(57)【要約】【課題】フレキシブル基板上に高速、高周波、高機能の薄型半導体素子を複数実装し、電気的干渉を抑制しつつ、実装体を折り曲げることで薄型３次元半導体装置を提供する。【解決手段】フレキシブル基板（１０１）上に２つ以上の半導体素子（１０２，１０３）が実装された実装体を折り曲げてなる半導体装置であって、少なくとも一組の対向する半導体素子（１０２，１０３）間に、フレキシブル基板（１０１）の電子部品が実装されていない個所（１０９，１１０）の一部が折り曲げられて積層配置されており、フレキシブル基板（１０１）の半導体素子（１０２，１０３）間に積層配置される個所には、対向する半導体素子（１０２，１０３）の少なくとも一方を覆う金属層（１０４）を形成する。【選択図】　図１
2004128418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル基板上に２つ以上の半導体素子が実装された実装体を折り曲げてなる半導体装置であって、
少なくとも一組の対向する前記半導体素子間に、前記フレキシブル基板の電子部品が実装されていない個所の一部が折り曲げられて積層配置されており、
前記フレキシブル基板の前記半導体素子間に積層配置される個所には、対向する前記半導体素子の少なくとも一方を覆う金属層が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記フレキシブル基板の前記半導体素子間に積層配置される個所には、少なくとも一方の半導体素子を覆うように凹部が形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記フレキシブル基板の前記半導体素子間に積層配置される個所は、フレキシブル基板に電気的に接続する金属層によって形成される請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記フレキシブル基板の前記半導体素子間に積層配置される個所に形成された金属層は、前記半導体装置外部に設けられた放熱装置に接続されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
フレキシブル基板上に２つ以上の半導体素子が実装された実装体を折り曲げてなる半導体装置であって、
前記フレキシブル基板の電子部品が実装されていない個所の一部が折り曲げられ、
前記フレキシブル基板上の前記半導体素子間を接続する配線上に積層され、
前記フレキシブル基板の配線上に積層される個所は、前記配線を覆う金属層を含み、
前記金属層は電気的にグランドに接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
前記フレキシブル基板の配線上に積層される個所は、前記フレキシブル基板を構成する絶縁樹脂を加熱することにより配線上に積層接着されている請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記フレキシブル基板の配線上に積層される個所が、前記半導体装置の折り曲げ個所に相当する請求項５に記載の半導体装置。
【請求項８】
フレキシブル基板上に２つ以上の半導体素子が実装された実装体を折り曲げてなる半導体装置であって、
前記フレキシブル基板の対向する配線層の層間電気的接続部分が、少なくとも導電性粒子と有機樹脂を含む複合材料によって形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
前記フレキシブル基板が３層以上の配線層を有する多層基板であって、
すべての層間の電気的接続部分が対向する配線層間に設けられた、少なくとも導電性粒子と有機樹脂を含む複合材料によって形成されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記フレキシブル基板の少なくとも一方の表面層に形成された配線の側面の一部が、前記フレキシブル基板を構成する絶縁樹脂層に覆われている請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記フレキシブル基板の配線が引張強度４００Ｎ／ｍｍ２以上の銅箔表面に凹凸を設けた銅箔より形成されている請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記フレキシブル基板の半導体素子が実装された裏面部分に、外部接続端子が設けられている請求項１，５，８のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記フレキシブル基板は、表裏面に半導体素子が実装されていない個所を有し、前記個所に外部接続端子が設けられている請求項１，５，８のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記フレキシブル基板に設けられた外部接続端子部分が、前記半導体素子実装領域側に折り曲げられて、固定されている請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記半導体素子の積層部分が、半導体素子の重なり合う面積以下の接着面積にて接着されている請求項１，５，８のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記フレキシブル基板には、周辺回路素子が実装されている請求項１，５，８のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１７】
フレキシブル基板を支持体に貼り付ける貼付工程と、半導体素子をフレキシブル基板に実装する実装工程と、前記実装体を折り曲げて積層固定する組立工程と、組立工程の後に前記支持体を除去する支持体除去工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
支持体上にフレキシブル基板を形成するフレキシブル基板形成工程と、半導体素子をフレキシブル基板に実装する実装工程と、前記実装体を折り曲げて積層固定する組立工程と、組立工程の後に前記支持体を除去する支持体除去工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記実装体の折り曲げ個所に位置する支持体部は、除去されているか、その厚みが薄くなるように加工されている請求項１７または１８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記組立工程において、実装体の一部を支持体が設けられたまま折り曲げ積層し、積層後に前記折り曲げ部の支持体を除去する工程を含む請求項１７または１８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
前記組立工程において、フレキシブル基板に設けられた、曲げしろ距離を、折り曲げられるフレキシブル基板の位置に従って異なったものとする請求項１７または１８に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子が高密度に回路基板に実装された半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯機器への小型薄型化の要望は強まる一方であり、また携帯電話に代表されるように、同じサイズにより多くの機能を盛り込むことで機器の差別化が図られているのが実情である。この要求を満たすために、さまざまな技術開発がなされ、半導体素子の実装形態としても、３次元的に半導体を積層配置し、半導体の占める実装面積を低減させる取り組みが数多くなされている。
