JP4820263B2 - 半導体モジュール装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フラットディスプレイなどの表示装置に用いられるＴＣＰ（Tape Carrier Package）の半導体モジュール装置に関する。

フラットディスプレイなどを制御する半導体チップのように、発熱量が大きい半導体チップは、放熱体が取り付けられたモジュール装置（以下、半導体モジュール装置と称す）として構成される。半導体モジュール装置としては、図１０、１１に示すようなものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１０は、従来の半導体モジュール装置の分解斜視図である。図１１は、Ｃ−Ｃ’の線断面図である。半導体モジュール装置１０１ａは、半導体チップ１０２が実装されたフレキシブル基板１０３が、放熱体１０４ａと接着して形成されている。フレキシブル基板１０３と半導体チップ１０２の接合部分は、保護樹脂１０９で覆われている。放熱体１０４ａには、格納凹部１０６が設けられている。

接着剤１０５は、放熱体１０４ａ上に格納凹部１０６を囲んで設けられ、放熱体１０４ａとフレキシブル基板１０３とを接着している。なお、接着剤１０５の幅は、各辺同一、少なくとも、幅が最小の２辺が同一の幅となるように形成されている。半導体チップ１０２の裏面は、放熱材１０７であるシリコーングリスや放熱シートなどを介して放熱体１０４ａの格納凹部１０６に接触している。この構成により、半導体チップ１０２で発生した熱を、放熱材１０７を介して、放熱体１０４ａへ効率よく逃がすことができる。

図１１において、空間１１０は、半導体チップ１０２、フレキシブル基板１０３、接着剤１０５、放熱体１０４ａ、放熱材１０７、および保護樹脂１０９で密閉された空間である。半導体チップ１０２が発熱すると、空間１１０の空気の温度が上昇し、膨張する。空間１１０の空気が膨張すると、フレキシブル基板１０３には、図１１における上向きに力が加わる。フレキシブル基板１０３に上向きの力が加わると、半導体チップ１０２と放熱材１０７または、放熱材１０７と放熱体１０４ａとの間に隙間が生じる。隙間が生じると、放熱効率が低下し、半導体チップ１０２は、熱暴走して、破損あるいは動作不良を引き起こす。また、フレキシブル基板１０３に上向きの力が加わると、フレキシブル基板１０３の配線に力が掛かり、断線する恐れがある。

図１２は、この問題を解決するために、空間１１０を外部と連通する通気路１１１を設けた半導体モジュール装置１０１ｂの断面構成を示す断面図である。放熱体１０４ｂに通気路１１１が設けられた点以外は、図１１の半導体モジュール装置１０１ａの構成を同様である。この構成により、空間１１０で膨張した空気は、通気路１１１を通り、フレキシブル基板１０３には、上向きの力が加わらず、半導体チップ１０２の破損、フレキシブル基板１０３の配線の断線を防ぐことができる。
特開２００５−３２７８５０号公報

しかしながら、図１２に示す半導体モジュール１０１ｂでは、放熱材１０７として、代表的なシリコーングリスを用いると、シリコーングリスの成分が時間経過と共に通気路１１１を伝って、漏れ出す。漏れ出したシリコーングリスは、半導体モジュール装置、あるいは周辺の装置を汚染する。また、シリコーングリスの一成分が漏れ出すと、放熱材１０７が硬化して、放熱効率を低下させる。

本発明は、上記の課題を解決するもので、放熱効率を低下させず、フレキシブル基板の配線の断線を防ぎ、シリコーングリスの漏れ出しを防止することができる半導体モジュール装置を提供することを目的とする。

本発明の半導体モジュール装置は、上記課題を解決するために、配線パターンが形成されたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に実装された半導体チップと、格納凹部が設けられ、前記格納凹部に前記半導体チップが配置された放熱体と、前記格納凹部を囲み、前記フレキシブル基板と前記放熱体とを接着する接着剤と、を備え、前記接着剤は、前記格納凹部の一辺側に、他の辺側より幅の狭い接着剤狭幅部を有し、前記接着剤狭幅部は、前記フレキシブル基板との間または前記放熱体との間で部分的に剥離可能に形成され、前記接着剤狭幅部の剥離部分を通じて、前記フレキシブル基板、前記放熱体、前記接着剤に囲まれた空間から前記空間の外部へと空気が通過可能であることを特徴とする。

