(57)【要約】【課題】誘電体フィルムの反りを抑制しつつ、素子特性の劣化を抑制することができる半導体モジュールを提供する。【解決手段】本発明の一形態に係る半導体モジュールは、誘電体フィルムと、複数の回路部品と、電極層と、封止層とを具備する。誘電体フィルムは、第１の実装領域と第２の実装領域とを有する第１の主面と、第１の主面とは反対側の第２の主面とを有する。複数の回路部品は、第１の実装領域に搭載された第１の回路部品と、第２の実装領域に搭載された第２の回路部品とを含む。電極層は、第２の主面に配置され、複数の回路部品と電気的に接続される複数の電極部を有する。封止層は、第１の封止樹脂部と、第２の封止樹脂部とを有する。第１の封止樹脂部は、第１の実装領域を被覆する。第２の封止樹脂部は、第１の封止樹脂部よりも軟質の樹脂材料で構成され、第２の実装領域を被覆する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の実装領域と第２の実装領域とを有する第１の主面と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面とを有する誘電体フィルムと、
前記第１の実装領域に搭載された第１の回路部品と、前記第２の実装領域に搭載された第２の回路部品とを含む複数の回路部品と、
前記第２の主面に配置され、前記複数の回路部品と電気的に接続される複数の電極部を有する電極層と、
前記第１の実装領域を被覆する第１の封止樹脂部と、前記第１の封止樹脂部よりも軟質の樹脂材料で構成され前記第２の実装領域を被覆する第２の封止樹脂部とを有し、前記複数の回路部品を封止する封止層と
を具備する半導体モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体モジュールであって、
前記第１の回路部品は、受動素子を含み、
前記第２の回路部品は、パワー系半導体素子を含む
半導体モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導体モジュールであって、
前記第１の主面に配置された枠状部材をさらに具備し、
前記枠状部材は、前記第１の実装領域を区画し前記第１の封止樹脂部を収容する第１の開口部と、前記第２の実装領域を区画し前記第２の封止樹脂部を収容する第２の開口部とを有する
半導体モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体モジュールであって、
前記枠状部材は、金属材料又はセラミック材料で構成される
半導体モジュール。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の半導体モジュールであって、
前記第１の封止樹脂部は、前記第１の実装領域を被覆する第１の部分と、前記第２の実装領域を区画し前記第２の封止樹脂部の周囲に配置された枠状の第２の部分と、を有する
半導体モジュール。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体モジュールであって、
前記第１の封止樹脂部は、エポキシ系樹脂材料で構成され、
前記第２の封止樹脂部は、シリコーン系樹脂材料で構成される
半導体モジュール。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体モジュールであって、
前記誘電体フィルムは、ポリイミドで構成される
半導体モジュール。
【請求項８】
第１の主面と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面とを有する可撓性のポリイミドフィルムと、
前記第１の主面に設けられた複数の回路部品と、
前記ポリイミドフィルムに設けられたビアを介して前記複数の回路部品と電気的に接続され、前記第２の主面に配置された、前記ポリイミドフィルムと同等から二倍または二倍以上の厚みの複数の電極部を有する電極層と、
前記第１の主面を被覆する封止層と、
前記第１の主面上で前記封止層を囲み、前記誘電体フィルムの４側辺に位置する側面に露出する枠状部材と
を具備する半導体モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体モジュールであって、
前記電極部は、幅が１ｃｍ以上２ｃｍ以下の幅で、前記ポリイミドフィルムの側辺に沿って設けられ、
前記電極部と重畳する位置に前記枠状部材が設けられる
