特開 2022-190485 半導体装置および半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022190485

(43)【公開日】2022-12-26

(54)【発明の名称】半導体装置および半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/29 20060101AFI20221219BHJP

   H01L 23/28 20060101ALI20221219BHJP

   H01L 23/00 20060101ALI20221219BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20221219BHJP

【ＦＩ】

H01L23/36 A

H01L23/28 F

H01L23/28 J

H01L23/00 C

H05K1/02 P

H05K1/02 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021098832

(22)【出願日】2021-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】林 義成

【テーマコード（参考）】

4M109

5E338

5F136

【Ｆターム（参考）】

4M109AA01

4M109BA03

4M109CA21

4M109CA22

4M109EA02

4M109EE07

5E338AA03

5E338AA16

5E338BB13

5E338CC05

5E338CC08

5E338CD03

5E338EE02

5E338EE13

5F136BA30

5F136DA01

5F136FA52

5F136GA22

5F136GA23

(57)【要約】

【課題】微細な構造を有するヒートシンク及び電磁シールドを封止樹脂に簡便に形成することができる半導体装置および半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態の半導体装置は、半導体素子を有する半導体チップと、プリント基板と、所定の厚さで半導体チップを覆うとともに、プリント基板と対向する面に凹部を有し、プリント基板上に半導体チップを封止する封止樹脂と、凹部を含む封止樹脂の面の少なくとも一部を覆う第１のめっき層と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子を有する半導体チップと、
プリント基板と、
所定の厚さで前記半導体チップを覆うとともに、前記プリント基板と対向する面に凹部を有し、前記プリント基板上に前記半導体チップを封止する封止樹脂と、
前記凹部を含む前記封止樹脂の前記面の少なくとも一部を覆う第１のめっき層と、を備える、
半導体装置。

【請求項2】

前記凹部は、
前記封止樹脂の厚さ方向に前記半導体チップと重なる複数の第１の凹部を含む、
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記複数の第１の凹部は、
前記半導体チップの前記プリント基板と対向する面に到達する複数の貫通孔であり、
前記第１のめっき層は、
前記複数の第１の凹部の側面から連続的に前記半導体チップの前記面をも覆う、
請求項２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記プリント基板は、
前記半導体チップが配置される領域の周囲に、前記プリント基板を厚さ方向に貫通する貫通ビアを有し、
前記凹部は、
前記貫通ビアの上面に到達する第２の凹部を含み、
前記第１のめっき層は、
前記第２の凹部の側面から連続的に前記貫通ビアの上面をも覆い、前記貫通ビアと接続されている、
請求項２または請求項３に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記第２の凹部は、
前記半導体チップの周囲の少なくとも一部を囲う貫通溝、及び前記半導体チップの周囲に配置される複数の貫通孔の少なくともいずれかを含む、
請求項４に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記第１のめっき層の少なくとも一部を覆い、前記複数の第１の凹部内に充填される第２のめっき層を更に備える、
請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記プリント基板は、
前記半導体チップが配置される領域の周囲に露出する接地用端子を備え、
前記凹部は、
前記半導体チップの周囲を取り囲み、前記接地用端子の上面に到達する枠状部を含み、
前記第１のめっき層は、
前記枠状部の側面から連続的に前記接地用端子の上面をも覆い、前記接地用端子と接続されている、
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項8】

前記半導体チップは、
第１の半導体チップと第２の半導体チップとを含み、
前記凹部は、
前記封止樹脂の厚さ方向に前記第１の半導体チップと重なる複数の第１の凹部を含み、
前記枠状部は、
前記第２の半導体チップの周囲を取り囲む、
請求項７に記載の半導体装置。

【請求項9】

前記第１のめっき層は、
前記封止樹脂の前記面を介して前記枠状部と前記複数の第１の凹部とを連続的に覆う、
請求項８に記載の半導体装置。

【請求項10】

前記第１のめっき層の少なくとも一部を覆い、前記枠状部内に充填される第２のめっき層を更に備える、
請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項11】

前記第１のめっき層の少なくとも一部を覆い、前記枠状部内および前記複数の第１の凹部内の少なくともいずれかに充填される第２のめっき層を更に備える、
請求項８または請求項９に記載の半導体装置。

【請求項12】

半導体素子を有する半導体チップをプリント基板上に配置し、
所定の厚さで前記半導体チップを覆って前記プリント基板上に前記半導体チップを封止する封止樹脂を形成し、
前記封止樹脂の前記プリント基板と対向する面にレーザ光を照射して、前記封止樹脂の前記面を活性化するとともに、前記封止樹脂の前記面に凹部を形成し、
前記凹部を含む前記封止樹脂の活性化された前記面に、無電解めっきによりめっき層を形成する、
半導体装置の製造方法。

【請求項13】

前記半導体チップを前記プリント基板上に配置するときは、
接地用端子を備える前記プリント基板上の前記接地用端子が露出した部分の近傍に前記半導体チップを配置し、
前記凹部は枠状部を含み、
前記凹部を形成するときは、
前記半導体チップの周囲を取り囲み、前記接地用端子の上面に到達するように前記枠状部を形成し、
前記めっき層を形成するときは、
前記枠状部の側面から連続的に前記接地用端子の上面をも前記めっき層で覆い、前記めっき層を前記接地用端子と接続させる、
請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子の高速化および高電力化に伴って、半導体素子を有する半導体チップが封止された半導体装置の発熱および電磁波の影響が顕著になっている。このため、半導体チップの放熱を促進するヒートシンク、及び半導体チップからの電磁波を遮蔽する電磁シールドを半導体装置に設ける検討がなされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－０５７８０５号公報

【特許文献2】特開平１１－３３０３１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、半導体素子が小型化されるなか、微細な構造を有するヒートシンク及び電磁シールドを封止樹脂に簡便に形成することは困難である。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、微細な構造を有するヒートシンク及び電磁シールドを封止樹脂に簡便に形成することができる半導体装置および半導体装置の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の半導体装置は、半導体素子を有する半導体チップと、プリント基板と、所定の厚さで前記半導体チップを覆うとともに、前記プリント基板と対向する面に凹部を有し、前記プリント基板上に前記半導体チップを封止する封止樹脂と、前記凹部を含む前記封止樹脂の前記面の少なくとも一部を覆う第１のめっき層と、を備える。

【0007】

この構成によれば、微細な構造を有するヒートシンク及び電磁シールドを封止樹脂に簡便に形成することができる。

【0008】

また、上述の半導体装置において、前記凹部は、前記封止樹脂の厚さ方向に前記半導体チップと重なる複数の第１の凹部を含む。この構成によれば、微細な構造を有するヒートシンクを封止樹脂に簡便に形成することができる。

【0009】

また、上述の半導体装置において、前記複数の第１の凹部は、前記半導体チップの前記プリント基板と対向する面に到達する複数の貫通孔であり、前記第１のめっき層は、前記複数の第１の凹部の側面から連続的に前記半導体チップの前記面をも覆う。この構成によれば、半導体チップから直接的に放熱をすることが可能なヒートシンクが得られる。

【0010】

また、上述の半導体装置において、前記プリント基板は、前記半導体チップが配置される領域の周囲に、前記プリント基板を厚さ方向に貫通する貫通ビアを有し、前記凹部は、前記貫通ビアの上面に到達する第２の凹部を含み、前記第１のめっき層は、前記第２の凹部の側面から連続的に前記貫通ビアの上面をも覆い、前記貫通ビアと接続されている。この構成によれば、プリント基板を介して放熱をすることが可能なヒートシンクが得られる。

【0011】

また、上述の半導体装置において、前記第２の凹部は、前記半導体チップの周囲の少なくとも一部を囲う貫通溝、及び前記半導体チップの周囲に配置される複数の貫通孔の少なくともいずれかを含む。この構成によれば、プリント基板を介して放熱する構成を様々な形状とすることができる。

【0012】

また、上述の半導体装置において、前記第１のめっき層の少なくとも一部を覆い、前記複数の第１の凹部内に充填される第２のめっき層を更に備える。この構成によれば、めっき層の厚さを種々に調整することができる。

