(57)【要約】【課題】半導体モジュールおよびその製造方法に関し、特に、半導体素子が両面実装され、且つ信頼性の高い半導体モジュールおよびその製造方法を提供することにある。【解決手段】本発明の半導体モジュール１０は、導電性材料から成るアイランド１７およびアイランド１７の近傍に設けられた複数のリード１８と、アイランド１７上に載置され、半導体素子１２が実装された回路基板１１の裏面を上方へ露出した樹脂封止体１５と、回路基板１１の裏面に実装されたセンサ１３と、回路基板１１とリード１８とを電気的に接続する金属細線１６Ｃとを具備し、アイランド１７、樹脂封止体１５、センサ１３およびリード１８の一部が第２の封止樹脂２０によって封止される。【選択図】図１
2006310821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料から成るアイランドおよび前記アイランドの近傍に一端が設けられた複数のリードと、
前記アイランド上に載置され、半導体素子が実装された回路基板の裏面が上方に成る様に配置された樹脂封止体と、
前記回路基板の裏面に実装されたセンサまたは回路素子と、
前記回路基板と前記リードとを電気的に接続する接続手段とを具備し、
前記アイランド、前記樹脂封止体、前記センサまたは前記回路素子および前記リードの一部が封止樹脂によって封止されることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項２】
少なくとも外部接続電極および前記外部接続電極と電気的に接続されたパッド電極とを有する実装基板と、
前記実装基板の前記パッド電極の近傍に配置され、半導体素子が実装された回路基板の裏面が上方に成る様に配置された樹脂封止体と、
前記回路基板の裏面に電気的に実装されたセンサまたは回路素子と、
前記回路基板の裏面に露出した電極と前記パッド電極とを電気的に接続する接続手段と、
前記実装基板の裏面を露出し、前記実装基板の表面、前記樹脂封止体、前記センサまたは前記回路素子および前記接続手段を封止する封止樹脂とを有することを特徴とした半導体モジュール。
【請求項３】
前記アイランドの裏面は、前記封止樹脂から露出することを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記実装基板の表面には、前記樹脂封止体を固着するランドパターンが設けられることを特徴とする請求項２に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記センサは、変位、移動、圧力、重力、地磁気、衝撃、温度、速度、加速度又は角速度を検知できることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体モジュール。
【請求項６】
表面に第１の配線層を有し、裏面に第２の配線層を少なくとも有する回路基板を用意する工程と、
前記第１の配線層に半導体素子を実装する工程と、
前記第１の配線層および前記半導体素子を第１の封止樹脂にて封止して樹脂封止体を形成する工程と、
前記第２の配線層にセンサまたは回路素子を実装する工程と、
前記第２の配線層が上方に露出するように、前記樹脂封止体を平板状のアイランド上に載置する工程と、
前記第２の配線層と前記アイランドの近傍にその一端が配置されたリードとを電気的に接続する工程と、
前記リードの一部が露出するように第２の封止樹脂にて、前記リード、前記樹脂封止体および前記アイランドを一体に封止する工程とを具備することを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【請求項７】
表面に第１の配線層を有し、裏面に第２の配線層を少なくとも有する回路基板を用意する工程と、
前記第１の配線層に半導体素子を実装する工程と、
前記第１の配線層および前記半導体素子を第１の封止樹脂にて封止して樹脂封止体を形成する工程と、
前記第２の配線層にセンサまたは回路素子を実装する工程と、
前記第２の配線層が上方に露出するように、前記樹脂封止体を実装基板に載置する工程と、
前記実装基板の上面に形成された導電パターンと、前記樹脂封止体の前記第２の配線層を電気的に接続する工程と、
