(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体部品が、電気的絶縁性及び柔軟性のあるベースフィルムに形成された導体層に 電気的に接続され、前記ベースフィルム上に実装された半導体部品エリアと、
前記ベースフィルム上に受動部品が形成され、前記半導体部品エリアに隣接した受動  部品エリアと、
前記半導体部品に密着して装着され、前記半導体部品の実装面の側の一部を除く部分 を内部に収納する金属キャップと、
この金属キャップに密着して装着され、前記金属キャップを収納する収納部を一端に 有する放熱ヒートシンクと、
この放熱ヒートシンクが装着された前記金属キャップに収納された前記半導体部品が 実装された前記半導体部品エリアを少なくとも覆い、前記ベースフィルム上及び前記放 熱ヒートシンク上に形成された電気絶縁性接着剤層上に設けられた、電気的絶縁性及び  柔軟性のあるカバーフィルムと
を有し、隣接する前記半導体部品エリアと前記受動部品エリアが折り畳まれ電気絶縁性接着剤によって接合され、前記ベースフィルムと前記カバーフィルムによって形成され外気から遮断された気密な中空空間に、前記半導体部品が実装される、半導体モジュール。
【請求項２】
前記放熱ヒートシンクが、前記導体層に形成されている共通グランド線に接続されている、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記受動部品が前記導体層に形成されている、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記半導体部品エリアと前記受動部品エリアとの間が前記導体層によって接続されている、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記ベースフィルム上に外部接続用端子が形成される接続端子エリアを前記半導体部品エリアに隣接して有する、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記ベースフィルム上に外部接続用端子が形成される接続端子エリアを有し、前記接続端子エリアの前記外部接続用端子が少なくとも一方の面に露出している、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記ベースフィルム上に外部接続用端子が形成される第１及び第２の接続端子エリアを有し、前記一方の面に前記第１の接続端子エリアの前記外部接続用端子が露出され、他方の面に前記第２の接続端子エリアの前記外部接続用端子が露出されている、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記半導体部品エリアと前記接続端子エリアとの間が前記導体層によって接続されている、請求項６に記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記受動部品が薄膜導体層によって形成されている、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
前記半導体部品エリアを複数有する、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項１１】
前記受動部品エリアを複数有する、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項１２】
前記ベースフィルムと前記導体層の間に金属板が配置され、前記半導体部品は、前記金属板と前記金属キャップとの間に配置される、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項１３】
電気的絶縁性及び柔軟性のあるベースフィルム上に半導体部品が実装される半導体部  品エリアを形成する工程と、
前記半導体部品エリアに隣接し、前記ベースフィルム上に受動部品が形成された受動  部品エリアを形成する工程と、
前記ベースフィルムに形成された導体層に電気的に前記半導体部品を接続して、前記 半導体部品エリアに実装する工程と、
金属キャップの内部に前記半導体部品の実装面の側の一部を除く部分を収納し、前記 金属キャップを前記半導体部品に密着して装着する工程と、
放熱ヒートシンクの一端に設けられた収納部に前記金属キャップを収納し、前記放熱 ヒートシンクを前記金属キャップに密着して装着する工程と、
前記放熱ヒートシンクが装着された前記金属キャップに収納された前記半導体部品が 実装された前記半導体部品エリアを少なくとも覆い、前記ベースフィルム上及び前記放 熱ヒートシンク上に形成された電気絶縁性接着剤層上に設けられた電気的絶縁性及び柔  軟性のあるカバーフィルムによって覆う工程と、
隣接する前記半導体部品エリアと前記受動部品エリアを折り畳み、電気絶縁性接着剤 によって接合する工程と
を有し、前記ベースフィルムと前記カバーフィルムによって形成され外気から遮断された気密な中空空間に、前記半導体部品が実装される、半導体モジュールの製造方法。
【請求項１４】
前記ベースフィルム上に外部接続用端子が形成された接続端子エリアを形成する工程を有する、請求項１３に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項１５】
前記外部接続用端子を少なくとも一方の面に露出させる工程を有する、請求項１４に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項１６】
前記ベースフィルム上に外部接続用端子が形成された第１及び第２の接続端子エリアを形成する工程と、一方の面に前記第１の接続端子エリアの前記外部接続用端子を露出させる工程と、他方の面に前記第２の接続端子エリアの前記外部接続用端子を露出させる工程とを有する、請求項１３に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項１７】
前記受動部品が薄膜導体層によって形成される、請求項１３に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項１８】
前記半導体部品エリアが複数形成される、請求項１３に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項１９】
前記受動部品エリアが複数形成される、請求項１３に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項２０】
前記ベースフィルムと前記導体層の間に金属板を配置する工程と、前記金属板と前記金属キャップとの間に前記半導体部品を配置する工程とを有する、請求項１３に記載の半導体モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュール、特に、ベースフィルム上に半導体部品を固定しこの半導体部品上をカバーフィルムによって覆って収納実装する半導体モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の通信・携帯電話の高周波装置の小型化に伴い、実装面積がますます縮小化していく中で、通信フィルターＩＣなどでは、信号のクロストークを低減して良好なアイソレーション状態及び良好な放熱性を保持した状態で、高密度実装を行うことが要求されている。
【０００３】
図１５は、従来技術による携帯電話用ＲＦモジュールの例の概略構成例を説明する図である。
【０００４】
図１５に示す携帯電話用ＲＦモジュールは、３つのＤＰＸ（デュプレクサ）、即ち、ＤＰＸ１、ＤＰＸ２、ＤＰＸ３、及び、各ＤＰＸの制御を行うＩＣ−Ｃｈｉｐを含んでいる。各ＤＰＸは、送信用のフィルタが形成された送信チップ基板、受信用のフィルタが形成された受信チップ基板、インピーダンス整合や位相シフタなどを構成するインダクタやキャパシタから構成され、送信信号と受信信号の分離を行う機能をもっている。各ＤＰＸは、送信用出力端子及び受信用入力端子を有している。
【０００５】
図１５に示す例では、上記の各ＤＰＸに形成された送信用及び受信用フィルタは、帯域通過フィルタであり互いに異なる通過域をもっている。ＤＰＸ１、ＤＰＸ２、ＤＰＸ３のうち、１つのＤＰＸでは、送信及び受信チップ基板は同時に動作しているが、他の２つのＤＰＸは休止している。ＩＣ−Ｃｈｉｐは、制御のためのコントロール端子、電源端子、アース端子を有している。
【０００６】
フレキシブル基板は微細な配線パターンを高密度に形成することができるので、多用されている。従来、半導体部品や受動部品等をパッケージした状態でフレキシブル基板に実装をしていた。
【０００７】
フレキシブル基板を用いた半導体パッケージに関する文献、例えば、後記する特許文献１には、金属板に予め絞り加工により予め凹部を形成しておく工程と、フレキシブル配線基板にフィルム状熱可塑性接着剤をラミネートする工程と、金属板にフレキシブル配線基板をフィルム状熱可塑性接着剤を介して凹部形状に倣うように熱圧着する工程と、半導体素子チップを金属基板の凹部に搭載し半導体チップとフレキシブル配線基板とをワイヤーボンディングにより電気的に接続する工程と、光透過性基板を金属基板に接着し封止する工程とを有する半導体パッケージの記載がある。
【０００８】
図１６は、特許文献１に記載の従来技術による半導体パッケージの製造方法を説明する図である。
【０００９】
この従来技術による半導体パッケージの製造方法は次の通りである。金属基板５１に絞り加工を行い、固体撮像素子チップを搭載するための凹部を形成し、フレキシブル配線基板５２にフィルム状熱可塑性接着剤５３を熱圧着機又は熱ロールによって仮接着する。フレキシブル配線基板５２は、カバーレイフィルム６１、銅配線６２、絶縁ベースフィルム６３、コネクタ差し込み部補強板６４から構成されている。絞り加工により凹部を形成した金属基板５１に、フレキシブル配線基板５２を先に仮接着したフィルム状熱可塑性接着剤５３を介して、熱圧着する。これにより金属基板５１の凹部形状に倣うようにフレキシブル配線基板５２が接着される。
【００１０】
次に、固体撮像素子チップ５５を金属基板５１の凹部にダイボンド剤によりダイボンデイングする。更に、固体撮像素子チップ５５とフレキシブル配線基板５２をボンデイングワイヤー５４でワイヤーボンディングにより電気的に接続する。最後に、少なくともどちらか一方の面に遮光部材５７が形成されている光透過性基板５６を金属基板５１に接着されたフレキシブル配線基板５２に接着剤５８で接着して、密封封止する。