【0013】

また、上述の半導体装置において、前記プリント基板は、前記半導体チップが配置される領域の周囲に露出する接地用端子を備え、前記凹部は、前記半導体チップの周囲を取り囲み、前記接地用端子の上面に到達する枠状部を含み、前記第１のめっき層は、前記枠状部の側面から連続的に前記接地用端子の上面をも覆い、前記接地用端子と接続されている。この構成によれば、微細な構造を有する電磁シールドを封止樹脂に簡便に形成することができる。

【0014】

また、上述の半導体装置において、前記半導体チップは、第１の半導体チップと第２の半導体チップとを含み、前記凹部は、前記封止樹脂の厚さ方向に前記第１の半導体チップと重なる複数の第１の凹部を含み、前記枠状部は、前記第２の半導体チップの周囲を取り囲む。この構成によれば、微細な構造を有するヒートシンク及び電磁シールドの両方を封止樹脂に簡便に形成することができる。

【0015】

また、上述の半導体装置において、前記第１のめっき層は、前記封止樹脂の前記面を介して前記枠状部と前記複数の第１の凹部とを連続的に覆う。この構成によれば、ヒートシンク及び電磁シールドを封止樹脂に一体的に形成することができる。

【0016】

また、上述の半導体装置において、前記第１のめっき層の少なくとも一部を覆い、前記枠状部内に充填される第２のめっき層を更に備える。この構成によれば、めっき層の厚さを種々に調整することができる。

【0017】

また、上述の半導体装置において、前記第１のめっき層の少なくとも一部を覆い、前記枠状部内および前記複数の第１の凹部内の少なくともいずれかに充填される第２のめっき層を更に備える。この構成によれば、めっき層の厚さを種々に調整することができる。

【0018】

実施形態の半導体装置の製造方法は、半導体素子を有する半導体チップをプリント基板上に配置し、所定の厚さで前記半導体チップを覆って前記プリント基板上に前記半導体チップを封止する封止樹脂を形成し、前記封止樹脂の前記プリント基板と対向する面にレーザ光を照射して、前記封止樹脂の前記面を活性化するとともに、前記封止樹脂の前記面に凹部を形成し、前記凹部を含む前記封止樹脂の活性化された前記面に、無電解めっきによりめっき層を形成する。

【0019】

この構成によれば、微細な構造を有するヒートシンク及び電磁シールドを封止樹脂に簡便に形成することができる。

【0020】

また、上述の半導体装置の製造方法において、前記半導体チップを前記プリント基板上に配置するときは、接地用端子を備える前記プリント基板上の前記接地用端子が露出した部分の近傍に前記半導体チップを配置し、前記凹部は枠状部を含み、前記凹部を形成するときは、前記半導体チップの周囲を取り囲み、前記接地用端子の上面に到達するように前記枠状部を形成し、前記めっき層を形成するときは、前記枠状部の側面から連続的に前記接地用端子の上面をも前記めっき層で覆い、前記めっき層を前記接地用端子と接続させる。この構成によれば、微細な構造を有する電磁シールドを封止樹脂に簡便に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、実施形態１にかかる半導体装置の構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態１にかかる半導体装置の製造方法の手順の一例を示す図面である。

【図3】図３は、実施形態１にかかる半導体装置の製造方法の手順の一例を示す図面である。

【図4】図４は、実施形態１にかかる半導体装置の製造方法の手順の一例を示す図面である。

【図5】図５は、実施形態１の変形例１にかかる半導体装置の構成の一例を示す図である。

【図6】図６は、実施形態１の変形例２にかかる半導体装置の構成の一例を示す図である。

【図7】図７は、実施形態１の変形例３にかかる半導体装置の構成の一例を示す図である。

【図8】図８は、実施形態１の変形例４にかかる半導体装置の構成の一例を示す図である。

【図9】図９は、実施形態１の変形例５にかかる半導体装置の構成の一例を示す図である。

【図10】図１０は、実施形態１の変形例６にかかる半導体装置の構成の一例を示す図である。

【図11】図１１は、実施形態２にかかる半導体装置の構成の一例を示す図である。

【図12】図１２は、実施形態３にかかる半導体装置の構成の一例を示す図である。

【図13】図１３は、実施形態３の変形例にかかる半導体装置の製造方法の手順の一例を示す図である。

【図14】図１４は、実施形態３の変形例にかかる半導体装置の製造方法の手順の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下の例示的な実施形態等の同様の構成要素には共通の符号を付与して、重複する説明を適宜省略する。

【0023】

［実施形態１］
以下、図面を参照して実施形態１について詳細に説明する。

【0024】

（半導体装置の構成例）
図１は、実施形態１にかかる半導体装置１の構成の一例を示す図である。図１の上図は半導体装置１の上面図であり、下図は半導体装置１の断面図である。

【0025】

図１に示すように、実施形態１の半導体装置１は、プリント基板１０、半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２、封止樹脂３０、及びめっき層４０ａ，４０ｂを備え、封止樹脂３０の上面にヒートシンク５１及び電磁シールド５２を有する半導体パッケージとして構成されている。

【0026】

プリント基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）１０は、例えばエポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、またはフェノール樹脂等から構成される基板１１を備える。基板１１には、複数のビア及び複数の配線を積層することで、基板１１の上下面に貫通する複数の端子１２が配置されている。複数の端子１２には、接地線等に接続されることとなる接地用端子１２ｇが含まれる。

【0027】

プリント基板１０上には、複数の半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２、または複数の半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２が搭載された半導体パッケージ等が配置されている。これらの半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２は上面に半導体素子を有する。半導体素子は、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ Ｃｈｉｐ）及びＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の能動素子、並びにコンデンサ及び抵抗等の受動素子等でありうる。これらの半導体素子の中には、動作に伴って発熱するもの及び電磁波を発生させるもの等が含まれる。

【0028】

図１の例では、第１の半導体チップとしての半導体チップ２１ａ，２１ｂは、発熱しやすい半導体素子を有するものとする。第２の半導体チップとしての半導体チップ２２は、電磁波を発生させる半導体素子、または電磁波の影響を受け特性が悪化する半導体素子を有するものとする。

【0029】

半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２が有する半導体素子は、プリント基板１０の複数の端子１２のうちのいずれかに電気的に接続されている。これらの端子１２のうちの幾つかは接地用端子１２ｇであってもよい。これにより、半導体素子は、端子１２を介して電力の供給を受けたり、種々の信号の授受を行ったり、接地電位に調整されたりすることができる。また、半導体チップ２２が配置されるプリント基板１０の領域の周囲にも接地用端子１２ｇが配置される。

【0030】

封止樹脂３０は、半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２を覆ってプリント基板１０上に半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２を封止している。封止樹脂３０は、添加剤として有機金属化合物を含有するエポキシ樹脂、フェノール樹脂、またはポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂から構成される。ただし、有機金属化合物の含有率、及び金属原子が有機リガンドに捕捉された状態にあること等から、封止樹脂３０は、半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２の封止材に要求される程度の絶縁性を充分に保っている。また、封止樹脂３０は、上面、つまり、プリント基板１０と対向する面に、孔部３１及び枠状部３２を有する。

【0031】

複数の第１の凹部としての孔部３１は、封止樹脂３０の厚さ方向に半導体チップ２１ａ，２１ｂと重なる位置に配置されている。つまり、複数の孔部３１は半導体チップ２１ａ，２１ｂの上方に配置されている。複数の孔部３１は、半導体チップ２１ａ，２１ｂ上方の封止樹脂３０の所定深さまで到達し、例えば円形、楕円形、または多角形等の断面形状を有する孔として形成されている。

【0032】

複数の孔部３１のそれぞれの孔径は例えば１００μｍ以下である。また、複数の孔部３１の深さと孔径とは例えば１：１とすることができる。したがって、複数の孔部３１の孔径が１００μｍである場合、複数の孔部３１は例えば１００μｍの深さに加工することが可能である。また、隣接する孔部３１同士の間隔と孔径とは例えば１：１とすることができる。したがって、複数の孔部３１の孔径が１００μｍである場合、隣接する孔部３１同士の間隔を例えば１００μｍまで狭めて加工することが可能であり、例えば２００μｍの狭ピッチが得られる。

