(57)【要約】【課題】小型化ができ、低コストで歩留まりが高い半導体モジュールを提供する。【解決手段】基板１０と、基板１０上に設けられた電子回路部１１と、基板１０上に設けられ、電子回路部１１に電気的に接続された回路部品１８と、基板１０上に設けられ、回路部品１８を固定する固定回路部１５と、基板１０上に設けられ、回路部品１８を固定回路部１５に位置合わせするマイクロ電気機械システム装置２９とを備える。【選択図】図１
2007214383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた電子回路部と、
前記基板上に設けられ、前記電子回路部に電気的に接続された回路部品と、
前記基板上に設けられ、前記回路部品を固定する固定回路部と、
前記基板上に設けられ、前記回路部品を前記固定回路部に位置合わせするマイクロ電気機械システム装置
とを備えることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項２】
前記固定回路部は、複数のアライメント部を備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記固定回路部は、前記回路部品と前記基板との間に設けられた導電性パッドを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記回路部品が、前記導電性パッドと接する面に窪み又は突起を有していることを特徴とする請求項３に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に設けられた電子回路部と、
前記基板上に設けられ、前記電子回路部に電気的に接続された回路部品と、
前記基板上に設けられ、前記回路部品を固定する固定回路部とを備え、
前記固定回路部は、複数のアライメント部を備え、前記複数のアライメント部のうち少なくとも一つは、前記基板の表面を開閉可能に上下駆動する梁を備えたマイクロ電気機械システム素子を備えることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項６】
前記マイクロ電気機械システム素子は、前記基板上に固定された固定端及び前記固定端から延在する作用端を備えた前記梁と、前記作用端に対向する前記基板上に設けられた対向電極とを備えることを特徴とする請求項５に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
基板上に電子回路部を形成する工程と、
前記基板上に前記電子回路部に電気的に接続された導電性パッドを形成する工程と、
前記基板上にマイクロ電気機械システム装置を形成する工程と、
前記基板上に回路部品を散布し、前記マイクロ電気機械システム装置を駆動して、前記回路部品を前記導電性パッド上に位置合わせする工程と、
前記回路部品を前記導電性パッドに電気的に接続する工程
とを含むことを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【請求項８】
基板上に電子回路部を形成する工程と、
前記基板上に前記電子回路部に電気的に接続された導電性パッドを形成する工程と、
前記導電性パッドの周辺に複数のアライメント部を形成する工程と、
前記基板上にマイクロ電気機械システム装置を形成する工程と、
前記基板上に回路部品を散布し、前記マイクロ電気機械システム装置を駆動して、前記回路部品を前記複数のアライメント部に囲まれた領域の前記導電性パッド上に位置合わせする工程と、
前記回路部品を前記導電性パッドに電気的に接続する工程
とを含むことを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【請求項９】
基板上に電子回路部を形成する工程と、
前記基板上に前記電子回路部に電気的に接続された導電性パッドを形成する工程と、
前記導電性パッドの周辺に複数のアライメント部及び前記基板の表面を開閉可能に上下駆動する梁を備えたマイクロ電気機械システム素子を形成する工程と、
前記基板上に回路部品を散布し、外的手段及び前記マイクロ電気機械システム素子を駆動して、前記回路部品を前記複数のアライメント部に囲まれた領域の前記導電性パッド上に位置合わせする工程と、
前記回路部品を前記導電性パッドに電気的に接続する工程
