JP5233336B2 - Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device with high productivity, and a method of manufacturing the semiconductor device. <P>SOLUTION: The semiconductor device 1a includes a support substrate 10, a plurality of wiring lines 12 disposed selectively on the principal surface of the support substrate 10, semiconductor elements 20a and 20b mounted on the support substrate 10, a semiconductor element 21 which controls at least one of those semiconductor elements 20a and 20b, and a wiring support base 30 where a plurality of conductive patterns 40 are selectively disposed. Then the semiconductor elements 20a and 20b and semiconductor element 21, or the semiconductor elements 20a and 20 or semiconductor element 21 and wiring lines 12 are electrically connected through at least one conductive pattern 40. With such a configuration, the semiconductor device whose productivity is high and which is thin and compact can be achieved. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

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)。
特開2003−218309号公報
Among them, a multi-chip power device in which power semiconductor elements and control ICs are two-dimensionally arranged on the same support substrate and these elements are wired with bonding wires has attracted attention (for example, see Patent Document 1). ).
JP 2003-218309 A

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 semiconductor device 1a according to the first embodiment, and FIG. (B) shows the semiconductor device 1a at the ab position in FIG. (A). A cross section is shown.

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 semiconductor device 1a uses a rectangular support substrate 10 as a base. Then, at a predetermined position of the support substrate 10, at least one cavity 10a is formed in a substantially parallel shape, and, for example, lead-free solder (tin (Sn) -silver (Ag)) is contained in each cavity 10a. The semiconductor elements 20a, 20b, and 21 are mounted via the (solder) layer 11.

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 support substrate 10. And as the said resin, organic-material insulating resin, such as glass-epoxy resin, glass-bismaleimide triazine, or a polyimide, is mentioned.

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(Al23)、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 support substrate 10, instead of the printed wiring board, for example, alumina (Al 2 O 3), aluminum nitride (AlN), silicon oxide (SiO 2), magnesium oxide (MgO), calcium oxide You may use the ceramic wiring board which has (CaO) or a mixture of these as a main component.

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 semiconductor device 1a is manufactured by a wafer process, a silicon wiring board having a base material of a silicon (Si) wafer as a base material may be used as a support substrate. Or it is good also considering the insulating film coating metal wiring board mentioned later as a support substrate.

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 support substrate 10 as necessary.
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 semiconductor elements 20a and 20b is a control IC chip, and the semiconductor element 21 performs switching or the like of at least one of the semiconductor elements 20a and 20b. Control.

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 semiconductor device 1a is not particularly limited to the above number. That is, it is only necessary that at least one semiconductor element (for example, a power MOSFET or IGBT element) and at least one control IC chip for controlling the power semiconductor element are arranged on the support substrate 10.

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 semiconductor device 1a, wiring (wiring) incorporated in the main circuit, signal circuit, power supply circuit, etc. on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10 on which the semiconductor elements 20a, 20b, 21 are not mounted. A plurality of patterns) 12 are selectively arranged. These wirings 12 are composed of, for example, copper (Cu) as a main component. Further, a wiring support substrate (base film) 30 processed into a predetermined shape is disposed on the wiring 12.

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 wiring support substrate 30 is made of a resin including at least one of a polyimide resin (PI), a liquid crystal polymer resin (LCP), an epoxy resin (EP), a polyethylene terephthalate resin (PET), and a polyphenylene ether resin (PPE). It is configured.

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 semiconductor device 1a, a plurality of wirings each including a conductive pattern (conductor connector) 40 constituting a wiring pattern is selectively disposed on the wiring support base 30. Yes. These conductive patterns 40 are composed of, for example, copper as a main component.

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 conductive patterns 40, the electrodes provided in the semiconductor elements 20a, 20b, and 21 and the wirings 12 corresponding to the respective elements are electrically connected via the conductive patterns 40. ing. Alternatively, the electrodes between the elements provided in the respective semiconductor elements 20 a, 20 b, 21 are electrically connected via the conductive pattern 40.

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 solder layer 13 made of lead-free solder is applied as an adhesive member for ensuring the electrical connection.
Further, in the semiconductor device 1a, at the end of the support substrate 10 in the longitudinal direction, the electrode terminals 12a extend from the respective wirings 12 and are connected to the respective electrode terminals 12a as rod-like input / output terminals 50. A plurality of (the material is copper) is provided.

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 semiconductor elements 20a, 20b, 21, the wiring 12, the wiring support base material 30, the conductive pattern 40, and the like mounted on the support substrate 10 are completely made of the epoxy resin 60 formed by the transfer molding method. It is sealed. In FIG. 1A, the resin 60 is not shown in order to clarify the internal structure of the semiconductor device 1a.

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 resin 60 may be formed by any one of a potting method, a dipping method, a casting method, and a fluidized immersion method. Further, the resin 60 may be impregnated with an inorganic filler composed of alumina or silicon oxide.

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 semiconductor device 1a can function as a multi-chip power device with a compact shape and low cost.
Next, in order to better understand the structure of the semiconductor device 1a shown in FIG. 1, the structure of the semiconductor device 1a will be described with reference to an enlarged view of the cross section of the semiconductor device 1a.

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 resin 60 and the input / output terminal 50 are not particularly shown, and an enlarged view of the characteristic form of the semiconductor device 1a is shown.

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 semiconductor device 1a, the support substrate 10 is used as a base, and the heat radiating plate 10h is fixed below the support substrate 10.
Further, at least one cavity 10 a is formed at a predetermined position of the support substrate 10. In the support substrate 10, conductor pads are selectively arranged. For example, in the semiconductor device 1a, the main surfaces of the conductor pads 14a and 14b constitute the bottom surfaces of the cavities 10a.

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。   Such conductor pads 14a and 14b are electrically connected to wirings, vias, and the like (not shown) disposed in the support substrate 10, and further, electrical connection with the input / output terminals 50 and the like is ensured through the wirings and the like. Yes.

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 semiconductor elements 20a and 21 are mounted on the conductor pads 14a and 14b via the solder layer 11.
Accordingly, the drain electrode on the lower surface side of the semiconductor element 20a and the conductor pad 14a are electrically connected via the solder layer 11.

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 semiconductor element 21 which is a control IC chip, when electrodes are disposed on the upper and lower main surfaces, the electrode on the lower surface side and the conductor pad 14b are interposed via the solder layer 11. Electrically connected. However, in the semiconductor element 21, in the case where electrodes are not disposed on both main surfaces, the conductor pad 14b is not necessarily disposed.

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 conductor pads 14a and 14b are arranged in the support substrate 10 so that the area of the main surface thereof is as large as possible. In order to suppress the influence (interference) of noise between the semiconductor elements 20a and 21, the conductor pads 14a and 14b are separated from each other, and the distance d is set to 0.2 to 3 mm. In this case, if d is extremely small, adjacent cavities 10a may be coupled to each other. Therefore, the lower limit of d is 0.2 mm. In order not to reduce the mounting density, it is desirable to set the upper limit of d to 3 mm. In addition, in order to ensure the insulation between power semiconductor elements between the cavity 10a which accommodates a power semiconductor element, it is desirable to set the minimum of d to 0.5 mm.

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 wirings 12 are selectively arranged on the upper surface of the support substrate 10 on which the semiconductor elements 20a and 21 are not mounted. A wiring support base 30 processed into a predetermined shape is disposed on the wiring 12.

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 semiconductor device 1 a, the conductive pattern 40 is disposed on the wiring support base 30. With the arrangement of the conductive pattern 40, the electrode pads 20 ap and 21 p disposed on the upper surfaces of the semiconductor elements 20 a and 21 and the wiring 12 are electrically connected via the conductive pattern 40.

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 solder layer 13 is applied as an adhesive member for ensuring the electrical connection.
In the semiconductor device 1a, the depth of the cavity 10a is adjusted so that the upper surfaces of the electrode pads 20ap and 21p and the upper surface of the wiring 12 have substantially the same height.