【０００３】
このような３次元半導体装置として、図１９に示すような形態のものが提案されている。図１９に示したのは、フレキシブル基板上に半導体素子を複数ベアチップ実装し、実装後に折りたたむことで、半導体の積層実装を実現した例である。フレキシブル基板１１０１上に半導体素子１１０２、１１０３がベアチップ実装されている。実装方式については、ワイヤーボンディング、ＡＣＦ（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｆｉｌｍ）、ＮＣＦ（ｎｏｎ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｆｉｌｍ）、半田等さまざまな方式があるが、実装体の小型化の点でＡＣＦ、ＮＣＦ、半田等を用いてフェースダウンでベアチップ実装することが多い。この実装の際、ベアチップの実装強度を補強し、実装信頼性を確保する目的で半導体素子とフレキシブル基板の間には、封止樹脂１１０４が設けられる。この実装体は半導体素子が重なり合うように折り曲げられて実装体を構成しており、実装体の外部には外部接続端子１１０５が設けられている。この外部接続端子には半田ボール１１０６が搭載され、この半田ボールを介してメイン基板と電気的に接続される。このように、半導体素子が実装されたフレキシブル基板を折り曲げることで、半導体素子の実装面積を低減できる。
【０００４】
このような従来の３次元半導体装置は、多数半導体素子を実装した提案もある（例えば、特許文献１参照）。また、半導体素子間をつなぐ配線領域を確保するために、広いフレキシブル基板を用い、内側に折り曲げた提案もある。（例えば特許文献２参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１６８２７２号公報、第７頁、第１図
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−９２３１号公報、第６頁、第１図
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年のさらなる機器の高速、高周波、高密度化に従って、半導体装置は、より小型薄型で、高速、高周波信号を処理できることが求められている。つまり、メモリー以外の端子数の多いロジック半導体が積層実装でき、高速、高周波の信号を伝達できる配線を有し、厚みの薄い半導体装置を実現することが課題である。
【０００８】
このような要求を満たすために、半導体素子の薄型化についても技術開発がなされており、５０μｍ以下で半導体素子を扱うことが可能となっている。しかし、従来技術では半導体素子が薄くなった場合に半導体素子のアクティブ面同士が近接することとなり、互いに干渉し半導体素子の動作を確保することができず、高周波、高速半導体では薄さと機能を両立することが困難であった。
【０００９】
また、フレキシブル基板が折り曲げられ実装体を構成することから、近接した空間に半導体素子間の配線が高密度に配置されることとなり、半導体の動作確保のために、配線間、配線と半導体素子の電気的な干渉を抑制する必要がある。
【００１０】
また、端子数の多いロジック半導体を上記方法にて高密度に実装するためには、フレキシブル基板には配線収容性の高い多層配線基板が必要となり、薄型実装体を実現する、曲率半径の小さな曲げに耐えうる、高密度な多層フレキシブル基板が求められることとなる。
【００１１】
本発明は、上記した課題を解決し、フレキシブル基板上に高速、高周波、高機能の薄型半導体素子を複数実装し、電気的干渉を抑制しつつ、実装体を折り曲げることで薄型３次元半導体装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、本発明の第１番目の半導体装置は、フレキシブル基板上に２つ以上の半導体素子が実装された実装体を折り曲げてなる半導体装置であって、少なくとも一組の対向する前記半導体素子間に、前記フレキシブル基板の電子部品が実装されていない個所の一部が折り曲げられて積層配置されており、前記フレキシブル基板の前記半導体素子間に積層配置される個所には、対向する前記半導体素子の少なくとも一方を覆う金属層が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる半導体装置は、近接する薄型半導体素子間に、フレキシブル基板上に形成された金属層により構成される電気的シールド層を配置するために、薄型半導体のアクティブ面が近接した場合でも電気的な干渉を引き起こすことがない。また、この電気的シールド層をフレキシブル基板上に、フレキシブル基板の配線パターンとして形成し、組立工程で半導体素子間に折り曲げるので、生産性に優れた製造方法かつ低コストで電気的シールド層を形成することができる。
【００１４】
上記した半導体装置において、前記フレキシブル基板の前記半導体素子間に積層配置される個所には、少なくとも一方の半導体素子を覆うように凹部が形成されていることがより好ましい。このように、半導体素子間に電気的シールド層として配置されるフレキシブル基板個所に、あらかじめ半導体素子を覆うような凹部を形成することで、相互の電気的な干渉を抑制しつつ、近接する半導体素子間隔をより狭いものとすることができる。この結果として、より薄い半導体装置を実現することができる。
【００１５】
上記した半導体装置において、前記フレキシブル基板の前記半導体素子間に積層配置される個所は、フレキシブル基板に電気的に接続する金属層によって形成されることが好ましい。このように半導体素子間に積層配置される個所を金属層のみとすることで、電気的シールド層を容易に半導体装置端面部に広範囲で露出させることができる。露出した電気的シールド層は、半導体装置のメイン基板実装時にメイン基板のグランド部分と広範囲で接続することができ、半導体素子間の安定した電気的シールドを実現することができる。
【００１６】
上記した半導体装置において、前記フレキシブル基板の前記半導体素子間に積層配置される個所に形成された金属層は、前記半導体装置外部に設けられた放熱装置に接続されていることが好ましい。前記金属層は、フレキシブル基板上の配線により構成されているため、前記金属層につながる配線を自由に引き回し、基板のサーマルビア等を通じて外部の放熱板、放熱フィン等の放熱装置に接続することで、容易に放熱経路を確保することができる。その結果として、高速半導体素子の実装には不可欠な放熱設計を簡便に行うことができる。
【００１７】
本発明の第２番目の半導体装置は、フレキシブル基板上に２つ以上の半導体素子が実装された実装体を折り曲げてなる半導体装置であって、前記フレキシブル基板の電子部品が実装されていない個所の一部が折り曲げられて、前記フレキシブル基板上の前記半導体素子間を接続する配線上に積層されており、前記フレキシブル基板の配線上に積層される個所は、前記配線を覆う金属層を含み、前記金属層は電気的にグランドに接続されていることを特徴とする。
【００１８】
このようにフレキシブル基板上の配線を金属層で覆うことで、半導体素子と配線が近接した場合の電気的干渉を抑制することができると共に、半導体素子間をつなぐフレキシブル基板の表層配線を、グランドプレーンで挟み込んだストリップライン構造とすることが可能になる。このような方法でフレキシブル基板の表層配線をストリップラインとした場合は、ストリップライン形成のためのグランド層をフレキシブル基板に新たに設ける必要がなく、その結果としてフレキシブル基板の配線層を増やすことなく、コスト上昇を抑制することができる。
