(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＯＬ技術の製作工数の低減を図り、信頼性を向上した回路モジュールを提供する。【解決手段】可撓性の樹脂フィルム１１０と、第１電極１２１を有し、樹脂フィルムの一方の面の第１領域のパワー半導体素子１２０と、第２領域のリジッド基板１３１と、リジッド基板における樹脂フィルムと反対側の面の、制御素子１３２と、リジッド基板における樹脂フィルムの側の面の第２電極１３１Ｃと、を有する半導体モジュール１３０と、樹脂フィルムの第１ビア孔１４１に、導電材料の第１ビア１４０と、半導体モジュールの第２電極に対応する位置において、樹脂フィルムの第２ビア孔１５１に、導電材料の第２１５０ビアと、第１ビアを介してパワー半導体素子の第１電極と接続される第１外部電極１６０と、第２ビアを介してリジッド基板の第２電極と接続される第２外部電極１７０と、を備える。【選択図】図１
2019114759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の樹脂フィルムと、
第１電極を有し、前記樹脂フィルムの一方の面の第１領域に設けられるパワー半導体素子と、
前記樹脂フィルムの一方の面の第２領域に設けられるリジッド基板と、前記リジッド基板における前記樹脂フィルムと反対側の面に設けられ、前記パワー半導体素子を制御する制御回路を有する制御素子と、前記リジッド基板における前記樹脂フィルムの側の面に設けられる第２電極と、を有する半導体モジュールと、
前記パワー半導体素子の第１電極に対応する位置において、前記樹脂フィルムに設けられる第１コンタクト孔に、導電材料が設けられた第１ビアと、
前記半導体モジュールの第２電極に対応する位置において、前記樹脂フィルムに設けられる第２コンタクト孔に、導電材料が設けられた第２ビアと、
前記樹脂フィルムの他方の面にメッキ膜で形成され、前記第１ビアを介して前記パワー半導体素子の第１電極と接続される第１外部電極と、
前記樹脂フィルムの他方の面にメッキ膜で形成され、前記第２ビアを介して前記リジッド基板の第２電極と接続される第２外部電極と、
を備えることを特徴とする回路モジュール。
【請求項２】
前記樹脂フィルムは、ポリイミド樹脂で形成され、
前記リジッド基板は、エポキシ樹脂で形成され、
前記制御素子は、前記リジッド基板に半田で実装される
ことを特徴とする請求項１に記載の回路モジュール。
【請求項３】
前記リジッド基板は、内部のコア層に導電材を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の回路モジュール。
【請求項４】
前記パワー半導体素子および前記半導体モジュールを封止する封止樹脂
をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の回路モジュール。
【請求項５】
前記パワー半導体素子および前記半導体モジュールは、接着層を介して前記樹脂フィルムに固着されている
ことを特徴とする請求項４に記載の回路モジュール
【請求項６】
前記パワー半導体素子は、１ｍｍ×１ｍｍ〜７ｍｍ×７ｍｍのサイズである
ことを特徴とする請求項５に記載の回路モジュール。
【請求項７】
前記半導体モジュール周囲と前記樹脂フィルム周囲との間の第１スペースよりも、前記第１領域周囲と前記樹脂フィルム周囲との間の第２スペースの方が広く、前記第２スペースには、補強部材が設けられる
ことを特徴とする請求項４に記載の回路モジュール。
【請求項８】
接着層を有する樹脂フィルムを形成し、
前記樹脂フィルムにおける、
パワー半導体素子の第１電極に対応する位置と、
リジッド基板と、前記リジッド基板の一方の面に設けられ、前記パワー半導体素子を制御する制御回路を有する制御素子と、前記リジッド基板の他方の面に設けられる第２電極と、を有する半導体モジュールの前記第２電極に対応する位置と、
にコンタクト孔を形成し、
前記コンタクト孔と、前記第１電極および前記第２電極と、が重なるように、前記樹脂フィルムの一方の面に前記パワー半導体素子および前記半導体モジュールを配置し、