前記実装基板の裏面に形成された導電パターンが露出された状態で、第２の封止樹脂にて、前記樹脂封止体および前記実装基板の表面を一体に封止する工程とを具備することを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記第２の配線層の表面にはメッキ膜が形成されることを特徴とする請求項６または請求項７記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記アイランドの裏面は前記第２の封止樹脂から露出させることを特徴とする請求項６記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記半導体素子は、金属細線を用いて前記第１の配線層と電気的に接続されることを特徴とする請求項６または請求項７記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記センサは変位や移動を検知できるセンサであることを特徴とする請求項６または請求項７記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項１２】
少なくとも半導体素子が封止され、裏面には電極が配置されたパッケージを用意し、
前記裏面に位置する前記電極にセンサまたは回路素子を実装し、
前記パッケージを平板状のアイランドに実装すると共に、前記アイランドの近傍にその一端が配置されたリードと前記パッケージを電気的に接続し、
前記アイランド、前記リードの一端および前記パッケージを封止することを特徴とした半導体モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体モジュールおよびその製造方法に関し、特に、半導体素子等が基板に両面実装され、且つ信頼性の高い半導体モジュールおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７を参照して、従来の両面実装型の回路モジュールの製造方法を説明する。
【０００３】
先ず、図７（Ａ）を参照して、基板１０２の表面に第１の導電パターン１０３が形成され、裏面に第２の導電パターン１０４が形成された回路基板１０１を用意する。
【０００４】
図７（Ｂ）を参照して、第１の半導体素子１０５は第１の導電パターン１０３上に載置され、第２の半導体素子１０６は第２の導電パターン１０４上に載置される。このとき、回路基板１０１の上方および下方には半導体素子を載置するための装置が設けられており、第１の半導体素子１０５と第２の半導体素子１０６は、実質同時に載置される。
【０００５】
図７（Ｃ）を参照して、第１の半導体素子１０５および第２の半導体素子１０６は、金属細線１０８Ａ、１０８Ｂによって導電パターンと電気的に接続され、電気回路が形成される。更に、絶縁性樹脂にて樹脂封止した後、所定の形状に分離して両面実装の回路モジュールが製造される（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−６３６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した回路モジュールの製造方法では以下の問題点があった。
【０００７】
例えば、第１の半導体素子１０５をワイヤーボンディングした後に第２の半導体素子１０６をワイヤーボンディングした場合、金属細線１０８Ａが外部と接触するのを防止する必要があり、取り扱いが難しかった。
【０００８】
また、回路基板１０１の両面に半導体素子を実装した後に、半導体素子を単体で検査すること並びに、その半導体素子の全ての機能を検査することができなかった。従って、回路モジュールに不具合が生じても原因を究明することは困難であり、高い信頼性を有する回路モジュールを提供することができなかった。
【０００９】
更に、仮に第１の半導体素子１０５の接続部分が不良であった場合、第２の半導体素子１０６が実装されているため、良品の第２の半導体素子１０６は無駄になっていた。従って、例えば第２の半導体素子１０６が高価なセンサであった場合、製造コストの上昇を招いていた。
【００１０】
更に近年薄型のＳＩＰやＣＳＰと呼ばれる薄型のパッケージが世の中に出てきている。特にＳＩＰは、スタック型と呼ばれるチップを縦方向に何枚も積層するタイプ、また二次元的に配置するタイプで、高機能の回路が１パッケージの中に実現できるものである。しかし封止する樹脂の厚み、高機能であるが故に発生する基板の反り等が問題に成り、例えば高温度であったり、多湿である雰囲気では、その信頼性が損なわれる問題があった。
【００１１】