【００１１】
複数の半導体チップを１つのモジュールに高密度実装するマルチチップモジュールの技術が知られている（例えば、後記する特許文献２を参照。）。
【００１２】
特許文献２には、少なくとも１つの半導体チップと、それらを搭載するための基板と、その基板上に形成され半導体チップと電気的に接続された配線とからなる半導体モジュールにおいて、基板を折り畳むことにより多層化を行い、基板の層間を接着手段により接着する半導体モジュールの記載があり、この半導体モジュールにおいて、（１）配線に少なくとも１つの能動素子又は受動素子を電気的に接続すること、（２）折り畳んだ基板の層間に熱拡散用基板を配置すること、（３）折り畳んだ基板の層間に剛性確保用基板を配置することが記載され、これにより、半導体チップと能動素子又は受動素子を内蔵し、半導体チップの放熱性を向上し、剛性を上げた、３次元に積層可能な半導体モジュールが作製可能になるという効果の記載がある。
【００１３】
以下、特許文献２に記載の図２に基づいて従来技術による半導体モジュールを説明する。
【００１４】
図１７は、特許文献２に記載の従来技術による半導体モジュールを説明する図であり、（Ａ）は展開図、（Ｂ）は断面図である。
【００１５】
図１７（Ａ）は、フィルム上に各種部品を搭載した状態の半導体モジュールであり、１０１は半導体チップ、１０２は絶縁フィルムテープ、１０３は配線、１０４は半田ボール、１１０はパーフォレーション、１１１は切取り線、１１２は山折線、１１３は谷折線である。図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）の切取り線１１１を切断し、山折線１１２を山折し、谷折線１１３谷折して、接着フィルム１０５により接着し形成した状態の半導体モジュールを示している。この半導体モジュールでは、半導体チップ１０１と単体の受動素子であるバイパスコンデンサ２０１とを、絶縁フィルムテープ１０２に電気的に接続した後に折り畳み、モジュールを形成している。
【００１６】
予め、絶縁フィルムテープ１０２の上に、銅配線１０３と、配線基板との接続端子である半田ボール１０４とを形成しておき、次に、銅配線１０３と半導体チップ１０１とを、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）の作製の際に用いられるＴＡＢ（Tape Automated Bonding）技術を用いることにより、電気的に接続する。そして、半導体チップ１０１の周囲の近傍と、絶縁フィルムテープ１０２の右端にバイパスコンデンサ２０１を配置し、銅配線１０３と電気的に接続する。その際に、半導体チップ１０１の周囲に配置するバイパスコンデンサ２０１は、絶縁フィルムテープ１０２を折り畳む際に互いに干渉しない位置に配置する。
【００１７】
次に、絶縁フィルムテープ１０２のパーフォレーション１１０の部分を切取り線１１１から切断する。最後に、絶縁フィルムテープ１０２を、山折線１１２と谷折線１１３の部分で、それぞれ山折、谷折した後、絶縁フィルムテープ１０２の折り重なっている層間の部分を接着フィルム１０５により接着する。
【００１８】
絶縁フィルムテープ１０２上に２次元的に半導体チップ１０１と、銅配線１０３と、半田ボール１０４とを配置した後に、３次元的に折り畳むことによりモジュールを形成するために、バイアホールやスルーホールを用いることなく、３次元的な積層構造をもつ半導体モジュールを製造することが可能となる。また、バイパスコンデンサ２０１を半導体チップ１０１の近傍に配置するので、半導体モジュールの接続端子による寄生インダクタンスをバイパスできるので、安定した電源供給ができ、その結果、半導体モジュールの高速動作が可能になる。
【００１９】
通常のＴＣＰでは、テープの厚さが５０μｍ程度、銅配線の厚さが３０μｍ程度、半導体チップの厚さが数百μｍ程度なので、パッケージの厚さは合計でも数百μｍ程度である。図１７に示す半導体モジュールは、ＴＣＰを複数枚積み重ねた程度の厚みになるので、１０層構造の半導体モジュールでも数ｍｍ程度の厚さで実現可能となる。
【００２０】
【特許文献１】特開２００４−３４９３６９号公報（段落０００９〜００１５）
【特許文献２】特開平１０−２４２３７９号公報（特許請求の範囲、段落００１５〜００１８、段落００２６〜００３０、段落００４８〜００５０、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
半導体装置に使用される高周波モジュールを設計する場合、小型化に対する配慮と共に、放熱特性、信号線路のアイソレーション特性の維持に対する配慮が重要である。例えば、通信・携帯電話の高周波装置の小型化を実現する際に、使用される半導体部品の特性の劣化させることなく安定して動作させることが重要である。通信・携帯電話の高周波装置に限らず一般の情報機器の安定な動作の実現のために、特に、半導体部品に加わる外部力からの保護、気密性の保持、放熱特性、信号のクロストークの低減（アイソレーション特性の保持）に関する配慮が、半導体部品の信頼性の高い高密度実装の実現にとって重要である。
【００２２】
従来、半導体モジュールは、ある大きさをもつパッケージに半導体部が収納された半導体パッケージ、及び、多層の積層構造をもったり異なる高さをもつ多数の受動部品を実装する構造となっており、半導体モジュールの実装面積と高さを希望する所望の値とすることが困難であった。また、放熱のためのパターンやビアを形成したり、信号のクロストークを低減させるためにモジュール内にベタグランド（全面グランド）を形成するための制限が生じるため、モジュール全体が大きくなってしまい、高さも高くなるという問題があった。
【００２３】
従来、配線パターンを高密度に形成できるフレキシブル基板に半導体部品や受動部品を搭載して多種多様な機器が製造されていたが、これらではパッケージ化された半導体部品や受動部品がフレキシブル基板に搭載されていた。このため、パッケージの大きさによって半導体部品の配列が自由にできず、高密度実装の妨げとなっており、機器の製造工程や使用される環境で加わる外力からの半導体部品の保護、気密性の保持、放熱性の保持、アイソレーション特性の保持等を、部品のサイズの増大を招くことなく実現することが強く望まれている。
【００２４】
フレキシブル基板を用いた半導体パッケージに関する特許文献１に記載の技術は、金属基板上に配線パターンを形成し、配線パターンと金属基板を一体に絞り加工をおこなって半導体チップを搭載する凹部を形成することによって得られる半導体パッケージにおける、配線パターンにクラックや断線が生じるという問題、一体に絞り加工を行う点から絶縁層、導体パターン及び保護絶縁層の材料の選定や絞り加工形状に制約されるという問題(特許文献１の段落０００６、０００８を参照。)を解決するものである。
【００２５】
特許文献１では、図１６に示したように、固体撮像素子チップ５５は金属基板５１の凹部にダイボンド剤によりダイボンデイングされ、固体撮像素子チップ５５はボンデイングワイヤー５４でフレキシブル配線基板５２に電気的に接続されており、チップ５５はフレキシブル配線基板５２に保持固定される構造とはなっていない。
【００２６】
また、チップ５５は、その下部が金属基板５１の凹部の低部に固定され、金属基板５１と光透過性基板５６によって挟まれる空間に密封封止されているが、チップ５５の上部のボンデイングワイヤー５４のループ形状が、光透過性基板５６の金属基板５１への接着を妨害しないように金属基板の５１の最上面より低くなるように調整されており（特許文献の段落００１５を参照。）、チップ５５は金属基板５１と光透過性基板５６とによって保護された状態となっている。
【００２７】
しかし、チップ５５の上部には光透過性基板５６を配置できるが、光経路を妨害する構成要素をチップ５５の上方に配置することはできない。従って、チップ５５の上方に保護キャップや放熱ヒートシンクを配置できる構成をとることはできない。特許文献１は光学素子チップの気密封止の技術を示しているが、外力からの半導体部品の保護、気密性の保持、放熱性の保持、アイソレーション特性の保持等を、部品のサイズの増大を招くことなく実現し高密度実装を可能にする技術を示唆するものではない。
【００２８】
特許文献２に記載の半導体モジュールでは、基板上に形成した配線と半導体チップとを電気的に接続し、基板を折り畳むことにより多層化を行い、基板の層間を接着手段により接着する(段落００１５を参照。)。そして、図１７に示したように、基板として絶縁フィルムテープ１０２を使用し、この絶縁フィルムテープ１０２上に各種部品を搭載し、半導体チップ１０１と、単体の受動素子であるバイパスコンデンサ２０１とを、絶縁フィルムテープ１０２に電気的に接続した後に、折り畳み半導体モジュールを形成している(段落００２７〜００２８を参照。)。
【００２９】
特許文献２に記載の半導体モジュールでは、単体の受動素子をフィルムに搭載してフィルムを折り畳み、３次元的な積層構造をもつ半導体モジュールを製造しているが、フィルムに単体の受動素子を搭載するため、単体の受動素子のもつ比較的大きな面積のため限られたフィルムの面積の領域には、限られた数の単体の受動素子しか搭載できないという問題、単体の受動素子のもつ比較的大きな高さ寸法のため３次元的に積層した場合に、高さ寸法が層数に比例して増大するという問題がある。即ち、半導体モジュールの小型化に際して、単体の受動素子を使用することによる限界がある。特に、高度な機能をもつ半導体モジュールを実現させるために、多数の単体の能動素子、受動素子を使用する場合には、半導体モジュールの小型化は非常に困難となる。
【００３０】
また、特許文献２に記載の技術では、１次元方向に伸長する絶縁フィルムテープ１０２を使用するため、多数の能動素子や受動素子を搭載する場合、各素子間を繋ぐ配線長が増大して配線遅延を生じ高速動作の妨げになるという問題を生じる。
更に、特許文献２に記載の技術では、各種部品が搭載された絶縁フィルムテープ１０２を折り畳む際に、剛性確保用基板を合わせて接着し積層しているが、絶縁フィルムテープ１０２を折り畳み３次元的な積層を行う際に、各種部品、特にベアチップに加わる外力に対する配慮がなされておらず、半導体モジュールの信頼性に問題を残している。
【００３１】
なお、図１７に示すように、特許文献２には、半導体チップよりも高さが高いバイパスコンデンサがフィルムに搭載されることが図示されている、即ち、単体の受動部品をフィルムに搭載することの記載はある。
【００３２】
