(57)【要約】【課題】本発明は、製造途中の半導体装置の取り扱いを容易に行うことができると共に、放熱特性を向上させることのできる半導体装置の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】貫通部３３を囲む部分の絶縁基材６１の上面６１Ａ及び貫通部３３に、半導体チップ１３から発生する熱を放熱する放熱支持部材本体３６を形成した後、めっき法により、放熱支持部材本体３６に設けられた放熱部４５の上面４５Ａを覆うと共に、半導体チップ１３が接着されるチップ接着面３７Ａを有した金属膜３７を形成する。【選択図】図２３
2010135417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置が形成される半導体装置形成領域を複数有すると共に、複数の半導体装置形成領域を囲むように配置された切断領域を有したシート状の絶縁基材を準備する絶縁基材準備工程と、
プレス加工により、前記絶縁基材に、半導体チップを配置するための貫通部と、複数の貫通孔とを同時に形成する貫通部及び貫通孔形成工程と、
前記絶縁基材の上面に、前記貫通部の上端及び前記複数の貫通孔の上端を覆う金属部材を形成する金属部材形成工程と、
前記金属部材をエッチングによりパターニングすることで、前記貫通孔の上端を覆う配線パターンと、前記貫通部の上端を覆うと共に、前記配線パターンとは電気的に絶縁された金属母材を形成する配線パターン及び金属母材形成工程と、
前記金属母材と接触した状態で前記貫通部に挿入され、前記金属母材の上面と接触する面が平坦な面とされた突出部を有する上部金型と、前記絶縁基材の下面と接触する面が平坦な面とされた下部金型との間に、前記配線パターン及び前記金属母材が形成された前記絶縁基材を配置した後、前記突出部と前記下部金型との間に前記金属母材が挟み込まれるまで前記上部金型を押圧して、前記半導体チップから発生する熱を放熱する放熱支持部材本体を形成する放熱支持部材本体形成工程と、
前記放熱支持部材本体を形成後に、前記上部金型及び前記下部金型を除去する金型除去工程と、
前記金型除去工程後に、めっき法により、前記放熱支持部材本体の上面を覆う金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜の上面に前記半導体チップを接着するチップ接着工程と、
前記半導体チップと前記配線パターンとをワイヤボンディング接続するチップ接続工程と、
前記チップ接続工程後に、前記絶縁基材の上面に、前記配線パターン、前記放熱支持部材本体の上面、前記金属膜の上面、及び前記半導体チップを封止する封止樹脂を形成する封止樹脂形成工程と、
前記貫通孔に、前記配線パターンと接続される貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、
前記貫通電極形成工程後に、前記切断領域に対応する部分の前記絶縁基材及び前記封止樹脂を切断することで、前記複数の半導体装置形成領域に形成された前記半導体装置を個片化する切断工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記金属膜形成工程と前記チップ接着工程との間に、金型を用いて、前記貫通部の下端に配置された部分の前記放熱支持部材本体及び前記金属膜の一部を押し潰す工程を設けたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記金属部材形成工程では、前記絶縁基材の上面に、前記貫通部の上端及び前記複数の貫通孔の上端を覆う金属箔を貼り付け、その後、前記金属箔の上面に、Ｎｉ層と、Ａｕ層とを順次積層させることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体装置が形成される半導体装置形成領域を複数有すると共に、複数の半導体装置形成領域を囲むように配置された切断領域を有したシート状の絶縁基材を準備する絶縁基材準備工程と、
プレス加工により、前記絶縁基材に、半導体チップを配置するための貫通部と、複数の貫通孔とを同時に形成する貫通部及び貫通孔形成工程と、
前記絶縁基材の上面に、前記貫通部の上端及び前記複数の貫通孔の上端を覆う金属部材を形成する金属部材形成工程と、
前記金属部材をエッチングによりパターニングすることで、前記貫通孔の上端を覆う配線パターンと、前記貫通部の上端を覆うと共に、前記配線パターンとは電気的に絶縁された金属母材を形成する配線パターン及び金属母材形成工程と、
前記配線パターン及び金属母材形成工程後に、めっき法により、前記貫通部に露出された部分の前記金属母材の下面を覆う金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属母材と接触した状態で前記貫通部に挿入され、前記金属母材の上面と接触する面が平坦な面とされた突出部を有する上部金型と、前記絶縁基材の下面と接触する面が平坦な面とされた下部金型との間に、前記配線パターン、前記金属母材、及び前記金属膜が形成された前記絶縁基材を配置した後、前記突出部と前記下部金型との間に前記金属母材及び前記金属膜が挟み込まれるまで前記上部金型を押圧して、半導体チップから発生する熱を放熱する放熱支持部材を形成する放熱支持部材形成工程と、
前記放熱支持部材形成工程後に、前記上部金型及び前記下部金型を除去する金型除去工程と、
前記金型除去工程後に、前記貫通部の下端に配置された部分の前記放熱支持部材の上面に、前記半導体チップを接着するチップ接着工程と、
前記半導体チップと前記配線パターンとをワイヤボンディング接続するチップ接続工程と、
前記チップ接続工程後に、前記絶縁基材の上面に、前記配線パターン、前記放熱支持部材の上面、及び前記半導体チップを封止する封止樹脂を形成する封止樹脂形成工程と、
前記貫通孔に、前記配線パターンと接続される貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、
前記貫通電極形成工程後に、前記切断領域に対応する部分の前記絶縁基材及び前記封止樹脂を切断することで、前記複数の半導体装置形成領域に形成された前記半導体装置を個片化する切断工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記貫通部と対向する部分の前記下部金型には、前記放熱支持部材の一部を押し潰して、引き伸ばすための凸部が形成されていることを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記金属部材形成工程では、前記絶縁基材の上面に、前記貫通部の上端及び前記複数の貫通孔の上端を覆う金属箔を貼り付け、その後、前記金属箔の上面に、Ｎｉ層と、Ａｕ層とを順次積層させることを特徴とする請求項４または５記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、シート状の絶縁基材を貫通する貫通部に設けられ、半導体チップから発生する熱を放熱する放熱支持部材を備えた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置には、シート状の絶縁基材を貫通する貫通部に設けられ、半導体チップから発生する熱を放熱する放熱支持部材を備えた半導体装置（図１参照）がある。
【０００３】
図１は、従来の半導体装置の断面図である。
【０００４】
図１を参照するに、従来の半導体装置２００は、配線基板２０１と、半導体チップ２０３と、封止樹脂２０８と、外部接続端子２０９とを有する。
【０００５】
配線基板２０１は、シート状の絶縁基材２１５と、貫通電極２１７と、放熱支持部材２１８と、配線パターン２１９とを有する。絶縁基材２１５は、貫通部２２３と、複数の貫通孔２２４とを有する。貫通部２２３は、絶縁基材２１５の中央部を貫通するように形成されている。貫通部２２３は、放熱支持部材２１８を配設すると共に、半導体チップ２０３を収容するための空間である。複数の貫通孔２２４は、貫通部２２３の周囲に位置する部分の絶縁基材２１５を貫通するように形成されている。シート状の絶縁基材２１５としては、例えば、絶縁樹脂（例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等）からなるテープ状基板（例えば、厚さ５０μｍ）を用いることができる。
【０００６】
貫通電極２１７は、貫通孔２２４に設けられている。放熱支持部材２１８は、グラウンド電位とされており、絶縁基材２１５の上面２１５Ａの一部及び貫通部２２３内に設けられている。放熱支持部材２１８は、放熱部２２７と、パッド部２２８と、接続部２２９とを有する。放熱支持部材２１８は、放熱部２２７の下面２２７Ｂと絶縁基材２１５の下面２１５Ｂとが略面一となるように配置されている。放熱部２２７は、貫通部２２３の下端に配置されている。放熱部２２７の下面２２７Ｂは、絶縁基材２１５から露出されている。放熱部２２７は、接着材２０４を介して、半導体チップ２０３が接着されるチップ接着面２２７Ａを有する。放熱部２２７は、チップ接着面２２７Ａに接着された半導体チップ２０３が発熱する熱を半導体装置２００の外部に放熱するためのものである。
【０００７】
パッド部２２８は、貫通部２２３の近傍に位置する部分の絶縁基材２１５の上面２１５Ａに設けられている。パッド部２２８は、絶縁基材２１５の上面２１５Ａに接着されている。パッド部２２８は、図示していない金属ワイヤを介して、半導体チップ２０３に設けられた図示していない電極パッドと電気的に接続されている。
