專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體模塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體模塊及其制造方法。
背景技術(shù)：
在已有技術(shù)的半導(dǎo)體模塊中，將導(dǎo)電層，電絕緣層和與電絕緣層電連接的電元件安裝在剛性(大厚度)基片上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體模塊，使它的厚度減到最小，而又能有效地屏蔽半導(dǎo)體模塊使它不受磁和/或電噪聲的影響，及其制造方法。
根據(jù)本發(fā)明，半導(dǎo)體模塊包含，至少一個(gè)包括半導(dǎo)體芯片的電元件，與電元件電連接的導(dǎo)電層，分布于電元件和導(dǎo)電層之間的導(dǎo)電連接點(diǎn)以便將電元件和導(dǎo)電層彼此電連接，模制樹(shù)脂，它至少部分地覆蓋電元件和導(dǎo)電連接點(diǎn)，和電絕緣層，它至少部分地與和與導(dǎo)電層接觸。
因?yàn)殡娫惭b在導(dǎo)電層和電絕緣層上沒(méi)有大厚度的基片，所以能夠使半導(dǎo)體模塊的厚度減到最小。
如果導(dǎo)電層包括在導(dǎo)電層厚度方向上彼此相對(duì)的前表面和后表面，則前表面面對(duì)電元件(任何中間物件，例如，另導(dǎo)電層，電絕緣層，模制樹(shù)脂，導(dǎo)電連接點(diǎn)等可以安排在前表面和電元件之間，使得前表面通過(guò)它們面對(duì)電元件)，后表面不面對(duì)電元件，后表面上的鎳濃度高于前表面上的鎳濃度，當(dāng)從導(dǎo)電層到導(dǎo)電連接點(diǎn)的鎳擴(kuò)散被抑制時(shí)有高鎳濃度的后表面能夠有效地屏蔽電元件使它不受磁噪聲的影響。
如果導(dǎo)電層包括鎳基金屬第1層，和銅基金屬第2層至少部分地在第1層和與第1層連接的電元件之間延伸，當(dāng)從導(dǎo)電層到導(dǎo)電連接點(diǎn)的鎳擴(kuò)散被抑制時(shí)第1層能夠有效地屏蔽電元件使它不受磁噪聲的影響。當(dāng)將電絕緣層和第2層的一部分在與導(dǎo)電層的厚度方向垂直的方向上并列，使得不面對(duì)電元件的電絕緣層的表面和第2層的這部分表面都沿著共同的平面延伸時(shí)，第1層能夠在共同的平面上延伸。當(dāng)?shù)?層能夠沿著共同的平面在電絕緣層的表面上延伸時(shí)，用于有效地屏蔽電元件的第1層能夠在第2層和電絕緣層兩者上方延伸。當(dāng)不面對(duì)電元件的第1層的表面在電元件和不面對(duì)電元件的電絕緣層的表面之間沿著電絕緣層的厚度方向延伸時(shí)，第1層的表面受到電絕緣層的表面的可靠保護(hù)。對(duì)于半導(dǎo)體模塊來(lái)說(shuō)，優(yōu)先的是，有與不面對(duì)電元件的第1層的表面接觸的焊料，使得第1層的這個(gè)表面受到焊料的保護(hù)。
如果鎳基金屬膜在不面對(duì)電元件的電絕緣層的表面上延伸，則當(dāng)?shù)綄?dǎo)電連接點(diǎn)的鎳擴(kuò)散被抑制時(shí)鎳基金屬膜能夠有效地屏蔽電元件使它不受磁噪聲的影響。
與導(dǎo)電層電連接的和/或可磁滲透的金屬膜可以在不面對(duì)電元件的電絕緣層的表面上延伸。半導(dǎo)體模塊可以包含多個(gè)電元件，這些電元件包括半導(dǎo)體芯片，和至少晶體管，二極管，電阻，電感，電容，晶體振蕩器，濾波器，平衡不平衡變換器，天線(xiàn)，電路模塊和接口連接器之一。
根據(jù)本發(fā)明，用于制造半導(dǎo)體模塊的方法包含下列步驟制備基片，該基片包括鍍有鎳基金屬以便在金屬表面上形成鎳基金屬膜的金屬表面，在鎳基金屬膜上形成電絕緣層和導(dǎo)電層，通過(guò)安排在電元件和導(dǎo)電層之間的導(dǎo)電連接點(diǎn)使導(dǎo)電層與電元件電連接，用模制樹(shù)脂覆蓋至少一部分的電元件和至少一部分的導(dǎo)電連接點(diǎn)，和接著，從金屬表面移去鎳基金屬膜，使得鎳基金屬膜，電絕緣層，導(dǎo)電層，導(dǎo)電連接和模制樹(shù)脂的組合與金屬表面分開(kāi)。
因?yàn)榻饘俦砻驽冇墟嚮?鎳或鎳基合金)金屬，所以能夠容易地和可靠地使鎳基金屬膜，電絕緣層，導(dǎo)電層，導(dǎo)電連接點(diǎn)和模制樹(shù)脂的組合在鎳基金屬和金屬表面之間的邊界上與金屬表面分開(kāi)。
在形成電絕緣層和導(dǎo)電層的步驟中，為了容易形成導(dǎo)電層的想要的圖案，優(yōu)先的是，在鎳基金屬膜上形成導(dǎo)電層前，在鎳基金屬膜的一部分上形成電絕緣層，接著，用一種導(dǎo)電材料鍍?cè)阪嚮饘倌さ牟话仓秒娊^緣層的另一部分上，以便當(dāng)在鎳基金屬膜上加上電能用導(dǎo)電材料電鍍鎳基金屬膜時(shí)在鎳基金屬膜上形成導(dǎo)電層。
在形成電絕緣層和導(dǎo)電層的步驟中，為了容易在電絕緣層上延伸的導(dǎo)電層上形成想要的圖案，優(yōu)先的是，在鎳基金屬膜上形成導(dǎo)電層前，在鎳基金屬膜的一部分上形成電絕緣層，通過(guò)濺射在電絕緣層和鎳基金屬膜的不安置電絕緣層的另一部分上形成金屬膜(例如，銅-鉻基合金，銅，銅基合金等的金屬膜)，用導(dǎo)電材料電鍍金屬膜，以便當(dāng)在金屬膜上加上電能用導(dǎo)電材料電鍍金屬膜時(shí)在金屬膜上形成導(dǎo)電層。
為了容易和可靠地從金屬表面移去鎳基金屬，優(yōu)先的是，鎳基金屬膜的厚度為5-20μm。
為了保護(hù)鎳基金屬膜，優(yōu)先的是，在從鎳基金屬膜的表面移去金屬表面曝露出鎳基金屬膜的表面后，在鎳基金屬膜的表面的至少一部分上形成另電絕緣層。