本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、外力から半導体部品を保護し、且つ、気密性が保持された中空空間に半導体部品の実装を行うことが可能な小型化され、かつ受動部品を組み合わせた半導体モジュール及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
即ち、本発明は、電気的絶縁性及び柔軟性のあるベースフィルム上に半導体部品が固定された半導体部品エリアと、前記ベースフィルム上に受動部品が形成され、前記半導体部品エリアに隣接した受動部品エリアとを有し、少なくとも前記半導体部品上が電気的絶縁性及び柔軟性のあるカバーフィルムによって覆われ、前記ベースフィルムと前記カバーフィルムとの間に配置される導体層に前記半導体部品が電気的に接続されており、前記半導体部品エリア及び前記受動部品エリアの一方が他方に対して、少なくとも部分的に重なり合うように折曲されている半導体モジュールに係るものである。
【００３４】
また、本発明は、電気的絶縁性及び柔軟性のあるベースフィルム上に半導体部品が固定された半導体部品エリアと、前記ベースフィルム上に受動部品が形成され、前記半導体部品エリアに隣接した受動部品エリアとを有し、少なくとも前記半導体部品上が電気的絶縁性及び柔軟性のあるカバーフィルムによって覆われ、前記ベースフィルムと前記カバーフィルムとの間に配置される導体層に前記半導体部品が電気的に接続されており、前記半導体部品エリア及び前記受動部品エリアの一方が他方に対して、少なくとも部分的に重なり合うように組み立てられる半導体モジュールに係るものである。
【００３５】
また、本発明は、電気的絶縁性及び柔軟性のあるベースフィルム上に半導体部品が固定される半導体部品エリアを形成する工程と、前記半導体部品エリアに隣接し、前記ベースフィルム上に受動部品が形成された受動部品エリアを形成する工程と、少なくとも前記半導体部品上を電気的絶縁性及び柔軟性のあるカバーフィルムによって覆い、前記ベースフィルムと前記カバーフィルムの間に配置された導体層と前記半導体部品とを電気的に接続する工程と、前記半導体部品エリア及び前記受動部品エリアの一方が他方に対して、少なくとも部分的に重なり合うように折曲される工程とを有する半導体モジュールの製造方法
に係るものである。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、電気的絶縁性及び柔軟性のあるベースフィルム上に半導体部品が固定され、少なくともこの半導体部品上がカバーフィルムによって覆われて、ベアチップをはじめとする半導体部品が収納実装され、ベースフィルム及びカバーフィルムは機械的強度をもち且つ柔軟性をもっているので、外力から半導体部品を保護し且つ気密性の保持を行うことが可能な小型化され、かつ受動部品を組み合わせた半導体モジュール及びその製造方法を提供することができる。
【００３７】
また、積層モジュールの展開形をユーザに提供することができるので、ユーザは目的に応じた自由な順序で積層モジュールの展開形を折り畳み３次元的に積層して小型のモジュールを使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の半導体モジュールでは、前記半導体部品が、前記ベースフィルムと前記カバーフィルムによって形成される中空空間に実装される構成とするのがよい。ベースフィルム及びカバーフィルムによって形成される中空空間は気密な空間であり外気から遮断されているので、半導体部品の安定動作環境が保持されることになる。
【００３９】
また、前記導電層が前記ベースフィルムに形成される構成とするのがよい。これによって、半導体部品の接続用端子と導体層とを最短距離で電気的に接続し固定することができる。
【００４０】
また、前記受動部品が前記ベースフィルム上の電気絶縁層に内接して形成される構成とするのがよい。これによって、受動部品エリアにおいてカバーフィルムとべースフィルムによって挟まれる受動部品を形成することができる。
【００４１】
また、前記半導体部品エリアと前記受動部品エリアとの間が前記導体層によって接続される構成とするのがよい。これによって、半導体部品と受動部品とを電気的に接続することができ、高度な機能をもつ半導体モジュールを実現することができる。
【００４２】
また、前記ベースフィルム上に外部接続用端子が形成される接続端子エリアを有し、前記接続端子エリアの前記外部接続用端子が少なくとも一方の面に露出する構成とするのがよい。半導体モジュールを小型化することができ、ＢＧＡ（Ball Grid Array）を用いて、外部の機能回路と最短距離で電気的に接続することができる。
【００４３】
また、前記ベースフィルム上に外部接続用端子が形成される第１及び第２の接続端子エリアを有し、前記一方の面に前記第１の接続端子エリアの前記外部接続用端子が露出され、他方の面に前記第２の接続端子エリアの前記外部接続用端子が露出する構成とするのがよい。これによって、半導体モジュールの最上面及び最下面の２面から外部の機能回路に電気的に接続することができ、多数のベアチップを高密度にベアチップエリアに実装しても配線に問題は生じない。また、このような構成による半導体モジュールでは、３次元実装による半導体装置の構築に用いることができ、半導体装置の小型化を図ることができる。
【００４４】
また、前記半導体部品エリアと前記接続端子エリアとの間が導体層によって接続されている構成とするのがよい。これによって、半導体部品エリアには基本的に半導体部品を高密度に実装して、多数の半導体部品と外部接続用端子とを電気的に接続することができ、外部接続用端子からの制御信号の入力によって半導体部品を制御することができ、制御信号に基づいて処理された結果を、外部接続用端子を介して外部の機能回路に出力することができ、高度な機能をもつ半導体モジュールを実現することができる。
【００４５】
また、前記半導体部品エリアを複数有する構成とするのがよい。これにより複雑な処理を行うことができる高度な半導体モジュールを実現することができる。
また、前記受動部品エリアを複数有する構成とするのがよい。これにより、同上の高度な半導体モジュールを実現することができる。
【００４６】
また、前記半導体部品を覆う金属キャップを有する構成とするのがよい。これによって一方向からの外力から半導体部品を保護して機械的強度をもたせ半導体モジュールの信頼性を向上させることができる。
【００４７】
また、前記半導体部品と前記金属キャップとが密着している構成とするのがよい。この密着により半導体部品の放熱性を向上させると共に半導体モジュールの機械的強度をもたせることができる。
【００４８】
また、前記金属キャップに密着する放熱用部材を有する構成とするのがよい。これによって、半導体部品の放熱性を更に向上させることができる。
【００４９】
また、前記ベースフィルムと前記導体層の間に金属板が配置され、前記半導体部品は、前記金属板と前記金属キャップとの間に配置される構成とするのがよい。上記の一方向とは反対の他方向からの外力から半導体部品を保護して機械的強度をもたせると共に、金属キャップと金属板により両方向からの外力から半導体部品を保護することによって、半導体モジュールの信頼性をより向上させることができる。
【００５０】
本発明の半導体モジュールの製造方法では、前記ベースフィルムと前記カバーフィルムによって、前記半導体部品を実装する中空空間が形成される構成とするのがよい。また、前記導電層を前記ベースフィルムに形成する工程を有する構成とするのがよい。また、前記受動部品が前記ベースフィルム上の電気絶縁層に内接して形成さている構成とするのがよい。また、前記ベースフィルム上に外部接続用端子が形成された接続端子エリアを形成する工程を有する構成とするのがよい。また、前記外部接続用端子を少なくとも一方の面に露出させる工程を有する構成とするのがよい。また、前記ベースフィルム上に外部接続用端子が形成された第１及び第２の接続端子エリアを形成する工程と、一方の面に前記第１の接続端子エリアの前記外部接続用端子を露出させる工程と、他方の面に前記第２の接続端子エリアの前記外部接続用端子を露出させる工程とを有する構成とすることが望ましい。
【００５１】
また、前記半導体部品エリアが複数形成される構成とするのがよい。また、前記半導体部品を金属キャップで覆う工程を有する構成とするのがよい。また、前記半導体部品と前記金属キャップとを密着させる構成とするのがよい。また、前記金属キャップに放熱用部材を密着せせる工程を有する構成とするのがよい。また、前記ベースフィルムと前記導体層の間に金属板を配置する工程と、前記金属板と前記金属キャップとの間に前記半導体部品を配置する工程とを有する構成とするのがよい。
【００５２】
以上によって、従来のフレキシブル基板の製造工程の中に、ベースフィルムと導体層の間に金属板を配置し、半導体部品を金属板と金属キャップとの間に配置し、半導体部品を金属キャップで覆い、半導体部品と金属キャップとを密着させ、金属キャップに放熱用部材を密着させて、ベースフィルムとカバーフィルムとの間に中空空間に半導体部品を実装して、受動部品をベースフィルムとカバーフィルムとの間に形成し、少なくとも一方の側の面に外部接続用端子を露出させる構成とするので、半導体部品を外力から保護し且つ気密性の保持を行い、放熱特性、信頼性を向上させることができ、小型化され、かつ、受動部品を組み合わせた半導体モジュールの製造方法を提供することができる。
【００５３】
ここで、以下の説明で使用する「フィルム」、「銅箔」、「接着剤層」について説明しておく。「フィルム」は、従来のフレキシブル配線基板(又は、シート)で多用されているベースフィルムやカバーフィルムと同様のものであり、電気絶縁性及び柔軟性をもち、屈曲可能なものである。例えば、ポリイミド樹脂、ガラスエポキシ樹脂、フッ素樹脂等からなるフィルム、熱可塑性樹脂からなるフィルムが使用される。「銅箔」、「接着剤層」もそれぞれ、従来のフレキシブル配線基板(又は、シート)で多用されている銅箔、接着剤層と同様のものである。
【００５４】
実施の形態
まず、本実施の形態による半導体モジュール（以下、積層モジュールという）の概要構成について説明する。
【００５５】
積層モジュールは、電気的絶縁性及び柔軟性のあるベースフィルム上に半導体部品が固定される半導体部品エリアと、ベースフィルム上に受動部品が形成される受動部品エリアと、ベースフィルム上に外部接続用端子が形成される接続端子エリアとを有しており、少なくとも半導体部品上が電気的絶縁性及び柔軟性のあるカバーフィルムによって覆われており、記ベースフィルムとカバーフィルムとの間に配置される導体層に半導体部品が電気的に接続されており、接続端子エリアの外部接続用端子を積層モジュールの少なくとも一方の面に露出させるように、隣接する２つエリアの間で折り畳まれ積層されている構造をもっている。
