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2026-31266半導体装置、基板ユニット、および基板ユニットの製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2026031266
(43)【公開日】2026-02-24
(54)【発明の名称】半導体装置、基板ユニット、および基板ユニットの製造方法
(51)【国際特許分類】
   H10W 70/00 20260101AFI20260213BHJP
   H10W 70/62 20260101ALI20260213BHJP
   H10W 72/00 20260101ALI20260213BHJP
   H10W 70/685 20260101ALI20260213BHJP
【FI】
H01L23/12 L
H01L23/12 Q
H01L21/60 311Q
H01L23/12 N
H01L23/12 501W
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024134689
(22)【出願日】2024-08-09
(71)【出願人】
【識別番号】318010018
【氏名又は名称】キオクシア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森本 篤志
(72)【発明者】
【氏名】野島 誠樹
(72)【発明者】
【氏名】丸山 雄二
(72)【発明者】
【氏名】河原 清治
(72)【発明者】
【氏名】長澤 和也
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 雅宏
【テーマコード(参考)】
5F044
【Fターム(参考)】
5F044KK01
5F044KK12
(57)【要約】
【課題】一実施形態は、不具合発生の抑制を図ることができる半導体装置、基板ユニット、および半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】一実施形態の半導体装置は、基板と、電子部品と、複数の接合部と、第1金属部とを備える。前記基板は、第1面と、前記第1面とは反対側に位置した第2面と、前記第1面の第1縁と前記第2面の第2縁とに亘る第1側面とを有する。前記電子部品は、前記第2面に実装されている。前記複数の接合部は、前記第1面に設けられ、第1接合部を含む。前記第1金属部は、前記第1面に沿って延びた第1部分と、前記第1側面に沿って延びた第2部分とを含む。前記第1金属部は、前記基板の厚さ方向である第1方向から見た場合の面積が前記第1接合部と比べて大きい。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1面と、前記第1面とは反対側に位置した第2面と、前記第1面の第1縁と前記第2面の第2縁とに亘る第1側面とを有した基板と、
前記第2面に実装された電子部品と、
前記第1面に設けられ、第1接合部を含む複数の接合部と、
前記第1面に沿って延びた第1部分と、前記第1側面に沿って延びた第2部分とを含み、前記基板の厚さ方向である第1方向から見た場合の面積が前記第1接合部と比べて大きい第1金属部と、
を備えた半導体装置。
【請求項2】
前記第1部分と前記第2部分とは繋がっている、
請求項1に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記第2部分は、前記第1縁と前記第2縁とに亘る、
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記第1縁は、前記第1方向とは交差する第2方向に延びており、
前記第1金属部は、前記第1方向から見て、前記第1縁の前記第2方向の中央部に重なる位置に設けられた、
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記複数の接合部は、前記第1方向とは交差する第2方向で前記第1接合部と隣り合う第2接合部を含み、
前記第1金属部の前記第2方向の長さは、前記第1接合部と前記第2接合部との中心間距離よりも大きい、
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記第1金属部は、前記第2部分に繋がるとともに前記第2面に沿って延びた第3部分を含む、
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記基板は、少なくとも一部が平面状に延びた導電層を有し、
前記第1金属部は、前記導電層に接続されている、
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記第1接合部は、前記複数の接合部のなかで前記第1縁に最も近い接合部であり、
前記基板の中心と前記第1金属部との間の前記基板の中心から前記第1縁に向かう第3方向の距離は、前記基板の中心と前記第1接合部との間の前記第3方向の距離以下である、
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記第1金属部から離れて設けられた第2金属部をさらに備え、
前記基板は、前記第1縁とは異なる前記第1面の第3縁と、前記第2縁とは異なる前記第2面の第4縁とに亘る第2側面を有し、
前記第2金属部は、前記第1面に沿って延びた第3部分と、前記第2側面に沿って延びた第4部分とを含み、前記第1方向から見た場合の面積が前記第1接合部よりも大きい、
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
【請求項10】
回路基板と、
前記回路基板に載置された半導体装置と、
前記回路基板と前記半導体装置とを固定する半田フィレットと、
を備え、
前記回路基板は、
前記回路基板に面する第1面と、前記第1面とは反対側に位置した第2面と、前記第1面の第1縁と前記第2面の第2縁とに亘る第1側面とを有したパッケージ基板と、
前記第2面に実装された電子部品と、
前記第1面に設けられ、第1接合部を含む複数の接合部と、
前記第1面に沿って延びた第1部分と、前記第1側面に沿って延びた第2部分とを含み、前記パッケージ基板の厚さ方向である第1方向から見た場合の面積が前記第1接合部と比べて大きい第1金属部と、
を有し、
前記半田フィレットは、前記第1金属部の前記第1部分と前記第2部分とに接する、
基板ユニット。
【請求項11】
第1基板と、電子部品と、複数の接合部と、第1金属部とを有し、前記第1基板は、第1面と、前記第1面とは反対側に位置した第2面と、前記第1面の第1縁と前記第2面の第2縁とに亘る第1側面とを含み、前記電子部品は、前記第2面に実装されており、前記複数の接合部は、前記第1面に設けられており、第1接合部を含み、前記第1金属部は、前記第1面に沿って延びた第1部分と、前記第1側面に沿って延びた第2部分とを含み、前記第1金属部は、前記第1基板の厚さ方向である第1方向から見た場合の面積が前記第1接合部よりも大きい、半導体装置を準備し、
第2基板に前記半導体装置を載置し、
前記第1金属部の前記第1部分と前記第2部分とに接する半田フィレットを形成する、
基板ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、半導体装置、基板ユニット、および基板ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