【０００８】
接続部２２９は、その断面がテーパ形状とされており、放熱部２２７とパッド部２２８との間に配置されている。接続部２２９は、放熱部２２７とパッド部２２８とを接続すると共に、放熱部２２７及びパッド部２２８と一体的に構成されている。
【０００９】
上記構成とされた放熱支持部材２１８の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
【００１０】
配線パターン２１９は、パッド部２３３，２３４と、配線部２３５とを有する。パッド部２３３は、絶縁基材２１５の上面２１５Ａに設けられている。パッド部２３３は、金属ワイヤ２０６と接続されると共に、金属ワイヤ２０６を介して、半導体チップ２０３と電気的に接続されている。
【００１１】
パッド部２３４は、貫通電極２１７の上端面２１７Ａに設けられており、貫通電極２１７と電気的に接続されている。配線部２３５は、パッド２３３とパッド２３４との間に位置する部分の絶縁基材２１５の上面２１５Ａに設けられている。配線部２３５は、パッド２３３，２３４と一体的に構成されており、パッド２３３とパッド２３４とを電気的に接続している。
【００１２】
半導体チップ２０３は、接着材２０４によりチップ接着面２２７Ａに接着されている。半導体チップ２０３は、電極パッド２３７を有する。電極パッド２３７は、金属ワイヤ２０６を介して、パッド部２３３と電気的に接続されている。つまり、半導体チップ２０３は、配線基板２０１に対してワイヤボンディング接続されている。
【００１３】
封止樹脂２０８は、半導体チップ２０３、金属ワイヤ２０６、放熱支持部材２１８の上面側、及び配線パターン２１９を封止するように、絶縁基材２１５の上面２１５Ａに設けられている。
【００１４】
外部接続端子２０９は、貫通電極２１７の下端に設けられている。外部接続端子２０９は、半導体チップ２０３及び配線パターン２１９と電気的に接続されている。
【００１５】
図２〜図１３は、従来の半導体装置の製造工程を示す図である。図２〜図１３において、従来の半導体装置２００と同一構成部分には同一符号を付す。
【００１６】
図２〜図１３を参照して、従来の半導体装置２００の製造方法について説明する。始めに、図２に示す工程では、半導体装置２００が形成される半導体装置形成領域Ｊを複数有すると共に、複数の半導体装置形成領域Ｊを囲む切断領域Ｋを有したシート状の絶縁基材２４１を準備する。絶縁基材２４１は、切断領域Ｋにおいて切断されることで、複数の絶縁基材２１５となる部材である。シート状の絶縁基材２４１としては、例えば、絶縁樹脂（例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等）からなるテープ状基板を用いることができる。この場合、絶縁基材２４１の厚さは、例えば、厚さ５０μｍとすることができる。
【００１７】
次いで、図３に示す工程では、絶縁基材２４１に、貫通部２２３と、複数の貫通孔２２４とを同時に形成する。次いで、図４に示す工程では、絶縁基材２４１の上面２４１Ａに、放熱支持部材２１８及び配線パターン２１９の母材となる金属箔２４３を貼り付ける。金属箔２４３の厚さは、例えば、１２〜２５μｍとすることができる。
【００１８】
次いで、図５に示す工程では、マスクを用いたエッチングにより、図４に示す金属箔２４３をパターニングすることで、放熱支持部材２１８の母材となる金属母材２４５と、配線パターン２１９とを同時に形成する。
【００１９】
次いで、図６に示す工程では、平坦な上面２４７Ａを有した下部金型２４７と、貫通部２２３に挿入される突出部２５１を有した上部金型２４８との間に、図５に示す構造体を配置する。このとき、下部金型２４７の上面２４７Ａに、図５に示す構造体を載置し、突出部２５１の下面２５１Ａと金属母材２４５の上面２４５Ａとを接触させる。
【００２０】
次いで、図７に示す工程では、上部金型２４８を押圧して、図６に示す金属母材２４５を貫通部２２３内に押し込むことにより、放熱支持部材２１８を形成する。
【００２１】
次いで、図８に示す工程では、図７に示す下部金型２４７と上部金型２４８との間に配置された構造体を、下部金型２４７及び上部金型２４８から取り出す。
【００２２】
次いで、図９に示す工程では、複数のチップ接着面２２７Ａに、接着材２０４により半導体チップ２０３を接着し、その後、金属ワイヤ２０６により電極パッド２３７とパッド２３３とを電気的に接続（ワイヤボンディング接続）する。
【００２３】
次いで、図１０に示す工程では、絶縁基材２４１の上面２４１Ａに、半導体チップ２０３、金属ワイヤ２０６、放熱支持部材２１８の上面側、及び配線パターン２１９を封止する封止樹脂２０８を形成する。
【００２４】
次いで、図１１に示す工程では、貫通孔２２４に貫通電極２１７を形成する。これにより、複数の半導体装置形成領域Ｊに配線基板２０１が形成される。次いで、図１２に示す工程では、貫通電極２１７の下端に外部接続端子２０９を形成する。これにより、複数の半導体装置形成領域Ｊに半導体装置２００が形成される。
【００２５】
次いで、図１３に示す工程では、図１２に示す構造体の切断領域Ｋに対応する部分を切断することで、複数の半導体装置２００が個片化される（例えば、特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】米国特許第７３５０２９３号明細書
【特許文献２】米国特許第７１５４１６６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら、従来の半導体装置２００では、半導体チップ２０３が接着される放熱部２２７の厚さが薄い（例えば、１２μｍ〜２５μｍ）ため、半導体チップ２０３が発熱した際の熱を半導体装置２００の外部に十分に放熱することができないという問題があった。
【００２７】
また、放熱支持部材２１８の厚さが薄いため、放熱支持部材２１８の強度が弱く、製造途中の半導体装置２００の取り扱いが難しいという問題があった（言い換えれば、放熱支持部材２１８が形成された製造途中の半導体装置２００を搬送中に放熱支持部材２１８が破損する虞があった。）。
【００２８】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、製造途中の半導体装置の取り扱いを容易に行うことができると共に、放熱特性を向上させることのできる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の一観点によれば、半導体装置が形成される半導体装置形成領域を複数有すると共に、複数の半導体装置形成領域を囲むように配置された切断領域を有したシート状の絶縁基材を準備する絶縁基材準備工程と、プレス加工により、前記絶縁基材に、半導体チップを配置するための貫通部と、複数の貫通孔とを同時に形成する貫通部及び貫通孔形成工程と、前記絶縁基材の上面に、前記貫通部の上端及び前記複数の貫通孔の上端を覆う金属部材を形成する金属部材形成工程と、前記金属部材をエッチングによりパターニングすることで、前記貫通孔の上端を覆う配線パターンと、前記貫通部の上端を覆うと共に、前記配線パターンとは電気的に絶縁された金属母材を形成する配線パターン及び金属母材形成工程と、
前記金属母材と接触した状態で前記貫通部に挿入され、前記金属母材の上面と接触する面が平坦な面とされた突出部を有する上部金型と、前記絶縁基材の下面と接触する面が平坦な面とされた下部金型との間に、前記配線パターン及び前記金属母材が形成された前記絶縁基材を配置した後、前記突出部と前記下部金型との間に前記金属母材が挟み込まれるまで前記上部金型を押圧して、前記半導体チップから発生する熱を放熱する放熱支持部材本体を形成する放熱支持部材本体形成工程と、前記放熱支持部材本体を形成後に、前記上部金型及び前記下部金型を除去する金型除去工程と、前記金型除去工程後に、めっき法により、前記放熱支持部材本体の上面を覆う金属膜を形成する金属膜形成工程と、前記金属膜の上面に前記半導体チップを接着するチップ接着工程と、前記半導体チップと前記配線パターンとをワイヤボンディング接続するチップ接続工程と、前記チップ接続工程後に、前記絶縁基材の上面に、前記配線パターン、前記放熱支持部材本体の上面、前記金属膜の上面、及び前記半導体チップを封止する封止樹脂を形成する封止樹脂形成工程と、前記貫通孔に、前記配線パターンと接続される貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、前記貫通電極形成工程後に、前記切断領域に対応する部分の前記絶縁基材及び前記封止樹脂を切断することで、前記複数の半導体装置形成領域に形成された前記半導体装置を個片化する切断工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００３０】
本発明によれば、絶縁基材に形成された貫通部内に、半導体チップから発生する熱を放熱する放熱支持部材本体を形成し、その後、めっき法により、放熱支持部材本体の上面を覆うと共に、半導体チップが接着される金属膜を形成することにより、放熱支持部材本体の強度が金属膜により補強されるため、製造途中の半導体装置の取り扱いを容易に行うことができる（言い換えれば、放熱支持部材本体が形成された製造途中の半導体装置を搬送中に、放熱支持部材本体が破損することを防止できる。）。
【００３１】
