(57)【要約】  耐熱金属板と、この耐熱金属板の一面以上に形成された焼結誘電体を有するキャパシタ部と、を有する金属板キャパシタと、この金属板キャパシタに重なって配置された半導体チップと、前記半導体チップと、前記金属板キャパシタを電気的に接続する接続部と、前記半導体チップと金属板キャパシタと前記接続部とを保護する保護部を有する半導体装置とする。
2016031206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱金属板と、前記耐熱金属板の一面以上に形成された、焼結誘電体を有するキャパシタ部とを有する金属板キャパシタと、
前記金属板キャパシタに重なって配置された半導体チップと、
前記半導体チップと、前記金属板キャパシタを電気的に接続する接続部と、
前記半導体チップと前記金属板キャパシタと前記接続部とを保護する保護部を有する半導体装置。
【請求項２】
耐熱金属板と、前記耐熱金属板の一面以上に形成された、下部電極と焼結誘電体と上部電極とを有する金属板キャパシタと、
前記金属板キャパシタに重なって配置された半導体チップと、
前記耐熱金属板および前記半導体チップを配置する樹脂基板部と、
前記半導体チップと、前記上部電極を電気的に接続するチップ上部接続部と、
前記半導体チップと、前記下部電極を電気的に接続するチップ下部接続部と、
前記半導体チップと、前記金属板キャパシタと、前記チップ上部接続部と、前記チップ下部接続部と、前記樹脂基板部の表面を保護する保護部を有する半導体装置。
【請求項３】
リードフレームと、
耐熱金属板と、前記耐熱金属板の一面以上に形成された、下部電極と焼結誘電体と上部電極とを有する金属板キャパシタと、
前記金属板キャパシタに重なって配置された半導体チップと、
前記半導体チップと前記上部電極を電気的に接続するチップ上部接続部と、
前記半導体チップと前記下部電極を電気的に接続するチップ下部接続部と、
前記半導体チップと前記金属板キャパシタと前記チップ上部接続部と前記チップ下部接続部と、前記リードフレームの少なくとも一部を保護する保護部を有する半導体装置。
【請求項４】
前記下部電極と前記耐熱金属板とは、電気的に接続されている請求項２又は３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記下部電極と前記耐熱金属板とは、少なくとも前記金属板キャパシタに形成された加工接続部を介して接続されている請求項２〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記耐熱金属板は、更に裏面電極を有し、
前記裏面電極は、前記耐熱金属板の前記下部電極が形成されていない側に形成されている請求項２〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記上部電極は、前記上部電極の表面に形成された上部補助電極を有し、
前記チップ上部接続部の一部は、前記上部補助電極に接続されている請求項２〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記下部電極は、前記下部電極の表面に形成された下部補助電極を有し、
前記チップ下部接続部の一部は、前記下部補助電極に接続されている請求項２〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
一つの前記焼結誘電体の表面には、複数の前記上部電極が互いに絶縁されたパターン形状で形成されている請求項２〜８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
一つの前記金属板キャパシタの表面には、複数の前記半導体チップが配置されている請求項２〜９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記耐熱金属板の表面には、絶縁性の酸化物層が形成されており、
少なくとも、前記耐熱金属板と前記下部電極は、前記耐熱金属板の端部に形成された加工接続部を介して接続されている請求項２〜１０のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記耐熱金属板は、アルミニウムを０．５質量％以上２０質量％以下含むステンレス板であり、
前記上部電極と前記下部電極とは、銀を５０質量％以上１００質量％以下含む焼結電極であり、
前記焼結誘電体は、厚み３μｍ以上５０μｍ以下の焼結してなる焼結誘電体である請求項２〜１１のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記半導体チップと前記上部電極または前記上部補助電極を接続するチップ上部接続部は、ワイヤーである請求項２〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記半導体チップと前記金属板キャパシタは、バンプを介して接続されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１５】
銅板と、
前記銅板を囲むリードフレームと、
前記銅板の上に配置された、耐熱金属板と前記耐熱金属板の一面以上に形成された下部電極と焼結誘電体と上部電極とを有する金属板キャパシタと、
この金属板キャパシタの表面に配置された半導体チップと、
前記リードフレームと、前記金属板キャパシタと、前記半導体チップとの間を電気的に接続する接続部と、
前記リードフレームと前記金属板キャパシタと前記半導体チップ部と前記接続部を保護する保護部を有する半導体装置。
【請求項１６】
前記耐熱金属板は、前記半導体チップが入る貫通孔を有し、
前記上部電極と前記焼結誘電体と前記下部電極は、前記貫通孔の周囲に形成され、
前記半導体チップは、前記貫通孔の中に配置されている請求項２〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記金属板キャパシタは、前記焼結誘電体と前記上部電極が形成されていない開口部を有し、
前記上部電極と前記焼結誘電体は、前記開口部の周囲に形成され、
前記半導体チップは、前記開口部に配置されている請求項２又は３に記載の半導体装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の前記半導体装置を実装した配線基板を有する実装体。
【請求項１９】
リードフレームと、
耐熱金属板と前記耐熱金属板の一面以上に形成された下部電極と焼結誘電体と上部電極とを有する金属板キャパシタと、
前記金属板キャパシタに重なって配置された半導体チップと、前記半導体チップと前記下部電極、および前記半導体チップと前記上部電極とを、それぞれ電気的に接続する第１接続部と、
前記リードフレームと前記下部電極、および前記リードフレームと前記上部電極とを、それぞれ電気的に接続する第２接続部と、
前記金属板キャパシタと前記半導体チップと前記第１接続部および前記第２接続部を保護する保護部とを有する半導体装置と、
前記半導体装置を実装した配線基板を有する実装体。
【請求項２０】
前記半導体装置を実装した配線基板を有する請求項１８に記載の実装体
を搭載した車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等の安全性を高めるための画像処理装置等に使われる半導体装置、実装体や車両に関するものであり、この半導体装置や実装体を搭載することで車両や各種電子機器の性能を高められる。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両には、更なる安全性が求められている。こうした車両の安全性や性能を高めるには、車両の前後に取り付けるカメラ（可視光や赤外線等を用いた光学的装置）や、レーダー（超音波やレーザー、ミリ波等を用いたもの）等が使われる。更に、車両に搭載される車載通信分野、携帯端末など高速通信分野においてＨＤＭＩ（登録商標）装置等が使われる。【０００３】
なお本発明の半導体装置、実装体は、車両以外に各種電子機器に使えることは言うまでもない。【０００４】
本発明の半導体装置や、この半導体装置を実装してなる実装体を用いることで車両や、各種電子機器の安全性や性能を高めることができる。【０００５】
図４７は、従来の信号処理用の半導体パッケージの一例を示す断面図である。図４７を用いて、従来の半導体パッケージについて説明する。図４７は、従来のＰＢＧＡ（Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）半導体パッケージの一例について説明する断面図である。従来の半導体パッケージ１は、半導体チップ２と、基板部３と、基板部３と半導体チップ２を電気的に接続するワイヤー４と、これらを保護するモールド部５を有していた。また基板部３の一面には、ハンダボール部６が形成され、回路基板（図示していない）の上に実装できるようになっている。【０００６】
しかしながら、こうした従来の半導体装置において、高速での信号処理を行う場合、ジッター（Ｊｉｔｔｅｒ）が課題となる。ジッター発生の原因の一つは、半導体内部でのＶｄｄやＶｓｓに代表される電源電圧（ＶｄｄはＤｒａｉｎ  Ｖｏｌｔａｇｅ，ＶｓｓはＳｏｕｒｃｅ  Ｖｏｌｔａｇｅである）の乱れである。【０００７】
従来より、ジッター特性の改善のために、半導体チップと共に、積層セラミックコンデンサをバイパスコンデンサとしてパッケージに内蔵することが提案されていた。積層セラミックコンデンサは、安価で大容量が得られる利点がある。アナログ回路とデジタル回路が一つになった半導体チップにおいては、電源分割が要求される場合がある。このような電源分割が要求される半導体チップに対応するためには、積層セラミックコンデンサがそれぞれの位置に配置する必要がある。【０００８】
しかし、半導体チップと、積層セラミックコンデンサとを同一面に配置するには、実装面積が増加してしまうという課題が発生する。更に積層セラミックコンデンサをはんだ実装した場合は、その後のはんだリフロー工程時のはんだ再溶融対策に留意する必要性がある。また、積層セラミックコンデンサを配置する位置は、半導体チップより外側であって、半導体チップに接続されるワイヤーボンディグ領域より外側となる。その結果、半導体装置の投影面積を増加させるという課題も有していた。投影面積が増加すると共に、半導体チップと積層セラミックコンデンサとの間の回路長が増加し、ＥＳＲ（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｓｅｒｉｅｓ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）やＥＳＬ（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｓｅｒｉｅｓ  Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ）が増加し、ジッター（Ｊｉｔｔｅｒ）の値も増加させる。ここでジッターとは、時間軸方向での信号波形の揺らぎや乱れである。ジッターの値が大きくなった場合、デジタル回路においてデータエラー等の発生原因となる場合があり、アナログ回路において信号品質が低下する場合がある。【０００９】
こうした課題に対して、タブ（ＴＡＢ、Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）を使った積層型コンデンサを内蔵することが提案されている。特許文献２では、半導体チップの底面に、絶縁膜９及び金属箔１０によるコンデンサを、バイパスコンデンサとしてパッケージに内蔵することが提案されている。図４８を用いて、更に詳しく説明する。【００１０】
図４８は、従来の絶縁膜及び金属箔による平行平板型コンデンサを内蔵した半導体パッケージの断面図である。図４８において、７はタブ（ＴＡＢ）である。そしてタブ７の一面には、半導体チップ２が、タブ７の他面には、絶縁膜９を介して金属箔１０が形成されている。そして、タブ７と、絶縁膜９と、金属箔１０とが、キャパシタ部１１を形成している。そして、ワイヤー４が、半導体チップ２とリードフレーム１２との間や、タブ７とリードフレーム１２とを、電気的に接続する。【００１１】
ここでタブ７とは、テープ状のフレキシブル回路基板である。タブテープ（ＴＡＢテープ）とは、ポリイミドからなるフィルムの上に、エッチングで形成した銅配線からなる配線とを有したものである。【００１２】
しかしタブ７を用いてキャパシタ部１１を形成した場合、バイパスコンデンサとして要求される特性を満たすことは難しい。更に高誘電率を有するセラミック焼結膜の形成も困難となる。その理由の一つは、タブテープを用いた場合、４００℃以上の高温処理が難しいためである。これはタブテープに使うポリイミド材料が４００℃以上に耐えないためである。更にタブテープを用いた場合、キャパシタ部１１の形成に用いる誘電体材料は、４００℃未満、すなわちタブテープが耐える温度限界である３００℃以下で形成される誘電体材料の中での限られた選択となる。この結果、タブテープの表面に形成できる絶縁膜９は、樹脂を主体としたものになってしまい、誘電率が低くなる。その結果、高速信号処理に耐えるだけの、即ち電源電圧の変動を抑える効能を有する高容量のバイパスコンデンサを形成することが難しい場合があった。【００１３】
図４９は、従来のリードフレーム上に誘電体を形成してなるコンデンサを内蔵した半導体パッケージの断面図である。図４９において、誘電体としてタンタルオキサイド（誘電率ε；約２０〜２７）、ＢａＴｉＯ３（ε；約２０００）、ＳｒＴｉＯ３（ε；１５０〜２００）、ＢａＳｒＴｉＯ３（ε；２００〜４５０）、ＰｂＬａＺｒＴｉＯ３（ε；７５０〜４０００）等を用いること、リードフレームとして、４２ＦＮ、５０ＦＮ、コバール等を使うことが提案されている（特許文献２）。【００１４】
このようにタブの代わりに、耐熱金属材料を用いてキャパシタを形成しようとしても、従来の耐熱金属材料では対応できないと考えられる。例えばコバール（Ｋｏｖａｒ）の成分の例は重量％でＮｉが２９％、Ｃｏが１７％。Ｓｉが０．２％。Ｍｎが０．３％、Ｆｅが５３．５％である。また４２ＦＮ（別名４２アロイ、４２Ａｌｌｏｙ）の主な成分は、４２Ｎｉ−Ｆｅ（質量％）であり、５０ＦＮとは、５０Ｎｉ−Ｆｅ（質量％）である。こうした金属材料は、優れた耐熱性を有していたとしても、微細なパターンを有するリードフレーム状に加工した状態で、３００℃以上、６００℃以上、更には９００℃以上と高温で熱処理した場合、微細部分が変形しやすいという課題を有していた。【００１５】
すなわち、微細なパターンを有するリードフレーム状の耐熱金属板の上に、キャパシタを形成しようとしても、３００℃以上、４００℃以上の高温で熱処理した場合、微細部分の寸法変化を防止するために設けているポリイミド補強部が加熱途中に変形し焼失し、リードフレームとしての寸法精度が大幅に低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平５−１５２５０６号公報
【特許文献２】特開２００６−０１９５９６号公報
【発明の概要】
【００１７】
しかしながら、従来の構成では、画像情報等の伝達速度を高くし、高速での信号処理を行おうとした場合、伝送速度が高くなるほど、半導体の動作が不安定となり、ジッターが発生しやすいことが課題となっていた。
【００１８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、高速での信号処理を行った場合においても、半導体の動作を安定化させ、ジッターを低減することを目的とする。
【００１９】
本発明の一つの形態は、耐熱金属板とこの耐熱金属板の一面以上に形成されたキャパシタ部とを有する金属板キャパシタと、この金属板キャパシタに重なって配置された半導体チップと、半導体チップと、キャパシタを電気的に接続する接続部と、半導体チップと金属板キャパシタと接続部とを保護する保護部を有する半導体装置であり、金属板キャパシタを半導体装置に内蔵する。半導体チップの高速化に必要な容量成分を自由に半導体チップに供給できるため、信号処理におけるジッターを大幅に低減することができ、外部からのノイズ耐性を向上させることもできる。
【００２０】
本発明の他の形態の一つは、耐熱金属板とこの耐熱金属板の一面以上に形成されたキャパシタ部とを有する金属板キャパシタと、この金属板キャパシタに重なって配置された半導体チップと、半導体チップと、キャパシタを電気的に接続する接続部と、半導体チップと金属板キャパシタと接続部とを保護する保護部を有する半導体装置と、半導体装置を実装した配線基板を有する実装体であり、金属板キャパシタを半導体装置に内蔵する。半導体チップの高速化に必要な容量成分を自由に半導体チップに供給できるため、信号処理におけるジッターを大幅に低減することができ、外部からのノイズ耐性を向上させることもできる。
【００２１】
本発明の他の形態の一つは、耐熱金属板とこの耐熱金属板の一面以上に形成されたキャパシタ部とを有する金属板キャパシタと、この金属板キャパシタに重なって配置された半導体チップと、半導体チップと、キャパシタを電気的に接続する接続部と、半導体チップと金属板キャパシタと接続部とを保護する保護部を有する半導体装置と、半導体装置を実装した配線基板を有する実装体と、実装体を搭載した車両であり、金属板キャパシタを半導体装置に内蔵する。半導体チップの高速化に必要な容量成分を自由に半導体チップに供給できるため、信号処理におけるジッターを大幅に低減することができ、外部からのノイズ耐性を向上させることもでき、車両における信号処理の高速化を実現する。
【００２２】
本発明によれば、半導体チップの高速化に必要な容量成分を、金属板キャパシタから自由に半導体チップに供給できるため、信号処理におけるジッターを大幅に低減することができ、外部からのノイズ耐性を向上させることもでき、車両等における高速での信号処理時のノイズ低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の車両の一例を説明する上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、金属板キャパシタを使った半導体装置の一例を示す断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、半導体装置に内蔵するための金属板キャパシタの製造方法の一例を示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、半導体装置に内蔵するための金属板キャパシタの製造方法の一例を示す断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、半導体装置に内蔵するための金属板キャパシタの製造方法の一例を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、半導体装置に内蔵するための金属板キャパシタの製造方法の一例を示す断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、誘電体の上に複数の上部電極を形成した様子を説明する断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、上部電極上に補助電極を形成して完成した内蔵用キャパシタ部の断面構造の一例を説明する断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、多連ユニットを、説明する斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、多連ユニットを、ダイシングによって複数の単独ユニットに切断、分割する様子を説明する斜視図である。
【図７】図７は、電気チェック等が完了した金属板キャパシタの一例を示す上面図である。
【図８】図８は、耐熱金属板と下部電極との積層部分を加工することで、耐熱金属板の端部を介して耐熱金属板と下部電極との電気的導通を高める様子を説明する斜視図である。
【図９】図９は、金属板キャパシタを、樹脂基板部の上に接着部を介して固定する様子を示す断面図である。
【図１０】図１０は、金属板キャパシタの上に半導体チップを固定する様子を説明する断面図である。
【図１１】図１１は、半導体チップと金属板キャパシタとの間をワイヤー等からなる接続部を介して電気的に接続する様子を説明する断面図である。
【図１２】図１２は、半導体チップと金属板キャパシタとの間をワイヤー等からなる接続部を介して電気的に接続する様子を説明する断面図である。
【図１３】図１３は、半導体チップや金属板キャパシタ、樹脂基板部との間をワイヤー等からなる接続部を介して電気的に接続する様子を説明する断面図である。
【図１４】図１４は、樹脂基板部上における樹脂基板や金属板キャパシタ、半導体チップ等を電気的に接続するボンディングが終了後のワイヤー接続を説明する平面図である。
【図１５Ａ】１５Ａは、本願発明の半導体装置を用いた半導体実装体について説明する側面図である。
【図１５Ｂ】１５Ｂは、本願発明の半導体装置を用いた半導体実装体について説明する側面図である。
【図１５Ｃ】１５Ｃは、本願発明の半導体装置を用いた半導体実装体について説明する上面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、金属板キャパシタを用いた半導体装置における配線の最短化の一例について説明する上面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、金属板キャパシタを用いた半導体装置における配線の最短化の一例について説明する断面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、金属板キャパシタを用いた半導体装置における配線の最短化の一例について説明する上面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、金属板キャパシタを用いた半導体装置における配線の最短化の一例について説明する断面図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、比較例１となる樹脂基板の上に下部電極を形成する様子を示す断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、比較例１となる下部電極の上に下部補助電極や焼結誘電体を形成する様子を示す断面図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、比較例１となる樹脂基板の上に下部電極や焼結誘電体、上部電極等を形成する様子を示す断面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、比較例１となる、樹脂基板部の上に印刷等で形成した下部電極や焼結誘電体を形成するための部材を、高温で焼成する場合に発生する課題について説明する断面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、比較例１となる、樹脂基板部の上に印刷等で形成した下部電極や焼結誘電体を形成するための部材を、高温で焼成する場合に発生する課題について説明する断面図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、本願の半導体装置の断面図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、比較例１となる、樹脂基板部の上に印刷等で形成した下部電極や焼結誘電体を形成するための部材を、高温で焼成する場合に発生する課題について説明する断面図である。