【００５６】
本実施の形態による積層モジュールは、ベアチップだけを実装したベアチップ実装エリア、受動部品を配線により形成した受動部品エリア、モジュールを実装するための端子を配置した接続端子エリアから構成され、各エリアは正方形又は長方形の形状をもっている。例えば、高周波回路を、上記の３エリアに分割してフレキシブルシートを用いて形成し、所望のエリア間に銅フレームを折り込むように配置して、３次元的に各エリアを積層して積層モジュールを構成する。
【００５７】
上記の３つのエリア（正方形又は長方形の形状をもつ）の配置による積層モジュールの展開形は、各エリア間を繋ぐ配線長を考慮して作製され、展開形の形状と、展開形の折り畳み方により、モジュールの厚さ及び実装面積を小さくし、放熱、信号のアイソレーションを改善することができる。積層モジュールはフレキシブルシートを用いて形成され、フレキシブルシートが折りやすいことを利用して、展開形の各エリアを折り畳み積層することによって、薄型の小型とすることができ、モジュールの実装面積を小さくすることができ、銅フレームが配置されるエリア位置で信号のアイソレーション、放熱性を改善することができる。
【００５８】
本実施の形態による積層モジュールでは、最小単位の半導体部品（例えば、ベアチップ）の単数又は複数個を導体層に接続し、薄いフレキシブルシートを構成するベースフィルムとカバーフィルムによって形成される中空空間に、半導体部品をパッケージ化することなく実装し、モジュールのより小型化をはかり、このモジュールが使用される周辺基板の形状や配置に合わせることができる。
【００５９】
積層モジュールの展開形の折り畳み実装構造を利用することによって設計の自由度を増し、信号特性、放熱性の保持、改善を考慮しても薄型化、小型化することができる。  積層モジュールの展開形において、各エリアの配置位置を変更することにより、インダクタ値を可変したり、インピーダンスマッチングを調整することができる。また、エリアの数を増やすことにより、積層モジュールに実装する部品数が増えた際にも対応できる。
【００６０】
また、所望のエリア間に折り込んだ銅フレームにより、積層モジュールに実装する部品の数、積層モジュールの実装面積や厚さ、受動部品の電気的ＬＣＲ値の調整をおこなっても、放熱のためのヒートシンクを形成したり、各エリア間の電気的アイソレーション、受動部品間の信号のアイソレーションを改善させることができる。この銅フレームは熱伝導率が大きく、また電気的抵抗が小さいため高周波回路のＱ値が高くできるため、高周波モジュールに向いている。
【００６１】
本実施の形態の積層モジュールでは、受動部品を、フレキシブルシートの配線パターンの一部に形成するので、受動部品の数が多くなってもモジュールをある程度に薄型化、小型化することができ、モジュールが実装され使用される基板の大きさに合わせて設計することができる。また、放熱が必要とされるエリアに銅フレームを付け、モジュールが実装される基板上の放熱できる部位まで、熱伝導率の高い銅フレームで熱を運び冷却することができ、信号ラインのクロストークやアイソレーションを必要とするエリアに接するように銅フレームを挟み、上記の展開形を折り畳んで積層することにより、特性を改善させることができる。
【００６２】
図１は、本発明の実施の形態における積層モジュール１０Ａの構成を説明する図であり、図１（Ａ）は積層モジュール１０Ａの展開形を説明する斜視図であり、図１（Ｂ）は展開形１０ａの平面図、図１（Ｃ）は積層モジュール１０Ａの斜視図である。
【００６３】
図２は、本実施の形態における積層モジュール１０Ａの構成を説明する断面図であり、図２（Ａ）は図１（Ｃ）に示すＸ−Ｘ部の断面図、図２（Ｂ）は図１（Ｃ）に示すＹ−Ｙ部の断面図である。
【００６４】
なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）において、カバーフィルムは図示していない。また、ベアチップ群１３は、後述する図５に示すベアチップ１３ａ〜１３ｈをまとめて示している。
【００６５】
また、図２では、接続用端子４２、半田ボール３１、外部接続用端子４３は多数必要であるが、図２では、図を単純にするために２個のみを示している（後述する、図６、図７、図１０、図１３についても同様である。）。
【００６６】
また、図２では、図を単純にするために、後述する図３、図６、図７に示すベースフィルム２０、銅箔２６の層、接着剤層２４、カバーフィルム３４を区別せず纏めてフィルム部１９として示し、後述する図９に示す配線パターンの部分を纏めて点線で示した配線部４５として示している（後述する図１０、図１３についても同様である。）。
【００６７】
図１（Ａ）に示すように、積層モジュールの展開形１０ａは、ベアチップエリア１２、受動部品エリア１４ａ、１４ｂ、及び、接続端子エリア１６から構成され、ベアチップ群１３には放熱ヒートシンク１８が密着して配置されている。
【００６８】
ベアチップエリア１２には、ベアチップ群１３の各ベアチップの接続用端子４２の配置に対応して接続用端子４２が形成されフリップチップ実装によって、ベアチップ群１３と配線部４５とが電気的に接続される。受動部品エリア１４ａ、１４ｂには受動部品が形成され、受動部品はベースフィルムとカバーフィルムとの間に形成される。接続端子エリア１６には、インタポーザ基板又は外部の機能回路部に接続するための外部接続用端子４３が形成されている。
【００６９】
図１（Ｃ）、図２に示す積層モジュール１０Ａは、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す積層モジュールの展開形１０ａを、後述する図４に示す工程によって折り畳み、折り畳んだエリアを接着剤１７によって他のエリアに接着固定した結果を示している。
【００７０】
この積層モジュール１０Ａでは、最上部に放熱ヒートシンク１８が手前側に折り畳まれて接着剤１７によって受動部品エリア１４に接着固定されている。そして、最下部に接続端子エリア１６が折り畳まれて接着剤１７によってベアチップエリア１２に接着固定されている。
【００７１】
この接続端子エリア１６に形成された外部接続用端子４３は外部に露出している。この外部接続用端子４３は、例えば、インタポーザ基板に接続され、積層モジュール１０Ａをインタポーザ基板に実装することができる。或いは、外部接続用端子４３を介して積層モジュール１０Ａを所望の機能を実行する機能回路に接続することができる。
【００７２】
なお、最上部に露出する放熱ヒートシンク１８の他端は、積層モジュール１０Ａが実装され使用される機器における放熱可能な部位に配置され、放熱ヒートシンク１８は、この放熱可能な部位まで熱を運び、積層モジュール１０Ａの内部に実装されたべアチップ群１３、及び、受動部品エリア１４ｂを冷却することができる。
【００７３】
図２に示すように、金属ベース（板）２２が埋め込まれたフィルム部１９の内部に配線部４５が形成され、この配線部４５に電気的に繋がる接続用端子４２とベアチップ群１３の接続用端子４２とがフリップチップ実装によって、半田ボール（バンプ）３１を介して電気的に接続され、ベアチップ群１３が、積層モジュール１０Ａのベアチップエリア１２に実装されている。
【００７４】
ベアチップ群１３には、フィルム部１９の内部で金属キャップ３２が密着して装着され、更に、金属キャップ３２には放熱ヒートシンク１８が密着して装着されている。この結果、ベアチップ群１３は、フィルム部１９に覆われる気密な中空空間に実装されることになる。また、ベアチップ群１３は、金属キャップ３２と金属ベース２２によって挟まれ、更に、フィルム部１９を構成する後述するベースフィルム２０とカバーフィルム３４によって挟まれるので、外力から保護され信頼性を保持することができる。
【００７５】
また、ベアチップ群１３と金属キャップ３２と放熱ヒートシンク１８を、接着剤を使用せずダイレクトにコンタクトさせて放熱経路を構成しているので、ベアチップ群１３からの放熱による特性変動を改善することができ、更に、金属ベース２２、金属キャップ３２、放熱ヒートシンク１８をそれぞれ、図示しない配線によって、配線部４５に形成されている共通グランド線に接続することによって、信号ラインのアイソレーションを向上させ、信号ラインの特性を改善することができる。
【００７６】
このように、最小部品であるベアチップの複数個を集約させて実装することによって実装面積を低減させることができ、しかも、アイソレーション特性及び信頼性を向上させることができる積層モジュール１０Ａを実現することができる。
【００７７】
以下、本実施の形態における積層モジュールの製造方法について詳細に説明する。
【００７８】
まず、積層モジュールの製造方法の概要について説明する。
【００７９】
積層モジュールの製造方法は、電気的絶縁性及び柔軟性のあるベースフィルムに形成された導体層に、半導体部品を電気的に接続するための接続用端子が形成された半導体部品エリア、電気的絶縁性及び柔軟性のあるカバーフィルムとベースフィルムとの間に受動部品が形成された受動部品エリア、及び、外部の機能回路に接続するための外部接続用端子が形成された接続端子エリアをそれぞれ作成する工程と、半導体部品の接続用端子と導体層とを電気的に接続する工程と、上記のカバーフィルムによって少なくとも半導体部品を覆う工程と、少なくとも一方の面に接続端子エリアの外部接続用端子を露出させるように、隣接するエリアの間で折り畳みを行って積層する工程とを有している。
【００８０】
図３は、本実施の形態における積層モジュール１０Ａの製造工程を説明する斜視である。
【００８１】
図４は、図３に続く製造工程を説明する図であり、折り畳み手順例を説明する斜視図である。
【００８２】
なお、図３の（４）〜（９）では、ベースフィルム２０、銅箔、パターン、カバーフィルム３４の厚さを、図３の（９）では放熱ヒートシンク１８の厚さを無視して示している。また、図４では、カバーフィルムは図示していない。また、図４の（１０）〜（１４）では、ベースフィルムの厚さを、図４の（１１）〜（１４）では放熱ヒートシンク１８の厚さを無視して示している。
【００８３】
以下、図３によって、積層モジュールの展開形の製造の各工程について説明する。
【００８４】
（１）所望の厚さと大きさをもつベースフィルム２０と金属ベース２２を用意する。