【0033】

ただし、封止樹脂３０は、複数の第１の凹部として複数の溝部を有していてもよい。この場合、複数の溝部のそれぞれの幅は例えば５０μｍ以下である。また、複数の溝部の深さと幅とは例えば１：１とすることができる。したがって、複数の溝部の幅が５０μｍである場合、複数の溝部は例えば５０μｍの深さに加工することが可能である。また、隣接する溝部同士の間隔と溝部の幅とは例えば１：１とすることができる。したがって、複数の溝部の幅が５０μｍである場合、隣接する溝部同士の間隔を例えば５０μｍまで狭めて加工することが可能であり、例えば１００μｍの狭ピッチが得られる。

【0034】

凹部としての枠状部３２は、半導体チップ２２の周囲を取り囲む枠状に構成され、封止樹脂３０を貫通してプリント基板１０の接地用端子１２ｇに到達している。枠状部３２の１辺の幅、つまり溝幅は例えば５０μｍ以下であり、枠状部３２の深さと溝幅とは例えば１：１とすることができる。したがって、枠状部３２の溝幅が５０μｍである場合、枠状部３２は例えば５０μｍの深さに加工することが可能である。

【0035】

なお、これらの複数の孔部３１（または複数の溝部）、及び枠状部３２は、後述するようにレーザ光の照射により形成される。したがって、上記の孔径、孔ピッチ、溝幅、及び溝ピッチ等の最小値、並びに孔深さ及び溝深さ等の最大値は、封止樹脂３０の材質、レーザ光の波長、及びレーザ光を照射する装置の型式等によって異なりうる。

【0036】

第１のめっき層としてのめっき層４０ａ，４０ｂは、例えば銅めっき等により形成された銅薄層等であり、孔部３１及び枠状部３２を含む封止樹脂３０の上面の一部を覆っている。めっき層４０ａ，４０ｂの厚さは、例えば３μｍ以上１０μｍ以下である。

【0037】

めっき層４０ａは、封止樹脂３０の厚さ方向に半導体チップ２１ａ，２１ｂと重なる位置に配置されている。つまり、めっき層４０ａは、半導体チップ２１ａ，２１ｂが配置される領域の上方に位置する封止樹脂３０の上面、及び孔部３１を覆うように配置される。このとき、めっき層４０ａは、封止樹脂３０の上面から、孔部３１の側面、孔部３１の底面までを連続的に覆う。

【0038】

めっき層４０ｂは、封止樹脂３０の厚さ方向に半導体チップ２２と重なる位置に配置されている。つまり、めっき層４０ｂは、半導体チップ２２が配置される領域の上方に位置する封止樹脂３０の上面、及び枠状部３２を覆うように配置される。このとき、めっき層４０ｂは、封止樹脂３０の上面から、枠状部３２の側面、枠状部３２の底面までを連続的に覆う。枠状部３２の底面において、めっき層４０ｂはプリント基板１０の接地用端子１２ｇに接続される。

【0039】

ここで、主に封止樹脂３０の複数の孔部３１及びめっき層４０ａによりヒートシンク５１が構成される。つまり、複数の孔部３１による凹凸形状によって封止樹脂３０上面の表面積が増大し、また、その凹凸形状の表面に封止樹脂３０よりも熱伝導率が高いめっき層４０ａが配置されることで、半導体チップ２１ａ，２１ｂからの熱がヒートシンク５１を介して半導体装置１の周囲へと放散されやすくなる。

【0040】

また、主に封止樹脂３０の枠状部３２及びめっき層４０ｂにより電磁シールド５２が構成される。これらに加え、電磁シールド５２がめっき層４０ｂに接続される接地用端子１２ｇを含むこととしてもよい。半導体チップ２２の上方に配置される封止樹脂３０の上面、及び半導体チップ２２を取り囲む枠状部３２、及びそれらの構成を覆いつつ接地用端子１２ｇに接続されるめっき層４０ｂにより、半導体チップ２２から発生した電磁波が電磁シールド５２によって遮蔽されやすくなる。

【0041】

以上のように構成される半導体装置１は、図示しないボールグリッド、ソケット、その他の構成を介して、プリント基板１０がホストコンピュータ側のマザーボード等に接続されることで、種々の用途に用いられる。

【0042】

（半導体装置の製造方法）
次に、図２～図４を用いて、実施形態１の半導体装置１の製造方法について説明する。図２～図４は、実施形態１にかかる半導体装置１の製造方法の手順の一例を示す図面である。図２～図４の左図は製造途中の半導体装置１の断面図であり、右図は製造途中の半導体装置１の上面図である。

【0043】

図２に示すように、半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２をプリント基板１０上に配置し、プリント基板１０の端子１２等と電気的に接続する。また、半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２を覆ってプリント基板１０上に半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２を封止する封止樹脂３０を形成する。

【0044】

封止樹脂３０は、コンプレッション成形、インジェクション成形、またはトランスファ成形等の種々の成形方法で形成することができる。この時点で、封止樹脂３０は孔部３１及び枠状部３２を有しておらず、封止樹脂３０の上面は平坦な状態である。

【0045】

図３に示すように、半導体チップ２１ａ，２１ｂが配置される領域上方の封止樹脂３０の上面、及び半導体チップ２２が配置される領域上方の封止樹脂３０の上面にレーザ光を照射する。これにより、レーザ光を照射された封止樹脂３０上面の領域３３ａ，３３ｂが活性化する。封止樹脂３０の活性化とは、レーザ光の照射により、封止樹脂３０に含有される有機金属化合物の金属原子が、有機リガンドから遊離した状態となることである。

【0046】

またこのとき、レーザ光の照射により、封止樹脂３０の上面の領域３３ａに複数の孔部３１を形成する。また、封止樹脂３０の上面の領域３３ｂに半導体チップ２２が配置される領域を取り囲む枠状部３２を形成する。

【0047】

またこのとき、レーザ光の照射により、封止樹脂３０上面の領域３３ａ，３３ｂは、例えばコンプレッション成形、インジェクション成形、またはトランスファ成形等の成形直後の表面よりも高い粗度を有することとなる。

【0048】

図４に示すように、封止樹脂３０の上面に銅による無電解めっきを施す。このとき、レーザ光を照射され、活性化した封止樹脂３０上面の領域３３ａ，３３ｂにおいて、有機リガンドから遊離した金属原子が触媒として機能する。

【0049】

これにより、封止樹脂３０の領域３３ａ，３３ｂへの無電解での銅めっきが可能となって、めっき層４０ａ，４０ｂがそれぞれの領域３３ａ，３３ｂに選択的に形成される。めっき層４０ａ，４０ｂの形成は、封止樹脂３０の領域３３ａ，３３ｂが、レーザ光の照射によって他の表面より高い粗度を有していることによっても促進される。またこのとき、領域３３ａの孔部３１の内部、及び領域３３ｂの枠状部３２の内部もめっき層４０ａ，４０ｂで覆われる。

【0050】

以上により、実施形態１の半導体装置１が製造される。

【0051】

（比較例）
半導体素子の高速化および高電力化に伴って、半導体パッケージ等の半導体装置にヒートシンク及び電磁シールドを設ける技術が検討されている。

【0052】

比較例１としての上述の特許文献１の技術では、封止樹脂にレーザ光を照射して溝を形成し、導電性樹脂で被覆して電磁シールド機能を持たせる。しかしながら、導電性樹脂の特性上、微細な溝内にカバレッジ性よく導電性樹脂を被覆することは困難である。また、局所的な領域に絞って導電性樹脂を被覆することも難しい。このため、電磁シールドのサイズが大きくなってしまうという難点がある。導電性樹脂の形成には、導電性樹脂を塗布し硬化させる処理を要するため、製造工程が煩雑となってしまう懸念もある。

【0053】

比較例２としての上述の特許文献２の技術では、封止樹脂を形成した後、封止樹脂が硬化する前に、凹凸形状を有する金型を封止樹脂の表面に押し当てる。これにより、表面に凹凸形状のヒートシンクを有する封止樹脂が得られる。しかしながら、金型を用いた凹凸形状の形成では、微細で狭ピッチの構造を有するヒートシンクの形成は困難である。