為了在鎳基金屬膜上形成想要的圖案，優(yōu)先的是，在從鎳基金屬膜的表面移去金屬表面曝露出鎳基金屬膜的表面后，從該組合移去鎳基金屬膜的至少一部分。如果鎳基金屬膜的另部分保留在導(dǎo)電層的一部分上并與導(dǎo)電層的一部分電連接，而在從該組合移去鎳基金屬膜的一部分后，鎳基金屬膜的另一部分延伸到電絕緣層的一部分上，鎳基金屬膜保護(hù)導(dǎo)電層和電絕緣層之間的邊界。
為了可靠地保護(hù)鎳基金屬膜的表面，優(yōu)先的是，在鎳基金屬膜的至少一部分上加熱熔化焊料然后使其冷卻并被加工處理，以便在從鎳基金屬膜的表面移去金屬表面曝露出鎳基金屬膜的表面后，將焊料固定在鎳基金屬膜的至少一部分上。
為了當(dāng)容易形成有足夠厚度的鎳基金屬膜時(shí)容易和可靠地使鎳基金屬膜與金屬表面分開(kāi)，優(yōu)先的是，金屬表面是不銹鋼表面。
為了防止鎳基金屬膜的粉末被刮下來(lái)，優(yōu)先的是，在從金屬表面移去鎳基金屬膜后，沿著一條不讓鎳基金屬膜被安置于其上的線(xiàn)移去電絕緣層和導(dǎo)電層中的至少的一部分。


圖1是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第1實(shí)施例的截面圖。
圖2是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第2實(shí)施例的截面圖。
圖3是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第3實(shí)施例的截面圖。
圖4是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第4實(shí)施例的截面圖。
圖5a是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第5實(shí)施例的前視圖。
圖5b是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第5實(shí)施例的反轉(zhuǎn)視圖。
圖5c是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第5實(shí)施例的截面概略圖。
圖6a是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第6實(shí)施例的前視圖。
圖6b是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第6實(shí)施例的截面概略圖。
圖7a是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第7實(shí)施例的前視圖。
圖7b是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第7實(shí)施例的截面概略圖。
圖8a是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第8實(shí)施例的前視圖。
圖8b是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第8實(shí)施例的截面概略圖。
圖9是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第9實(shí)施例的截面概略圖。
圖10a是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第10實(shí)施例的前視圖。
圖10b是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第10實(shí)施例的截面概略圖。
圖11是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的第11實(shí)施例的截面概略圖。
圖12a-12e是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的經(jīng)過(guò)修改的第11實(shí)施例的概略反轉(zhuǎn)視圖。
圖13包括表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊制造方法的制造過(guò)程的概略的側(cè)視圖。
圖14包括表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊制造方法的制造過(guò)程的概略的側(cè)視圖。
圖15是表示鎳鍍層厚度，鎳鍍層的裂縫和不銹鋼鍍層彎曲之間的關(guān)系的表。
圖16是表示在臨時(shí)基片上的鎳鍍層的概略視圖。
圖17包括表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊制造方法的制造過(guò)程的概略的側(cè)視圖。
圖18包括表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊制造方法的制造過(guò)程的概略的側(cè)視圖。
圖19包括表示本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊制造方法的制造過(guò)程的概略的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