【００８５】
（２）ベースフィルム２０に凹部を形成して、凹部に金属ベース２２を埋め込む。なお、金属ベース２２を収納可能な開口部をもつフィルムと開口部のないフィルムを貼り合わせて、凹部２１をもつベースフィルム２０を作製してもよい。
【００８６】
（３）ベースフィルム２０及び露出する金属ベース２２の上面に接着剤層２４を形成する。
【００８７】
（４）銅箔を貼付けて、導体パターンを形成する。
この銅箔に周知のエッチング技術を用いて、ベアチップエリア１２、受動部品エリア１４ａ、１４ｂ、接続端子エリア１６の各エリアにおける、部品（素子）、端子部、エリア内配線等の所望の導体パターンを形成する。
【００８８】
ベアチップエリア１２には、ベアチップ群１３の接続用端子４２が電気的に接続される接続用端子４２が形成され、受動部品エリア１４ａ、１４ｂには、後述するインダクタ、キャパシタ、電気抵抗等の受動部品（素子）が形成され、接続端子エリア１６には、外部接続用端子４３が形成される。
【００８９】
なお、ベアチップエリア１２における導体パターンについては、図６、図７で後述する。また、各エリアにおける導体パターンについては、図９、図１０で後述する。
【００９０】
ベアチップエリア１２と受動部品エリア１４ａ、１４ｂを繋ぐ配線パターン、ベアチップエリア１２と接続端子エリア１６を繋ぐ配線パターンも形成される。なお、各エリアの導体パターンは、必要に応じて多層構造とすることもできる。
【００９１】
また、（３）において、銅箔付きのフィルムを、ベースフィルム２０及び露出する金属ベース２２上に接着して、この銅箔に導体パターンを形成してもよい。
【００９２】
（５）ベアチップ群１３をフリップチップ実装によってベアチップエリア１２に電気的に接続する。ベアチップ群１３の実装例については、図５で詳述する。
【００９３】
（６）ベアチップ群１３に金属キャップ３２を装着する。
【００９４】
（７）ベースフィルムを切断して、積層モジュールの展開形１０ａの基本部分を製作する。
【００９５】
（８）金属キャップ３２に放熱ヒートシンク１８を装着する。
【００９６】
（９）放熱ヒートシンク１８が結合されたベアチップエリア１２、受動部品エリア１４ａ、１４ｂ、接続端子エリア１６に、カバーフィルム３４を密着させ、各エリアを覆う。
【００９７】
以上のようにして、積層モジュールの展開形１０が完成する。この積層モジュールの展開形１０は、ほぼフラットであり輸送に好適な形状をもっており、展開形の形で積層モジュールをユーザに提供することもできる。この場合、ユーザは、図４に示す折り畳みの順序にとらわれずに、所望の目的に応じて自由な順序で展開形を折り畳み積層モジュールを製作することができる。
【００９８】
積層モジュールの展開形１０ａは、図４で説明するように隣接するエリアは折り畳まれ、図２に示すように絶縁性接着剤１７によって接合されるので、ベアチップ群１３が確実に気密な中空空間に収納されるようにするため、少なくともベアチップエリア１２がカバーフィルム３４によって覆われる構成としてもよい。
【００９９】
なお、金属キャップ３２、ヒートシンク１８の装着については、図７で詳述し、ベアチップ群１３、金属キャップ３２、放熱ヒートシンク１８の３者の相互の関係については図８で詳述する。
【０１００】
次に、図３の（９）に続いて行われる、積層モジュールの展開形１０ａを折り畳む工程について説明する。図４において、（＊１）〜（＊４）は折り畳みの順序を示し、矢印付きの曲線は折り畳みの方法を示している。以下、折り畳みの各工程について説明する。
【０１０１】
（１０）折り畳みの順序（＊１）〜（＊４）を示している。
【０１０２】
（１１）受動部品エリア１４ａの上面（カバーフィルム面）又は／及びベアチップエリア１２（このエリアには放熱ヒートシンク１８が結合されている。）の上面に接着剤１７が塗布され、受動部品エリア１４ａがべアチップエリア１２の上面に折り畳まれ(順序（＊１）)、受動部品エリア１４ａの上面とベアチップエリア１２の上面とが接合された状態を示している。
【０１０３】
（１２）受動部品エリア１４ｂの上面（カバーフィルム面）又は／及び受動部品エリア１４ａの下面（ベースカバーフィルム面）に接着剤１７が塗布され、受動部品エリア１４ｂが受動部品エリア１４ａの下面に折り畳まれ(順序（＊２）)、受動部品エリア１４ｂの上面と受動部品エリア１４ａの下面とが接合された状態を示している。
【０１０４】
（１３）接続端子エリア１６の下面（ベースカバーフィルム面）又は／及びベアチップエリア１２の下面（ベースカバーフィルム面）に接着剤１７が塗布され、接続端子エリア１６がベアチップエリア１２の下面に折り畳まれ(順序（＊３）)、接続端子エリア１６の下面とベアチップエリア１２の下面とが接合された状態を示している。
【０１０５】
（１４）放熱ヒートシンク１８の一方の面又は／及び受動部品エリア１４ｂの下面（ベースカバーフィルム面）に接着剤１７が塗布され、放熱ヒートシンク１８の一方の面が受動部品エリア１４ｂの下面に折り畳まれ(順序（＊４）)、放熱ヒートシンク１８の一方の面と受動部品エリア１４ｂの下面とが接合された状態を示している。
【０１０６】
以上のようにして、図１（Ｃ）に示す積層モジュール１０Ａが完成する。柔軟性をもつベースフィルム及びベースフィルムによるフレキシブルシートによって、積層モジュールの展開形は形成されているので、展開形の折り畳みは容易に行うことができる。
【０１０７】
なお、図４に示す折り畳み順序において、（＊１）と（＊３）を入れ替えて、先に（＊３）を行い次に（＊１）を行ってもよい。また、折り畳み順序（＊１）と（＊２）とを入れ替えてもよい。更に、（＊４）を省略して放熱ヒートシンク１８を折り畳まない構造の積層モジュールとしてもよい。
【０１０８】
図５は、本実施の形態における積層モジュール１０Ａのベアチップエリア１２におけるベアチップ１３ａ〜１３ｈ(ベアチップ群１３)の配置例を説明する図であり、図５（Ａ）は斜視図、図５（Ｂ）は平面図である。図５では、ほぼ同じ大きさのベアチップ１３ａ〜１３ｇ、これらより小さなベアチップ１３ｈを示している。
【０１０９】
図１５に示す従来技術による携帯電話用ＲＦモジュールの例を、本実施の形態における積層モジュール１０Ａによって実現するには、例えば、図５に示す例において、ベチップ１３ｇを搭載しない構成として、次のようにして行うことができる。各ベアチップは可能な限り近接させ密集させて実装する。この時、信号干渉を生じなく信号のアイソレーション特性が保持されるように、各ベアチップ間の距離が調整される。
【０１１０】
図１５に示す携帯電話用ＲＦモジュールにおけるＤＰＸ１、ＤＰＸ２、ＤＰＸ３の各ＤＰＸを、送信用のフィルタが形成された送信チップ、受信用のフィルタが形成された受信チップ、及び、インピーダンス整合や位相シフタなどを構成するインダクタやキャパシタを含む受動部品が形成される受動部品回路部の３つで構成する。
【０１１１】
ＤＰＸ１を構成するために、送信チップをベアチップ１３ａ、受信チップをベアチップ１３ｄとしてベアチップエリア１２に搭載し、受動部品回路部を受動部品エリア１４ａに形成する。ＤＰＸ２を構成するために、送信チップをベアチップ１３ｂ、受信チップをベアチップ１３ｅとしてベアチップエリア１２に搭載し、受動部品回路部を受動部品エリア１４ａに形成する。ＤＰＸ３を構成するために、送信チップをベアチップ１３ｃ、受信チップをベアチップ１３ｆとしてベアチップエリア１２に搭載し、受動部品回路部を受動部品エリア１４ａに形成する。各ＤＰＸの制御を行うＩＣ−Ｃｈｉｐをベアチップ１３ｈとしてベアチップエリア１２に搭載する。
【０１１２】
なお、ＤＰＸ１、ＤＰＸ２、ＤＰＸ３の受動部品回路部は、受動部品エリア１４ａ、１４ｂに分けて形成してもよし、図１に示す構成の展開形の接続端子エリア１６に対向する位置に受動部品エリア１４ｃを更に追加して、それぞれ異なる受動部品エリア１４ａ、１４ｂ、１４ｃに形成することもできる。
【０１１３】
図５に示す例では、送信チップ(ベアチップ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ)は相互に隣接させ、受信チップ(ベアチップ１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ)は相互に隣接させて実装するが、送信信号と受信信号の分離を確実に行うために、送信チップ(ベアチップ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ)と受信チップ(ベアチップ１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ)との距離を離して実装している。
【０１１４】
図６は、本実施の形態における積層モジュール１０Ａのベアチップエリア１２を中心とした製造工程を説明する図であり、図１（Ａ）に示すＺ−Ｚ部の断面図であり、図７は、図６に続く製造工程を説明する断面図である。
【０１１５】
以下、図６及び図７を参照しながら製造の各工程を説明する。
【０１１６】
（１）所望のサイズのベースフィルム２０を用意する。
【０１１７】
（２）ベースフィルム２０に金属ベース２２を収納可能な凹部２１を機械加工又は気相エッチング等の手法を用いて形成する。なお、金属ベース２２を収納可能な開口部をもつフィルムと開口部のないフィルムを貼り合わせて、凹部２１をもつベースフィルム２０を作製することもできる。金属ベース２２の大きさは実装する単数又は複数のベアチップをカバーするに十分な大きさとする。
【０１１８】
（３）凹部２１に金属ベース２２を埋め込み、ベースフィルム２０及び露出する金属ベース２２上に接着剤を塗布して接着剤層２４を形成する。接着剤の塗布の代わりに接着剤シートを貼付して接着剤層２４を形成することもできる。また、ベースフィルム２０に金属ベース２２を装着し、ベースフィルム２０をその軟化点の近傍の温度まで加温した状態で、金属ベース２２をベースフィルム２０に加圧圧入させた後、室温に戻すようにして、金属ベース２２とベースフィルム２０とを一体化させてもよい。
【０１１９】
（４）（３）で形成された接着剤層２４の上に銅箔２６を貼り付ける。この銅箔２６の層に、単数又は複数のベアチップを接続する接続用端子、ベアチップエリア１２に形成されるこれらの接続用端子と接続端子エリア１６の外部接続用端子４３とを繋ぐ配線パターン、及び、ベアチップエリア１２に形成されるこれらの接続用端子と接続端子エリア１６の外部接続用端子４３とを繋ぐ配線パターンを形成する。なお、銅箔付きのフィルムを、ベースフィルム２０及び露出する金属ベース２２上に接着した後に、銅箔に、ベアチップを接続する接続用端子や配線パターンを形成することもできる。