【0054】

実施形態１の半導体装置１によれば、上面に孔部３１及び枠状部３２を有する封止樹脂３０と、孔部３１及び枠状部３２を含む封止樹脂３０の上面を覆うめっき層４０ａ，４０ｂとを備える。

【0055】

このような構成は、上述したように簡便な工法によって得ることができ、ヒートシンク５１及び電磁シールド５２を一括して形成することができる。これにより、例えば別部材から構成されるヒートシンク及び電磁シールドを半導体装置に組み付ける必要が無く、材料および工数を削減することができる。半導体装置１の小型化を容易に図ることも可能である。

【0056】

また、複雑な凹凸構造は、封止樹脂３０の成形後に形成されるので、封止樹脂３０を成形する際に、複雑な凹凸構造を有する金型を使用する必要がない。このため、金型内部での硬化前の樹脂の流動性が妨げられるのを抑制することができ、樹脂の流動制御が容易となる。樹脂内に巻き込みボイド等が生じてしまうことも抑制できる。

【0057】

また、レーザ光を照射することで、微細で狭ピッチの孔部３１及び枠状部３２を任意の場所に形成することができ、更にそれをめっき層４０ａ，４０ｂで覆うことができる。このため、微細な構造を有するヒートシンク５１及び電磁シールド５２を簡便に形成することができる。これにより、よりいっそう半導体装置１を小型化することが容易となる。

【0058】

なお、上述の実施形態１では、枠状部３２がプリント基板１０の接地用端子１２ｇにまで到達し、めっき層４０ｂは枠状部３２の底面で接地用端子１２ｇと接続されることとした。しかし、半導体装置１の周囲に設置されたケース等が配置される場合には、めっき層４０ｂが、封止樹脂３０の上面で配線等によりケースと接続されることで接地される構成となっていてもよい。この場合、枠状部は貫通していなくともよく、プリント基板は接地用端子１２ｇを半導体チップ２３の周囲に備えていなくともよい。

【0059】

（変形例１）
次に、図５を用いて、実施形態１の変形例１の半導体装置１ａについて説明する。変形例１の半導体装置１ａは、ヒートシンクと電磁シールドとが一体に構成されている点が上述の実施形態１とは異なる。

【0060】

図５は、実施形態１の変形例１にかかる半導体装置１ａの構成の一例を示す図である。図５の左図は半導体装置１ａの断面図であり、右図は半導体装置１ａの上面図である。

【0061】

図５に示すように、半導体装置１ａは、上面の一部領域がめっき層４１ａで覆われた封止樹脂３０ａを備える。

【0062】

第１のめっき層としてのめっき層４１ａは、半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２が配置された領域上方の封止樹脂３０ａの上面、孔部３１、及び枠状部３２を連続的に覆う。これにより、半導体装置１ａは、主に封止樹脂３０ａの複数の孔部３１、枠状部３２、及びめっき層４１ａにより一体に構成されたヒートシンク／電磁シールド５３ａを備えることとなる。

【0063】

このような半導体装置１ａは、上述の実施形態１の図３において、封止樹脂３０ａの上面へのレーザ光の照射領域を広くすることで製造することが可能である。すなわち、半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２が配置される領域上方の封止樹脂３０ａの上面の連続的な領域をレーザ光で照射する。これにより、封止樹脂３０ａのこの領域の表面全体が活性化される。その後、封止樹脂３０ａの上面に銅めっき処理を施せば、半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２が配置される領域上方の封止樹脂３０ａの上面領域を連続的に覆うめっき層４１ａが形成される。

【0064】

変形例１の半導体装置１ａによれば、上述の実施形態１の半導体装置１と同様の効果を奏する。

【0065】

変形例１の半導体装置１ａによれば、めっき層４１ａが封止樹脂３０ａの上面を介して枠状部３２と複数の孔部３１とを連続的に覆う。これにより、めっき層４１ａの全体の表面積が増大し、ヒートシンク／電磁シールド５３ａの放熱性を更に向上させることができる。

【0066】

（変形例２）
次に、図６を用いて、実施形態１の変形例２の半導体装置１ｂについて説明する。変形例２の半導体装置１ｂは、複数の孔部３１ｂが貫通孔である点が上述の実施形態１とは異なる。

【0067】

図６は、実施形態１の変形例２にかかる半導体装置１ｂの構成の一例を示す図である。図６の左図は半導体装置１ｂの断面図であり、右図は半導体装置１ｂの上面図である。

【0068】

図６に示すように、半導体装置１ｂは、半導体チップ２１ａ，２１ｂのプリント基板１０と対向する面に到達する複数の孔部３１ｂを有する封止樹脂３０ｂを備える。つまり、複数の第１の凹部としての孔部３１ｂは、半導体チップ２１ａ，２１ｂ上方の封止樹脂３０ｂを貫通し、半導体チップ２１ａ，２１ｂの上面に到達する貫通孔として構成されている。

【0069】

また、半導体装置１ｂの第１のめっき層としてのめっき層４１ｂは、封止樹脂３０ｂの上面を介して枠状部３２と複数の孔部３１ｂとを連続的に覆い、複数の孔部３１ｂ内においては孔部３１ｂの側面から連続的に孔部３１ｂの底面に露出した半導体チップ２１ａ，２１ｂの上面をも覆っている。

【0070】

これにより、半導体装置１ｂは、主に封止樹脂３０ｂの複数の孔部３１ｂ、枠状部３２、及びめっき層４１ｂにより一体に構成されたヒートシンク／電磁シールド５３ｂを有することとなる。

【0071】

このような半導体装置１ｂは、上述の実施形態１の図３において、封止樹脂３０ｂの上面へレーザ光を照射する際に、半導体チップ２１ａ，２１ｂの上面に到達する複数の孔部３１ｂを形成することで製造することが可能である。その後、封止樹脂３０ｂの上面に銅めっき処理を施せば、孔部３１ｂの底面の半導体チップ２１ａ，２１ｂの上面を覆うめっき層４１ｂが形成される。

【0072】

変形例２の半導体装置１ｂによれば、上述の実施形態１の半導体装置１と同様の効果を奏する。

【0073】

変形例２の半導体装置１ｂによれば、半導体チップ２１ａ，２１ｂのプリント基板１０と対向する面に到達する複数の貫通孔として形成された複数の孔部３１ｂと、複数の孔部３１ｂの側面から連続的に半導体チップ２１ａ，２１ｂの上面を覆うめっき層４１ｂとを備える。これにより、半導体チップ２１ａ，２１ｂの上面からめっき層４１ｂへと直接熱を伝えることができ、半導体装置１ｂの放熱性を更に向上させることができる。

【0074】

なお、封止樹脂３０ｂを貫通する孔部３１ｂを有する上記構成において、ヒートシンクと電磁シールドとは一体に構成されていなくともよく、孔部３１ｂと枠状部３２とをそれぞれ別々に覆う分離されためっき層を有していていもよい。

【0075】

（変形例３）
次に、図７を用いて、実施形態１の変形例３の半導体装置１ｃについて説明する。変形例３の半導体装置１ｃは、めっき層４１ｃが封止樹脂３０ｃの表面全体を覆っている点が上述の実施形態１とは異なる。

【0076】

図７は、実施形態１の変形例３にかかる半導体装置１ｃの構成の一例を示す図である。図７の左図は半導体装置１ｃの断面図であり、右図は半導体装置１ｃの上面図である。

【0077】

図７に示すように、半導体装置１ｃは、上面および側面の表面全体がめっき層４１ｃに覆われた封止樹脂３０ｃを備える。

【0078】

つまり、第１のめっき層としてのめっき層４１ｃは、封止樹脂３０ｃの上面および側面の表面全体に配置されている。これにより、半導体装置１ｃは、主に封止樹脂３０ｃの複数の孔部３１、枠状部３２、及びめっき層４１ｃにより一体に構成され、封止樹脂３０ｃの表面全体に広がったヒートシンク／電磁シールド５３ｃを有することとなる。

