JP2010087034A - 半導体モジュールおよび半導体モジュールの製造方法、および携帯機器 - Google Patents

Abstract

【課題】配線層に一体的に設けられた突起電極が半導体素子に設けられた素子電極に接続された構造を有する半導体モジュールにおいて、突起電極と素子電極との接続信頼性を向上させる。
【解決手段】半導体素子２０と配線層５０との間に絶縁樹脂層４０が設けられている。配線層５０と一体的に形成され、配線層５０から絶縁樹脂層４０側に突出している突起電極６０は、半導体素子２０に設けられた素子電極と電気的に接続されている。配線領域５４における配線層５０は、突起領域５２における配線層５０よりも半導体素子２０の側に凹んで形成されている。さらに、配線領域５４における配線層５０は、絶縁樹脂層４０に部分的に埋め込まれており、配線領域５４における配線層５０の側面の少なくとも一部に絶縁樹脂層４０と保護層７０との境界が位置している。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子が搭載された半導体モジュールおよびその製造方法に関する。

近年、電子機器の小型化・高機能化に伴い、電子機器に使用される半導体モジュールの小型化が求められている。これを実現するために半導体モジュールの外部接続電極間の狭ピッチ化が不可欠となるものの、はんだボール自体の大きさやはんだ付け時のブリッジ発生などが制約となり、外部接続電極の狭ピッチ化による小型化には限界があった。近年では、このような限界を克服するために、半導体モジュールに再配線を形成することによる外部接続電極の再配置が行われている。このような再配置の方法として、たとえば、金属板をハーフエッチすることによって形成した突起構造を電極またはビアとし、金属板にエポキシ樹脂などの絶縁層を介して半導体モジュールを装着し、突起構造に半導体モジュールの外部接続電極を接続する方法が知られている（特許文献１参照）。
特願２００７−０２０５４０号公報

一般に突起構造を有する金属板（半導体モジュールにおいては突起構造を有する配線パターン）などの材料には銅（Ｃｕ）が採用されるため、半導体モジュールの動作時に発生する熱によって絶縁層との間には材料間の熱膨張係数の差に起因した熱応力が発生する。この熱応力は半導体モジュールの外部接続電極に対して平行に延在する配線パターン部分からこの配線パターンと一体的に設けられた突起構造部分に集中して加わるので、突起構造と外部接続電極との界面で断線が発生することがある。特に今後、半導体モジュールのさらなる小型化を実現するために突起構造自体の微細化を進めていく場合には、突起構造と外部接続電極との接触面積が小さくなるため、こうした応力により突起構造と外部接続電極との界面で断線がさらに発生しやすくなることが懸念される。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、配線層に一体的に設けられた突起電極が半導体素子に設けられた素子電極に接続された構造を有する半導体モジュールにおいて、突起電極と素子電極との接続信頼性を向上させる技術の提供にある。

本発明のある態様は、半導体モジュールである。当該半導体モジュールは、主表面に素子電極が設けられた半導体素子と、半導体素子の主表面に設けられた絶縁層と、絶縁層の上に設けられた所定パターンの配線層と、配線層と一体的に設けられ、絶縁層を貫通して素子電極と電気的に接続された突起部と、配線層および絶縁層の上に設けられた保護層と、を備え、配線層は、突起部が設けられた第１の領域とこれに連続して延在する第２の領域とを有し、第２の領域における配線層は第１の領域における配線層よりも半導体素子の側に凹んで形成され、第２の領域における配線層の側面の少なくとも一部に、絶縁層と保護層との境界が位置していることを特徴とする。

上記態様によれば、配線層の側面において配線層と絶縁層との接着面積が増加するため、配線層と絶縁層との密着性が向上し、配線層が絶縁層から剥離することが抑制され、ひいては、配線層に一体的に設けられた突起電極と素子電極との接続信頼性を向上させることができる。

