JP5233336B2 - Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置及び半導体装置の製造方法に関し、特に複数の半導体素子を搭載したマルチチップモジュール型の半導体装置、及びそのような半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device, and more particularly to a multichip module type semiconductor device in which a plurality of semiconductor elements are mounted and a method for manufacturing such a semiconductor device.
薄型テレビや携帯電話の小型・軽量化を実現させている要素技術の一つとして、マルチチップモジュールがある。
マルチチップモジュールは、複数の半導体素子を1つのパッケージ内に封入し、夫々の半導体素子間を配線により接続した構成をなし、システム性能の向上を図ることを特徴としている。
Multi-chip modules are one of the elemental technologies that make small TVs and mobile phones smaller and lighter.
The multi-chip module is characterized in that a plurality of semiconductor elements are enclosed in one package and each semiconductor element is connected by wiring to improve system performance.
中でも、パワー半導体素子や、制御用ICを、同じ支持基板上に2次元的に配置し、これらの素子間をボンディングワイヤで配線したマルチチップパワーデバイスが注目されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、上記の先行例で開示されたデバイスに於いては、複数の素子間や素子と配線間を多数のボンディングワイヤにて配線している。
このようなボンディングワイヤ形成には、多大な時間を要し、当該デバイスの生産性が向上しないという問題点があった。
However, in the device disclosed in the preceding example, a plurality of bonding wires are used between a plurality of elements or between elements and wirings.
Such bonding wire formation requires a lot of time, and there is a problem that the productivity of the device is not improved.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、生産性の高い半導体装置(マルチチップパワーデバイス)及び当該半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a highly productive semiconductor device (multichip power device) and a method for manufacturing the semiconductor device.
本発明では上記課題を解決するために、本発明の一態様では、プリント配線板、セラミック配線板、シリコン配線板、絶縁膜被覆金属配線板の何れかであり、複数のキャビティが主面に形成された支持基板と、前記支持基板の前記主面に選択的に配置された複数の第1の配線と、前記支持基板に形成された前記キャビティに搭載された少なくとも一つの第1の半導体素子と、前記支持基板に形成された前記キャビティに搭載され、前記第1の半導体素子を制御する少なくとも一つの第2の半導体素子と、前記支持基板の前記主面の前記第1の配線上に配置され、前記第1の配線に対して反対側の主面に複数の第2の配線を選択的に配置した配線支持基材と、を有し、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子、または、前記第1の半導体素子若しくは前記第2の半導体素子と前記第1の配線とが、少なくとも一つの前記第2の配線を通じて半田層を介して電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置が提供される。 In one aspect of the present invention, in order to solve the above problems, the present invention is one of a printed wiring board, a ceramic wiring board, a silicon wiring board, and an insulating film-coated metal wiring board, and a plurality of cavities are formed on the main surface. a supporting substrate that is, a plurality of first wires which are selectively arranged on the main surface of the supporting substrate, at least one first semiconductor element mounted on the cavity formed in the support substrate And at least one second semiconductor element mounted in the cavity formed on the support substrate and controlling the first semiconductor element, and disposed on the first wiring on the main surface of the support substrate. A wiring support base material on which a plurality of second wirings are selectively arranged on a main surface opposite to the first wiring, and the first semiconductor element and the second semiconductor element Or the first semiconductor And child or the second semiconductor element and the first wiring, the semiconductor device characterized by being electrically connected via the solder layer through at least one of said second wiring is provided.
また、本発明の一態様では、このような半導体装置を製造する手段として、複数のキャビティが主面に形成され、前記主面に複数の第1の配線が選択的に配置された支持基板を準備する工程と、前記支持基板に形成された前記キャビティに、少なくとも一つの第1の半導体素子と、前記第1の半導体素子を制御する少なくとも一つの第2の半導体素子を搭載する工程と、前記第1の配線の一部、前記第1の半導体素子の電極並びに前記第2の半導体素子の電極の上に、半田材を配置する工程と、複数の第2の配線が選択的に主面に配置された配線支持基材の前記主面の反対側を、前記第1の配線、前記第1の半導体素子並びに前記第2の半導体素子の上に、前記半田材を介して載置する工程と、リフロー処理により、前記半田材を溶融させ、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子、または、前記第1の半導体素子若しくは前記第2の半導体素子と前記第1の配線とを、前記第2の配線を通じて電気的に接続する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。 In one embodiment of the present invention, as a means for manufacturing such a semiconductor device, a support substrate in which a plurality of cavities are formed on a main surface and a plurality of first wirings are selectively disposed on the main surface is provided. Preparing, mounting at least one first semiconductor element and at least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element in the cavity formed in the support substrate ; A step of disposing a solder material on a part of the first wiring, the electrode of the first semiconductor element, and the electrode of the second semiconductor element; and a plurality of second wirings selectively on the main surface Placing the opposite side of the main surface of the arranged wiring support base on the first wiring, the first semiconductor element, and the second semiconductor element via the solder material; The solder material is melted by reflow treatment, The step of electrically connecting the first semiconductor element and the second semiconductor element or the first semiconductor element or the second semiconductor element and the first wiring through the second wiring. A method for manufacturing a semiconductor device is provided.
また本発明の一態様では、複数のキャビティが主面に形成され、前記主面に複数の第1の配線が選択的に配置された支持基板を準備する工程と、前記支持基板に形成された前記キャビティに、少なくとも一つの第1の半導体素子を搭載する工程と、前記第1の配線の一部並びに前記第1の半導体素子の電極の上に、半田材を配置する工程と、複数の第2の配線が選択的に主面に配置され、更に、前記第2の配線に電気的に接続された第2の半導体素子を前記主面に搭載する配線支持基材の前記主面の反対側を、前記第1の配線並びに前記第1の半導体素子の上に、前記半田材を介して載置する工程と、リフロー処理により、前記半田材を溶融させ、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子、または、前記第1の半導体素子と前記第1の配線とを、前記第2の配線を通じて電気的に接続する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。 In one embodiment of the present invention, a step of preparing a support substrate in which a plurality of cavities are formed on a main surface, and a plurality of first wirings are selectively arranged on the main surface, and the support substrate is formed. Mounting at least one first semiconductor element in the cavity ; placing a solder material on a part of the first wiring and the electrode of the first semiconductor element; Two wirings are selectively disposed on the main surface, and further, the second semiconductor element electrically connected to the second wiring is mounted on the main surface on the opposite side of the main surface of the wiring support base Are placed on the first wiring and the first semiconductor element via the solder material, and the solder material is melted by a reflow process, so that the first semiconductor element and the first semiconductor element are 2 semiconductor elements, or the first semiconductor element and the first semiconductor element A line, a method of manufacturing a semiconductor device characterized by having a step of electrically connecting through the second wiring is provided.
更に、また本発明の一態様では、複数のキャビティが主面に形成され、前記主面に複数の第1の配線が選択的に配置された支持基板を準備する工程と、前記支持基板に形成された前記キャビティに、少なくとも一つの第1の半導体素子と、前記第1の半導体素子を制御する少なくとも一つの第2の半導体素子を搭載する工程と、前記第1の配線の一部、前記第1の半導体素子の電極の上に、半田材を配置する工程と、複数の第2の配線が選択的に主面に配置され、更に、前記第2の配線に導通する柱状電極またはビア、または前記ビア並びに電極パッドを備えた配線支持基材の前記主面の反対側を、前記第1の配線、前記第1の半導体素子の上に、前記半田材を介して載置する工程と、リフロー処理により、前記半田材を溶融させ、前記第1の半導体素子と前記第1の配線とを、前記第2の配線を通じて電気的に接続する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。 Furthermore, in one embodiment of the present invention, a step of preparing a support substrate in which a plurality of cavities are formed on a main surface and a plurality of first wirings are selectively arranged on the main surface ; the cavity which is, at least one first semiconductor element, a step of mounting at least one of the second semiconductor element for controlling said first semiconductor device, a portion of the first wiring, the second A step of disposing a solder material on the electrode of one semiconductor element, and a plurality of second wirings are selectively disposed on the main surface, and further, a columnar electrode or via that conducts to the second wiring, or Placing the opposite side of the main surface of the wiring support substrate having the vias and electrode pads on the first wiring and the first semiconductor element via the solder material; reflowing; The solder material is melted by the treatment, and the first The semiconductor element and the first wiring, a method of manufacturing a semiconductor device characterized by having a step of electrically connecting through the second wiring is provided.
