半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种半导体器件及其制造方法。其中提供一种允许减少半导体器件的尺寸而不减弱电磁屏蔽效果和防范回流加热的可靠性的技术。在多个部件安装于模块衬底的部件安装表面之上之后，形成树脂以覆盖安装的部件。另外在树脂的表面（上表面和侧表面）之上形成屏蔽层，该屏蔽层包括Ｃｕ镀膜和Ｎｉ镀膜的叠置膜。在屏蔽层中，多个微通道裂缝沿着颗粒边界并且以网状配置随机形成而不在直线中相互耦合，并且通过微通道裂缝形成从树脂向屏蔽层的表面延伸的多个路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件及其制造技术，并且具体地涉及一种在应用于RF功 率放大器模块和其中该RF功率放大器模块安装于安装衬底(母板)之上的产品例如移动 通信设备时有效的技术。
技术介绍
例如在国际公布小册子WO 02/63688 (专利文献1)中公开一种具有平坦和伸长的 六面体结构的RF功率放大器设备，其中封装包括模块衬底和盖层，该模块衬底例如包括陶 瓷布线板，而该盖层是具有电磁屏蔽效果的金属模塑产品。另外在日本待审专利公开No. 2004-297054 (专利文献2)中公开一种半导体器件， 该半导体器件包括掩埋于绝缘层中的布线、安装于绝缘膜之上的电路元件、形成为覆盖电 路元件的模塑层和形成为覆盖模塑层的导电屏蔽膜，其中布线和屏蔽膜相互电耦合，并且 屏蔽膜作为对电磁波的屏蔽来工作。另外在日本待审专利公开No. 2004-172176 (专利文献3)中公开一种电路模块，该 电路模块包括覆盖衬底之上设置的多个部件的绝缘层、在从衬底之上的绝缘层暴露的状态 下提供的接地电极以及在绝缘层以外形成并且耦合到接地电极的屏蔽层，其中衬底和屏蔽 层的相应端表面定位于同一平面中。另外在日本待审专利公开No. 2006-286915 (专利文献4)中公开一种电路模块，该 电路模块包括电路衬底，包括布线图案和接地层；一组电子部件，安装于电路衬底的安装 表面之上；绝缘树脂层，该层中模塑该组电子部件；以及导电树脂层，形成于绝缘树脂层的 表面之上并且包括薄片式金属。另外在日本待审专利公开No. 2005-109306 (专利文献5)中公开一种电子部件封 装，该电子部件封装包括电路衬底，具有接地图案；安装的部件，包括安装于电路衬底的 上表面之上的电子部件；模塑结构，包括包含无机填充物的环氧树脂，并且该结构中模塑安 装的部件；以及电磁屏蔽层(非电解铜镀层、电解铜镀层和涂覆层)，形成于模塑结构的表 面之上并且接地到接地图案。另外在日本待审专利公开No. 2005-333047 (专利文献6)中公开一种具有嵌入式 电路部件的模块的制造方法，其中用绝缘树脂模塑具有安装的部件并且形成于衬底之上的 多个单元，固化绝缘树脂，加工衬底以形成有格式配置的沟槽(各沟槽的深度约为衬底的 深度的一半)，形成镀覆表面层，然后去除衬底的与其原厚度的一半对应的其余部分，从而 提供分立模块。国际公布小册子WO 02/63688 日本待审专利公开No. 2004-297054日本待审专利公开No. 2004-172176日本待审专利公开No. 2006-286915日本待审专利公开No. 2005-109306日本待审专利公开No. 2005-33304
技术实现思路
目前使用通过将包含不锈钢的材料模塑为管芯中的主要部件来形成的金属盖层 作为安装于安装衬底如移动电话之上的RF模块的屏蔽。金属盖层具有电磁屏蔽效果强的 优点。然而，作为使用金属盖层的RF模块的高度，需要RF模块中提供的各个部件的相应高 度和根据用途的给定空隙(间隙或者容差)，使得RF模块的高度(包括其中所用金属盖层 的厚度)例如高约1.8mm。由于整个RF模块由金属盖层包围，所以在其上安装有RF模块的 安装衬底周围需要用于安装金属盖层的裕度区域。这不希望地增加其中RF模块安装于安 装衬底之上的产品的尺寸。因而对于希望尺寸更小、成本更低而功能更强的RF模块，考察 一种替代金属盖层的屏蔽方法。作为替代金属盖层的屏蔽方法，本专利技术人已经考察一种例如包括镀膜或者导电膏 膜的金属膜(下文称为屏蔽层)。例如，屏蔽层可以形成如下。