JP2009290141A - 半導体モジュールおよびその製造方法、ならびに携帯機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】電磁波障害が抑制された簡易な構成の半導体モジュールを提供する。
【解決手段】半導体モジュールの製造方法において、素子搭載用基板の上に半導体素子14が搭載されている半導体モジュール10を準備する準備工程と、半導体素子14を含むパッケージ28の上面に金属箔30を配置する配置工程と、金属箔30のうちパッケージ28の上面を覆っていない部分をパッケージ28の側面に沿わせて変形させる変形工程と、を含む。
【選択図】図2
【解決手段】半導体モジュールの製造方法において、素子搭載用基板の上に半導体素子14が搭載されている半導体モジュール10を準備する準備工程と、半導体素子14を含むパッケージ28の上面に金属箔30を配置する配置工程と、金属箔30のうちパッケージ28の上面を覆っていない部分をパッケージ28の側面に沿わせて変形させる変形工程と、を含む。
【選択図】図2
Description
本発明は、半導体モジュールおよびその製造方法、ならびに携帯機器に関する。
近年、半導体素子を用いた電子機器が様々な分野で開発されており、その用途や使用環境も多岐にわたっている。そのため、半導体素子を様々な環境から保護する必要がある。具体的には、例えば水分や不純物の侵入を防ぐ必要がある。また、これらの不純物の侵入とは別に、電子機器より発生する電磁波が他の電子機器の動作に影響を及ぼす、いわゆる電磁波障害(EMI:Electro Magnetic Interference)が問題となっている。このような電磁波障害を防止するための様々な技術の一つとして、金属板を加工した筐体で半導体素子を備える基板を覆う、いわゆるキャン封止という技術が知られている。
特開2004−260103号公報
ところで、近年、半導体モジュールの小型化や低背化、低コスト化の要請から、更なる構成の簡素化や工程の簡略化が求められている。しかしながら、上述のキャン封止のような方法では、筐体を一つ一つ作製して基板に装着する必要があり、製造コストの増大を招くことになる。また、金属板の材料コストの増大やパッケージ全体の厚みの増加という問題もある。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外部環境から遮蔽された簡易な構成の半導体モジュールを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の半導体モジュールは、基板と、基板の上に搭載された半導体素子と、半導体素子を備えたパッケージの形状に沿って該パッケージを覆う遮蔽フィルムと、を備える。
この態様によると、遮蔽フィルムという加工が容易で簡易な構成により外部環境から半導体素子が遮蔽されるため、水分や不純物の侵入あるいは電磁波障害の防止が可能であり、半導体素子の動作を安定化することができる。
遮蔽フィルムは、絶縁性フィルムであってもよい。これにより、他の部材や装着される機器との短絡が防止される。
本発明の別の態様も、半導体モジュールである。この半導体モジュールは、基板と、基板の上に搭載された半導体素子と、半導体素子を備えたパッケージの形状に沿って少なくとも該パッケージの上面を覆う金属箔と、を備える。
この態様によると、外部環境から半導体素子が受ける電磁波を金属箔により遮蔽し、また、受信した電磁波のみならずその半導体素子から発振され隣接する半導体素子に向かう電磁波も金属箔により遮蔽し、電磁波障害を抑制することができる。また、キャン封止と比べて半導体モジュールの低背化を実現することができる。
金属箔は、固定電位が付与されてもよい。これにより、金属箔に覆われた領域にある半導体素子が受ける電磁波障害をより確実に防止することができる。より好ましくは、金属箔は、基板に設けられたグランド端子と導通しているとよい。
金属箔は、パッケージを覆っている部分のうちパッケージの厚み方向の辺に沿った部分が折り重なるように変形していてもよい。これにより、例えば、パッケージが多角形の場合の角部における電磁波の集中による電磁波障害から半導体素子をより確実に保護することが可能となる。
本発明の別の態様は、半導体モジュールの製造方法である。この方法は、基板の上に半導体素子が搭載されている半導体モジュールを準備する準備工程と、半導体素子を備えたパッケージの上面に遮蔽フィルムを配置する配置工程と、遮蔽フィルムのうちパッケージの上面を覆っていない部分をパッケージの側面に沿わせて変形させる変形工程と、を含む。
この態様によると、外部環境から半導体素子を保護することができる遮蔽フィルムを半導体モジュール上に簡易に形成することができる。
本発明の別の態様は、半導体モジュールの製造方法である。この方法は、基板の上に半導体素子が搭載されている半導体モジュールを準備する準備工程と、半導体素子を含むパッケージの上面に金属箔を配置する配置工程と、金属箔のうちパッケージの上面を覆っていない部分をパッケージの側面に沿わせて変形させる変形工程と、を含む。
この態様によると、電磁波障害から半導体素子を保護することができる金属箔を半導体モジュール上に簡易に形成することができる。
変形工程の後に基板のうち固定電位が入力される配線層に金属箔を接続する接続工程を更に含んでもよい。これにより、半導体素子を電磁波障害からより確実に保護することが可能な半導体モジュールを簡便に製造することができる。ここで、配線層は、グランド端子と導通しているとより好ましい。