本発明によれば、生産性の高い半導体装置及び当該半導体装置の製造方法を実現することができる。更に、薄型化・小型化形状の半導体装置及び当該半導体装置の製造方法を実現することができる。 According to the present invention, a highly productive semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device can be realized. Furthermore, it is possible to realize a semiconductor device having a reduced thickness and size and a method for manufacturing the semiconductor device.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
<第1の実施の形態>
図1は第1の実施の形態に係る半導体装置の要部図である。ここで、図(A)には、第1の実施の形態に係る半導体装置1aの上面が示され、図(B)には、図(A)のa−b位置に於ける半導体装置1aの断面が示されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a main part view of the semiconductor device according to the first embodiment. Here, FIG. (A) shows the upper surface of the
図示するように、半導体装置1aは、矩形状の支持基板10を基体としている。そして、当該支持基板10の所定の位置には、少なくとも一つのキャビティ10aが略並列状に構成され、夫々のキャビティ10a内に、例えば、鉛フリーの半田(錫(Sn)−銀(Ag)系半田)層11を介して、半導体素子20a,20b,21が実装されている。
As shown in the figure, the
ここで、支持基板10に於いては、電極や配線、樹脂層が多層構造となって積層された、所謂プリント配線板(回路基板)が適用されている。そして、当該樹脂としては、ガラス−エポキシ樹脂、ガラス−ビスマレイミドトリアジン、或いはポリイミド等の有機材絶縁性樹脂が挙げられる。
Here, a so-called printed wiring board (circuit board) in which electrodes, wiring, and resin layers are laminated in a multilayer structure is applied to the
また、このような支持基板10は、上記のプリント配線板に代えて、例えば、アルミナ(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化シリコン(SiO2)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、或いは、これらの混合物等を主たる成分とするセラミック配線板を用いてもよい。
Moreover, such a
更に、ウエハプロセスにて半導体装置1aを作製する場合には、その母材であるシリコン(Si)ウエハを基材としたシリコン配線板を支持基板としてもよい。或いは、後述する絶縁膜被覆金属配線板を支持基板としてもよい。
Further, when the
また、図(B)に示す如く、支持基板10下には、必要に応じて、金属製の放熱板(ヒートスプレッダ)10hを固着させてもよい。
また、半導体素子(第1の半導体素子)20a,20bに於いては、例えば、縦型のパワー半導体素子が適用されている。具体的には、一方の主面(上面側)に、主電極(例えば、ソース電極)と制御電極(ゲート電極)を配設し、他方の主面(下面側)に別の主電極(例えば、ドレイン電極)を配設したパワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)素子が該当する。
Further, as shown in FIG. (B), a metal heat radiating plate (heat spreader) 10h may be fixed below the
In addition, for example, vertical power semiconductor elements are applied to the semiconductor elements (first semiconductor elements) 20a and 20b. Specifically, a main electrode (for example, a source electrode) and a control electrode (gate electrode) are disposed on one main surface (upper surface side), and another main electrode (for example, a lower electrode side) is disposed on the other main surface (lower surface side). This corresponds to a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) element provided with a drain electrode.
或いは、当該パワーMOSFETに代わる素子として、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)素子を用いてもよい。
また、半導体素子20a,20bの間に位置する半導体素子(第2の半導体素子)21は、制御用ICチップであり、当該半導体素子21は、半導体素子20a,20bの少なくとも何れかのスイッチング等を制御する。
Alternatively, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) element may be used as an element instead of the power MOSFET.
A semiconductor element (second semiconductor element) 21 located between the
尚、半導体装置1aに搭載する半導体素子の数に於いては、特に上記の数に限定されているものではない。即ち、少なくとも一つの半導体素子(例えば、パワーMOSFETまたはIGBT素子)と、当該パワー半導体素子を制御する少なくとも一つの制御ICチップが支持基板10上に配置されていればよい。
The number of semiconductor elements mounted on the
また、半導体装置1aにあっては、半導体素子20a,20b,21が実装されていない支持基板10の主面(上面側)に、主回路、信号回路、電源用回路等に組み込まれる配線(配線パターン)12が複数個、選択的に配置されている。これらの配線12は、例えば、銅(Cu)を主たる成分により構成されている。そして、更に、配線12上には、所定の形状に加工された配線支持基材(ベースフィルム)30が配置されている。
Further, in the
ここで、配線支持基材30は、ポリイミド樹脂(PI)、液晶ポリマ樹脂(LCP)、エポキシ樹脂(EP)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリフェニレンエーテル樹脂(PPE)の少なくとも一つを含む樹脂から構成されている。
Here, the
また、半導体装置1aにあっては、当該配線支持基材30上に、更に、配線パターンを構成する導電性パターン(導体接続子)40で構成された配線が複数個、選択的に配置されている。これらの導電性パターン40は、例えば、銅を主たる成分により構成されている。
Further, in the
そして、これらの導電性パターン40の配置により、半導体素子20a,20b,21に設けられた電極と、夫々の素子に対応する配線12とが、当該導電性パターン40を介し、電気的に接続されている。或いは、夫々の半導体素子20a,20b,21に設けられた素子間の電極同士が、導電性パターン40を介し、電気的に接続されている。
Then, due to the arrangement of these
尚、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、鉛フリー半田で構成された半田層13が適用されている。
更に、半導体装置1aにあっては、支持基板10の長手方向の端部に於いて、電極端子12aが夫々の配線12から延出され、夫々の電極端子12aに導通する棒状の入出力端子50(材質は銅)が複数個、設けられている。
Note that a
Further, in the
そして、支持基板10上に搭載された半導体素子20a,20b,21、配線12、配線支持基材30並びに導電性パターン40等は、トランスファモールド法にて形成されたエポキシ系の樹脂60により完全に封止されている。尚、図(A)に於いては、半導体装置1aの内部の構造を明確にするために、樹脂60を表示していない。
Then, the
また、このような樹脂60は、トランスファモールド法以外にも、ポッティング法、ディッピング法、キャスティング法、或いは流動浸漬手法の何れか一つの方法にて形成してもよい。更に、当該樹脂60中には、アルミナや酸化シリコンで構成された無機フィラーを含浸させてもよい。
In addition to the transfer molding method, such a
このような構成により、半導体装置1aは、コンパクト形状且つ低価格ながらマルチチップパワーデバイスとして機能することができる。
続いて、図1に示す半導体装置1aの構造をより深く理解するために、半導体装置1aの断面を拡大させた図を用いて、当該半導体装置1aの構造を説明する。
With such a configuration, the
Next, in order to better understand the structure of the
尚、以下に示す全ての図に於いては、図1と同一の部材には、同一の符号を付し、その説明の詳細については省略する。
図2は第1の実施の形態に係る半導体装置の要部断面模式図である。この図2には、樹脂60並びに入出力端子50は、特に表示せず、半導体装置1aの特徴的な形態を拡大させた図が示されている。
In all the drawings shown below, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an essential part of the semiconductor device according to the first embodiment. In FIG. 2, the
上述したように、半導体装置1aにあっては、支持基板10を基体とし、支持基板10下に、放熱板10hが固着されている。
また、当該支持基板10の所定の位置には、少なくとも一つのキャビティ10aが形成されている。そして、支持基板10内には、導体パッドが選択的に配置されている。例えば、半導体装置1aでは、導体パッド14a,14bの主面が夫々のキャビティ10aの底面を構成する。
As described above, in the
Further, at least one
このような導体パッド14a,14bは、支持基板10内に配設された図示しない配線、ビア等に導通し、更に、当該配線等を通じて、入出力端子50等との電気的接続が確保されている。
そして、導体パッド14a,14b上には、半田層11を介して、半導体素子20a,21が実装されている。
従って、半導体素子20aは、その下面側のドレイン電極と導体パッド14aとが半田層11を介して電気的に接続されている。
The
Accordingly, the drain electrode on the lower surface side of the
また、制御用ICチップである半導体素子21に於いても、その上下の主面に電極が配設されている場合には、当該下面側の電極と導体パッド14bとが半田層11を介して電気的に接続されている。但し、半導体素子21に於いて、その両主面に電極が配設されていない場合には、当該導体パッド14bの配設は必ずしも要しない。
In addition, in the
また、導体パッド14a,14bに於いては、その主面の面積が可能な限り広くなるように、支持基板10内に配置されている。そして、半導体素子20a,21間のノイズの影響(干渉)を抑制するために、導体パッド14a,14b間を離隔させ、その距離dを0.2〜3mmとしている。この場合、dが極端に小さいと、隣接するキャビティ10a同士が結合する可能性がある。従って、dの下限を0.2mmとしている。また、実装密度を減少させないためには、dの上限を3mmとするのが望ましい。尚、パワー半導体素子を収容するキャビティ10a間では、パワー半導体素子間の絶縁性を確保するために、dの下限を0.5mmとするのが望ましい。
Further, the
また、半導体素子20a,21が実装されていない支持基板10の上面には、配線12が複数個、選択的に配置されている。そして、配線12上には、所定の形状に加工された配線支持基材30が配置されている。
A plurality of
更に、半導体装置1aにあっては、配線支持基材30上に、導電性パターン40が配設されている。そして、当該導電性パターン40の配置により、半導体素子20a,21の上面に配設された電極パッド20ap,21pと配線12とが導電性パターン40を介し、電気的に接続されている。
Furthermore, in the
尚、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、半田層13が適用されている。
また、半導体装置1aにあっては、キャビティ10aの深さを調整することにより、電極パッド20ap,21pの上面と、配線12の上面とが略同一の高さになるように構成されている。
Note that a
In the
次に、上記の半導体装置1aを構成する各部の特徴的な構造について説明する。
最初に、配線支持基材30上に選択的に配置された導電性パターン40について説明する。
Next, a characteristic structure of each part constituting the
First, the
図3は配線支持基材上に選択的に配置した導電性パターンの要部図である。ここで、図3では、図1(A)に示した半導体装置1aを上方から眺めた場合の配線支持基材30並びに導電性パターン40の状態が示されている。
FIG. 3 is a main part view of the conductive pattern selectively disposed on the wiring support base. Here, FIG. 3 shows a state of the
図示するように、所定の形状に加工された配線支持基材30上に、導電性パターン40が接着部材(図示しない)を介し、選択的に配置・支持されている。ここで、導電性パターン40は、5mm以下の厚み及び線幅を有している。
As shown in the drawing, a
また、配線支持基材30の中央部には、貫通孔30aが設けられている。この貫通孔30aの下方に、図1,2で示した半導体素子21が位置する。
また、夫々の導電性パターン40に於いては、その両端が配線支持基材30の主面から延出した延出部(フィンガー部)40aを備えている。そして、当該延出部40aの下方(図の奥方向)には、被接合体である電極パッドや配線が位置する。
Further, a through
Each
このような構造であれば、導電性パターン40が配設された配線支持基材30を、電極パッド20ap,21pまたは配線12上に載置した後、1回のリフロー処理によって、半導体素子20a,20b,21に設けられた電極と、夫々の素子の位置に対応する配線12、或いは、夫々の半導体素子20a,20b,21に設けられた素子間の電極同士を、当該導電性パターン40を介し、一括して電気的に接続させることができる(後述)。
With such a structure, after the wiring
また、このような延出部40aには、鍍金層が被覆されている。この状態を、図4を用いて説明する。
図4は配線支持基材上に選択的に配置した導電性パターンの要部図である。ここで、図4では、図3に示した配線支持基材30並びに導電性パターン40を裏面側から眺めた裏面図が示されている。ここで、図(A)には、その全体図が示され、図(B)には、図(A)のa−b位置に於ける断面が示されている。
Moreover, the plating part is coat | covered in such an
FIG. 4 is a main part view of the conductive pattern selectively disposed on the wiring support base. Here, in FIG. 4, the back view which looked at the wiring
図示するように、配線支持基材30の主面から、導電性パターン40の一部である延出部40aが延出している。そして、延出部40aの裏面側には、下層からニッケル(Ni)、金(Au)、または、ニッケル(Ni)、錫(Sn)の順にコーティングされた鍍金層40gが形成している。
As illustrated, an extending
このような鍍金層40gを設けることにより、導電性パターン40の接合面の酸化が防止されている。これにより、半田付け後の接合部分の状態が良好になり、接合不良等が生じることはない。
By providing such a
続いて、支持基板10の端部に設けられた入出力端子50の構造について説明する。
図5は入出力端子の構造を説明するための図である。
図示するように、入出力端子50は、その一端に、二股に分離するクリップ部50aを備えている。そして、当該クリップ部50aは、支持基板10の上下の主面に配設された配線12に、鍍金層12g並びに半田層51を介し、挟装された状態にある。
Next, the structure of the input /
FIG. 5 is a diagram for explaining the structure of the input / output terminals.