(半導(dǎo)體模塊的第1實(shí)施例)半導(dǎo)體模塊1A有，如圖1所示，第1導(dǎo)電(金屬)層1，第1電絕緣層2，第2導(dǎo)電(金屬)層3，導(dǎo)電連接3a，它使第1和第2導(dǎo)電層1和3彼此電連接起來(lái)，第2電絕緣層4，半導(dǎo)體(IC或LSI)芯片5，電路元件6，第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7，它使第2導(dǎo)電層3和半導(dǎo)體芯片5彼此電連接起來(lái)，第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8，它使第2導(dǎo)電層3和電路元件6彼此電連接起來(lái)，整體延伸的模制樹(shù)脂9，它覆蓋了半導(dǎo)體芯片5，電路元件6，第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8以便實(shí)現(xiàn)密封，鎳(或金屬)層10，它在第1導(dǎo)電層1的一部分表面上延伸，樹(shù)脂保護(hù)層11，它覆蓋第1導(dǎo)電層這部分表面之外的表面區(qū)域，和外部端子12(優(yōu)先地由焊料形成)，它與鎳層10接觸以便正確地形成在鎳層10上的外部端子12。通過(guò)外部端子12使半導(dǎo)體模塊1A與電器件(例如，印刷電路板)連接起來(lái)。
用銅或銅合金，例如，在抗腐蝕和/或粘接特性方面很優(yōu)越的銅-鎳型合金或銅-鎳-銀型合金形成第1和第2導(dǎo)電層1和3與導(dǎo)電連接3a。導(dǎo)電連接3a通過(guò)第1電絕緣層2的第1開(kāi)孔2a延伸使第1和第2導(dǎo)電層1和3彼此電連接起來(lái)。第1和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)7和8通過(guò)第2電絕緣層4的第2開(kāi)孔4a延伸使第2導(dǎo)電層3與半導(dǎo)體芯片5和電路元件6電連接起來(lái)。
第1和第2電絕緣層2和4和樹(shù)脂保護(hù)層11是由電絕緣樹(shù)脂，例如，光敏電絕緣樹(shù)脂形成的。
通過(guò)對(duì)具有半導(dǎo)體芯片5的硅晶片進(jìn)行機(jī)械研磨和/或化學(xué)拋光可以減小半導(dǎo)體芯片5的厚度。分別在半導(dǎo)體芯片5的輸入和輸出焊盤(pán)上保持金突起的第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7。
電路元件6可以包括晶體管，二極管，電阻，電感，電容，晶體振蕩器，濾波器，平衡不平衡變換器，天線(xiàn)，電路模塊(例如，VCO，PLL或電源調(diào)節(jié)器)，和/或接口連接器。
第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8可以是導(dǎo)電膏，各向異性的導(dǎo)電粘合劑或焊料。
因?yàn)樵诎雽?dǎo)體模塊1A中，第1和第2導(dǎo)電層1和3與第1和第2電絕緣層2和4支持著半導(dǎo)體芯片5和電路元件6，所以半導(dǎo)體模塊1A的厚度可以很小。因?yàn)榈?和第2導(dǎo)電層1和3是由電鍍工藝形成的，第1和第2導(dǎo)電層1和3可以有精細(xì)的分布。因?yàn)榈?和第2導(dǎo)電層1和3是在半導(dǎo)體模塊1A的厚度方向上重疊起來(lái)的，所以可以減小第1和第2導(dǎo)電層1和3的從半導(dǎo)體模塊1A的厚度方向觀看時(shí)的面積。
(半導(dǎo)體模塊的第2實(shí)施例)半導(dǎo)體模塊1B有，如圖2所示，第1電絕緣層13，第1導(dǎo)電(金屬)層1，第2電絕緣層14，第2導(dǎo)電(金屬)層3，導(dǎo)電連接3a，它使第1和第2導(dǎo)電層1和3彼此電連接起來(lái)，第3電絕緣層15，半導(dǎo)體(IC或LSI)芯片5，電路元件6，第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7，它使第2導(dǎo)電層3和半導(dǎo)體芯片5彼此電連接起來(lái)，第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8，它使第2導(dǎo)電層3和電路元件6彼此電連接起來(lái)，整體延伸的模制樹(shù)脂9，它覆蓋了半導(dǎo)體芯片5，電路元件6，第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8以便實(shí)現(xiàn)密封，鎳(或金屬)層10，它在第1導(dǎo)電層1的表面的一部分上延伸，樹(shù)脂保護(hù)層11，它覆蓋第1電絕緣層13和第1導(dǎo)電層1該部分表面之外的表面區(qū)域，和外部端子12(優(yōu)先地由焊料形成)，它們與鎳層10接觸以便正確地在鎳層10上形成外部端子12。
導(dǎo)電連接3a通過(guò)第2電絕緣層14的第1開(kāi)孔14a延伸使第1和第2導(dǎo)電層1和3彼此電連接起來(lái)。第1和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)7和8通過(guò)第3電絕緣層15的第2開(kāi)孔15a延伸使第2導(dǎo)電層3與半導(dǎo)體芯片5和電路元件6電連接起來(lái)。
形成第1電絕緣層13的電絕緣樹(shù)脂可以不同于形成第2和第3電絕緣層14和15的電絕緣樹(shù)脂，或者與形成第2和第3電絕緣層14和15的電絕緣樹(shù)脂相同。第1電絕緣層13和第1導(dǎo)電層1的部分表面沿著共同的平面延伸，如第1導(dǎo)電層1和第1電絕緣層2的部分表面沿著共同的平面延伸一樣。
