(57)【要約】【課題】端子基板が搭載されることなく回路基板の上下側のクリアランスが均等に形成されると共に、接続される他の回路の要求に応じて決定付けられた位置に外部端子を配置することができる半導体素子モジュール及び半導体素子モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】半導体素子２と、半導体素子回路基板３と、外部端子４が形成された外部端子回路基板５と、半導体素子回路基板と外部端子回路基板を接続する接続手段６とを備え、モールド樹脂７で封止された半導体素子モジュールであって、半導体素子回路基板は、一方側のクリアランスと他方側のクリアランスが略同一となる位置に形成すると共に、外部端子回路基板は、外部端子を接続する他の回路に応じて所定位置に形成する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、該半導体素子が搭載された半導体素子回路基板と、前記半導体素子を他の回路に接続する外部端子が形成された外部端子回路基板と、前記半導体素子回路基板と前記外部端子回路基板を接続する接続手段とを備え、モールド樹脂で封止された半導体素子モジュールであって、
前記半導体素子回路基板は、一方側のクリアランスと他方側のクリアランスが略同一となる位置に形成されると共に、
前記外部端子回路基板は、外部端子を接続する他の回路に応じて所定位置に形成された
半導体素子モジュール。
【請求項２】
金型にモールド樹脂を注入することによって、半導体素子と、該半導体素子が搭載された半導体素子回路基板と、前記半導体素子を他の回路に接続する外部端子が形成された外部端子回路基板と、前記半導体素子回路基板と前記外部端子回路基板を接続する接続手段とを備え、モールド樹脂で封止された半導体素子モジュールを製造する半導体素子モジュールの製造方法であって、
前記半導体素子回路基板を、一方側のクリアランスと他方側のクリアランスが略同一となる様に金型に装填する工程と、
前記外部端子回路基板を、外部端子を接続する他の回路に応じた所定位置に配置する様に金型に装填する工程と、
前記半導体素子回路基板及び前記外部端子回路基板を装填した金型にモールド樹脂を注入する工程とを備える
半導体素子モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子モジュール及び半導体素子モジュールの製造方法に関する。詳しくは、接続先である他の回路に応じて外部端子の位置が定められている半導体素子モジュール及び半導体素子モジュールの製造方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、半導体素子が実装されたリードフレームを予め金型のキャビティ内にセットしておき、予備加熱により流動性を高めたモールド樹脂をキャビティ内へ圧送した後に熱硬化させることによって半導体素子モジュールを製造するトランスファ・モールド法が半導体素子モジュールのモールディングの主流となっており、一度に数十個から数百個の半導体素子モジュールを製造することが可能であり、経済性と量産性に優れている。
【０００３】
図５は従来のモジュール電子部品の一例を説明するための一部切欠斜視図を示し、図６は従来のモジュール電子部品の一例を説明するための断面図であり、図５中符号Ｘ−Ｘ線における断面図を示す。ここで示すモジュール電子部品１０１は回路基板１０２上に半導体チップ１０３及び端子基板１０４が搭載されると共に、端子基板上に半導体チップを他の回路に接続する外部端子１０５が形成され、半導体チップを外部環境から保護すべくモールド樹脂１０６で封止がなされている。
【０００４】
ここで、回路基板に端子基板が搭載されるのは、外部端子は接続される他の回路に応じてその位置が決定付けられるために、外部端子を他の回路の要求に応じた位置に配置するためである。
即ち、説明の便宜を考慮して具体的な数値の一例を示して説明すると、図６中符号Ａで示すモジュール電子部品の厚みが１．６ｍｍであり、図６中符号Ｂで示す半導体チップの厚みが０．７ｍｍであり、図６中符号Ｃで示す回路基板の厚みが０．３ｍｍである場合において、図６中符号でＤ示すモジュール電子部品の最下面から外部端子までの距離が外部端子を接続する他の回路の要求により１．１ｍｍと決められている場合には、図６中符号Ｅで示す金型に回路基板を装填し、モールド樹脂を封止する際におけるモールド樹脂の流路の幅であるクリアランスを回路基板の上下側で均等に形成することを考慮すると、図６中符号Ｆで示す回路基板から外部端子までの距離は０．５ｍｍに形成される必要があり、この０．５ｍｍの位置に外部端子が配置されるべく端子基板が形成されている。
【０００５】
なお、図７に示す様に半導体チップが回路基板の一方の面に搭載され、外部端子が回路基板の他方の面に形成されることで回路基板に端子基板が搭載されなくとも、図７中符号Ｄで示すモジュール電子部品の最下面から外部端子までの距離が１．１ｍｍである位置に外部端子が配置されることは可能であるが、回路基板に外部端子が直接形成された場合には回路基板の上下側でクリアランスが均等に形成されていないために、モジュール電子部品を製造するにあたりモールド樹脂によって封止を行う際に回路基板がたわむ等の不都合が生じてしまう。