基板と、基板の第1面に設けられた複数の半田ボールと、基板の第2面に実装された電子部品とを含む半導体装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許出願公開第2021/0125952号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一実施形態は、不具合の発生の抑制を図ることができる半導体装置、基板ユニット、および基板ユニットの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一実施形態の半導体装置は、基板と、電子部品と、複数の接合部と、第1金属部とを備える。前記基板は、第1面と、前記第1面とは反対側に位置した第2面と、前記第1面の第1縁と前記第2面の第2縁とに亘る第1側面とを有する。前記電子部品は、前記第2面に実装されている。前記複数の接合部は、前記第1面に設けられ、第1接合部を含む。前記第1金属部は、前記第1面に沿って延びた第1部分と、前記第1側面に沿って延びた第2部分とを含む。前記第1金属部は、前記基板の厚さ方向である第1方向から見た場合の面積が前記第1接合部よりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【0006】
図1】第1実施形態の基板ユニットを示す断面図。
図2】第1実施形態の基板を示す平面図。
図3】第1実施形態の半導体装置を示す断面図。
図4】第1実施形態の半導体装置の裏面を示す斜視図。
図5】第1実施形態の半導体装置の裏面を示す下面図。
図6】第1実施形態の基板ユニットの製造方法を示す断面図。
図7】第1実施形態の基板ユニットの放熱に関する作用を説明するための断面図。
図8】第1実施形態の基板ユニットの製造に関する事項を説明するための断面図。
図9】第1実施形態の第1変形例の基板ユニットの製造方法を示す断面図。
図10】第1実施形態の第2変形例の基板ユニットの製造方法を示す断面図。
図11】第1実施形態の第3変形例の基板ユニットの製造方法を示す断面図。
図12】第1実施形態の第4変形例の基板ユニットの製造方法を示す断面図。
図13】第1実施形態の第5変形例の基板ユニットの製造方法を示す断面図。
図14】第1実施形態の第6変形例の基板ユニットの製造方法を示す断面図。
図15】第2実施形態の半導体装置の裏面を示す下面図。
図16】第3実施形態の基板ユニットを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、実施形態の半導体装置、基板ユニット、および基板ユニットの製造方法を、図面を参照して説明する。以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。本出願で「平行」、「直交」、または「同じ」とは、それぞれ、「略平行」、「略直交」、または「略同じ」である場合を含み得る。本出願で「接続」とは、機械的な接続に限定されず、電気的な接続を含み得る。すなわち「接続」とは、対象物と直接に接続される場合に限定されず、別の要素を間に介在させて対象物と接続される場合を含み得る。
【0008】
本出願では、+X方向、-X方向、+Y方向、-Y方向、+Z方向、および-Z方向は、以下のように定義される。+X方向、-X方向、+Y方向、および-Y方向は、後述するパッケージ基板31の第1面31aと平行な方向である(図1参照)。+X方向は、後述するパッケージ基板31の第2側面31cbから第1側面31caに向かう方向である(図1参照)。-X方向は、+X方向とは反対の方向である。+X方向と-X方向とを区別しない場合は、単に「X方向」と称する。+Y方向および-Y方向は、X方向とは交差する(例えば直交する)方向である。+Y方向は、後述するパッケージ基板31の第4面31cdから第3面31ccに向かう方向である(図4参照)。-Y方向は、+Y方向とは反対の方向である。+Y方向と-Y方向とを区別しない場合は、単に「Y方向」と称する。+Z方向および-Z方向は、X方向およびY方向とは交差する(例えば直交する)方向である。+Z方向は、後述するパッケージ基板31の第1面31aから第2面31bに向かう方向である(図1参照)。-Z方向は、+Z方向とは反対の方向である。+Z方向と-Z方向とを区別しない場合は、単に「Z方向」と称する。Z方向は、パッケージ基板31の厚さ方向である。Z方向は、「第1方向」の一例である。Y方向は、「第2方向」の一例である。X方向は、「第3方向」の一例である。
【0009】
(第1実施形態)
<1.基板ユニットの全体構成>
図1から図7を参照し、第1実施形態の基板ユニット1について説明する。
図1は、基板ユニット1を示す断面図である。なお図1では、説明の便宜上、ソルダーレジスト層の図示を省略している。
【0010】
基板ユニット1は、回路を含む部品が実装された組立体である。基板ユニット1は、例えば、基板10と、半導体装置30と、複数の半田フィレット70とを有する。
【0011】
<2.基板>
基板10は、プリント配線板である。基板10は、X方向およびY方向に沿う板部材である。基板10は、「回路基板」および「第2基板」のそれぞれ一例である。基板10は、第1面10aと、第2面10bとを有する。第1面10aは、+Z方向に向いた面である。第2面10bは、第1面10aとは反対側に位置し、-Z方向に向いた面である。基板10は、例えば、絶縁基材11と、導電パターン12と、ソルダーレジスト層13(図7参照)とを含む。
【0012】
(絶縁基材)
絶縁基材11は、基板10の基部を形成した絶縁性の基材である。絶縁基材11は、例えば、ガラスエポキシ材またはポリイミドなどの絶縁材料で形成された絶縁性の硬質部材である。
【0013】
(導電パターン)
導電パターン12は、絶縁基材11に設けられた導電部である。導電パターン12は、例えば、銅材料により形成されている。導電パターン12は、例えば、複数のパッド21と、複数のパッド22と、複数の導電ライン23と、導電層24とを含む。
【0014】
複数のパッド21は、電気接続用パッドである。複数のパッド21は、基板10の第1面10aにおいて、半導体装置30の複数の半田ボール35(後述)に対応する位置に分かれて配置されている。
【0015】
複数のパッド22は、半田フィレット70が設けられる固定用のパッドである。複数のパッド22は、基板10の第1面10aにおいて、半導体装置30の金属部(後述)に対応する位置に分かれて配置されている。
【0016】
図2は、基板10を示す平面図である。各パッド22は、第1部分22aと、第2部分22bとを有する。第1部分22aは、Z方向から見た場合に、半導体装置30と重なる。一方で、第2部分22bは、Z方向から見た場合、半導体装置30と重ならない。第2部分22bは、半導体装置30から離れる方向に向けて第1部分22aから延びている。
【0017】
図1に戻り、導電ライン23および導電層24について説明する。
複数の導電ライン23は、絶縁基材11に設けられた導電性の接続部である。導電ライン23は、絶縁基材11の内部または表面に設けられている。各導電ライン23は、線状に延びている。いくつかの導電ライン23は、例えば、パッド21に接続されている。別の1つ以上(例えば複数)の導電ライン23は、パッド22と、導電層24とを接続している。
【0018】
導電層24は、絶縁基材11の内部に設けられ、X方向およびY方向に沿って平面状(板状)に広がる導電部である。導電層24は、導電ライン23と比べて面積が広い導電部である。導電層24は、いわゆるベタ層である。導電層24は、例えば、基板10のグラウンド層である。なお、導電層24は、基板10の電源層でもよいし、放熱用の金属層などでもよい。
【0019】
(ソルダーレジスト)
ソルダーレジスト層13(図7参照)は、基板10の第1面10aおよび第2面10bに設けられた保護層である。ソルダーレジスト層13は、例えば、基板10の第1面10aにおいて、パッド21およびパッド22を外れた位置に設けられている。なお、ソルダーレジスト層13は、パッド21の縁部、および/または、パッド22の縁部を覆ってもよい。