本発明は、上述した問題を鑑みてなされ、本発明の主な目的は、信頼性の高い両面実装の半導体モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の半導体モジュールは、導電性材料から成るアイランドおよび前記アイランドの近傍に一端が設けられた複数のリードと、前記アイランド上に載置され、半導体素子が実装された回路基板の裏面が上方に成る様に配置された樹脂封止体と、前記回路基板の裏面に実装されたセンサまたは回路素子と、前記回路基板と前記リードとを電気的に接続する接続手段とを具備し、前記アイランド、前記樹脂封止体、前記センサまたは前記回路素子および前記リードの一部が封止樹脂によって封止されることを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明の半導体モジュールは、少なくとも外部接続電極および前記外部接続電極と電気的に接続されたパッド電極とを有する実装基板と、前記実装基板の前記パッド電極の近傍に配置され、半導体素子が実装された回路基板の裏面が上方に成る様に配置された樹脂封止体と、前記回路基板の裏面に電気的に実装されたセンサまたは回路素子と、前記回路基板の裏面に露出した電極と前記パッド電極とを電気的に接続する接続手段と、前記実装基板の裏面を露出し、前記実装基板の表面、前記樹脂封止体、前記センサまたは前記回路素子および前記接続手段を封止する封止樹脂とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の半導体モジュールの製造方法は、表面に第１の配線層を有し、裏面に第２の配線層を少なくとも有する回路基板を用意する工程と、前記第１の配線層に半導体素子を実装する工程と、前記第１の配線層および前記半導体素子を第１の封止樹脂にて封止して樹脂封止体を形成する工程と、前記第２の配線層にセンサまたは回路素子を実装する工程と、前記第２の配線層が上方に露出するように、前記樹脂封止体を平板状のアイランド上に載置する工程と、前記第２の配線層と前記アイランドの近傍にその一端が配置されたリードとを電気的に接続する工程と、前記リードの一部が露出するように第２の封止樹脂にて、前記リード、前記樹脂封止体および前記アイランドを一体に封止する工程とを具備することを特徴とする。
【００１５】
更に、本発明の半導体モジュールの製造方法は、表面に第１の配線層を有し、裏面に第２の配線層を少なくとも有する回路基板を用意する工程と、前記第１の配線層に半導体素子を実装する工程と、前記第１の配線層および前記半導体素子を第１の封止樹脂にて封止して樹脂封止体を形成する工程と、前記第２の配線層にセンサまたは回路素子を実装する工程と、前記第２の配線層が上方に露出するように、前記樹脂封止体を実装基板に載置する工程と、前記実装基板の上面に形成された導電パターンと、前記樹脂封止体の前記第２の配線層を電気的に接続する工程と、前記実装基板の裏面に形成された導電パターンが露出された状態で、第２の封止樹脂にて、前記樹脂封止体および前記実装基板の表面を一体に封止する工程とを具備することを特徴とする。
【００１６】
更に、本発明の半導体モジュールの製造方法は、少なくとも半導体素子が封止され、裏面には電極が配置されたパッケージを用意し、前記裏面に位置する前記電極にセンサまたは回路素子を実装し、前記パッケージを平板状のアイランドに実装すると共に、前記アイランドの近傍にその一端が配置されたリードと前記パッケージを電気的に接続し、前記アイランド、前記リードの一端および前記パッケージを封止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の半導体モジュールによれば、半導体素子が内蔵された樹脂封止体が更に封止樹脂によって封止されている。例えば、センサを駆動する駆動回路が半導体素子としてＳＩＰで実装されている場合、このキーデバイスである半導体素子は、更に第２の封止樹脂により封止され、二重で保護されている。従って、非常に信頼性の高い半導体モジュールを実現している。また、樹脂封止体がアイランド上に載置されているので、高い放熱性を実現している。
【００１８】
また、本発明の半導体モジュールの製造方法によれば、回路基板に半導体素子を実装し、樹脂封止した後に、センサを実装している。従って、センサ実装時に、モールド樹脂により、半導体素子を外部から保護することができる。例えば、半導体素子が金属細線を用いて実装されていても、金属細線の断線などを抑止することができるので信頼性の高い半導体モジュールを提供することができる。
【００１９】
