(57)【要約】【課題】チップ型受動部品を含む半導体装置において、装置の小型化、薄型化、周辺回路を含む高機能化を実現しつつ、低製造コスト化をも実現することができる半導体装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】基板１の表面側に半導体素子を構成する第１の回路パターン３が形成され、第１の回路パターン３上に第１の絶縁層２が形成され、第１の絶縁層２上に外部接続用のハンダ電極５が形成され、基板１の裏面側にも第２の絶縁層６とその上に第２の回路パターン７が形成され、第１の回路パターン３と第２の回路パターン７を接続するように貫通ビア８が形成され、第２の回路パターン７上にチップ型受動部品９が搭置され、エポキシ樹脂１０でチップ型受動部品９を覆うように裏面側を一体に樹脂封止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板の単層構造による基板の第１の主面に形成され半導体素子を構成する第１の回路パターンと、
前記基板における前記第１の主面とは反対側の第２の主面に形成された第２の回路パターンと、
前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間にそれらを前記基板を貫通して接続するように形成された貫通ビアと、
前記第１の回路パターン上に形成された外部接続用のハンダ電極と、
前記第２の回路パターン上に載置されたチップ型受動部品とを有し、
前記チップ型受動部品を覆うように前記第２の主面が一体に樹脂封止された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記基板が、シリコンウエハまたはＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウエハである
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置であって、
前記チップ型受動部品が、Ｓｎ−Ｐｂ系またはＳｎ系のハンダ材料、あるいはＡｇまたはＣｕ系の金属粉が入った導電性接着剤で、前記第２の回路パターン上に接続された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
薄板の単層構造による基板の第１の主面に形成され半導体素子を構成する第１の回路パターンと、
前記基板における前記第１の主面とは反対側の第２の主面に形成された第２の回路パターンと、
前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間にそれらを前記基板を貫通して接続するように形成された貫通ビアと、
前記第１の回路パターン上に形成された外部接続用のハンダ電極と、
前記第２の回路パターン上に載置されたチップ型受動部品とを有し、
前記ハンダ電極の一部が外部に露出するように前記第１の主面が一体に樹脂封止されるとともに、前記チップ型受動部品を覆うように前記第２の主面が一体に樹脂封止された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置であって、
前記基板が、シリコンウエハまたはＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウエハである
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項５記載の半導体装置であって、
前記チップ型受動部品が、Ｓｎ−Ｐｂ系またはＳｎ系のハンダ材料、あるいはＡｇまたはＣｕ系の金属粉が入った導電性接着剤で、前記第２の回路パターン上に接続された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
薄板の単層構造による基板の第１の主面に形成され半導体素子を構成する第１の回路パターンと、
前記基板における前記第１の主面とは反対側の第２の主面に形成された第２の回路パターンと、
前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間にそれらを前記基板を貫通して接続するように形成された貫通ビアと、
前記第１の回路パターン上に形成された外部接続用のハンダ電極と、
前記第２の回路パターン上に載置されたチップ型受動部品と、
前記第２の回路パターン上に載置された金属製スペーサーとを有し、
前記チップ型受動部品を覆うとともに前記金属製スペーサーの表面だけが外部に露出するように前記第２の主面が一体に樹脂封止され、かつ、前記第２の主面に対する樹脂封止の表面上に金属薄膜が形成された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項７記載の半導体装置であって、
前記基板が、シリコンウエハまたはＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウエハである
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項８記載の半導体装置であって、
前記チップ型受動部品が、Ｓｎ−Ｐｂ系またはＳｎ系のハンダ材料、あるいはＡｇまたはＣｕ系の金属粉が入った導電性接着剤で、前記第２の回路パターン上に接続された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項７から請求項９のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記金属製スペーサーとして銅ブロックを用いて、前記基板で発生した熱を銅ブロックを介して樹脂封止面上に形成された金属薄膜からも放熱するように構成した
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
ウエハからなる基板の第１の主面に半導体素子を構成する第１の回路パターンを形成する行程と、
前記基板の第２の主面に第２の回路パターンを形成する行程と、
前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間に貫通ビアを形成する行程と、
前記第１の回路パターンの上に外部接続用のハンダ電極を形成する行程と、
前記第２の回路パターンの上にチップ型受動部品を載置する行程と、
前記チップ型受動部品を覆うように前記第２の主面を一体に樹脂封止する行程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
ウエハからなる基板の第１の主面に半導体素子を構成する第１の回路パターンを形成する行程と、
前記基板における前記第１の主面とは反対側の第２の主面に第２の絶縁層を形成する行程と、
前記第２の絶縁層上に第２の回路パターンを形成する行程と、
前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間にそれらを前記基板を貫通して接続するように貫通ビアを形成する行程と、
前記第１の回路パターン上に第１の絶縁層を形成する行程と、
前記第１の絶縁層上に外部接続用のハンダ電極を形成する行程と、
前記第２の回路パターン上にチップ型受動部品を載置する行程と、
前記チップ型受動部品を覆うように前記第２の主面を一体に樹脂封止する行程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
ウエハからなる基板の第１の主面に半導体素子を構成する第１の回路パターンを形成する行程と、
前記基板における前記第１の主面とは反対側の第２の主面に第２の絶縁層を形成する行程と、
前記第２の絶縁層上に第２の回路パターンを形成する行程と、
前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間にそれらを前記基板を貫通して接続するように貫通ビアを形成する行程と、
前記第１の回路パターン上に第１の絶縁層を形成する行程と、
前記第１の絶縁層上に外部接続用のハンダ電極を形成する行程と、
前記ハンダ電極の一部が外部に露出するように前記第１の主面を一体に樹脂封止する行程と、
