(57)【要約】【課題】耐湿信頼性の向上を図りつつ、反りの発生が抑制された多段構成の半導体モジュールとその製造方法を提供する。【解決手段】半導体モジュール１は、第１の埋め込み導体７を有し、上面上に半導体チップ２が実装された樹脂基板と、半導体チップ２を収納する開口部１０が形成され、第１の埋め込み導体７と電気的に接続された第２の埋め込み導体９を有するシート部材５とが交互に積層されることで構成される。半導体モジュール１は樹脂基板およびシート部材５を複数備えており、樹脂基板のうち最下段に配置された第１の樹脂基板４は、他の第２の樹脂基板３よりも厚い。シート部材５は、半導体チップ２の上面および側面を覆う接着部材を有している。【選択図】図１
2006303114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の樹脂基材と、前記第１の樹脂基材を貫通する第１の埋め込み導体とを有し、上面上に半導体チップが実装された樹脂基板と、前記半導体チップを収納する開口部が形成された第２の樹脂基材と、前記第２の樹脂基材を貫通し、前記第１の埋め込み導体と電気的に接続された第２の埋め込み導体とを有するシート部材とが交互に積層されてなる多段構成半導体モジュールであって、
前記半導体チップの上面および側面を覆う接着部材をさらに備えており、
前記樹脂基板および前記シート部材は複数あり、
前記樹脂基板のうち最下段に配置された樹脂基板は、他の前記樹脂基板よりも厚いことを特徴とする多段構成半導体モジュール。
【請求項２】
前記接着部材は前記シート部材の一部であり、且つ前記第２の樹脂基材の上面および下面のうち少なくとも一方に設けられており、平面的に見て前記第２の樹脂基材の前記開口部とオーバーラップする領域で前記半導体チップの上面および側面を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記接着部材は、前記第２の樹脂基材の上面および下面のうちいずれか一方の面にのみ設けられており、
前記シート部材は、前記第２の樹脂基材の他方の面のうち、平面的に見て前記開口部を囲む領域に設けられ、前記第１の樹脂基材と前記第２の樹脂基材とを接着する第１の接着層をさらに備えてい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４】
前記接着部材は、平面的に見て前記開口部とオーバーラップする部分の厚みが他の部分の厚みより厚くなってい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】
前記シート部材は、前記第２の樹脂基材の上面および下面の少なくとも一方の、平面的に見て前記開口部を囲む領域上に設けられた第２の接着層をさらに有しており、
前記接着部材は、前記第２の接着層よりも軟化点が低く、前記第２の接着層よりも剛性が低い低応力樹脂から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記第２の樹脂基材の厚みは、前記半導体チップの厚みより大きいことを特徴とする請求項１に記載の多段構成半導体モジュール。
【請求項７】
前記樹脂基板のうち最下段および最上段に配置された樹脂基板上に実装された前記半導体チップの少なくとも一方の厚みは、他の樹脂基板上に実装された前記半導体チップよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の多段構成半導体モジュール。
【請求項８】
前記樹脂基板のうち最上段に配置された樹脂基板の上方に、前記樹脂基板よりも熱伝導率が大きく剛性が高い剛性板をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の多段構成半導体モジュール。
【請求項９】
前記樹脂基板のうち最下段および最上段に配置された樹脂基板以外の樹脂基板に設けられた前記第１の埋め込み導体の径、および前記最下段および最上段に配置された樹脂基板以外の樹脂基板に設けられた前記第１の埋め込み導体にと接触する前記第２の埋め込み導体の径は、ともに前記最下段および最上段に配置された樹脂基板に設けられた前記第１の埋め込み導体の径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の多段構成半導体モジュール。
【請求項１０】
前記半導体チップは主面を前記樹脂基板に向けて前記樹脂基板上に搭載されており、
前記半導体チップの主面の中央領域には電極バンプが設けられており、
前記樹脂基板は、前記電極バンプに接合された接続端子と、前記第１の埋め込み導体の両端に接続された接続用ランドと、前記接続端子と前記接続用ランドとを接続し、前記樹脂基板の上面上および下面上に設けられた配線とをさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の多段構成半導体モジュール。
【請求項１１】
前記半導体チップは、主面の両端部に設けられた互いに高さの等しい突起をさらに有しており、
前記樹脂基板は、前記突起と接触するダミー電極をさらに有していることを特徴とする請求項１０に記載の多段構成半導体モジュール。
【請求項１２】
前記電極バンプに接続された前記第１の埋め込み電極のうち一部の埋め込み電極の径は、他の埋め込み電極の径よりも大きいことを特徴とする請求項１０に記載の多段構成半導体モジュール。
【請求項１３】
前記半導体チップの主面上には電極バンプが設けられており、
前記樹脂基板は、前記電極バンプに接合された接続端子と、前記接続端子と前記第１の埋め込み導体とを接続する配線とをさらに有しており、
前記電極バンプに接続された前記第１の埋め込み電極のうち一部の埋め込み電極の径は、他の埋め込み電極の径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の多段構成半導体モジュール。
【請求項１４】
前記半導体チップは、裏面を前記樹脂基板の上面に向けて搭載されており、
前記樹脂基板は、上面上に設けられた接続端子と、前記第１の埋め込み導体の両端に接続された接続用ランドと、前記接続端子と前記接続用ランドとを接続し、前記樹脂基板の上面上および下面上に設けられた配線とをさらに有しており、
前記半導体モジュールは、前記半導体チップの主面と前記接続端子とを接続する金属細線と、前記金属細線および前記半導体チップの主面とを封止し、且つ前記第２の樹脂基材より厚みが薄い封止樹脂とをさらに備えており、
前記接着部材は、前記封止樹脂の側面および上面を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項１５】
前記樹脂基板を構成する前記第１の樹脂基材が、７０重量％以上９５重量％以下の無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物からなることを特徴とする請求項１に記載の多段構成半導体モジュール。
【請求項１６】
上面に半導体チップが実装され、第１の埋め込み導体を有する第１の樹脂基板と、上面に半導体チップが実装され、前記第１の埋め込み導体を有し、前記第１の樹脂基板よりも厚い第２の樹脂基板と、前記半導体チップより平面サイズが大きい開口部が形成された樹脂基材、前記樹脂基材の上面および下面の少なくとも一方に配置された接着部材、および前記樹脂基材を貫通する第２の埋め込み導体を有するシート部材とを準備する工程（ａ）と、
前記第２の樹脂基板を最下段とし、前記開口部内に前記半導体チップが配置されるように前記第２の樹脂基板上に前記シート部材と前記第１の樹脂基板とを交互に積層する工程（ｂ）と、
前記工程（ｂ）で積層された前記第１の樹脂基板、前記第２の樹脂基板および前記シート部材を、最下段および最上段から加熱および加圧して前記第１の樹脂基板および前記第２の樹脂基板と前記シート部材とを接着させ、前記第１の埋め込み導体と前記第２の埋め込み導体とを接続させ、且つ前記接着部材を流動させて前記半導体チップを覆わせる工程（ｃ）とを備えていることを特徴とする多段構成半導体モジュールの製造方法。
【請求項１７】
前記工程（ｂ）において、前記接着部材は、前記第２の樹脂基材の上面および下面に配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の多段構成半導体モジュールの製造方法。
【請求項１８】
前記工程（ｂ）において、前記接着部材は、前記第２の樹脂基材の上面および下面のうちいずれか一方の面にのみ設けられており、
前記シート部材は、前記第２の樹脂基材の他方の面のうち、平面的に見て前記開口部を囲む領域に設けられ、前記第１の樹脂基材と前記第２の樹脂基材とを接着する第１の接着層をさらに備えていることを特徴とする請求項１６に記載の多段構成半導体モジュールの製造方法。
【請求項１９】
前記工程（ｃ）の後に、最上段に配置された前記第１の樹脂基板の上方に、前記第１の樹脂基板および前記第２の樹脂基板よりも熱伝導率の大きい剛性板を接着する工程（ｄ）をさらに備えていることを特徴とする請求項１６に記載の多段構成半導体モジュールの製造方法。
【請求項２０】
前記工程（ｄ）では、前記工程（ｃ）で生じた前記多段構成半導体モジュールの反り量を求め、得られた反り量に応じて前記剛性板の材料および厚みを選択することを特徴とする請求項１９に記載の多段構成半導体モジュールの製造方法。
【請求項２１】
前記工程（ｂ）の後、且つ前記工程（ｃ）の前に、最上段に配置された前記第１の樹脂基板の上方に、前記第１の樹脂基板および前記第２の樹脂基板よりも熱伝導率の大きい剛性板を配置する工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１６に記載の多段構成半導体モジュールの製造方法。
【請求項２２】
前記工程（ａ）は、
裏面を前記樹脂基板に向けた状態で前記樹脂基板上に前記半導体チップを実装する工程（ａ１）と、
前記樹脂基板上に設けられた接続端子と前記半導体チップの主面とを接続する金属細線を形成する工程（ａ２）と、
金型を用いて前記金属細線および前記半導体チップの主面を封止する封止樹脂を成型する工程（ａ３）とをさらに含んでいることを特徴とする請求項１６に記載の多段構成半導体モジュールの製造方法。
【請求項２３】
前記工程（ａ）は、
裏面を前記樹脂基板に向けた状態で前記樹脂基板上に前記半導体チップを実装する工程（ａ１）と、
前記樹脂基板上に設けられた接続端子と前記半導体チップの主面とを接続する金属細線を形成する工程（ａ２）と、
前記封止樹脂を液体の状態で前記半導体チップの主面上に滴下し、前記金属細線および前記半導体チップの主面を封止する封止樹脂を成型する工程（ａ４）とをさらに含んでいることを特徴とする請求項１６に記載の多段構成半導体モジュールの製造方法。
【請求項２４】
上面に半導体チップが実装され、第１の埋め込み導体を有する第１の樹脂基板と、上面に半導体チップが実装され、前記第１の埋め込み導体を有し、前記第１の樹脂基板よりも厚い第２の樹脂基板と、前記半導体チップより平面サイズが大きい開口部が形成された樹脂基材、前記樹脂基材の上面および下面のうち平面的に見て前記開口部を囲む領域に配置された接着層、および前記樹脂基材を貫通する第２の埋め込み導体を有するシート部材と、前記接着層よりも軟化点が低く、前記接着層よりも剛性が低い樹脂からなる平面サイズが前記開口部よりも小さい低応力部材とを準備する工程（ａ）と、
前記第２の樹脂基板を最下段とし、前記開口部内に前記半導体チップが配置されるように前記第２の樹脂基板上に前記シート部材と前記第１の樹脂基板とを交互に積層するとともに、前記半導体チップの上に前記低応力部材を配置する工程（ｂ）と、
前記工程（ｂ）で積層された前記第１の樹脂基板、前記第２の樹脂基板および前記シート部材を、最下段および最上段から加熱および加圧して、前記低応力部材を流動させて前記半導体チップを前記低応力部材で覆わせる工程（ｃ）と、
前記工程（ｂ）で積層された前記第１の樹脂基板、前記第２の樹脂基板および前記シート部材を、最下段および最上段から前記工程（ｃ）より高い温度まで加熱しつつ加圧することにより、前記第１の樹脂基板および前記第２の樹脂基板と前記シート部材とを接着させ、且つ前記第１の埋め込み導体と前記第２の埋め込み導体とを接続させる工程（ｄ）とを備えていることを特徴とする多段構成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、半導体チップを搭載した樹脂基板とシート部材とを交互に積層して立体的に構成した多段構成半導体モジュールとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やデジタルカメラ等の各種電子装置の小型化、高機能化の要請に伴い、電子部品、特に半導体チップを複数個積層し、それらを一体化してなる多段構成の半導体モジュールが提案されている。
【０００３】
このような積層型の半導体モジュールを簡便かつ安価に製造するための方法が従来から提案されている。
【０００４】
従来の半導体モジュールは、所定の配線回路を形成させたプリント基板と、プリント基板上に搭載された半導体チップと、半導体チップを収容可能な開口部が形成され、プリント基板の配線回路に接続可能な導電性バンプを有する層間部材とをひとまとまりとして積層したものである。そして、従来の半導体モジュールは、層間部材となる絶縁性基材の両面に保護フィルムを貼り付ける工程と、絶縁性基材の所定の位置にスルーホールを形成する工程と、スルーホールに導電性ペーストを充填して導電性バンプを形成する工程と、保護フィルムを剥離する工程と、絶縁性基材に半導体チップを収容可能な開口部を形成する工程と、絶縁性基材とプリント基板とを交互に積層して接着する工程とを含む方法によって製造される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この方法によれば、両面に保護フィルムを貼りつけた絶縁性基材の所定の位置にスルーホールを形成させ、このスルーホールに導電性ペーストを充填した後に、保護フィルムを剥離することにより、絶縁性基材の両面に突出した導電性バンプを形成することができる。この方法においては、絶縁性基材を貫通するスルーホールに導電性ペーストを充填するため、一方の開口が閉止されたビアホールの場合と比較して、充填の際に孔内に隙間が生じることを回避でき、接続信頼性を高めることができる。また、時間と手間を要する電解メッキを行う必要がないため、簡便かつ安価に半導体モジュールを製造することができる。