とを含むことを特徴とする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、半導体モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信技術はめざましい発展を遂げ、さらに情報の高速伝送を目的とした開発が続けられている。また、情報伝送量の増大とともに無線通信技術で用いられる周波数は更に高周波化が進んでいる。例えば、簡易型携帯電話（ＰＨＳ）システムや第３世代携帯通信、無線ローカルエーリアネットワーク（ＬＡＮ）等においては、２ＧＨｚ前後の周波数帯が広く使われだし、加入者の数、端末数等も飛躍的に増大している。情報伝送の高速化を目的に搬送波の周波数そのものはさらに高周波化をたどり、無線ＬＡＮシステムにおいては５ＧＨｚ帯までの商用化も開始されている。
【０００３】
高周波通信機器に関して、小型、軽量化の要求は強く、特にパーソナルコンピュータ（ＰＣ）用途においてはＰＣカードでの使用ができるよう、薄く製作することが非常に重要である。ＰＣカード等の無線機器に用いられる回路は、一般に、高周波（ＲＦ）を処理するＲＦフロントエンド部と、デジタル信号処理を行うベースバンド（ＢＢ）部に大別される。
【０００４】
ＢＢ部は信号の変・復調をデジタル信号処理で行う部分であり、基本的にはシリコン（Ｓｉ）基板をベースとした大規模集積回路（ＬＳＩ）等の半導体チップによって構成することができる。その結果、ＢＢ部の高さは容易に１ｍｍ以下程度にまで低くすることができる。
【０００５】
一方、ＲＦフロントエンド部はＲＦ信号をアナログ信号として増幅や周波数変換等を行う部分であり、半導体チップだけで構成するのは難しく、抵抗、コンデンサ、インダクタ、発振器、フィルタ等多くの受動部品を含む複雑な構成となる。半導体チップは、微細化を主軸とした開発が広範になされ、小型化や高機能化が実現されている。一方、受動部品は、それぞれに仕様で定められた機能を有し、省略することが困難である。また、受動部品は、半導体プロセスで製造することが困難である。受動部品は、半導体チップとは別に製造され、半導体チップにアセンブリされたり、あるいは別の実装基板に半導体チップとともにアセンブリされる。そのため、受動部品がアセンブリされたＲＦフロントエンド部は、小型化が困難となる。
【０００６】
このように、無線機器に用いられる回路は、半導体チップとともに受動部品が実装された半導体モジュールとして実現される。半導体モジュールの小型化のために、半導体チップだけでなく受動部品の小型化も進められている。また、無線機器の高機能化に伴い、ＲＦフロントエンド部に実装される受動部品の数も増加の一途である。そのため、小型化された受動部品の高密度実装を可能にするためのアセンブリ装置が必要となる。
【０００７】
現行のアセンブリ装置では、小型化された受動部品を取り扱うことが困難で、半導体モジュールの小型化に限界がある。また、多数の受動部品をアセンブリしなければならず、スループットに大きな課題を抱えるようになってきている。このように、低コストで歩留まりよく小型化された半導体モジュールを製造することは困難である。なお、上記説明では、無線通信に用いられる半導体モジュールを例としているが、無線通信分野にとどまらず、あらゆる電子部品、電子装置において、複数種の小型化された受動部品のアセンブリが課題として取り上げられている。
【０００８】
このような課題を解決するために、セルフアセンブリ技術が注目されている（例えば、非特許文献１参照。）。セルフアセンブリ技術は、個々に複数の部品のアセンブリを行うことをせず、アセンブリ部品の形状や、基板に設けた突起等により自己整合的に部品をアセンブリする技術である。例えば、アセンブリ部品は基板側に設けた穴に合わせて配置される。
【０００９】
提案された方法では、小型化された部品をアセンブルすることが可能である。しかし、アセンブリのために形成された形状が基板側も部品側も１種類にとどまる。そのため、１種類の部品しかアセンブリできず、波及性にかける。したがって、実際の回路で必要となる複数種の部品を自由自在にアセンブリすることができず、事実上量産等で使える技術とはなってはいない。
【非特許文献１】ジェイ・ファン他（J. Fang et al.）、ソリッド・ステート・センサ、アクチュエータ、及びマイクロシステム・ワークショップ・エス・シー（Solid State Sensor, Actuator, & Microsystems, SC）、２００４年６月６日〜１０日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、小型化ができ、低コストで歩留まりが高い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】