As shown in the drawing, the input /
このように、クリップ部50aを支持基板10端に嵌め込み、クリップ部50aと配線12とを鍍金層12gを介し半田付けすることにより、入出力端子50は、支持基板10端に強固に支持されている。
Thus, the input /
更に、当該半田層51に於いては、鍍金層12gとクリップ部50aとの間隙に配置するのみではなく、クリップ部50a端から、配線12の一部にかけて、これらの部位を被覆するように形成されている。このような半田層51の形成により、挟装状態の機械的強度が更に高くなる。
Further, the
尚、鍍金層12gに於いては、半田層51の材質に応じて、その下層から、ニッケル、金、またはニッケル、錫を主たる成分により構成されている。また、当該鍍金層12gに於いては、配線12の主面に形成するほか、入出力端子50側に形成させてもよい。
The
続いて、本実施の形態に係る半導体装置1aの構成を変形させた半導体装置について説明する。
<第1の実施の形態の変形例1>
最初に、支持基板10の主面(上面側)に配設した隣接する配線12上に、絶縁被膜を形成させたに半導体装置1bについて説明する。
Subsequently, a semiconductor device obtained by modifying the configuration of the
<Variation 1 of the first embodiment>
First, the
図6は絶縁被膜を配置させた半導体装置を説明するための要部図である。
図示するように、隣接する配線12間に位置する支持基板10の主面上、並びにこれらの配線12の主面上の一部には、絶縁被膜61が形成されている。但し、当該絶縁被膜61に於いては、半田層13と配線12との接合部分を除いた領域に形成させる。
FIG. 6 is a main part view for explaining a semiconductor device in which an insulating film is arranged.
As shown in the drawing, an insulating
このような絶縁被膜61が存在すると、リフロー処理によって半田層13を形成する際に、溶融した半田材の流出をダム効果により抑制することができる。これにより、半田材による配線12間の短絡を確実に防止することができる。
When such an insulating
<第1の実施の形態の変形例2>
続いて、支持基板10内にグランド層を埋設させた半導体装置1cについて説明する。
図7はグランド層を有した半導体装置を説明するための要部図である。
<
Next, the
FIG. 7 is a main part diagram for explaining a semiconductor device having a ground layer.
図示するように、支持基板10の主面(上面側)に配設した配線12と、キャビティ10a内に配置した導体パッド14a,14bとの間の位置に、接地されたグランド層15a,15b,15cが複数個、選択的に内設されている。
As shown in the figure,
このように、グランド層15a,15b,15cが配線12と、導体パッド14a,14bとの間の位置に配置されていると、更なるノイズ低減の効果がある。
<第1の実施の形態の変形例3>
続いて、上述した絶縁膜被覆金属配線板を用いた半導体装置1dについて説明する。
As described above, when the ground layers 15a, 15b, and 15c are arranged at positions between the
<Modification 3 of the first embodiment>
Next, the
図8は絶縁膜被覆金属配線板を用いた半導体装置を説明するための要部図である。
図示するように、半導体装置1dに於いては、上述した支持基板10に代えて、コア基板70、コア基板70の上下に配置された樹脂層71、絶縁膜72で構成される絶縁膜被覆金属配線板73を用いている。
FIG. 8 is a principal view for explaining a semiconductor device using an insulating film-covered metal wiring board.
As shown in the drawing, in the
ここで、当該コア基板70は、100μm〜1mmの厚みを有し、その材質を、銅、アルミニウム、またはこれらの合金を主たる成分としている。
また、コア基板70上には、上記支持基板10と、同材料で構成され、配線やビア等が内部に積層された樹脂層71が選択的に配置されている。
Here, the
On the
また、樹脂層71が選択的に配置されていないコア基板70の主面上には、半導体素子20aが半田層11を介し、搭載されている。更に、樹脂層71には、キャビティ10aが設けられ、当該キャビティ10a内に、接着部材(図示しない)を介して、半導体素子21が搭載されている。
In addition, the
また、コア基板70下に配置された絶縁膜72は、上記セラミックまたは樹脂で構成されている。
このような半導体装置の構成によれば、半導体素子20a,21から発せられた熱は、半田層11または樹脂層71を通じ、確実に、コア基板70に放熱させることができる。
The insulating
According to such a configuration of the semiconductor device, the heat generated from the
尚、上述した絶縁膜被覆金属配線板73に於いては、コア基板70の両端を樹脂等で被覆したメタルコア基板、或いは、最下層に絶縁膜72を配置しないメタルベース基板であってもよい。
The insulating film-covered
<第2の実施の形態>
図9は第2の実施の形態に係る半導体装置の要部断面模式図である。尚、以下に示す全ての図に於いては、第1の実施の形態で示した同一の部材には、同一の符号を付し、その説明の詳細については省略する。また、この図9には、樹脂60並びに入出力端子50は、特に表示せず、半導体装置2の特徴的な形態を拡大させた図が示されている。
<Second Embodiment>
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the relevant part of a semiconductor device according to the second embodiment. Note that, in all the drawings shown below, the same members shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Further, in FIG. 9, the
第2の実施の形態に係る半導体装置2にあっては、支持基板10を基体とし、支持基板10下に、放熱板10hが固着されている。
また、当該支持基板10の所定の位置には、少なくとも一つのキャビティ10aが形成されている。そして、当該キャビティ10a底には、その下地として、導体パッド14a,14bが配置されている。但し、制御用ICチップである半導体素子21に於いては、その上下の主面に電極が配設されていない場合には、当該導体パッド14bの配設は必ずしも要しない。
In the
Further, at least one
また、半導体素子20a,21が実装されていない支持基板10の主面(上面側)には、配線12が複数個、選択的に配置されている。そして、配線12上には、配線パターンを構成する導電性金属膜(金属膜)41を下面側にパターン形成した配線支持基材31が配置されている。尚、導電性金属膜41の線幅は、5mm以下である。
A plurality of
そして、このような導電性金属膜41の配置により、半導体素子20a,21の上面に配設された電極パッド20ap,21pと配線12とが導電性金属膜41を介し、電気的に接続されている。或いは、この図では図示されていないが、半導体素子20aの電極と、半導体素子21の電極同士が、導電性金属膜41を介し電気的に接続されている。
With such an arrangement of the
尚、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、半田層13が適用されている。
続いて、配線支持基材31下面に選択的に配置した導電性金属膜41の構成について詳細に説明する。
Note that a
Next, the configuration of the
図10は配線支持基材上に選択的に配置した導電性金属膜の要部図である。ここで、図10では、図9に示した半導体装置2を下方から眺めた場合の配線支持基材30並びに導電性金属膜41の状態が示されている。従って、図10に於いては、配線支持基材31の裏面側が示されている。
FIG. 10 is a main part view of a conductive metal film selectively disposed on a wiring support base. Here, FIG. 10 shows the state of the
図示するように、所定の形状に加工された配線支持基材31の主面(下面側)上に、導電性金属膜41が、例えば、接着部材(図示しない)を介し、選択的に配置・支持されている。ここで、導電性金属膜41は、銅、銀(Ag)、金、アルミニウム(Al)またはこれらの少なくとも一つを含む合金の何れかの金属により構成されている。特に、ここでは、半田材の濡れ性を向上させる金属材を用いるのが望ましい。
As shown in the drawing, a
また、夫々の導電性金属膜41は、5mm以下の線幅を有している。更に、その厚みについては、半導体素子20a,20bのようなパワー半導体素子の電極に導通させる導電性金属膜41mosに於いては25〜500μmに構成されている。尚、半導体素子20a,20bとして、パワー半導体素子以外の素子(後述)を用いた場合は、当該素子の電極に導通させる導電性金属膜41mosの厚みは、3〜500μmに構成されている。また、半導体素子21のような制御用ICチップの電極に導通させる導電性金属膜41icに於いては3〜500μmに構成されている。
Each
また、図示するような導電性金属膜41の選択的なパターン形成は、上記金属材で構成された一体の金属膜を、配線支持基材31上に、ラミネート接合させ、更に、当該金属膜にエッチングを施すことにより形成する。
Moreover, the selective pattern formation of the
或いは、配線支持基材31上に上記金属材で構成された導電性ペーストをスクリーン印刷にて選択的に配置した後、当該導電性ペーストを乾燥・硬化させることにより形成させてもよい。
Alternatively, after a conductive paste composed of the metal material on the
或いは、配線支持基材31上に、スパッタまたは蒸着により上記金属材で構成された金属膜を形成させた後、当該金属膜にエッチングを施すことにより形成させてもよい。
或いは、配線支持基材31上に上記金属材で構成された鍍金層を形成させた後、当該鍍金層に選択的なエッチングを施すことにより形成させてもよい。
Or after forming the metal film comprised with the said metal material on the wiring
Or after forming the plating layer comprised with the said metal material on the wiring
或いは、配線支持基材31表面を化学的または光学的手法により表面改質し、選択的な化学鍍金法により形成させてもよい。
そして、夫々の導電性金属膜41の端の下方(図の手前方向)には、被接合体である電極パッドや配線が位置する。
Alternatively, the surface of the
Then, below the end of each conductive metal film 41 (front side in the figure), electrode pads and wirings which are bonded bodies are located.