また、金属膜が半導体チップの熱を放熱する放熱部材として機能するため、半導体装置の放熱特性を向上させることができる。
【００３２】
本発明の他の観点によれば、半導体装置が形成される半導体装置形成領域を複数有すると共に、複数の半導体装置形成領域を囲むように配置された切断領域を有したシート状の絶縁基材を準備する絶縁基材準備工程と、プレス加工により、前記絶縁基材に、半導体チップを配置するための貫通部と、複数の貫通孔とを同時に形成する貫通部及び貫通孔形成工程と、前記絶縁基材の上面に、前記貫通部の上端及び前記複数の貫通孔の上端を覆う金属部材を形成する金属部材形成工程と、前記金属部材をエッチングによりパターニングすることで、前記貫通孔の上端を覆う配線パターンと、前記貫通部の上端を覆うと共に、前記配線パターンとは電気的に絶縁された金属母材を形成する配線パターン及び金属母材形成工程と、前記配線パターン及び金属母材形成工程後に、めっき法により、前記貫通部に露出された部分の前記金属母材の下面を覆う金属膜を形成する金属膜形成工程と、前記金属母材と接触した状態で前記貫通部に挿入され、前記金属母材の上面と接触する面が平坦な面とされた突出部を有する上部金型と、前記絶縁基材の下面と接触する面が平坦な面とされた下部金型との間に、前記配線パターン、前記金属母材、及び前記金属膜が形成された前記絶縁基材を配置した後、前記突出部と前記下部金型との間に前記金属母材及び前記金属膜が挟み込まれるまで前記上部金型を押圧して、半導体チップから発生する熱を放熱する放熱支持部材を形成する放熱支持部材形成工程と、前記放熱支持部材形成工程後に、前記上部金型及び前記下部金型を除去する金型除去工程と、前記金型除去工程後に、前記貫通部の下端に配置された部分の前記放熱支持部材の上面に、前記半導体チップを接着するチップ接着工程と、前記半導体チップと前記配線パターンとをワイヤボンディング接続するチップ接続工程と、前記チップ接続工程後に、前記絶縁基材の上面に、前記配線パターン、前記放熱支持部材の上面、及び前記半導体チップを封止する封止樹脂を形成する封止樹脂形成工程と、前記貫通孔に、前記配線パターンと接続される貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、前記貫通電極形成工程後に、前記切断領域に対応する部分の前記絶縁基材及び前記封止樹脂を切断することで、前記複数の半導体装置形成領域に形成された前記半導体装置を個片化する切断工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００３３】
本発明によれば、絶縁基材の上面に、貫通孔の上端を覆う配線パターン及び貫通部の上端を覆う金属母材を形成し、その後、めっき法により、貫通部に露出された部分の金属母材の下面を覆う金属膜を形成し、金属母材と接触した状態で貫通部に挿入され、金属母材の上面と接触する面が平坦な面とされた突出部を有する上部金型と、絶縁基材の下面と接触する面が平坦な面とされた下部金型との間に、配線パターン、金属母材、及び金属膜が形成された絶縁基材を配置した後、突出部と下部金型との間に金属母材及び金属膜が挟み込まれるまで上部金型を押圧して、半導体チップから発生する熱を放熱する放熱支持部材を形成することにより、従来の金属膜を備えていない放熱支持部材と比較して、放熱支持部材の強度が金属膜により補強されるため、製造途中の半導体装置の取り扱いを容易に行うことができる（言い換えれば、放熱支持部材が形成された製造途中の半導体装置を搬送中に、放熱支持部材が破損することを防止できる。）。
【００３４】
また、金属膜が半導体チップの熱を放熱する放熱部材として機能するため、半導体装置の放熱特性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、製造途中の半導体装置の取り扱いを容易に行うことができると共に、半導体装置の放熱特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００３７】
（第１の実施の形態）
図１４は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。
【００３８】
図１４を参照するに、第１の実施の形態の半導体装置１０は、配線基板１１と、半導体チップ１３と、封止樹脂１８と、外部接続端子１９とを有する。
【００３９】
配線基板１１は、シート状の絶縁基材２５と、貫通電極２７と、放熱支持部材２８と、配線パターン２９とを有する。絶縁基材２５は、貫通部３３と、複数の貫通孔３４とを有する。貫通部３３は、絶縁基材２５の中央部を貫通するように形成されている。貫通部３３は、放熱支持部材２８を配設すると共に、半導体チップ１３を収容するための空間である。貫通孔３４は、貫通部３３の周囲に位置する部分の絶縁基材２５を貫通するように複数形成されている。シート状の絶縁基材２５としては、例えば、絶縁樹脂（例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等）からなるテープ状基板（例えば、厚さ５０μｍ）を用いることができる。
【００４０】
貫通電極２７は、貫通孔３４に設けられている。貫通電極２７の上端は、配線パターン２９（具体的には、後述するパッド部５１）と接続されている。貫通電極２７の下端には、外部接続端子１９が設けられている。貫通電極２７は、配線パターン２９と外部接続端子１９とを電気的に接続している。貫通電極２７の材料としては、例えば、Ｃｕ、Ａｇ等を用いることができる。
【００４１】
放熱支持部材２８は、放熱支持部材本体３６と、金属膜３７とを有した構成とされている。放熱支持部材本体３６は、貫通部３３を囲む部分の絶縁基材２５の上面２５Ａ及び貫通部３３内に設けられている。放熱支持部材本体３６は、グラウンド電位とされると共に、放熱性のよい金属材料により構成されている。放熱支持部材本体３６は、例えば、金属箔（例えば、Ｃｕ箔）と、Ｎｉ層（例えば、０．０８μｍ）と、Ａｕ層（例えば、０．２μｍ）とを順次積層した構成とすることができる。放熱支持部材本体３６を構成する金属箔としてＣｕ箔を用いた場合、金属箔の厚さは、例えば、１８μｍとすることができる。放熱支持部材本体３６の厚さは、例えば、１２〜２５μｍとすることができる。
【００４２】
放熱支持部材本体３６は、放熱部４５と、パッド部４６と、支持部４７とを有する。放熱部４５は、支持部４７と一体的に構成されており、貫通部３３の下端に配置されている。放熱部４５の下面４５Ｂは、絶縁基材２５の下面２５Ｂから露出されると共に、絶縁基材２５の下面２５Ｂと略面一とされている。放熱部４５は、金属膜３７に接着された半導体チップ１３が発熱した際の熱を半導体装置１０の外部に放熱するためのものである。
【００４３】
パッド部４６は、支持部４７と一体的に構成されており、貫通部３３を囲む部分の絶縁基材２５の上面２５Ａに設けられている。パッド部４６は、図示していない接着材により、絶縁基材２５の上面２５Ａに接着されている。また、パッド部４６は、金属ワイヤ（図示せず）を介して、半導体チップ１３に設けられた図示していない電極パッド（電極パッド５５とは異なる電極パッド）と電気的に接続されている。これにより、放熱支持部材本体３６は、半導体チップ１３と電気的に接続されている。
【００４４】
支持部４７は、その断面がテーパ形状とされており、貫通部３３内に設けられている。支持部４７は、その一方の端部が放熱部４５と一体的に構成されており、他方の端部がパッド部４６と一体的に構成されている。支持部４７は、放熱部４５を支持するためのものである。
【００４５】
金属膜３７は、めっき法（例えば、電解めっき法）により形成された膜であり、放熱部４５の上面４５を覆うように設けられている。金属膜３７は、半導体チップ１３が接着されるチップ接着面３７Ａを有する。金属膜３７は、半導体チップ１３が発熱した際の熱を放熱部４５に伝導させるための膜である。金属膜３７は、熱伝導性のよい材料により構成されている。金属膜３７としては、例えば、Ｃｕめっき膜を用いることができる。金属膜３７の厚さは、例えば、金属膜３７の厚さと放熱部４５の厚さとの和が５０μｍ以上となるように設定するとよい。放熱部４５の厚さが２０μｍの場合、金属膜３７の厚さは、例えば、３０μｍとすることができる。
【００４６】
このように、放熱支持部材本体３６を構成する放熱部４５の上面４５Ａに、半導体チップ１３が接着されると共に、半導体チップ１３の熱を放熱部４５に伝導させる金属膜３７を設けることにより、半導体装置１０の放熱特性を向上させることができる。また、放熱部４５上に金属膜３７を設けることにより、放熱支持部材本体３６の強度を補強することが可能となるので、放熱支持部材本体３６の破損を防止することができる。
【００４７】
配線パターン２９は、パッド部５１，５２と、配線部５３とを有する。パッド部５１は、貫通電極２７の上端面２７Ａに設けられており、貫通電極２７の上端と接続されている。パッド部５１は、配線部５３と一体的に構成されている。パッド部５１は、配線部５３を介して、パッド部５２と電気的に接続されている。
【００４８】
パッド部５２は、パッド部４６と貫通孔３４との間に位置する部分の絶縁基材２５の上面２５Ａに設けられている。パッド部５２は、配線部５３と一体的に構成されている。パッド部５２は、半導体チップ１３と電気的に接続された金属ワイヤ１６（例えば、Ａｕワイヤ）と接続されている。これにより、配線パターン２９は、半導体チップ１３と電気的に接続されている。
【００４９】