前記第２の回路パターン上にチップ型受動部品を載置する行程と、
前記チップ型受動部品を覆うように前記第２の主面を一体に樹脂封止する行程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
ウエハからなる基板の第１の主面に半導体素子を構成する第１の回路パターンを形成する行程と、
前記基板における前記第１の主面とは反対側の第２の主面に第２の絶縁層を形成する行程と、
前記第２の絶縁層上に第２の回路パターンを形成する行程と、
前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間にそれらを前記基板を貫通して接続するように貫通ビアを形成する行程と、
前記第１の回路パターン上に第１の絶縁層を形成する行程と、
前記第１の絶縁層上に外部接続用のハンダ電極を形成する行程と、
前記第２の回路パターン上にチップ型受動部品および金属製スペーサーを載置する行程と、
前記チップ型受動部品および前記金属製スペーサーを覆うように前記第２の主面を一体に樹脂封止する行程と、
前記金属製スペーサーの表面だけが外部に露出するまで前記第２の主面を研磨する行程と、
前記第２の主面の研磨した表面上に金属薄膜を形成する行程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記第１の回路パターンおよび前記第２の回路パターンは、
それぞれ連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなりマイクロストリップラインとして機能するよう形成され、
それぞれの少なくとも一端同士が前記貫通ビアにより電気的に接続された構造を有する
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の半導体装置であって、
前記第１の回路パターンおよび前記第２の回路パターンは、
前記基板を挟んで相対する位置に形成された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
請求項１５または請求項１６記載の半導体装置であって、
前記第１の回路パターンおよび前記第２の回路パターンは、
各回路パターン上での電気信号の進行方向が、前記基板を挟んで相互に同一方向または反対方向になるよう形成された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記第１の回路パターンは連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなりマイクロストリップラインとして機能するよう形成され、
前記第１の回路パターンに対して前記基板を挟んで相対する位置に第２のランドパターンが形成され、
前記第２のランドパターンは、前記貫通ビアを介して前記第１の主面のグランド電位に電気的に接続された構造を有する
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の半導体装置であって、
前記第２のランドパターンは前記第１の回路パターンのパターン領域に対して同等または任意の面積を有するよう形成された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２０】
請求項１５から請求項１９のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記基板が、シリコンウエハまたはＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウエハである
ことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に回路パターンとハンダ電極が形成され、回路パターン上にチップ型受動部品が載置された状態で、チップ型受動部品を覆うように樹脂封止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。
【背景技術】
【０００２】
近年、特に携帯電話を中心とする移動体通信分野において、通信用半導体装置の小型化、薄型化と合わせて高機能化の要求が強まっている。従来、複数の半導体素子を使い携帯電話の基板上で回路構成していた形態から、複数の半導体素子を一つのパッケージ内に収め、半導体素子間の回路形成として、パッケージ内にチップコンデンサやチップインダクタ等のチップ型受動部品を内蔵して装置内で自己完結した回路および機能を持つ高機能モジュールが求められている。
【０００３】
その一例として、ＧＳＭ系携帯電話用のＰＡモジュールのように、一つのパッケージ内部に、利用可能な周波数帯としてトリプルバンドに対応する複数の半導体素子と、各素子間の回路を構成するためのチップコンデンサやチップインダクタなど、多くのチップ型受動部品を内蔵しており、そのため複雑な構成を持っている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
以下、従来の半導体装置について、図面を用いて説明する。
図９は従来の半導体装置の構成を示す断面図である。図９に示す従来の半導体装置は、樹脂製の薄板が複数枚積層された状態でサイズが８ｍｍ□、厚み１．５ｍｍの樹脂製基板９１上に回路パターン１７が形成され、それらの回路パターン１７上に、半導体素子９３や０６０３サイズのチップ型受動部品９が実装され、特にチップ型受動部品９は、ハンダ１８で回路パターン１７に電気接続されることにより、樹脂製基板９１上に固定されており、さらに、樹脂製基板９１の表面側全体が、それらを覆うようにエポキシ樹脂１０で樹脂封止され、樹脂製基板９１の下面には外部接続用のハンダ電極５が形成されている。
【特許文献１】特開２００６−０４１４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図９に示すような従来の半導体装置では、樹脂製基板９１の下面に外部接続用のハンダ電極５、上面に半導体素子９３およびチップ型受動部品９を実装し、さらに樹脂製基板９１の上面全体を樹脂封止した構造のため、半導体装置の横方向の寸法および厚み寸法がともに増大し、装置全体として大型化するという問題があった。
【０００６】
また、基板として樹脂製基板９１を使うため、半導体装置全体の自重が重くなり、外部接続用のハンダ電極５の潰れ形状が大きくなるため、隣接するハンダ電極５間の間隔を大きくとる必要があり、これも装置全体が大型化する原因になっている。
【０００７】
また、樹脂製基板９１上の半導体素子９３とチップ型受動部品９を樹脂封止しただけの構造のため、動作周波数が数百メガヘルツ以上の高周波の場合に電磁波シールドの効果がなく、半導体装置の動作安定性に問題があった。
【０００８】
また、半導体装置がパワー半導体のように動作時に発熱を伴う場合に対して、半導体装置からの放熱をどのようにするかという問題や、樹脂製基板９１を使うため、材料費を含めた製造コストの上昇も避けられないという問題もあった。
【０００９】
また、一般的に高周波を増幅するパワーアンプ回路では、増幅電力の電源供給側への漏洩を防ぎ、高効率に動作させるため、電源ラインのインダクタンス値を大きくとる必要があるが、半導体装置表面に形成するとチップ面積が大きくなり、材料費を含めた製造コストの上昇も避けられないという問題もあった。
【００１０】