また、本発明の別の半導体モジュール装置は、上記課題を解決するために、配線パターンが形成されたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に実装された半導体チップと、格納凹部が設けられ、前記格納凹部に前記半導体チップが配置された放熱体と、前記格納凹部を囲み、前記フレキシブル基板と前記放熱体とを接着する接着剤と、を備え、前記放熱体は、凹部状に形成された通気凹部と、前記格納凹部と前記通気凹部を連通する通気路とを有し、前記通気凹部の周囲に、前記接着剤が設けられ、前記接着剤は、前記通気凹部の一辺側に、他の辺側より幅の狭い接着剤狭幅部を有し、前記接着剤狭幅部は、前記フレキシブル基板との間または前記放熱体との間で部分的に剥離可能に形成され、前記接着剤狭幅部の剥離部分を通じて、前記フレキシブル基板、前記放熱体、前記接着剤に囲まれた空間から前記通気凹部へと空気が通過可能であることを特徴とする。

また、本発明の半導体モジュール装置の製造方法は、半導体チップを実装したフレキシブル基板と、格納凹部が設けられた放熱体とを接着する。上記課題を解決するために、前記放熱体に、前記放熱体の前記格納凹部を囲み、一辺側が他の辺側よりも幅が狭くなるように、接着剤を付設する工程と、前記半導体チップが前記格納凹部に配置されるように位置決めし、前記フレキシブル基板と前記放熱体を接着する工程とを有し、前記接着剤を付設する工程前に、前記接着剤の幅が狭く形成された一辺に凹凸を形成することを特徴とする。

本発明によれば、格納凹部周囲の接着剤の一辺を他の辺より幅を狭くすることにより、放熱効率を低下させず、フレキシブル基板の配線の断線を防ぎ、シリコーングリスの漏れ出しを防止することができる半導体モジュール装置を提供する。

本発明の別の構成の半導体モジュール装置において、前記通気路は、前記放熱体に凹部状に設けられ、前記接着剤は、前記通気路を覆って形成された構成にすることもできる。この構成により、容易に通気路を形成することができる。

また、他の辺より幅が狭く形成された辺の前記接着剤は、前記放熱体および前記フレキシブル基板の少なくとも１方から、剥がれる向きに内部応力が生じている構成にすることもできる。この構成により、安定した剥離が生じ、放熱効率を低下させず、フレキシブル基板の配線の断線を防ぐことができる。

また、前記フレキシブル基板と、前記放熱体と、前記半導体チップと、前記接着剤とに囲まれた空間の体積が、前記格納凹部、前記通気凹部および前記通気路の容積の３５パーセント以下である構成にすることもできる。

また、本発明の半導体モジュール装置の製造方法において、前記位置決め工程の前に、前記格納凹部に放熱材を注入する工程を有し、前記格納凹部の容積に対して、前記フレキシブル基板、前記放熱体、前記半導体チップ、前記接着剤および前記放熱材で囲まれた空間の体積が、３５パーセント以下となる量だけ、前記放熱材を注入してもよい。

また、接着剤を付設する工程前に、前記接着剤の幅が狭く形成された一辺に凹凸を形成してもよい。

（実施の形態１）
図１は、本発明の半導体モジュール装置を備えた表示装置２０の構成を示す平面図である。フラットディスプレイパネル２１に半導体モジュール装置１ａが複数設けられている。半導体モジュール装置１ａは、フラットディスプレイパネル２１を制御し、フラットディスプレイパネル２１に画像を表示させる。図２は、半導体モジュール装置１ａの構成を示す分解斜視図である。なお、実際には、フレキシブル基板３と接着剤５は接着されている。図３は、図２の半導体モジュール装置１ａにおけるＡ−Ａ’断面の構成を示す断面図である。