配線部５３は、パッド部５１，５２間に位置する部分の絶縁基材２５の上面２５Ａに設けられている。配線部５３は、その一方の端部がパッド部５１と一体的に構成されており、他方の端部がパッド部５２と一体的に構成されている。配線部５３は、パッド部５１とパッド部５２とを電気的に接続する再配線である。
【００５０】
配線パターン２９は、例えば、金属箔（例えば、Ｃｕ箔）と、Ｎｉ層（例えば、０．０８μｍ）と、Ａｕ層（例えば、０．２μｍ）とが順次積層された構成とすることができる。この場合、配線パターン２９を構成する金属箔の厚さは、例えば、１８μｍとすることができる。配線パターン２９の最上層にＡｕ層を形成することにより、パッド部５２と金属ワイヤ１６との密着性を向上させることができる。配線パターン２９の厚さは、例えば、１２〜２５μｍとすることができる。
【００５１】
半導体チップ１３は、接着材１４により金属膜３７のチップ接着面３７Ａに接着されている。半導体チップ１３は、金属ワイヤ１６と接続される電極パッド５５を有する。電極パッド５５は、金属ワイヤ１６を介して、配線基板１１と電気的に接続されている。言い換えれば、半導体チップ１３は、配線基板１１に対してワイヤボンディング接続されている。接着材１４としては、例えば、ダイアタッチフィルムやＡｇペースト等を用いることができる。
【００５２】
封止樹脂１８は、半導体チップ１３、金属ワイヤ１６、放熱支持部材２８の上面、及び配線パターン２９を封止するように、絶縁基材２５の上面２５Ａに設けられている。封止樹脂１８としては、例えば、モールド樹脂を用いることができる。この場合、絶縁基材２５の上面２５Ａに形成された部分の封止樹脂１８の厚さは、例えば、３７５μｍとすることができる。
【００５３】
外部接続端子１９は、貫通電極２７の下端に設けられている。外部接続端子１９は、例えば、図示していないマザーボード等の実装基板に設けられた外部接続用パッドと電気的に接続される端子である。外部接続用端子１９としては、例えば、はんだボールを用いることができる。
【００５４】
本実施の形態の半導体装置によれば、放熱支持部材本体３６を構成する放熱部４５の上面４５Ａに、半導体チップ１３が接着されると共に、半導体チップ１３の熱を放熱部４５に伝導させる金属膜３７を設けることにより、半導体装置１０の放熱特性を向上させるこができる。また、放熱部４５上に金属膜３７を設けることにより、放熱支持部材本体３６の強度を補強することが可能となるので、製造途中の半導体装置１０の取り扱いを容易に行うことができる（言い換えれば、放熱支持部材本体３６の破損を防止することができる。）。
【００５５】
図１５〜図３０は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。図１５〜図３０において、第１の実施の形態の半導体装置１０と同一構成部分には同一符号を付す。
【００５６】
図１５〜図３０を参照して、第１の実施の形態の半導体装置１０の製造方法について説明する。始めに、図１５に示す工程では、半導体装置１０が形成される半導体装置形成領域Ａを複数有すると共に、複数の半導体装置形成領域Ａを囲むように配置された切断領域Ｂを有したシート状の絶縁基材６１を準備する（絶縁基材準備工程）。
【００５７】
絶縁基材６１は、後述する図３０に示す工程（切断工程）において、切断領域Ｂに沿って切断されることにより、複数の絶縁基材２５となる基材である。シート状の絶縁基材６１としては、例えば、絶縁基材６１の上面６１Ａ側に接着材（図示せず）が形成された絶縁樹脂（例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等）からなるテープ状基材（例えば、厚さ５０μｍ）を用いることができる。なお、図示していない接着材は、後述する図１７に示す工程において、絶縁基材６１の上面６１Ａに金属部材６３を貼り付けるためのものである。
【００５８】
次いで、図１６に示す工程では、図１５に示す絶縁基材６１をプレス加工することで、複数の半導体装置形成領域Ａに、貫通部３３と、複数の貫通孔３４とを同時に形成する（貫通部及び貫通孔形成工程）。このとき、複数の貫通孔３４は、貫通部３３の周囲に位置する部分の絶縁基材６１を貫通するように形成する。
【００５９】
次いで、図１７に示す工程では、絶縁基材６１の上面６１Ａに、貫通部３３の上端及び複数の貫通孔３４の上端を覆う金属部材６３を形成する（金属部材形成工程）。金属部材６３は、放熱支持部材２８及び配線パターン２９の母材となる部材である。金属部材６３としては、例えば、絶縁基材６１の上面６１Ａに、金属箔（例えば、Ｃｕ箔）と、Ｎｉ層と、Ａｕ層とを順次積層した積層体を用いることができる。この場合、金属部材６３は、例えば、絶縁基材６１の上面６１Ａに、金属箔としてＣｕ箔（例えば、厚さ１８μｍ）を貼り付け、次いで、スパッタ法或いは電解めっき法により、金属箔上面に、Ｎｉ層（例えば、０．０８μｍ）と、Ａｕ層（例えば、０．２μｍ）とを順次積層させることで形成する。
【００６０】
次いで、図１８に示す工程では、図１７に示す金属部材６３を、マスクを介したエッチング（例えば、異方性エッチング）によりパターニングすることにより、貫通孔３４の上端を覆う配線パターン２９と、貫通部３３の上端を覆うと共に、配線パターン２９とは電気的に絶縁された金属母材６４とを形成する（配線パターン及び金属母材形成工程）。
【００６１】
上記マスクとしては、例えば、配線パターン２９及び金属母材６４の形成領域に対応する部分の金属部材６３の上面を覆うレジスト膜を用いることができる。  次いで、図１９に示す工程では、金属母材６４と接触した状態で貫通部３３に挿入され、金属母材６４の上面６４Ａと接触する面６８Ａが平坦な面とされた突出部６８を有する上部金型６６と、絶縁基材６５の下面６５Ｂと接触する面６７Ａが平坦な面とされた下部金型６７との間に、図１８に示す構造体（配線パターン２９及び金属母材６４が形成された絶縁基材６１）を配置する。このとき、金属母材６４の上面６４Ａと突出部６８の面６８Ａとを接触させると共に、絶縁基材６１の下面６１Ｂと下部金型６７の面６７Ａとを接触させる。
【００６２】
突出部６８は、金属母材６４を貫通部３３内に容易に押し込むためのものである。突出部６８の形状は、例えば、四角柱とすることができる。なお、図１９及び図２０では、突出部６８と、突出部６８以外の部分（配線パターン２９及び金属母材６４が形成された絶縁基材６１を押さえ込むための押さえ部）とを一体的に構成した場合を例に挙げて図示したが、突出部６８と、押さえ部（突出部６８以外の部分）とを別体とし、別々に、配線パターン２９及び金属母材６４が形成された絶縁基材６１を押圧可能な構成としてもよい。
【００６３】
次いで、図２０に示す工程では、突出部６８の面６８Ａと接触する部分の金属母材６４が突出部６８と下部金型６７との間に挟み込まれるまで上部金型６６を押圧することで、貫通部３３内及び貫通部３３を囲む部分の絶縁基材６１の上面６１Ａに、放熱部４５、パッド部４６、及び支持部４７を有した放熱支持部材本体３６を形成する（図１９及び図２０に示す工程が「放熱支持部材本体形成工程」に相当する工程）。
【００６４】
次いで、図２１に示す工程では、図２０に示す上部金型６６及び下部金型６７を除去する（金型除去工程）。具体的には、図２０に示す上部金型６６と下部金型６７との間に配置された構造体（配線パターン２９及び放熱支持部材本体３６が形成された絶縁基材６１）を上部金型６６及び下部金型６７から取り出す。
【００６５】
次いで、図２２に示す工程では、絶縁基材６１の上面６１Ａに、配線パターン２９及びパッド部４６を覆うめっき用レジスト膜７１を形成する。めっき用レジスト膜７１としては、例えば、ドライフィルムレジストを用いることができる。
【００６６】
次いで、図２３に示す工程では、めっき法（例えば、電解めっき法）により、放熱部４５の上面４５Ａを覆うと共に、半導体チップ１３が接着されるチップ接着面３７Ａを有した金属膜３７を形成する（金属膜形成工程）。金属膜３７としては、例えば、Ｃｕめっき膜を用いることができる。金属膜３７の厚さは、例えば、金属膜３７の厚さと放熱部４５の厚さとの和が５０μｍ以上となるように設定するとよい。放熱部４５の厚さが２０μｍの場合、金属膜３７の厚さは、例えば、３０μｍとすることができる。
【００６７】
このように、放熱支持部材本体３６を形成後、放熱支持部材本体３６の放熱部４５の上面４５Ａに、半導体チップ１３が接着されると共に、半導体チップ１３の熱を放熱部４５に伝導させる金属膜３７を形成することにより、金属膜３７が半導体チップ１３の熱を放熱する放熱部材として機能するため、半導体装置１０の放熱特性を向上させるこができる。また、放熱部４５上に金属膜３７を形成することにより、放熱支持部材本体３６の強度を補強することが可能となるので、製造途中の半導体装置１０の取り扱いを容易に行うことができる（言い換えれば、放熱支持部材本体３６の破損を防止することができる。）。
【００６８】
なお、電解めっき法を用いて金属膜３７を形成する場合、金属膜３７を形成する前に、給電層となるシード層を形成する工程を設けてもよい。
【００６９】
次いで、図２４に示す工程では、図２３に示すめっき用レジスト膜７１を除去する。次いで、図２５に示す工程では、接着材１４により、金属膜３７のチップ接着面３７Ａに半導体チップ１３を接着する（チップ接着工程）。接着材１４としては、例えば、ダイアタッチフィルムやＡｇペースト等を用いることができる。
【００７０】