変形工程は、金属箔の表側と裏側の空間の差圧によって該金属箔をパッケージの側面に向かって変形させてもよい。これにより、厚さの薄い金属箔をパッケージの形状に合わせて容易に密着させることが可能となり、製造コストや工程数が削減される。
本発明の別の態様もまた、半導体モジュールである。この半導体モジュールは、基板と、基板の上に搭載された半導体素子と、半導体素子を備えたパッケージの形状に沿って該パッケージの上面および側面を覆う金属箔と、基板に形成されている配線層のうち固定電位が入力される部分と金属箔とを導通するようにパッケージの側面を金属箔の外側から覆う導電性部材と、を備える。
この態様によると、半導体素子が受ける電磁波障害を金属箔により抑制することができる。また、キャン封止と比べて半導体モジュールの低背化を実現することができる。
本発明のさらに別の態様は、半導体モジュールの製造方法である。この方法は、基板の上に複数の半導体素子が整列して搭載されている状態で、かつ、基板の上に形成されている配線層と半導体素子とが接続されている状態で、封止部材により封止されているパッケージを準備する準備工程と、複数の半導体素子の間の領域にある封止部材を除去して配線層のうち固定電位が入力される部分を露出させる露出工程と、複数の半導体素子を含むパッケージの上面に金属箔を配置する配置工程と、金属箔のうち封止部材を除去した空間の上にある部分を切断する切断工程と、切断した部分から空間に導電性部材を充填する充填工程と、半導体素子ごとにパッケージを切り離す切り離し工程と、を含む。
この態様によると、電磁波障害から半導体素子を保護することができる金属箔を半導体モジュール上に簡易に形成することができる。また、複数の半導体素子を含むパッケージの上面に金属箔を配置した後、半導体素子間の空間に応じて切断し、その空間に導電性部材を充填することで、導電性部材により金属箔が半導体素子を含む各パッケージの側面に密着するように変形し固定される。これにより、半導体素子が受ける電磁波障害を抑制する金属箔を備える半導体モジュールを同じ工程により複数製造することが可能となり、製造コストが削減される。
露出工程により露出される部分は、グランド端子と導通していてもよい。これにより、金属箔に覆われた領域にある半導体素子が受ける電磁波障害をより確実に防止することができる。
本発明のさらに別の態様もまた、半導体モジュールである。この半導体モジュールは、基板と、基板の上に形成された配線層と、基板の上に搭載された半導体素子と、配線層および半導体素子を封止する封止部材と、一方の端部が配線層と接続され、他方の端部が封止部材を貫通して封止部材の上面に達しているワイヤと、ワイヤの他方の端部と導通するように封止部材の上に形成された導電性部材と、導電性部材の上面を覆う金属箔と、を備える。
この態様によると、半導体素子が受ける電磁波障害を金属箔により抑制することができる。
ワイヤの一方の端部は、配線層のうち固定電位が入力される部分と接続されていてもよい。これにより、金属箔に覆われた領域にある半導体素子が受ける電磁波障害をより確実に防止することができる。より好ましくは、金属箔は、基板に設けられたグランド端子と導通しているとよい。
本発明のさらに別の態様もまた、半導体モジュールの製造方法である。この方法は、基板の上に複数の半導体素子が整列して搭載されているとともにグランド端子にワイヤが接続されているパッケージを準備する準備工程と、ワイヤの一部が露出する程度にパッケージを封止部材で封止する封止工程と、複数の半導体素子の間の領域にある封止部材を除去する除去工程と、露出しているワイヤを覆うとともに封止部材を除去した空間を充填するように導電性部材でパッケージを被覆する被覆工程と、導電性部材の上面に金属箔を貼り付ける貼り付け工程と、半導体素子ごとに導電性部材が充填された空間でパッケージを切り離す切り離し工程と、を含む。
この態様によると、電磁波障害から半導体素子を保護することができる金属箔を半導体モジュール上に簡易に形成することができる。また、露出したワイヤの一部を覆うように導電性部材で被覆されるので、パッケージと導電性部材との密着性が増す。また、導電性部材および金属箔でパッケージの上面が覆われるとともに、導電性部材でパッケージの側面も覆われるので、半導体素子が受ける電磁波障害をより確実に防止することができる。また、半導体素子が受ける電磁波障害を抑制する金属箔を備える半導体モジュールを同じ工程により複数製造することが可能となり、製造コストが削減される。
本発明のさらに別の態様は、携帯機器である。この携帯機器は、上述したいずれかの態様の半導体モジュールを搭載している。
本発明によれば、外部環境から遮蔽された、または半導体素子から外部環境(例えば、隣接する半導体チップを含む。)への電磁波の放射が遮蔽された簡易な構成の半導体モジュールを提供することができる。
本発明の一例は、基板と、基板の上に搭載された半導体素子と、半導体素子を備えたパッケージの形状に沿ってパッケージを覆い、外部からの水分、不純物または電磁波を遮蔽する遮蔽フィルムと、を備える半導体モジュールである。遮蔽フィルムとしては、絶縁性フィルムや金属箔等の変形が容易な、厚さの薄い部材を用いることができる。以下の説明では、電磁波障害の抑制に好適な金属箔を採用した半導体モジュールについて説明するが、例えば、水分や不純物による短絡を防止するという観点から絶縁性フィルムを採用しても良い。なお、絶縁性フィルムの場合であっても以下の構成や製造方法を適用することが可能であるのはいうまでもない。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