【００１９】
上記した半導体装置において、前記フレキシブル基板の配線上に積層される個所は、前記フレキシブル基板を構成する絶縁樹脂を加熱することにより配線上に積層接着されていることが好ましい。このように、フレキシブル配線基板の絶縁樹脂のみを用いて、フレキシブル基板表層にストリップラインを構成することで、誘電率等の電気的特性、絶縁層厚みが安定した信号線を形成することができる。その結果として、回路設計シミュレーション精度が向上し、設計時間を短縮することができる。
【００２０】
上記した半導体装置において、前記フレキシブル基板の配線上に積層される個所が、前記半導体装置の折り曲げ個所に相当することが好ましい。このようにフレキシブル基板が積層された個所については、結果として信号線が樹脂に埋め込まれることとなり、曲率半径の小さな曲げに対して、断線、剥離等を抑制することができる。また、折り曲げ部配線が半導体素子に近接し、放射される電磁波が半導体素子等の回路部品に影響を与えることを抑制することができる。
【００２１】
本発明の第３番目の半導体装置は、フレキシブル基板上に２つ以上の半導体素子が実装された実装体を折り曲げてなる半導体装置であって、前記フレキシブル基板の対向する配線層の層間電気的接続部分が、少なくとも導電性粒子と有機樹脂を含む複合材料によって形成されていることを特徴とする。このようにフレキシブル配線基板の層間電気的接続を、導電性粒子と有機樹脂を含む複合材料に変えることで、より曲げに対して電気的接続信頼性に優れたフレキシブル基板を提供することができる。従来のめっき等によるリジッドな電気的接続を、曲率半径の小さな基板の曲げ部に設けた場合には、めっきのクラックが発生し電気的接続の信頼性を損なう結果となっていた。つまり、めっき接続部に曲げによる応力が発生しないように設計上配慮する必要があった。しかしながら、上記電気的接続の場合には、接続部に変位が生じた際に導電粒子同士の接触位置がずれたとしても、電気的な接続は保たれ、曲げに強い電気的接続を実現できる。
【００２２】
上記した半導体装置において、前記フレキシブル基板が３層以上の配線層を有する多層基板であって、すべての層間の電気的接続部分が対向する配線層間に設けられた、少なくとも導電性粒子と有機樹脂を含む複合材料によって形成されていることが好ましい。半導体素子の端子数が増加し、配線引出しのためにフレキシブル基板として多層構造を用いた場合、めっき接続部の曲げに対する耐クラック性がより低下することとなる。多層基板の接続部として導電性粒子と有機樹脂を含む複合材料を用いた場合には、接続部が多層にわたった際でも、良好な接続信頼性を維持することができる。その結果として、配線収容性に優れた、多層フレキシブル基板を用いて、多端子半導体を実装した半導体装置を実現することが可能となる。
【００２３】
上記した半導体装置において、前記フレキシブル基板の少なくとも一方の表面層に形成された配線の側面の一部が、前記フレキシブル基板を構成する絶縁樹脂層に覆われていることが好ましい。このように、配線の側面が絶縁樹脂層に覆われていることで、曲げが生じた際に配線と絶縁樹脂層の界面にクラックが発生しにくくなり、その結果として断線や剥離が生じることを抑制することができる。
【００２４】
上記した半導体装置において、前記フレキシブル基板の配線が引張強度４００Ｎ／ｍｍ２以上の銅箔表面に凹凸を設けた銅箔より形成されていることがより好ましい。このような配線材料を用いることで、曲率半径が小さな曲げに対して銅箔の断線を抑制できると共に、絶縁樹脂との密着性をアンカー効果で高め、フレキシブル基板内層での銅箔と絶縁樹脂、絶縁樹脂と絶縁樹脂の間のデラミネーションを抑制することができる。
【００２５】
上記した半導体装置は、前記フレキシブル基板の半導体素子が実装された裏面部分に、外部接続端子が設けられていることが好ましい。このように外部接続端子を半導体素子の裏面部分に設けることで、半導体素子とほぼ同一寸法の半導体装置を形成することができる。
【００２６】
上記した半導体装置を構成する前記フレキシブル基板は、表裏面に半導体素子が実装されていない個所を有し、前記個所に外部接続端子が設けられていることが好ましい。このように、半導体素子が実装されていない部分に外部接続端子を設けることで、半導体装置をメイン基板に実装した際に生じる、実装ストレスが半導体素子に直接伝わらないようにすることができる。つまり、本発明にかかる半導体装置では、フレキシブル基板を用いているために、基板が面方向に変形し易い材料となっている。メイン基板と半導体素子の熱膨張係数の違いによる応力をフレキシブル基板部分が変形することで緩和している。その結果として、実装信頼性に優れた半導体装置を提供することができる。
【００２７】
上記した半導体装置は、前記フレキシブル基板に設けられた外部接続端子部分が、前記半導体素子実装領域側に折り曲げられて、固定されていることが好ましい。このような構成によって、本発明にかかる半導体装置とメイン基板の熱膨張係数の差による実装ストレスを外部接続端子部分が変形することで緩和することができる。
【００２８】
上記した半導体装置は、前記半導体素子の積層部分の接着が、半導体素子の重なり合う面積以下の接着面積にてなされることがより好ましい。半導体素子間の接着面積を小さくすることで、リフロー実装の際に発生する半導体装置内部からの水蒸気の移動経路を確保することができると共に、半導体装置内部を樹脂でリジッドに固めないことで、熱膨張係数の異なる各構成材料が、他材料に拘束されず変形し易い状態を実現することができる。その結果として、半導体装置内部での応力集中を抑制し、実装信頼性に優れた半導体装置を提供できる。
【００２９】
上記した半導体装置の前記フレキシブル基板には、周辺回路素子が実装されていることがより好ましい。このように周辺回路素子もフレキシブル基板上に実装し、折り曲げることで、高速、高周波、高機能半導体よりなる３次元機能モジュールを薄型で提供することが可能となる。
【００３０】
本発明の第１番目の半導体装置の製造方法は、フレキシブル基板を支持体に貼り付ける貼付工程と、半導体素子をフレキシブル基板に実装する実装工程と、前記実装体を折り曲げて積層固定する組立工程と、組立工程の後に前記支持体を除去する支持体除去工程とを含む。この製造方法によれば、薄いフレキシブル基板上への半導体素子の実装組立を、剛性のある支持体が付いたまま行うことができハンドリング性に優れる。その結果として、生産性に優れた方法で本発明の半導体装置を提供することができる。
【００３１】
本発明の第２番目の半導体装置の製造方法は、支持体上にフレキシブル基板を形成するフレキシブル基板形成工程と、半導体素子をフレキシブル基板に実装する実装工程と、前記実装体を折り曲げて積層固定する組立工程と、組立工程の後に前記支持体を除去する支持体除去工程とを含む。このように、支持体上にフレキシブル基板を形成した後に連続して、半導体素子の実装、組立を行うことで、フレキシブル基板製造時に除去し廃棄する支持体を、組立時にも利用することができ、結果として、間接材料を効率よく使った製造方法が実現できる。
【００３２】
上記した半導体装置の製造方法は、前記実装体の折り曲げ個所に位置する支持体部が除去されているか、その厚みが薄くなるように加工されていることが好ましい。薄型の半導体装置を実現するために、半導体素子が５０μｍ以下となり、フレキシブル基板もそれに伴って５０μｍ以下となった場合には、半導体実装部と曲げ部の剛性差が小さくなり、その結果として組立工程の際に、曲げによる半導体素子の破損、半導体素子の電気的接続部分へのダメージが発生する。そこで、本発明にかかる製造方法のように、支持体によって実装体全体の剛性を確保し半導体素子を保護しつつ、折り曲げ部のみ支持体の厚みを薄くすることで、半導体素子にダメージを与えることなく、半導体装置の組立を行うことができるのである。