【0079】

このような半導体装置１ｃは、上述の実施形態１の図３において、封止樹脂３０ｃの上面および側面の表面全体にレーザ光を照射することで製造することが可能である。これにより、封止樹脂３０ｃの表面全体が活性化される。その後、封止樹脂３０ａに銅めっき処理を施せば、封止樹脂３０ｃの表面全体を覆うめっき層４１ｃが形成される。

【0080】

変形例３の半導体装置１ｃによれば、上述の実施形態１の半導体装置１と同様の効果を奏する。

【0081】

変形例３の半導体装置１ｃによれば、封止樹脂３０ｃの表面全体がめっき層４１ｃで覆われている。これにより、半導体装置１ｃの放熱性および電磁波の遮蔽性がよりいっそう向上する。

【0082】

（変形例４～６）
次に、図８～図１０を用いて、実施形態１の変形例４～６の半導体装置１ｄ～１ｆについて説明する。変形例４～６の半導体装置１ｄ～１ｆは、半導体チップ２１ａ，２１ｂの周囲に更に放熱を促進させる構造を有する点が上述の実施形態１とは異なる。

【0083】

図８は、実施形態１の変形例４にかかる半導体装置１ｄの構成の一例を示す図である。図８の左図は半導体装置１ｄの断面図であり、右図は半導体装置１ｄの上面図である。

【0084】

図８に示すように、半導体装置１ｄは、半導体チップ２１ａ，２１ｂの周囲に貫通ビア１２ｔを有するプリント基板１０ｄを備える。貫通ビア１２ｔは、プリント基板１０ｄの基板１１を厚さ方向に貫通し、半導体チップ２１ａ，２１ｂ及びプリント基板１０ｄの端子１２等の他の構成からは電気的に浮遊したダミービアとして構成されている。

【0085】

また、半導体装置１ｄは、半導体チップ２１ａ，２１ｂの上方に配置される複数の孔部３１に加え、半導体チップ２１ａ，２１ｂを取り囲む溝部３１ｄを有する封止樹脂３０ｄを備える。

【0086】

第２の凹部としての溝部３１ｄは、例えば半導体チップ２１ａ，２１ｂを囲む枠状に配置され、封止樹脂３０ｄを貫通してプリント基板１０ｄの貫通ビア１２ｔに到達する貫通溝として構成されている。溝部３１ｄの幅は例えば５０μｍ以下であり、溝部３１ｄの深さと幅とは例えば１：１とすることができる。なお、加工可能な最小溝幅および最大深さ等は、封止樹脂３０ｄの材質、レーザ光の波長、及びレーザ光を照射する装置の型式等によって異なる。

【0087】

半導体装置１ｄの第１のめっき層としてのめっき層４１ｄは、例えば封止樹脂３０ｄの表面全体を覆うとともに、溝部３１ｄの側面および底面をも連続的に覆う。これにより、めっき層４１ｄは溝部３１ｄの底面に露出した貫通ビア１２ｔの上面をも覆い、貫通ビア１２ｔに接続される。

【0088】

またこれにより、半導体装置１ｄは、主に封止樹脂３０ｄの複数の孔部３１、溝部３１ｄ、枠状部３２、及びめっき層４１ｄにより一体に構成されたヒートシンク／電磁シールド５３ｄを有することとなる。ヒートシンク／電磁シールド５３ｄにおいて、主に複数の孔部３１、溝部３１ｄ、及びめっき層４１ｄによりヒートシンクとしての機能が発揮される。また、主に枠状部３２及びめっき層４１ｄにより電磁シールドとしての機能が発揮される。

【0089】

このような半導体装置１ｄは、上述の実施形態１の図３において、封止樹脂３０ｄの表面全体へレーザ光を照射する際に、半導体チップ２１ａ，２１ｂの周囲を取り囲み、プリント基板１０ｄの貫通ビア１２ｔの上面に到達する溝部３１ｄを形成することで製造することが可能である。その後、封止樹脂３０ｄに銅めっき処理を施せば、溝部３１ｄの底面に露出する貫通ビア１２ｔの上面を覆うめっき層４１ｄが形成される。

【0090】

図９は、実施形態１の変形例５にかかる半導体装置１ｅの構成の一例を示す上面図である。半導体装置１ｅの断面は、上述の半導体装置１ｄの断面と略同一であるので、上述の図８の断面図を一部援用して説明する。

【0091】

図９に示すように、半導体装置１ｅの封止樹脂３０ｅは、半導体チップ２１ａ，２１ｂの周囲に配置される孔部３１ｅを有している。また、半導体装置１ｅは、例えば上述の半導体装置１ｄと同様、プリント基板１０ｄを備えている。

【0092】

第２の凹部としての孔部３１ｅは、例えば半導体チップ２１ａ，２１ｂが配置される領域の各頂点にあたる位置に複数配置され、封止樹脂３０ｅを貫通してプリント基板１０ｄの貫通ビア１２ｔに到達する貫通孔として構成されている。孔部３１ｅの孔径は例えば１００μｍ以下であり、孔部３１ｅの深さと孔径とは例えば１：１とすることができる。なお、加工可能な最小径および最大深さ等は、封止樹脂３０ｄの材質、レーザ光の波長、及びレーザ光を照射する装置の型式等によって異なる。

【0093】

半導体装置１ｅの第１のめっき層としてのめっき層４１ｅは、例えば封止樹脂３０ｅの表面全体を覆うとともに、孔部３１ｅの側面および底面をも連続的に覆う。これにより、めっき層４１ｅは孔部３１ｅの底面に露出した貫通ビア１２ｔの上面をも覆い、貫通ビア１２ｔに接続される。

【0094】

またこれにより、半導体装置１ｅは、主に封止樹脂３０ｅの複数の孔部３１，３１ｅ、枠状部３２、及びめっき層４１ｅにより一体に構成されたヒートシンク／電磁シールド５３ｅを有することとなる。ヒートシンク／電磁シールド５３ｅにおいて、主に複数の孔部３１，３１ｅ、及びめっき層４１ｅによりヒートシンクとしての機能が発揮される。また、主に枠状部３２及びめっき層４１ｅにより電磁シールドとしての機能が発揮される。

【0095】

このような半導体装置１ｅは、上述の半導体装置１ｄと同様に製造することが可能である。

【0096】

図１０は、実施形態１の変形例６にかかる半導体装置１ｆの構成の一例を示す上面図である。半導体装置１ｆの断面は、上述の半導体装置１ｄの断面と略同一であるので、上述の図８の断面図を一部援用して説明する。

【0097】

図１０に示すように、半導体装置１ｆの封止樹脂３０ｆは、半導体チップ２１ａ，２１ｂの周囲の一部を囲う溝部３１ｆを有している。また、半導体装置１ｆは、例えば上述の半導体装置１ｄと同様、プリント基板１０ｄを備えている。

【0098】

第２の凹部としての溝部３１ｆは、例えば半導体チップ２１ａ，２１ｂが配置される領域の各頂点にあたる位置にＶ字に配置され、封止樹脂３０ｆを貫通してプリント基板１０ｄの貫通ビア１２ｔに到達する貫通溝として構成されている。溝部３１ｆの幅は例えば５０μｍ以下であり、溝部３１ｆの深さと幅とは例えば１：１とすることができる。なお、加工可能な最小溝幅および最大深さ等は、封止樹脂３０ｆの材質、レーザ光の波長、及びレーザ光を照射する装置の型式等によって異なる。

【0099】

半導体装置１ｆの第１のめっき層としてのめっき層４１ｆは、例えば封止樹脂３０ｆの表面全体を覆うとともに、溝部３１ｆの側面および底面をも連続的に覆う。これにより、めっき層４１ｆは溝部３１ｆの底面に露出した貫通ビア１２ｔの上面をも覆い、貫通ビア１２ｔに接続される。

【0100】

またこれにより、半導体装置１ｆは、主に封止樹脂３０ｆの複数の孔部３１、複数の溝部３１ｆ、枠状部３２、及びめっき層４１ｆにより一体に構成されたヒートシンク／電磁シールド５３ｆを有することとなる。ヒートシンク／電磁シールド５３ｆにおいて、主に複数の孔部３１、複数の溝部３１ｆ、及びめっき層４１ｆによりヒートシンクとしての機能が発揮される。また、主に枠状部３２及びめっき層４１ｆにより電磁シールドとしての機能が発揮される。