また、複数のインダクタンス成分を半導体装置表面に形成する場合、チップ面積の増大と合わせて、双方の高周波的なアイソレーションをとることが難しくなり、製造コストの上昇と高周波特性の劣化が発生するという問題もあった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、チップ型受動部品を含む半導体装置において、装置の小型化、薄型化、周辺回路を含む高機能化を実現しつつ、低製造コスト化をも実現することができる半導体装置およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１記載の半導体装置は、薄板の単層構造による基板の第１の主面に形成され半導体素子を構成する第１の回路パターンと、前記基板における前記第１の主面とは反対側の第２の主面に形成された第２の回路パターンと、前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間にそれらを前記基板を貫通して接続するように形成された貫通ビアと、前記第１の回路パターン上に形成された外部接続用のハンダ電極と、前記第２の回路パターン上に載置されたチップ型受動部品とを有し、前記チップ型受動部品を覆うように前記第２の主面が一体に樹脂封止されたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２記載の半導体装置は、請求項１記載の半導体装置であって、前記基板が、シリコンウエハまたはＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウエハであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項３記載の半導体装置は、請求項２記載の半導体装置であって、前記チップ型受動部品が、Ｓｎ−Ｐｂ系またはＳｎ系のハンダ材料、あるいはＡｇまたはＣｕ系の金属粉が入った導電性接着剤で、前記第２の回路パターン上に接続されたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項４記載の半導体装置は、薄板の単層構造による基板の第１の主面に形成され半導体素子を構成する第１の回路パターンと、前記基板における前記第１の主面とは反対側の第２の主面に形成された第２の回路パターンと、前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間にそれらを前記基板を貫通して接続するように形成された貫通ビアと、前記第１の回路パターン上に形成された外部接続用のハンダ電極と、前記第２の回路パターン上に載置されたチップ型受動部品とを有し、前記ハンダ電極の一部が外部に露出するように前記第１の主面が一体に樹脂封止されるとともに、前記チップ型受動部品を覆うように前記第２の主面が一体に樹脂封止されたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項５記載の半導体装置は、請求項４記載の半導体装置であって、前記基板が、シリコンウエハまたはＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウエハであることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項６記載の半導体装置は、請求項５記載の半導体装置であって、前記チップ型受動部品が、Ｓｎ−Ｐｂ系またはＳｎ系のハンダ材料、あるいはＡｇまたはＣｕ系の金属粉が入った導電性接着剤で、前記第２の回路パターン上に接続されたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項７記載の半導体装置は、薄板の単層構造による基板の第１の主面に形成され半導体素子を構成する第１の回路パターンと、前記基板における前記第１の主面とは反対側の第２の主面に形成された第２の回路パターンと、前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間にそれらを前記基板を貫通して接続するように形成された貫通ビアと、前記第１の回路パターン上に形成された外部接続用のハンダ電極と、前記第２の回路パターン上に載置されたチップ型受動部品と、前記第２の回路パターン上に載置された金属製スペーサーとを有し、前記チップ型受動部品を覆うとともに前記金属製スペーサーの表面だけが外部に露出するように前記第２の主面が一体に樹脂封止され、かつ、前記第２の主面に対する樹脂封止の表面上に金属薄膜が形成されたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項８記載の半導体装置は、請求項７記載の半導体装置であって、前記基板が、シリコンウエハまたはＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウエハであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項９記載の半導体装置は、請求項８記載の半導体装置であって、前記チップ型受動部品が、Ｓｎ−Ｐｂ系またはＳｎ系のハンダ材料、あるいはＡｇまたはＣｕ系の金属粉が入った導電性接着剤で、前記第２の回路パターン上に接続されたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項１０記載の半導体装置は、請求項７から請求項９のいずれかに記載の半導体装置であって、前記金属製スペーサーとして銅ブロックを用いて、前記基板で発生した熱を銅ブロックを介して樹脂封止面上に形成された金属薄膜からも放熱するように構成したことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項１１記載の半導体装置の製造方法は、ウエハからなる基板の第１の主面に半導体素子を構成する第１の回路パターンを形成する行程と、前記基板の第２の主面に第２の回路パターンを形成する行程と、前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間に貫通ビアを形成する行程と、前記第１の回路パターンの上に外部接続用のハンダ電極を形成する行程と、前記第２の回路パターンの上にチップ型受動部品を載置する行程と、前記チップ型受動部品を覆うように前記第２の主面を一体に樹脂封止する行程とを有することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項１２記載の半導体装置の製造方法は、ウエハからなる基板の第１の主面に半導体素子を構成する第１の回路パターンを形成する行程と、前記基板における前記第１の主面とは反対側の第２の主面に第２の絶縁層を形成する行程と、前記第２の絶縁層上に第２の回路パターンを形成する行程と、前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間にそれらを前記基板を貫通して接続するように貫通ビアを形成する行程と、前記第１の回路パターン上に第１の絶縁層を形成する行程と、前記第１の絶縁層上に外部接続用のハンダ電極を形成する行程と、前記第２の回路パターン上にチップ型受動部品を載置する行程と、前記チップ型受動部品を覆うように前記第２の主面を一体に樹脂封止する行程とを有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１３記載の半導体装置の製造方法は、ウエハからなる基板の第１の主面に半導体素子を構成する第１の回路パターンを形成する行程と、前記基板における前記第１の主面とは反対側の第２の主面に第２の絶縁層を形成する行程と、前記第２の絶縁層上に第２の回路パターンを形成する行程と、前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間にそれらを前記基板を貫通して接続するように貫通ビアを形成する行程と、前記第１の回路パターン上に第１の絶縁層を形成する行程と、前記第１の絶縁層上に外部接続用のハンダ電極を形成する行程と、前記ハンダ電極の一部が外部に露出するように前記第１の主面を一体に樹脂封止する行程と、前記第２の回路パターン上にチップ型受動部品を載置する行程と、前記チップ型受動部品を覆うように前記第２の主面を一体に樹脂封止する行程とを有することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１４記載の半導体装置の製造方法は、ウエハからなる基板の第１の主面に半導体素子を構成する第１の回路パターンを形成する行程と、前記基板における前記第１の主面とは反対側の第２の主面に第２の絶縁層を形成する行程と、前記第２の絶縁層上に第２の回路パターンを形成する行程と、前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンの間にそれらを前記基板を貫通して接続するように貫通ビアを形成する行程と、前記第１の回路パターン上に第１の絶縁層を形成する行程と、前記第１の絶縁層上に外部接続用のハンダ電極を形成する行程と、前記第２の回路パターン上にチップ型受動部品および金属製スペーサーを載置する行程と、前記チップ型受動部品および前記金属製スペーサーを覆うように前記第２の主面を一体に樹脂封止する行程と、前記金属製スペーサーの表面だけが外部に露出するまで前記第２の主面を研磨する行程と、前記第２の主面の研磨した表面上に金属薄膜を形成する行程とを有することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項１５記載の半導体装置は、請求項１記載の半導体装置であって、前記第１の回路パターンおよび前記第２の回路パターンは、それぞれ連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなりマイクロストリップラインとして機能するよう形成され、それぞれの少なくとも一端同士が前記貫通ビアにより電気的に接続された構造を有することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項１６記載の半導体装置は、請求項１５記載の半導体装置であって、前記第１の回路パターンおよび前記第２の回路パターンは、前記基板を挟んで相対する位置に形成されたことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項１７記載の半導体装置は、請求項１５または請求項１６記載の半導体装置であって、前記第１の回路パターンおよび前記第２の回路パターンは、各回路パターン上での電気信号の進行方向が、前記基板を挟んで相互に同一方向または反対方向になるよう形成されたことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の請求項１８記載の半導体装置は、請求項１記載の半導体装置であって、前記第１の回路パターンは連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなりマイクロストリップラインとして機能するよう形成され、前記第１の回路パターンに対して前記基板を挟んで相対する位置に第２のランドパターンが形成され、前記第２のランドパターンは、前記貫通ビアを介して前記第１の主面のグランド電位に電気的に接続された構造を有することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の請求項１９記載の半導体装置は、請求項１８記載の半導体装置であって、前記第２のランドパターンは前記第１の回路パターンのパターン領域に対して同等または任意の面積を有するよう形成されたことを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の請求項２０記載の半導体装置は、請求項１５から請求項１９のいずれかに記載の半導体装置であって、前記基板が、シリコンウエハまたはＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウエハであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように本発明によれば、基板表面に回路パターンと外部接続用のハンダ電極が形成され、基板裏面に表面の回路パターンと貫通ビアで接続された回路パターンが形成され、その上にチップ型受動部品が載置され、それらを覆うように全体が一体に樹脂封止された半導体装置において、半導体装置の大きさはほぼ半導体素子と同じで、厚みは従来の樹脂基板を使った半導体装置に比べて大幅に薄くすることが可能である。
【００３３】
また、基板表面のハンダ電極が樹脂で封止された構造のため、自重によるハンダ電極の変形により隣接するハンダ電極間の短絡等の不具合の懸念がなく、隣接するハンダ電極の間隙を狭くすることが可能である。
【００３４】
また、金属製スペーサーの表面だけが露出するように樹脂封止した後、樹脂上に金属薄膜が形成された構造を有するため、半導体装置のグランド電位と金属スペーサーを電気回路的に接続することで、樹脂表面に形成された金属薄膜も半導体装置のグランド電位と同じになり、動作周波数が数百メガヘルツ以上の場合に対しても電磁波シールドの効果が得られ、半導体装置の安定稼動が可能であり、合わせて、基板の両面を樹脂封止する構造のため、基板の抗折強度が向上するという副次的効果も得られる。
【００３５】
また、基板表面に形成されたハンダ電極と銅ブロックを用いて、基板で発生した熱を銅ブロックを介して樹脂封止面の上に形成された金属薄膜からも放熱するため、従来の半導体装置に比べて放熱性を高めることが可能である。
【００３６】
また、樹脂基板を用いないため、材料費を抑えかつ工法の簡略化が図られ、製造コストを抑えることが可能である。
以上により、チップ型受動部品を含む半導体装置において、装置の小型化、薄型化、周辺回路を含む高機能化を実現しつつ、低製造コスト化をも実現することができる。
【００３７】
また、第１の主面の連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインの機能を有する第１の回路パターンと、第２の主面側の連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインの機能を有する第２の回路パターンが、前記貫通ビアを介して電気的に接続された構造のため、第１と第２を合算した回路パターンでインダクタンス成分が形成され、第１と第２のインダクタンス成分の最適化により第１の主面側の前記第１の回路パターンの面積を小さくすることができ、半導体装置の小型化および低製造コスト化を実現することが可能である。
【００３８】
さらに、前記第１の主面に形成された第１の回路パターンおよび前記第２の主面に形成された第２の回路パターンと同様に、例えば前記第１の主面の別の位置に第３の回路パターンおよび前記第２の主面の別の位置に第４の回路パターンをそれぞれ形成したとすれば、前記第１の主面に形成された第１の回路パターンと前記第２の主面に形成された第２の回路パターンを前記貫通ビアで接続し、さらに前記第１の主面の別の位置に形成された第３の回路パターンと前記第２の主面に形成された第２の回路パターンを前記貫通ビアで接続し、さらに前記第２の主面の別の位置に形成された第４の回路パターンと前記第１の主面の別の位置に形成された第３の回路パターンを前記貫通ビアで接続することにより、前記貫通ビアを介して前記第１の主面と前記第２の主面の回路パターンを１つの回路パターンとして延長することができ、半導体装置を大きくすることなく、従来片面だけでは形成できなかった大きなインダクタンスを容易に形成することが可能である。
【００３９】
また、第１の主面の連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインの機能を有する第１の回路パターンと、前記第１の回路パターンの前記基板を挟んで相対する位置に形成され第２の主面側の連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインの機能を有する第２の回路パターンが、前記貫通ビアを介して最短距離で電気的に接続された構造のため、第１と第２を合算した回路パターンで精度のよいインダクタンス成分が形成され、第１と第２のインダクタンス成分の最適化により第１の主面側の前記第１の回路パターンの面積を小さくすることができ、半導体装置の小型化および低製造コスト化を実現することが可能である。
【００４０】
また、渦巻き形状の前記第１の回路パターンと渦巻き形状の前記第２の回路パターンの巻き方向が同一方向または反対方向になった構造を有しているため、巻き線方向が同一で信号の進む方向が同一の場合には磁界の方向が揃うため両者の結合により強力なインダクタンス効果が得られ、一方、巻き線方向が反対で信号の進む方向が反対の場合、両者のアイソレーションが高くなるため、それぞれ個別の高周波素子として機能させることができる。
【００４１】