【００３３】
上記した半導体装置の製造方法の前記組立工程において、実装体の一部を支持体が設けられたまま折り曲げ積層し、積層後に前記折り曲げ部の支持体を除去する工程を含むことがより好ましい。このような製造方法によって、半導体装置の組立の際に、複数回折り曲げを行う場合でも、薄型半導体、フレキシブル基板の折り曲げ部等を、簡便に扱うことができる。
【００３４】
上記した半導体装置の製造方法の前記組立工程において、フレキシブル基板に設けられた、曲げしろ距離を、折り曲げられるフレキシブル基板の位置に従って異なったものとすることがより好ましい。このように必要な曲げしろを、曲げ部分によってあらかじめ異なったものとすることで、曲げの際に生じる曲率半径を制御することができ、曲げの際に生じる、不要な空間の発生を抑制すると共に、局所的な応力が半導体素子、フレキシブル基板に与えるダメージを抑制できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３６】
（実施の形態１）
本発明の一実施形態について、図を用いて説明する。
【００３７】
図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）〜（ｃ）に本発明の実施形態１における半導体装置の主要組立工程図と組立後の断面図を示した。図１（ａ）に示すように、フレキシブル基板１０１上に半導体素子１０２、１０３がベアチップ実装されている。この半導体素子は、半導体装置の総厚みを薄くするために、裏面側が研磨されている。半導体素子の厚みは５０μｍ以下まで研磨可能であり、半導体素子を薄くすることで、半導体アクティブ面と半導体素子裏面の距離はより近接する。
【００３８】
従来例で既に述べたように、半導体素子のベアチップ実装は、ワイヤーボンディング、ＡＣＦ、ＮＣＦ、半田等さまざまな方式があるが、実装体の小型化の点でＡＣＦ、ＮＣＦ、半田等を用いてフェースダウンでベアチップ実装することが多い。この実装の際、ベアチップの実装強度を補強し、実装信頼性を確保する目的で半導体素子とフレキシブル基板の間には、封止樹脂が設けられる。図１では封止樹脂については、記載を省略してある。
【００３９】
半導体素子１０２と半導体素子１０３は配線１０５で接続されている。ここでは、簡略化して半導体素子１０２と半導体素子１０３を直線的な配線１０５で接続しているが、半導体の端子数が増え、半導体素子の端子配置が周辺に配置されるペリフェラルではなく、半導体素子裏面に格子状にエリアで形成された場合は、配線１０５の引き回しはフレキシブル基板１０１の多層にわたることなり、配線配置も複雑なものとなる。
【００４０】
フレキシブル基板１０１には金属層１０４が形成されている。この金属層１０４はフレキシブル基板の配線材料によって形成されており、図１（ａ）ではフレキシブル基板１０１の表面に露出した状態を示している。ここでは、金属層１０４をフレキシブル基板１０１の表層に設けているが、内層であっても、裏面であっても構わない。また、この金属層１０４は電気回路的に接地されていることが好ましく、フレキシブル基板の配線を介して、メイン基板のグランドラインに接続される。
【００４１】
次にフレキシブル基板の金属層１０４が設けられた部分が折り曲げられると、図１（ｂ）に示す状態になる。ここで、金属層１０４は半導体素子１０３を覆うように折り曲げられる。折り曲げた際の半導体素子１０３と金属層１０４の接着については、接着剤が用いられ、あらかじめ半導体素子１０３の上に接着剤シートを貼り付けるのが、生産性に優れた方法である。また、この接着剤としてはエポキシ、ポリイミド、アクリル等の材料よりなる熱硬化性の樹脂が好ましく、耐熱性に優れる材料が用いられる。
【００４２】
次に半導体素子１０２が実装された部分が折り曲げられると、図１（ｃ）に示す状態が得られる。ここで、半導体素子１０２とフレキシブル基板１０６の接着についても先ほどの接着剤が用いられる。接着剤として熱硬化性の材料を用いる場合に、折り曲げ接着の際に接着剤を完全に硬化させず、組立の際にはタック性が確保できる程度の仮接着を行うのが生産性に優れた方法である。図１（ｃ）に示す状態まで組立た後に、接着剤を完全硬化させることによって、接着強度を確保するのである。この際に、加熱と同時に厚み方向に圧力を加えるとより、強固な接着が得られる。
【００４３】
組立後の図１（ｃ）のＩ−Ｉ断面を示したのが図２（ａ）であり、ＩＩ−ＩＩ断面を示したのが図２（ｂ）である。半導体素子１０２と半導体素子１０３の間に金属層１０４を有するフレキシブル基板が積層配置されている。この金属層を有するフレキシブル基板は接着剤１０６によって半導体素子間に固定されており、これが、半導体素子１０２と半導体素子１０３の電気的な干渉を抑制する電気的シールド層の役割を果たす。フレキシブル基板１０１の下側には外部接続端子１０７を形成する。
【００４４】
次に図２（ｃ）に示すように、外部接続端子１０７の外側に半田ボールを形成する。
【００４５】
本発明の半導体装置の製造方法について工程断面図を用いてさらに詳しく示したのが、図３（ａ）〜（ｆ）及び図４（ａ）〜（ｂ）である。図３（ａ）に示したのはフレキシブル基板６０１であり、半導体素子間の電気的シールド層となる金属層６０２が形成されている。この金属層６０２は図に示されるように、フレキシブル基板６０１の配線層として形成されている。
【００４６】
次に、フレキシブル基板６０１の裏面に支持体６０３を貼り付けると図３（ｂ）に示し状態が得られる。支持体６０３としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、アラミド等の樹脂フィルムを用いることができる。厚みとしては、樹脂材料のヤング率にも依存するが５０μｍから１００μｍ程度が適切である。接着剤としては、機械的剥離が容易な微粘着接着剤や、紫外線剥離タイプの接着剤を用いるのが、剥離工程での作業性を考慮するとより好ましい。この接着剤に対して、後の半導体実装工程での熱履歴に耐えうる材料物性を付与させるために、高Ｔｇの樹脂を添加しても構わない。
【００４７】
次にフレキシブル基板６０１の折り曲げしろに相当する部分に設けられた支持体６０３を除去すると図３（ｃ）に示す状態になる。支持体の部分除去はレーザー加工、ダイシング加工、ルーター加工等の機械加工によってハーフカットし、部分的に機械剥離するのが簡便な方法である。
【００４８】
次いで、図３（ｄ）に示すように、半導体素子６０４、６０５をフェースダウンでベアチップ実装する。半導体素子とフレキシブル基板の間には、電気的接続部の強度保護と実装信頼性を確保する目的でアンダーフィル樹脂６０６が設けられるのが一般的である。
【００４９】
次に、金属層６０２が形成された部分のフレキシブル基板を折り曲げ、金属層６０２と半導体素子６０５を積層接着すると図３（ｅ）に示す状態となる。このとき金属層６０２に相当する個所と半導体素子実装部分を支持体６０３が補強した状態となっている。
【００５０】
