配されて開設されており、両側の小
孔２３群間にはサポートリング２４が等ピッチをもって
１列縦隊に配されて形成されている。サポートリング２
４は略正方形の枠形状に形成されており、その枠の内側
空所には後記するペレット３１を収容するためのペレッ
ト収容部２５が実質的に構成されている。サポートリン
グ２４の外側空所２６には保持部材２７が四隅に配され
て、サポートリング２４を保持するように一体的に架設
されている。

【００３３】集積回路を電気的に外部に引き出すための
リード２８は複数本が、キャリアテープ２２の片側平面
（以下、第１主面とする。）上に配されて、銅箔等のよ
うな導電性材料を用いて溶着や接着等のような適当な手
段により固定的に付設されている。リード２８群はサポ
ートリング２４における４辺に分けられて、サポートリ
ング２４を径方向に貫通するように配設されており、各
リード２８同士が互いに電気的に非接続になるように形
成されている。各リード２８におけるペレット収容部２
５内に突き出された内側先端部によってインナ部として
のインナリード２９が構成されており、各リード２８に
おける外側空所２６を横断して外方に突き出された外側
端部によってアウタ部としてのアウタリード３０が構成
されている。アウタリード３０はキャリアテープ２２上
に固着されており、リード２８群の表面にはソルダビリ
ティーを高めるために錫めっき膜（図示せず）が被着さ
れている。

【００３４】一方、詳細な説明は省略するが、この低熱
抵抗形ＢＧＡ・ＩＣに使用されるペレット３１は半導体
装置の製造工程における所謂前工程において、ウエハ状
態にて所望の半導体素子群を含む集積回路を適宜作り込
まれる。そして、集積回路（図示せず）が作り込まれた
ペレット３１はサポートリング２４のペレット収容部２
５に収容され得る略正方形の小片にダイシングされてお
り、その一方の主面（以下、第１主面とする。）におけ
る周辺部には金系材料を用いて形成されたバンプ３２が
複数個、キャリアテープ２２における各インナリード２
９に整合し得るように配されて突設されている。

【００３５】このように構成されたペレット３１はＴＡ
ＢによるＩＣの製造方法における所謂インナリードボン
ディング工程において、キャリアテープ２２に組み付け
られる。この際、キャリアテープ２２は複数のスプロケ
ットやガイドレール（図示せず）間に張設されて一方向
に間欠送りされる。そして、張設されたキャリアテープ
２２の途中に配設されているインナリードボンディング
ステージにおいて、ペレット３１はペレット収容部２５
内にサポートリング２４の下方から収容されるととも
に、各バンプを各インナリード２９にそれぞれ整合され
てボンディング工具によって熱圧着されることにより、
キャリアテープ２２に組み付けられる。すなわち、リー
ド２８の表面に被着されている錫めっき膜と金系材料か
ら成るバンプ３２と間において、金−錫の共晶が形成さ
れるため、リード２８のインナリード２９とバンプ３２
とは一体的に結合されることになる。

【００３６】このようにしてペレット３１がキャリアテ
ープ２２に組み付けられると、テープキャリア２１が組
み立てられたことになる。このテープキャリア２１の組
立状態で、ペレット３１は電気的特性試験等のような検
査を受ける。通例、検査されたペレット３１はテープキ
ャリア２１の状態のままアウタリードボンディング工程
に供給される。そして、アウタリードボンディング工程
において、テープキャリア２１におけるサポートリング
２４の外側の位置でアウタリード３０群が切断されるこ
とにより、ペレットのＴＡＢ構造体２０が製造される。
ちなみに、検査が終了した後に、テープキャリア２１か
らペレットのＴＡＢ構造体２０を切出してトレー等のキ
ャリア治具に移し換えた状態で、ペレットのＴＡＢ構造
体２０をアウタリードボンディング工程に供給してもよ
い。

【００３７】図６に示されているアウタリードボンディ
ング工程において、結合体１７はヒートスプレッタ６を
ヒートスプレッタ保持用コレット３３によって真空吸着
保持されて配線基板１０の上面から所定の間隔だけ持ち
上げられる。ヒートスプレッタ６が配線基板１０から所
定の間隔浮かされると、ペレット３１の第２主面をペレ
ットのＴＡＢ構造体保持用コレット３４によって真空吸
着保持されたペレットのＴＡＢ構造体２０がヒートスプ
レッタ６と配線基板１０との間に水平方向横から挿入さ
れる。この挿入とともに、ペレットのＴＡＢ構造体２０
の各アウタリード３０は配線基板１０の各内部端子１２
にそれぞれ整合されて当接される。ここで、配線基板１
０の各内部端子１２の上面には予めクリームはんだ（図
示せず）が塗布されており、各アウタリード３０が各内
部端子１２に整合されて当接されると、各アウタリード
３０は各内部端子１２にクリームはんだによって粘着さ
れた状態になる。