(第1の実施の形態)
[半導体モジュールの構造]
図1は、第1の実施の形態に係る半導体モジュールの構成を示す概略断面図である。図1に示すように、第1の実施の形態に係る半導体モジュール10は、素子搭載用基板12と、素子搭載用基板12の上面に設けられた半導体素子14および配線パターン16と、半導体素子14と配線パターン16とを電気的に接続する導電部材であるボンディングワイヤ18と、を備える。また、素子搭載用基板12の下面には、外部接続端子が接続される銅からなる配線パターン20が設けられている。
[半導体モジュールの構造]
図1は、第1の実施の形態に係る半導体モジュールの構成を示す概略断面図である。図1に示すように、第1の実施の形態に係る半導体モジュール10は、素子搭載用基板12と、素子搭載用基板12の上面に設けられた半導体素子14および配線パターン16と、半導体素子14と配線パターン16とを電気的に接続する導電部材であるボンディングワイヤ18と、を備える。また、素子搭載用基板12の下面には、外部接続端子が接続される銅からなる配線パターン20が設けられている。
配線パターン16と配線パターン20との電気的接続は絶縁基板22を貫通するビアホールの内壁面に設けた導体部22aを介してなされている。ソルダーレジスト24は、配線パターン20の表面を保護している。さらに、素子搭載用基板12の上面、および素子搭載用基板12に搭載された半導体素子14は、封止樹脂層26により封止され、所望の形状のパッケージ28となっている。
本実施の形態に係る半導体モジュール10は、パッケージ28の形状に沿って金属箔30で覆われている。なお、本実施の形態では、金属箔30は、接着剤32を介して固定されているが、例えば、圧着によりあるいは静電気で固定されていてもよい。また、金属箔30は、例えば、厚さが15〜50μmのアルミ箔が好適である。このように、金属箔30により半導体素子14を覆うことで、半導体素子14が受ける電磁波障害が抑制される。また、従来のキャン封止と比べて金属箔30を用いた場合の方が、金属箔とパッケージとの間の空間(距離)を小さくすることができるため、半導体モジュール10の低背化を実現することができる。
また、本実施の形態に係る半導体モジュール10においては、配線パターン20の一部が、外部の接地電位と導通するグランド端子34として機能しており、金属箔30がグランド端子34と導通している。そのため、半導体モジュール10が電子機器に装着された状態では、金属箔30全体が接地電位のような固定電位で保持されるため、金属箔30に覆われた領域にある半導体素子14が受ける電磁波障害をより確実に防止することができる。なお、半導体モジュール10を金属箔の代わりに、あるいは金属箔に加えて絶縁性フィルムで覆っても良い。これにより、水分や不純物が半導体素子に侵入することが抑制され、短絡や酸化による半導体素子の劣化が防止される。
[製造方法]
次に、第1の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法について説明する。図2(a)〜図2(d)は、第1の実施の形態に係る半導体モジュール10の製造方法における工程を説明するための概略断面図である。
次に、第1の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法について説明する。図2(a)〜図2(d)は、第1の実施の形態に係る半導体モジュール10の製造方法における工程を説明するための概略断面図である。
はじめに、図2(a)に示すように、封止樹脂層26で封止されているパッケージ28の状態の半導体モジュール10を準備し、片面に接着剤32が塗布されている金属箔30をパッケージ28の上面に配置し、接着剤32を介して金属箔30の一部を固定する。
次に、図2(b)に示すように、前述の状態で平らな支持基板36の上に半導体モジュール10を置き、金属箔30と支持基板36との間にある空間38を減圧する。この際、金属箔30の表側(図の上側)と裏側(図の支持基板側)との空間は遮断されている。
そのため、金属箔30の表側と裏側の空間の差圧によって、図2(c)に示すように、金属箔30がパッケージ28の側面に沿って変形する。減圧の一例としては、接着剤の付いた金属箔を上面に配置したパッケージをステージ上に設置して、そのパッケージとそれを載せたステージとを閉じた空間、例えば可撓性を有するナイロン袋等に挿入して、その中の空気を吸引器によって排出することで袋内を減圧する。それによって空間38を減圧することができる。
これにより、電磁波障害から半導体素子14を保護することができる金属箔30を半導体モジュールを覆うように簡易に形成することができる。また、厚さの薄い金属箔30をパッケージの形状に合わせて容易に密着させることが可能となり、製造コストや工程数が削減される。なお、支持基板の形状は平らな場合に限られない。図16(a)、図16(b)は、第1の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法で他の形状の支持基板を用いた場合の工程を説明するための概略断面図である。図16(a)に示すように、支持基板137は、半導体モジュール10の下面の大きさに応じて凸部137aが設けられている。そのため、金属箔30をパッケージ28の側面に沿って変形させた場合、図16(b)に示すように、より下方まで到達するため、金属箔30のパッケージ側面への装着が確実となる。