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、基板と、前記基板上に設けられた電子回路部と、前記基板上に設けられ、前記電子回路部に電気的に接続された回路部品と、前記基板上に設けられ、前記回路部品を固定する固定回路部と、前記基板上に設けられ、前記回路部品を前記固定回路部に位置合わせするマイクロ電気機械システム装置とを備えることを特徴とする半導体モジュールが提供される。
【００１２】
本発明の第２の態様によれば、基板上に電子回路部を形成する工程と、前記基板上に前記電子回路部に電気的に接続された導電性パッドを形成する工程と、前記基板上にマイクロ電気機械システム装置を形成する工程と、前記基板上に回路部品を散布し、前記マイクロ電気機械システム装置を駆動して、前記回路部品を前記導電性パッド上に位置合わせする工程と、前記回路部品を前記導電性パッドに電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする半導体モジュールの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小型化ができ、低コストで歩留まりが高い半導体モジュール及びその製造方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面を参照して、本発明の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１５】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る半導体モジュールは、図１から図３に示すように、電子回路部１１、アセンブリ部２０、回路部品１８、及び駆動回路部１６等を備える。
【００１６】
電子回路部１１は、シリコン（Ｓｉ）等の基板１０上に設けられた相補型金属・酸化膜・半導体（ＣＭＯＳ）等を用いたモノリシック集積回路で、デジタル回路部１２、及びアナログ回路部１４等で構成されている。アセンブリ部２０は、回路部品１８を固定する固定回路部１５、及び振動部５４を備えるマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置２９等で構成されている。
【００１７】
固定回路部１５は、基板１０上に設けられた導電性パッド２２ａ、２２ｂ（以下、単にパッドという）、及び複数のアライメント部等で構成されている。
【００１８】
パッド２２ａ、２２ｂは、回路部品１８を固定すると共に、パッド２２ａ、２２ｂを介して図示しない配線手段により電子回路部１１に電気的に接続される。パッド２２ａ、２２ｂは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）又は金（Ａｕ）等で構成されている。なお、第１の実施の形態では、パッドを２つ設けた例で説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、一方のパッド２２ａのみであってもよく、３個以上のパッドを設けてもよい。
【００１９】
アライメント部は、回路部品１８をパッド２２ａ、２２ｂ上に位置合わせするために設けられ、例えば、第１アライメント部２４と、第１アライメント部２４の長手方向の両端部から互いに対向して長手方向に直交する方向に延在する一対の第２アライメント部２６ａ、２６ｂと、第２アライメント部２６ａ、２６ｂのそれぞれに延在する方向に配置された一対の第３アライメント部２８ａ、２８ｂとで構成されている。なお、第１の実施の形態では、第３アライメント部２８ａ、２８ｂ間の間隔は、第２アライメント部２６ａ、２６ｂ間の間隔以上に配置されている。
【００２０】
なお、第１の実施の形態では、アライメント部は、上述した構成、配列で説明するが、パッド２２ａ、２２ｂ上に回路部品１８を固定することが出来れば、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第３のアライメント部２８ａ、２８ｂを設けなくともよい。また、第２のアライメント部２６ａ、２６ｂ、第３のアライメント部２８ａ、２８ｂを設けず、第１のアライメント部２４のみを設け、パッド２２ａ、２２ｂ上に回路部品１８を簡易的に位置決めする形態であってもよい。また、アライメント部を設けず、パッド２２ａ、２２ｂのみで、パッド２２ａ、２２ｂ上に回路部品１８を位置合わせする構成としてもよい。このアライメント部を設けない場合の形態は後述する。アライメント部は、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）等で構成されている。
