[發(fā)明專利]半導(dǎo)體模塊、半導(dǎo)體模塊的制造方法以及便攜式設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810142810.5
• 申請日: 2008-01-31
• 公開（公告）號: CN101312169A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柳瀬康行;岡山芳央;柴田清司;井上恭典;水原秀樹;臼井良輔;山本哲也;吉井益良男
• 申請（專利權(quán)）人: 三洋電機株式會社
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L21/60
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 陶鳳波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體模塊、半導(dǎo)體模塊的制造方法以及具有該半導(dǎo)體 模塊的便攜式設(shè)備。

背景技術(shù)

近年來，伴隨著電子設(shè)備的小型化、高性能化，要求在電子設(shè)備中使用 的半導(dǎo)體模塊實現(xiàn)小型化。為了實現(xiàn)半導(dǎo)體模塊的小型化，半導(dǎo)體模塊的外 部連接電極之間的窄間距化成為不可缺少的技術(shù)，但是焊料凸起自身大小和 焊接時橋接產(chǎn)生等成為制約條件，使得通過外部連接電極的窄間距化實現(xiàn)小 型化存在限制。近年來，為了克服這種限制，正在進行通過在半導(dǎo)體模塊中 形成再布線的外部連接電極的再配置。作為這種再配置的方法，例如，已公 知一種將通過對金屬板進行半蝕刻而形成的突起結(jié)構(gòu)作為電極或通路，在金 屬板上通過環(huán)氧樹脂等絕緣層安裝半導(dǎo)體模塊，在突起結(jié)構(gòu)上連接半導(dǎo)體模 塊的外部連接電極的方法(參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開平9-289264號公報

通常，由于作為具有突起結(jié)構(gòu)的金屬板(在半導(dǎo)體模塊中為具有突起結(jié) 構(gòu)的布線圖案)等材料采用銅(Cu)，因此半導(dǎo)體模塊工作時產(chǎn)生的熱，使 得絕緣層之間的材料間產(chǎn)生由熱膨脹系數(shù)之差產(chǎn)生的熱應(yīng)力。由于該熱應(yīng)力 從相對于半導(dǎo)體模塊的外部連接電極平行延伸的布線圖案部分，集中施加在 與該布線圖案一體地設(shè)置的突起結(jié)構(gòu)部分，所以在突起電極和外部連接電極 的界面發(fā)生斷線。特別地，今后為了實現(xiàn)半導(dǎo)體模塊的進一步小型化而逐步 推進突起結(jié)構(gòu)自身微細(xì)化的情況下，由于突起結(jié)構(gòu)和外部連接電極的接觸面 積變小，所以擔(dān)心由于這樣而產(chǎn)生的應(yīng)力在突起電極和外部連接電極的界面 更容易發(fā)生斷線。

另外，由于金屬板(布線圖案)與絕緣層僅僅靠它們接觸面的粘接性而粘 接，所以擔(dān)心因這樣的熱應(yīng)力而產(chǎn)生剝離，并降低半導(dǎo)體模塊的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述課題而提出的，本發(fā)明的目的在于，提供一種提高半 導(dǎo)體模塊的電極部的連接可靠性的技術(shù)。另外，本發(fā)明的其它目的在于，提 供一種能夠抑制布線圖案從絕緣層剝離的半導(dǎo)體模塊及其制造方法以及具 有這種半導(dǎo)體模塊的便攜式設(shè)備。

為了解決上述問題，本發(fā)明的某一方式的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，包 括：在表面上具有電極的基板，在基板上設(shè)置的絕緣層，在絕緣層上設(shè)置的 布線層，以及與布線層一體地設(shè)置并且貫通所述絕緣層與電極電連接的突起 部；布線層具有設(shè)置突起部的第一區(qū)域和與其連接并延伸的第二區(qū)域，相比 于第一區(qū)域的布線層，第二區(qū)域的布線層更向基板側(cè)凹陷而形成。

根據(jù)該方式，由于第二區(qū)域的布線層比第一區(qū)域的布線層更向基板側(cè)凹 陷而形成，所以半導(dǎo)體模塊工作時所產(chǎn)生的熱，使位于第一區(qū)域的突起部成 為基點，當(dāng)?shù)诙^(qū)域的布線層熱膨脹時，在該第二區(qū)域的布線層中產(chǎn)生具有 與基板表面平行的平行成分和向下的垂直成分的力矩。并且，由于產(chǎn)生這種 力矩的第二區(qū)域的布線層，通過第一區(qū)域的布線層與突起部連接，所以對突 起部作用與第二區(qū)域的布線層的力矩相對應(yīng)的力矩。由此，當(dāng)在半導(dǎo)體模塊 中產(chǎn)生熱應(yīng)力時，由于通過這樣的力矩(向下的垂直成分的力矩)能夠緩和 在突起部上施加的剝離方向(從基板離開的方向)的應(yīng)力，所以能夠提高半 導(dǎo)體模塊的電極和突起部之間的連接可靠性(耐熱可靠性)。

為了解決上述課題，本發(fā)明的其它方式的半導(dǎo)體模塊的制造方法，其特 征在于，包括：第一工序，制備在表面具有多個電極的半導(dǎo)體基板；第二工 序，在金屬板上設(shè)置分離溝，以便形成對應(yīng)于電極位置突出設(shè)置的突起部； 第三工序，通過隔著絕緣層壓接金屬板和半導(dǎo)體基板，并且使突起部貫通絕 緣層，在電連接突起部和電極的同時，使設(shè)置在突起部間的金屬板以凹狀向 半導(dǎo)體基板側(cè)彎曲；第四工序，對金屬板進行構(gòu)圖并形成由規(guī)定圖案構(gòu)成的 布線層。

根據(jù)該方式，由于在以凹狀向半導(dǎo)體基板側(cè)彎曲地形成在突起部間設(shè)置 的金屬板之后，對該金屬板進行構(gòu)圖并形成由規(guī)定圖案構(gòu)成的布線層，所以 半導(dǎo)體模塊工作時產(chǎn)生的熱使突起部成為基點，當(dāng)布線層熱膨脹時，在布線 層能夠產(chǎn)生具有與半導(dǎo)體基板表面平行的平行成分和向下的垂直成分的力 矩。并且，由于這樣產(chǎn)生力矩的布線層與突起部連接而形成，所以能夠?qū)ν? 起部作用與布線層的熱應(yīng)力的力矩相對應(yīng)的力矩。由此，當(dāng)在半導(dǎo)體模塊中 產(chǎn)生熱應(yīng)力時，能夠緩和在突起部上施加的剝離方向(從半導(dǎo)體基板離開的 方向)的應(yīng)力，并能夠制造提高電極和突起部之間的連接可靠性的半導(dǎo)體模 塊。