半導体パッケージ
【目的】 外形の大型化を招くことなく、封止樹脂の流動に起因する電気的特性の悪化や見栄えの悪化を確実に回避できる半導体パッケージを提供すること。
【構成】 この半導体パッケージ１１は、入出力端子２９を有するベースユニット２５に放熱体１２を装着してなる。放熱体１２の高密度配線層Ｂには、電子部品としてのＬＳＩチップ１８，１９を搭載するための電子部品搭載領域がある。電子部品搭載領域の外縁部には、複数の接続端子２２が形成されている。ベースユニット２５側にも複数のボンディングパッド３０が形成されている。ボンディングパッド３０と接続端子２２とはボンディングワイヤ２３を介して電気的に接続され、同部分は封止樹脂３６によって封止される。ベースユニット２５における入出力端子形成領域Ｒ2 とボンディングパッド形成領域Ｒ1 との間の空白領域Ｒ3 には、封止樹脂流動防止用のダムとしての枠状部材３７が設けられる。
【構成】 この半導体パッケージ１１は、入出力端子２９を有するベースユニット２５に放熱体１２を装着してなる。放熱体１２の高密度配線層Ｂには、電子部品としてのＬＳＩチップ１８，１９を搭載するための電子部品搭載領域がある。電子部品搭載領域の外縁部には、複数の接続端子２２が形成されている。ベースユニット２５側にも複数のボンディングパッド３０が形成されている。ボンディングパッド３０と接続端子２２とはボンディングワイヤ２３を介して電気的に接続され、同部分は封止樹脂３６によって封止される。ベースユニット２５における入出力端子形成領域Ｒ2 とボンディングパッド形成領域Ｒ1 との間の空白領域Ｒ3 には、封止樹脂流動防止用のダムとしての枠状部材３７が設けられる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体パッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣチップやＬＳＩチップとマザーボードであるプリント配線板との電気的な接続は、一般的に半導体パッケージを介して行われる。そして、近年においては樹脂封止型の半導体パッケージ（いわゆるプラスティックパッケージ）がその主流を占めている。プラスティックパッケージを作製する場合、ＬＳＩチップの誤動作や熱破壊を未然に防止するために、ＬＳＩチップの発する熱を確実に放散させることが必要になる。そのため、従来のプラスティックパッケージでは、例えばチップ実装部分の裏面側にＣｕ−Ｗ等の高熱伝導材料製の板材である放熱体を配置するという対策が採られている。
【０００３】ところが、大型の放熱体を使用することによりパッケージに大きな放熱領域を確保しようとすると、配線を形成することができない領域（デッドエリア）が放熱領域の面積分だけ増えてしまう。このため、パッケージ全体のサイズを大きくせざる得なくなり、結果的に信号伝搬速度の低下などというように電気特性を悪化させてしまう。逆にデッドエリアを極力小さくしてパッケージサイズの現状維持を図ろうとすると、放熱体を小さくせざるを得なく、結果として充分な放熱領域を確保することができなくなる。
【０００４】このような問題を解消しうるものとして、高熱伝導性材料からなる板材の片側面に高密度配線層を形成してなる放熱体を、入出力端子を有するベースユニットの窓部に装着した半導体パッケージが従来より提案されている。この半導体パッケージの場合、高密度配線層における電子部品搭載領域に、ＬＳＩチップ等が実装される。電子部品搭載領域の外縁部には、複数のボンディングパッドが配設されている。また、ベースユニットの窓部の周囲にも、前記パッドに対応して複数の接続パッドが配設されている。これらのパッドどうしは、ボンディングワイヤを介して電気的に接続される。従って、上記の半導体パッケージは放熱性及びコンパクト性の両方に優れたものになっている。
【０００５】また、この種のパッケージでは、ボンディングワイヤ等による電気的接続部分は、何らかの手段によって被覆・保護されることが望ましい。そのため、信頼性向上等の観点からも、ポッティング法による樹脂封止がなされることがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ポッティング法において使用される封止樹脂には流動性があるため、封止樹脂を所定の位置に正確に塗布することが難しい。従って、図６（ａ），図６（ｂ）に示されるように、ボンディングパッド形成領域Ｒ1 を越えて入出力端子形成領域Ｒ2 まで封止樹脂４０が拡がった箇所が部分的にできやすい。この場合、封止樹脂４０が入出力端子４１まで到達した部分とそうでない部分とで電気抵抗値に差が生じ、半導体パッケージ４２の電気的特性が悪くなる。
【０００７】また、封止樹脂４０の外形線が不定状になることによって、半導体パッケージ４２全体の見栄えも損なわれる。さらに、入出力端子４１に封止樹脂４０が付着していると、めっきスルーホール内への挿入が困難となり、実装時に不具合が起こりやすくなる。そして、このような封止樹脂４０の流動が起こると、ボンディングワイヤ４３の露出を避けるためにどうしても樹脂量を増やさざるを得なくなる。その結果、封止樹脂４０の拡がりがさらに拡大する。
【０００８】入出力端子４１に対する封止樹脂４０の付着を回避するためには、例えば入出力端子形成領域Ｒ2 とボンディングパッド形成領域Ｒ1 との間の領域Ｒ3 の幅を、ある程度大きく確保すればよいことはいうまでもない。しかし、この方法ではダウンサイジングの要求に逆行することになる。
【０００９】本発明は上記の課題を解決するためなされたものであり、その目的は、外形の大型化を招くことなく、封止樹脂の流動に起因する電気的特性の悪化や見栄えの悪化を確実に回避することができる半導体パッケージを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、高熱伝導性材料からなる板材の片側面を放熱領域とし、かつその反対側面を高密度配線層を備える電子部品搭載領域とし、その高密度配線層上に電子部品搭載部を設け、前記高密度配線層を介して電子部品側に電気的に接続される複数の接続端子を前記電子部品搭載領域の外縁部に配設してなる放熱体と、前記放熱体の放熱領域を外側に露出させるための窓部をプリント配線板のほぼ中央部に設け、前記プリント配線板の片側面かつ前記窓部の周囲に複数のボンディングパッドを配設し、さらに前記ボンディングパッド形成領域の外側の領域に複数の入出力端子を配設してなる放熱体装着用のベースユニットとによって構成されるとともに、前記ボンディングパッドと前記接続端子とがボンディングワイヤを介して電気的に接続され、さらにその接続部分が樹脂によって封止されてなる半導体パッケージであって、少なくとも前記ベースユニットにおける前記入出力端子形成領域と前記ボンディングパッド形成領域との間の領域に、封止樹脂流動防止用のダムが形成されてなる半導体パッケージをその要旨としている。
【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１において、前記ダムは前記入出力端子形成領域と前記ボンディングパッド形成領域との間の領域に配置しうる幅を有する枠状部材であり、同枠状部材は接着剤を介して接着されているとしている。
【００１２】請求項３に記載の発明では，請求項２において、前記枠状部材の形成材料は前記プリント配線板の主形成材料と同種のプラスティックであり、接着された状態での前記枠状部材の高さは０．１５mm〜３mmであるとしている。
【００１３】
【作用】請求項１〜３に記載の発明によると、ボンディングパッド形成領域から入出力端子形成領域に到る経路上に凸部ができるため、入出力端子形成領域への封止樹脂の流動が阻止される。