また、半導体素子を単体で電気特性を検査した後に、センサを実装している。従って、良品の半導体素子にセンサを接続できるので、センサの無駄がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の発想は、薄型の樹脂封止体１５を劣悪な環境にも耐えられ、且つ小型化を実現するために、樹脂封止体１５を第２の封止樹脂２０で二重に封止し、高機能を実現するものである。
【００２１】
図１を参照して、本形態の半導体モジュール１０を説明する。
【００２２】
本形態の半導体モジュール１０は、回路基板１１の両面にチップが実装されるものである。ここでは、回路基板１１の下方に位置する半導体素子１２は第１の封止樹脂１９にて封止され、予めパッケージとして用意されている。このパッケージの表側（下面）がアイランド１７に実装され、更にパッケージの裏面（上面）にセンサチップ１３や回路素子１４が実装されているものである。
【００２３】
アイランド１７の近傍にはリード１８の一端が設けられており、金属細線１６Ｃによって回路基板１１上のパッド電極と電気的に接続されている。そして、第２の封止樹脂２０によって、樹脂封止体１５、回路基板１１の上方に実装されたセンサチップ１３、アイランド１７およびリード１８が一体に封止されている。リード１８の他端は、外部と電気信号をやりとりするために露出している。また、アイランド１７の裏面は第２の封止樹脂２０から露出しており、放熱性の向上に寄与している。樹脂封止体１５には、半導体素子１２が内蔵されており、この樹脂封止体１５が第２の封止樹脂２０によって封止されている。従って、半導体素子１２は外部からの影響を受けにくいため、信頼性を向上させることができる。ここでリード１８は、直接回路基板１１に設けられたパッド電極に接続されても良い。
【００２４】
回路基板１１は、絶縁層を介して配線層が積層された多層配線を有しており、ここでは図示していないが、下面に第１の配線層が形成され、上面には第２の配線層が形成されている。本形態では、２層構造として説明していくが、もちろん３層以上の多層配線であってもよい。第１の配線層および第２の配線層は銅などの金属から成り、後述する接続部を介して第１の配線層と第２の配線層とは電気的に接続されている。第１の配線層には、半導体素子１２が載置されるランド、半導体素子１２上の電極と接続されるパッド、このパッドから延在する配線が形成されている。第２の配線層にも同様にランド、パッドおよび配線が形成されている。そして、少なくともワイヤーボンディングされる箇所にはメッキ膜が形成されている。
【００２５】
半導体素子１２は、金属細線１６Ａを介して回路基板１１上の配線と電気的に接続されている。また、半導体素子１２の他にチップ抵抗、コンデンサなどの回路素子を樹脂封止体１５に内蔵させることも可能である。本形態では、半導体素子１２として用途が専用化されたＩＣであるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を採用した。また半導体素子１２、回路素子１４は、金属細線を用いず、フェイスダウンで実装されても良い。
【００２６】
第１の封止樹脂１９の材料としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂またはポリフェニレンサルファイトなどが挙げられる。エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂がトランスファーモールドで形成でき、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイトなどの熱可塑性樹脂はインジェクションモールドで形成することができる。そして第１の封止樹脂１９は、回路基板１１上の配線、半導体素子１２および金属細線１６Ａから成る電気回路を封止するように形成されている。
【００２７】
センサチップ１３（センサ）は、ここでは色々なセンサであり、ロウ材、銀ペーストまたは接着剤等で固着できるものが採用される。最近は、センサも小型のものが沢山ある。特に磁気抵抗素子やホール素子を採用し、変位や移動、物の有無を検知するセンサ、光センサ等が考えられる。そして、樹脂封止体１５から露出した回路基板１１の表側に、センサチップ１３が実装されている。具体的に、センサチップ１３としては、変位、移動、圧力、重力、地磁気、衝撃、温度、速度、加速度又は角速度を検知できるものが採用できる。
【００２８】
また、回路素子１４も、センサチップ１３と同じ面に実装されている。回路素子１４としては、半導体素子、チップコンデンサ、チップ抵抗などが挙げられる。
【００２９】
