半导体模块和便携式设备制造技术

本发明专利技术提供一种半导体模块和便携式设备。在绝缘树脂层的与半导体元件搭载面相反的一侧的主表面设置有包含外部连接区域的配线层。配线层由保护层覆盖。在保护层上设置有露出外部连接区域的开口。外部连接区域构成为向绝缘树脂层凹陷的凹下形状。基板安装用焊球填充在整个开口中，并且填充在外部连接区域部分的凹部中，从而连接到分隔层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在包含基底和配线层的元件搭载用基板上搭载有半导体元件的半导 体模块和搭载了该半导体模块的便携式设备。
技术介绍
在手机、PDA、DVC、DSC等便携式电子设备的加速高功能化过程中，为了使这些产品 被市场接受，必须使其小型化/轻量化，为了实现小型化/轻量化，要求高集成的系统LSI。 另一方面，相对于这些电子设备，要求更容易使用且便利，相对于在设备中使用的LSI，要求 高功能化、高性能化。因此，随着LSI芯片的高集成化，其I/O数量(输入输出部的数量) 增加，另一方面，对封装自身小型化的要求也变强，为了同时满足这两者，强烈要求研发适 合于半导体部件的高密度基板安装的半导体模块。为了与这些要求相对应，研发了各种被 称为CSP (Chip Size Package 芯片尺寸封装)的封装技术。随着对半导体模块小型化的要求，期待将半导体模块进行基板安装时的连接可靠 性进一步提高。作为与半导体模块的连接可靠性相关的主要原因，例举基板安装用的外部 连接电极(通常为焊球)与半导体模块的配线层的连接可靠性。在现有的半导体模块中， 存在进一步提高与外部连接电极的连接可靠性的余地。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述课题而作出的，其目的是提供一种能够提高外部连接电极的连 接可靠性的半导体模块。本专利技术的一种实施方式是半导体模块。该半导体模块的特征在于，包括元件搭载 用基板和半导体元件，所述元件搭载用基板包含基底、设置在基底的一个主表面的第一配 线层、设置在基底的另一个主表面的第二配线层、和覆盖基底的另一个主表面并且设置有 使第二配线层的外部连接区域露出的开口的保护层，所述半导体元件安装在基底的一个主 表面侧，外部连接区域的第二配线层的表面的位置比基底侧的保护层的底面更靠近基底 侧。根据该实施方式，当安装外部连接电极时，能够使半导体模块的外部连接区域和 保护层与外部连接电极的接触面积增大。因此，由于外部连接区域和保护层与外部连接电 极的连接强度增大，所以可以提高外部连接电极的连接可靠性。在该实施方式的情况下，在开口周围，在基底侧的保护层的底面和第二配线层的 表面之间产生间隙，可以使外部连接区域比开口宽。此外，在外部连接区域之上形成有导电 性分隔层，分隔层的表面的位置比基底侧的保护层的底面更靠近基底侧。本专利技术的另一实施方式是半导体模块。该半导体模块的特征在于，包括基底、 设置在基底的一个主表面的第一配线层、设置在基底的另一个主表面的第二配线层、覆盖 基底的另一个主表面并且设置有使第二配线层的外部连接区域露出的开口的保护层、安装 在第二配线层的外部连接区域的外部连接电极、和安装在基底的一个主表面侧的半导体元件；外部连接区域的第二配线层的表面的位置比基底侧的保护层的底面更靠近基底侧。根据该实施方式，能够使外部连接电极与半导体模块的外部连接区域和保护层的 接触面积增大。因此，由于外部连接电极与半导体模块的外部连接区域和保护层的连接强 度增大，所以可以提高外部连接电极的连接可靠性。在该实施方式的情况下，在开口的周围，在基底侧的保护层的底面和第二配线层 的表面之间产生间隙，可以在该间隙中填充有外部连接电极。此外，在外部连接电极和外部 连接区域之间可以设置有与第二配线层相比与外部连接电极的润湿性高的分隔层。本专利技术的又一种实施方式，其特征在于，搭载上述任何一种实施方式的半导体模 块。附图说明 图1是示出实施方式1的半导体模块的结构的剖面图。图2是示出外部连接区域中的焊球和配线层的连接结构的主要部分的放大图。图3(A) (D)是示出实施方式1的半导体模块的制造方法的工序剖面图。图4(A) (E)是示出实施方式1的半导体模块的制造方法的工序剖面图。图5(A) (C)是示出实施方式1的半导体模块的制造方法的工序剖面图。