【００１４】請求項２に記載の発明によると、定形状の枠状部材を接着することによって形成されたダムであるため、その幅、高さ及び外形形状のばらつきが小さい。請求項３に記載の発明によると、枠状部材とプリント配線板とが同種のプラスティックであるため、両者の熱膨張係数がほぼ等しくなり、両者の界面において剥離等が起こりにくくなる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例の半導体パッケージを図１〜図５に基づき詳細に説明する。
【００１６】本実施例の半導体パッケージ１１は、図５に示されるように、基本的にＰＧＡタイプのベースユニット２５と、放熱体であるビルドアップ多層薄膜配線板１２とによって構成されている。
【００１７】ビルドアップ多層薄膜配線板１２は、図３に示されるように、高熱伝導性材料からなる板材としてのりん青銅板１３を主材料として形成されている。このりん青銅板１３の片側面全体は放熱領域となっており、かつその反対側面全体は電子部品搭載領域となっている。電子部品搭載領域全体には、高密度配線層としてのビルドアップ層Ｂが形成されている。本実施例では、前記ビルドアップ層Ｂは絶縁層１４と極めてファインな配線パターン１５とを交互に積層した構成を有している。各層の配線パターン１５は、絶縁層１４に形成されたバイアホール１６によって互いに接続されている。
【００１８】図３に示されるように、ビルドアップ層Ｂ上には、電子部品搭載部としてのダイパッド１７が複数個設けられている。ダイパッド１７上には、電子部品としてのＬＳＩチップ１８，１９が搭載されている。ＬＳＩチップ１８，１９とビルドアップ層Ｂ上のボンディングパッド２０とは、ボンディングワイヤ２１を介して電気的に接続されている。ビルドアップ層Ｂの外縁部には、接続端子としての多数の接続パッド２２が規則的に配設されている。そして、ＬＳＩチップ１８，１９側と接続パッド２２とは、ビルドアップ層Ｂの内層または外層の配線パターン１５を介して電気的に接続されている。
【００１９】ベースユニット２５は、プラスティック製の板材（本実施例ではガラスエポキシ製の銅張積層板）を主形成材料とするプリント配線板２５ａを用いて作製される。この種の板材には、基本的に加工し易いという利点があるからである。図１，図２に示されるように、ベースユニット２５を構成するプリント配線板２５ａのほぼ中央部には、前記ビルドアップ多層薄膜配線板１２の外形にほぼ等しい外形を有する窓部２６が透設されている。図３に示されるように、窓部２６の内壁面には段部２７が設けられている。段部２７の上面と窓部２６の内壁面とがなす収容部には、ビルドアップ多層薄膜配線板１２が嵌合されるようになっている。窓部２６の周囲には、表裏を貫通するスルーホール２８が多数形成されている。各スルーホール２８には、入出力端子としての金属製のピン２９が挿入されている。なお、このベースユニット２５においてピン２９が設けられている略ロ字状の帯形領域を、説明の便宜上、入出力端子形成領域Ｒ2 と呼ぶことにする。
【００２０】図１に示されるように、窓部２６の周囲には、その窓部２６を取り囲むように矩形状のボンディングパッド３０が配設されている。なお、このベースユニット２５においてボンディングパッド３０が設けられている略ロ字状の帯状領域を、説明の便宜上、ボンディングパッド形成領域Ｒ1 と呼ぶことにする。前記ボンディングパッド３０とスルーホール２８のランド３１とは、配線パターン３２を介して電気的に接続されている。また、ベースユニット２５側のボンディングパッド３０と、ビルドアップ多層薄膜配線板１２の接続パッド２２とは、ボンディングワイヤ３３を介して電気的に接続されている。ベースユニット２５において配線パターン３２が形成されている面は、配線パターン３２を湿気等から保護するためのソルダーレジスト３４によって被覆されている。なお、入出力端子形成領域Ｒ2 とボンディングパッド形成領域Ｒ1 との間に存在する略ロ字状の帯状領域を、説明の便宜上、空白領域Ｒ3 と呼ぶことにする。本実施例の場合、この空白領域Ｒ3 の幅は約２mm〜５mmである。
【００２１】図３に示されるように、ベースユニット２５にビルドアップ多層薄膜配線板１２を装着すると、ビルドアップ多層薄膜配線板１２の放熱領域が窓部２６から外側に露出する。そして、本実施例の半導体パッケージ１１は、ピン２９によって図示しないマザーボードにフェースダウン式に実装される。つまり、実装時においては放熱領域が上向き（外側向き）になり、電子部品搭載領域が下向き（内側向き）になる。そして、前記放熱領域の面積、より詳細には放熱領域のうち窓部２６から露出する部分の面積がこの半導体パッケージ１１における実際上の放熱面積になる。
【００２２】図３〜図５に示されるように、ＬＳＩチップ１８，１９側とビルドアップ多層薄膜配線板１２側との電気的接続部分や、ビルドアップ多層薄膜配線板１２側とベースユニット２５側との電気的接続部分は、封止樹脂３６で封止されている。本実施例では、封止樹脂３６として粘度が１５００cps 〜２５００cps のエポキシ樹脂（九州松下製，商品名：ＣＣＮ２００１−２３Ｐ）が使用されている。ＬＳＩチップ１８，１９側とビルドアップ多層薄膜配線板１２側との電気的接続部分とは、詳細にはボンディングパッド２０、ＬＳＩチップ上面の図示しないボンディングパッド及びそれらを接続しているボンディングワイヤ２１を指す。ビルドアップ多層薄膜配線板１２側とベースユニット２５側との電気的接続部分とは、ボンディングパッド３０、接続パッド２２及びそれらを接続しているボンディングワイヤ３３を指す。
【００２３】そして、ベースユニット２５における空白領域Ｒ3 には、封止樹脂流動防止用のダムとしての略ロ字状の枠状部材３７が、接着剤としての接着シール３５を介して接着されている。枠状部材３７の形成材料は、プリント配線板２５ａの主形成材料と同種のもの、即ち本実施例においてはエポキシ樹脂である。また、枠状部材３７の幅ｗは、空白領域Ｒ3 の幅よりも小さく、好ましくは０．５mm〜５．０mm、特に好ましくは１．０mm〜３．０mmである。この幅ｗが大きすぎると、枠状部材３７を空白領域Ｒ3 に接着することができなくなる。逆にこの幅ｗが小さすぎると、枠状部材３７の剛性が低下し、変形しやすくなる。また、接着時に取り扱いにくくなる。
【００２４】接着された状態での枠状部材３７の高さｈは、少なくとも０．１mm以上、好ましくは０．１５mm〜３mm、特に好ましくは０．５mm〜１．０mmである。この高さｈの値が小さすぎると、封止樹脂３６の流動を完全に阻止できなくなるおそれがある。逆にこの高さｈの値が大きすぎると、マザーボードへの実装時やワイヤボンディング時などにおいて邪魔になるおそれがある。なお、この高さｈの値は、使用される封止樹脂３６の粘度が高くなるほど小さい値に設定され、低くなるほど大きい値に設定されることが好ましい。
【００２５】次に、この半導体パッケージ１１を作製する手順の一例を紹介する。半導体パッケージ１１を構成するビルドアップ多層薄膜配線板１２は、次のようにして作製される。まず出発材料であるりん青銅板１３の片面を黒化処理し、その上に感光性エポキシ樹脂を塗布する。そして、露光・現像を行うことにより、内径４０μｍのバイアホール形成用穴を有する厚さ１５μｍの絶縁層１４を形成する。スパッタリングすることによって絶縁層１４上に厚さ０．１μｍのＣｒ薄層を形成し、更にその上にスパッタリングすることによって厚さ０．２μｍのＣｕ薄層を形成する。Ｌ／Ｓ＝２５μｍ／２５μｍの配線パターン１５を形成するためのめっきレジストをＣｕ薄層上に配置する。この状態で電解Ｃｕめっき及び電解Ｎｉめっきを順次行うことにより、厚さ６μｍのＣｕめっき層及び厚さ１μｍのＮｉめっき層をそれぞれ形成する。めっきレジストを剥離した後、塩化第二銅溶液と２０％塩酸水溶液とを用いて非めっき部分のＣｕ薄層及びＣｒ薄層をエッチングする。そして、以上の工程を必要に応じて繰り返すことにより、絶縁層１４と複数種の金属からなる配線パターン１５とを交互に形成する。その結果、配線パターン１５を５層備えたビルドアップ多層薄膜配線板（３５mm角，１．０mm厚）１２が作製される。そして、この後にオープン・ショートテストを行う。
