JP6899980B1 - 半導体装置モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

半導体装置モジュールおよびその製造方法 Download PDF

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Abstract

有機基板１０の表面に設けられたデバイス２０と、デバイス２０の表面に接着、固定された放熱ブロック４０と、放熱ブロック４０の少なくとも一面を露出してデバイス２０を封止するモールド樹脂５０と、を備え、放熱ブロック４０は、第一の部分４０ａと第二の部分４０ｂの異なる硬さの材質の部分を含み、放熱ブロック４０は、モールド樹脂５０から露出する側の第一の部分４０ａからデバイス２０との接着する側の第二の部分４０ｂにかけて硬度が傾斜し、第一の部分４０ａは、第二の部分４０ｂよりも硬い材質とし、砥石の良好な研削性を維持する。

Description

本願は、半導体装置モジュールおよびその製造方法に関するものである。
従来の半導体装置モジュールでは、有機基板上に複数のチップ部品およびデバイスが搭載され、それをモールド樹脂材料で封止された高周波製品対応ハイブリッドモジュールとして、デバイス動作時の発熱をモジュール外部へ放熱するために熱伝導のよい金属製放熱ブロックを内蔵する構造が知られている。
放熱ブロックは、一方を発熱するデバイスに接触させ、もう一方をモジュール表面に露出させることで、効率よくデバイスからの発熱をモジュール外部に放熱することができる。よって、有機基板上に複数のデバイスを実装した後に、そのデバイス上に放熱ブロックを接着し、モールド樹脂封止をするが、デバイス厚、デバイス実装後高さ、放熱ブロック高さ、放熱ブロック接着材厚などの寸法公差、出来栄えバラツキなどが重なり、複数の放熱ブロック高さを精度よく揃えることは難しい。よって、モールド樹脂封止のため金型で型締めした際に金型と放熱ブロックが接触し、デバイスを破壊するおそれがある。
デバイスが破壊することを防ぐため、放熱ブロックが金型に接触しない様、放熱ブロック高さを低くし、モールド樹脂に埋もれるように封止する。その後、モールド樹脂表面をダイヤモンド砥石などの砥石で研削し、放熱ブロックを露出させる方法がある(例えば、特許文献１参照)。
特開２０１２−１７４７１１８号公報（段落００３３、図１）
しかしながら、モールド樹脂表面を研削する際、放熱ブロックは軟らかいため砥石の目詰まりが生じ、研削性が低下し、放熱ブロックにバリが発生したり、モールド樹脂が欠けたりする品質上の不具合が起き易くなるという問題があった。また、研削性低下を防止するため、砥石の目詰まりを解消するドレス作業を頻繁に実施する必要があり、生産性が低下するという問題があった。
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、モールド樹脂に埋もれた放熱ブロックをダイヤモンド砥石などで研削する際の、砥石の目詰まりによる品質不具合を防ぎ、生産性を向上させることができる半導体装置モジュールおよび製造方法を提供することを目的とする。
本願に開示される半導体装置モジュールは、基板の表面に設けられたデバイスと、前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、を備え、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、前記モールド樹脂から露出する側の第一の部分から前記デバイスとの接する側の第二の部分にかけて硬度が傾斜し、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールは、基板の表面に設けられたデバイスと、前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、を備え、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、前記二つの異なる硬さの材質の部分が前記デバイスの表面に対して垂直な状態で交互に重ね、並行方向に交互に並べて形成されていることを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールは、基板の表面に設けられたデバイスと、前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、を備え、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第一の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に筒状に形成されると共に、前記第一の部分の内部に第二の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールは、基板の表面に設けられたデバイスと、前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、を備え、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第二の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に筒状に形成されると共に、前記第二の部分の内部に第一の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールは、基板の表面に設けられたデバイスと、前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、を備え、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第一の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に格子状に形成されると共に、前記第一の部分の内部に第二の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールは、基板の表面に設けられたデバイスと、前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、を備え、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第二の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に格子状に形成されると共に、前記第二の部分の内部に第一の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールは、基板の表面に設けられたデバイスおよびダミーブロックと、前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、を備え、前記ダミーブロックは、前記基板からの高さが前記放熱ブロックと同等であり、前記放熱ブロックよりも硬い材質であることを特徴とする。