フレキシブル基板３は、ポリイミド材料などの可撓性の樹脂フィルムで形成されている。フレキシブル基板３の一端には、フラットディスプレイパネル２１と接続する電極８が、他端には制御基板（図示せず）と接続される電極７が設けられている。電極８は、図１において、フラットディスプレイパネル２１に形成された電極と、異方性導電フィルムなどを介して接続される（図示せず）。電極７は、制御基板に形成された電極と、コネクタなどを介して接続される（図示せず）。

また、フレキシブル基板３には、半導体チップ２が、バンプなどを介して実装されている。また、フレキシブル基板３には、電極７、８と半導体チップ２との間を接続する配線が設けられている。保護樹脂１０は、半導体チップ２とフレキシブル基板３との接続部分を封止して、接続部分を補強し、接続部分を他の部材から電気的に絶縁させている。

放熱体４ａは、アルミニウムなど熱伝導の高い材料で形成されている。放熱体４ａには、半導体チップ２より大きい格納凹部６ａが設けられている。格納凹部６ａの底面には、放熱材９ａが充填され、半導体チップ２のフレキシブル基板３と接続された面の裏面に接触している。空間１１ａは、半導体チップ２、フレキシブル基板３、放熱体４ａ、接着剤５ａおよび放熱材９ａで囲まれた密閉空間である。

接着剤５ａは、フレキシブル基板３と放熱体４ａとを接着する。接着剤５ａは、放熱体４ａの格納凹部６ａを囲んで貼付けられている。図３に示すように、格納凹部６ａを囲んだ接着剤５ａの一辺である接着剤狭幅部５ａ−１は、他の辺に形成された接着剤広幅部５ａ−２より幅が狭く、接着面積が小さく形成されている。

フレキシブル基板３と放熱体４ａとの接着は、まず、放熱体４ａに接着剤５ａを付設し、放熱材９ａを半導体チップ２の裏面が十分に覆われる範囲で格納凹部６ａに塗布する。つぎに、フレキシブル基板３と放熱体４ａを位置合わせして、半導体チップ２を格納凹部６ａの放熱材９ａに接触させる。つぎに、接着剤５ａが付設された領域を回転ローラーなどで押圧して、フレキシブル基板３と放熱体４ａとを確実に接着させる。

次に、半導体モジュール装置１ａの放熱効率保持のメカニズムについて説明する。半導体モジュール装置１ａの実使用状態において、半導体チップ２が動作して発熱すると、半導体チップ２で発生した熱は、放熱材４ａを介して、接着剤５ａに伝導される。接着剤５ａは、熱が加わることで軟化した状態になり、接着力が低下する。

また、半導体チップ２が発熱すると、空間１１ａの温度が上昇し、空間１１ａの空気が膨張する。空間１１ａの空気が膨張すると、空間１１ａの気圧が高くなり、フレキシブル基板３に、図３の上向きの力が掛かる。フレキシブル基板３に力が掛かると、フレキシブル基板３と接着剤５ａおよび接着剤５ａと放熱体４ａとの間に剥がれる向きに力が加わる。

接着剤狭幅部５ａ−１は、接着剤広幅部５ａ−２より幅が狭く、温度上昇により接着力が低下した状態で、フレキシブル基板３および放熱体４ａとの間に剥がれる向きの力が加えられる。そのため、接着剤狭幅部５ａ−１は、接着剤広幅部５ａ−２よりも先に、フレキシブル基板３あるいは放熱体４ａとの間で、局所的に剥離する。

接着剤狭幅部５ａ−１が剥離すると、空間１１ａの空気は、剥離した部分を通過して、外部へ抜ける。空気が外部へ抜けることにより、空間１１ａの気圧が半導体チップ２を持ち上げたり、フレキシブル基板３の配線を切断したりする気圧となる前に、気圧の上昇を抑えることができる。