图6是示出实施方式2的半导体模块的结构的剖面图。图7是示出包括实施方式的半导体模块的手机的结构的图。图8是在图7中示出的手机的局部剖面图。具体实施例方式参照优选实施方式描述本专利技术。这并非用来限定本专利技术的范围，而是举例说明本 专利技术。下面，将参照附图说明本专利技术的实施方式。在所有的附图中，相同的构成要素标注 相同的附图标记，并且适当地省略说明。(实施方式1)图1是示出实施方式1的半导体模块的结构的剖面图。半导体模块10包括元件 搭载用基板20和半导体元件30。在本实施方式中，半导体元件30通过引线接合法连接到 元件搭载用基板20上。元件搭载用基板20包括绝缘树脂层40，设置在绝缘树脂层40的一个主表面(半 导体元件搭载侧)上的配线层50、保护层52，和设置在绝缘树脂层40的另一个主表面的配 线层60、保护层62、焊球70。作为构成绝缘树脂层40的材料，例如例示有BT树脂等三聚氰胺电介质，液晶聚合 物，环氧树脂，PPE树脂，聚酰亚胺树脂，含氟树脂，酚醛树脂，聚酰胺双马来酰亚胺等热固性 树脂。根据提高半导体模块10的散热性的观点，优选绝缘树脂层40具有高导热性。因此， 优选地，绝缘树脂层40含有银、铋、铜、铝、镁、锡、锌和它们的合金等作为高导热性填充剂。配线层50具有规定的配线图案，设置在绝缘树脂层40的一个主表面。配线层50 由铜等导电材料形成。配线层50包含用于由引线接合法连接半导体元件30的基板电极 51 (电极衬垫)。配线层50的厚度例如是10 25 μ m。在基板电极51的表面，设置有Ni层和层叠在该Ni层表面的Au层的Ni/Au层53。保护层52覆盖绝缘树脂层40和配线层50。在保护层52设置有露出基板电极51 的开口。由保护层52抑制配线层50的氧化、绝缘树脂层40的劣化。保护层52例如是光 致抗蚀剂层。保护层52的厚度例如是10 50 μ m。配线层(再配线)60具有规定的图案，设置在绝缘树脂层40的另一个主表面。配 线层60由铜等导电材料形成。配线层60包含用于连接焊球(外部连接电极)70的外部连 接区域61。配线层60的厚度例如是10 25 μ m。配线层50和配线层60通过贯通绝缘树脂层40的通路导体(未图示)电连接。通 路导体例如通过镀铜而形成。保护层62设置在绝缘树脂层40的另一个主表面以覆盖配线层60，由保护层62抑 制配线层60的氧化、绝缘树脂层40的劣化。在保护层62上，设置有用于将焊球70搭载到 外部连接区域61的开口。焊球70在设置于保护层62的开口内，经由下述的分隔层(介在 層)64电连接到配线层60上，半导体模块10由焊球70连接到未图示的印刷配线基板上。 保护层62例如由光致抗焊剂形成，保护层62的厚度例如是10 50 μ m。下面将详细地描 述焊球70和配线层60的连接部分。半导体元件30是IC(集成电路)、LSI (大规模集成电路)等有源元件。在半导体 元件30的电极形成表面设置有元件电极32 (电极衬垫)，元件电极32和基板电极51通过 金线等导线34连接。半导体元件30通过由密封树脂80密封，降低了来自外界的影响。密封树脂80可 以通过传递模塑、注射模塑、浇注法(〒< > - )或浸渍法(〒^y)而实现。 作为树脂材料，可以由环氧树脂等热固性树脂通过传递模塑或浇注法实现，也可以由聚酰 亚胺树脂、聚苯硫醚等热塑性树脂通过注射模塑实现。作为构成焊球70的材料，例如例示 为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体模块，其特征在于，包括元件搭载用基板和半导体元件，所述元件搭载用基板包含：基底、设置在所述基底的一个主表面的第一配线层、设置在所述基底的另一个主表面的第二配线层、以及覆盖所述基底的另一个主表面并且设置有使所述第二配线层的外部连接区域露出的开口的保护层，所述半导体元件安装在所述基底的一个主表面侧，所述外部连接区域的第二配线层的表面的位置比所述基底侧的保护层的底面更靠近所述基底侧。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：长松正幸，小原泰浩，臼井良辅，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]