JP2009224546A - Semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置及び半導体装置の製造方法に関し、特に複数の半導体素子を搭載したマルチチップモジュール型の半導体装置、及びそのような半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device, and more particularly to a multichip module type semiconductor device in which a plurality of semiconductor elements are mounted, and a method for manufacturing such a semiconductor device.
薄型テレビや携帯電話の小型・軽量化を実現させている要素技術の一つとして、マルチチップモジュールがある。
マルチチップモジュールは、複数の半導体素子を1つのパッケージ内に封入し、夫々の半導体素子間を配線により接続した構成をなし、システム性能の向上を図ることを特徴としている。
Multi-chip modules are one of the elemental technologies that make small TVs and mobile phones smaller and lighter.
The multi-chip module is characterized in that a plurality of semiconductor elements are enclosed in one package and each semiconductor element is connected by wiring to improve system performance.
中でも、パワー半導体素子や、制御用ICを、同じ支持基板上に2次元的に配置し、これらの素子間をボンディングワイヤで配線したマルチチップパワーデバイスが注目されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、上記の先行例で開示されたデバイスに於いては、複数の素子間や素子と配線間を多数のボンディングワイヤにて配線している。
このようなボンディングワイヤ形成には、多大な時間を要し、当該デバイスの生産性が向上しないという問題点があった。
However, in the device disclosed in the preceding example, a plurality of bonding wires are used between a plurality of elements or between elements and wirings.
Such bonding wire formation requires a lot of time, and there is a problem that the productivity of the device is not improved.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、生産性の高い半導体装置(マルチチップパワーデバイス)及び当該半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a highly productive semiconductor device (multichip power device) and a method for manufacturing the semiconductor device.
上記課題を解決するために、本発明の一態様では、支持基板と、前記支持基板の主面に選択的に配置された複数の第1の配線と、前記第1の配線から前記支持基板の端まで延出された端子と、前記支持基板上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、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 order to solve the above problems, according to one embodiment of the present invention, a support substrate, a plurality of first wirings selectively disposed on a main surface of the support substrate, and the first wiring to the support substrate. A terminal extending to an end; at least one first semiconductor element mounted on the support substrate; at least one second semiconductor element controlling the first semiconductor element; and a plurality of second semiconductor elements A wiring support substrate on which the wirings are selectively arranged, and the first semiconductor element and the second semiconductor element, or the first semiconductor element or the second semiconductor element and the first A semiconductor device is provided in which one wiring is electrically connected through at least one second wiring.
また、本発明の一態様では、支持基板と、前記支持基板の主面に選択的に配置された複数の第1の配線と、前記第1の配線から前記支持基板の端まで延出された端子と、前記支持基板上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、複数の第2の配線を選択的に配置した配線支持基材と、前記配線支持基材を貫通し、前記第2の配線に導通する半田層と、を有し、前記第1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の配線並びに前記半田層を通じ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 embodiment of the present invention, a support substrate, a plurality of first wirings selectively disposed on a main surface of the support substrate, and the first wiring extend to an end of the support substrate. Selectively selecting a terminal, at least one first semiconductor element mounted on the support substrate, at least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element, and a plurality of second wirings; At least one of the first semiconductor element and the first wiring, the wiring support base disposed, and a solder layer that penetrates the wiring support base and is electrically connected to the second wiring. A semiconductor device is provided which is electrically connected through the second wiring and the solder layer.
更に、本発明の一態様では、支持基板と、前記支持基板の主面に選択的に配置された複数の第1の配線と、前記第1の配線から前記支持基板の端まで延出された端子と、前記支持基板上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、複数の第2の配線を選択的に配置した配線支持基材と、前記配線支持基材を貫通し、前記第2の配線に導通する半田層と、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の配線並びに前記半田層を通じ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。 Furthermore, in one embodiment of the present invention, the support substrate, a plurality of first wirings selectively disposed on the main surface of the support substrate, and the first wiring are extended to the end of the support substrate. Selectively selecting a terminal, at least one first semiconductor element mounted on the support substrate, at least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element, and a plurality of second wirings; A wiring support base disposed; and a solder layer that penetrates the wiring support base and is electrically connected to the second wiring. The first semiconductor element and the second semiconductor element, or Provided is a semiconductor device, wherein the first semiconductor element or the second semiconductor element and the first wiring are electrically connected through at least one of the second wiring and the solder layer. Is done.
また、上記の半導体装置を製造するために、本発明の一態様では、連続した支持基板の主面に複数の第1の配線と、前記第1の配線に導通し、前記支持基板ユニットの端まで延出する端子を選択的に配置する工程と、前記支持基板の主面に、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の配線が選択的に配置された配線支持基材を、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、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工程と、前記支持基板、前記配線支持基材並びに前記樹脂を分割する工程と、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 order to manufacture the semiconductor device described above, according to one embodiment of the present invention, a plurality of first wirings are connected to a main surface of a continuous support substrate, and the first wiring is electrically connected to the end of the support substrate unit. A step of selectively disposing terminals extending to the at least one terminal; at least one first semiconductor element on the main surface of the support substrate; and at least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element. A mounting step, 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. A step of placing the selectively arranged wiring support base on the first wiring, the first semiconductor element, and the second semiconductor element via the solder material; and a reflow process. The solder material is melted, and the first semiconductor element and the front Electrically connecting a second semiconductor element or the first semiconductor element or the second semiconductor element and the first wiring through the second wiring; and the first wiring; Sealing the first semiconductor element, the second semiconductor element, the second wiring, and the wiring support base with a resin, and dividing the support substrate, the wiring support base, and the resin; There is provided a method for manufacturing a semiconductor device comprising the steps of:
また、本発明の一態様では、連続した支持基板の主面に複数の第1の配線と、前記第1の配線に導通し、前記支持基板ユニットの端まで延出する端子を選択的に配置する工程と、前記支持基板の主面に、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、複数の第2の配線と、前記第2の配線に導通する複数の半田ボールが選択的に配置された配線支持基材を、前記第1の配線、前記第1の半導体素子の上に、前記半田ボールを介して載置する工程と、リフロー処理により、前記半田ボールを溶融させ、前記第1の半導体素子と前記第1の配線とを、前記第2の配線並びに半田層を通じて電気的に接続する工程と、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、前記半田層並びに前記配線支持基材を、樹脂により封止する工程と、前記支持基板、前記配線支持基材並びに前記樹脂を分割する工程と、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 plurality of first wirings and terminals extending to the end of the support substrate unit are selectively disposed on the main surface of the continuous support substrate and connected to the first wiring. A step of mounting at least one first semiconductor element and at least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element on a main surface of the support substrate; and a plurality of second semiconductor elements A wiring support base on which wiring and a plurality of solder balls electrically connected to the second wiring are selectively disposed are disposed on the first wiring and the first semiconductor element via the solder balls. A step of placing, a step of melting the solder ball by a reflow process, and electrically connecting the first semiconductor element and the first wiring through the second wiring and a solder layer; First wiring, the first semiconductor element, the first A step of sealing the semiconductor element, the second wiring, the solder layer, and the wiring support base material with a resin, and a step of dividing the support substrate, the wiring support base material, and the resin. A method for manufacturing a semiconductor device is provided.
また、本発明の一態様では、連続した支持基板の主面に複数の第1の配線と、前記第1の配線に導通し、前記支持基板ユニットの端まで延出する端子を選択的に配置する工程と、配線支持基材の第1の主面に、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、接着部材を介し搭載する工程と、前記第1の半導体素子並びに前記第2の半導体素子が搭載されている前記第1の主面の反対側の第2の主面に、複数の第2の配線を選択的に配置する工程と、前記第2の配線、前記第2の配線に接合された前記配線支持基材、接合された前記配線支持基材に接合する前記接着部材を貫通するスルーホールを形成する工程と、前記第1の配線が配設されている前記支持基板の主面に前記第1の半導体素子並びに前記第2の半導体素子が対向するように、前記配線支持基材を載置する工程と、前記スルーホール内に、前記半田材を供給する工程と、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、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工程と、前記支持基板、前記配線支持基材並びに前記樹脂を分割する工程と、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 plurality of first wirings and terminals extending to the end of the support substrate unit are selectively disposed on the main surface of the continuous support substrate and connected to the first wiring. And mounting at least one first semiconductor element and at least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element on the first main surface of the wiring support base material via an adhesive member And a step of selectively disposing a plurality of second wirings on a second main surface opposite to the first main surface on which the first semiconductor element and the second semiconductor element are mounted. Forming a through hole that penetrates the second wiring, the wiring support base joined to the second wiring, the adhesive member joined to the joined wiring support base, and The main surface of the support substrate on which the first wiring is disposed is arranged on the first surface. The step of placing the wiring support base so that the semiconductor element and the second semiconductor element face each other, the step of supplying the solder material into the through-hole, and the reflow process, the solder material 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 electrically connected through the second wiring. Connecting the first wiring, the first semiconductor element, the second semiconductor element, the second wiring, and the wiring support base with a resin, and the support substrate And a step of dividing the wiring support base and the resin.