薄型の半導体装置を実現するために、半導体素子が５０μｍ以下となり、フレキシブル基板もそれに伴って５０μｍ以下となった場合には、半導体実装部と曲げ部の剛性差が小さくなり、結果として組立工程の際に、曲げによる半導体素子の破損、半導体素子の電気的接続部分へのダメージが発生する。しかし、本発明にかかる製造方法のように、支持体によって実装体全体の剛性を確保し半導体素子を保護しつつ、折り曲げ部のみ支持体の厚みを薄くすることで、半導体素子にダメージを与えることなく、半導体装置の組立を行うことができるのである。
【００５１】
次に、金属層６０２を補強していた支持体部６０７を除去すると図３（ｆ）に示す状態となる。この支持体部の除去としては、機械的に剥離するのが簡便な方法であるが、紫外線剥離タイプの接着剤に紫外線を照射し、機械的に剥離しても構わない。
【００５２】
次に半導体素子６０４が実装された部分を金属層６０２側に折り曲げ、積層接着すると図４（ａ）に示した状態となる。この曲げの際に、前工程と同様に支持体６０３が半導体素子とフレキシブル基板の接続部を保護する役割を果たすのである。
【００５３】
最後に、表裏面の支持体を除去すると図４（ｂ）に示す半導体装置が形成される。この図４（ｂ）は図２（ａ）で示した部分の断面にほぼ相当している。
【００５４】
なお、図２（ｂ）−（ｃ）、図４（ｂ）に示したように積層した際の半導体装置内部は樹脂で封止しない方がより好ましい。さらに、半導体素子の重なり合う面積以下の面積にて接着されることがより好ましい。半導体素子の重なり合う部分については、同じ熱膨張係数の材料が重なり合うので、接着剤を用いて強固に固定しても半導体素子にダメージを与えるような応力が発生することはない。
【００５５】
また、吸湿によって半導体装置内部に蓄積される水分は材料の界面に存在しやすい。このように半導体装置内部を完全に樹脂で封止せずに、かつ半導体素子間の接着面積を小さくすることで、リフロー実装の際に発生する半導体装置内部からの水蒸気の移動経路を確保することができる。また、半導体装置内部を樹脂でリジッドに固めないことで、熱膨張係数の異なる各構成材料が、他材料に拘束されず変形し易い状態を実現できる。その結果として、半導体装置内部での応力集中を抑制し、実装信頼性の高い半導体装置を形成した。
【００５６】
次に、外部接続端子１０７に半田ボール１０８を搭載すると図２（ｃ）に示す半導体装置が形成される。このように外部接続端子を半導体素子の裏面部分に設けることで、半導体素子とほぼ同一寸法の半導体装置を形成することができる。
【００５７】
このように、電気的シールド層をフレキシブル基板上に、フレキシブル基板の配線パターンとして形成し、組立工程で半導体素子間に折り曲げるので、生産性に優れた製造方法で低コストに、電気的シールド層を形成することができる。
【００５８】
また、外部接続端子を図５（ａ）に示すように設けることもできる。外部接続端子１００１はフレキシブル基板１００２の両面に半導体素子が実装されていない領域に形成されている。また、この外部接続端子が形成されたフレキシブル基板部は、折り曲げられ半導体素子１００３、１００４と重なり合う位置に接着剤１００５によって積層接着されている。この接着剤１００５は半導体装置がメイン基板に実装された際の応力緩和層として機能する。つまり、フレキシブル基板にくらべてヤング率が小さい材料によって構成されており、半田ボール１００６が実装によって面方向に変位を受けた際にも、接着剤１００５が内部変形し応力を緩和し、メイン基板との半田ボール接続部、半導体装置内の半導体素子実装部に応力集中するのを抑制している。
【００５９】
また、外部接続端子を図５（ｂ）に示すように設けることもできる。外部接続端子１００８は半導体素子１００９が実装部の裏面を避けて設けられている。この外部接続端子には半田ボール１００７が搭載される。このように、半導体素子が実装されていない部分に外部接続端子を設けることで、半導体装置をメイン基板に実装した際に生じる、実装ストレスが半導体素子に直接伝わらないようにすることができる。つまり、本発明にかかる半導体装置では、フレキシブル基板を用いているために、基板が面方向に変形し易い材料となっている。メイン基板と半導体素子の熱膨張係数の違いによる応力をフレキシブル基板部分が変形することで緩和している。その結果として、実装信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００６０】
尚、図１（ａ）に示すように、曲げしろ距離１０９と曲げしろ距離１１０は長さが異なったものとなっている。ここで、曲げしろ距離とは、フレキシブル基板が曲率半径を持って曲げられる部分を示すことにする。曲げしろ距離１１０は半導体素子１０３の厚み以上を確保する必要があり、また、曲げしろ距離１０９は半導体素子１０３、フレキシブル基板１０６、半導体素子１０２の厚み合計以上を確保する必要がある。曲げしろ距離が十分に確保されない場合には、曲げ開始部分においてフレキシブル基板が局所的に折れ曲がり、曲げの曲率半径が小さくなりすぎる個所が発生する。この曲率半径が小さい個所では、フレキシブル基板のデラミや、配線の断線を引き起こしやすくなり、また場合によっては、半導体素子の実装端部に応力が集中することになる。つまり、このように必要な曲げしろ距離を、曲げ部分によってあらかじめ異なったものとすることで、曲げの際に生じる曲率半径を制御することができ、曲げの際に生じる、不要な空間の発生を抑制すると共に、局所的な応力が半導体素子、フレキシブル基板に与えるダメージを抑制できる。
【００６１】
尚、図１では曲げ部分を明確に区別できるように、曲げ部分においてフレキシブル基板端部にくびれ形状を施し、曲げしろ距離を示しているが、このくびれ形状はフレキシブル基板の形状を限定するものではない。
【００６２】
また、図１では半導体素子１０２、１０３、金属層１０４の配置を直線的なものとしている。このような配置では、フレキシブル基板製造時にパターン配置を密なものとすることができ、結果としてフレキシブル基板の取れ数を増やし、材料コストを減らすことができる利点がある。尚、半導体素子数が３素子以上になった際には、フレキシブル基板の取れ数が最大となるように、半導体素子、及び金属層の配置を適正化するのが好ましい。
【００６３】
次に、図６（ａ）〜（ｃ）及び図７（ａ）〜（ｃ）に示す半導体装置の主要組立工程と組立後の断面図を説明する。この構成によれば、本発明の半導体装置をさらに薄く実現することができる。尚、先に述べた実施の形態と重複する部分については、詳細な説明を省略する。
【００６４】
図６（ａ）に示すように、フレキシブル基板２０１には半導体素子２０２、２０３がフェースダウンでベアチップ実装されている。半導体素子２０２と半導体素子２０３は配線２０５で電気的に接続されている。配線２０５の引き回しについて、この形状に限定されないのは既に述べた例と同様である。
【００６５】
フレキシブル基板２０１には電気的シールド層となる金属層２０４が設けられている。この金属層は、フレキシブル基板上の配線を介して半導体装置外部のグランド端子と接続され、半導体素子間の電気的干渉を抑制する。この金属層２０４が設けられたフレキシブル基板部のＶ−Ｖ断面を示したのが図７（ａ）である。フレキシブル基板には金属層２０４が露出するように凹部が形成されている。つまり、この金属層２０４はその周辺でフレキシブル基板に固定されている。この凹部については、フレキシブル基板作成の際に、あらかじめ絶縁材料を打ち抜き加工し、その後に銅箔を貼り付け、パターニングすることで容易に形成できる。
【００６６】