【００２６】一方、ベースユニット２５は次のようにして作製される。まず銅張積層板（５０mm角，１．７mm厚）の外周部を穴あけ加工することにより、ピン挿入用のスルーホール形成用孔を形成する。触媒核付与及びその活性化の後、無電解Ｃｕめっきを行うことにより、前記スルーホール形成用孔内にＣｕを析出させる。銅張積層板のほぼ中央部をざぐり加工（３５mm角，深さ１．０mm）した後、更に同部分を貫通ざぐり加工（３１mm角）することにより、段部２７を有する窓部２６を形成する。所定部分にめっきレジストを配置した状態で電解Ｃｕめっきを行うことにより、必要部分にＣｕを析出させる。めっきレジストを剥離した後、不要なＣｕをエッチングする。このエッチングによってスルーホール２８、接続パッド３０及び配線パターン３２が形成される。この後、スルーホール２８のランド３１及び接続パッド３０以外の部分を被覆するようにソルダーレジスト３４を形成した後、スルーホール２８内にピン２９を挿入する。そして、この後にオープン・ショートテストを行う。
【００２７】次に、オープン・ショートテストをパスしたビルドアップ多層薄膜配線板１２とベースユニット２５とを、銅張積層板の段部２７に配置された接着シール（三菱油化製，商品名：ＹＥＦ−０４０）３５によって仮接着する。その際、同じく接着シール３５を用いて枠状部材３７を空白領域Ｒ3 に仮接着する。本実施例では、仮接着の圧力は２５kgf/cm2 であり、時間は２分である。その後、１５０℃，６０分でキュアを行うことによって、接着シール３５を完全に硬化させる。なお、前記接着シール３５は枠状部材３７の底部にあらかじめ仮接着されており、その接着面には保護シートが貼着されている。従って、枠状部材３７を仮接着する場合には、保護シートを接着面から引き剥がしたうえで枠状部材３７の底部を空白領域Ｒ3 に押し付ければよい。
【００２８】次いで、ダイボンダを使用して、ダイパッド１７上にテスト済のＣＰＵ用ＬＳＩチップ１８を１個、メモリ用ＬＳＩチップ１９を６個搭載する。ここで、ワイヤボンディング装置（九州松下製，商品名：ＨＷ−２２００）を用いて、ＬＳＩチップ１８，１９をワイヤボンディングする。このとき、同じ装置を用いてボンディングパッド３０と接続パッド２２との間もワイヤボンディングする。なお、ワイヤボンディング工程後に、上記のベースユニット２５及び枠状部材３７の接着工程を実施してもよい。ただし、接着工程後にワイヤボンディング工程を行うほうが、ボンディングワイヤ２１，３３が変形する危険性が小さくなる。勿論、ソルダーレジスト３４の形成後であれば、何時接着工程を実施してもよい。
【００２９】そして、最後にポッティング法による樹脂封止を行って、ＬＳＩチップ１８，１９の電気的接続部分と、ビルドアップ多層薄膜配線板１２側とベースユニット２５側との電気的接続部分とを、封止樹脂３６で個別に封止する。半導体パッケージ１１は、以上のような手順を経て製造される。
【００３０】さて、本実施例の半導体パッケージ１１によると、ビルドアップ多層薄膜配線板１２を構成するりん青銅板１３の片面側には、高密度配線層であるビルドアップ層Ｂが形成されている。このため、ベースユニット２５と共に半導体パッケージ１１を形成したときでも、半導体パッケージ１１の表面にビルドアップ多層薄膜配線板１２の面積に相当するようなデッドエリアが生じるようなことはない。従って、半導体パッケージ１１全体が大型になることなく、充分な放熱領域を確保することが可能となる。また、大型化が回避されることに起因して信号伝搬速度が速くなるなど、電気特性も向上する。そして、上記のように半導体パッケージ１１の放熱性が向上することによって、ＬＳＩチップ１８，１９の誤動作・熱破壊等が従来に比して極めて少なくなる。
【００３１】また、ベースユニット２５の収容部にビルドアップ多層薄膜配線板１２を装着すると、りん青銅板１３の片側面である放熱領域が窓部２６から大きく露出した状態となる。よって、電子部品搭載領域からビルドアップ層Ｂ及びりん青銅板１３を経て放熱領域に伝導してきた熱は、窓部２６を介して大気中に効率良く放散される。
【００３２】そして、本実施例の半導体パッケージ１１では、ボンディングパッド形成領域Ｒ1 と入出力端子形成領域Ｒ2 との間の空白領域Ｒ3 に、ダムとしての枠状部材３７が接合されている。このため、ボンディングパッド形成領域Ｒ1 から入出力端子形成領域Ｒ2 に到る経路上には、封止樹脂３６が流動する際に障害となる凸部が形成された状態となっている。従って、ポッティングによって供給された封止樹脂３６が入出力端子形成領域Ｒ2 の方向へ拡がろうとするとき、枠状部材３７によって封止樹脂３６の流動が阻止される。その結果、封止樹脂３６の外形線は、枠状部材３７の外形線に追従することによって直線状になる。よって、外形線が不定状になりやすかった従来に比較して、半導体パッケージ１１全体の見栄えも確実に向上する。
【００３３】また、封止樹脂３６の不均一な流動が解消される結果、電気抵抗値のばらつきも同時に解消され、半導体パッケージ１１の電気的特性が確実に向上する。勿論、封止樹脂３６の不均一な流動が解消されることによって、ピン実装時における不具合も解消される。加えて、封止樹脂３６の供給位置制御や供給量制御が従来に比べて容易になる。
【００３４】さらに、この半導体パッケージ１１では、既存の空白領域Ｒ3 の幅をある程度大きく確保するという対策を採っていないため、外形の大型化を招くこともない。従って、ダウンサイジングの要求に反することもない。
【００３５】また、枠状部材３７を接着することによってダムを形成する方法であることから、極めて簡単にかつ既存の工程・設備等によって実施することができる。しかも、定形状の枠状部材３７が用いられることから、形成されたダムの幅ｗ、高さｈ及び外形形状のばらつきも極めて小さい。このことは、半導体パッケージ１１全体の見栄えの向上に確実に貢献する。
【００３６】さらに、この半導体パッケージ１１では、プリント配線板２５ａの主形成材料、枠状部材３７の形成材料及び封止樹脂３６の材料として、いずれもエポキシ樹脂が使用されている。従って、三者の熱膨張係数は極めて近似したものとなっている。このため、半導体パッケージ１１が熱衝撃に遭遇したときでも、互いの界面に剥離が起きることはない。よって、半導体パッケージ１１の熱的特性が確実に改善され、ひいては信頼性の向上が図られる。
【００３７】なお、本発明は例えば次のように変更することが可能である。
（１）実施例のような略ロ字状の枠状部材３７を用いる代わりに、例えば４本の棒材を貼着させることによってダムを形成することも可能である。この場合、ダムは必ずしも完全に連続していなくてもよい。即ち、ピン２９が立設されていない箇所やピン２９までの距離が長い箇所等については、部分的にダムを省略することも可能である。
【００３８】（２）接着剤として固定状の接着シール３８を使用した実施例に代え、通常使用される半固形状の接着剤を使用して枠状部材３７を接着することとしてもよい。また、これらの接着剤を用いる方法以外の方法によってダムを形成することも可能である。例えば、空白領域Ｒ3 に文字印刷用のインクを複数回印刷するという方法等でもよい。この方法を採る場合、インクの印刷はソルダーレジスト３４の形成後に行われる。