本発明によれば、生産性の高い半導体装置及び当該半導体装置の製造方法を実現することができる。更に、薄型化・小型化形状の半導体装置及び当該半導体装置の製造方法を実現することができる。 According to the present invention, a highly productive semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device can be realized. Furthermore, it is possible to realize a semiconductor device having a reduced thickness and size and a method for manufacturing the semiconductor device.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
<第1の実施の形態>
図1は第1の実施の形態に係る半導体装置の要部図である。ここで、図(A)には、第1の実施の形態に係る半導体装置1aの上面が示され、図(B)には、図(A)のa−b位置に於ける半導体装置1aの断面が示されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a main part view of the semiconductor device according to the first embodiment. Here, FIG. (A) shows the upper surface of the
図示するように、半導体装置1aは、矩形状の支持基板10を基体としている。そして、当該支持基板10の所定の位置には、少なくとも一つのキャビティ10aが略並列状に構成され、夫々のキャビティ10a内に、例えば、鉛フリーの半田(錫(Sn)−銀(Ag)系半田)層11を介して、半導体素子20a,20b,21が実装されている。
As shown in the figure, the
ここで、支持基板10に於いては、電極や配線、樹脂層が多層構造となって積層された、所謂プリント配線板(回路基板)が適用されている。そして、当該樹脂としては、ガラス−エポキシ樹脂、ガラス−ビスマレイミドトリアジン、或いはポリイミド等の有機材絶縁性樹脂が挙げられる。
Here, a so-called printed wiring board (circuit board) in which electrodes, wiring, and resin layers are laminated in a multilayer structure is applied to the
また、このような支持基板10は、上記のプリント配線板に代えて、例えば、アルミナ(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化シリコン(SiO2)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、或いは、これらの混合物等を主たる成分とするセラミック配線板を用いてもよい。
Moreover, such a
更に、ウエハプロセスにて半導体装置1aを作製する場合には、その母材であるシリコン(Si)ウエハを基材としたシリコン配線板を支持基板としてもよい。
或いは、絶縁膜被覆金属配線板を支持基板としてもよい(後述)。また、金属板をエッチング加工した金属フレームを直接用いてもよい(後述)。
Further, when the
Alternatively, an insulating film-covered metal wiring board may be used as a support substrate (described later). Further, a metal frame obtained by etching a metal plate may be used directly (described later).
また、図(B)に示す如く、支持基板10下には、必要に応じて、金属製の放熱板(ヒートスプレッダ)10hを固着させてもよい。
また、半導体素子(第1の半導体素子)20a,20bに於いては、例えば、縦型のパワー半導体素子が適用されている。具体的には、一方の主面(上面側)に、主電極(例えば、ソース電極)と制御電極(ゲート電極)を配設し、他方の主面(下面側)に別の主電極(例えば、ドレイン電極)を配設したパワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)素子が該当する。
Further, as shown in FIG. (B), a metal heat radiating plate (heat spreader) 10h may be fixed below the
In addition, for example, vertical power semiconductor elements are applied to the semiconductor elements (first semiconductor elements) 20a and 20b. Specifically, a main electrode (for example, a source electrode) and a control electrode (gate electrode) are disposed on one main surface (upper surface side), and another main electrode (for example, a lower electrode side) is disposed on the other main surface (lower surface side). This corresponds to a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) element provided with a drain electrode.
或いは、当該パワーMOSFETに代わる素子として、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)素子を用いてもよい。
また、半導体素子20a,20bの間に位置する半導体素子(第2の半導体素子)21は、制御用ICチップであり、当該半導体素子21は、半導体素子20a,20bの少なくとも何れかのON−OFF制御等をする。
Alternatively, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) element may be used as an element instead of the power MOSFET.
The semiconductor element (second semiconductor element) 21 located between the
尚、半導体装置1aに搭載する半導体素子の数に於いては、特に上記の数に限定されているものではない。即ち、少なくとも一つの半導体素子(例えば、パワーMOSFETまたはIGBT素子)と、当該パワー半導体素子を制御する少なくとも一つの制御ICチップが支持基板10上に配置されていればよい。
The number of semiconductor elements mounted on the
また、半導体装置1aにあっては、半導体素子20a,20b,21が実装されていない支持基板10の主面(上面側)に、主回路、信号回路、電源用回路等に組み込まれる配線(配線パターン)12が複数個、選択的に配置されている。これらの配線12は、例えば、銅(Cu)を主たる成分により構成されている。そして、更に、半導体素子20a,20b、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(ベースフィルム)30が配置されている。
Further, in the
ここで、配線支持基材30は、ポリイミド樹脂(PI)、液晶ポリマ樹脂(LCP)、エポキシ樹脂(EP)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリフェニレンエーテル樹脂(PPE)の少なくとも一つを含む樹脂から構成されている。また、厚みは、10〜50μmである。
Here, the
また、半導体装置1aにあっては、当該配線支持基材30上に、更に、配線パターンを構成する導電性パターン(導体接続子)40で構成された配線が複数個、選択的に配置されている。これらの導電性パターン40は、例えば、銅を主たる成分により構成され、エポキシ系樹脂またはシリコン系樹脂で構成された接着部材を介し、配線支持基材30上に固着されている。
Further, in the
そして、これらの導電性パターン40の配置により、半導体素子20a,20b,21に設けられた電極と、夫々の素子に対応する配線12とが、当該導電性パターン40を通じて、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を通じて、電気的に接続されている。
With the arrangement of the
尚、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、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、夫々の配線12から電極端子12aが延出され、更に、これらの電極端子12aからは、支持基板10の端まで入出力端子50(材質は銅)が延出されている。
Note that a
Further, in the
そして、支持基板10上に搭載された半導体素子20a,20b,21、配線12、配線支持基材30並びに導電性パターン40等は、トランスファモールド法にて形成されたエポキシ系の樹脂60により完全に封止されている。
Then, the
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。
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 FIG. 1A, the
In addition to the transfer molding method, such a
このような構成により、半導体装置1aは、コンパクト形状且つ低価格ながらマルチチップパワーデバイスとして機能することができる。
続いて、図1に示す半導体装置1aの構造をより深く理解するために、半導体装置1aの断面を拡大させた図を用いて、当該半導体装置1aの構造を説明する。
With such a configuration, the
Next, in order to better understand the structure of the
尚、以下に示す全ての図に於いては、図1と同一の部材には、同一の符号を付し、その説明の詳細については省略する。
図2は第1の実施の形態に係る半導体装置の要部断面模式図である。この図2には、樹脂60並びに入出力端子50等は、特に表示せず、半導体装置1aの特徴的な形態を拡大させた図が示されている。
In all the drawings shown below, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an essential part of the semiconductor device according to the first embodiment. In FIG. 2, the
上述したように、半導体装置1aにあっては、支持基板10を基体とし、支持基板10下に、放熱板10hが固着されている。
また、当該支持基板10の所定の位置には、少なくとも一つのキャビティ10aが形成されている。そして、支持基板10内には、導電パッド14が選択的に配置されている。例えば、半導体装置1aでは、導電パッド14a,14bの主面が夫々のキャビティ10aの底面を構成する。
As described above, in the
Further, at least one
このような導電パッド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
そして、導電パッド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電パッド14aとが半田層11を介して電気的に接続されている。
Then,
Accordingly, in the
また、制御用ICチップである半導体素子21に於いても、その上下の主面に電極が配設されている場合には、当該下面側の電極と導電パッド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、当該導電パッド14bの配設は必ずしも要しない。
Also, in the
また、導電パッド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、導電パッド14a,14b間を離隔させ、その距離dを0.2〜3mm以上としている。
Further, the
また、半導体素子20a,21が実装されていない支持基板10の上面には、配線12が複数個、選択的に配置されている。そして、配線12上には、所定の形状に加工された配線支持基材30が配置されている。
