(57)【要約】半導体装置（１）は、配線基板（２）と、配線基板（２）上にフリップチップ実装された半導体チップ（３）と、配線基板（２）上に搭載された受動部品（４）と、半導体チップ（３）を覆うように配線基板（２）に搭載され、半導体チップ（３）の裏面（３ｂ）に接続された放熱用部材（５）とを有している。受動部品（４）は、半導体チップ（３）よりも高さが高い受動部品（４ａ）を含んでおり、半導体チップ（３）よりも高さが高い受動部品（４ａ）は、放熱用部材（５）の外部の配線基板（２）の上面（２ａ）に搭載され、放熱用部材（５）の内部の配線基板（２）の上面（２ａ）には搭載されない。【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、
能動素子からなり、前記配線基板の第１主面上にフリップチップ実装された半導体チップと、
前記半導体チップを覆うように前記配線基板に搭載され、その内面に前記半導体チップの裏面が接続された放熱用部材と、
前記放熱用部材の外部の前記配線基板の前記第１主面上に搭載され、前記半導体チップよりも高さが高い受動部品と、
を有し、
前記放熱用部材の内部の前記配線基板の前記第１主面上には、前記半導体チップよりも高さが高い受動部品は搭載されていないことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、
前記放熱用部材の内部の前記配線基板の前記第１主面上に搭載され、前記半導体チップよりも高さが低い受動部品を更に有することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置において、
前記放熱用部材の外部の前記配線基板の前記第１主面上に搭載され、前記半導体チップよりも高さが低い受動部品を更に有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置において、
前記放熱用部材の内部の前記配線基板の前記第１主面上には、受動部品は搭載されていないことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置において、
前記配線基板の前記第１主面上に搭載された受動部品のうちの最も高さが高い受動部品の高さと比べて、前記放熱用部材の高さが同じか低いことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１記載の半導体装置において、
前記放熱用部材は、金属材料からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１記載の半導体装置において、
前記放熱用部材は、金属キャップであることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１記載の半導体装置において、
前記放熱用部材は、銅を主成分とする材料からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１記載の半導体装置において、
前記半導体チップの裏面に裏面電極が形成されており、前記裏面電極が前記放熱用部材の内面に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項９記載の半導体装置において、
前記放熱用部材は導電体材料からなり、
前記半導体チップの前記裏面電極と前記放熱用部材とは、導電性の接合材を介して接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１記載の半導体装置において、
前記受動部品はチップ部品であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１記載の半導体装置において、
前記放熱用部材の上面には、マーキングが行われていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１記載の半導体装置において、
前記放熱用部材は、前記配線基板の前記第１主面の導体部に接合されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１記載の半導体装置において、
前記放熱用部材の一部は、前記配線基板の側面上に延在していることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項１記載の半導体装置において、
前記配線基板を実装する他の配線基板を更に有し、
前記放熱用部材は前記他の配線基板に電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
請求項１記載の半導体装置において、
前記半導体チップは半導体増幅素子チップであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
請求項１記載の半導体装置において、
前記半導体チップの下方の前記配線基板にはサーマルビアが形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
請求項１記載の半導体装置において、
前記半導体装置は携帯電話に搭載される電力増幅装置であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１９】
配線基板と、
前記配線基板の第１主面上にフリップチップ実装された半導体増幅素子チップと、
前記半導体増幅素子チップを覆うように前記配線基板に搭載され、その内面に前記半導体増幅素子チップの裏面が接続された放熱用部材と、
前記放熱用部材の外部の前記配線基板の前記第１主面上に搭載され、前記半導体増幅素子チップよりも高さが高い電子部品と、
を有し、
前記放熱用部材の内部の前記配線基板の前記第１主面上には、前記半導体増幅素子チップよりも高さが高い電子部品は搭載されていないことを特徴とする半導体装置。
【請求項２０】
請求項１記載の半導体装置において、
前記電子部品は受動部品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】  本発明は、半導体装置に関し、特に、高周波電力増幅装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】  ＲＦパワーモジュールのような半導体装置は、配線基板上に半導体チップや受動部品のような種々の電子部品を搭載することによって形成される。近年、このような半導体装置に対する小型化や薄型化の要求が高まってきている。
また、特開２００２−２６１５８１号公報には、多層基板上に表面弾性波素子とその他の表面実装素子とが搭載され、表面弾性波素子が多層基板の金属膜を施した電極上に直接フリップチップ搭載され、かつ複数の表面弾性波素子が一つの封止部材により一括して覆われ気密封止されている構成の高周波モジュール部品に関する技術が記載されている。
【発明の開示】
本発明者の検討によれば、次のことが新たに見出された。
ＲＦパワーモジュールのような半導体装置において、配線基板に半導体チップをフリップチップ実装した場合、ワイヤボンディング方式に比べて、ＲＦパワーモジュール全体の薄型化や小型化には有利であるが、半導体チップで発生した熱の放熱経路がバンプ電極を介して配線基板に放熱する経路だけだと、半導体チップの発熱を充分に放熱することができず、ＲＦパワーモジュールの性能が低下する可能性がある。また、半導体チップの発熱がバンプ電極を介して配線基板へ放熱される際に、バンプ電極に熱が集中すると、バンプ電極が熱劣化する可能性もある。