つぎに、表示装置２０を停止させると、半導体モジュール装置１ａは、常温に戻り、その際に、熱膨張していた各基材は収縮する。フレキシブル基板３の基材をポリイミド材料、放熱体４ａをアルミニウムで形成すると、フレキシブル基板３および放熱体４ａの線膨張係数は、それぞれ５．５×１０^-5／℃＞２．４×１０^-5／℃程度であり、フレキシブル基板３の方が大きい。表示装置２０を停止させると、動作時より１１０℃程度温度が低下する。フレキシブル基板３は、放熱体４ａより、温度低下により収縮する長さが長いので、その収縮量の差により、フレキシブル基板３と放熱体４ａとの間に、接着剤５ａを押さえつける向きに力が掛かり、再接着される。

この構成により、空間１１ａの気圧が上がると、接着剤狭幅部５ａ−１が部分的に剥離し、気圧が上がることを防止する。このため、フレキシブル基板３を持ち上げる力が、配線を切断することを防止し、半導体チップ２を放熱剤９ａから剥がすほど大きくなることを防いで、放熱効率の低下を防止することができる。さらに、放熱材９ａが溶け出しても、空間１１ａが密閉あるいは、わずかな隙間が生じるのみであるから、放熱材９ａが空間１１ａから漏れ出すことを防ぐこともできる。

上述の効果を得る半導体モジュール装置１ａの一仕様例を挙げる。接着剤５ａは、アクリル系粘着剤で、厚みが０．０５ｍｍの支持基材レスタイプの部品固定用両面接着テープである。接着剤５ａは、粘着力が６．５Ｎ／２０ｍｍ（アルミニウム板、１８０°引き剥がし粘着力）程度のものを使用する。また、接着剤５ａは、接着剤狭幅部５ａ−１で幅が１．５ｍｍ、接着剤広幅部５ａ−２で幅が４．０ｍｍである。半導体チップ２は、１．５ｍｍ×１０．０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍであり、格納凹部６ａは、４．５ｍｍ×１３．０ｍｍ、深さ０．６ｍｍである。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態に２に係る半導体モジュール装置の構成を示す分解斜視図である。放熱体４ｂに記された破線は、接着剤５ｂの接着位置を示す。図５は、図４の半導体モジュール装置１ｂにおけるＢ−Ｂ’断面の構成を示す断面図である。本実施の形態に係る半導体モジュール装置１ｂは、通気凹部１２および通気路１３が設けられた放熱体４ｂおよび接着剤５ｂが異なる以外は、実施の形態１に係る半導体モジュール装置１ａと同様であり、同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、放熱体４ｂには、凹部状に形成された通気凹部１２と、凹部状に形成され、格納凹部６ａと通気凹部１２を連通させる通気路１３とが形成されている。通気凹部１２は、放熱体４ｂの端部付近に形成され、放熱体４ｂの端部に対して平行に形成されている。通気凹部１２のサイズは、一例として４．５ｍｍ×２．０ｍｍである。また、通気路１３は、例えば幅が１．０ｍｍのＶ字形状に形成されている。接着剤５ｂは、通気凹部１２に対応する部分に貫通孔１４が設けられている。また、接着剤５ｂは、通気路１３上に設けられ、通気路１３は、収納凹部６ａおよび通気凹部１２以外には、空気が漏れないように構成されている。接着剤５ｂにおいて、格納凹部６ａの周辺の接着剤広幅部５ｂ−２と、通気凹部１２のと端部の間の通気凹部接着剤狭幅部５ｂ−３とは、それぞれ幅が４．０ｍｍ、１．５ｍｍで形成されている。

次に、半導体モジュール装置１ｂの放熱効率保持のメカニズムについて説明する。半導体モジュール装置１ｂの実使用状態において、半導体チップ２が動作して発熱する。半導体チップ２で発生した熱は、放熱体４ｂを介して、接着剤５ｂに伝導される。接着剤５ｂは、熱が加わることで軟化した状態になり、接着力が低下する。