上記態様の半導体モジュールにおいて、第２の領域における配線層の側面が絶縁層および配線層の積層方向に対して傾いていてもよい。さらに、第２の領域における配線層の側面において、絶縁層の側の角部が鋭角であり、絶縁層と保護層との界面が角部より上方に位置していてもよい。

本発明の他の態様は、半導体モジュールの製造方法である。当該半導体モジュールの製造方法は、表面に複数の素子電極を有する半導体素子を用意する工程と、素子電極の位置に対応して突出して設けられた突起電極を金属板に形成する工程と、金属板と半導体素子とを絶縁層を介して仮接着し、突起電極が絶縁層を貫通することにより、突起電極と素子電極とを電気的に接続させる工程と、金属板をパターニングして所定のパターンからなる配線層を形成する工程と、突起電極の間に設けられた配線層を半導体素子の側に凹形状に撓ませて、配線層の側面の少なくとも一部に、絶縁層の表面を位置させる工程と、を備えることを特徴とする。

上記態様の半導体モジュールの製造方法に関し、配線層を形成する工程において、配線層の側面を絶縁層および配線層の積層方向に対して傾くように金属板をパターニングしてもよい。さらに、配線層の側面において、絶縁層の側の角部が鋭角になるように金属板をパターニングし、絶縁層の表面が角部より上方に位置するように、配線層を半導体素子の側に凹形状に撓ませてもよい。

本発明のさらに他の態様は、携帯機器である。当該携帯機器は、上述したいずれかの態様の半導体モジュールを搭載したことを特徴とする。

なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。

本発明によれば、配線層に一体的に設けられた突起電極が半導体素子に設けられた素子電極に接続された構造を有する半導体モジュールにおいて、突起電極と素子電極との接続信頼性を向上させることができる。

以下、本発明を具現化した実施形態について図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る半導体モジュール１０の構成を示す断面図である。

半導体モジュール１０は、半導体素子２０および素子搭載用基板３０を備える。

半導体素子２０は、半導体基板２２、素子電極１１０および保護層１２０を含む。

半導体基板２２は、たとえば、Ｐ型シリコンウエハである。半導体基板２２の主表面Ｓ１側（図１の上面側）に周知の技術により集積回路（ＩＣ）または大規模集積回路（ＬＳＩ）（図示せず）が形成され、実装面となる表面Ｓ１（特に外周縁部）に半導体素子の電極２が形成されている。

実装面となる主表面Ｓ１に集積回路に接続された素子電極１１０が設けられている。素子電極１１０の材料として、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）などの金属が用いられる。素子電極１１０の表面には、金属層１１２（Ｎｉ／Ａｕ層）が設けられている。

素子電極１１０の表面に設けられた金属層１１２の所定の領域（中央部分）が露出するように半導体基板２２の主表面Ｓ１上に保護層１２０が形成されている。保護層１２０として、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）やシリコン窒化膜（ＳｉＮ）やポリイミド（ＰＩ）膜などが好適である。

素子搭載用基板３０は、絶縁樹脂層４０と、絶縁樹脂層４０の半導体素子２０と反対側の主表面に設けられた配線層５０（再配線）と、配線層５０と一体的に形成され、配線層５０から絶縁樹脂層４０側に突出している突起電極６０とを備える。

絶縁樹脂層４０は、絶縁性の樹脂からなり、配線層５０と半導体素子２０との接着層としての役割を有する。絶縁樹脂層４０としては、加圧により可塑性を引き起こす絶縁材料、加熱により可塑性を引き起こす絶縁材料、加熱により変形する絶縁材料などが用いられる。