半導体モジュール。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の半導体モジュールであって、
前記複数の電極部は、前記回路部品の一つであるパワートランジスタの電極となる櫛歯電極を含む
半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体層の一方の面に回路部品が、他方の面に電極層がそれぞれ配置された半導体モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＯＬ（Power Over Lay）と称される表面実装集積型パワーモジュールが知られている（例えば特許文献１参照）。この種の半導体モジュールは、典型的には、ポリイミド等の誘電体フィルム、誘電体フィルムの一方の面に搭載されたパワー系半導体素子や受動部品等の回路部品、上記誘電体フィルムの他方の面に配置された電極層、回路部品を被覆する封止層等を備える。
【０００３】
上記半導体モジュールによれば、回路部品が誘電体フィルムを介して電極層に電気的に接続されるため、部品の高集積化、配線長の短縮化を図れるとともに、絶縁耐圧を確保しつつ薄型化及び小型化が図れるパワー系半導体モジュールを実現することができる。さらに、電極形状の設計自由度が高く、大電流の通電を制御するパワー系半導体素子における電極端子を任意の形状、大きさに形成することが可能である。
【０００４】
一方、この種の半導体モジュールにおいては、回路部品を支持する支持基板が誘電体フィルムで構成されているため、外部基板（マザーボード）への実装時に誘電体フィルムが反って実装信頼性を損なうという問題がある。この問題を解消するため、誘電体フィルムに回路部品を被覆する封止層を形成することで、半導体モジュールの剛性を高め、外部基板への実装時における誘電体フィルムの反りを抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２７２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、パワー系半導体素子などの所定の回路部品には、封止層を構成する樹脂の硬化収縮応力を受けることで素子特性が劣化するものがあり、封止層の形成前後において目的とするモジュール特性を確保することができない。その一方で、封止層を軟質の樹脂材料で構成すると、誘電体フィルムの反りを効果的に抑制することができないという問題がある。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、誘電体フィルムの反りを抑制しつつ、素子特性の劣化を抑制することができる半導体モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る半導体モジュールは、誘電体フィルムと、複数の回路部品と、電極層と、封止層とを具備する。
前記誘電体フィルムは、第１の実装領域と第２の実装領域とを有する第１の主面と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面とを有する。
前記複数の回路部品は、前記第１の実装領域に搭載された第１の回路部品と、前記第２の実装領域に搭載された第２の回路部品とを含む。
前記電極層は、前記第２の主面に配置され、前記複数の回路部品と電気的に接続される複数の電極部を有する。
前記封止層は、第１の封止樹脂部と、第２の封止樹脂部とを有する。前記第１の封止樹脂部は、前記第１の実装領域を被覆する。前記第２の封止樹脂部は、前記第１の封止樹脂部よりも軟質の樹脂材料で構成され、前記第２の実装領域を被覆する。
【０００９】
上記半導体モジュールにおいては、封止層が第１の封止樹脂部と第２の封止樹脂部とを有するため、誘電体フィルムの反りを抑制しつつ、素子特性の劣化を抑制することができる。
【００１０】
前記第１の回路部品は、受動素子を含み、前記第２の回路部品は、パワー系半導体素子を含んでもよい。
【００１１】
前記半導体モジュールは、前記第１の主面に配置された枠状部材をさらに具備してもよい。前記枠状部材は、前記第１の実装領域を区画し前記第１の封止樹脂部を収容する第１の開口部と、前記第２の実装領域を区画し前記第２の封止樹脂部を収容する第２の開口部とを有する。
【００１２】
前記枠状部材は、金属材料又はセラミック材料で構成されてもよい。
【００１３】
前記第１の封止樹脂部は、前記第１の実装領域を被覆する第１の部分と、前記第２の実装領域を区画し前記第２の封止樹脂部の周囲に配置された枠状の第２の部分と、を有してもよい。