また、半導体チップ２が発熱すると、空間１１ｂの温度が上昇し、空間１１ｂの空気が膨張する。空間１１ｂの空気が膨張すると、空間１１ｂ、および通気路１３により空間１１ｂと連通した通気凹部１２の気圧が大きくなる。気圧が大きくなると、フレキシブル基板３に、図５の上向きの力が掛かる。

通気凹部接着剤狭幅部５ｂ−３は、接着剤広幅部５ｂ−２より幅が狭く、温度上昇により接着力が低下し、さらに、フレキシブル基板３および放熱体４ａとの間に、剥がれる向きの力が加えられる。そのため、通気凹部接着剤狭幅部５ｂ−３は、接着剤広幅部５ａ−２よりも先に、フレキシブル基板３あるいは、放熱体４ａとの間で、局所的に剥離する。

通気凹部接着剤狭幅部５ｂ−３が剥離すると、空間１１ｂの空気が剥離した部分を通過して、外部へ抜ける。空気が外部へ抜けることにより、空間１１ｂの気圧が、半導体チップ２を持ち上げたり、フレキシブル基板３の配線を切断したりする気圧となる前に、気圧の上昇を抑えることができる。

この構成により、空間１１ｂの気圧が上がると、通気凹部接着剤狭幅部５ｂ−３が部分的に剥離し、空間１１ｂの気圧が上がることを防止する。このため、気圧上昇により、フレキシブル基板３を持ち上げる力が、フレキシブル基板３の配線を切断する、あるいは、半導体チップ２を放熱剤９ｂから剥がして、放熱効率を低下させることを防ぐことができる。さらに、放熱材９ｂが溶け出しても、空間１１ｂおよび通気凹部１２が密閉あるいは、わずかな隙間が生じるのみであるから、空間１１ｂおよび通気凹部１２から漏れ出すことも防ぐことができる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係る半導体モジュール装置の断面構成を示す断面図である。本実施の形態に係る半導体モジュール装置１ｃは、放熱材９ｃとして熱硬化性導電ペーストを用いたこと以外、実施の形態１に係る半導体モジュール装置１ａと同様であり、同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

放熱材９ｃは、放熱体４ａと半導体チップ２を強固に固定する。そのため、熱の伝導が確実に行われる。半導体チップ２の発熱により、空間６ａが膨張すると、フレキシブル基板３を持ち上げる力が、配線に集中する。空間１１ａの気圧が、配線が切断される気圧となる前に、接着剤狭幅部５ａ−１の一部が剥離するように、接着剤狭幅部５ａ−１の幅を調整することにより、実施の形態１に係る半導体モジュール装置１ａと同様の効果を得ることができる。さらに、放熱体４ａと半導体チップ２が強固に固定されているため、実施の形態１に係る半導体モジュール装置１ａより、放熱効率をさらに上げることができる。

次に、半導体モジュール装置１ｃの製造工程について説明する。まず、半導体チップ２をフレキシブル基板３に実装した状態で、接着剤５ａをフレキシブル基板３の放熱体４ａと接着する面に貼付ける。つぎに、放熱体４ａの格納凹部６ａに、放熱材９ｃを半導体チップ２の裏面が十分に覆われる範囲に塗布する。ここで、半導体チップ２を放熱材９ｃに接着固定する為に、放熱体４ａの格納凹部６ａの周辺を局所的に過熱しながら、フレキシブル基板３と放熱体４ａとを位置合せして、半導体チップ２を格納凹部６ａに配置する。この状態で、半導体チップ２を放熱体４ａに軽く押圧すると共に、接着剤５ａの貼付け領域も同様にローラーなどで押圧し、硬化時間保持して、放熱材９ｃを硬化させて、半導体モジュール装置１ｃが完成する。