加圧により可塑性を引き起こす絶縁材料としては、エポキシ系熱硬化型樹脂が挙げられる。絶縁樹脂層４０に用いられるエポキシ系熱硬化型樹脂は、たとえば、温度１６０℃、圧力８Ｍｐａの条件下で、粘度が１ｋＰａ・ｓの特性を有する材料であればよい。また、このエポキシ系熱硬化型樹脂は、たとえば温度１６０℃の条件下で、５〜１５Ｍｐａで加圧した場合に、加圧しない場合と比較して、樹脂の粘度が約１／８に低下する。これに対して、熱硬化前のＢステージのエポキシ樹脂は、ガラス転移温度Ｔｇ以下の条件下では、樹脂を加圧しない場合と同程度に、粘性がなく、加圧しても粘性は生じない。また、このエポキシ系熱硬化型樹脂は、約３〜４の誘電率を有する誘電体である。

加熱により可塑性を引き起こす絶縁材料としては、アクリル系熱可塑性樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。可塑性を引き起こす温度は、たとえば、１５０〜２００℃である。

加熱により変形する絶縁材料としては、ガラス転移温度（Ｔｇ）がたとえば８０〜１３０℃であれば熱硬化性樹脂であってもよい。このような熱硬化性樹脂としては、ポリイミド系熱硬化性樹脂などが挙げられる。

配線層５０は、絶縁樹脂層４０の半導体素子２０と反対側の主表面に設けられており、導電材料、好ましくは圧延金属、さらには圧延銅により形成される。圧延銅は、めっき処理等によって形成された銅からなる金属膜と比較すると、機械的強度の点において強く、再配線のための材料として優れている。なお、配線層５０は電解銅などで形成されてもよい。配線層５０は、突起領域５２とこれに連続して延在する配線領域５４とを有している。そして、突起領域５２における配線層５０には素子電極１１０の位置に対応して絶縁樹脂層４０を貫通する突起電極６０が突設されている。本実施の形態においては、配線層５０と突起電極６０とは一体的に形成されており、それにより配線層５０と突起電極６０との接続が確実になっている。また、図１に示すように、配線領域５４における配線層５０は、突起領域５２における配線層５０よりも半導体素子２０の側に凹んで形成されている。さらに、配線領域５４における配線層５０は、絶縁樹脂層４０に部分的に埋め込まれており、配線領域５４における配線層５０の側面の少なくとも一部に絶縁樹脂層４０と後述する保護層７０との境界が位置している。

突起電極６０はその全体的な形状が、先端に近づくにつれて径が細くなっている。言い換えると、突起電極６０の側面はテーパ状となっている。突起電極６０の先端（頂部面）の径および基面の径は、それぞれたとえば約４５μｍφおよび約６０μｍφである。また、突起電極６０の高さは、たとえば、２０μｍである。本実施の形態では、突起電極６０の頂部面に金属層６２が設けられている。金属層６２として、Ｎｉ／Ａｕめっき層が好適である。突起電極６０の頂部面に設けられた金属層６２が、半導体素子２０の素子電極１１０に設けられた金属層１１２と金−金接合することにより、突起電極６０と素子電極１１０とが電気的に接続されている。なお、突起電極６０と素子電極１１０とは、直に接続されていてもよい。

配線層５０の絶縁樹脂層４０と反対側の主表面には、配線層５０の酸化などを防ぐための保護層７０が設けられている。保護層７０としては、ソルダーレジスト層などが挙げられる。保護層７０の所定の領域には開口部７２が形成されており、開口部７２によって配線層５０の一部が露出している。開口部７２内には外部接続電極としてのはんだボール８０が形成され、はんだボール８０と配線層５０とが電気的に接続されている。はんだボール８０を形成する位置、すなわち開口部７２の形成領域は、たとえば再配線（配線層５０）で引き回した先の端部である。

（実施の形態１に係る半導体モジュールの製造方法）
実施の形態１に係る半導体モジュールの製造方法について図２乃至８を参照して説明する。図２乃至８は、実施の形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程断面図である。