次に金属層２０４が設けられたフレキシブル基板部を折り曲げ、金属層２０４と半導体素子２０３を接着すると、図６（ｂ）に示す状態が得られる。ここで、金属層２０４が露出するように設けられた凹部に半導体素子２０３が収容されるように、凹部の形状は半導体素子より大きく形成されている。また、この凹部は折り曲げの際の位置決めガイドとしても機能し、組立の際のフレキシブル基板折り曲げ部形状を、均一なものとすることができる。
【００６７】
次に、半導体素子２０２が実装された個所のフレキシブル基板部をさらに折り曲げ、金属層２０４と接着すると図６（ｃ）で示した状態が得られる。ここで、図６（ｃ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面を図７（ｂ）に、ＩＶ−ＩＶ断面を図７（ｃ）に示す。半導体素子２０３をフレキシブル基板に設けた凹部に収容しているため、半導体素子２０２と半導体素子２０３がより近接して積層され、結果としてより薄型の半導体装置を実現している。このような半導体装置構造によれば、薄型半導体素子がより近接して積層された場合でも、半導体素子間に金属層２０４による電気的シールド層があるために、半導体素子間での電気的干渉が抑制される。２０７は外部接続端子である。
【００６８】
また、図８（ａ）〜（ｃ）及び図９（ａ）〜（ｂ）に示す例のように本実施形態の半導体装置を構成することができる。尚、先に述べた実施の形態と重複する部分については、詳細な説明を省略する。
【００６９】
図８（ａ）に示すようにフレキシブル基板３０１上に半導体素子３０２、３０３がフェースダウンでベアチップ実装されており、これらの半導体素子は配線３０５で接続されている。金属層３０４はフレキシブル基板の配線材料により構成されており、フレキシブル基板３０１から配線材料である銅箔のみが引き出された形状となっている。
【００７０】
次に、この金属層３０４を折り曲げ、接着剤を用いて半導体素子３０３と接着し図８（ｂ）に示す状態を得、さらに、半導体素子３０２実装部を折り曲げ、積層接着することで図８（ｃ）に示した状態を得ることができる。この図８（ｃ）のＶＩ−ＶＩ断面を図９（ａ）であり、ＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示したのが図９（ｂ）である。３０７は外部接続端子である。
【００７１】
この金属層３０４はフレキシブル基板３０１のグランドラインに接続されていても構わないし、図９（ａ）に示した、半導体装置端面に露出した金属層３０４から直接、半田等によってメイン基板のグランドラインに接続してよい。金属層３０４から直接、メイン基板のグランドラインに接続された場合には、十分な接続面積が確保されるので、安定したグランド電位を得ることができ、結果として確実な電気的シールドを実現することができる。
【００７２】
また、この金属層３０４は銅箔のみによって構成されており、熱伝導に優れている。この露出した金属層３０４をメイン基板のグランドラインに直接接続させると共に、基板のサーマルビア等を通じてメイン基板に設けられた放熱板、放熱フィン等の放熱装置に接続すれば、半導体素子３０２、３０３の放熱経路を容易に確保することができる。
【００７３】
（実施の形態２）
本発明の他の実施形態について、図を用いて説明する。尚、先に述べた実施の形態と重複する部分については、詳細な説明を省略する。
【００７４】
図１０（ａ）〜（ｃ）及び図１１に本実施形態にかかる半導体装置の主要組立工程と組立後の断面を示す。図１０（ａ）に示すように、フレキシブル基板４０１上に、半導体素子４０２、４０３がフェースダウンで実装されている。これらの半導体素子は配線４０５によって互いに接続されている。フレキシブル基板４０１には、フレキシブル基板の配線材料によって形成された金属層４０４が設けられ、フレキシブル基板のグランドラインに電気的に接続されている。この金属層４０４は、図１０（ａ）では表面に露出しておらずフレキシブル基板の裏面側に存在する。つまり、図１０（ａ）で示した金属層４０４形成部の表面に露出しているのは、フレキシブル基板の絶縁性基材である。図ではフレキシブル基板が２層の配線層を有する場合について示しているが、フレキシブル基板が多層の配線層を有する場合には、この金属層はフレキシブル基板の内層にあっても構わない。また、配線４０５が配置されるフレキシブル基板の裏面にも金属層４０６を設けておくと、金属層４０４部を折り曲げて積層接着したときにストリップラインが形成されることになり、より好ましい。半導体素子４０２、４０３を接続する配線４０５に高速、高周波の信号が流れる場合には、配線同士のクロストークを抑制するとともに、特性インピーダンスを均一にすることが回路設計上重要である。フレキシブル基板４０１が多層の配線層を有する場合に、この金属層４０６が内層にあっても構わないのは、金属層４０４の場合と同様である。
【００７５】
次に、金属層４０４が形成されたフレキシブル基板部を折り曲げ、半導体素子をつなぐ配線を覆うように積層接着すると図１０（ｂ）に示す状態が得られる。この接着については、接着剤としてフレキシブル基板の絶縁性基材を構成する樹脂材料を用いるのがより好ましい。絶縁性基材の材料としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等を主成分とする材料が一般的に用いられる。また、フレキシブル基板の絶縁樹脂が熱可塑性樹脂を含む場合には、接着剤を用いずに、フレキシブル基板表面の絶縁樹脂を再加熱し、粘着性を発生させることで接着を行うことができる。フレキシブル基板の絶縁樹脂が熱硬化性樹脂を含む場合でも、フレキシブル基板作成時に前記熱硬化性樹脂を完全に硬化させず、追加加熱で硬化する程度の状態にしておくと、熱可塑性樹脂の場合と同様に接着剤を用いずに接着することができる。
【００７６】
このように、フレキシブル配線基板の絶縁樹脂のみを用いて、フレキシブル基板表層にストリップラインを構成することで、誘電率等の電気的特性、絶縁層厚みが安定した信号線を形成できる。その結果として、回路設計シミュレーション精度が向上し、設計時間を短縮できる。
【００７７】
次に、図１０（ｂ）に示すように半導体素子４０２と半導体素子４０３が重なるようにフレキシブル基板４０１を折り曲げ、積層接着すると、図１０（ｃ）に示す状態が得られる。図１０（ｃ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示したのが図１１である。図１１に示すように、金属層４０４を有するフレキシブル基板部で配線４０５を覆った部分が、フレキシブル基板の曲げ部に相当している。４０７は外部接続端子である。
【００７８】
このようにフレキシブル基板が積層された個所については、配線が樹脂に埋め込まれることとなり、曲率半径の小さな曲げに対して、断線、剥離等を抑制できる。また、折り曲げ部配線が半導体素子に近接し、放射される電磁波が半導体素子等の回路部品に影響を与えることを抑制できる。
【００７９】
上記したように、フレキシブル基板上の配線を金属層で覆うことで、半導体素子と配線が近接した場合の電気的干渉を抑制することができると共に、半導体素子間をつなぐフレキシブル基板の表層配線を、グランドプレーンで挟み込んだストリップライン構造とすることが可能になる。このような方法でフレキシブル基板の表層配線をストリップラインとした場合は、ストリップライン形成のためのグランド層をフレキシブル基板に新たに設ける必要がなく、結果としてフレキシブル基板の配線層を増やすことなく、コスト上昇を抑制することができる。
【００８０】