【図２１】図２１は、樹脂基板の代わりにリードフレームを用いた場合の、発明の実施例である半導体装置の一例を説明する断面図である。
【図２２】図２２は、複数の半導体チップを内蔵し、リードフレームと半導体チップとの接続部の一部をダブルワイヤで行った半導体装置の内部構造の一例を示す平面図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、半導体装置の放熱性を高めるための構造例の一例について説明する側面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、半導体装置の放熱性を高めるための構造例の一例について説明する側面図である。
【図２４】図２４は、放熱性を高めた半導体装置の内部構造の一例を説明する断面図である。
【図２５】図２５は、複数の半導体チップを有する金属板キャパシタを、放熱用の銅板の上に固定し、リードフレームと半導体チップとの接続部の一部をダブルワイヤで行った半導体装置の内部構造の一例を示す平面図である。
【図２６】図２６は、本願発明の金属板キャパシタを、リードフレームのセンター部分に、接続部を介して固定する様子を説明する上面図である。
【図２７】図２７は、比較例２において発生する課題について説明する平面図である。
【図２８】図２８は、リードフレームを、誘電体焼成に必要な高温で熱処理を行った場合に発生する課題について説明する平面図である。
【図２９Ａ】図２９Ａは、半導体チップ、金属板キャパシタ、Ｖｄｄ線、Ｖｓｓ線、及び信号線等を説明する上面図である。
【図２９Ｂ】図２９Ｂは、半導体チップ、金属板キャパシタ、Ｖｄｄ線、Ｖｓｓ線、及び信号線等を説明する側面図である。
【図２９Ｃ】図２９Ｃは、半導体チップや金属板キャパシタ等におけるＶｄｄ線やＶｓｓ線、信号線等を最適化するための金属板キャパシタの構造の一つを説明する側面図である。
【図３０Ａ】図３０Ａは、下部補助電極の構造の改善例の一つについて説明する上面図である。
【図３０Ｂ】図３０Ｂは、下部補助電極の構造の改善例の一つについて説明する側面図である。
【図３１Ａ】図３１Ａは、半導体チップとリードフレームとの電気的接続の構造の一つについて説明する上面図である。
【図３１Ｂ】図３１Ｂは、半導体チップとリードフレームとの電気的接続の最適化構造の一つについて説明する上面図である。
【図３２】図３２は、半導体チップとリードフレームとの接続部分の改善構造の一つについて説明する上面図である。
【図３３Ａ】図３３Ａは、金属板キャパシタの表面にバンプを形成し、このバンプを用いることで、金属板キャパシタを半導体の上に最短距離で実装する一連の工程のうちの一工程を説明する断面図である。
【図３３Ｂ】図３３Ｂは、金属板キャパシタの表面にバンプを形成し、このバンプを用いることで、金属板キャパシタを半導体の上に最短距離で実装する一連の工程のうちの一工程を説明する断面図である。
【図３３Ｃ】図３３Ｃは、金属板キャパシタの表面にバンプを形成し、このバンプを用いることで、金属板キャパシタを半導体の上に最短距離で実装する一連の工程のうちの一工程を説明する断面図である。
【図３４Ａ】図３４Ａは、本願発明の半導体装置と、キャパシタを内蔵した従来の半導体装置との構造の違いについて説明する本願発明の断面図である。
【図３４Ｂ】図３４Ｂは、本願発明の半導体装置と、キャパシタを内蔵した従来の半導体装置との構造の違いについて説明する比較例の断面図である。
【図３４Ｃ】図３４Ｃは、本願発明の半導体装置と、キャパシタを内蔵した従来の半導体装置との構造の違いについて説明する比較例の断面図である。
【図３５】図３５は、図３４Ａに示した発明品と、図３４Ｂに示したサンプル（比較品）との大きさの違いを説明する斜視図である。
【図３６Ａ】図３６Ａは、半導体チップと金属板キャパシタの接続工程の一例を示す断面図である。
【図３６Ｂ】図３６Ｂは、半導体チップと金属板キャパシタの接続構造の一例を示す断面図である。
【図３７Ａ】図３７Ａは、半導体チップと金属板キャパシタの接続工程の一例を示す断面図である。
【図３７Ｂ】図３７Ｂは、半導体チップと金属板キャパシタを樹脂基板に接続する構造の一例を示す断面図である。
【図３８Ａ】図３８Ａは、半導体チップと金属板キャパシタの接続構造の一例を示す断面図である。
【図３８Ｂ】図３８Ｂは、半導体チップと金属板キャパシタをビルドアップ基板に接続する構造の一例を示す断面図である。
【図３８Ｃ】図３８Ｃは、半導体チップと金属板キャパシタの接続構造の一例を示す断面図である。
【図３９】図３９は、金属キャパシタの上下に半導体チップを設けた半導体装置の一例を説明する断面図である。
【図４０】図４０は、１つの耐熱金属板の上に、複数の焼結誘電体を積層してなる金属キャパシタの一例の断面図である。
【図４１Ａ】図４１Ａは、１つの耐熱金属板の上に、複数の焼結誘電体を設けた金属キャパシタの製造方法の一例について、一連の工程のうちの一工程を説明する断面図である。
【図４１Ｂ】図４１Ｂは、１つの耐熱金属板の上に、複数の焼結誘電体を設けた金属キャパシタの製造方法の一例について、一連の工程のうちの一工程を説明する断面図である。
【図４１Ｃ】図４１Ｃは、１つの耐熱金属板の上に、複数の焼結誘電体を設けた金属キャパシタの製造方法の一例について、一連の工程のうちの一工程を説明する断面図である。
【図４２Ａ】図４２Ａは、１つの耐熱金属板の上に、複数の焼結誘電体を設けた金属キャパシタの製造方法の一例について、一連の工程のうちの一工程を説明する断面図である。
【図４２Ｂ】図４２Ｂは、１つの耐熱金属板の上に、複数の焼結誘電体を設けた金属キャパシタの製造方法の一例について、一連の工程のうちの一工程を説明する断面図である。
【図４２Ｃ】図４２Ｃは、１つの耐熱金属板の上に、複数の焼結誘電体を設けた金属キャパシタの製造方法の一例について、一連の工程のうちの一工程を説明する断面図である。
【図４３Ａ】図４３Ａは、金属板キャパシタに設けた貫通孔の中に、半導体チップを実装する一連の工程のうちの一工程を説明する断面図である。
【図４３Ｂ】図４３Ｂは、金属板キャパシタに設けた貫通孔の中に、半導体チップを実装する一連の工程のうちの一工程を説明する断面図である。
【図４３Ｃ】図４３Ｃは、金属板キャパシタに設けた貫通孔の中に、半導体チップを実装する一連の工程のうちの一工程を説明する断面図である。
【図４３Ｄ】図４３Ｄは、金属板キャパシタに設けた貫通孔の中に、半導体チップを実装する一連の工程のうちの一工程を説明する断面図である。
【図４４Ａ】図４４Ａは、金属板キャパシタの中央部等に、１つ以上の半導体チップが挿入可能な貫通孔を形成した半導体装置について、一連の工程のうちの一工程を説明する斜視図である。
【図４４Ｂ】図４４Ｂは、金属板キャパシタの中央部等に、１つ以上の半導体チップが挿入可能な貫通孔を形成した半導体装置について、一連の工程のうちの一工程を説明する斜視図である。
【図４４Ｃ】図４４Ｃは、金属板キャパシタの中央部等に、１つ以上の半導体チップが挿入可能な貫通孔を形成した半導体装置について、一連の工程のうちの一工程を説明する斜視図である。
【図４５Ａ】図４５Ａは、金属板キャパシタの上面図である。
【図４５Ｂ】図４５Ｂは、リードフレームの先端部の上面図である。
【図４５Ｃ】図４５Ｃは、リードフレームの一部と、金属板キャパシタの一部とを互いに重ねることで、半導体装置の小型化を実現する様子について説明する上面図である。
【図４６】図４６は、図４５Ｃにおける半導体チップと、金属板キャパシタの上部電極や下部電極と、リードフレームとのワイヤー等による接続の一例を説明する断面図である。
【図４７】図４７は、従来の信号処理用の半導体パッケージの一例を示す断面図である。
【図４８】図４８は、従来の絶縁膜及び金属箔による平行平板型コンデンサを内蔵した半導体パッケージの断面図である。
【図４９】図４９は、従来のリードフレーム上に誘電体を形成してなるコンデンサを内蔵した半導体パッケージの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、各実施の形態を用いて、本発明の実施の形態の一例について説明する。実施の形態１では、本願発明の半導体装置や、この半導体装置を用いた車両について、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）を一例として説明する。実施の形態２以降では、本願発明の半導体装置についてＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）や、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｏｒ  Ｎｏｎ−Ｌｅａｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＷＬＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）等を一例として説明する。
【００２５】
このように本願発明の半導体装置は、その使用目的等に応じて、ＢＧＡやＱＦＰ、ＱＦＮやＷＬＣＳＰ等、様々な商品形態を選択することができる。
【００２６】
以上のように、実施の形態１の内容を、実施の形態２以降の内容に組合わせることは有用であり、実施の形態２以降の内容を、実施の形態１の内容に組合わせることも有用であることは言うまでもない。
【００２７】
［実施の形態１］
実施の形態１として、図１Ａ、図１Ｂを用いて、本願発明の半導体装置や、半導体装置を使った車両について説明する。
【００２８】
図１Ａは、本発明の車両の一例を説明する上面図であり、図１Ｂは、本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。
【００２９】
図１Ａに示す車両１１０は、内部に本発明の半導体装置を使っている。図１Ａに示すように、車両１１０には、走行時の安全性を高めるために、色々なデバイスを車両に組み込むことが提案されている。
【００３０】
図１Ａにおいて、車両１１０のフロントやサイド、リアにカメラ１２０が組み込まれている。車両１１０のフロントやサイドには、レーザーレーダー１３０や、ミリ波レーダー１４０が組み込まれている。このように車両１１０における走行時等の安全性を高めるためには、カメラ１２０やレーザーレーダー１３０、ミリ波レーダー１４０等の各種センサーが組み込まれると共に、これらセンサから送られる各種信号を、高速で処理する必要がある。
【００３１】
図１Ａにおいて、車両１１０には、複数のカメラ１２０が取り付けられ、それぞれのカメラは所定の撮影範囲を撮影し、高速で画像処理する。図１Ａに示すようなシステムは、アラウンドビューモニターとして機能させることが可能である。また撮影範囲を広げ、撮影範囲内に入った各種情報を高速で処理するためには、カメラ１２０の画像処理を行う半導体装置において、ジッター等の発生を抑制する必要がある。車両１１０は後述する半導体装置を実装した配線基板を有する実装体を搭載する。
【００３２】
図１Ｂは、本発明の半導体装置の一例の断面図である。半導体装置１５０は、耐熱金属板１６０と、耐熱金属板１６０の一面あるいは二面以上に形成されたキャパシタ部１７０を有している。またキャパシタ部１７０に重なるように半導体チップ１８０が配置されている。そして半導体チップ１８０と、金属板キャパシタ２１０との間は、ワイヤー等からなる接続部１９０ａを介して電気的に接続されている。また金属板キャパシタ２１０とＢＧＡ用樹脂基板部（図示していない）やＱＦＰ用リードフレーム（図示していない）との間は、ワイヤー等からなる接続部１９０ｂを介して電気的に接続されている。また半導体チップ１８０と、ＢＧＡ用配線基板部（図示していない）やＱＦＰ用リードフレーム（図示していない）等との間は、ワイヤー等からなる接続部１９０ｃを介して電気的に接続されている。そして、半導体チップ１８０や、耐熱金属板１６０や、耐熱金属板１６０の一面あるいは二面以上に形成されたキャパシタ部１７０が、モールド樹脂等からなる保護部２００によって保護されている。なお金属板キャパシタ２１０は、誘電体に焼結誘電体を用いたキャパシタとすることが有用である。エポキシ樹脂等の有機材料で誘電体粉を固めたキャパシタの場合、誘電率が低い（例えば、比誘電率Ｋは３０程度）が、バインダーとなる有機成分が焼結時に消失してなる焼結誘電体は、誘電率が高く（例えば、Ｋは５００以上）、信頼性に優れている。
【００３３】
次に、図２を用いて、本発明の半導体装置の一例であるＢＧＡを一例として説明する。なおＢＧＡ以外（例えば、後述する実施の形態２の図２０Ａ、図２０Ｂで示すＱＦＰ、図３８Ａ〜図３８Ｃに示すＷＬＣＳＰ等）も、本発明の半導体装置１５０の一つの形態であることは言うまでもない。
【００３４】
図２は、金属板キャパシタを使った半導体装置の一例を示す断面図である。図２に示すように、金属板キャパシタ２１０は、耐熱金属板１６０と、下部電極２４０と、焼結誘電体２６０と、上部電極２７０とを有している。そして下部電極２４０と、焼結誘電体２６０と、上部電極２７０とが、キャパシタ部１７０を形成している。
【００３５】
図２に示すように、下部電極２４０の上に、下部補助電極２５０を形成することは有用である。また上部電極２７０の上に、上部補助電極２８０を形成することも有用である。
【００３６】
図２において、半導体チップ１８０と、上部電極２７０とは、チップ上部接続部２９０を介して電気的に接続されている。また半導体チップ１８０と、下部電極２４０とは、チップ下部接続部３００を介して電気的に接続される。また下部電極と、樹脂基板部２３０の表面のランド電極（ランド電極は後述する。図示していない）との間は、下部ランド接続部３１０を介して電気的に接続されている。同様に、上部電極２７０と、樹脂基板部２３０の表面のランド電極（図示していない）との間は、上部ランド接続部３２０を介して電気的に接続されている。さらに、半導体チップ１８０と、樹脂基板部２３０の表面のランド電極（図示していない）とは、チップランド接続部３３０を介して電気的に接続されている。
【００３７】
ここで、チップ上部接続部２９０と、上部ランド接続部３２０は、共にＶｄｄ（Ｄｒａｉｎ  Ｖｏｌｔａｇｅ）とすることが有用であるが、Ｖｄｄに限定する必要はない。
【００３８】
同様に、チップ下部接続部３００と、下部ランド接続部３１０は、共にＶｓｓ（Ｓｏｕｒｃｅ  Ｖｏｌｔａｇｅ）とすることが有用であるが、Ｖｓｓに限定する必要はない。
【００３９】
またチップランド接続部３３０は、信号ラインとすることが有用であるが、信号ラインに限定する必要はない。
【００４０】
図２において、半導体チップ１８０は、ダイアタッチ部３４０を介して、上部電極２７０の表面に固定されているが、ダイアタッチ部３４０を、絶縁性材料とすることが有用である。ダイアタッチ部３４０を絶縁材料で構成することで、隣接する複数の上部電極２７０間の上に、跨るように半導体チップ１８０を固定した際においても、隣接する複数の上部電極２７０間の絶縁性を確保できる。この結果、半導体チップ１８０の違う位置へ、複数の上部電極２７０から、各々別々にチップ上部接続部２９０を介して、互いに独立した状態で電圧（Ｖｄｄ）を供給できる。こうして、隣接した上部電極２７０間において、隣接した上部電極２７０の影響を防止することで、半導体チップ１８０におけるジッターが低減できる。
【００４１】
なお図２において、チップ上部接続部２９０、チップ下部接続部３００、上部ランド接続部３２０、下部補助電極２５０、チップランド接続部３３０等の接続部１９０には、銅や金等のワイヤーを用いたワイヤーボンディング技術を使うことが有用である。
【００４２】
図２において、樹脂基板部２３０と、金属板キャパシタ２１０との接着には、接着部３５０を介して行うが、接着部３５０として、絶縁性の接着剤を用いることで、樹脂基板部２３０と金属板キャパシタ２１０との間の絶縁性を確保でき、金属板キャパシタ２１０と重なるように樹脂基板部２３０の表面に配線パターン（図示していない）を形成できる。また用途に応じて接着部３５０として、導電性の接着剤や、熱伝導性の高い導電性あるいは絶縁性の接着剤を用いても良い。また導電性の接着剤を用いることで、樹脂基板部２３０の表層に形成されたランド電極（図示していない）と、下部電極２４０（例えば、Ｖｓｓ電極）と電気的に接続させても良い。なお樹脂基板部２３０としては、ビルドアップや貫通ビアを有する一般的な配線基板を用いることができる。
【００４３】
図２において、上部電極２７０の表面に、上部補助電極２８０を設けている。図２に示すように、上部補助電極２８０を設けて、チップ上部接続部２９０や上部ランド接続部３２０等を、上部電極２７０の代わりに上部補助電極２８０側に、直接、電気的に接続することで、ワイヤーボンディング時における焼結誘電体２６０への影響を低減できる。
【００４４】
同様に、図２において、下部電極２４０の表面に、下部補助電極２５０を設けている。図２に示すように、下部補助電極２５０を設けて、チップ下部接続部３００や下部ランド接続部３１０等を、低位置にある下部電極２４０側はなくて、高位置になる下部補助電極２５０側に、直接、電気的に接続することで、ワイヤーボンディングの作業性を高められる。
【００４５】
図２に示すように、樹脂基板部２３０の金属板キャパシタ２１０が形成されていない面に、バンプ２２０を形成しておくことで、半導体装置１５０をＢＧＡとして、他の配線基板（図示していない）に高密度実装することができる。
【００４６】
耐熱金属板１６０を使うことで、誘電体材料として、２００℃〜３００℃で熱硬化する熱硬化型の誘電体（エポキシ樹脂等の中に、チタン酸バリウム等の誘電体を分散してなる誘電体材料）を使うことができるが、誘電体材料として、６００℃以上、更には８５０℃以上で焼成してなる焼結誘電体を焼結誘電体２６０として用いることができる。熱硬化型の誘電体の場合、比誘電率（Ｋ）は、１０〜５０程度と低いが、誘電体として焼結誘電体２６０を使うことで、比誘電率（Ｋ）を５００程度まで高められる。このように焼結誘電体２６０を用いることで、キャパシタ部１７０の容量値を高め、電気特性や信頼性を高められる。
【００４７】
ここで焼結誘電体２６０としては、６００℃以上、更には８００℃以上の高温で熱処理したものとすることが望ましい。６００℃以上の高温で熱処理することで、誘電体の中に含まれる比誘電率（Ｋ）の低い樹脂成分（バインダーと呼ばれることもある）等を除去できる。更に８００℃以上の高温で熱処理することで、誘電体の焼結による緻密性を高められ、誘電体の比誘電率（Ｋ）を高め、絶縁信頼性を改善する。
【００４８】
図２に示すように、樹脂基板部２３０やバンプ２２０を有する半導体装置１５０は、小型で軽量となる。そして半導体装置１５０は、車載分野において、非常に好適なデバイスとなる。これは、半導体装置１５０が、外部からのノイズに対し、電源電圧の揺れを抑制できる等、ノイズ耐性が向上したデバイスとなるためである。
【００４９】
図２に示す半導体装置１５０とすることで、以下の利点が考えられる。すなわち、半導体装置の耐ノイズ性である。この耐ノイズ性は、後述する図３４Ｂに示すような、キャパシタ内蔵基板によるノイズ対策に比べて、安価に実現できる。更に半導体装置１５０における、電源やグランド（ＧＮＤ）ピンの削減が可能となる。電源やグランドピンを削減する分、信号ピンの割り当て数を増加できるため、半導体装置の小型化が可能となる。更に金属板キャパシタ２１０を半導体チップ１８０や樹脂基板部２３０に対するシールドとすることで、インターポーザー等の層数を削減できる（例えば、４層板を２層板にできる）。更にお客様側におけるマザーボード（あるいはメインボード）におけるバイパスコンデンサ（パスコンと呼ばれることもある）の削減が可能となる。
【００５０】
また半導体チップ１８０と、下部電極２４０や下部補助電極２５０との間を電気的に接続するチップ下部接続部３００や、半導体チップ１８０と、上部電極２７０や上部補助電極２８０との間を電気的に接続するチップ上部接続部２９０を、第１接続部としても良い。同様に、樹脂基板部２３０に設けられたランド電極（図２においてランド電極は図示していない。後述する図１４においてランド電極は、ランド電極４８０として図示している）と、下部電極２４０や下部補助電極２５０との間を電気的に接続する下部ランド接続部３１０や、ランド電極と、上部電極２７０や上部補助電極２８０との間を電気的に接続する上部ランド接続部３２０を、第２接続部としても良い。図２において、半導体チップ１８０や、耐熱金属板１６０や、耐熱金属板１６０の一面あるいは二面以上に形成されたキャパシタ部１７０や、第１接続部や第２接続部は、保護部２００によって保護されている。
【００５１】
次に、図３Ａ〜図８を用いて、図２で説明した半導体装置１５０に用いる、金属板キャパシタ部分の製造方法や構造の一例について説明する。
【００５２】
図３Ａ、図３Ｂは、共に半導体装置に内蔵するための金属板キャパシタの製造方法の一例を示す断面図である。図３Ａ、図３Ｂにおいて、補助線３６０は個々の金属板キャパシタ２１０として個片化した後のサイズ、あるいは分割位置に相当する。
【００５３】