また、第１の主面の連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインの機能を有する第１の回路パターンと、前記第１の回路パターンの前記基板を挟んで相対する位置に第２のランドが形成され、前記基板の貫通ビアを介して第１の主面の回路パターンのグランド電位に接続された構造を有するため、第１の回路パターンと第２のランドが形成された面の間のアイソレーションを取ることができ、不要な発振（例えば、自己発振や寄生発振）などの対策に有効である。
【００４２】
また、第１の主面の連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインの機能を有する第１の回路パターンと、前記第１の回路パターンの前記基板を挟んで相対する位置に形成され前記第１の回路パターン面積と同等または大きな第２のランドが形成され、前記基板の貫通ビアを介して第１の主面の回路パターンのグランド電位に接続された構造を有する構造のため、第２のランドの面積を最適化することにより、アイソレーションを最大化することができ、不要な発振（例えば、自己発振や寄生発振）などの対策に効果大である。
【００４３】
また、前記基板がシリコンウエハまたはＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウエハであるため、基板の誘電率がともに１０以上と高く、高周波領域におけるマイクロストリップライン長を短くする効果があり、半導体装置の小型化および低製造コスト化を実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の形態を示す半導体装置およびその製造方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の半導体装置およびその製造方法を説明する。
【００４５】
図１は本実施の形態１の半導体装置の構成を示す断面図であり、半導体装置として、８００ＭＨｚ乃至２ＧＨｚのＷ−ＣＤＭＡ用のパワーアンプモジュールの断面図である。図１に示す半導体装置において、パワーアンプモジュールＭ１の大きさは、縦５ｍｍ、横２．５ｍｍで厚みは１．１ｍｍである。基板１はＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウエハで、基板１のウエハ表層（図１では下方）に第１の回路パターンとしてパワーアンプ回路パターン３からなる半導体素子が形成されている。基板１の厚みは０．２５ｍｍで、パワーアンプ回路パターン３上にエポキシ樹脂で厚さ０．１ｍｍの第１の絶縁層２が形成され、さらにその上に銅の再配線４と半球状で外部接続用のハンダ電極５が形成されている。
【００４６】
ハンダ電極５としては、従来Ｓｎ−Ｐｂの共晶ハンダが用いられていたが、最近では、環境対策のためＰｂが含まれないＳｎ−Ａｇ系およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダが使われている。ハンダ電極５はボール直径３００μｍ、ボール高さ２００μｍである。
【００４７】
また、基板１のウエハ裏面（図１では上方）にはエポキシ樹脂で厚さ０．１ｍｍの第２の絶縁層６が形成され、その上に銅の再配線により第２の回路パターン７が形成されている。基板１となるＧａＡｓウエハには任意の位置に貫通ビア８が形成され、前記のパワーアンプ回路パターン３と裏面の第２の回路パターン７が電気的に接続されている。
【００４８】
貫通ビア８は、ＧａＡｓウエハ基板１においてパワーアンプ回路パターン３の主にグランドパターン内に形成されており、ビア内壁には蒸着で金属薄膜（図示せず）が形成されている。貫通ビア８の内径は８０μｍで、ＧａＡｓウエハ基板１内に１２本の貫通ビア８を有する。
【００４９】
第２の回路パターン７の上には０４０２サイズのチップコンデンサ９が導電性接着剤１１で固定されており、その上をエポキシ樹脂１０で一体に樹脂封止されている。なお、チップコンデンサ９の第２の回路パターン７への固定は、Ｓｎ―Ａｇ−Ｃｕ系およびＳｎ−Ｓｂ系のハンダ材を使っても同様の効果が得られる。樹脂封止用のエポキシ樹脂の厚みは０．４ｍｍで、印刷封止工法で形成される。
【００５０】
図２は本実施の形態１の半導体装置の製造方法の概略説明図である。（ａ）ＧａＡｓウエハ基板１のそれぞれの面に第１の絶縁層２および第２の絶縁層６を形成し、銅の再配線４を行った後に、（ｂ）銅の再配線４上の所定位置にＳｎ−Ａｇ―Ｃｕからなるハンダボールを搭載して、リフローによりハンダ電極５の形成を行う。その後、（ｃ）チップコンデンサ９等のチップ型受動部品を導電性接着剤１１で第２の回路パターン７上に固定し、（ｄ）チップコンデンサ９の上から液状のエポキシ樹脂１０で印刷により樹脂封止を行う。
【００５１】
チップコンデンサ９の固定にハンダ材を使う場合には、ハンダ電極５の再溶融を避けるため、前記第２の回路パターン７にチップコンデンサ９をハンダ付け実装し、液状のエポキシ樹脂１０による封止を行った後に、ＧａＡｓウエハ基板１の表面へのハンダボールの搭載およびリフローによりハンダ電極５の形成を行う。
【００５２】
この場合、樹脂封止した後にリフロー加熱による電極形成を行うため、ハンダ電極５の材料としては、Ｓｎ−Ａｇ系およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダの他にＳｎ−Ｂｉ系のような低融点ハンダも使われ、さらに、従来のような樹脂製基板用の材料が不要で、多数のパワーアンプモジュールＭ１が配置されたＧａＡｓウエハ基板１の１枚単位ごとに、一括で加工を行うことが可能なため、製造コストを下げることができる。
【００５３】
また、半導体装置の大きさを第１の回路パターン３からなる半導体素子と略同じにできるため、従来の樹脂製基板を用いた半導体装置に比べて大幅に小型化が可能であり、かつ、多数のパワーアンプモジュールＭ１が配置されたＧａＡｓウエハを基板とした一括加工のため、製造コストを下げることが可能である。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の半導体装置およびその製造方法を説明する。
【００５４】
図３は本実施の形態２の半導体装置の概略構成を示す断面図である。図３に示す半導体装置において、パワーアンプモジュールＭ１の大きさは、縦５ｍｍ、横２．５ｍｍで厚みは１．１ｍｍである。基板１はＧａＡｓウエハで、基板１のウエハ表層（図３では下方）に、第１の回路パターンとしてパワーアンプ回路パターン３からなる半導体素子が形成されている。基板１の厚みは０．２５ｍｍで、パワーアンプ回路パターン３上にエポキシ樹脂で１００μｍの第１の絶縁層２が形成され、さらにその上に銅の再配線４と外部接続用のハンダ電極５が形成されている。
【００５５】
ハンダ電極５としては、半球状のＳｎ−Ａｇ系およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダが使われている。ハンダ電極５はボール直径２００μｍ、ボール高さ１８０μｍで、ハンダ電極５は、その一部のみが露出するように第２のエポキシ樹脂１２で封止されている。ハンダ電極５の間隔は６００μｍ、第２のエポキシ樹脂１２の厚みは１５０μｍである。
【００５６】
また、ＧａＡｓウエハ基板１の裏面（図３では上方）には、エポキシ樹脂で１００μｍの第２の絶縁層６が形成され、その上に銅の再配線により第２の回路パターン７が形成されている。ＧａＡｓウエハ基板１には任意の位置に貫通ビア８が形成され、前記のパワーアンプ回路パターン３と裏面の第２の回路パターン７が電気的に接続されている。
【００５７】
貫通ビア８は、ＧａＡｓウエハ基板１のパワーアンプ回路パターン３の主にグランドパターン内に形成されており、ビア内壁には蒸着で金属薄膜（図示せず）が形成されている。貫通ビア８の内径は８０μｍで、ＧａＡｓウエハ基板１内に１２本のビアを有する。
【００５８】
第２の回路パターン７の上には０４０２サイズのチップコンデンサ９が導電性接着剤１１で固定されており、その上をエポキシ樹脂１０で一体に樹脂封止されている。なお、チップコンデンサ９の第２の回路パターン７への固定は、Ｓｎ―Ａｇ−Ｃｕ系およびＳｎ−Ｓｂ系のハンダ材を使っても同様の効果が得られる。樹脂封止用のエポキシ樹脂１０の厚みは０．４ｍｍで、印刷封止工法で形成される。