前記樹脂フィルムの他方の面から前記コンタクト孔に導電材料を導入してビアを形成するとともに、前記他方の面にメッキ電極を形成する
ことを特徴とする回路モジュールの製造方法。
【請求項９】
接着層を有する樹脂フィルムを形成し、
第１電極を有するパワー半導体素子と、
リジッド基板と、前記リジッド基板の一方の面に設けられ、前記パワー半導体素子を制御する制御回路を有する制御素子と、前記リジッド基板の他方の面に設けられる第２電極と、を有する半導体モジュールと、
を前記樹脂フィルムに固定し、
前記第１電極と、前記第２電極と、が露出するように前記樹脂フィルムにコンタクト孔を形成し、
前記樹脂フィルムにおける前記パワー半導体素子および前記半導体モジュールが固定される面とは反対側の面から、前記コンタクト孔に導電材料を導入してビアを形成するとともに、前記反対側の面にメッキ電極を形成する
ことを特徴とする回路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、回路モジュール、回路モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、埋め込み型半導体デバイスパッケージのための電気的相互接続構造体がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−４６５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ＳｉＣ（シリコンカーバイト）、ＧａＮ（窒化ガリウム）などを用いた高性能なパワーデバイスの開発が進んでいる。この高性能なパワー半導体素子は、従来のＳｉ（シリコン）デバイスと比較して、低損失であるため、省エネ化が図れ、また、高周波動作によるダウンサイジング化が可能となる。一方で、パワー半導体素子からの発熱が大きいため、それを解決すべく、放熱性を高めたパッケージング技術開発も同時に進められている。この解決手法の一つとして、半導体やパワー半導体素子のパッケージング手法であるＰＯＬ（パワーオーバーレイ）技術がある。このＰＯＬ技術は、従来の手法と比較して、放熱性を改善でき、寄生インダクタンスの低減などを実現できるため、有望な技術として認知されている。また、ＰＯＬ技術は、パワー半導体素子に加え、制御ＩＣ、受動部品を同一パッケージ内に収めたマルチチップモジュールタイプにも応用が進められており、特性の改善が進められている。
【０００５】
しかし、このマルチチップモジュールタイプのＰＯＬ技術では、ＰＯＬ基板の両面にメッキを用いて、配線やランドを形成し、このランドに部品を半田実装している。したがって、特許文献１に記載されているＰＯＬ技術では、両面にランドをメッキ形成するため、製作工数が大幅に増加し、コストの増加や不良発生率が上昇する虞があった。更には、半田を用いずに、半導体ＩＣを接着剤で付ける方法もある。この場合、半導体ＩＣの電極自体が小さく、前述したランド加工に高い精度を要したり、Ｖｉａ加工に高い精度が要求されるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの側面に係る回路モジュールは、可撓性の樹脂フィルムと、第１電極を有し、前記樹脂フィルムの一方の面の第１領域に設けられるパワー半導体素子と、前記樹脂フィルムの一方の面の第２領域に設けられるリジッド基板と、前記リジッド基板における前記樹脂フィルムと反対側の面に設けられ、前記パワー半導体素子を制御する制御回路を有する制御素子と、前記リジッド基板における前記樹脂フィルムの側の面に設けられる第２電極と、を有する半導体モジュールと、前記パワー半導体素子の第１電極に対応する位置において、前記樹脂フィルムに設けられる第１コンタクト孔に、導電材料が設けられた第１ビアと、前記半導体モジュールの第２電極に対応する位置において、前記樹脂フィルムに設けられる第２コンタクト孔に、導電材料が設けられた第２ビアと、前記樹脂フィルムの他方の面にメッキ膜で形成され、前記第１ビアを介して前記パワー半導体素子の第１電極と接続される第１外部電極と、前記樹脂フィルムの他方の面にメッキ膜で形成され、前記第２ビアを介して前記リジッド基板の第２電極と接続される第２外部電極と、を備える。