【００３８】続いて、ペレットのＴＡＢ構造体保持用コ
レット３４がヒートスプレッタ６と配線基板１０との間
から引き抜かれると、ヒートスプレッタ保持用コレット
３３の保持が解除される。保持が解除されると、ヒート
スプレッタ６はスプリング７の弾性力によって下方引っ
張られるため、ペレット３１の上面に押接された状態に
なって各アウタリード３０と各内部端子１２とのクリー
ムはんだによる粘着を維持する。この状態で、アウタリ
ード３０と内部端子１２との間がリフローはんだ処理さ
れ、クリームはんだによって形成されたはんだ付け部３
５によってアウタリード３０と内部端子１２とが電気的
かつ機械的に接続される。このとき、リード２８の表面
には錫めっき膜が被着されているため、ソルダビリティ
ーは良好になる。

【００３９】なお、ペレット３１が配線基板１０にボン
ディングされる前に、ペレット３１と配線基板１０との
対向面間にはシリコーンゴム等の弾性体３６が塗布等の
適当な手段により介設される。

【００４０】このようにして配線基板１０にペレット３
１が電気的かつ機械的に接続されると、図６（ｂ）に示
されている配線基板とペレットとの組立体（以下、組立
体という。）３７が製造されたことになる。この組立体
３７は結合体１７に組み付けられた状態になっているた
め、多連組立体を構成することになる。

【００４１】次に、この多連組立体には各組立体３７毎
に樹脂封止体３８が、図７に示されているトランスファ
成形装置４０を使用されて成形される。

【００４２】図７に示されているトランスファ成形装置
４０はシリンダ装置（図示せず）によって互いに型締め
される一対の上型４１と下型４２とを備えており、上型
４１と下型４２との合わせ面には上型キャビティー凹部
４３ａと、下型キャビティー凹部４３ｂとが互いに協働
してキャビティー４３を形成するように複数組（１組の
みが図示されている。）没設されている。上型４１の合
わせ面にはポット４４が開設されており、ポット４４に
はシリンダ装置（図示せず）により進退されるプランジ
ャ４５が成形材料としての樹脂（以下、レジンとい
う。）を送給し得るように挿入されている。下型４２の
合わせ面にはカル４６がポット４４との対向位置に配さ
れて没設されているとともに、複数条のランナ４７がポ
ット４４にそれぞれ接続するように放射状に配されて没
設されている。各ランナ４７の他端部は下側キャビティ
ー凹部４３ｂにそれぞれ接続されており、その接続部に
はゲート４８がレジンをキャビティー４３内に注入し得
るように形成されている。また、下型４２の合わせ面に
は逃げ凹所４９が多連ヒートスプレッタフレーム１の厚
みを逃げ得るように、多連ヒートスプレッタフレーム１
の外形よりも若干大きめの長方形で、その厚さと略等し
い寸法の一定深さに没設されている。

【００４３】トランスファ成形に際して、多連組立体は
下型４２に没設されている逃げ凹所４９内に収容され
る。これにより、ヒートスプレッタフレーム２における
フレーム３の内周縁辺は下型キャビティー凹部４３ｂの
外周縁辺に沿った状態なって、ダムを構成する状態にな
る。そして、配線基板１０、アンカー４、サポートリン
グ２４およびペレットのＴＡＢ構造体２０は下型キャビ
ティー凹部４３ｂ内に収容された状態になる。また、配
線基板１０のベース１１の下面は下型キャリア凹部４３
ｂの底面に当接した状態になる。

【００４４】続いて、上型４１と下型４２とが型締めさ
れる。これにより、ヒートスプレッタ６の上面が上型４
１の天井面に押接した状態になる。ここで、配線基板本
体１１の上面とペレット３１の下面との間にシリコーン
ゴム等の弾性体３６が予め介設されているため、ヒート
スプレッタ６が上型４１に隙間なく確実に押接する。す
なわち、下型４２の底面に当接した配線基板１０に反力
をとった弾性体３６によってペレット３１が押し上げら
れるため、ペレット３１の上面に押接したヒートスプレ
ッタ６は上型４１の天井面に押接される状態になる。