【００３９】（３）次の手順により樹脂封止を行ってもよい。まず、離型面を有する型枠を空白領域Ｒ3 の周囲、即ち入出力端子形成領域Ｒ2 に配置しておく。この状態で所定部分に封止樹脂３６を供給し、そのままの状態で封止樹脂３６を熱硬化させる。この後、プリント配線板２５ａ上から型枠のみを除去する。この方法によると、封止樹脂３６の供給時及び硬化時に型枠がダムの役割を果たし、入出力端子形成領域Ｒ2 への封止樹脂３６の流動を阻止する。
【００４０】（４）空白領域Ｒ3 のみにダムを設けた実施例に代え、例えば空白領域Ｒ3 よりも外側となる領域を全体的に隆起させ、当該部分をダムとして機能させてもよい。
【００４１】（５）枠状部材３７の底面の一部に固定用ピン等を突設し、そのピンをベースユニット２５のめっきスルーホール内に挿入させることによって、枠状部材３７を取り付けてもよい。また、ベースユニット２５における空白領域Ｒ3 に溝を設け、その溝内に枠状部材３７を嵌合させることによって、枠状部材３７を取り付けてもよい。なお、上記のように空白領域Ｒ3 に単に溝を設けるだけでも、その溝の存在によって封止樹脂３６の流動がある程度阻止される。このため、前記実施例の半導体パッケージ１１の効果に準ずる効果が得られる。
【００４２】（６）封止樹脂３６の形成材料は、実施例のようなエポキシ樹脂のみに限定されるわけではなく、例えばＢＴ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等のようなその他のプラスティック材料でもよい。また、これらのプラスティック材料のみならず、銅、アルミニウム、ニッケル、コバール等の金属やセラミックスも使用可能である。ベースユニット２５を構成するプリント配線板２５ａの主形成材料を、ＢＴ樹脂やポリイミド樹脂にすることもできる。なお、封止樹脂３６の形成材料とプリント配線板２５ａの主形成材料とは、必ずしも同種でなくてもよい。
【００４３】（７）ベースユニット２５のピン２９はスルーホールに挿入されるタイプのものに限られない。例えば、ベースユニット２５にスルーホールを形成することなく、表面に設けられたパッド等に直に接合するようなタイプにしても良い。また、入出力端子としてのピン２９の代わりにストレートウォール状のバンプ等を形成してもよい。
【００４４】（８）実施例のようにそれぞれの電気的接続部分を個別に封止樹脂３６で封止するほか、これらの部分を全体的に封止してもよい。
（９）放熱体を構成する板材は必ずしも完全に板状である必要はなく、例えば放熱領域側の表面に多少凹凸があるものでも構わない。
【００４５】（１０）放熱体であるビルドアップ多層薄膜配線板を作製する場合、実施例にて用いたりん青銅板以外にも、例えばアルミニウム板やアルマイト板等の金属板を使用することが勿論可能である。また、金属板のみに限定されることはなく、例えばアルミナ板、ムライト板、窒化珪素板、窒化ホウ素板等のセラミックス基板を使用することが可能である。
【００４６】ここで、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施例及び別例によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。
（１） 放熱体の放熱領域を外側に露出させるための窓部を、板材を主材料とするプリント配線板のほぼ中央部に設け、前記プリント配線板の片側面かつ前記窓部の周囲に複数のボンディングパッドを配設し、さらに前記ボンディングパッド形成領域の外側の領域に複数の入出力端子を配設してなるベースユニットであって、少なくとも前記入出力端子形成領域と前記ボンディングパッド形成領域との間の領域に、封止樹脂流動防止用のダムが形成されてなる放熱体装着用のベースユニット。
【００４７】（２） 請求項１に記載の半導体パッケージにおける封止樹脂流動防止用のダムに代えて、封止樹脂流動防止用の溝が形成されてなる半導体パッケージ。この構成であると、流動する封止樹脂が溝内に落ち込むことにより、結果としてそれ以上の封止樹脂の拡がりが阻止される。
【００４８】（３） 請求項２において、枠状部材の形成材料及び封止樹脂の材料は、ともに同種のプラスティックである半導体パッケージ。この構成であると、熱的特性をより向上できる。
【００４９】（４） 請求項２において、枠状部材の形成材料、プリント配線板の主形成材料及び封止樹脂の材料は、ともに同種のプラスティックである半導体パッケージ。この構成であると、熱的特性をよりいっそう向上できる。
【００５０】（５） 技術的思想(3),(4) において、前記プラスティックはエポキシ樹脂である半導体パッケージ。この構成によると、熱的特性及びコスト性をより向上できる。
【００５１】なお、本明細書中において使用した技術用語を次のように定義する。
「高熱伝導性材料： プラスティック材料に比べて熱伝導性のよい材料をいい、例えば窒化アルミニウム、アルミナ、ムライト等のセラミックス材料や銅、アルミニウム等の金属材料をいう。」
【００５２】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３に記載の発明によれば、ダムによって封止樹脂の流動が阻止されるため、外形の大型化を招くことなく、封止樹脂の流動に起因する電気的特性の悪化や見栄えの悪化を確実に回避することができる。
【００５３】特に請求項２に記載の発明によれば、ダムとして枠状部材を用いているため、見栄えの悪化をより確実に防止することができ、しかも比較的容易に形成することができる。請求項３に記載の発明によれば、半導体パッケージの熱的特性が改善されることによって、信頼性がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のベースユニットを示す底面図。
【図２】図１のベースユニットを示す平面図。
【図３】半導体パッケージを示す要部拡大断面図。
【図４】同じくその要部拡大平面図。
【図５】同じくその底面図。
【図６】（ａ）は従来の半導体パッケージの問題点を説明するための要部拡大平面図、（ｂ）は同じく要部拡大断面図。
【符号の説明】
１１…半導体パッケージ、１２…放熱体としてのビルドアップ多層薄膜配線板、１３…高熱伝導性材料からなる板材、１７…電子部品搭載部としてのダイパッド、１８，１９…電子部品としてのＬＳＩチップ、２２…接続端子としての接続パッド、２５…ベースユニット、２５ａ…プリント配線板、２６…窓部、２９…入出力端子としてのピン、３０…ボンディングパッド、３３…ボンディングワイヤ、３６…封止樹脂、３７…ダムとしての枠状部材、３８…接着剤としての接着シール、ｈ…枠状部材の高さ、ｗ…枠状部材の幅、Ｂ…高密度配線層、Ｒ1 …ボンディングパッド形成領域、Ｒ2 …入出力端子形成領域、Ｒ3 …空白領域。
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体パッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣチップやＬＳＩチップとマザーボードであるプリント配線板との電気的な接続は、一般的に半導体パッケージを介して行われる。そして、近年においては樹脂封止型の半導体パッケージ（いわゆるプラスティックパッケージ）がその主流を占めている。プラスティックパッケージを作製する場合、ＬＳＩチップの誤動作や熱破壊を未然に防止するために、ＬＳＩチップの発する熱を確実に放散させることが必要になる。そのため、従来のプラスティックパッケージでは、例えばチップ実装部分の裏面側にＣｕ−Ｗ等の高熱伝導材料製の板材である放熱体を配置するという対策が採られている。
【０００３】ところが、大型の放熱体を使用することによりパッケージに大きな放熱領域を確保しようとすると、配線を形成することができない領域（デッドエリア）が放熱領域の面積分だけ増えてしまう。このため、パッケージ全体のサイズを大きくせざる得なくなり、結果的に信号伝搬速度の低下などというように電気特性を悪化させてしまう。逆にデッドエリアを極力小さくしてパッケージサイズの現状維持を図ろうとすると、放熱体を小さくせざるを得なく、結果として充分な放熱領域を確保することができなくなる。