【０００６】
さらに、ＩＣカードや携帯電話等の電子機器の小型化に伴い、半導体モジュールの更なる高密度化と薄型化を実現するために、半導体チップが実装された回路基板と層間部材とを交互に積層し、加熱プレスすることによって作製された積層型の半導体モジュールも提案されている（例えば、特許文献２参照）。具体的には、半導体チップを予め実装しておいた回路基板と、半導体チップを収容可能な開口部を有する層間部材とを接着剤層を介して交互に積層し、その積層体を加熱プレスする。これにより、半導体チップを層間部材の開口部内に埋設し、層間部材に形成させた導体ポストを介して半導体チップ間の電気的接続をとることができる。この方法によれば、半導体チップ間の距離の短縮化を図り、配線抵抗やインダクタンスに起因する不具合を低減することができる。その結果、遅延なく電気信号を伝達することができ、配線基板の高密度化、高機能化および薄型化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００２−６４１７９号公報
【特許文献２】特開２００３−２１８２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、半導体チップを研磨して薄くする技術と、その薄い半導体チップを基板に歩留まりよく実装する技術が開発されてきており、多段に積層する場合の積層数はさらに増加する傾向にある。また、例えば、半導体メモリにおいては、メモリ容量の増加に伴ってチップ面積も大きくなってきている。面積の大きな半導体チップを多段に積層してモジュールとした場合、モジュールの反りが問題となる。また、モジュールの反りは、プリント基板の薄型化が進むほど大きくなる傾向にある。そのため、半導体チップを実装したプリント基板と層間部材とを多段に積層するためには、反りの発生を抑制することが重要となってきている。
【０００８】
一方、近年、電子装置の小型、薄型化を実現するために半導体チップや半導体モジュールの実装は、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）方式等により行われることが多くなっている。このような実装方法においては、マザーボードと接続するために形成する半田ボールやバンプ電極の高さはあまり大きくできない。したがって、常温で反りがある場合や接合時の加熱で反りが発生する場合には、半導体モジュールをマザーボード上に実装することができなくなる。あるいは、反りの発生により部分的に実装不良が生じてしまうことがある。すなわち、半導体モジュールは、電気特性としては良品であっても、実装面では不良品となるという課題がある。なお、メモリを主体とするモジュールでは、例えばＤＲＡＭとＳＲＡＭとの混載やＤＲＡＭとフラッシュメモリとの混載、さらにはこれらを制御する制御用半導体チップの搭載も要求されている。従って、厚みや特性が異なる半導体チップを積層した場合の反りを抑制することも望まれている。
【０００９】
さらに、モジュールの場合、使用目的から小型化、薄型化の要求が強いにもかかわらず、他の半導体装置と同等の耐湿信頼性水準が求められる。しかし、半導体チップを搭載した回路基板を積層する構造上、通常の半導体装置に比べて過酷な条件に耐えうる耐湿信頼性の確保は困難になる。
【００１０】
これらの課題に対し、上述した従来の方法では、同じ形状の半導体チップを実装した基板を積層する構成およびそのための方法のみが示されているが、積層した場合の半導体モジュールの反りを抑制すること、および半導体モジュールの耐湿信頼性を向上させることについては何ら示していない。
【００１１】
本発明は、耐湿信頼性の向上を図りつつ、反りの発生が抑制された多段構成の半導体モジュールとそ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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の半導体モジュールは、第１の樹脂基材と、前記第１の樹脂基材を貫通する第１の埋め込み導体とを有し、上面上に半導体チップが実装された樹脂基板と、前記半導体チップを収納する開口部が形成された第２の樹脂基材と、前記第２の樹脂基材を貫通し、前記第１の埋め込み導体と電気的に接続された第２の埋め込み導体とを有するシート部材とが交互に積層されてなる多段構成半導体モジュールであって、前記半導体チップの上面および側面を覆う接着部材をさらに備えており、前記樹脂基板および前記シート部材は複数あり、前記樹脂基板のうち最下段に配置された樹脂基板は、他の前記樹脂基板よりも厚くなっている。なお、半導体チップの上面および側面を覆うのは、接着部材でもよいし、接着部材よりも低温で軟化し、接着部材より剛性が低い低応力部材であってもよい。
【００１３】
本発明の半導体モジュールによれば、最下段部の樹脂基板は他の樹脂基板より厚くしているので、半導体モジュール全体の反りの発生を抑制することができる。また、半導体チップの露出部を接着部材または低軟化点で低硬度特性の樹脂材料で覆うので、半導体チップや樹脂基板に使用される配線材料の腐食を引き起こす水分、湿気、腐食性ガスが阻止でき、断線による故障を防止できる。
【００１４】
なお、接着部材のうち開口部の上方に位置する部分の厚みを厚くしておけば、より確実に半導体チップを覆うことができ、且つ部材点数を削減できるので好ましい。また、本発明の多段構成半導体モジュールは、一部の第１の埋め込み部材および第２の埋め込み部材の径を大きくしたり、剛性板を貼り付けたりと、種々のバリエーションを持たせることもできる。また、裏面を樹脂基板に向けて半導体チップを設置する場合には、半導体チップは樹脂封止されていてもよい。
【００１５】
本発明の第１の多段構成半導体モジュールの製造方法は、上面に半導体チップが実装され、第１の埋め込み導体を有する第１の樹脂基板と、上面に半導体チップが実装され、前記第１の埋め込み導体を有し、前記第１の樹脂基板よりも厚い第２の樹脂基板と、前記半導体チップより平面サイズが大きい開口部が形成された樹脂基材、前記樹脂基材の上面および下面の少なくとも一方に配置された接着部材、および前記樹脂基材を貫通する第２の埋め込み導体を有するシート部材とを準備する工程（ａ）と、前記第２の樹脂基板を最下段とし、前記開口部内に前記半導体チップが配置されるように前記第２の樹脂基板上に前記シート部材と前記第１の樹脂基板とを交互に積層する工程（ｂ）と、前記工程（ｂ）で積層された前記第１の樹脂基板、前記第２の樹脂基板および前記シート部材を、最下段および最上段から加熱および加圧して前記第１の樹脂基板および前記第２の樹脂基板と前記シート部材とを接着させ、前記第１の埋め込み導体と前記第２の埋め込み導体とを接続させ、且つ前記接着部材を流動させて前記半導体チップを覆わせる工程（ｃ）とを備えている。
【００１６】
本発明の製造方法によれば、工程（ｂ）で第２の樹脂基材の上面および下面の少なくとも一方に接着部材を配置した状態で加熱および加圧を行うので、従来の製造方法に比べて工程数を増やすことなく半導体チップの露出部分を覆うことができる。このため、本発明の製造方法によれば、湿気などの侵入に強い多段構成半導体モジュールを提供することができる。
【００１７】
本発明の第２の多段構成半導体モジュールの製造方法は、上面に半導体チップが実装され、第１の埋め込み導体を有する第１の樹脂基板と、上面に半導体チップが実装され、前記第１の埋め込み導体を有し、前記第１の樹脂基板よりも厚い第２の樹脂基板と、前記半導体チップより平面サイズが大きい開口部が形成された樹脂基材、前記樹脂基材の上面および下面のうち平面的に見て前記開口部を囲む領域に配置された接着層、および前記樹脂基材を貫通する第２の埋め込み導体を有するシート部材と、前記接着層よりも軟化点が低く、前記接着層よりも剛性が低い樹脂からなる平面サイズが前記開口部よりも小さい低応力部材とを準備する工程（ａ）と、前記第２の樹脂基板を最下段とし、前記開口部内に前記半導体チップが配置されるように前記第２の樹脂基板上に前記シート部材と前記第１の樹脂基板とを交互に積層するとともに、前記半導体チップの上に前記低応力部材を配置する工程（ｂ）と、前記工程（ｂ）で積層された前記第１の樹脂基板、前記第２の樹脂基板および前記シート部材を、最下段および最上段から加熱および加圧して、前記低応力部材を流動させて前記半導体チップを前記低応力部材で覆わせる工程（ｃ）と、前記工程（ｂ）で積層された前記第１の樹脂基板、前記第２の樹脂基板および前記シート部材を、最下段および最上段から前記工程（ｃ）より高い温度まで加熱しつつ加圧することにより、前記第１の樹脂基板および前記第２の樹脂基板と前記シート部材とを接着させ、且つ前記第１の埋め込み導体と前記第２の埋め込み導体とを接続させる工程（ｄ）とを備えている。
【００１８】
この方法によれば、工程（ｄ）で各部材を一体化させる前に工程（ｃ）で半導体チップの上面および側面を覆うことができるので、より確実に半導体チップを覆うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の多段構成半導体モジュールは、積層された複数の樹脂基板のうち外部基板に接続する側に位置する最下段の樹脂基板の厚みを他の樹脂基板の厚みより厚くしているので、半導体モジュール全体の反りの発生が抑制されている。このため、端子数が増加した場合にもマザーボードに高い信頼度で実装することができ、電子装置の高機能化と低コスト化に大きな効果を発揮する。さらに、半導体チップの露出部分が接着部材などで覆われているので、湿気や腐食ガスなどの侵入が防がれており、従来の半導体モジュールに比べて故障が生じにくくなっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
−半導体モジュールの構成−
図１は、本発明の第１の実施形態に係る多段構成半導体モジュールの全体構成を示す概略斜視図であり、図２は、図１に示すII-II線に沿って本実施形態の多段構成半導体モジュールを切断したときの断面図である。また、図３（ａ）は、本実施形態の多段構成半導体モジュールに用いられる樹脂基板を上面側から見た場合の概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すIIIa-IIIa線に沿って本実施形態の樹脂基板を切断したときの断面図であり、（ｃ）は、本実施形態の樹脂基板を下面側から見た場合の概略平面図である。そして、図４（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の多段構成半導体モジュールに用いられるシート部材のうち接着部材を示す平面図、およびIVb-IVb線で切断した場合の第１の接着部材を示す断面図である。また、図４（ｃ）、（ｄ）は、本実施形態の接着部材の一例を示す平面図、およびIVd-IVd線で切断した場合の第１の接着部材を示す断面図である。図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施形態のシート部材のうち第２の樹脂基材を示す平面図、および（ａ）に示すVb-Vb線で切断した該第２の樹脂基材を示す断面図である。なお、これらの図においては、それぞれの厚みや長さ等は図面の作成上から実際の形状とは異なる。また、埋め込み導体や外部接続用の外部接続端子の個数や形状も実際の形状とは異なり、図示しやすい形状としている。なお、本明細書中で、各部材の「上面」および「下面」は、図１、２の上下方向を基準として呼ぶものとする。
【００２１】
図１、２に示すように、本実施形態の半導体モジュール１は、上面に半導体チップ２が実装された第１の樹脂基板３とシート部材５とを交互に積層することで形成されている。さらに、半導体モジュール１においては、最下段に用いる樹脂基板（第２の樹脂基板４）の厚みを他の樹脂基板より厚くするとともに、第２の樹脂基板４の下面に外部接続端子となる半田ボール１７が設けられている。半導体モジュール１は、これら第１の樹脂基板３、第２の樹脂基板４およびシート部材５を積層し、加熱と加圧により一体化した構造を有している。本実施形態の例では、半導体モジュール１中に複数の第１の樹脂基板３がシート部材５と共に積層されている。また、本実施形態の半導体モジュール１では、半導体チップ２の上面（裏面、すなわち主面に対向する面）および側面がシート部材５の一部である第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２で覆われている。
【００２２】
本実施形態の半導体モジュールの構造についてさらに詳細に説明する。
【００２３】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１の樹脂基板３の各々は、第１の樹脂基材（第１の樹脂コア）８と、例えば第１の樹脂基材８上面の中央領域に形成され、半導体チップ２と接続するための複数の半導体素子接続端子１１と、第１の樹脂基材８の周辺部に設けられ、第１の樹脂基材８を貫通する複数の第１の埋め込み導体７と、第１の樹脂基材８の両面上に設けられ、且つ第１の埋め込み導体７の両端に設けられた複数の接続用ランド１３と、所定の半導体素子接続端子１１と接続用ランド１３および第１の埋め込み導体７とを接続する複数の配線１２とを有している。
【００２４】
ここで、第１の埋め込み導体７の材料としては、導電性樹脂材料またはメッキ導体を用いる。また、第１の樹脂基材（第１の樹脂コア）８は熱硬化樹脂と補強材からなる基材が利用できる。熱硬化樹脂としてはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂及びイソシアネート樹脂から選ばれる少なくとも一つであることが利用できる。補強材としてはガラス繊維よりなる織布や不織布、有機繊維であるアラミド繊維の織布や不織布が利用できる。
【００２５】