まず、図３Ａに示すように、耐熱金属板１６０を用意する。なお耐熱金属板１６０としては、厚み５０μｍ以上の、耐熱性（例えば、酸化雰囲気中での８５０〜９５０℃での焼成に耐えるもの、あるいは加熱処理によって大きく反らないもの）を有する金属部材を選ぶ。そして、耐熱金属板１６０の一面あるいは二面以上に、スクリーン印刷技術等を用いて下部電極２４０を形成する。下部電極２４０として、市販の８５０℃〜９５０℃程度の焼成に対応する銀を５０質量％以上１００質量％以下含む焼結用のＡｇ電極ペースト、あるいは銀を５０質量％以上含む焼結用のＡｇＰｄ電極ペーストを用いることが有用である。そして、この電極ペーストを、図３Ａの補助線３６０で示すように、分割部３７０に合わせて（あるいは分割部３７０をわずかに乗り越えるように）、耐熱金属板１６０の一面に印刷形成する。下部電極２４０を耐熱金属板１６０の表面に直接、形成することで、コンデンサ特性を高め、コンデンサ部分のワイヤーボンディング性を高められる。
【００５４】
なお耐熱金属板１６０の厚みが５０μｍ以下の薄い場合、耐熱金属板１６０の平坦性が低下し変形する場合がある。なお耐熱金属板の熱処理時の変形、即ち反り発生を防止するには、例えば図４Ｂに示すように、耐熱金属板１６０の残された他の一面に、裏面電極４００を形成しておくことが有用である。市販の８５０℃〜９５０℃程度の焼成に対応するＡｇ電極ペースト、あるいはＡｇＰｄ電極ペーストを、裏面電極４００とすることで、焼成時等における耐熱金属板１６０と、下部電極２４０や焼結誘電体２６０、上部電極２７０等との熱膨張係数に起因する耐熱金属板１６０の反りや歪みの発生を防止できると共に裏面電極４００を、耐熱金属板の電極の一部として活用できる。
【００５５】
図３Ａ、図３Ｂにおいて、単独ユニット３９０が、一つ一つの金属板キャパシタ２１０に対応する。また図４Ａ、図４Ｂに示すように、分割部３７０を介して、単独ユニット３９０を複数個、ＸＹ方向に並べて形成してなる多連ユニット３８０として製造することが有用である。多連ユニット３８０として取り扱うことで、単独ユニット３９０に形成するキャパシタ部分の特性バラツキを低減することができ、品質バラツキを抑えながら製造コストを低減できる。一例として単独ユニット３９０の寸法を９ｍｍ×９ｍｍとし、補助線３６０で示す切断代となる隙間部を１ｍｍとし、多連ユニット３８０の外形寸法を３００ｍｍ×４００ｍｍとした場合、１枚の多連ユニットで一度に１２個の単独ユニット３９０が得られる。また多連ユニット３８０とした状態で、それぞれの単独ユニット３９０に形成されたキャパシタ部１７０の電気検査等を行っても良い。
【００５６】
図４Ａ、図４Ｂは、共に半導体装置に内蔵するための金属板キャパシタの製造方法の一例を示す断面図である。
【００５７】
図４Ａに示すように、下部電極２４０に重なるように、更に下部補助電極２５０を設けても良い。図４Ａに示すように、下部補助電極２５０を設け、下部補助電極２５０をワイヤーボンディング用のボンディグエリア（番号は付与していない）とすることで、ワイヤーボンディング時の作業性を高められる。即ち、下部補助電極２５０として、ワイヤーボンディング性の優れた金属材料を選び、この上にワイヤーボンディングすることで、ワイヤーボンディングの密着性を高められ、プル強度が増加する。下部補助電極２５０の幅や長さはボンディングを安定に行う観点から１００μｍ以上、より好ましくは２００μｍ以上とすることが有用である。また、下部補助電極２５０のパターン形状を、任意の形状とすることも可能である。このため下部補助電極２５０のパターン形状を、各工程におけるアライメントマークとすることも有用である。なおボンディングするためのボンディングエリアは、下部補助電極２５０の上に限定する必要は無く、下部電極２４０の上や、耐熱金属板１６０の上としても良い（図示していない）。また下部補助電極２５０は、下部電極２４０の表面だけでなく、耐熱金属板１６０の表面に直接、形成しても良い。
【００５８】
図４Ａにおいて、下部電極２４０の上に形成する下部補助電極２５０の形成材料としては、市販の８５０℃〜９５０℃程度の焼成に対応するＡｇ電極ペースト、あるいはＡｇＰｄ電極ペースト等を用いることができる。またこれら電極ペーストや電極ペーストが焼結されてなる下部電極２４０や下部補助電極２５０に含まれるガラス成分を１０質量％以下、更には５質量％以下、更にはガラスレス（０．１質量％未満）とすることで、ワイヤーボンディング性を高め、同時焼結性を高めることができる。またＡｇの割合を高める（例えば８０質量％以上、９０質量％以上、１００質量％以下）とすることで、ワイヤーボンディグ性を高められる。
【００５９】
図４Ａは、多連ユニット３８０の一部を構成する一つの単独ユニット３９０を図示するものであり、図４Ａにおいて、他の単独ユニット等は補助線３６０によって省略している。
【００６０】
図４Ｂは、下部電極２４０の上に、誘電体を形成する様子を説明する断面図である。図４Ｂにおいて、誘電体は、焼結誘電体２６０とすることが望ましい。焼結誘電体２６０を構成する誘電体としては、ＢＴＯ（チタン酸バリウム系誘電体）を用いることが有用である。ＢＴＯを含む誘電体ペーストを所定パターンに印刷した後、９００℃前後（望ましくは８５０℃以上９５０℃以下、なお８５０℃未満では焼結誘電体２６０の誘電体特性が低い場合がある。また９５０℃より高温で焼成するためには、耐熱金属板に特殊で高価なものを選ぶ必要がある）で焼結することで、焼結誘電体２６０を形成できる。なおＢＴＯを主成分とする誘電体材料に各種添加剤を加えることで、誘電率や誘電率の温度特性や、焼結開始温度等を調整できる。
【００６１】
なお焼結誘電体２６０を構成する誘電体としては、ＢＴＯ（チタン酸バリウム）以外に、ＳＢＴ（タンタル酸−ストロンチウム−ビスマス）、ＢＬＴ（チタン酸ランタン−ビスマス）等の誘電体材料を、用途や環境に留意しながら選択して有用である。更に金属板キャパシタ２１０の役割がバイパスコンデンサであり、高周波特性が要求される場合、高周波用として公知の誘電体材料を適宜、選択し、焼結誘電体２６０を構成する誘電体とすれば良い。
【００６２】
図５Ａ、図５Ｂは、それぞれ誘電体の上に複数の上部電極を形成した様子と、完成した内蔵用キャパシタ部の断面構造の一例を説明する断面図である。図５Ａに示すように、一つの焼結誘電体２６０の上に、複数の上部電極２７０を、互いに絶縁されたパターン形状で形成することが有用である。一つの焼結誘電体２６０の上に、複数の上部電極２７０を互いに独立し、絶縁されたパターンとして形成しておくことが有用である。複数の上部電極２７０から、半導体チップ１８０の複数位置へ、複数のチップ上部接続部２９０を介して、互いに独立して、所定の電圧（例えばＶｄｄ）を供給することができ、半導体チップ１８０のジッター低減が可能になる。
【００６３】
図５Ａは、多連ユニット３８０の状態のまま、上部電極２７０を形成する様子を示す。焼結誘電体２６０の表面に上部電極２７０を形成するためには、市販の８５０℃〜９５０℃程度の焼成に対応する銀を５０質量％以上１００質量％以下含む焼結用のＡｇ電極ペースト、あるいはＡｇＰｄ電極ペーストを用いることが有用である。分割部３７０ａは、分割部分を示す。
【００６４】
複数の上部電極２７０の間に分割部３７０ｂを形成し、隣接する上部電極２７０ａと上部電極２７０ｂとを絶縁する。こうして下部電極２４０、焼結誘電体２６０、上部電極２７０ｂからなるキャパシタ部１７０を、互いに独立したバイパスコンデンサとして形成する。その後、必要に応じて上部電極２７０の上に上部補助電極２８０を、市販の８５０℃〜９５０℃程度の焼成に対応するＡｇ電極ペースト、あるいはＡｇＰｄ電極ペーストを用いて形成する。なお下部電極２４０や、焼結誘電体２６０、上部電極２７０等の焼成は、電極ペーストや誘電体ペーストを印刷しては個別焼成でも良いし、電極ペーストや誘電体ペーストを印刷乾燥してなる積層体を形成した後に、一括焼成としても良い。また必要に応じて、焼結誘電体２６０や下部電極２４０等をそれぞれ２層以上としても良い。２層以上に積層した状態で、これら部材を一括焼成しても良い。こうした焼成には、市販のメッシュベルト炉（例えば、ｉｎ／ｏｕｔが３０分〜２時間程度、最高温度が８５０〜９５０℃）を用いることができる。またペーストに含まれる脱バインダーを安定的に行うため、バッチ炉を用いて昇温工程に時間をかけて焼成することも有用である。
【００６５】
なお図５Ａ、図５Ｂに示すように、一つの焼結誘電体２６０の上に、上部電極２７０ａ、上部電極２７０ｂ等を複数、互いに絶縁してなる電極分割パターンとして形成することは有用である。電極分割パターンとすることで、各々の電極を半導体チップ１８０が有する複数の電源系に個別に対応するためのバイパスコンデンサとすることができる。このように一つの焼結誘電体２６０の上に、互いに絶縁してなる複数の上部電極２７０ａ、上部電極２７０ｂを設けることで、互いに温度特性や誘電率の揃った複数のバイパスコンデンサを形成する。
【００６６】
図５Ｂは、多連ユニット３８０の一部を切断した様子を示す。図５Ｂの４１０は加工接続部であり、加工接続部４１０において、耐熱金属板１６０と下部電極２４０の間、あるいは耐熱金属板１６０と裏面電極４００の間が、物理的にも電気的にも接続されている。加工接続部４１０は、金属板キャパシタ２１０の周縁部に位置している。
【００６７】
また必要に応じて、上部電極２７０に重ねるように、上部補助電極２８０を設けても良い。その後、こうして作成した多連ユニット３８０を、分割部３７０を介して、個片に分割あるいは切断することで、単独ユニット３９０とする。そして単独ユニット３９０において所定の特性評価（容量値の評価、絶縁性、リーク電流等の評価）は、作業性の観点より多連ユニット３８０の状態で行っても良い。耐熱金属板１６０及びその表面に形成した下部電極２４０や下部補助電極２５０等を検査時の接地電極とすることで特性検査を安定化できる。これらの検査工程（検査工程は図示していない）を経て、良品と判断されたものが、図６Ａ、図６Ｂで説明する切断工程を経て、後述する図７に示す金属板キャパシタ２１０となる。
【００６８】
図６Ａ、図６Ｂは、共に多連ユニットをダイシングによって複数の単独ユニットに切断、分割する様子を説明する斜視図である。図６Ａに示すように、多連ユニット３８０を、延伸性を有したダイシングテープ４２０の上に固定する。そして、図６Ｂに示すように、ダイシング装置４３０を使って、切断し、分割溝４４０を形成する。その後、ダイシングテープ４２０に粘着固定されている単独ユニット３９０を、ダイシングテープ４２０を伸張するダイシングテープ延伸工程を介して、個々に分割する。こうして、図７の金属板キャパシタ２１０とする。
【００６９】
図７は、電気チェック等が完了した金属板キャパシタの一例を示す上面図である。図７に示すように、金属板キャパシタ２１０は、少なくとも耐熱金属板１６０と、耐熱金属板１６０の一面あるいは二面以上に形成された、焼結誘電体２６０と、上部電極２７０とを有するキャパシタ部１７０と、を有する。金属板キャパシタ２１０は、図６Ａに記載した、多連ユニット３８０を所定形状になるようにダイシング装置等を使って分割、切断することで製造できる。
【００７０】
なお必要に応じて、上部電極２７０の一部に、ワイヤーボンディング用に厚み５μｍ以上の上部補助電極２８０を設けることは有用である。
【００７１】
また耐熱金属板１６０と焼結誘電体２６０との間に、下部電極２４０を設けることも有用である。また耐熱金属板１６０と焼結誘電体２６０との間に下部電極２４０を設け、更に焼結誘電体２６０から外部に露出している部分の下部電極２４０に重なるように、厚み５μｍ以上の下部補助電極２５０を、より好ましくは１０μｍ以上の下部補助電極２５０を設けることも有用である。そして下部補助電極２５０をワイヤーボンディング用の厚み５μｍ以上の電極とすることができる。
【００７２】
なお耐熱金属板１６０に用いる金属部材は、主成分となる鉄（Ｆｅ）等の金属成分に加えて、アルミニウム（Ａｌ）を添加用金属成分として０．５質量％以上含むものとすることが望ましい。アルミニウムを０．５質量％以上含む耐熱金属板１６０を用いることで、焼結誘電体２６０の焼結時における耐熱金属板１６０の酸化や劣化を防止できる。この理由は、耐熱金属板１６０の内部に含まれるアルミニウム成分が、金属部材が加熱される際、耐熱金属板１６０表面に拡散し、酸化されて、Ａｌ２Ｏ３等の丈夫な酸化膜となって、金属部材本体の酸化や劣化を防止するためである。また耐熱金属板１６０の表面に形成されたＡｌ２Ｏ３等の酸化膜は、下部電極２４０や下部補助電極２５０に対する密着成分として機能するため、耐熱金属板１６０と、下部電極２４０や下部補助電極２５０との間の密着強度を高めることができる。なお耐熱金属板１６０に含まれるアルミニウムの含有量が２０質量％より多くなった場合、耐熱金属板１６０が特殊で高価なものとなるので、アルミニウムの含有量は２０質量％以下が望ましい。
【００７３】
なお焼結誘電体２６０には、鉛成分、更にはガラス成分を含まない焼結してなる焼結誘電体材料を用いることが望ましい。鉛成分を含まない焼結誘電体２６０とすることで、環境対策が可能となる。また、焼結誘電体２６０が鉛を含んでいる場合、すなわち、鉛成分を含む誘電体材料を用いて焼結誘電体２６０を形成する場合、焼結時に酸化鉛（ＰｂＯ）が蒸気化して耐熱金属板１６０に達し、耐熱金属板１６０と反応することとなる。そうすると、耐熱金属板１６０の鉄（Ｆｅ）成分が酸化されて腐食（さびの発生）してしまい、耐熱金属板１６０の下部電極２４０や下部補助電極２５０との密着強度が著しく低下してしまう。また焼結誘電体２６０がガラス成分を含む場合、焼結誘電体２６０の誘電率（εあるいはＫ）が低下し、コンデンサとしての容量値が低下し、信頼性が影響を受ける場合がある。またなおガラス成分や鉛成分を含まない誘電体材料を用いて焼結誘電体２６０を形成するには、ＢＴＯ等を主原料とし、必要な無機系添加剤を加えてなる誘電体材料（あるいは誘電体ペースト）を、８５０℃〜９５０℃で焼成すれば良い。
【００７４】
図７に示すように、金属板キャパシタ２１０は、焼結誘電体２６０や、下部電極２４０、上部電極２７０等が８５０℃〜９５０℃で、個別あるいは一括焼成されたものである。なお金属板キャパシタ２１０自身の外形、あるいは上部からの投影図は、長方形や正方形のような単純な形状とすることが望ましい。金属板キャパシタ２１０自身の外形を長方形、あるいは正方形とすることで、８５０℃〜９５０℃の熱処理工程において、キャパシタ部１７０の変形を防止できる。このように、金属板キャパシタ２１０自身の外形を、一般のリードレームのような微細パターン部分を有していない長方形や正方形のような単純な形状とする。このような単純な外形形状とすることで、この熱処理時に微細パターン部分が変形したり欠落したりする恐れも無い。またキャパシタ部１７０を構成するために、ペースト材料等を印刷した後、一括焼成することで、キャパシタ部１７０としても良い。
【００７５】
更に耐熱金属板１６０を一種の拘束層として機能させることで、焼結時の誘電体はＸＹ方向ではなく、ほぼＺ軸方向に収縮するよう焼結させることができる。この結果、焼結誘電体２６０や、上部電極２７０等のパターン形状は、印刷時から焼結後まで変化せず、高い寸法精度を維持できる。
【００７６】
なお金属板キャパシタ２１０に用いる焼結誘電体２６０の厚みは、３μｍ以上５０μｍ以下、更には５μｍ以上３０μｍ以下、更には厚み７μｍ以上２０μｍ以下が望ましい。厚みが３μｍ未満の場合、焼結誘電体２６０の絶縁信頼性に課題が残る場合があり、厚みが５０μｍを超えた場合、容量密度が低下する場合がある。
【００７７】
なお金属板キャパシタ２１０に用いる耐熱金属板１６０の厚みは５０μｍ以上、３００μｍ以下、更には１００μｍ以上、２００μｍ以下、更には１５０μｍ以下が望ましい。厚みが５０μｍ未満の場合、耐熱金属板１６０の剛性が低下し、取扱い時、即ち個辺化してからの搭載性、またそのときの形状安定性が低下し、焼成時に焼結誘電体２６０が剥がれ、絶縁性に課題が発生する場合がある。また焼結誘電体２６０の厚みが３００μｍを超えた場合、半導体装置１５０の厚みに影響を与える。
【００７８】
なお金属板キャパシタ２１０、あるいは単独ユニット３９０の大きさ（あるいは投影床面積）は１ｍｍ×１ｍｍ以上から３０ｍｍ×３０ｍｍ以下の面積とすることが有用である。１ｍｍ×１ｍｍより小さい場合は、取扱いが難しくなり、金属板キャパシタ２１０の上に固定する半導体チップ１８０の形状が限定される場合がある。また３０ｍｍ×３０ｍｍより大きくなった場合、金属板キャパシタ２１０の実装時に要求される平面性（あるいはコプラナリティ）が低下する場合がある。
【００７９】
なお、金属板キャパシタ２１０の、下部電極２４０と耐熱金属板１６０とは、互いに電気的に接続されていることが望ましい。ここで耐熱金属板１６０の上に、焼結誘電体２６０を形成する場合、耐熱金属板１６０の表面に絶縁性の金属酸化物層が形成され、この金属酸化物層が下部電極２４０と耐熱金属板１６０との電気的接続に影響を与える可能性が考えられる。この場合、図８に示すような構成とすることが有用である。
【００８０】
図８は、耐熱金属板と下部電極との積層部分を加工することで、耐熱金属板の端部を介して耐熱金属板と下部電極との電気的導通を高める様子を説明する斜視図である。
【００８１】
図８において、４６０は金属酸化物層である。耐熱金属板１６０は、アルミニウムを０．５質量％以上２０質量％以下含むステンレス板とすることが、耐熱性を高めるために望ましい。この場合、金属酸化物層４６０を、αアルミナではなくて、γアルミナを主成分とすることが望ましい。なおγアルミナを金属酸化物層の６０質量％以上とすると耐熱金属板１６０と下部電極２４０の密着強度をより高める事ができる。ここでαアルミナとは、コランダム型のアルミナである。またγアルミナは、スピネル型、あるいは立方晶系のアルミナである。
【００８２】
図８に示すように、耐熱金属板１６０と、下部電極２４０との間には、金属酸化物層４６０が形成されている。発明者らの調査では、金属酸化物層４６０は、αアルミナで形成されていることがわかったが、金属酸化物層４６０は、耐熱金属板１６０と下部電極２４０との電気的接続に影響を与える場合がある。こうした場合、図８に示すように、耐熱金属板１６０と下部電極２４０との間を、加工接続部４１０ａ、加工接続部４１０ｂを介して物理的に重なるように接続することが望ましい。なお図８において加工接続部４１０ａは、表面に露出した部分における物理的な接続部分を示す。加工接続部４１０ａは、金属板キャパシタ２１０の側面に露出した下部電極２４０と耐熱金属板１６０との物理的接続部である。この物理的接続部は、日本刀における鍛え肌（地肌あるいは肌目と呼ばれることもある）や、ダマスカス鋼（Ｄａｍａｓｃｕｓ  Ｓｔｅｅｌ）における木目模様のように、波打った模様や形状として観察される場合もあるが、特に模様や形状を限定する必要は無い。
【００８３】
なお加工接続部４１０ｂは、加工部分の内部構造における物理的な接続構造部を示す。端面に露出した加工接続部４１０ａだけでなく、内部においても物理的接続部となる加工接続部４１０ｂを介しても、下部電極２４０と耐熱金属板１６０が接続することで、物理的な接続安定性を大幅に改善できる。なお加工接続部４１０ａ、加工接続部４１０ｂは、図８に示すように、金属酸化物層４６０を乗り越えて、下部電極２４０の中や、耐熱金属板１６０の中に、物理的に大きく食い込んでも良い。また加工接続部４１０は、ダレ（Ｒｏｌｌｏｖｅｒ）やバリ（Ｂｕｒｒ）として、物理的に食い込んでも良い。金属酸化物層４６０を乗り越えて、下部電極２４０の中や、耐熱金属板１６０の中に、物理的に大きく食い込むことで、下部電極２４０と耐熱金属板１６０との物理的接続界面の面積を増加でき、その結果として下部電極２４０と耐熱金属板１６０が電気的に安定して接続する。
【００８４】
なお金属酸化物層４６０の破壊による下部電極２４０と耐熱金属板１６０との物理的接続の手法としては、ダイシング装置４３０を用いる以外に、回転中のドリル等の治具を当てたり、物理的に加圧したり、レーザー光をスポット照射しても良い。またスポット溶接等の電気的手法を使っても良い。以上のように、耐熱金属板１６０と下部電極２４０との間を物理的に接続するための加工接続部４１０ａ、加工接続部４１０ｂを形成することで、耐熱金属板１６０と下部電極２４０との間を物理的、更には電気的に行うことが有用である。
【００８５】
なお耐熱金属板１６０と下部電極２４０との間を物理的に接続するための加工接続部４１０の形成位置は、金属板キャパシタ２１０の周縁部に限定する必要はなく、金属板キャパシタ２１０と下部電極２４０とが重なる任意の部分に加工接続部４１０が形成されても良い。発明者らの実験では、加工接続部４１０が形成される前の、下部電極２４０と耐熱金属板１６０との間の電気抵抗は、５０ＭΩ〜１００ＭΩであった。一方、加工接続部４１０が、金属板キャパシタ２１０の周縁部あるいはシートキャパシタの内部の任意の部分に形成された場合、下部電極２４０と耐熱金属板１６０との電気抵抗は、２０Ω以下が望ましく、発明者らの実験では１０Ω以下、場合によっては１Ω以下となった。
【００８６】
以上のように、加工接続部４１０における下部電極２４０と耐熱金属板１６０との電気的な接続は２０Ω以下、更には１０Ω以下が望ましい。更に加工接続部４１０の位置を、具体的に特定する必要は無い。すなわち下部電極２４０と耐熱金属板１６０との電気的導通が２０Ω以下、更には１０Ω以下であれば加工接続部４１０ａや加工接続部４１０ｂが形成されていると考えて良い。加工接続部４１０の場所の特定は必要ではなく、また加工接続部４１０の形成方法を限定する必要もない。
【００８７】
加工接続部４１０は１箇所に限定する必要はない。周縁部に形成した加工接続部４１０と、製造工程等で金属板キャパシタ２１０の任意の位置に設けた加工接続部４１０ａや加工接続部４１０ｂとを併用しても良い。
【００８８】
図９は、金属板キャパシタを、樹脂基板部の上に接着部を介して固定する様子を示す断面図である。
【００８９】
図９において、接着部３５０としては、市販のダイアタッチ用導電性Ａｇペースト（導電性）を使っても良いが、絶縁性の接着剤、あるいは絶縁性の市販のダイアタッチフィルム等を使っても良い。絶縁性の接着部３５０を用いることで、樹脂基板部２３０や、樹脂基板部２３０の表面に形成された導電パターン等との絶縁性を確保できる。図９において、金属板キャパシタ２１０は、多連ユニット３８０から、個別に切り離された単独ユニット３９０である。なお金属板キャパシタ２１０としては、各種特性検査によって不良品となった単独ユニット３９０を省き、良品と判断された単独ユニット３９０だけを選別して、良品の金属板キャパシタ２１０として、図９に示すように用いる。
【００９０】