【０００４】このような問題を解消しうるものとして、高熱伝導性材料からなる板材の片側面に高密度配線層を形成してなる放熱体を、入出力端子を有するベースユニットの窓部に装着した半導体パッケージが従来より提案されている。この半導体パッケージの場合、高密度配線層における電子部品搭載領域に、ＬＳＩチップ等が実装される。電子部品搭載領域の外縁部には、複数のボンディングパッドが配設されている。また、ベースユニットの窓部の周囲にも、前記パッドに対応して複数の接続パッドが配設されている。これらのパッドどうしは、ボンディングワイヤを介して電気的に接続される。従って、上記の半導体パッケージは放熱性及びコンパクト性の両方に優れたものになっている。
【０００５】また、この種のパッケージでは、ボンディングワイヤ等による電気的接続部分は、何らかの手段によって被覆・保護されることが望ましい。そのため、信頼性向上等の観点からも、ポッティング法による樹脂封止がなされることがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ポッティング法において使用される封止樹脂には流動性があるため、封止樹脂を所定の位置に正確に塗布することが難しい。従って、図６（ａ），図６（ｂ）に示されるように、ボンディングパッド形成領域Ｒ1 を越えて入出力端子形成領域Ｒ2 まで封止樹脂４０が拡がった箇所が部分的にできやすい。この場合、封止樹脂４０が入出力端子４１まで到達した部分とそうでない部分とで電気抵抗値に差が生じ、半導体パッケージ４２の電気的特性が悪くなる。
【０００７】また、封止樹脂４０の外形線が不定状になることによって、半導体パッケージ４２全体の見栄えも損なわれる。さらに、入出力端子４１に封止樹脂４０が付着していると、めっきスルーホール内への挿入が困難となり、実装時に不具合が起こりやすくなる。そして、このような封止樹脂４０の流動が起こると、ボンディングワイヤ４３の露出を避けるためにどうしても樹脂量を増やさざるを得なくなる。その結果、封止樹脂４０の拡がりがさらに拡大する。
【０００８】入出力端子４１に対する封止樹脂４０の付着を回避するためには、例えば入出力端子形成領域Ｒ2 とボンディングパッド形成領域Ｒ1 との間の領域Ｒ3 の幅を、ある程度大きく確保すればよいことはいうまでもない。しかし、この方法ではダウンサイジングの要求に逆行することになる。
【０００９】本発明は上記の課題を解決するためなされたものであり、その目的は、外形の大型化を招くことなく、封止樹脂の流動に起因する電気的特性の悪化や見栄えの悪化を確実に回避することができる半導体パッケージを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、高熱伝導性材料からなる板材の片側面を放熱領域とし、かつその反対側面を高密度配線層を備える電子部品搭載領域とし、その高密度配線層上に電子部品搭載部を設け、前記高密度配線層を介して電子部品側に電気的に接続される複数の接続端子を前記電子部品搭載領域の外縁部に配設してなる放熱体と、前記放熱体の放熱領域を外側に露出させるための窓部をプリント配線板のほぼ中央部に設け、前記プリント配線板の片側面かつ前記窓部の周囲に複数のボンディングパッドを配設し、さらに前記ボンディングパッド形成領域の外側の領域に複数の入出力端子を配設してなる放熱体装着用のベースユニットとによって構成されるとともに、前記ボンディングパッドと前記接続端子とがボンディングワイヤを介して電気的に接続され、さらにその接続部分が樹脂によって封止されてなる半導体パッケージであって、少なくとも前記ベースユニットにおける前記入出力端子形成領域と前記ボンディングパッド形成領域との間の領域に、封止樹脂流動防止用のダムが形成されてなる半導体パッケージをその要旨としている。
【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１において、前記ダムは前記入出力端子形成領域と前記ボンディングパッド形成領域との間の領域に配置しうる幅を有する枠状部材であり、同枠状部材は接着剤を介して接着されているとしている。
【００１２】請求項３に記載の発明では，請求項２において、前記枠状部材の形成材料は前記プリント配線板の主形成材料と同種のプラスティックであり、接着された状態での前記枠状部材の高さは０．１５mm〜３mmであるとしている。
【００１３】
【作用】請求項１〜３に記載の発明によると、ボンディングパッド形成領域から入出力端子形成領域に到る経路上に凸部ができるため、入出力端子形成領域への封止樹脂の流動が阻止される。
【００１４】請求項２に記載の発明によると、定形状の枠状部材を接着することによって形成されたダムであるため、その幅、高さ及び外形形状のばらつきが小さい。請求項３に記載の発明によると、枠状部材とプリント配線板とが同種のプラスティックであるため、両者の熱膨張係数がほぼ等しくなり、両者の界面において剥離等が起こりにくくなる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例の半導体パッケージを図１〜図５に基づき詳細に説明する。
【００１６】本実施例の半導体パッケージ１１は、図５に示されるように、基本的にＰＧＡタイプのベースユニット２５と、放熱体であるビルドアップ多層薄膜配線板１２とによって構成されている。
【００１７】ビルドアップ多層薄膜配線板１２は、図３に示されるように、高熱伝導性材料からなる板材としてのりん青銅板１３を主材料として形成されている。このりん青銅板１３の片側面全体は放熱領域となっており、かつその反対側面全体は電子部品搭載領域となっている。電子部品搭載領域全体には、高密度配線層としてのビルドアップ層Ｂが形成されている。本実施例では、前記ビルドアップ層Ｂは絶縁層１４と極めてファインな配線パターン１５とを交互に積層した構成を有している。各層の配線パターン１５は、絶縁層１４に形成されたバイアホール１６によって互いに接続されている。
【００１８】図３に示されるように、ビルドアップ層Ｂ上には、電子部品搭載部としてのダイパッド１７が複数個設けられている。ダイパッド１７上には、電子部品としてのＬＳＩチップ１８，１９が搭載されている。ＬＳＩチップ１８，１９とビルドアップ層Ｂ上のボンディングパッド２０とは、ボンディングワイヤ２１を介して電気的に接続されている。ビルドアップ層Ｂの外縁部には、接続端子としての多数の接続パッド２２が規則的に配設されている。そして、ＬＳＩチップ１８，１９側と接続パッド２２とは、ビルドアップ層Ｂの内層または外層の配線パターン１５を介して電気的に接続されている。
【００１９】ベースユニット２５は、プラスティック製の板材（本実施例ではガラスエポキシ製の銅張積層板）を主形成材料とするプリント配線板２５ａを用いて作製される。この種の板材には、基本的に加工し易いという利点があるからである。図１，図２に示されるように、ベースユニット２５を構成するプリント配線板２５ａのほぼ中央部には、前記ビルドアップ多層薄膜配線板１２の外形にほぼ等しい外形を有する窓部２６が透設されている。図３に示されるように、窓部２６の内壁面には段部２７が設けられている。段部２７の上面と窓部２６の内壁面とがなす収容部には、ビルドアップ多層薄膜配線板１２が嵌合されるようになっている。窓部２６の周囲には、表裏を貫通するスルーホール２８が多数形成されている。各スルーホール２８には、入出力端子としての金属製のピン２９が挿入されている。なお、このベースユニット２５においてピン２９が設けられている略ロ字状の帯形領域を、説明の便宜上、入出力端子形成領域Ｒ2 と呼ぶことにする。