図3は、半導体モジュール10のパッケージ28の形状に沿って金属箔30が密着している状態を示す斜視図である。このように、半導体モジュール10を上から金属箔30で覆うように密着させると、金属箔30は、パッケージ28を覆っている部分のうちパッケージ28の厚み方向の辺に沿った部分30aが折り重なるように変形する。すなわち、パッケージの部分30aに隣り合う面28a,28bを覆う金属箔30の端部(部分30a)において、面28aを覆う金属箔と面28bを覆う金属箔とが折り重なるようになる。これにより、多角形のパッケージ28の角部における電磁波の集中による電磁波障害から半導体素子14をより確実に保護することが可能となる。
図2(c)に示すように金属箔30を変形させた後、支持基板36から半導体モジュール10を取り外し、金属箔30の余白を切断する。そして、図2(d)に示すように、金属箔30を半導体モジュール10の下面側に板状の治具によって押し曲げて折り返し、素子搭載用基板12のグランド端子34に接続する。これにより、半導体素子14を電磁波障害からより確実に保護することが可能な半導体モジュールを簡便に製造することができる。なお、半導体モジュール10を金属箔の代わりに、あるいは金属箔に加えて絶縁性フィルムで覆う場合にも上述の製造方法を用いることが可能である。これにより、短絡や酸化による半導体素子の劣化が防止された半導体モジュールを簡便に製造することができる。
(第2の実施の形態)
[半導体モジュールの構造]
図4は、第2の実施の形態に係る半導体モジュールの構成を示す概略断面図である。図4に示すように、第2の実施の形態に係る半導体モジュール110は、素子搭載用基板112と、素子搭載用基板112の上面に設けられた半導体素子114および銅からなる配線パターン116と、半導体素子114と銅からなる配線パターン116とを電気的に接続する導電部材であるボンディングワイヤ118と、を備える。また、素子搭載用基板112の下面には、外部接続端子が接続される銅からなる配線パターン120が設けられている。
[半導体モジュールの構造]
図4は、第2の実施の形態に係る半導体モジュールの構成を示す概略断面図である。図4に示すように、第2の実施の形態に係る半導体モジュール110は、素子搭載用基板112と、素子搭載用基板112の上面に設けられた半導体素子114および銅からなる配線パターン116と、半導体素子114と銅からなる配線パターン116とを電気的に接続する導電部材であるボンディングワイヤ118と、を備える。また、素子搭載用基板112の下面には、外部接続端子が接続される銅からなる配線パターン120が設けられている。
配線パターン116と配線パターン120との電気的接続は絶縁基板122を貫通するビアホールの内壁面に設けた導体部122aを介してなされている。ソルダーレジスト124は、配線パターン120の表面を保護している。さらに、素子搭載用基板112の上面、および素子搭載用基板112に搭載された半導体素子114は、封止樹脂層126により封止され、所望の形状のパッケージ128となっている。
本実施の形態に係る半導体モジュール110は、パッケージ128の形状に沿って金属箔130で覆われている。金属箔130は、接着剤132を介してパッケージ128の上面および側面に固定されている。また、素子搭載用基板112上に形成されている配線パターン116のうち固定電位、本実施の形態では接地電位が入力される電極116aと金属箔130とを導通するようにパッケージ128の側面を金属箔30の外側から覆う導電性ペーストが固化した導電性部材135と、を備える。
このように、金属箔130により半導体素子114を覆うことで、半導体素子114が受ける電磁波障害が抑制される。また、従来のキャン封止と比べて金属箔130の厚みが薄いため、半導体モジュール110の低背化を実現することができる。
また、本実施の形態に係る半導体モジュール110においては、配線パターン116の一部である電極116aが、外部の接地電位と導通するグランド端子として機能しており、金属箔130が導電性部材135を介して電極116aと導通している。そのため、半導体モジュール110が電子機器に装着された状態では、金属箔130全体が接地電位のような固定電位で保持されるため、金属箔130に覆われた領域にある半導体素子114が受ける電磁波障害をより確実に防止することができる。また、半導体素子から発生する電磁波を遮蔽でき、隣接する半導体素子への電磁波障害をより確実に防止できる。
[製造方法]
次に、第2の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法について説明する。図5(a)〜図5(c)、図6(a)、図6(b)は、第2の実施の形態に係る半導体モジュール110の製造方法における工程を説明するための概略断面図である。
次に、第2の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法について説明する。図5(a)〜図5(c)、図6(a)、図6(b)は、第2の実施の形態に係る半導体モジュール110の製造方法における工程を説明するための概略断面図である。
