散热基板及半导体模块 本发明涉及半导体装置和半导体模块，特别是涉及能够良好地放出来自半导体元件的热的结构。
近年来，随着半导体装置用于便携式机器或小型·高密度装配机器，正在谋求轻薄短小而散热性好的半导体装置。而且，半导体装置被装在各种各样的基板上，作为包含这种基板的半导体模块，则装于各种各样的机器中。基板可以是陶瓷基板、印刷基板、柔性片、金属基板或玻璃基板等，这里，以下描述其一例，作为安装在柔性片上的半导体模块。不言而喻，在本实施例中也能采用这些基板。
图20中表示了使用柔性片的半导体模块被安装在硬盘100内的情况。该硬盘100例如被详细描述在“日经电子1997年6月16日(No.691)P92～”中。
该硬盘100就安装在由金属构成的箱体101内，多张记录盘102被一体地装配在主轴电机103上，在各记录盘102的表面上，经很窄的间隙配置有磁头104。该磁头104被安装在固定于臂105的前端的悬臂106的前端部。而且磁头104、悬臂106、臂105构成一体，该一体件被安装在致动器107上。
为了经磁头104进行写入、读出，记录盘102必须与读写放大用IC108电连接，因此，使用在柔性片109上安装了该读写放大用IC108的半导体模块110，最终把设置在柔性片109上的布线电气地连接到磁头104上。该半导体模块110被称之为可弯曲电路组件，一般简称为FCA。
在箱体101的背面，露出被装在半导体模块110上的连接器111，该连接器(阳接头或阴接头)111和被安装在主板112上的连接器(阴接头或阳接头)连接。在该主板112上，设置有布线，并安装着主轴电机103的驱动用IC、缓冲存储器、其他驱动用的IC、例如ASIC等。
例如：记录盘102经主轴电机103以4500rpm的转速旋转，磁头104用致动器107决定其位置。这种旋转机构被设置在箱体101上地盖体密闭着，所以无论如何热都不流动，而使读写放大用IC108温度上升。因此，读写放大用IC108被安装在致动器107、箱体101等的热传导好的部分上。主轴电机103的旋转有可能达到5400、7200、10000rpm的高速，所以，这种散热尤为重要。
为了进一步说明上述的FCA，把其结构表示于图21上。图21A是平面图，图21B的断面图，是沿A-A线剖切设置在前端的读写放大用IC108的部分的示图。为了把该FCA110弯折后安装在箱体101内的一部分上，所以采用容易弯曲加工的平面形状的第一柔性片109。
在该FCA110的左端，安装有连接器111，构成第一连接部。与该连接器111电连接的第一布线121贴合在第一柔性片109上，一直延伸到右端。所述第一布线121与该读写放大用IC108电连接，与磁头104连接的读写放大用IC108的引线122被连接在第二布线123上，该第二布线123与臂105、悬臂106上设置的第二柔性片124上的第三布线126连接。即：第一柔性片109的右端成为第二连接部127，在这里与第二柔性片124相连接。而且，第一柔性片109与第二柔性片124也可一体地设置，这时，第二布线123与第三布线126就被设置为一体。
在设置读写放大用IC108的第一柔性片109的背面上，设置有支持件128。该支持件128使用陶瓷基板、Al基板。经该支持件128与露出在箱体101内部的金属热接合，读写放大用IC108的热经该支持件128散出到外部。
接下来参照图21B，说明读写放大用IC108和第一柔性片109的连接结构。
第一柔性片109从下层开始层叠第一聚酰亚胺片130(下称第一PI片)、第一粘接层131、导电图形132、第二粘接层133和第二聚酰亚胺片134(下称第二PI片)，导电图形132被夹在第一、第二聚酰亚胺片130、134之间。
为了连接读写放大用IC108，去掉所要的地方的第二聚酰亚胺片134和第二粘接层133，形成开口部135，使导电图形132从这里露出来。如图所示，经引线122电连接读写放大用IC108。
图21B中，用绝缘性树脂136封装起来的半导体装置沿箭头表示的散热路径向外散热，特别是，绝缘性树脂136成为热阻，总体地看，这是一种不能够高效率地把从读写放大用IC108产生的热散出去的结构。
进一步地用硬盘来说明，该硬盘的读写传送速率要求为500MHz～1G1Hz甚至更高的频率，以使读写放大用IC108的读写速度达到高速。因此，必须使与读写放大用IC108连接的柔性片上的布线的路径短，而且必须防止读写放大用IC108的温度上升。