【０００７】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＰＯＬ基板と実装部品との間に予め製作されたリジッド基板を用いることで、製作工数の低減を図ることができ、更には、この製作工数の低減から本回路モジュールの信頼性も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る回路モジュールの一例を概略的に示す断面図である。
【図２】本実施形態に係るパワー半導体素子および制御素子を設置する前の半導体回路モジュールを概略的に示す平面図である。
【図３】本実施形態に係るリジッド基板の一例を概略的に示す断面図である。
【図４】本実施形態に係るリジッド基板の他の一例を概略的に示す断面図である。
【図５Ａ】本実施形態に係る回路モジュールの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図５Ｂ】本実施形態に係る回路モジュールの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図５Ｃ】本実施形態に係る回路モジュールの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図５Ｄ】本実施形態に係る回路モジュールの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図５Ｅ】本実施形態に係る回路モジュールの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図５Ｆ】本実施形態に係る回路モジュールの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図５Ｇ】本実施形態に係る回路モジュールの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図５Ｈ】本実施形態に係る回路モジュールの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図５Ｉ】本実施形態に係る回路モジュールの製造工程を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、適宜図面を参照し、本発明の実施形態に係る電源モジュールについて説明する。なお、図面において共通の又は類似する構成要素には同一又は類似の参照符号が付されている。
【００１１】
＝＝＝回路モジュール１００の構成＝＝＝
図１、図２、図３、図４を参照しつつ、本実施形態における回路モジュールについて以下のとおり説明する。図１は、本実施形態に係る回路モジュールの一例を概略的に示す断面図である。図２は、本実施形態に係るパワー半導体素子および制御素子を設置する前の半導体回路モジュールを概略的に示す平面図である。図３は、本実施形態に係るリジッド基板の一例を概略的に示す断面図である。図４は、本実施形態に係るリジッド基板の他の一例を概略的に示す断面図である。
【００１２】
従来のＰＯＬ技術を用いた半導体デバイスパッケージは、例えば、パワー半導体素子や制御素子を実装し、パワーオーバーレイ（ＰＯＬ）構造を備える。パワーオーバーレイ構造は、１つまたは複数のパワー半導体素子や半導体素子を、接着層を介して樹脂フィルムに配置する構造である。樹脂フィルムを用いることで、回路モジュールは、柔軟性を持つこととなる。そして、回路モジュールは、熱の上下で繰り返しの変形が発生しても、その柔軟性から、その電気的特性を維持できる。
【００１３】
このような半導体デバイスパッケージは、例えば、発熱の大きいパワー半導体素子（例えばＦＥＴ）がベアダイの状態でポリイミド等の樹脂フィルムに接着層を介して貼り付けられる。そして、樹脂フィルムにおける接着層とは反対側の面にＣｕの再配線や外部接続電極を形成することにより、パワー半導体素子は、他の領域のデバイスと電気的に接続される。一方、発熱量が比較的小さく、且つ、半田実装が必要なその他の制御素子は、パワー半導体素子とは異なる手法で搭載される。