アイランド１７およびリード１８は、Ｃｕ、Ｃｕを主材料とする合金やＦｅ−Ｎｉ合金等からなり、薄い短冊状板をプレス打ち抜きやエッチングによって形成される。アイランド１７には、樹脂封止体１５が載置されおり、第１の封止樹脂１９から成る面が下になるように載置されており、第１の封止樹脂１９とアイランド１７とが当接している。図面では、アイランド１７の方が、樹脂封止体１５よりも大きく形成されているが、アイランド１７は、樹脂封止体１５の平面サイズよりも小さくてもよい。
【００３０】
リード１８の一端は、アイランド１７の近傍に設けられ、回路基板１１上の配線と金属細線１６Ｃを介して電気的に接続されている。半導体モジュール１０は、リード１８を介して外部と電気信号のやりとりが行われる。本形態では半導体モジュール１０の一側面からリード１８が露出しているが、複数の側面からリード１８を露出させることも可能である。
【００３１】
第２の封止樹脂２０は、アイランド１７の裏面、リード１８の一部を露出し、樹脂封止体１５、センサチップ１３および回路素子１４を封止している。例えばこの第２の封止樹脂２０も、前述したようにトランスファーモールドやインジェクションモールドで実現される。またポッティングやディッピングで封止しても良い。
【００３２】
前述した半導体モジュール１０は、駆動ＩＣである半導体素子１２も含めて小型化が要求され、しかも雰囲気が非常に劣悪な状態に配置されることが多い。これは、例えばプリント基板やフレキシブル基板に半導体素子１２を載置した薄型のパッケージを用意し、しかもこのパッケージの裏面にセンサまたは回路素子を裏面実装し、それを更に樹脂封止したものである。よって一番のキーデバイスである半導体素子は、二重に封止され、信頼性がかなり向上される。
【００３３】
図１（Ｂ）を参照して、他の形態の半導体モジュール１０Ａの構成を説明する。半導体モジュール１０Ａでは、実装基板４０が、上記した半導体モジュール１０に於けるアイランド１７およびリード１８の役割を担っている。即ち、上記した半導体モジュール１０では、樹脂封止体１５はアイランド１７の上面に載置されたが、ここでは、実装基板４０の上面に樹脂封止体１５が実装され、更に、実装基板４０の裏面に形成された導電パターンが外部接続手段として機能している。半導体モジュール１０Ａの他の構成は、上記した半導体モジュール１０と基本的に同じである。
【００３４】
半導体モジュール１０Ａは、上面および下面に第１の導電パターン４１および第２の導電パターン４２が形成された実装基板４０と、実装基板４０の上面に実装された樹脂封止体１５と、樹脂封止体１５の上面に接続されたセンサチップ１３または回路素子１４と、樹脂封止体１５等を封止するように形成された第２の封止樹脂２０とを主に具備している。
【００３５】
実装基板４０は、セラミック、樹脂、金属等の材料から成り、具体的には例えばプリント基板やフレキシブルシートを採用することができる。実装基板４０の表面および裏面には第１の導電パターン４１および第２の導電パターン４２が形成されている。ここで、実装基板４０の平面的な大きさは、第２の封止樹脂２０と同等であるが、その大きさは第２の封止樹脂２０よりも大きくても良いし小さくても良い。更に、実装基板４０としてアルミニウムや銅等の金属材料が採用された場合は、実装基板４０の上面および裏面は絶縁層により被覆される。
【００３６】
第１の導電パターン４１は銅等の導電材料から成り、実装基板４０の上面に所定のパターン形状に形成されている。更に、第１の導電パターン４１は、ランド形状のランドパターン４３、ランドパターン４３の周囲に配置された複数のボンディングパッド、パッド同士を接続する配線等から成る。
【００３７】
第２の導電パターン４２は、実装基板４０の裏面に所定のパターン形状に形成され、実装基板４０の所定の箇所を貫通して、第１の導電パターン４１と接続されている。第２の導電パターン４２は外部との接続手段（外部接続電極）として機能する。必要に応じて、第２の導電パターン４２の裏面に半田電極を溶着させても良い。
【００３８】
ここでは、２層の導電パターンが図示されているが、３層以上の導電パターンが実装基板４０に構成されても良い。
【００３９】
樹脂封止体１５は、回路基板１１から成る面を上面にして実装基板４０に実装されている。従って、樹脂封止体１５は、絶縁性接着材等から成る固着材４５を介して、第１の封止樹脂１９から成る主面が実装基板４０に接着される。ここでは、樹脂封止体１５は、ランド状に形成された第１の導電パターン４１から成るランドパターン４３の上面に固着されている。このことにより、樹脂封止体１５に内蔵された半導体素子１２から発生した熱を、ランドパターン４３を経由して外部に良好に放出させることができる。