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 semiconductor device 1a will be described.
First, the conductive pattern 40 selectively disposed on the wiring support base 30 will be described.

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 wiring support base 30 and the conductive pattern 40 when the semiconductor device 1a shown in FIG. 1A is viewed from above.

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 conductive pattern 40 is selectively placed and supported on an interconnect support base 30 processed into a predetermined shape via an adhesive member (not shown). Here, the conductive pattern 40 has a thickness and a line width of 5 mm or less.

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 hole 30 a is provided in the central portion of the wiring support base 30. The semiconductor element 21 shown in FIGS. 1 and 2 is located below the through hole 30a.
Each conductive pattern 40 includes an extended portion (finger portion) 40 a extending from the main surface of the wiring support base 30 at both ends thereof. And the electrode pad and wiring which are to-be-joined bodies are located below the said extension part 40a (back direction of a figure).

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 support base material 30 on which the conductive pattern 40 is disposed is placed on the electrode pads 20ap, 21p or the wiring 12, the semiconductor element 20a, The electrodes provided in 20b and 21 and the wiring 12 corresponding to the position of each element, or the electrodes between the elements provided in each semiconductor element 20a, 20b and 21 are connected via the conductive pattern 40. , And can be electrically connected together (described later).

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 extension part 40a. This state will be described with reference to FIG.
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 support base material 30 shown in FIG. 3 and the electroconductive pattern 40 from the back surface side is shown. Here, FIG. (A) shows an overall view, and FIG. (B) shows a cross-section at the ab position in FIG. (A).

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 portion 40 a that is a part of the conductive pattern 40 extends from the main surface of the wiring support base 30. A plating layer 40g coated with nickel (Ni), gold (Au), nickel (Ni), and tin (Sn) in this order from the lower layer is formed on the back surface side of the extended portion 40a.

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 plating layer 40g, oxidation of the joint surface of the conductive pattern 40 is prevented. Thereby, the state of the joint part after soldering becomes good, and no joint failure or the like occurs.

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 / output terminal 50 provided at the end of the support substrate 10 will be described.
FIG. 5 is a diagram for explaining the structure of the input / output terminals.
As shown in the drawing, the input / output terminal 50 includes a clip portion 50a that is split into two branches at one end thereof. The clip portion 50 a is sandwiched between the wiring 12 disposed on the upper and lower main surfaces of the support substrate 10 via the plating layer 12 g and the solder layer 51.

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 / output terminal 50 is firmly supported by the end of the support substrate 10 by fitting the clip portion 50a to the end of the support substrate 10 and soldering the clip portion 50a and the wiring 12 via the plating layer 12g. Yes.

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 solder layer 51 is not only disposed in the gap between the plating layer 12g and the clip portion 50a, but is formed so as to cover these portions from the end of the clip portion 50a to a part of the wiring 12. Has been. By forming the solder layer 51, the mechanical strength in the sandwiched state is further increased.

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 plating layer 12g is composed of nickel, gold, nickel, or tin as main components from the lower layer according to the material of the solder layer 51. Further, the plating layer 12g may be formed on the input / output terminal 50 side in addition to being formed on the main surface of the wiring 12.

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 semiconductor device 1a according to the present embodiment will be described.
<Variation 1 of the first embodiment>
First, the semiconductor device 1b will be described in which an insulating film is formed on the adjacent wiring 12 disposed on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10.

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 coating 61 is formed on the main surface of the support substrate 10 located between the adjacent wirings 12 and on a part of the main surface of these wirings 12. However, the insulating coating 61 is formed in a region excluding the joint portion between the solder layer 13 and the wiring 12.

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 coating 61 exists, when the solder layer 13 is formed by the reflow process, the outflow of the molten solder material can be suppressed by the dam effect. Thereby, the short circuit between the wiring 12 by a solder material can be prevented reliably.

<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。
<Modification 2 of the first embodiment>
Next, the semiconductor device 1c in which the ground layer is embedded in the support substrate 10 will be described.
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, ground layers 15a, 15b, 15b, and 15b, grounded at positions between the wiring 12 arranged on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10 and the conductor pads 14a, 14b arranged in the cavity 10a. A plurality of 15c are selectively provided.

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 wiring 12 and the conductor pads 14a and 14b, there is an effect of further noise reduction.
<Modification 3 of the first embodiment>
Next, the semiconductor device 1d using the above-described insulating film-covered metal wiring board will be described.

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 semiconductor device 1d, instead of the support substrate 10 described above, an insulating film-covered metal including a core substrate 70, a resin layer 71 disposed above and below the core substrate 70, and an insulating film 72 is provided. A wiring board 73 is used.

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 core substrate 70 has a thickness of 100 μm to 1 mm, and its material is mainly copper, aluminum, or an alloy thereof.
On the core substrate 70, a resin layer 71 made of the same material as that of the support substrate 10 and having wiring, vias and the like laminated therein is selectively disposed.

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 semiconductor element 20 a is mounted via the solder layer 11 on the main surface of the core substrate 70 on which the resin layer 71 is not selectively disposed. Further, the resin layer 71 is provided with a cavity 10a, and the semiconductor element 21 is mounted in the cavity 10a via an adhesive member (not shown).

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 film 72 disposed under the core substrate 70 is made of the ceramic or resin.
According to such a configuration of the semiconductor device, the heat generated from the semiconductor elements 20 a and 21 can be reliably radiated to the core substrate 70 through the solder layer 11 or the resin layer 71.

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 metal wiring board 73 described above may be a metal core substrate in which both ends of the core substrate 70 are covered with a resin or the like, or a metal base substrate in which the insulating film 72 is not disposed in the lowermost layer.

<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 resin 60 and the input / output terminal 50 are not particularly displayed, and an enlarged view of the characteristic form of the semiconductor device 2 is shown.

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 semiconductor device 2 according to the second embodiment, the support substrate 10 is used as a base, and the heat radiating plate 10 h is fixed below the support substrate 10.
Further, at least one cavity 10 a is formed at a predetermined position of the support substrate 10. Conductor pads 14a and 14b are disposed on the bottom of the cavity 10a as a base. However, in the semiconductor element 21 which is a control IC chip, when the electrodes are not provided on the upper and lower main surfaces, the conductor pad 14b is not necessarily provided.

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 wirings 12 are selectively arranged on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10 on which the semiconductor elements 20a and 21 are not mounted. And on the wiring 12, the wiring support base material 31 by which the conductive metal film (metal film) 41 which comprises a wiring pattern was pattern-formed by the lower surface side is arrange | positioned. The line width of the conductive metal film 41 is 5 mm or less.

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 conductive metal film 41, the electrode pads 20ap and 21p disposed on the upper surfaces of the semiconductor elements 20a and 21 and the wiring 12 are electrically connected via the conductive metal film 41. Yes. Alternatively, although not shown in the drawing, the electrodes of the semiconductor element 20 a and the electrodes of the semiconductor element 21 are electrically connected via the conductive metal film 41.

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 solder layer 13 is applied as an adhesive member for ensuring the electrical connection.
Next, the configuration of the conductive metal film 41 selectively disposed on the lower surface of the wiring support base 31 will be described in detail.

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 wiring support base 30 and the conductive metal film 41 when the semiconductor device 2 shown in FIG. 9 is viewed from below. Therefore, in FIG. 10, the back side of the wiring support base 31 is shown.

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 conductive metal film 41 is selectively disposed on the main surface (lower surface side) of the wiring support base 31 processed into a predetermined shape, for example, via an adhesive member (not shown). It is supported. Here, the conductive metal film 41 is made of any metal of copper, silver (Ag), gold, aluminum (Al), or an alloy containing at least one of them. In particular, it is desirable to use a metal material that improves the wettability of the solder material.