このような構造であれば、導電性金属膜41が配設された配線支持基材31を、電極パッド20ap,21pまたは配線12上に載置した後、1回のリフロー処理によって、半導体素子20a,20b,21に設けられた電極と、夫々の素子に対応する配線12、或いは、夫々の半導体素子20a,20b,21に設けられた素子間の電極同士を、当該導電性金属膜41を介し、一括して電気的に接続させることができる(後述)。
With such a structure, after the
尚、第2の実施の形態に係る半導体装置2に於いては、第1の実施の形態で説明した図5〜図8の構成を転用してもよい。
<第3の実施の形態>
図11は第3の実施の形態に係る半導体装置の要部図である。ここで、図(A)には、第1の実施の形態に係る半導体装置3aの上面が示され、図(B)には、図(A)のa−b位置に於ける半導体装置3aの断面が示されている。
In the
<Third Embodiment>
FIG. 11 is a main part view of a semiconductor device according to the third embodiment. Here, FIG. (A) shows the top surface of the
尚、以下に示す全ての図に於いては、第1,2の実施の形態で示した同一の部材には、同一の符号を付し、その説明の詳細については省略する。
図示するように、半導体装置3aは、矩形状の支持基板10を基体としている。そして、当該支持基板10の両側には、少なくとも一つのキャビティ10aが構成され、夫々のキャビティ10a内に、例えば、半田層11を介して、半導体素子20a,20bが実装されている。
In all the drawings shown below, the same reference numerals are given to the same members shown in the first and second embodiments, and the detailed description thereof will be omitted.
As shown in the figure, the
また、図(B)に示す如く、支持基板10下には、必要に応じて、放熱板10hを固着させてもよい。
また、半導体装置3aにあっては、半導体素子20a,20bが実装されていない支持基板10の主面(上面側)に、配線12が複数個、選択的に配置されている。そして、更に、配線12上には、所定の形状に加工された配線支持基材30が配置されている。
Further, as shown in FIG. (B), a
In the
また、半導体装置3aにあっては、当該配線支持基材30上に、更に、導電性パターン40が複数個、選択的に配置されている。
そして、第3の実施の形態に於いては、支持基板10の中央部に位置する複数の導電性パターン40上に、半導体素子21を実装している。
In the
In the third embodiment, the
更に、これらの導電性パターン40の配置により、半導体素子20a,20b,21に設けられた電極と、夫々の素子に対応する配線12とが、当該導電性パターン40を介し、電気的に接続されている。或いは、夫々の半導体素子20a,20b,21に設けられた素子間の電極同士が、導電性パターン40を介し、電気的に接続されている。
Furthermore, by the arrangement of these
尚、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、半田層13が適用されている。
また、半導体装置3aに搭載する半導体素子の数に於いては、特に上記の数に限定されているものではない。即ち、少なくとも一つの半導体素子(例えば、パワーMOSFETまたはIGBT素子)と、当該パワー半導体素子を制御する少なくとも一つの制御ICチップが支持基板10上に配置されていればよい。
Note that a
Further, the number of semiconductor elements mounted on the
更に、半導体装置3aにあっては、支持基板10の長手方向の端部に於いて、電極端子12aが配線12から延出され、夫々の電極端子12aに導通する棒状の入出力端子50が複数個、設けられている。
Further, in the
そして、支持基板10上に搭載された半導体素子20a,20b,21、配線12、配線支持基材30並びに導電性パターン40等は、樹脂60により完全に封止されている。尚、図(A)に於いては、半導体装置3aの内部の構造を明確にするために、樹脂60を表示していない。
The
このような構成により、半導体装置3aは、コンパクト形状且つ低価格ながらマルチチップパワーデバイスとして機能することができる。
続いて、図11に示す半導体装置3aの構造をより深く理解するために、半導体装置3aの断面を拡大させた図を用いて、当該半導体装置3aの構造を説明する。
With such a configuration, the
Next, in order to understand the structure of the
図12は第3の実施の形態に係る半導体装置の要部断面模式図である。この図12には、樹脂60並びに入出力端子50は、特に表示せず、半導体装置3aの特徴的な形態を拡大させた図が示されている。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a semiconductor device according to the third embodiment. In FIG. 12, the
上述したように、半導体装置3aにあっては、支持基板10を基体とし、支持基板10下に、放熱板10hが固着されている。
また、当該支持基板10の所定の位置には、少なくとも一つのキャビティ10aが形成されている。そして、当該キャビティ10a底には、その下地として、導体パッド14aが配置されている。
As described above, in the
Further, at least one
このような導体パッド14aは、支持基板10内に配設された図示しない配線、ビア等に導通し、更に、当該配線等を通じて、入出力端子50等との電気的接続が確保されている。
Such a
そして、導体パッド14a上には、半田層11を介して、半導体素子20aが実装されている。
従って、半導体素子20aは、その下面側のドレイン電極と導体パッド14aとが半田層11を介して電気的に接続されている。
A
Accordingly, the drain electrode on the lower surface side of the
また、導体パッド14aに於いては、その主面の面積が可能な限り広くなるように、支持基板10内に配置されている。
また、半導体素子20aが実装されていない支持基板10の主面(上面側)には、配線12が複数個、選択的に配置されている。そして、配線12上には、所定の形状に加工された配線支持基材30が配置されている。
Further, the
A plurality of
更に、半導体装置3aにあっては、配線支持基材30上に、導電性パターン40が配設されている。
そして、半導体素子20aに於いては、当該導電性パターン40の配置により、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apと配線12とが当該導電性パターン40を介し、電気的に接続されている。
Furthermore, in the
In the
また、半導体素子21に於いては、導電性パターン40上に搭載され、半導体素子21の主面に配設された電極パッド21pと配線12とが当該導電性パターン40を介し、電気的に接続されている。
In the
或いは、この図では図示されていないが、半導体素子20aの電極と、半導体素子21の電極同士が、導電性パターン40を介し電気的に接続されている。
即ち、半導体装置3aにあっては、半導体素子21が配線支持基材30上に選択的に配設された導電性パターン40上に、実装された構成をなしている。
Alternatively, although not shown in the drawing, the electrode of the
In other words, the
尚、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、半田層13が適用されている。
また、半導体装置3aにあっては、キャビティ10aの深さを調整することにより、電極パッド20apの上面と、配線12の上面とが略同一の高さになるように構成されている。
Note that a
Further, the
続いて、本実施の形態に係る半導体装置3aの構成を変形させた半導体装置について説明する。
<第3の実施の形態の変形例>
この変形例では、半導体素子21と、導電性パターン40との電気的な接続をワイヤボンディングにて行ったことを特徴としている。
Subsequently, a semiconductor device obtained by modifying the configuration of the
<Modification of Third Embodiment>
This modification is characterized in that the
図13は第3の実施の形態の変形例に係る半導体装置の要部図である。ここで、図(A)には、当該変形例に係る半導体装置3bの上面が示され、図(B)には、図(A)のa−b位置に於ける半導体装置3bの断面が示されている。
FIG. 13 is a main part view of a semiconductor device according to a modification of the third embodiment. Here, FIG. (A) shows the top surface of the
図示するように、半導体装置3bは、矩形状の支持基板10を基体としている。そして、当該支持基板10の両側には、少なくとも一つのキャビティ10aが構成され、夫々のキャビティ10a内に、例えば、半田層11を介して、半導体素子20a,20bが実装されている。
As shown in the figure, the
また、図(B)に示す如く、支持基板10下には、必要に応じて、放熱板10hを固着させてもよい。
また、半導体装置3bにあっては、半導体素子20a,20bが実装されていない支持基板10の主面(上面側)に、配線12が複数個、選択的に配置されている。そして、更に、配線12上には、所定の形状に加工された配線支持基材30が配置されている。
Further, as shown in FIG. (B), a
In the
また、半導体装置3bにあっては、当該配線支持基材30上に、更に、導電性パターン40が複数個、選択的に配置されている。
そして、当該変形例に於いては、配線支持基材30の中央部の位置に、半導体素子21が接着部材(図示しない)を介して搭載されている。更に、半導体素子21の主面に配設された電極と、半導体素子21の周囲に位置する複数の導電性パターン40とが、金線で構成されたボンディングワイヤ22を介して電気的に接続されている。
Further, in the
And in the said modification, the
更に、これらの導電性パターン40の配置により、半導体素子20a,20b,21に設けられた電極と、夫々の素子に対応する配線12とが導電性パターン40を介し、電気的に接続されている。
Furthermore, by the arrangement of these
尚、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、半田層13等が適用されている。
また、半導体装置3bに搭載する半導体素子の数に於いては、特に上記の数に限定されているものではない。即ち、少なくとも一つの半導体素子(例えば、パワーMOSFETまたはIGBT素子)と、当該パワー半導体素子を制御する少なくとも一つの制御ICチップが支持基板10上に配置されていればよい。
Note that a
Further, the number of semiconductor elements mounted on the
更に、半導体装置3bにあっては、支持基板10の長手方向の端部に於いて、電極端子12aが配線12から延出され、当該電極端子12aに導通する棒状の入出力端子50が複数個、設けられている。
Further, in the