【0020】
<3.半導体装置>
次に、半導体装置30について説明する。
図3は、半導体装置30を示す断面図である。半導体装置30は、例えば、基板31、1つ以上の電子部品32、複数のボンディングワイヤ33、封止部材34、複数の半田ボール35、および複数の金属部36を有する。以下では、半導体装置30の基板31と、上述した基板10とを区別するため、基板31を「パッケージ基板31」と称する。
【0021】
<3.1 パッケージ基板>
パッケージ基板31は、プリント配線板である。パッケージ基板31は、X方向およびY方向に沿う板部材である。パッケージ基板31は、Z方向から見た場合に、半導体装置30の外形と同じ矩形状である。パッケージ基板31は、「第1基板」の一例である。
【0022】
パッケージ基板31は、第1面31aと、第2面31bと、周面31cとを有する。第1面31aは、-Z方向に向いた面である。第1面31aは、X方向およびY方向に沿う平面である。第2面31bは、第1面31aとは反対側に位置し、+Z方向に向いた面である。第2面31bは、X方向およびY方向に沿う平面である。周面31cは、第1面31aおよび第2面31bとは交差した方向に延びており、第1面31aの周縁と第2面31bの周縁とに亘る。周面31cは、Z方向に沿う。
【0023】
図4は、半導体装置30の裏面を示す斜視図である。パッケージ基板31は、矩形の板状である。上述した第1面31aは、パッケージ基板31の4つの辺に対応した4つの縁31aa~31adを有する。縁31aaは、+X方向側の縁である。縁31aaは、Y方向に延びている。縁31abは、-X方向側の縁である。縁31abは、Y方向に延びている。縁31acは、+Y方向側の縁である。縁31acは、X方向に延びており、縁31aaの一端と縁31abの一端とに亘る。縁31adは、-Y方向側の縁である。縁31adは、X方向に延びており、縁31aaの他端と縁31abの他端とに亘る。縁31aaは、「第1縁」の一例である。縁31abは、「第3縁」の一例である。
【0024】
上述した第2面31bは、パッケージ基板31の4つの辺に対応した4つの縁31ba~31bdを有する。縁31baは、+X方向側の縁である。縁31baは、Y方向に延びている。縁31bbは、-X方向側の縁である。縁31bbは、Y方向に延びている。縁31bcは、+Y方向側の縁である。縁31bcは、X方向に延びており、縁31baの一端と縁31bbの一端とに亘る。縁31bdは、-Y方向側の縁である。縁31bdは、X方向に延びており、縁31baの他端と縁31bbの他端とに亘る。縁31baは、「第2縁」の一例である。縁31bbは、「第4縁」の一例である。
【0025】
上述した周面31cは、パッケージ基板31の4つの辺に対応した4つの側面31ca~31cdを有する。第1側面31caは、+X方向に向いた面である。第1側面31caは、Y方向およびZ方向に沿う平面である。第1側面31caは、第1面31aの縁31aaと第2面31bの縁31baとに亘る。第2側面31cbは、第1側面31caとは反対側に位置する。第2側面31cbは、-X方向に向いた面である。第2側面31cbは、Y方向およびZ方向に沿う平面である。第2側面31cbは、第1面31aの縁31abと第2面31bの縁31bbとに亘る。
【0026】
第3側面31ccは、+Y方向に向いた面である。第3側面31ccは、X方向およびZ方向に沿う平面である。第3側面31ccは、第1面31aの縁31acと第2面31bの縁31bcとに亘る。第4側面31cdは、第3側面31ccとは反対側に位置する。第4側面31cdは、-Y方向に向いた面である。第4側面31cdは、X方向およびZ方向に沿う平面である。第4側面31cdは、第1面31aの縁31adと第2面31bの縁31bdとに亘る。
【0027】
図3に戻り、パッケージ基板31の構造について説明する。パッケージ基板31は、例えば、絶縁基材41と、導電パターン42と、ソルダーレジスト層43とを含む。
【0028】
(絶縁基材)
絶縁基材41は、パッケージ基板31の基部を形成した絶縁性の基材である。絶縁基材41は、ガラスエポキシ樹脂またはポリイミドなどの絶縁材料で形成された絶縁性の硬質部材である。
【0029】
(導電パターン)
導電パターン42は、絶縁基材41に設けられた導電部である。導電パターン42は、例えば、銅材料により形成されている。導電パターン42は、例えば、複数のパッド51と、複数の導電ライン52と、導電層53とを含む。
【0030】
複数のパッド51は、電気接続用パッドである。複数のパッド51は、パッケージ基板31の第1面31aに露出している。各パッド51には、半田ボール35が搭載される。
【0031】
複数の導電ライン52は、絶縁基材41に設けられた導電性の接続部である。導電ライン52は、絶縁基材41の内部または表面に設けられている。各導電ライン52は、線状に延びている。複数の導電ライン52に含まれる一部の導電ライン52aは、例えば、電子部品32とパッド51とを接続している。複数の導電ライン52に含まれる別の1つ以上(例えば複数)の導電ライン52bは、導電層53と金属部36(後述)とを接続する。なお上記例に代えて/加えて、複数の導電ライン52に含まれる別の1つ以上(例えば複数)の導電ライン52bは、電子部品32と金属部36(後述)とを接続してもよい。
【0032】
導電層53は、少なくとも一部が平面状に広がる。導電層53は、例えば、X方向およびY方向に沿う平面部である。導電層53は、電子部品32にZ方向で向かい合う。本実施形態では、導電層53は、パッケージ基板31の第2面31bに設けられている。導電層53は、例えば電子部品32に直接に接する。これにより、導電層53は、電子部品32に熱的に接続されている。なお、導電層53は、熱伝導性部材(熱伝導性シートまたは熱伝導性グリスなど)を介して電子部品32に熱的に接続されてもよい。
【0033】
(ソルダーレジスト)
ソルダーレジスト層43は、パッケージ基板31の第1面31aに設けられた保護層である。ソルダーレジスト層43は、例えば、パッケージ基板31の第1面31aにおいて、パッド51および金属部36を外れた位置に設けられている。なお、ソルダーレジスト層43は、パッド51の縁部、および/または、金属部36の縁部を覆ってもよい。
【0034】
<3.2 電子部品>
電子部品32は、パッケージ基板31の第2面31bに実装されている。電子部品32は、例えば、半導体部品である。電子部品32は、例えば、コントローラのようなSoC(System on a Chip)を含む半導体部品でもよいし、半導体メモリチップでもよいし、その他の半導体部品でもよい。「半導体メモリチップ」とは、例えば、NAND型の半導体メモリチップであるが、DRAM(Dynamic Random Access Memory)型の半導体メモリチップ、またはその他形式の半導体メモリチップでもよい。
【0035】
<3.3 ボンディングワイヤ>
ボンディングワイヤ33は、パッケージ基板31の第2面31bと電子部品32とを接続する電気接続部である。なお、電子部品32は、ボンディングワイヤ33を介してパッケージ基板31に電気的に接続される電子部品に限定されない。電子部品32は、パッケージ基板31の第2面31bに向かい合う複数の半田ボールを有してパッケージ基板31の第2面31bに実装されてもよい。
【0036】
<3.4 封止部材>
封止部材34は、電子部品32を+Z方向側から覆う絶縁部である。本実施形態では、封止部材34は、電子部品32およびボンディングワイヤ33を+Z方向側から覆う。封止部材34は、例えば、モールド樹脂である。封止部材34は、パッケージ基板31の第2面31bに設けられ、Z方向から見た場合にパッケージ基板31の第2面31bを覆う。なお、後述する変形例のように封止部材34は、設けられなくてもよい。