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 conductive metal film 41 has a line width of 5 mm or less. Further, the thickness of the conductive metal film 41mos that conducts to the electrode of the power semiconductor element such as the semiconductor elements 20a and 20b is 25 to 500 μm. In addition, when elements other than the power semiconductor element (described later) are used as the semiconductor elements 20a and 20b, the thickness of the conductive metal film 41mos that conducts to the electrode of the element is configured to be 3 to 500 μm. In addition, the conductive metal film 41ic that is electrically connected to the electrode of the control IC chip such as the semiconductor element 21 has a thickness of 3 to 500 μm.

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 conductive metal film 41 as shown in the figure is performed by laminating and bonding an integral metal film made of the above metal material onto the wiring support base material 31 and further to the metal film. It is formed by etching.

或いは、配線支持基材31上に上記金属材で構成された導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 wiring support substrate 31 is selectively positioned by screen printing, it may be formed by drying and hardening the conductive paste.

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 support base material 31 by sputtering or vapor deposition, you may form by etching the said metal film.
Or after forming the plating layer comprised with the said metal material on the wiring support base material 31, you may form by performing the selective etching to the said plating layer.

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 wiring support base 31 may be modified by a chemical or optical method and formed by a selective chemical plating method.
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 wiring support base 31 provided with the conductive metal film 41 is placed on the electrode pads 20ap, 21p or the wiring 12, the semiconductor element 20a is subjected to a single reflow process. , 20b, 21 and the wiring 12 corresponding to each element, or the electrodes between the elements provided in each semiconductor element 20a, 20b, 21 are connected via the conductive metal film 41. , And can be electrically connected together (described later).

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 semiconductor device 2 according to the second embodiment, the configurations shown in FIGS. 5 to 8 described in the first embodiment may be diverted.
<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 semiconductor device 3a according to the first embodiment, and FIG. (B) shows the semiconductor device 3a at the ab position in FIG. (A). A cross section is shown.

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 semiconductor device 3a uses a rectangular support substrate 10 as a base. At least one cavity 10 a is formed on both sides of the support substrate 10, and the semiconductor elements 20 a and 20 b are mounted in the respective cavities 10 a via, for example, the solder layer 11.

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 heat radiating plate 10h may be fixed below the support substrate 10 as necessary.
In the semiconductor device 3a, a plurality of wirings 12 are selectively arranged on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10 on which the semiconductor elements 20a and 20b are not mounted. Further, a wiring support substrate 30 processed into a predetermined shape is disposed on the wiring 12.

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 semiconductor device 3a, a plurality of conductive patterns 40 are selectively disposed on the wiring support base 30.
In the third embodiment, the semiconductor element 21 is mounted on the plurality of conductive patterns 40 located at the center of the support substrate 10.

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 conductive patterns 40, the electrodes provided on the semiconductor elements 20a, 20b, and 21 and the wirings 12 corresponding to the respective elements are electrically connected via the conductive patterns 40. ing. Alternatively, the electrodes between the elements provided in the respective semiconductor elements 20 a, 20 b, 21 are electrically connected via the conductive pattern 40.

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 solder layer 13 is applied as an adhesive member for ensuring the electrical connection.
Further, the number of semiconductor elements mounted on the semiconductor device 3a is not particularly limited to the above number. That is, it is only necessary that at least one semiconductor element (for example, a power MOSFET or IGBT element) and at least one control IC chip for controlling the power semiconductor element are arranged on the support substrate 10.

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 semiconductor device 3a, at the end in the longitudinal direction of the support substrate 10, the electrode terminal 12a extends from the wiring 12, and a plurality of rod-like input / output terminals 50 that are electrically connected to the respective electrode terminals 12a are provided. Are provided.

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 semiconductor elements 20 a, 20 b, 21 mounted on the support substrate 10, the wiring 12, the wiring support base material 30, the conductive pattern 40, etc. are completely sealed with the resin 60. In FIG. 1A, the resin 60 is not shown in order to clarify the internal structure of the semiconductor device 3a.

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 semiconductor device 3a can function as a multi-chip power device with a compact shape and low cost.
Next, in order to understand the structure of the semiconductor device 3a shown in FIG. 11 in more detail, the structure of the semiconductor device 3a will be described with reference to an enlarged view of the semiconductor device 3a.

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 resin 60 and the input / output terminal 50 are not particularly shown, and an enlarged view of the characteristic form of the semiconductor device 3a is shown.

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 semiconductor device 3a, the support substrate 10 is used as a base, and the heat radiating plate 10h is fixed below the support substrate 10.
Further, at least one cavity 10 a is formed at a predetermined position of the support substrate 10. A conductor pad 14a is disposed on the bottom of the cavity 10a as a base.

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 conductor pad 14a is electrically connected to a wiring, a via, etc. (not shown) disposed in the support substrate 10, and further, an electrical connection with the input / output terminal 50 or the like is secured through the wiring or the like.

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 semiconductor element 20a is mounted on the conductor pad 14a via the solder layer 11.
Accordingly, the drain electrode on the lower surface side of the semiconductor element 20a and the conductor pad 14a are electrically connected via the solder layer 11.

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 conductor pad 14a is arranged in the support substrate 10 so that the area of the main surface thereof is as large as possible.
A plurality of wirings 12 are selectively arranged on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10 on which the semiconductor element 20a is not mounted. A wiring support base 30 processed into a predetermined shape is disposed on the wiring 12.

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 semiconductor device 3 a, the conductive pattern 40 is disposed on the wiring support base 30.
In the semiconductor element 20a, due to the arrangement of the conductive pattern 40, the electrode pad 20ap disposed on the upper surface of the semiconductor element 20a and the wiring 12 are electrically connected via the conductive pattern 40. ing.

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 semiconductor element 21, the electrode pad 21 p mounted on the conductive pattern 40 and disposed on the main surface of the semiconductor element 21 and the wiring 12 are electrically connected via the conductive pattern 40. Has been.

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 semiconductor element 20 a and the electrode of the semiconductor element 21 are electrically connected via the conductive pattern 40.
In other words, the semiconductor device 3 a has a configuration in which the semiconductor element 21 is mounted on the conductive pattern 40 selectively disposed on the wiring support base 30.

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 solder layer 13 is applied as an adhesive member for ensuring the electrical connection.
Further, the semiconductor device 3a is configured such that the upper surface of the electrode pad 20ap and the upper surface of the wiring 12 have substantially the same height by adjusting the depth of the cavity 10a.

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 semiconductor device 3a according to the present embodiment will be described.
<Modification of Third Embodiment>
This modification is characterized in that the semiconductor element 21 and the conductive pattern 40 are electrically connected by wire bonding.

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 semiconductor device 3b according to the modification, and FIG. (B) shows a cross section of the semiconductor device 3b at the ab position in FIG. (A). Has been.

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 semiconductor device 3b uses a rectangular support substrate 10 as a base. At least one cavity 10 a is formed on both sides of the support substrate 10, and the semiconductor elements 20 a and 20 b are mounted in the respective cavities 10 a via, for example, the solder layer 11.

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 heat radiating plate 10h may be fixed below the support substrate 10 as necessary.
In the semiconductor device 3b, a plurality of wirings 12 are selectively arranged on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10 on which the semiconductor elements 20a and 20b are not mounted. Further, a wiring support substrate 30 processed into a predetermined shape is disposed on the wiring 12.

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 semiconductor device 3b, a plurality of conductive patterns 40 are selectively disposed on the wiring support base 30.
And in the said modification, the semiconductor element 21 is mounted in the position of the center part of the wiring support base material 30 via the adhesive member (not shown). Furthermore, an electrode disposed on the main surface of the semiconductor element 21 and a plurality of conductive patterns 40 positioned around the semiconductor element 21 are electrically connected via bonding wires 22 formed of gold wires. ing.

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 conductive patterns 40, the electrodes provided on the semiconductor elements 20a, 20b, and 21 and the wirings 12 corresponding to the respective elements are electrically connected via the conductive patterns 40. .