このため、配線基板上に金属キャップを被せ、この金属キャップを半導体チップの裏面に接続して、半導体チップの発熱を金属キャップを介して配線基板へ放熱させることで、放熱特性を向上させることが考えられる。
しかしながら、配線基板には、半導体チップ以外にも受動部品が搭載されており、配線基板上に金属キャップを被せただけでは、ＲＦパワーモジュール全体の厚みが厚くなってしまう。ＲＦパワーモジュール全体の薄型化を実現するためには、配線基板上に搭載する各電子部品の外形寸法を総合的に勘案した対策が必要となる。
本発明の目的は、半導体装置の薄型化を可能とする技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、半導体装置の放熱特性を向上できる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本発明は、半導体チップと受動部品とを配線基板上に搭載した半導体装置において、半導体チップをフリップチップ実装し、半導体チップを覆うような放熱用部材を配線基板に搭載して半導体チップの裏面に接続させ、半導体チップよりも高さが高い受動部品は放熱用部材の外部の配線基板上に搭載して放熱用部材の内部の配線基板上には搭載しないものである。
また、本発明は、半導体増幅素子チップと他の電子部品とを配線基板上に搭載した半導体装置において、半導体増幅素子チップをフリップチップ実装し、半導体増幅素子チップを覆うような放熱用部材を配線基板に搭載して半導体増幅素子チップの裏面に接続させ、半導体増幅素子チップよりも高さが高い電子部品は放熱用部材の外部の配線基板上に搭載して放熱用部材の内部の配線基板上には搭載しないものである。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の一実施の形態である半導体装置の概念的な構造を示す上面図である。
図２は、図１の半導体装置の断面図である。
図３は、図１において放熱用部材を透視した状態を示す上面図である。
図４は、図１の半導体装置で用いられる放熱用部材の上面図である。
図５は、図４の放熱用部材の断面図である。
図６は、図４の放熱用部材の断面図である。
図７は、半導体チップの回路構成の一例を示す回路ブロック図である。
図８は、図１の半導体装置が実装基板に実装された状態を概念的に示す断面図である。
図９は、本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程中の断面図である。
図１０は、図９に続く半導体装置の製造工程中における断面図である。
図１１は、図１０に続く半導体装置の製造工程中における断面図である。
図１２は、本発明の他の実施の形態である半導体装置が実装基板に実装された状態を概念的に示す断面図である。
図１３は、本発明の他の実施の形態である半導体装置の概念的な構造を示す上面図である。
図１４は、図１３の半導体装置の断面図である。
図１５は、図１３において放熱用部材を透視した状態を示す上面図である。
図１６は、本発明の他の実施の形態である半導体装置の概念的な構造を示す上面図である。
図１７は、図１６の半導体装置の断面図である。
図１８は、図１６の半導体装置が実装基板に実装された状態を概念的に示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションに分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図などであっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。
（実施の形態１）
本実施の形態の半導体装置（電子装置）を図面を参照して説明する。本実施の形態では、半導体装置（電子装置）として、例えば高周波パワーアンプモジュール（高周波電力増幅器モジュール、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パワーモジュール、高周波電力増幅装置、電力増幅装置）などである高周波モジュールに適用した場合について説明する。
図１は、本実施の形態の半導体装置（ＲＦモジュール）１の概念的な構造を示す上面図（平面図）であり、図２は半導体装置１の概念的な断面図（側面断面図）である。図３は、図１において、放熱用部材５を透視（省略）した状態を示す上面図（平面図）である。図４は、半導体装置１で用いられる放熱用部材５の上面図（平面図）であり、図５および図６は、放熱用部材５の断面図である。図２は、半導体装置１の各構成部品の高さ位置関係などを明確にするための概念的な断面構造が示されており、例えば放熱用部材５を省略しなかったときの図３のＡ−Ａ線の断面にほぼ対応するものである。また、図５は図４のＢ−Ｂ線の断面に対応し、図６は図４のＣ−Ｃ線の断面に対応する。
図１〜図３に示される本実施の形態の半導体装置（ここではＲＦパワーモジュールまたは高周波電力増幅装置）１は、配線基板（多層基板、多層配線基板、モジュール基板）２と、配線基板２に搭載（実装）された能動素子からなる半導体チップ（半導体素子、能動素子）３と、配線基板２に搭載（実装）された受動素子からなる受動部品（受動素子、チップ部品）４と、半導体チップ３を覆うように配線基板２に搭載（接合）された放熱用部材（金属キャップ、金属カバー、放熱用キャップ、放熱用カバー、放熱板）５とを有している。半導体チップ３および受動部品４は、配線基板２の導体層（電極、配線、伝送線路）に電気的に接続されている。また、半導体装置１は、例えば図示しない外部回路基板またはマザーボードなどに実装することもできる。
配線基板２は、例えば、複数の絶縁体層（誘電体層）１１と、複数の導体層（配線層）とを積層して一体化した多層基板（多層配線基板）を用いることができる。図２では、４つの絶縁体層１１が積層されて配線基板２が形成されているが、積層される絶縁体層１１の数はこれに限定されるものではなく種々変更可能である。配線基板２の絶縁体層１１を形成する材料としては、例えばアルミナ（酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３）などのようなセラミック材料を用いることができる。この場合、配線基板２はセラミック多層基板である。絶縁体層１１を樹脂材料よりも熱伝導率が高いセラミック材料により形成して配線基板２をセラミック基板（セラミック多層基板）とすることで、半導体装置１の放熱特性をより向上させることができる。配線基板２の絶縁体層１１の材料は、セラミック材料に限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばガラスエポキシ樹脂などを用いることもできる。