(半導(dǎo)體模塊的第3實(shí)施例)半導(dǎo)體模塊1C有，如圖3所示，導(dǎo)電(金屬)層16，電絕緣層17，半導(dǎo)體(IC或LSI)芯片5，電路元件6，第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7，它使導(dǎo)電層16和半導(dǎo)體芯片5彼此電連接起來(lái)，第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8，它使導(dǎo)電層16和電路元件6彼此電連接起來(lái)，整體延伸的模制樹(shù)脂9，它覆蓋了半導(dǎo)體芯片5，電路元件6，第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8以便實(shí)現(xiàn)密封，鎳(或金屬)層10，它在導(dǎo)電層16的一部分表面上延伸，樹(shù)脂保護(hù)層11，它覆蓋導(dǎo)電層16這部分表面之外的表面區(qū)域，和外部端子12(優(yōu)先地由焊料形成)，它們與鎳層10接觸以便正確地在鎳層10上形成外部端子12。
第1和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)7和8通過(guò)電絕緣層17的開(kāi)孔17a延伸使導(dǎo)電層16與半導(dǎo)體芯片5和電路元件6電連接起來(lái)。電絕緣層17和導(dǎo)電層16的部分表面沿著共同的平面延伸。
(半導(dǎo)體模塊的第4實(shí)施例)半導(dǎo)體模塊1D有，如圖4所示，第1電絕緣層13，導(dǎo)電(金屬)層16，第2電絕緣層17，半導(dǎo)體(IC或LSI)芯片5，電路元件6，第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7，它使導(dǎo)電層16和半導(dǎo)體芯片5彼此電連接起來(lái)，第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8，它使導(dǎo)電層16和電路元件6彼此電連接起來(lái)，整體延伸的模制樹(shù)脂9，它覆蓋半導(dǎo)體芯片5，電路元件6，第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8以便實(shí)現(xiàn)密封，鎳(或金屬)層10，它在導(dǎo)電層16的表面的一部分上延伸，樹(shù)脂保護(hù)層11，它覆蓋電絕緣層13和導(dǎo)電層16這部分表面之外的表面區(qū)域，和外部端子12(優(yōu)先地由焊料形成)，它們與鎳層10接觸以便正確地在鎳層10上形成外部端子12。
形成第1電絕緣層13的電絕緣樹(shù)脂可以不同于形成第2電絕緣層16電絕緣樹(shù)脂，或者與形成第2電絕緣層16的電絕緣樹(shù)脂相同。第1電絕緣層13和導(dǎo)電層16的部分表面沿著共同的平面延伸。第1和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)7和8通過(guò)第2電絕緣層17的開(kāi)孔17a延伸使導(dǎo)電層16與半導(dǎo)體芯片5和電路元件6電連接起來(lái)。
(半導(dǎo)體模塊的第5實(shí)施例)半導(dǎo)體模塊1E可以有，如圖5a-5c所示，半導(dǎo)體芯片5和8個(gè)電路元件6。
(半導(dǎo)體模塊的第6實(shí)施例)半導(dǎo)體模塊1F可以有，如圖6a，6b所示，半導(dǎo)體芯片5，8個(gè)電路元件6，有一個(gè)端子的接口連接器21和另有32個(gè)端子的接口連接器22。
(半導(dǎo)體模塊的第7實(shí)施例)半導(dǎo)體模塊1G可以有，如圖7a，7b所示，半導(dǎo)體芯片5，8個(gè)電路元件6，另一個(gè)有32個(gè)端子的接口連接器22，和芯片天線(xiàn)23。
(半導(dǎo)體模塊的第8實(shí)施例)半導(dǎo)體模塊1H可以有，如圖8a，8b所示，半導(dǎo)體芯片5，8個(gè)電路元件6，另一個(gè)有32個(gè)端子的接口連接器22，和F型平面天線(xiàn)(電感和電容線(xiàn))24，它們分別沿著第1和第2導(dǎo)電層1和3分別在其上延伸的平面延伸。
(半導(dǎo)體模塊的第9實(shí)施例)半導(dǎo)體模塊1I可以有，如圖9所示，在模制樹(shù)脂9上的金屬涂膜25，用于屏蔽半導(dǎo)體芯片5和8個(gè)電路元件6使它們不受高頻噪聲的影響。
(半導(dǎo)體模塊的第10實(shí)施例)半導(dǎo)體模塊1J可以有，如圖10a，10b所示，在模制樹(shù)脂9和保護(hù)層11上的金屬涂膜25，用于屏蔽半導(dǎo)體芯片5和8個(gè)電路元件6使它們不受高頻噪聲的影響。
如果半導(dǎo)體模塊包括天線(xiàn)23或24，則要不讓金屬涂膜25覆蓋天線(xiàn)23或24。
(半導(dǎo)體模塊的第11實(shí)施例)如圖11和12a所示，在半導(dǎo)體模塊1K中，鎳(或金屬)層10可以在導(dǎo)電層13的多個(gè)表面部分上在沿著共同的平面延伸的導(dǎo)電連接1a上延伸，以便增大能夠與外部端子12接觸的鎳層10的導(dǎo)電面積。導(dǎo)電連接1a通過(guò)電絕緣層13的開(kāi)孔13a延伸使導(dǎo)電層1通過(guò)鎳層10與和鎳層10接觸的外部端子12電連接起來(lái)。如圖12b-12e所示，鎳(或金屬)層10a可以在導(dǎo)電層13該部分表面之外的表面區(qū)域上延伸，同時(shí)不讓鎳層10a與導(dǎo)電連接1a電連接起來(lái)。
如果不讓鎳層10a至少部分地延伸到電絕緣層13的外周邊，則如圖12c-12e所示，禁止了通過(guò)鎳層10a在彼此相鄰的半導(dǎo)體模塊之間的電連接。如果半導(dǎo)體模塊包括天線(xiàn)23或24，則要防止鎳層10a覆蓋天線(xiàn)23或24。鎳層10a屏蔽半導(dǎo)體芯片5和電路元件6使它們不受高頻噪聲的影響。
(半導(dǎo)體模塊制造方法的第1實(shí)施例)半導(dǎo)體模塊制造方法的過(guò)程如圖13和14所示。在第一步，如圖13的部分(a)所示，用鎳或鎳基合金電鍍不銹鋼的臨時(shí)的或可移動(dòng)的基片32，在厚度為0.3mm的臨時(shí)基片32上形成厚度為10μm的鎳層31。