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 solder layer 13 or the like is applied as an adhesive member for ensuring the electrical connection.
Further, the number of semiconductor elements mounted on the semiconductor device 3b is not particularly limited to the above number. That is, it is only necessary that at least one semiconductor element (for example, a power MOSFET or IGBT element) and at least one control IC chip for controlling the power semiconductor element are arranged on the support substrate 10.

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 semiconductor device 3b, at the end portion in the longitudinal direction of the support substrate 10, the electrode terminal 12a extends from the wiring 12, and there are a plurality of rod-like input / output terminals 50 connected to the electrode terminal 12a. , Provided.

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 semiconductor elements 20 a, 20 b, 21 mounted on the support substrate 10, the wiring 12, the wiring support base 30, the conductive pattern 40, the bonding wire 22, etc. are completely sealed with the resin 60. In FIG. 1A, the resin 60 is not shown in order to clarify the internal structure of the semiconductor device 3b.

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 semiconductor device 3b can function as a multi-chip power device with a compact shape and low cost.
Next, in order to understand the structure of the semiconductor device 3b shown in FIG. 13 in more detail, the structure of the semiconductor device 3b will be described with reference to an enlarged view of the cross section of the semiconductor device 3b.

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 resin 60 and the input / output terminal 50 are not particularly shown, and an enlarged view of the characteristic form of the semiconductor device 3b is shown.

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 semiconductor device 3b, the support substrate 10 is used as a base, and the heat radiating plate 10h is fixed below the support substrate 10.
Further, at least one cavity 10 a is formed at a predetermined position of the support substrate 10. A conductor pad 14a is disposed on the bottom of the cavity 10a as a base.

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 conductor pad 14a is electrically connected to a wiring, a via, etc. (not shown) disposed in the support substrate 10, and further, an electrical connection with the input / output terminal 50 or the like is secured through the wiring or the like.

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 semiconductor element 20a is mounted on the conductor pad 14a via the solder layer 11.
Accordingly, the drain electrode on the lower surface side of the semiconductor element 20a and the conductor pad 14a are electrically connected via the solder layer 11.

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 conductor pad 14a is arranged in the support substrate 10 so that the area of the main surface thereof is as large as possible.
A plurality of wirings 12 are selectively arranged on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10 on which the semiconductor element 20a is not mounted. A wiring support base 30 processed into a predetermined shape is disposed on the wiring 12.

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 semiconductor device 3 b, the conductive pattern 40 is disposed on the wiring support base 30.
In the semiconductor element 20a, due to the arrangement of the conductive pattern 40, the electrode pad 20ap disposed on the upper surface of the semiconductor element 20a and the wiring 12 are electrically connected via the conductive pattern 40. ing.

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 semiconductor element 21, it mounts on the wiring support base material 30 in which the electroconductive pattern 40 is not arrange | positioned through the adhesive member (not shown). The electrode pad 21 p disposed on the main surface of the semiconductor element 21 and the conductive pattern 40 positioned around the semiconductor element 21 are electrically connected via the bonding wire 22. With such a configuration, the electrode pad 21 p disposed on the main surface of the semiconductor element 21 and the wiring 12 are electrically connected via the conductive pattern 40.

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 semiconductor device 3b is configured such that the upper surface of the electrode pad 20ap and the upper surface of the wiring 12 have substantially the same height by adjusting the depth of the cavity 10a.

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 electrode pads 21p disposed on the main surface of the semiconductor element 21 and the conductive pattern 40 positioned around the semiconductor element 21 are electrically connected via the bonding wires 22. Thereby, even if the semiconductor element 21 is different in size, it can be easily incorporated into the semiconductor device 3b.

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 bonding wire 22 composed of a gold wire is used, high-speed bonding is possible.
Further, in each of the semiconductor devices 3a and 3b according to the third embodiment, the configurations of FIGS. 5 to 8 described in the first embodiment may be diverted.

<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 resin 60 and the input / output terminal 50 are not particularly shown, and an enlarged view of the characteristic form of the semiconductor device 4 is shown.

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 support substrate 10 is used as a base, and the heat radiating plate 10 h is fixed below the support substrate 10.
Further, at least one cavity 10 a is formed at a predetermined position of the support substrate 10. A conductor pad 14a is disposed on the bottom of the cavity 10a as a base.

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 wirings 12 are selectively arranged on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10 on which the semiconductor element 20a is not mounted. On the wiring 12, a wiring support base 31 having a conductive metal film 42 patterned on the upper surface side is disposed.

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 wiring support base 31 is provided at a predetermined position of the wiring support base 31. An electrode pad 42p is provided on the lower surface of the wiring support base 31 corresponding to the position of the via 42v.

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 conductive metal film 42 patterned on the upper surface side of the wiring support base 31 is electrically connected to the electrode pad 42p disposed on the lower surface side via the via 42v.
Then, each electrode pad 42p is joined to the electrode pads 20ap, 21p disposed on the upper surfaces of the semiconductor elements 20a, 21 so that the electrode pads 20ap, 21p and the wiring 12 are interposed via the conductive metal film 42. Are electrically connected. Alternatively, although not shown in the drawing, the electrode of the semiconductor element 20 a and the electrode of the semiconductor element 21 are electrically connected via the conductive metal film 42.

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 solder layer 13 is applied as an adhesive member for ensuring the electrical connection.
Subsequently, the configuration of the conductive metal film 42 selectively disposed on the wiring support base 31 will be described in detail.

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 wiring support base 30 and the conductive metal film 42 when the semiconductor device 4 shown in FIG. 15 is viewed from above. Therefore, in FIG. 16, the upper surface side of the wiring support base material 31 is shown.

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 conductive metal film 42 is selectively disposed and supported on the main surface (upper surface side) of the wiring support base 31 processed into a predetermined shape via, for example, an adhesive member (not shown). Has been. Here, the conductive metal film 42 is made of any metal of copper, silver, gold, aluminum, or an alloy containing at least one of them. In particular, it is desirable to use a metal material that improves the wettability of the solder material.

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 conductive metal film 42 has a line width of 5 mm or less. Further, the thickness of the conductive metal film 42 mos conducted to the electrode of the power semiconductor element such as the semiconductor elements 20 a and 20 b is set to 25 to 500 μm. In addition, the conductive metal film 42ic that is electrically connected to the electrode of the control IC chip such as the semiconductor element 21 has a thickness of 3 to 500 μm.

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 conductive metal film 42 as shown in the figure is performed by laminating and bonding the integrated metal film made of the above metal material onto the wiring support base material 31 and further bonding the metal. The film is formed by etching.

或いは、配線支持基材31上に上記金属材で構成された導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 wiring support substrate 31 is selectively positioned by screen printing, it may be formed by drying and hardening the conductive paste.

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 wiring support base 31 by facing the mask and by sputtering or vapor deposition.
Or after forming the plating layer comprised with the said metal material on the wiring support base material 31, you may form by performing selective etching.

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 wiring support base 31 may be modified by a chemical or optical method and formed by a selective chemical plating method.
And the electrode pad and wiring which are to-be-joined bodies are located under the via | veer 42v of each electroconductive metal film 42 (back direction of a figure).

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 wiring support base 31 provided with the conductive metal film 42 is placed on the electrode pads 20ap, 21p or the wiring 12, the semiconductor element 20a is subjected to a single reflow process. , 20b, 21 and the wiring 12 corresponding to each element, or the electrodes between the elements provided in the respective semiconductor elements 20a, 20b, 21 are connected to each other through the conductive metal film 42. , And can be electrically connected together (described later).

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 resin 60 and the input / output terminal 50 are not particularly shown, and an enlarged view of the characteristic form of the semiconductor device 5a is shown.

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 semiconductor device 5a according to the fifth embodiment, the support substrate 10 is used as a base, and the heat radiating plate 10h is fixed below the support substrate 10.
A plurality of wirings 12 are selectively disposed on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10.

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 semiconductor device 5a, the semiconductor element 20a is mounted on the wiring 12 arranged on the left side of the support substrate 10 shown in this figure via the solder layer 11. Accordingly, the drain electrode on the lower surface side of the semiconductor element 20 a and the wiring 12 are electrically connected via the solder layer 11.