この時用いる放熱材９ｃとしての熱硬化性導電ペーストは、ダイレクトキュアタイプであれば加熱温度２００℃で、硬化時間２０秒程度で硬化が完了する。熱硬化性導電ペーストを硬化させる際に、放熱体４ａが過熱され、接着剤５ａも少なからず熱せられ、接着力が劣化する可能性がある。そこで、熱硬化性導電ペーストを硬化させる際に、フレキシブル基板３に、接着剤５ａとの接着面の反対側から、冷却エアー（図示なし）を接着剤５ａとの貼付け領域全体に吹きかける。さらに、放熱体４ａへも接着剤５ａとの接着面と反対側から格納凹部６ａを避けて、冷却エアー（図示なし）を吹きかける。

（実施の形態４）
図７Ａは、本発明の実施の形態４に係る半導体モジュール装置１ｄの断面構成を示す断面図である。本実施の形態に係る半導体モジュール装置１ｄは、放熱材９ｄを多く用い、空間１１ｄを狭く形成した以外、実施の形態１に係る半導体モジュール装置１ａと同様であり、同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

空間１１ｄは、半導体チップ２、フレキシブル基板３、放熱体４ａ、接着剤５ａ、および放熱剤９ａで囲まれる空間である。放熱材９ｄは、一部が半導体チップの側面にフィレット状にはみ出し、空間１１ｄが格納凹部６ａの容積の３５％以下となるように量が調整されている。

このような構成により、空間１１ｄの空気が、半導体チップ２の発熱により膨張しても、フレキシブル基板３に加わる力が小さい。また、フレキシブル基板３の配線を切断する気圧となる前に、接着剤狭幅部５ａ−１が部分的に剥離して、空間１１ｄの空気を逃がすことにより、気圧の上昇を抑えることができる。

図７Ｂは、本実施の形態に係る半導体モジュール装置１ｄとは、別の構成の半導体モジュール装置１ｅの構成を示す断面図である。本実施の形態に係る半導体モジュール装置１ｅは、放熱体４ｅに設けられた、格納凹部６ａより容積が小さな格納凹部６ｅと、空間１１ａより狭い空間１１ｅ以外、実施の形態１に係る半導体モジュール装置１ａと同様であり、同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

格納凹部６ｅは、小さく形成されることにより、空間１１ｅが、格納凹部６ｅの容積の３５％以下となる。このように半導体モジュール装置１ｅを構成しても、半導体モジュール装置１ｄと同様の効果を得ることができる。

（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５に係る半導体モジュール装置１ｆの断面構成を示す断面図である。半導体モジュール装置１ｆは、接着剤狭幅部５ｆ−１が、実施の形態１に係る半導体モジュール装置１ａの接着剤狭幅部５ａ−１に永久歪を生じさせた構成である以外は、半導体モジュール装置１ａと同様であり、同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

図９は、接着剤狭幅部５ｆ−１に歪を生じさせる工程を示す断面図である。接着剤は、半導体モジュール装置１ｆの製造段階において、保護シート１５に挟まれた状態で保存されている。この状態で、接着剤を放熱体４ａもしくはフレキシブル基板３に貼付ける所定のサイズに切断する。

つぎに、切断された接着剤５ｆの接着剤狭幅部５ｆ−１に、治具１６を用いて圧力を掛ける。例えば、この上部の治具１６表面には２ｍｍ〜５ｍｍピッチ間隔で段差が設けられ、保護シート１５を介して、接着剤狭幅部５ｆ−１を押圧する。この押圧する圧力は、接着剤狭幅部５ｆ−１に凹凸状の歪を生じさせるが、下側の保護シート１５には、歪を生じさせないように、調整されている。以上のような工程により、接着剤狭幅部５ｆ−１に永久歪が生じる。つぎに、保護シート１５を剥がして、放熱体４ａもしくはフレキシブル基板２に貼付ける。

半導体チップ２を実装したフレキシブル基板３と放熱体４ａを固定する際、接着剤狭幅部５ｆ−１に凹凸状の歪が生じているが、フレキシブル基板３は可撓性があるので、凹凸が塞がれて密閉性を確保することができる。なお、凹凸状の永久歪が生じていた箇所およびその箇所に接する箇所のフレキシブル基板３には、剥がれる向きに内部応力が作用しており、他の場所より剥がれ易い。