【００４０】
樹脂封止体１５の上面に位置する第２の配線層３２には、センサチップ１３、回路素子１４が接続されている。更に、パッド形状の第２の配線層３２は、金属細線４４を介して、実装基板４０の上面に形成された第１の導電パターン４１と接続される。更に、金属細線が接続される第２の配線層３２の表面は、金メッキまたは銀メッキ等により被覆される。
【００４１】
以上が半導体モジュール１０Ａの構成である。半導体モジュール１０Ａは裏面に第２の導電パターン４２から成る電極を具備するので、半田等の導電性接着材を用いて面実装できる利点がある。
【００４２】
図２から図６を参照して、図１の半導体モジュール１０の製造方法を説明する。
【００４３】
図２（Ａ）を参照して、絶縁膜２５の両面に第１および第２の導電膜２６、２７を密着させた積層シートを用意する。絶縁膜２５の材料は、プリント基板やフレキシブルシートに採用される一般の樹脂が選択される。そして、熱伝導性等が考慮されて、無機のフィラーが絶縁膜２５に混入されてもよい。また、全体の強度を向上させるために、絶縁膜２５はガラスクロスを含むものでも良いし、ガラスクロスに無機フィラーが混入されているものでも良い。絶縁膜２５の膜厚は５０μｍ程度にすることができる。
【００４４】
第１および第２の導電膜２６、２７の材料としては、銅を主材料とした金属を全般的に採用することができる。本形態では、圧延された銅箔を第１および第２の導電膜２６、２７の材料として採用している。また、両導電膜の厚さは、１０μｍ程度でよい。また、両導電膜は、メッキ法、蒸着法またはスパッタ法で直接絶縁膜２５に形成しても良いし、この方法で形成された導電膜を絶縁膜２５に貼着しても良い。
【００４５】
続いて、第１の導電膜２６上にホトレジスト２８を塗布し、所望のパターンに形成した後、このホトレジスト２８を介して、第１の導電膜２６をパターニングする。そして、第１の導電膜２６が除去された部分から絶縁膜２５の表面を露出させる。
【００４６】
図２（Ｂ）を参照して、第１の導電膜２６をマスクにして、絶縁膜２５を除去することにより、貫通孔２９を形成する。絶縁膜２５の除去はレーザーを用いて行うことができる。このレーザーによる除去は、貫通孔２９の底部に第２の導電膜２７の表面が露出されるまで行う。ここで用いるレーザーとしては、炭酸ガスレーザーが好ましい。また、貫通孔２９の底部に残査が有る場合は、過マンガン酸ソーダまたは過硫酸アンモニウム等でウエットエッチングを行い、この残査を除去する。
【００４７】
図２（Ｃ）を参照して、メッキ処理を施すことにより、第１の導電膜２６と第２の導電膜２７とを電気的に接続する接続部３０を形成する。具体的には、貫通孔２９を含む第１の導電膜２６の全面に、メッキ膜を形成することで、接続部３０を形成する。
【００４８】
このメッキ膜は無電解メッキと電解メッキの両方で形成され、無電解メッキにより約２μｍの厚さのＣｕを少なくとも貫通孔２９を含む第１の導電膜２６の全面に形成する。これにより第１の導電膜２６と第２の導電膜２７とが電気的に導通するため、再度この両導電膜を電極にして電解メッキを行い、約２０μｍの厚さのＣｕをメッキする。これにより貫通孔２９はＣｕで埋め込まれ、接続部３０が形成される。なお、フィリングメッキを行うと、貫通孔２９のみを選択的に埋め込むことも可能である。
【００４９】
図２（Ｄ）を参照して、所望の形状にパターニングされたホトレジスト（不図示）を介して、第１の導電膜２６および第２の導電膜２７をエッチングすることにより第１の配線層３１および第２の配線層３２を形成する。
【００５０】
ここでは、表と裏を別々にエッチングしてもよいし、両面同時でも良い。このようにして回路基板１１が形成される。また、第１の配線層３１または、第２の配線層３２の上面に絶縁膜を形成し、更に導電膜を積層させて３層以上の多層配線を有する回路基板１１を形成することも可能である。半導体モジュールの仕様に応じて配線層を増やしても減らしても良い。また、配線層の表面には、例えば金や銀から成るメッキ膜が形成される。このメッキ膜は少なくとも金属細線が接続される箇所に形成される。
【００５１】
図３（Ａ）を参照して、回路基板１１上に半導体素子１２を実装して第１の封止樹脂１９にて封止する。半導体素子１２は接着材３５によって第１の配線層３１上に固着される。そして、半導体素子１２上の電極と第１の配線層３１とが金属細線１６Ａによって電気的に接続され、半導体素子１２および金属細線１６Ａが被覆されるように第１の封止樹脂１９が形成される。