はじめに、図5(a)に示すように、素子搭載用基板112の上に複数の半導体素子114が整列して搭載されている状態で、かつ、素子搭載用基板112の上に形成されている配線パターン116と半導体素子114とがボンディングワイヤ118で接続されている状態で、封止樹脂層126で封止されているパッケージ128を準備する。
次に、図5(b)に示すように、複数の半導体素子114の間の領域136にある封止樹脂層126を除去し、配線パターン116のうち固定電位(接地電位)が入力される電極116aを露出させる。露出させる方法としては、レーザ照射やハーフダイシング法が用いられる。そして、図5(c)に示すように、片面に接着剤132が塗布されている金属箔130を複数の半導体素子114を含むパッケージ128の上面に配置し、接着剤132を介して金属箔130の一部を固定する。その状態で、金属箔130のうち封止樹脂層126を除去した領域136の上にある部分を切断する。
次に、図6(a)に示すように、金属箔130が切断された部分から導電性部材135が充填され、導電性部材135により金属箔130が各パッケージ128の側面に密着するように変形し固定される。その結果、金属箔130と電極116aとが電気的に導通する。その後、図6(b)に示すように、半導体素子114ごとに導電性部材135の箇所でパッケージ128が切り離され複数の半導体モジュール110が製造される。
上述のような製造方法によれば、電磁波障害から半導体素子114を保護することができる金属箔130を複数の半導体モジュール110上に簡易に形成することができる。また、半導体素子114が受ける電磁波障害を抑制する金属箔130を備える半導体モジュール110を同じ工程により複数製造することが可能となり、製造コストが削減される。
(第3の実施の形態)
本実施の形態では、ウェハレベルで一括して再配線が形成されたパッケージが半導体チップとして個片化され、支持基板上で第1の実施の形態のように所定の空間が減圧されることで金属箔が複数の半導体チップに密着した半導体モジュールが製造される。
本実施の形態では、ウェハレベルで一括して再配線が形成されたパッケージが半導体チップとして個片化され、支持基板上で第1の実施の形態のように所定の空間が減圧されることで金属箔が複数の半導体チップに密着した半導体モジュールが製造される。
図7は、ウェハレベルパッケージの作製概念を示す模式図である。図8は、第3の実施の形態に係る半導体モジュールの構成を示す概略構成図である。図8に示す半導体モジュールは、図7に示すウェハレベルパッケージが個片化されたものに金属箔が形成されたものである。
図8に示すように、第3の実施の形態に係る半導体モジュール210は、素子搭載用基板212と、素子搭載用基板212の上面に設けられた半導体チップ214と、を備える。また、素子搭載用基板212の下面には、外部接続端子が接続される銅からなる配線パターン220が設けられている。また、素子搭載用基板212の内部には、再配線パターン216が形成されている。ソルダーレジスト224は、配線パターン220の表面を保護している。こうして所望の形状のパッケージとなっている。
本実施の形態に係る半導体モジュール210は、半導体チップ214の形状に沿って金属箔230で覆われている。なお、本実施の形態では、金属箔230は、接着剤232を介して固定されている。このように、金属箔230により半導体チップ214を覆うことで、半導体チップ214が受ける電磁波障害が抑制される。また、従来のキャン封止と比べて金属箔230を用いた場合の方が、金属箔とパッケージとの間の空間(距離)を小さくすることができるため、半導体モジュール210の低背化を実現することができる。
また、本実施の形態に係る半導体モジュール210においては、配線パターン220の一部が、外部の接地電位と導通するグランド端子234として機能しており、金属箔230がグランド端子234と導通している。そのため、半導体モジュール210が電子機器に装着された状態では、金属箔230全体が接地電位のような固定電位で保持されるため、金属箔230に覆われた領域にある半導体チップ214が受ける電磁波障害をより確実に防止することができる。なお、製造方法については第1の実施の形態と同様なため説明を省略する。
(第4の実施の形態)
[半導体モジュールの構造]
図9は、第4の実施の形態に係る半導体モジュールの構成を示す概略断面図である。図9に示すように、第4の実施の形態に係る半導体モジュール310は、素子搭載用基板312と、素子搭載用基板312の上面に設けられた半導体素子314および銅からなる配線パターン316と、半導体素子314と配線パターン316とを電気的に接続する導電部材であるボンディングワイヤ318と、を備える。また、素子搭載用基板312の上面、および素子搭載用基板312に搭載された半導体素子314は、封止樹脂層326により封止され、所望の形状のパッケージ328となっている。
[半導体モジュールの構造]
図9は、第4の実施の形態に係る半導体モジュールの構成を示す概略断面図である。図9に示すように、第4の実施の形態に係る半導体モジュール310は、素子搭載用基板312と、素子搭載用基板312の上面に設けられた半導体素子314および銅からなる配線パターン316と、半導体素子314と配線パターン316とを電気的に接続する導電部材であるボンディングワイヤ318と、を備える。また、素子搭載用基板312の上面、および素子搭載用基板312に搭載された半導体素子314は、封止樹脂層326により封止され、所望の形状のパッケージ328となっている。