そして、支持基板10上に搭載された半導体素子20a,20b,21、配線12、配線支持基材30、導電性パターン40並びにボンディングワイヤ22等は、樹脂60により完全に封止されている。尚、図(A)に於いては、半導体装置3bの内部の構造を明確にするために、樹脂60を表示していない。
The
このような構成により、半導体装置3bは、コンパクト形状且つ低価格ながらマルチチップパワーデバイスとして機能することができる。
続いて、図13に示す半導体装置3bの構造をより深く理解するために、半導体装置3bの断面を拡大させた図を用いて、当該半導体装置3bの構造を説明する。
With such a configuration, the
Next, in order to understand the structure of the
図14は第3の実施の形態の変形例に係る半導体装置の要部断面模式図である。この図14には、樹脂60並びに入出力端子50は、特に表示せず、半導体装置3bの特徴的な形態を拡大させた図が示されている。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a semiconductor device according to a modification of the third embodiment. In FIG. 14, the
上述したように、半導体装置3bにあっては、支持基板10を基体とし、支持基板10下に、放熱板10hが固着されている。
また、当該支持基板10の所定の位置には、少なくとも一つのキャビティ10aが形成されている。そして、当該キャビティ10a底には、その下地として、導体パッド14aが配置されている。
As described above, in the
Further, at least one
このような導体パッド14aは、支持基板10内に配設された図示しない配線、ビア等に導通し、更に、当該配線等を通じて、入出力端子50等との電気的接続が確保されている。
Such a
そして、導体パッド14a上には、半田層11を介して、半導体素子20aが実装されている。
従って、半導体素子20aは、その下面側のドレイン電極と導体パッド14aとが半田層11を介して電気的に接続されている。
A
Accordingly, the drain electrode on the lower surface side of the
また、導体パッド14aに於いては、その主面の面積が可能な限り広くなるように、支持基板10内に配置されている。
また、半導体素子20aが実装されていない支持基板10の主面(上面側)には、配線12が複数個、選択的に配置されている。そして、配線12上には、所定の形状に加工された配線支持基材30が配置されている。
Further, the
A plurality of
更に、半導体装置3bにあっては、配線支持基材30上に、導電性パターン40が配設されている。
そして、半導体素子20aに於いては、当該導電性パターン40の配置により、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apと配線12とが当該導電性パターン40を介し、電気的に接続されている。
Furthermore, in the
In the
また、半導体素子21に於いては、導電性パターン40が配設されていない配線支持基材30上に、接着部材(図示しない)を介して搭載されている。そして、半導体素子21の主面に配設された電極パッド21pと、半導体素子21の周囲に位置する導電性パターン40とが、ボンディングワイヤ22を介し、電気的に接続されている。このような構成により、半導体素子21の主面に配設された電極パッド21pと、配線12とが当該導電性パターン40を介し、電気的に接続されている。
Moreover, in the
また、半導体装置3bにあっては、キャビティ10aの深さを調整することにより、電極パッド20apの上面と、配線12の上面とが略同一の高さになるように構成されている。
Further, the
このように、半導体素子21の主面に配設された電極パッド21pと、半導体素子21の周囲に位置する導電性パターン40とを、ボンディングワイヤ22を介し、電気的に接続している。これにより、半導体素子21をサイズが異なっても、容易に半導体装置3b内に組み込むことができる。
Thus, the
更に、金線で構成されたボンディングワイヤ22を使用しているので、高速ボンディングが可能になる。
また、第3の実施の形態に係る半導体装置3a,3bの夫々に於いては、第1の実施の形態で説明した図5〜図8の構成を転用してもよい。
Furthermore, since the
Further, in each of the
<第4の実施の形態>
図15は第4の実施の形態に係る半導体装置の要部断面模式図である。尚、以下に示す全ての図に於いては、第1〜3の実施の形態で示した同一の部材には、同一の符号を付し、その説明の詳細については省略する。また、この図15には、樹脂60並びに入出力端子50は、特に表示せず、半導体装置4の特徴的な形態を拡大させた図が示されている。
<Fourth embodiment>
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a relevant part of a semiconductor device according to the fourth embodiment. In all the drawings shown below, the same members shown in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 15, the
第4の実施の形態に係る半導体装置4にあっては、支持基板10を基体とし、支持基板10下に、放熱板10hが固着されている。
また、当該支持基板10の所定の位置には、少なくとも一つのキャビティ10aが形成されている。そして、当該キャビティ10a底には、その下地として、導体パッド14aが配置されている。
In the semiconductor device 4 according to the fourth embodiment, the
Further, at least one
また、半導体素子20aが実装されていない支持基板10の主面(上面側)には、配線12が複数個、選択的に配置されている。そして、配線12上には、導電性金属膜42を上面側にパターン形成した配線支持基材31が配置されている。
A plurality of
ここで、配線支持基材31の所定の位置には、配線支持基材31を貫通するビア42vが設けられている。また、当該ビア42vの位置に対応する配線支持基材31の下面には、電極パッド42pが設けられている。
Here, a via 42 v penetrating the
このような構成により、配線支持基材31の上面側にパターン形成された導電性金属膜42は、ビア42vを介し、下面側に配設された電極パッド42pと導通している。
そして、夫々の電極パッド42pが半導体素子20a,21の上面に配設された電極パッド20ap,21pと接合することにより、これらの電極パッド20ap,21pと配線12とが導電性金属膜42を介し、電気的に接続されている。或いは、この図では図示されていないが、半導体素子20aの電極と、半導体素子21の電極同士が、導電性金属膜42を介し電気的に接続されている。
With this configuration, the
Then, each
尚、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、半田層13が適用されている。
続いて、配線支持基材31上に選択的に配置した導電性金属膜42の構成について詳細に説明する。
Note that a
Subsequently, the configuration of the
図16は配線支持基材上に選択的に配置した導電性金属膜の要部図である。ここで、図16では、図15に示した半導体装置4を上方から眺めた場合の配線支持基材30並びに導電性金属膜42の状態が示されている。従って、図16に於いては、配線支持基材31の上面側が示されている。
FIG. 16 is a main part view of a conductive metal film selectively disposed on a wiring support base. Here, FIG. 16 shows the state of the
図示するように、所定の形状に加工された配線支持基材31の主面(上面側)に、導電性金属膜42が、例えば、接着部材(図示しない)を介し、選択的に配置・支持されている。ここで、導電性金属膜42は、銅、銀、金、アルミニウムまたはこれらの少なくとも一つを含む合金の何れかの金属により構成されている。特に、ここでは、半田材の濡れ性を向上させる金属材を用いるのが望ましい。
As shown in the figure, a
また、夫々の導電性金属膜42は、5mm以下の線幅を有している。更に、その厚みについては、半導体素子20a,20bのようなパワー半導体素子の電極に導通させる導電性金属膜42mosに於いては25〜500μmに構成されている。また、半導体素子21のような制御用ICチップの電極に導通させる導電性金属膜42icに於いては3〜500μmに構成されている。
Each
また、図示するような導電性金属膜42の選択的なパターン形成は、上記金属材で構成された一体の金属膜を、配線支持基材31上に、ラミネート接合させ、更に、接合させた金属膜にエッチングを施すことにより形成する。
In addition, the selective pattern formation of the
或いは、配線支持基材31上に上記金属材で構成された導電性ペーストをスクリーン印刷にて選択的に配置した後、当該導電性ペーストを乾燥・硬化させることにより形成させてもよい。
Alternatively, after a conductive paste composed of the metal material on the
或いは、配線支持基材31上に、マスクを対向させ、スパッタまたは蒸着により上記金属材で構成された金属膜のパターンを形成させてもよい。
或いは、配線支持基材31上に上記金属材で構成された鍍金層を形成させた後、選択的なエッチングを施すことにより形成させてもよい。
Alternatively, a pattern of a metal film made of the above metal material may be formed on the
Or after forming the plating layer comprised with the said metal material on the wiring
或いは、配線支持基材31表面を化学的または光学的手法により表面改質し、選択的な化学鍍金法により形成させてもよい。
そして、夫々の導電性金属膜42のビア42v下方(図の奥方向)には、被接合体である電極パッドや配線が位置する。
Alternatively, the surface of the
And the electrode pad and wiring which are to-be-joined bodies are located under the via |
このような構造であれば、導電性金属膜42が配設された配線支持基材31を、電極パッド20ap,21pまたは配線12上に載置した後、1回のリフロー処理によって、半導体素子20a,20b,21に設けられた電極と、夫々の素子に対応する配線12、或いは、夫々の半導体素子20a,20b,21に設けられた素子間の電極同士を、導電性金属膜42を介して、一括して電気的に接続させることができる(後述)。
With such a structure, after the
尚、第4の実施の形態に係る半導体装置4に於いては、第1の実施の形態で説明した図5〜図8の構成を転用してもよい。
<第5の実施の形態>
図17は第5の実施の形態に係る半導体装置の要部断面模式図である。尚、以下に示す全ての図に於いては、第1〜4の実施の形態で示した同一の部材には、同一の符号を付し、その説明の詳細については省略する。また、この図17には、樹脂60並びに入出力端子50は、特に表示せず、半導体装置5aの特徴的な形態を拡大させた図が示されている。
In the semiconductor device 4 according to the fourth embodiment, the configurations shown in FIGS. 5 to 8 described in the first embodiment may be diverted.