【００５９】
図４は本実施の形態２の半導体装置の製造方法の概略説明図である。（ａ）ＧａＡｓウエハ基板１のそれぞれの面に第１の絶縁層２および第２の絶縁層６を形成し、銅の再配線４を行った後に、（ｂ）銅の再配線４の所定位置にＳｎ−Ａｇ―Ｃｕ系のハンダボールを搭載して、リフローによりハンダ電極５の形成を行う。ハンダ電極５のボール径は２００μｍ、ボール高さは１８０μｍである。
【００６０】
さらに、（ｃ）液状の第２のエポキシ樹脂１２による印刷封止で、ハンダ電極５の一部のみが露出した形状になるように封止する。その際、ポリイミドフィルムやテフロン（登録商標）フィルムのような耐熱性フィルム１９をハンダ電極５の下側に敷き、ハンダ電極５の先端に封止樹脂１２が回りこまないようにする。フィルム特性は熱時に粘着性と弾力性があればよいが、樹脂を熱硬化した際に自己剥離するフィルムでもよい。
【００６１】
その後、（ｄ）チップコンデンサ９等のチップ型受動部品を導電性接着剤１１で第２の回路パターン７上に固定し、（ｅ）チップコンデンサ９の上から液状のエポキシ樹脂１０で印刷による樹脂封止を行う。
【００６２】
チップコンデンサ９の固定にハンダ材を使う場合には、ハンダ電極５の再溶融を避けるため、前記の第２の回路パターン７にチップコンデンサ９をハンダ付け実装し、液状樹脂による封止を行った後に、ＧａＡｓウエハ基板１の表面へのハンダボールの搭載およびリフローによりハンダ電極５の形成を行う。この場合、樹脂封止した後にリフロー加熱による電極形成を行うため、ハンダ電極５の材料はＳｎ−Ａｇ系およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダの他にＳｎ−Ｂｉ系のような低融点ハンダも使われる。
【００６３】
本実施の形態によれば、実施の形態１での効果に加えて、基板１表面のハンダ電極５が樹脂で封止された構造のため、自重によるハンダ電極５の変形により隣接するハンダ電極５間と短絡等の不具合の懸念がなく、隣接するハンダ電極５の間隙を狭くすることが可能である。
【００６４】
また、ハンダ電極５の径を小さくし、封止エポキシ樹脂１２の厚みをさらに薄くすることで、ハンダ電極５のボール高さ１００μｍ、封止エポキシ樹脂１２の厚みを８０μｍとした場合、ハンダ電極５の間隙を２００μｍまで狭くすることが可能である。
【００６５】
また、基板１の両面を樹脂封止した構造になるため、実施の形態１に比べて基板の抗折強度が約３割向上するという副次的効果も得られる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の半導体装置およびその製造方法を説明する。
【００６６】
図５は本発明の実施の形態３の半導体装置の概略構成を示す断面図である。図５に示す半導体装置において、パワーアンプモジュールＭ１の大きさは、縦５ｍｍ、横２．５ｍｍで厚みは１．２ｍｍである。基板１はＧａＡｓウエハで、基板１のウエハ表層（図５では下方）に第１の回路パターンとしてパワーアンプ回路パターン３からなる半導体素子が形成されている。基板１の厚みは０．２５ｍｍで、パワーアンプ回路パターン３上にエポキシ樹脂で０．１ｍｍの第１の絶縁層２が形成され、さらにその上に銅の再配線４と半球状で外部接続用のハンダ電極５が形成されている。
【００６７】
ハンダ電極５は従来Ｓｎ−Ｐｂの共晶ハンダが用いられていたが、最近では環境対策のため、Ｐｂが含まれないＳｎ−Ａｇ系およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダが使われている。ハンダ電極５はボール直径３００μｍ、ボール高さ２００μｍである。また、ＧａＡｓウエハ基板１の裏面（図５では上方）には、エポキシ樹脂で０．１ｍｍの第２の絶縁層６が形成され、その上に銅の再配線により第２の回路パターン７が形成されている。ＧａＡｓウエハ基板１には、任意の位置に貫通ビア８が形成され、前記のパワーアンプ回路パターン３と裏面の第２の回路パターン７が電気的に接続されている。
【００６８】
貫通ビア８は、ＧａＡｓウエハ基板１のパワーアンプ回路パターン３の主にグランドパターン内に形成されており、ビア内壁には蒸着で金属薄膜（図示せず）が形成されている。ビアの内径は８０μｍで、ＧａＡｓウエハ基板１内に１２本のビアを有する。
【００６９】
第２の回路パターン７の上には０４０２サイズのチップコンデンサ９と金属製スペーサー１３が導電性接着剤１１で固定されており、その上がエポキシ樹脂１０で金属製スペーサー１３の一部が露出するように樹脂封止されている。金属製スペーサー１３は、銅製でφ０．３ｍｍ、高さ０．５ｍｍの大きさで、第２の回路パターン７のグランドパターンに取り付けられる。
【００７０】
なお、チップコンデンサ９および金属製スペーサー１３の第２の回路パターン７への固定は、Ｓｎ―Ａｇ−Ｃｕ系およびＳｎ−Ｓｂ系のハンダ材を使っても、同様の効果が得られる。
【００７１】
図６は本実施の形態３の半導体装置の製造方法の概略説明図である。（ａ）〜（ｃ）基板１はＧａＡｓウエハで、ＧａＡｓウエハ基板１の表面にハンダ電極５を形成し、ＧａＡｓウエハ基板１の裏面の第２の回路パターン７上に、チップコンデンサ９と金属製スペーサー１３を導電性接着剤１１で固定する。（ｄ）封止材料にはエポキシ樹脂１０が使われ、印刷工法でチップコンデンサ９および金属製スペーサー１３を完全に封止した後、（ｅ）金属製スペーサー１３の表面が露出するまで、その封止樹脂であるエポキシ樹脂１０の表面を研磨する。
【００７２】
さらに、（ｆ）エポキシ樹脂１０の表面に蒸着またはメッキにより金属薄膜１４が形成され、金属製スペーサー１３の露出した部分と電気的に接続される。エポキシ樹脂１０の表面の金属薄膜１４は、蒸着の場合には樹脂に近い側から順にＣｕ、Ｎｉ、金の金属層が用いられ、メッキの場合にはＣｕメッキ、Ｎｉメッキ、金メッキが用いられる。金属薄膜１４の形成が蒸着層の場合の厚みは３層で約１μｍ、メッキの場合は３層で約４μｍである。
【００７３】
本実施の形態によれば、第２の回路パターン７上の金属製スペーサー１３が、封止用のエポキシ樹脂１０の表面に形成された金属薄膜１４と接続された構造を有するため、半導体装置のグランド電位と金属スペーサー１３を電気回路的に接続することで、樹脂表面に形成された金属薄膜１４も半導体装置のグランド電位と同じになり、動作周波数が数百メガヘルツ以上の場合に電磁波シールドの効果が得られ、半導体装置の安定稼動が可能である。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の半導体装置およびその製造方法を説明する。
【００７４】
図７は本発明の実施の形態４の半導体装置の概略構成を示す断面図である。図７に示す半導体装置は、実施の形態３の半導体装置の金属製スペーサー１３の代わりに銅ブロック１５を用いて、基板１からの発熱を銅ブロック１５を介して、樹脂封止面に形成された金属薄膜１４から放熱する構造を有する。
【００７５】
銅ブロック１５は０．８ｍｍφ、高さ０．５ｍｍの大きさで、ＧａＡｓウエハ基板１のパワーアンプ回路パターン３の最も発熱の多い領域の裏面側に取り付けられる。
金属製スペーサー１３は第２の回路パターン７のグランドパターンに取り付けられるのに対し、放熱用の銅ブロック１５は、熱容量および断面積ともに金属製スペーサー１３よりも大きく、ＧａＡｓウエハ基板１のパワーアンプ回路パターン３の発熱量の最も多い領域裏側の専用のパターン１６上に取り付けられる。
【００７６】
図８に従来構造の樹脂製基板を使ったパワーアンプモジュールと実施の形態４のパワーアンプモジュールの熱抵抗の例を示す。図８に示すように、ＧａＡｓウエハ基板１の発熱を、ハンダ電極５および銅ブロック１５を介して実装基板（図示せず）およびエポキシ樹脂１０上に形成された金属薄膜１４から放熱するため、小型ながら従来の樹脂基板の構造に対して、最大で１０％程度放熱特性が向上する。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５の半導体装置を説明する。
【００７７】