【0037】
<3.5 半田ボール>
複数の半田ボール35は、半導体装置30と基板10とを接続する電気接続部である。複数の半田ボール35は、パッケージ基板31の第1面31aに設けられ、半導体装置30の外部に露出している。各半田ボール35は、パッケージ基板31の第1面31aに露出したパッド51に接続されている。複数の半田ボール35は、例えば、X方向およびY方向に沿う格子状に配列されている。本実施形態では、複数の半田ボール35は、BGA(Ball Grid Array)タイプの半田接合部である。半田ボール35は、「接合部」の一例である。複数の半田ボール35は、当該複数の半田ボール35のなかで最外周に配置された複数の半田ボール35Sを有する(図4参照)。
【0038】
図5は、半導体装置30の裏面を示す下面図である。
パッケージ基板31の第1面31aは、半田ボール35が配置されていない4つの領域A1~A4を有する。第1領域A1は、第1面31aの縁31aaに沿って配置されている。第1領域A1は、第1面31aの縁31aaのY方向の中央部に対応して配置されている。第1領域A1は、Y方向で複数の半田ボール35(例えば複数の半田ボール35S)の間に位置する。第2領域A2は、第1面31aの縁31abに沿って配置されている。第2領域A2は、第1面31aの縁31abのY方向の中央部に対応して配置されている。第2領域A2は、Y方向で複数の半田ボール35(例えば複数の半田ボール35S)の間に位置する。
【0039】
第3領域A3は、第1面31aの縁31acに沿って配置されている。第3領域A3は、第1面31aの縁31acのX方向の中央部に対応して配置されている。第3領域A3は、X方向で複数の半田ボール35(例えば複数の半田ボール35S)の間に位置する。第4領域A4は、第1面31aの縁31adに沿って配置されている。第4領域A4は、第1面31aの縁31adのX方向の中央部に対応して配置されている。第4領域A2は、X方向で複数の半田ボール35(例えば複数の半田ボール35S)の間に位置する。
【0040】
<3.6 金属部>
図3に戻り、金属部36について説明する。複数の金属部36は、パッケージ基板31に設けられている。金属部36は、例えば、(1)リフロー工程での半導体装置30のセルフアライメント効果の向上、(2)部品接続強度の向上、および(3)放熱性の向上のうち、いずれか1つ以上の作用を期待して設けられた金属部である。なお、金属部36は、上記作用とは異なる作用を期待して設けられていてもよい。
【0041】
図3に示すように、各金属部36は、例えば、第1水平部61と、起立部62と、第2水平部63とを有する。第1水平部61、起立部62、および第2水平部63は、例えば、互いに繋がっている。なお、「水平部」および「起立部」との表現は、説明の便宜上のものであり、金属部36の姿勢や形状を限定するものではない。また、第2水平部63は、省略されてもよい。
【0042】
第1水平部61は、パッケージ基板31の第1面31aに沿って延びている。第1水平部61は、-Z方向に向いた平面部である。第1水平部61は、X方向およびY方向に沿う。第1水平部61は、半導体装置30の外部に露出する。第1水平部61は、パッケージ基板31の周面31cの一部に隣接して設けられている。第1水平部61は、後述する起立部62から第1面31aの中央側に向けて延びている。ここで本実施形態では、第1水平部61は、後述するように、パッケージ基板31の表面に設けられた本体部37と、本体部37に積層された表層部38とを有する。「第1水平部61が半導体装置30の外部に露出する」とは、第1水平部61の本体部37が外部に露出する場合に限定されず、第1水平部61の表層部38が外部に露出する場合を含み得る。
【0043】
Z方向から見た場合、第1水平部61の面積は、複数の半田ボール35に含まれる任意の1つの半田ボール35(例えば第1半田ボール35S1)の面積よりも大きい(図5参照)。半田ボール35S1は、「第1接合部」の一例である。本実施形態では、第1水平部61の面積は、任意の2つの半田ボール35の面積の合計よりも大きい。なお、「半田ボールの面積」とは、半田ボールの最大直径部の面積を意味する。
【0044】
起立部62は、第1水平部61の端から+Z方向に起立している。起立部62は、パッケージ基板31の周面31cに沿ってZ方向に延びている。起立部62は、例えば、パッケージ基板31のZ方向の厚さの全長(周面31cのZ方向の全長)に亘り設けられている。起立部62は、半導体装置30の外部に露出する。ここで本実施形態では、起立部62は、後述するように、パッケージ基板31の表面に設けられた本体部37と、本体部37に積層された表層部38とを有する。「起立部62が半導体装置30の外部に露出する」とは、起立部62の本体部37が外部に露出する場合に限定されず、起立部62の表層部38が外部に露出する場合を含み得る。
【0045】
第2水平部63は、パッケージ基板31の第2面31bに沿って延びている。第2水平部63は、+Z方向に向いた平面部である。第2水平部63は、X方向およびY方向に沿う。第2水平部63は、パッケージ基板31の周面31cの一部に隣接して設けられている。第2水平部63は、起立部62の+Z方向側の端から第2面31bの中央側に向いて延びている。第2水平部63は、封止部材34により+Z方向側から覆われている。
【0046】
Z方向から見た場合、第2水平部63の面積は、複数の半田ボール35に含まれる任意の1つの半田ボール35(例えば第1半田ボール35S1)の面積よりも大きい。本実施形態では、第2水平部63の面積は、任意の2つの半田ボール35の面積の合計よりも大きい。
【0047】
図4に示すように、本実施形態では、複数の金属部36は、第1から第4の金属部36A~36Dを含む。第1から第4の金属部36A~36Dは、互いに離れて配置されている。第1から第4の金属部36A~36Dの各々は、例えば、導電ライン52bを介して上述した導電層53に接続されている(図3参照)。例えば、第1から第4の金属部36A~36Dの各々の第2水平部63は、導電ライン52bを介して導電層53に接続されている。なお上記例に代えて/加えて、第1から第4の金属部36A~36Dの第1水平部61または起立部62が導電ライン52bを介して導電層53に接続されてもよい。
【0048】
(第1金属部)
第1金属部36Aは、第1面31aの縁31aaのY方向の中央部に対応して設けられている。例えば、第1金属部36Aの第1水平部61は、第1面31aの縁31aaのY方向の中央部に対応して配置され、領域A1に設けられている。第1金属部36Aの第1水平部61は、「第1部分」の一例である。
【0049】
ここで、半導体装置30に設けられた複数の半田ボール35は、上述した第1半田ボール35S1とY方向で隣り合う第2半田ボール35S2を含む。第2半田ボール35S2は、「第2接合部」の一例である。本実施形態では、第1金属部36Aの第1水平部61のY方向の長さL1は、第1半田ボール35S1と第2半田ボール35S2との中心間距離L2よりも大きい(図5参照)。なお、第2から第4の金属部36B~36Dの各々の第1水平部61も、第1金属部36Aの第1水平部61と同じ面積を有する。
【0050】
上述した第1半田ボール35S1は、例えば、複数の半田ボール35のなかで、パッケージ基板31の縁31aaに最も近い半田ボール35である。パッケージ基板31の中心Cと第1金属部36Aの第1水平部61との間のX方向の距離L3は、パッケージ基板31の中心Cと第1半田ボール35S1との間のX方向の距離L4以下である(図5参照)。本実施形態では、上記距離L3は、上記距離L4よりも小さい。本実施形態では、第1金属部36Aの第1水平部61の一部は、最外周の半田ボール35Sよりも-X方向側に位置する。
【0051】