【００２０】図１に示されるように、窓部２６の周囲には、その窓部２６を取り囲むように矩形状のボンディングパッド３０が配設されている。なお、このベースユニット２５においてボンディングパッド３０が設けられている略ロ字状の帯状領域を、説明の便宜上、ボンディングパッド形成領域Ｒ1 と呼ぶことにする。前記ボンディングパッド３０とスルーホール２８のランド３１とは、配線パターン３２を介して電気的に接続されている。また、ベースユニット２５側のボンディングパッド３０と、ビルドアップ多層薄膜配線板１２の接続パッド２２とは、ボンディングワイヤ３３を介して電気的に接続されている。ベースユニット２５において配線パターン３２が形成されている面は、配線パターン３２を湿気等から保護するためのソルダーレジスト３４によって被覆されている。なお、入出力端子形成領域Ｒ2 とボンディングパッド形成領域Ｒ1 との間に存在する略ロ字状の帯状領域を、説明の便宜上、空白領域Ｒ3 と呼ぶことにする。本実施例の場合、この空白領域Ｒ3 の幅は約２mm〜５mmである。
【００２１】図３に示されるように、ベースユニット２５にビルドアップ多層薄膜配線板１２を装着すると、ビルドアップ多層薄膜配線板１２の放熱領域が窓部２６から外側に露出する。そして、本実施例の半導体パッケージ１１は、ピン２９によって図示しないマザーボードにフェースダウン式に実装される。つまり、実装時においては放熱領域が上向き（外側向き）になり、電子部品搭載領域が下向き（内側向き）になる。そして、前記放熱領域の面積、より詳細には放熱領域のうち窓部２６から露出する部分の面積がこの半導体パッケージ１１における実際上の放熱面積になる。
【００２２】図３〜図５に示されるように、ＬＳＩチップ１８，１９側とビルドアップ多層薄膜配線板１２側との電気的接続部分や、ビルドアップ多層薄膜配線板１２側とベースユニット２５側との電気的接続部分は、封止樹脂３６で封止されている。本実施例では、封止樹脂３６として粘度が１５００cps 〜２５００cps のエポキシ樹脂（九州松下製，商品名：ＣＣＮ２００１−２３Ｐ）が使用されている。ＬＳＩチップ１８，１９側とビルドアップ多層薄膜配線板１２側との電気的接続部分とは、詳細にはボンディングパッド２０、ＬＳＩチップ上面の図示しないボンディングパッド及びそれらを接続しているボンディングワイヤ２１を指す。ビルドアップ多層薄膜配線板１２側とベースユニット２５側との電気的接続部分とは、ボンディングパッド３０、接続パッド２２及びそれらを接続しているボンディングワイヤ３３を指す。
【００２３】そして、ベースユニット２５における空白領域Ｒ3 には、封止樹脂流動防止用のダムとしての略ロ字状の枠状部材３７が、接着剤としての接着シール３５を介して接着されている。枠状部材３７の形成材料は、プリント配線板２５ａの主形成材料と同種のもの、即ち本実施例においてはエポキシ樹脂である。また、枠状部材３７の幅ｗは、空白領域Ｒ3 の幅よりも小さく、好ましくは０．５mm〜５．０mm、特に好ましくは１．０mm〜３．０mmである。この幅ｗが大きすぎると、枠状部材３７を空白領域Ｒ3 に接着することができなくなる。逆にこの幅ｗが小さすぎると、枠状部材３７の剛性が低下し、変形しやすくなる。また、接着時に取り扱いにくくなる。
【００２４】接着された状態での枠状部材３７の高さｈは、少なくとも０．１mm以上、好ましくは０．１５mm〜３mm、特に好ましくは０．５mm〜１．０mmである。この高さｈの値が小さすぎると、封止樹脂３６の流動を完全に阻止できなくなるおそれがある。逆にこの高さｈの値が大きすぎると、マザーボードへの実装時やワイヤボンディング時などにおいて邪魔になるおそれがある。なお、この高さｈの値は、使用される封止樹脂３６の粘度が高くなるほど小さい値に設定され、低くなるほど大きい値に設定されることが好ましい。
【００２５】次に、この半導体パッケージ１１を作製する手順の一例を紹介する。半導体パッケージ１１を構成するビルドアップ多層薄膜配線板１２は、次のようにして作製される。まず出発材料であるりん青銅板１３の片面を黒化処理し、その上に感光性エポキシ樹脂を塗布する。そして、露光・現像を行うことにより、内径４０μｍのバイアホール形成用穴を有する厚さ１５μｍの絶縁層１４を形成する。スパッタリングすることによって絶縁層１４上に厚さ０．１μｍのＣｒ薄層を形成し、更にその上にスパッタリングすることによって厚さ０．２μｍのＣｕ薄層を形成する。Ｌ／Ｓ＝２５μｍ／２５μｍの配線パターン１５を形成するためのめっきレジストをＣｕ薄層上に配置する。この状態で電解Ｃｕめっき及び電解Ｎｉめっきを順次行うことにより、厚さ６μｍのＣｕめっき層及び厚さ１μｍのＮｉめっき層をそれぞれ形成する。めっきレジストを剥離した後、塩化第二銅溶液と２０％塩酸水溶液とを用いて非めっき部分のＣｕ薄層及びＣｒ薄層をエッチングする。そして、以上の工程を必要に応じて繰り返すことにより、絶縁層１４と複数種の金属からなる配線パターン１５とを交互に形成する。その結果、配線パターン１５を５層備えたビルドアップ多層薄膜配線板（３５mm角，１．０mm厚）１２が作製される。そして、この後にオープン・ショートテストを行う。
【００２６】一方、ベースユニット２５は次のようにして作製される。まず銅張積層板（５０mm角，１．７mm厚）の外周部を穴あけ加工することにより、ピン挿入用のスルーホール形成用孔を形成する。触媒核付与及びその活性化の後、無電解Ｃｕめっきを行うことにより、前記スルーホール形成用孔内にＣｕを析出させる。銅張積層板のほぼ中央部をざぐり加工（３５mm角，深さ１．０mm）した後、更に同部分を貫通ざぐり加工（３１mm角）することにより、段部２７を有する窓部２６を形成する。所定部分にめっきレジストを配置した状態で電解Ｃｕめっきを行うことにより、必要部分にＣｕを析出させる。めっきレジストを剥離した後、不要なＣｕをエッチングする。このエッチングによってスルーホール２８、接続パッド３０及び配線パターン３２が形成される。この後、スルーホール２８のランド３１及び接続パッド３０以外の部分を被覆するようにソルダーレジスト３４を形成した後、スルーホール２８内にピン２９を挿入する。そして、この後にオープン・ショートテストを行う。
【００２７】次に、オープン・ショートテストをパスしたビルドアップ多層薄膜配線板１２とベースユニット２５とを、銅張積層板の段部２７に配置された接着シール（三菱油化製，商品名：ＹＥＦ−０４０）３５によって仮接着する。その際、同じく接着シール３５を用いて枠状部材３７を空白領域Ｒ3 に仮接着する。本実施例では、仮接着の圧力は２５kgf/cm2 であり、時間は２分である。その後、１５０℃，６０分でキュアを行うことによって、接着シール３５を完全に硬化させる。なお、前記接着シール３５は枠状部材３７の底部にあらかじめ仮接着されており、その接着面には保護シートが貼着されている。従って、枠状部材３７を仮接着する場合には、保護シートを接着面から引き剥がしたうえで枠状部材３７の底部を空白領域Ｒ3 に押し付ければよい。
【００２８】次いで、ダイボンダを使用して、ダイパッド１７上にテスト済のＣＰＵ用ＬＳＩチップ１８を１個、メモリ用ＬＳＩチップ１９を６個搭載する。ここで、ワイヤボンディング装置（九州松下製，商品名：ＨＷ−２２００）を用いて、ＬＳＩチップ１８，１９をワイヤボンディングする。このとき、同じ装置を用いてボンディングパッド３０と接続パッド２２との間もワイヤボンディングする。なお、ワイヤボンディング工程後に、上記のベースユニット２５及び枠状部材３７の接着工程を実施してもよい。ただし、接着工程後にワイヤボンディング工程を行うほうが、ボンディングワイヤ２１，３３が変形する危険性が小さくなる。勿論、ソルダーレジスト３４の形成後であれば、何時接着工程を実施してもよい。