まず、図２に示すように、あらかじめ主表面Ｓ１にスクライブライン１０２（後に、半導体基板２２をスクライブにより分断するためのライン）により区画された素子電極１１０および保護層１２０を有する半導体モジュール形成領域１３０が形成された半導体基板２２（６インチ半導体ウエハ）を用意する。図２には、２つの半導体素子が示されている。具体的には、Ｐ型シリコン基板などの半導体基板２２内のそれぞれの半導体モジュール形成領域１３０に対して、周知のリソグラフィ技術、エッチング技術、イオン注入技術、成膜技術、及び熱処理技術などを組み合わせた半導体製造プロセスを用いて主表面Ｓ１に所定の集積回路とその外周縁部に素子電極１１０を形成する。素子電極１１０の材料にはアルミニウムや銅などの金属が採用される。これらの素子電極１１０を除いた半導体基板１の表面Ｓ１上に、半導体基板１を保護するための絶縁性の保護膜１４０を形成した半導体基板２２を用意する。保護膜１４０としてはシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）やシリコン窒化膜（ＳｉＮ）やポリイミド（ＰＩ）などが採用される。また、素子電極１１０の上にはＮｉ／Ａｕ層からなる金属層１１２を予め形成しておく。

一方、図３（Ａ）に示すように、図１に示したような突起電極６０の高さと配線層５０の厚さとの和より少なくとも大きい厚さを有する金属板としての銅板２００を用意する。銅板２００の厚さは、たとえば１２５μｍである。銅板２００としては圧延された銅からなる圧延金属が採用される。

次に、図３（Ｂ）に示すように、リソグラフィ法により、突起電極の形成予定領域に対応したパターンに合わせてレジスト２１０を選択的に形成する。ここで、突起電極の形成領域の配列は複数のスクライブライン１０２によって複数の半導体モジュール形成領域１３０に区画された半導体基板２２の各素子電極１１０（図２参照）の位置に対応している。具体的には、ラミネーター装置を用いて銅板２００に所定膜厚のレジスト膜を貼り付け、突起電極６０のパターンを有するフォトマスクを用いて露光した後、現像することによって、銅板２００の上にレジスト２１０が選択的に形成される。なお、レジストとの密着性向上のために、レジスト膜のラミネート前に、銅板２００の表面に研磨、洗浄等の前処理を必要に応じて施すことが望ましい。なお、レジスト２１０を設けた面と反対側（上面側）の全面にはレジスト保護膜（図示せず）を形成して銅板２００を保護しておくことが望ましい。

次に、図３（Ｃ）に示すように、レジスト２１０をマスクとして塩化第二鉄溶液などの薬液を用いたウェットエッチング処理を行うことにより、銅板２００の表面Ｓ２から突出する所定の円錐台パターンの突起電極６０を形成する。この際、突起電極６０はその先端部に近づくにつれて径（寸法）が細くなるテーパ状の側面部を有するように形成される。本実施形態の突起電極６０における基底部の径、頂部の径、高さは、たとえばそれぞれ、１００〜１４０μｍφ、５０μｍφ、２０〜２５μｍである。

次に、図３（Ｄ）に示すように、レジスト２１０およびレジスト保護膜を剥離剤を用いて剥離する。以上説明した工程により、銅板２００に突起電極６０が一体的に形成される。なお、レジスト２１０に代えて銀（Ａｇ）などの金属マスクを採用してもよい。この場合には銅板４ｚとのエッチング選択比が十分確保されるため、突起電極６０のパターニングのさらなる微細化を図ることが可能となる。さらに、突起電極６０の頂部面が露出するような開口を有する耐金レジスト（図示せず）をマスクとして、突起電極６０の頂部面にＮｉ／Ａｕ層からなる金属層６２を形成する。

次に、図４（Ａ）に示すように、真空ラミネート法を用いて、突起電極６０が設けられた側の銅板２００の表面に絶縁樹脂層４０を積層する。絶縁樹脂層４０としては、上述したように、加圧または加熱により可塑性または変形を引き起こす絶縁材料が用いられる。