【００２１】
回路部品１８は、アセンブリ部２０の固定回路部１５に固定されて配置されている。回路部品１８は、チップ部品であり、抵抗、コンデンサ、インダクタ、フィルタ、発振子、ＭＥＭＳを用いたマイクロスイッチ等の受動部品が含まれる。また、回路部品１８として、セラミック中の弾性波を用いた共振子、弾性表面波（ＳＡＷ）素子、薄膜圧電共振器（ＦＢＡＲ）フィルタ、ディスク状の圧電フィルタ等も含まれる。
【００２２】
ＭＥＭＳ装置２９は、基板１０上に設けられ、回路部品１８を固定回路部１５に位置合わせする機能を備えている。第１の実施の形態では、ＭＥＭＳ装置２９は、第２及び第３アライメント部２６ａ、２６ｂ、２８ａ、２８ｂに関して第１アライメント部２４の反対側に位置し、互いに対向して配置された一対の第１ＭＥＭＳ素子２９ａ及び第２ＭＥＭＳ素子２９ｂで構成されている。また、基板１０上には、電子回路部１１とは別に、ＭＥＭＳ装置２９に図示しない配線手段により電気的に接続されている駆動回路部１６が設けられている。駆動回路部１６は、ＭＥＭＳ装置２９を駆動するため、例えばＣＭＯＳ回路に比べ高耐圧のＮＭＯＳ回路等が用いられる。
【００２３】
第１及び第２ＭＥＭＳ素子２９ａ、２９ｂは、図４及び図５に示すように、基板１０上に設けられた空隙５０上に支持部５２ａ、５２ｂで支持された櫛歯型アクチュエータ１３０を備えている。櫛歯型アクチュエータ１３０は、振動部５４、及び振動部５４上に設けられた質量膜５６を含む。振動部５４の一辺には櫛歯状の櫛歯部５４ａが設けられ、基板１０には櫛歯部１０ａが設けられている。櫛歯部５４ａ及び櫛歯部１０ａは、それぞれを交互に並べられた構成を備えており、櫛歯電極部５８を形成している。また、櫛歯電極部５８に駆動電圧を印加するために、振動部５４及び基板１０は駆動回路１６に接続されている。
【００２４】
例えば、櫛歯型アクチュエータ１３０の櫛歯電極部５８に約３０Ｖ〜約４０Ｖの電圧を印加すると、振動部５４が静電力により駆動する。印加電圧として、正弦波もしくはパルス波等の交流電圧Ｖａｃを駆動回路部１６から供給することによって、振動部５４を振動させることができる。また、質量膜５６はそれを構成する材料によって振動部５４の振動方向を変化させることができる。そのため、質量膜５６の材料と交流電圧の周波数を適宜選ぶことにより、近傍に散布された回路部品１８の移動の方向を制御することが可能となる。
【００２５】
振動部５４は、例えば、多結晶シリコン等で構成されている。振動部５４の櫛歯部５４ａも振動部５４と同様な素材で構成されている。また、質量膜５６は、例えば、タングステン（Ｗ）やＡｌ等の薄膜で構成されている。
【００２６】
第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を、図６〜図９を用いて説明する。半導体モジュールでは、例えば、図１に示したアナログ回路部１４に金属被膜抵抗等の回路部品１８が図示しない配線手段により電気的に接続される。なお、図６〜図９において、デジタル回路部１２、アナログ回路部１４、及び駆動回路部１６の図示は省略する。
【００２７】
図６に示すように、電子回路部１１及び駆動回路部１６が形成された基板１０の表面に、電子回路部１１に電気的に接続するようにパッド２２ａ、２２ｂ、第１〜第３アライメント部２４、２６ａ、２６ｂ、２８ａ、２８ｂ、及び振動部５４を備える第及び第２ＭＥＭＳ素子２９ａ、２９ｂからなるＭＥＭＳ装置２９をそれぞれ形成する。
【００２８】
次に、図７に示すように、基板１０の表面にチップ長が約０．２ｍｍ、チップ幅が約０．１５ｍｍ、チップ高さが約０．１ｍｍの回路部品１８を散布して、基板１０を載置する基板ステージ（図示省略）から基板１０に機械振動を与え、図８に示すように、回路部品１８を第３アライメント部２８ａ、２８ｂの方向に移動させる。さらに、第１及び第２ＭＥＭＳ装置２９ａ、２９ｂを駆動して、回路部品１８を、図９に示すように、第２アライメント部２６ａ、２６ｂに誘導させて第１アライメント部２４まで移動させる。
【００２９】
回路部品１８がパッド２２ａ、２２ｂ上に位置合わせしたことを確認した後、基板１０を昇温して回路部品１８側に設けられたハンダ材（図示省略）を溶融する。これによって、回路部品１８がパッド２２ａ、２２ｂに固着されてアナログ回路部１４と電気的に接続され、本発明に係る半導体モジュールが製造される。
【００３０】