A plurality of
更に、半導体装置1aにあっては、配線支持基材30上に、導電性パターン40が配設されている。そして、当該導電性パターン40の配置により、半導体素子20a,21の上面に配設された電極パッド20ap,21pと配線12とが導電性パターン40を通じて、電気的に接続されている。
Furthermore, in the
尚、当該電気的な接続を確保する接着部材としては、半田層13が適用されている。
また、半導体装置1aにあっては、キャビティ10aの深さを調整することにより、電極パッド20ap,21pの上面と、配線12の上面とが略同一の高さになるように構成されている。
Note that a
In the
次に、配線支持基材30と、その主面に配設された導電性パターン40の構造について説明する。
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。
Next, the structure of the wiring
FIG. 3 is a main part view of the conductive pattern selectively disposed on the wiring support base. Here, FIG. 3 shows a state of the
図示するように、所定の形状に加工された配線支持基材30上に、導電性パターン40が接着部材(図示しない)を介し、選択的に配置・支持されている。ここで、導電性パターン40は、5mm以下の厚み及び線幅を有している。
As shown in the drawing, a
また、配線支持基材30の中央部には、貫通孔30aが設けられている。この貫通孔30aの下方に、図1,2で示した半導体素子21が位置する。
また、夫々の導電性パターン40に於いては、その両端が配線支持基材30の主面から延出した延出部(フィンガー部)40aを備えている。そして、当該延出部40aの下方(図の奥方向)には、被接合体である電極パッドや配線が位置する。
Further, a through
Each
このような構造であれば、導電性パターン40が配設された配線支持基材30を、電極パッド20ap,21pまたは配線12上に載置した後、1回のリフロー処理によって、半導体素子20a,20b,21に設けられた電極と、夫々の素子に対応する配線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を通じて、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
次に、上記の半導体装置1aの製造方法について、図4乃至8を用いて説明する。
図4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が縦横に連続した基板を準備する。この段階で、各支持基板10のユニットには、既に、配線12、入出力端子50が選択的に配置されている。このような選択的配置は、例えば、鍍金、選択的エッチングにより行う。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。
Next, a method for manufacturing the
FIG. 4 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
First, a substrate in which the above-described
但し、後述する樹脂封止装置に設置された金型の容量により、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。
図5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。
However, the number of
FIG. 5 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
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。
Next, a paste-like solder material made of lead-free solder is placed in the
続いて、上記の半田材上に、半導体素子20a,20b,21を載置する。更に、配線12の接合部分、半導体素子20a,20b,21の電極パッド20ap,20bp,21p上に、ペースト状の半田材をディスペンス法にて配置する(図示しない)。
Subsequently, the
尚、キャビティ10a内に、半田材を配置し、半導体素子20a,20b,21を載置した直後にリフロー処理を行って、半導体素子20a,20b,21を支持基板10に接合させてもよいが、本実施の形態では、この段階でのリフロー処理を行わない。
Alternatively, a solder material may be disposed in the
また、必要に応じて、半田材上に、半導体素子20a,20b,21を載置する前に、予め、半導体素子20a,20b,21の電極パッド20ap,20bp,21p上に、半田材を配置してもよい。
Further, if necessary, before placing the
図6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、縦横方向に連続した支持基板10に対応するように、横方向に連続した状態にある。この段階で、導体接続子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. 6 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
Next, the wiring
尚、配線支持基材30に於いては、横方向に連続せず、個片化された配線支持基材30を載置してもよい。
そして、加熱炉内にて、上記の支持基板10等に、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に配設された素子間の電極と半導体素子21、または、半導体素子20a,20b,21に配設された電極と配線12とが、導電性パターン40を通じて電気的に接続される。
In addition, in the wiring
Then, in the heating furnace, the
即ち、ワイヤボンディングのように、ボンディングワイヤを1本ずつボンディングするのではなく、リフロー処理にて、一括して、半導体素子20a,20bと半導体素子21、または、半導体素子20a,20b,21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, the
図7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、樹脂封止装置に備えられた金型(図示しない)内に、連続した支持基板10等を設置し、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. 7 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
Subsequently, a
尚、樹脂封止は、トランスファモールド法、ポッティング法、ディッピング法、キャスティング法、流動浸漬手法のほか、圧縮成形モールド、または印刷成形法の何れか一つの方法にて実施する。 The resin sealing is performed by any one of a transfer molding method, a potting method, a dipping method, a casting method, and a fluidized immersion method, as well as a compression molding mold or a printing molding method.
そして、当該樹脂60により封止した後、連続した支持基板10、配線支持基材30並びに樹脂60をダイシングラインDLに沿って分割し、個片化を行う。これにより、図1に示されるような、個片化されたマルチチップモジュール(半導体装置1a)が形成する。
And after sealing with the said
このように、第1の実施の形態によれば、複数の導電性パターン40にて、一括して、半導体素子20a,20bに配設された素子間の電極と半導体素子21、または、半導体素子20a,20b,21に配設された電極と配線12とを電気的に接続できるので、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。
As described above, according to the first embodiment, the electrodes between the elements disposed in the
続いて、本実施の形態に係る半導体装置1aの構成を変形させた半導体装置について説明する。尚、以下に示す図面では、図1〜7に示した部材と同一の部材には、同一の符号を付し、その説明の詳細については省略する。
Subsequently, a semiconductor device obtained by modifying the configuration of the
<第1の実施の形態の変形例1>
先ず、上記の個片化を完了させた後、夫々の入出力端子50に、更に、棒状の別の入出力端子を接合させた半導体装置1bを図8に示す。
<Variation 1 of the first embodiment>
First, FIG. 8 shows a
図8は第1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)に於いては、複数の棒状の入出力端子51が装着された半導体装置1bの上面図が示され、図(B)に於いては、図(A)のa−b間の位置の断面図が示されている。
FIG. 8 is a main part view of a semiconductor device according to a modification of the first embodiment. Here, in FIG. 1A, a top view of the
図示するように、夫々の入出力端子50から棒状の入出力端子51が固定・延出されている。このような入出力端子51は、上述した支持基板10、配線支持基材30並びに樹脂60をダイシングラインDLに沿って分割後、、半田層52を接着部材として、支持基板10の端部に挟装する。尚、当該挟装は、半田付け(リフロー処理)により行う。
As shown, rod-like input /
ここで、入出力端子51は、その一端に、二股に分離するクリップ部51aを備えている。そして、当該クリップ部51aは、支持基板10の主面に配設された、入出力端子50、配線12に、鍍金層12g並びに半田層52を介し、挟装された状態にある。
Here, the input /
このように、クリップ部51aを支持基板10端に嵌め込み、クリップ部51aと入出力端子50、配線12とを鍍金層12gを介し半田付けすることにより、棒状の入出力端子51は、支持基板10端に強固に支持される。
Thus, the clip-shaped input /
更に、当該半田層52に於いては、鍍金層12gとクリップ部51aとの間隙に配置するのみではなく、クリップ部51a端から、入出力端子50、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52の形成により、挟装状態の機械的強度が更に高くなる。
Furthermore, the
尚、鍍金層12gに於いては、その下層から、ニッケル(Ni)、錫(Sn)、または、ニッケル(Ni)、金(Au)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、クリップ部51a表面に形成させてもよい。
The
続いて、本実施の形態に係る半導体装置1aの構成を変形させた半導体装置について説明する。
<第1の実施の形態の変形例2>
次に、支持基板10を、上述した絶縁膜被覆金属配線板に代えた半導体装置1cについて説明する。
Subsequently, a semiconductor device obtained by modifying the configuration of the
<
Next, a semiconductor device 1c in which the
図9は第1の実施の形態の別の変形例に係る半導体装置の要部断面模式図である。
図示するように、半導体装置1cに於いては、支持基板10に代えて、上述した絶縁膜被覆金属配線板73を用いている。当該絶縁膜被覆金属配線板73は、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で構成されている。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a relevant part of a semiconductor device according to another modification of the first embodiment.