配線基板２の上面（表面、主面、第１の主面）２ａと下面（裏面、主面）２ｂと各絶縁体層１１間とには、配線形成用の導体層（配線層、配線パターン、導体パターン）が形成されている。配線基板２の最上層の導体層によって、配線基板２の上面２ａに導電体からなる基板側端子（端子、電極）１２ａが形成され、配線基板２の最下層の導体層によって、配線基板２の下面２ｂに導電体からなる外部接続端子（端子、電極、モジュール電極）１２ｂが形成されている。配線基板２の内部、すなわち絶縁体層１１の間にも導体層（配線層、配線パターン、導体パターン）が形成されているが、図２では簡略化のために図示を省略している。配線基板２の導体層を形成する材料としては、例えば銅または銅合金などの導電性および熱伝導性の良い材料などを用いることができる。例えば、配線基板２の上面２ａおよび下面２ｂの導体層（例えば基板側端子１２ａおよび外部接続端子１２ｂ）は、銅（Ｃｕ）とタングステン（Ｗ）との合金の表面にニッケル（Ｎｉ）メッキおよび金（Ａｕ）メッキを順に施したものとすることができる。この金メッキは、導体層の酸化や侵食を防ぐ機能を有している。また、配線基板２の内部（内層）の導体層（絶縁体層１１間の導体層）は、例えば銅（Ｃｕ）とタングステン（Ｗ）との合金により形成することができる。また、配線基板２の導体層により形成される配線パターンのうち、基準電位供給用の配線パターン（例えば配線基板２の下面２ｂの基準電位供給用端子１２ｃなど）は、絶縁体層１１の配線形成面の大半の領域を覆うようなベタパターンで形成し、伝送線路用の配線パターンは帯状のパターンで形成することができる。
配線基板２を構成する各導体層（配線層）は、必要に応じて絶縁体層１１に形成されたビアホール（スルーホール）１３内の導体または導体膜を通じて電気的に接続されている。ビアホール１３内の導体膜は、例えば銅（Ｃｕ）とタングステン（Ｗ）との合金からなる。従って、配線基板２の上面２ａの基板側端子１２ａは、必要に応じて配線基板２の上面２ａおよび／または内部の配線層（絶縁体層１１間の配線層）やビアホール１３内の導体膜などを介して、配線基板２の下面２ｂの外部接続端子１２ｂに電気的に接続されている。なお、ビアホール１３のうち、半導体チップ３の下方に設けられたビアホール１３ａは、半導体素子３で生じた熱を配線基板２の下面２ｂ側に伝導させるためのサーマルビアとして機能することができる。
配線基板２の上面２ａには、複数の受動部品４が搭載されている。受動部品４は、抵抗素子（例えばチップ抵抗）、容量素子（例えばチップコンデンサ）またはインダクタ素子（例えばチップインダクタ）などの受動素子からなる。受動部品４としては、チップ部品などを用いることができる。また、受動部品４として、集積受動部品（ＩＰＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ＩＰＤ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いることもできる。受動部品４の電極１４は、半田などの導電性の接合材（接着材）１５により、配線基板２の上面２ａの基板側端子１２ａに接合（実装、接続）され、電気的に接続されている。
半導体チップ３は、能動素子からなり、例えば半導体増幅素子チップ（高周波用電力増幅素子チップ）である。例えば、半導体チップ３は、半導体装置１において電力増幅回路を構成する半導体増幅素子である。
半導体チップ３の表層部分または内部には、例えば、ＧａＡｓまたはＩｎＰなどを主成分とするヘテロ接合バイポーラトランジスタ、ＳｉＧｅあるいはＳｉ−ＭＩＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの電界効果トランジスタ、またはＧａＡｓなどを主成分とするＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：高電子移動度トランジスタ）などの半導体素子（半導体増幅素子）が形成されている。半導体チップ３は、例えば、単結晶シリコンなどからなる半導体基板（半導体ウエハ）に種々の半導体素子（半導体増幅素子）または半導体集積回路を形成した後、必要に応じて半導体基板の裏面研削を行ってから、ダイシングなどにより半導体基板を各半導体チップ３に分離したものである。半導体チップ３の表面（半導体素子形成側の主面）３ａには、複数のバンプ電極（突起状電極）１７が形成されている。バンプ電極１７は、例えば半田バンプなどである。バンプ電極１７として金バンプなどを用いることもできる。バンプ電極１７は、半導体チップ３に形成された半導体素子（半導体増幅素子）または半導体集積回路に電気的に接続されている。
図７は、半導体チップ３の回路構成の一例を示す回路ブロック図である。図７には、例えばＧＳＭ９００とＤＣＳ１８００との２つの周波数帯が使用可能（デュアルバンド方式）なＲＦパワーモジュールに使用される増幅回路用の半導体チップ３の回路ブロックが例示されている。図７の回路では、２つの周波数帯域（ＧＳＭとＤＣＳ）を２つの増幅回路に分けて増幅している。各増幅回路は、例えば、３段増幅しており、各段にそれぞれ１つずつのトランジスタ２０ａ（例えばＭＩＳＦＥＴ）が使用されている。また、各段の増幅回路（トランジスタ２０ａ）は制御回路２０ｂによりコントロールされている。また、半導体チップ３は、図７の増幅回路を１チップ内に取り込んでいる。従って、半導体装置１は、このような増幅用の１つの半導体チップ３と、受動部品４（複数）とにより回路構成されている。
半導体チップ３は、配線基板２の上面２ａにフリップチップ接続（フリップチップ実装）されている。すなわち、半導体チップ３は、その裏面（半導体素子形成側の主面とは逆側の主面）３ｂが上方を向き、その表面（半導体素子形成側の主面）３ａが配線基板２の上面２ａに対向する向きで、配線基板２の上面２ａに搭載（実装）されている。従って、半導体チップ３は配線基板２の上面２ａにフェースダウンボンディングされている。半導体チップ３の表面３ａのバンプ電極１７は、配線基板２の上面２ａの基板側端子１２ａに接合（実装、接続）され、電気的に接続されている。このため、半導体チップ３に形成された半導体素子（半導体増幅素子）または半導体集積回路は、バンプ電極１７を介して配線基板２の上面２ａの基板側端子１２ａに電気的に接続される。また、半導体チップ３と配線基板２との熱膨張率の差によるバンプ電極１７への負担を緩衝するために、半導体チップ３と配線基板２の上面２ａとの間にアンダーフィル樹脂（図示せず）を充填することも可能である。
本実施の形態では、上記のように、配線基板２に半導体チップ３をフェースダウンボンディングしてフリップチップ実装している。このため、本実施の形態とは異なり、配線基板２に半導体チップ３をフェースアップボンディングしてボンディングワイヤによって配線基板２の基板側端子１２ａと半導体チップ３のボンディングパッドとを接続する場合に比べて、ボンディングワイヤのループ高さの分だけ、半導体装置１の厚み（高さ）を薄く（低く）することができる。従って、半導体装置の薄型化に有利となる。
配線基板２の上面２ａには、半導体チップ３を覆うように、放熱用部材（金属キャップ、金属カバー、放熱用キャップ、放熱用カバー、放熱板）５が搭載（接合）されており、放熱用部材５の内面に半導体チップ３の裏面３ｂが接続（接合）されている。放熱用部材５は、熱伝導性の良い（高い）材料からなり、例えば銅（Ｃｕ）などの金属材料からなる。放熱用部材５は、例えば金属キャップであり、金属板を加工することなどにより形成することができる。また、放熱用部材５は、成形性の良い材料により形成されていれば、より好ましい。放熱用部材５を例えば銅（Ｃｕ）または銅を主成分とする合金により形成すれば、放熱用部材５の熱伝導性および成形性を高めることができ、更に放熱用部材５の部材コストも低減できる。