【００１４】
しかし、この半導体デバイスパッケージにおいては、樹脂フィルムに制御素子を接着させているところ、樹脂フィルムの熱膨張係数に比べて制御素子の熱膨張係数がそれほど大きくないため、熱膨張係数のミスマッチにより、半田クラックを生じる虞があった。これは、パワー半導体素子の下の配線のコンタクト面積は大きい一方で、制御素子の下の制御系のコンタクト面積が小さいため、この状況において、ポリイミドを用いると熱膨張係数のミスマッチで制御素子と配線とが剥離することが原因と考えられている。つまり、パワー半導体素子と制御素子とを樹脂フィルムに配置するときに、パワー半導体素子は樹脂フィルムとの半田結合面積が大きいことに対して、制御素子は樹脂フィルムとの半田結合面積が小さいため、それぞれの熱膨張係数の違いにより、制御素子の半田結合部分に半田クラックが生じる虞がある。
【００１５】
また、この半導体デバイスパッケージにおいては、樹脂フィルムの表面に銅メッキでランドを形成するために、メッキ、パターニング、エッチングなどの工程を実施する必要があり、多くの工程を要する。
【００１６】
上述したことに鑑みて、本実施形態におけるＰＯＬ技術を用いた図１に示す回路モジュール１００は、その製造工程において、予め製作され、スルーホール１３１ｂを有するリジッド基板１３１（樹脂フィルム以外の非可撓性のＰＣＢ）を、パワー半導体素子１２０と同じタイミングで樹脂フィルム１１０に接着させる。その後、制御素子１３２を、リジッド基板１３１に半田実装する。リジッド基板１３１は、樹脂フィルム１１０の熱膨張係数と近い熱膨張係数を有する材質を選定することが好ましい。
【００１７】
このように、回路モジュール１００の製造工程において、予め製作されたリジッド基板１３１を樹脂フィルム１１０に配置することで、樹脂フィルム１１０の表面にＣｕメッキでパッドを形成させる必要がなくなり、パワー半導体素子１２０に対するＰＯＬの特徴（高発熱性、寄生成分の低減）を低減させることなく、製作工程を簡略化できる。これにより、コスト削減、製作工期短縮および不良品発生リスクの抑制などの顕著な効果を奏する。また、樹脂フィルム１１０と半導体素子から成る制御素子１３２との間に、樹脂フィルム１１０の熱膨張係数と近い熱膨張係数を有するリジッド基板１３１を設けることにより、熱膨張係数のミスマッチによる半田クラックを抑制できる。また、樹脂フイルム１１０の熱膨張係数と半導体素子の熱膨張係数との間の値を示す熱膨張係数のリジット基板１３１を採用しても良い。さらに、リジッド基板１３１における、制御素子１３２の側の面に制御素子１３２と接続される第３電極１３１ｄを設け、樹脂フィルム１１０の側の面に、制御素子１３２と接続される第３電極１３１ｄよりも大きな第２電極１３１ｃを設けることにより、半田クラックをさらに抑制できる。つまり、回路モジュール１００としての信頼性を向上させることができる。
【００１８】
また、リジッド基板１３１の種類は制約されない。したがって、リジッド基板１３１は、半田実装する制御素子１３２の熱膨張係数に応じて種類を選択することが可能となる。これにより、回路モジュール１００には、流通量が多く、低コストの半田バンプ付きＩＣなどを用いることができ、高い信頼性を得られる。
【００１９】
つまり、本実施形態における回路モジュール１００では、樹脂フィルム１１０の表面にＰＯＬの製造工程とは別のプロセスで製作したリジッド基板１３１を用意している。そのため、ＰＯＬの製造工程において、リジッド基板１３１を樹脂フィルム１１０の表面に接着および配線形成することで、発熱の大きいパワー半導体素子１２０と比較的発熱の小さい制御素子１３２とをメッキにより電気的に接続できる。
【００２０】
以下、具体的に、本実施形態に係る回路モジュール１００について説明する。回路モジュール１００は、図１に示すように、例えば、樹脂フィルム１１０と、パワー半導体素子１２０と、半導体モジュール１３０と、第１ビア１４０と、第２ビア１５０と、第１外部電極１６０と、第２外部電極１７０と、封止樹脂１８０と、を含んで構成されている。