<Fifth embodiment>
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a semiconductor device according to the fifth embodiment. In all the drawings shown below, the same reference numerals are given to the same members shown in the first to fourth embodiments, and the detailed description thereof will be omitted. In FIG. 17, the
第5の実施の形態に係る半導体装置5aにあっては、支持基板10を基体とし、支持基板10下に、放熱板10hが固着されている。
また、支持基板10の主面(上面側)には、配線12が複数個、選択的に配置されている。
In the
A plurality of
また、半導体装置5aにあっては、この図に示す支持基板10の左側に配置させた配線12上に、半田層11を介して、半導体素子20aが実装されている。従って、半導体素子20aは、その下面側のドレイン電極と配線12とが半田層11を介して電気的に接続されている。
In the
また、配線12が配設されていない支持基板10の主面(上面側)には、半導体素子21が接着部材(図示しない)を介し、搭載されている。更に、当該半導体素子21に於いては、その電極パッド21pと配線12とがボンディングワイヤ22によって電気的に接続されている。
Further, the
また、この図に示す支持基板10の中央に配置させた配線12上には、銅で構成された電極パッド12pが固着している。
そして、半導体素子20aを実装している配線12の上方には、所定の形状に加工された配線支持基材30が配置されている。
Further, an
And the wiring
更に、半導体装置5aにあっては、配線支持基材30上に、導電性パターン40が配設されている。
ここで、導電性パターン40は、支持基板10の主面と平行に配置され、その一方の端が半田層13を介し、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apに接合されている。
Furthermore, in the
Here, the
また、配線支持基材30内には、金属層が埋設されたビア30vが形成されている。このようなビア30vは、例えば、鍍金により形成され、導電性パターン40と導通している。また、その材質は銅を主たる成分により構成されている。
Further, a via 30 v in which a metal layer is embedded is formed in the
そして、導電性パターン40のもう一方の端に於いては、当該ビア30vを介し、支持基板10の中央に配置させた配線12上の電極パッド12pと接合されている。
ここで、導電性パターン40と支持基板10の主面との平行状態は、配線支持基材30の厚みを調整することにより、維持される。
The other end of the
Here, the parallel state of the
即ち、配線支持基材30を所定の厚みにすることより、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apと配線12上の電極パッド12pとの間の段差が補正され、導電性パターン40が水平に配置している。
That is, by setting the
このように、半導体素子20aに於いては、当該導電性パターン40の配置により、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apと配線12とが当該導電性パターン40を介し、電気的に接続されている。
As described above, in the
また、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、半田層13が適用されている。
尚、電極パッド20ap,12pの表面には、その下層から、ニッケル、金の順でコーティングさせた鍍金層を形成させてもよい。
In addition, a
Note that a plating layer coated with nickel and gold in that order from the lower layer may be formed on the surface of the electrode pads 20ap and 12p.
続いて、本実施の形態に係る半導体装置5aの構成を変形させた半導体装置について説明する。
<第5の実施の形態の変形例1>
図18は第5の実施の形態の変形例に係る半導体装置の要部断面模式図である。また、この図18には、樹脂60並びに入出力端子50は、特に表示せず、半導体装置5bの特徴的な形態を拡大させた図が示されている。
Subsequently, a semiconductor device in which the configuration of the
<Modification 1 of Fifth Embodiment>
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of the relevant part of a semiconductor device according to a modification of the fifth embodiment. In FIG. 18, the
当該変形例に係る半導体装置5bにあっては、支持基板10を基体とし、支持基板10下に、放熱板10hが固着されている。
また、支持基板10の主面(上面側)には、配線12が複数個、選択的に配置されている。
In the
A plurality of
また、半導体装置5bにあっては、この図に示す支持基板10の左側に配置させた配線12上に、半田層11を介して、半導体素子20aが実装されている。従って、半導体素子20aは、その下面側のドレイン電極と配線12とが半田層11を介して電気的に接続されている。
Further, in the
また、配線12が配設されていない支持基板10の主面(上面側)には、半導体素子21が接着部材(図示しない)を介し、搭載されている。更に、当該半導体素子21に於いては、その電極パッド21pと配線12とがボンディングワイヤ22によって電気的に接続されている。
Further, the
また、この図に示す支持基板10の中央に配置させた配線12上には、銅で構成された電極パッド12pが固着している。
そして、半導体素子20aを実装している配線12の上方には、所定の形状に加工された配線支持基材30が配置されている。
Further, an
And the wiring
更に、半導体装置5bにあっては、配線支持基材30上に、導電性パターン40が配設されている。
ここで、導電性パターン40は、支持基板10の主面と平行に配置され、その一方の端が半田層13を介し、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apに接合されている。
Furthermore, in the
Here, the
また、導電性パターン40のもう一方の端に於いては、例えば、銅で構成された柱状電極40sが、当該一方の端から支持基板10の主面側に対向するように形成されている。このような柱状電極40sは、例えば、鍍金により形成される。そして、当該もう一方の端は、柱状電極40sを介し、支持基板10の中央に配置させた配線12上の電極パッド12pと接合されている。
Further, at the other end of the
ここで、導電性パターン40と支持基板10の主面との平行状態は、柱状電極40sの高さを調整することにより、維持される。
即ち、柱状電極40sを所定の高さにすることより、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apと配線12上の電極パッド12pとの間の段差が補正され、導電性パターン40が水平に配置している。
Here, the parallel state of the
That is, by setting the
このように、半導体素子20aに於いては、当該導電性パターン40の配置により、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apと配線12とが当該導電性パターン40を介し、電気的に接続されている。
As described above, in the
また、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、半田層13が適用されている。
尚、電極パッド20ap,12pの表面には、その下層から、ニッケル、金の順でコーティングさせた鍍金層を形成させてもよい。
In addition, a
Note that a plating layer coated with nickel and gold in that order from the lower layer may be formed on the surface of the electrode pads 20ap and 12p.
<第5の実施の形態の変形例2>
図19は第5の実施の形態の変形例に係る半導体装置の要部断面模式図である。また、この図19には、樹脂60並びに入出力端子50は、特に表示せず、半導体装置5cの特徴的な形態を拡大させた図が示されている。
<
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a semiconductor device according to a modification of the fifth embodiment. In FIG. 19, the
当該変形例に係る半導体装置5cにあっては、支持基板10を基体とし、支持基板10下に、放熱板10hが固着されている。
また、支持基板10の主面(上面側)には、配線12が複数個、選択的に配置されている。
In the
A plurality of
また、半導体装置5cにあっては、この図に示す支持基板10の左側に配置させた配線12上に、半田層11を介して、半導体素子20aが実装されている。
また、配線12が配設されていない支持基板10の主面(上面側)には、半導体素子21が接着部材(図示しない)を介し、搭載されている。更に、当該半導体素子21に於いては、その電極パッド21pと配線12とがボンディングワイヤ22によって電気的に接続されている。
Further, in the
Further, the
そして、半導体素子20aを実装している配線12の上方には、所定の形状に加工された配線支持基材30が配置されている。
更に、半導体装置5cにあっては、配線支持基材30上に、導電性パターン40が配設されている。
And the wiring
Furthermore, in the
ここで、導電性パターン40は、支持基板10の主面と平行に配置され、その一方の端が半田層13を介し、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apに接合されている。
Here, the
また、導電性パターン40のもう一方の端に於いては、例えば、銅で構成された柱状電極40sが、当該もう一方の端から支持基板10の主面側に対向するように形成されている。このような柱状電極40sは、例えば、鍍金により形成される。そして、当該もう一方の端は、柱状電極40sを介し、支持基板10の中央に配置させた配線12に接合されている。
Further, at the other end of the
ところで、柱状電極40sの高さは、所定の高さに調節され、例えば、半導体素子20aの厚み程度としている。これにより、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apと配線12との間の段差が補正され、導電性パターン40が水平に配置し得る。
By the way, the height of the
このように、半導体素子20aに於いては、導電性パターン40の配置により、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apと配線12とが当該導電性パターン40を介し、電気的に接続されている。
As described above, in the
また、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、半田層13が適用されている。
<第5の実施の形態の変形例3>
図20は第5の実施の形態の変形例に係る半導体装置の要部断面模式図である。また、この図20には、樹脂60並びに入出力端子50は、特に表示せず、半導体装置5dの特徴的な形態を拡大させた図が示されている。
In addition, a
<Modification 3 of Fifth Embodiment>
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a semiconductor device according to a modification of the fifth embodiment. In FIG. 20, the
当該変形例に係る半導体装置5dにあっては、支持基板10を基体とし、支持基板10下に、放熱板10hが固着されている。
また、支持基板10の主面(上面側)には、配線12が複数個、選択的に配置されている。
In the
A plurality of
また、半導体装置5dにあっては、この図に示す支持基板10の左側に配置させた配線12上に、半田層11を介して、半導体素子20aが実装されている。
また、配線12が配設されていない支持基板10の主面(上面側)には、半導体素子21が接着部材(図示しない)を介し、搭載されている。更に、当該半導体素子21に於いては、その電極パッド21pと配線12とがボンディングワイヤ22によって電気的に接続されている。
In the
Further, the
そして、半導体素子20aを実装している配線12の上方には、所定の形状に加工された配線支持基材31が配置されている。更に、配線支持基材31の下面には、導電性金属膜41がパターン形成されている。
A
ここで、導電性金属膜41は、支持基板10の主面と平行に配置され、その一方の端が半田層13を介し、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apに接合されている。
Here, the
また、導電性金属膜41のもう一方の端に於いては、例えば、銅で構成された柱状電極40sが当該もう一方の端から支持基板10の主面側に対向するように形成されている。このような柱状電極40sは、例えば、鍍金により形成される。そして、当該もう一方の端は、柱状電極40sを介し、支持基板10の中央に配置させた配線12に接合されている。
Further, at the other end of the