【００２９】そして、最後にポッティング法による樹脂封止を行って、ＬＳＩチップ１８，１９の電気的接続部分と、ビルドアップ多層薄膜配線板１２側とベースユニット２５側との電気的接続部分とを、封止樹脂３６で個別に封止する。半導体パッケージ１１は、以上のような手順を経て製造される。
【００３０】さて、本実施例の半導体パッケージ１１によると、ビルドアップ多層薄膜配線板１２を構成するりん青銅板１３の片面側には、高密度配線層であるビルドアップ層Ｂが形成されている。このため、ベースユニット２５と共に半導体パッケージ１１を形成したときでも、半導体パッケージ１１の表面にビルドアップ多層薄膜配線板１２の面積に相当するようなデッドエリアが生じるようなことはない。従って、半導体パッケージ１１全体が大型になることなく、充分な放熱領域を確保することが可能となる。また、大型化が回避されることに起因して信号伝搬速度が速くなるなど、電気特性も向上する。そして、上記のように半導体パッケージ１１の放熱性が向上することによって、ＬＳＩチップ１８，１９の誤動作・熱破壊等が従来に比して極めて少なくなる。
【００３１】また、ベースユニット２５の収容部にビルドアップ多層薄膜配線板１２を装着すると、りん青銅板１３の片側面である放熱領域が窓部２６から大きく露出した状態となる。よって、電子部品搭載領域からビルドアップ層Ｂ及びりん青銅板１３を経て放熱領域に伝導してきた熱は、窓部２６を介して大気中に効率良く放散される。
【００３２】そして、本実施例の半導体パッケージ１１では、ボンディングパッド形成領域Ｒ1 と入出力端子形成領域Ｒ2 との間の空白領域Ｒ3 に、ダムとしての枠状部材３７が接合されている。このため、ボンディングパッド形成領域Ｒ1 から入出力端子形成領域Ｒ2 に到る経路上には、封止樹脂３６が流動する際に障害となる凸部が形成された状態となっている。従って、ポッティングによって供給された封止樹脂３６が入出力端子形成領域Ｒ2 の方向へ拡がろうとするとき、枠状部材３７によって封止樹脂３６の流動が阻止される。その結果、封止樹脂３６の外形線は、枠状部材３７の外形線に追従することによって直線状になる。よって、外形線が不定状になりやすかった従来に比較して、半導体パッケージ１１全体の見栄えも確実に向上する。
【００３３】また、封止樹脂３６の不均一な流動が解消される結果、電気抵抗値のばらつきも同時に解消され、半導体パッケージ１１の電気的特性が確実に向上する。勿論、封止樹脂３６の不均一な流動が解消されることによって、ピン実装時における不具合も解消される。加えて、封止樹脂３６の供給位置制御や供給量制御が従来に比べて容易になる。
【００３４】さらに、この半導体パッケージ１１では、既存の空白領域Ｒ3 の幅をある程度大きく確保するという対策を採っていないため、外形の大型化を招くこともない。従って、ダウンサイジングの要求に反することもない。
【００３５】また、枠状部材３７を接着することによってダムを形成する方法であることから、極めて簡単にかつ既存の工程・設備等によって実施することができる。しかも、定形状の枠状部材３７が用いられることから、形成されたダムの幅ｗ、高さｈ及び外形形状のばらつきも極めて小さい。このことは、半導体パッケージ１１全体の見栄えの向上に確実に貢献する。
【００３６】さらに、この半導体パッケージ１１では、プリント配線板２５ａの主形成材料、枠状部材３７の形成材料及び封止樹脂３６の材料として、いずれもエポキシ樹脂が使用されている。従って、三者の熱膨張係数は極めて近似したものとなっている。このため、半導体パッケージ１１が熱衝撃に遭遇したときでも、互いの界面に剥離が起きることはない。よって、半導体パッケージ１１の熱的特性が確実に改善され、ひいては信頼性の向上が図られる。
【００３７】なお、本発明は例えば次のように変更することが可能である。
（１）実施例のような略ロ字状の枠状部材３７を用いる代わりに、例えば４本の棒材を貼着させることによってダムを形成することも可能である。この場合、ダムは必ずしも完全に連続していなくてもよい。即ち、ピン２９が立設されていない箇所やピン２９までの距離が長い箇所等については、部分的にダムを省略することも可能である。
【００３８】（２）接着剤として固定状の接着シール３８を使用した実施例に代え、通常使用される半固形状の接着剤を使用して枠状部材３７を接着することとしてもよい。また、これらの接着剤を用いる方法以外の方法によってダムを形成することも可能である。例えば、空白領域Ｒ3 に文字印刷用のインクを複数回印刷するという方法等でもよい。この方法を採る場合、インクの印刷はソルダーレジスト３４の形成後に行われる。
【００３９】（３）次の手順により樹脂封止を行ってもよい。まず、離型面を有する型枠を空白領域Ｒ3 の周囲、即ち入出力端子形成領域Ｒ2 に配置しておく。この状態で所定部分に封止樹脂３６を供給し、そのままの状態で封止樹脂３６を熱硬化させる。この後、プリント配線板２５ａ上から型枠のみを除去する。この方法によると、封止樹脂３６の供給時及び硬化時に型枠がダムの役割を果たし、入出力端子形成領域Ｒ2 への封止樹脂３６の流動を阻止する。
【００４０】（４）空白領域Ｒ3 のみにダムを設けた実施例に代え、例えば空白領域Ｒ3 よりも外側となる領域を全体的に隆起させ、当該部分をダムとして機能させてもよい。
【００４１】（５）枠状部材３７の底面の一部に固定用ピン等を突設し、そのピンをベースユニット２５のめっきスルーホール内に挿入させることによって、枠状部材３７を取り付けてもよい。また、ベースユニット２５における空白領域Ｒ3 に溝を設け、その溝内に枠状部材３７を嵌合させることによって、枠状部材３７を取り付けてもよい。なお、上記のように空白領域Ｒ3 に単に溝を設けるだけでも、その溝の存在によって封止樹脂３６の流動がある程度阻止される。このため、前記実施例の半導体パッケージ１１の効果に準ずる効果が得られる。
【００４２】（６）封止樹脂３６の形成材料は、実施例のようなエポキシ樹脂のみに限定されるわけではなく、例えばＢＴ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等のようなその他のプラスティック材料でもよい。また、これらのプラスティック材料のみならず、銅、アルミニウム、ニッケル、コバール等の金属やセラミックスも使用可能である。ベースユニット２５を構成するプリント配線板２５ａの主形成材料を、ＢＴ樹脂やポリイミド樹脂にすることもできる。なお、封止樹脂３６の形成材料とプリント配線板２５ａの主形成材料とは、必ずしも同種でなくてもよい。
【００４３】（７）ベースユニット２５のピン２９はスルーホールに挿入されるタイプのものに限られない。例えば、ベースユニット２５にスルーホールを形成することなく、表面に設けられたパッド等に直に接合するようなタイプにしても良い。また、入出力端子としてのピン２９の代わりにストレートウォール状のバンプ等を形成してもよい。
【００４４】（８）実施例のようにそれぞれの電気的接続部分を個別に封止樹脂３６で封止するほか、これらの部分を全体的に封止してもよい。
（９）放熱体を構成する板材は必ずしも完全に板状である必要はなく、例えば放熱領域側の表面に多少凹凸があるものでも構わない。
【００４５】（１０）放熱体であるビルドアップ多層薄膜配線板を作製する場合、実施例にて用いたりん青銅板以外にも、例えばアルミニウム板やアルマイト板等の金属板を使用することが勿論可能である。また、金属板のみに限定されることはなく、例えばアルミナ板、ムライト板、窒化珪素板、窒化ホウ素板等のセラミックス基板を使用することが可能である。