【０１２０】
なお、ベアチップを接続する接続用端子や配線パターンの形成と同時に又は並行して、後述する図９で説明する、接続端子エリア１６の外部接続用端子４３及びこれに繋がる配線パターン、及び、受動部品エリア１４ａ、１４ｂのインダクタ、キャパシタ、電気抵抗等の受動部品及びこれらに繋がる配線パターンを形成する。
【０１２１】
（５）ベアチップを接続する接続用端子４２を除く、銅箔２６の層の領域を接着剤層２４によって覆う。接着剤層２４は絶縁性接着剤の塗布、接着フィルムの貼り付け、エポキシ樹脂のＢステージフィルムの使用によって形成できる。
【０１２２】
（６）露出する接続用端子４２にベアチップ群１３をフリップチップ実装する。単数のベアチップのフリップチップ実装の場合があってもよい。
【０１２３】
（７）実装されたベアチップ群１３が露出するように、（６）で形成された接着剤層２４に中間フィルム２８を装着する。なお、（６）に続いて、ベアチップ群１３が実装される領域を露出するように、形成された接着剤層２４に中間フィルム２８を装着した後に、露出する接続用端子４２にベアチップ群１３をフリップチップ実装してもよい。
【０１２４】
（８）実装されたベアチップ群１３及び中間フィルム２８に密着するように、金属キャップ３２を装着する。金属キャップ３２の大きさは、単数又は複数のベアチップをカバーするに十分な大きさとし、金属ベース２２とほぼ同じ大きさかそれよりも小さくする。
【０１２５】
（９）金属キャップ３２に密着するように、放熱ヒートシンク（ヒートシンク銅フレーム）１８を装着する。
【０１２６】
（１０）中間フィルム２８、放熱ヒートシン１８を覆うように接着剤層２４を形成する。
【０１２７】
（１１）（１０）で形成された接着層２４にカバーフィルム３４を装着する。なお、カバーフィルム３４の装着に先立って、機械的強度増大させるために、ベアチップの上部に、金属キャップ３２を覆うに十分な大きさをもつ基板をカバーとして装着した後に、この基板を接着剤層で覆い、この接着剤層及び（１０）で形成された接着層２４にカバーフィルム３４を装着してもよい。
【０１２８】
以上の工程によって、ベアチップ群１３がベアチップエリア１２に収納実装され、ベアチップエリア１２が、受動部品エリア１４ａ、１４ｂ、及び、接続端子エリア１６に配線パターンによって電気的に接続された、積層モジュールの展開形１０ａが完成する。ベアチップ群１３は、金属キャップ３２と金属ベース２２とによって挟まれ、更に、ベースフィルム２０とカバーフィルム３４によって挟まれて形成される気密な中空空間に実装されることになる。
【０１２９】
なお、（６）から（１１）を乾燥した希ガス又は中性ガスの雰囲気で行うことによって、中空空間は乾燥した希ガス又は中性ガスが残留するので、ベアチップ群１３は乾燥ガス雰囲気に封止され、結露を生じることはない。中空空間の気密性を良好にするためには、ベースフィルム２０、中間フィルム２８、カバーフィルム３４として、ガス透過率が小さいポリイミドフィルムを使用するのが好ましい。
【０１３０】
また、カバーフィルム３４に接着固定される金属キャップ３２の大きさを、ベースフィルム２０に埋め込まれこれと一体化された金属ベース２２とほぼ同じ大きさかそれよりも小さくするので、金属キャップ３２の側からの外力は金属ベース２２によって受け止められ、金属ベース２２の側からの外力は直接にベアチップ群１３に加わることがないので、ベアチップ群１３は外力から保護される。
【０１３１】
また、ベースフィルム２０、中間フィルム２８、カバーフィルム３４として、熱可塑性フィルムを使用しそのヒートシール性を利用して、接着剤層２４を設けずに各層間、例えば、ベースフィルム２０と銅箔２６との間、銅箔２６と中間フィルム２８との間、中間フィルム２８とカバーフィルム３４との間を貼り合わせることもできる。この場合、積層モジュールの展開形１０ａの最大厚さをより薄型にすることができる。
【０１３２】
図８は、本実施の形態における積層モジュール１０Ａ（積層モジュールの展開形１０ａ）のベアチップ群１３の近傍の金属キャップ３２及び放熱ヒートシンク１８の配置を説明する図であり、放熱ヒートシンク１８を内部より見た斜視図である。
【０１３３】
図８に示すように、ベアチップ群１３は金属キャップ３２の内部に収納され、銅箔２６の層に接続される接続用端子４２が形成された側、即ち、ベアチップ群１３の実装面の側で、ベアチップ群１３の一部分が金属キャップ３２の外側に出ている。そして、放熱ヒートシンク１８の一端に、金属キャップ３２全体を収納できる収納部をもち、他端は、ベアチップ群１３が実装されるベアチップエリア１２から、積層モジュール１０Ａが実装され使用される機器における放熱可能な部位に配置され、放熱ヒートシンク１８は、この放熱可能な部位まで熱を運び、積層モジュール１０Ａの内部を冷却することができる。
この結果、例えば、パワーＩＣのパワーロスを低減するためにＩＣの放熱が必要な場合は、ヒートシンク１８によって放熱性を向上させることができる。
【０１３４】
本実施の形態では、ベアチップ群１３と金属キャップ３２と放熱ヒートシンク１８とを、接着剤を使用せずダイレクトにコンタクトさせて放熱経路を構成しているので、ベアチップ群１３からの放熱による特性変動を改善することができ、更に、金属ベース２２、金属キャップ３２、放熱ヒートシンク１８をそれぞれ、図示しない配線によって、銅箔２６の層に形成されている共通グランド線に接続することによって、信号ラインのアイソレーションを向上させ、信号ラインの特性を改善することができる。
【０１３５】
図８では、ベアチップ群１３について示しているが、ベアチップが１個の場合でも同様な構成とすることは言うまでもない。
【０１３６】
以下、積層モジュール１０Ａの大きさ、その各層の厚さの例、及び、積層モジュールの展開形１０ａの大きさ及び厚さの例について説明する。
【０１３７】
金属ベース２２の厚さは１００μｍ、ベースフィルムの厚さは１１０μｍである。ベースフィルム２０を覆う接着層２４の厚さは１０μｍである。銅箔２６の層の厚さは５μｍ、銅箔２６に形成される接着層２４の厚さは１０μｍである。中間フィルム２８の厚さは１０μｍ、中間フィルム２８及び放熱ヒートシンク１８を覆う接着層２４の厚さは１０μｍである。カバーフィルム３４の厚さは１０μｍである。
【０１３８】
金属ベース２２の大きさは５ｍｍ×５ｍｍ、金属キャップ３２の大きさは５．５ｍｍ×５．５ｍｍである。金属キャップ３２のベアチップ群１３に重なる部分の厚さは１００μｍであり、金属キャップ３２に重なる部分の放熱ヒートシンク１８の厚さは１００μｍである。ベアチップ群１３の面積を４ｍｍ×４ｍｍ、高さは２００μｍである。
【０１３９】
以上の各値をとる場合、積層モジュールの展開形１０ａにおいて、ベアチップエリア１２の厚さは約０．５５ｍｍ、大きさは４ｍｍ×４ｍｍ、受動部品エリア１４ａ、１４ｂの厚さは２００μｍ、大きさは５ｍｍ×５ｍｍ、接続端子エリア１６の厚さは約０．１７ｍｍ、大きさは５ｍｍ×５ｍｍである。
【０１４０】
従って、図１（Ａ）に示す積層モジュールの展開形１０ａの、ベアチップエリア１２、受動部品エリア１４ａ、１４ｂ、及び、接続端子エリア１６からなる部分のｘ方向での長さは５．５ｍｍ、ｙ方向での長さは５．５ｍｍとなる。なお、ベアチップエリア１２とオーバーラップしない部分の放熱ヒートシンク１８の厚さは１００μｍである。
【０１４１】
また、積層モジュール１０Ａの高さは１．３ｍｍ、放熱ヒートシンク１８を除く面積は約３６ｍｍ2となる。
【０１４２】
なお、本実施の形態において、より実装密度を大きくするために、図１、図６、図７に示すｚ方向で複数のベアチップを積層し電気的に接続して中空空間に実装してもよいことは言うまでもない
図９は、本実施の形態における積層モジュール１０Ａの受動部品エリア１４ａ、１４ｂ、接続端子エリア１６の各エリアにおける配線パターンの例の概略を説明する平面図である。
【０１４３】
ベアチップエリア１２、受動部品エリア１４ａ、１４ｂ、接続端子エリア１６の各エリアにおける配線パターン（受動部品エリア１４ａ、１４ｂでは、インダクタ７０ａ〜７０ｊ、キャパシタ７２、電気抵抗７４、及び、これらの間を結ぶ線路を含む。）、及び、各エリアを電気的に接続する線路は、必要ならば、多層配線技術を用いて形成されるが、図９では、これらの配線パターンを同じ一つの面に投影して示している。
【０１４４】
図９において、渦巻き型によって示すインダクタ７０ａ〜７０ｊは、２層の薄膜導体層、又は、３層以上の薄膜導体層によって形成される。電気抵抗７４は、電気抵抗率の比較的大きな金属、合金を使用して形成され、キャパシタ７２は薄膜導体層に誘電体を挟みこんだ構造をもっている。図９に示す配線パターン及び受動部品は、ベースフィルム２０とカバーフィルム３４との間に形成される。
【０１４５】
図９では、図を単純にするために、受動部品エリア１４ａ、１４ｂの各エリアにおける受動素子の例とこれらの間を結ぶ配線の一部を図示し、接続端子エリア１６における外部接続用端子４３の配置例と配線の一部を図示している。
【０１４６】
なお、図９では、図５に示すベアチップ群１３の接続用端子４２(図２を参照。)に対応して形成される端子でありベアチップエリア１２における接続用端子４２(図２を参照。)、ベアチップエリア１２と受動部品エリア１４ａとの間の接続、ベアチップエリア１２と受動部品エリア１４ｂとの間の接続、ベアチップエリア１２と接続端子エリア１６との間の接続は図示していない。
【０１４７】
図９に示す配線パターンは単なる例示であり、積層モジュール１０Ａの機能を達成するように、単層又は多層の導体層を使用して周知の技術によって配線パターン、インダクタ、キャパシタ、電気抵抗、及び、これらの間を結ぶ線路を作成すればよい。
【０１４８】
図１０は、本実施の形態における積層モジュール１０Ａの受動部品エリア１４ａ、ベアチップエリア１２の構成を説明する図であり、図１０（Ａ）は、図１０（Ｂ）に示すＴ−Ｔ部の断面図であり、図１０（Ｂ）は、図１（Ａ）と同一の斜視図であり、断面部位を示している（但し、カバーフィルムは図示せず。）。
【０１４９】
図１０に示すベアチップエリア１２の構成は、図７の（１１）と同じである。図１０に示す受動部品エリア１４ａに形成される、配線パターン及び受動部品は、図９に関する説明と同じように、ベースフィルム２０とカバーフィルム３４との間に形成される。
【０１５０】