ところで、柱状電極40sの高さは、所定の高さに調節され、例えば、半導体素子20aの厚み程度としている。これにより、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apと配線12との間の段差が補正され、導電性金属膜41が水平に配置し得る。
By the way, the height of the
このように、半導体素子20aに於いては、導電性金属膜41の配置により、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apと配線12とが導電性金属膜41を介し、電気的に接続されている。
As described above, in the
また、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、半田層13が適用されている。
<第5の実施の形態の変形例4>
図21は第5の実施の形態の変形例に係る半導体装置の要部断面模式図である。また、この図21には、樹脂60並びに入出力端子50は、特に表示せず、半導体装置5eの特徴的な形態を拡大させた図が示されている。
In addition, a
<Modification 4 of Fifth Embodiment>
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a semiconductor device according to a modification of the fifth embodiment. In FIG. 21, the
当該変形例に係る半導体装置5eにあっては、支持基板10を基体とし、支持基板10下に、放熱板10hが固着されている。
また、支持基板10の主面(上面側)には、配線12が複数個、選択的に配置されている。
In the
A plurality of
また、半導体装置5eにあっては、この図に示す支持基板10の左側に配置させた配線12上に、半田層11を介して、半導体素子20aが実装されている。
また、配線12が配設されていない支持基板10の主面(上面側)には、半導体素子21が接着部材(図示しない)を介し、搭載されている。更に、当該半導体素子21に於いては、その電極パッド21pと配線12とがボンディングワイヤ22によって電気的に接続されている。
Further, in the
Further, the
そして、半導体素子20aを実装している配線12の上方には、所定の形状に加工された配線支持基材31が配置されている。更に、配線支持基材31の上面には、導電性金属膜42がパターン形成されている。
A
ここで、導電性金属膜42は、支持基板10の主面と平行に配置されている。そして、その一方の端に、配線支持基材31を貫通するビア42vを形成している。当該ビア42vは、導電性金属膜42と導通している。更に、当該ビア42vは、支持基板10の下面に配設した電極パッド42pと導通している。そして、当該電極パッド42pは、半田層13を介し、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apに接合されている。
Here, the
また、導電性金属膜42のもう一方の端に於いては、配線支持基材31を貫通するビア42vを形成している。当該ビア42vは、導電性金属膜42と導通している。更に、当該ビア42vは、支持基板10の下面に配設した電極パッド42pと導通している。そして、当該電極パッド42pからは、銅で構成された柱状電極40sが支持基板10の主面側に対向するように形成されている。このような柱状電極40sは、例えば、鍍金により形成される。そして、当該もう一方の端は、柱状電極40sを介し、支持基板10の中央に配置させた配線12に接合されている。
Further, at the other end of the
ところで、柱状電極40sの高さは、所定の高さに調節され、例えば、半導体素子20aの厚み程度としている。これにより、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apと配線12との間の段差が補正され、導電性金属膜42が水平に配置し得る。
By the way, the height of the
このように、半導体素子20aに於いては、導電性金属膜41の配置により、半導体素子20aの上面に配設された電極パッド20apと配線12とが導電性金属膜41を介し、電気的に接続されている。
As described above, in the
また、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、半田層13が適用されている。
尚、第5の実施の形態に係る半導体装置5a〜5eに於いては、第1の実施の形態で説明した図5,6,8の構成を転用してもよい。
In addition, a
In the
また、上記の第1〜5の実施の形態は、夫々が独立した実施の形態ではなく、一つの実施の形態と、他の実施の形態とを組み合わせた構成にしてもよい。
<第6の実施の形態>
最後に、上記の半導体装置1a〜1d,2,3a,3b,4,5a〜5eの製造方法について、図22乃至26を用いて説明する。ここで、その製造方法の説明として、半導体装置1aの製造方法を代表として説明する。但し、ここで説明する製造方法は、半導体装置1aの製造方法に限られるものではなく、他の半導体装置1b〜1d,2,3a,3b,4,5a〜5eの製造についても転用できる。
In addition, the first to fifth embodiments described above are not independent embodiments, but may be configured by combining one embodiment with another embodiment.
<Sixth Embodiment>
Finally, a method for manufacturing the
図22は半導体装置の製造工程の一工程を説明する要部図である。
先ず、上述した支持基板10を準備する。この段階で、支持基板10の主面には、既に、配線12が選択的に配置されている。また、配線12が配置されていない支持基板10の主面には、必要に応じて、少なくとも一つのキャビティ10aを形成させておく。
FIG. 22 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
First, the
また、この段階で用意した支持基板10は、電極端子12aが配設されていない側の支持基板10の端部同士が連続した状態にあり、2段構造を構成している。更に、当該連続した支持基板10は、並列状に横方向に連続した状態にある。
In addition, the
ここで、横方向に連続する長さは、特に、その数を限定しない。従って、支持基板10は、N列になって横方向に連続している。但し、後述するトランスファモールド装置の金型容量により、必要に応じて、連続する支持基板10の個数を調節してもよい。
Here, the length which continues in a horizontal direction does not specifically limit the number. Accordingly, the
図23は半導体装置の製造工程の一工程を説明する要部図である。
次に、キャビティ10a内に、鉛フリーの半田で構成させるペースト状の半田材をディスペンス法にて配置する(図示しない)。或いは、ペースト状の半田材に代えて、シート状の半田材をキャビティ10a内に配置してもよい。
FIG. 23 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
Next, a paste-like solder material made of lead-free solder is placed in the
続いて、上記の半田材上に、半導体素子20a,20b,21を載置する。更に、配線12の接合部分、半導体素子20a,20b,21の電極パッド20ap,20bp,21p上に、ペースト状の半田材をディスペンス法にて配置する(図示しない)。
Subsequently, the
尚、キャビティ10a内に、半田材を配置し、半導体素子20a,20b,21を載置した直後にリフロー処理を行って、半導体素子20a,20b,21を支持基板10に接合させてもよいが、本実施の形態では、この段階でのリフロー処理を行わない。
Alternatively, a solder material may be disposed in the
また、必要に応じて、半田材上に、半導体素子20a,20b,21を載置する前に、予め、半導体素子20a,20b,21の電極パッド20ap,20bp,21p上に、半田材を配置してもよい。
Further, if necessary, before placing the
図24は半導体装置の製造工程の一工程を説明する要部図である。
次に、導電性パターン40が複数個、選択的に配置された配線支持基材30を、配線12、半導体素子20a,20b,21上に、前記半田材を介して載置する。ここでは、導電性パターン40が配線支持基材30上で表出する向きに配線支持基材30を載置する。また、この段階での配線支持基材30は、横方向に連続した支持基板10に対応するように、連続された状態にある。この段階で、導電性パターン40の端が配線12並びに半導体素子20a,20b,21の電極に前記半田材を介して接触する。
FIG. 24 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
Next, the wiring
尚、配線支持基材30に於いては、この段階で、連続体ではなく、個片化された配線支持基材30を載置してもよい。
また、第3、4の実施の形態に係る半導体装置を製造する場合は、配線支持基材30,31を載置する前の段階で、当該配線支持基材30,31上に、既に半導体素子21が導電性パターン40,42上に実装されている(前述)。従って、第3、4の実施の形態に係る半導体装置を製造する場合は、図23に示した段階で、支持基板10に半導体素子21を載置する必要はない。
In addition, in the wiring
Further, when the semiconductor device according to the third and fourth embodiments is manufactured, the semiconductor element is already formed on the wiring
また、第5の実施の形態に係る半導体装置を製造する場合は、配線支持基材30を載置する前の段階で、既に、当該、配線支持基材30にビア30v、42v、電極パッド42pが形成されている。また、第5の実施の形態に係る半導体装置を製造する場合は、配線支持基材30を載置する前の段階で、導電性パターン40に、柱状電極40sが形成されている。
When manufacturing the semiconductor device according to the fifth embodiment,
そして、加熱炉内にて、例えば、260℃、10秒のリフロー処理を施し、上記の半田材を溶融・浸透させる。この処理により、半導体素子20a,20bと半導体素子21、または、半導体素子20a,20b,21の何れかと配線12とが、導電性パターン40を通じて電気的に接続される。
Then, in the heating furnace, for example, a reflow process is performed at 260 ° C. for 10 seconds to melt and permeate the solder material. By this processing, the
即ち、ワイヤボンディングのように、ボンディングワイヤを1本ずつボンディングするのではなく、リフロー処理にて、一括して、半導体素子20a,20bと半導体素子21、または、半導体素子20a,20b,21の何れかと配線12とを、導電性パターン40を通じて電気的に接続させる。
That is, instead of bonding bonding wires one by one as in wire bonding, any of the
図25は半導体装置の製造工程の一工程を説明する要部図である。
次に、上記の電気的な接続を完了させた後、支持基板10の主面の端部に配設された電極端子12aに、入出力端子50を電気的に接続する。即ち、入出力端子50のクリップ部50aを、当該端部に嵌合させた後、リフロー処理により、電極端子12aに、入出力端子50を電気的に接続する。
FIG. 25 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
Next, after the above electrical connection is completed, the input /
図26は半導体装置の製造工程の一工程を説明する要部図である。
続いて、入出力端子50を電気的に接続させた後、トランスファモールド装置を用いて支持基板10に配置された配線12、半導体素子20a,20b,21、配線支持基材30並びに導電性パターン40等を、樹脂60により封止する。
FIG. 26 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
Subsequently, after the input /
そして、当該樹脂60により封止した後、支持基板10、配線支持基材30並びに樹脂60をダイシングラインDLに沿って切断し、個片化を行う。これにより、図1に示されるような、個片化されたマルチチップモジュール(半導体装置1a)が形成する。
And after sealing with the said
このように、第6の実施の形態によれば、マルチチップパワーデバイスなる半導体装置の生産性を格段に向上させることができる。
例えば、従来のアルミニウム配線を用いたワイヤボンディング法では、アルミニウム配線を1本ボンディングするのに、約1秒を要していた。従って、約20本のボンディングワイヤを搭載した1つのマルチチップモジュールでは、ワイヤボンディングを完了させるのに、約20秒を要していた。
Thus, according to the sixth embodiment, the productivity of a semiconductor device that is a multi-chip power device can be significantly improved.
For example, in the conventional wire bonding method using aluminum wiring, it takes about 1 second to bond one aluminum wiring. Therefore, it takes about 20 seconds to complete the wire bonding in one multichip module on which about 20 bonding wires are mounted.