また、第２の樹脂基板４は、第１の樹脂基板３と全体としては同様の構造であり、第１の樹脂基材８、半導体素子接続端子１１、第１の埋め込み導体７および接続用ランド１３を有しているが、第１の樹脂基板３より厚く、かつマザーボードと接続するための外部接続端子である接続用ランド１３上に半田ボール１７が基板の下面に所定間隔で形成されている。半導体モジュール１は、この半田ボール１７を用いてマザーボードに接合される。
【００２６】
また、半導体チップ２は、その主面上に設けられた電極バンプ２８により第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４の半導体素子接続端子１１に接続され、その周囲を封止樹脂２４により保護される。この封止樹脂２４は半導体チップ２の主面（図１における下面）を外部環境から保護するとともに熱歪等を吸収する作用を有する。なお、本明細書中で「半導体チップの主面」とは、半導体装置などが形成された回路形成面のことを意味するものとする。
【００２７】
次に、各シート部材５は、図４（ａ）〜（ｄ）および図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第２の樹脂基材（第２の樹脂コア）１６と、第２の樹脂基材１６の上面上に形成された第１の接着部材１５１と、第２の樹脂基材１６の下面上に形成された第２の接着部材１５２と、第１の樹脂基板３の第１の埋め込み導体７と一致する位置に設けられ、導電性樹脂材料からなる第２の埋め込み導体９とを有しており、第２の樹脂基材１６の中央領域には半導体チップ２を収容し得る開口部１０が形成されている。従って、開口部１０の平面サイズは半導体チップ２の平面サイズよりも大きくなっている。なお、第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２の形状を、共に図４（ａ）、（ｂ）に示すような厚みの均一なシート状としてもよい。また、第１の接着部材１５１を図４（ｃ）、（ｄ）に示すように中央部が他の部分より厚くなった形状とし、第２の接着部材１５２を厚みの均一なシート状としてもよい。これにより、シート部材５を樹脂基板と共に積層して加圧・加熱する際に、より確実に半導体チップ２の側面および上面（主面に対向する面）を覆うことができるようになる。ここで、第１の接着部材１５１は加熱および加圧処理時に半導体チップ２に沿って大きく変形するので、厚みの均一なシート状であることが好ましい。ただし、第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２の形状はこれに限られない。第１の接着部材１５１のうち平面的に見て開口部１０と重複しない部分は、第２の樹脂基材１６と第１の樹脂基材８とを接着している。第２の接着部材１５２のうち平面的に見て開口部１０と重複しない部分は、第２の樹脂基材１６と第２の樹脂基板４を構成する第１の樹脂基材８、あるいは第２の樹脂基材１６と第１の樹脂基板３を構成する第１の樹脂基材８とを接続させる。
【００２８】
また、半導体モジュール１においては、第１の接着部材１５１と第２の接着部材１５２のうち平面的に見て開口部１０と重複する部分が、互いに融着されるとともに、半導体チップ２の側面および上面（主面に対向する面）を覆っていることが特徴となっている。
【００２９】
なお、第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４の上面上に搭載された半導体チップ２の各々は、半導体モジュール１中で第２の樹脂基材１６の開口部１０内に配置されている。開口部１０において、半導体チップ２と第２の樹脂基材１６との隙間、および半導体チップ２とその上方に位置する第１の樹脂基板３との隙間を、上述の第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２が埋めている。後に詳述するが、このような構造は、第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４とシート部材を５とを積層した状態で加熱および加圧することにより作製される。具体的には、加熱によって流動化した第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２が開口部１０内を埋める。
【００３０】
第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２としては、ガラス織布やアラミド不織布よりなる補強材にエポキシ樹脂を含浸したプリプレグ状の基材を用いても良いし、加圧・加熱により溶融軟化する熱可塑性樹脂を利用することもできる。熱可塑性樹脂としては、有機フィルムを挙げることができ、全芳香族ポリエステル、フッ素樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂及びポリフェニレンサルファイド樹脂を挙げることができる。
【００３１】
また、図５に示すように、第２の埋め込み導体９は、第２の樹脂基材１６を貫通するとともに、その両端が第２の樹脂基材１６の上面および下面から所定の高さだけ突き出た形状をしている。第２の埋め込み導体９の第２の樹脂基材１６からの突出部分を突起部３１０として図中に示す。
【００３２】
また、この第２の埋め込み導体９は積層前には半硬化状態であり、積層後の加圧と加熱により圧縮されて硬化するとともに、第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４の第１の埋め込み導体７とは主として機械的な接触により電気的接続を生じる。
【００３３】
なお、本実施形態の半導体モジュール１では第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４に設けられたビアは埋め込み導体７となっているが、第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４は、共に一般的なビルドアップ基板であってもよい。その場合、ビルドアップ基板のビアはメッキによって凹形状に形成されるので、シート部材５の第２の埋め込み導体９の突起部３１０との嵌め合わせ効果によって、電気的な接続を得る際の信頼性が向上し、位置合わせが容易にできるようになる。
【００３４】
なお、シート部材５を構成する第２の樹脂基材１６は、ガラスエポキシ樹脂やアラミドエポキシ樹脂等、第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４と同一の材料を使用してもよいが、第１の樹脂基板３と第２の樹脂基板４とは、例えばガラスエポキシ樹脂を用い、シート部材５は、例えばアラミドエポキシ樹脂を用いる等、互いに異なる材料を用いてもよい。なお、平面的な外形寸法はシート部材５と第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４と同一とする。さらに、シート部材５の第２の樹脂基材１６と第１の樹脂基板３もしくは第２の樹脂基板４との積層接着にプリプレグ状のエポキシやアラミドエポキシ樹脂等からなる第１の接着部材１５１と第２の接着部材１５２を用いてもよい。なお、平面的な外形寸法は樹脂基板と同一とする。
【００３５】
また、本実施形態の多段構成の半導体モジュール１について、各構成部材の主要部の形状の一例を下記に示す。
【００３６】
半導体モジュール全体の形状は例えば直方体であって、半導体チップの厚みは３０μｍ以上１５０μｍ以下が好ましい。また、第１の樹脂基板３の厚みは６０μｍ以上２００μｍ以下、第１の埋め込み導体７の径は５０μｍ以上５００μｍ以下で、そのピッチは１００μｍ以上７５０μｍ以下の範囲で適宜設計する。
【００３７】
また、第２の樹脂基板４の厚みは１００μｍ以上３００μｍ以下の範囲とし、少なくとも第１の樹脂基板３より厚くする。なお、第１の埋め込み導体７の径とピッチは第１の樹脂基板３と同様にする。
【００３８】
シート部材５の構成部材である第２の樹脂基材１６の厚みは４５μｍ以上２００μｍ以下とし、少なくとも半導体チップ２よりも厚くする。さらに、第２の樹脂基材１６の両面に１０μｍ以上１００μｍ以下の厚みを有する接着層を設ける。なお、第２の埋め込み導体９の径とピッチは第１の樹脂基板３と同様にする。これらの範囲を基本にして設計すれば、本実施形態の多段構成の半導体モジュール１を実現できる。
【００３９】
さらにシート部材５を構成する第１の接着部材１５１と第２の接着部材１５２はガラスエポキシ樹脂やアラミドエポキシ樹脂等のプリプレグ状樹脂で、厚みは１５μｍ以上１５０μｍ以下にする。
【００４０】
これらの範囲を基本にして設計すれば、本実施形態の多段構成の半導体モジュール１を実現できる。
【００４１】
−半導体モジュールの作用・効果−
上述した本実施形態の多段構成の半導体モジュール１の構造によれば、最下層に配置された第２の樹脂基板４を第１の樹脂基板３よりも厚く形成しているので、モジュールを多段構成としたときでも反りを非常に小さくできる。その上、本実施形態の半導体モジュール１では、第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２が半導体チップ２の側面および上面を覆っているため、開口部１０内に配線材料の腐食を引き起こす水分、湿気、腐食性ガスなどが入りにくくなり、配線の断線による故障の発生を防ぐことができる。すなわち、本実施形態の半導体モジュール１は、従来の半導体モジュールに比べて耐湿性を高くすることができる。この結果、半田ボール１７を使用したマザーボードへの実装において不良が発生しにくくなり、端子数が増加した場合でも、低コストで信頼性の高い半導体モジュールを実現することができる。
【００４２】
また、第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４については、半導体チップ２を実装後、必要な電気検査とバーンイン試験を行い良品のみを半導体モジュールの作製に用いることができる。樹脂基板およびシート部材５の積層時は、シート部材５を構成する第２の樹脂基材１６の第２の埋め込み導体９が加圧・加熱により圧縮され、硬化するので、第２の埋め込み導体９と第１の埋め込み導体７との電気的接続と、第２の埋め込み導体９の低抵抗化とを同時に実現することができる。
【００４３】
さらに、シート部材５を構成する剛性の高い第２の樹脂基材１６の厚みが半導体チップ２より厚く形成される場合には、製造時に半導体チップ２に加わる荷重を低減できるので、半導体チップ２自体と半導体チップ２と樹脂基板との接続部に不良が発生することを防ぐことができる。
【００４４】
なお、半導体チップ２上に形成される半導体装置は特に限定されないが、例えば第１の樹脂基板３に実装された半導体チップ２には半導体記憶装置が形成されるとともに、第２の樹脂基板４に実装された半導体チップ２には半導体記憶装置を制御する制御用半導体装置が形成されていてもよい。
【００４５】
−半導体モジュールの製造方法−
以下、本実施形態の半導体モジュールの製造方法について、図を用いて説明する。
【００４６】
まず、所定の形状の半導体チップ２を得る方法について説明する。
【００４７】
図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の半導体モジュール１に搭載される半導体チップの製造方法の一例を示す断面図である。
【００４８】
図６（ａ）に示すように、半導体チップに必要な回路加工プロセスが終わった半導体ウェハー３０に対して、複数の半導体チップ２の主面のボンディングパッド上に電解メッキやＳＢＢ（スタッドバンプボンディング）法により電極バンプ２８を形成する。
【００４９】
次いで、図６（ｂ）に示すように、ダイシングやレーザーで主面側から半導体ウェハー３０内の複数の半導体チップ２間に配置されている分離ゾーンを途中まで切断する。
【００５０】
次に、図６（ｃ）に示すように、半導体ウェハー３０の裏面をケミカルエッチング、裏面研削あるいはプラズマエッチングのいずれか、もしくは併用による方法で除去し、半導体ウェハーの厚みを３０μｍ以上１５０μｍ以下程度にし、半導体チップ２を個片化することができる。
【００５１】
次に、図７を用いて、半導体チップ２を実装するための第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４を作製する方法の一例について説明する。以下では、第１の樹脂基板３を例として説明する。ここでは、第１の樹脂基板３の構成部材である第１の樹脂基材８としてガラスエポキシ樹脂を用い、配線１２および接続用ランド１３として銅箔１９を用いた場合について説明する。図７（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の半導体モジュールに用いられる樹脂基板の作製方法を示す断面図である。
【００５２】
図７（ａ）に示すように、第１の樹脂基材８の両面に銅箔１９が形成された両面銅張基板１８を準備する。この両面銅張基板１８は、厚さ７０μｍの第１の樹脂基材８の両面に厚さ９μｍ、１２μｍ、２４μｍ、３５μｍのいずれかの銅箔１９が適宜接着されて、総厚みが約１００μｍ前後となっている。
【００５３】
次に、図７（ｂ）に示すように、この両面銅張基板１８の所定の位置にレーザーで貫通させた貫通孔７０を形成する。ここで、ドリルにより貫通孔７０を形成してもよい。
【００５４】
続いて、図７（ｃ）に示すように、両面銅張基板１８の両面に感光性膜２０を貼り付け、第１の樹脂基材８の一方の面に、半導体素子接続端子１１、接続用ランド１３、半導体素子接続端子１１と接続用ランド１３とを接続する配線１２をそれぞれ形成する。また、他方の面に接続用ランド１３を形成する。このパターン形成は感光性膜２０を用いて、フォトリソグラフィーとエッチング技術により行う。その後、感光性膜２０を両面銅張基板１８の両面から剥離する（図示せず）。
【００５５】
この後、図７（ｄ）に示すように、貫通孔７０に、例えば導電性ペーストを充填する。この導電性ペーストを加熱硬化させれば、第１の埋め込み導体７を有する第１の樹脂基板３が得られる。なお、第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４は、上記の製造方法によるだけでなく、通常作成されている両面配線基板の製造方法と材料とを用いて作製してもよい。