【００２１】
樹脂フィルム１１０は、安定した非流動性の薄層体またはフィルム状の基板で、一般に可撓性基板である。樹脂フィルム１１０は、例えば、ラミネーションまたはフィルムの形態を有することが可能であればよく、カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）（登録商標）、ウルテム（Ｕｌｔｅｍ）（登録商標）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ユーピレックス（Ｕｐｉｌｅｘ）（登録商標）、ポリスルフォン材料（例えば、ユーデル（Ｕｄｅｌ）（登録商標）、レイデル（Ｒａｄｅｌ）（登録商標））、または液晶ポリマー（ＬＣＰ）などのポリマーフィルムやポリイミド樹脂などのうちの１つで形成されていればよい。樹脂フィルム１１０の一方の面には、接着層１１１が設けられる。接着層１１１は、スピンコート技法を用いて樹脂フィルム１１０に塗布しても良い。また、接着剤から成るシートを樹脂フィルム１１０の上に設けても良い。
【００２２】
なお、本実施形態においては、樹脂フィルム１１０にポリイミド樹脂を用いることとして、以下説明する。ここで、ポリイミド樹脂は、繰り返し単位にイミド結合を含む高分子の総称であり、通常は芳香族化合物が直接イミド結合で連結された芳香族ポリイミドをいう。芳香族ポリイミドは、芳香族と芳香族がイミド結合を介して共役構造を有するため、剛直で強固な分子構造を有する。さらに、ポリイミド樹脂のイミド結合が強い分子間力を有するため、ポリイミド樹脂は、周波数特性がよく、すべての高分子中で最高レベルの高い熱的、機械的、化学的性質を有する。よって、大電力、高発熱のパワーＴＲの実装に適している。
【００２３】
パワー半導体素子１２０は、接着層１１１を介して樹脂フィルム１１０にフェイスダウンで設けられ、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、ＢＪＴ（バイポーラ接合トランジスタ）などである。また材料系で説明すると、ＧａＮ、ＳｉＣろ、Ｓｉ、ＧａＡ等の半導体材料から成るパワー素子である。パワー半導体素子１２０にＭＯＳＦＥＴが採用される場合は、下面にゲート電極およびソース電極が設けられ、上面にドレイン電極が設けられる。また、例えば、パワー半導体素子１２０にＢＪＴ（バイポーラ接合トランジスタ）が採用される場合は、下面にベース電極およびエミッタ電極が設けられ、上面にコレクタ電極が設けられる。図１に示すパワー半導体素子１２０において、第１ビア１４０に接続される電極を第１電極１２１（例えばゲート電極またはソース電極）とする。
【００２４】
パワー半導体素子１２０の大きさは、例えば１ｍｍ×１ｍｍ〜７ｍｍ×７ｍｍ程度である。パワー半導体素子１２０が大きくなればなるほど、電流が大きくなり、抵抗が小さくなる。パワー半導体素子１２０の各電極パッドの大きさは、例えば、ソース電極が１ｍｍ×１ｍｍ以上であり、ゲート電極が０．５ｍｍ×０．５ｍｍである。この大きさに応じて、樹脂フィルム１１０に設けられる第１ビア孔１４１の径を決定する。具体的には、例えば、ソース電極に対応する第１ビア孔１４１の径はΦ８００μｍ程度であり、ゲート電極に対応する第１ビア孔１４１の径はΦ３００μｍである。ここで、ソース電極に対応する第１ビア孔１４１の径は、Φ８００μｍに代えて、Φ３００μｍ程度にしてもよい。また、Φ３００μｍ程度の第１ビア孔１４１を複数形成させてもよい。この様に、パワーＴＲをワイヤボンディングで接続するのではなく、直接メッキにて接続することで、インダクタンス成分や抵抗分を大きく減らせ、大電流、高速スイッチングが可能となる。
【００２５】
半導体モジュール１３０は、樹脂フィルム１１０の一方の面の第２領域１１３に設けられるリジッド基板１３１と、リジッド基板１３１における樹脂フィルム１１０と反対側の面に設けられ、パワー半導体素子１２０を制御する制御回路を有する制御素子１３２と、リジッド基板１３１における樹脂フィルム１１０の側の面に設けられる第２電極１３１ｃと、リジッド基板１３１における制御素子１３２の側の面に設けられる第３電極１３１ｄと、を有する。