接著，如圖13的部分(b)所示，通過(guò)用光刻膠涂敷鎳層31的表面，通過(guò)與第1導(dǎo)電層1的想要的電路布線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)的掩模使光刻膠曝光，使光刻膠顯影，移去光刻膠的未被加工處理的部分，以便形成應(yīng)在它上面形成第1導(dǎo)電層1的表面區(qū)域，當(dāng)為了電鍍鎳層31加上電能時(shí)用銅或銅基合金電鍍鎳層31，和移去光刻膠的經(jīng)過(guò)加工處理的另一部分以及在它上面的銅或銅基合金，在鎳層31上形成有想要的電路布線(xiàn)圖案的第1導(dǎo)電層1。
接著，如圖13的部分(c)所示，通過(guò)用光敏電絕緣樹(shù)脂涂敷鎳層31的表面和第1導(dǎo)電層1，通過(guò)與有開(kāi)孔2a的第1電絕緣層2的想要的圖案對(duì)應(yīng)的另掩模使光敏電絕緣樹(shù)脂曝光，使光敏電絕緣樹(shù)脂顯影，移去光敏電絕緣樹(shù)脂的未被加工處理的部分，形成被作為第1電絕緣層2的光敏電絕緣樹(shù)脂的經(jīng)過(guò)加工處理的部分包圍的開(kāi)孔2a。在這種安排中，如果半導(dǎo)體芯片5和電路元件6安裝在第1電絕緣層2上并通過(guò)第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8與第1導(dǎo)電層1電連接，和用整體延伸的模制樹(shù)脂9覆蓋半導(dǎo)體芯片5，電路元件6，第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8，在鎳層31上形成有通過(guò)它的開(kāi)孔2a的第1電絕緣層2，形成半導(dǎo)體模塊的第3實(shí)施例。
接著，如圖13的部分(d)所示，通過(guò)濺射過(guò)程將銅或銅基合金涂敷在第1電絕緣層2，在開(kāi)孔2a中的第1導(dǎo)電層1和開(kāi)孔2a上，通過(guò)刻蝕由濺射過(guò)程形成的銅或銅基合金，部分地移去銅或銅基合金，留下它的想要的電路布線(xiàn)圖案，接著當(dāng)加上電能對(duì)由濺射過(guò)程形成的銅或銅基合金涂層進(jìn)行電鍍時(shí)，用銅或銅基合金電鍍?cè)诘?電絕緣層2上的有想要的電路布線(xiàn)圖案的銅或銅基合金的留下的區(qū)域，在開(kāi)孔2a中的第1導(dǎo)電層1和開(kāi)孔2a，在第1電絕緣層2上形成有想要的電路布線(xiàn)圖案的第2導(dǎo)電層3，和通過(guò)開(kāi)孔2a在第1導(dǎo)電層1上形成導(dǎo)電連接3a。
接著，如圖13的部分(e)所示，通過(guò)用光敏電絕緣樹(shù)脂涂敷第2導(dǎo)電層3的表面，導(dǎo)電連接3a和第1電絕緣層2，通過(guò)與有開(kāi)孔4a的第2電絕緣層4的想要的圖案對(duì)應(yīng)的另掩模使光敏電絕緣樹(shù)脂曝光，使光敏電絕緣樹(shù)脂顯影，移去光敏電絕緣樹(shù)脂未被加工處理的部分，形成被作為第2電絕緣層4的光敏電絕緣樹(shù)脂的經(jīng)過(guò)加工處理的部分包圍的開(kāi)孔4a，在第2導(dǎo)電層3，導(dǎo)電連接3a和第1電絕緣層2上形成有通過(guò)它的開(kāi)孔4a的第2電絕緣層4?？梢栽谛纬傻?和第2導(dǎo)電層1和3的同時(shí)，形成平面天線(xiàn)24。
接著，如圖14的部分(a)所示，通過(guò)將半導(dǎo)體芯片5的金突起7插入開(kāi)孔4a，加熱金突起7，在第2導(dǎo)電層3和半導(dǎo)體芯片5之間產(chǎn)生壓縮力，使第2導(dǎo)電層3與半導(dǎo)體芯片5電連接，通過(guò)將焊料8插入開(kāi)孔4a和電路元件6的端子之間并加熱焊料8，使第2導(dǎo)電層3與電路元件6電連接。
接著，如圖14的部分(b)所示，用模制樹(shù)脂9覆蓋半導(dǎo)體芯片5，電路元件6，第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8以便實(shí)現(xiàn)密封。
接著，如圖14的部分(c)所示，從被曝光的臨時(shí)基片32移去鎳層31。
接著，如圖14的部分(d)所示，通過(guò)用光刻膠涂敷鎳層31，通過(guò)與留下的鎳層10的想要的圖案對(duì)應(yīng)的掩模使光刻膠曝光，使光刻膠顯影，移去光刻膠的未被加工處理的部分，通過(guò)刻蝕移去由于移去光刻膠的未被加工處理的部分而被曝光的鎳層31以便形成鎳層10，和移去在留下的鎳層10上的光刻膠的經(jīng)過(guò)加工處理的部分，部分地移去鎳層31，在第1導(dǎo)電層1上留下鎳層10。用保護(hù)層11覆蓋第1導(dǎo)電層1和第1電絕緣層2的沒(méi)有被鎳層10覆蓋的區(qū)域。
如圖15所示，優(yōu)先的是，當(dāng)臨時(shí)基片32的厚度為0.3mm時(shí)，鎳層31的厚度為5-20μm。
如果在第1導(dǎo)電層1和第1電絕緣層2之間的粘合強(qiáng)度非常大，則可以除去鎳層31。通過(guò)濺射等可以在模制樹(shù)脂9和/或保護(hù)層11上形成金屬涂膜25。
在臨時(shí)基片32上可以形成多個(gè)半導(dǎo)體模塊，并通過(guò)在半導(dǎo)體模塊上形成保護(hù)層11整體地覆蓋半導(dǎo)體模塊后，可以使半導(dǎo)體模塊彼此分開(kāi)。在這種情形中，如圖16所示，優(yōu)先的是，從導(dǎo)電層和/或電絕緣層表面區(qū)域(包括由一條點(diǎn)劃線(xiàn)表示的一條切割線(xiàn))，在該表面區(qū)域使半導(dǎo)體模塊彼此分開(kāi)，移去鎳層31，以便當(dāng)使半導(dǎo)體模塊彼此分開(kāi)時(shí)防止鎳層31被切割。