図１０は半導体装置として構成されるパワーアンプモジュールの基本回路図である。また、図１１、図１２、図１３は本実施の形態５の半導体装置の構成を示す斜視図および断面図である。図１０に示すパワーアンプモジュールＭ１は図１１、図１２、図１３に示す形態の半導体装置として構成される。この半導体装置（パワーアンプモジュールＭ１）の大きさは、縦５ｍｍ、横２．５ｍｍで厚みは１．１ｍｍである。
【００７８】
図１１、図１２、図１３において、基板１はＧａＡｓウエハで、基板１のウエハ表層（図１１では下方）に回路パターンとしてパワーアンプ回路パターンからなる半導体素子が形成されている。前記パワーアンプ回路の中に、連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインで形成されたインダクタンスの機能を有する第１の回路パターン（Ｌ１）９４が形成されている。
【００７９】
図１１、図１２、図１３は連続した渦巻き形状の場合を示しており、パターン幅／間隙＝１０μｍ／１０μｍの４重巻きの形状を有し、０．２ｍｍ□の大きさを有する。ＧａＡｓ基板１の厚みは０．２５ｍｍで、パワーアンプ回路上にエポキシ樹脂で１００μｍ厚みの第１の絶縁層２が形成され、さらにその上に銅の再配線４と外部接続用のハンダ電極５が形成されている。渦巻きの中央部にはＧａＡｓ基板１内に貫通ビア８が形成され、前記渦巻き形状の第１の回路パターン（Ｌ１）９４と接続されている。また、ＧａＡｓ基板１の裏面にも、エポキシ樹脂で１００μｍ厚みの第２の絶縁層６が形成され、その上に銅の再配線４により第２の回路パターン（Ｌ２）９５が形成されている。
【００８０】
第１の回路パターン（Ｌ１）９４の渦巻き形状と同面積の連続する渦巻き形状に形成された第２の回路パターン（Ｌ２）９５が任意の位置に形成され、第２の回路パターン（Ｌ２）９５のパターン終端部で前記ＧａＡｓ基板１内に設けられた貫通ビアから伸びる回路パターンと接続される。図１１の例では、渦巻き形状の第１の回路パターン（Ｌ１）９４と第２の回路パターン（Ｌ２）９５の巻き方が両方とも外側から反時計まわりで同方向の場合を示している。一方、図１２の例では、渦巻き形状の第２の回路パターン（Ｌ２）９５の巻き方が外側から時計まわりで、外側から反時計まわりの渦巻き形状を有する第１の回路パターン（Ｌ１）９４の巻き方と反対方向の場合を示している。
【００８１】
なお、本実施の形態では、第１の回路パターン（Ｌ１）９４および第２の回路パターン（Ｌ２）９５の形状を、連続した渦巻き形状で書き表しているが、例えばメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインで形成されたインダクタンスであれば、同様の効果が得られる。
【００８２】
本実施の形態によれば、第１の主面の連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインの機能を有する第１の回路パターン（Ｌ１）９４と、第２の主面側の連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインの機能を有する第２の回路パターン（Ｌ２）９５が、前記貫通ビア８を介して電気的に接続された構造のため、第１と第２を合算した回路パターンでインダクタンス（Ｌ）成分が形成され、第１と第２のインダクタンス成分の最適化により、第１の主面側の第１の回路パターン（Ｌ１）９４の面積を小さくすることができ、半導体装置の小型化、低製造コスト化を実現することが可能である。
【００８３】
さらに、前記第１の主面に形成された第１の回路パターン（Ｌ１）９４および前記第２の主面に形成された第２の回路パターン（Ｌ２）９５と同様に、例えば前記第１の主面の別の位置に第３の回路パターン（Ｌ３）および前記第２の主面の別の位置に第４の回路パターン（Ｌ４）をそれぞれ形成したとすれば、前記第１の主面に形成された第１の回路パターン（Ｌ１）９４と前記第２の主面に形成された第２の回路パターン（Ｌ２）９５を前記貫通ビアで接続し、さらに前記第１の主面の別の位置に形成された第３の回路パターン（Ｌ３）と前記第２の主面に形成された第２の回路パターン（Ｌ２）９５を前記貫通ビアで接続し、さらに前記第２の主面の別の位置に形成された第４の回路パターン（Ｌ４）と前記第１の主面の別の位置に形成された第３の回路パターン（Ｌ３）を前記貫通ビアで接続することにより、前記貫通ビアを介して前記第１の主面と前記第２の主面の回路パターンを１つの回路パターンとして延長することができ、半導体装置を大きくすることなく、従来片面だけでは形成できなかった大きなインダクタンスを容易に形成することが可能である。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６の半導体装置を説明する。
【００８４】
図１４、図１５、図１６は本実施の形態６の半導体装置の構成を示す斜視図および断面図であり、図１０に示すパワーアンプモジュールＭ１を構成する。この半導体装置（パワーアンプモジュールＭ１）の大きさは、縦５ｍｍ、横２．５ｍｍで厚みは１．１ｍｍである。
【００８５】
図１４、図１５、図１６において、基板１はＧａＡｓウエハで、基板１のウエハ表層（図１４では下方）に回路パターンとしてパワーアンプ回路パターンからなる半導体素子が形成されている。前記パワーアンプ回路の中に、連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインで形成されたインダクタンスの機能を有する第１の回路パターン（Ｌ１）９４が形成されている。
【００８６】
図１４、図１５、図１６は連続した渦巻き形状の場合を示しており、パターン幅／間隙＝１０μｍ／１０μｍの４重巻きの形状を有し、０．２ｍｍ□の大きさを有する。ＧａＡｓ基板１の厚みは０．２５ｍｍで、パワーアンプ回路上にエポキシ樹脂で１００μｍ厚みの第１の絶縁層２が形成され、さらにその上に銅の再配線４と外部接続用のはんだ電極５が形成されている。渦巻きの中央部にはＧａＡｓ基板１内に貫通ビアが形成され、前記渦巻き形状の第１の回路パターン（Ｌ１）９４と接続されている。
【００８７】
また、ＧａＡｓ基板１の裏面（第２の主面）側にも、エポキシ樹脂で１００μｍ厚みの第２の絶縁層６が形成され、その上に銅の再配線により第１の回路パターン（Ｌ１）９４の渦巻き形状と同面積の連続する渦巻き形状に形成された第２の回路パターン（Ｌ２）９５が形成されている。なお、連続する渦巻き形状の第２の回路パターン（Ｌ２）９５は、渦巻き形状の第１の回路パターンに対してＧａＡｓ基板１を挟んで相対する位置に形成され、パターン終端部でＧａＡｓ基板１内に設けられた貫通ビアから伸びる回路パターンと接続される。
【００８８】
図１４の例では、渦巻き形状の第１の回路パターン（Ｌ１）９４と第２の回路パターン（Ｌ２）９５の巻き方が両方とも外側から反時計まわりで、電気信号の進む方向が同方向の場合を示している。一方、図１５の例では、渦巻き形状の第２の回路パターン（Ｌ２）９５の巻き方が外側から時計まわりで、外側から反時計まわりの渦巻き形状を有する第１の回路パターン（Ｌ１）９４の巻き方と電気信号の進む方向が反対方向の場合を示している。
【００８９】
なお、本実施の形態では、第１の回路パターン（Ｌ１）９４および第２の回路パターン（Ｌ２）９５の形状を、連続した渦巻き形状で書き表しているが、例えばメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインで形成されたインダクタンスであれば、同様の効果が得られる。
【００９０】
本実施の形態によれば、第１の主面の連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインの機能を有する第１の回路パターン（Ｌ１）９４と、第１の回路パターン（Ｌ１）９４に対して基板１を挟んで第２の主面側の相対する位置に形成され連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインの機能を有する第２の回路パターン（Ｌ２）９５とが、貫通ビアを介して最短距離で電気的に接続された構造のため、第１と第２を合算した回路パターンで精度のよいインダクタンス（Ｌ）成分が形成され、第１と第２のインダクタンス成分の最適化により、第１の主面側の第１の回路パターン（Ｌ１）９４の面積を小さくすることができ、半導体装置の小型化、低製造コスト化を実現することが可能である。