【０００６】
以下、回路基板の上下側でクリアランスが均等に形成されていないためにモジュール電子部品を製造するにあたりモールド樹脂によって封止を行う際に回路基板がたわむ等の不都合が生じる理由について図面を用いて説明する。
【０００７】
モジュール電子部品をトランスファ・モールド法で製造する際には、図８に示す様に、回路基板に半導体チップを実装した後に回路基板を金型１０７に装填する。続いて金型に形成されたゲート１０８からモールド樹脂を注入することにより半導体チップの封止を行う。
ここで、回路基板に端子基板が搭載されている場合には、図９（ａ）中符号Ｅで示すクリアランスが回路基板の上下側で均等に形成されるために、金型にモールド樹脂を注入した際に、図９（ｂ）中符号Ｇで示す回路基板の上側でのモールド樹脂の流れと、図９（ｂ）中符号Ｈで示す回路基板の下側でのモールド樹脂の流れとが均一となり、回路基板がたわむことなくモジュール電子部品を形成することができる。なお、図９は回路基板に端子基板が搭載された場合における図８中符号Ｙ−Ｙ線における断面図である。
【０００８】
一方、回路基板に外部端子が直接形成された場合、即ち、回路基板に端子基板が搭載されていない場合には、図１０（ａ）中符号Ｅで示すクリアランスが回路基板の上下側で均等に形成されないために、金型にモールド樹脂を注入した際に、図１０（ｂ）中符号Ｇで示す回路基板の上側でのモールド樹脂の流れと、図１０（ｂ）中符号Ｈで示す回路基板の下側でのモールド樹脂の流れとが不均一となり、回路基板の上下側でのモールド樹脂の流れの不均一から生じる圧力差により図１０（ｂ）中符号Ｉで示す方向に回路基板が押し上げられ、回路基板にたわみが生じたり、回路基板や半導体チップ等がモジュール電子部品上に露出したりする等の不都合が生じてしまう。なお、図１０は回路基板に外部端子が直接形成された場合における図８中符号Ｙ−Ｙ線における断面図である。
【０００９】
従って、回路基板の上下側でクリアランスが均等に形成されることによりモールド樹脂の流れを均一にし、回路基板がたわむことなくモジュール電子部品を形成することができると共に、接続される他の回路の要求に応じて決定付けられた位置に外部端子が配置されるためには、上述した様に端子基板が回路基板に搭載される必要がある。
即ち、従来のモジュール電子部品では回路基板に端子基板が搭載され、端子基板の上に外部端子が形成されていた。
【００１０】
なお、図９及び図１０では、回路基板の上側に半導体チップが１つ搭載されている場合を例に挙げてクリアランスが回路基板の上下側で均等に形成されていないことに起因するたわみ等の不都合について説明したが、図１１で示す様に、回路基板の上側のみならず下側にも半導体チップが搭載されている場合や、図１２で示す様に、半導体チップ以外の別部品１０９が回路基板に搭載されている場合であっても図１１及び図１２中符号Ｅで示すモールド樹脂の流路の幅であるクリアランスが回路基板の上下側で均等に形成されない場合にはたわみ等の不都合が生じる点については同様である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、外部端子は半導体チップと他の回路を接続するものであり、一般に高い位置公差が要求されるために、回路基板に端子基板が搭載された時の搭載高さ及び搭載位置は高精度が要求される。
また、端子基板は外部端子とは別部材として形成される必要があるためにモジュール電子部品を製造するにあたり部材数が増加すると共に、回路基板に端子基板を形成するという製造工程が１つ増加してしまうという不都合があった。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みて創案されたものであって、端子基板が搭載されることなく回路基板の上下側のクリアランスが均等に形成されると共に、接続される他の回路の要求に応じて決定付けられた位置に外部端子を配置することができる半導体素子モジュール及び半導体素子モジュールの製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る半導体素子モジュールは、半導体素子と、該半導体素子が搭載された半導体素子回路基板と、前記半導体素子を他の回路に接続する外部端子が形成された外部端子回路基板と、前記半導体素子回路基板と前記外部端子回路基板を接続する接続手段とを備え、モールド樹脂で封止された半導体素子モジュールであって、前記半導体素子回路基板は、一方側のクリアランスと他方側のクリアランスが略同一となる位置に形成すると共に、前記外部端子回路基板は、外部端子を接続する他の回路に応じて所定位置に形成する。
【００１４】
ここで、半導体素子回路基板が一方側のクリアランスと他方側のクリアランスが略同一となる位置に形成されたことによって、モールド樹脂の流れを均一に保つことができる。
また、外部端子回路基板が外部端子を接続する他の回路に応じて所定位置に形成されたことによって、外部端子と他の回路との接続が可能となる。