As shown in the drawing, in the semiconductor device 1 c, the insulating film-covered
ここで、当該コア基板70は、100μm〜1mmの厚みを有し、その材質を、銅、アルミニウム、またはこれらの合金を主たる成分としている。
また、コア基板70上には、上記支持基板10と、同材料で構成され、配線やビア等が内部に積層された樹脂層71が選択的に配置されている。
Here, the
On the
また、樹脂層71が選択的に配置されていないコア基板70の主面上には、半導体素子20aが半田層11を介し、搭載されている。更に、樹脂層71には、キャビティ10aが設けられ、当該キャビティ10a内に、接着部材(図示しない)を介して、半導体素子21が搭載されている。
In addition, the
また、コア基板70下に配置された絶縁膜72は、上記セラミックまたは樹脂で構成されている。
このような半導体装置1cの構成によれば、半導体素子20a,21から発せられた熱は、半田層11または樹脂層71を通じ、確実に、コア基板70に放熱させることができる。
The insulating
According to such a configuration of the semiconductor device 1 c, heat generated from the
尚、上述した絶縁膜被覆金属配線板73に於いては、コア基板70の両端を樹脂等で被覆したメタルコア基板、或いは、最下層に絶縁膜72を配置しないメタルベース基板であってもよい。
The insulating film-covered
<第1の実施の形態の変形例3>
次に、支持基板10を、上述した金属フレームに代えた半導体装置について説明する。ここでは、当該金属フレームから上方に形成させた半導体装置の構成については、略し、当該金属フレームの構成について詳細に説明する。
<
Next, a semiconductor device in which the
図10はリードフレームの構成を説明するための要部図である。
図示するように、リードフレーム15は、その外枠を矩形状とし、内部に於いて、図1に示す配線12に対応させたパターンを形成している。
FIG. 10 is a main part diagram for explaining the configuration of the lead frame.
As shown in the figure, the
そして、上述した半導体素子20a,20bを、例えば、矩形状に囲まれた素子搭載領域15a,15bに、接着部材を介して搭載する(図示しない)。また、半導体素子21に於いては、素子搭載領域15cに、接着部材を介して接着する(図示しない)。
Then, the
更に、半導体素子20a,20b,21の上方に、複数の導電性パターン40を配設した、上記配線支持基材30を載置し、半田付けにより、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とを、当該導電性パターン40を通じて、電気的に接続する。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を、導電性パターン40を通じて、電気的に接続する。
Further, the wiring
このように、上述した半導体装置1a,1bにあっては、その支持基板10をリードフレーム15とすることもできる。
尚、このようなリードフレーム15は、例えば、銅により構成された金属板をエッチング加工により作製する。
Thus, in the above-described
For example, such a
次に、第1の実施の形態に係る半導体装置1a,1bの形態を変形させた半導体装置について説明する。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。
Next, a semiconductor device obtained by modifying the
<第2の実施の形態>
図11は第2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2の実施の形態に係る半導体装置2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2の断面が示されている。
<Second Embodiment>
FIG. 11 is a main part view of a semiconductor device according to the second embodiment. Here, FIG. (A) shows the upper surface of the
図示するように、半導体装置2は、矩形状の支持基板10を基体としている。この支持基板10下には、図(B)に示す如く、必要に応じて、放熱板10hを固着させてもよい。
As shown in the figure, the
当該支持基板10の主面上(上面側)には、複数の配線12が選択的に配置されている。また、半導体素子20a,20bの裏面側(ドレイン電極)が接着部材(図示しない)を介して、当該配線12上に実装されている。尚、図(A)では、半導体素子20a,20bは、後述する配線支持基材31下方に位置し、夫々の素子外形を点線で示している。
On the main surface (upper surface side) of the
また、支持基板10の中央には、半導体素子21がエポキシ系樹脂またはシリコン系樹脂で構成された接着部材(図示しない)を介して搭載されている。そして、当該半導体素子21にあっては、支持基板10の中央の主面に選択的に配置された配線12に、金製のボンディングワイヤ22を通じて導通している。
A
また、半導体装置2にあっては、半導体素子20a,20b、配線12の上方に、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上には、配線パターンを構成する導電性金属膜41a,41bが同接着部材を介し、複数個、選択的に配置されている。そして、当該導電性金属膜41a,41b内並びに配線支持基材31内には、リフロー処理により形成させた半田層42a,42b,43a,43bの一方の端が貫通し、導電性金属膜41aと半田層42a,42bとが導通した状態にある。更に、導電性金属膜41bと半田層43a,43bとが導通した状態にある。
In the
Furthermore, a plurality of
また、半田層42a,43aのもう一方の端は、支持基板10上の配線12に接合した状態にある。更に、半田層42b,43bのもう一方の端は、半導体素子20a,20bの電極に接合した状態にある。
The other ends of the solder layers 42 a and 43 a are in a state of being bonded to the
このような導電性金属膜41a,41b、半田層42a,42b,43a,43b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、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、電気的に接続されている。
Due to the arrangement of the
また、半導体装置2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。
Further, the number of semiconductor elements mounted on the
更に、半導体装置2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、更に、これらの電極端子12aに導通する入出力端子50が複数個、支持基板10の端まで延出されている。
Further, in the
そして、支持基板10上に搭載された半導体素子20a,20b,21、配線12、配線支持基材31並びに導電性金属膜41a,41b等は、樹脂60により封止されている。尚、図(A)では、半導体装置2の内部の構造を明確にするために、樹脂60を表示していない。
The
このような構成により、半導体装置2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2の構造をより深く理解するために、半導体装置2の特徴的な構造を拡大させた模式図を用いて、当該半導体装置2の構造を説明する。
With such a configuration, the
Next, in order to understand the structure of the
図12は第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。この図12には、樹脂60並びに入出力端子50等は表示されていない。
上述したように、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。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the relevant part of a semiconductor device according to the second embodiment. In FIG. 12, the
As described above, in the
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。そして、配線12の一部には、半導体素子20aの裏面側が半田層11を介し実装されている。
A plurality of
半導体素子21に於いては、配線12が配置されていない支持基板10の主面(上面側)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と配線12とがボンディングワイヤ22を通じて、電気的に接続されている。
The
また、半導体素子20a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上には、導電性金属膜41aが複数個、選択的に配置されている。また、導電性金属膜41aが配置されている配線支持基材31の主面とは反対側の主面に、半田層42a,42bが配設されている。
A
そして、当該配線支持基材31内には、リフロー処理により形成させた半田層42a,42bの一方の端がスルーホール42ah,42bhを通じて貫通している。従って、導電性金属膜41aと半田層42a,42bとが導通した状態にある。また、半田層42a,42bのもう一方の端は、配線12または半導体素子20aの電極パッド20apに接合した状態にある。
And in the said wiring
このような導電性金属膜41a、半田層42a,42bの配置により、半導体素子20aに設けられた電極パッド20apと、対応する配線12とが、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の電極が、導電性金属膜を通じて電気的に接続されている。
With the arrangement of the
また、半導体装置2にあっては、夫々の半田層42a,42bの高さを調節することにより導電性金属膜41a,41bと支持基板10の主面とが略平行状態にある。
次に、上記の半導体装置2の製造方法について、図13乃至20を用いて説明する。
In the
Next, a method for manufacturing the
図13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が縦横に連続した基板を準備する。この段階で、各支持基板10のユニットには、既に、配線12、入出力端子50が選択的に配置されている。このような選択的配置は、例えば、鍍金、選択的エッチングにより行う。
FIG. 13 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
First, a substrate in which the above-described
但し、後述する樹脂封止装置に設置された金型の容量により、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。
尚、連続した支持基板10に於いては、所定の箇所に、後述する位置決め用のピンを嵌通させる貫通孔10bを複数個、形成させておく。
However, the number of
In the
図14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、半導体素子20a,20bを搭載する配線12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)。また、半導体素子21を搭載する支持基板10上に、接着部材をディスペンス法にて配置する(図示しない)。そして、これらの半田材、接着部材上に、半導体素子20a,20b,21を載置する。