図９に示すように、樹脂基板部２３０の一部には、接着部３５０が付与されており、接着部３５０の上に、矢印４５０に示すように、金属板キャパシタ２１０を搭載する。必要に応じて、接着部３５０は、樹脂基板部２３０の上に複数箇所に塗布しても良い。
【００９１】
図９の矢印４５０は、金属板キャパシタ２１０を、樹脂基板部２３０の上に搭載する様子を示す。図９の矢印４５０に示すように、検査等によって良品と判断された金属板キャパシタ２１０を、接着部３５０が付与された樹脂基板部２３０の上に搭載する。その後、図１０に示すようにして、半導体チップ１８０を搭載する。
【００９２】
図１０は、金属板キャパシタの上に半導体チップを固定する様子を説明する断面図である。図１０に示すように、樹脂基板部２３０の上には、接着部３５０を介して、金属板キャパシタ２１０が固定されている。ダイアタッチ部３４０として、絶縁性のダイアタッチフィルムを用いることで、半導体チップ１８０と、上部電極２７０との絶縁性を保つことができる。また半導体チップ１８０と、複数の上部電極２７０が重なる場合、半導体チップ１８０と上部電極２７０との間を固定するダイアタッチ部３４０を絶縁部材とすることで、複数の上部電極２７０間の導通を阻害でき、複数の上部電極２７０から半導体チップ１８０へ供給するＶｄｄの変動を抑えられる。
【００９３】
図１０の矢印４５０は、接着剤や接着シートからなるダイアタッチ部３４０を介して、半導体チップ１８０を金属板キャパシタ２１０の上に固定する様子を示す。
【００９４】
ダイアタッチ部３４０は、半導体チップ１８０がウエハ状態の時に貼り付けられたものとしても良い。半導体チップ１８０と、ダイアタッチ部３４０と一体化した状態で、半導体チップ１８０として個々にダイシングすることで、ダイアタッチ部３４０も、同時に個片化できる。このようにダイアタッチ部３４０を、予め半導体チップ１８０に貼り合わせた状態で、図１０に示すようにキャパシタ部１７０の上に実装しても良い。ダイアタッチ部３４０としては、市販の厚み１０μｍ〜１００μｍ程度のものを使うことができる。
【００９５】
このワイヤーボンディングが行われる直前の状態、ダイボンド工程が完了した時点で改めて容量検査、誘電特性、絶縁性等の各種電気検査を行うことも有用である。
【００９６】
次に図１１を用いて、ワイヤーボンディング工程について説明する。
【００９７】
図１１〜図１３は、共にワイヤーボンディングを行う様子を示す断面図である。
【００９８】
図１１は、半導体チップと金属板キャパシタとの間をワイヤー等からなる接続部を介して電気的に接続する様子を説明する断面図である。
【００９９】
図１１に示すように、半導体チップ１８０と、上部補助電極２８０との間を、ワイヤー等からなるチップ上部接続部２９０を介して電気的に接続する。図１１に示すように、上部電極２７０の上に、複数の上部補助電極２８０を設けていた場合、半導体チップ１８０に近い側の、上部補助電極２８０の上に、チップ上部接続部２９０を形成すれば良い。また上部補助電極２８０を用いることで、ワイヤーボンディング時の焼結誘電体２６０への影響を抑制できる。またチップ上部接続部２９０を、半導体チップ１８０のＶｄｄとしても良い。
【０１００】
図１１に示すように、上部電極２７０の上でなく、上部電極２７０の上に設けた、上部補助電極２８０の上に、ワイヤー等からなる接続部１９０をボンディングすることで、ボンディングに必要な熱や超音波、圧力等が、焼結誘電体２６０に与える影響を抑制できる。なお上部電極２７０の上に、上部補助電極２８０を設ける場合、上部補助電極２８０の厚みは５μｍ以上、更には１０μｍ以上が望ましい。なお５μｍは５ｕｍ、１０μｍは１０ｕｍと記載しても良い。上部電極２７０の厚みが５μｍ未満、更には２μｍ未満の場合、ボンディング条件によっては、焼結誘電体２６０にマイクロクラック等を発生させ、ボンディングワイヤーのプル強度が得られない場合がある。
【０１０１】
図１２は、半導体チップと金属板キャパシタとの間をワイヤー等からなる接続部を介して電気的に接続する様子を説明する断面図である。
【０１０２】
図１２に示すように、また半導体チップ１８０と、下部補助電極２５０との間を、ワイヤー等からなるチップ下部接続部３００を介して電気的に接続する。またチップ下部接続部３００を、半導体チップ１８０のＶｓｓとしても良い。
【０１０３】
図１２において、下部電極２４０の上に、直接、接続部１９０等をボンディングしても良いが、下部電極２４０に重なるように設けた厚み５μｍ以上の下部補助電極２５０を設け、下部補助電極２５０の上にボンディングしても良い。下部電極２４０の上でなく、下部補助電極２５０の上に直接、ボンディングすることで、ボンディング高さが稼げ、更にボンディング安定性を高められる。なお下部電極２４０の上に、下部補助電極２５０を設けた場合、上部補助電極２８０の厚みは５μｍ以上、更には１０μｍ以上が望ましい。更にいえば、誘電体厚み、電極厚みによっては２０μｍ以上が望ましい。下部電極２４０の厚みが５μｍ以下、更には２μｍ未満の場合、ボンディングによる補助電極としての効果が得られない場合がある。
【０１０４】
図１２において、耐熱金属板１６０と、焼結誘電体２６０との間に、下部電極２４０を設けているが、下部電極２４０を省略しても良い。下部電極２４０を省略した場合、キャパシタ部１７０は、耐熱金属板１６０と、焼結誘電体２６０と、上部電極２７０によって構成されることになる。また下部電極２４０を省略した場合に、耐熱金属板１６０の上に、直接、下部補助電極２５０を形成しても良い（図示していない）。耐熱金属板１６０の上に、直接、下部補助電極２５０を形成し、下部補助電極２５０にワイヤーボンディングしても良い。熱処理されて表面に酸化膜が形成された耐熱金属板１６０の表面にボンディングするのではなく、耐熱金属板１６０の上に直接形成された下部補助電極２５０にボンディングすることで、ボンディング安定性を高められる。
【０１０５】
図１３は、半導体チップや金属板キャパシタ、樹脂基板部との間をワイヤー等からなる接続部を介して電気的に接続する様子を説明する断面図である。
【０１０６】
図１３に示すように、下部補助電極２５０と、樹脂基板部２３０の表面に形成されたランド電極（図１３においてランド電極は図示していない。なお後述する図１４において、ランド電極は、ランド電極４８０として図示している。）との間を、下部ランド接続部３１０を介して電気的に接続する。下部ランド接続部３１０をＶｓｓとしても良い。また上部補助電極２８０と、樹脂基板部２３０に形成されたランド電極（図示していない）との間を、上部ランド接続部３２０を介して電気的に接続する。また半導体チップ１８０と、樹脂基板部２３０に形成されたランド電極との間を、チップランド接続部３３０を介して電気的に接続する。なおチップランド接続部３３０を、信号線としても良い。
【０１０７】
図１３に示すように、半導体チップ１８０のワイヤーボンディング用のランド電極（図示していない）と、上部電極２７０や上部補助電極２８０、更に樹脂基板部２３０のランド電極（図示していない）の間を、チップ上部接続部２９０、チップ下部接続部３００、下部ランド接続部３１０、上部ランド接続部３２０、チップランド接続部３３０等で接続する。このように複数の接続部１９０を介して、電気的に接続することで、過渡応答に優れた電荷供給に伴う電源電圧揺れの低減、その作用効果として信号のジッターを大幅に低減することができる。これは複数の接続部１９０を設けることで、過渡応答に優れた電荷供給に伴う電源電圧揺れを低減でき、その作用効果としてジッターを大幅に低減できるためである。
【０１０８】
そして、こうしたワイヤーボンディング等の電気的な接続工程を経た後、モールド工程を行うことが有用である。
【０１０９】
モールド工程においては、市販のモールド樹脂を保護部２００とする、金型を用いたモールド工程を経て、図１３のサンプルはモールド工程等を経て、図２に示した半導体装置１５０となる。
【０１１０】
モールド樹脂等からなる保護部２００を形成することで、半導体チップ１８０や、ワイヤー等からなる接続部１９０、金属板キャパシタ２１０等の信頼性を高められる。更に、モールド樹脂等からなる保護部２００で保護することで、半導体装置１５０の取扱いや信頼性を高めらえる。このモールド工程では、ボンディングワイヤーが流れてワイヤー間の電気的ショートが発生しないことが肝要である。そしてモールド樹脂等からなる保護部２００が、半導体チップ１８０や、金属板キャパシタ２１０の外装となる。
【０１１１】
次に図１４を用いて、ワイヤーボンディングにおける工夫について説明する。
【０１１２】
図１４は、樹脂基板部上における樹脂基板や金属板キャパシタ、半導体チップ等を電気的に接続するボンディングが終了後のワイヤー接続の一例を示す上面図であり、半導体装置１５０の内部構造の一例である。
【０１１３】
図１４において、４８０はランド電極である。樹脂基板部２３０の上には、ワイヤーボンディングによる接続用にランド電極４８０を設けている。図１４において、ランド電極４８０は、楕円形状あるいは長丸形状としたが、これは一般的な一例であり、このパターン形状に限定する必要は無い。また必要に応じてランド電極４８０を、中心から周囲に放射状に広がるように配列させても良い。
【０１１４】
図１４に示すように、半導体チップ１８０と、上部電極２７０あるいは上部補助電極２８０との間は、チップ上部接続部２９０を介して電気的に接続されている。半導体チップ１８０と、下部電極２４０あるいは下部補助電極２５０との間は、チップ下部接続部３００を介して電気的に接続されている。下部電極２４０あるいは下部補助電極２５０と、ランド電極４８０との間は、下部ランド接続部３１０を介して電気的に接続されている。上部電極２７０あるいは上部補助電極２８０と、ランド電極４８０との間は、上部ランド接続部３２０を介して電気的に接続されている。半導体チップ１８０と、ランド電極４８０との間は、チップランド接続部３３０を介して電気的に接続されている。
【０１１５】
図１４に示すように、上部補助電極２８０を、一つの上部電極２７０に対して一つ、あるいは複数形成することは有用である。
【０１１６】
一つの上部電極２７０の表面に、複数の上部補助電極２８０を設ける場合は、チップ上部接続部２９０が接続される上部補助電極２８０は、半導体チップ１８０に近い側と、上部ランド接続部３２０が接続される上部補助電極２８０は、半導体チップ１８０に遠い側と、することが有用である。
【０１１７】
一つの上部電極２７０の表面に、一つの上部補助電極２８０を設ける場合は、上部補助電極２８０の面積を広げることで、一つの上部補助電極２８０の上に、チップ上部接続部２９０や、上部ランド接続部３２０等を、複数、設けられる。
【０１１８】
図１４に示すように、金属板キャパシタ２１０の一部を構成する上部電極２７０や上部補助電極２８０は、複数個あるいは互いに絶縁されてなる複数パターンとして形成とすることが有用である。このように上部補助電極２８０を互いに絶縁された複数パターンとすることで、一つのキャパシタ部１７０によって、互いに独立した複数個のバイパスコンデンサを形成することができ、半導体チップ１８０のジッター低減の最適化設計が可能となる。
【０１１９】
本願発明の半導体装置１５０において、上部電極２７０のパターン形状や、電極面積、個数等を自由に設計することができる。このため本願発明において、上部電極２７０のパターン形状を最適化設計することで、半導体装置１５０の特性を最大に引出すことが可能な電源分割パターンを実現できる。即ち本願発明の半導体装置１５０とすることで、半導体チップ１８０に求められる複数の電源系ごとに、最も容量を要求するものに対しては相対的により多くの面積が割り当てられるようにパターニングすることができる。このため、特性バラツキの大きな半導体チップ１８０に対しても、半導体チップ１８０の動作を安定化させられるよう、半導体チップ１８０の電源系毎に、必要なバイパスコンデンサを形成できる。また半導体チップ１８０を、本願発明の半導体装置１５０に組み込むことで、電源電圧の安定、ジッターの低減、外部からのノイズに対する耐性向上等ＥＭＣ特性を高められることは言うまでもない。
【０１２０】
ここで、半導体チップ１８０と接続部１９０の接続部分を、ワイヤー先端に放電等でワイヤー金属を溶融させてボールを形成し、このボール部分に、ワイヤーボンディングしても良い。またこうしたボールを形成しないボンディング方法（例えば、ウエッジボンディング等）を用いて、ワイヤー実装しても良い。こうして、キャパシタ部１７０を一種のバイパスコンデンサとして、縦横無尽に半導体チップ１８０の任意の位置に接続できる。
【０１２１】
なお図１４において、半導体チップ１８０は、複数の上部電極２７０の上に跨るように、ダイアタッチ部３４０を介して固定されているが、図１４においてダイアタッチ部３４０は図示していない。なおダイアタッチ部３４０を絶縁性の接着部材とすることで、半導体チップ１８０が、複数の上部電極２７０の上に跨るように固定しても、複数の上部電極２７０間を絶縁できる。
【０１２２】
図１４に示すように、金属板キャパシタ２１０は、少なくとも耐熱金属板１６０と、耐熱金属板１６０の一面あるいは二面以上に形成された下部電極２４０と、焼結誘電体２６０と、上部電極２７０を有する。そして半導体装置１５０は、金属板キャパシタ２１０に重なって配置された半導体チップ１８０と、耐熱金属板１６０及び半導体チップ１８０を配置する樹脂基板部２３０を有する。更に半導体装置１５０は、半導体チップ１８０と上部電極２７０を電気的に接続するチップ上部接続部２９０と、半導体チップ１８０と下部電極２４０を電気的に接続するチップ下部接続部３００を有している。更に半導体装置１５０は、半導体チップ１８０と、金属板キャパシタ２１０と、チップ上部接続部２９０と、チップ下部接続部３００と、樹脂基板部２３０の表面を保護する保護部２００を有している。
【０１２３】
図１５Ａ〜図１５Ｃは、本願発明の半導体装置を用いた半導体実装体について説明する側面図と上面図である。
【０１２４】
図１５Ａ〜図１５Ｃにおいて、５００は配線基板、５１０は半導体実装体である。配線基板５００として、市販の多層のガラスエポキシ樹脂基板を用いることができる。図１５Ａ〜図１５Ｃに示す半導体装置１５０とは前述の図２等で説明した本願発明の半導体装置１５０である。なお図１５Ａ〜図１５Ｃにおいて、半導体装置１５０の中に内蔵されている金属板キャパシタ２１０等は図示していない。
【０１２５】
図１５Ａの矢印４５０は、本願発明の半導体装置１５０を、配線基板５００の上に実装する様子を示す。なお半導体装置１５０の配線基板５００側に形成されたバンプ２２０は図示しているが、配線基板５００側の半田等は図示していない。
【０１２６】
図１５Ｂは、半導体装置１５０と、配線基板５００とを有する実装体５１０の側面図に相当する。なお図１５Ｂにおいて、他の半導体や、他のチップ部品等は図示していない。
【０１２７】
図１５Ｃは、半導体装置１５０と、配線基板５００とを有する実装体５１０の上面図に相当する。なお図１５Ｃにおいて、他の半導体や、他のチップ部品等は図示していない。
【０１２８】
図１５Ｂ、図１５Ｃに示すように、本願発明の実装体５１０は、少なくとも、配線基板５００と、配線基板５００の上に実装された半導体装置１５０とを有している。
【０１２９】
以上のように、本願発明の半導体装置１５０や、半導体装置１５０を用いた実装体５１０を用いることで、車載用に最適化された高速伝送品質に優れた各種車載ディスプレイや携帯端末や高品位ディスプレイの更なる高解像度化が可能となる。これは本願発明の半導体装置１５０に内蔵された金属板キャパシタ２１０が、過渡応答良く電荷を供給できるため、高速動作時の電源品質を高め、結果として半導体チップの信号回路においてジッターが大幅に低減するためである。
【０１３０】
次に図１６Ａ〜図１７Ｂを用いて、金属板キャパシタを用いた半導体装置における配線の最短化の一例について説明する。
【０１３１】
図１６Ａ、図１６Ｂは、それぞれ金属板キャパシタを用いた半導体装置における配線の最短化の一例について説明する上面図と断面図であり、半導体装置１５０の内部構造の一例である。図１６Ａ、図１６Ｂにおいて保護部２００や、焼結誘電体２６０、ダイアタッチ部３４０等は図示していない。
【０１３２】
図１６Ａ、図１６Ｂに示すように、金属板キャパシタ２１０の中央部には、半導体チップ１８０が挿入可能な大きさの開口部５２０が形成されている。開口部５２０は、上部電極２７０や焼結誘電体２６０が形成されていない部分であり、開口部５２０の底部には、下部電極２４０が露出している。上部電極２７０と焼結誘電体２６０は、前記開口部の周囲に形成されている。そして開口部５２０の底部に露出した下部電極２４０の上に、半導体チップ１８０がダイアタッチ部３４０を介して固定されている。
【０１３３】
図１６Ａ、図１６Ｂに示すように、半導体チップ１８０が固定された開口部５２０の近くに下部補助電極２５０ａを形成する。
【０１３４】
図１６Ａ、図１６Ｂに示すように、半導体チップ１８０に近い側に下部補助電極２５０ａを、半導体チップ１８０より遠い側に下部補助電極２５０ｂを、それぞれ設ける。そして半導体チップ１８０と下部補助電極２５０ａとの間を、チップ下部接続部３００で接続する。なおチップ下部接続部３００を、Ｖｓｓ線６１０ａとしても良い。そして下部補助電極２５０ｂと、ランド電極（ランド電極は図示していない）との間を、下部ランド接続部３１０で接続する。
【０１３５】
図１６Ａ、図１６Ｂに示す金属板キャパシタ２１０は、半導体チップ１８０の搭載部分に、上部電極２７０や焼結誘電体２６０を形成していない。このような金属板キャパシタ２１０の構成とすることで、半導体チップ１８０の隣接する位置に下部電極２４０を露出させ、露出した下部電極２４０の表面に下部補助電極２５０ａを形成できる。
【０１３６】
図１６Ａ、図１６Ｂに示す半導体装置１５０において、半導体チップ１８０と上部補助電極２８０ａとの間を電気的に接続するチップ上部接続部２９０は、Ｖｄｄ線６００ａとしても良い。そして上部補助電極２８０ｂと樹脂基板部２３０（図示していない）のランド電極４８０（図示していない）との間を電気的に接続する上部ランド接続部３２０も、Ｖｄｄ線６００となる。そして上部補助電極２８０ｂと上部補助電極２８０ａは、上部電極２７０を介して電気的に接続される。このように、半導体チップ１８０に近い側に上部補助電極２８０ａを、樹脂基板部２３０のランド電極４８０に近い側に上部補助電極２８０ｂを、それぞれ設けることで、配線抵抗を小さくでき、優れたジッター低減効果が得られる。
【０１３７】
なお図１６Ａ、図１６Ｂにおいて、開口部５２０は上部電極が形成されず、焼結誘電体２６０が形成されているものとし、半導体チップ１８０を、開口部５２０に露出した焼結誘電体２６０の上に配置しても良い。
【０１３８】
次に図１７Ａ、図１７Ｂを用いて、金属板キャパシタを用いた半導体装置における配線の最短化の一例について説明する。
【０１３９】
図１７Ａ、図１７Ｂは、それぞれ金属板キャパシタを用いた半導体装置における配線の最短化の一例について説明する上面図と断面図であり、半導体装置１５０の内部構造の一例である。図１７Ａ、図１７Ｂにおいて保護部２００や、焼結誘電体２６０、ダイアタッチ部３４０等は図示していない。
【０１４０】
図１７Ａ、図１７Ｂに示すように、半導体チップ１８０を、上部電極２７０ｂの上に、絶縁性のダイアタッチ部３４０（図示していない）を介して固定する。
【０１４１】
図１７Ａ、図１７Ｂに示すように、半導体チップ１８０に近い側に下部補助電極２５０ａを設け、半導体チップ１８０より遠い側に（あるいはランド電極に近い側に）、下部補助電極２５０ｂを設ける。そして半導体チップ１８０と下部補助電極２５０ａとの間を、チップ下部接続部３００で接続する。なおチップ下部接続部３００をＶｓｓ線６１０ａとしても良い。そして下部補助電極２５０ｂと、ランド電極（ランド電極は図示していない）との間を、下部ランド接続部３１０で接続する。なお下部ランド接続部３１０を、Ｖｓｓ線６１０ｂとしても良い。
【０１４２】
また半導体チップ１８０に近い側に上部補助電極２８０ａを設け、半導体チップ１８０より遠い側に（あるいはランド電極に近い側に）上部補助電極２８０ｂを設ける。そして半導体チップ１８０と上部補助電極２８０ａとの間を、チップ上部接続部２９０で接続する。なおチップ上部接続部２９０をＶｄｄ線６００ａとしても良い。そして上部補助電極２８０ｂと、ランド電極（ランド電極は図示していない）との間を、上部ランド接続部３２０で接続する。なお上部ランド接続部３２０を、Ｖｄｄ線６００ｂとしても良い。
【０１４３】
図１７Ａ、図１７Ｂに示す構造とすることで、配線抵抗を小さくでき、優れたジッター低減効果が得られる。
【０１４４】
次に、図２〜図１７Ｂ等で説明した半導体装置１５０と、半導体装置１５０の比較例となる比較例１について図１８Ａ〜図２０Ｂを用いて比較する。図２〜図１７Ｂ等で説明した半導体装置１５０は、耐熱金属板１６０の表面に焼結誘電体２６０を有するキャパシタ部１７０を設けたものである。一方、図１８Ａ〜図２０Ｂで説明する比較例１は、耐熱金属板１６０の代わりに樹脂基板部２３０を用いて、樹脂基板部２３０の表面に焼結誘電体２６０を有するキャパシタ部１７０を設けたものである。
【０１４５】
次に、図１８Ａ〜図２０Ｂを用いて、比較例１について説明する。
【０１４６】
図１８Ａ〜図１８Ｃは、共に比較例１となる樹脂基板の上に下部電極や焼結誘電体、上部電極等を形成する様子を示す断面図である。
【０１４７】
図１８Ａは、樹脂基板部２３０の上に、下部電極２４０を形成するための部材を印刷する様子を示す断面図である。
【０１４８】
図１８Ｂは、下部電極２４０の上に下部補助電極２５０を形成するための部材を印刷する様子を示す断面図である。
【０１４９】
図１８Ｃは、下部電極２４０の上に焼結誘電体２６０を形成するための部材を印刷する様子を示す断面図である。
【０１５０】
図１９Ａ、図１９Ｂは、共に、比較例１となる、樹脂基板部の上に印刷等で形成した下部電極や焼結誘電体を形成するための部材を、高温で焼成する場合に発生する課題について説明する断面図である。
【０１５１】
図１９Ａに示すように、樹脂基板部２３０の上に印刷した下部電極や焼結誘電体等を６００℃以上で焼成すると、樹脂基板部２３０が熱で変形してしまい、熱処理済樹脂基板部５４０となる。これは樹脂基板部２３０を形成するエポキシ樹脂等が、焼成時に分解するためである。熱処理済樹脂基板部５４０の表面には、樹脂基板部２３０の一部が欠落してなる欠落部５５０が形成されている。また熱処理済樹脂基板部５４０の内部には、樹脂基板部２３０の一部が熱分解してなるボイド５６０が発生する。この結果、熱処理済樹脂基板部５４０の表面と、下部電極２４０等との間には剥離部５７０が形成される。