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 semiconductor element 21 is mounted on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10 where the wiring 12 is not disposed via an adhesive member (not shown). Further, in the semiconductor element 21, the electrode pad 21 p and the wiring 12 are electrically connected by a bonding wire 22.

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 electrode pad 12p made of copper is fixed on the wiring 12 arranged in the center of the support substrate 10 shown in this figure.
And the wiring support base material 30 processed into the predetermined shape is arrange | positioned above the wiring 12 which mounts the semiconductor element 20a.

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 semiconductor device 5 a, the conductive pattern 40 is disposed on the wiring support base 30.
Here, the conductive pattern 40 is disposed in parallel with the main surface of the support substrate 10, and one end thereof is bonded to the electrode pad 20 ap disposed on the upper surface of the semiconductor element 20 a via the solder layer 13. .

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 wiring support base 30. Such a via 30v is formed by plating, for example, and is electrically connected to the conductive pattern 40. Moreover, the material is comprised with the main component of copper.

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 conductive pattern 40 is joined to the electrode pad 12p on the wiring 12 arranged in the center of the support substrate 10 through the via 30v.
Here, the parallel state of the conductive pattern 40 and the main surface of the support substrate 10 is maintained by adjusting the thickness of the wiring support base 30.

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 wiring support base 30 to a predetermined thickness, the step between the electrode pad 20ap disposed on the upper surface of the semiconductor element 20a and the electrode pad 12p on the wiring 12 is corrected, and the conductive pattern 40 Are arranged horizontally.

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 semiconductor element 20a, due to the arrangement of the conductive pattern 40, the electrode pad 20ap and the wiring 12 disposed on the upper surface of the semiconductor element 20a are electrically connected via the conductive pattern 40. It is connected.

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 solder layer 13 is applied as an adhesive member that ensures the electrical connection.
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 semiconductor device 5a according to the present embodiment is modified will be described.
<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 resin 60 and the input / output terminal 50 are not particularly shown, and an enlarged view of the characteristic form of the semiconductor device 5b is shown.

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 semiconductor device 5b according to the modified example, the support substrate 10 is used as a base, and the heat radiating plate 10h is fixed below the support substrate 10.
A plurality of wirings 12 are selectively disposed on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10.

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 semiconductor device 5b, the semiconductor element 20a is mounted on the wiring 12 arranged on the left side of the support substrate 10 shown in FIG. Accordingly, the drain electrode on the lower surface side of the semiconductor element 20 a and the wiring 12 are electrically connected via the solder layer 11.

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 semiconductor element 21 is mounted on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10 where the wiring 12 is not disposed via an adhesive member (not shown). Further, in the semiconductor element 21, the electrode pad 21 p and the wiring 12 are electrically connected by a bonding wire 22.

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 electrode pad 12p made of copper is fixed on the wiring 12 arranged in the center of the support substrate 10 shown in this figure.
And the wiring support base material 30 processed into the predetermined shape is arrange | positioned above the wiring 12 which mounts the semiconductor element 20a.

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 semiconductor device 5 b, the conductive pattern 40 is disposed on the wiring support base 30.
Here, the conductive pattern 40 is disposed in parallel with the main surface of the support substrate 10, and one end thereof is bonded to the electrode pad 20 ap disposed on the upper surface of the semiconductor element 20 a via the solder layer 13. .

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 conductive pattern 40, for example, a columnar electrode 40s made of copper is formed so as to face the main surface side of the support substrate 10 from the one end. Such a columnar electrode 40s is formed by plating, for example. The other end is joined to the electrode pad 12p on the wiring 12 disposed in the center of the support substrate 10 via the columnar electrode 40s.

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 conductive pattern 40 and the main surface of the support substrate 10 is maintained by adjusting the height of the columnar electrode 40s.
That is, by setting the columnar electrode 40s to a predetermined height, the step between the electrode pad 20ap disposed on the upper surface of the semiconductor element 20a and the electrode pad 12p on the wiring 12 is corrected, and the conductive pattern 40 is formed. It is arranged horizontally.

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 semiconductor element 20a, due to the arrangement of the conductive pattern 40, the electrode pad 20ap and the wiring 12 disposed on the upper surface of the semiconductor element 20a are electrically connected via the conductive pattern 40. It is connected.

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 solder layer 13 is applied as an adhesive member that ensures the electrical connection.
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。
<Modification 2 of Fifth Embodiment>
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 resin 60 and the input / output terminal 50 are not particularly shown, and an enlarged view of the characteristic form of the semiconductor device 5c is shown.

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 semiconductor device 5c according to the modification, the support substrate 10 is used as a base, and the heat radiating plate 10h is fixed below the support substrate 10.
A plurality of wirings 12 are selectively disposed on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10.

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 semiconductor device 5c, the semiconductor element 20a is mounted on the wiring 12 arranged on the left side of the support substrate 10 shown in this figure via the solder layer 11.
Further, the semiconductor element 21 is mounted on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10 where the wiring 12 is not disposed via an adhesive member (not shown). Further, in the semiconductor element 21, the electrode pad 21 p and the wiring 12 are electrically connected by a bonding wire 22.

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 support base material 30 processed into the predetermined shape is arrange | positioned above the wiring 12 which mounts the semiconductor element 20a.
Furthermore, in the semiconductor device 5 c, the conductive pattern 40 is disposed on the wiring support base 30.

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 conductive pattern 40 is disposed in parallel with the main surface of the support substrate 10, and one end thereof is bonded to the electrode pad 20 ap disposed on the upper surface of the semiconductor element 20 a via the solder layer 13. .

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 conductive pattern 40, for example, a columnar electrode 40s made of copper is formed so as to face the main surface side of the support substrate 10 from the other end. . Such a columnar electrode 40s is formed by plating, for example. The other end is joined to the wiring 12 arranged at the center of the support substrate 10 via the columnar electrode 40s.

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 columnar electrode 40s is adjusted to a predetermined height, for example, about the thickness of the semiconductor element 20a. Thereby, the step between the electrode pad 20ap disposed on the upper surface of the semiconductor element 20a and the wiring 12 is corrected, and the conductive pattern 40 can be disposed horizontally.

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 semiconductor element 20a, due to the arrangement of the conductive pattern 40, the electrode pad 20ap disposed on the upper surface of the semiconductor element 20a and the wiring 12 are electrically connected via the conductive pattern 40. Has been.

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 solder layer 13 is applied as an adhesive member that ensures the electrical connection.
<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 resin 60 and the input / output terminal 50 are not particularly shown, and an enlarged view of the characteristic form of the semiconductor device 5d is shown.

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 semiconductor device 5d according to the modification, the support substrate 10 is used as a base, and the heat radiating plate 10h is fixed below the support substrate 10.
A plurality of wirings 12 are selectively disposed on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10.

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 semiconductor device 5d, the semiconductor element 20a is mounted on the wiring 12 arranged on the left side of the support substrate 10 shown in this figure via the solder layer 11.
Further, the semiconductor element 21 is mounted on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10 where the wiring 12 is not disposed via an adhesive member (not shown). Further, in the semiconductor element 21, the electrode pad 21 p and the wiring 12 are electrically connected by a bonding wire 22.

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 wiring support base 31 processed into a predetermined shape is disposed above the wiring 12 on which the semiconductor element 20a is mounted. Further, a conductive metal film 41 is patterned on the lower surface of the wiring support base 31.

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 conductive metal film 41 is disposed parallel to the main surface of the support substrate 10, and one end thereof is bonded to the electrode pad 20 ap disposed on the upper surface of the semiconductor element 20 a via the solder layer 13. Yes.

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 conductive metal film 41, for example, a columnar electrode 40s made of copper is formed so as to face the main surface side of the support substrate 10 from the other end. . Such a columnar electrode 40s is formed by plating, for example. The other end is joined to the wiring 12 arranged at the center of the support substrate 10 via the columnar electrode 40s.