次に、図４（Ｂ）に示すように、Ｏ_２プラズマエッチングを用いて、突起電極６０の頂部面に設けられた金属層６２が露出するように絶縁樹脂層４０を薄膜化する。本実施の形態では、金属層６２の表面としてＡｕが露出する。

次に、図４（Ｃ）に示すように、塩化第二鉄溶液などの薬液を用いたウェットエッチング処理などにより、突起電極６０が設けられた側と反対側の銅板２００の表面をエッチバックし銅板２００を薄膜化する。この際、主表面Ｓ２にはレジスト保護膜（図示せず）を形成して突起電極６０、金属層６２および銅板２００を保護しておき、エッチング処理後にレジスト保護膜を除去する。これにより、所定の厚さ（配線層５０の厚さ）に加工され、主表面Ｓ２に所定の突起電極６０が一体的に設けられた銅板２００が形成される。本実施形態の銅板２００の厚さは約２０μｍである。なお、銅板２００は本発明の「金属板」の一例である。

次に、図５（Ａ）に示すように、プレス機を構成する一対の平板プレート５００、５０２の間に、半導体基板２２と、突起電極６０が一体的に形成された銅板２００とを設置する。この際に、対応する金属層６２と金属層１１２との位置合わせを行う。平板プレート５００、５０２は、たとえば、ＳｉＣで形成される。

次に、図５（Ｂ）に示すように、プレス機を用いて加圧成形することにより、対応する金属層６２と金属層１１２とが当接した状態で半導体基板２２と銅板２００とを仮接着する。プレス加工時の圧力および温度は、それぞれ約１７ｋＮおよび１００℃である。この工程において、突起電極６０の頂部面に設けられた金属層６２と、半導体素子２０の素子電極１１０に設けられた金属層１１２とが金−金接合することにより、突起電極６０と素子電極１１０とが電気的に接続される。

次に、図６（Ａ）に示すように、リソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて銅板２００を所定のパターンに加工することにより、配線層５０（再配線）を形成する。この配線層５０は突起電極６０が設けられた突起領域５２とこれに連続して延在する配線領域５４とを有する。

次に、図６（Ｂ）に示すように、プレス機を構成する一対の平板プレート５００、５０２の間に、仮接着された半導体基板２２と配線層５０とを設置する。なお、配線層５０側の平板プレートの当接面には、緩衝材５０４が設けられていることが望ましい。緩衝材５０４としては、配線層５０側から順にＰＥＴフィルム／Ｓｉ基板／グラファイトシートからなる積層体を用いることができる。ＰＥＴフィルム、Ｓｉ基板、グラファイトシートの厚さは、それぞれ、たとえば、３０μ、６２５μｍ、１ｍｍである。緩衝材５０４を用いて加圧成形することにより、突起領域５２に対して配線領域５４が半導体基板２２の側へ凹むように加工することができる。

次に、図７（Ａ）に示すように、プレス機を用いて加圧成形することにより、対応する金属層６２と金属層１１２とが当接した状態で半導体基板２２と配線層５０および絶縁樹脂層４０とを本圧着する。プレス加工時の圧力および温度は、それぞれ約１７ｋＮおよび２００℃である。

このとき、絶縁樹脂層４０として、加圧により可塑性を引き起こす絶縁材料を用いた場合には、加圧により絶縁樹脂層４０が塑性流動を起こし、配線領域５４が半導体基板２２の側へ凹むように加工することができる。また、絶縁樹脂層４０として、加熱により可塑性を引き起こす絶縁材料を用いた場合には、加熱により絶縁樹脂層４０が塑性変形し、配線領域５４が半導体基板２２の側へ凹むように加工することができる。この他、絶縁樹脂層４０として、加熱により変形する絶縁材料を用いた場合には、ガラス転移温度程度に加熱により絶縁樹脂層４０が変形し、配線領域５４が半導体基板２２の側へ凹むよう（撓むように）に加工することができる。加圧を解除あるいは室温に冷却する過程で、半導体基板２２の側へ配線領域５４が沈み込んだ状態で絶縁樹脂層４０が硬化する。