【００２６】
リジッド基板１３１は、図３に示すように、樹脂部１３１ａと、樹脂部１３１ａを貫通するスルーホール１３１ｂと、を有し、スルーホール１３１ｂの一端に第２電極１３１ｃ（例えばランド）が設けられ、スルーホール１３１ｂの他端に第３電極１３１ｄ（例えばランド）が設けられる。ただし、リジッド基板１３１は、図３に示すような１層構造に限定されず、図４に示すような多層構造であってもよい。この場合、リジッド基板２３１の内部のスルーホール２３１ｂを調整することで、第２電極２３１ｃおよび第３電極２３１ｄの位置を調整することができる。これにより、回路モジュール１００としてのレイアウトの最適化を図ることができる。つまり、制御素子１３２のパンプのピッチおよび第２ビア１５０のピッチに応じて、リジッド基板１３１，２３１の第２電極１３１ｃ，２３１ｃおよび第３電極１３１ｄ，２３１ｄのピッチを変更できる。例えば、制御素子１３２のバンプ１３２ａのピッチが４００μｍ以下であり、第２ビア１５０のピッチが７００μｍ以上であるような場合、リジッド基板１３１，２３１の第２電極１３１ｃ，２３１ｃおよび第３電極１３１ｄ，２３１ｄのピッチを変更して、夫々を接続できる。
【００２７】
さらに、リジッド基板１３１は、スルーホール１３１ｂの両端部に第２電極１３１ｃおよび第３電極１３１ｄが形成されていればよく、構造、製法、層数などは限定されず、例えばビルドアップ基板など、他の工法の基板でも良い。ここでは、例えば、微細加工が可能であり、放熱性に優れているシリコン基板を用いたインターポーザがリジッド基板１３１に適したものの一つである。
【００２８】
ここで、各電極の面積について述べる。図３、図４に示すような第３電極１３１ｄ、２３１ｄの面積は、制御素子１３２の接続電極に応じた大きさである。第２電極１３１ｃ、２３１ｃの面積は、樹脂フィルム１１０に設けられる第２ビア１５０の大きさに応じた大きさである。第３電極１３１ｄ、２３１ｄの面積は、第２電極１３１ｃ、２３１ｃの面積よりも小さく形成されている。さらに言うと、樹脂フィルム１１０に設けられる第１ビア１４０と接合するパワー半導体素子１２０の電極の面積は、第２電極１３１ｃ、２３１ｃの面積よりも大きく形成されている。つまり、パワー半導体素子１２０の電極の面積に対して、制御素子１３２の接続電極の面積が小さいという状況において、リジッド基板１３１を設けることで、このリジット基板１３１，２３１がインターポーザとしての役目を果たし、制御素子の微細な電極は、スルーホール１３１ｂ、２３１ｂを介して面積の大きな第２電極１３１ｃ，２３１ｃを採用できる。これにより、接合面積が小さいことに起因する半田クラックの問題を解消できる。
【００２９】
また、リジッド基板１３１には、部品（不図示）が内蔵されていてもよい。この場合、回路モジュール１００としての高集積化が実現できるため、回路モジュール１００を小さくできる。なお、上述したように、回路モジュール１００の製造工程においては、予め完成されたリジッド基板１３１を使用する。これにより、回路モジュール１００の製造工程を簡略化できる。
【００３０】
ここで、各部材の熱膨張係数について述べる。樹脂フィルム１１０の第１熱膨張係数と、樹脂部１３１ａの第２熱膨張係数と、制御素子１３２の第３熱膨張係数と、の関係は、第１熱膨張係数＞第２熱膨張係数≧第３熱膨張係数であるか、または、第１熱膨張係数＞第３熱膨張係数＞第２熱膨張係数であることが好ましい。なお、第２熱膨張係数と第３熱膨張係数とは近い値を示すことが好ましい。このような関係を有することで、半導体モジュール１３０と第２ビア１５０との接合部分におけるクラックを、さらに抑制できる。
【００３１】
制御素子１３２は、パワー半導体デバイスを制御する制御回路を有する素子である。制御素子１３２は、リジッド基板１３１に半田バンプ１３２ａにより電気的に接続される。また、制御素子１３２は、パワーＴＲを制御するＩＣである。