【０１５２】
図１９Ｂは、熱処理済樹脂基板部５４０の表面から、下部電極２４０等が剥離部５７０を介して脱落する様子を示す。
【０１５３】
次に図２０Ａ、図２０Ｂを用いて、改めて本願の半導体装置と比較例１を比較する。
【０１５４】
図２０Ａ、図２０Ｂは、それぞれ本願の半導体装置と比較例１を比較する断面図である。
【０１５５】
図２０Ａに示すように、本願の半導体装置の場合、焼結誘電体２６０等が形成されるのは耐熱金属板１６０の方であり、樹脂基板部２３０ではないため課題は発生しない。
【０１５６】
一方、図２０Ｂに示す比較例１の場合、焼結誘電体２６０等が形成されるのは、樹脂基板部２３０の方である。そのため、６００℃以上の熱処理工程によって、樹脂基板部２３０が、熱処理済樹脂基板部５４０となる。熱処理済樹脂基板部５４０は、内部にはボイド５６０を、外部には欠落部５５０を、それぞれ有している。そのため、比較例１の場合、熱処理工程によって発生した課題の影響で、ワイヤーボンディング工程や樹脂モールド工程に進むことができない。
【０１５７】
［実施の形態２］
実施の形態２では、実施の形態１で用いた樹脂基板部２３０の代わりに、リードフレームを用いた場合の実施例の一つについて説明する。
【０１５８】
図２１は、樹脂基板の代わりにリードフレームを用いた場合の、発明の実施例である半導体装置の一例を説明する断面図である。前述の図２〜図１７で用いた樹脂基板部２３０の代わりに、図２１ではリードフレーム５９０を用いている。それ以外の部分に、大きな違いは無い。実施の形態１と共通する事項については、説明を省略することがある。図２１の半導体装置としては、例えばＱＦＰが知られているが、本発明の実施例はＱＦＰに限定する必要は無い。
【０１５９】
図２１の半導体装置５８０は、リードフレーム５９０と、耐熱金属板１６０と、耐熱金属板１６０の一面あるいは二面以上に形成された、下部電極２４０と焼結誘電体２６０と上部電極２７０とを有する金属板キャパシタ２１０と、金属板キャパシタ２１０に重なって配置された半導体チップ１８０を有している。更に半導体装置５８０は、半導体チップ１８０と、上部電極２７０を電気的に接続するチップ上部接続部２９０を有している。更に半導体チップ１８０と、下部電極２４０を電気的に接続するチップ下部接続部３００を有している。更に半導体チップ１８０と、金属板キャパシタ２１０と、チップ上部接続部２９０と、チップ下部接続部３００と、リードフレーム５９０の少なくとも一部を保護する保護部２００を有している。
【０１６０】
図２１において、半導体チップ１８０と、下部電極２４０や下部補助電極２５０との間は、チップ下部接続部３００によって電気的に接続されている。同様に半導体チップ１８０と、上部電極２７０や上部補助電極２８０との間は、チップ上部接続部２９０によって電気的に接続されている。ここでチップ下部接続部３００や、チップ上部接続部２９０を、第１接続部としても良い。
【０１６１】
図２１において、リードフレーム５９０と、下部電極２４０や下部補助電極２５０との間は、下部ランド接続部３１０によって電気的に接続されている。同様にリードフレーム５９０と、上部電極２７０や上部補助電極２８０との間は、上部ランド接続部３２０によって電気的に接続されている。ここで下部ランド接続部３１０や上部ランド接続部３２０を、第２接続部としても良い。図２１に示すように、第１接続部や第２接続部（共に図２１において番号は付与していない）は、保護部２００によって保護されている。
【０１６２】
図２１に示す半導体装置５８０は、前述の半導体装置１５０と同様の、優れたジッター低減効果が得られる。これは、図２１に示す半導体装置５８０が、前述の半導体装置１５０における樹脂基板部２３０を、リードフレーム５９０に置き換えた物だからである。
【０１６３】
図２１に示す半導体装置５８０の製造方法としては、前述の図３〜図１３に示した方法を用いることができる。即ち図２１に示す半導体装置５８０に用いる金属板キャパシタ２１０を製造するには、前述の図３〜図８に示した工程における樹脂基板部２３０をリードフレーム５９０に置き換えれば良い。
【０１６４】
なお図２１において、金属板キャパシタ２１０を搭載したリードフレーム５９０の一面（すなわち金属板キャパシタ２１０が搭載されていない面）を、保護部２００から露出させても良い。金属板キャパシタ２１０を搭載したリードフレームの一面を露出させることで、後述する図２３Ａ、図２３Ｂ等で示す放熱構造となる。
【０１６５】
図２２は、複数の半導体チップを内蔵し、リードフレームと金属板キャパシタとの接続部の一部をダブルワイヤで行った半導体装置の内部構造の一例を示す平面図である。図２２において、半導体装置５８０を覆う保護部２００は図示していない。図２２において、金属板キャパシタ２１０（番号は付与していない）は、リードフレーム５９０の上に接着部３５０（図示していない）によって固定されている。
【０１６６】
なおワイヤーボンディングされる部分のリードフレーム５９０は、樹脂基板部２３０のランド電極４８０と同じ役割をする。そのため半導体チップ１８０とリードフレーム５９０を接続する接続部１９０も、チップランド接続部３３０とする。下部ランド接続部３１０、上部ランド接続部３２０等も同様とする。
【０１６７】
図２２において、一つの金属板キャパシタ２１０の中央部には、複数の半導体チップ１８０が、ダイアタッチ部３４０（図示していない）を介して、上部電極２７０の上に固定されている。図２２に示す、ダブルワイヤ４９０は、チップランド接続部３３０や、下部ランド接続部３１０、上部ランド接続部３２０に設けることが望ましい。これは、前述の図２等に示した、ＢＧＡ等の半導体装置１５０の場合、樹脂基板部２３０の面積を広げることで、ランド電極４８０の数を増やせるが、図２２に示したＱＦＰの半導体装置５８０の場合、リードフレーム５９０の数を増やすことが難しいためである。
【０１６８】
一つのリードフレーム５９０に対して、例えば下部電極２４０や下部補助電極２５０の複数位置から、複数本の下部ランド接続部３１０を設け、これをダブルワイヤ４９０とすることで、リードフレーム５９０を効率的に活用できる。なおダブルワイヤ４９０は、ダブル（２本）に限定することはなく、トリプル（３本）であっても良い。このように１本のリードフレーム５９０に対して複数のワイヤを接続してなるダブルワイヤ４９０を設けることで、リードフレーム５９０の本数の増加を防止できる。
【０１６９】
次に図２３Ａ〜図２５を用いて、半導体装置５８０の放熱性改善の構造の一例について説明する。図２３Ａ〜図２４は、銅板やアルミニウム板等の高熱伝導金属板を用いて半導体装置５８０の放熱性改善の構造の一例を説明するための断面図に相当する。また図２５は、複数の半導体チップを搭載した状態で放熱性を改善する構造を説明するための平面図である。
【０１７０】
図２３Ａ、図２３Ｂは、共に半導体装置の放熱性を高めるための構造例の一例について説明する側面図である。図２３Ａ、図２３Ｂに示すように、半導体装置５８０は、内部に銅板５３０を放熱板として有している。半導体装置５８０に内蔵された放熱用の銅板５３０は、前述の図２１において、金属板キャパシタ２１０（図中に番号は付与していない）を固定するリードフレーム５９０の位置に設けている。
【０１７１】
図２３Ａに示すように、半導体装置５８０は、内部に放熱用の銅板５３０を有しており、金属板キャパシタ２１０や半導体チップ１８０（共に図示していない）は、銅板５３０の上に固定されている。また図２３Ａに示すように、半導体装置５８０が実装される配線基板５００にも、銅板や銅スルーホール等からなる放熱部材６３０（あるいはサーマルビア、あるいはヒートスプレッド構造等）を設けることは有用である。
【０１７２】
更に図２３Ｂに示すように、半導体装置５８０に内蔵された銅板５３０と、配線基板５００に内蔵された放熱部材６３０との間を、半田部６４０等で接続することで、半導体装置５８０に発生した熱を、放熱部材６３０を介して外部に排出し、半導体装置５８０の冷却効果を高める。
【０１７３】
なお半導体装置５８０に内蔵される銅板５３０として、用途に応じてアルミニウムやリードフレーム５９０等の金属板や、アルミナや窒化アルミ等のセラミック板を使っても良い。また配線基板５００の熱伝導率が高い場合や、あるいは配線基板５００に形成された配線パターンの肉厚が厚い場合、放熱部材６３０を内蔵しなくても良い場合がある。また放熱部材６３０として、用途に応じてアルミニウム等の金属板や、アルミナや窒化アルミ等のセラミック板を使っても良い。半導体装置５８０に伝導性を有する銅板５３０等の金属材料を設け、ＧＮＤ（グランド）とすることでノイズ低減効果が得られ、半導体装置５８０の信号処理の安定化が可能となる。
【０１７４】
図２４は、放熱性を高めた半導体装置の内部構造の一例を説明する断面図である。図２４の半導体装置５８０は、半導体装置５８０の底面にその一部あるいはその一面が露出するように銅板５３０を有している。そして銅板５３０の上に、接着部３５０を介して、金属板キャパシタ２１０が固定されている。そして銅板５３０を囲むようにリードフレーム５９０が配置されている。なお図２３Ａ，図２３Ｂにおいて、銅板５３０を、前述の図２１に示したようなリードフレーム５９０としても良いが、銅板５３０を使うことで、リードフレーム５９０と異なる厚みのものを簡単に選択できる。
【０１７５】
図２４と、前述の図２１との違いは、金属板キャパシタ２１０を固定する金属部分である。前述の図２１において、金属板キャパシタ２１０は、リードフレーム５９０の上に固定されているが、図２４において、金属板キャパシタ２１０は、リードフレーム５９０の代わりに、銅板５３０を用いている。図２４の構成とすることで、リードフレームをセンターレス構造とすることができる。すなわちリードフレーム５９０において、センターとなって金属板キャパシタ２１０を固定するリードフレーム５９０のセンター部分を省略することができる。図２４の構成とすることで、一種類のリードフレーム５９０で、異なる外形寸法等を有する色々な半導体チップ１８０に対応できる。この結果、リードフレーム５９０の種類を減らし、リードフレームの汎用化が可能となる。また使用する半導体チップ１８０の用途に応じて、銅板５３０の厚みや寸法を最適化できる。
【０１７６】
図２５は、複数の半導体チップを固定した金属板キャパシタを、放熱用の銅板の上に固定している半導体装置の内部構造の一例を説明する平面図である。
【０１７７】
図２５に示すように、金属板キャパシタ２１０を銅板５３０等の放熱部材の上に固定することで、半導体チップ１８０に発生した熱を、銅板５３０等の放熱部材を介して外部に放出しやすくなる。また一つの金属板キャパシタ２１０の上に、複数の半導体チップ１８０を固定し、互いに接続部１９０を介して、電気的に接続できる。こうして一つの半導体装置５８０の中に、半導体チップ１８０ａ、半導体チップ１８０ｂを含むマルチチップを収容できる。
【０１７８】
図２５の構成とすることで、一つの金属板キャパシタから、複数の半導体チップ１８０ａ、半導体チップ１８０ｂへ、それぞれＶｄｄやＶｓｓを個別に供給できるため、マルチチップの性能を高められる。また図２５において、前述の図２２で説明した、ダブルワイヤ４９０をリードフレーム５９０に設けることは有用である。また図２５における銅板５３０を、前述の図２２のような、リードフレーム５９０に置き換えても良い。なお図２５において、金属板キャパシタ２１０の上に設けた上部電極２７０は４個であるが、一つの金属板キャパシタ２１０に形成する上部電極２７０の数は４個に限定する必要は無い。同様に一つの金属板キャパシタ２１０に、複数の上部電極２７０を形成する場合、互いの上部電極２７０の面積を揃える必要は無い。一つの金属板キャパシタ２１０の上に、互いに面積が異なる複数の上部電極２７０を設けることで、半導体チップ１８０のジッターを効率的に低減できる。また金属板キャパシタ２１０の上に、複数の上部電極２７０を互いに絶縁した状態で設ける場合、図２５に示すように、複数の上部電極２７０の形状を市松状（あるいは四角形が規則正しく並んだ石垣状）としても良いが、上部電極２７０の形状を中央から周囲へ広がる台形とすることで、半導体チップ１８０で覆われた場合における上部補助電極２８０の形成が容易となる。
【０１７９】
次に、リードフレームの上に焼結誘電体２６０を形成した場合に発生する課題について、図２６〜図２８に説明する比較例を用いて説明する。図２６〜図２８で説明する課題は、前述の図１９Ａ、図１９Ｂ、図２０Ａ、図２０Ｂで説明した課題と共通しているので、その一部は省略する。
【０１８０】
図２６は、本願発明の金属板キャパシタを、リードフレームのセンター部分に接続部を介して固定する様子を説明する上面図である。図２６に示すように、多連リードフレーム６５０は、製品部６６０と、製品部６６０と製品部６６０との間を繋ぐ枠部６７０を有している。また製品部６６０は、センター部７００（なおセンター部７００は、アイランド部と呼ばれることもある）と、リードフレーム先端部６９０と、リードフレーム先端部６９０の形状やピッチが変化しないように固定するポリイミド部６８０を有している。
【０１８１】
図２６の矢印４５０に示すように、金属板キャパシタ２１０を、多連リードフレーム６５０のセンター部７００の表面に、接着部３５０を介して固定する。なお図２６の矢印４５０で示すように多連リードフレーム６５０の表面に金属板キャパシタ２１０を固定する様子は、前述の図９の矢印４５０で示すように樹脂基板部２３０の表面に金属板キャパシタ２１０を固定する様子に相当する。
【０１８２】
図２６の矢印４５０に示すように、多連リードフレーム６５０の表面に金属板キャパシタ２１０を固定した後、前述の図１０〜図１３に示すように、ワイヤー等からなる接続部１９０を形成し、最後に保護部２００を形成することで、前述の図２４に示した、本願発明の半導体装置５８０となる。なお前述の図２４において、リードフレーム５９０の変形やピッチずれを防止するための、ポリイミド部６８０は図示していない。
【０１８３】
半導体装置５８０において、焼結誘電体２６０は、図２６で示す多連リードフレーム６５０の上に形成されるのでは無く、別に用意した耐熱金属板１６０の上に形成することになる。このため多連リードフレーム６５０に、焼結誘電体２６０を形成するための熱処理は加わらない。
【０１８４】
次に、本願発明の半導体装置５８０の比較例として、耐熱金属板１６０の代わりに、リードフレーム５９０を用いた場合を、本願発明の比較例２として説明する。図２６〜図２８を用いて、比較例２について説明する。なお比較例２については、後述する［表２］において、比較例２（図２７〜図２８に相当）として、改めて説明する。
【０１８５】
図２７は、比較例２において発生する課題について説明する平面図である。図２７は、例えば前述の図２６のセンター部７００の上に、キャパシタ用の誘電体材料を印刷形成した後、熱処理（例えば４００℃〜６００℃）した場合に発生する課題について説明する平面図の一例である。
【０１８６】
図２７において、変形先端部７２０は、リードフレーム先端部６９０が熱処理され、変形した部分である。比較品誘電体７３０とは、キャパシタ用に、ペースト状態の誘電体材料を、センター部７００の上に印刷したあと、４００℃〜６００℃程度で熱処理した状態に相当する。ここで４００℃〜６００℃での熱処理とは、例えば誘電体ペースト中のバインダー成分（有機成分）が消失したが、誘電体粉末の焼結が始まっていない状態に相当する。
【０１８７】
前述の図２６に示したような、ポリイミド部６８０で補強されていたリードフレーム５９０であっても、４００℃〜６００℃に加熱した場合、図２７に示すように、変形先端部７２０が発生する。変形先端部７２０とは、これは加熱によってポリイミド部６８０が分解され消失した結果、リードフレーム５９０の一部が変形したものである。
【０１８８】
なお、図２７における比較品誘電体７３０は、まだ焼結されていないが、これは焼成タイプの誘電体材料は４００℃〜６００℃では、まだ焼結による収縮が開始されていない場合があるからである。
【０１８９】
このようにポリイミド部６８０で補強されたリードフレーム先端部６９０であっても、ポリイミド部６８０の耐熱温度以上（例えば、４００℃以上）で、熱処理した場合、図２７に示すように、リードフレーム先端部６９０が変形し、変形先端部７２０となる。一度、リードフレームが変形してしまった場合、この変形を元の高精度な状態にまで戻すことは極めて困難であり、ワイヤーボンディングによる電気接続が難しいことは言うまでもない。
【０１９０】
図２８は、リードフレームを、焼結誘電体２６０の形成に必要な高温で熱処理を行った場合に発生する課題について説明する平面図である。図２８は、前述の図２６、図２７のポリイミド部６８０が形成されてなるリードフレーム５９０におけるセンター部７００の上に、キャパシタ用の誘電体材料を室温（例えば２０℃〜２５℃）で形成した後、８５０℃〜９５０℃程度で熱処理した場合に相当する。
【０１９１】
図２８において、７４０は比較品焼結誘電体、７５０は比較品欠落部、７６０は比較品センター部である。
【０１９２】
図２８に示すように、多連リードフレーム６５０におけるリードフレーム先端部６９０は、８５０℃〜９５０℃で熱処理され、変形先端部７２０や、比較品欠落部７５０となる。また図２７に示した比較品誘電体７３０は、比較品焼結誘電体７４０となる。またセンター部７００や、センター保持部７１０も、８５０℃〜９５０℃の熱処理により、それぞれ比較品センター部７６０や比較品欠落部７５０を形成する。
【０１９３】
図２７、図２８に示すように、比較品２の場合、多連リードフレーム６５０の耐熱性が低いため、誘電体材料の焼結温度となる６５０℃〜９５０℃の熱処理において、リードフレーム５９０が変形、欠落するという課題が発生する。なお比較品２で発生するリードフレーム５９０の変形や欠落という課題の発生原因は、リードフレームの耐熱性の低さに加えて、微細な形状に形成されたリードフレーム先端部６９０の変形を防止するポリイミド部６８０への熱ダメージが考えられる。
【０１９４】
以上のように、本願発明の半導体装置５８０の場合、耐熱金属板１６０の表面に下部電極２４０や焼結誘電体２６０、上部電極２７０等を形成するため、下部電極２４０や焼結誘電体２６０、上部電極２７０等を形成するための６５０℃〜９５０℃の熱処理時に、耐熱金属板１６０や、下部電極２４０や焼結誘電体２６０、上部電極２７０等が変形したり、欠落したりすることは無い。
【０１９５】
［実施の形態３］
実施の形態３として、半導体チップ１８０や金属板キャパシタ２１０と、樹脂基板部２３０のランド電極４８０や、リードフレーム５９０のリードフレーム先端部６９０との接続時における改善について、図２９Ａ〜図３２を用いて説明する。
【０１９６】
なお図２９Ａ〜図３２は、リードフレーム（あるいはリードフレーム先端部６９０）を用いて説明しているが、リードフレーム先端部６９０を、樹脂基板部２３０におけるランド電極４８０とすることで、前述の図２等で説明した半導体装置１５０に応用できることは言うまでもない。
【０１９７】
図２９Ａ〜図２９Ｃは、それぞれ半導体チップや金属板キャパシタ等におけるＶｄｄ線やＶｓｓ線、信号線等を最適化するための金属板キャパシタの構造の一つを説明する上面図や側面図である。
【０１９８】
図２９Ａにおいて、半導体チップ１８０と、上部補助電極２８０ａとは、チップ上部接続部２９０（Ｖｄｄ線６００ａとしても良い）で接続されている。そして、リードフレーム先端部６９０と上部補助電極２８０ｂとは、上部ランド接続部３２０（上部ランド接続部３２０をＶｄｄ線６００ｂとしても良い）で接続されている。このように上部補助電極２８０ａと上部補助電極２８０ｂとの間を、上部電極２７０を介して電気的に接続することで、ＥＳＲやＥＳＬを小さくでき、半導体チップ１８０のノイズを低減できる。
【０１９９】
なお図２９Ａに示す、半導体チップ１８０と、下部補助電極２５０とを電気的に接続するチップ下部接続部３００（チップ下部接続部３００をＶｓｓ６１０としても良い）において、図２９Ｂの矢印４５０に示すような課題が発生する場合が考えられる。
【０２００】
図２９Ｂにおいて、矢印４５０や補助線３６０は、上部補助電極２８０ｂと、チップ下部接続部３００（あるいはＶｓｓ線６１０ａ）との隙間（クリアランス）を示す。チップ下部接続部３００と、上部補助電極２８０ｂとの隙間が小さくなった場合、チップ下部接続部３００（あるいはＶｓｓ線６１０ａ）と、上部補助電極２８０ｂ（上部補助電極２８０ｂは、上部ランド接続部３２０あるいはＶｄｄ線６００ｂ）が接触してしまう可能性が考えられる。こうした場合、図２９Ｃの補助線３６０が示すように、下部補助電極２５０の高さを、上部補助電極２８０ａや上部補助電極２８０ｂと揃えることが有用である。
【０２０１】
図２９Ｃの補助線３６０に示すように、下部補助電極２５０の高さを、上部補助電極２８０ａや上部補助電極２８０ｂと揃えることで、チップ下部接続部３００（あるいはＶｓｓ線６１０ａ）と、上部補助電極２８０ｂとの距離を大きくできる。
【０２０２】
なお図２９Ｃに示す構造は、実施の形態１で説明したＱＦＰ等の半導体装置５８０のみならず、実施の形態２で説明したＰＢＧＡ等の半導体装置１５０においても応用できることは言うまでもない。
【０２０３】
図３０Ａ、図３０Ｂは、それぞれ下部補助電極の構造の改善例の一つについて説明する上面図と側面図である。図３０Ａに示すように、金属板キャパシタ２１０の半導体チップ１８０に近い側に、下部電極２４０の一部を露出し、下部補助電極２５０ｂを形成する。同様に金属板キャパシタ２１０のリードフレーム５９０に近い側に、下部電極２４０の一部を露出し、下部補助電極２５０ａを形成する。そして半導体チップと、下部補助電極２５０ｂとの間を、チップ下部接続部３００（あるいはＶｓｓ線６１０ａ）で接続する。そしてリードフレーム５９０と、下部補助電極２５０ａの間を、下部ランド接続部３１０（あるいはＶｓｓ線６１０ｂとしても良い）で接続する。こうすることで、Ｖｓｓ線６１０における低ＥＳＲ化、低ＥＳＬ化を実現する。
【０２０４】
なお図３０Ｂの補助線３６０ｂに示すように、上部補助電極２８０ａ、上部補助電極２８０ｂ、下部補助電極２５０ｂ等の高さを揃えることは有用である。ワイヤーボンディング時のキャピラリーの形状等を考慮した場合、図３０Ｂの補助線３６０ｂに示すように、下部補助電極２５０ｂ等の高さを嵩上げしておくことは有用である。
【０２０５】