首先多个部件安装于模块衬 底的部件安装表面之上，然后部件由模塑树脂覆盖。随后由模塑树脂的上表面制成如下切 口，这些切口到达与模块衬底的接地布线耦合的电极的侧表面。随后，屏蔽层形成于包括切 口部分内壁的模塑树脂的表面(模塑树脂的上表面和切口部分的侧表面)之上。通过电解 镀覆方法或者非电解镀覆方法形成镀膜。通过印刷方法或者通过基于喷洒的喷涂方法形成 导电膏膜。具有电磁屏蔽效果的屏蔽层的厚度取决于其中使用RF模块的产品的频率、屏蔽 层的电导率等。然而，包括镀膜的屏蔽层具有下文描述的各种技术问题。本专利技术人对其中镀膜形成于模塑树脂的表面之上的封装在_55°C至125°C进行热 冲击测试。结果在测试中获得如下数据，该数据表明防范热冲击的充分可靠性。然而作为 进行JEDEC 2级吸湿测试(允许封装经受85°C的温度和60%的相对湿度持续168小时、然 后通过四次回流加热至260°C )的结果，在镀膜与模塑树脂之间出现膨胀从而造成诸如RF 模块的电特性减弱和电磁屏蔽效果降低等问题。考虑上文提到的膨胀归因于如下事实模 块衬底中包含的湿气、模塑树脂中包含的湿气或者已经进入模块衬底与模块树脂之间的界 面中的湿气由于对封装在260°C进行的回流加热而蒸发，并且蒸发的瞬间体积膨胀使镀膜隆起并且造成其剥离。对于包括导电膏膜的屏蔽层，它也具有下文描述的各种技术问题。可以通过印刷方法或者喷涂方法形成导电膏膜。作为对通过印刷方法形成的导电 膏膜所呈现的问题的解决方案，可以列举出保证印刷后平坦度以及用膏填充切口部分而不 形成孔穴。另外，当要切割填充的切口部分时有必要在封装的各侧表面之上留下具有给定 厚度的导电膏膜。为此，要求考虑模块衬底的翘曲量、切割宽度的容限、切割刀片的变形量寸。在通过喷涂方法形成的导电膏膜中，在封装的上表面之上的导电膏膜的厚度由于 喷涂膏而不可避免地大，而在封装的各侧表面之上的导电膏膜的厚度不可避免地小并且不 均勻。因而要求涂覆具有如下厚度的导电膏膜，该厚度是为了保证电磁屏蔽效果而需要的 厚度与鉴于涂覆变化而计算的厚度之和，这不希望地增加了材料成本。本专利技术人也对其中导电膏膜形成于模塑树脂的表面之上的封装在_55°C至125°C 进行热冲击测试。然而在约100次循环中，深度为数微米而长度超过100 μ m的裂缝形成于 导电膏膜中，并且未获得电磁屏蔽效果。在模块衬底内提供具有与模块衬底的顶表面或者背表面平行的平面结构的接地 电极(接地电势电极、接地层或者接地布线)。在未提供有屏蔽层的常规模块衬底的情况 下，其中形成接地电极的区域基本上限于模块衬底的部件安装表面之上形成的晶体管正下 方的用于散热的过孔区域。当屏蔽层形成于这样的模块衬底(其中仅在用于散热的过孔区 域中提供接地电极)中时，即使在模块衬底的外围部分中仍有必要提供大量用于接地电极 的过孔，以防止由于匹配电路的损耗增加所致的性能减弱。然而，当用于接地电极的过孔设 置于模块衬底的外围部分中时，出现各个电极在模块衬底内的布局就信号线和接地线的设 计而言明显受限制这样的问题。在不能在模块衬底的外围部分中提供大量用于接地电极的过孔的情况下，因而使 用用于散热的过孔区域的电势作为接地电势。然而，当伸长用于其耦合所需的图案时出现 由于图案的电感分量而不能充分获得电磁屏蔽效果这样的问题。在用模块衬底的背表面之上提供的布线图案将屏蔽层耦合到接地电极的情况下， 为了通过减少耦合部分之间的间距来增加耦合部分的数目，要求将模块衬底的背表面之上 提供的多个布线图案设置于接地电势，这造成信号向布线图案的分配明显受制约这样的问题。因此本专利技术的一个目的在于提供一种允许减少半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：模块衬底；多个部件，安装于所述模块衬底的部件安装表面之上；树脂，形成为覆盖所述多个部件；以及屏蔽层，包括形成于所述树脂的表面之上的金属膜，其中多个微通道裂缝形成于所述屏蔽层中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：依田智子，白井优之，中岛浩一，小作浩，田上知纪，冈部宽，原敦，
申请(专利权)人：株式会社瑞萨科技，
类型：发明
国别省市：JP[日本]