FIG. 14 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
Next, a paste-like solder material is disposed on the
その後、半導体素子21に於いては、その主面に配設した電極パッド21pと、半導体素子21の周囲に位置する配線12とを、金製のボンディングワイヤ22を通じて電気的に接続する。
Thereafter, in the
尚、半導体素子20a,20bに於いては、配線12上に載置した直後にリフロー処理を施し、半導体素子20a,20bを配線12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。
The
次に、半導体素子20a,20b並びに配線12の上方に、上述した導電性金属膜41b等を形成させた配線支持基材31を載置する。当該配線支持基材31に於いては、次に示す図15、16の方法で、予め、導電性金属膜41b等を形成させておく。
Next, the wiring
図15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。ここで、図(A)には、配線支持基材31の上面側の構造が示され、図(B)には、図(A)のa−bの位置に於ける断面構造が示されている。
FIG. 15 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device. Here, FIG. (A) shows the structure on the upper surface side of the wiring
先ず、連続した配線支持基材31上面の所定の場所に、接着部材(図示しない)を介し、複数個の導電性金属膜41a,41bを選択的に配置する。
また、導電性金属膜41a,41bが配置されていない所定の箇所の部分には、貫通孔31aを形成する。このような貫通孔31aを形成する意義は、図11に示す如く、半導体素子21を配線支持基材31から表出させるためにである。
First, a plurality of
Further, a through
また、配線支持基材31の所定の箇所には、位置決め用のピン(後述)を嵌通させる貫通孔31bを周期的に形成させておく。
更に、配線支持基材31内には、それらの主面間を貫通するスルーホール42ah,42bh,43ah,43bhを複数個、選択的に形成させておく。当該スルーホールは、例えば、ドリル切削、レーザービーム加工、打ち抜き等により形成する。
In addition, through
Further, a plurality of through holes 42ah, 42bh, 43ah, 43bh penetrating between the main surfaces are selectively formed in the
このような導電性金属膜41a,41b、貫通孔31a,31bの組は、連続した配線支持基材31上で、同じパターンを構成し、当該パターンが周期的に配置されている。
図16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。ここで、図(A)には、配線支持基材31の下面側の構造が示され、図(B)には、図(A)のa−bの位置に於ける断面構造が示されている。
Such a set of the
FIG. 16 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device. Here, FIG. (A) shows the structure on the lower surface side of the wiring
次に、上述したスルーホール42ah,42bh,43ah,43bh内に、ペースト状の半田材を、やや過剰に供給・充填する。そして、加熱処理並びに冷却にて、配線支持基材31下面側に半田ボール42ab,42bb,43ab,43bbを形成する。当該半田ボール42ab,42bb,43ab,43bbは、スルーホール42ah,42bh,43ah,43bh内に充填された半田層を通じて、導電性金属膜41a,41bに導通している。
Next, a paste-like solder material is supplied and filled in the through holes 42ah, 42bh, 43ah, and 43bh described above in a slightly excessive manner. Then, solder balls 42ab, 42bb, 43ab, 43bb are formed on the lower surface side of the
尚、配線支持基材31下面からの半田ボール42ab,42bbの高さと、配線支持基材31下面からの半田ボール43ab,43bbとの高さに於いては、半田材の供給量、スルーホール径等を調整することにより、適度な段差が生じるように形成させる。
In addition, in the height of the solder balls 42ab and 42bb from the lower surface of the
このような方法にて、配線支持基材31に、予め、導電性金属膜41b、半田ボール42ab,42bb,43ab,43bb等を形成させておく。
図17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。
By such a method, the
FIG. 17 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
次に、支持冶具80を準備する。当該支持冶具80は、連続した支持基板10、配線支持基材31等を支持する冶具である。また、支持冶具80には、連続した状態にある支持基板10、または、配線支持基材31を支持冶具80に載置したときに、それらの位置を固定する位置決め用のピン80aが立設されている。
Next, the
そして、支持冶具80の上方に、素子等が配置された支持基板10、半田ボール等が形成された配線支持基材31を配置し、それらの位置あわせを行う。即ち、当該支持基板10並びに配線支持基材31を、支持冶具80の上方から下降・載置させたとき、ピン80aに、支持基板10の貫通孔10b、配線支持基材31の貫通孔31bが直接貫入するように、当該支持基板10並びに配線支持基材31の位置あわせを行う。
Then, above the
尚、この段階では、上述した如く、半導体素子20a,20bの下に位置する半田材11aは、ペースト状態にある。
図18、19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。
At this stage, as described above, the
18 and 19 are principal part views for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
次に、図18に示すように、素子等が配置された支持基板10、半田ボール等が形成された配線支持基材31の順に、それらを支持冶具80上に下降せしめ、支持冶具80上に、それらを載置する。
Next, as shown in FIG. 18, the
ここで、配線支持基材31に於いては、半田ボール42ab,42bb,43ab,43bbを形成させた主面を、支持基板10に対向するように載置する。この段階で、半田ボール42ab,42bb,43ab,43bbの先端が配線12並びに半導体素子20a,20b,21の電極に接触する。
Here, in the
尚、支持基板10上の配線12や半導体素子20a,20bの電極パッド20ap,20bpは、それらの高さが異なるが、半田ボール42ab,42bb,43ab,43bbに於いても、上述した如く、段差が形成されているので、当該高さと段差とが打ち消しあい、導電性金属膜41a,41bと支持基板10の主面とが、互いに略平行状態にある。
Note that the
また、図19には、当該載置した後の状態の上面図が示されている。図示するように、導電性金属膜41a,41b、半田ボール42ab,42bb,43ab,43bb等を周期的に形成されたバンド状の配線支持基材31が支持基板10上に、横方向に配置されている。
FIG. 19 shows a top view of the state after the placement. As shown in the figure, a band-shaped
図20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、加熱炉内にて、上記の支持基板10等に、例えば、260℃、10秒のリフロー処理を施し、半田ボール42ab,42bb,43ab,43bb、半田材11aを溶融する。この処理により、半田ボール42ab,42bb,43ab,43bbは、半田層42a,42b,43a,43bを形成し、半導体素子20a,20bに配設された電極パッド20ap,20bpと配線12とが、導電性金属膜41a,41b並びに半田層42a,42b,43a,43bを通じて電気的に接続される。
FIG. 20 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
Next, in the heating furnace, the
即ち、ワイヤボンディングのように、金属ワイヤを1本ずつボンディングする作業は行わず、一括のリフロー処理にて、半導体素子20a,20bと配線12とを、導電性金属膜41a,41b並びに半田層42a,42b,43a,43bを通じて電気的に接続させる。
That is, the operation of bonding metal wires one by one as in wire bonding is not performed, and the
尚、リフロー処理の際には、位置決め用のピン80aにて、支持基板10、配線支持基材31が固定されているので、溶融した半田材が配線12、電極パッド20ap,20bp以外の部分に流れることはない。
In the reflow process, since the
また、支持基板10上の配線12や半導体素子20a,20bの電極パッド20ap,20bpは、それらの高さが異なるが、半田層42a,42b,43a,43bに於いても、段差が形成されているので、当該高さと段差とが打ち消しあい、導電性金属膜41a,41bと支持基板10の主面とは、略平行状態にある。
Further, the
尚、半田材11aに於いては、上記のリフロー処理の際に共に溶融する。そして、硬化後に於いて、半田層11を形成する。これにより、半導体素子20a,20bの裏面側と配線12とが半田層11を介して接合される。
The
そして、この後に於いては、支持冶具80を取り外し、図7に示すように、樹脂封止装置に備えられた金型(図示しない)内に、上記の実装を完了させた支持基板10を設置する。更に、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並びに導電性金属膜41a,41b等を、樹脂60により封止する。
Thereafter, the
当該樹脂60により封止した後、連続した支持基板10、配線支持基材30並びに樹脂60を、ダイシングラインDLに沿って分割し、個片化を行う。これにより、図11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2)が形成する。
After sealing with the
このように、第2の実施の形態によれば、複数の導電性金属膜41a,41b、半田層42a,42b,43a,43bにて、一括して、半導体素子20a,20bに配設された素子間の電極と半導体素子21、または、半導体素子20a,20b,21に配設された電極と配線12とを電気的に接続できる。この結果、半導体装置の生産性を格段に向上させることができる。
As described above, according to the second embodiment, the plurality of
尚、個片化された半導体装置2に於いては、必要に応じて、図8に示す棒状の入出力端子51を備え付けてもよい。
<第3の実施の形態>
図21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3の実施の形態に係る半導体装置3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3の断面が示されている。
Note that the separated
<Third Embodiment>
FIG. 21 is a main part view of a semiconductor device according to the third embodiment. Here, FIG. (A) shows the upper surface of the