【００３２】
第１ビア１４０および第２ビア１５０は、樹脂フィルム１１０に、レーザ穴あけプロセス、プラズマエッチングまたは機械的な穴あけプロセスによって、第１，第２ビア孔１４１，１５１を形成し、該第１，第２ビア孔１４１，１５１に例えば導電材料をメッキ処理して形成される。導電材料は、銅であることが好ましい。
【００３３】
第１外部電極１６０は、樹脂フィルム１１０におけるパワー半導体素子１２０と反対側の面に例えばメッキ膜で形成され、第１ビア１４０を介してパワー半導体素子１２０の第１電極１２１と接続される電極である。また、第２外部電極１７０は、樹脂フィルム１１０における半導体モジュール１３０と反対側の面に例えばメッキ膜で形成され、第２ビア１５０を介して半導体モジュール１３０の第２電極１３１ｃと接続される電極である。第１外部電極１６０および第２外部電極１７０は、第１ビア１４０および第２ビア１５０と同材料で形成されている。
【００３４】
封止樹脂１８０は、パワー半導体素子１２０および半導体モジュール１３０を被覆して一体的に支持する部材である。封止樹脂１８０は、例えば、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂からなる。
【００３５】
＝＝＝回路モジュール１００の製造工程＝＝＝
図５Ａ〜図５Ｉを参照しつつ、本実施形態における回路モジュール１００の製造方法について以下のとおり説明する。図５Ａ〜図５Ｉは、本実施形態に係る回路モジュール１００の製造工程を概略的に示す断面図である。
【００３６】
まず、図５Ａに示すように、ＰＯＬ構造の構築工程において安定性を与えるためのリング状のフレーム構造２００に、樹脂フィルム１１０を貼り合せる。次に、図５Ｂに示すように、樹脂フィルム１１０がフレーム構造２００に固着された状態において、樹脂フィルム１１０の一方の面に接着層１１１が形成される。尚、予め接着層１１１が塗られたフィルム１１０にフレームを取り付けても良い。
【００３７】
次に、図５Ｃに示すように、樹脂フィルム１１０および接着層１１１に複数の第１，第２ビア孔１４１，１５１を形成する。第１，第２ビア孔１４１，１５１は、パワー半導体素子１２０の第１電極１２１と半導体モジュール１３０のリジッド基板１３１の第２電極１３１ｃとに対応する、樹脂フィルム１１０の所定の位置に形成される。第１，第２ビア孔１４１，１５１は、例えば、レーザプロセスによって形成される。第１，第２ビア孔１４１，１５１は、例えば、後の工程における導電材のメッキ処理が容易に行えるように、角度がついた側面を有して形成される。
【００３８】
次に、図５Ｄに示すように、１つまたは複数のパワー半導体素子１２０およびリジッド基板１３１が接着層１１１を介して樹脂フィルム１１０に固着される。このとき、パワー半導体素子１２０およびリジッド基板１３１を半硬化状態の接着層１１１に配置した状態において、接着層１１１を硬化させることで、パワー半導体素子１２０およびリジッド基板１３１を樹脂フィルム１１０に固着させる。
【００３９】
なお、図５Ｃ、図５Ｄにおいて、第１，第２ビア孔１４１，１５１を形成した後に、パワー半導体素子１２０およびリジッド基板１３１を固着するように説明したが、これに限定されない。例えば、パワー半導体素子１２０およびリジッド基板１３１を固着させた後に、第１，第２ビア孔１４１，１５１を形成させてもよい。
【００４０】
そして、図５Ｅに示すように、該第１，第２ビア孔１４１，１５１に例えば導電材をメッキ処理して、ビアおよびビアと一体の電極を形成する。なお、ここでは、樹脂フィルム１１０の全面にメッキ膜を形成し、その後にパターニングしても良いし、部分メッキで電極を形成しても良い。
【００４１】
次に、図５Ｆに示すように、樹脂フィルム１１０における接着層１１１と反対側の面に、ソルダーレジスト層１９０を形成する。ソルダーレジスト層１９０は、エッチング処理(現像処理)によって部分的に除去されて、第１外部電極１６０および第２外部電極１７０が露出するように形成される。
【００４２】