また、図１２（ａ）〜（ｃ）及び図１３に示す例のように半導体装置を構成することができる。尚、先に述べた実施の形態と重複する部分については、詳細な説明を省略する。図１２（ａ）〜（ｃ）は本実施形態の半導体装置の主要組立工程を示す図であり、図１３は図１２（ｃ）のＩＸ−ＩＸ断面を示した図である。フレキシブル基板５０１上に周辺部品５０７が半導体素子５０２、５０３と合わせて実装されている。周辺部品としては、抵抗、コンデンサなどのチップ部品、水晶発振子、フィルター等が用いられる。また、金属層５０４が半導体素子５０２、５０３を覆う領域に形成されている。フレキシブル基板５０１上に無線回路を形成した場合などは、半導体素子同士をつなぐ配線のみならず、周辺部品を含めて電気的にシールドする必要がある。また、半導体素子の端子数が増えた場合には、半導体素子をつなぐ配線５０５はフレキシブル基板の全面に広がり、フレキシブル基板全面を電気的にシールドする必要がある。
【００８１】
また、図１２（ａ）では、折り曲げた際に半導体素子と重なるフレキシブル基板および金属層５０４には穴５０６が形成されており、図１２（ｂ）に示すように、金属層５０４を有するフレキシブル基板部を折り曲げた際に、半導体素子に重ならないよう配慮した例を示しているが、半導体素子５０２と半導体素子５０３の間の電気的干渉を合わせて抑制する場合には、この穴５０６を設ける必要はない。このように周辺回路素子もフレキシブル基板上に実装し、折り曲げることで、高速、高周波、高機能半導体よりなる３次元機能モジュールを薄型で提供することが可能となる。
【００８２】
（実施の形態３）
本発明の他の実施形態について、図面を用いて説明する。尚、先に述べた実施の形態と重複する部分については、詳細な説明を省略する。図１４は本実施形態にかかる半導体装置の断面図を示したものである。フレキシブル基板７０１の基板内部での層間電気接続は、導電粒子と有機樹脂を含む複合材料で構成される導電性ペーストによってなされている。この導電性ペーストを構成する導電粒子として、金、銀、銅、銀パラジウム、およびこれらの合金の一種以上からなることが好ましい。これらの導電性粒子は表面に接合を阻害する酸化等の変質層が少なく、信頼性の高い電気的接続を実現できる。また、有機樹脂としてフェノール、エポキシなどの熱硬化性樹脂を主成分として用い、樹脂に可とう性を持たせるため、ゴム成分等を添加しても構わない。
【００８３】
フレキシブル基板７０１上には半導体素子７０２、７０３がフェースダウンでベアチップ実装され、フレキシブル基板が折り曲げられ、積層接着されているのは、既に述べた例と同様である。
【００８４】
このフレキシブル基板７０１の層間電気接続は導電性ペーストによってなされているために、曲げに対する電気的接続信頼性が高い。従来のめっき等によるリジッドな電気的接続を、曲率半径の小さな基板の曲げ部に設けた場合には、めっきのクラックが発生し電気的接続の信頼性を損なう結果となっていた。つまり、めっき接続部に曲げによる応力が発生しないように設計上配慮する必要があった。しかしながら、上記電気的接続の場合には、接続部に変位が生じた際に導電粒子同士の接触位置がずれたとしても、電気的な接続は保たれ、曲げに強い電気的接続を実現できる。図１４に示すようにフレキシブル基板７０１の層間電気接続部をフレキシブル基板７０１の屈曲部７０４に設けることが可能となる。このように、従来のめっき接続のようなリジッドな接続では、形成できなかった個所に層間電気接続部を形成できるので、必然的にフレキシブル基板の配線設計自由度が高くなる。その結果、より端子数の多い半導体素子をより少ない配線層数のフレキシブル基板で電気接続することが可能となり、低コストで薄型の半導体装置を提供できる。
【００８５】
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。尚、先に述べた実施の形態と重複する部分については、詳細な説明を省略する。図１５（ａ）〜（ｈ）及び図１６（ａ）〜（ｂ）に本実施形態にかかる半導体装置の製造方法について、主要工程を断面図で示した。図１５（ａ）は、支持体８０１上にフレキシブル配線基板の表層配線となる配線８０２が形成されている状態を示す。この支持体８０１上の配線形成は、支持体８０１上全面に形成された配線材料をパターンエッチングして形成してもよいし、支持体８０１上にパターンめっきによって形成してもよい。配線材料としては、銅を用いるのが一般的である。配線８０２として微細なパターンを用いる場合はめっきによる配線形成の方が適している。
【００８６】
支持体８０１は配線８０２を保持する役割を持たせたもので、ハンドリングするのに十分な剛性があれば、材料は金属箔であっても樹脂フィルムであっても構わない。支持基材が金属箔の場合、薬液を選べば配線を侵さずに容易に除去が可能である。また、支持基材が樹脂フィルムの場合は配線転写後、機械的に剥離し除去することが可能である。
【００８７】
次に、図１５（ｂ）に示すように絶縁性基材８０３と配線材料８０４を積層する。この絶縁性基材８０３には貫通孔設けられており、貫通孔には導電性ペースト８０５が充填されている。この絶縁性基材として、エポキシ等の熱硬化性樹脂フィルム、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー等の熱可塑性フィルム基材の両面に接着剤層が設けられた基材等が用いられ、フレキシブル基板としての屈曲性を有する。また、屈曲性を有する、ガラスや樹脂繊維に樹脂を含浸させた絶縁性基材を用いても構わない。
【００８８】
半導体装置の厚みを薄くするために、絶縁性基材としてもより薄いものが用いられ、３０μｍ以下の繊維と樹脂の複合基材や２５μｍ以下のフィルムと接着剤の複合基材を用いることができる。
【００８９】
次に図１５（ｃ）に示すように配線材料８０４を加熱加圧によって絶縁性基材８０３に接着する。この加熱加圧によって導電性ペーストが圧縮され電気的な接続が確保される。この配線材料８０４は銅箔等の金属箔を用いるのが一般的である。ここで、金属箔として、引張強度４００Ｎ／ｍｍ２以上の銅箔表面に凹凸を設けた銅箔より形成されていることが好ましい。銅箔として引張強度が大きく、耐屈曲性に優れた圧延銅箔を用い、銅箔表面に電解めっきによって銅の微細粒子を付着させ、凹凸形状を形成すると、絶縁性基材とのアンカー効果による密着と屈曲性を両立した銅箔が実現できる。このような配線材料を用いることで、曲率半径が小さな曲げに対して銅箔の断線を抑制できると共に、絶縁樹脂との密着性をアンカー効果で高め、フレキシブル基板内層での銅箔と絶縁樹脂、絶縁樹脂と絶縁樹脂の間のデラミネーションを抑制できる。
【００９０】
次に、この配線材料８０４をエッチングによってパターニングし、さらに、先ほどの工程と同様に、配線材料８０６と、所望の個所に導電性ペースト８０８が充填された貫通孔を有する絶縁性基材８０７を積層すると、図１５（ｄ）に示す状態となる。次いで、図１５（ｅ）に示すように、加熱加圧によって配線材料８０７と絶縁性基材８０７を接着し、表面の配線材料８０６をエッチングによってパターニングすると、図１５（ｆ）に示した状態となり、支持体８０１上に３層の配線層を有するフレキシブル基板８１１が形成された状態を示している。
【００９１】
次に、フレキシブル基板８１１上に半導体素子８０９、８１０をフェースダウンでベアチップ実装すると図１５（ｇ）の状態となる。この際、支持体８０１がフレキシブル基板８１１を支えているために、薄いフレキシブル基板上への半導体素子の実装作業性が損なわれることはない。
【００９２】