また、剛性の高い放熱体４ａとの接着面においても、接着剤狭幅部５ｆ−１自体に柔軟性があり、凹凸が塞がれて密閉性を確保することができる。なお、凹凸状の永久歪が生じていた箇所には、剥がれる向きに内部応力が作用しており、他の場所より剥がれ易い。

半導体モジュール装置１ｆの実使用状態において、半導体チップ２が発熱して、空気が膨張して、空間１１ａの気圧が上がる。空間１１ａの気圧が上がると、フレキシブル基板２に上向きの力が掛かる。フレキシブル基板２が持ち上がると、接着剤５ｆと、フレキシブル基板２あるいは放熱体４ａとの間に、剥がす力が働く。接着剤狭幅部５ｆ−１には、歪が生じており、他の部分よりも剥がれ易い。接着剤狭幅部５ｆ−１に剥がす力が一定値を超えると、歪が生じている部分の領域が剥離し、空間１１ａの空気が通過して、気圧の上昇を抑えることができる。

以上のように、接着剤狭幅部５ｆ−１に、歪が生じていると、接着剤狭幅部５ｆ−１がフレキシブル基板２あるいは放熱体４ａと剥離する際の起点として働く。そのため、安定した剥離を実現し、空間１１ｄの空気の膨張により、配線が切断されることを防ぐことができる。また、接着剤狭幅部５ｆ−１が部分的に剥離することにより、半導体チップ２を放熱剤９ｂから剥がすほど大きくなることを防ぎ、放熱効率の低下を防止することができる。

なお、半導体モジュール装置１ｆのフラットディスプレイパネル２１への取り付け位置は、放熱材９ａを接着剤３で密閉され、放熱剤９ａが漏れ出さないので、特に制約されずパネル上部下部へ取り付けが可能である。ただし、剥離により接着剤狭幅部５ｆ−１に生じる孔は、小さいので、半導体チップ２が急激な温度上昇する場合には、本発明の効果で対応できないでことがある。この場合、放熱体４ａを金属シャーシ（図示なし）などに固定して、金属シャーシへ放熱が十分に行われるように、表示装置２０を設計することにより、配線の断線を防止し、半導体チップ２の熱暴走を防止することができる。

また、急激な半導体チップ２の温度上昇を伴い、パネル負荷を与えるような場合には、電気回路を制御して消費電力を抑制し、あるいは放熱体４ａをファン（図示なし）などを設けて、強制的に空冷するなどの方法を用いることができる。

本発明は、放熱効率を低下させず、フレキシブル基板の配線の断線を防ぎ、シリコーングリスの漏れ出しを防止することができ、半導体モジュール装置として利用可能である。

本発明の半導体モジュール装置が用いられる表示装置の構成を示す斜視図 本発明の実施の形態１に係る半導体モジュール装置の構成を示す分解斜視図 同上半導体モジュール装置のＡ−Ａ’断面の構成を示す断面図 本発明の実施の形態２に係る半導体モジュール装置の構成を示す分解斜視図 同上半導体モジュール装置のＢ−Ｂ’断面の構成を示す断面図 本発明の実施の形態３に係る半導体モジュール装置の断面構成を示す断面図 本発明の実施の形態４に係る半導体モジュール装置の断面構成を示す断面図 本発明の実施の形態４に係る別の構成の半導体モジュール装置の断面構成を示す断面図 本発明の実施の形態５に係る半導体モジュール装置の断面構成を示す断面図 本発明の実施の形態５に係る半導体モジュール装置の接着剤に凹凸を設ける工程を示す断面図 従来の半導体モジュール装置の構成を示す分解斜視図 同上半導体モジュール装置のＣ−Ｃ’断面構成を示す断面図 従来の半導体モジュール装置の別の構成を示す断面図