【００５６】
次に、図８を用いてシート部材５を構成する第２の樹脂基材１６を作製する方法について説明する。図８（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態の半導体モジュールに用いられるシート部材の作製方法を示す断面図である。
【００５７】
まず、図８（ａ）に示すように、厚みが半導体チップ２より厚い第２の樹脂基材１６を準備する。第２の樹脂基材１６としては、例えばガラス布エポキシ樹脂が用いられる。第２の樹脂基材１６の厚みは、例えば半導体チップ２の厚みが７５μｍである場合には、約１００μｍの厚みとする。
【００５８】
次に、図８（ｂ）に示すように、第２の樹脂基材１６の上面および下面にポリイミドやＰＥＴ樹脂等からなる厚さが各１５μｍ程度の耐熱性保護膜２０５を形成する。
【００５９】
次いで、図８（ｃ）に示すように、この第２の樹脂基材１６の所定の位置にレーザーで貫通孔９０を形成する。また、同じくレーザーを用いて第２の樹脂基材１６の中央領域に半導体チップ２を収容し得る大きさの開口部１０を形成する。この後、耐熱性保護膜２０５を第２の樹脂基材１６の上面および下面から剥離する。なお、図８（ｃ）では貫通孔９０および開口部１０を形成するところまでを示している。
【００６０】
続いて、図８（ｄ）に示すように、第２の樹脂基材１６に形成した貫通孔９０と対応する位置に孔を設けたマスキングフィルム２１を両面に貼った後、例えばスクリーン印刷法で貫通孔９０に導電性ペーストを充填する。マスキングフィルム２１は、第２の埋め込み導体９の突起部３１０を形成するためのものである。
【００６１】
次に、図８（ｅ）に示すように、貫通孔９０内とマスキングフィルム２１の孔とに充填された導電性ペーストを加圧しながら加熱することにより、導電性ペーストを半硬化状態にし、且つ導電性ペーストの充填密度を高くする。これにより、導電性ペーストは電気的に低抵抗化する。
【００６２】
次に、図８（ｆ）に示すように、マスキングフィルム２１を剥がすとシート部材５を構成する第２の樹脂基材１６が作製される。なお、導電性ペーストが充填された第２の埋め込み導体９は未だ半硬化状態であるので、加圧・加熱により圧縮されると同時に硬化する特性を有している。
【００６３】
次に、図４（ａ）、（ｂ）に示すシート部材５用の第１の接着部材１５１を作製する方法について説明する（図示せず）。
【００６４】
まず、ガラスエポキシ樹脂やアラミドエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の主材である液状樹脂と硬化剤、硬化促進剤、無機充填剤、カップリング剤等の材料を所定量配合する。次に、配合された混合物を４０℃以上１２０℃以下の温度に維持して充分攪拌する。次いで、一例として予め２０μｍの均一な隙間が設定され、かつ４０℃以上１２０℃以下の温度に維持されたローラーに材料の混合物を注入する。こうすることで混合物はローラーを通過して厚さ２０μｍの硬化された樹脂の薄板となる。次に、得られた樹脂の薄板を第１の樹脂基板３や第２の樹脂基板４もしくは第２の樹脂基材１６の大きさにプレスやレーザーや切断機で個辺化する。なお、必要に応じて硬化された樹脂の薄板は、縦横の寸法が個辺の整数倍としてもよい。また、材料の混合物にはその用途により無機充填剤を配合しない場合もある。このようにして第１の接着部材１５１は作製される。
【００６５】
一方、図４（ｃ）、（ｄ）に示すシート部材５用に第２の接着部材１５２を作製する方法は、次の通りである。
【００６６】
まず、材料を混合した上記混合物を通過させるローラーの隙間を４０μｍの均一な隙間に設定しておき、上記のローラー温度より低温下でローラー内に混合物を注入する。これによって半硬化樹脂の薄板を得る。その後、第２の樹脂基材１６の開口部１０と対応する領域に、開口部より小さい凸領域が形成できる成形金型でプレスすることにより、図４（ｃ）、（ｄ）に示す、中央部分がその他の部分より厚く形成された第２の接着部材１５２が作製される。なお、成形金型温度は４０℃以上１２０℃以下の温度に維持する。
【００６７】
以上の方法で、シート部材５に用いられる第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２とが作製できる。なお、樹脂基板の積層時に、第２の樹脂基材１６の両面に厚みが均一な接着部材を貼り付けてもよく、第２の樹脂基材１６の両面に中央部の厚みが他の部分より厚い接着部材を貼り付けてもよい。
【００６８】
次に、第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４の上に半導体チップ２を実装する工程について説明する。
【００６９】
半導体チップ２の実装は、半導体チップ２の電極バンプ２８と第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４の半導体素子接続端子１１とを、例えば半田や導電性樹脂を用いて接合する。ここには示さないが、半導体チップ２の裏面を樹脂基板に対向させ、ワイヤーボンディングによって半導体チップ２と半導体素子接続端子１１とを接続してもよい。さらに、半導体チップ２に封止樹脂２４を塗布して硬化させ、接合後の隙間部分を埋める。これにより、半導体チップ２が実装された第１の樹脂基板３と第２の樹脂基板４とが作製される。この後、電気的検査とバーンイン試験を行えば、通常のパッケージされた半導体素子と同様の信頼性を有する半導体素子を得ることができる。
【００７０】
次に、半導体チップ２が実装された第１の樹脂基板３と第２の樹脂基板４とをシート部材５により積層一体化する工程について、図９を用いて説明する。図９は、図１に示す第１の実施形態に係る半導体モジュールを分解して示した図である。同図では、説明を容易にするために第１の樹脂基板３を１段目第１の樹脂基板３１、２段目第１の樹脂基板３２および３段目第１の樹脂基板３３と、区別してよぶ。また、シート部材５を構成する第２の樹脂基材１６についても同様に、１段目第２の樹脂基材５１、２段目第２の樹脂基材５２および３段目第２の樹脂基材５３と、区別してよぶ。さらに、第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２についても同様に、１段目第１の接着部材２５１、２段目第１の接着部材２５２、３段目第１の接着部材２５３、１段目第２の接着部材３５１、２段目第２の接着部材３５２および３段目第２の接着部材３５３と区別してよぶ。
【００７１】
図９に示すように、最下段に第２の樹脂基板４を配置し、第２の樹脂基板４の上に順次１段目第２の接着部材３５１、１段目第２の樹脂基材５１、１段目第１の接着部材２５１、１段目第１の樹脂基板３１を配置し、以降交互に２段目第２の接着部材３５２、２段目第２の樹脂基材５２、２段目第１の接着部材２５２、２段目第１の樹脂基板３２、３段目第２の接着部材３５３、３段目第２の樹脂基材５３、３段目第１の接着部材２５３、および３段目第１の樹脂基板３３を配置する。
【００７２】
この時、それぞれの第１の樹脂基板３と第２の樹脂基板４に実装された半導体チップ２が、それぞれの上面に位置するように配置する。そして、それぞれのシート部材５を構成する第２の樹脂基材１６の開口部１０に半導体チップ２が収容されるように、それぞれの第１の樹脂基板３と第２の樹脂基板４とを配置する。また、それぞれの第１の樹脂基板３と第２の樹脂基板４の接続用ランド１３は、シート部材５を構成する第２の樹脂基材１６の第２の埋め込み導体９の突起部３１０と正確に位置合せを行う。
【００７３】
次に、各構成部材を以上のように配置して、それぞれを密着させた後、大気中で該積層体に対して加熱および加圧を行う。
【００７４】
これにより、１段目から３段目までに設けられた各接着部材が軟化し、第２の樹脂基板４と１段目第１の樹脂基板３１から３段目第１の樹脂基板３３までの樹脂基板が接着する。さらに、加圧および加熱によって両端部が突起部３１０となっている第２の埋め込み導体９が第２の樹脂基材１６の上面および下面に配置されて軟化している第１の接着部材１５１と第２の接着部材１５２を突き抜ける。そのため、第２の埋め込み導体９は、第２の樹脂基板４、１段目第１の樹脂基板３１、２段目第１の樹脂基板３２、および３段目第１の樹脂基板３３のそれぞれに設けられた接続用ランド１３と機械的に接触し、電気的接続が行われる。
【００７５】
これと同時に、第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２が流動して第２の樹脂基材１６の開口部１０内に配置される半導体チップ２の側面および上面（主面に対向する面）を覆うとともに、第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２が開口部１０内を充填する。すなわち、加圧・加熱することにより、第１の接着部材１５１と第２の接着部材１５２が軟化するとともに半硬化状の導電性ペーストが圧縮されて貫通孔中に密に充填され、かつ接続用ランド１３との良好な接触が生じ、低抵抗の接続が達成される。所定時間、加圧・加熱を行った後に積層体を冷却して取り出せば、半導体チップ２が両接着部材で覆われて積層一体化された多段構成の半導体モジュールが得られる。
【００７６】
また、上記多段構成において、１段目第２の樹脂基材５１、２段目第２の樹脂基材５２、３段目第２の樹脂基材５３の各樹脂基材は、その両面に予め１段目第１の接着部材２５１と１段目第２の接着部材３５１、２段目第１の接着部材２５２と２段目第２の接着部材３５２、３段目第１の接着部材２５３と３段目第２の接着部材３５３が、それぞれ第２の埋め込み導体９の突起部３１０を除いて貼り付けられていてもよい。また片面だけに接着部材を貼り付けた樹脂基材を使用してもよい（図示せず）。
【００７７】
この後、第２の樹脂基板４の下面のランドに半田ボール１７を接合すれば、マザーボードに実装可能な多段構成の半導体モジュール１が得られる。上述した本実施形態の半導体モジュール１の製造方法によれば、第２の樹脂基板を厚くしているので、多段構成の半導体モジュール１としたときおよびマザーボードに実装するときにもそりが生じにくくなるとともに、半導体チップ２が第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２で覆われるので耐湿性および機械環境信頼性のよい実装が可能となる。なお、ここでは第１の樹脂基板３がモジュールあたり３個積層される例を示したが、さらに多数個積層されていてもよい。
【００７８】
次に、上述の加熱および加圧による積層体の一体化工程において、第１の接着部材１５１およい第２の接着部材１５２が半導体チップ２の側面および上面を覆う様子をさらに詳細に説明する。
【００７９】
図１０は、本実施形態の半導体モジュールの製造工程において、第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２が半導体チップ２の側面および上面を覆う様子を示す断面図である。
【００８０】
まず、図１０（ａ）に示すように、各構成部材の縦横位置を合わせながら最下段から順に、半導体チップ２が実装された第２の樹脂基板４、１段目第２の接着部材３５１、１段目第２の樹脂基材５１、１段目第１の接着部材２５１、半導体チップ２が実装された１段目第１の樹脂基板３１の順に積層する。
【００８１】
次に、図１０（ｂ）に示すように、第２の樹脂基板４の半導体チップ２を実装した面に対向する面（下面）と１段目第１の樹脂基板３１の半導体チップ２の実装面との間に圧力を加えつつ加熱を行う。本工程では、各構成部材同士が接触する位置まで加圧する。
【００８２】
次に、図１０（ｃ）に示すように、加熱により軟化した１段目第２の接着部材３５１が半導体チップ２の上面（主面に対向する面）と側面を覆って１段目第２の樹脂基材５１の開口部１０に充填され始めるとともに１段目第２の樹脂基材５１の第２の埋め込み導体９の突起部３１０の一部が１段目第１の接着部材２５１と１段目第２の接着部材３５１の両接着部材中に進入する。
【００８３】
続いて、図１０（ｄ）に示すように、１段目第１の接着部材２５１と１段目第２の接着部材３５１とが半導体チップ２を完全に覆って１段目第２の樹脂基材５１の開口部１０を埋め終えるとともに、１段目樹脂基板３ａに設けられた第２の埋め込み導体９の両端の突起部３１０が、それぞれ１段目第１の接着部材２５１と１段目第２の接着部材３５１の両接着部材を突き破って１段目第１の樹脂基板３１と第２の樹脂基板４に設けられた接続用ランド１３と機械的に接触する。これにより、これら接続用ランド１３と第２の埋め込み導体９との間の電気的接続が行われる。これと同時に１段目第１の樹脂基板３１と第２の樹脂基板４とが１段目第２の樹脂基材５１を介して積層接着され、多段構成の半導体モジュールが得られる。上述した本実施形態の半導体モジュール１の製造方法によれば、第２の樹脂基板を厚くしているので、半導体モジュール１を多段構成にする場合やマザーボードに実装する場合にも反りが生じにくくなるとともに、半導体チップ２が第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２で覆われるので耐湿性および機械環境信頼性のよい実装が可能となる。
【００８４】
なお、第１の接着部材１５１と第２の接着部材１５２とを開口部１０内に充填するには空気中で加圧・加熱すれば良いが、隙間無く完全に半導体チップ２を埋設するため真空中で加圧および加熱を行ってもよいし、あらかじめ樹脂基板に空気抜きの穴を設けることも有効である。
【００８５】
なお、図４（ｃ）、（ｄ）に示す、中央部分を厚くした接着部材を用いた場合には、厚みが均一な接着部材を用いる場合に比べて開口部１０をより確実に充填することができる。
【００８６】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る多段構成の半導体モジュール１００について、図１１から図１４を用いて説明する。
【００８７】
−半導体モジュールの構成−