次に、図５Ｇに示すように、リジッド基板１３１における樹脂フィルム１１０とは反対側の面に制御素子１３２や受動素子を搭載させる。この制御素子１３２や受動素子は、リジッド基板１３１に半田を介して電気的に接続される。
【００４３】
次に、図５Ｈ、図５Ｉに示すように、回路モジュール１００は、フレーム構造２００から除去されて、封止樹脂１８０で樹脂封止される。樹脂封止された回路モジュール１００は、所定の大きさに個片化される。
【００４４】
＝＝＝まとめ＝＝＝
以上説明したように、本実施形態における回路モジュール１００では、樹脂フィルム１１０における裏面の第１，第２外部電極１６０，１７０が一回のメッキ工程により形成される。従来、樹脂フィルムの表と裏に形成されていたところ、本工程を一回にすることで大幅に工程数を減らせる。
【００４５】
更に、インターポーザとしてのリジット基板１３１を介して、電極サイズの小さな制御素子１３２を実装できるので、ポリイミドとＳｉの熱膨張係数の差によるミスマッチで電極などにクラックが発生することなどを抑止できる。
【００４６】
また、ワイヤボンディングを用いずに、直接電極や配線が樹脂フィルム１１０の裏面に形成されて、電気的に接続される事から、抵抗の増加、インダクタンス成分の発生を抑止できる。
【００４７】
更には、第１外部電極１６０、第２外部電極１７０が大幅に厚く形成されるため、この第１，第２外部電極１６０，１７０を介して発生する熱を外部に放出することもできる。
【００４８】
また、可撓性基板を採用するため、回路モジュール１００の基板自体が反りやすい。しかし、図２に示すように、第１領域１１２では、大きなサイズのパワーＴＲが実装される。また、第２領域１１３では、個別部品ではなく、この領域１１３を占有するリジット基板１３１が設けられて形成される。そのため、それぞれの剛性により可撓性基板の平坦性が維持できる。その結果、樹脂封止などの作業性も向上され、更には、可撓性基板裏面の電極がある程度フラット性が維持されるため、マザーボートへの実装性も向上される。尚、第１領域と第２領域の境界で反りが発生する場合、その境界を跨る補強部材（不図示）が設けられても良い。補強部材は、板状部材などが貼り合わされて形成される。
【００４９】
更に、樹脂フィルム１１０の裏の第１，第２外部電極１６０，１７０は、メッキで形成され、例えば膜厚１００μｍ〜２００μｍでは、放熱用の電極として機能する。パワーＴＲ自体が図２の様に平面視で大きいため、電極も大きいからである（段落００２４に記載）。よって、パワーＴＲから発生する熱は、第１，第２外部電極１６０，１７０を介して放出される。一方、制御素子１３２は、リジット基板１３１の上に実装され、リジット基板１３１が制御素子１３２の温度上昇を防止する、バッファー基板として機能する。よって、回路モジュール１００は、大電流・高放熱のパワートランジスタの駆動を可能とし、更には、熱に敏感な制御素子１３２の駆動制御も可能とするものである。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されない。上述した各部材の素材、形状、及び配置は、本発明を実施するための実施形態に過ぎず、発明の趣旨を逸脱しない限り、様々な変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１００  回路モジュール
１１０  樹脂フィルム
１１１  接着層
１１２  第１領域
１１３  第２領域
１１４  第１スペース
１１５  第２スペース
１１６  補強部材
１２０  パワー半導体素子
１２１  第１電極
１３０  半導体モジュール
１３１  リジッド基板
１３１ｂ  スルーホール
１３１ｃ  第２電極
１３２  制御素子
１４０  第１ビア
１４１  第１ビア孔
１５０  第２ビア
１５１  第２ビア孔
１６０  第１外部電極
１７０  第２外部電極
１８０  封止樹脂
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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