第1金属部36Aの起立部62は、パッケージ基板31の第1側面31caのY方向の中央部に設けられている。第1金属部36Aの起立部62は、第1側面31caに沿ってZ方向に延びている。第1金属部36Aの起立部62は、+X方向に向いた平面部である。第1金属部36Aの起立部62は、Y方向およびZ方向に沿う。第1金属部36Aの起立部62は、例えば、第1側面31caのZ方向の全長に亘り設けられている。第1金属部36Aの起立部62は、第1面31aの縁31aaと第2面31bの縁31baとに亘る。第1金属部36Aの起立部62のY方向の長さは、例えば、第1金属部36Aの第1水平部61のY方向の長さと同じである。第1金属部36Aの起立部62は、「第2部分」の一例である。
【0052】
第1金属部36Aの第2水平部63は、第2面31bの縁31baのY方向の中央部に対応して設けられている(図3参照)。第1金属部36Aの第2水平部63のY方向の長さは、例えば、第1金属部36Aの第1水平部61のY方向の長さと同じである。
【0053】
(第2金属部)
第2金属部36Bは、第1面31aの縁31abのY方向の中央部に対応して設けられている。例えば、第2金属部36Bの第1水平部61は、第1面31aの縁31abのY方向の中央部に対応して配置され、領域A2に設けられている。第2金属部36Bの第1水平部61は、「第3部分」の一例である。
【0054】
本実施形態では、第2金属部36Bの第1水平部61のY方向の長さL1は、第1半田ボール35S1と第2半田ボール35S2との中心間距離L2よりも大きい。本実施形態では、第2金属部36Bの第1水平部61の一部は、最外周の半田ボール35Sよりも+X方向側に位置する。
【0055】
第2金属部36Bの起立部62は、パッケージ基板31の第2側面31cbのY方向の中央部に設けられている。第2金属部36Bの起立部62は、第2側面31cbに沿ってZ方向に延びている。第2金属部36Bの起立部62は、-X方向に向いた平面部である。第2金属部36Bの起立部62は、Y方向およびZ方向に沿う。第2金属部36Bの起立部62は、例えば、第2側面31cbのZ方向の全長に亘り設けられている。第2金属部36Bの起立部62は、第1面31aの縁31abと第2面31bの縁31bbとに亘る。第2金属部36Bの起立部62のY方向の長さは、例えば、第2金属部36Bの第1水平部61のY方向の長さと同じである。第2金属部36Bの起立部62は、「第4部分」の一例である。
【0056】
第2金属部36Bの第2水平部63は、第2面31bの縁31bbのY方向の中央部に対応して設けられている。第2金属部36Bの第2水平部63のY方向の長さは、例えば、第2金属部36Bの第1水平部61のY方向の長さと同じである。
【0057】
(第3金属部)
第3金属部36Cは、第1面31aの縁31acのX方向の中央部に対応して設けられている。例えば、第3金属部36Cの第1水平部61は、第1面31aの縁31acのX方向の中央部に対応して配置され、領域A3に設けられている。
【0058】
本実施形態では、第3金属部36Cの第1水平部61のX方向の長さL1は、第1半田ボール35S1と第2半田ボール35S2との中心間距離L2よりも大きい。本実施形態では、第3金属部36Cの第1水平部61の一部は、最外周の半田ボール35Sよりも-Y方向側に位置する。
【0059】
第3金属部36Cの起立部62は、パッケージ基板31の第3側面31ccのX方向の中央部に設けられている。第3金属部36Cの起立部62は、第3側面31ccに沿ってZ方向に延びている。第3金属部36Cの起立部62は、+Y方向に向いた平面部である。第3金属部36Cの起立部62は、X方向およびZ方向に沿う。第3金属部36Cの起立部62は、例えば、第3側面31ccのZ方向の全長に亘り設けられている。第3金属部36Cの起立部62は、第1面31aの縁31acと第2面31bの縁31bcとに亘る。第3金属部36Cの起立部62のX方向の長さは、例えば、第3金属部36Cの第1水平部61のX方向の長さと同じである。
【0060】
第3金属部36Cの第2水平部63は、第2面31bの縁31bcのY方向の中央部に対応して設けられている。第3金属部36Cの第2水平部63のX方向の長さは、例えば、第3金属部36Cの第1水平部61のX方向の長さと同じである。
【0061】
(第4金属部)
第4金属部36Dは、第1面31aの縁31adのX方向の中央部に対応して設けられている。例えば、第4金属部36Dの第1水平部61は、第1面31aの縁31adのX方向の中央部に対応して配置され、領域A4に設けられている。
【0062】
本実施形態では、第4金属部36Dの第1水平部61のX方向の長さL1は、第1半田ボール35S1と第2半田ボール35S2との中心間距離L2よりも大きい。本実施形態では、第4金属部36Dの第1水平部61の一部は、最外周の半田ボール35Sよりも+Y方向側に位置する。
【0063】
第4金属部36Dの起立部62は、パッケージ基板31の第4側面31cdのX方向の中央部に設けられている。第4金属部36Dの起立部62は、第4側面31cdに沿ってZ方向に延びている。第4金属部36Dの起立部62は、-Y方向に向いた平面部である。第4金属部36Dの起立部62は、X方向およびZ方向に沿う。第4金属部36Dの起立部62は、例えば、第4側面31cdのZ方向の全長に亘り設けられている。第4金属部36Dの起立部62は、第1面31aの縁31adと第2面31bの縁31bdとに亘る。第4金属部36Dの起立部62のX方向の長さは、例えば、第4金属部36Dの第1水平部61のX方向の長さと同じである。
【0064】
第4金属部36Dの第2水平部63は、第2面31bの縁31bdのX方向の中央部に対応して設けられている。同様に、第4金属部36Dの第2水平部63のX方向の長さは、例えば、第4金属部36Dの第1水平部61のX方向の長さと同じである。
【0065】
図5に示すように、本実施形態では、パッケージ基板31の第1から第4の側面31ca~31cdの各々は、窪み65を有する。窪み65は、各金属部36の起立部62に対応する位置に設けられている。第1側面31caの窪み65は、第1側面31caの一部がパッケージ基板31の中央側(-X方向側)に窪むことで形成されている。第2側面31cbの窪み65は、第2側面31cbの一部がパッケージ基板31の中央側(+X方向側)に窪むことで形成されている。第3側面31ccの窪み65は、第3側面31ccの一部がパッケージ基板31の中央側(-Y方向側)に窪むことで形成されている。第4側面31cdの窪み65は、第4側面31cdの一部がパッケージ基板31の中央側(+X方向側)に窪むことで形成されている。窪み65は、パッケージ基板31のZ方向の厚さの全長に亘り設けられている。
【0066】
本実施形態では、金属部36の起立部62は、複数の半導体装置30が製造段階の途中で個片化される前の状態(複数の半導体装置30が繋がった状態)において、隣り合う2つの半導体装置30の境界部にZ方向に貫通した貫通孔を設け、スルーホールを形成する工程と同様の工程で当該貫通孔の内部に金属層(例えば銅層)を設けることで形成される。このような製造方法を用いた場合、個片化された半導体装置30では、上記窪み65が残る。このような窪み65が存在すると、後述する半田フィレット70が窪み65の外部に広がりにくくなり、金属部36と基板10との間で半田フィレット70の形状が安定しやすい。このため、このような窪み65が存在すると、金属部36と半田フィレット70との接続強度をより高めることができる。
【0067】
<3.7 表層部>
図3に示すように、本実施形態では、パッド51および金属部36の表面には、当該パッド51または金属部36の一部として、表層部38が設けられている。例えば、パッド51および金属部36の各々は、パッケージ基板31の表面に設けられた本体部37と、本体部37に積層された表層部38とを有する。