放熱用部材５は、半導体チップ３の周囲を囲む側壁部（脚部）５ａと、側壁部５ａの上部を連結し、半導体チップ３の上部を覆う天井部（上壁部、天板部、屋根部）５ｂとを有している。放熱用部材５の天井部５ｂの内面（下面、内壁）５ｃは、半導体チップ３の裏面３ｂに、接合材（接着材）１８によって接続（接合、接着）されている。半導体チップ３と放熱用部材５とを接合する接合材１８は、熱伝導性の良い（高い）接合材からなることが好ましく、例えば銀ペーストまたは半田などからなる。
放熱用部材５の（側壁部５ａの）少なくとも一部（ここでは接合部５ｅ）は、配線基板２の上面２ａの基板側端子１２ａに、接合材（接着材）１９によって接合（接続、接着）されている。放熱用部材５と配線基板２の上面２ａの基板側端子１２ａとを接合する接合材１９は、熱伝導性の良い（高い）接合材からなることが好ましく、例えば半田または銀ペーストなどからなる。放熱用部材５が接合材１９を介して接合された基板側端子１２ａは、配線基板２の上面２ａまたは内部の配線層（絶縁体層１１間の配線層）やビアホール１３内の導体膜などを介して、配線基板２の下面２ｂの基準電位供給用端子１２ｃに電気的に接続されている。
また、図１〜図６に示されるように、放熱用部材５の側壁部５ａの最下部に接続してそこから配線基板２の上面２ａに略平行な方向に延在（突出）する接合部５ｅを、放熱用部材５の側壁部５ａの下部の少なくとも一部に設け、この放熱用部材５の接合部５ｅを接合材１９を介して配線基板２の上面２ａの基板側端子１２ａに接合すれば、放熱用部材５と配線基板２の上面２ａの基板側端子１２ａとの接合面積を増大し、接合強度を高めることが可能になる。なお、放熱用部材５の側壁部５ａ、天井部５ｂおよび接合部５ｅは、一体的に形成された一部材とすることができ、例えば金属板などを加工することにより放熱用部材５を形成することができる。また、放熱用部材５（の接合部５ｅ）を配線基板２の上面２ａに接合する構造とすることで、配線基板２への放熱用部材５の搭載（接合）工程が容易となり、半導体装置１の製造工程が複雑化せず、半導体装置１の製造コストを低減できる。
また、放熱用部材５の天井部５ａの上面（外面）５ｄに製品番号などのマーキング２１を行うこともできる。マーキング２１は、配線基板２に放熱用部材５を搭載した後に、半導体装置１の製品番号（記号や符号などを含むこともできる）やロット番号（記号や符号などを含むこともできる）などを放熱用部材５の天井部５ａの上面（外面）５ｄに印刷することなどにより形成できる。本実施の形態では、後述するように、半導体チップ３と半導体チップ３よりも低い受動部品４ｂとを覆うように、放熱用部材５を配線基板２に搭載しているので、放熱用部材５の天井部５ｂの上面５ｄの面積を比較的大きくすることができ、放熱用部材５の上面５ｄをマーキングエリアとして用いることが容易になる。また、放熱用部材５の上面５ｄは、半導体装置１を吸着して移動させるために際の吸着エリアとして用いることもできる。なお、マーキング２１は、不要であれば省略することもできる。
半導体チップ３で発生した熱は、半導体チップ３の表面３ａ側から、バンプ電極１７および基板側端子１２ａを介して配線基板２に伝導されるとともに、更に、半導体チップ３の裏面３ｂ側から、接合材１８、放熱用部材５、接合材１９および基板側端子１２ａを介して配線基板２に伝導される。特に、半導体チップ３が半導体増幅素子チップの場合、半導体チップ３の発熱量が多いため、半導体チップ３の放熱特性を高めないと、半導体チップ３およびそれを搭載した半導体装置１の性能が低下してしまう。本実施の形態では、半導体チップ３の放熱経路を、バンプ電極１７を介して配線基板２に放熱する放熱経路だけでなく、放熱用部材５を介して配線基板２に放熱する放熱経路を設けたことにより、半導体チップ３およびそれを搭載した半導体装置１の放熱特性を向上でき、半導体装置１の性能を向上することができる。また、半導体チップ３の発熱を、バンプ１７を介して配線基板２に放熱する経路よりも、放熱用部材５から配線基板２に放熱する経路でより多く放熱することが可能になり、バンプ１７の熱劣化を抑制でき、半導体装置の信頼性を向上することができる。
また、本実施の形態では、半導体チップ３を配線基板２にフリップチップ実装しているので、配線基板２に半導体チップ３をフェースアップボンディングしてワイヤボンディングによって配線基板２の基板側端子１２ａと半導体チップ３のボンディングパッドとを接続する場合に比べて、ボンディングワイヤのループ高さの分だけ、半導体装置１全体の厚み（高さ）Ｔ０を薄く（低く）することができる。従って、半導体装置１の薄型化に有利となる。また、半導体チップ３で発生した熱は、半導体チップ３の表面３ａ側から、バンプ電極１７を介して配線基板２に放熱し、半導体チップ３の裏面３ｂ側から、放熱用部材５を介して配線基板２に放熱することができるので、配線基板２に半導体チップ３をフェースアップボンディングしてワイヤボンディングによって配線基板２の基板側端子１２ａと半導体チップ３のボンディングパッドとを接続した場合と同等かそれ以上の放熱特性を得ることができる。
また、本実施の形態では、半導体チップ３を配線基板２にフリップチップ実装し、半導体チップ３をバンプ電極１７を介して配線基板２の基板側端子１２ａに接続している。このため、ワイヤボンディングによって半導体チップ３と配線基板２とを接続する場合に比べて、半導体チップ３の表面３ａの電極や配線基板２の基板側端子１２ａの面積を縮小することができる。従って、半導体チップ３および配線基板２の面積を小さくすることが可能になり、半導体装置１の小型化に有利となる。
また、本実施の形態では、半導体チップ３の発熱の放熱を補助するために、半導体チップ３の下方にサーマルビアとしてのビアホール１３ａを設けており、このビアホール１３ａにより、半導体装置３およびそれを搭載した半導体装置１の放熱特性をより向上させることができるが、半導体チップ３の発熱は、放熱用部材５を介して配線基板２に放熱することができるので、半導体チップ３の下方に配置されるサーマルビアとしてのビアホール１３ａは、その形成を省略することも可能である。半導体チップ３の下方に配置されるサーマルビアとしてのビアホール１３ａを省略することで、配線基板２の小型化（小面積化）や配線基板２をより複雑な配線構造とすることが可能になる。
上記のように配線基板２の上面２ａには、半導体チップ３以外の電子部品として複数の受動部品４が搭載されているが、本実施の形態では、受動部品４のうち、その高さ（最上部の高さ）ｈ１が半導体チップ３の高さ（最上部の高さ）ｈ０よりも高いような受動部品４ａ（受動部品４ａの高さｈ１＞半導体チップ３の高さｈ０）は、配線基板２の上面２ａのうちの放熱用部材５に覆われていない領域（放熱用部材５の外部の領域）２２ａ上に搭載され、配線基板２の上面２ａのうちの放熱用部材５に覆われた領域（放熱用部材５の内部の領域）２２ｂには搭載されない。すなわち、受動部品４のうちの受動部品４ａの高さｈ１は半導体チップ３の高さｈ０よりも高く（受動部品４ａの高さｈ１＞半導体チップ３の高さｈ０）、配線基板２ａの上面２ａには、このような半導体チップ３よりも高さが高い受動部品４ａを含む受動部品４が搭載されており、半導体チップ３よりも高さが高い受動部品４ａは、放熱用部材５の外部の配線基板２の上面２ａに搭載され、放熱用部材５の内部の配線基板２の上面２ａには搭載されない。