上述した第１の実施の形態では、基板１０上に散布された回路部品１８を、基板１０上に設けられたＭＥＭＳ装置２９の振動により移動させて、回路部品１８を所望の位置（パッド２２ａ、２２ｂ上）まで誘導させる。この際、回路部品１８を固定する固定回路部１５には、複数のアライメント部が設けられているため、回路部品１８を精度よく位置合わせすることができ、製造歩留まりの向上が可能となる。
【００３１】
例えば、現行のアセンブリ装置を用いて、直径が約２００ｍｍのシリコン基板上に約１０００チップの回路部品をアセンブリする場合、通常、アセンブリに要する時間は２０分以上必要であった。なお、上述した第１の実施の形態に係る半導体モジュールでは、約１０００チップの回路部品１８のアセンブリに要する時間は約２分と短縮することができる。このため、アセンブリのスループットの向上が可能となる。その結果、半導体モジュールの製造コストの低減が可能となる。
【００３２】
また、上述した第１の実施の形態では、現行のアセンブリ装置では取り扱いが困難なサイズの回路部品でもスループット良く正確にアセンブリすることができる。例えば、現行のアセンブリ装置では、回路部品のチップ長、チップ幅、あるいはチップ高さ等のサイズとして０．２ｍｍ以上が要求される。なお、上述した第１の実施の形態では、サイズが０．２ｍｍ以下の回路部品１８を用いて行っているが、約１０００チップのアセンブリに対する歩留まりは約９８％以上であった。
【００３３】
このように、本発明の第１の実施の形態に係る半導体モジュールは、現状、歩留が低く、アセンブリが困難であった０．２ｍｍ以下のサイズの回路部品でも高い歩留でアセンブリすることが可能となる。これによって、半導体モジュールの体積を現行の１／３以下と小さくすることができる。このように、第１の実施の形態に係る半導体モジュールは、高い歩留で、半導体モジュールの小型化を実現することが可能となる。
【００３４】
なお、前述した第１の実施形態に係る半導体モジュールは、回路部品１８をパッド２２ａ、２２ｂ上にアセンブリする際に、基板１０を載置するステージを機械的に振動させることにより、基板１０の表面全域にわたり回路部品１８を移動させ、アセンブリ部２０の近傍では、ＭＥＭＳ装置２９による局所的な振動により回路部品１８をパッド２２ａ、２２ｂ上に位置合わせする。その結果、効率よく回路部品１８のアセンブリが可能となる。
【００３５】
なお、基板１０の表面全域にわたり回路部品１８を移動させるために、電磁場や、気流等などの外的手段を基板に与えてもよい。また、機械的振動、電磁場、及び気流等の任意の組み合わせを用いることもできる。
【００３６】
また、本発明の第１の実施の形態に係る半導体モジュールは、図１０及び図１１に示すように、基板１０の表面に窪み４２を設け、窪み４２内にパッド２２ａ、２２ｂを配置し、窪み４２に収まるように、回路部品１８ａに突起４０を設けてもよい。このような構成とすることで回路部品１８ａが、位置合わせ後にパッド２２ａ、２２ｂの位置からずれることを防止することができる。
【００３７】
また、図１２に示すように、回路部品１８ｂの、パッド２２ａ、２２ｂと接触する面に窪み４４を設けてもよい。このような構成とすることで、図１３に示すように、窪み４４に、パッド２２ａ、２２ｂが収まるように設計されるため、回路部品１８ｂが、位置合わせ後にパッド２２ａ、２２ｂの位置からずれることを防止することができる。
【００３８】
また、回路部品１８が接触するパッド２２ａ、２２ｂの表面の摩擦係数を、回路部品１８が接触する基板１０の表面の摩擦係数より高く形成してもよい。このような構成とすることで、回路部品１８の位置合わせ時において、回路部品１８がパッド２２ａ、２２ｂ上を通過する際に、回路部品１８の移動速度が低下するため、より正確にパッド２２ａ、２２ｂ上に位置決めをすることができる。これにより、前述した複数のアライメント部をすべて設けることなく、また、一つも設けることなく、ＭＥＭＳ装置２９により位置合わせのみで回路部品１８を正確にパッド２２ａ、２２ｂ上に位置合わせすることができる。
【００３９】
また、第１の実施の形態に係る半導体モジュールの実装は、現行の半導体モジュールと同様に安価なエポキシ系樹脂を用いることができる。ＭＥＭＳ装置２９においては、アセンブリ時のみに動作すればよく、半導体モジュールの出荷時にＭＥＭＳ装置２９が樹脂で一様に埋め込まれても問題はない。
【００４０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る半導体モジュールは、図１４に示すように、複数の回路部品１８ｃ、１８ｄと、複数の固定回路部１５ａ、１５ｂとを備える。なお、図１に示した電子回路部１１、及び駆動回路部１６は、図示を省略する。