【0101】

このような半導体装置１ｆは、上述の半導体装置１ｄと同様に製造することが可能である。

【0102】

変形例４～６の半導体装置１ｄ～１ｆによれば、上述の実施形態１の半導体装置１と同様の効果を奏する。

【0103】

変形例４～６の半導体装置１ｄ～１ｆによれば、封止樹脂３０ｄ～３０ｆが、プリント基板１０ｄの貫通ビア１２ｔの上面に到達する溝部３１ｄ、孔部３１ｅ、または溝部３１ｆを有し、めっき層４１ｄ～４１ｆは、溝部３１ｄ、孔部３１ｅ、または溝部３１ｆの側面から貫通ビア１２ｔの上面をも覆い、貫通ビア１２ｔと接続されている。

【0104】

このように、ヒートシンクとして機能する溝部３１ｄ、孔部３１ｅ、または溝部３１ｆ内のめっき層４１ｄ～４１ｆが貫通ビア１２ｔと接続されることで、プリント基板１０ｄを介した放熱も促進することができ、半導体装置１ｄ～１ｆの放熱性がよりいっそう向上する。

【0105】

また、半導体チップ２１ａ，２１ｂの周囲に配置される放熱促進構造を溝部３１ｄ、孔部３１ｅ、または溝部３１ｆ等のように様々に構成することが可能であるので、半導体チップ２１ａ，２１ｂの配置および周囲のスペース等に合わせた構成とすることができる。

【0106】

また、孔部３１ｅの数を削減し、または溝部３１ｆを短くすること等により、銅めっきの量を削減することも可能である。

【0107】

なお、半導体チップ２１ａ，２１ｂの周囲に配置される放熱促進構造は、上述の溝部３１ｄ、孔部３１ｅ、または溝部３１ｆ以外にも、種々の形状および配置を取ることができる。

【0108】

また、半導体チップ２１ａ，２１ｂの周囲に放熱を促進させる構造を有する上記構成において、めっき層は封止樹脂の表面全体に配置されていなくともよく、さらには、ヒートシンクと電磁シールドとは一体に構成されていなくともよい。この場合、半導体装置が、孔部３１ｂと共に放熱を促進させる構造と、枠状部３２とをそれぞれ別々に覆う分離されためっき層を有していてもよい。

【0109】

［実施形態２］
以下、図面を参照して実施形態２について詳細に説明する。実施形態２の半導体装置は、プリント基板の両面に半導体チップが実装されている点が上述の実施形態１とは異なる。

【0110】

図１１は、実施形態２にかかる半導体装置２の構成の一例を示す図である。図１１の上図は半導体装置２の上面図であり、下図は半導体装置２の断面図である。

【0111】

図１１に示すように、実施形態２の半導体装置２は、プリント基板１４の両面に半導体チップ２１ａ～２１ｄ，２２，２３が実装された構造を取ることができる。一例として、ヒートシンクと電磁シールドとが一体に構成され、半導体チップ２１ａ～２１ｄの周囲に更なる放熱促進構造として溝部３１ｇ，３１ｈを有する半導体装置２について以下に説明する。

【0112】

すなわち、半導体装置２は、プリント基板１４、半導体チップ２１ａ～２１ｄ，２２，２３、封止樹脂３４、及びめっき層４４ｘ，４４ｙを備え、封止樹脂３４の両面に一体に構成されたヒートシンク／電磁シールド５４ｘ，５４ｙをそれぞれ有する半導体パッケージとして構成されている。

【0113】

プリント基板１４は、面１１ｘ，１１ｙを有する基板１１、及び基板１１に配置された複数の端子１２及び複数の貫通ビア１２ｔを有する。複数の端子１２は接地用端子１２ｇを含む。

【0114】

プリント基板１４の第１の面としての面１１ｘ上には、複数の半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２が配置されている。プリント基板１４の第２の面としての面１１ｙ上には、複数の半導体チップ２１ｃ，２１ｄ，２３が配置されている。これらの半導体チップ２１ｃ，２１ｄ，２３もまた、ＳｏＣ及びＦＥＴ等の能動素子、並びにコンデンサ及び抵抗等の受動素子等の半導体素子を上面に有する。

【0115】

図１１の例では、第３の半導体チップとしての半導体チップ２１ｃ，２１ｄは、発熱しやすい半導体素子を有するものとする。第４の半導体チップとしての半導体チップ２３は、電磁波を発生させる半導体素子を有するものとする。

【0116】

半導体チップ２１ａ～２１ｄ，２２，２３が有する半導体素子は、プリント基板１４の複数の端子１２のうちのいずれかに電気的に接続されている。これらの端子１２のうちの幾つかは接地用端子１２ｇであってもよい。接地用端子１２ｇの更に幾つかは、半導体チップ２２，２３が配置されるプリント基板１４の領域の周囲にも配置されている。

【0117】

封止樹脂３４は、半導体チップ２１ａ～２１ｄ，２２，２３が配置されたプリント基板１４の両方の面１１ｘ，１１ｙを覆う。つまり、封止樹脂３４は、半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２を覆ってプリント基板１４の面１１ｘ上に半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２を封止している。また、封止樹脂３４は、半導体チップ２１ｃ，２１ｄ，２３を覆ってプリント基板１４の面１１ｙ上に半導体チップ２１ｃ，２１ｄ，２３を封止している。

【0118】

封止樹脂３４もまた、添加剤として有機金属化合物を含有するエポキシ樹脂、フェノール樹脂、またはポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂から構成される。

【0119】

また、封止樹脂３４は、両面に、孔部３１ｘ，３１ｙ、溝部３１ｇ，３１ｈ、及び枠状部３２ｘ，３２ｙを有する。つまり、封止樹脂３４は、プリント基板１４の面１１ｘと対向する第３の面としての面３４ｘに孔部３１ｘ、溝部３１ｇ、及び枠状部３２ｘを有し、プリント基板１４の面１１ｙと対向する第４の面としての面３４ｙに孔部３１ｙ、溝部３１ｈ、及び枠状部３２ｙを有する。

【0120】

複数の孔部３１ｘ及び枠状部３２ｘは、例えば上述の実施形態１と同様の構成を有する。溝部３１ｇは、例えば上述の実施形態１の変形例４の溝部３１ｄと同様の構成を有する。

【0121】

複数の第１の凹部としての孔部３１ｙは、封止樹脂３４の厚さ方向に、半導体チップ２１ｃ，２１ｄと重なる位置に配置されている。複数の孔部３１ｙは、半導体チップ２１ｃ，２１ｄ上方の封止樹脂３４の所定深さまで到達し、例えば円形、楕円形、または多角形等の断面形状を有する孔として形成されている。

【0122】

複数の孔部３１ｙのそれぞれの孔径は例えば１００μｍ以下であり、複数の孔部３１ｙのそれぞれの深さと孔径とは例えば１：１とすることができる。また、隣接する孔部３１ｙ同士の間隔と孔径とは例えば１：１とすることができ、例えば孔径の２倍以下の狭ピッチを得ることができる。なお、加工可能な最小径および最小ピッチ、並びに加工可能な最大深さ等は、封止樹脂３４の材質、レーザ光の波長、及びレーザ光を照射する装置の型式等によって異なる。

【0123】

第２の凹部としての溝部３１ｈは、例えば半導体チップ２１ｃ，２１ｄを囲む枠状に配置され、封止樹脂３４を貫通してプリント基板１４の面１１ｙに露出した貫通ビア１２ｔに到達する貫通溝として構成されている。溝部３１ｈの幅は例えば５０μｍ以下であり、溝部３１ｈの深さと幅とは例えば１：１とすることができる。なお、加工可能な最小溝幅および最大深さ等は、封止樹脂３４の材質、レーザ光の波長、及びレーザ光を照射する装置の型式等によって異なる。

【0124】

凹部としての枠状部３２ｙは、半導体チップ２３の周囲を取り囲む枠状に構成され、封止樹脂３４を貫通してプリント基板１４の面１１ｙに露出した接地用端子１２ｇに到達している。枠状部３２ｙの１辺の溝幅は例えば５０μｍ以下であり、枠状部３２ｙの深さと幅とは例えば１：１とすることができる。なお、加工可能な最小溝幅および最大深さ等は、封止樹脂３４の材質、レーザ光の波長、及びレーザ光を照射する装置の型式等によって異なる。

【0125】

第１のめっき層としてのめっき層４４ｘ，４４ｙは、例えば銅めっき等により形成された銅薄層等であり、孔部３１ｘ，３１ｙ、溝部３１ｇ，３１ｈ、及び枠状部３２ｘ，３２ｙを含む封止樹脂３４の面３４ｘ，３４ｙの一部をそれぞれ覆っている。めっき層４４ｘ，４４ｙの厚さは、例えばそれぞれ３μｍ以上１０μｍ以下である。

【0126】

めっき層４４ｘは、封止樹脂３４の面３４ｘを介して孔部３１ｘ、溝部３１ｇ、及び枠状部３２ｘを連続的に覆い、溝部３１ｇの底面で貫通ビア１２ｔと、枠状部３２ｘの底面で接地用端子１２ｇと接続される。

【0127】

めっき層４４ｙは、封止樹脂３４の面３４ｙを介して孔部３１ｙ、溝部３１ｈ、及び枠状部３２ｙを連続的に覆い、溝部３１ｈの底面で貫通ビア１２ｔと、枠状部３２ｙの底面で接地用端子１２ｇと接続される。

【0128】

これにより、半導体装置２は、主に封止樹脂３４の複数の孔部３１ｘ、溝部３１ｇ、枠状部３２ｘ、及びめっき層４４ｘにより一体に構成されたヒートシンク／電磁シールド５４ｘを有することとなる。ヒートシンク／電磁シールド５４ｘにおいて、主に複数の孔部３１ｘ、溝部３１ｇ、及びめっき層４４ｘによりヒートシンクとしての機能が発揮される。また、主に枠状部３２ｘ及びめっき層４４ｘにより電磁シールドとしての機能が発揮される。

【0129】

またこれにより、半導体装置２は、主に封止樹脂３４の複数の孔部３１ｙ、溝部３１ｈ、枠状部３２ｙ、及びめっき層４４ｙにより一体に構成されたヒートシンク／電磁シールド５４ｙを有することとなる。ヒートシンク／電磁シールド５４ｙにおいて、主に複数の孔部３１ｙ、溝部３１ｈ、及びめっき層４４ｙによりヒートシンクとしての機能が発揮される。また、主に枠状部３２ｙ及びめっき層４４ｙにより電磁シールドとしての機能が発揮される。

【0130】

半導体装置２では、封止樹脂３４から突出する図示しないソケット等を介して、プリント基板１４がホストコンピュータ側のマザーボード等に接続される。または、プリント基板１４の一部が封止樹脂３４から露出していることで、ボールグリッド、その他の構成を介して、プリント基板１４がホストコンピュータ側のマザーボード等に接続されるように構成されていてもよい。

【0131】

このような半導体装置２は、上述の実施形態１の図２において、プリント基板１４の両面を覆う封止樹脂３４を形成し、図３及び図４の処理を封止樹脂３４の両面に対して繰り返すことで製造可能である。

【0132】

このとき、図３の処理では、半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２上方の封止樹脂３４の面３４ｘの連続的な領域、及び半導体チップ２１ｃ，２１ｄ，２３上方の封止樹脂３４の面３４ｙの連続的な領域へレーザ光を照射する。

【0133】

これとともに、半導体チップ２１ａ，２１ｂの周囲を取り囲み、プリント基板１４の面１１ｘに露出した貫通ビア１２ｔ上面に到達する溝部３１ｇを形成し、半導体チップ２１ｃ，２１ｄの周囲を取り囲み、プリント基板１４の面１１ｙに露出した貫通ビア１２ｔ上面に到達する溝部３１ｈを形成する。

【0134】

実施形態２の半導体装置２によれば、上述の実施形態１の半導体装置１と同様の効果を奏する。

【0135】

実施形態２の半導体装置２によれば、プリント基板１４の両面に、それぞれめっき層４４ｘ，４４ｙで覆われた孔部３１ｘ，３１ｙ、溝部３１ｇ，３１ｈ、及び枠状部３２ｘ，３２ｙを有する封止樹脂３４を備える。このように、プリント基板１４の両面に半導体チップ２１ａ～２１ｄ，２２，２３が実装された半導体パッケージにも、微細なヒートシンク及び電磁シールドを一括で形成する構成が適用可能である。

【0136】

なお、プリント基板の両面に半導体チップを搭載する上記構成において、封止樹脂が有する凹凸構造および凹凸構造を覆うめっき層の構成は上述の図１１の構成に限られない。封止樹脂は、上述の実施形態１及び変形例１～６のいずれの凹凸構造を有していてもよく、凹凸構造を覆うめっき層も、上述の実施形態１及び変形例１～６のいずれの構成を有していてもよい。プリント基板の両面における封止樹脂の凹凸構造およびめっき層の構成が互いに異なっていてもよい。

【0137】

［実施形態３］
以下、図面を参照して実施形態３について詳細に説明する。実施形態３の半導体装置は、めっき層が複数積層されている点が上述の実施形態１とは異なる。

【0138】

（半導体装置の構成例）
図１２は、実施形態３にかかる半導体装置３の構成の一例を示す図である。図１２の上図は半導体装置３の上面図であり、下図は半導体装置３の断面図である。

【0139】

図１２に示すように、実施形態３の半導体装置３は、プリント基板１０、半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２、封止樹脂３０、及びめっき層４０ａ，４０ｂ，４５ａ，４５ｂを備え、封止樹脂３０の上面にヒートシンク５１ｉ及び電磁シールド５２ｉを有する半導体パッケージとして構成されている。

【0140】

プリント基板１０、半導体チップ２１ａ，２１ｂ，２２、封止樹脂３０、及びめっき層４０ａ，４０ｂは、上述の実施形態１と同様の構成を備える。

【0141】

第２のめっき層としてのめっき層４５ａ，４５ｂは、めっき層４０ａ，４０ｂの一部または全体を覆う。このとき、封止樹脂３０が有する孔部３１及び枠状部３２の内部が、めっき層４５ａ，４５ｂによって所定高さまで、あるいは完全に充填されていてもよい。めっき層４５ａ，４５ｂは、例えば銅、ニッケル、パラジウム、スズ、または金等による電解めっきによって形成されためっき層である。めっき層４５ａ，４５ｂの厚さは例えばそれぞれ１０μｍ以上であってよい。

【0142】

（半導体装置の製造方法）
次に、引き続き図１２を用いて、実施形態３の半導体装置３の製造方法について説明する。

【0143】

半導体装置３は、上述の実施形態１の図２～図４までの処理を行った後に、めっき層４５ａ，４５ｂを形成することで製造することが可能である。すなわち、めっき層４０ａ，４０ｂを電力供給源となるシード層として電解めっきを行って、銅、ニッケル、パラジウム、スズ、または金等から構成されるめっき層４５ａ，４５ｂを形成する。

【0144】

めっき層４５ａ，４５ｂの厚さは、電解めっきによる処理時間を調整することで適宜調整される。電解めっきの処理時間を長くすることで、より厚くめっき層４５ａ，４５ｂを形成することが可能であり、また、孔部３１及び枠状部３２の内部へのめっき層４５ａ，４５ｂの充填量を調整することが可能である。

【0145】

実施形態３の半導体装置３によれば、上述の実施形態１の半導体装置１と同様の効果を奏する。

【0146】

実施形態３の半導体装置３によれば、めっき層４０ａ，４０ｂの一部または全部を覆い、孔部３１及び枠状部３２内に充填されるめっき層４５ａ，４５ｂを備える。無電解めっきにより形成されるめっき層４０ａ，４０ｂは例えば１０μｍを超える厚さに形成することが困難な場合がある。半導体装置３の構成上、より厚いめっき層が必要な場合には、めっき層４０ａ，４０ｂ上に電解めっきを施すことで、より厚いめっき層４０ａ，４５ａ、及びめっき層４０ｂ，４５ｂの積層構造を得ることができる。