次いで、図２６に示す工程では、金属ワイヤ１６（例えば、Ａｕワイヤ）により、半導体チップ１３の電極パッド５５とパッド部５２とを電気的に接続（ワイヤボンディング接続）する（チップ接続工程）。このとき、他の金属ワイヤにより、半導体チップ１３に設けられた図示していない他の電極パッド（電極パッド５５とは異なる電極パッド）とパッド部４６とをワイヤボンディング接続する。
【００７１】
次いで、図２７に示す工程では、絶縁基材６１の上面６１Ａに、配線パターン２９、放熱支持部材本体３６の上面、金属膜３７の上面、金属ワイヤ１６、及び半導体チップ１３を封止する封止樹脂１８を形成する（封止樹脂形成工程）。封止樹脂１８としては、例えば、モールド樹脂を用いることができる。封止樹脂１８は、例えば、トランスファーモールド法により形成することができる。絶縁基材６１の上面６１Ａに形成された部分の封止樹脂１８の厚さは、例えば、３７５μｍとすることができる。
【００７２】
次いで、図２８に示す工程では、貫通孔３４に、パッド部５１と接続されると共に、下端面２７Ｂが絶縁基材６１の下面６１Ｂと略面一とされた貫通電極２７を形成する（貫通電極形成工程）。具体的には、例えば、貫通孔３４を導電ペースト（例えば、Ａｇペースト）で埋め込むことで、貫通電極２７を形成する。これにより、複数の半導体装置形成領域Ａに配線基板１１が形成される。
【００７３】
次いで、図２９に示す工程では、貫通電極２７の下端に、外部接続端子１９を形成する（外部接続端子形成工程）。外部接続端子１９としては、例えば、はんだボールを用いることができる。これにより、複数の半導体装置形成領域Ａに半導体装置１０が製造される。
【００７４】
次いで、図３０に示す工程では、図２９に示す構造体の切断領域Ｂに対応する部分の絶縁基材６１及び封止樹脂１８を切断（例えば、ダイサーにより切断）することにより、複数の半導体装置１０を個片化する（切断工程）。これにより、個片化された複数の半導体装置１０が製造される。
【００７５】
本実施の形態の半導体装置の製造方法によれば、放熱支持部材本体３６を形成後、放熱支持部材本体３６の放熱部４５の上面４５Ａに、半導体チップ１３が接着されると共に、半導体チップ１３の熱を放熱部４５に伝導させる金属膜３７を形成することにより、金属膜３７が半導体チップ１３の熱を放熱する放熱部材として機能するため、半導体装置１０の放熱特性を向上させるこができる。また、放熱部４５上に金属膜３７を形成することにより、放熱支持部材本体３６の強度を補強することが可能となるので、製造途中の半導体装置１０の取り扱いを容易に行うことができる（言い換えれば、放熱支持部材本体３６の破損を防止することができる。）。
【００７６】
なお、本実施の形態で説明した金属膜３７を用いることなく、予め金属部材６３の厚さを厚く（例えば、１８μｍ）して、放熱部４５の上面４５Ａに半導体チップ１３を接着することが考えられるが、この場合、放熱支持部材本体３６を形成時に放熱支持部材本体３６に発生する応力が大きくなるため、シート状の絶縁基材６１にうねりが発生してしまう。これにより、ワイヤボンディング接続される半導体チップ１３と配線パターン２９との間の電気的接続信頼性が低下し、半導体装置１０の歩留まりが低下してしまうという問題が発生する。
【００７７】
図３１は、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の断面図である。図３１において、第１の実施の形態の半導体装置１０と同一構成部分には同一符号を付す。
【００７８】
図３１を参照するに、第１の実施の形態の変形例の半導体装置７５は、第１の実施の形態の半導体装置１０に設けられた配線基板１１の代わりに配線基板７６を設けた以外は、半導体装置１０と同様に構成される。
【００７９】
配線基板７６は、第１の実施の形態で説明した配線基板１１に設けられた放熱支持部材２８の代わりに、放熱支持部材７８を設けた以外は、配線基板１１と同様に構成される。
【００８０】
放熱支持部材７８は、第１の実施の形態で説明した放熱部４５（放熱支持部材本体３６の構成要素の１つ）の下面４５Ｂ側に凹部８３を形成して、凹部８３が形成された部分の放熱部４５の厚さＤ２を凹部８３が形成されていない部分の放熱部４５の厚さＤ１よりも薄くすると共に、凹部８３と対向する部分の金属膜３７の厚さＥ２を凹部８３と対向しない部分の金属膜３７の厚さＥ１よりも薄くした以外は、放熱支持部材２８と同様に構成される。
【００８１】
凹部８３の深さが５μｍ、放熱部４５の厚さＤ１が１８μｍ、金属膜３７の厚さＥ１が４０μｍの場合、凹部８３が形成された部分の放熱部４５の厚さＤ２は、例えば、１８μｍとすることができる。この場合、凹部８３と対向する部分の金属膜３７の厚さＥ２は、３５μｍとすることができる。
【００８２】
上記構成とされた第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置７５は、第１の実施の形態の半導体装置１０と同様な効果を得ることができる。
【００８３】
図３２〜図３４は、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造工程を示す図である。図３２〜図３４において、第１の実施の形態の変形例の半導体装置７５と同一構成部分には同一符号を付す。なお、図３２〜図３４では、先に説明した図１５に示す絶縁基材６１の半導体装置形成領域Ａに、第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置７５を製造する場合を例に挙げて以下の説明を行う。
【００８４】
図３２〜図３４を参照して、第１の実施の形態の変形例の半導体装置７５の製造方法について説明する。始めに、先に説明した図１５〜図２４に示す工程と同様な処理を行うことで、図２４に示す構造体を形成する。次いで、図３２に示す工程では、図１９で説明した上部金型６６と、貫通部３３と対向する部分に凸部８７を有した下部金型８５とを準備し、次いで、上部金型６６と下部金型８５の間に図２４に示す構造体を収容し、その後、上部金型６６を押圧して、放熱部４５の下面４５Ｂ側に凹部８３を形成して、凹部８３に対応する部分の放熱部４５及び金属膜３７を押し潰して引き伸ばす（めっき膜と金属箔を重ねて押し潰した場合には、めっき膜が優先的に変形する）。これにより、凹部８３に対応する部分の放熱部４５の厚さＤ２が、凹部８３が形成されていない部分の放熱部４５の厚さＤ１よりも薄くなると共に、凹部８３に対応する部分の金属膜３７の厚さＥ２が、凹部８３が形成されていない部分の金属膜３７の厚さＥ１よりも薄くなる。
【００８５】
凹部８３の深さが５μｍ、放熱部４５の厚さＤ１が１８μｍ、金属膜３７の厚さＥ１が４０μｍの場合、凹部８３が形成された部分の放熱部４５の厚さＤ２は、例えば、１８μｍとすることができる。この場合、凹部８３と対向する部分の金属膜３７の厚さＥ２は、例えば、３５μｍとすることができる。
【００８６】
このように、貫通部３３に挿入される突出部６８を有した上部金型６６と、貫通部３３と対向する部分に凸部８７を有した下部金型８５との間に、図２４に示す構造体を収容し、その後、上部金型６６を押圧して、放熱部４５の下面４５Ｂ側に凹部８３を形成して、凹部８３に対応する部分の放熱部４５及び金属膜３７を押し潰されて引き伸ばすことにより、放熱支持部材本体３６を形成時に放熱支持部材本体３６に発生する応力が緩和され、絶縁基材６１にうねりが発生することを抑制可能となる。これにより、ワイヤボンディング接続される半導体チップ１３と配線パターン２９との間の電気的接続信頼性が向上し、半導体装置１０の歩留まりを向上させることができる。
【００８７】
凸部８７の高さは、例えば、５μｍとすることができる。この場合、凹部８３の深さは、例えば、５μｍとすることができる。
【００８８】
次いで、図３３に示す工程では、図３２に示す上部金型６６及び下部金型８５を除去する。具体的には、図３２に示す上部金型６６と下部金型８５との間に配置された構造体（配線パターン２９及び放熱支持部材７８が形成された絶縁基材６１）を上部金型６６及び下部金型８５から取り出す。
【００８９】
次いで、図３４に示す工程では、先に説明した図２５〜図３０に示す工程（具体的には、チップ接着工程、チップ接続工程、封止樹脂形成工程、貫通電極形成工程、及び切断工程を含む工程）と同様な処理を行うことで、個片化された複数の半導体装置７５が製造される。
【００９０】
本実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法によれば、金属膜形成工程とチップ接着工程との間に、突出部６８を有した上部金型６６、及び貫通部３３と対向する部分に凸部８７を有した下部金型８５を用いて、放熱部４５の下面４５Ｂ側に凹部８３を形成して、凹部８３に対応する部分の放熱部４５及び金属膜３７を押し潰されて引き伸ばすことにより、放熱支持部材本体３６を形成時に放熱支持部材本体３６に発生する応力が緩和され、絶縁基材６１にうねりが発生することを抑制可能となる。これにより、ワイヤボンディング接続される半導体チップ１３と配線パターン２９との間の電気的接続信頼性が向上し、半導体装置１０の歩留まりを向上させることができる。
【００９１】
（第２の実施の形態）
図３５は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。図３５において、第１の実施の形態の半導体装置１０と同一構成部分には同一符号を付す。
【００９２】