図１０（Ａ）では、銅箔２６の層と電気抵抗７４（導体）の間に挟まれる誘電体７３によってキャパシタ７２が形成されており、直列に結合されるキャパシタ７２と電気抵抗７４、及び、銅箔２６の層に接続されるインダクタ７０が模式的に示されている。
【０１５１】
図１１は、本実施の形態における積層モジュールの製造工程を説明する図であり、折り畳み手順の変形例を説明する図である。
【０１５２】
なお、図１１では、図４と同様に、カバーフィルムは図示していない。また、図１１の（１）〜（６）では、ベースフィルムの厚さを、図１１の（２）〜（６）では放熱ヒートシンク１８の厚さを無視して示している。
【０１５３】
以下では、図４に示す折り畳み順序と異なる順序によって積層モジュールを製作する。
【０１５４】
図１１において、（＊１）〜（＊５）は、図３の（９）に続いて行われる積層モジュールの展開形１０ａの折り畳みの順序を示し、矢印付きの曲線は折り畳みの方法を示している。以下、折り畳みの各工程について説明する。
【０１５５】
（１）折り畳みの順序（＊１）〜（＊５）を示している。
【０１５６】
（２）受動部品エリア１４ａの上面（カバーフィルム面）又は／及びベアチップエリア１２（このエリアには放熱ヒートシンク１８が結合されている。）の上面に接着剤１７が塗布され、受動部品エリア１４ａがベアチップエリア１２の上面に折り畳まれ(順序（＊１）)、受動部品エリア１４ａの上面とベアチップエリア１２の上面とが接合された状態を示している。
【０１５７】
（３）受動部品エリア１４ａの下面（ベースカバーフィルム面）又は／及び放熱ヒートシンク１８の一方の面に接着剤１７が塗布され、放熱ヒートシンク１８が受動部品エリア１４ａの下面に折り畳まれ(順序（＊２）)、受動部品エリア１４ａの下面と放熱ヒートシンク１８の一方の面とが接合され、更に、放熱ヒートシンク１８が折り畳まれ(順序（＊２）)、その一方の面と他方の面とが接着剤１７によって接合され、放熱ヒートシンク１８の他方の面が露出した状態を示している。
【０１５８】
（４）受動部品エリア１４ｂの上面（カバーフィルム面）又は／及び放熱ヒートシンク１８の他方の面に接着剤１７が塗布され、受動部品エリア１４ｂが放熱ヒートシンク１８の他方の面に折り畳まれ、(順序（＊３）)受動部品エリア１４ｂの上面と放熱ヒートシンク１８の他方の面とが接合された状態を示している。
【０１５９】
（５）接続端子エリア１６の下面（ベースカバーフィルム面）又は／及びベアチップエリア１２の下面（ベースカバーフィルム面）に接着剤１７が塗布され、接続端子エリア１６がベアチップエリア１２の下面に折り畳まれ(順序（＊４）)、接続端子エリア１６の下面とベアチップエリア１２の下面とが接合された状態を示している
（６）放熱ヒートシンク１８が他の部分と接合されていない部分を折り畳まれた(順序（＊５）)後の状態を示している。また、積層モジュール１０Ｂから放熱ヒートシンク１８のみを取り出した場合の、Ｕ-Ｕ部の断面を示している。
【０１６０】
以上のようにして、積層モジュール１０Ｂが完成する。柔軟性をもつベースフィルム及びベースフィルムによるフレキシブルシートによって、積層モジュールの展開形は形成されているので、展開形の折り畳みは容易に行うことができる。
【０１６１】
なお、図１１に示す折り畳み順序において、（＊１）と（＊４）を入れ替えて、先に（＊４）を行い次に（＊１）を行ってもよい。また、折り畳み順序（＊１）と（＊３）とを入れ替えてもよい。更に、（＊５）を省略して放熱ヒートシンク１８を折り畳まない構造の積層モジュールとしてもよい。
【０１６２】
図１２は図１１に示す手順によって得られる積層モジュール１０Ｂの斜視図である。
【０１６３】
図１３は、図１２に示す積層モジュール１０Ｂの構成を示す図であり、図１３（Ａ）は図１２に示したＶ−Ｖ部の断面図、図１３（Ｂ）は図１２に示したＷ−Ｗ部の断面図である。
【０１６４】
図１、図２に示す積層モジュール１Ａと、図１２、図１３に示す積層モジュール１０Ｂとの相違点は、放熱ヒートシンク１８の配置にある。図１１の（６）、図１２、図１３に示すように、積層モジュール１０Ｂでは、放熱ヒートシンク１８は受動部品エリア１４ａ、１４ｂの間にも配置され、受動部品エリア１４ａ、１４ｂからの放熱が可能な構成となっている。
【０１６５】
また、図１３（Ｂ）に示すように、図１１に示す順序（＊５）によって、放熱ヒートシンク１８が、積層モジュール１０Ｂの右側壁に近接するように折り曲げられ、積層モジュール１０Ｂの全体からの放熱可能なようにしている。
【０１６６】
なお、図１１において、先に（＊４）を行い次に（＊１）を行って、（＊２）の実行する際に、上記での説明に、図１３（Ｂ）に示す積層モジュール１０Ｂの左側壁に近接するように折り曲げて左側壁に接合しておく手順を加えることによって、最終的に積層モジュール１０Ｂの右側壁、左側壁、及び、上面を、放熱ヒートシンク１８よって覆うことができるので、積層モジュール１０Ｂの全体から放熱が更に可能とすることもできる。
【０１６７】
更に、積層モジュール１０Ｂの実装を容易にするために、積層モジュール１０Ｂの底面とほぼ同面となるように、放熱ヒートシンク１８を折りまげている。
【０１６８】
図１２、図１３に示す積層モジュール１０Ｂにおいて、放熱ヒートシンク１８を除く面積は積層モジュール１０Ａと同じであり、接着剤１７の厚さを無視すると、高さは、積層モジュールＡよりも放熱ヒートシンク１８の厚さだけ増加するのみであり、実質的に積層モジュール１０Ａと同じサイズである。
【０１６９】
図１４は、本実施の形態における積層モジュールの展開形のその他の例を説明する平面図である。
【０１７０】
なお、図１４では、図１（Ｂ）と同様に、カバーフィルムは図示していない。
【０１７１】
図１４に示す展開形は、各エリアが１次元方向に配置される展開形１０ｅを除く他の展開形では各エリアが全て２次元方向に配置されているので、より複雑な処理が実行可能な積層モジュールを製作することができ、各エリア間を繋ぐ配線長さを短くできるので、配線遅延を低減することができ、判ふぉ謡モジュールの高速動作を確保に寄与することができる。
【０１７２】
また、展開形１０ｃ〜１０ｅ、１０ｈでは、２つのベアチップエリア１２ａ、１２ｂを有しているので、より多数のベアチップを実装することができ、同様に、より複雑な処理が実行可能な積層モジュールを製作することができる。
【０１７３】
展開形１０ｅ、１０ｆでは、受動部品エリアが配置されておらず、受動部品を必要としない半導体モジュールも積層化することができる。
図１４（Ａ）に示す積層モジュールの展開形１０ａ’は、図１に示す積層モジュールの展開形１０ａにおいて放熱ヒートシンク１８を使用しない構成である。図１４(Ｂ)に示す展開形１０ｂは、展開形１０ａ’に、更に、受動部品エリア１４ｃを追加している。
【０１７４】
図１４（Ａ）〜（Ｅ）において、放熱ヒートシンク１８を配置する構成とするもできる、例えば、図１４（Ｂ）に示す構成では、受動部品エリア１４ａ、１４ｂ、１４ｃの何れかをベアチップエリア１２の裏面に折り畳んだ後に、ベアチップエリア１２において、放熱ヒートシンク１８をベアチップ群１３に金属キャップ３２を装着する。
【０１７５】
図１４（Ｆ）〜（Ｈ）において、受動部品エリア１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、ベアチップエリア１２、１２ａ、１２ｂにおける放熱が無視できる場合には、放熱ヒートシンク１８を配置しない構成とすることもできる。
【０１７６】
図１４（Ｃ）〜（Ｆ）、図１４（Ｈ）に示すように、ベアチップエリア１２ａ、１２ｂが２個隣接して存在する場合、これらが電気的に接続されて協調的に機能するする構成をとしてもよいし、相互に独立して機能する構成であってもよい。
【０１７７】
図１４（Ｈ）において、ベアチップエリア１２ａを受動部品エリアとすることもできる。この場合、４つの受動部品エリアが配置されるので、これら４つの受動部品エリアにより多数の受動部品を配置してより複雑な構成の回路を構成することができる。
【０１７８】
図１４（Ｄ）、（Ｅ）のように、接続端子エリア１６が２つ配置される場合には、最上面及び最下面のそれぞれに続端子エリア１６の外部接続用端子４３が露出するように、展開形を折り畳み積層モジュールを製作することによって、上下の２面から外部の機能回路に接続することができるので多数のベアチップを高密度に実装しても配線に問題は生じない。このような積層モジュールは、３次元実装による半導体装置の構築に用いることができ、半導体装置の小型化を図ることができる。
【０１７９】
また、積層モジュールの展開形において、ベアチップエリア１２ａ、１２ｂの２個を有し、ベアチップエリア１２ａ、１２ｂの間に受動部品エリア１４が配置される構成をとることもできる。この場合、ベアチップエリア１２ａ、１２ｂが電気的に接続されて協調的に機能するする構成をとる時は、ベアチップエリア１２ａ、１２ｂを結ぶ電気的な配線は、ベアチップエリア１２ａ、１２ｂの間に配置される受動部品エリア１４に形成される。
【０１８０】
また、積層モジュールの展開形において、ベアチップエリア１２と接続端子エリア１６がそれぞれ１個からなる構成、ベアチップエリア１２と接続端子エリア１６と受動部品エリア１４がそれぞれ１個からなる構成も可能であることは言うまでもない。
【０１８１】
本実施の形態では、ベアチップエリア１２、受動部品エリア１４、接続端子エリア１６の各エリアの数を変更すること、展開形において各エリアを配置する位置及び放熱ヒートシンク１８を配置する位置を変更することができるので、モジュールの設計の自由度を増大させることができる。従って、目的に合わせて効率よく積層モジュールを設計、製造することができる。
【０１８２】
以上説明した本実施の形態によれば、機械的強度、放熱特性、アイソレーション特性を向上させ、半導体部品の実装の信頼性を高めることができる半導体モジュールが実現できる。特に、最小部品であるベアチップの複数個を同じ１つの中空空間に実装することによって、実装面積を低減し高密度実装を可能とすることができ、携帯電話、モバイル通信等の情報機器に使用される半導体モジュールの小型化を図ることができる。
【０１８３】
また、本実施の形態では、積層モジュールの面積、高さに大きく影響し小型化に限界を与える単体の受動部品を、ベースフィルムに搭載するのではなく、特許文献２に記載の技術とは異なり、受動部品をベースフィルムとカバーフィルムとの間に、薄膜技術、多層配線技術、高密度配線技術等を用いて、薄型で小型の受動部品を形成して使用するので、面積及び高さ寸法に対する影響が少なく、小型の積層モジュールを実現することができる。受動部品の数を増大させる必要がある場合でも、展開形に新たに受動部品エリアを配置することにより対応することもできるので、積層モジュールの小型化を妨げる要因とはならない。