図示するように、半導体装置3は、矩形状の支持基板10を基体としている。この支持基板10下には、図(B)に示す如く、必要に応じて、放熱板10hを固着させてもよい。
As shown in the figure, the
当該支持基板10の主面上(上面側)には、複数の配線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部分の支持基板10には、キャビティ10aが複数個、選択的に形成されている。
On the main surface (upper surface side) of the
また、キャビティ10a内には、半導体素子20a,20b,21の裏面側が接着部材(図示しない)を介して搭載されている。これらの素子は、後述する配線支持基材32下方に位置し、夫々の素子外形が点線で示されている。
In addition, the back surfaces of the
また、半導体装置3にあっては、半導体素子20a,20b,21、配線12の上方に、所定の形状に加工された配線支持基材32が配置されている。
更に、配線支持基材32上には、配線を構成する導電性金属膜41a,41b,46が複数個、選択的に配置されている。そして、当該導電性金属膜41a,41b,46並びに配線支持基材32内には、リフロー処理により形成させた半田層44a,44b,45a,45b,47a,47bが貫通している。
In the
Further, a plurality of
当該貫通により、導電性金属膜41aと半田層44a,44bとは、導通した状態にある。また、導電性金属膜41bと半田層45a,45bとは、導通した状態にある。更に、導電性金属膜46と半田層47a,47bとは、導通した状態にある。
Due to the penetration, the
また、半田層44a,45a,47aは、支持基板10上の配線12に接合された状態にある。更に、半田層44b,45bは、半導体素子20a,20bの電極に接合された状態にある。また、更に、半田層47bは、半導体素子21の電極に接合された状態にある。
Further, the solder layers 44 a, 45 a, 47 a are in a state of being bonded to the
従って、導電性金属膜41a,41b,46、半田層44a,44b,45a,45b,47a,47b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、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、電気的に接続されている。
Accordingly, the electrodes provided on the
また、半導体装置3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。
Further, the number of semiconductor elements mounted on the
更に、半導体装置3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、更に、これらの電極端子12aに導通する入出力端子50が複数個、支持基板10の端まで延出されている。
Further, in the
そして、支持基板10上に搭載された半導体素子20a,20b,21、配線12、配線支持基材32並びに導電性金属膜41a,41b,46等は、樹脂60により封止されている。尚、図(A)では、半導体装置3の内部の構造を明確にするために、樹脂60を表示していない。
The
このような構成により、半導体装置3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21に示す半導体装置3の構造をより深く理解するために、半導体装置3の特徴的な構造を拡大させた模式図を用いて、当該半導体装置3の構造を説明する。
With such a configuration, the
Next, in order to understand the structure of the
図22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22には、樹脂60並びに入出力端子50等は表示されていない。
上述したように、半導体装置3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。
FIG. 22 is a schematic cross-sectional view of the relevant part of a semiconductor device according to the third embodiment. In FIG. 22, the
As described above, in the
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。そして、配線12が配置されていない支持基板10内には、複数のキャビティ10aが形成されている。
A plurality of
また、支持基板10の内部には、導電パッド14a,14bが配置され、キャビティ10aの底面をなしている。そして、導電パッド14a,14b上に、半導体素子20a,21が半田層11を介して搭載されている。
また、半導体素子20a,21、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32が配置されている。また、配線支持基材32の上面には、導電性金属膜41a,46が複数個、選択的に配置されている。更に、配線支持基材32の下面には、エポキシ系樹脂またはシリコン系樹脂で構成された接着部材33が配置されている。当該接着部材33の配置により、半導体素子20a,21の上面が配線支持基材32の下面に固着された状態にある。
In addition, a
そして、当該導電性金属膜41a、その下方に位置する配線支持基材32並びに接着部材33内には、スルーホール44ah,44bhが設けられ、当該スルーホール44ah,44bh内に、半田層44a,44bが充填されている。従って、半導体素子20aの電極パッド20apと、配線12とが、導電性金属膜41a並びに半田層44a,44bを通じて、電気的に接続された状態にある。
Then, through holes 44ah and 44bh are provided in the
また、導電性金属膜46、その下方に位置する配線支持基材32並びに接着部材33内には、スルーホール47ah,47bhが設けられ、当該スルーホール47ah,47bh内に、半田層47a,47bが充填されている。従って、半導体素子21の電極パッド21pと、配線12とが、導電性金属膜46並びに半田層47a,47bを通じて、電気的に接続された状態にある。
Further, through holes 47ah and 47bh are provided in the
このような導電性金属膜41a,46、半田層44a,44b,47a,47bの配置により、半導体素子20a,21に設けられた電極パッド20ap,21pと対応する配線12とが、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の電極パッド20apと、半導体素子21の電極パッド21pとが、導電性金属膜を通じて電気的に接続されている。
With the arrangement of the
次に、上記の半導体装置3の製造方法について説明する。
先ず、第1の実施の形態で説明した支持基板10が連続した基板を準備する(図4参照)。この段階で、各支持基板10のユニットの主面には、配線12、入出力端子50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。
Next, a method for manufacturing the
First, a substrate in which the
但し、後述する樹脂封止装置に設置された金型の容量により、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。
そして、キャビティ10a内に、ペースト状の半田材を配置した後、引き続き、図23乃至28に示す製造方法にて、半導体装置3を製造する。
However, the number of
Then, after the paste-like solder material is disposed in the
図23は半導体装置の製造工程の一工程を説明する要部図である。ここで、図(A)には、配線支持基材32の上面側の構造が示され、図(B)には、図(A)のa−bの位置に於ける断面構造が示されている。
FIG. 23 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device. Here, FIG. (A) shows the structure on the upper surface side of the wiring
先ず、連続した配線支持基材32上面の所定の場所に、接着部材(図示しない)を介し、複数個の導電性金属膜41a,41b,46を選択的に配置する。
また、配線支持基材32下面に、連続した接着部材33を貼り付けておく。当該接着部材33は、粘着性を有するほか、低弾性材料から構成されている。従って、接着部材33は、タック性を示すと共に、加圧されると容易に変形する。
First, a plurality of
A
また、導電性金属膜41a,41b,46、当該導電性金属膜41a,41b,46と接合した配線支持基材32並びに接着部材33内には、それらの主面間を貫通するスルーホール44ah,44bh,45ah,45bh,47ah,47bhを複数個、選択的に形成させておく。当該スルーホールは、例えば、ドリル切削、レーザービーム加工、打ち抜き等により形成する。また、配線支持基材32並びに接着部材33内に、位置決め用のピン(後述)を嵌通させる貫通孔32bを周囲的に形成させておく。
Further, in the
このような導電性金属膜41a,41b,46、貫通孔32bの組は、連続した配線支持基材32上で、同じパターンを構成し、当該パターンが周期的に配置されている。
そして、接着部材33の下面には、スルーホール44bh,45bh,47bhの下方の位置に、半導体素子20a,20b,21を固定・配置しておく。例えば、半導体素子20a,20bの上面側に配設された電極(ソース電極、制御電極)がスルーホール44bh,45bhの底部に於いて表出するように、半導体素子20a,20bの上面側を接着部材33に貼り付けておく。また、半導体素子21の主面に配設された電極がスルーホール47bhの底部に於いて表出するように、半導体素子21の当該主面を接着部材33に貼り付けておく。
Such a set of the
The
図24は半導体装置の製造工程の一工程を説明する要部図である。
次に、支持冶具80を準備する。また、支持冶具80には、連続した状態にある支持基板10、または、配線支持基材32を支持冶具80に載置したときに、それらの位置を固定する位置決め用のピン80aが備えられている。
FIG. 24 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
Next, the
そして、支持冶具80の上方に、配線12等が形成された支持基板10、素子が搭載された配線支持基材32を配置し、それらの位置あわせを行う。即ち、当該支持基板10並びに配線支持基材32を、支持冶具80の上方から下降・載置させたとき、ピン80aに、支持基板10の貫通孔10b、配線支持基材32の貫通孔32bが直接貫入するように、当該支持基板10並びに配線支持基材32の位置あわせを行う。
Then, the
尚、この段階では、上述した如く、キャビティ10a内に配置させた半田材11aは、ペースト状態にある。
図25、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。
At this stage, as described above, the
25 and 26 are principal part views for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
次に、図25に示すように、配線12等が配置された支持基板10、素子等が配置された配線支持基材32の順に、それらを支持冶具80上に下降せしめ、支持冶具80上に、それらを載置する。ここで、配線支持基材32に於いては、素子が配置された主面が、配線12が配置された支持基板10の主面に対向するように載置する。
Next, as shown in FIG. 25, the
このような載置により、半導体素子20a,20b,21がキャビティ10a内に収容される。