【００４５】その後、ポット４４からプランジャ４５に
よりレジン５０がランナ４７およびゲート４８を通じて
各キャビティー４３に送給されて圧入される。このと
き、ゲート４８はヒートスプレッタフレーム２における
スプリング７が配置されていないコーナー部に開設され
ているため、レジン５０はスプリング７に干渉されずに
キャビティー４３の内部に良好に圧入される。

【００４６】注入後、レジンが熱硬化されて樹脂封止体
３８が成形されると、上型４１および下型４２は型開き
されるとともに、エジェクタ・ピン（図示せず）により
樹脂封止体３８群が離型される。

【００４７】以上のトランスファ成形工程によって、図
８に示されている成形品５１が成形されたことになる。
図８において、樹脂封止体３８の内部には、ペレット３
１、リード２８群、サポートリング２４と共に、ペレッ
ト３１の第２主面に結合されたヒートスプレッタ６の一
部、配線基板１０の一部も樹脂封止されることになる。
この状態において、配線基板１０のベース１１のペレッ
ト取付面とは反対側の端面は樹脂封止体３８の下面にお
いて表面から露出しており、外部端子１３群が露出した
状態になっている。また、ヒートスプレッタ６のペレッ
ト取付面とは反対側の端面は樹脂封止体３８の上面にお
いて表面から露出している。ちなみに、露出したヒート
スプレッタ６には必要に応じて、放熱フィンが取り付け
られたり、プリント配線基板に押さえ付けるための押さ
え具が取り付けられたりする。

【００４８】その後、配線基板１０のベース１１下面に
露出した外部端子１３群にははんだバンプ５２がスクリ
ーン印刷法やメタルマスク蒸着法等の適当な方法によっ
てそれぞれ突設される。そして、ヒートスプレッタフレ
ーム２の吊り部材５が樹脂封止体３８の基端部において
切断されることにより、図１に示されている前記構成に
係る低熱抵抗形ＢＧＡ・ＩＣ５３が製造されたことにな
る。

【００４９】この低熱抵抗形ＢＧＡ・ＩＣ５３はプリン
ト配線基板（図示せず）に各はんだバンプ５２をプリン
ト配線基板のパッドにそれぞれ整合された状態で、リフ
ローはんだ付け処理されることにより電気的かつ機械的
に接続される。

【００５０】そして、この実装状態で、低熱抵抗形ＢＧ
Ａ・ＩＣ５３が稼働されてペレット３１が発熱した場
合、その熱はペレット３１からヒートスプレッタ６に直
接的に熱伝導されるとともに、ヒートスプレッタ６の広
い表面積から外気に放熱されるため、相対的にペレット
３１は充分に冷却される。また、ヒートスプレッタ６に
放熱フィンや、押さえ具等が連設されている場合には、
ヒートスプレッタ６の熱が放熱フィンや、押さえ具等を
通じてさらに広い範囲に熱伝導されるため、放熱効果は
より一層高くなる。

【００５１】前記実施例によれば次の効果が得られる。 （１） ペレットを配線基板にフエイスダウンに配置し
て内部端子群に一括的にボンディングし、このペレット
の反対側主面にヒートスプレッタを熱的に接続すること
により、ペレットの発熱をヒートスプレッタに熱伝導に
よって直接伝達させることができるため、相対的にペレ
ットはきわめて効果的に冷却させることができ、放熱性
能を高めることができる。

【００５２】（２） パッケージのサイズを大きくせず
に多ピンを実現することができるＢＧＡ・ＩＣに前記
（１）を採用することにより、低熱抵抗形のＢＧＡ・Ｉ
Ｃを実現することができる。

【００５３】（３） ヒートスプレッタをスプリングを
介して独立懸架したアンカーがフレームに吊持された単
位ヒートスプレッタフレームが多数個連設されている多
連ヒートスプレッタフレームを予め用意し、この多連ヒ
ートスプレッタフレームの各単位ヒートスプレッタフレ
ームに各配線基板をペレットのボンディング以前にそれ
ぞれ組み付けることにより、コストの高い配線基板を多
連に構成しなくて済むため、配線基板の材料歩留りを低
減することができる分、製造コストを低減させることが
できる。