次に、図１５（ｈ）に示すように、フレキシブル基板８１１の折り曲げ部に相当する個所の支持体８０１を除去する。支持体として、樹脂材料を用いた場合には、図３で説明した例と同様に、ハーフカット後に機械的に剥離することが可能であり、また、支持体として金属を用いた場合には、支持体表面にエッチングマスクを形成し、支持体材料のみを薬液で溶解させるのがよい。支持体金属としてアルミニウムを用いた場には、希塩酸でアルミニウムを溶解除去すると、フレキシブル基板上の銅配線を侵食することはなく、酸性溶液で除去するため、フレキシブル基板を構成する絶縁樹脂材料を侵すこともない。
【００９３】
次に、図１６（ａ）に示すように、フレキシブル基板８１１を折り曲げ、半導体素子８０９と半導体素子８１０を積層接着し、最後に表面の支持体８０１を除去すると、図１６（ｂ）に示した半導体装置を形成できる。
【００９４】
以上のように、支持体上にフレキシブル基板を形成した後に連続して、半導体素子の実装、組立を行うことで、フレキシブル基板製造時に除去し廃棄する支持体を、組立時にも利用することができ、間接材料を効率よく使った製造方法が実現できる。
【００９５】
また、図１７（ａ）〜（ｈ）及び図１８（ａ）〜（ｂ）のような製造方法によっても、本発明の半導体装置を製造することができる。図１７に示した製造方法は、図１５で示した製造方法の表層配線を形成する工程が異なるものである。つまり図１７で示した製造方法は、図１５（ｄ）〜（ｆ）を図１７（ｄ）〜（ｆ）の工程に置き換えたものである。
【００９６】
以下、重複する部分の説明を省略し、図１７（ｄ）〜（ｆ）の工程について説明する。
【００９７】
図１７（ｄ）では、図１７（ｃ）で示した状態から配線材料９０４をエッチングによってパターニングし、さらに、図１７（ａ）で示した状態と同様に形成された配線９０１を有する支持体９０２と、所望の個所に導電性ペーストが充填された貫通孔を有する絶縁性基材９０３を積層する。
【００９８】
次に、加熱加圧によって配線９０１と絶縁性基材９０３を接着させると、図１７（ｅ）に示す状態となる。引き続き、片側の支持体９０２を除去すると、図１７（ｆ）に示した、支持体上にフレキシブル基板が積層された状態が得られる。
【００９９】
上記した製造方法の場合、支持体９０２上に形成された配線９０１は加熱加圧による接着工程の際に、絶縁性基材中に埋め込まれる。つまり、支持体９０２を除去したあと、配線９０１の側面が絶縁基材９０３に埋設した状態になるところが、図１５で述べた例と異なるところである。
【０１００】
このように、フレキシブル基板の表層配線の側面が絶縁樹脂層に覆われた構成を取ることで、フレキシブル基板を折り曲げた際に、配線と絶縁樹脂層の界面にクラックが発生しにくくなり、結果として断線や剥離が生じることを抑制し、フレキシブル基板の耐曲げ性を向上させることができる。
【０１０１】
このような配線構造をとることで、薄いフレキシブル基板を用いて、より小さい曲率半径でフレキシブル基板を曲げることが可能となり、薄型の半導体装置が提供できる。
【０１０２】
尚、本実施の形態では半導体素子が２つフレキシブル基板に実装される例を用いて説明したが、半導体素子の数はこれに限定されるものではなく、半導体素子が増えた際にも、同様に本発明の効果を得ることができる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように本発明の半導体装置では、フレキシブル基板と一体となった金属層を電気的シールド層として、半導体素子の間に配置させることで、高速、高周波信号を扱う薄い半導体素子を近接して積層した場合でも電気的干渉を抑制し、回路動作を確保することができる。
【０１０４】
また、フレキシブル基板上の配線に対して、簡便な方法でストリップラインを形成しており、半導体装置内で高速、高周波信号を処理することができる。
【０１０５】
また、導電性ペーストによる層間接続構造を備えたフレキシブル基板を用いることで、曲率半径の小さな曲げを有する半導体装置を実現できるとともに、高密度に配線を収容することができるので多端子の半導体素子を収容することができる。つまり、本発明による半導体装置はフレキシブル基板上に高速、高周波、高機能の薄型半導体素子を複数実装し、電気的干渉を抑制しつつ、実装体を折り曲げることで薄型３次元半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態１にかかる半導体装置の組立工程を示す平面図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態１で得られた半導体装置の断面図。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施形態１にかかる半導体装置の別の組立工程を示す断面図。
【図４】（ａ）〜（ｂ）は同断面図。
【図５】（ａ）〜（ｂ）本発明の実施形態１で得られたさらに別の半導体装置の断面図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態１にかかる半導体装置のさらに別の組立工程を示す断面図。
【図７】（ａ）〜（ｂ）は同断面図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態１にかかる半導体装置のさらに別の組立工程を示す断面図。
【図９】（ａ）〜（ｂ）は同断面図。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施形態２にかかる半導体装置の組立工程を示す平面図。
【図１１】同断面図。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態２にかかる半導体装置のさらに別の組立工程を示す断面図。
【図１３】同断面図。
【図１４】本発明の実施形態３にかかる半導体装置の構成を示す断面図。
【図１５】（ａ）〜（ｈ）は本発明の実施形態３にかかる半導体装置の製造工程を主要工程毎に示した断面図。
【図１６】（ａ）〜（ｂ）は同断面図。
【図１７】（ａ）〜（ｈ）は本発明の実施形態３にかかる半導体装置の別の製造工程を主要工程毎に示した断面図。
【図１８】（ａ）〜（ｂ）は同断面図。
【図１９】従来の半導体装置の構成を示す断面図。
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８１１，１００２，１１０１　　フレキシブル基板
１０２，１０３，２０２，２０３，３０２，３０３４０２，４０３，５０２，５０３６０４，６０５，７０２，７０３８０９，８１０，１００３，１００４，１００９，１１０２，１１０３　　半導体素子
１０４，２０４，３０４，４０４，４０６，５０４，６０２，　金属層
１０５，２０５，３０５，４０５，５０５，８０２，９０１，　配線
１０６，１００５，　　接着剤
１０７，２０７，３０７，４０７，１００１，１００８，１１０５　外部接続端子
１０８，１００６，１００７，１１０６　半田ボール
１０９　　曲げしろ距離
５０６　　穴
５０７　　周辺部品
６０６　　アンダーフィル樹脂
６０７，８０１，９０２　　支持体
７０４　　屈曲部
８０３，９０３　　絶縁性基材
８０４，９０４　　配線材料
８０５，８０８　　導電性ペースト
８０６　　配線材料
８０７　　絶縁性基材
１１０４　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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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