(半導(dǎo)體模塊制造方法的第2實(shí)施例)半導(dǎo)體模塊制造方法的過(guò)程如圖17所示。在第一步，如圖17的部分(a)所示，用鎳或鎳基合金電鍍不銹鋼的臨時(shí)基片32，在厚度為0.3mm的臨時(shí)基片32上形成厚度為10μm的鎳層31。
接著，如圖17的部分(b)所示，通過(guò)用光敏電絕緣樹(shù)脂涂敷鎳層31的表面，通過(guò)與有開(kāi)孔13a的第1電絕緣層13的想要的圖案對(duì)應(yīng)的掩模使光敏電絕緣樹(shù)脂曝光，使光敏電絕緣樹(shù)脂顯影，移去光敏電絕緣樹(shù)脂的未被加工處理的部分，形成被作為第1電絕緣層13的光敏電絕緣樹(shù)脂的經(jīng)過(guò)加工處理的部分包圍的開(kāi)孔13a。
接著，如圖17的部分(c)所示，通過(guò)當(dāng)加上電能電鍍鎳層31時(shí)，用銅或銅基合金電鍍由于開(kāi)孔13a曝露出的鎳層31的表面區(qū)域，在鎳層31上的開(kāi)孔13a中形成第1導(dǎo)電層1。要防止被第1電絕緣層13覆蓋的鎳層31的另表面區(qū)域被電鍍。
接著，如圖17的部分(d)所示，通過(guò)用光敏電絕緣樹(shù)脂涂敷第1導(dǎo)電層1的表面和第1電絕緣層13，通過(guò)另與有開(kāi)孔14a的第2電絕緣層14的想要的圖案對(duì)應(yīng)的掩模使光敏電絕緣樹(shù)脂曝光，使光敏電絕緣樹(shù)脂顯影，移去光敏電絕緣樹(shù)脂的未被加工處理的部分，形成被作為第2電絕緣層14的光敏電絕緣樹(shù)脂的經(jīng)過(guò)加工處理的部分包圍的開(kāi)孔14a，在第1導(dǎo)電層1和第1電絕緣層13上形成有通過(guò)它們的開(kāi)孔14a的第2電絕緣層14。在這種安排中，如果半導(dǎo)體芯片5和電路元件6安裝在第1電絕緣層13上并通過(guò)第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8與第1導(dǎo)電層1電連接，和用整體延伸的模制樹(shù)脂9覆蓋半導(dǎo)體芯片5，電路元件6，第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8，則形成半導(dǎo)體模塊的第4實(shí)施例。
接著，如圖17的部分(e)所示，通過(guò)濺射過(guò)程將銅或銅基合金涂敷在第2電絕緣層14，在開(kāi)孔14a中的第1導(dǎo)電層1和開(kāi)孔14a上，通過(guò)刻蝕由濺射過(guò)程形成的銅或銅基合金部分地移去銅或銅基合金，留下它的想要的電路布線(xiàn)圖案，接著當(dāng)加上電能對(duì)由濺射過(guò)程形成的銅或銅基合金涂層進(jìn)行電鍍時(shí)，用銅或銅基合金電鍍?cè)诘?電絕緣層14上的有想要的電路布線(xiàn)圖案的銅或銅基合金的留下的區(qū)域，在開(kāi)孔14a中的第1導(dǎo)電層1和開(kāi)孔14a，在第2電絕緣層14上形成有想要的電路布線(xiàn)圖案的第2導(dǎo)電層3和通過(guò)開(kāi)孔14a在第1導(dǎo)電層1上形成導(dǎo)電連接3a。
接著，如圖17的部分(f)所示，通過(guò)用光敏電絕緣樹(shù)脂涂敷第2導(dǎo)電層3的表面，導(dǎo)電連接3a和第2電絕緣層14，通過(guò)與有開(kāi)孔15a的第3電絕緣層15的想要的圖案對(duì)應(yīng)的另掩模使光敏電絕緣樹(shù)脂曝光，使光敏電絕緣樹(shù)脂顯影，移去光敏電絕緣樹(shù)脂的未被加工處理的部分，形成被作為第3電絕緣層15的光敏電絕緣樹(shù)脂的經(jīng)過(guò)加工處理的部分包圍的開(kāi)孔15a，在第2導(dǎo)電層3，導(dǎo)電連接3a和第2電絕緣層14上形成有通過(guò)它的開(kāi)孔15a的第3電絕緣層15。
(半導(dǎo)體模塊制造方法的第3實(shí)施例)半導(dǎo)體模塊制造方法的過(guò)程如圖18和19所示。在第一步，如圖18的部分(a)所示，用鎳或鎳基合金電鍍不銹鋼的臨時(shí)基片32，在厚度為0.3mm的臨時(shí)基片32上形成厚度為10μm的鎳層31。接著，如圖18的部分(b)所示，通過(guò)用光敏電絕緣樹(shù)脂涂敷鎳層31的表面，通過(guò)與有開(kāi)孔13a的第1電絕緣層13的想要的圖案對(duì)應(yīng)的掩模使光敏電絕緣樹(shù)脂曝光，使光敏電絕緣樹(shù)脂顯影，移去光敏電絕緣樹(shù)脂的未被加工處理的部分，形成被作為第1電絕緣層13的光敏電絕緣樹(shù)脂的經(jīng)過(guò)加工處理的部分包圍的開(kāi)孔13a，在鎳層31上形成有通過(guò)它的開(kāi)孔13a的第1電絕緣層13。
接著，如圖18的部分(c)所示，通過(guò)濺射用銅-鉻基合金(可選擇地，用銅或銅基合金等)涂敷由開(kāi)孔13a曝露的鎳層31的表面區(qū)域，第1電絕緣層13的表面和開(kāi)孔13a的表面，用光刻膠涂敷銅-鉻基合金膜，通過(guò)與有想要的電路布線(xiàn)圖案的第1導(dǎo)電層1對(duì)應(yīng)的掩模使光刻膠曝光，使光刻膠顯影，移去光刻膠的未被加工處理的部分曝露出銅-鉻基合金膜的一部分，當(dāng)加上電能電鍍銅-鉻基合金膜時(shí)，用銅或銅基合金電鍍銅-鉻基合金膜的曝露的部分，移去光刻膠的經(jīng)過(guò)加工處理的部分和在光刻膠的經(jīng)過(guò)加工處理的部分下面的銅-鉻基合金膜的被曝光的部分，在鎳層31和第1電絕緣層13上的開(kāi)孔13a中形成有想要的電路布線(xiàn)圖案的第1導(dǎo)電層1。