【００１５】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る半導体素子モジュールの製造方法は、金型にモールド樹脂を注入することによって、半導体素子と、該半導体素子が搭載された半導体素子回路基板と、前記半導体素子を他の回路に接続する外部端子が形成された外部端子回路基板と、前記半導体素子回路基板と前記外部端子回路基板を接続する接続手段とを備え、モールド樹脂で封止された半導体素子モジュールを製造する半導体素子モジュールの製造方法であって、前記半導体素子回路基板を、一方側のクリアランスと他方側のクリアランスが略同一となる様に金型に装填する工程と、前記外部端子回路基板を、外部端子を接続する他の回路に応じた所定位置に配置する様に金型に装填する工程と、前記半導体素子回路基板及び前記外部端子回路基板を装填した金型にモールド樹脂を注入する工程とを備える。
【００１６】
ここで、半導体素子回路基板を一方側のクリアランスと他方側のクリアランスが略同一となる様に金型に装填することによって、モールド樹脂の流れを均一に保つことができる。
また、外部端子回路基板を外部端子を接続する他の回路に応じた所定位置に配置する様に金型に装填することによって、外部端子と他の回路との接続が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００１８】
図１は本発明を適用した半導体素子モジュールの一例であるモジュール電子部品を説明するための断面図を示す。ここで示すモジュール電子部品１は半導体チップ２が搭載されたガラエポキシで形成された半導体チップ回路基板３、半導体チップを他の回路に接続するための外部端子４が搭載されたガラエポキシで形成された外部端子回路基板５及び段違いに形成された半導体チップ回路基板と外部端子回路基板とを接続するポリイミドで形成されたフレキシブル回路基板６を有すると共に、モールド樹脂７で封止されている。
【００１９】
ここで、半導体チップ回路基板は、半導体チップ回路基板の上下側のクリアランスが均等となる位置、即ち図１中符号ａで示す半導体チップからモールド樹脂までの距離と図１中符号ｂで示すモールド樹脂から半導体チップ回路基板までの距離が均等となる位置に形成されており、外部端子回路基板は外部端子が他の回路の要求に応じた位置、即ち図１中符号ｃで示すモジュール電子部品の最下面から外部端子までの距離が外部端子を接続する他の回路の要求に応じた距離となる位置に形成されている。
【００２０】
なお、外部端子回路基板は半導体チップを他の回路に接続することができれば充分であって、必ずしも外部端子回路基板に別部材である外部端子を搭載することによって半導体チップを他の回路に接続する必要は無く、外部端子がパターン形成されたプリント基板である外部端子回路基板を用いることによって半導体チップを他の回路に接続しても良い。
また、フレキシブル回路基板は段違いに形成された半導体チップ回路基板と外部端子回路基板とを接続することができる接続手段であれば充分であって、必ずしもフレキシブル回路基板である必要は無く、例えば金属ワイヤー等によって半導体チップ回路基板と外部端子回路基板とを接続しても良い。
【００２１】
更に、半導体チップは必ずしも半導体チップ回路基板の上側に形成される必要は無く、図２に示す様に半導体チップ回路基板の下側に半導体チップが形成されていても構わない。なお、この場合においても、半導体チップ回路基板の上下側のクリアランスが均等となる位置、即ち、図２中符号ｄで示す半導体チップ回路基板からモールド樹脂までの距離と図２中符号ｅで示すモールド樹脂から半導体チップまでの距離が均等となる位置に半導体チップ回路基板が形成されている。
【００２２】
本発明を適用した半導体素子モジュールでは、上下側のクリアランスが均等となる位置に形成された半導体チップ回路基板と外部端子が他の回路の要求に応じた位置となるように形成された外部端子回路基板とを可変性を有するフレキシブル回路基板で接続することにより、外部端子位置と半導体チップ回路基板の上下側のクリアランスが均等となる位置が異なっている場合においても、フレキシブル回路基板が位置ずれを解消することによって、端子基板が形成されることなく半導体チップ回路基板の上下側のクリアランスが均等に形成されると共に、接続される他の回路の要求に応じて決定付けられた位置に外部端子を配置することができる。
また、回路基板に搭載するにあたって高精度が求められる端子基板が不要となり、半導体素子モジュールの製造コストの低減を図ることができる。
更に、別部材として形成される必要のある端子基板が不要となり部材数の低減が図れると共に、回路基板に端子基板を形成するという製造工程が不要となる。
【００２３】
図３は本発明を適用した半導体素子モジュールの製造方法の一例であるモジュール電子部品の製造方法を説明するための斜視図である。ここで示す半導体チップ２が搭載されたガラエポキシで形成された半導体チップ回路基板３と半導体チップを他の回路に接続するための外部端子が搭載されたガラエポキシで形成された外部端子回路基板５とは、ポリイミドで形成されたフレキシブル回路基板６によって接続されている。
【００２４】