また、本実施の形態では、受動部品４のうち、その高さ（最上部の高さ）ｈ２が半導体チップ３の高さ（最上部の高さ）ｈ０よりも低いような受動部品４ｂ（受動部品４ｂの高さｈ２＜半導体チップ３の高さｈ０）は、配線基板２の上面２ａのうちの放熱用部材５に覆われていない領域（放熱用部材５の外部の領域）２２ａ上と、配線基板２の上面２ａのうちの放熱用部材５に覆われた領域（放熱用部材５の内部の領域）２２ｂ上に搭載されている。すなわち、受動部品４のうちの受動部品４ｂの高さｈ２は半導体チップ３の高さｈ０よりも低く（受動部品４ｂの高さｈ２＜半導体チップ３の高さｈ０）、このような半導体チップ３よりも高さが低い受動部品４ｂは、放熱用部材５の外部の配線基板２の上面２ａ（すなわち領域２２ａ）および放熱用部材５の内部の配線基板２の上面２ａ（すなわち領域２２ｂ）に搭載されている。
従って、本実施の形態では、放熱用部材５は、半導体チップ３と半導体チップ３よりも高さが低い受動部品４ｂとを覆い、かつ半導体チップ３よりも高さが高い受動部品４ａを覆わないように、配線基板２の上面２ａに搭載（接合）されている。
なお、本実施の形態では、半導体チップ３の高さｈ０とは、半導体チップ３の最上部の高さｈ０に対応し、配線基板２の上面２ａに半導体チップ３を搭載（実装）したときの、配線基板２の上面２ａから半導体チップ３の最上部までの高さ（配線基板２の上面２ａに垂直な方向の高さ）ｈ０に対応する。半導体チップ３をフリップチップ実装している場合は、半導体チップ３の裏面３ｂが半導体チップ３の最上部に対応するので、配線基板２の上面２ａから半導体チップ３の裏面３ｂまでの高さ（配線基板２の上面２ａに垂直な方向の高さ）が半導体チップ３の高さｈ０に対応することになる。また、受動部品４（４ａ，４ｂ）の高さｈ１，ｈ２とは、受動部品４（４ａ，４ｂ）の最上部の高さｈ１，ｈ２に対応し、配線基板２の上面２ａに受動部品４（４ａ，４ｂ）を搭載（実装）したときの、配線基板２の上面２ａから受動部品４（４ａ，４ｂ）の最上部までの高さ（配線基板２の上面２ａに垂直な方向の高さ）ｈ１，ｈ２に対応する。受動部品４（４ａ，４ｂ）がチップ部品である場合は、受動部品４（４ａ，４ｂ）の上面１６が受動部品４（４ａ，４ｂ）の最上部に対応するので、配線基板２の上面２ａから受動部品４（４ａ，４ｂ）の上面１６までの高さ（配線基板２の上面２ａに垂直な方向の高さ）が受動部品４（４ａ，４ｂ）の高さｈ１，ｈ２に対応することになる。
放熱用部材５の高さは、放熱用部材５の内部の電子部品（受動部品４および半導体チップ３）のうちの最も高さが高い電子部品（素子）の高さによって規定されてしまう。本実施の形態とは異なり、半導体チップ３とともに半導体チップ３よりも高い受動部品４ａも覆うように、放熱用部材５を配線基板２の上面２ａに搭載（接合）することも考えられるが、この場合、放熱用部材５の高さは、半導体チップ３ではなく、半導体チップ３よりも高い受動部品４ａの高さｈ１によって規定されることになる。半導体チップ３よりも高い受動部品４ａの更に上に放熱用部材５の天井部５ｂが配置されることになるので、半導体装置１全体の厚みが厚くなってしまう。また、短絡防止の観点から、受動部品４の電極１４には、銅などの金属材料からなる放熱用部材５を接触させない方が良いので、半導体チップ３よりも高さが高い受動部品４ａと放熱用部材５との間に隙間を設ける必要があり、半導体装置１全体の厚みが更に厚くなってしまう。また、放熱用部材５を受動部品４ｂには接触させずに半導体チップ３の裏面３ｂに接合させるには、放熱用部材５の内面５ｃに凹凸を設ける必要があり、放熱用部材５の加工が容易ではない。
それに対して、本実施の形態では、半導体チップ３とともに、半導体チップ３よりも高さが低い電子部品（受動部品４ｂ）は覆うが、半導体チップ３よりも高さが高い電子部品（受動部品４ａ）は覆わないように、放熱用部材５を配線基板２の上面２ａに搭載（接合）している。半導体チップ３よりも高さが高い電子部品（受動部品４ａ）は、放熱用部材５の外部の配線基板２の上面２ａに搭載され、放熱用部材５の内部の配線基板２の上面２ａには搭載されない。このため、放熱用部材５の内部の電子部品（ここでは受動部品４ｂおよび半導体チップ３）のうちの最も高さが高い電子部品（素子）は半導体チップ３となるので、放熱用部材５の高さｈ３は、半導体チップ３の高さによって規定されることになる。半導体チップ３よりも高さが高い電子部品（受動部品４ａ）の上に放熱用部材５が配置されるこことはない。このため、半導体装置１全体の厚み（高さ）Ｔ０を薄く（低く）することができる。例えば、半導体装置１全体の厚みＴ０を１ｍｍ以下にすることができる。従って、使用する半導体装置の薄型化が特に要求される電子機器、例えば携帯電話などへの半導体装置１の使用がより容易になる。例えば、本実施の形態の半導体装置１を、携帯電話に搭載される電力増幅装置などに適用すれば、より効果が大きい。
また、本実施の形態では、半導体チップ３よりも高さが高い電子部品（受動部品４ａ）は覆わないように、放熱用部材５を配線基板２の上面２ａに搭載（接合）しているので、放熱用部材５の天井部５ｂが平板状で内面５ｃが平坦であっても、放熱用部材５内にある電子部品（半導体チップ３および受動部品４ｂ）のうちの半導体チップ３以外の電子部品である受動部品４ｂに、銅などの導電体からなる放熱用部材５が接触することはない。このため、半導体チップ３以外の電子部品（受動部品４ｂ）と放熱用部材５との間の短絡を防止することができる。また、放熱用部材５の天井部５ｂの内面５ｃを平坦にでき、放熱用部材５を比較的単純な構造とすることができるので、放熱用部材５の加工が容易である。このため、半導体装置の製造コストを低減できる。また、放熱用部材５の天井部５ｂを平板状にしてその上面５ｄも平坦にできるので、放熱用部材５の上面５ｄへのマーキングが容易となり、また、放熱用部材５の上面５ｄを吸着エリアとして使用するのも容易となる。
また、放熱用部材５の高さ（最上部の高さ）ｈ３を、配線基板２の上面２ａに搭載された受動部品４のうち、高さが最も高い受動部品の（最上部の）高さ（ここでは受動部品４ａの高さｈ１）と同じかそれよりも低く（放熱用部材５の高さｈ３≦受動部品４ａの高さｈ１）すれば、より好ましい。なお、本実施の形態では、放熱用部材５の高さｈ３とは、放熱用部材５の最上部の高さｈ３に対応し、配線基板２に放熱用部材５を搭載（接合）したときの、配線基板２の上面２ａから放熱用部材５の最上部までの高さ（配線基板２の上面２ａに垂直な方向の高さ）ｈ３に対応する。放熱用部材５の天井部５ｂの上面（外面）５ｄが放熱用部材５の最上部に対応するので、配線基板２の上面２ａから放熱用部材５の上面５ｄまでの高さ（配線基板２の上面２ａに垂直な方向の高さ）が放熱用部材５の高さｈ３に対応することになる。