接著，如圖18的部分(d)所示，通過(guò)用光敏電絕緣樹(shù)脂涂敷第1導(dǎo)電層1的表面和第1電絕緣層13，通過(guò)與有開(kāi)孔14a的第2電絕緣層14的想要的圖案對(duì)應(yīng)的另掩模使光敏電絕緣樹(shù)脂曝光，使光敏電絕緣樹(shù)脂顯影，移去光敏電絕緣樹(shù)脂的未被加工處理的部分，形成被作為第2電絕緣層14的光敏電絕緣樹(shù)脂的經(jīng)過(guò)加工處理的部分包圍的開(kāi)孔14a，在第1導(dǎo)電層1和第1電絕緣層13上形成有通過(guò)它們的開(kāi)孔14a的第2電絕緣層14。在這種安排中，如果半導(dǎo)體芯片5和電路元件6安裝在第1電絕緣層13上并通過(guò)第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8與第1導(dǎo)電層1電連接，和用整體延伸的模制樹(shù)脂9覆蓋半導(dǎo)體芯片5，電路元件6，第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8，則形成半導(dǎo)體模塊的第4實(shí)施例。
接著，如圖18的部分(e)所示，通過(guò)濺射將銅-鉻基合金涂敷在被開(kāi)孔14a曝露的第1導(dǎo)電層1的表面區(qū)域，第2電絕緣層14的表面和開(kāi)孔14a的表面，用光刻膠涂敷銅-鉻基合金膜，通過(guò)與有想要的電路布線(xiàn)圖案的第2導(dǎo)電層3對(duì)應(yīng)的掩模使光刻膠曝光，使光刻膠顯影，移去光刻膠的未被加工處理的部分曝露出銅-鉻基合金膜的一部分，當(dāng)加上電能電鍍銅-鉻基合金膜時(shí)，用銅或銅基合金電鍍銅-鉻基合金膜的曝露部分，移去光刻膠的經(jīng)過(guò)加工處理的部分和在光刻膠的經(jīng)過(guò)加工處理的部分下面的銅-鉻基合金膜的被曝光的部分，在第2電絕緣層14上形成有想要的電路布線(xiàn)圖案的第2導(dǎo)電層3和通過(guò)開(kāi)孔14a在第1導(dǎo)電層1上形成導(dǎo)電連接3a。
接著，如圖18的部分(f)所示，通過(guò)用光敏電絕緣樹(shù)脂涂敷第2導(dǎo)電層3的，導(dǎo)電連接3a和第2電絕緣層14的表面，通過(guò)與有開(kāi)孔15a的第3電絕緣層15的想要的圖案對(duì)應(yīng)的另掩模使光敏電絕緣樹(shù)脂曝光，使光敏電絕緣樹(shù)脂顯影，移去光敏電絕緣樹(shù)脂的未被加工處理的部分，形成被作為第3電絕緣層15的光敏電絕緣樹(shù)脂的經(jīng)過(guò)加工處理的部分所包圍的開(kāi)孔15a，在第2導(dǎo)電層3，導(dǎo)電連接3a和第2電絕緣層14上形成有通過(guò)它們的開(kāi)孔15a的第3電絕緣層15。
接著，如圖19的部分(a)所示，通過(guò)將半導(dǎo)體芯片5的金突起7插入開(kāi)孔4a，加熱金突起7，在第2導(dǎo)電層3和半導(dǎo)體芯片5之間產(chǎn)生壓縮力，使第2導(dǎo)電層3與半導(dǎo)體芯片5電連接，通過(guò)將焊料8插入開(kāi)孔4a和電路元件6的端子之間并加熱焊料8，使第2導(dǎo)電層3與電路元件6電連接。
接著，如圖19的部分(b)所示，用模制樹(shù)脂9覆蓋半導(dǎo)體芯片5，電路元件6，第1導(dǎo)電連接點(diǎn)7和第2導(dǎo)電連接點(diǎn)8以便實(shí)現(xiàn)密封。
接著，如圖19的部分(c)所示，從被曝光的臨時(shí)基片32移去鎳層31。
接著，如圖19的部分(d)所示，通過(guò)用光刻膠涂敷鎳層31，通過(guò)與留下的鎳層10和10a的想要的圖案對(duì)應(yīng)的掩模使光刻膠曝光，使光刻膠顯影，移去光刻膠的未被加工處理的部分，通過(guò)刻蝕移去由于移去光刻膠的未被加工處理的部分而被曝露的鎳層31，形成留下的鎳層10和10a，移去在留下的鎳層10和10a上的光刻膠的經(jīng)過(guò)加工處理的部分，部分地移去鎳層31，在第1導(dǎo)電層1和第1電絕緣層13上留下鎳層10和10a。于是，形成半導(dǎo)體模塊的第11實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.半導(dǎo)體模塊，它包含至少一個(gè)包括半導(dǎo)體芯片的電元件，與電元件電連接的導(dǎo)電層，分布于電元件和導(dǎo)電層之間的導(dǎo)電連接點(diǎn)，以便使電元件和導(dǎo)電層彼此電連接，模制樹(shù)脂，它至少部分地覆蓋電元件和導(dǎo)電連接點(diǎn)，和電絕緣層，它至少部分地與導(dǎo)電層接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體模塊，其中導(dǎo)電層包括在導(dǎo)電層厚度方向上彼此相對(duì)的前表面和后表面，前表面面對(duì)電元件，后表面不面對(duì)電元件，后表面上的鎳濃度高于前表面上的鎳濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體模塊，其中導(dǎo)電層包括鎳基金屬第一層，和銅基金屬第二層至少部分地在第一層和電元件之間延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體模塊，其中使電絕緣層和第二層的一部分在與導(dǎo)電層的厚度方向垂直的方向上并列，使得不面對(duì)電元件的電絕緣層的表面和第二層的這部分表面都沿著共同的平面延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體模塊，其中第一層沿著共同的平面在電絕緣層的表面上延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體模塊，其中