【００４１】
固定回路部１５ａは、基板１０上に設けられたパッド２２ｃ、２２ｄ、第１アライメント部２４ａ、第２アライメント部２６ｃ、２６ｄ、第３アライメント部２８ｃ、２８ｄを含む。回路部品１８ｃは、パッド２２ｃ、２２ｄを介して図示しない配線手段により電子回路部１１に電気的に接続されている。
【００４２】
固定回路部１５ｂは、基板１０上に設けられたパッド２２ｅ、２２ｆ、第１アライメント部２４ｂ、第２アライメント部２６ｅ、２６ｆ、第３アライメント部２８ｅ、２８ｆを含む。回路部品１８ｄは、パッド２２ｅ、２２ｆを介して図示しない配線手段により電子回路部１１に電気的に接続される。
【００４３】
固定回路部１５ａの第２アライメント部２６ｃ、２６ｄは、互いに対向するＭＥＭＳ素子で構成されている。同様に、固定回路部１５ｂの第２アライメント部２６ｅ、２６ｆは、互いに対向するＭＥＭＳ素子で構成されている。
【００４４】
第２アライメント部２６ｃ〜２６ｆのＭＥＭＳ素子は、図１５に示すように、基板１０上に固定された固定端及び前記固定端から延在する作用端を備えた梁６４と、梁６４の作用端に対向する前記基板上に設けられた対向電極６２とで構成されている。梁６４の固定端は、例えば、基板１０に埋め込まれた絶縁膜６０上に固定されている。また、対向電極６２は、例えば、基板１０に埋め込まれた埋め込み電極で構成されている。また、梁６４と対向電極６２は図示しない駆動回路部１６に接続されている。このように、第２アライメント部２６ｃ〜２６ｆのＭＥＭＳ素子は片持梁構造を有している。梁６４は、例えば、Ａｌ等の薄膜で構成されている。
【００４５】
ＭＥＭＳ素子の梁６４は、駆動電圧を印加しないオフ状態では対向電極６２が設けられた基板１０の表面から離間している。梁６４と対向電極６２と間に約３０〜約４０Ｖの駆動電圧を印加してオン状態にすると、図１６に示すように、静電力により梁６４が対向電極６２の表面に接触する。このように、第２アライメント部２６ｃ〜２６ｆは、基板１０表面から離間する方向で上下に駆動されて基板１０の表面を開閉可能にすることができるため、位置合わせの際にこの部分を通過する回路部品を通す、又は、留めることができる。
【００４６】
このように、第２の実施の形態に係る半導体モジュールは、複数の固定回路部１５ａ、１５ｂ及び複数の回路固定部１５ａ、１５ｂに固定される複数の回路部品１８ｃ、１８ｄが設けられ、第２アライメント部２６ｃ〜２６ｆとしてＭＥＭＳ素子を配置する点が第１の実施の形態と相違する。他の構成は第１の実施の形態と同様であるので、重複する説明は省略し、同様な素材及び機能を備えた部分については同様の符号を用いている。
【００４７】
第２の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を、図１７〜図１９を用いて説明する。第２の実施の形態に係る半導体モジュールでは、例えば、図１に示したアナログ回路部１４に複数の種類の回路部品１８ｃ、１８ｄが電気的に接続される。
【００４８】
図１７に示すように、電子回路部１１及び駆動回路部１６が形成された基板１０の表面に、電子回路部１１に電気的に接続するようにパッド２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、第１〜第３アライメント部２４ａ、２４ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆをそれぞれ形成する。これによって固定回路部１５ａ、１５ｂが形成される。第２の実施の形態では、第１アライメント部２４ａ、２４ｂと、互いに対向する一対の第２アライメント部２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆと、第３アライメント部２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆは、それぞれパッド２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆを囲むように形成される。
【００４９】
次に、固定回路部１５ｂの第２アライメント部２６ｅ、２６ｆにそれぞれ駆動電圧を印加して図１６に示したようにオン状態とし、固定回路部１５ａの第２アライメント部２６ｃ、２６ｄには駆動電圧を印加しないで図１５に示したようにオフ状態とする。次に、図１８に示すように、基板１０の表面にチップ長が約０．２ｍｍ、チップ幅が約０．１５ｍｍ、チップ高さが約０．１ｍｍの金属被膜抵抗であるチップ状の回路部品１８ｃを散布して、基板１０に所定の方向から吹き付けるように気流を与える。このとき、固定回路部１５ａの第２アライメント部２６ｃ、２６ｄはオフ状態であるため、気流により第３アライメント部２８ｃ、２８ｄの近傍に運ばれてきた回路部品１８ｃは、第１及び第２アライメント部２４ａ、２６ｃ、２６ｄで囲まれた領域に誘導されてパッド２２ｃ、２２ｄ上に位置合わせされる。一方、固定回路部１５ｂでは、第２アライメント部２６ｅ、２６ｆがオン状態であるため、回路部品１８ｃは固定回路部１５ｂ側には誘導されない。
【００５０】
回路部品１８ｃが固定回路部１５ａのパッド２２ｃ、２２ｄ上に位置合わせされたことを確認した後、基板１０を昇温して回路部品１８ｃ側に設けられたハンダ材（図示省略）を溶融する。これによって、回路部品１８ｃがパッド２２ｃ、２２ｄに固着されてアナログ回路部１４と電気的に接続される。
【００５１】
次に、第２アライメント部２６ｅ、２６ｆをオフ状態とし、図１９に示すように、基板１０の表面にチップ長が約０．２５ｍｍ、チップ幅が約０．２５ｍｍ、チップ高さが約０．１ｍｍの金属被膜抵抗であるチップ状の回路部品１８ｄを散布して、基板１０に所定の方向から吹き付けるように気流を与える。このとき、固定回路部１５ｂの第２アライメント部２６ｅ、２６ｆはオフ状態であるので、気流により第３アライメント部２８ｅ、２８ｆの近傍に運ばれてきた回路部品１８ｄは第１及び第２アライメント部２４ｂ、２６ｅ、２６ｆで囲まれた領域に誘導されてパッド２２ｅ、２２ｆ上に位置合わせされる。一方、固定回路部１５ａでは、回路部品１８ｃが基板１０の表面に固着されているため、回路部品１８ｄは固定回路部１５には誘導されない。
【００５２】
回路部品１８ｄがパッド２２ｅ、２２ｆ上に位置合わせされたことを確認した後、基板１０を昇温して回路部品１８ｄ側に設けられたハンダ材（図示省略）を溶融する。このようにして、回路部品１８ｄがパッド２２ｅ、２２ｆに固着されてアナログ回路部１４と電気的に接続される。なお、回路部品１８ｄを固着させる際には、回路部品１８ｄ側に設けられたハンダ材は融点の低い材料を用いて、固着温度を低くすることが望ましい。
【００５３】
上述した第２の実施の形態では、回路部品１８ｃ、１８ｄが、それぞれチップ長が約０．２ｍｍ、チップ幅が約０．１５ｍｍ、チップ高さが約０．１ｍｍの金属被膜抵抗、チップ長が約０．２５ｍｍ、チップ幅が約０．２５ｍｍ、チップ高さが約０．１ｍｍの金属被膜抵抗である。このように、第２の実施の形態では、少なくとも一方のサイズが約０．２ｍｍ以下であって、かつ、サイズの異なる２つ回路部品１８ｃ、１８ｄをアセンブリすることができる。
【００５４】
また、上述した第２の実施の形態では、回路部品１８ｃ、１８ｄをアセンブリした半導体モジュールは、現行のアセンブリ装置で取り扱い可能な金属被膜抵抗及びＭＥＭＳスイッチを用いた半導体モジュールと比べ体積を約１／５以下と小さくすることができる。
【００５５】
また、例えば、現行のアセンブリ装置を用いて、直径が約２００ｍｍのシリコン基板上に約１０００チップのサイズの異なる２種類の回路部品をアセンブリする場合、通常、アセンブリに要する時間は３０分以上必要であった。なお、本実施の形態では、約１０００チップの２種類の回路部品１８ｃ、１８ｄのアセンブリに要する時間は約２分と短縮することができる。このため、アセンブリのスループットの向上が可能となる。その結果、半導体モジュールの製造コストの低減が可能となる。
【００５６】
また、第２の実施の形態に係る半導体モジュールは、例えば携帯電話用のアナログ、デジタル混載の１チップモジュールに適用されている。半導体モジュールの性能からも、回路部品としての受動部品のアセンブリのアライメント精度の向上がもたらす効果は大きく、例えば、半導体モジュールの製造歩留まり向上に絶大な効果がある。また、複数の回路部品、更には、サイズの異なる回路部品をアセンブリすることができ、更に半導体モジュールの小型化が可能となる。
【００５７】
なお、固定回路部１５ａ、１５ｂの近傍に第１の実施の形態で説明したＭＥＭＳ装置２９を、更に設けてもよい。例えば、図２０に示すように、固定回路部１５ａの第２アライメント部２６ｃ、２６ｄから延在するように、互いに対向する第１及び第２ＭＥＭＳ素子２９ｃ、２９ｄを有するＭＥＭＳ装置２９が設けられ、固定回路部１５ｂの第２アライメント部２６ｅ、２６ｆから延在するように、互いに対向する第１及び第２ＭＥＭＳ素子２９ｅ、２９ｆを有するＭＥＭＳ装置２９が設けられる。このように、ＭＥＭＳ装置２９を設け、その局所的な振動により、回路部品の位置合わせを行うことで、更に効率よく回路部品のアセンブリを実施することが可能となる。