【００４６】ここで、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施例及び別例によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。
（１） 放熱体の放熱領域を外側に露出させるための窓部を、板材を主材料とするプリント配線板のほぼ中央部に設け、前記プリント配線板の片側面かつ前記窓部の周囲に複数のボンディングパッドを配設し、さらに前記ボンディングパッド形成領域の外側の領域に複数の入出力端子を配設してなるベースユニットであって、少なくとも前記入出力端子形成領域と前記ボンディングパッド形成領域との間の領域に、封止樹脂流動防止用のダムが形成されてなる放熱体装着用のベースユニット。
【００４７】（２） 請求項１に記載の半導体パッケージにおける封止樹脂流動防止用のダムに代えて、封止樹脂流動防止用の溝が形成されてなる半導体パッケージ。この構成であると、流動する封止樹脂が溝内に落ち込むことにより、結果としてそれ以上の封止樹脂の拡がりが阻止される。
【００４８】（３） 請求項２において、枠状部材の形成材料及び封止樹脂の材料は、ともに同種のプラスティックである半導体パッケージ。この構成であると、熱的特性をより向上できる。
【００４９】（４） 請求項２において、枠状部材の形成材料、プリント配線板の主形成材料及び封止樹脂の材料は、ともに同種のプラスティックである半導体パッケージ。この構成であると、熱的特性をよりいっそう向上できる。
【００５０】（５） 技術的思想(3),(4) において、前記プラスティックはエポキシ樹脂である半導体パッケージ。この構成によると、熱的特性及びコスト性をより向上できる。
【００５１】なお、本明細書中において使用した技術用語を次のように定義する。
「高熱伝導性材料： プラスティック材料に比べて熱伝導性のよい材料をいい、例えば窒化アルミニウム、アルミナ、ムライト等のセラミックス材料や銅、アルミニウム等の金属材料をいう。」
【００５２】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３に記載の発明によれば、ダムによって封止樹脂の流動が阻止されるため、外形の大型化を招くことなく、封止樹脂の流動に起因する電気的特性の悪化や見栄えの悪化を確実に回避することができる。
【００５３】特に請求項２に記載の発明によれば、ダムとして枠状部材を用いているため、見栄えの悪化をより確実に防止することができ、しかも比較的容易に形成することができる。請求項３に記載の発明によれば、半導体パッケージの熱的特性が改善されることによって、信頼性がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のベースユニットを示す底面図。
【図２】図１のベースユニットを示す平面図。
【図３】半導体パッケージを示す要部拡大断面図。
【図４】同じくその要部拡大平面図。
【図５】同じくその底面図。
【図６】（ａ）は従来の半導体パッケージの問題点を説明するための要部拡大平面図、（ｂ）は同じく要部拡大断面図。
【符号の説明】
１１…半導体パッケージ、１２…放熱体としてのビルドアップ多層薄膜配線板、１３…高熱伝導性材料からなる板材、１７…電子部品搭載部としてのダイパッド、１８，１９…電子部品としてのＬＳＩチップ、２２…接続端子としての接続パッド、２５…ベースユニット、２５ａ…プリント配線板、２６…窓部、２９…入出力端子としてのピン、３０…ボンディングパッド、３３…ボンディングワイヤ、３６…封止樹脂、３７…ダムとしての枠状部材、３８…接着剤としての接着シール、ｈ…枠状部材の高さ、ｗ…枠状部材の幅、Ｂ…高密度配線層、Ｒ1 …ボンディングパッド形成領域、Ｒ2 …入出力端子形成領域、Ｒ3 …空白領域。
【特許請求の範囲】
【請求項１】高熱伝導性材料からなる板材の片側面を放熱領域とし、かつその反対側面を高密度配線層を備える電子部品搭載領域とし、その高密度配線層上に電子部品搭載部を設け、前記高密度配線層を介して電子部品側に電気的に接続される複数の接続端子を前記電子部品搭載領域の外縁部に配設してなる放熱体と、前記放熱体の放熱領域を外側に露出させるための窓部をプリント配線板のほぼ中央部に設け、前記プリント配線板の片側面かつ前記窓部の周囲に複数のボンディングパッドを配設し、さらに前記ボンディングパッド形成領域の外側の領域に複数の入出力端子を配設してなる放熱体装着用のベースユニットとによって構成されるとともに、前記ボンディングパッドと前記接続端子とがボンディングワイヤを介して電気的に接続され、さらにその接続部分が樹脂によって封止されてなる半導体パッケージであって、少なくとも前記ベースユニットにおける前記入出力端子形成領域と前記ボンディングパッド形成領域との間の領域に、封止樹脂流動防止用のダムが形成されてなる半導体パッケージ。
【請求項２】前記ダムは前記入出力端子形成領域と前記ボンディングパッド形成領域との間の領域に配置しうる幅を有する枠状部材であり、同枠状部材は接着剤を介して接着されている請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】前記枠状部材の形成材料は前記プリント配線板の主形成材料と同種のプラスティックであり、接着された状態での前記枠状部材の高さは０．１５mm〜３mmである請求項２に記載の半導体パッケージ。
【請求項１】高熱伝導性材料からなる板材の片側面を放熱領域とし、かつその反対側面を高密度配線層を備える電子部品搭載領域とし、その高密度配線層上に電子部品搭載部を設け、前記高密度配線層を介して電子部品側に電気的に接続される複数の接続端子を前記電子部品搭載領域の外縁部に配設してなる放熱体と、前記放熱体の放熱領域を外側に露出させるための窓部をプリント配線板のほぼ中央部に設け、前記プリント配線板の片側面かつ前記窓部の周囲に複数のボンディングパッドを配設し、さらに前記ボンディングパッド形成領域の外側の領域に複数の入出力端子を配設してなる放熱体装着用のベースユニットとによって構成されるとともに、前記ボンディングパッドと前記接続端子とがボンディングワイヤを介して電気的に接続され、さらにその接続部分が樹脂によって封止されてなる半導体パッケージであって、少なくとも前記ベースユニットにおける前記入出力端子形成領域と前記ボンディングパッド形成領域との間の領域に、封止樹脂流動防止用のダムが形成されてなる半導体パッケージ。
【請求項２】前記ダムは前記入出力端子形成領域と前記ボンディングパッド形成領域との間の領域に配置しうる幅を有する枠状部材であり、同枠状部材は接着剤を介して接着されている請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】前記枠状部材の形成材料は前記プリント配線板の主形成材料と同種のプラスティックであり、接着された状態での前記枠状部材の高さは０．１５mm〜３mmである請求項２に記載の半導体パッケージ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開平８−１８１２５５
【公開日】平成８年（１９９６）７月１２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−３２２３６８
【出願日】平成６年（１９９４）１２月２６日
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【公開日】平成８年（１９９６）７月１２日
【国際特許分類】
【出願日】平成６年（１９９４）１２月２６日
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
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