不面對(duì)電元件的第一層的表面在電元件和不面對(duì)電元件的電絕緣層的表面之間沿著導(dǎo)電層的厚度方向延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體模塊，它進(jìn)一步包括與不面對(duì)電元件的第一層的表面接觸的焊料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體模塊，它進(jìn)一步包括在不面對(duì)電元件的電絕緣層的表面上延伸的鎳基金屬膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體模塊，它進(jìn)一步包括在不面對(duì)電元件的電絕緣層的表面上延伸的金屬膜，其中金屬膜與導(dǎo)電層電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體模塊，它進(jìn)一步包括在不面對(duì)電元件的電絕緣層的表面上延伸的金屬膜，其中金屬膜是可磁滲透的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體模塊，其中半導(dǎo)體模塊包含多個(gè)電元件，這些電元件包括半導(dǎo)體芯片，和至少晶體管，二極管，電阻，電感，電容，晶體振蕩器，濾波器，平衡不平衡變換器，天線(xiàn)，電路模塊和接口連接器之一。
12.用于制造半導(dǎo)體模塊的方法，它包含下列步驟制備基片，該基片包括鍍有鎳基金屬以便在金屬表面上形成鎳基金屬膜的金屬表面，在鎳基金屬膜上形成電絕緣層和導(dǎo)電層，通過(guò)安排在電元件和導(dǎo)電層之間的導(dǎo)電連接點(diǎn)使導(dǎo)電層與電元件電連接，用模制樹(shù)脂覆蓋至少一部分的電元件和至少一部分的導(dǎo)電連接點(diǎn)，和接著，從金屬表面移去鎳基金屬膜，使得鎳基金屬膜，電絕緣層，導(dǎo)電層，導(dǎo)電連接點(diǎn)和模制樹(shù)脂的組合與金屬表面分開(kāi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中在形成電絕緣層和導(dǎo)電層的步驟中，在鎳基金屬膜上形成導(dǎo)電層前，在鎳基金屬膜的一部分上形成電絕緣層，接著，在其上沒(méi)有電絕緣膜的鎳基金屬膜的另一部分上電鍍導(dǎo)電材料，同時(shí)給鎳基金屬膜加電來(lái)用導(dǎo)電材料電鍍鎳基金屬膜，使得在鎳基金屬膜上形成導(dǎo)電層。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中在形成電絕緣層和導(dǎo)電層的步驟中，在鎳基金屬膜上形成導(dǎo)電層前，在鎳基金屬膜的一部分上形成電絕緣層，通過(guò)濺射在電絕緣層和其上沒(méi)有電絕緣層的鎳基金屬膜的另一部分上形成金屬膜，用導(dǎo)電材料電鍍金屬膜，同時(shí)給金屬膜加上電能來(lái)用導(dǎo)電材料電鍍金屬膜，使得在金屬膜上形成導(dǎo)電層。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中鎳基金屬膜的厚度為5-20μm。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，它進(jìn)一步包括在通過(guò)從鎳基金屬膜的表面移去金屬表面曝露出鎳基金屬膜的表面后，在鎳基金屬膜的表面的至少一部分上形成另電絕緣層的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，它進(jìn)一步包括在通過(guò)從鎳基金屬膜的表面移去金屬表面曝露出鎳基金屬膜的表面后，從該組合移去鎳基金屬膜的至少一部分的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中在從該組合移去鎳基金屬膜的該部分后，鎳基金屬膜的另部分保留在導(dǎo)電層的一部分上并與導(dǎo)電層電連接，而鎳基金屬膜的另一部分延伸到電絕緣層的一部分上。
19.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，它進(jìn)一步包括在鎳基金屬膜的至少一部分上加熱焊料，以便在從鎳基金屬膜的表面移去金屬表面曝露出鎳基金屬膜的表面后，將焊料固定在鎳基金屬膜的至少一部分上。
20.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中金屬表面包括不銹鋼。
21.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，它進(jìn)一步包括在從金屬表面移去鎳基金屬膜后，沿著一條其上不安置鎳基金屬膜的線(xiàn)，移去電絕緣層和導(dǎo)電層中的至少之一的一部分的步驟。
全文摘要
為了制造半導(dǎo)體模塊,在金屬表面上方的鎳基金屬膜上形成電絕緣層和導(dǎo)電層,通過(guò)安排在電元件和導(dǎo)電層之間的導(dǎo)電連接點(diǎn)使導(dǎo)電層與電元件電連接,用模制樹(shù)脂覆蓋至少一部分的電元件和至少一部分的導(dǎo)電連接點(diǎn),和接著,從金屬表面移去鎳基金屬膜,使得鎳基金屬膜,電絕緣層,導(dǎo)電層,導(dǎo)電連接點(diǎn)和模制樹(shù)脂的組合與金屬表面分開(kāi)。
文檔編號(hào)H05K1/11GK1333562SQ0112286
公開(kāi)日2002年1月30日 申請(qǐng)日期2001年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月12日
發(fā)明者岸本清治, 深尾隆三, 山口浩司, 冢本博之, 山下勇司, 菊地裕二, 金井友范 申請(qǐng)人:日立馬庫(kù)塞魯株式會(huì)社