また、半導体モジュール310は、一方の端部が配線パターン316の一部に形成され接地電位が入力される電極316aと接続され、他方の端部が封止樹脂層326を貫通して封止樹脂層326の上面に達しているボンディングワイヤ318aと、ボンディングワイヤ318aの他方の端部と導通するように封止樹脂層326の上に形成された導電性部材335と、導電性部材335の上面を覆う金属箔330と、を備える。
すなわち、本実施の形態に係る半導体モジュール310においては、配線パターン316の一部である電極316aが、外部の接地電位と導通するグランド端子として機能しており、金属箔330がボンディングワイヤ318aおよび導電性部材335を介して電極316aと導通している。そのため、半導体モジュール310が電子機器に装着された状態では、金属箔330全体が接地電位のような固定電位で保持されるため、金属箔330に覆われた領域にある半導体素子314が受ける電磁波障害をより確実に防止することができる。
[製造方法]
次に、第4の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法について説明する。図10(a)〜図10(c)、図11(a)〜図11(c)は、第4の実施の形態に係る半導体モジュール310の製造方法における工程を説明するための概略断面図である。
次に、第4の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法について説明する。図10(a)〜図10(c)、図11(a)〜図11(c)は、第4の実施の形態に係る半導体モジュール310の製造方法における工程を説明するための概略断面図である。
はじめに、図10(a)に示すように、素子搭載用基板312の上に複数の半導体素子314を整列して搭載し、素子搭載用基板312の上に形成した配線パターン316と半導体素子314とをボンディングワイヤ318で接続する。この際、配線パターン316の一部を構成するグランド端子として電極316a同士は、ボンディングワイヤ318aにより導通されている。この状態で、図10(b)に示すように、ボンディングワイヤ318aの一部が露出する程度に素子搭載用基板312および半導体素子314の上面を封止樹脂層326で封止する。
その後、本実施の形態では、図10(c)に示すように、ボンディングワイヤ318aの折り返し部がカットされ、図11(a)に示すように、封止樹脂層326のうち、複数の半導体素子314の間の領域にある部分が除去される。次に、図11(b)に示すように、露出しているボンディングワイヤ318aを覆うとともに封止樹脂層326を除去した空間を充填するようにペースト状の導電性部材335でパッケージ328が被覆され、導電性部材335の上面に金属箔330が貼り付けられる。そして、図11(c)に示すように、半導体素子314ごとに導電性部材335が充填された空間でダイシングにより切り離され、半導体モジュール310が製造される。
上述のように、電磁波障害から半導体素子314を保護することができる金属箔330を半導体モジュールを覆うように簡易に形成することができる。また、露出したボンディングワイヤ318aの一部を覆うように導電性部材335で被覆されるので、パッケージ328と導電性部材335との密着性が増す。また、導電性部材335および金属箔330でパッケージ328の上面が覆われるとともに、導電性部材335でパッケージ328の側面も覆われるので、半導体素子314が受ける電磁波障害をより確実に防止することができる。また、半導体素子314が受ける電磁波障害を抑制する金属箔330を備える半導体モジュール310を同じ工程により複数製造することが可能となり、製造コストが削減される。
(第5の実施の形態)
図12は、第5の実施の形態に係る半導体モジュールの構成を示す概略断面図である。図12に示すように、第5の実施の形態に係る半導体モジュール410は、素子搭載用基板412と、素子搭載用基板412の上面に設けられた半導体素子414および銅からなる配線パターン416と、半導体素子414と配線パターン416とを電気的に接続する導電部材であるボンディングワイヤ418と、を備える。また、素子搭載用基板412の上面、および素子搭載用基板412に搭載された半導体素子414は、封止樹脂層426により封止され、所望の形状のパッケージ428となっている。
図12は、第5の実施の形態に係る半導体モジュールの構成を示す概略断面図である。図12に示すように、第5の実施の形態に係る半導体モジュール410は、素子搭載用基板412と、素子搭載用基板412の上面に設けられた半導体素子414および銅からなる配線パターン416と、半導体素子414と配線パターン416とを電気的に接続する導電部材であるボンディングワイヤ418と、を備える。また、素子搭載用基板412の上面、および素子搭載用基板412に搭載された半導体素子414は、封止樹脂層426により封止され、所望の形状のパッケージ428となっている。