本願に開示される半導体装置モジュールの製造方法は、基板の表面にデバイスを実装する工程と、前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、を含み、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、前記モールド樹脂から露出する側の第一の部分から前記デバイスとの接する側の第二の部分にかけて硬度が傾斜し、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールの製造方法は、基板の表面にデバイスを実装する工程と、前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、を含み、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、前記放熱ブロックは、前記二つの異なる硬さの材質の部分が前記デバイスの表面に対して垂直な状態で交互に重ね、並行方向に交互に並べて形成され、前記二つの異なる硬さの材質の部分を同時に研削することを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールの製造方法は、基板の表面にデバイスを実装する工程と、前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、を含み、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第一の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に筒状に形成されると共に、前記第一の部分の内部に第二の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールの製造方法は、基板の表面にデバイスを実装する工程と、前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、を含み、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第二の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に筒状に形成されると共に、前記第二の部分の筒状の内部に第一の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールの製造方法は、基板の表面にデバイスを実装する工程と、前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、を含み、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第一の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に格子状に形成されると共に、前記第一の部分の内部に第二の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールの製造方法は、基板の表面にデバイスを実装する工程と、前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、を含み、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第二の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に格子状に形成されると共に、前記第二の部分の内部に第一の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールの製造方法は、基板の表面にデバイスを実装する工程と、前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、を含み、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、前記デバイスの表面に固定された第二の部分の側面および表面に第一の部分がメッキで形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であり、前記研削する工程では、前記放熱ブロックの表面の前記第一の部分を除去することを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールの製造方法は、基板の表面にデバイスを実装する工程と、前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、を含み、前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、前記デバイスの表面に設けられた第二の部分の表面端部に第一の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であり、前記研削する工程では、前記放熱ブロックの表面の前記第一の部分を除去することを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールの製造方法は、基板の表面にデバイスを実装する工程と、前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、前記基板の表面にダミーブロックを形成する工程と、前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、を含み、前記ダミーブロックは、前記基板からの高さが前記放熱ブロックと同等または前記放熱ブロックよりも高く、前記放熱ブロックよりも硬い材質であることを特徴とする。