【００１４】
前記第１の封止樹脂部は、エポキシ系樹脂材料で構成され、前記第２の封止樹脂部は、シリコーン系樹脂材料で構成されてもよい。
【００１５】
前記誘電体フィルムは、ポリイミドで構成されてもよい。
【００１６】
本発明の他の形態に係る半導体モジュールは、可撓性のポリイミドフィルムと、複数の回路部品と、電極層と、封止層と、枠状部材とを具備する。
前記ポリイミドフィルムは、第１の主面と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面とを有する。
前記複数の回路部品は、前記第１の主面に設けられる。
前記電極層は、前記ポリイミドフィルムに設けられたビアを介して前記複数の回路部品と電気的に接続され、前記第２の主面に配置され、前記ポリイミドフィルムと同等から二倍または二倍以上の厚みの複数の電極部を有する。
前記封止層は、前記第１の主面を被覆する。
前記枠状部材は、前記第１の主面上で前記封止層を囲み、前記誘電体フィルムの４側辺に位置する側面に露出する。
【００１７】
前記電極部は、幅が１ｃｍ以上２ｃｍ以下の幅で、前記ポリイミドフィルムの側辺に沿って設けられ、前記電極部と重畳する位置に前記枠状部材が設けられてもよい。
【００１８】
前記複数の電極部は、前記回路部品の一つであるパワートランジスタの電極となる櫛歯電極を含んでもよい。
【発明の効果】
【００１９】
以上述べたように、本発明によれば、誘電体フィルムの反りを抑制しつつ、素子特性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体モジュールの概略斜視図である。
【図２】上記半導体モジュール１００の概略平面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線概略断面図である。
【図４】図２におけるＢ−Ｂ線概略断面図である。
【図５】上記半導体モジュールの概略裏面図である。
【図６】上記半導体モジュールの要部の等価回路図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る半導体モジュールの概略斜視図である。
【図８】上記半導体モジュールの一変形例を示す概略平面図である。
【図９】上記半導体モジュールの他の変形例を示す要部側断面図である。
【図１０】上記半導体モジュールのさらに他の変形例を示す要部側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係る半導体モジュール１００の概略斜視図、図２は、半導体モジュール１００の概略平面図、図３は図２におけるＡ−Ａ線概略断面図、図４は図２におけるＢ−Ｂ線概略断面図、図５は半導体モジュール１００の概略裏面図である。各図においてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、相互に直交する３軸方向を示しており、Ｘ軸及びＹ軸は半導体モジュール１００の面内方向、Ｚ軸は、半導体モジュール１００の厚み方向にそれぞれ相当する。
【００２３】
半導体モジュール１００は、誘電体フィルム１０と、複数の回路部品２０と、電極層３０と、枠状部材４０と、封止層５０とを備える。
【００２４】
［誘電体フィルム］
誘電体フィルム１０は、所定厚みの電気絶縁性樹脂材料で構成される。本実施形態において誘電体フィルム１０は、厚みが２５μｍのポリイミドフィルムで構成される。ポリイミドは、加工性、絶縁耐圧特性、耐薬品性等の観点から非常に有利である。
【００２５】
これに限られず、誘電体フィルム１０は、可撓性を有し、その厚みは、材料の誘電率や要求される絶縁耐圧の大きさ等に応じて適宜設定可能であり、例えば、２０μｍ以上５０μｍ以下の範囲で適宜選択される。誘電体材料もポリイミドに限られず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスルフォン、液晶ポリマ等の適宜の材料が採用可能である。
【００２６】
誘電体フィルム１０の形状も特に限定されず、典型的には矩形状に形成される。誘電体フィルム１０の大きさも特に限定されず、本実施形態では、Ｙ軸方向に平行な長辺が１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下、Ｘ軸方向に平行な短辺が５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の長さを有する。