【００５２】
ここでチップ裏面をＧＮＤに固定する際は、第１の配線層３１から成るアイランドを形成し、半田等の導電接着剤で固着しても良い。またフェイスダウンで実装しても良い。更には、複数の半導体素子、半導体素子と受動素子の組み合わせにより回路を構成しても良い。
【００５３】
図３（Ｂ）を参照して、ここでは、複数のユニットを一括モールドしているため、ダイシングにより樹脂封止体１５に個別分離する。
【００５４】
ここで一括モールドではなく、個別モールドの場合は、回路基板１１をダイシング等で分離する。
【００５５】
図４（Ａ）を参照して、樹脂封止体１５から露出している電極にプローブカード３６を当接させて、半導体素子１２の電気特性を測定する。プローブ３７は回路基板１１に形成された第２の配線層３２に位置合わせして配置されている。このプローブ３７により樹脂封止体１５に内蔵された半導体素子１２の良、不良が判断される。そして、良と判定された樹脂封止体１５のみが本工程以降での処理が行われる。
【００５６】
本形態の半導体モジュールは両面実装タイプであるが、第１の配線層３１に半導体素子１２などの部品を実装した段階で検査することにより、半導体素子１２の機能を全てチェックすることができる。更に、第１の配線層３１側に実装された部品は樹脂封止されているので、検査の段階、センサの実装等の工程で、金属細線１６Ａなどが外部と接触することによる断線を抑止している。従って、この後の工程での信頼性を維持することができる。
【００５７】
図４（Ｂ）を参照して、樹脂封止体１５を反転させ、第２の配線層３２にセンサチップ１３および回路素子１４を電気的に接続して実装する。前工程で不良と判断された樹脂封止体１５は除かれているので、本工程では良品とされた樹脂封止体１５に対してのみセンサチップ１３などが載置される。従って、今までは、センサを実装してから、半導体素子の良否を判断していたため、良品のセンサを廃棄していたが、本プロセスによりセンサチップ１３の不要な実装を防止することができる。よって製造コストを低減することができる。また、前述したように、裏面に実装された半導体素子１２や金属細線１６Ａが樹脂封止されていることにより、センサチップ１３や回路素子１４を実装する際の外部との接触による金属細線１６Ａの断線や短絡が抑止されている。
【００５８】
図５（Ａ）を参照して、センサチップ１３や回路素子１４が実装された樹脂封止体１５をアイランド１７に載置する。そして、外部と電気信号のやりとりを行うリード１８と第２の配線層３２とを金属細線１６Ｃを介して電気的に接続する。また図の様に、樹脂封止体１５は、第１の封止樹脂１９の表側を下にしてアイランド１７上に載置される。アイランド１７の大きさは樹脂封止体１５の底面よりも大きくてもいいし小さくてもよい。ここで、第１の封止樹脂１９は、その厚みが薄いため、半導体素子１２から発生する熱をアイランド１７から放出できる。
【００５９】
図５（Ｂ）を参照して、リード１８の他端が露出するように第２の封止樹脂２０にて一体に封止する。従って、リード１８の一端は第２の封止樹脂２０の内部に埋め込まれている。また、アイランド１７の裏面は放熱性を考慮して第２の封止樹脂２０から露出させることができる。
【００６０】
以上、本形態では、予め信頼性が確保されたパッケージである樹脂封止体１５を採用し、このパッケージの裏面に更にセンサチップ１３や回路素子１４を実装してモールドしているため、信頼性の高いモジュールが可能になる。また樹脂封止体１５は、ＳＩＰでも良く、裏面の電極に更にセンサチップ１３、回路素子１４が実装されるため、平面的配置と立体的配置を実現できるため、更に高機能且つ小型のＳＩＰが実現可能である。
【００６１】
またパッケージ（樹脂封止体１５）の裏面に実装された素子も含め、発熱が有る場合、アイランド１７がその放熱を担うが、特に熱に対して特性が変化したり劣化したりするセンサが実装される場合、アイランド１７を介した放熱により、センサチップ１３の熱的な保護を実現できる。
【００６２】
更には、リード１８を採用しているため、リード１８を実装基板（不図示）に差し込んで実装することにより、センサチップ１３を実装基板に対して垂直配置できる。更には、リード１８を折り曲げる事により、実装基板に対してセンサチップ１３を水平配置することもできる。これは、水平方向の振動と垂直方向の振動を検知するようなセンサチップ１３を半導体モジュール１０に実装する場合に於いて有効である。
【００６３】
図６を参照して、次に、図１（Ｂ）に示した半導体モジュール１０Ａを製造する場合の製造方法を説明する。ここで、パッケージである樹脂封止体１５を製造・検査するまでの工程は、上述と同様である。