また、本願に開示される半導体装置モジュールの製造方法は、基板の表面にデバイスを実装する工程と、前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、前記基板の表面のダイシングラインにダミーブロックを形成する工程と、前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、を含み、前記ダミーブロックは、前記基板からの高さが前記放熱ブロックと同等または前記放熱ブロックよりも高く、前記放熱ブロックよりも硬い材質であることを特徴とする。
本願によれば、砥石の良好な研削性が維持でき、品質安定化、生産性向上の効果が得られる。
実施の形態１に係る半導体装置モジュールの主要部の構成を示す斜視図および断面図である。 実施の形態１に係る半導体装置モジュールの全体構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係る半導体装置モジュールの製造工程の各工程での斜視図である。 実施の形態１に係る半導体装置モジュールの製造工程を示すフローチャート図である。 実施の形態２に係る半導体装置モジュールの主要部の構成を示す斜視図および断面図である。 実施の形態３に係る半導体装置モジュールの主要部の構成を示す斜視図および断面図である。 実施の形態３に係る半導体装置モジュールの主要部の他の構成を示す斜視図および断面図である。 実施の形態４に係る半導体装置モジュールの主要部の構成を示す斜視図および断面図である。 実施の形態４に係る半導体装置モジュールの主要部の他の構成を示す斜視図および断面図である。 実施の形態５に係る半導体装置モジュールの主要部の構成を示す斜視図および断面図である。 実施の形態６に係る半導体装置モジュールの主要部の構成を示す斜視図および断面図である。 実施の形態７に係る半導体装置モジュールの構成を示す平面図である。 実施の形態８に係る半導体装置モジュールの構成を示す平面図および断面図である。
実施の形態１．
図１（ａ）および図１（ｂ）は、本願の実施の形態１に係る半導体装置モジュールの主要部の構成を示す図である。図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡＡ矢視断面図である。図２は半導体装置モジュール全体の構成を示す斜視図である。
図２に示すように、半導体装置モジュール１０１は、有機基板１０、有機基板１０の表面に設けられたデバイス２０およびチップ部品３０、デバイス２０の表面に接触して設けられた放熱ブロック４０、放熱ブロック４０の表面を露出してデバイス２０およびチップ部品３０を封止するモールド樹脂５０からなる。本願の実施の形態１に係る半導体装置モジュール１０１の主要部は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、放熱ブロック４０、デバイス２０からなる。
放熱ブロック４０は、モジュール露出側は無酸素銅が合金化され硬い研削性のよい材質の第一の部分４０ａとデバイス接触側は熱伝導が良好な無酸素銅組成であり軟らかい材質の第二の部分４０ｂとを有する。放熱ブロック４０は、モールド樹脂５０から露出する側の第一の部分４０ａからデバイス２０との接触する側の第二の部分４０ｂにかけて金属組成が傾斜的に変化している材質のものである。
これにより、デバイスからの放熱性は損なわず、かつ硬い材質の部分を研削することでダイヤモンド砥石を目詰まりさせることがなく、バリおよびモールド樹脂の欠け等の品質不良の発生もなく、かつダイヤモンド砥石の頻繁なドレス作業の必要もない。
次に、本願の実施の形態１に係る半導体装置モジュール1０１の製造方法について、図３および図４に基づき説明する。図３は、実施の形態１に係る半導体装置モジュール1０１の製造工程の各工程を示す図である。図４は、実施の形態１に係る半導体装置モジュール1０１の製造方法の手順を示すフローチャート図である。
最初に、図３（ａ）に示すように、はんだ印刷工程（ステップＳ４０１）により有機基板１０の表面に、はんだペーストを塗布した後、マウント工程（ステップＳ４０２）によりチップ部品３０およびデバイス２０を有機基板１０上に搭載する。
続いて、リフロー／洗浄工程（ステップＳ４０３）によりチップ部品３０およびデバイス２０を有機基板１０上に実装した後、チップ部品３０およびデバイス２０をチップ部品３０およびデバイス２０を実装した有機基板を洗浄する。
次いで、図３（ｂ）に示すように、ダイボンド／キュア工程（ステップＳ４０４）により放熱ブロック４０をデバイス２０上に接着剤を挟んで搭載し、熱処理をすることにより固定する。
続いて、図３（ｃ）に示すように、封止工程（ステップＳ４０５）により有機基板１０上のチップ部品３０およびデバイス２０を、モールド樹脂５０で封止した後、ダイシング個片化工程（ステップＳ４０６）により有機基板１０を各モジュールに個片化する。
最後に、図３（ｄ）に示すように、研削工程により（ステップＳ４０７）によりモールド樹脂５０の表面を研削し、放熱ブロック４０を露出させた後、電磁シールド工程（ステップＳ４０８）により電気的必要性から電磁シールドを施し完成となる。
以上のように、本実施の形態１に係る半導体装置モジュール1０１によれば、有機基板１０の表面に設けられたデバイス２０と、デバイス２０の表面に接着、固定された放熱ブロック４０と、放熱ブロック４０の少なくとも一面を露出してデバイス２０を封止するモールド樹脂５０と、を備え、放熱ブロック４０は、第一の部分４０ａと第二の部分４０ｂの異なる硬さの材質の部分を含み、放熱ブロック４０は、モールド樹脂５０から露出する側の第一の部分４０ａからデバイス２０との接着する側の第二の部分４０ｂにかけて材質が傾斜し、第一の部分４０ａは、第二の部分４０ｂよりも硬い材質となるようにしたので、また、本実施の形態１に係る半導体装置モジュール1０１の製造方法によれば、有機基板１０の表面にデバイス２０を実装する工程と、デバイス２０の表面に放熱ブロック４０を固定する工程と、放熱ブロック４０を表面に固定したデバイス２０をモールド樹脂５０で封止する工程と、モールド樹脂５０を放熱ブロック４０の少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、を含み、放熱ブロック４０は、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、放熱ブロック４０は、モールド樹脂５０から露出する側の第一の部分４０ａからデバイス２０との接する側の第二の部分４０ｂにかけて硬度（硬さ）が傾斜し、第一の部分４０ａは、第二の部分４０ｂよりも硬い材質となるようにしたので、デバイスからの放熱性は損なわず、かつ硬い材質の部分を研削することによりダイヤモンド砥石を目詰まりさせることがなく、砥石の良好な研削性が維持できる。また、バリおよびモールド樹脂の欠け等の品質不良の発生もなく、かつダイヤモンド砥石の頻繁なドレス作業の必要もないことから、品質安定化、生産性向上の効果が得られる。