図１１は、本実施形態の多段構成の半導体モジュール１００の全体構成を示す概略斜視図であり、図１２は、図１１に示すXII-XII線に沿って本実施形態の多段構成半導体モジュールを切断したときの断面図である。なお、これらの図においては、それぞれの厚みや長さ等は図面の作成上から実際の形状とは異なる。また、埋め込み導体や外部接続用の外部接続端子の個数や形状も実際の形状とは異なり、図示しやすい形状としている。これは、以後の図面でも同様である。なお、図１１および図１２において、第１の実施形態と同じ部材については図１および図２と同一の符号を付している。
【００８８】
本実施形態の多段構成の半導体モジュール１００が第１の実施形態の多段構成半導体モジュールと異なるのは、樹脂基板の積層工程でシート部材５の下面にあらかじめ接着された接着層（第２の接着部材）１５が設けられている点である。
【００８９】
図１１および図１２に示すように、本実施形態の半導体モジュール１００は、上面に半導体チップ２が実装された第１の樹脂基板３とシート部材５とを交互に積層することで形成されている。さらに、半導体モジュール１００においては、最下段に用いる樹脂基板（第２の樹脂基板４）の厚みを他の樹脂基板より厚くするとともに、第２の樹脂基板４の下面に外部接続端子となる半田ボール１７が設けられている。半導体モジュール１００は、これら第１の樹脂基板３、第２の樹脂基板４およびシート部材５を積層し、加熱と加圧により一体化した構造を有している。本実施形態の例では、半導体モジュール１００中に複数の第１の樹脂基板３がシート部材５と共に積層されている。また、本実施形態の半導体モジュール１００では、半導体チップ２の上面（裏面、すなわち主面に対向する面）および側面がシート部材５の一部である第１の接着部材１５１で覆われている。第２の接着部材が半導体チップ２を覆っていない点が第１の実施形態の半導体モジュールとは異なっている。
【００９０】
本実施形態の半導体モジュールの構造について、さらに詳細に説明する。
【００９１】
本実施形態の半導体モジュール１００に用いる第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４の構造は、第１の実施の形態と同様であるので、ここでは省略する。
【００９２】
次に、シート部材５は、中央領域に半導体チップ２を収容可能な開口部１０が形成された第２の樹脂基材１６と、第２の樹脂基材１６内の、第１の樹脂基板３に設けられた第１の埋め込み導体７と一致する位置に埋め込まれた導電性樹脂材料からなる第２の埋め込み導体９と、中央領域に半導体チップ２を収容し得る開口部１０が形成され、第２の樹脂基材１６の下面上に設けられた接着層１５と、第２の樹脂基材１６の上面上に配置され、中央部分が半導体チップ２の上面および側面を覆い、且つ開口部１０を充填する第１の接着部材１５１とを有している。
【００９３】
第１の接着部材１５１と接着層１５とは、共に加熱により軟化して接着性を生じる材料からなっており、互いに同一の材料で構成されていてもよい。
【００９４】
第２の埋め込み導体９は、その両端が第２の樹脂基材１６、第１の接着部材１５１および接着層１５表面から所定の高さ突き出た構造の突起部３１０を有している。また、この第２の埋め込み導体９は積層前には半硬化状態であり、積層後の加圧と加熱により圧縮されて硬化するとともに、第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４の第１の埋め込み導体７と主として機械的に接触することにより電気的接続を生じる。このシート部材５を構成する第２の樹脂基材１６の上面図は図５（ａ）と同様である。また、半導体モジュール１００において、第１の樹脂基板３の下面（実装面に対向する面）とシート部材５の上面とを接着する第１の接着部材１５１は、第１の実施形態の第１の接着部材１５１と同様であり、ここでは説明を省略する。なお、第１の接着部材１５１は、厚みが均一なものを用いてもよいし、中央部分のみ厚くなっているものを用いてもよい。
【００９５】
本実施形態の半導体モジュール１００は、以上のような構成となっている。なお、第１の樹脂基板３と第２の樹脂基板４を構成する第１の樹脂基材８、およびシート部材５を構成する第２の樹脂基材１６としては、ガラスエポキシ樹脂やアラミドエポキシ樹脂等の互いに同一の材料を使用してもよいが、第１の樹脂基板３と第２の樹脂基板４とは、例えばガラスエポキシ樹脂を用い、シート部材５は、例えばアラミドエポキシ樹脂を用いる等、異なる材料を用いてもよい。なお、両者の平面的な外形寸法は同一とする。さらに、シート部材５に設けられる第１の接着部材１５１と接着層１５とは、プリプレグ状のガラスエポキシ樹脂やアラミドエポキシ樹脂等からなっていてもよい。なお、平面的な外形寸法は樹脂基板と同一とする。
【００９６】
また、樹脂基板とシート部材５とを積層する前に、１段目第２の樹脂基材５１、２段目第２の樹脂基材５２、３段目第２の樹脂基材５３の接着層１５を備えない面（上面）に予め１段目第１の接着部材２５１、２段目第１の接着部材２５２、３段目第１の接着部材２５３が、それぞれ第２の埋め込み導体９の突起部３１０を除いて貼り付けられていてもよい（図示せず。符号は図９を参照）。
【００９７】
また、それぞれの第２の樹脂基材１６の下面に接着部材を配置し、上面に積層工程前から貼り付けられた接着層１５が設けられていてもよい（図示せず）。
【００９８】
上述した本実施形態の半導体モジュール１００は、第１の実施形態に係る半導体モジュール１とほぼ同じ効果を発揮する。すなわち、本実施形態の半導体モジュールによれば、最下層に配置された第２の樹脂基板４を第１の樹脂基板３よりも厚く形成しているので、モジュールを多段構成としたときでも反りを非常に小さくできる。その上、本実施形態の半導体モジュール１では、第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２が半導体チップ２の側面および上面を覆っているため、開口部１０内に配線材料を腐食させる水分、湿気、腐食性ガスなどが入りにくくなり、配線の断線による故障の発生を防ぐことができる。すなわち、本実施形態の半導体モジュール１は、従来の半導体モジュールに比べて耐湿性を高くなるとともに信頼性も向上している。そのため、半田ボール１７を使用したマザーボードへの実装において不良が発生しにくくなり、低コストで信頼性の高い半導体モジュールを実現することができる。
【００９９】
さらに、シート部材５を構成する剛性の高い第２の樹脂基材１６の厚みが半導体チップ２より厚く形成される場合には、製造時に半導体チップ２に加わる荷重を低減できるので、半導体チップ２自体と半導体チップ２と樹脂基板との接続部に不良が発生することを防ぐことができる。
【０１００】
−半導体モジュールの製造方法−
以下、それぞれ半導体チップ２が実装された第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４と樹脂基板の間に配置されたシート部材５とを積層一体化する工程について、図１３と図１４を用いて説明する。
【０１０１】
図１３（ａ）〜（ｇ）は、本実施形態の半導体モジュールに用いられるシート部材の製造方法を示す断面図であり、図１４は、図１１および図１２に示す本実施形態の半導体モジュールを分解して示した図である。
【０１０２】
まず、図１３（ａ）に示すように、本実施形態のシート部材５の第２の樹脂基材１６として、厚みが半導体チップ２より厚いガラス布エポキシ樹脂基板などを準備する。例えば、半導体チップ２の厚みが７５μｍである場合には、第２の樹脂基材１６の厚みを約１００μｍとすることが望ましい。
【０１０３】
次に、図１３（ｂ）に示すように、第２の樹脂基材１６の片面にガラスエポキシ樹脂やアラミドエポキシ樹脂によるプリプレグ接着層（接着層１５）を形成する。この接着層１５の厚みは２０μｍ以上とする。
【０１０４】
続いて、図１３（ｃ）に示すように、第２の樹脂基材１６の両面にポリイミドやＰＥＴ樹脂からなる耐熱性保護膜２０５を形成する。
【０１０５】
次に、図１３（ｄ）に示すように、第２の樹脂基材１６、接着層１５および耐熱性保護膜２０５の所定の位置にレーザーで貫通孔９０を形成する。また、これと同時に第２の樹脂基材１６の中央領域に半導体チップ２を収容し得るサイズの開口部１０を形成する。その後、耐熱性保護膜２０５を第２の樹脂基材１６および接着層１５から剥離する。
【０１０６】
次いで、図１３（ｅ）に示すように、第２の樹脂基材１６の上面および接着層１５の下面のうち、平面的に見て貫通孔９０と対応する位置上に孔を設けたマスキングフィルム２１を貼る。この孔は、第２の埋め込み導体９の突起部３１０を形成するためのものである。その後、例えばスクリーン印刷法で貫通孔９０に導電性ペーストを充填する。このとき、接着層１５が形成された面には、反対側の面に形成されたものより薄いマスキングフィルム２１を形成する。これにより、第２の埋め込み導体９の第２の樹脂基材１６の上面側の突起部３１０と第２の樹脂基材１６の下面側の突起部３１０の高さを同一にすることができる。ただし、突起部３１０の高さは第２の樹脂基材１６の両面側で必ずしも一致する必要はなく、互いに異なっていてもよい。
【０１０７】
次に、図１３（ｆ）に示すように、貫通孔９０およびマスキングフィルム２１の孔に充填された導電性ペーストを加圧しながら加熱することにより、導電性ペーストの充填密度を高くして該導電性ペーストを電気的に低抵抗化するとともに半硬化状態にする。
【０１０８】
次に、図１３（ｇ）に示すように、マスキングフィルム２１を第２の樹脂基材１６から剥がすと、シート部材５の片面に接着層１５を有する第２の樹脂基材１６が作製できる。なお、本工程の終了時には第２の埋め込み導体９は未だ半硬化状態であるので、加圧・加熱により圧縮されると同時に硬化する特性を有している。
【０１０９】
なお、半導体チップ２の各樹脂基板への実装方法、第２の樹脂基板４に半田ボール１７を接続する方法などは第１の実施形態と同じであるので、ここでは省略する。
【０１１０】
シート部材５を上記の構成にすることにより、第１の実施形態の半導体モジュールで得られた利点に加えて構成部品点数が削除でき、製造コストを削減することができる。
【０１１１】
次に、半導体チップ２が実装された第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４と、片面に接着層１５を備えた第２の樹脂基材１６と第１の接着部材１５１とで構成されるシート部材５とを積層し、一体化する工程について図１４を用いて説明する。図１４では、説明を容易にするために、３つの第１の樹脂基板３を１段目第１の樹脂基板３１、２段目第１の樹脂基板３２および３段目第１の樹脂基板３３と区別してよぶ。シート部材５を構成する第２の樹脂基材１６についても同様に、１段目第２の樹脂基材５１、２段目第２の樹脂基材５２および３段目第２の樹脂基材５３と区別してよぶ。また、第１の接着部材１５１についても同様に、１段目第１の接着部材２５１、２段目第１の接着部材２５２、３段目第１の接着部材２５３と区別してよぶ。
【０１１２】
図１４に示すように、最下段に第２の樹脂基板４を配置し、その上に１段目第２の樹脂基材５１、１段目第１の接着部材２５１、１段目第１の樹脂基板３１を順番に配置し、以降交互に２段目第２の樹脂基材５２、２段目第１の接着部材２５２、２段目第１の樹脂基板３２、３段目第２の樹脂基材５３、３段目第１の接着部材２５３、および３段目第１の樹脂基板３３を順に配置する。
【０１１３】
この時、複数の第１の樹脂基板３に実装された半導体チップ２のそれぞれと、第２の樹脂基板４に実装された半導体チップ２とが、平面的に見て互いにオーバーラップするように配置する。そして、第２の樹脂基材１６の開口部１０に半導体チップ２が収容されるように、各第１の樹脂基板３と第２の樹脂基板４とを配置する。また、それぞれの第１の樹脂基板３と第２の樹脂基板４の接続用ランド１３とが、シート部材５に設けられた第２の埋め込み導体９の突起部３１０と正確に接続されるように位置合せを行う。
【０１１４】
このような配置で樹脂基板およびシート部材５を積層して、各部材を密着させた後、大気中で積層体に対して加熱および加圧を行う。これにより、１段目から３段目までに設けられた各第１の接着部材１５１および各第２の樹脂基材１６の片面に設けた接着層１５が軟化し、第２の樹脂基板４と１段目第１の樹脂基板３１から３段目第１の樹脂基板３３までの各樹脂基板とを接着する。さらに、第２の樹脂基板４と１段目第１の樹脂基板３１から３段目第１の樹脂基板３３までの各接続用ランド１３とを接続する。この際に、第２の埋め込み導体９の突起部３１０が第２の樹脂基材１６の片側に配置されて軟化している第１の接着部材１５１を突き抜けて第１の埋め込み導体７と機械的に接触して電気的接続が形成される。また、これと同時に、第１の接着部材１５１が流動して第２の樹脂基材１６の開口部１０内に注入され、開口部１０内に配置される半導体チップ２の上面および側面を覆うとともに開口部１０に第１の接着部材１５１が充填される。
【０１１５】
すなわち、加圧・加熱することにより、第１の接着部材１５１が軟化するとともに半硬化状の導電性ペーストが圧縮されて貫通孔中に密に充填される。また、接続用ランド１３との良好な接触が生じ、低抵抗の接続が形成される。所定時間、加圧および加熱を行った後に半導体モジュールを冷却して取り出せば、半導体チップ２が第１の接着部材１５１で覆われて積層一体化された多段構成の半導体モジュールが得られる。
【０１１６】
上述した本実施形態の半導体モジュール１００の製造方法によれば、第２の樹脂基板４を厚くしているので、多段構成の半導体モジュール１としたとき、およびマザーボードに実装するときにもそりが生じにくくなるとともに、半導体チップ２が第１の接着部材１５１で覆われるので耐湿性および機械環境信頼性を従来の半導体モジュールよりも向上させることができる。
【０１１７】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る多段構成の半導体モジュール１１０について、図１５から図１８を用いて説明する。
【０１１８】
図１５は、第３の実施形態に係る半導体モジュールの全体構成を示す概略斜視図であり、図１６は、図１５に示すXVI-XVI線に沿って本実施形態の半導体モジュールを切断したときの断面図である。第１の実施形態および第２の実施形態に係る半導体モジュールと同一の部材には図１、２および図１１、１２と同一の符号を付しており、詳しい説明は省略する。