また図３０Ａに示すように、一つの焼結誘電体２６０の表面に、上部電極２７０ａ、上部電極２７０ｂと、複数の上部電極２７０を、互いに独立したパターン形状として設けることは有用である。一つの焼結誘電体２６０の表面に、互いに電気的に絶縁された複数の上部電極２７０ａ、２７０ｂを設けることで、上部電極２７０ａと、上部電極２７０ｂとの間の相互干渉を低減できる。その結果、上部電極２７０ａにおけるＶｄｄと、上部電極２７０ｂにおけるＶｄｄとが互いに独立してでき、互いの電圧干渉による半導体チップ１８０のジッターを低減できる。更に上部補助電極２８０ａ、上部補助電極２８０ｂや、下部補助電極２５０ａ、下部補助電極２５０ｂの高さを、略同じ高さ（少なくとも±１０μｍ以下、更には±５μｍ以下）に揃えることが有用である。このような構造とすることで、前述の図２９Ｃ示したような、複数の隣接するワイヤー間の交差課題を回避することができ、高速でのワーヤー接続を実現する。
【０２０６】
半導体チップ１８０によっては、多電源が要求される場合がある。例えばＤＲＡＭの場合、ＬＳＩチップに３電源を使っている。そのため例え同じ電圧であっても、ノイズを低減するための目的で、電源を分ける（電源遮断する）場合がある。このように半導体チップ１８０の仕様に応じて、一つの焼結誘電体２６０の上に、複数の上部電極２７０を設け、この複数の上部電極２７０から、一つのＬＳＩ（あるいは半導体チップ１８０）に対して、電源供給（Ｖｄｄ）を行うことで、ノイズが低減できる。
【０２０７】
次に、図３１Ａ、図３１Ｂを用いて、半導体チップとリードフレームとの接続部分の改善について説明する。
【０２０８】
図３１Ａ、図３１Ｂは、それぞれ半導体チップとリードフレームとの電気的接続の最適化構造の一つについて説明する上面図である。図３１Ａ、図３１Ｂにおいて保護部２００等は図示していない。
【０２０９】
図３１Ａにおいて、半導体チップ１８０の端子Ａは、リードフレーム５９０ａのＡ部分に、端子Ｂはリードフレーム５９０ｂのＢ部分に、端子Ｃはリードフレーム５９０ｃのＣ部分に、それぞれ順願に接続される。
【０２１０】
しかしながら、図３１Ｂに示すように、場合によっては、半導体チップ１８０側の端子Ａ，端子Ｂ、端子Ｃの順番（例えば、Ａ→Ｂ→Ｃ）と、リードフレームの順番（例えば、Ａ→Ｃ→Ｂ）が異なる場合がある。こうした場合、ワイヤーボンディングだけで、たすきがけ配線（ねじり配線と呼ばれることもある）を行った場合、配線同士が接触する可能性がある。こうした場合、図３１Ｂに示すように、金属板キャパシタ２１０の上部電極２７０を複数パターンとすることで、ワイヤーボンディングによるたすきがけを防止できる。
【０２１１】
図３１Ｂに示すように、半導体チップの端子順番（Ａ→Ｂ→Ｃ）と、リードフレームの端子順番（Ａ→Ｃ→Ｂ）の場合、上部電極２７０ｂと上部電極２７０ｃを組合わせることで、たすきがけの配線を行える。図３１Ｂに示すように、ワイヤーボンディングによるたすきがけ配線（あるいはねじり配線）で発生する課題を防止できる。なおたすきがけ配線（あるいはねじり配線）のたすきがけの方向（あるいはねじり方の方向）や、位置等は、用途に応じて最適化すれば良い。
【０２１２】
図３２は、半導体チップとリードフレームとの接続部分の改善構造の一つについて説明する上面図である。図３２に示すように、一つの金属板キャパシタ２１０の上に、互いに電気的に独立した複数のキャパシタ部１７０を形成し、これらを半導体チップ１８０とリードフレーム５９０やランド電極４８０（共に図示していない）との間を接続する配線パターンとしても良い。
【０２１３】
図３２に示すように、一つの金属板キャパシタ２１０の上に、電気的に独立した複数のキャパシタ部１７０ａ、キャパシタ部１７０ｂ、キャパシタ部１７０ｃを設ける。そして上部電極２７０ａ、上部電極２７０ｂ、上部電極２７０ｃに加えて、下部電極２４０ａ、下部電極２４０ｂ、下部電極２４０ｃの一部をそれぞれ、半導体チップ１８０と、リードフレーム５９０や樹脂基板部２３０のランド電極４８０（共に図示していない）との間の電気配線とすることで、配線の引き回し時の自由度を高められる。
【０２１４】
なお図３２に示すように、複数の下部電極２４０ａ、下部電極２４０ｂ等を耐熱金属板１６０の上に形成する場合、複数の下部電極２４０ａや下部電極２４０ｂと、耐熱金属板１６０との間は電気的に絶縁させておくことが有用である。
【０２１５】
例えば、図３２において、Ｖｓｓ線６１０ａとＶｓｓ線６１０ｂは、下部電極２４０ａを介して電気的に接続されている。同様にＶｄｄ線６００ａとＶｄｄ線６００ｂは、上部電極２７０ａを介して電気的に接続されている。同様にＶｓｓ線６１０ｃとＶｓｓ線６１０ｄ、Ｖｓｓ線６１０ｅとＶｓｓ線６１０ｆが接続されている。同様にＶｄｄ線６００ｃとＶｄｄ線６００ｄが接続されている。同様にＶｄｄ線６００ｅとＶｄｄ線６００ｆとは、上部電極２７０ｃを介して電気的に接続されている。このように上部電極２７０ａ、上部電極２７０ｂ、上部電極２７０ｃに加えて、下部電極２４０ａ、下部電極２４０ｂ、下部電極２４０ｃを電極の一部とすることで、電極の引き回し時の自由度を高められる。なお図３２において、焼結誘電体２６０や、上部補助電極２８０、下部補助電極２５０等は図示していない。
【０２１６】
前述の図３０Ａ、図３０Ｂでは、Ｖｄｄだけを互いに絶縁された複数の配線としたが、図３２に示すように、Ｖｄｄに加えて、Ｖｓｓも互いに絶縁された複数の配線としても良い。なお図３２において、耐熱金属板１６０と下部電極２４０ａ、下部電極２４０ｂ、下部電極２４０ｃとの間を絶縁する絶縁層としては、６００℃〜９５０℃程度で焼結可能なガラス系やセラミック系の絶縁材料を用いることができる。また耐熱金属板１６０と、下部電極２４０ａ〜下部電極２４０ｃを互いに絶縁した場合であっても、前述の図６Ａ、図６Ｂや図８で説明した加工接続部４１０を６００℃〜９５０℃程度で焼結可能なガラス系やセラミック系の絶縁材料を用いることができる。また耐熱金属板１６０と、下部電極２４０ａ〜下部電極２４０ｃを互いに絶縁した場合であっても、前述の図６Ａ、図６Ｂや図８で説明した加工接続部４１０を設けることで、互いを導通させられる。
【０２１７】
［実施の形態４］
実施の形態４として、半導体チップ１８０と金属板キャパシタ２１０とをバンプ接続した構成の一例について、図３３Ａ〜図３３Ｃを用いて説明する。
【０２１８】
図３３Ａ〜図３３Ｃは、共に金属板キャパシタの表面にバンプを形成し、このバンプを用いることで、半導体チップと金属板キャパシタとを最短距離で接続する様子を説明する断面図である。
【０２１９】
図３３Ａに示すように、金属板キャパシタ２１０ａを用意する。なお金属板キャパシタ２１０ａの表面に設ける下部補助電極２５０や、上部補助電極２８０の高さは、補助線３６０に示すように、略同一とすることが望ましい。
【０２２０】
図３３Ｂに示す金属板キャパシタ２１０ｂは、下部補助電極２５０や上部補助電極２８０の上にバンプ２２０ａを形成した様子を示している。
【０２２１】
図３３Ｃは、バンプを有する金属板キャパシタを、半導体チップ１８０の表面に実装する様子を示す。図３３Ｃに示すように、半導体チップ１８０の上にバンプ２２０ａを介して金属板キャパシタ２１０ｂを接続することで、半導体チップ１８０の任意の部分（すなわち半導体チップ１８０の周縁部のみならず、中央部）においても、金属板キャパシタより、互いに独立したＶｄｄやＶｓｓ等を半導体チップ１８０に供給できる。なお図３３Ｃに示すバンプ２２０ｂは、半導体チップ１８０や金属板キャパシタ２１０ｂを、保護部２００で保護した後に形成しても良い。
【０２２２】
［実施の形態５］
実施の形態５として、本願発明の半導体装置と、キャパシタを内蔵した従来の半導体装置との構造の違いについて、図３４Ａ〜図３５を用いて説明する。
【０２２３】
図３４Ａ〜図３５は、本願発明の半導体装置と、キャパシタを内蔵した従来の半導体装置との構造の違いについて説明する断面図である。
【０２２４】
図３４Ａ〜図３４Ｃは、それぞれ本願発明の半導体装置と、比較例となる半導体装置とを比較する断面図である。図３４Ａ〜図３４Ｃにおいて、保護部２００等は図示していない。
【０２２５】
図３４Ａは、本願発明の半導体装置１５０の側面図である。図３４Ａにおいて、保護部２００等は図示していない。図３４Ａに示すように、本願発明の半導体装置１５０は、半導体チップ１８０の任意の位置にＶｓｓやＶｄｄを供給でき、更に半導体チップ１８０と金属板キャパシタ２１０とを最短距離で接続できるため、ＥＳＬやＥＳＲを小さくできる。この結果、図３４Ａの構成とすることで、優れたジッター低減効果が得られる。
【０２２６】
図３４Ｂは、本願発明の比較例となる半導体装置（以下、比較品８００ａとする）の断面図である。図３４Ｂに示す比較品８００ａは、半導体チップ１８０の動作を安定化させるために、内蔵キャパシタ８１０を樹脂基板部２３０ｂに内蔵している。図３４Ｂに示す比較品８００ａの場合、積層セラミックコンデンサ等からなるキャパシタを内蔵キャパシタ８１０として、樹脂基板部２３０の内部に埋め込むことで、投影面積を小さくできる。しかしながら比較品８００ａの場合、樹脂基板部２３０の内部に内蔵キャパシタ８１０を埋設するために、半導体チップ１８０と内蔵キャパシタ８１０とを接続する銅配線が長くなり、更に導電ビアを介した層間接続構造が必要となる。このように、比較品８００ａの場合、内部配線８２０が長く複雑になる。この結果、図３４Ｂに示す比較品８００ａの構成では、図３４Ａの構成より、ＥＳＲやＥＳＬが増加し、ジッター効果が得られにくい。また内蔵キャパシタ８１０を内蔵することで、樹脂基板部２３０のコストが増加したり、その厚みが増加したりする。
【０２２７】
図３４Ｃは、本願発明の比較例となる半導体装置（以下、比較品８００ｂとする）の断面図である。図３４Ｃに示す比較品８００ｂは、半導体チップの動作を安定化させるために、樹脂基板部２３０ｃの上に外付キャパシタ８３０を設けている。図３４Ｃに示す比較品８００ｂの場合、市販の積層セラミックコンデンサ等からなるキャパシタを、外付キャパシタ８３０として、樹脂基板部２３０ｃの表面に実装している。そのため外付キャパシタ８３０を実装するための面積が必要となり、樹脂基板部２３０の投影面積が増加する。その結果、半導体チップ１８０と、外付キャパシタ８３０との間を接続する内部配線８２０の長さが長くなり複雑になる。この結果、図３４Ｃに示した比較品８００ｂの構成では、図３４Ａの構成より、ＥＳＲやＥＳＬが増加し、ジッター低減効果が得られにくい。
【０２２８】
以上のように、図３４Ａに示すような、金属板キャパシタ２１０を用いた半導体装置１５０の構造とすることで、図３４Ｂや図３４Ｃの構造に比べ、ＥＳＬを最小化することができる。
【０２２９】
更に図３４Ａの構造とすることで、信頼性を高められる。図３４Ａの構造とすることで、金属板キャパシタ２１０において、耐熱金属板１６０が一種の構造部材として機能する。この結果、半導体装置１５０は、焼成時や実装時等に必要な物理的な強度を有し、落としても簡単には割れない。
【０２３０】
一方、図３４Ｂ、図３４Ｃに示すような一般的な積層セラミックコンデンサは、構造部材となる耐熱金属板１６０が無い。このため図３４Ｂや図３４Ｃの構成では、落すと簡単に割れるという物理的な課題を有している場合がある。
【０２３１】
このように金属板キャパシタ２１０は、耐熱金属板１６０を構造部の一部としていることにより、優れた物理的強度や寸法安定性を有しているが、これは一般のセラミックコンデンサでは得られない特徴の一つである。
【０２３２】
図３５は、図３４Ａに示した発明品と、図３４Ｃに示したサンプル（比較品８００ｂ）との大きさの違いを説明する斜視図である。なお図３５において、半導体チップ１８０のパッド面（パッド面はパッド電極とも呼ばれる。パッド面は図示していない）をエリアパッド構造（エリアパッドとは、半導体チップ素子上の領域、すなわち半導体チップ素子のある中心部付近あるいはコアエリアとなるアクティブエリアに電極パッドを配置するパッド構造）としても良い。または半導体チップ１８０における電源パッドやＧＮＤパッド（共に図示していない）を、半導体チップ１８０の中央部に設けても良い。
【０２３３】
図３５において、半導体装置１５０は本願発明の実施例の一つである。図３５に示すように、半導体装置１５０は、半導体チップ１８０と金属板キャパシタ２１０を互いに積層することで、最短距離で接続すると共に、その投影面積を小さくできる。更に半導体装置１５０の場合、ワイヤー等からなる接続部１９０の本数が増えていることで、ランド電極４８０（図示していない）が増えたとしても、半導体チップ１８０と金属板キャパシタ２１０との間のＥＳＬやＥＳＲは影響を受けない。
【０２３４】
図３５において、比較品８００ｂは、図３４Ｃに示したものである。比較品８００ｂの場合は、キャパシタは外付キャパシタ８３０として、樹脂基板部２３０ｂの周縁部であるペリフェラル領域８４０に設けられる。そのため樹脂基板部２３０ａに比べ、樹脂基板部２３０ｂの方が大きくなる。こうして比較品８００ｂの投影面積は、本願発明の半導体装置１５０の投影面積より大きくなる。更に比較品８００ｂにおいて、ワイヤー等からなる接続部１９０の本数が増加した場合、ランド電極４８０（図示していない）に加え、外付キャパシタ８３０等の形成に必要なペリフェラル領域８４０が更に増加する。そしてランド電極４８０等の形成に必要なペリフェラル領域８４０の面積が増加する分、半導体チップ１８０と外付キャパシタ８３０との間を接続する配線の長さが増加し、配線が複雑となる分、ＥＳＲやＥＳＬが増加し、ジッターが大きくなる。
【０２３５】
図３６Ａ、図３６Ｂは、共に半導体チップと金属板キャパシタの接続構造の一例を示す断面図である。図３６Ａに示すように、金属板キャパシタ２１０の下部補助電極２５０や、上部補助電極２８０の上には、半田等からなるバンプ２２０ａが形成されている。図３６Ａ、図３６Ｂにおいて、保護部２００等は図示していない。
【０２３６】
図３６Ａに示すように、半導体チップ１８０には、ＴＳＶ７７０（ＴＳＶは、Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）が形成されている。図３６Ａにおける半導体チップ１８０の回路形成面となるフェイス側８５０（フェイスはＦａｃｅのこと）は、金属板キャパシタ２１０側に形成されている。そして半導体チップ１８０の樹脂基板部２３０側にはバンプ２２０ｂが設けられている。図３６Ａの矢印４５０に示すように半導体チップ１８０のフェイス側８５０に、金属板キャパシタ２１０を実装し、モールド材等の保護部２００で保護することで、図３６Ｂに示す実装体５１０となる。
【０２３７】
図３６Ｂは、本願発明の半導体装置の一例の断面図である。図３６Ｂに示すように、半導体チップ１８０のフェイス側８５０に、金属板キャパシタ２１０を実装することで、ジッターを低減できる。また半導体チップ１８０に形成したＴＳＶ７７０や樹脂基板部２３０を介して、バンプ２２０ｃに、ＶｄｄやＶｓｓ、信号等を伝達する。
【０２３８】
なお図３６において、ＴＳＶ７７０は、半導体チップ１８０と外部を接続するように信号線やＶｓｓ、Ｖｄｄとすることができる。
【０２３９】
図３７Ａ、図３７Ｂは、共に半導体チップと金属板キャパシタの接続構造の一例を示す断面図である。図３７Ａに示すように、金属板キャパシタ２１０の下部補助電極２５０や、上部補助電極２８０の上には、半田等からなるバンプ２２０ａが形成されている。
【０２４０】
図３７Ａに示すように、半導体チップ１８０には、ＴＳＶ７７０が形成されている。図３７Ａにおける半導体チップ１８０の回路形成面となるフェイス側８５０は、樹脂基板部２３０側に形成されている。そして半導体チップ１８０の樹脂基板部２３０側にはバンプ２２０ｂが設けられている。図３７Ａの矢印４５０に示すように半導体チップ１８０のフェイス側８５０でない側に、金属板キャパシタ２１０を実装し、モールド材等の保護部２００で保護することで、図３６Ｂに示す実装体５１０となる。
【０２４１】
図３７Ｂに示すように、金属板キャパシタ２１０は、半導体チップ１８０のフェイス側８５０とは異なる側にバンプ２２０ａを介して接続されている。半導体チップ１８０に形成されたＴＳＶ７７０は、金属板キャパシタ２１０と半導体チップ１８０の間のＶｓｓや、Ｖｄｄを接続するために設けることができる。例えば、下部補助電極２５０をＶｓｓとし、下部補助電極２５０に電気的に接続されたＴＳＶ７７０ａをＶｓｓとすることができる。また上部補助電極２８０をＶｄｄとし、上部補助電極２８０に電気的に接続されたＴＳＶ７７０ｂを、Ｖｄｄとすることができる。
【０２４２】
なお図３７Ｂに加え、図２１、図２３Ａ、図２３Ｂ、図２４、図３６Ａ、図３６Ｂ、図３７Ａ、図３７Ｂ、図３８Ａ、図３８Ｂ、図３８Ｃ等の構造においても、耐熱金属板１６０の一面を、保護部２００から露出しても良い。耐熱金属板１６０の一面を保護部２００から露出することで、放熱性を高められる。また耐熱金属板１６０の表面に、絶縁性の高熱伝導材料（例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂にアルミナやマグネシア等の高熱伝導セラミック粉を添加した熱伝導材料）を１０μｍ〜５００μｍ程度、塗布し硬化しておくことで、耐熱金属板１６０の面に、絶縁処理等を行うことなく、直接、ヒートシンク等を固定できる。
【０２４３】
図３８Ａ、図３８Ｂ、図３８Ｃは、共に半導体チップと金属板キャパシタの接続構造の一例を示す断面図であり、ＣＳＰあるいはＷＬＣＳＰの一例を示す断面図である。
【０２４４】
図３８Ａは、内部配線８２０ａ（内部配線８２０ａをＶｓｓとしても良い）や内部配線８２０ｂ（内部配線８２０ｂをＶｄｄとしても良い）を有する樹脂基板部２３０の上に、バンプ２２０ｂ、２２０ａを介して、半導体チップ１８０や金属板キャパシタ２１０を電気的に接続してなる半導体装置の一例を示す断面図である。図３８Ａに示すように、内部配線８２０ａ、内部配線８２０ｂが形成された樹脂基板部２３０の上に半導体チップ１８０を固定する。更に、半導体チップ１８０の上に、ダイアタッチ部３４０等を使って金属板キャパシタ２１０を固定する。また半導体チップ１８０と樹脂基板部２３０との接続にはバンプ２２０ｂを使い、金属板キャパシタ２１０と樹脂基板部２３０との接続にはバンプ２２０ａを使う。そしてモールド樹脂等からなる保護部２００で保護し、図３８Ａの半導体装置１５０ａとなる。
【０２４５】
図３８Ｂは、半導体チップ１８０や金属板キャパシタ２１０を保護部２００でモールドした後、ビルドアップ配線部８６０を設けてなる半導体装置１５０ｂの断面図である。図３８Ｂに示す半導体装置１５０ｂにおいて、ビルドアップ配線部８６０には、内部配線８２０ａ（内部配線８２０ａをＶｓｓとしても良い）や内部配線８２０ｂ（内部配線８２０ｂをＶｄｄとしても良い）がビルドアップ工法を用いて形成されている。そしてビルドアップ配線部８６０の表面には、バンプ２２０ｃ、バンプ２２０ｄが形成されている。図３８Ｂに示すように、半導体チップ１８０や金属板キャパシタ２１０と、内部配線８２０ａ、内部配線８２０ｂを直接、接続することで接続信頼性を高められる。
【０２４６】
図３８Ａ、図３８Ｂ、図３８Ｃに示すように、半導体装置１５０の一面には、バンプ２２０ｃが、他面には耐熱金属板１６０が露出している。そして金属板キャパシタ２１０の下部電極２４０に形成された下部補助電極２５０は、樹脂基板部２３０に形成れた内部配線８２０ａにＶｓｓを伝える。一方、金属板キャパシタ２１０の上部電極２７０に形成された上部補助電極２８０は、樹脂基板部２３０に形成された内部配線８２０ｂにＶｄｄを伝える。
【０２４７】
図３８Ｃは、半導体チップと金属板キャパシタの接続構造の他の一例を示す半導体装置１５０Ｃの断面図である。半導体チップ１８０と金属板キャパシタ２１０を保護部２００ａでモールドし、ビルドアップ配線部８６０ａを形成する。図３８Ｂとは異なり上部補助電極２８０と下部補助電極２５０は成形せず、ビルドアップ配線部８６０ａに内部配線８２０ｃ、８２０ｄ、８２０ｅを形成する部分に貫通穴をあけ、Ｃｕめっきにより内部配線８２０ｃ、８２０ｄ、８２０ｅを形成する。内部配線８２０ｄ、８２０ｅはそれぞれ下部電極２４０と上部電極２７０に直接接続する。さらに保護部２００ｂでモールドし、ビルドアップ配線部８６０ｂを形成する。内部配線８２０ａ、８２０ｂ、を形成する部分に貫通穴をあけ、Ｃｕめっきにより内部配線８２０ａ、８２０ｂを形成し、バンプ２２０ｃ、２２０ｄと接続する。
【０２４８】
なお図３８Ａ、図３８Ｂ、図３８Ｃに示すように、半導体チップ１８０と、金属板キャパシタ２１０とを密着させることで、ＥＳＲやＥＳＬを小さくでき、更に半導体チップ１８０に発生した熱を効率的に外部に拡散できることは言うまでも無い。
【０２４９】
［実施の形態６］
実施の形態６として、半導体装置における複数の半導体チップの積層や、金属板キャパシタの多層化について、図３９〜図４２Ｃを用いて説明する。
【０２５０】
図３９は、金属キャパシタの上下に半導体チップを設けた半導体装置の一例を説明する断面図である。図３９に示す半導体装置７８０は、ＱＦＮの形体となっているが、ＰＢＧＡやＱＦＰの形体としても良い。半導体装置７８０において、金属板キャパシタ２１０の上下には、それぞれダイアタッチ部３４０（図示していない）等を介して、半導体チップ１８０ａ、半導体チップ１８０ｂを積層している。
【０２５１】
図３９に示すように金属板キャパシタ２１０と、複数の半導体チップ１８０を積層することで、半導体装置７８０の小型化が可能になる。
【０２５２】
図３９において、半導体チップ１８０ａと金属板キャパシタ２１０との間や、半導体チップ１８０ｂと金属板キャパシタ２１０との間は、ワイヤー等からなる接続部１９０を介して接続されている。同様に半導体チップ１８０ａと半導体チップ１８０ｂの間、半導体チップ１８０ａやリードフレーム５９０の間等もワイヤー等からなる接続部１９０を介して接続されている。そして接続部１９０をＶｄｄ線（すなわち、ＭＯＳ素子の負電源電圧線）とするか、Ｖｓｓ線（すなわち、ＭＯＳ素子の電源電圧線）とするか、信号線とするか等は、適宜設計すれば良い。
【０２５３】
なお図３９に示すリードフレーム５９０は、ＱＦＮの形体としているため、モールド樹脂等からなる保護部２００から突き出してはいないが、ＱＦＮの形体に限定する必要は無い。
【０２５４】
次に、図４０を用いて、半導体装置１５０ｂの金属板キャパシタ２１０における焼結誘電体２６０を複数層とした場合について説明する。
【０２５５】
図４０は、１つの耐熱金属板の上に、複数の焼結誘電体を積層してなる金属キャパシタの一例の断面図である。図４０において、保護部２００等は図示していない。