図３５を参照するに、第２の実施の形態の半導体装置９０は、第１の実施の形態の半導体装置１０に設けられた配線基板１１の代わりに配線基板９１を設けると共に、接着材１４を介して、放熱部４５の上面４５Ａに半導体チップ１３を接着させた以外は、半導体装置１０と同様に構成される。
【００９３】
配線基板９１は、第１の実施の形態で説明した配線基板１１に設けられた放熱支持部材２８の代わりに放熱支持部材９３を設けた以外は、配線基板１１と同様に構成される。
【００９４】
放熱支持部材９３は、放熱支持部材２８に設けられた金属膜３７の代わりに、貫通部３３に露出された部分の放熱支持部材本体３６の下面を覆う金属膜９５を設けた以外は、放熱支持部材２８と同様に構成される。
【００９５】
金属膜９５は、めっき法（例えば、電解めっき法）により形成された膜である。金属９５の下面側は、貫通部３３により露出されている。金属膜９５は、放熱部４５を介して伝導される半導体チップ１３が発熱した際の熱を半導体装置９０の外部に放熱するための膜である。金属膜９５は、熱伝導性のよい材料により構成されている。金属膜９５としては、例えば、Ｃｕめっき膜を用いることができる。金属膜９５の厚さは、例えば、金属膜９５の厚さと放熱部４５の厚さとの和が５０μｍ以上となるように設定するとよい。放熱部４５の厚さが２０μｍの場合、金属膜９５の厚さは、例えば、３０μｍとすることができる。
【００９６】
このように、放熱部４５の上面４５Ａに半導体チップ１３を接着すると共に、放熱支持部材本体３６の下面を覆うと共に、放熱部４５を介して伝導される半導体チップ１３の熱を半導体装置９０の外部に放出する金属膜９５を設けることにより、半導体装置９０の放熱特性を向上させることができる。また、貫通部３３から露出された部分の放熱支持部材本体３６の下面を覆う金属膜９５を設けることにより、放熱支持部材本体３６の強度を補強することが可能となるので、製造途中の半導体装置９０の取り扱いを容易に行うことができる（言い換えれば、放熱支持部材９３の破損を防止することができる。）。
【００９７】
図３６〜図４６は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。図３６〜図４６において、第２の実施の形態の半導体装置９０と同一構成部分には同一符号を付す。なお、図３６〜図４６では、先に説明した図１５に示す絶縁基材６１の半導体装置形成領域Ａに、第２の実施の形態の半導体装置９０を製造する場合を例に挙げて以下の説明を行う。
【００９８】
図３６〜図４６を参照して、第２の実施の形態の半導体装置９０の製造方法について説明する。始めに、第１の実施の形態で説明した図１５〜図１８に示す工程（絶縁基材準備工程、貫通部及び貫通孔形成工程、金属部材形成工程、配線パターン、及び金属母材形成工程を含む工程）と同様な処理を行うことで、図１８に示す構造体を形成する。
【００９９】
次いで、図３６に示す工程では、絶縁基材６１の上面６１Ａに、配線パターン２９及び金属母材６４を覆う保護部材９６を形成する。保護部材９６は、後述する図３７に示す工程において、めっき法により金属膜９５を形成する際、配線パターン２９の上面及び側面、及び金属母材６４の上面６４Ａ及び側面に、金属膜９５が形成されることを防止するための部材である。保護部材９６としては、例えば、ドライフィルムレジストを用いることができる。
【０１００】
次いで、図３７に示す工程では、めっき法（例えば、電解めっき法）により、貫通部３３に露出された部分の金属母材６４の下面６４Ｂ、及び貫通孔３４に露出された部分のパッド部５１に、金属膜９５を形成する（金属膜形成工程）。金属母材６４の下面６４Ｂに形成された部分の金属膜９５は、後述する図４０に示す工程において、放熱支持部材本体３６の下面を覆う金属膜９５となる膜である。また、貫通孔３４から露出された部分のパッド部５１に設けられた部分の金属膜９５は、貫通電極２７（図３５参照）の構成要素のうちの１つとなる膜である。
【０１０１】
金属膜９５としては、例えば、Ｃｕめっき膜を用いることができる。金属膜９５の厚さは、例えば、金属膜９５の厚さと金属母材６４の厚さとの和が５０μｍ以上となるように設定するとよい。金属母材６４の厚さが２０μｍの場合、金属膜９５の厚さは、例えば、３０μｍとすることができる。なお、電解めっき法を用いて金属膜９５を形成する場合、金属膜９５を形成する前に、給電層となるシード層を形成する工程を設けてもよい。
【０１０２】
次いで、図３８に示す工程では、図３７に示す保護部材９６を除去する。次いで、図３９に示す工程では、第１の実施の形態で説明した図１９に示す上部金型６６と下部金型６７との間に、図３７に示す構造体を配置する。このとき、上部金型６６に設けられた突出部６８の面６８Ａと金属母材６４の上面６４Ａとを接触させると共に、下部金型６７の面６７Ａと絶縁基材６１の下面６１Ａとを接触させる。
【０１０３】
次いで、図４０に示す工程では、突出部６８の面６８Ａと接触する部分の金属母材６４が突出部６８と下部金型６７との間に挟み込まれるまで上部金型６６を押圧することで、放熱部４５、パッド部４６、及び支持部４７を有した放熱支持部材本体３６と、貫通部３３に露出された部分の放熱支持部材本体３６の下面を覆う金属膜９５とを備えた放熱支持部材９３を形成する（図３９及び図４０に示す工程が「放熱支持部材形成工程」に相当する）。放熱支持部材９３は、半導体チップ１３が発熱した際に発生する熱を半導体装置９０の外部に放熱するためのものである。
【０１０４】
このように、めっき法により、貫通部３３に露出された部分の金属母材６４の下面６４Ｂを覆う金属膜９５を形成し、次いで、貫通部３３に挿入され、金属母材６４の上面６４Ａと接触する面が平坦な面６８Ａとされた突出部６８を有する上部金型６６と、絶縁基材６１の下面６１Ｂと接触する面６７Ａが平坦な面とされた下部金型６７との間に挟み込まれるまで上部金型６６を押圧して、放熱支持部材本体３６と、貫通部３３に露出された部分の放熱支持部材本体３６の下面を覆う金属膜９５とを有した放熱支持部材９３を形成することにより、放熱支持部材９３の強度が向上するため、製造途中の半導体装置９０（放熱支持部材９３が形成された絶縁基材６１）の取り扱いを容易に行うことができる（言い換えれば、放熱支持部材９３の破損を防止することができる。）。また、放熱支持部材９３の厚さが厚くなることで、半導体装置９０の放熱特性を向上させることができる。
【０１０５】
次いで、図４１に示す工程では、図４０に示す上部金型６６及び下部金型６７を除去する（金型除去工程）。具体的には、図４０に示す上部金型６６と下部金型６７との間に配置された構造体（配線パターン２９及び放熱支持部材９３が形成された絶縁基材６１）を上部金型６６及び下部金型６７から取り出す。
【０１０６】
次いで、図４２に示す工程では、金属ワイヤ１６（例えば、Ａｕワイヤ）により、半導体チップ１３の電極パッド５５とパッド部５２とを電気的に接続（ワイヤボンディング接続）する（チップ接続工程）。このとき、他の金属ワイヤにより、半導体チップ１３に設けられた図示していない他の電極パッド（電極パッド５５とは異なる電極パッド）とパッド部４６とをワイヤボンディング接続する。
【０１０７】
次いで、図４３に示す工程では、絶縁基材６１の上面６１Ａに、配線パターン２９、放熱支持部材９３の上面、金属ワイヤ１６、及び半導体チップ１３を封止する封止樹脂１８を形成する（封止樹脂形成工程）。封止樹脂１８としては、例えば、モールド樹脂を用いることができる。封止樹脂１８は、例えば、トランスファーモールド法により形成することができる。絶縁基材６１の上面６１Ａに形成された部分の封止樹脂１８の厚さは、例えば、３７５μｍとすることができる。
【０１０８】
次いで、図４４に示す工程では、貫通孔３４に形成された金属膜９５の下面９５Ｂに、金属膜９５と接続され、下端面９９Ｂが絶縁基材６１の下面６１Ｂと略面一とされた導電材料９９（貫通電極２７の構成要素のうちの１つ）を形成する（図３７及び図４４に示す工程が貫通電極形成工程に相当する）。これにより、金属膜９５及び導電材料９９よりなる貫通電極２７が形成されると共に、複数の半導体装置形成領域Ａに配線基板９１が形成される。具体的には、例えば、印刷法により、貫通孔３４に導電ペースト（例えば、Ａｇペースト）を埋め込むことで、導電材料９９を形成する。
【０１０９】
次いで、図４５に示す工程では、貫通電極２７の下端（導電材料９９の下端面９９Ｂ）に、外部接続端子１９を形成する（外部接続端子形成工程）。外部接続端子１９としては、例えば、はんだボールを用いることができる。これにより、複数の半導体装置形成領域Ａに半導体装置９０が製造される。
【０１１０】
次いで、図４６に示す工程では、図４５に示す構造体の切断領域Ｂに対応する部分の絶縁基材６１及び封止樹脂１８を切断（例えば、ダイサーにより切断）することにより、複数の半導体装置９０を個片化する（切断工程）。これにより、個片化された複数の半導体装置９０が製造される。
【０１１１】
本実施の形態の半導体装置の製造方法によれば、貫通部３３及び貫通孔３４が形成された絶縁基材６１の上面６１Ａに、貫通部３３の上端を覆う金属母材６４と、貫通孔３４を覆う配線パターン２９とを形成した後、めっき法により、貫通部３３に露出された部分の金属母材６４の下面６４Ｂを覆う金属膜９５を形成し、次いで、貫通部３３に挿入され、金属母材６４の上面６４Ａと接触する面６８Ａが平坦な面とされた突出部６８を有する上部金型６６と、絶縁基材６１の下面６１Ｂと接触する面６７Ａが平坦な面とされた下部金型６７との間に、金属母材６４が挟み込まれるまで上部金型６６を押圧して、放熱支持部材９３を形成することにより、放熱支持部材９３の厚さを従来よりも厚くすることが可能となるため、製造途中の半導体装置９０（放熱支持部材９３が形成された絶縁基材６１）の取り扱い（例えば、半導体装置９０を製造する際に使用する装置での搬送）を容易に行うことができる。また、放熱支持部材９３の厚さが従来よりも厚くなることで、半導体装置９０の放熱特性を向上させることができる。