【０１１９】
−半導体モジュールの構造−
図１５および図１６に示すように、本実施形態の半導体モジュール１１０は、半導体チップ２が実装された第２の樹脂基板４と、半導体チップ２を収容する開口部１０が形成されたシート部材５と半導体チップ２が実装された第１の樹脂基板３とが交互に複数回積層されてなり、第２の樹脂基板４上に配置された積層体とを備えている。樹脂基板の中で最下段に配置された第２の樹脂基板４は、第１の樹脂基板３よりも厚くなっている。また、第２の樹脂基板４の下面には、マザーボード（図示せず）に接続するための外部接続端子となる半田ボール１７が設けられている。そして、第２の樹脂基板４および第１の樹脂基板３はシート部材５の一部である接着層１５によって接着され、一体化されている。
【０１２０】
本実施形態の半導体モジュール１１０の特徴は、開口部１０内に配置された各半導体チップ２の上面（裏面）および側面が、接着層１５よりも低温で軟化する低応力樹脂３２０で覆われており、開口部１０内が低応力樹脂３２０により充填されていることにある。
【０１２１】
本実施形態の半導体モジュールの構造について、さらに詳細に説明する。
【０１２２】
本実施形態の半導体モジュール１１０に用いる第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４の構造は、第１の実施の形態と同様でありここでは省略する。
【０１２３】
次に、シート部材５は、中央領域に半導体チップ２を収容可能な開口部１０が形成された第２の樹脂基材１６と、第２の樹脂基材１６内の、第１の樹脂基板３に設けられた第１の埋め込み導体７と一致する位置に埋め込まれた導電性樹脂材料からなる第２の埋め込み導体９と、中央領域に半導体チップ２を収容し得る開口部１０が形成され、第２の樹脂基材１６の上面および下面上に設けられた接着層１５とを有している。
【０１２４】
また、上述のように、半導体チップ２のうち最上段に配置されたものを除く半導体チップ２の上面および側面は、低応力樹脂３２０によって覆われている。低応力樹脂３２０は、接着層１５よりも低温で軟化し、且つ常温での剛性が接着層１５よりも小さい材料からなる。低応力樹脂３２０の材料としては、例えばエポキシ樹脂やブタジエン系樹脂、およびこれらの樹脂を他の低温軟化型低応力樹脂を用いて変成した樹脂などが用いられる。低応力樹脂３２０は、積層工程においてシート部材５上に配置される。積層前のシート部材５では、低応力樹脂３２０の厚みは、第２の樹脂基材１６の厚みより薄くすることが好ましい。
【０１２５】
また、シート部材５のうち第２の埋め込み導体９は、その両端が第２の樹脂基材１６および接着層１５から突き出た突起部３１０となっており、製造時の積層工程前には半硬化状態となっている。第２の埋め込み導体９は、製造工程において加熱および加圧されることにより第１の埋め込み導体７と機械的に接触し、第１の埋め込み導体７および半導体チップ２上に設けられた半導体素子などと電気的に接続される。なお、本実施形態のシート部材５を構成する第２の樹脂基材１６は、図５（ａ）に示す第１の実施形態の第２の樹脂基材と同じである。
【０１２６】
以上の構成により、本実施形態の半導体モジュール１１０では、樹脂基板に実装された半導体チップ２に加わる応力を低減することができるので、半導体チップ２内での断線や接続不良の発生、および半導体チップ２と樹脂基板との間の接続不良の発生などを防ぐことができる。
【０１２７】
なお、第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４を構成する第１の樹脂基材８およびシート部材５を構成する第２の樹脂基材１６は、ガラスエポキシ樹脂やアラミドエポキシ樹脂等の互いに同一の材料から構成されていてもよい。また、例えば第１の樹脂基板３と第２の樹脂基板４の材料をガラスエポキシ樹脂とし、シート部材５の材料をアラミドエポキシ樹脂とする等、これらの部材を互いに異なる材料で構成してもよい。なお、各樹脂基板とシート部材５の平面的な外形寸法は同一とする。さらに、シート部材５の第２の樹脂基材１６と第１の樹脂基板３もしくは第２の樹脂基板４との接着にプリプレグ状のガラスエポキシ樹脂やアラミドエポキシ樹脂等からなる接着層１５を用いてもよい。
【０１２８】
−半導体モジュールの製造方法−
以下、それぞれ半導体チップ２が実装された第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４と樹脂基板の間に配置されたシート部材５とを積層一体化する工程について、図１７と図１８を用いて説明する。
【０１２９】
図１７（ａ）〜（ｇ）は、本実施形態の半導体モジュールに用いられるシート部材の製造方法を示す断面図であり、図１８は、図１５および図１６に示す本実施形態の半導体モジュールを分解して示した図である。
【０１３０】
まず、図１７（ａ）に示すように、本実施形態のシート部材５に用いられる第２の樹脂基材１６として、厚みが半導体チップ２より厚いガラス布エポキシ樹脂基板などを準備する。例えば、半導体チップ２の厚みが７５μｍである場合には、第２の樹脂基材１６の厚みを約１００μｍとすることが望ましい。
【０１３１】
つぎに、図１７（ｂ）に示すように、第２の樹脂基材１６の両面にガラスエポキシ樹脂やアラミドエポキシ樹脂を用いて作製されたプリプレグ接着層（接着層１５）を形成する。この接着層１５の厚みは２０μｍ以上とする。
【０１３２】
次に、図１７（ｃ）に示すように、第２の樹脂基材１６の両面にポリイミドやＰＥＴ樹脂からなる耐熱性保護膜２０５を形成する。
【０１３３】
次に、図１７（ｄ）に示すように、第２の樹脂基材１６、接着層１５および耐熱性保護膜２０５の所定の位置にレーザーで貫通孔９０を形成する。また、これと同時に第２の樹脂基材１６の中央領域に半導体チップ２を収容し得るサイズの開口部１０を形成する。その後、耐熱性保護膜２０５を接着層１５から剥離する。
【０１３４】
次に、図１７（ｅ）に示すように、第２の樹脂基材１６両面に形成された接着層１５の上に、平面的に見て貫通孔９０とオーバーラップする位置に孔が形成されたマスキングフィルム２１を貼る。この孔は、第２の埋め込み導体９の突起部３１０を形成するためのものである。その後、例えばスクリーン印刷法で貫通孔９０に導電性ペーストを充填する。      
【０１３５】
次に、図１７（ｆ）に示すように、貫通孔９０およびマスキングフィルム２１の孔に充填された導電性ペーストを加圧しながら加熱することにより、充填密度を高くして該導電性ペーストを電気的に低抵抗化するとともに半硬化状態にする。
【０１３６】
最後に、図１７（ｇ）に示すように、マスキングフィルム２１を第２の樹脂基材１６から剥がすと、シート部材５の両面に接着層１５を有する第２の樹脂基材１６が作製できる。なお、本工程の終了時には第２の埋め込み導体９は未だ半硬化状態であるので、加圧・加熱により圧縮されると同時に硬化する特性を有している。
【０１３７】
なお、半導体チップ２の各樹脂基板への実装方法、第２の樹脂基板４に半田ボール１７を接続する方法などは第１の実施形態と同じであるので、ここでは省略する。
【０１３８】
シート部材５を上記の構成とすることにより、図４（ａ）〜（ｄ）に示すような接着部材を用いずに半導体モジュールを形成することができる。この場合、形状が半導体チップ２の形状に近い接着部材を別途設けていることにより、第１の実施形態の半導体モジュールに比べて接着部材を簡単に作成することができる。そのため、第１の実施形態の半導体モジュールで得られた利点に加えて接着部材の製造が容易となり、半導体モジュールの製造コストを削減することができる。
【０１３９】
次に、半導体チップ２が実装された第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４と、両面に接着層１５を備えた第２の樹脂基材１６と低応力樹脂３２０とで構成されるシート部材５とを積層し、一体化する工程について図１８を用いて説明する。図１８では、説明を容易にするために、３つの第１の樹脂基板３を１段目第１の樹脂基板３１、２段目第１の樹脂基板３２および３段目第１の樹脂基板３３とそれぞれ区別してよぶ。３箇所に設けられた低応力樹脂３２０も１段目低応力樹脂４１、２段目低応力樹脂４２および３段目低応力樹脂４３と、それぞれ区別してよぶ。シート部材５に用いられる第２の樹脂基材１６についても同様に、１段目第２の樹脂基材５１、２段目第２の樹脂基材５２および３段目第２の樹脂基材５３と、それぞれ区別してよぶ。
【０１４０】
図１８に示すように、最下段に第２の樹脂基板４を配置し、その上に１段目第２の樹脂基材５１、１段目低応力樹脂４１、１段目第１の樹脂基板３１を順番に配置し、以降交互に２段目第２の樹脂基材５２、２段目低応力樹脂４２、２段目第１の樹脂基板３２、３段目第２の樹脂基材５３、３段目低応力樹脂４３および３段目第１の樹脂基板３３を配置する。
【０１４１】
この時、複数の第１の樹脂基板３に実装された半導体チップ２のそれぞれと、第２の樹脂基板４に実装された半導体チップ２とが、平面的に見て互いにオーバーラップするように配置する。そして、第２の樹脂基材１６の開口部１０に半導体チップ２が収容されるように、各第１の樹脂基板３と第２の樹脂基板４とを配置する。
【０１４２】
次に、開口部１０内に収納された半導体チップ２の上に、平面サイズが開口部１０よりも小さく、接着層１５よりも低温で軟化し、接着層１５よりも剛性が低い材料からなるシート状の低応力樹脂３２０を載置する。
【０１４３】
そして、順次次の段の第１の樹脂基板３と第２の樹脂基板４と低応力樹脂３２０とを配置する。また、それぞれの第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４の接続用ランド１３が、第２の樹脂基材１６に埋め込まれた第２の埋め込み導体９の突起部３１０と正確に接続されるように位置合せを行う。
【０１４４】
このような配置で樹脂基板およびシート部材５を積層して、各部材を密着させた後、大気中で積層体に対して加熱および加圧を行う。これにより、まず１段目から３段目までに設けられた低応力樹脂３２０が軟化し、続いて各樹脂基材の両面に接触された接着層１５が軟化する。これによって、第２の樹脂基板４と１段目第１の樹脂基板３１から３段目第１の樹脂基板３３までが隣接する第２の樹脂基材に接着される。さらに、第２の樹脂基板４と１段目第１の樹脂基板３１から３段目第１の樹脂基板３３までの接続用ランド１３と、第２の埋め込み導体９の突起部３１０とが機械的に接触して電気的接続が行われる。また、これと同時に、低応力樹脂３２０が流動して開口部１０内に配置される半導体チップ２の上面および側面を覆うとともに、開口部１０に低応力樹脂３２０が充填される。
【０１４５】
すなわち、加圧・加熱することにより、接着層１５が軟化するとともに半硬化状の導電性ペーストが圧縮されて貫通孔中に密に充填される。また、接続用ランド１３との良好な接触が生じ、低抵抗の接続が達成される。所定時間、加圧および加熱を行った後に半導体モジュールを冷却して取り出せば、半導体チップ２が低応力樹脂３２０で覆われ、且つ半導体チップを搭載した複数の樹脂基板積層を一体化した多段構成の半導体モジュールが得られる。
【０１４６】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る多段構成の半導体モジュールについて、図１９を用いて説明する。図１９は、第４の実施形態に係る半導体モジュールの全体構成を示す断面図である。
【０１４７】
同図に示すように、本実施形態の半導体モジュール１２５は、最上段に配置された第１の樹脂基板３と最下段に配置された第２の樹脂基板４とに実装した半導体チップ２ａ、２ｄが、他の第１の樹脂基板３に実装された半導体チップ２ｂ、２ｃに比べて厚いことが特徴である。これに伴い、本実施形態の半導体モジュール１２５ではシート部材５のうち、下段側のシート部材５ａの厚みも厚くなっている。これ以外の点については、第１の実施形態から第３の実施形態に係る半導体モジュール１、１００、１１０と同じであるので説明を省略する。
【０１４８】
半導体モジュール１２５を上記の構成とすることにより、半導体チップ２ａ、２ｄの剛性が大きくなるのでモジュール化するときに反りを抑制することができる。また、加圧・加熱時に圧力が加わりやすい上段面と下段面の半導体チップ２ａ、２ｄを厚くしているので、半導体素子に圧力が加わってもクラック等を生じにくく、かつ耐湿性の高い多段構成の半導体モジュール１２５を実現することができる。
【０１４９】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る多段構成の半導体モジュール１３０について、図２０を用いて説明する。図２０は、第５の実施形態に係る半導体モジュール１３０の構成を示す断面図である。
【０１５０】
図２０に示すように、本実施形態の半導体モジュール１３０は、第１の実施形態から第３の実施形態までの半導体モジュール１に対して、さらにモジュールの最上段に第１の樹脂基板３と平面的大きさが同じ剛性板２２を貼り合わせた構成を特徴とする。
【０１５１】
すなわち、本実施形態の半導体モジュール１３０は、第１から第３の実施形態の半導体モジュールに、樹脂基板のうち最上段に設けられた第１の樹脂基板３の上に貼り付けられ、平面的に見て第１の樹脂基板３と同じ外形を有する樹脂基材２３と、樹脂基材２３上に貼り付けられ、第１の樹脂基板３と同じ外形を有し、熱伝導率が第１の樹脂基材８および第２の樹脂基材１６よりも大きな剛性板２２とをさらに備えている。
【０１５２】
樹脂基材２３と剛性板２２とを貼り付ける方法として、樹脂基板とシート部材５とを積層する工程において、樹脂基材２３と剛性板２２とを他の部材と共に積層しておき加圧・加熱により他の部材と同時に一体化することができる。あるいは、第１〜第３の半導体モジュールを作製した後に、樹脂基材２３および剛性板２２を貼り付けてもよい。
【０１５３】
剛性板２２は、銅、鉄、アルミニウム、４２アロイのように剛性が大きく、かつ熱伝導率の大きい金属で構成されていてもよいし、ジルコニアのようなセラミック材料、金属粉を含むプラスチック等で構成されていてもよい。