実施の形態２．
実施の形態１では、放熱ブロック４０の第一の部分４０ａと第二の部分４０ｂの材質が傾斜するようにしたが、実施の形態２では、交互に重ねた場合について説明する。
図５（ａ）および図５（ｂ）は、本願の実施の形態２に係る半導体装置モジュールの主要部の構成を示す図である。図５（ａ）は斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡＡ矢視断面図である。
本願の実施の形態２に係る放熱ブロック４０は、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、硬くダイヤモンド砥石による研削性が良好な第一の部分４０ａと、熱伝導率の良い軟らかい第二の部分４０ｂとをデバイス２０の表面と並行方向に交互に重ね合わせた様な形態となっている。実施の形態２による半導体装置モジュールのその他の構成および製造方法については、実施の形態１の半導体装置モジュール１０１と同様であり、対応する部分には同符号を付してその説明を省略する。
これにより、軟らかい部分と硬い部分を同時に研削するので、硬い部分を研削する際に砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、熱伝導率の良好な材料がモジュール表面まで露出させることも可能で、デバイスの放熱性も確保できる。
以上のように、本実施の形態２に係る半導体装置モジュールによれば、放熱ブロック４０を、二つの異なる硬さの材質の第一の部分４０ａと第二の部分４０ｂがデバイス２０の表面と並行して交互に重ねて形成するようにしたので、軟らかい部分と硬い部分を同時に研削することで、硬い部分を研削する際に砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、熱伝導率の良好な材料がモジュール表面まで露出させることも可能で、デバイスの放熱性も確保できる。
実施の形態３．
実施の形態２では、放熱ブロック４０の二つの異なる硬さの材質の部分を交互に重ねて形成したが、実施の形態３では、筒状の形状とした場合について説明する。
図６（ａ）および図６（ｂ）は、本願の実施の形態３に係る半導体装置モジュールの主要部の構成を示す図である。図６（ａ）は斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡＡ矢視断面図である。
本願の実施の形態３に係る放熱ブロック４０は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、熱伝導率の良い軟らかい第二の部分４０ｂが筒状になり、その中に硬くダイヤモンド砥石による研削性が良好な第一の部分４０ａが挿入された様な形態となっている。実施の形態３による半導体装置モジュールのその他の構成および製造方法については、実施の形態１の半導体装置モジュール１０１と同様であり、対応する部分には同符号を付してその説明を省略する。
これにより、軟らかい部分と硬い部分を同時に研削するので、硬い部分を研削する際に砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、熱伝導率の良好な材料がモジュール表面まで露出させることも可能で、デバイスの放熱性も確保できる。
以上のように、本実施の形態３に係る半導体装置モジュールによれば、放熱ブロック４０は、第二の部分４０ｂがデバイス２０の表面に対して垂直方向に筒状に形成されると共に、第二の部分４０ｂの筒状の内部に第一の部分４０ａが形成され、第一の部分４０ａは、第二の部分４０ｂよりも硬い材質となるようにしたので、軟らかい部分と硬い部分を同時に研削することで、硬い部分を研削する際に砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、熱伝導率の良好な材料がモジュール表面まで露出させることも可能で、デバイスの放熱性も確保できる。
なお、本実施の形態３では、筒状の部分を軟らかい材質の第二の部分４０ｂとしたが、これに限るものではない。図７（ａ）および図７（ｂ）は、本願の実施の形態３に係る半導体装置モジュールの主要部の他の構成を示す図である。図７（ａ）は斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡＡ矢視断面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、放熱ブロック４０は、筒状の部分を硬い材質の第一の部分４０ａとし、第一の部分４０ａの筒状の内部に軟らかい材質の第二の部分４０ｂを形成するようにしてもよい。この場合も、上記実施の形態３の効果と同様の効果が得られる。
実施の形態４．
実施の形態３では、放熱ブロック４０の第二の部分４０ｂを筒状に形成したが、実施の形態４では、格子状に形成した場合について説明する。
図８（ａ）および図８（ｂ）は、本願の実施の形態４に係る半導体装置モジュールの主要部の構成を示す図である。図８（ａ）は斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡＡ矢視断面図である。
本願の実施の形態４に係る放熱ブロック４０は、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、熱伝導率の良い軟らかい第二の部分４０ｂが格子状になり、その中に硬くダイヤモンド砥石による研削性が良好な第一の部分４０ａが挿入された様な形態となっている。実施の形態４による半導体装置モジュールのその他の構成および製造方法については、実施の形態１の半導体装置モジュール１０１と同様であり、対応する部分には同符号を付してその説明を省略する。
これにより、軟らかい部分と硬い部分を同時に研削するので、硬い部分を研削する際に砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、熱伝導率の良好な材料がモジュール表面まで露出させることも可能で、デバイスの放熱性も確保できる。