ここで、外部端子回路基板は半導体チップを他の回路に接続することができれば充分であって、必ずしも外部端子回路基板に別部材である外部端子を搭載することによって半導体チップを他の回路に接続する必要が無い点、フレキシブル回路基板は金型に段違いに装填される半導体チップ回路基板と外部端子回路基板とを接続することができる接続手段であれば充分であって、必ずしもフレキシブル回路基板である必要が無い点及び半導体チップが必ずしも半導体チップ回路基板の上側に形成される必要が無い点については、上記した本発明を適用した半導体素子モジュールの一例と同様である。
【００２５】
さて、本発明を適用した半導体素子モジュールの製造方法の一例であるモジュール電子部品の製造方法では、先ず図３で示す様に、半導体チップ回路基板及び外部端子回路基板を金型８に装填する。
即ち、半導体チップ回路基板を半導体チップ回路基板の上下側のクリアランスが均等に形成される位置である図４（ａ）中符号ｆで示す半導体チップから金型までの距離と図４（ａ）中符号ｇで示す金型から半導体チップ回路基板までの距離が均等となる位置に配置すると共に、外部端子回路基板を外部端子が他の回路の要求に応じた位置である図４（ａ）中符号ｈで示す金型から外部端子までの距離が外部端子を接続する他の回路の要求に応じた距離となる位置に配置する。なお、図４は図３中符号Ｚ−Ｚ線における断面図を示す。
【００２６】
続いて、図４（ｂ）で示す様に、金型に形成されたゲート９からモールド樹脂７を金型のキャビティ内に圧送を行い、図４（ｃ）で示す様な半導体チップ、半導体チップ回路基板、外部端子、外部端子回路基板及びフレキシブル回路基板を有すると共に、モールド樹脂で封止されたモジュール電子部品１を製造する。
【００２７】
本発明を適用した半導体素子モジュールの製造方法では、外部端子位置と半導体チップ回路基板の上下側のクリアランスが均等となる位置が異なっている場合においても、フレキシブル回路基板が位置ずれを解消することによって、端子基板を形成することなく外部端子を所定の位置に配置することができると共に、半導体チップ回路基板の上下側のクリアランスの均等化が可能であり、モールド樹脂を金型内に圧送した際にモールド樹脂の流れの均一化が図れ、回路基板のたわみを生じることなく半導体素子モジュールを製造することが可能である。
また、搭載するにあたって高精度が求められる端子基板が不要となり半導体素子モジュールの製造コストの低減が図れる点、端子基板が不要となり部材数の低減が図れると共に、端子基板を形成するという製造工程が不要となるという点については、上記した本発明を適用した半導体素子モジュールの一例と同様である。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べてきた如く、本発明の半導体素子モジュール及び半導体素子モジュールの製造方法によれば、端子基板が形成されることなく回路基板の上下側のクリアランスが均等に形成されると共に、接続される他の回路の要求に応じて決定付けられた位置に外部端子を配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した半導体素子モジュールの一例であるモジュール電子部品を説明するための断面図である。
【図２】図１に示すモジュール電子部品における半導体チップの形成位置の他の例を説明するための断面図である。
【図３】本発明を適用した半導体素子モジュールの製造方法の一例であるモジュール電子部品の製造方法を説明するための斜視図である。
【図４】図３に示す金型にモジュール樹脂を圧送しモジュール電子部品を製造する方法を説明するための模式的な断面図である。
【図５】従来のモジュール電子部品の一例を説明するための一部切欠斜視図である。
【図６】従来のモジュール電子部品の一例を説明するための断面図である。
【図７】回路基板の上下側のクリアランスが不均一であるモジュール電子部品の一例を説明するための断面図である。
【図８】従来のモジュール電子部品の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図９】回路基板の上下側のクリアランスが均一である場合におけるモールド樹脂注入時を説明するための模式図である。
【図１０】回路基板の上下側のクリアランスが不均一である場合におけるモールド樹脂注入時を説明するための模式図である。
【図１１】回路基板の上下側に半導体チップが搭載されたモジュール電子部品を説明するための断面図である。
【図１２】回路基板の上側に半導体チップとは別部品が搭載されたモジュール電子部品を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１　　モジュール電子部品
２　　半導体チップ
３　　半導体チップ用回路基板
４　　外部端子
５　　外部端子用回路基板
６　　フレキシブル回路基板
７　　モールド樹脂
８　　金型
９　　ゲート
【図１】
2004039970.tif 000003
【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】
2004039970.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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