【００５４】（４） また、多連ヒートスプレッタフレ
ームの各単位ヒートスプレッタフレームに各配線基板を
それぞれ組み付けることにより、各組み立て工程におい
て多数の中間製品を一括して取り扱うことができるた
め、ヒートスプレッタを付設するにもかかわらず、製造
コストの増加を抑制することができる。

【００５５】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００５６】例えば、配線基板は多連ヒートスプレッタ
フレームの各単位ヒートスプレッタフレームにペレット
のボンディング以前に組み付けるに限らず、ペレットが
ボンディングされた後に多連ヒートスプレッタフレーム
の各単位ヒートスプレッタフレームに組み付けてもよ
い。この場合には、配線基板へのペレットのＴＡＢ構造
体のアウタリードボンディング作業がやり易くなる。

【００５７】配線基板へのペレットのＴＡＢ構造体のア
ウタリードボンディング工程は、はんだ付け処理を使用
するに限らず、異方性導電接着剤を使用してもよい。

【００５８】さらに、ペレットは配線基板にＴＡＢ構造
によりボンディングするに限らず、ＣＣＢ法やフリップ
チップ法等のフエイスダウン・ボンディング法によって
一括的にボンディングしてもよい。

【００５９】配線基板の外部端子にははんだバンプを突
設するに限らず、ピンを突設してもよい。

【００６０】樹脂封止体およびヒートスプレッタの形状
は、正方形に限らず、長方形等の四辺形に形成してもよ
い。特に、ヒートスプレッタは正四辺形に限らず、円形
や多角形に形成してもよい。

【００６１】ヒートスプレッタは樹脂封止体の内部に一
部が埋め込まれるように構成するに限らず、全体が埋め
込まれるように構成してもよい。

【００６２】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるＢＧＡ
・ＩＣに適用した場合について説明したが、それに限定
されるものではなく、樹脂封止形のピン・グリッド・ア
レーパッケージを備えているＩＣ（Ｐ−ＰＧＡ・ＩＣ）
等の外部端子がパッケージ全面に配置されてＩＣ、その
パッケージを備えたパワートランジスタや、その他の電
子装置全般に適用することができる。特に、本発明は、
小型軽量、多ピンで、しかも、低価格であり、高い放熱
性能が要求される半導体装置に利用して優れた効果が得
られる。

【００６３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００６４】半導体ペレットを配線基板にフエイスダウ
ンに配置して内部端子群に一括的にボンディングし、こ
の半導体ペレットの反対側主面にヒートスプレッタを熱
的に接続することにより、半導体ペレットの発熱をヒー
トスプレッタに熱伝導によって直接伝達させることがで
きるため、相対的に半導体ペレットはきわめて効果的に
冷却させることができ、放熱性能を高めることができ
る。

【００６５】ヒートスプレッタをスプリングを介して独
立懸架したアンカーがフレームに吊持された単位ヒート
スプレッタフレームが多数個連設されている多連ヒート
スプレッタフレームを予め用意し、この多連ヒートスプ
レッタフレームの各単位ヒートスプレッタフレームに各
配線基板を半導体ペレットのボンディング以前にそれぞ
れ組み付けることにより、コストの高い配線基板を多連
に構成しなくて済むため、配線基板の材料歩留りを低減
することができる分、製造コストを低減させることがで
き、また、多連ヒートスプレッタフレームの各単位ヒー
トスプレッタフレームに各配線基板をそれぞれ組み付け
ることにより、各組み立て工程において多数の中間製品
を一括して取り扱うことができるため、ヒートスプレッ
タを付設するにもかかわらず、製造コストの増加を抑制
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である低熱抵抗形ＢＧＡ・Ｉ
Ｃを示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は左側半分が一
部切断平面図、右側半分が一部切断底面図である。

【図２】本発明の一実施例であるそのＢＧＡ・ＩＣの製
造方法に使用される多連ヒートスプレッタフレームを示
しており、（ａ）は一部省略平面図、（ｂ）は正面断面
図である。

【図３】同じく配線基板を示しており、（ａ）は左側半
分が平面図、右側半分が底面図であり、（ｂ）は一部切
断正面図である。

【図４】その製造方法におけるヒートスプレッタフレー
ムと配線基板との結合工程後の結合体を示しており、
（ａ）は左側半分が平面図、右側半分が底面図であり、
（ｂ）は正面断面図である。