【０１１２】
図４７は、本実施の形態の第２の実施の形態の変形例に係る半導体装置の断面図である。図４７において、第２の実施の形態の半導体装置９０と同一構成部分には同一符号を付す。
【０１１３】
図４７を参照して、第２の実施の形態の変形例の半導体装置１１０は、第２の実施の形態の半導体装置９０に設けられた配線基板９１の代わりに配線基板１１１を設けた以外は、半導体装置９０と同様に構成される。
【０１１４】
配線基板１１１は、第２の実施の形態で説明した配線基板９１に設けられた放熱支持部材９３の代わりに、放熱支持部材１１３を設けた以外は、配線基板９１と同様に構成される。
【０１１５】
放熱支持部材１１３は、第２の実施の形態で説明した金属膜９５（放熱支持部材９３の構成要素の１つ）の下面９５Ｂ側に凹部１１５を形成して、凹部１１５が形成された部分の金属膜９５の厚さＦ２を凹部１１５が形成されていない部分の金属膜９５の厚さＦ１よりも薄くすると共に、凹部１１５と対向する部分の放熱部４５の厚さＧ２を凹部１１５と対向しない部分の放熱部４５の厚さＧ１よりも薄くした以外は、放熱支持部材９３と同様に構成される。
【０１１６】
凹部１１５の深さが５μｍ、金属膜９５の厚さＦ１が４０μｍ、放熱部４５の厚さＧ１が１８μｍの場合、凹部１１５が形成された部分の金属膜９５の厚さＦ２は、例えば、３５μｍとすることができる。この場合、凹部１１５と対向する部分の放熱部４５の厚さＧ２は、例えば、１８μｍとすることができる。
【０１１７】
上記構成とされた第２の実施の形態の変形例に係る半導体装置１１０は、第２の実施の形態の半導体装置９０と同様な効果を得ることができる。
【０１１８】
図４８〜図５０は、本発明の第２の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造工程を示す図である。図４８〜図５０において、第２の実施の形態の変形例の半導体装置１１０と同一構成部分には同一符号を付す。なお、図４８〜図５０では、先に説明した図１５に示す絶縁基材６１の半導体装置形成領域Ａに、第２の実施の形態の変形例に係る半導体装置１１０を製造する場合を例に挙げて以下の説明を行う。
【０１１９】
図４８〜図５０を参照して、第２の実施の形態の変形例の半導体装置１１０の製造方法について説明する。始めに、先に説明した図３６〜図３８に示す工程と同様な処理を行うことで、図３８に示す構造体を形成する。
【０１２０】
次いで、図４８に示す工程では、第１の実施の形態の図３２において説明した貫通部３３に挿入される突出部６８を有した上部金型６６と、下貫通部３３と対向する部分に凸部８７を有した下部金型８５との間に、図３８に示す構造体を収容する。このとき、突出部６８の面６８Ａと金属母材６４の上面６４Ａとが接触するように上部金型６６を配置すると共に、凸部８７と金属膜９５とが対向するように下部金型８５を配置する。
【０１２１】
次いで、図４９に示す工程では、上部金型６６を押圧することで、凹部１１５を有した金属膜９５及び放熱支持部材本体３６よりなる放熱支持部材１１３を形成する（図４８及び図４９に示す工程が放熱支持部材形成工程に相当する）。
【０１２２】
このように、金属膜９５に凹部１１３を形成して、凹部１１３に対応する部分の放熱部４５及び金属膜９５を押し潰して引き伸ばすことにより、凹部１１３に対応する部分の金属膜９５の厚さＦ２が、凹部１１３が形成されていない部分の金属膜９５の厚さＦ１よりも薄くなると共に、凹部１１３に対応する部分の放熱部４５の厚さＧ２が、凹部１１３が形成されていない部分の放熱部４５の厚さＧ１よりも薄くなる。
【０１２３】
凹部１１５の深さが５μｍ、金属膜９５の厚さＦ１が１８μｍ、放熱部４５の厚さＧ１が４０μｍの場合、凹部１１５が形成された部分の金属膜９５の厚さＦ２は、例えば、３５μｍとすることができる。この場合、凹部１１５と対向する部分の放熱部４５の厚さＧ２は、例えば、１８μｍとすることができる。
【０１２４】
このように、貫通部３３及び貫通孔３４が形成された絶縁基材６１に、貫通部３３の上端を覆う金属母材６４と、貫通孔３４を覆う配線パターン２９と、貫通部３４に露出された部分の金属母材６４の下面６４Ｂを覆う金属膜９５とを形成した後、貫通部３３に挿入される突出部６８を有する上部金型６６と、貫通部３３と対向する部分に凸部８７を有した下部金型８５とを用いて、凹部１１５を有した放熱支持部材１１３を形成することにより、放熱支持部材１１３の一部が押し潰しされ、引き伸ばされるため、上部金型６６及び下部金型８５を用いて加工された放熱支持部材１１３に蓄積された応力を緩和することが可能となる。これにより、絶縁基材６１に、放熱支持部材１１３の応力に起因するうねりが発生しなくなるので、ワイヤボンディング接続される半導体チップ１３と配線パターン２９との間の電気的接続信頼性が向上し、半導体装置１１０の歩留まりを向上させることができる。
【０１２５】
次いで、図５０に示す工程では、図４９に示す上部金型６６及び下部金型８５を除去する。その後、先に説明した図４２〜図４６に示す工程と同様な処理を行うことにより、個片化された複数の半導体装置１１０を製造することができる。
【０１２６】
本実施の形態の半導体装置の製造方法によれば、貫通部３３及び貫通孔３４が形成された絶縁基材６１に、貫通部３３の上端を覆う金属母材６４と、貫通孔３４を覆う配線パターン２９と、貫通部３４に露出された部分の金属母材６４の下面６４Ｂを覆う金属膜９５とを形成した後、貫通部３３に挿入される突出部６８を有する上部金型６６と、貫通部３３と対向する部分に凸部８７を有した下部金型８５とを用いて、凹部１１５を有した放熱支持部材１１３を形成することにより、放熱支持部材１１３の一部が押し潰しされ、引き伸ばされるため、上部金型６６及び下部金型８５を用いて加工された放熱支持部材１１３に蓄積された応力を緩和することが可能となる。これにより、絶縁基材６１に、放熱支持部材１１３の応力に起因するうねりが発生しなくなるので、ワイヤボンディング接続される半導体チップ１３と配線パターン２９との間の電気的接続信頼性が向上し、半導体装置１１０の歩留まりを向上させることができる。
【０１２７】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、絶縁基材を貫通する貫通部に設けられ、半導体チップから発生する熱を放熱する放熱支持部材を備えた半導体装置の製造方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】従来の半導体装置の断面図である。
【図２】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その１）である。
【図３】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その２）である。
【図４】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その３）である。
【図５】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その４）である。
【図６】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その５）である。
【図７】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その６）である。
【図８】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その７）である。
【図９】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その８）である。
【図１０】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その９）である。
【図１１】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その１０）である。
【図１２】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その１１）である。
【図１３】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その１２）である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１）である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その２）である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その３）である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その４）である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その５）である。