【００６４】
図６（Ａ）を参照して、先ず、実装基板４０の上面に樹脂封止体１５を実装して接続する。実装基板４０の上面および裏面には、所定の形状にパターニングされた第１の導電パターン４１および第２の導電パターン４２が形成されている。
【００６５】
樹脂封止体１５は、絶縁性接着材等から成る固着材４５を用いて、実装基板４０の表面に形成されたランドパターン４３に固着される。この後に、樹脂封止体１５の上面に露出する第２の配線層３２に、センサチップ１３や回路素子１４を実装する。更に、金属細線１６Ｂを用いて回路素子１４と第２の配線層３２とを電気的に接続する。ここで、予めセンサチップ１３等が実装された樹脂封止体１５が、実装基板４０に固着されても良い。
【００６６】
また、樹脂封止体１５の上面周辺部には、ボンディングパッドに相当する第２の配線層３２が形成されている。そして、この第２の配線層３２は、金属細線４４を介して、実装基板４０の上面に形成された第１の導電パターン４１と電気的に接続される。
【００６７】
図６（Ｂ）を参照して、次に、樹脂封止体１５、センサチップ１３、回路素子１４、金属細線４４等が被覆されるように、実装基板４０の表面に第２の封止樹脂２０を形成する。第２の封止樹脂２０の形成方法は、トランスファーモールド、インジェクションモールド、ポッティング等を採用することができる。更に、必要に応じて、第２の導電パターン４２の裏面に半田電極等を溶着しても良い。更にまた、半田電極が溶着される部分を除いて、第２の導電パターン４２がカバーされるように、実装基板４０の裏面にレジストを設けても良い。
【００６８】
上記工程により、図１（Ｂ）に構造を示した半導体モジュール１０Ａが製造される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の半導体モジュールを示す図である。
【図２】（Ａ）−（Ｄ）は、本発明の半導体モジュールの製造方法を示す図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の半導体モジュールの製造方法を示す図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の半導体モジュールの製造方法を示す図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の半導体モジュールの製造方法を示す図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の半導体モジュールの製造方法を示す図である。
【図７】従来の回路モジュールの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０            半導体モジュール
１０Ａ          半導体モジュール
１１            回路基板
１２            半導体素子
１３            センサチップ
１４            回路素子
１５            樹脂封止体
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ      金属細線
１７            アイランド
１８            リード
１９            第１の封止樹脂
２０            第２の封止樹脂
２５            絶縁膜
２６            第１の導電膜
２７            第２の導電膜
２８            ホトレジスト
２９            貫通孔
３０            接続部
３１            第１の配線層
３２            第２の配線層
３５            接着材
３６            プローブカード
３７            プローブ
４０            実装基板
４１            第１の導電パターン
４２            第２の導電パターン
４３            ランドパターン
４４            金属細線
４５            固着材
【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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