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｅ 半導体モジュール装置
２ 半導体チップ
３ フレキシブル基板
４ａ、４ｂ、４ｅ 放熱体
５ａ、５ｂ、５ｆ 接着剤
５ａ−１ 接着剤狭幅部
５ａ−２、５ｂ−２ 接着剤広幅部
５ｂ−３ 通気凹部接着剤狭幅部
６ａ、６ｅ 格納凹部
７、８ 電極
９ａ、９ｃ、９ｄ 放熱材
１０ 保護樹脂
１１ａ、１１ｂ、１１ｄ、１１ｅ 空間
１２ 通気凹部
１３ 通気路
１４ 貫通孔
１５ 保護シート
１６ 治具
２０ 表示装置
２１ フラットディスプレイパネル

Claims (8)

1. 配線パターンが形成されたフレキシブル基板と、
   前記フレキシブル基板に実装された半導体チップと、
   格納凹部が設けられ、前記格納凹部に前記半導体チップが配置された放熱体と、
   前記格納凹部を囲み、前記フレキシブル基板と前記放熱体とを接着する接着剤と、
   を備え、
   前記接着剤は、前記格納凹部の一辺側に、他の辺側より幅の狭い接着剤狭幅部を有し、
   前記接着剤狭幅部は、前記フレキシブル基板との間または前記放熱体との間で部分的に剥離可能に形成され、前記接着剤狭幅部の剥離部分を通じて、前記フレキシブル基板、前記放熱体、前記接着剤に囲まれた空間から前記空間の外部へと空気が通過可能である
   ことを特徴とする半導体モジュール装置。
2. 配線パターンが形成されたフレキシブル基板と、
   前記フレキシブル基板に実装された半導体チップと、
   格納凹部が設けられ、前記格納凹部に前記半導体チップが配置された放熱体と、
   前記格納凹部を囲み、前記フレキシブル基板と前記放熱体とを接着する接着剤と、を備え、
   前記放熱体は、凹部状に形成された通気凹部と、前記格納凹部と前記通気凹部を連通する通気路とを有し、
   前記通気凹部の周囲に、前記接着剤が設けられ、
   前記接着剤は、前記通気凹部の一辺側に、他の辺側より幅の狭い接着剤狭幅部を有し、
   前記接着剤狭幅部は、前記フレキシブル基板との間または前記放熱体との間で部分的に剥離可能に形成され、前記接着剤狭幅部の剥離部分を通じて、前記フレキシブル基板、前記放熱体、前記接着剤に囲まれた空間から前記通気凹部へと空気が通過可能である
   ことを特徴とする半導体モジュール装置。
3. 前記通気路は、前記放熱体に凹部状に設けられ、
   前記接着剤は、前記通気路を覆って形成された請求項２記載の半導体モジュール装置。
4. 前記空間の体積が、前記格納凹部の容積の３５パーセント以下である請求項１記載の半導体モジュール装置。
5. 前記空間の体積が、前記格納凹部、前記通気凹部および前記通気路の容積の３５パーセント以下である請求項２または３に記載の半導体モジュール装置。
6. 前記接着剤狭幅部は、前記放熱体および前記フレキシブル基板の少なくとも１方から、剥がれる向きに内部応力が生じる請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体モジュール装置。
7. 半導体チップを実装したフレキシブル基板と、格納凹部が設けられた放熱体とを接着する半導体モジュール装置の製造方法において、
   前記放熱体に、前記放熱体の前記格納凹部を囲み、一辺側が他の辺側よりも幅が狭くなるように、接着剤を付設する工程と、
   前記半導体チップが前記格納凹部に配置されるように位置決めし、前記フレキシブル基板と前記放熱体を接着する工程とを有し、
   前記接着剤を付設する工程前に、前記接着剤の幅が狭く形成された一辺に凹凸を形成する
   ことを特徴とする半導体モジュール装置の製造方法。
8. 前記位置決め工程の前に、前記格納凹部に放熱材を注入する工程を有し、
   前記格納凹部の容積に対して、前記フレキシブル基板、前記放熱体、前記半導体チップ、前記接着剤および前記放熱材で囲まれた空間の体積が、３５パーセント以下となる量だけ、前記放熱材を注入する請求項７記載の半導体モジュール装置の製造方法。

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