以上のように、本実施の形態４に係る半導体装置モジュールによれば、放熱ブロック４０は、第二の部分４０ｂがデバイス２０の表面に対して垂直方向に格子状に形成されると共に、第二の部分４０ｂの格子状の内部に第一の部分４０ａが形成され、第一の部分４０ａは、第二の部分４０ｂよりも硬い材質となるようにしたので、軟らかい部分と硬い部分を同時に研削することで、硬い部分を研削する際に砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、熱伝導率の良好な材料がモジュール表面まで露出させることも可能で、デバイスの放熱性も確保できる。
なお、本実施の形態４では、格子状の部分を軟らかい材質の第二の部分４０ｂとしたが、これに限るものではない。図９（ａ）および図９（ｂ）は、本願の実施の形態４に係る半導体装置モジュールの主要部の他の構成を示す図である。図９（ａ）は斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡＡ矢視断面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、放熱ブロック４０は、格子状の部分を硬い材質の第一の部分４０ａとし、第一の部分４０ａの格子状の内部に軟らかい材質の第二の部分４０ｂを形成するようにしてもよい。この場合も、上記実施の形態４の効果と同様の効果が得られる。
実施の形態５．
実施の形態４では、放熱ブロック４０の第二の部分４０ｂを格子状に形成したが、実施の形態５では、メッキをした場合について説明する。
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、本願の実施の形態５に係る半導体装置モジュールの主要部の構成を示す図である。図１０（ａ）は斜視図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡＡ矢視断面図である。
本願の実施の形態５に係る放熱ブロック４０は、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、熱伝導率の良い軟らかい第二の部分４０ｂの表面に、硬くダイヤモンド砥石による研削性が良好な第一の部分４０ａをメッキで形成した様な形態となっている。実施の形態５による半導体装置モジュールのその他の構成および製造方法については、実施の形態１の半導体装置モジュール１０１と同様であり、対応する部分には同符号を付してその説明を省略する。
これにより、硬い部分を研削することで砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、研削完了後は放熱ブロック露出面のメッキ部分は研削により除去されるので、熱伝導率の良好な材料がモジュール表面まで露出し、デバイスの放熱性も確保できる。
以上のように、本実施の形態５に係る半導体装置モジュールの製造方法によれば、放熱ブロック４０は、デバイス２０の表面に固定された第二の部分４０ｂの側面および表面に第一の部分４０ａがメッキで形成され、第一の部分４０ａは、第二の部分４０ｂよりも硬い材質であり、研削工程では、放熱ブロック４０の表面の第一の部分４０ａを除去するようにしたので、硬い部分を研削することにより砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、研削完了後は放熱ブロック露出面のメッキ部分は研削により除去されるので、熱伝導率の良好な材料がモジュール表面まで露出し、デバイスの放熱性も確保できる。
実施の形態６．
実施の形態５では、放熱ブロック４０の第二の部分４０ｂの表面に第一の部分４０ａをメッキしたが、実施の形態６では、放熱ブロックの上端部に硬い材質の部分を形成した場合について説明する。
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、本願の実施の形態６に係る半導体装置モジュールの主要部の構成を示す図である。図１１（ａ）は斜視図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡＡ矢視断面図である。
本願の実施の形態６に係る放熱ブロック４０は、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、熱伝導率の良い軟らかい第二の部分４０ｂの上部に、硬くダイヤモンド砥石による研削性が良好な第一の部分４０ａを重ねた様な形態となっている。実施の形態６による半導体装置モジュールのその他の構成および製造方法については、実施の形態１の半導体装置モジュール１０１と同様であり、対応する部分には同符号を付してその説明を省略する。
これにより、硬い部分を研削することで砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、研削完了後は放熱ブロック表面の硬い材料を残さずに研削しモジュール表面まで露出させることにより、デバイスの放熱性も確保できる。
以上のように、本実施の形態６に係る半導体装置モジュールの製造方法によれば、放熱ブロック４０は、デバイス２０の表面に設けられた第二の部分４０ｂの表面に第一の部分４０ａが形成され、第一の部分４０ａは、第二の部分４０ｂよりも硬い材質であり、研削工程では、放熱ブロック４０の表面の第一の部分４０ａを除去するようにしたので、硬い部分を研削することにより砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、研削完了後は放熱ブロック表面の硬い材料を残さずに研削しモジュール表面まで露出させることにより、デバイスの放熱性も確保できる。
実施の形態７．
実施の形態６では、第二の部分４０ｂの表面に第一の部分４０ａを形成したが、実施の形態７では、ダミーブロックを形成した場合について説明する。
図１２は、本願の実施の形態７に係る半導体装置モジュールの構成を示す平面図（モールド樹脂は図示せず）である。本願の実施の形態７に係る半導体装置モジュール１０２は、図１２に示すように、モジュールの四隅、デバイスおよびチップ部品が実装されていない有機基板１０上のエリアに、有機基板１０からの高さが放熱ブロック４０と同等であり、硬くダイヤモンド砥石による研削性が良好なダミーブロック４１を配置した様な形態となっている。実施の形態７による半導体装置モジュール１０２のその他の構成および製造方法については、実施の形態１の半導体装置モジュール１０１と同様であり、対応する部分には同符号を付してその説明を省略する。
これにより、軟らかい材料と硬い材料を同時に研削するので、硬い部分を研削する際に砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、熱伝導率の良好な放熱ブロックがモジュール表面まで露出することで、デバイスの放熱性も確保できる。また、放熱ブロックは従来の形態を使用できる。