【0068】
本体部37は、例えば銅材料である第1材料で形成されている。表層部38は、上記第1材料とは異なる材料で形成されている。表層部38は、半田の濡れ性を良くする、防錆性を高める、またはその他の作用を期待して設けられる。表層部38は、例えば、表面処理またはめっき処理により形成される。表層部38の一例は、表面処理により形成されるプレフラックス層である。表層部38の別の一例は、電解めっきにより形成されるめっき層である。めっき層は、例えば、ニッケル(Ni)で形成される第1層と、金(Au)により第1層上に形成された第2層とを含んでもよい。なお、表層部38の材質は、上記例に限定されない。本実施形態では、表層部38は、金属部36の第1水平部61、起立部62、および第2水平部63に連続して設けられている。
【0069】
<3.半田フィレット>
次に図1に戻り、半田フィレット70について説明する。半田フィレット70は、半導体装置30の金属部36と、基板10のパッド22との間に設けられている。半田フィレット70は、半導体装置30の金属部36と、基板10のパッド22とを接続する。
【0070】
本実施形態では、半田フィレット70は、半導体装置30の金属部36の第1水平部61に接続される第1部分71と、半導体装置30の金属部36の起立部62に接続される第2部分72とを有する。第2部分72は、起立部62と水平方向で隣り合う。また本実施形態では、半田フィレット70は、基板10のパッド22の第1部分22aと第2部分22bとに亘り接続される。
【0071】
<4.基板ユニットの製造方法>
次に、基板ユニット1の製造方法について説明する。
図6は、基板ユニット1の製造方法を示す断面図である。本実施形態では、まず、基板10の複数のパッド21および複数のパッド22に半田Sが供給される(図6中の(a)参照)。半田Sの供給は、例えばスクリーン印刷であるが、これに限定されない。次に、半田Sが供給された基板10に半導体装置30が載置される。
【0072】
次に、基板10に半導体装置30が載置された状態で、リフロー工程が行われる。このとき、パッド22に供給された半田Sにより、半導体装置30の金属部36の第1部分61と第2部分62とに亘り接続される半田フィレット70が形成される(図6中の(b)参照)。このため、基板10と半導体装置30との間に載置時の位置ずれが存在する場合には、半田フィレット70および半田ボール35の表面張力(半田凝縮力)によってセルフアライメント効果が生じる。
【0073】
その結果、半導体装置が正規の位置に移動する(図6中の(c)参照)。これにより、基板10と半導体装置30との間に載置時の位置ずれが小さくなる(例えば位置ずれが無くなる)。これにより、基板ユニット1が完成する。
【0074】
<5.放熱に関する作用>
次に、基板ユニット1の放熱に関する作用について説明する。
図7は、基板ユニット1の放熱に関する作用を説明するための断面図である。図7中の白抜き矢印は、熱の移動を示す。電子部品32が発する熱は、電子部品32から導電層53に伝わる。導電層53に伝わった熱は、導電ライン52bを介して金属部36に伝わる。金属部36に伝わった熱は、半田フィレット70を介して基板10のパッド22に伝わる。パッド22に伝わった熱は、導電ライン23を介して導電層24に伝わる。導電層24に伝わった熱は、基板10内で拡散され、基板10の表面から放出される。
【0075】
<6.利点>
比較例として、金属部36が設けられていない半導体装置30について考える。このような比較例の構成では、半田フィレット70が存在しないため、次のような事象が生じ得る。(1)半田フィレット70が存在しない場合、半田ボール35の表面張力によるセルフアライメント効果のみが生じる。この場合、基板10と半導体装置30との間に載置時の位置ずれが大きいと、半田ボール35の表面張力によるセルフアライメント効果のみでは半田の凝縮力不足により位置ずれの解消が不十分になるおそれがある。その結果、基板10と半導体装置30とがずれた状態のままでリフロー工程が完了し、製造歩留まりを向上させることが難しくなる。(2)基板ユニット1において、基板10と半導体装置30との間に位置ずれが存在すると、半田ボール35にくびれ部が生じることがある。半田ボール35にくびれ部が生じると、長期に亘りストレス(物理衝撃、残留応力、または湿熱など)がかかることでクラックや半田剥離が進行し、製品不具合の原因となり得る。(3)放熱性を十分に確保しにくく、半導体装置30に大きな温度上昇が生じる可能性がある。半導体装置30に大きな温度上昇が生じると、半導体装置30の機能および/または寿命の低下を招く可能性がある。
【0076】
一方で、本実施形態の半導体装置30は、パッケージ基板31と、電子部品32と、複数の半田ボール35と、第1金属部36Aとを有する。第1金属部36Aは、パッケージ基板31の第1面31aに沿って延びた第1水平部61と、パッケージ基板31の第1側面31caに沿って延びた起立部62とを含む。第1金属部36Aは、Z方向から見た場合の面積が複数の半田ボール35に含まれる第1半田ボール35S1よりも大きい。
【0077】
このような構成によれば、次の(1)~(3)のうち1つ以上の作用を期待することができる。このため、半導体装置30の不具合発生の抑制を図ることができる。(1)第1金属部36Aが設けられることで、第1金属部36Aと接続される半田フィレット70を形成することができる。半田フィレット70が存在する場合、半田フィレット70および半田ボール35の表面張力によるセルフアライメント効果を期待することができる。この場合、基板10と半導体装置30との間に載置時の位置ずれがある程度大きくても、セルフアライメント効果が大きいため位置ずれが解消しやすくなる。その結果、製造歩留まりの向上を図ることができる。(2)半導体装置30の第1側面31caに亘る半田フィレット70が形成されることで、半導体装置30の第1面31aに設けられた金属部に半田フィレットが接続された場合と比べて、基板10と半導体装置30の間の接合強度が向上する。このため、長期に亘りストレス(物理衝撃、残留応力、または湿熱など)がかかる場合でもクラックや半田剥離が進行しにくく、製品不具合が発生しにくくなる。(3)半導体装置30の第1金属部36Aおよび半田フィレット70が放熱部として機能することで、放熱性を高めることができる。これにより、半導体装置30に大きな温度上昇が生じることを抑制することができる。
【0078】
本実施形態では、第1金属部36Aの第1水平部61と起立部62とが繋がっている。このような構成によれば、第1水平部61から起立部62に半田Sが濡れ広がりやすく、半田フィレット70が形成されやすくなる。これにより、例えば、基板10と半導体装置30との間に載置時の位置ずれがさらに解消しやすくなる。
【0079】
本実施形態では、第1金属部36Aの起立部62は、パッケージ基板31の第1面31aの縁31aaと第2面31bの縁baとに亘る。このような構成によれば、パッケージ基板31の第1側面31caのZ方向の全長に亘って半田フィレット70と金属部36の起立部62とが接合しやすい。これにより、例えば、基板10と半導体装置30との間の載置時の位置ずれがさらに解消しやすくなる。また、半田フィレット70をより大きく形成しやすくなることで、基板10と半導体装置30の間の接合強度および放熱性をより向上させることができる。
【0080】