【０２５６】
図４０に示すように、１つの耐熱金属板１６０の上に、下側から数えて、下部電極２４０ａ、焼結誘電体２６０ａ、上部電極２７０ａ、焼結誘電体２６０ｂ、下部電極２４０ｂ、焼結誘電体２６０ｃ、上部電極２７０ｂを形成した。更に耐熱金属板１６０の上に直接設けた下部電極２４０ａの表面に下部補助電極２５０を設けた。また最上部の上部電極２７０ｂの表面に、上部補助電極２８０を設けた。そして最上部の上部電極２７０ｂの上には、ダイアタッチ部３４０を介して、半導体チップ１８０を固定した。そして半導体チップ１８０や、上部電極２７０ｂ、上部電極２７０ａ、下部電極２４０ａ、下部電極２４０ｂの間を、ワイヤー等からなる接続部１９０を用いて、コンデンサ部分を並列に接続されるように配線した。
【０２５７】
なお図４０において、コンデンサ部分を並列に配線することでコンデンサ容量を増加できるが、コンデンサ部分の接続部１９０による配線は、用途に応じて変更しても良い。
【０２５８】
図４０において、上部電極２７０ｂや上部電極２７０ａ等の表面に設けた上部補助電極２８０（図示していない）や、下部電極２４０ａや下部電極２４０ｂ等の表面に設けた下部補助電極２５０（図示していない）を設け、上部補助電極２８０や下部補助電極２５０に、ワイヤー等からなる接続部１９０を接続することで、焼結誘電体２６０ａ、焼結誘電体２６０ｂへの影響を低減できることは言うまでもない。
【０２５９】
次に図４１Ａ〜図４２Ｃを用いて、１つの耐熱金属板の上に、複数の焼結誘電体を設けた金属キャパシタの製造方法の一例を説明する。
【０２６０】
図４１Ａ〜図４１Ｃは、１つの耐熱金属板の上に、複数層の焼結誘電体を設けた金属キャパシタの製造方法の一例を説明する断面図である。
【０２６１】
図４１Ａに示すように、耐熱金属板１６０の上に、下部電極２４０ａや焼結誘電体２６０ａ、上部電極２７０ａを設ける。
【０２６２】
次に図４１Ｂに示すように、上部電極２７０ａの上に焼結誘電体２６０ｂを設ける。なお図４１Ｂに示すように、複数の上部電極２７０ａ間に焼結誘電体２６０ｂを設けることで、複数の上部電極２７０ａ間の絶縁性を保てる。
【０２６３】
次に、図４１Ｃに示すように、焼結誘電体２６０ｂの上に、下部電極２４０ｂを設ける。
【０２６４】
次に図４２Ａ〜図４２Ｃを用いて説明する。
【０２６５】
図４２Ａ〜図４２Ｃは、１つの耐熱金属板の上に、複数の焼結誘電体を設けた金属キャパシタの製造方法の一例を説明する断面図であり、図４１Ａ〜図４１Ｃの工程の後に行うことができる。
【０２６６】
図４２Ａに示すように、下部電極２４０ｂの上に、焼結誘電体２６０ｃを設ける。
【０２６７】
図４２Ｂに示すように、焼結誘電体２６０ｃの上に、上部電極２７０ｂを設ける。
【０２６８】
図４２Ｃに示すように、最上部の上部電極２７０ｂの上に、ダイアタッチ部３４０を形成し、半導体チップ１８０を実装する。そして、下部電極２４０ｂの上に下部補助電極２５０を、上部電極２７０ｂの上に上部補助電極２８０を、それぞれ設ける。その後、ワイヤー等からなる接続部１９０を使って、各部分を電気的に接続する。その後、モールド樹脂等からなる保護部２００を形成することで、前述の図２や、図２０Ａ、図２０Ｂで説明した半導体装置となる。
【０２６９】
なお、積層されたキャパシタ間の接続は、図４０に示したように、ワイヤー等からなる接続部１９０を使っても良いし、図４２Ａ〜図４２Ｃに示したように、印刷パターン等の工夫で対応しても良い。
【０２７０】
［実施の形態７］
実施の形態７として、金属板キャパシタ２１０に設けた貫通孔の中に、半導体チップ１８０を実装する様子を説明する構成について、図４３Ａ〜図４４Ｃを用いて説明する。前述の図１６では、金属板キャパシタ２１０に有底となる開口部５２０を形成し、有底となる開口部５２０に半導体チップ１８０を収容したが、図４３Ａ〜図４４Ｃでは金属板キャパシタ２１０に貫通孔７９０を形成し、半導体チップ１８０を貫通孔に収容することになる。
【０２７１】
図４３Ａ〜図４３Ｄは、金属板キャパシタに設けた貫通孔の中に、半導体チップを実装する様子を説明する断面図である。
【０２７２】
図４３Ａに示すように、樹脂基板部２３０を用意し、その上に、ダイアタッチ部３４０を介して半導体チップ１８０を固定する。
【０２７３】
図４３Ｂに示すように、半導体チップ１８０が挿入可能な貫通孔７９０が形成された金属板キャパシタ２１０を用意する。そして、半導体チップ１８０が固定された樹脂基板部２３０の上に、接着部３５０を形成し、貫通孔７９０が形成された金属板キャパシタ２１０をセットする。
【０２７４】
図４３Ｃに示すように、樹脂基板部２３０の上に、半導体チップ１８０や金属板キャパシタ２１０を固定する。なお樹脂基板部２３０の上に、金属板キャパシタ２１０を接着部３５０で固定した後、ダイアタッチ部３４０等を用いて金属板キャパシタ２１０に形成された貫通孔７９０に半導体チップ１８０を固定しても良い。このように、半導体チップ１８０や、貫通孔７９０が形成された金属板キャパシタ２１０の固定の順番は、ニーズに合わせて最適化すれば良い。
【０２７５】
図４３Ｃは、樹脂基板部２３０の上に固定された金属板キャパシタ２１０や、半導体チップ１８０の上に、ワイヤー等からなる接続部１９０を形成する様子を示す。図４３Ｃの補助線３６０ａに示すように、半導体チップ１８０側に近い上部補助電極２８０ａと、半導体チップ１８０に遠い側の上部補助電極２８０ｂの高さを揃えることは有用である。また図４３Ｃの補助線３６０ｂに示すように、半導体チップ１８０側に下部補助電極２５０ａを設け、半導体チップ１８０に遠い側の下部補助電極２５０ｂと、互いの高さを揃えることも有用である。
【０２７６】
図４３Ｄは、上部補助電極２８０ａと半導体チップ１８０との間に、チップ上部接続部２９０を設けた様子を示す。なおチップ上部接続部２９０を、Ｖｄｄ線６００としても良い。また上部補助電極２８０ｂと、樹脂基板部２３０に設けたランド電極４８０（補助線３６０ｃを用いて図示していない）またはリードフレーム５９０（補助線３６０ｃを用いて図示していない）を接続する上部ランド接続部３２０を設ける。なお上部ランド接続部３２０をＶｄｄ線６００としても良い。また半導体チップ１８０と下部補助電極２５０ａを、チップ下部接続部３００で接続し、下部補助電極２５０ｂと、樹脂基板部２３０に設けたランド電極４８０（補助線３６０ｃを用いて図示していない）またはリードフレーム５９０（補助線３６０ｃを用いて図示していない）を、下部ランド接続部３１０で接続しても良い。またチップ下部接続部３００や、下部ランド接続部３１０を、Ｖｓｓ線６１０としても良い。その後、モールド樹脂等からなる保護部２００を設けることで、前述の図２で示した半導体装置１５０や図２０Ａ、図２０Ｂや図２３Ａ、図２３Ｂで示した半導体装置５８０、図３９で示した半導体装置７８０とする。
【０２７７】
図４３Ｄに示すように、耐熱金属板１６０は、半導体チップ１８０が入る貫通孔７９０を有している。そして上部電極２７０と焼結誘電体２６０と下部電極２４０は、貫通孔７９０の周囲を囲うように形成されている。そして半導体チップ１８０は、貫通孔７９０の中に配置されている。
【０２７８】
図４４Ａ〜図４４Ｃは、それぞれ金属板キャパシタの中央部等に、１つ以上の半導体チップが挿入可能な貫通孔を形成した場合について説明する斜視図である。
【０２７９】
図４４Ａに示すように、中央部等に、１以上の半導体チップが挿入可能な貫通孔７９０を有する金属板キャパシタ２１０を用意する。なお貫通孔７９０は、耐熱金属板１６０（図示していない）を貫通しても良い。なお金属板キャパシタ２１０は、焼結誘電体２６０（図示していない）等に課題が無いか、電気的特性等がチェック済みの良品を用いる。
【０２８０】
図４４Ｂに示すように、貫通孔７９０を有する金属板キャパシタを、樹脂基板部２３０の表面に接着部３５０（図示していない）等を用いて固定する。その後、貫通孔７９０の中に露出した樹脂基板部２３０の表面にダイアタッチ部３４０（図示していない）等を用いて、半導体チップ１８０を固定する。その後、ワイヤー等の接続部１９０によって、半導体チップ１８０と、金属板キャパシタ２１０の上部電極２７０や上部補助電極２８０（共に図示していない）、下部電極２４０、下部補助電極２５０、樹脂基板部２３０の表面のランド電極４８０等を、電気的に接続する。なお、樹脂基板部２３０の代わりに、リードフレーム５９０等を用いても良い。その後、モールド樹脂等からなる保護部２００を設けることで、前述の図２で示した半導体装置１５０や図２０Ａ、図２０Ｂや図２３Ａ、図２３Ｂで示した半導体装置５８０、図３９で示した半導体装置７８０とする。
【０２８１】
図４４Ｃに示す構造とすることで、前述の図２で示した半導体装置１５０や図２０Ａ、図２０Ｂや図２３Ａ、図２３Ｂで示した半導体装置５８０、図３９で示した半導体装置７８０のジッター特性に改善と共に、更なる薄層化が可能となる。
【０２８２】
次に、図４５Ａ〜図４６を用いて、リードフレームの一部と、金属板キャパシタの一部とを互いに重ねることで、半導体装置の小型化を実現する様子について説明する。
【０２８３】
図４５Ａ〜図４５Ｃは、リードフレームの一部と、金属板キャパシタの一部とを互いに重ねることで、半導体装置の小型化を実現する様子について説明する上面図である。
【０２８４】
図４５Ａは、リードフレームが重ねられる前の金属板キャパシタの上面図である。図４５Ａにおいて、複数の上部電極２７０ａ、上部電極２７０ｂがそれぞれ中央部の半導体チップ１８０の周囲を囲うように多角形のリング状に形成されている。
【０２８５】
図４５Ａに示すように、複数の上部電極２７０ａは、半導体チップ１８０の周囲を囲うように設けられている。また複数の上部電極２７０ｂは、複数の上部電極２７０ａの外側を囲うように金属板キャパシタ２１０の周縁部に形成されている。ここで上部電極２７０ｂは、リードフレームの一部であるリードフレーム先端部６９０が重ねられる部分とすることができる。
【０２８６】
図４５Ｂは、金属板キャパシタ２１０の上に重ねるリードフレームの一部であるリードフレーム先端部６９０の上面図である。リードフレーム先端部６９０の位置間隔等の精度が低下しないように、ポリイミド部６８０（図示していない）を設けても良い。図４５Ｂにおいて、リードフレーム先端部６９０の下側、即ち金属板キャパシタ２１０側に、ダイアタッチ部３４０あるいは接着部３５０を形成しているが、ダイアタッチ部３４０あるいは接着部３５０は、図４５Ａに示す金属板キャパシタ２１０の表面に設けておいても良い。リードフレーム先端部６９０に囲われるように、開口部５２０が形成されている。開口部５２０の中に、半導体チップ１８０や、半導体チップ１８０の周囲を囲う上部電極２７０ａが露出するように設置されることになる。
【０２８７】
図４５Ｃは、図４５Ａに示す金属板キャパシタ２１０の上に、図４５Ｂに示すリードフレームを積層し固定した後の様子を示す上面図である。図４５Ｃに示すように、金属板キャパシタ２１０の上部電極２７０ｂの上に、リードフレーム先端部６９０を重ねて、ダイアタッチ部３４０あるいは接着部３５０を用いて固定する。なお図４５Ｃにおいて、リードフレーム先端部６９０と、上部電極２７０ｂとの位置関係を示すために、ダイアタッチ部３４０あるいは接着部３５０は図示していない。その後、半導体チップ１８０と、上部電極２７０ａ等をワイヤー等からなる接続部１９０を介して電気的に接続する。
【０２８８】
図４６は、図４５Ｃにおける半導体チップと、金属板キャパシタの上部電極や下部電極と、リードフレームとのワイヤー等による接続の一例を説明する断面図である。図４６において、保護部２００等は図示していない。
【０２８９】
図４６に示すように、金属板キャパシタ２１０は、少なくとも半導体チップ１８０側の上部電極２７０ａと、リードフレーム先端部６９０に重なるように設けられた上部電極２７０ｂを有している。リードフレーム先端部６９０は、上部電極２７０ｂの上に電気絶縁性のダイアタッチ部３４０あるいは接着部３５０を介して固定されている。電気絶縁性のダイアタッチ部３４０あるいは接着部３５０を使うことで、複数のリードフレーム先端部６９０に対して、上部電極２７０ｂとは異なる電圧となるＶｄｄ６００ｂや、Ｖｓｓ６１０ｂ、信号線(Ｖｄｄ６００ｃ)等を個別に接続できる。
【０２９０】
例えば、半導体チップ１８０と、下部補助電極２５０ａとを、Ｖｓｓ線６１０ａで接続する。そして下部補助電極２５０ａと、下部補助電極２５０ｂとの間は、下部電極２４０を介して接続する。そして下部補助電極２５０ｂと、リードフレーム先端部６９０との間を、Ｖｓｓ線６１０ｂで接続する。
【０２９１】
同様に、半導体チップ１８０と、上部補助電極２８０ａとの間を、Ｖｄｄ線６００ａで接続する。そして上部補助電極２８０ａと上部補助電極２８０ｂとの間は、上部電極２７０ａを介して接続する。更にリードフレーム先端部６９０に重なるように設けられた上部電極２７０ｂを、Ｖｄｄ線６００ｂを介して、リードフレーム先端部６９０に接続する。そして上部補助電極２８０ｂと、他のリードフレーム先端部６９０（図示していない）との間を、Ｖｄｄ線６００ｃ等で接続する。こうしてこれら配線を最短距離で接続でき、配線の低ＥＳＬ化や低ＥＳＲ化を実現する。その後、モールド樹脂等からなる保護部２００を設けることで、前述の図２０Ａ、図２０Ｂや図２３Ａ、図２３Ｂで示した半導体装置５８０や図３９で示した半導体装置７８０とする。
【０２９２】
図４６において、リードフレーム先端部６９０と、上部補助電極２８０ｂや下部補助電極２５０ｂ等との接続に、前述の図２１で説明したようなダブルワイヤ４９０（図４６においてダブルワイヤ４９０は図示していない）を用いることは有用である。
【０２９３】
以上、図４４Ａ〜図４５Ｃに示すように、リードフレーム先端部６９０に重なるように、上部電極２７０ｂ等を設けることで、前述の図２０Ａ、図２０Ｂや図２３Ａ、図２３Ｂで示した半導体装置５８０や図３９で示した半導体装置７８０等のジッター特性を改善すると共に、更なる小型化が可能となる。
【０２９４】
［実施の形態８］
実施の形態８では、発明者らが行った実施例（発明品）と、実施例の効果を調べるための比較例（比較品１、比較品２）について説明する。
【０２９５】
発明者は、前述の図２等に示した樹脂基板部２３０を用いた実施例を発明品１とし、樹脂基板部２３０を用いた比較例を比較品１とし、発明品１と比較品１について実験した結果を、［表１］に示す。［表１］において、発明品１とは、前述の図２に示した、形状をＰＢＧＡ等とした半導体装置１５０である。また比較品１とは、前述の図１９Ａ、図１９Ｂや図２０Ｂに示したサンプルに相当する。
【０２９６】
更に前述の図２０Ａ、図２０Ｂ等に示した樹脂基板部２３０にリードフレーム５９０を用いた実施例を発明品２とし、リードフレーム５９０を用いた比較例を比較品２とし、発明品２と比較品２について実験した結果を、［表２］に示す。［表２］において、発明品２とは、前述の図２０Ａや図２１に示した形状をＱＦＰ等とした半導体装置５８０である。また比較品２とは、前述の図２７や図２８に示したサンプルに相当する。
【０２９７】
なお［表１］〜［表４］は、発明者らが行った実施の形態１〜実施の形態７おける試作結果の一例である。
【０２９８】
【表１】
2016031206.tif 000003
【０２９９】
【表２】
2016031206.tif 000004
【０３００】
上記［表１］、［表２］における焼結誘電体の割れ有無とは、８５０℃〜９５０℃で焼成してなる焼結誘電体２６０の外観状態を示すものである。［表１］、［表２］に示すように、発明品１、発明品２共に、焼結誘電体２６０に割れも剥がれも発生しなかった（共にＧｏｏｄ、良品であった）。また焼結誘電体２６０を用いて作成したコンデンサは、コンデンサとして所定の特性を示した。
【０３０１】
一方、比較品１の場合、樹脂基板部２３０を用いることで前述の図１９Ａ、図１９Ｂや図２０Ｂに示したような課題が、焼結誘電体２６０に割れや変形、剥がれ等として発生した。同様に、比較品２の場合、リードフレーム５９０を用いたにも関わらず、前述の図２７や図２８に示すように、焼結誘電体２６０に割れや変形、剥がれ等が発生した。また比較品１、比較品２において、焼結誘電体２６０に割れや変形、剥がれ等が発生したためコンデンサとして機能しなかった。
【０３０２】
次に［表３］、［表４］を用いて、金属板キャパシタ２１０を搭載する樹脂基板部２３０やリードフレーム５９０の焼結誘電体を形成するための熱処理時に発生した課題について説明する。
【０３０３】
【表３】
2016031206.tif 000005
【０３０４】
【表４】
2016031206.tif 000006
【０３０５】
上記［表３］、［表４］に示すように、樹脂基板部を用いた発明品１（例えば、半導体装置１５０）も、リードフレーム５９０を用いた発明品２（例えば、半導体装置５８０）も、共に誘電体を高温で熱処理する際に、樹脂基板部２３０にも多連リードフレーム６５０に変形も欠落も共に発生することは無かった。この理由は、発明品１も、発明品２も、共に誘電体をリードフレーム５９０や樹脂基板部２３０とは別の耐熱金属板１６０の上で焼成したためであり、リードフレーム５９０や樹脂基板部２３０は、共に高温での熱処理を受けていないためである。
【０３０６】
このように、発明品１も発明品２も、共にリードフレーム５９０や樹脂基板部２３０（あるいは樹脂基板部２３０の表面に設けられたランド電極４８０）へのワイヤーボンディグ性も優れていた。さらに発明品２の場合、前述の図２６に示すように、ポリイミド部６８０が形成された状態で、前述の図１１〜図１３等で説明したワイヤーボンディングできるため、高精度なボンディングが可能となる（なお図２１、２２、２４、２５、図４５Ｂ〜図４５Ｃ等において、リードフレーム５９０の精度を保持するためのポリイミド部６８０は図示していない。
【０３０７】
一方、比較品２の場合、リードフレーム５９０は、前述の図２７や図２８に示すように変形し変形先端部７２０や、比較品欠落部７５０、比較品センター部７６０等となり、一部が欠落していた。この理由の一つは、リードフレーム５９０の上に印刷により形成された誘電体材料を、リードフレーム５９０と共に６５０℃〜９５０℃で焼成する際に、ポリイミド部６８０が消失したためである。更にはポリイミド部６８０を除去してから焼成加熱処理を行うことで、リードフレーム５９０が容易に変形し、欠落するためである。また比較品２のように、ポリイミド部６８０が焼失した後、更に変形や欠落部分を有するリードフレーム５９０の場合、ワイヤーボンディングすることは難しい。
【０３０８】
以上のように、発明品１も発明品２も共に、バイパスコンデンサを形成するための焼結誘電体２６０は耐熱金属板１６０の上に形成するため、樹脂基板部２３０やリードフレーム５９０は、高温での熱処理の影響を受けない。この結果、発明品１も発明品２も、共にワイヤーボンディング性に優れ多ピンに対応したリードフレームパッケージの要件を満たすことができる。
【０３０９】
このように、リードフレーム５９０を用いることで、生産性、コスト力のみならず耐振動性に優れたリードフレームパッケージを用いて高速伝送品質を高められることができる。このため、ますます高速画像処理が求められる車載分野において、非常に好適なデバイスを提供することができる。また、外部からのノイズに対し、電源電圧の揺れを抑制できる等、ノイズ耐性が向上したデバイスも提供できる。
【０３１０】
［実施の形態９］
実施の形態９では、本願発明の半導体装置や、本発明の半導体実装体について、発明者らが評価した高速伝送品質測定結果について、［表５］を用いて説明する。
【０３１１】
［表５］は、発明者らが試作した従来例、比較例を含む半導体装置１５０のジッター低減効果について評価した結果の一例である。
【０３１２】
なお［表５］は、発明者らが行った実施の形態１〜実施の形態８おける試作結果の一例である。
【０３１３】
【表５】
2016031206.tif 000007
【０３１４】
［表５］は伝送特性の比較結果の一例である。［表５］における従来品は、キャパシタを内蔵していない場合の伝送特性の一例である。［表５］における比較品３は、前述の図４８に示した場合の伝送特性の一例である。［表５］における比較品４は、誘電体として、焼結誘電体２６０の代わりに、焼結していない従来の誘電体（即ち、チタン酸バリウムの粉末を、エポキシ樹脂に添加してなる熱硬化性の誘電体材料、Ｋ＝３０）を用いた場合の伝送特性の一例である。［表５］において発明品３〜６は、例えば前述の図２１等で示したＱＦＰ等での結果であるが、図２１のリードフレーム５９０を、前述の図２で示す樹脂基板部２３０とすることで、ＢＧＡ等での結果となることは言うまでも無い。
【０３１５】
［表５］は、従来例（キャパシタを内蔵していない場合）、比較品３（本願発明の一部だけを実施した場合）、比較品４（焼結誘電体２６０の代わりに、焼結していない従来の樹脂入りの誘電体を用いた場合）、本番発明の実施例（発明品３〜発明品６）との構造を、互いに比較、対比させるものである。なお［表５］における発明品４〜発明品６は、前述の図２０Ａ等に示したＱＦＰ形状の半導体装置５８０として評価したが、［表５］に示す発明品４〜発明品６の結果を、前述の図２〜図１６Ｂ等に示したＰＢＧＡ構造としても良い。発明品における外形形状がＰＢＧＡであっても、ＱＦＰであっても、ＷＬＣＳＰであっても、半導体チップ１８０や金属板キャパシタ２１０等との各部分の接続構造は同じであるためである。
【０３１６】
［表５］において、従来品とは、金属板キャパシタ２１０を設けていないＱＦＰパッケージ構成であり、例えば前述の図４７に示すサンプルである。従来品の場合、キャパシタを設けていないので、容量密度はほぼ０と見なせる。容量密度をほぼ０と見なせる理由は、樹脂基板部２３０に形成される電源層とＧＮＤ層との間に構成される容量成分をバイパスキャパシタとして活用した場合であっても、ｐＦオーダーの容量形成が限界のためである。
【０３１７】
このように従来品は文字通り、通常のリードフレームパッケージを評価ボードにソケットを介して実装したもので、必要なパスコン（０．１μＦ、１μＦの各種容量パスコンを実装）は、全て評価ボード上に実装されている。従来例の場合、ＬＳＩ電源端子からパスコンまで、リードフレーム、ボンディングワイヤー、評価ボード上の配線等、トータル長さが長くなることで、配線長に起因するＥＳＬ（等価直列インダクタンス）が増加し、その結果、電源インピーダンスが増加した。その結果、従来例の場合、［表５］に示すように、３Ｇｂｐｓ、６Ｇｂｐｓのクロックジッター及びデータジッターが、共に増加した。その結果、従来例の場合、商品としての特性を満足されるための内部の規格値が満足できなかった。