また、図26には、当該載置した後の状態の上面図が示されている。図示するように、導電性金属膜41a,41b,46等を周期的に形成されたバンド状の配線支持基材32が支持基板10上に、横方向に配置されている。
With such mounting, the
FIG. 26 shows a top view of the state after the placement. As shown in the figure, a band-shaped wiring
図27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、配線支持基材32上に、導電性金属膜41a,41b,46を介して、加圧用の冶具81を載置する。当該冶具81の荷重により、配線支持基材32下に配置させた接着部材33は、低弾性材料であることから変形し、半導体素子20a,20b,21並びに配線12の周辺まで回り込む状態を形成する。尚、接着部材33の回り込みを促進させるために、必要に応じて、支持基板10等を加熱してもよい。
FIG. 27 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
Next, a
また、当該冶具81に於いては、スルーホール44ah,44bh,45ah,45bh,47ah,47bhの位置に対応するように、貫通孔81aが複数個、選択的に形成されている。即ち、冶具81は、マスク材としての機能も有している。
In the
そして、これらの貫通孔81aから、例えば、ディッピング法、印刷法等にて、適量の半田材を、夫々のスルーホール44ah,44bh,45ah,45bh,47ah,47bhに充填する(図示しない)。
Then, an appropriate amount of solder material is filled into the respective through holes 44ah, 44bh, 45ah, 45bh, 47ah, 47bh from these through
図28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、加熱炉内にて、上記の支持基板10等に、例えば、260℃、10秒のリフロー処理を施し、上記スルーホールに充填させた半田材と、導電パッド14a,14b上に配置させた半田材11aを溶融する。この処理により、スルーホールに充填させた半田材は、半田層44a,44b,45a,45b,47a,47bを形成し、半導体素子20a,20b,21に配設された電極パッド20ap,20bp,21pと配線12とが、導電性金属膜41a,41b,46並びに半田層44a,44b,45a,45b,47a,47bを通じて電気的に接続される。
FIG. 28 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
Next, in the heating furnace, the
即ち、ワイヤボンディングのように、金属ワイヤを1本ずつボンディングする作業は行わず、一括のリフロー処理にて、半導体素子20a,20b,21と配線12とを、導電性金属膜41a,41b,46並びに半田層44a,44b,45a,45b,47a,47bを通じて電気的に接続させる。
That is, the operation of bonding metal wires one by one as in wire bonding is not performed, and the
尚、半田材11aに於いては、上記のリフロー処理の際に共に溶融する。そして、硬化後に於いて、半田層11を形成する。これにより、半導体素子20a,20b,21の裏面側と導電パッド14a,14bとが半田層11を介して接合される。
The
そして、この後に於いては、支持冶具80,冶具81を取り外し、図7に示すように、樹脂封止装置に備えられた金型(図示しない)内に、上記の実装を完了させた支持基板10を設置する。更に、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32並びに導電性金属膜41a,41b,46等を、樹脂60により封止する。
After that, the
当該樹脂60により封止した後、連続した支持基板10、配線支持基材32並びに樹脂60を、ダイシングラインDLに沿って分割し、個片化を行う。これにより、図21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3)が形成する。
After sealing with the
このように、第3の実施の形態によれば、複数の導電性金属膜41a,41b,46、半田層44a,44b,45a,45b,47a,47bにて、一括して、半導体素子20a,20bに配設された素子間の電極と半導体素子21、または、半導体素子20a,20b,21に配設された電極と配線12とを電気的に接続できる。この結果、半導体装置の生産性を格段に向上させることができる。
As described above, according to the third embodiment, the plurality of
尚、個片化された半導体装置3に於いては、必要に応じて、図8に示す棒状の入出力端子51を備え付けてもよい。
次に、第3に実施の形態に係る変形例について説明する。
Note that the separated
Next, a modification according to the third embodiment will be described.
上記の第3に実施の形態では、支持基板10にキャビティ10aが構成されているが、当該キャビティ10aが構成されていない支持基板10を用いた場合の半導体装置の製造方法を、図29乃至32を用いて説明する。
In the third embodiment, the
<第3の実施の形態の変形例>
図29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、支持冶具80を準備する。支持冶具80には、上述した如く、ピン80aが備えられている。
<Modification of Third Embodiment>
FIG. 29 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
First, the
そして、支持冶具80の上方に、配線12等が形成された支持基板10、素子が搭載された配線支持基材32を配置し、それらの位置あわせを行う。
尚、図示するように、支持基板10には、上述したキャビティ10aが形成されていない。
Then, the
As shown in the figure, the
また、この段階では、上述した如く、配線12上に配置させた半田材11aは、ペースト状態にある。
図30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。
At this stage, as described above, the
FIG. 30 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
次に、配線12等が配置された支持基板10、素子等が形成された配線支持基材32の順に、それらを支持冶具80上に下降せしめ、支持冶具80上に、それらを載置する。 このような載置により、半導体素子20a,20bの裏面側が半田材11aと接触する。
Next, the
但し、半導体素子21にあっては、支持基板10の主面と離反した状態にある。また、スルーホール45ah,47ahの下端は、その下方に位置する配線12と離反した状態にある。
However, the
図31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、配線支持基材32上に、導電性金属膜41a,41b,46を介して、加圧用の冶具82を載置する。この冶具82には、所定の部分に屈曲構造が備えられている。そして、当該屈曲構造を備えた冶具82による荷重により、半導体素子21が支持基板10の主面に、接着部材(図示しない)を介し、接合する。また、スルーホール45ah,47ahの下端は、その下方に位置する配線12と接触する。また、当該冶具82による荷重によって、導電性金属膜41b,46の一部が屈曲し、導電性金属膜41b,46は、屈曲構造を有した形状になる。
FIG. 31 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
Next, a
また、配線支持基材32下に配置させた接着部材33は、低弾性材料であることから変形し、半導体素子20a,20b,21並びに配線12の周辺まで回り込む状態を形成する。尚、接着部材33の回り込みを促進させるために、必要に応じて、支持基板10等を加熱してもよい。
Further, the
また、当該冶具82に於いては、スルーホール44ah,44bh,45ah,45bh,47ah,47bhの位置に対応するように、貫通孔82aが複数個、選択的に形成されている。即ち、冶具82は、マスク材としての機能も有している。
In the
そして、これらの貫通孔82aから、例えば、ディッピング法、印刷法等にて、適量の半田材を、夫々のスルーホール44ah,44bh,45ah,45bh,47ah,47bhに充填する(図示しない)。
Then, an appropriate amount of solder material is filled into the respective through holes 44ah, 44bh, 45ah, 45bh, 47ah, 47bh from these through
図32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、加熱炉内にて、上記の支持基板10等に、例えば、260℃、10秒のリフロー処理を施し、上記スルーホールに充填させた半田材と、導電パッド14a,14b上に配置させた半田材11aを溶融する。この処理により、スルーホールに充填させた半田材は、半田層44a,44b,45a,45b,47a,47bを形成し、半導体素子20a,20b,21に配設された電極パッド20ap,20bp,21pと配線12とが、導電性金属膜41a,41b,46並びに半田層44a,44b,45a,45b,47a,47bを通じて電気的に接続される。
FIG. 32 is a main part diagram for explaining one process of the manufacturing process of the semiconductor device.
Next, in the heating furnace, the
尚、半田材11aに於いては、上記のリフロー処理の際に共に溶融する。そして、硬化後に於いて、半田層11を形成する。これにより、半導体素子20a,20b,21の裏面側と導電パッド14a,14bとが半田層11を介して接合される。
The
そして、この後に於いては、支持冶具80,冶具82を取り外し、図7に示すように、樹脂封止装置に備えられた金型(図示しない)内に、上記の実装を完了させた支持基板10を設置する。更に、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32並びに導電性金属膜41a,41b,46等を、樹脂60により封止する。
Thereafter, the
当該樹脂60により封止した後、支持基板10、配線支持基材32並びに樹脂60を、ダイシングラインDLに沿って分割し、個片化を行う。
このように、第3の実施の形態に係る変形例によれば、複数の導電性金属膜41a,41b,46、半田層44a,44b,45a,45b,47a,47bにて、一括して、半導体素子20a,20bに配設された素子間の電極と半導体素子21、または、半導体素子20a,20b,21に配設された電極と配線12とを電気的に接続できる。この結果、半導体装置の生産性を格段に向上させることができる。
After sealing with the
As described above, according to the modification according to the third embodiment, the plurality of
尚、個片化された半導体装置に於いては、必要に応じて、図8に示す棒状の入出力端子51を備え付けてもよい。
このように、第1乃至3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。
Note that the separated semiconductor device may be provided with a rod-like input /
As described above, according to the first to third embodiments, the productivity of a semiconductor device as a multi-chip power device can be remarkably improved.