【００２７】
誘電体フィルム１０は、第１の主面１０ａと、第１の主面１０ａとは反対側の第２の主面１０ｂとを有する（図３参照）。第１の主面１０ａは、複数の回路部品２０が実装される実装面であり、第１の実装領域ａ１と第２の実装領域ａ２とを有する。第１及び第２の実装領域ａ１，ａ２には、接着層１１を介して複数の回路部品２０が搭載される。第２の主面１０ｂには、誘電体フィルム１０及び接着層１１を介して複数の回路部品２０と電気的に接続される電極層３０が配置されている。
【００２８】
接着層１１は、第１の主面１０ａに塗布された液状の接着剤あるいはフィルム状の接着シートで構成される。接着層１１の種類は特に限定されず、エポキシ系、アクリル系等の適宜の絶縁性樹脂材料で構成される。接着層１１の厚みは特に限定されず、例えば、１５μｍである。尚、ここでは、誘電体フィルム１０の全域に接着層１１が形成されている。接着層１１は、誘電体フィルム１０上に部分的に形成されてもよく、例えば、回路部品２０の下に部分的に形成されてもよい。
【００２９】
［回路部品］
複数の回路部品２０は、誘電体フィルム１０における第１の主面１０ａ上の接着層１１に搭載される。複数の回路部品２０は、典型的には、半導体素子等の能動部品が挙げられる。半導体素子としては、ＩＣ部品やディスクレート部品が用いられ、本実施形態では、大電流が流れるパワートランジスタ２１やダイオード２２が含まれる。半導体素子はさらに、パワートランジスタ２１を制御する制御ＩＣ２３を含む。回路部品２０はさらに、コンデンサや抵抗などの受動部品２４を含む。これらの回路部品２０のうち所定の回路部品は、電極層３０に電気的に接続される。尚、回路部品２０（２１、２２）は、パワートランジスタ２１とダイオード２２との組み合わせに限られず、インバータ回路の様に、お互いに直列接続される二つのパワートランジスタであってもよい。
【００３０】
パワートランジスタ２１は、Ｓｉから成るBiPトランジスタ、MOSFET、IGBTなど、またＳｉＣやＧａＮなどから成るトランジスタを含む。これらの半導体素子は、能動面を第１の主面１０ａに向けて搭載される。パワートランジスタ２１やパワーダイオード２２の非能動面（図中上面）には放熱用のヒートシンクがはんだ、Ａｇペースト等の接合材を介して接合されていてもよい。
【００３１】
複数の回路部品２０のうち、第１の部品である制御ＩＣ２３及び受動部品２４は、誘電体フィルム１０の第１の実装領域ａ１に搭載され、第２の部品であるパワートランジスタ２１及びパワーダイオード２２のようなパワー系半導体素子は、誘電体フィルム１０の第２の実装領域ａ２に搭載される。
【００３２】
［電極層］
電極層３０は、誘電体フィルム１０における第２の主面１０ｂ上に配置され、典型的には、第２の主面１０ｂ上に形成された金属めっき層で構成される。金属めっき層としては、典型的には、銅めっき層が採用される。電極層３０は、誘電体フィルム１０を介して各回路部品２０に電気的に接続される層間接続部としてのビアＶ（図４参照）を有する。
【００３３】
電極層３０の形成に際しては、まず、誘電体フィルム１０の第１の主面１０ａ上に搭載された各回路部品２０の電極端子に向けて第２の主面１０ｂ側からレーザ光が照射される。これにより、誘電体フィルム１０及び接着層１１が穿設され、各電極端子が第２の主面１０ｂ側へ露出する。続いて、スパッタ法により、シード層となる導体層が第２の主面１０ｂに形成された後、電解めっき法により所定厚みの銅めっき層が形成される。これにより、ビアＶを含む電極層３０が形成される。
【００３４】
シード層となる導体層の形成には、スパッタ法に限られず、無電解めっき法が採用されてもよい。電極層３０の厚み（第２の主面１０ｂからの厚み）は特に限定されず、例えば、２０μｍ以上５０μｍ以下である。これにより、電極層３０の電流特性と生産性とを確保することができる。
【００３５】
前述したように、誘電体フィルム１０の厚みが２５μｍなので、当該フィルムの厚みと同程度から約二倍の厚みの電極となる。これは、エポキシ基板等の汎用のプリント基板とは、全く異なる厚み関係である。第２の実装領域ａ２では、パワー系のスイッチング素子を扱うため、ポリイミドシートを扱うが、大電流・高発熱のため、電極層３０の厚みを厚くする事で、駆動と放熱も含め可能としたものである。
【００３６】
電極層３０は、フォトリソグラフィ技術を用いて所定形状の複数の電極部にパターニングされる。電極層３０は、図５に示すように、Ｘ軸方向に相互に対向する櫛歯状の第１の電極部３１及び第２の電極部３２と、第１及び第２の電極部３１，３２の間に配置されたＸ軸方向に長手の第３の電極部３３と、複数の第４の電極部３４とを有する。