本実施の形態では、配線領域５４において配線層５０の一部が絶縁樹脂層４０に沈み込むように、配線領域５４が半導体基板２２の側へ凹むように加圧成形される。これにより、
配線領域５４の配線層５０の側面の少なくとも一部に、絶縁樹脂層４０の表面が位置する。

なお、配線領域５４において配線層５０の一部が絶縁樹脂層４０に沈み込むことにより、その周囲の配線層５０に接する絶縁樹脂層４０が盛り上がり、配線層５０と絶縁樹脂層４０との間にくびれ領域５８が生じることがある。

次に、図７（Ｂ）に示すように、配線層５０および絶縁樹脂層４０の上に保護層（フォトソルダーレジスト層）７０を積層した後、フォトリソグラフィ法により保護層７０の所定領域（はんだボール搭載領域）に開口部７２を設ける。保護層７０は配線層５０の保護膜として機能する。保護層７０にはエポキシ樹脂などが採用され、その膜厚は、たとえば、約４０μｍである。保護層７０が絶縁樹脂層４０の上に形成されることにより、配線領域５４の配線層５０の側面の少なくとも一部に、絶縁樹脂層４０と保護層７０との境界が位置する。ここで、上述のように、配線層５０と絶縁樹脂層４０との間にくびれ領域５８が形成されている場合には、このくびれ領域５８に保護層７０が入り込むことにより、保護層７０と絶縁樹脂層４０との接触面積が増大する。これにより、保護層７０と絶縁樹脂層４０との密着性を向上させることができる。

次に、図７（Ｃ）に示すように、保護層７０の開口部７２にスクリーン印刷法によりはんだボール８０を搭載する。具体的には、樹脂とはんだ材をペースト状にしたはんだペーストをスクリーンマスクにより所望の箇所に印刷し、はんだ溶融温度に加熱することではんだボール８０を形成する。

次に、図８に示すように、複数の半導体モジュール形成領域１３０を区画するスクライブライン１０２に沿って半導体基板２２の裏面（下面側）から半導体基板２２をダイシングすることにより半導体モジュール１０に個別化する。この後、個別化された半導体モジュール１０に対して薬液による洗浄処理を行うことで、ダイシング時に発生する残渣などを除去する。以上の工程によれば、実施の形態１に係る半導体モジュール１０を製造することができる。

以上説明した実施の形態１に係る半導体モジュールによれば、配線領域５４の配線層５０の一部が絶縁樹脂層４０に沈み込むことにより、配線領域５４の配線層５０の側面において配線層５０と絶縁樹脂層４０との接着面積が増加するため、配線層５０と絶縁樹脂層４０との密着性が向上し、配線層５０が絶縁樹脂層４０から剥離することが抑制される。この結果として、配線層５０に一体的に設けられた突起電極６０と素子電極との接続信頼性を向上させることができる。

また、配線層５０と絶縁樹脂層４０との間にくびれ領域５８を形成した場合には、このくびれ領域に保護層７０が入り込むことにより、保護層７０と絶縁樹脂層４０との接触面積が増大する。これにより、保護層７０と絶縁樹脂層４０との密着性を向上させることができ、ひいては、配線層５０に一体的に設けられた突起電極６０と素子電極との接続信頼性を向上させることができる。

（実施の形態２）
図９は、実施の形態２に係る半導体モジュール１０の構成を示す断面図である。実施の形態２に係る半導体モジュール１０の基本構成は、配線層５０の側面の形状を除き、実施の形態１と同様である。このため、実施の形態２に係る半導体モジュール１０に関して、実施の形態１と同様な構成については説明を省略し、実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。