半導体基板（半導体ウエハ）に半導体集積回路を形成した後、半導体基板のダイシングを行う前に半導体基板の裏面研削を行うことで、半導体チップ３の厚みを薄くすることが可能であり、例えば半導体チップ３の厚みを１５０〜３００μｍ程度にすることができ、これによって、配線基板２に半導体チップ３を搭載した際の半導体チップ３の高さｈ０を低くすることができる。半導体チップ３の高さｈ０を低くして、半導体チップ３を覆うように配線基板２に搭載した放熱用部材５の高さｈ３（すなわち放熱用部材５の上面５ｄの高さ）を、配線基板２の上面２ａに搭載された受動部品４のうち、高さが最も高い受動部品４の高さ（ここでは受動部品４ａの高さｈ１）と同じかそれよりも低くする（ｈ３≦ｈ１）ことで、半導体装置１全体の厚み（高さ）Ｔ０が、配線基板２の厚みと最も高さが高い受動部品４の高さ（ここでは受動部品４ａの高さｈ１）とでほぼ決まることになり、配線基板２に放熱用部材５を搭載しても半導体装置１全体の厚みＴ０は増加せず、半導体装置１全体の厚み（高さ）Ｔ０を最も薄く（低く）することができる。例えば、半導体装置１全体の厚みＴ０を１ｍｍ以下にすることができる。
また、本実施の形態では、半導体チップ３だけでなく、半導体チップ３よりも高さが低い受動部品４ｂも覆うように、放熱用部材５を配線基板２の上面２ａに搭載（接合）しているので、放熱用部材５の天井部５ｂの上面５ｄの面積を比較的大きくすることができる。このため、放熱用部材５の上面５ｄをマーキングエリア（マーキング２１を行う領域）として使用するのが容易になる。また、半導体装置１を吸着する際の吸着エリアとして、放熱用部材５の上面５ｄを利用することが容易になる。
また、半導体チップ３を金属材料などからなる放熱用部材５で覆うことで、すなわち半導体チップ３を金属材料などからなる放熱用部材５内に封止することで、半導体チップ３を電磁界または静電気に対してシールドすることができる。このため、放熱用部材５内の半導体チップ３に対する放熱用部材５外部からの高周波の影響を、放熱用部材５のシールド効果によって防止でき、半導体チップ３の誤動作を防止することができる。また、放熱用部材５内の半導体チップ３から発生した高周波が放熱用部材５外部に漏れるのを防止でき、半導体装置１外部の周辺機器（周辺部品）の誤動作や特性劣化などを防止できる。
配線基板２に半導体チップ３をフリップチップ実装し、半導体チップ３を覆うような放熱用部材５を配線基板２に搭載して半導体チップ３の裏面３ｂに放熱用部材を接続させることで、半導体増幅素子チップのような発熱量が多い半導体チップ３の発熱を放熱用部材５を介して配線基板２へ放熱させて放熱特性を向上させることができるが、配線基板２には、半導体チップ３以外の電子部品（受動部品４）が搭載されているので、配線基板２上に放熱用部材５を搭載しただけでは、半導体装置（ＲＦパワーモジュール）全体の厚みが厚くなる可能性があるが、本実施の形態では、発熱量が多く放熱特性の向上が必要な半導体チップ３は覆うが、その高さが半導体チップの高さｈ０よりも高い電子部品（受動部品４ａ）は覆わないように、放熱用部材５を配線基板２に搭載（接合）し、半導体チップ３よりも高さが高い電子部品（受動部品４ａ）は、放熱用部材５の外部の配線基板２の上面２ａに搭載して、放熱用部材５の内部の配線基板２の上面２ａには搭載しないようにすることで、半導体装置（ＲＦパワーモジュール）全体の薄型化を可能としており、放熱特性の向上と半導体装置（ＲＦパワーモジュール）の薄型化の両立が可能になる。
図８は、半導体装置１が実装基板３１に実装（２次実装）された状態を概念的に示す断面図である。
上記のような構成を有する半導体装置１は、半導体装置１の出荷先などで、図８に示されるように、実装基板（配線基板、外部回路基板、マザーボード）３１に実装される。
実装基板３１の上面には、実装基板電極（端子、電極）３２が形成されており、半導体装置１の配線基板２の下面２ｂの外部接続端子１２ｂが実装基板３１の実装基板電極３２に半田などの接合材３３を介して接合（接続、半田接続、実装）され、電気的に接続されている。半導体装置１の配線基板２の下面２ｂの基準電位供給用端子１２ｃは、実装基板３１の基準電位供給用の実装基板電極３２ａに接合材３３を介して接合（半田接続）され、半導体装置１の基準電位供給用端子１２ｃに基準電位（例えば接地電位）が供給される。
半導体装置１の配線基板２を実装基板３１に接合材３３を介して実装（接合）しているので、半導体チップ３で発生した熱は、放熱用部材５およびバンプ電極１７を介して配線基板２に伝導され、更に実装基板３１に伝導されて放熱される。特に、半導体装置１の配線基板２の下面２ｂの基準電位供給用端子１２ｃを実装基板３１の実装基板電極３２ａに接合（半田接続）するので、半導体チップ３で発生した熱は、半導体チップ３の裏面３ｂから、接合材１８、放熱用部材５、接合材１９、基板側端子１２ａ、ビアホール１３内の導体（導体膜）、基準電位供給用端子１２ｃおよび接合材３３を経て実装基板３１に放熱し、また、半導体チップ３の表面３ａから、バンプ電極１７、基板側端子１２ａ、ビアホール１３ａ内の導体（導体膜）、基準電位供給用端子１２ｃおよび接合材３３を経て実装基板３１に放熱することができる。
図９〜図１１は、本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程中の断面図である。
まず、図９に示されるように、配線基板２を準備する。配線基板２は、例えば印刷法、シート積層法またはビルドアップ法などを用いて製造することができる。
次に、図１０に示されるように、配線基板２の上面２ａの受動部品４を搭載予定の領域（受動部品４を接続すべき基板側端子１２ａ）に半田（接合材１５）を印刷または塗布する。それから、配線基板２の上面２ａ上に受動部品４を搭載し、配線基板２の上面２ａ上に半導体チップ３を搭載する。配線基板２の上面２ａ上に受動部品４を先に搭載しても、あるいは半導体チップ３を先に搭載してもよい。配線基板２に半導体チップ３を搭載する際には、半導体チップ３の裏面３ｂ側が上方を向き、表面３ａ側が配線基板２の上面２ａ側を向くようにし、半導体チップ３の表面３ａに設けられている半田バンプ（バンプ電極１７）が配線基板２の上面２ａの基板側端子１２ａに対向するように位置合わせされる。
それから、半田リフロー処理などを行って、受動部品４および半導体チップ３を配線基板２に半田（接合材１５）や半田バンプ（バンプ電極１７）を介して接合し、電気的に接続する。
次に、図１１に示されるように、放熱用部材５を搭載予定の基板側端子１２ａ上に銀ペースト（接合材１９）を塗布し、半導体チップ３の裏面３ｂ上に銀ペースト（接合材１８）を塗布する。それから、半導体チップ３と、半導体チップ３よりも高さが低い受動部品４ｂとを覆うように、配線基板２の上面２ａ上に放熱用部材５を搭載する。この際、放熱用部材５の接合部５ｅは、銀ペースト（接合材１９）を介して配線基板２の上面２ａの基板側端子１２ａ上に配置され、半導体チップ３の天井部５ｂの内面５ｃは、銀ペースト（接合材１８）を介して半導体チップ３の裏面３ｂに接触する。そして、熱処理などにより銀ペースト（接合材１８，１９）を硬化し、放熱用部材５の接合部５ｅを配線基板２の上面２ａの基板側端子１２ａ上に接合し、半導体チップ３の裏面３ｂを半導体チップ３の天井部５ｂの内面５ｃに接合する。接合材１８，１９は半田により形成することもでき、この場合、受動部品４や半導体チップ３を配線基板２に接合するために用いた半田（接合材１５）および半田バンプ（バンプ電極１７）の融点よりも高い融点を有する半田を、放熱用部材５を配線基板２および半導体チップ３の裏面３ｂに接合するための半田（接合材１８，１９）に用いることが好ましい。これにより、放熱用部材５を配線基板２に接合するための半田リフロー処理（配線基板２に放熱用部材５を搭載した後の半田リフロー処理）の際に、受動部品４や半導体チップ３を配線基板２に接合する半田（接合材１５、バンプ電極１７）が溶融するのを防止することができる。