以上のように、本実施の形態７に係る半導体装置モジュール１０２によれば、有機基板１０の表面に設けられたデバイス２０およびダミーブロック４１と、デバイス２０の表面に接着、固定された放熱ブロック４０と、放熱ブロック４０の少なくとも一面を露出してデバイス２０を封止するモールド樹脂５０と、を備え、ダミーブロック４１は、有機基板１０からの高さが放熱ブロック４０と同等であり、放熱ブロック４０よりも硬い材質となるようにしたので、また、本実施の形態７に係る半導体装置モジュール１０２の製造方法によれば、有機基板１０の表面にデバイス２０を実装する工程と、デバイス２０の表面に放熱ブロック４０を固定する工程と、有機基板１０の表面にダミーブロック４１を形成する工程と、放熱ブロック４０を表面に固定したデバイス２０をモールド樹脂５０で封止する工程と、モールド樹脂５０を放熱ブロック４０の少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、を含み、ダミーブロック４１は、有機基板１０からの高さが放熱ブロック４０と同等または放熱ブロック４０よりも高く、放熱ブロック４０よりも硬い材質となるようにしたので、軟らかい材料と硬い材料を同時に研削するので、硬い部分を研削することにより砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、熱伝導率の良好な放熱ブロックがモジュール表面まで露出することで、デバイスの放熱性も確保できる。また、放熱ブロックは従来の形態を使用できる。
なお、実施の形態１から実施の形態７では、ダイシング個片化工程（図４のステップＳ４０６）の後に、研削工程（図４のステップＳ４０７）を実施したが、これに限るものではない。研削工程（図４のステップＳ４０７）の後に、ダイシング個片化工程（図４のステップＳ４０６）を実施してもよい。これら場合も、それぞれ各実施の形態に記載の効果を得ることができる。
実施の形態８．
実施の形態７では、有機基板１０の表面にダミーブロックを設けたが、実施の形態８では、個片化する際に切断するのりしろ部分にダミーブロックを形成した場合について説明する。
図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、本願の実施の形態８に係る半導体装置モジュールの構成を示す図（モールド樹脂は図示せず）であり、個片化前の半導体装置モジュールである。図１３（ａ）は平面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＢＢ矢視断面図である。
本願の実施の形態８に係る半導体装置モジュール１０３は、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、個片化する前の有機基板１０のダイシングライン（切断領域）上に、有機基板１０からの高さが放熱ブロック４０と同等であり、硬くダイヤモンド砥石による研削性が良好なダミーブロック４２を配置した様な形態となっている。実施の形態７による半導体装置モジュールのその他の構成については、実施の形態１の半導体装置モジュール１０１と同様であり、対応する部分には同符号を付してその説明を省略する。
本願の実施の形態８に係る半導体装置モジュール１０３の製造方法は、研削工程（図４のステップＳ４０７）の後に、ダイシング個片化工程（図４のステップＳ４０６）を実施する以外は、実施の形態１に係る半導体装置モジュール１０１の製造方法と同様である。
これにより、軟らかい材料と硬い材料を同時に研削するので、硬い部分を研削する際に砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、熱伝導率の良好な放熱ブロックがモジュール表面まで露出することで、デバイスの放熱性も確保できる。また、放熱ブロックは従来の形態を使用でき、かつモジュール内に研削性が良好なダミー放熱ブロックを配置するスペース確保の必要もない。
以上のように、本実施の形態８に係る半導体装置モジュール１０３の製造方法によれば、有機基板１０の表面にデバイス２０を実装する工程と、デバイス２０の表面に放熱ブロック４０を固定する工程と、有機基板１０の表面のダイシングラインにダミーブロック４２を形成する工程と、放熱ブロック４０を表面に固定したデバイス２０をモールド樹脂５０で封止する工程と、モールド樹脂５０を放熱ブロック４０の少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、を含み、ダミーブロック４２は、有機基板１０からの高さが放熱ブロック４０と同等または前記放熱ブロック４０よりも高く、放熱ブロック４０よりも硬い材質となるようにしたので、軟らかい材料と硬い材料を同時に研削するので、硬い部分を研削することにより砥石の目出し（自生発刃）が行われ、砥石の研削性を保つことができる。また、熱伝導率の良好な放熱ブロックがモジュール表面まで露出することで、デバイスの放熱性も確保できる。また、放熱ブロックは従来の形態を使用でき、かつモジュール内に研削性が良好なダミー放熱ブロックを配置するスペース確保の必要もない。
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
１０ 有機基板、２０ デバイス、４０ 放熱ブロック、５０ モールド樹脂、４１、４２ ダミーブロック、 １０１、１０２、１０３ 半導体装置モジュール。

Claims (17)

  1. 基板の表面に設けられたデバイスと、
    前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、
    前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、
    を備え、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、前記モールド樹脂から露出する側の第一の部分から前記デバイスとの接する側の第二の部分にかけて硬度が傾斜し、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする半導体装置モジュール。
  2. 基板の表面に設けられたデバイスと、
    前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、
    前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、