実施の形態２に係る半導体モジュール１０では、配線層５０の側面５９が絶縁樹脂層４０および配線層５０の積層方向に対して傾いたテーパー状となっている。より詳しくは、配線層５０の側面５９において、絶縁樹脂層４０の側の角部が鋭角であり、絶縁樹脂層４０と保護層７０との界面が当該角部より上方に位置している。これにより、配線層５０の側面５９が絶縁樹脂層４０および配線層５０の積層方向と並行な場合（側面５９が絶縁樹脂層４０の表面に対して垂直な場合）に比べて、配線層５０と絶縁樹脂層４０との接触面積をさらに増加させることができ、配線層５０と絶縁樹脂層４０との密着性をさらに向上させることができる。また、配線層５０の側面の角部が絶縁樹脂層４０の方へ突き出た構造では、配線層５０の側面の角部が絶縁樹脂層４０から抜けにくくなるため、配線層５０と絶縁樹脂層４０との密着性をさらに向上させることができる。

（実施の形態２に係る半導体モジュールの製造方法）
実施の形態２に係る半導体モジュール１０の製造方法は、図６（Ａ）に示した工程を除き、実施の形態１と基本的に同様である。本実施の形態では、図６（Ａ）に示した工程に代えて、図１０に示すように、配線層５０の側面５９が絶縁樹脂層４０および配線層５０の積層方向に対して傾いたテーパー状となるようにエッチング加工する。配線層５０の側面５９をテーパー状とするには、エッチング液に浸漬させて等方性を高めるような条件下でエッチング加工すればよい。

この後、図７（Ａ）に示すような加圧成形をする際に、絶縁樹脂層４０と保護層７０との境界が配線層５０の鋭角状の角部より上方になるように、配線層５０を絶縁樹脂層４０に沈み込ませる。以上の工程により、実施の形態２に係る半導体モジュール１０を製造することができる。

次に、本発明の半導体モジュールを備えた携帯機器について説明する。なお、携帯機器として携帯電話に搭載する例を示すが、たとえば、個人用携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルビデオカメラ（ＤＶＣ）、音楽プレーヤ、及びデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）といった電子機器であってもよい。

図１１は実施の形態に係る半導体モジュール１０を備えた携帯電話の構成を示す図である。携帯電話１１１１は、第１の筐体１１１２と第２の筐体１１１４が可動部１１２０によって連結される構造になっている。第１の筐体１１１２と第２の筐体１１１４は可動部１１２０を軸として回動可能である。第１の筐体１１１２には文字や画像等の情報を表示する表示部１１１８やスピーカ部１１２４が設けられている。第２の筐体１１１４には操作用ボタンなどの操作部１１２２やマイク部１１２６が設けられている。なお、本発明の各実施形態に係る半導体モジュールはこうした携帯電話１１１１の内部に搭載されている。なお、このように、携帯電話に搭載した本発明の半導体モジュールとしては、各回路を駆動するための電源回路、ＲＦ発生するＲＦ発生回路、ＤＡＣ、エンコーダ回路、携帯電話の表示部に採用される液晶パネルの光源としてのバックライトの駆動回路などとして採用することが可能である。

図１２は図１１に示した携帯電話の部分断面図（第１の筐体１１１２の断面図）である。本発明の実施形態に係る半導体モジュール１０は、はんだボール８０を介してプリント基板１１２８に搭載され、こうしたプリント基板１１２８を介して表示部１１１８などと電気的に接続されている。また、半導体モジュール１０の裏面側（はんだボール８０とは反対側の面）には金属基板などの放熱基板１１１６が設けられ、たとえば、半導体モジュール１０から発生する熱を第１の筐体１１１２内部に篭もらせることなく、効率的に第１の筐体１１１２の外部に放熱することができるようになっている。

本発明の実施形態に係る半導体モジュールを備えた携帯機器によれば、以下の効果を得ることができる。

半導体モジュール１０において、配線層５０に一体的に形成された突起電極６０と半導体素子２０に設けられた素子電極１１０との接続信頼性が向上した結果、半導体モジュール１０の動作信頼性が向上するので、こうした半導体モジュール１０を搭載した携帯機器の動作信頼性が向上する。