このようにして、図１〜図３に示されるような半導体装置１を製造することができる。１枚の配線基板２から複数の半導体装置１を製造する場合は、放熱用部材５を配線基板２に接合した後、配線基板２を所定の位置で分割し、各個片としての半導体装置１を得ることができる。
（実施の形態２）
図１２は、本発明の他の実施の形態である半導体装置１ａが実装基板３１に実装（２次実装）された状態を概念的に示す断面図（側面断面図）であり、上記実施の形態１の図８に対応する。
本実施の形態の半導体装置１ａは、半導体チップ３の裏面３ｂに裏面電極（例えばＭＩＳＦＥＴの裏面ソース電極）３ｃが形成されており、この半導体チップ３の裏面電極３ｃを接合材１８を介して放熱用部材５の内面５ｃに接続（接合、接着）している。半導体装置１ａの他の構成は、上記実施の形態１の半導体装置１とほぼ同様であるので、ここではその説明を省略する。
本実施の形態の半導体装置１ａは、半導体チップ３の裏面電極３ｃを接合材１８を介して放熱用部材５の内面５ｃに接続（接合、接着）しているので、接合材１８、放熱用部材５および接合材１９を導電性材料により形成することで（例えば、放熱用部材５を金属材料により形成し、接合材１８，１９を銀ペーストまたは半田により形成することで）、半導体チップ３ｂの裏面電極３ｃに放熱用部材５を介して基準電位（例えば接地電位）などを供給することが可能になる。
また、図１２のように、半導体装置１ａを実装基板３１に実装した場合、実装基板３１の基準電位供給用の実装基板電極３２ａから、導電性の接合材３３、配線基板２の基準電位供給用端子１２ｃ、ビアホール１３内の導体（導体膜）、配線基板２の基板側端子１２ａ、導電性の接合材１９、導電性の放熱用部材５および導電性の接合材１８を介して、半導体チップ３の裏面電極３ｃに基準電位（例えば接地電位）などを供給することができる。
本実施の形態では、上記実施の形態１とほぼ同様の効果を得ることができ、更に、放熱用部材５を介して半導体チップ３の裏面電極３ｃに基準電位（例えば接地電位）などを供給することができる。
（実施の形態３）
図１３は、本発明の他の実施の形態である半導体装置１ｂの概念的な構造を示す上面図（平面図）であり、図１４は半導体装置１ｂの概念的な断面図（側面断面図）であり、図１５は、図１３において、放熱用部材５を透視（省略）した状態を示す上面図（平面図）である。図１３は上記実施の形態１の図１に対応し、図１４は上記実施の形態１の図２に対応し、図１５は上記実施の形態１の図３に対応する。
図１３〜図１５に示される本実施の形態の半導体装置（例えばＲＦパワーモジュールまたは高周波電力増幅装置）１ｂは、配線基板２ａの上面２ａにおける半導体チップ３、受動部品４および放熱用部材５の配置の位置関係以外は上記実施の形態１の半導体装置１とほぼ同様の構成を有するので、半導体チップ３、受動部品４および放熱用部材５の配置の位置関係以外についてはここではその説明を省略する。
上記実施の形態１の半導体装置１では、放熱用部材５は、半導体チップ３と半導体チップ３よりも低い受動部品４ｂとを覆いかつ半導体チップ３よりも高い受動部品４ａを覆わないように、配線基板２の上面２ａに搭載され、放熱用部材５の天井部５ｂの内面５ｃが半導体チップ３の裏面３ｂに接合材１８によって接続（接合、接着）されていたが、本実施の形態では、放熱用部材５は、半導体チップ３を覆いかつ受動部品４を覆わないように、配線基板２の上面２ａに搭載され、放熱用部材５の天井部５ｂの内面５ｃが半導体チップ３の裏面３ｂに接合材１８によって接続（接合、接着）されている。
すなわち、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様に、配線基板２ａの上面２ａには、高さ（最上部の高さ）ｈ１が半導体チップ３の高さ（最上部の高さ）ｈ０よりも高い受動部品４ａ（受動部品４ａの高さｈ１＞半導体チップ３の高さｈ０）を含む受動部品４が搭載され、半導体チップ３よりも高さが高い受動部品４ａは、放熱用部材５の外部の配線基板２の上面２ａに搭載され、放熱用部材５の内部の配線基板２の上面２ａには搭載されない。更に、本実施の形態では、配線基板２に搭載する受動部品４が、その高さ（最上部の高さ）ｈ２が半導体チップ３の高さ（最上部の高さ）ｈ０よりも低いような受動部品４ｂ（受動部品４ｂの高さｈ１＜半導体チップ３の高さｈ０）を含む場合には、半導体チップ３よりも高さが低い受動部品４ｂは、放熱用部材５の外部の配線基板２の上面２ａに搭載し、放熱用部材５の内部の配線基板２の上面２ａには搭載しない。従って、本実施の形態では、放熱用部材５は半導体チップ３だけを覆うことになる。他の構成については、上記実施の形態１とほぼ同様である。
また、図示は省略するけれども、本実施の形態においても上記実施の形態１と同様に、放熱用部材５の上面５ｄをマーキングエリアや吸着エリアに使用することもできる。また、本実施の形態においても上記実施の形態２と同様に、半導体チップ３の裏面３ｂに裏面電極３ｃを設け、半導体チップ３の裏面電極３ｃを導電性の接合材１８を介して導電性の放熱用部材５の内面５ｃに接続（接合、接着）することもできる。
本実施の形態においても、上記実施の形態１，２とほぼ同様の効果を得ることができる。例えば、半導体増幅素子チップのような発熱量が多い半導体チップ３を覆うが、他の電子部品（受動部品４）は覆わないように、放熱用部材５を配線基板２の上面に搭載し、半導体チップ３よりも高さが高い電子部品（受動部品４ａ）を含む半導体チップ３以外の電子部品（受動部品４）は放熱用部材５の外部の配線基板２の上面２ａに搭載しているので、半導体チップ３よりも高さが高い電子部品（受動部品４ａ）の上に放熱用部材５が配置されるこことはない。このため、半導体装置１全体の厚み（高さ）Ｔ０を薄く（低く）することができる。従って、使用する半導体装置の薄型化が特に要求される電子機器、例えば携帯電話などへの半導体装置１ｂの使用がより容易になる。また、半導体増幅素子チップのような発熱量が多い半導体チップ３の発熱を放熱用部材５を介して配線基板２へ放熱させることができるので、半導体チップ３およびそれを搭載した半導体装置１ｂの放熱特性を向上させることができ、放熱特性の向上と半導体装置（ＲＦパワーモジュール）の薄型化の両立が可能になる。また、放熱用部材５の内部に半導体チップ３以外の電子部品（受動部品４）は搭載されないので、放熱用部材５の天井部５ｂが平板状で内面５ｃが平坦であっても、放熱用部材５と受動部品４が接触することはない。このため、受動部品４と放熱用部材５との間の短絡を防止することができる。また、放熱用部材５の天井部５ｂの内面５ｃを平坦にでき、放熱用部材５を比較的単純な構造とすることができるので、放熱用部材５の加工が容易である。このため、半導体装置の製造コストを低減できる。また、半導体チップ３を金属材料などからなる放熱用部材５で覆うことで、半導体チップ３を電磁界または静電気に対してシールドすることができる。