【図２０】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その６）である。
【図２１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その７）である。
【図２２】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その８）である。
【図２３】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その９）である。
【図２４】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１０）である。
【図２５】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１１）である。
【図２６】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１２）である。
【図２７】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１３）である。
【図２８】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１４）である。
【図２９】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１５）である。
【図３０】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１６）である。
【図３１】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の断面図である。
【図３２】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１）である。
【図３３】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造工程を示す図（その２）である。
【図３４】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造工程を示す図（その３）である。
【図３５】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。
【図３６】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１）である。
【図３７】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その２）である。
【図３８】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その３）である。
【図３９】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その４）である。
【図４０】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その５）である。
【図４１】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その６）である。
【図４２】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その７）である。
【図４３】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その８）である。
【図４４】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その９）である。
【図４５】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１０）である。
【図４６】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１１）である。
【図４７】実施の形態の第２の実施の形態の変形例に係る半導体装置の断面図である。
【図４８】本発明の第２の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１）である。
【図４９】本発明の第２の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造工程を示す図（その２）である。
【図５０】本発明の第２の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造工程を示す図（その３）である。
【符号の説明】
【０１３０】
１０，７５，９０，１１０  半導体装置
１１，７６，９１，１１１  配線基板
１３  半導体チップ
１４  接着材
１６  金属ワイヤ
１８  封止樹脂
１９  外部接続端子
２５，６１  絶縁基材
２５Ａ，４５Ａ，６１Ａ，６４Ａ  上面
２５Ｂ，４５Ｂ，６５Ｂ，９５Ｂ  下面
２７  貫通電極
２７Ａ  上端面
２７Ｂ  下端面
２８，７８，９３，１１３  放熱支持部材
２９  配線パターン
３３  貫通部
３４  貫通孔
３６  放熱支持部材本体
３７，９５  金属膜
４５  放熱部
３７Ａ  チップ接着面
４６，５１，５２  パッド部
４７  支持部
６１Ｂ，６４Ｂ，９５Ｂ  下面
６３  金属部材
６４  金属母材
６６  上部金型
６７  下部金型
６７Ａ，６８Ａ  面
６８  突出部
７１  めっき用レジスト膜
８３，１１５  凹部
８７  凸部
９６  保護部材
９９  導電材料
９９Ｂ  下端面
Ａ  半導体装置形成領域
Ｂ  切断領域
Ｄ１，Ｄ２，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２，Ｇ１，Ｇ２  厚さ
【図１】
2010135417.tif 000003
【図２】
2010135417.tif 000004
【図３】
2010135417.tif 000005
【図４】
2010135417.tif 000006
【図５】
2010135417.tif 000007
【図６】
2010135417.tif 000008
【図７】
2010135417.tif 000009
【図８】
2010135417.tif 000010
【図９】
2010135417.tif 000011
【図１０】
2010135417.tif 000012
【図１１】
2010135417.tif 000013
【図１２】
2010135417.tif 000014
【図１３】
2010135417.tif 000015
【図１４】
2010135417.tif 000016
【図１５】
2010135417.tif 000017
【図１６】
2010135417.tif 000018
【図１７】
2010135417.tif 000019
【図１８】
2010135417.tif 000020
【図１９】
2010135417.tif 000021
【図２０】
2010135417.tif 000022
【図２１】
2010135417.tif 000023
【図２２】
2010135417.tif 000024
【図２３】
2010135417.tif 000025
【図２４】
2010135417.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
2010135417.tif 000028
【図２７】
2010135417.tif 000029
【図２８】
2010135417.tif 000030
【図２９】
2010135417.tif 000031
【図３０】
2010135417.tif 000032
【図３１】
2010135417.tif 000033
【図３２】
2010135417.tif 000034
【図３３】
2010135417.tif 000035
【図３４】
2010135417.tif 000036
【図３５】
2010135417.tif 000037
【図３６】
2010135417.tif 000038
【図３７】
2010135417.tif 000039
【図３８】
2010135417.tif 000040
【図３９】
2010135417.tif 000041
【図４０】
2010135417.tif 000042
【図４１】
2010135417.tif 000043
【図４２】
2010135417.tif 000044
【図４３】
2010135417.tif 000045
【図４４】
2010135417.tif 000046
【図４５】
2010135417.tif 000047
【図４６】
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【図４７】
2010135417.tif 000049
【図４８】
2010135417.tif 000050
【図４９】
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【図５０】
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