【図５】その製造方法に使用されるペレットのＴＡＢ構
造体を製造するテープキャリアを示しており、（ａ）は
左側半分が平面図、右側半分が底面図であり、（ｂ）は
一部切断正面図である。

【図６】その製造方法におけるアウタリードボンディン
グ工程を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）はボンデ
ィング後の正面断面図である。

【図７】その製造方法における樹脂封止体成形工程を示
す縦断面図である。

【図８】樹脂封止体成形後を示しており、（ａ）は左側
半分が平面図、右側半分が底面図であり、（ｂ）は一部
切断正面図である。

【符合の説明】

１…多連ヒートスプレッタフレーム、２…単位ヒートス
プレッタフレーム（ヒートスプレッタフレーム）、３…
フレーム（外枠）、３ａ…パイロットホール、４…アン
カー、５…吊り部材、６…ヒートスプレッタ、７…スプ
リング、８…切込み部、１０…配線基板、１１…ベー
ス、１２…内部端子、１３…外部端子、１４…電気配
線、１５…パッド、１６…接着剤層、１７…ヒートスプ
レッタフレームと配線基板との結合体、２０…ペレット
のＴＡＢ構造体、２１…テープキャリア、２２…キャリ
アテープ、２３…小孔、２４…サポートリング、２５…
ペレット収容部、２６…外側空所、２７…保持部材、２
８…リード、２９…インナリード、３０…アウタリー
ド、３１…ペレット、３２…バンプ、３３…ヒートスプ
レッタ保持用コレット、３４…ペレットのＴＡＢ構造体
保持用コレット、３５…はんだ付け部、３６…弾性体、
３７…配線基板とペレットとの組立体、３８…樹脂封止
体、４０…トランスファ成形装置、４１…上型、４２…
下型、４３…キャビティー、４３ａ…上型キャビティー
凹部、４３ｂ…下型キャビティー凹部、４４…ポット、
４５…プランジャ、４６…カル、４７…ランナ、４８…
ゲート、４９…逃げ凹部、５０…レジン、５１…成形
品、５２…はんだバンプ、５３…低熱抵抗形ＢＧＡ・Ｉ
Ｃ（半導体装置）。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ペレットが配線基板の一主面に配
   置されて内部端子群に電気的に接続されているととも
   に、配線基板の半導体ペレット側主面が半導体ペレット
   を含めて樹脂封止体によって樹脂封止されており、外部
   端子群が配線基板の反対側主面に配置されている半導体
   装置において、 前記半導体ペレットが前記配線基板にフエイスダウンに
   配置されて内部端子群に一括的にボンディングされてお
   り、この半導体ペレットの反対側主面にヒートスプレッ
   タが熱的に接続されているとともに、このヒートスプレ
   ッタには前記配線基板の半導体ペレット側主面に固定さ
   れたアンカーに他端が連結されたスプリングの一端が連
   結されていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記半導体ペレットが前記配線基板にテ
   ープ・オートメイテッド・ボンディング構造によって電
   気的かつ機械的にボンディングされていることを特徴と
   する請求項１に記載の半導体装置。
3. 【請求項３】 前記ヒートスプレッタの半導体ペレット
   と反対側の主面が、前記樹脂封止体の一主面から露出さ
   れていることを特徴とする請求項１または請求項２に記
   載の半導体装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の半導体装置の製造方法
   であって、 前記アンカーがフレームに吊持された単位ヒートスプレ
   ッタフレームが多数個連設されている多連ヒートスプレ
   ッタフレームが用意される工程を備えていることを特徴
   とする半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記スプリングは単位ヒートスプレッタ
   フレームに一体的に成形されているとともに、ヒートス
   プレッタとフレームとを連結する連結部片の両端辺に複
   数本の切込み部が交互に切設されて形成されていること
   を特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記多連ヒートスプレッタフレームの各
   単位ヒートスプレッタフレームに前記配線基板が半導体
   ペレットのボンディング以前に組み付けられることを特
   徴とする請求項４または請求項５に記載の半導体装置の
   製造方法。
7. 【請求項７】 前記多連ヒートスプレッタフレームの各
   単位ヒートスプレッタフレームに前記配線基板が半導体
   ペレットのボンディング以後に組み付けられることを特
   徴とする請求項４または請求項５に記載の半導体装置の
   製造方法。