放熱基板１１１６を介して半導体モジュール１０からの熱を効率的に外部に放熱することができるので、半導体モジュール１０の温度上昇が抑制され、導電性部材と配線層との間の熱応力が低減される。このため、放熱基板１１１６を設けない場合に比べ、半導体モジュール内の導電性部材が配線層から剥離することが防止され、半導体モジュール１０の信頼性（耐熱信頼性）が向上する。この結果、携帯機器の信頼性（耐熱信頼性）を向上させることができる。

上記実施の形態で示した半導体モジュール１０は小型化が可能であるので、こうした半導体モジュール１０を搭載した携帯機器の薄型化・小型化を図ることができる。

実施の形態１に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程断面図である。 実施の形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程断面図である。 実施の形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程断面図である。 実施の形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程断面図である。 実施の形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程断面図である。 実施の形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程断面図である。 実施の形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程断面図である。 実施の形態２に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。 実施の形態２に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程断面図である。 実施の形態に係る半導体モジュールを備えた携帯電話の構成を示す図である。 図１１に示した携帯電話の部分断面図である。

符号の説明

１０ 半導体モジュール、２０ 半導体素子、３０ 素子搭載用基板、４０ 絶縁樹脂層、５０ 配線層、６０ 突起電極、７０ 保護層、８０ はんだボール。

Claims (7)

1. 主表面に素子電極が設けられた半導体素子と、
   前記半導体素子の前記主表面に設けられた絶縁層と、
   前記絶縁層の上に設けられた所定パターンの配線層と、
   前記配線層と一体的に設けられ、前記絶縁層を貫通して前記素子電極と電気的に接続された突起部と、
   前記配線層および前記絶縁層の上に設けられた保護層と、
   を備え、
   前記配線層は、前記突起部が設けられた第１の領域とこれに連続して延在する第２の領域とを有し、前記第２の領域における前記配線層は前記第１の領域における前記配線層よりも前記半導体素子の側に凹んで形成され、
   前記第２の領域における前記配線層の側面の少なくとも一部に、前記絶縁層と前記保護層との境界が位置していることを特徴とする半導体モジュール。
2. 前記第２の領域における前記配線層の側面が前記絶縁層および前記配線層の積層方向に対して傾いている請求項１に記載の半導体モジュール。
3. 前記第２の領域における前記配線層の側面において、前記絶縁層の側の角部が鋭角であり、前記絶縁層と前記保護層との界面が前記角部より上方に位置している請求項２に記載の半導体モジュール。
4. 表面に複数の素子電極を有する半導体素子を用意する工程と、
   前記素子電極の位置に対応して突出して設けられた突起電極を金属板に形成する工程と、
   前記金属板と前記半導体素子とを絶縁層を介して仮接着し、前記突起電極が前記絶縁層を貫通することにより、前記突起電極と前記素子電極とを電気的に接続させる工程と、
   前記金属板をパターニングして所定のパターンからなる配線層を形成する工程と、
   前記突起電極の間に設けられた前記配線層を前記半導体素子の側に凹形状に撓ませて、前記配線層の側面の少なくとも一部に、前記絶縁層の表面を位置させる工程と、
   を備えることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
5. 前記配線層を形成する工程において、前記配線層の側面を前記絶縁層および前記配線層の積層方向に対して傾くように前記金属板をパターニングする請求項４に記載の半導体モジュールの製造方法。
6. 前記配線層の側面において、前記絶縁層の側の角部が鋭角になるように前記金属板をパターニングし、
   前記絶縁層の表面が前記角部より上方に位置するように、前記配線層を前記半導体素子の側に凹形状に撓ませる請求項５に記載の半導体モジュールの製造方法。
7. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体モジュールを搭載したことを特徴とする携帯機器。

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