【００３７】
第１の電極部３１は、パワートランジスタ２１のソース端子（Ｓ）及びパワーダイオード２２のアノード端子（Ａ）に接続される。第２の電極部３２は、パワートランジスタ２１のドレイン端子（Ｄ）及びパワーダイオード２２のカソード端子（Ｋ）に接続される。第３の電極部３３は、パワートランジスタ２１のゲート端子（Ｇ）に接続される。第４の電極部３４は、制御ＩＣ２３及び受動部品２４の各端子部にそれぞれ接続される。図６に、半導体モジュール１００の要部の等価回路図を示す。
【００３８】
尚、図６の回路は一例であり、インバータ回路で採用される、二つのパワートランジスタが直列列接続された回路も、他の例として考えられる。その場合、符号２１、２２は、パワートランジスタでなる。どちらにしてもこのトランジスタが実装される第２の実装領域ａ２は、大電流が流れ、高発熱する部分である。
【００３９】
半導体モジュール１００は、ソルダレジスト層６０をさらに備える（図５においては、ソルダレジスト層６０の形成領域がドットで示される）。ソルダレジスト層６０は、誘電体フィルム１０の第２の主面１０ｂに設けられ、電極層３０の所定領域を開口させる第１の開口パターン６１及び第２の開口パターン６２を有する。
【００４０】
第１の開口パターン６１は、第１〜第３の電極部３１〜３３を部分的に露出させる。第２の開口パターン６２は、第４の電極部３４を部分的に露出させる。第１及び第２の開口パターン６１，６２を介して露出する電極部３１〜３４の各領域は、図示しない外部基板（マザーボード）に接続される外部接続端子として構成される。尚、図５に於いて、矩形で露出する電極３４、６２で囲まれる領域は、第２の実装領域ａ２に設けられたトランジスタの駆動制御を行う部分で、電極や配線などの導電パターンなどは省略している。
【００４１】
［封止層］
封止層５０は、複数の回路部品２０を被覆するように誘電体フィルム１０の第１の主面１０ａに設けられる。封止層５０は、誘電体フィルム１０の剛性を高めるとともに、水分等を含む外気が回路部品２０に接することを防止する機能を有する。
【００４２】
封止層５０は、第１の封止樹脂部５１と、第２の封止樹脂部５２とを有する。第１の封止樹脂部５１は、誘電体フィルム１０の第１の実装領域ａ１を被覆し、制御ＩＣ２３及び受動部品２４を封止する。第２の封止樹脂部５２は、誘電体フィルム１０の第２の実装領域ａ２を被覆し、パワートランジスタ２１及びパワーダイオード２２を封止する。
【００４３】
第１の封止樹脂部５１は、汎用の電気絶縁性封止材料、典型的には、エポキシ系の合成樹脂材料で構成される。一方、第２の封止樹脂部５２は、第１の封止樹脂部５１よりも軟質（低弾性率）の電気絶縁性の樹脂材料、例えば、シリコーン樹脂、低応力のエポキシ樹脂等で構成される。あるいは、後述する枠状部材４０を用いる場合には、第２の封止樹脂部５２として、例えば、室温で０．０１ＭＰａ以下のゲル状の材料、あるいは、Ｔｇが室温付近の材料を用いることができる。
【００４４】
特に、ＧａＮにおいては、一般に採用されるエポキシ樹脂ではＧａＮに応力が加わり、所望の特性が得られないことがある。そのため、第２の封止樹脂部５２は、第１の封止樹脂部５１よりも、軟質で、または、第１の封止樹脂部５１よりも低応力の樹脂でなる。ここでは第２の封止樹脂部５２の構成材料の例としてシリコーンを示したが、これ以外の軟質または低応力の樹脂も適用可能である。
【００４５】
［枠状部材］
枠状部材４０は、誘電体フィルム１０の第１の主面１０ａ上に配置される。枠状部材４０は、回路部品２０と同様に、接着層１１を介して誘電体フィルム１０に接合される。枠状部材４０は、第１の開口部４１と第２の開口部４２とを有する矩形の枠体であり、本実施形態では、誘電体フィルム１０と同一の形状、大きさに形成される。第１の開口部４１は、第１の実装領域ａ１を区画し、第１の封止樹脂部５１を収容する。第２の開口部４２は、第２の実装領域ａ２を区画し、第２の封止樹脂部５２を収容する。
【００４６】