【００５８】
また、第２の実施の形態に係る半導体モジュールは、図１０及び図１１に示したように、基板の表面に窪みを設け、窪み内にパッドを配置し、窪みに収まるように、回路部品に突起を設けてもよい。
【００５９】
また、図１２に示したように、回路部品のパッドと接触する面に窪みを設けてもよい。
【００６０】
また、回路部品が接触するパッドの表面の摩擦係数を、回路部品が接触する基板の表面の摩擦係数より高く形成してもよい。
【００６１】
（その他の実施の形態）
本発明の第１及び第２の実施の形態においては、回路部品として、受動部品を用いて説明している。しかし、回路部品は、受動部品に限定されない。例えば、回路部品として、ダイオード、トランジスタ等の能動素子のチップ部品であってもよい。
【００６２】
このように、本発明はここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体モジュールの一例を示す図である。
【図２】図１に示した半導体モジュールのＡ−Ａ断面を示す図である。
【図３】図１に示した半導体モジュールのＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るＭＥＭＳ素子の一例を示す図である。
【図５】図４に示したＭＥＭＳ装置のＣ−Ｃ断面を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法の一例を示す図（その１）である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法の一例を示す図（その２）である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法の一例を示す図（その３）である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法の一例を示す図（その４）である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る回路部品の他の例を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る回路部品の実装の他の例を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る回路部品の他の例を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る回路部品の実装の他の例を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る半導体モジュールの一例を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係るＭＥＭＳ素子のオフ状態の一例を示す断面図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係るＭＥＭＳ素子のオン状態の一例を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法の一例を示す断面図（その１）である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法の一例を示す断面図（その２）である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法の一例を示す断面図（その３）である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態に係る半導体モジュールの他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０…基板
１１…電子回路部
１８、１８ａ〜１８ｄ…回路部品
２０、２０ａ、２０ｂ…アセンブリ部
２２ａ〜２０ｅ…パッド
２４、２４ａ、２４ｂ…第１アライメント部
２６ａ〜２６ｆ…第２アライメント部
２９…マイクロ電気機械システム装置
２９ａ…第１ＭＥＭＳ素子
２９ｂ…第２ＭＥＭＳ素子
【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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【図２０】
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