【００９１】
また、渦巻き形状の第１の回路パターン（Ｌ１）９４と渦巻き形状の第２の回路パターン（Ｌ２）９５の巻き方向が同一方向または反対方向になった構造を有しているため、巻き線方向が同一で信号の進む方向が同一の場合には磁界の方向が揃うため両者の結合により強力なインダクタンス効果が得られ、一方、巻き線方向が反対で信号の進む方向が反対の場合、両者のアイソレーションが高くなるため、それぞれ個別の高周波素子として機能させることができる。
【００９２】
例えば、図１０の（Ｌ１）９４と（Ｌ２）９５に使用すると、Ａ点からみたインピーダンスの設計が、渦巻き方向によって変わるため、どちらを用いるかによって所望のインピーダンスを得ることができるため、そのような所望のインピーダンスを得るための設計の自由度が高まる。
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７の半導体装置を説明する。
【００９３】
図１７、図１８は本実施の形態７の半導体装置の構成を示す斜視図および断面図であり、図１０に示すパワーアンプモジュールＭ１を構成する。この半導体装置（パワーアンプモジュールＭ１）の大きさは、縦５ｍｍ、横２．５ｍｍで厚みは１．１ｍｍである。
【００９４】
図１７、図１８において、基板１はＧａＡｓウエハで、基板１のウエハ表層（図１７では下方）に回路パターンとしてパワーアンプ回路パターンからなる半導体素子が形成されている。前記パワーアンプ回路の中に、連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインで形成されたインダクタンスの機能を有する第１の回路パターン（Ｌ１）９４が形成されている。図１４、１５は連続した渦巻き形状の場合を示しており、パターン幅／間隙＝１０μｍ／１０μｍの４重巻きの形状を有し、０．２ｍｍ□の大きさを有する。
【００９５】
また、渦巻き形状の第１の回路パターン（Ｌ１）９４に対してＧａＡｓ基板１を挟んで相対する位置に第２のランドパターン（Ｇ１）９６が形成されている。第２のランドパターン（Ｇ１）９６の大きさは任意であるが、第１の回路パターン（Ｌ１）９４とのアイソレーションを取るために、第１の回路パターン（Ｌ１）９４よりも大きな面積を有する方が望ましい。
【００９６】
第２のランドパターン（Ｇ１）９６は、０．３ｍｍ□の大きさを有し、前記基板１の貫通ビア８を介して第１の主面の回路パターンのグランド電位に接続された構造を有する。
本実施の形態によれば、第１の主面の連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインの機能を有する第１の回路パターン（Ｌ１）９４と、前記第１の回路パターン（Ｌ１）９４に対して基板１を挟んで相対する位置に第２のランドパターン（Ｇ１）９６とが形成され、前記基板１の貫通ビア８を介して第１の主面の回路パターンのグランド電位に接続された構造を有するため、第１の回路パターン（Ｌ１）９４と第２のランドパターン（Ｇ１）９６が形成された面の間のアイソレーションを取ることができ、不要な発振（自己発振や寄生発振）などの対策に有効である。
【００９７】
また、第１の主面の連続した渦巻き形状またはメアンダ形状または曲線からなるマイクロストリップラインの機能を有する第１の回路パターン（Ｌ１）９４と、前記第１の回路パターン（Ｌ１）９４に対して基板１を挟んで相対する位置に形成され第１の回路パターン（Ｌ１）９４と同等または大きな面積の第２のランドパターン（Ｇ１）９６が形成され、基板１の貫通ビア８を介して第１の主面の回路パターンのグランド電位に接続された構造を有するため、第２のランドパターン（Ｇ１）９６の面積を最適化することにより、それらのアイソレーションを最大化することができ、不要な発振（自己発振や寄生発振）などの対策に効果大である。
【００９８】
また、基板１がシリコンウエハまたはＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウエハであるため、基板の誘電率がともに１０以上と高く、高周波領域におけるマイクロストリップライン長を短くする効果があり、半導体装置の小型化および低製造コスト化を容易に実現することが可能である。
【００９９】
以上、具体例を参照しながら本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明は上記各実施の形態の具体例に限定されるものではなく、基板の第１の主面に形成された第１の回路パターンと、前記回路パターン上に形成された第１の絶縁層と、前記絶縁層上に形成された外部接続用のハンダ電極と、前記基板の反対側の第２の主面に形成された第２の絶縁層とその上の第２の回路パターンと、前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンを接続するように形成された貫通ビアを有し、前記第２の回路パターン上にチップ型受動部品が搭置され、前記チップ型受動部品を覆うように前記第２の主面が一体に樹脂封止された全ての半導体装置またはその製造方法についても本発明の範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の半導体装置およびその製造方法は、チップ型受動部品を含む半導体装置において、装置の小型化、薄型化、周辺回路を含む高機能化を実現しつつ、低製造コスト化をも実現することができるもので、移動体通信分野における通信用半導体装置等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施の形態１の半導体装置の構成を示す断面図
【図２】同実施の形態１の半導体装置の製造方法の概略説明図
【図３】本発明の実施の形態２の半導体装置の構成を示す断面図
【図４】同実施の形態２の半導体装置の製造方法の概略説明図
【図５】本発明の実施の形態３の半導体装置の構成を示す断面図
【図６】同実施の形態３の半導体装置の製造方法の概略説明図
【図７】本発明の実施の形態４の半導体装置の構成を示す断面図
【図８】同実施の形態４の半導体装置の従来例との熱抵抗比較の説明図
【図９】従来の半導体装置の構成を示す断面図
【図１０】パワーアンプモジュールの基本構成を示す回路図
【図１１】本発明の実施の形態５の半導体装置の内部構成を示す斜視図
【図１２】同実施の形態５の半導体装置の他の内部構成を示す斜視図
【図１３】同実施の形態５の半導体装置の内部構成を示す断面図
【図１４】本発明の実施の形態６の半導体装置の内部構成を示す斜視図
【図１５】同実施の形態６の半導体装置の他の内部構成を示す斜視図
【図１６】同実施の形態６の半導体装置の内部構成を示す断面図
【図１７】本発明の実施の形態７の半導体装置の内部構成を示す斜視図
【図１８】同実施の形態７の半導体装置の内部構成を示す断面図
【符号の説明】
【０１０２】
１    基板（ＧａＡｓウエハ）
２    第１の絶縁層
３    第１の回路パターン（半導体素子を構成するパワーアンプ回路パターン）
４    銅の再配線
５    （外部接続用の）ハンダ電極
６    第２の絶縁層
７    第２の回路パターン
８    貫通ビア
９    チップ型受動部品（チップコンデンサ）
１０    エポキシ樹脂
１１    導電性接着剤
１２    第２のエポキシ樹脂
１３    金属製スペーサー
１４    金属薄膜
１５    銅ブロック
１６    銅ブロック用専用パターン
１７    （樹脂製基板上の）回路パターン
１８    ハンダ
１９    耐熱性フィルム
９１    樹脂製基板
９３    半導体素子
Ｍ１    パワーアンプモジュール
９４    第１の回路パターン（Ｌ１）
９５    第２の回路パターン（Ｌ２）
９６    第２のランドパターン（Ｇ１）
【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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