比較例として、パッケージ基板31の角部に金属部36を配置する場合の半導体装置30について考える。このような比較例の構成では、半田ボール35が配置されるパッケージ基板31の角部に金属部36が配置されるため、金属部36の面積が十分に確保できない可能性がある。一方で、本実施形態では、第1金属部36Aは、パッケージ基板31の第1面31aの縁31aaのY方向の中央部に対応して設けられている。このような構成によれば、上記比較例と比べて、金属部36の面積を大きく確保しやすくなる。これにより、半田フィレット70をより大きく形成しやすくなり、基板10と半導体装置30との間の載置時の位置ずれがさらに解消しやすくなる。また、半田フィレット70をより大きく形成しやすくなることで、基板10と半導体装置30の間の接合強度および放熱性をより向上させることができる。
【0081】
本実施形態では、第1金属部36Aは、起立部62に繋がるとともにパッケージ基板31の第2面31bに沿って延びた第2水平部63を含む。このような構成によれば、第2水平部63を介して電子部品32の熱が第1金属部36Aにより伝わりやすくなる。これにより、半導体装置30の放熱性をさらに向上させることができる。
【0082】
本実施形態では、パッケージ基板31は、少なくとも一部が平面状に広がる導電層53を有する。第1金属部36Aは、導電層53に接続されている。このような構成によれば、導電層53を介して電子部品32の熱が第1金属部36Aにより伝わりやすくなる。これにより、半導体装置30の放熱性をさらに向上させることができる。
【0083】
本実施形態では、パッケージ基板31の中心Cと第1金属部36Aとの間のX方向の距離L3は、パッケージ基板31の中心Cと第1半田ボール35S1との間のX方向の距離L4以下である。このような構成によれば、金属部36の面積を大きく確保しやすくなる。これにより、より大きな半田フィレット70を形成しやすくなり、基板10と半導体装置30との間の載置時の位置ずれがさらに解消しやすくなる。また、半田フィレット70をより大きく形成しやすくなることで、基板10と半導体装置30の間の接合強度および放熱性をより向上させることができる。
【0084】
本実施形態では、半導体装置30は、第1金属部36Aから離れて設けられた第2金属部36Bをさらに備える。第2金属部36Bは、パッケージ基板31の第1面31aに沿って延びた第1水平部61と、パッケージ基板31の第2側面31cbに沿って延びた起立部62とを含む。第2金属部36Bは、Z方向から見た場合の面積が第1半田ボール35S1よりも大きい。このような構成によれば、第1金属部36Aとは離れた第2金属部36Bが存在することで、複数の半田フィレット70が形成される。これにより、例えば、基板10と半導体装置30との間の載置時の位置ずれがさらに解消しやすくなる。また、第1金属部36A、第2金属部36B、および複数の半田フィレット70が接合部として機能することで、基板10と半導体装置30の間の接合強度をより向上させることができる。また、第1金属部36A、第2金属部36B、および複数の半田フィレット70が放熱部として機能することで、半導体装置30の放熱性をさらに高めることができる。
【0085】
<6.製造方法の変形例>
次に、基板ユニット1の製造方法の変形例について説明する。なお各変形例において以下に説明する以外の構成は、第1実施形態の構成と同じである。
【0086】
図8は、基板ユニット1の製造に関する事項を説明するための断面図である。図8に示すように、半導体装置30のパッド51には、半田ボール35が取り付けられている。一方で、半導体装置30の金属部36には、半田ボール35は取り付けられていない。このため、基板10のパッド21に供給された半田Sの高さと、基板10のパッド22に供給された半田Sの高さとが同じである場合、次の状態が生じ得る。すなわち、基板10のパッド21に供給された半田Sと半導体装置30の半田ボール35とが接触する状態において、基板10のパッド22に供給された半田Sと半導体装置30の金属部36との間に隙間gが残る。以下に説明する各変形例は、このような隙間gが生じ得る場合であっても、基板ユニット1の製造を良好に行うための変形例である。
【0087】
<6.1 第1変形例>
図9は、第1変形例の基板ユニット1の製造方法を示す断面図である。本変形例では、基板10のパッド21およびパッド22に半田Sをスクリーン印刷で供給するためのマスクMが基板10上に設けられる(図9中の(a)参照)。マスクMは、複数のパッド21に対向する複数の開口Mh1と、複数のパッド22(パッド22A,22B)に対向する複数の開口Mh2(開口Mh2A,Mh2B)とを有する。
【0088】
開口Mh2は、パッド22と比べて、半導体装置30の中心から離れる方向に延びた形状を有する。例えば、半導体装置30の中心に対して、+X方向側に配置されるパッド22Aと、当該パッド22Aに対応する開口Mh2Aとについて説明する。この場合、開口Mh2Aの-X方向側の縁e11aのX方向の位置は、パッド22Aの-X方向側の縁e21aのX方向の位置と同じである。一方で、開口Mh2Aの+X方向側の縁e12aのX方向の位置は、パッド22Aの+X方向側の縁e22aのX方向の位置よりも、+X方向側に位置する。
【0089】
同様に、半導体装置30の中心に対して、-X方向側に配置されるパッド22Bと、当該パッド22Bに対応する開口Mh2Bとについて説明する。この場合、開口Mh2Bの+X方向側の縁e11bのX方向の位置は、パッド22Bの+X方向側の縁e21bのX方向の位置と同じである。一方で、開口Mh2Bの-X方向側の縁e12bのX方向の位置は、パッド22Bの-X方向側の縁e22bのX方向の位置よりも、-X方向側に位置する。このように開口Mh2は、パッド22と比べて、半導体装置30の中心から離れる方向に延びた形状を有する。この形状は、半導体装置30の中心に対して+Y方向側に配置されるパッド22と開口Mh2の組でも同様であり、半導体装置30の中心に対して-Y方向側に配置されるパッド22と開口Mh2の組でも同様である。
【0090】
次に、上述したマスクMを用いてスクリーン印刷により半田Sを供給する。これにより、パッド21上に半田Sが供給されるとともに、パッド22上に半田Sが供給される。本変形例では、開口Mh2は、パッド22と比べて、半導体装置30の中心から離れる方向に延びた形状を有する。このため、半田Sは、パッド22と比べて半導体装置30の中心から離れた形状で供給される。半田Sの一部は、パッド22を外れてソルダーレジスト層13上に配置される。この状態で、基板10に半導体装置30が載置される(図9中の(b)参照)。
【0091】
次に、基板10に半導体装置30が載置された状態で、リフロー工程が行われる。このとき、パッド22に供給された半田Sは、加熱されて流動状態になることで凝縮力Pによりパッド22の上方に集まり、パッド22上で半田Sの高さが高くなる。これにより、上述したような隙間gが生じるような場合でも、半導体装置30の金属部36の第1部分61と第2部分62とに亘り接続される半田フィレット70が良好に形成される(図9中の(c)参照)。
【0092】
<6.2 第2変形例>
図10は、第2変形例の基板ユニット1の製造方法を示す断面図である。本変形例では、基板10への半導体装置30の載置後、半導体装置30を保持するマウンターの押し込み量を調整することで半導体装置30を基板10に向けて押し込む動作を行う(図10中の(a)の白抜き矢印参照)。これにより、半導体装置30の金属部36が基板10のパッド22上の半田Sに接した状態にする(図10中の(b)参照)。そして、半導体装置30の金属部36が基板10のパッド22上の半田Sに接した状態でリフロー工程を行う。このような構成によれば、上記隙間gが生じるような場合でも、半導体装置30の金属部36の第1部分61と第2部分62とに亘り接続される半田フィレット70が良好に形成される。
【0093】
<6.3 第3変形例>