これにより、M個のマルチチップモジュールを作製する場合には、約20×M秒の時間がワイヤボンディングに費やされる。
しかし、本実施の形態によれば、10秒のリフロー処理で、M個のマルチチップモジュールのワイヤボンディングを全て完了させることができる。
Thus, when M multichip modules are manufactured, a time of about 20 × M seconds is spent for wire bonding.
However, according to the present embodiment, wire bonding of all M multichip modules can be completed in 10 seconds of reflow processing.
従って、本実施の形態によれば、従来のワイヤボンディングに要される時間を、約20×M分の10に短縮させることができる。特に、10/(20×M)までに時短できることから、Mが大きいほど、格段の効果がある。 Therefore, according to the present embodiment, the time required for conventional wire bonding can be reduced to about 10 × 20 × M. In particular, since the time can be shortened to 10 / (20 × M), the larger M, the more remarkable the effect.
また、第1〜5の実施の形態に示す半導体装置では、導電性パターン40または導電性金属膜41,42を選択的に配置させた配線支持基材30,31を半導体装置内に組み込んでいる。これにより、半導体装置の薄型化・小型化を図ることができる。
In the semiconductor devices shown in the first to fifth embodiments, the wiring
また、半導体素子(第1の半導体素子)20a,20bと、半導体素子(第2の半導体素子)21の組み合わせについては、上述したパワー半導体素子、制御用ICチップに限ることはない。 Further, the combination of the semiconductor elements (first semiconductor elements) 20a and 20b and the semiconductor element (second semiconductor element) 21 is not limited to the power semiconductor element and the control IC chip described above.
例えば、第1の半導体素子としては、半導体メモリであってもよく、第2の半導体素子としては、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、或いは半導体メモリの何れかであってもよい。また、第1の半導体素子、第2の半導体素子が共に、アナログICチップであってもよい。 For example, the first semiconductor element may be a semiconductor memory, and the second semiconductor element may be a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), or a semiconductor memory. Good. Further, both the first semiconductor element and the second semiconductor element may be analog IC chips.
1a,1b,1c,1d,2,3a,3b,4,5a,5b,5c,5d,5e 半導体装置
10 支持基板
10a キャビティ
10h 放熱板
11,13,51 半田層
12 配線
12a 電極端子
12g,40g 鍍金層
12p,20ap,20bp,21p,42p 電極パッド
14a,14b 導体パッド
15a,15b,15c グランド層
20a,20b,21 半導体素子
22 ボンディングワイヤ
30,31 配線支持基材
30a 貫通孔
30v,42v ビア
40 導電性パターン
40a 延出部
40s 柱状電極
41,41mos,41ic,42,42mos,42ic 導電性金属膜
50 入出力端子
50a クリップ部
60 樹脂
61 絶縁被膜
70 コア基板
71 樹脂層
72 絶縁膜
73 絶縁膜被覆金属配線板
DL ダイシングライン
1a, 1b, 1c, 1d, 2, 3a, 3b, 4, 5a, 5b, 5c, 5d,
Claims (39)
前記支持基板の前記主面に選択的に配置された複数の第1の配線と、
前記支持基板に形成された前記キャビティに搭載された少なくとも一つの第1の半導体素子と、
前記支持基板に形成された前記キャビティに搭載され、前記第1の半導体素子を制御する少なくとも一つの第2の半導体素子と、
前記支持基板の前記主面の前記第1の配線上に配置され、前記第1の配線に対して反対側の主面に複数の第2の配線を選択的に配置した配線支持基材と、
を有し、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子、または、前記第1の半導体素子若しくは前記第2の半導体素子と前記第1の配線とが、少なくとも一つの前記第2の配線を通じて半田層を介して電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 A printed wiring board, a ceramic wiring board, a silicon wiring board, or an insulating film-covered metal wiring board, and a support substrate having a plurality of cavities formed on the main surface ;
A plurality of first wires which are selectively arranged on the main surface of said supporting substrate,
At least one first semiconductor element mounted in the cavity formed in the support substrate;
At least one second semiconductor element mounted in the cavity formed in the support substrate and controlling the first semiconductor element;
A wiring support base disposed on the first wiring of the main surface of the support substrate, and a plurality of second wirings selectively disposed on the main surface opposite to the first wiring ;
And the first semiconductor element and the second semiconductor element, or the first semiconductor element or the second semiconductor element and the first wiring are at least one second wiring. A semiconductor device characterized by being electrically connected through a solder layer .
前記配線支持基材上に、前記金属膜と同成分の金属膜をラミネート接合させた後、前記金属膜にエッチングを施すことにより形成する方法、 A method of forming a metal film having the same component as that of the metal film on the wiring support substrate by laminating and then etching the metal film,
前記配線支持基材上に、前記金属膜と同成分の導電性ペーストをスクリーン印刷にて選択的に配置した後、当該導電性ペーストを乾燥し、硬化させることにより形成する方法、 A method of forming a conductive paste of the same component as that of the metal film on the wiring support base material by selectively arranging the conductive paste by screen printing, and then drying and curing the conductive paste.
前記配線支持基材上に、スパッタ法または蒸着法により前記金属膜と同成分の前記金属膜を形成させた後、前記金属膜にエッチングを施すことにより形成する方法、 A method of forming the metal film having the same component as the metal film by sputtering or vapor deposition on the wiring support substrate, and then etching the metal film,
前記配線支持基材上に、前記金属膜と同成分の鍍金層を形成させた後、前記鍍金層にエッチングを施すことにより形成する方法、 A method of forming a plating layer having the same component as the metal film on the wiring support base material, and then etching the plating layer.
前記配線支持基材表面を化学的または光学的手法により表面改質し、選択的な化学鍍金法により形成する方法、 A method of modifying the surface of the wiring support substrate by a chemical or optical method and forming it by a selective chemical plating method;
の何れかの方法により形成されたことを特徴とする請求項19乃至23の何れか一項に記載の半導体装置。 24. The semiconductor device according to claim 19, wherein the semiconductor device is formed by any one of the methods.
前記支持基板に形成された前記キャビティに、少なくとも一つの第1の半導体素子と、前記第1の半導体素子を制御する少なくとも一つの第2の半導体素子を搭載する工程と、 Mounting at least one first semiconductor element and at least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element in the cavity formed in the support substrate;
前記第1の配線の一部、前記第1の半導体素子の電極並びに前記第2の半導体素子の電極の上に、半田材を配置する工程と、 Disposing a solder material on a part of the first wiring, the electrode of the first semiconductor element, and the electrode of the second semiconductor element;
複数の第2の配線が選択的に主面に配置された配線支持基材の前記主面の反対側を、前記第1の配線、前記第1の半導体素子並びに前記第2の半導体素子の上に、前記半田材を介して載置する工程と、 On the opposite side of the main surface of the wiring support substrate on which the plurality of second wirings are selectively disposed on the main surface, the first wiring, the first semiconductor element, and the second semiconductor element are placed on the opposite side of the main surface. In addition, the step of placing via the solder material,
リフロー処理により、前記半田材を溶融させ、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子、または、前記第1の半導体素子若しくは前記第2の半導体素子と前記第1の配線とを、前記第2の配線を通じて電気的に接続する工程と、 The solder material is melted by a reflow process, and the first semiconductor element and the second semiconductor element, or the first semiconductor element or the second semiconductor element and the first wiring, Electrically connecting through the second wiring;
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記支持基板に形成された前記キャビティに、少なくとも一つの第1の半導体素子を搭載する工程と、 Mounting at least one first semiconductor element in the cavity formed in the support substrate;
前記第1の配線の一部並びに前記第1の半導体素子の電極の上に、半田材を配置する工程と、 Disposing a solder material on a part of the first wiring and the electrode of the first semiconductor element;
複数の第2の配線が選択的に主面に配置され、更に、前記第2の配線に電気的に接続された第2の半導体素子を前記主面に搭載する配線支持基材の前記主面の反対側を、前記第1の配線並びに前記第1の半導体素子の上に、前記半田材を介して載置する工程と、 The main surface of the wiring support substrate on which a plurality of second wirings are selectively disposed on the main surface, and further, the second semiconductor element electrically connected to the second wiring is mounted on the main surface And placing the opposite side on the first wiring and the first semiconductor element via the solder material;
リフロー処理により、前記半田材を溶融させ、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子、または、前記第1の半導体素子と前記第1の配線とを、前記第2の配線を通じて電気的に接続する工程と、 The solder material is melted by reflow treatment, and the first semiconductor element and the second semiconductor element, or the first semiconductor element and the first wiring are electrically connected through the second wiring. Connecting to
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記支持基板に形成された前記キャビティに、少なくとも一つの第1の半導体素子と、前記第1の半導体素子を制御する少なくとも一つの第2の半導体素子を搭載する工程と、 Mounting at least one first semiconductor element and at least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element in the cavity formed in the support substrate;
前記第1の配線の一部、前記第1の半導体素子の電極の上に、半田材を配置する工程と、 Disposing a solder material on a part of the first wiring and the electrode of the first semiconductor element;
複数の第2の配線が選択的に主面に配置され、更に、前記第2の配線に導通する柱状電極またはビア、または前記ビア並びに電極パッドを備えた配線支持基材の前記主面の反対側を、前記第1の配線、前記第1の半導体素子の上に、前記半田材を介して載置する工程と、 A plurality of second wirings are selectively disposed on the main surface, and are further opposite to the main surface of the wiring support base member provided with columnar electrodes or vias which are electrically connected to the second wirings, or the vias and electrode pads. Placing the side on the first wiring and the first semiconductor element via the solder material;
リフロー処理により、前記半田材を溶融させ、前記第1の半導体素子と前記第1の配線とを、前記第2の配線を通じて電気的に接続する工程と、 A step of melting the solder material by a reflow process and electrically connecting the first semiconductor element and the first wiring through the second wiring;
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