【０１８４】
また、本実施の形態の構成によって、積層モジュールの展開形を折り畳む際に加わる外力から、及び、３次元的に積層された後の積層モジュールに加わる外力から、ベアチップや受動部品を保護することができるので、信頼性を確保することができる。
【０１８５】
また、フレキシブルシートを構成するベースフィルムとカバーフィルムによって気密な中空空間を形成することができるので、この中空空間に、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）などのデバイスもダイレクトに実装することもでき、気密な中空空間で安定した動作が可能な、光ＭＥＭＳ、ＲＦ−ＭＥＭＳ、センサＭＥＭＳ等が実装された半導体モジュールが実現可能となる。更に、ベースフィルム中に金属ベース２２を配置すると共に、中空空間でのＭＥＭＳなどのデバイスの動作を妨害しないように、このデバイスに金属キャップ３２を装着することによって、デバイスを外力から保護するので高い信頼性を保持することができる。
【０１８６】
以上、本発明を実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、ベースフィルム上に半導体部品が固定された半導体部品エリアと、ベースフィルム上に受動部品が形成され半導体部品エリアに隣接した受動部品エリアとが形成され、少なくとも半導体部品上がカバーフィルムによって覆われ、半導体部品エリア及び受動部品エリアの一方が他方に対して、少なくとも部分的に重なり合うように折曲され、半導体部品が、ベースフィルムとカバーフィルムによって形成される気密な中空空間に実装されるようにするという、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１８７】
例えば、変形例として下記に説明する構成が可能である。
【０１８８】
（１）放熱ヒートシンク１８に代えて、金属キャップ３２に直接銅リードを付けてヒートシンクとして機能させることもできる。
【０１８９】
（２）ベアチップ群１３の端子を半田バンプ３１を介して銅箔２６の層に形成される端子に接続したが、ベアチップ群１３の端子と銅箔２６の層に形成される端子とをワイヤーボンディングによって接続し、ボンデイングワイヤーのループ部が接触しないように、ベアチップン群１３を金属キャップ３２によって覆い、金属キャップ３２を中間フィルム２８に接着固定して、更に、金属キャップ３２を接着剤層２４及びカバーフィルムで覆い固定する構成をとることもできる。
【０１９０】
（３）銅箔２６の層を接着剤層２４を介して複数層設けて、配線パターンを複数の銅箔２６の層によって形成することもできる。また、中間フィルム２８に銅箔層を設けて、これに配線パターンの一部を形成しスルーホールを介して銅箔２６の層に接続する構成をとることもできる。
【０１９１】
また、本実施の形態による積層モジュール及び積層モジュールの製造方法は、光電変換素子を含む光半導体素子チップを構成要素とする、光学関連の半導体装置で使用される、光電変換モジュールに適用することができる。
【０１９２】
ここで、「光電変換素子」とは、物質の電気的性質や電子状態が変化すると発光することを利用して、電気信号を光信号に変換する素子（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザなど）、また、光と物質の相互作用により、物質の電気的性質や電子の状態が変化することを利用して、光のもつ情報を電気信号に変換する素子（例えば、光の入射により抵抗が変化する光伝導デバイス、光起電力を生じるフォトダイオード、フォトトランジスタ、光電池、光電放出を利用する光電管、光電増倍管など）を意味するものとする。
【０１９３】
光半導体素子チップ（ＰＤＩＣ（PhotoDiode IC））は、受光素子であり光信号を電気信号に変換するＰＤ（PhotoDiode）素子チップ、光電流の前置増幅処理を行う素子チップ、ＡＤ変換処理を行う素子チップ、暗電流相殺処理を行う素子チップ、電気信号を光信号に変換する発光素子チップ、発光素子の駆動等を行う素子チップ等である。これらの各素子チップは独立したチップとして使用することもでき、また、これらの素子チップの複数種類を適宜組み合わせて１チップ化された複合化チップとし、所望の機能を実行するためも使用することができる。
【０１９４】
従って、ベアチップ群１３として、上記の独立したチップ、又は、複合化チップ、あるいは、独立したチップと複合化チップとを用いて、これらのベアチップをベアチップエリア１２に実装することができる。この場合、受光素子の受光面へ外部からの入射光が入射する必要、又は／及び、発光素子の発光面からの出射光が外部に出射する必要があるので、一方の最も外側にベアチップエリア１２が配置され、他方の最も外側に接続端子エリア１６が配置されるように、受動部品エリア１４ａ、１４ｂ、接続端子エリア１６、放熱ヒートシンク１８を折り畳み積層して、積層モジュール１０Ａを製作する。
【０１９５】
即ち、図１（Ａ）に示す積層モジュールの展開形１０ａにおいて、例えば、まず先に、受動部品メリア１４ａ、１４ｂを、ベアチップ群１３が実装される側の反対側の面の方向に折り畳み、次いで、同じ方向に設続端子エリア１６を折り畳み積層して、放熱ヒートシンク１８は折り畳まないで、積層モジュール１０Ａを得ることができる。
【０１９６】
この積層モジュール１０Ａにおいて、更に、光の入射又は／及び出射を可能とするために、ベアチップ群１３に装着する金属キャップ３２に光の入射又は／及び出射を可能とする開口部を設け、金属キャップ３２に装着される放熱ヒートシンク１８のうちこの開口部に対向する部分、及び、ベアチップエリア１２を覆うカバーフィルム３４のうちこの開口部に対向する部分に、開口部を設ける構成とし、そして、紫外、可視、近赤外領域の波長をほぼ１００％透過する石英ガラス板によってカバーフィルム３４の開口部を塞ぎ、ベアチップ群１３が実装される中空空間を気密に保持する構成とする。
【０１９７】
または、金属キャップ３２に代えて石英ガラス製のキャップをベアチップ群１３に装着して、上記と同様に、放熱ヒートシンク１８及びカバーフィルム３４に開口部を設ける構成とし、カバーフィルム３４の開口部を塞ぎ、ベアチップ群１３が実装される中空空間を気密に保持する構成とする。なお、ここで使用されるベアチップ群１３の蓄熱、放熱が問題とならない場合には、放熱ヒートシンク１８を使用する必要がないので、カバーフィルム３４に開口部を設け、この開口部を石英ガラスによって塞ぎベアチップ群１３が実装される中空空間を気密に保持する構成とすればよい。
【０１９８】
なお、半導体モジュールを構成する各層の材質及び厚さ、配線パターンの形状及び寸法等は、必要に応じて任意に変更可能であることは言うまでもない。本実施の形態で示した数値は例示であって、それらの数値に限定されるものではなく、目的に応じて適宜好ましい値に設定されるものであり、必要に応じて任意に変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１９９】
以上説明したように、本発明に係る半導体モジュール及びその製造方法は、ベアチップをはじめとする半導体部品を高密度に実装することが可能であり、半導体部品を外力から保護し且つ気密性のある中空空間に保持することができ、信頼性の高い小型化されたモジュールを製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２００】
【図１】本発明の実施の形態における積層モジュールの、（Ａ）展開形を説明する斜視図、（Ｂ）平面図、（Ｃ）斜視図である。
【図２】同上、（Ａ）図１（Ｃ）に示すＸ−Ｘ部の断面図、（Ｂ）図１（Ｃ）に示すＹ−Ｙ部の断面図である。
【図３】同上、積層モジュールの製造工程を説明する図である。
【図４】同上、積層モジュールの製造工程を説明する図であり、折り畳み手順例を説明する図である。
【図５】同上、ベアチップエリアにおけるベアチップの配置例を説明する、（Ａ）斜視図、（Ｂ）平面図である。
【図６】同上、ベアチップエリアの製造工程を説明する図である。
【図７】同上、ベアチップエリアの製造工程を説明する図である。
【図８】同上、放熱ヒートシンクを内部より見た斜視図である。
【図９】同上、各エリアにおける配線パターンの例の概略を説明する平面図である。
【図１０】同上、ベアチップエリア及び受動部品エリアを説明する断面図である。
【図１１】同上、積層モジュールの製造工程を説明する図であり、折り畳み手順の変形例を説明する図である。
【図１２】同上、図１１に示す手順によって得られる積層モジュールの斜視図である。
【図１３】同上、（Ａ）図１２に示したＶ−Ｖ部の断面図、（Ｂ）図１２に示したＷ−Ｗ部の断面図である。
【図１４】同上、展開形のその他の例を説明する平面図である。
【図１５】従来技術の携帯電話用ＲＦモジュールの例の概略構成を説明する図である。
【図１６】従来技術の半導体パッケージの製造方法を説明する図である。
【図１７】従来技術のマルチチップモジュールの構成を説明する、（Ａ）展開図、（Ｂ）断面図である。
【符号の説明】
【０２０１】
１０ａ〜１０ｈ、１０ａ’…積層モジュールの展開形、
１０Ａ、１０Ｂ…積層モジュール、１２、１２ａ、１２ｂ…ベアチップエリア、
１３…ベアチップ群、１３ａ〜１３ｈ…ベアチップ、
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ…受動部品エリア、
１６、１６ａ、１６ｂ…接続端子エリア、１７…電気絶縁性接着剤、
１８…放熱ヒートシンク（銅フレーム）、１９…フィルム部、
２０…電気絶縁性ベースフィルム、２１…凹部、２２…金属ベース（金属板）、
２４…電気絶縁性接着剤層、２６…銅箔、２８…電気絶縁性中間フィルム、
３１…半田ボール（半田バンプ）、３２…金属キャップ、
３４…電気絶縁性カバーフィルム、４２…接続用端子、４３…外部接続用端子、
４５…配線部、７０、７０ａ〜７０ｊ…インダクタ、７２…キャパシタ、７３…誘電体、
７４…電気抵抗
【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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