【０１５４】
さらに、例えば第１の実施形態に係る半導体モジュール１に生じる反りを測定し、この反りをキャンセルするように剛性板２２の材料や厚さを選択することもできる。あるいは、一定条件で半導体モジュールを作製する場合に、決まった方向に反りが生じることが予め分かっていれば、加圧・加熱するときに反りをキャンセルできるように設計した剛性板２２を最上段に配置してから一緒に加圧・加熱してもよい。反りをキャンセルさせるためには、反り方向に応じて熱膨張係数の異なる材料と厚みを計算により求めればよい。これにより、反りを最小限に抑えた半導体モジュールを作製することができ、マザーボードと半田ボール１７との接続不良の発生を抑えることができる。
【０１５５】
このように、本実施形態の半導体モジュール１３０では、モジュール全体の反りが抑えられている上、剛性板２２が設けられることによって加熱時のシート部材や樹脂基板に均一に熱が加わるようにすることができる。
【０１５６】
なお、半導体モジュール１３０内の半導体チップ２の厚みは全て同一であってもよいが、第２の樹脂基板４に実装された半導体チップ２を第１の樹脂基板３に実装された半導体チップ２よりも厚くすることもできる。この場合、モジュールの上部が剛性板２２によって補強されるとともに、モジュールの下部も厚い半導体チップ２によって補強されるので、半導体モジュールの反りをさらに効果的に低減することが可能となる。
【０１５７】
図２１は、本実施形態に係る多段構成の半導体モジュール１３０の変形例を示す断面図である。
【０１５８】
本変形例の半導体モジュール１４０は、第１の実施形態から第３の実施形態までの半導体モジュール１、１００、１１０の最上段に配置される半導体チップ２が実装された第１の樹脂基板３に代えて、シート部材５に貼り合わされた剛性板２２を備えていることが特徴である。この場合、剛性板２２は、少なくとも表層部分が絶縁性を有するように設ける。この構成においても、反りをキャンセルする特性を有する材料を選択して剛性板２２として用いることができる。
【０１５９】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係る多段構成の半導体モジュール１７０について、図２２を参照して説明する。図２２は、第６の実施形態に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。
【０１６０】
本実施形態の半導体モジュール１７０において、中央段に配置された第１の樹脂基板３ａ、３ｂの第１の埋め込み導体７ａの径が、樹脂基板のうち最上段に配置された第１の樹脂基板３ｃおよび第２の樹脂基板４にそれぞれ設けられた第１の埋め込み導体７ｂの径よりも大きくなっている。
【０１６１】
さらに、中央段のシート部材５ｃの第２の埋め込み導体９ａの径も、（樹脂基板のうち）最下段に配置された第２の樹脂基板４の上に配置されるシート部材５ｂ、最上段に配置された第１の樹脂基板３ｃの下に配置されるシート部材５ｄにそれぞれ設けられた第２の埋め込み導体９ｂの径に比べて大きくなっている。
【０１６２】
各部材を積層して加熱および加圧する際、中央段付近のシート部材５や第１の樹脂基板３には圧力が加わりにくく、第１の埋め込み部材７や第２の埋め込み部材９を十分圧縮できない場合があった。本実施形態の半導体モジュールによれば、第１の樹脂基板３とシート部材５とを交互に積層し、最下段に第２の樹脂基板４を配置して、加熱と加圧によりこれらの部材を一体化する際に、中央段を含む埋め込み導体全体の電気抵抗を均一にすることができる。そのため、半導体モジュールの上段側および下段側に比べて半導体モジュールの中段部分への加圧や加熱が不十分になる場合が生じても、中段部分に設けられた埋め込み導体の抵抗を低くすることができる。また、これまでの実施形態の半導体モジュールと同様に半導体チップ２の上面および側面が接着層あるいは接着部材などで覆われているので、本実施形態の半導体モジュール１７０は、高い耐湿性を実現することができる。
【０１６３】
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態に係る多段構成半導体モジュールについて、図２３から図２５を参照して説明する。
【０１６４】
図２３（ａ）、（ｂ）は、第７の実施形態に係る半導体モジュールに用いられる第１の樹脂基板の上面および下面を示す図である。ここで、第１の樹脂基板３００の上面は、半導体チップ２が搭載される面である。
【０１６５】
本実施形態の半導体モジュールは、図２３に示すように、第１の樹脂基板３００および第２の樹脂基板（図示せず）のうち、半導体チップ２００が実装される中央領域に集中して半導体素子接続端子１１０が設けられていることが特徴である。
【０１６６】
この配置に伴い、半導体素子接続端子１１０と接続用ランド１３１とを接続する配線１２０も第１の実施形態の半導体モジュール１で形成された配線とは異なっている。すなわち、図２３（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の半導体モジュールでは、配線１２０が樹脂基板の上面および下面の両側に形成されることで、半導体素子接続端子１１０をファインピッチとしながら、配線１２０が比較的粗いピッチで形成されている。
【０１６７】
図２４（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の第１の樹脂基板に実装される半導体チップ２００の平面図、および（ａ）に示す第１の樹脂基板のXXIVb-XXIVb線に沿った半導体チップの断面図である。同図に示すように、半導体チップ２００の中央部に集中的に電極バンプ２８０が配置されており、長手方向の両端部に互いに高さの等しい補助突起３３０が設けられている。
【０１６８】
図２５は、この半導体チップ２００を第１の樹脂基板３００上に実装した状態を示す断面図である。本実施形態の半導体チップ２００を第１の樹脂基板３００上に実装した状態を示す断面図である。同図に示すように、半導体チップ２００を実装する際には、第１の樹脂基板３００上に半導体チップ２００を配置し、電極バンプ２８０と半導体素子接続端子１１０とを半田または導電性接着剤により接合する。この位置合せを行なうときに半導体チップ２００の補助突起３３０があるため、半導体チップ２００は傾くことがなく、第１の樹脂基板３００との平行度を良好に保持した状態で接合することができる。さらに、この補助突起３３０を有することにより、半導体チップ２００に荷重が加わってもクラック等の発生を防止することができる。
【０１６９】
実装後、第１の樹脂基板３００と半導体チップ２００との隙間に無機フィラーを含んだ液状樹脂２４０を充填して封止する。第１の樹脂基板３００の半導体素子接続端子１１の近傍に予め貫通孔２５０を形成しておけば、実装後に裏面側から液状樹脂２４０を容易に注入することができる。なお、半導体チップ２００の、補助突起３３０に対応する位置にダミー電極１４０を設けておけば、半導体チップ２００と第１の樹脂基板３００との平行度をより良好に保持することができる。また、液状樹脂２４０による封止は必ずしも必要ではなく省略することもできる。あるいは、液状樹脂２４０で封止し、さらに柔軟性のある樹脂材料を用いて補助突起３３０を含めた周辺部を封止してもよい。柔軟性を有する材料を用いれば、線膨張係数の差異による応力を吸収することができる。
【０１７０】
なお、第１の樹脂基板３００は、第１の樹脂基材８０上に半導体素子接続端子１１０、接続用ランド１３１、配線１２０、ダミー電極１４０および第１の埋め込み導体７を有している。この第１の樹脂基板３００、あるいは第１の樹脂基板３００と同様にして作製した第２の樹脂基板（図示せず）と、この配置に対応する形状としたシート部材とを交互に積層して、加熱と加圧により一体化すると、本実施形態の半導体モジュールが完成する（図示せず）。
【０１７１】
このようにして作製した本実施形態の多段構成の半導体モジュールは、半導体チップ２００と第１の樹脂基板３００および第２の樹脂基板（図示せず）との接合部の面積が小さく、且つ集中して配置されているので、半導体チップ２００と第１の樹脂基板３００（または第２の樹脂基板）との線膨張率の差により生じるバイメタル構造の反りを有効に抑制することができる。
【０１７２】
（第８の実施形態）
本発明の第８の実施形態に係る多段構成の半導体モジュールについて、図２６を参照して説明する。図２６は、本実施形態の半導体モジュールに用いられる第１の樹脂基板４００の平面図である。
【０１７３】
同図に示すように、本実施形態の半導体モジュールでは、半導体チップ２上に設けられた電極バンプと接続する第１の埋め込み導体１３２の径を他の第１の埋め込み導体７に比べて大きく形成していることが特徴である。ここで、電極バンプはあらかじめ設定されているものであり、例えば半導体チップ２の高速動作（例えば１００ＭＨｚ以上のデジタル信号のやりとり）が要求される入出力端子や電源端子、接地端子、アナログ端子等のことである。これらの端子は抵抗を低減するとともにインピーダンスを下げて安定化した線路を形成する必要がある。一方、電極バンプおよびこれに接続される配線は高密度に配置する必要があるので、他の端子については信号特性に合わせてできる限り配線、ビア径を小さくする必要がある。ここでは半導体チップ２００の高速動作が要求される入出力端子や電源、接地端子、アナログ端子等に接続される電送線路を構成する第１の埋め込み導体（図示せず）の径と、その周囲に形成する接続用ランド１３１の径を大きくしている。
【０１７４】
また、図示していないが、これに対応するシート部材の第２の埋め込み導体の径も大きくしている。このような構成の第１の樹脂基板４００と第２の樹脂基板４およびシート部材５とを、第１の実施形態の製造方法と同様にして積層し、加圧・加熱すれば、本実施形態の多段構成半導体モジュール（図示せず）が得られる。
【０１７５】
本実施形態の半導体モジュールによれば、半導体チップ２００の入出力端子を介して処理される信号の中で、高速動作の信号を送受信する電送線路や、アナログ信号を送受信する電送線路を必要とする場合、電送線路の一部を構成する第１の埋め込み導体および第２の埋め込み導体の径を大きくしているので電気信号を安定に送受信することができる。特に積層構成では積層された樹脂基板やシート部材の各々で、埋め込みのための穴径、導体径が異なるおそれや、埋め込み導体部での接合が不完全となるおそれ、反りによって接続抵抗がばらつくおそれなどがある。そのため、各層間でインピーダンスのばらつきや不整合による信号の反射が生じ、特性変動を生じる可能性があるが、本実施形態の半導体モジュールによれば、このような不具合を防止することができる。さらに、電送線路の抵抗成分を小さくできるので、ジュール熱によるモジュール内部の発熱を抑制することができる。
【０１７６】
なお、第１の実施形態から第８の実施形態までは、第１の樹脂基板４００としてガラスエポキシ樹脂等を用いる例を主体にして説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１の樹脂基板４００や第２の樹脂基板４の第１の樹脂基材８、あるいはシート部材５の第２の樹脂基材１６として、７０重量％〜９５重量％の無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物を用いてもよい。このような材料を用いることにより、樹脂基板の熱膨張係数を半導体チップに近づけることができるので、そりの抑制に効果的である。
【０１７７】
（第９の実施形態）
以下、本発明の第９の実施形態に係る多段構成の半導体モジュール１６０について、図２７から図２９を用いて説明する。
【０１７８】
図２７は、本実施形態の多段構成の半導体モジュール１６０の断面図である。なお、これらの図においては、それぞれの厚みや長さ等は図面の作成上から実際の形状とは異なる。また、埋め込み導体や外部接続用の外部接続端子の個数や形状も実際の形状とは異なり、図示しやすい形状としている。
【０１７９】
本実施形態の半導体モジュール１６０は、半導体チップ２１０が実装された第１の樹脂基板３とシート部材５とを交互に積層することで形成されている。さらに、半導体モジュール１においては、最下段に用いる樹脂基板（第２の樹脂基板４）の厚みを他の樹脂基板より厚くするとともに、第２の樹脂基板４の下面に外部接続端子となる半田ボール１７が設けられている。
【０１８０】
各シート部材５は、その中央部に半導体チップ２１０を収容する開口部１０が形成された第２の樹脂基材１６と、第２の樹脂基材１６の上面に形成され、中央領域で樹脂封止された半導体チップ２１０の側面および上面を覆う第１の接着部材１５１と、第２の樹脂基材１６の下面に形成され、中央領域で第１の接着部材１５１と融着されるとともに樹脂封止された半導体チップ２１０の側面および上面を覆う第２の接着部材１５２と、第２の樹脂基材１６、第１の接着部材１５１および第２の接着部材１５２をそれぞれ貫通する第２の埋め込み導体９とを有している。
【０１８１】
第１の樹脂基板３の各々は、第１の樹脂基材８と、例えば第１の樹脂基材８の上面に形成され、半導体チップ２１０の主面に接続される複数の半導体素子接続端子（図示せず）と、第１の樹脂基材８の周辺部に設けられ、第１の樹脂基材８を貫通する複数の第１の埋め込み導体７と、第１の樹脂基材８の両面上に設けられ、且つ第１の埋め込み導体７の両端に設けられた複数の接続用ランド１３と、所定の半導体素子接続端子と接続用ランド１３および第１の埋め込み導体７とを接続する複数の配線１２とを有している。また、第２の樹脂基板４の両面にも接続用ランド１３が設けられ、第２の樹脂基板４の上面には、配線１２、半導体素子接続端子が第１の樹脂基板３の上面と同様に設けられている。
【０１８２】
本実施形態の半導体モジュール１６０の特徴は、半導体チップ２１０の裏面が絶縁性の固着剤６２によって第１の樹脂基板３および第２の樹脂基板４上に接着されるとともに、半導体チップ２１０の主面が金属細線６０によって半導体素子接続端子に接続されていることにある。半導体チップ２１０の主面および金属細線６０は、開口部１０より平面サイズが小さく、且つ第２の樹脂基材１６よりも薄い封止樹脂６６によって封止されている。後述するように、半導体チップ２１０は、従来のダイボンディング方式とワイヤーボンディング方式によって樹脂基板上に実装される。