    を備え、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、前記二つの異なる硬さの材質の部分が前記デバイスの表面に対して垂直な状態で交互に重ね、並行方向に交互に並べて形成されていることを特徴とする半導体装置モジュール。
  3. 基板の表面に設けられたデバイスと、
    前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、
    前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、
    を備え、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第一の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に筒状に形成されると共に、前記第一の部分の内部に第二の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする半導体装置モジュール。
  4. 基板の表面に設けられたデバイスと、
    前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、
    前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、
    を備え、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第二の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に筒状に形成されると共に、前記第二の部分の内部に第一の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする半導体装置モジュール。
  5. 基板の表面に設けられたデバイスと、
    前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、
    前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、
    を備え、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第一の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に格子状に形成されると共に、前記第一の部分の内部に第二の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする半導体装置モジュール。
  6. 基板の表面に設けられたデバイスと、
    前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、
    前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、
    を備え、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第二の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に格子状に形成されると共に、前記第二の部分の内部に第一の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする半導体装置モジュール。
  7. 基板の表面に設けられたデバイスおよびダミーブロックと、
    前記デバイスの表面に設けられた放熱ブロックと、
    前記放熱ブロックの少なくとも一面を露出して前記デバイスを封止するモールド樹脂と、
    を備え、
    前記ダミーブロックは、前記基板からの高さが前記放熱ブロックと同等であり、前記放熱ブロックよりも硬い材質であることを特徴とする半導体装置モジュール。
  8. 基板の表面にデバイスを実装する工程と、
    前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、
    前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、
    前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、
    を含み、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、前記モールド樹脂から露出する側の第一の部分から前記デバイスとの接する側の第二の部分にかけて硬度が傾斜し、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする半導体装置モジュールの製造方法。
  9. 基板の表面にデバイスを実装する工程と、
    前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、
    前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、
    前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、
    を含み、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、前記放熱ブロックは、前記二つの異なる硬さの材質の部分が前記デバイスの表面に対して垂直な状態で交互に重ね、並行方向に交互に並べて形成され、前記二つの異なる硬さの材質の部分を同時に研削することを特徴とする半導体装置モジュールの製造方法。
  10. 基板の表面にデバイスを実装する工程と、
    前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、
    前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、
    前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、
    を含み、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第一の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に筒状に形成されると共に、前記第一の部分の内部に第二の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする半導体装置モジュールの製造方法。