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 columnar electrode 40s is adjusted to a predetermined height, for example, about the thickness of the semiconductor element 20a. Thereby, the step between the electrode pad 20ap disposed on the upper surface of the semiconductor element 20a and the wiring 12 is corrected, and the conductive metal film 41 can be disposed horizontally.

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 semiconductor element 20a, the electrode pad 20ap and the wiring 12 disposed on the upper surface of the semiconductor element 20a are electrically connected via the conductive metal film 41 due to the arrangement of the conductive metal film 41. It is connected.

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 solder layer 13 is applied as an adhesive member that ensures the electrical connection.
<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 resin 60 and the input / output terminal 50 are not particularly shown, and an enlarged view of the characteristic form of the semiconductor device 5e is shown.

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 semiconductor device 5e according to the modified example, the support substrate 10 is used as a base, and the heat radiating plate 10h is fixed below the support substrate 10.
A plurality of wirings 12 are selectively disposed on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10.

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 semiconductor device 5e, the semiconductor element 20a is mounted on the wiring 12 arranged on the left side of the support substrate 10 shown in this figure via the solder layer 11.
Further, the semiconductor element 21 is mounted on the main surface (upper surface side) of the support substrate 10 where the wiring 12 is not disposed via an adhesive member (not shown). Further, in the semiconductor element 21, the electrode pad 21 p and the wiring 12 are electrically connected by a bonding wire 22.

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 wiring support base 31 processed into a predetermined shape is disposed above the wiring 12 on which the semiconductor element 20a is mounted. Further, a conductive metal film 42 is patterned on the upper surface of the wiring support base 31.

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 conductive metal film 42 is disposed in parallel with the main surface of the support substrate 10. A via 42v penetrating the wiring support base 31 is formed at one end thereof. The via 42v is electrically connected to the conductive metal film 42. Further, the via 42 v is electrically connected to the electrode pad 42 p disposed on the lower surface of the support substrate 10. The electrode pad 42p is bonded to the electrode pad 20ap disposed on the upper surface of the semiconductor element 20a via the solder layer 13.

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 conductive metal film 42, a via 42v penetrating the wiring support base 31 is formed. The via 42v is electrically connected to the conductive metal film 42. Further, the via 42 v is electrically connected to the electrode pad 42 p disposed on the lower surface of the support substrate 10. And from the said electrode pad 42p, the columnar electrode 40s comprised with copper is formed so that the main surface side of the support substrate 10 may be opposed. Such a columnar electrode 40s is formed by plating, for example. The other end is joined to the wiring 12 arranged at the center of the support substrate 10 via the columnar electrode 40s.

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 columnar electrode 40s is adjusted to a predetermined height, for example, about the thickness of the semiconductor element 20a. Thereby, the step between the electrode pad 20ap disposed on the upper surface of the semiconductor element 20a and the wiring 12 is corrected, and the conductive metal film 42 can be disposed horizontally.

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 semiconductor element 20a, the electrode pad 20ap and the wiring 12 disposed on the upper surface of the semiconductor element 20a are electrically connected via the conductive metal film 41 due to the arrangement of the conductive metal film 41. It is connected.

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 solder layer 13 is applied as an adhesive member that ensures the electrical connection.
In the semiconductor devices 5a to 5e according to the fifth embodiment, the configurations shown in FIGS. 5, 6, and 8 described in the first embodiment may be diverted.

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 semiconductor devices 1a to 1d, 2, 3a, 3b, 4, 5a to 5e will be described with reference to FIGS. Here, as a description of the manufacturing method, the manufacturing method of the semiconductor device 1a will be described as a representative. However, the manufacturing method described here is not limited to the manufacturing method of the semiconductor device 1a, but can be diverted to the manufacture of other semiconductor devices 1b to 1d, 2, 3a, 3b, 4, 5a to 5e.

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 support substrate 10 described above is prepared. At this stage, the wiring 12 has already been selectively disposed on the main surface of the support substrate 10. In addition, at least one cavity 10a is formed on the main surface of the support substrate 10 on which the wiring 12 is not disposed, if necessary.

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 support substrate 10 prepared at this stage is in a state where the ends of the support substrate 10 on the side where the electrode terminals 12a are not disposed are continuous with each other, thus forming a two-stage structure. Furthermore, the said continuous support substrate 10 exists in the state continued in the horizontal direction in parallel.

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 support substrate 10 is arranged in N rows and is continuous in the lateral direction. However, the number of continuous support substrates 10 may be adjusted according to the mold capacity of a transfer mold apparatus described later.

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 cavity 10a by a dispensing method (not shown). Alternatively, a sheet-like solder material may be disposed in the cavity 10a instead of the paste-like solder material.

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 semiconductor elements 20a, 20b, and 21 are placed on the solder material. Further, a paste-like solder material is disposed by a dispensing method (not shown) on the joint portion of the wiring 12 and the electrode pads 20ap, 20bp, 21p of the semiconductor elements 20a, 20b, 21.

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 cavity 10a, and the semiconductor elements 20a, 20b, and 21 may be bonded to the support substrate 10 by performing a reflow process immediately after placing the semiconductor elements 20a, 20b, and 21. In this embodiment, the reflow process at this stage is not performed.

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 semiconductor elements 20a, 20b, 21 on the solder material, the solder material is arranged on the electrode pads 20ap, 20bp, 21p of the semiconductor elements 20a, 20b, 21 in advance. May be.

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 support base material 30 in which a plurality of conductive patterns 40 are selectively disposed is placed on the wiring 12 and the semiconductor elements 20a, 20b, and 21 via the solder material. Here, the wiring support base material 30 is placed in the direction in which the conductive pattern 40 is exposed on the wiring support base material 30. Further, the wiring support base material 30 at this stage is in a continuous state so as to correspond to the support substrate 10 continuous in the lateral direction. At this stage, the end of the conductive pattern 40 comes into contact with the wiring 12 and the electrodes of the semiconductor elements 20a, 20b, and 21 via the solder material.

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 support base material 30, you may mount the wiring support base material 30 separated into pieces instead of a continuous body at this stage.
Further, when the semiconductor device according to the third and fourth embodiments is manufactured, the semiconductor element is already formed on the wiring support base materials 30 and 31 before the wiring support base materials 30 and 31 are placed. 21 is mounted on the conductive patterns 40 and 42 (described above). Therefore, when manufacturing the semiconductor device according to the third and fourth embodiments, it is not necessary to place the semiconductor element 21 on the support substrate 10 at the stage shown in FIG.

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, vias 30v and 42v and electrode pads 42p are already formed in the wiring support base 30 before the wiring support base 30 is placed. Is formed. In the case where the semiconductor device according to the fifth embodiment is manufactured, the columnar electrodes 40 s are formed on the conductive pattern 40 before the wiring support base 30 is placed.

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 semiconductor elements 20 a and 20 b and the semiconductor element 21 or any one of the semiconductor elements 20 a, 20 b and 21 and the wiring 12 are electrically connected through the conductive pattern 40.

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 semiconductor elements 20a, 20b and the semiconductor element 21 or the semiconductor elements 20a, 20b, 21 is collectively performed by a reflow process. The heel wiring 12 is electrically connected through the conductive pattern 40.

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 / output terminal 50 is electrically connected to the electrode terminal 12 a disposed at the end of the main surface of the support substrate 10. That is, after the clip portion 50a of the input / output terminal 50 is fitted to the end portion, the input / output terminal 50 is electrically connected to the electrode terminal 12a by reflow processing.

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 / output terminals 50 are electrically connected, the wiring 12, the semiconductor elements 20a, 20b and 21, the wiring support base 30 and the conductive pattern 40 arranged on the support substrate 10 using a transfer mold apparatus. Are sealed with a resin 60.

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 resin 60, the support substrate 10, the wiring support base material 30, and the resin 60 are cut | disconnected along the dicing line DL, and are separated into pieces. As a result, an individualized multichip module (semiconductor device 1a) is formed as shown in FIG.