枠状部材４０を構成する材料は特に限定されず、導電体でもよいし、非導電体であってもよい。導電体としては、典型的には金属材料で構成され、これにより回路部品２０（特に、パワートランジスタ２１やパワーダイオード２２のようなパワー系半導体素子）の放熱パスを形成することができる。金属材料は特に限定されず、Ｃｕ（銅）のような熱伝導度が高く、熱膨張係数が小さい材料が好ましい。枠状部材４０として、Ｗ（タングステン）やＭｏ（モリブデン）等の高硬度あるいは高融点金属あるいはＣｕ−Ｗ、Ｃｕ−Ｍｏなどの合金材料が採用されてもよく、これにより所望とする剛性を容易に確保することができる。一方、非導電体としては、アルミナ、シリカまたは窒化ボロン等のセラミックス材料が好適である。
【００４７】
枠状部材４０の各枠部の幅や高さは特に限定されず、誘電体フィルム１０の反りや変形を規制することができる程度の剛性が得られる適宜の値に設定される。枠状部材４０の厚み（高さ）は回路部品２０の厚み（高さ）よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。
【００４８】
第１の開口部４１及び第２の開口部４２はそれぞれ、第１の封止樹脂部５１及び第２の封止樹脂部５２の充填領域を画定する型枠として機能する。第１及び第２の封止樹脂部５１，５２の形成方法は特に限定されず、例えば、印刷、またはポッティング法が採用可能である。注型は減圧雰囲気中で行われてもよい。これにより溶融状態の各種樹脂を第１及び第２の開口部４１，４２の全域にわたって濡れ広がり、充填効率を向上させることができる。注型された溶融樹脂は、所定温度で硬化処理が施され、第１及び第２の開口部４１，４２内に上方側に凸なる形状の第１及び第２の封止樹脂部５１，５２が形成される（図４参照）。
【００４９】
［作用］
部品の支持基板に誘電体フィルムが用いられるマルチモジュールデバイスにおいては、マザーボード等の外部基板へのリフロー実装時、２５μｍと薄い誘電体フィルムに反りが生やすいため、基板に封止樹脂を形成して反りを生じにくくする必要がある。しかしながら、モジュールを樹脂で封止すると、半導体部品、特に、Ｓｉ，ＧａＮ，ＳｉＣ、Ｇａ２Ｏ３、ダイヤモンドなどの半導体材料で構成されたパワー系半導体デバイスにおいては、封止層を構成する樹脂の硬化収縮応力を受けて素子特性が劣化し、目的とするモジュール特性を確保することができない場合がある。その一方で、封止層を軟質の樹脂材料で構成すると、誘電体フィルムの反りを効果的に抑制することができないという問題がある。
【００５０】
そこで、本実施形態の半導体モジュール１００においては、制御ＩＣ２３や受動部品２４は第１の封止樹脂部５１で封止し、パワートランジスタ２１やパワーダイオード２２のようなパワー系半導体素子は、第１の封止樹脂部５１よりも軟質の第２の封止樹脂部５２で封止するように構成される。これにより、誘電体フィルム１０の反りを抑制しつつ、パワートランジスタ２１やパワーダイオード２２の素子特性の劣化を抑えることができる。
【００５１】
さらに本実施形態においては、誘電体フィルム１０の第１の主面１０ａに枠状部材４０が配置されているため、枠状部材４０自体の剛性を利用して誘電体フィルム１０の反りを効果的に防止することができる。また本実施形態のように、第１の実装領域ａ１と第２の実装領域ａ２との間で回路部品２０や電極層３０の占有面積が異なる場合においても、誘電体フィルム１０の反りを抑えて半導体モジュール１００を高い平面度に維持することができる。これにより、外部基板への実装信頼性を安定に確保することができる。
【００５２】
さらに、枠状部材４０を熱伝導性の高い材料で構成することで、半導体モジュール１００の放熱性が高まり、熱による素子特性の劣化を防ぐことができる。さらに枠状部材４０が誘電体フィルム１０と同一の形状、大きさに形成されることで、枠状部材４０が半導体モジュール１００の側面から露出し、放熱特性の更なる向上を図ることができる。
【００５３】
例えば、半導体モジュール１００が集合基板を個片化することで作製される場合、枠状部材４０もまた、面内に複数の開口（第１の開口部４１、第２の開口部４２）が周期的に形成された単一の格子状部材を用いることができる。そして、第１の封止樹脂部５１および第２の封止樹脂部５２の形成後、上記格子状部材の格子の中央をダイシングすることで、４側面から枠状部材が露出した半導体モジュール１００を作製することができる。枠状部材が金属またはセラミックで構成されることにより、樹脂よりも熱伝導性が高いため、当該枠状部材をヒートシンクや放熱フィンの代わりとして用いることができる。
【００５４】
そして、枠状部材４０の開口部４１，４２によって各実装領域ａ１，ａ２が区画されるため、別途のマスキング材を用いることなく封止用樹脂を精度よく充填することができる。また、特に第２の実装領域ａ２に設けられる第２の封止樹脂部５２として、流動性の高い樹脂材料を用いた場合でも、枠状部材４０によって当該樹脂材料を他の領域へ流出させることなく堰き止めることができるので、作業性が向上する。