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。 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(10/(20×M))に短縮させることができる。
また、第1乃至3の実施の形態に示す半導体装置では、導電性パターン40、導電性金属膜41a,41b,46を選択的に配置させた配線支持基材30,31,32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。
Therefore, according to the present embodiment, the time required for conventional wire bonding can be shortened to about 10 × 20 × M (10 / (20 × M)).
In the semiconductor device shown in the first to third embodiments, the wiring support bases 30, 31, 32 on which the
また、上記の第1乃至3の実施の形態は、夫々が独立した実施の形態とは限らない。第1乃至3の実施の形態の中の一つの実施の形態と、他の実施の形態とを複合させた形態にしてもよい。 Further, the first to third embodiments described above are not necessarily independent embodiments. One embodiment among the first to third embodiments may be combined with another embodiment.
また、半導体素子(第1の半導体素子)20a,20bと、半導体素子(第2の半導体素子)21の組み合わせについては、上述したパワー半導体素子、制御用ICチップに限ることはない。 Further, the combination of the semiconductor elements (first semiconductor elements) 20a and 20b and the semiconductor element (second semiconductor element) 21 is not limited to the power semiconductor element and the control IC chip described above.
例えば、第1の半導体素子としては、半導体メモリであってもよく、第2の半導体素子としては、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、或いは半導体メモリの何れかであってもよい。また、第1の半導体素子、第2の半導体素子が共に、アナログICチップであってもよい。 For example, the first semiconductor element may be a semiconductor memory, and the second semiconductor element may be a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), or a semiconductor memory. Good. Further, both the first semiconductor element and the second semiconductor element may be analog IC chips.
1a,1b,1c,2,3 半導体装置
10 支持基板
10a キャビティ
10b 貫通孔
10h 放熱板
11,13,42a,42b,43a,43b,44a,44b,45a,45b,47a,47b,52 半田層
11a 半田材
12 配線
12a 電極端子
12g 鍍金層
14a,14b 導電パッド
15 リードフレーム
15a,15b,15c 素子搭載領域
20a,20b,21 半導体素子
20ap,20bp,21p 電極パッド
22 ボンディングワイヤ
30,31,32 配線支持基材
30a,31a,31b,32b 貫通孔
33 接着部材
40 導電性パターン
40a 延出部
41a,41b,46 導電性金属膜
42ab,42bb,43ab,43bb 半田ボール
42ah,42bh,43ah,43bh,44ah,44bh,45ah,45bh,47ah,47bh スルーホール
50,51 入出力端子
51a クリップ部
60 樹脂
70 コア基板
71 樹脂層
72 絶縁膜
73 絶縁膜被覆金属配線板
80 支持冶具
81,82 冶具
80a ピン
81a,82a 貫通孔
DL ダイシングライン
1a, 1b, 1c, 2, 3
Claims (32)
前記支持基板の主面に選択的に配置された複数の第1の配線と、
前記第1の配線から前記支持基板の端まで延出された端子と、
前記支持基板上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、
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 support substrate;
A plurality of first wirings selectively disposed on the main surface of the support substrate;
A terminal extending from the first wiring to the end of the support substrate;
At least one first semiconductor element mounted on the support substrate;
At least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element;
A wiring support substrate on which a plurality of second wirings are selectively arranged;
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.
前記支持基板の主面に選択的に配置された複数の第1の配線と、
前記第1の配線から前記支持基板の端まで延出された端子と、
前記支持基板上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、
複数の第2の配線を選択的に配置した配線支持基材と、
前記配線支持基材を貫通し、前記第2の配線に導通する半田層と、
を有し、前記第1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の配線並びに前記半田層を通じ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 support substrate;
A plurality of first wirings selectively disposed on the main surface of the support substrate;
A terminal extending from the first wiring to the end of the support substrate;
At least one first semiconductor element mounted on the support substrate;
At least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element;
A wiring support substrate on which a plurality of second wirings are selectively arranged;
A solder layer penetrating the wiring support base material and conducting to the second wiring;
The semiconductor device is characterized in that the first semiconductor element and the first wiring are electrically connected through at least one of the second wiring and the solder layer.
前記支持基板の主面に選択的に配置された複数の第1の配線と、
前記第1の配線から前記支持基板の端まで延出された端子と、
前記支持基板上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、
複数の第2の配線を選択的に配置した配線支持基材と、
前記配線支持基材を貫通し、前記第2の配線に導通する半田層と、
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の配線並びに前記半田層を通じ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 support substrate;
A plurality of first wirings selectively disposed on the main surface of the support substrate;
A terminal extending from the first wiring to the end of the support substrate;
At least one first semiconductor element mounted on the support substrate;
At least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element;
A wiring support substrate on which a plurality of second wirings are selectively arranged;
A solder layer penetrating the wiring support base material and conducting to the second 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. The semiconductor device is electrically connected through the solder layer.
前記支持基板の主面に、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の配線が選択的に配置された配線支持基材を、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、
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工程と、
前記支持基板、前記配線支持基材並びに前記樹脂を分割する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A step of selectively disposing a plurality of first wirings on the main surface of the continuous support substrate, and terminals extending to the end of the support substrate unit, which are electrically connected to the first wiring;
Mounting at least one first semiconductor element and at least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element on a main surface of the support substrate;
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;
A wiring support base on which a plurality of second wirings are selectively arranged is placed on the first wiring, the first semiconductor element, and the second semiconductor element via the solder material. And a process of
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;
Sealing the first wiring, the first semiconductor element, the second semiconductor element, the second wiring, and the wiring support base with a resin;
Dividing the support substrate, the wiring support base material and the resin;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記支持基板の主面に、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、
複数の第2の配線と、前記第2の配線に導通する複数の半田ボールが選択的に配置された配線支持基材を、前記第1の配線、前記第1の半導体素子の上に、前記半田ボールを介して載置する工程と、
リフロー処理により、前記半田ボールを溶融させ、前記第1の半導体素子と前記第1の配線とを、前記第2の配線並びに半田層を通じて電気的に接続する工程と、
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、前記半田層並びに前記配線支持基材を、樹脂により封止する工程と、
前記支持基板、前記配線支持基材並びに前記樹脂を分割する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A step of selectively disposing a plurality of first wirings on the main surface of the continuous support substrate, and terminals extending to the end of the support substrate unit, which are electrically connected to the first wiring;
Mounting at least one first semiconductor element and at least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element on a main surface of the support substrate;
A wiring support substrate on which a plurality of second wirings and a plurality of solder balls that are electrically connected to the second wirings are selectively disposed, on the first wiring and the first semiconductor element, A step of placing via solder balls;
A step of melting the solder ball by a reflow process and electrically connecting the first semiconductor element and the first wiring through the second wiring and the solder layer;
Sealing the first wiring, the first semiconductor element, the second semiconductor element, the second wiring, the solder layer, and the wiring support base with a resin;
Dividing the support substrate, the wiring support base material and the resin;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
配線支持基材の第1の主面に、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、接着部材を介し搭載する工程と、
前記第1の半導体素子並びに前記第2の半導体素子が搭載されている前記第1の主面の反対側の第2の主面に、複数の第2の配線を選択的に配置する工程と、
前記第2の配線、前記第2の配線に接合された前記配線支持基材、接合された前記配線支持基材に接合する前記接着部材を貫通するスルーホールを形成する工程と、
前記第1の配線が配設されている前記支持基板の主面に前記第1の半導体素子並びに前記第2の半導体素子が対向するように、前記配線支持基材を載置する工程と、
前記スルーホール内に、前記半田材を供給する工程と、
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、
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工程と、
前記支持基板、前記配線支持基材並びに前記樹脂を分割する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A step of selectively disposing a plurality of first wirings on the main surface of the continuous support substrate, and terminals extending to the end of the support substrate unit, which are electrically connected to the first wiring;
Mounting at least one first semiconductor element and at least one second semiconductor element for controlling the first semiconductor element on the first main surface of the wiring support base via an adhesive member;
A step of selectively disposing a plurality of second wirings on a second main surface opposite to the first main surface on which the first semiconductor element and the second semiconductor element are mounted;
Forming the second wiring, the wiring support substrate bonded to the second wiring, and a through hole penetrating the adhesive member bonded to the bonded wiring support substrate;
Placing the wiring support base so that the first semiconductor element and the second semiconductor element face the main surface of the support substrate on which the first wiring is disposed;
Supplying the solder material into the through hole;
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;
Sealing the first wiring, the first semiconductor element, the second semiconductor element, the second wiring, and the wiring support base with a resin;
Dividing the support substrate, the wiring support base material and the resin;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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