また、半導体モジュール410は、封止樹脂層426の上に形成された導電性部材435と、導電性部材435の上面を覆う金属箔430と、を備える。本実施の形態に係る半導体モジュール410においては、金属箔430の周縁部430aは、素子搭載用基板412側に向かって折り曲がった状態になっている。そのため、金属箔430が平坦な場合と比較して半導体素子414を覆う範囲が広がり、半導体素子414が受ける電磁波障害をより確実に防止することができる。また、周縁部430aが折れ曲がることにより、その部分が角部を有する形状のときに生ずる電界集中が抑制される。
このように金属箔430の周縁部430aを折り曲がった状態にするためには、例えば、図11(c)に示す工程において、導電性部材335が半硬化の状態でダイシングを行えばよい。
(第6の実施の形態)
図13は、第6の実施の形態に係る半導体モジュール510の上面図である。第4の実施の形態や第5の実施の形態の半導体モジュールのように導電性部材の上に金属箔が貼り付けられている場合、導電性部材と金属箔との間に空気が入り、金属箔の表面の一部に膨らんだ箇所ができる可能性がある。このような状態のままであると、半導体モジュールを電子機器に装着した場合、膨らんだ部分が破れたり他の部品と接触する可能性がある。
図13は、第6の実施の形態に係る半導体モジュール510の上面図である。第4の実施の形態や第5の実施の形態の半導体モジュールのように導電性部材の上に金属箔が貼り付けられている場合、導電性部材と金属箔との間に空気が入り、金属箔の表面の一部に膨らんだ箇所ができる可能性がある。このような状態のままであると、半導体モジュールを電子機器に装着した場合、膨らんだ部分が破れたり他の部品と接触する可能性がある。
そこで、本実施の形態に係る半導体モジュール510は、金属箔530と導電性部材との間に入った空気が抜けるように開口部530aが形成されている。これにより、金属箔530と導電性部材との間に空気が留まることが抑制される。また、図13に示すように、開口部530aを中央よりずれた位置に形成することで、半導体モジュール510の向きを簡便に知ることができる。また、開口部530aを作製する際の金属箔のバリが外側になるようにすることで空気が抜けやすくなる。一方、金属箔のバリが内側になるようにすることで開口部530aに作業者の手や他の部品が引っ掛かりにくくなり、また、バリが導電性部材に引っ掛かり、金属箔が剥離することが防止される。
(第7の実施の形態)
次に、上述の各実施の形態に係る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、例えば、個人用携帯情報端末(PDA)、デジタルビデオカメラ(DVC)、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。
次に、上述の各実施の形態に係る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、例えば、個人用携帯情報端末(PDA)、デジタルビデオカメラ(DVC)、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14は、上述の各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。携帯電話600は、第1の筐体602と第2の筐体604が可動部606によって連結される構造になっている。第1の筐体602と第2の筐体604は可動部606を軸として回動可能である。第1の筐体602には文字や画像等の情報を表示する表示部608やスピーカ部610が設けられている。第2の筐体604には操作用ボタンなどの操作部612やマイク部614が設けられている。なお、前述の各実施の形態に係る半導体モジュールはこうした携帯電話600の内部に搭載されている。
図15は、図14に示した携帯電話の部分断面図(第1の筐体602の断面図)である。上述の各実施の形態に係る、例えば、半導体モジュール10は、はんだバンプ616を介してプリント基板618に搭載され、こうしたプリント基板618を介して表示部608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(はんだバンプ616とは反対側の面)には金属基板などの放熱基板620が設けられ、例えば、半導体モジュールから発生する熱を第1の筐体602内部にこもらせることなく、効率的に第1の筐体602の外部に放熱することができるようになっている。
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における半導体モジュールの製造方法の順番を適宜組み替えることや、素子搭載用基板や半導体モジュールにおいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
10 半導体モジュール、 12 素子搭載用基板、 14 半導体素子、 16 配線パターン、 18 ボンディングワイヤ、 20 配線パターン、 22 絶縁基板、 26 封止樹脂層、 28 パッケージ、 30 金属箔、 32 接着剤、 34 グランド端子、 36 支持基板。
Claims (17)
- 基板と、
前記基板の上に搭載された半導体素子と、
前記半導体素子を備えたパッケージの形状に沿って該パッケージを覆う遮蔽フィルムと、
を備えることを特徴とする半導体モジュール。 - 前記遮蔽フィルムは、絶縁性フィルムであることを特徴とする請求項1に記載の半導体モジュール。
- 基板と、
前記基板の上に搭載された半導体素子と、