図11は、第3変形例の基板ユニット1の製造方法を示す断面図である。本変形例では、スクリーン印刷によってパッド21およびパッド22に半田Sを供給した後に、ディスペンサーDSを用いてパッド22に半田Sを追加供給する(図11中の(a))。そして、パッド22に半田Sが追加供給された状態で、基板10に半導体装置30を載置する(図11中の(b))。このような構成によれば、上記隙間gが生じるような場合でも、半導体装置30の金属部36の第1部分61と第2部分62とに亘り接続される半田フィレット70が良好に形成される。
【0094】
<6.4 第4変形例>
図12は、第4変形例の基板ユニット1の製造方法を示す断面図である。本変形例では、基板10に半導体装置30が載置された後に、ディスペンサーDSを用いてパッド22に半田Sを追加供給する。例えば、半田Sは、パッド22の第2部分22bに追加供給される。このような構成によれば、上記隙間gが生じるような場合でも、半導体装置30の金属部36の第1部分61と第2部分62とに亘り接続される半田フィレット70が良好に形成される。
【0095】
<6.5 第5変形例>
図13は、第5変形例の基板ユニット1の製造方法を示す断面図である。本変形例では、パッド21およびパッド22にスクリーン印刷より半田Sを供給した後に、マウンターMTを用いてパッド22に半田Sを追加供給する(図13中の(a))。マウンターMTは、例えば、パッド22に供給された半田Sの上に追加の半田Sのブロックを置く。そして、パッド22に半田Sが追加供給された状態で、基板10に半導体装置30を載置する(図13中の(b))。このような構成によれば、上記隙間gが生じるような場合でも、半導体装置30の金属部36の第1部分61と第2部分62とに亘り接続される半田フィレット70が良好に形成される。
【0096】
<6.6 第6変形例>
図14は、第6変形例の基板ユニット1の製造方法を示す断面図である。本変形例では、基板10に半導体装置30が載置された後に、マウンターMTを用いてパッド22に半田Sを追加供給する。例えば、半田Sは、パッド22の第2部分22bに追加供給される。マウンターMTは、例えば、パッド22に供給された半田Sの上に追加の半田Sのブロックを置く。このような構成によれば、上記隙間gが生じるような場合でも、半導体装置30の金属部36の第1部分61と第2部分62とに亘り接続される半田フィレット70が良好に形成される。
【0097】
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、半導体装置30Aが2つの金属部36を有した点で第1実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第1実施形態の構成と同じである。
【0098】
図15は、第2実施形態の半導体装置30Aの裏面を示す下面図である。本実施形態では、半導体装置30Aは、第1金属部36Aと、第2金属部36Bとを有する。第1金属部36Aは、パッケージ基板31の縁31aaの中央部に対応して設けられている。第2金属部36Bは、パッケージ基板31の縁31abの中央部に対応して設けられている。一方で、半導体装置30は、第1実施形態のような第3金属部36Cおよび第4金属部36Dを有しない。このような構成によれば、第1実施形態と比べて効果は劣るが、第1実施形態と同様に、基板ユニット1の構造的特性の向上を図ることができる。
【0099】
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態は、半導体装置30Bがヒートスプレッタ81を有した点で第1実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第1実施形態の構成と同じである。
【0100】
図16は、第3実施形態の基板ユニット1Bを示す断面図である。図16中の白抜き矢印は、熱の移動を示す。本実施形態では、半導体装置30Bは、ヒートスプレッタ81と、熱伝導部材82と、接着部83とを含む。
【0101】
ヒートスプレッタ81は、本体部81aと、支持部(脚部)81bとを有する。本体部81aは、+Z方向側から電子部品32に面する。本体部81aは、パッケージ基板31とは反対側から電子部品32に面する。本体部81aと電子部品32との間には、熱伝導部材82(例えば熱伝導シート)が配置されている。熱伝導部材82は、弾性を有する。
【0102】
支持部81bは、本体部81aからパッケージ基板31の周端部に向けて延びている。本実施形態では、支持部81bは、金属部36の第2水平部63に+Z方向側から面する。支持部81bは、接着部83を介して金属部36の第2水平部63に接続される。これにより、支持部81bは、パッケージ基板31に固定される。ヒートスプレッタ81は、支持部81bがパッケージ基板31に固定されることで、本体部81aを電子部品32に向けて押圧する。接着部83は、例えば、熱伝導性を有した接着シートまたは接着剤により形成される。なお、接着部83に代えて、ヒートスプレッタ81の支持部81bを金属部36の第2水平部63に固定する別の固定構造が設けられてもよい。
【0103】
本実施形態では、電子部品32が発する熱は、熱伝導部材82を介してヒートスプレッタ81の本体部81aに伝わる。ヒートスプレッタ81の本体部81aに伝わった熱は、ヒートスプレッタ81の支持部81bを介して金属部36の第2水平部63に伝わる。金属部36に伝わった熱は、半田フィレット70を介して基板10のパッド22に伝わる。パッド22に伝わった熱は、導電ライン23を介して導電層24に伝わる。導電層24に伝わった熱は、基板10内で拡散された基板10の表面から放出される。
【0104】
このような構成によれば、第1実施形態の同様に、基板ユニット1Bの不具合の抑制の向上を図ることができる。また本実施形態によれば、ヒートスプレッタ81が設けられているため、電子部品32から金属部36へ熱が移動しやすい。これにより、基板ユニット1Bの放熱性をさらに高めることができる。
【0105】
以上、いくつかの実施形態および変形例について説明した。ただし、実施形態および変形例は、上述した例に限定されない。例えば、複数の実施形態または変形例は、互いに組み合わされて実現可能である。例えば、金属部36の形状や配置は、上述した例に限定されない。金属部36は、パッケージ基板31の角部に設けられてもよい。導電層53は省略されてもよい。導電層53が無くても、電子部品32が発する熱の一部が金属部36に伝わることで、金属部36が存在しない場合と比べて、基板ユニット1の放熱性を高めることができる。
【0106】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、半導体装置は、基板と、電子部品と、複数の接合部と、第1金属部とを備える。前記第1金属部は、前記基板の第1面に沿って延びた第1部分と、前記基板の第1側面に沿って延びた第2部分とを含む。前記第1金属部は、前記基板の厚さ方向である第1方向から見た場合の面積が前記複数の接合部に含まれる第1接合部よりも大きい。このような構成によれば、構造的特性の向上を図ることができる。
【0107】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0108】
1,1B…基板ユニット
10…基板
30,30A,30B…半導体装置
31…パッケージ基板
31a…第1面
31b…第2面
31aa…縁(第1縁)
31ab…縁(第3縁)
31ba…縁(第2縁)
31bb…縁(第4縁)
31ca…第1側面
31cb…第2側面
32…電子部品
36…金属部
36A…第1金属部
36B…第2金属部
61…第1水平部
62…起立部
63…第2水平部
70…半田フィレット
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
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図16