  11. 基板の表面にデバイスを実装する工程と、
    前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、
    前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、
    前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、
    を含み、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第二の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に筒状に形成されると共に、前記第二の部分の筒状の内部に第一の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする半導体装置モジュールの製造方法。
  12. 基板の表面にデバイスを実装する工程と、
    前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、
    前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、
    前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、
    を含み、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第一の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に格子状に形成されると共に、前記第一の部分の内部に第二の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする半導体装置モジュールの製造方法。
  13. 基板の表面にデバイスを実装する工程と、
    前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、
    前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、
    前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、
    を含み、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、第二の部分が前記デバイスの表面に対して垂直方向に格子状に形成されると共に、前記第二の部分の内部に第一の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であることを特徴とする半導体装置モジュールの製造方法。
  14. 基板の表面にデバイスを実装する工程と、
    前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、
    前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、
    前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、
    を含み、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、前記デバイスの表面に固定された第二の部分の側面および表面に第一の部分がメッキで形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であり、前記研削する工程では、前記放熱ブロックの表面の前記第一の部分を除去することを特徴とする半導体装置モジュールの製造方法。
  15. 基板の表面にデバイスを実装する工程と、
    前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、
    前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、
    前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、
    を含み、
    前記放熱ブロックは、二つの異なる硬さの材質の部分を含み、前記デバイスの表面に設けられた第二の部分の表面端部に第一の部分が形成され、前記第一の部分は、前記第二の部分よりも硬い材質であり、前記研削する工程では、前記放熱ブロックの表面の前記第一の部分を除去することを特徴とする半導体装置モジュールの製造方法。
  16. 基板の表面にデバイスを実装する工程と、
    前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、
    前記基板の表面にダミーブロックを形成する工程と、
    前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、
    前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、
    を含み、
    前記ダミーブロックは、前記基板からの高さが前記放熱ブロックと同等または前記放熱ブロックよりも高く、前記放熱ブロックよりも硬い材質であることを特徴とする半導体装置モジュールの製造方法。
  17. 基板の表面にデバイスを実装する工程と、
    前記デバイスの表面に放熱ブロックを固定する工程と、
    前記基板の表面のダイシングラインにダミーブロックを形成する工程と、
    前記放熱ブロックを表面に固定した前記デバイスをモールド樹脂で封止する工程と、
    前記モールド樹脂を前記放熱ブロックの少なくとも一面が露出するまで研削する工程と、
    を含み、
    前記ダミーブロックは、前記基板からの高さが前記放熱ブロックと同等または前記放熱ブロックよりも高く、前記放熱ブロックよりも硬い材質であることを特徴とする半導体装置モジュールの製造方法。
JP2020568480A 2020-08-03 2020-08-03 半導体装置モジュールおよびその製造方法 Active JP6899980B1 (ja)

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