前記半導体素子を備えたパッケージの形状に沿って少なくとも該パッケージの上面を覆う金属箔と、
を備えることを特徴とする半導体モジュール。 - 前記金属箔は、固定電位が付与されることを特徴とする請求項3に記載の半導体モジュール。
- 前記金属箔は、前記基板の裏面に設けられたグランド端子と導通していることを特徴とする請求項4に記載の半導体モジュール。
- 前記金属箔は、前記パッケージを覆っている部分のうち前記パッケージの厚み方向の辺に沿った部分が折り重なるように変形していることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の半導体モジュール。
- 基板の上に半導体素子が搭載されている半導体モジュールを準備する準備工程と、
前記半導体素子を備えたパッケージの上面に遮蔽フィルムを配置する配置工程と、
前記遮蔽フィルムのうち前記パッケージの上面を覆っていない部分を前記パッケージの側面に沿わせて変形させる変形工程と、
を含む半導体モジュールの製造方法。 - 基板の上に半導体素子が搭載されている半導体モジュールを準備する準備工程と、
前記半導体素子を備えたパッケージの上面に金属箔を配置する配置工程と、
前記金属箔のうち前記パッケージの上面を覆っていない部分を前記パッケージの側面に沿わせて変形させる変形工程と、
を含む半導体モジュールの製造方法。 - 前記変形工程の後に前記基板のうち固定電位が入力される配線層に前記金属箔を接続する接続工程を更に含むことを特徴とする請求項8に記載の半導体モジュールの製造方法。
- 前記変形工程は、前記金属箔の表側と裏側の空間の差圧によって該金属箔を前記パッケージの側面に向かって変形させることを特徴とする請求項8または9に記載の半導体モジュールの製造方法。
- 基板と、
前記基板の上に搭載された半導体素子と、
前記半導体素子を備えたパッケージの形状に沿って該パッケージの上面および側面を覆う金属箔と、
前記基板に形成されている配線層のうち固定電位が入力される部分と前記金属箔とを導通するように前記パッケージの側面を前記金属箔の外側から覆う導電性部材と、
を備えることを特徴とする半導体モジュール。 - 基板の上に複数の半導体素子が整列して搭載されている状態で、かつ、基板の上に形成されている配線層と前記半導体素子とが接続されている状態で、封止部材により封止されているパッケージを準備する準備工程と、
前記複数の半導体素子の間の領域にある前記封止部材を除去して前記配線層のうち固定電位が入力される部分を露出させる露出工程と、
複数の前記パッケージの上面に金属箔を配置する配置工程と、
前記金属箔のうち前記封止部材を除去した空間の上にある部分を切断する切断工程と、
前記切断した部分から前記空間に導電性部材を充填する充填工程と、
前記パッケージごとに切り離す切り離し工程と、
を含む半導体モジュールの製造方法。 - 前記露出工程により露出される部分は、グランド端子と導通していることを特徴とする請求項12に記載の半導体モジュールの製造方法。
- 基板と、
前記基板の上に形成された配線層と、
前記基板の上に搭載された半導体素子と、
前記配線層および前記半導体素子を封止する封止部材と、
一方の端部が前記配線層と接続され、他方の端部が前記封止部材を貫通して前記封止部材の上面に達しているワイヤと、
前記ワイヤの他方の端部と導通するように前記封止部材の上に形成された導電性部材と、
前記導電性部材の上面を覆う金属箔と、
を備えることを特徴とする半導体モジュール。 - 前記ワイヤの一方の端部は、前記配線層のうち固定電位が入力される部分と接続されていることを特徴とする請求項14に記載の半導体モジュール。
- 基板の上に複数の半導体素子が整列して搭載されているとともにグランド端子にワイヤが接続されているパッケージを準備する準備工程と、
前記ワイヤの一部が露出する程度に前記パッケージを封止部材で封止する封止工程と、
前記複数の半導体素子の間の領域にある前記封止部材を除去する除去工程と、
露出している前記ワイヤを覆うとともに前記封止部材を除去した空間を充填するように導電性部材でパッケージを被覆する被覆工程と、
前記導電性部材の上面に金属箔を貼り付ける貼り付け工程と、
前記半導体素子ごとに前記導電性部材が充填された空間でパッケージを切り離す切り離し工程と、
を含む半導体モジュールの製造方法。 - 請求項1、2、3、4、5、6、11、14および15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。
Priority Applications (1)
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JP2008143787A JP2009290141A (ja) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | 半導体モジュールおよびその製造方法、ならびに携帯機器 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2016514368A (ja) * | 2013-03-11 | 2016-05-19 | クアルコム,インコーポレイテッド | 無線周波マルチチップ集積回路パッケージ用の電磁妨害筐体 |
-
2008
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