【０１８３】
なお、本実施形態の半導体モジュール１６０では、第１の実施形態で説明したようなシート部材の他、第２の実施形態や第３の実施形態で説明したシート部材を用いることもできる。なお、接着部材や樹脂基材の材質や構造などは第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１８４】
このように、本発明の半導体モジュールの構造は、半導体チップ２１０が樹脂基板上の端子に金属細線６０を用いて接続される場合にも適用することができる。
【０１８５】
次に、樹脂基板上に搭載され、樹脂封止された半導体チップ２１０形成する工程について図２８を用いて説明する。図２８（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の半導体モジュールのうち、樹脂封止された半導体チップ２１０を有する第１の樹脂基板３の製造方法を示す断面図である。
【０１８６】
まず、図２８（ａ）に示すように、半導体素子接続端子１１、配線１２、接続用ランド１３、第１の埋め込み導体７等を有する第１の樹脂基板３を準備する。
【０１８７】
次に、図２８（ｂ）に示すように、第１の樹脂基板５および第２の樹脂基板４の上面の中央領域に絶縁性の固着剤６２を塗布し、半導体チップ２１０を載置する。その後、加熱によりダイボンディングする。続いて、従来のワイヤーボンディング方式で半導体チップ２１０主面上の端子と第１の樹脂基板５上の半導体素子接続端子１１とを金、銅、アルミニウム等からなる金属細線６０で接続する。
【０１８８】
次に、図２８（ｃ）に示すように、半導体チップ２１０、金属細線６０、半導体素子接続端子１１を収容可能なキャビティーを備えた樹脂成形金型６４を第１の樹脂基板５面に押し当てる。なお、本工程では、樹脂成形金型６４や第１の樹脂基板５を封止樹脂６６が溶融する温度に保持しておく。
【０１８９】
次に、図２８（ｄ）に示すように、封止樹脂６６を樹脂成形金型６４のキャビティー内に注入する。注入完了後、一定時間保持して封止樹脂６６が固まった後、樹脂成形金型６４を開く。これにより、本実施形態の半導体モジュール１６０に用いられる第１の樹脂基板５を得ることができる。
【０１９０】
なお、本実施形態の半導体モジュール１６０の変形例として、半導体チップ２１０および金属細線６０を樹脂成形金型６４に代えて、液状封止樹脂６８によって封止する方法を採ってもよい。
【０１９１】
以下に、本実施形態の半導体モジュール１６０の変形例に用いられる、封止された半導体チップ２１０を搭載する第１の樹脂基板３ａを形成する工程について、図２９を用いて説明する。図２９（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の半導体モジュールの変形例に用いられる、半導体チップ２１０が搭載された第１の樹脂基板３ａの製造方法を示す断面図である。
【０１９２】
図２９（ａ）、（ｂ）に示す工程は、上記図２８（ａ）、（ｂ）に示す工程と同一であるため、説明を省略する。
【０１９３】
次に、図２９（ｃ）に示すように、シリンジに入れた適正粘度の液状封止樹脂６８を圧力と時間を調整してニードル先端から吐出することにより、半導体チップ２１０、金属細線６０、半導体素子接続端子１１が液状封止樹脂６８で覆われる。この際に、吐出される液状封止樹脂６８の量は、封止体が第２の樹脂基材１６の開口部１０面積より小さく、該封止体の厚みが第２の樹脂基材１６より薄くなる量とする。
【０１９４】
次いで、図２９（ｄ）に示すように、塗布された液状封止樹脂６８が確実に硬化する温度と時間で液状封止樹脂６８を加熱硬化する。このようにして本変形例の半導体モジュールを構成する第１の樹脂基板３ａを得ることができる（半導体モジュールは図示せず。）。
【０１９５】
このように、第１の樹脂基板３上に搭載される半導体チップ２１０や金属細線６０を予め金型封止やポッティング封止でプリモールドすることにより、半導体モジュールの反りを小さくすることができる上、半導体チップ２１０に荷重が加わってもクラック等の発生を防止することができる。また、これまでに説明した実施形態の半導体モジュールと同様に、本実施形態の半導体モジュールは、耐湿性に優れている。
【産業上の利用可能性】
【０１９６】
本発明の多段構成半導体モジュールは、そりを抑制して、マザーボードに対して歩留まりよく接合できるので、携帯電話やデジタルカメラ等の各種電子装置の小型化、高機能化に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体モジュールの全体構成を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示すII-II線に沿って第１の実施形態に係る半導体モジュールを切断したときの断面図である。
【図３】（ａ）は、第１の実施形態に係る半導体モジュールに用いられる樹脂基板を上面側から見た場合の概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すIIIa-IIIa線に沿って第１の実施形態の樹脂基板を切断したときの断面図であり、（ｃ）は、第１の実施形態の樹脂基板を下面側から見た場合の概略平面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体モジュールに用いられるシート部材のうち接着部材の一例を示す平面図、およびIVb-IVb線で切断した場合の当該接着部材を示す断面図である。また、図４（ｃ）、（ｄ）は、第１の実施形態に係る接着部材の別例を示す平面図、およびIVd-IVd線で切断した場合の第１の実施形態に係る当該接着部材を示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第１の実施形態に係るシート部材のうち第２の樹脂基材を示す平面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体モジュールに搭載される半導体チップの製造方法の一例を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体モジュールに用いられる樹脂基板の作製方法を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施形態に係る半導体モジュールに用いられるシート部材の作製方法を示す断面図である。
【図９】図１に示す第１の実施形態に係る半導体モジュールを分解して示した図である。
【図１０】第１の実施形態に係る半導体モジュールの製造工程において、第１の接着部材および第２の接着部材が半導体チップの側面および上面を覆う様子を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る多段構成の半導体モジュールの全体構成を示す概略斜視図である。
【図１２】図１１に示すXII-XII線に沿って第２の実施形態の半導体モジュールを切断したときの断面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｇ）は、第２の実施形態に係る半導体モジュールに用いられるシート部材の製造方法を示す断面図である。
【図１４】図１１および図１２に示す第２の実施形態に係る半導体モジュールを分解して示した図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る半導体モジュールの全体構成を示す概略斜視図である。
【図１６】図１５に示すXVI-XVI線に沿って第３の実施形態に係る半導体モジュールを切断したときの断面図である。
【図１７】（ａ）〜（ｇ）は、第３の実施形態に係る半導体モジュールに用いられるシート部材の製造方法を示す断面図である。
【図１８】図１５および図１６に示す第３の実施形態に係る半導体モジュールを分解して示した図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る半導体モジュールの全体構成を示す断面図である。
【図２０】本発明の第５の実施形態に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。
【図２１】第５の実施形態に係る半導体モジュールの変形例を示す断面図である。
【図２２】本発明の第６の実施形態に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。
【図２３】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第７の実施形態に係る半導体モジュールに用いられる第１の樹脂基板の上面および下面を示す図である。
【図２４】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第７の実施形態に係る第１の樹脂基板に実装される半導体チップの平面図、および（ａ）に示す第１の樹脂基板のXXIVb-XXIVb線に沿った断面図である。
【図２５】第７の実施形態に係る半導体チップを第１の樹脂基板上に実装した状態を示す断面図である。
【図２６】本発明の第８の実施形態に係る半導体モジュールに用いられる第１の樹脂基板の平面図である。
【図２７】第９の実施形態に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。
【図２８】（ａ）〜（ｄ）は、第９の実施形態に係る半導体モジュールのうち、樹脂封止された半導体チップを有する第１の樹脂基板３の製造方法を示す断面図である。
【図２９】（ａ）〜（ｄ）は、第９の実施形態に係る半導体モジュールの変形例に用いられる、半導体チップが搭載された第１の樹脂基板の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１９８】
１、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１６０、１７０  半導体モジュール
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２００、２１０      半導体チップ
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３００、４００    第１の樹脂基板
４                      第２の樹脂基板
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ    シート部材
７、７ａ、７ｂ、１３２  第１の埋め込み導体
８、８０                第１の樹脂基材
９、９ａ、９ｂ          第２の埋め込み導体
１０                    開口部
１１、１１０            半導体素子接続端子
１２、１２０            配線
１３、１３１            接続用ランド
１５                    接着層
１６                    第２の樹脂基材
１７                    半田ボール
１８                    両面銅張基板
１９                    銅箔
２０                    感光性膜
２１                    マスキングフィルム
２２                    剛性板
２３                    樹脂基材
２４                    封止樹脂
２８、２８０            電極バンプ
３０                    半導体ウェハー
３１                    １段目第１の樹脂基板
３２                    ２段目第１の樹脂基板
３３                    ３段目第１の樹脂基板
４１                    １段目低応力樹脂
４２                    ２段目低応力樹脂
４３                    ３段目低応力樹脂
５１                    １段目第２の樹脂基材
５２                    ２段目第２の樹脂基材
５３                    ３段目第２の樹脂基材
６０                    金属細線
６２                    固着剤
６４                    樹脂成形金型
６６                    封止樹脂
６８                    液状封止樹脂
７０、９０、２５０      貫通孔
１３１                  接続用ランド
１４０                  ダミー電極
１５１                  第１の接着部材
１５２                  第２の接着部材
２０５                  耐熱性保護膜
２４０                  液状樹脂
２５１                  １段目第１の接着部材
２５２                  ２段目第１の接着部材
２５３                  ３段目第１の接着部材
３１０                  突起部
３２０                  低応力樹脂
３３０                  補助突起
３５１                  １段目第２の接着部材
３５２                  ２段目第２の接着部材
３５３                  ３段目第２の接着部材
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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