また、本実施の形態では、半導体チップ３を覆うが他の電子部品（受動部品４）は覆わないように、放熱用部材５を配線基板２の上面２ａに搭載しているので、放熱用部材５の寸法（平面寸法、面積）を縮小することが可能になる。このため、放熱用部材５の部材コストを低減でき、半導体装置の低コスト化に有利となる。また、配線基板２の上面２ａにおける半導体チップ３および受動部品４の配置の自由度を高めることができる。また、配線基板２への放熱用部材２の取り付け（搭載）工程を簡易化できる。また、上記実施の形態１のように半導体チップ３だけでなく、半導体チップ３よりも低い受動部品４ｂも覆うように、放熱用部材５を配線基板２の上面２ａに搭載した場合は、放熱用部材５の天井部５ｂの上面（外面）５ｄの面積を比較的大きくすることができ、放熱用部材５の上面（外面）５ｄをマーキングエリアや吸着エリアとして用いることがより容易となる。
（実施の形態４）
図１６は、本発明の他の実施の形態である半導体装置１ｃの概念的な構造を示す上面図（平面図）であり、図１７は半導体装置１ｃの概念的な断面図（側面断面図）である。図１６は上記実施の形態１の図１に対応し、図１７は上記実施の形態１の図２に対応する。
図１６および図１７に示される本実施の形態の半導体装置（例えばＲＦパワーモジュールまたは高周波電力増幅装置）１ｃは、放熱用部材５の形状以外は、上記実施の形態１の半導体装置１とほぼ同様の構成を有するので、放熱用部材５以外の構成についてはここではその説明を省略する。
上記実施の形態１の半導体装置１では、放熱用部材５は配線基板２の上面２ａに接合されていたが、本実施の形態の半導体装置１ｃでは、放熱用部材５は、その一部は配線基板２の上面２ａに接合され、他の一部は配線基板２の上面２ａ外まで張り出して、配線基板２の側面２ｃ上に延在している。
図１６および図１７に示されるように、本実施の形態では、上記実施の形態１と同様に、放熱用部材５は、半導体チップ３の周囲を囲む側壁部５ａと、側壁部５ａの上部を連結し、半導体チップ３の上部を覆う天井部５ｂとを有しており、天井部５ｂの内面５ｃが半導体チップ３の裏面３ｂに接合材１８によって接続（接合、接着）されている。放熱用部材５の側壁部５ａの一部（一辺）には、上記実施の形態１と同様の接合部５ｅが設けられて配線基板２の上面２ａの基板側端子１２ａに接合材１９によって接合されているが、放熱用部材５の側壁部５ａの他の一部（一辺）は、配線基板２の上面２ａの外部に位置して配線基板２の側面２ｃ上に延在している。放熱用部材５の側壁部５ａの配線基板２の側面２ｃ上に延在している部分には凸部５ｆが設けられており、この凸部５ｆが配線基板２の側面２ｃに形成された切り欠き部（凹部）２ｄに嵌め合わされることで、固定されている。他の構成については上記実施の形態１とほぼ同様である。
また、図示は省略するけれども、本実施の形態においても上記実施の形態１と同様に、放熱用部材５の上面５ｄをマーキングエリアや吸着エリアに使用することもできる。また、上記実施の形態２と同様に、本実施の形態においても、半導体チップ３の裏面３ｂに裏面電極３ｃを設け、半導体チップ３の裏面電極３ｃを導電性の接合材１８を介して導電性の放熱用部材５の内面５ｃに接続（接合、接着）することもできる。また、上記実施の形態３と同様に、本実施の形態においても、放熱用部材５を、半導体チップ３を覆いかつ受動部品４を覆わないように、配線基板２の上面２ａに搭載することもできる。
図１８は、本実施の形態の半導体装置１ｃが実装基板３１に実装（２次実装）された状態を概念的に示す断面図であり、上記実施の形態１の図８に対応する。
半導体装置１ｃを実装基板３１に実装する際には、図１８に示されるように、配線基板２の下面２ｂの外部接続端子１２ｂが実装基板３１の実装基板電極３２に半田などの接合材３３を介して接合（接続、半田接続、実装）され、電気的に接続される。この際、放熱用部材５の側壁部５ａの配線基板２の側面２ｃ上に延在している部分と、実装基板３１の実装基板電極３２とが、半田などの接合材３３を介して接合（接続、半田接続）されるようにする。
本実施の形態においても、上記実施の形態１〜３とほぼ同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態では、半導体チップ３で発生した熱は、半導体チップ３の表面３ａ側から、バンプ電極１７を介して配線基板２に伝導され実装基板３１に放熱され、半導体チップ３の裏面３ｂ側から、放熱用部材５を介して配線基板２に伝導され実装基板３１に放熱されるが、放熱用部材５の一部を半田などの接合材３３を介して直接的に実装基板３１の実装基板電極３２に接合（接続、半田接続）し、半導体チップ３の裏面３ｂ側から、放熱用部材５を介して実装基板３１への放熱を促進することができる。このため、半導体チップ３およびそれを搭載した半導体装置１ｃの放熱特性をより向上でき、半導体装置１の性能をより向上することができる。また、半導体チップ３の発熱を、バンプ１７を介して放熱する経路よりも、放熱用部材５を介して放熱する経路でより多く放熱することが可能になり、バンプ１７の熱劣化を抑制でき、半導体装置の信頼性を向上することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前記実施の形態では、ＲＦパワーモジュール（高周波電力増幅装置）について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、配線基板上に能動素子からなる半導体チップと、受動素子からなる受動部品とを搭載した種々の半導体装置に適用することができる。
本願において開示される発明の実施形態のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
半導体チップと受動部品とを配線基板上に搭載した半導体装置において、半導体チップをフリップチップ実装し、半導体チップを覆うような放熱用部材を配線基板に搭載して半導体チップの裏面に接続させ、半導体チップよりも高さが高い受動部品は放熱用部材の外部の配線基板上に搭載して放熱用部材の内部の配線基板上には搭載しないことにより、半導体装置の薄型化が可能になる。また、半導体装置の放熱特性を向上することができる。
また、本発明は、半導体増幅素子チップと他の電子部品とを配線基板上に搭載した半導体装置において、半導体増幅素子チップをフリップチップ実装し、半導体増幅素子チップを覆うような放熱用部材を配線基板に搭載して半導体増幅素子チップの裏面に接続させ、半導体増幅素子チップよりも高さが高い電子部品は放熱用部材の外部の配線基板上に搭載して放熱用部材の内部の配線基板上には搭載しないことにより、半導体装置の薄型化が可能になる。また、半導体装置の放熱特性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】  本発明は、例えば携帯電話のような移動体通信機器などに用いられる半導体装置のように、薄型化が要求される半導体装置として有用である。
【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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【国際調査報告】
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