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 support base materials 30 and 31 in which the conductive pattern 40 or the conductive metal films 41 and 42 are selectively arranged are incorporated in the semiconductor device. . Thereby, the semiconductor device can be reduced in thickness and size.

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.

第1の実施の形態に係る半導体装置の要部図である。1 is a main part view of a semiconductor device according to a first embodiment; 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。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 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(その1)。It is a principal part figure of the electroconductive pattern selectively arrange | positioned on a wiring support base material (the 1). 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(その2)。It is a principal part figure of the electroconductive pattern selectively arrange | positioned on the wiring support base material (the 2). 入出力端子の構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of an input-output terminal. 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。It is a principal part figure for demonstrating the semiconductor device which has arrange | positioned the insulating film. 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。It is a principal part figure for demonstrating the semiconductor device which has a ground layer. 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。It is a principal part figure for demonstrating the semiconductor device using the insulating film covering metal wiring board. 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。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. 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(その3)。It is a principal part figure of the electroconductive metal film selectively arrange | positioned on a wiring support base material (the 3). 第3の実施の形態に係る半導体装置の要部図である。It is a principal part figure of the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment. 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。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment. 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。It is a principal part figure of the semiconductor device which concerns on the modification of 3rd Embodiment. 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。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of the semiconductor device which concerns on the modification of 3rd Embodiment. 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。It is a principal part cross-sectional view of the semiconductor device which concerns on 4th Embodiment. 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(その4)。It is a principal part figure of the electroconductive metal film selectively arrange | positioned on a wiring support base material (the 4). 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。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of the semiconductor device which concerns on 5th Embodiment. 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(その1)。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of the semiconductor device which concerns on the modification of 5th Embodiment (the 1). 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(その2)。FIG. 22 is a schematic cross-sectional view of a relevant part of a semiconductor device according to a modification of the fifth embodiment (No. 2). 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(その3)。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a relevant part of a semiconductor device according to a modification of the fifth embodiment (No. 3). 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(その4)。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a relevant part of a semiconductor device according to a modification of the fifth embodiment (No. 4). 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(その1)。FIG. 6 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device (part 1); 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(その2)。FIG. 7 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device (part 2); 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(その3)。FIG. 9 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device (part 3); 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(その4)。FIG. 10 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device (part 4); 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(その5)。FIG. 10 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device (part 5);

符号の説明Explanation of symbols

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, 5e Semiconductor device 10 Support substrate 10a Cavity 10h Heat sink 11, 13, 51 Solder layer 12 Wiring 12a Electrode terminal 12g, 40g Plating layer 12p, 20ap, 20bp, 21p, 42p Electrode pad 14a, 14b Conductor pad 15a, 15b, 15c Ground layer 20a, 20b, 21 Semiconductor element 22 Bonding wire 30, 31 Wiring support base material 30a Through hole 30v, 42v Via 40 Conductive pattern 40a Extension part 40s Columnar electrode 41, 41mos, 41ic, 42, 42mos, 42ic Conductive metal film 50 Input / output terminal 50a Clip part 60 Resin 61 Insulating film 70 Core substrate 71 Resin layer 72 Insulating film 73 Insulating film coating Metal wiring board DL dicing Inn

Claims (39)