【００５５】
＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の第２の実施形態に係る半導体モジュール２００の構成を示す概略斜視図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【００５６】
本実施形態の半導体モジュール２００においては、枠状部材４０を備えていない点で第１の実施形態と相違する。すなわち本実施形態の第１の封止樹脂部５１は、第１の実装領域ａ１を被覆する第１の部分５１１と、第２の実装領域ａ２を区画する枠状の第２の部分５１２とを有し、第２の部分５１２は、第２の封止樹脂部５２の周囲に配置される。
【００５７】
本実施形態の半導体モジュール２００において、第１の封止樹脂部５１は、第１の実装領域ａ１だけでなく、第２の実装領域ａ２の周囲にも設けられるため、第１の封止樹脂部５１によって誘電体フィルム１０の周縁部の剛性を高めることができる。これにより、枠状部材４０を用いることなく誘電体フィルム１０の反りを抑制することができるので、部品点数及び組立工数の削減を図ることができる。
【００５８】
第１の封止樹脂部５１の形成方法は特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法が採用可能である。第２の封止樹脂部５２は、誘電体フィルム１０の上に第１の封止樹脂部５１を作製後、例えば、ポッティング法によって形成することができる。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６０】
例えば以上の実施形態では、枠状部材４０が誘電体フィルム１０と同一の形状、大きさに形成された例を説明したが、これに限られず、例えば図８に概略的に示す半導体モジュール３００のように、枠状部材４０の４辺から誘電体フィルム１０の周縁部が外方へ突出するように形成されてもよい。この場合、図９に示す半導体モジュール４００のように、第１の封止樹脂部５１は、枠状部材４０の周面及び第２の封止樹脂部５２を被覆するように誘電体フィルム１０上に形成されてもよい。
【００６１】
さらに図１０に示す半導体モジュール５００のように、第１の封止樹脂部５１及び第２の封止樹脂部５２の上に接着層７０を介してヒートシンク８０が搭載されてもよい。これにより、放熱性の更なる向上を図ることができる。
【００６２】
更に、図５に示す櫛歯電極（第１の電極部３１、第２の電極部３２）の様に、誘電体フィルム１０の対向する側辺に、幅の広い電極が所定の長さをもって設けられている場合、その電極と重なるエリアに枠状部材４０が設けられてもよい。ここでは、上記櫛歯電極は、誘電体フィルム１０の長辺に沿って、第２の実装領域ａ２の半分以上に渡る長さで設けられており、幅が１ｃｍ〜２ｃｍと大きな電極である。この櫛歯を共通化する共通電極は、トランジスタの電流が集まる部分であり、トランジスタの発熱と相俟って、高温になる部分である。しかも幅と長さがあるため、この電極自体の反りも発生する。よって、この誘電体フィルム１０の側辺に沿って設けられ、上記共通電極と重畳する位置に枠状部材４０が設けられると、誘電体フィルム１０全体の反り、共通電極の反りを防止できる。特に櫛歯の部分には、パワートランジスタとのコンタクトとなるビア（via）が沢山開口されているため、共通電極の反りが防止されることで、このビアを介したパワートランジスタの信頼性が向上する。さらに、この共通電極と重なった枠状部材は、熱伝導性も優れるため、電極に発生する、または電極に集まる熱をヒートシンクとして蓄え、更には放熱板としてパッケージの４側面から外部に放熱することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０…誘電体フィルム
１１…接着層
２０…回路部品
３０…電極層
４０…枠状部材
４１…第１の開口部
４２…第２の開口部
５０…封止層
５１…第１の封止樹脂部
５２…第２の封止樹脂部
１００，２００，３００，４００，５００…半導体モジュール
ａ１…第１の実装領域
ａ２…第２の実装領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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