【0147】

なお、めっき層が複数積層された上記構成において、封止樹脂が有する凹凸構造および凹凸構造を覆うめっき層の構成は上述の図１２の構成に限られない。封止樹脂は、上述の実施形態１及び変形例１～６のいずれの凹凸構造を有していてもよく、凹凸構造を覆うめっき層も、上述の実施形態１及び変形例１～６のいずれの構成を有していてもよい。封止樹脂は、プリント基板の両面を覆い、めっき層に覆われた凹凸構造を両面に有する実施形態２の構成を備えていてもよい。

【0148】

（変形例）
次に、図１３及び図１４を用いて、実施形態３の変形例の半導体装置３ａについて説明する。変形例の半導体装置３ａは、めっき層４０ａ，４０ｂ上の一方にのみめっき層４５ｂを有する点が上述の実施形態３とは異なる。

【0149】

半導体装置３ａの構成上、ヒートシンクまたは電磁シールドの一方にのみ、より厚いめっき層が必要となる場合もあり得る。例えば図１３及び図１４の処理を行うことで、このような構成の半導体装置３ａを製造することが可能である。

【0150】

図１３及び図１４は、実施形態３の変形例にかかる半導体装置３ａの製造方法の手順の一例を示す図である。図１３及び図１４の左図は半導体装置３ａの断面図であり、右図は半導体装置３ａの上面図である。図１３及び図１４は、電磁シールド５２ｊに厚膜のめっき層４０ｂ，４５ｂを形成する場合の例である。

【0151】

図１３に示すように、上述の実施形態１の図２～図４の処理の終了後、レジスト材等を用い、めっき層４０ａを覆うマスク層６０を形成する。

【0152】

図１４に示すように、封止樹脂３０に対して電解めっきを実施する。このとき、めっき層４０ａがマスク層６０に覆われているため、めっき層４０ｂ上にのみ、めっき層４０ｂをシード層とする電解めっきが施され、銅、ニッケル、パラジウム、スズ、または金等から構成されるめっき層４５ｂが形成される。その後、マスク層６０をアッシング処理等により除去する。

【0153】

以上により、変形例の半導体装置３ａが製造される。

【0154】

変形例の半導体装置３ａは、主に封止樹脂３０の複数の孔部３１及びめっき層４０ａにより構成されるヒートシンク５１を備える。また、変形例の半導体装置３ａは、主に封止樹脂３０の枠状部３２及びめっき層４０ｂ，４５ｂにより構成される電磁シールド５２ｊを備える。

【0155】

変形例の半導体装置３ａによれば、上述の実施形態１の半導体装置１と同様の効果を奏する。

【0156】

変形例の半導体装置３ａによれば、一方の電磁シールド５２ｊにのみめっき層４０ｂ，４５ｂの積層構造を有する。このように、所望の構成に所望の厚さのめっき層を形成することができる。

【0157】

なお、図１４の処理の後に、めっき層４５ｂ上をマスク層で覆って電解めっきを施すことにより、銅、ニッケル、パラジウム、スズ、または金等のうち、めっき層４５ｂとは異なる材料から構成されるめっき層をめっき層４０ａ上に更に形成してもよい。これにより、互いに異なる材料から構成されるめっき層を有するヒートシンク及び電磁シールドを形成することができる。

【0158】

［付記］
以下、本発明の好ましい態様について付記する。

【0159】

（付記１）
本発明の一態様によれば、
半導体素子を有する半導体チップと、
プリント基板と、
所定の厚さで前記半導体チップを覆うとともに、前記プリント基板と対向する面に凹部を有し、前記プリント基板上に前記半導体チップを封止する封止樹脂と、
前記凹部を含む前記封止樹脂の前記面の少なくとも一部を覆う第１のめっき層と、を備える、
半導体装置が提供される。

【0160】

（付記２）
上述の半導体装置において、
前記半導体チップは、
第１の半導体チップと第３の半導体チップとを含み、
前記封止樹脂は、
所定厚さで前記第１の半導体チップを覆って前記プリント基板の第１の面上に前記第１の半導体チップを封止するとともに、所定厚さで前記第３の半導体チップを覆って前記プリント基板の前記第１の面とは反対側の第２の面上に前記第３の半導体チップを封止し、
前記凹部は、
前記封止樹脂の前記プリント基板の前記第１の面に対向する第３の面と、前記封止樹脂の前記プリント基板の前記第２の面に対向する第４の面とにそれぞれ配置され、
前記第１のめっき層は、
前記凹部を含む前記封止樹脂の前記第３及び第４の面の少なくとも一部を覆う。

【0161】

（付記３）
上述の半導体装置において、
前記封止樹脂は有機金属化合物を含む。

【0162】

（付記４）
本発明の他の態様によれば、
半導体素子を有する半導体チップをプリント基板上に配置し、
所定の厚さで前記半導体チップを覆って前記プリント基板上に前記半導体チップを封止する封止樹脂を形成し、
前記封止樹脂の前記プリント基板と対向する面にレーザ光を照射して、前記封止樹脂の前記面を活性化するとともに、前記封止樹脂の前記面に凹部を形成し、
前記凹部を含む前記封止樹脂の活性化された前記面に、無電解めっきによりめっき層を形成する、
半導体装置の製造方法が提供される。

【0163】

（付記５）
上述の半導体装置の製造方法において、
前記凹部は複数の第１の凹部を含み、
前記凹部を形成するときは、
前記封止樹脂の厚さ方向に前記半導体チップと重なる位置に前記複数の第１の凹部を形成する。

【0164】

（付記６）
上述の半導体装置の製造方法において、
前記めっき層の少なくとも一部を覆い、前記複数の第１の凹部内に充填される第２のめっき層を電解めっきにより形成する。

【0165】

（付記７）
上述の半導体装置の製造方法において、
前記半導体チップは第１の半導体チップと第２の半導体チップとを含み、
前記半導体チップを前記プリント基板上に配置するときは、
前記第１の半導体チップと前記第２の半導体チップとを前記プリント基板上に配置し、
前記凹部は複数の第１の凹部を含み、
前記凹部を形成するときは、
前記封止樹脂の厚さ方向に前記第１の半導体チップと重なるように前記複数の第１の凹部を形成し、前記第２の半導体チップの周囲を取り囲むように前記枠状部を形成する。

【0166】

（付記８）
上述の半導体装置の製造方法において、
前記半導体チップを前記プリント基板上に配置するときは、
接地用端子を備える前記プリント基板上の前記接地用端子が露出した部分の近傍に前記半導体チップを配置し、
前記凹部は枠状部を含み、
前記凹部を形成するときは、
前記半導体チップの周囲を取り囲み、前記接地用端子の上面に到達するように前記枠状部を形成し、
前記めっき層を形成するときは、
前記枠状部の側面から連続的に前記接地用端子の上面をも前記めっき層で覆い、前記めっき層を前記接地用端子と接続させる。

【0167】

（付記９）
上述の半導体装置の製造方法において、
前記めっき層を形成するときは、
前記封止樹脂の前記面を介して前記枠状部と前記複数の第１の凹部とを連続的に覆う前記めっき層を形成する。

【0168】

（付記１０）
上述の半導体装置の製造方法において、
前記めっき層の少なくとも一部を覆い、前記枠状部内に充填される第２のめっき層を電解めっきにより形成する。

【符号の説明】

【0169】

１，１ａ～１ｆ，２，３，３ａ…半導体装置
１０，１０ｄ，１４…プリント基板
１２…端子
１２ｇ…接地用端子
１２ｔ…貫通ビア
２１ａ～２１ｄ，２２，２３…半導体チップ
３０，３０ａ～３０ｆ，３４…封止樹脂
３１，３１ｂ，３１ｅ…孔部
３１ｄ，３１ｆ～３１ｈ…溝部
３２，３２ｘ，３２ｙ…枠状部
４０ａ，４０ｂ，４１ａ～４１ｆ、４４ｘ，４４ｙ，４５ａ，４５ｂ…めっき層
５１，５１ｉ…ヒートシンク
５２，５２ｉ，５２ｊ…電磁シールド
５３ａ～５３ｆ，５４ｘ，５４ｙ…ヒートシンク／電磁シールド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】