【０３１８】
［表５］における比較品３は、敢えて金属板キャパシタ２１０を搭載したリードフレームパッケージを作成し、接地電極（ＧＮＤ）用のワイヤーは、金属板キャパシタ２１０に接続させながら、電源用（Ｖｄｄ）のワイヤーのみ、半導体チップからリードフレームへ直接、接続を行ったものである。
【０３１９】
このように［表５］における比較品３は、金属板キャパシタ２１０を内蔵しているサンプルであるが、半導体チップ１８０と、金属板キャパシタ２１０との間は、電気的に接続していないサンプルである。すなわち比較品３は、従来品と同様に、バイパスコンデンサは、メインボード上に設けたパスコンのみを用いている。すなわち、比較品３の構造とは、前述の図２において、金属板キャパシタ２１０を構成している上部電極２７０や上部補助電極２８０と、半導体チップ１８０との間は、電気的に接続されていない構造（すなわち半導体チップ１８０に、コンデンサは接続されていない構造、すなわち容量密度は０）としたものである。なお比較品３における金属板キャパシタ２１０は、Ａｌ（アルミニウム）を含む厚み１００μｍのステンレス箔を用いた。そして金属板キャパシタ２１０のみを、グランド（ＧＮＤ）にワイヤーで接続したものである。
【０３２０】
［表５］における比較品４とは、金属板キャパシタ２１０を構成する誘電体材料として、ＢＴＯ粉をエポキシ樹脂中に分散してなる誘電体ペースト（Ｋ＝３０）と、厚み１８μｍの銅箔とを組合せたものを用いた場合である（例えば、前述の図４８のサンプルに相当する）。比較品４の場合、容量密度が、７ｐＦ／ｍｍ２と低かったが、容量０．１７ｎＦのキャパシタを内蔵したものと同じであった。このように比較品４の場合、誘電体ペーストの誘電率が低いため、３Ｇｐｂｓクロックにおけるジッターや、６Ｇｂｐｓクロックにおけるジッター、６ＧｂｐｓにおけるＤａｔａジッターの値が、大きくなり、Ｐｏｏｒな結果となった。以上のように比較例４のサンプルは、容量密度が低く、Ｐｏｏｒ（望ましくない結果）であった。
【０３２１】
［表５］における発明品３とは、誘電体材料としてＢＴＯ（Ｋ＝５００）を用いたサンプルであり、例えば前述の図２１に示した半導体装置５８０に相当する。発明品３の場合、前述の発明品１〜２のようにして、作成した。発明品３において、耐熱金属板１６０として、アルミニウムを含むステンレス箔（厚み５０μｍ）を用いた。なお発明品３において、下部電極２４０や上部電極２７０はＡｇＰｄ電極とし、下部補助電極２５０や上部補助電極２８０は設けていない。この結果、発明品３の場合、金属板キャパシタ２１０の容量密度は４００ｐＦ／ｍｍ２と高いものが得られた。しかしながら、試作した金属板キャパシタ２１０、ｎ＝５個中に、良品は２個、ＮＧ品は３個であった。このＮＧ品は、キャパシタの電気検査においてショートが発生していたものである。以上より、耐熱金属板１６０の厚みを５０μｍと薄くした場合、下部補助電極２５０や上部補助電極２８０を設けていないと、耐熱金属板１６０の耐力が低下し、ワイヤーボンディング時に発生する力や熱によって、焼結誘電体２６０にマイクロクラック等が発生する場合があることが判る。
【０３２２】
［表５］における発明品４とは、誘電体材料としてＢＴＯ（Ｋ＝５００）を用いた焼結誘電体２６０を含むサンプルである。発明品４において、耐熱金属板１６０として、アルミニウムを含むステンレス箔（厚み５０μｍ）を用いた。なお発明品４において、下部電極２４０や上部電極２７０はＡｇＰｄ電極とし、更に下部補助電極２５０や上部補助電極２８０となるＡｇ電極を設けている。そしてワイヤーボンドは下部補助電極２５０や上部補助電極２８０の上に行った。発明品４において、金属板キャパシタ２１０の容量密度は４００ｐＦ／ｍｍ２と高いものが得られた。またワイヤーボンディングによっても、キャパシタにダメージ等は発生しなかった。これは耐熱金属板１６０の厚みを５０μｍと薄くしたにも関わらず、下部補助電極２５０や上部補助電極２８０を形成したからと思われる。これはワイヤーボンディング時に発生する力や熱を、下部補助電極２５０や上部補助電極２８０が吸収、緩和することによって、焼結誘電体２６０にマイクロクラック等の発生を抑制したためと思われる。更に厚みを５０μｍとした場合、実装工程において撓みが発生し、曲げによる絶縁破壊やクラックが発生し、絶縁信頼性に影響を与える可能性がある。
【０３２３】
［表５］における発明品５とは、誘電体材料としてＢＴＯ（Ｋ＝５００）を用いた焼結誘電体２６０を含むサンプルである。発明品５においては、耐熱金属板１６０として、アルミニウムを含むステンレス箔（厚み１００μｍ）を用いた。なお発明品５において、下部電極２４０や上部電極２７０はＡｇＰｄ電極とし、更に下部補助電極２５０や上部補助電極２８０となるＡｇ電極を設けている。そしてワイヤーボンドは、下部補助電極２５０や上部補助電極２８０の上に行った。発明品５において、金属板キャパシタ２１０の容量密度は４００ｐＦ／ｍｍ２と高いものが得られた。またワイヤーボンディングによっても、キャパシタにダメージ等は発生しなかった。これは下部補助電極２５０や上部補助電極２８０を形成した場合、ワイヤーボンディング時に発生する力や熱を、下部補助電極２５０や上部補助電極２８０が吸収、緩和することによって、焼結誘電体２６０にマイクロクラック等の発生を抑制したためと思われる。またダイパッドが小さい場合であっても、ワイヤーボンディグ性は良好であった。
【０３２４】
［表５］における発明品６とは、誘電体材料としてＢＴＯ（Ｋ＝５００）を用いた焼結誘電体２６０を含むサンプルである。発明品６において、耐熱金属板１６０として、アルミニウムを含むステンレス箔（厚み１００μｍ）を用いた。なお発明品６において、下部電極２４０や上部電極２７０はＡｇＰｄ電極とし、更に下部補助電極２５０や上部補助電極２８０となるＡｇＰｄ電極を設けている。そしてワイヤーボンドは、下部補助電極２５０や上部補助電極２８０の上に行った。発明品６において、金属板キャパシタ２１０の容量密度は４００ｐＦ／ｍｍ２と高いものが得られた。またワイヤーボンディングによっても、キャパシタにダメージ等は発生しなかった。これは発明品３に示すように、耐熱金属板１６０の厚みを５０μｍと薄くしたにも関わらず、発明品４のように下部補助電極２５０や上部補助電極２８０を形成することで、焼結誘電体２６０のマイクロクラック等の発生を抑制したためと思われる。またダイパッドが小さい場合であっても、ワイヤーボンディグ性は良好であった。また発明品４の場合、ダイパッドの面積の大小等によって、ワイヤーボンディング性に課題が発生する場合があった。
【０３２５】
ここで［表５］の比較品２と発明品５、発明品６を比較すると、構成要素は、ほぼ同じで、電源ワイヤーの接続の仕方のみ、異なっている。その結果、比較品３の場合、高速伝送特性であるジッター測定値で課題が発生した。特に３Ｇｂｐｓ，６Ｇｂｐｓ共に３０ｐｓｅｃ以上で、ジッターの優位性が、キャパシタユニット搭載及び直接接続の効果として現れている。短ワイヤー、即ち低ＥＳＬで半導体チップ１８０の電源端子と金属板キャパシタ２１０の電源端子部分とを接続する効果が明確に現れていることが判る。
【０３２６】
一方、比較品４は、市販のエポキシ樹脂にＢＴＯ粉を分散してなるシート状キャパシタを内蔵用コンデンサとして活用し、搭載、及びワイヤーボンド接続した結果である。比較品４に示すように、従来の市販のキャパシタを用いた半導体装置（例えば、前述の図４８で説明したもの。即ちＢＴＯ等の誘電体粉末をエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に分散させてなる熱硬化型誘電体ペーストを用いたキャパシタを内蔵したもの）は、電極に銅箔を活用できるというメリットを有する一方、樹脂に誘電体フィラーを充填させた誘電体層構造となるため、比誘電率が小さくなる。発明者らの試作結果では、搭載できる容量値は０．１７ｎＦ程度と低かった。そのため比較品４の場合、僅かながらジッター低減効果は見られるものの、殆ど測定ばらつきの範囲に収まるレベルの効果に止まった。
【０３２７】
また比較品４として試作したシート状キャパシタの場合、リジッド性（あるいは剛性）が低いため、ダイパッドが小さいリードフレームを用いた場合は、ワイヤーボンディングの形成が困難な箇所が多数発生した。更に比較品４の場合、ワイヤーボンディングに伴うキャパシタの絶縁性が破壊される箇所が一部認められ、デバイス成立性の観点からも課題があることが認められた。
【０３２８】
一方、アルミニウムを含む耐熱金属板の一種であるステンレス金属体上にＢＴＯ焼結体を形成した金属板キャパシタ２１０を搭載した発明品３〜発明品６の場合は、全て初期特性においては従来品や比較品３、比較品４と比較して、ジッターを約３０ｐｓｅｃ以上低減させる顕著な効果が認められた。
【０３２９】
例えば、発明品３（誘電体としてＢＴＯを使った焼結誘電体２６０や、下部電極２４０や上部電極２７０をＡｇＰｄ電極としたもの）では、３Ｇｂｐｓにおけるクロックジッターは４９ｐｓｅｃ、６Ｇｂｐｓでのクロックジッターは４９ｐｓｅｃ、６Ｇｂｐｓにおけるデータジッターは７８ｐｓｅｃと優れた結果が得られた。なお発明品３において、耐衝撃実験を行った場合、場合によっては、課題が発生する場合があったが、これはＱＦＰの形状等を最適化したり、ＱＦＰではなくてＰＢＧＡの構成としたりすることで、Ｇｏｏｄとなることは言うまでも無い。
【０３３０】
以上、［表１］〜［表５］の結果をまとめると、以下の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）が判った。
【０３３１】
（Ａ）ワイヤーボンディングの接続面となる電極構成をＡｇＰｄ電極のみからなる上部電極２７０や下部電極２４０とした場合、ボンディングは可能であるが、プル強度を確保できない場合がある。こうした場合、上部補助電極２８０や下部補助電極２５０としてＡｇ電極を、上部電極２７０や下部電極２４０のＡｇＰｄ電極上に形成することで、非常に良好なワイヤーボンディング性が得られる。更に上部補助電極２８０や下部補助電極２５０を設けることで、ボンディングに伴う焼結誘電体２６０における誘電体層の損傷を回避することが出来、且つ、容量密度その他の誘電特性を損なわないことが可能となる。
【０３３２】
（Ｂ）耐熱金属板１６０としては、アルミニウムを含む耐熱性ステンレス金属板の厚みを３０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍと変えて検討した結果、３０μｍ厚、５０μｍ厚では、ダイパッドサイズが５０μｍ以下と小さい時は、ボンディング困難な箇所が発生することがあった。また耐熱金属板１６０が３０μｍ、５０μｍ厚では、金属板キャパシタ２１０を搭載する工程で、曲がる、変形する等の不具合が発生する場合があった。一方、２００μｍ厚の耐熱性の耐熱金属板１６０を採用すると、ワイヤーボンディングするための高さを十分に確保できない設計上の問題が発生し、活用できる範囲が限定される場合があった。なお［表３］、［表４］には、アルミニウムを含むステンレス箔（耐熱金属板１６０）について、５０μｍ厚、１００μｍ厚の場合だけを抜粋記載したものであり、３０μｍ、２００μｍ等の結果は記載していない。
【０３３３】
（Ｃ）上部補助電極２８０や下部補助電極２５０となる補助電極としてＡｇ電極、あるいはＡｇＰｄ電極を用いた場合。発明品５、発明品６を比較すると、初期特性比較においては、何れも優れたジッター低減特性を示した。しかし、熱衝撃試験を行った場合、ＡｇＰｄ電極上に厚付けでＡｇＰｄ電極を選択的に積層形成した場合のみ、電極間の剥離（例えば、上部補助電極２８０と、ベタ形状の上部電極２７０との界面部分）が発生する場合があった。こうした場合、下部補助電極２５０や、上部補助電極２８０としては、電極中のＡｇ割合を８０質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上と、Ａｇ割合を増加させることで、こうした課題が解決できる。更に上部補助電極２８０や下部補助電極２５０となる補助電極材料としてはＡｇＰｄ電極より、Ａｇ電極がより好適であることが認められた。
【０３３４】
なお本願発明において、耐熱金属板１６０を耐熱金属箔と呼んでも良い。箔も板も本願発明においては実質的に同じである。
【０３３５】
また前述の図２、図９〜図１７Ｂ、図２１〜図２５、図２９Ａ〜図４６等の実施例において、リードフレーム５９０と、樹脂基板部２３０やランド電極４８０を置き換えることが容易であり有用である。また前述の図２１〜図２５、図３２、図４５Ａ〜図４６等において、リードフレーム５９０を固定するポリイミド部６８０は記載していない。
【産業上の利用可能性】
【０３３６】
本発明によれば、上記のように、耐熱金属板の上に焼結誘電体を含むキャパシタ部を形成することで、キャパシタの容量を飛躍的に高めることができ、車両ハイビジョン、更には２Ｋ、４Ｋ等の高速信号処理が要求されている電子機器において、高速信号処理を行うに当たっては、ジッターを大幅に低減し、機器の性能を高めることができる。
【符号の説明】
【０３３７】
１８０，１８０ａ，１８０ｂ    半導体チップ
１１０    車両
１２０    カメラ
１３０    レーザーレーダー
１４０    ミリ波レーダー
１５０，１５０ａ，１５０ｂ，１５０Ｃ，５８０，７８０    半導体装置
１６０    耐熱金属板
１７０，１７０ａ，１７０ｂ，１７０ｃ    キャパシタ部
１９０，１９０ａ，１９０ｂ，１９０ｃ    接続部
２００，２００ａ，２００ｂ    保護部（保護樹脂）
２１０，２１０ａ，２１０ｂ    金属板キャパシタ
２２０，２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃ，２２０ｄ    バンプ
２３０，２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃ    樹脂基板部
２４０，２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ    下部電極
２５０，２５０ａ，２５０ｂ    下部補助電極
２６０，２６０ａ，２６０ｂ，２６０ｃ    焼結誘電体
２７０，２７０ａ，２７０ｂ，２７０ｃ    上部電極
２８０，２８０ａ，２８０ｂ    上部補助電極
２９０    チップ上部接続部
３００    チップ下部接続部
３１０    下部ランド接続部
３２０    上部ランド接続部
３３０    チップランド接続部
３４０    ダイアタッチ部
３５０    接着部
３６０，３６０ａ，３６０ｂ，３６０ｃ    補助線
３７０，３７０ａ，３７０ｂ    分割部
３８０    多連ユニット
３９０    単独ユニット
４００    裏面電極
４１０，４１０ａ，４１０ｂ    加工接続部
４２０    ダイシングテープ
４３０    ダイシング装置
４４０    分割溝
４５０    矢印
４６０    金属酸化物層
４８０    ランド電極
４９０    ダブルワイヤ
５００    配線基板
５１０    実装体
５２０    開口部
５３０    銅板
５４０    熱処理済樹脂基板部
５５０    欠落部
５６０    ボイド
５７０    剥離部
５９０，５９０ａ，５９０ｂ，５９０ｃ    リードフレーム
６００，６００ａ，６００ｂ，６００ｃ，６００ｄ，６００ｅ，６００ｆ    Ｖｄｄ線
６１０，６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃ，６１０ｄ，６１０ｅ，６１０ｆ    Ｖｓｓ線
６２０    信号線
６３０    放熱部材
６４０    半田部
６５０    多連リードフレーム
６６０    製品部
６７０    枠部
６８０    ポリイミド部
６９０    リードフレーム先端部
７００    センター部
７１０    センター保持部
７２０    変形先端部
７３０    比較品誘電体
７４０    比較品焼結誘電体
７５０    比較品欠落部
７６０    比較品センター部
７７０，７７０ａ，７７０ｂ    ＴＳＶ
７９０    貫通孔
８００ａ，８００ｂ    比較品
８１０    内蔵キャパシタ
８２０，８２０ａ，８２０ｂ，８２０ｃ，８２０ｄ，８２０ｅ    内部配線
８３０    外付キャパシタ
８４０    ペリフェラル領域
８５０    フェイス側
８６０，８６０ａ，８６０ｂ    ビルドアップ配線部
【図１Ａ】
2016031206.tif 000008
【図１Ｂ】
2016031206.tif 000009
【図２】
2016031206.tif 000010
【図３Ａ】
2016031206.tif 000011
【図３Ｂ】
2016031206.tif 000012
【図４Ａ】
2016031206.tif 000013
【図４Ｂ】
2016031206.tif 000014
【図５Ａ】
2016031206.tif 000015
【図５Ｂ】
2016031206.tif 000016
【図６Ａ】
2016031206.tif 000017
【図６Ｂ】
2016031206.tif 000018
【図７】
2016031206.tif 000019
【図８】
2016031206.tif 000020
【図９】
2016031206.tif 000021
【図１０】
2016031206.tif 000022
【図１１】
2016031206.tif 000023
【図１２】
2016031206.tif 000024
【図１３】
2016031206.tif 000025
【図１４】
2016031206.tif 000026
【図１５Ａ】
2016031206.tif 000027
【図１５Ｂ】
2016031206.tif 000028
【図１５Ｃ】
2016031206.tif 000029
【図１６Ａ】
2016031206.tif 000030
【図１６Ｂ】
2016031206.tif 000031
【図１７Ａ】
2016031206.tif 000032
【図１７Ｂ】
2016031206.tif 000033
【図１８Ａ】
2016031206.tif 000034
【図１８Ｂ】
2016031206.tif 000035
【図１８Ｃ】
2016031206.tif 000036
【図１９Ａ】
2016031206.tif 000037
【図１９Ｂ】
2016031206.tif 000038
【図２０Ａ】
2016031206.tif 000039
【図２０Ｂ】
2016031206.tif 000040
【図２１】
2016031206.tif 000041
【図２２】
2016031206.tif 000042
【図２３Ａ】
2016031206.tif 000043
【図２３Ｂ】
2016031206.tif 000044
【図２４】
2016031206.tif 000045
【図２５】
2016031206.tif 000046
【図２６】
2016031206.tif 000047
【図２７】
2016031206.tif 000048
【図２８】
2016031206.tif 000049
【図２９Ａ】
2016031206.tif 000050
【図２９Ｂ】
2016031206.tif 000051
【図２９Ｃ】
2016031206.tif 000052
【図３０Ａ】
2016031206.tif 000053
【図３０Ｂ】
2016031206.tif 000054
【図３１Ａ】
2016031206.tif 000055
【図３１Ｂ】
2016031206.tif 000056
【図３２】
2016031206.tif 000057
【図３３Ａ】
2016031206.tif 000058
【図３３Ｂ】
2016031206.tif 000059
【図３３Ｃ】
2016031206.tif 000060
【図３４Ａ】
2016031206.tif 000061
【図３４Ｂ】
2016031206.tif 000062
【図３４Ｃ】
2016031206.tif 000063
【図３５】
2016031206.tif 000064
【図３６Ａ】
2016031206.tif 000065
【図３６Ｂ】
2016031206.tif 000066
【図３７Ａ】
2016031206.tif 000067
【図３７Ｂ】
2016031206.tif 000068
【図３８Ａ】
2016031206.tif 000069
【図３８Ｂ】
2016031206.tif 000070
【図３８Ｃ】
2016031206.tif 000071
【図３９】
2016031206.tif 000072
【図４０】
2016031206.tif 000073
【図４１Ａ】
2016031206.tif 000074
【図４１Ｂ】
2016031206.tif 000075
【図４１Ｃ】
2016031206.tif 000076
【図４２Ａ】
2016031206.tif 000077
【図４２Ｂ】
2016031206.tif 000078
【図４２Ｃ】
2016031206.tif 000079
【図４３Ａ】
2016031206.tif 000080
【図４３Ｂ】
2016031206.tif 000081
【図４３Ｃ】
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【図４３Ｄ】
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【図４４Ａ】
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【図４４Ｂ】
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【図４４Ｃ】
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【図４５Ａ】
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【図４５Ｂ】
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【図４５Ｃ】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【国際調査報告】
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