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。
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 .
前記支持基板内に、複数の導体パッドが選択的に配置され、前記導体パッド上に、前記第1の半導体素子または前記第2の半導体素子が実装されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。  The plurality of conductor pads are selectively disposed in the support substrate, and the first semiconductor element or the second semiconductor element is mounted on the conductor pads. Semiconductor device. 前記導体パッドの主面が前記支持基板に形成させた前記キャビティの底面であることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。  3. The semiconductor device according to claim 2, wherein a main surface of the conductor pad is a bottom surface of the cavity formed on the support substrate. 隣接する前記導体パッド間の距離が0.2〜3mmであることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 2, wherein a distance between adjacent conductor pads is 0.2 to 3 mm. 前記支持基板内に、複数のグランド層が選択的に配置されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of ground layers are selectively disposed in the support substrate. 前記キャビティ内に搭載した、前記第1の半導体素子または前記第2の半導体素子の主面に配置された電極パッドと、前記第1の配線の高さが同じ高さになるように、前記キャビティの深さが調節されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。  The cavity mounted so that the height of the first wiring and the electrode pad disposed in the main surface of the first semiconductor element or the second semiconductor element mounted in the cavity is the same height. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the depth of the semiconductor device is adjusted. 隣接する前記第1の配線間に位置する前記支持基板の主面上並びに隣接する前記第1の配線の主面上の一部に、絶縁被膜が形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。  2. An insulating film is formed on a main surface of the support substrate located between the adjacent first wirings and on a part of the main surface of the adjacent first wirings. The semiconductor device described. 前記配線支持基材の材質がポリイミド樹脂(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であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。  The wiring support base material is a resin containing at least one of polyimide resin (PI), liquid crystal polymer resin (LCP), epoxy resin (EP), polyethylene terephthalate resin (PET), and polyphenylene ether resin (PPE). The semiconductor device according to claim 1. 前記第2の配線が前記配線支持基材の主面に形成させた導電性パターンであり、前記導電性パターンを通じて、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、電気的に接続されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。  The second wiring is a conductive pattern formed on a main surface of the wiring support base, and the first semiconductor element and the second semiconductor element, or the first semiconductor element are formed through the conductive pattern. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor element or the second semiconductor element and the first wiring are electrically connected. 前記導電性パターンの端が前記配線支持基材の主面から延出していることを特徴とする請求項9記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 9, wherein an end of the conductive pattern extends from a main surface of the wiring support base. 前記配線支持基材の主面から延出した前記導電性パターンの表面に、ニッケル(Ni)並びに金(Au)、またはニッケル(Ni)並びに錫(Sn)で構成される鍍金層が形成されていることを特徴とする請求項10記載の半導体装置。  A plating layer made of nickel (Ni) and gold (Au) or nickel (Ni) and tin (Sn) is formed on the surface of the conductive pattern extending from the main surface of the wiring support base. The semiconductor device according to claim 10. 前記導電性パターン上に前記第2の半導体素子が搭載され、前記第2の半導体素子の電極が前記導電性パターンに接合していることを特徴とする請求項9記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 9, wherein the second semiconductor element is mounted on the conductive pattern, and an electrode of the second semiconductor element is bonded to the conductive pattern. 前記配線支持基材上に前記第2の半導体素子が搭載され、ボンディングワイヤにより、前記第2の半導体素子の電極と、前記導電性パターンとが電気的に接続されていることを特徴とする請求項9記載の半導体装置。  The second semiconductor element is mounted on the wiring support base, and the electrode of the second semiconductor element and the conductive pattern are electrically connected by a bonding wire. Item 10. A semiconductor device according to Item 9. 前記導電性パターンの一つの端が前記第1の配線上に実装された前記第1の半導体素子の電極と導通し、前記導電性パターンのもう一つの端が前記配線支持基材内を貫通するビアを通じて、別の前記第1の配線上に形成された電極パッドと導通していることを特徴とする請求項9記載の半導体装置。  One end of the conductive pattern is electrically connected to the electrode of the first semiconductor element mounted on the first wiring, and the other end of the conductive pattern penetrates the wiring support base. The semiconductor device according to claim 9, wherein the semiconductor device is electrically connected to an electrode pad formed on another first wiring through a via. 前記配線支持基材の厚みを調節することにより、前記導電性パターンと、前記支持基板の主面とが平行状態にあることを特徴とする請求項14記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 14, wherein the conductive pattern and the main surface of the support substrate are in a parallel state by adjusting the thickness of the wiring support base. 前記導電性パターンの一つの端が前記第1の配線上に実装された前記第1の半導体素子の電極と導通し、前記導電性パターンのもう一つの端が前記もう一つの端に形成された柱状電極を通じて、別の前記第1の配線上に形成された電極パッドと導通していることを特徴とする請求項9記載の半導体装置。  One end of the conductive pattern is electrically connected to the electrode of the first semiconductor element mounted on the first wiring, and the other end of the conductive pattern is formed at the other end. The semiconductor device according to claim 9, wherein the semiconductor device is electrically connected to an electrode pad formed on another first wiring through a columnar electrode. 前記導電性パターンの一つの端が前記第1の配線上に実装された前記第1の半導体素子の電極と導通し、前記導電性パターンのもう一つの端が前記もう一つの端に形成された柱状電極を通じて、別の前記第1の配線と導通していることを特徴とする請求項9記載の半導体装置。  One end of the conductive pattern is electrically connected to the electrode of the first semiconductor element mounted on the first wiring, and the other end of the conductive pattern is formed at the other end. The semiconductor device according to claim 9, wherein the semiconductor device is electrically connected to another first wiring through a columnar electrode. 前記柱状電極の高さを調節することにより、前記導電性パターンと、前記支持基板の主面とが平行状態にあることを特徴とする請求項16または17記載の半導体装置。  18. The semiconductor device according to claim 16, wherein the conductive pattern and a main surface of the support substrate are in a parallel state by adjusting a height of the columnar electrode. 前記第2の配線が前記配線支持基材の主面に選択的に配置された金属膜であり、前記金属膜を通じて、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、電気的に接続されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。  The second wiring is a metal film that is selectively disposed on a main surface of the wiring support base, and the first semiconductor element and the second semiconductor element or the first semiconductor element through the metal film. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor element or the second semiconductor element and the first wiring are electrically connected. 前記第2の配線が前記配線支持基材の上面に選択的に配置された金属膜であり、前記金属膜が前記配線支持基材内を貫通するビアを通じて、前記配線支持基材の下面に選択的に配置された電極パッドと導通し、前記金属膜、前記ビア並びに前記電極パッドを通じて、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、電気的に接続されていることを特徴とする請求項19記載の半導体装置。  The second wiring is a metal film selectively disposed on the upper surface of the wiring support base, and the metal film is selected on the lower surface of the wiring support base through a via penetrating the wiring support base. The first semiconductor element and the second semiconductor element, or the first semiconductor element or the second semiconductor element are electrically connected to the electrode pad disposed in a row and through the metal film, the via, and the electrode pad. 20. The semiconductor device according to claim 19, wherein a semiconductor element and the first wiring are electrically connected. 前記金属膜の一つの端が前記第1の配線上に実装された前記第1の半導体素子の電極と導通し、前記金属膜のもう一つの端が前記もう一つの端に形成された柱状電極を通じて、別の前記第1の配線と導通していることを特徴とする請求項19記載の半導体装置。  One end of the metal film is electrically connected to the electrode of the first semiconductor element mounted on the first wiring, and the other end of the metal film is a columnar electrode formed on the other end. The semiconductor device according to claim 19, wherein the semiconductor device is electrically connected to another first wiring. 前記金属膜が前記配線支持基材の上面に選択的に配置され、前記金属膜の一つの端がビア並びに前記電極パッドを通じて、前記第1の配線上に実装された前記第1の半導体素子の電極と導通し、前記金属膜のもう一つの端が前記もう一つの端に形成された前記ビア、前記電極パッド並びに柱状電極を通じて、別の前記第1の配線と導通していることを特徴とする請求項19記載の半導体装置。  The metal film is selectively disposed on the upper surface of the wiring support base, and one end of the metal film is mounted on the first wiring through the via and the electrode pad. It is electrically connected to an electrode, and the other end of the metal film is electrically connected to another first wiring through the via, the electrode pad and the columnar electrode formed at the other end. The semiconductor device according to claim 19. 前記柱状電極の高さを調節することにより、前記金属膜と、前記支持基板の主面とが平行状態にあることを特徴とする請求項21または22記載の半導体装置。  23. The semiconductor device according to claim 21, wherein the metal film and a main surface of the support substrate are in a parallel state by adjusting a height of the columnar electrode. 前記金属膜の材質が銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al)の少なくとも一つを含む金属である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。  The material of the metal film is a metal containing at least one of copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), and aluminum (Al). The semiconductor device described. 前記金属膜が、  The metal film is
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.
前記第1の半導体素子の電極に接合された前記金属膜の厚みが25〜500μmである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 a thickness of the metal film bonded to the electrode of the first semiconductor element is 25 to 500 [mu] m. 前記第2の半導体素子の電極に接合された前記金属膜の厚みが3〜500μmである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 a thickness of the metal film bonded to the electrode of the second semiconductor element is 3 to 500 [mu] m. 前記支持基板の前記主面の端部に、前記第1の配線に導通する複数の電極端子が延出され、夫々の前記電極端子に、入出力端子が電気的に接続されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。  A plurality of electrode terminals that are electrically connected to the first wiring are extended to end portions of the main surface of the support substrate, and input / output terminals are electrically connected to the respective electrode terminals. The semiconductor device according to claim 1. 前記入出力端子の端にクリップ部が設けられ、前記端部が前記クリップ部により挟装されていることを特徴とする請求項28記載の半導体装置。  29. The semiconductor device according to claim 28, wherein a clip portion is provided at an end of the input / output terminal, and the end portion is sandwiched by the clip portion. 前記電極端子並びに前記電極端子が配置された前記端部の反対側の主面に配置された金属配線と、前記クリップ部とが半田接合されていることを特徴とする請求項29記載の半導体装置。  30. The semiconductor device according to claim 29, wherein the clip terminal and the metal wiring disposed on the main surface opposite to the end where the electrode terminal and the electrode terminal are disposed are solder-bonded. . 前記電極端子並びに前記金属配線の表面に、ニッケル(Ni)並びに金(Au)、またはニッケル(Ni)並びに錫(Sn)で構成される鍍金層が形成されていることを特徴とする請求項30記載の半導体装置。  31. A plating layer made of nickel (Ni) and gold (Au) or nickel (Ni) and tin (Sn) is formed on the surface of the electrode terminal and the metal wiring. The semiconductor device described. 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、  Preparing 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;
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:
電気的な接続を完了させた後、前記支持基板の前記主面の端部に複数個延出され、前記第1の配線に導通する電極端子に、入出力端子を電気的に接続することを特徴とする請求項32記載の半導体装置の製造方法。  After completing the electrical connection, the input / output terminal is electrically connected to the electrode terminal extending to the end portion of the main surface of the support substrate and conducting to the first wiring. 33. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 32. 前記入出力端子を電気的に接続させた後、前記支持基板に配置された前記第1の配線、前記第1の半導体素子、前記第2の半導体素子、前記第2の配線並びに前記配線支持基材を、樹脂により封止することを特徴とする請求項33記載の半導体装置の製造方法。  After electrically connecting the input / output terminals, the first wiring, the first semiconductor element, the second semiconductor element, the second wiring, and the wiring support base disposed on the support substrate 34. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 33, wherein the material is sealed with a resin. 前記樹脂により封止した後、前記支持基板、前記配線支持基材並びに前記樹脂の個片化を行い、マルチチップモジュールを形成することを特徴とする請求項34記載の半導体装置の製造方法。  35. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 34, wherein after sealing with the resin, the support substrate, the wiring support base material, and the resin are separated into individual pieces to form a multichip module. 前記樹脂により封止する前に於いては、前記支持基板が連続した状態にあることを特徴とする請求項35記載の半導体装置の製造方法。  36. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 35, wherein the supporting substrate is in a continuous state before sealing with the resin. 前記電極端子が配設されていない側の前記支持基板の端部同士が連続した状態にあり、更に、当該連続した前記支持基板が並列状に連続していることを特徴とする請求項36記載の半導体装置の製造方法。  The end portions of the support substrate on the side where the electrode terminals are not disposed are in a continuous state, and the continuous support substrates are further continued in parallel. Semiconductor device manufacturing method. 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、  Preparing 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;
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:
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、  Preparing 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;
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;
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:
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