特别是因为记录盘102高速旋转而箱体101和盖体构成密闭的空间，所以，内部的温度会上升到70度～80度。另一方面，一般的IC的动作容许温度大约为125度，读写放大用IC108容许从内部温度80度上升大约45度。而且，如图所示，如果半导体装置本身的热阻、FCA的热阻大，读写放大用IC108立刻就会超过动作容许温度，而不能发挥出本来的能力。因此，谋求散热性优良的半导体装置、FCA。
而且今后动作频率会更加提高，所以，读写放大用IC108本身也会因运算处理生热而使温度上升。在常温下，即使能够实现所期望的动作频率，在硬盘内部由于升温也必须降低动作频率。
总之，随今后动作频率的增加，半导体装置、半导体模块(FCA)更要谋求其良好的散热性。
另一方面，为减少惯性转矩，致动器107本身以及安装在它上面的臂105、悬臂106和磁头104必须被作得尽可能地轻。特别是，如图20所示，在把读写放大用IC108安装于致动器107的表面上的情况下，也要谋求该IC108的轻量化、FCA110的轻量化。
鉴于上述的课题，第1，本发明是在以Al为主要成分并具有相对向的第一面和第二面的散热基板中，在所述第一面上在最上层形成以Cu、Ag或Au为主要材料的第一金属被覆膜，从而解决了上述课题。
Al的重量轻且导热性好，而且表面上形成的氧化膜是薄而致密的膜。一旦形成这种致密的氧化膜，其氧化膜的生长几乎是停止的。总之，像磁头和记录盘那样，维持20～30nm非常窄的间隙的精密机器中，前述氧化膜越生长，由此产生的颗粒的量就越多，这就成为误动作的原因，但是，用Al作为主要材料因为该氧化膜很少生长，所以很少产生颗粒，误动作也少。
另一方面，Al或其表面形成的氧化物与导电性的粘接材料(软钎料等焊料、Ag、Au等导电膏)没有亲和性，但是，在Al的表面可以形成Cu、Ag或Au为主要材料的第一金属被覆膜。因此，把该第一金属被覆膜形成在Al散热基板上，就能够经导电性的粘接材料把露出半导体装置的背面的金属体(例如岛状物或散热用电极)热结合起来。因此，能够用作颗粒少而导热性优良的散热基板。
第2，所述第一金属被覆膜由电镀膜构成。
如后述的那样，能够通过电镀来形成第一金属被覆膜，所以能够实现热阻小的散热基板。
第3，设置在半导体装置的背面的金属体用焊料、导电膏或导热性好的粘接材料粘接牢固。
第4，所述半导体装置电连接并安装在电子机器中，所述第二面被加工成能使所述半导体装置与由金属构成的所述电子机器的构成要素作面接触。
Al基板容易加工，可以容易地与电子机器内部作面接触，而作为散热良好的散热基板。
第5，一种半导体模块，具有半导体装置和散热基板，所述半导体装置的半导体元件被面朝上地与绝缘性树脂封装为一体，在其背面露出与所述半导体元件的焊接电极电连接的垫片和位于所述半导体元件的背面的岛状物，所述散热基板以Al为主要成分并具有相对向的第一面和第二面；在所述第一面上在最上层形成以Cu、Ag或Au为主要材料的由电镀形成的第一金属被覆膜，第一金属被覆膜与所述岛状物用焊料、导电膏或导热性好的粘接材料粘接牢固。
例如经焊料可以把岛状物与散热基板粘接起来，经散热基板能够把从半导体元件产生的热散发出来。
第6，在所述岛状物与所述第一金属被覆膜之间粘接有以Cu为主要成分的金属板。
如果设置规定厚度的金属板，就能够使该金属板的背面与散热基板或第一金属被覆膜接触。
第7，所述岛状物与所述金属板通过刻蚀加工形成一体。
所述金属板的厚度非常薄，加工性差，而且，因为能够由刻蚀加工与岛状物形成一体，所以能够提高其可加工性。而且能够简单地调整金属板的厚度，对每个半导体模块简单地使金属板与散热基板接触。
第8，所述半导体元件的背面被粘牢在所述金属板上。
第9，所述垫片的背面和所述岛状物的背面实质上被配置在同一平面内。
第10，所述垫片的背面和所述半导体元件的背面实质上被配置在同一平面内。
第11，所述绝缘性树脂的背面从所述垫片的背面突出来。
第12，所述垫片的侧面和从所述垫片的侧面延伸出来的绝缘性树脂的背面呈同一曲面。
第13，所述半导体装置与所述散热基板之间设置具有与所述半导体装置电连接的导电图形的柔性片，对应于所述岛状物的柔性片上设置有开口部。
第14，一种半导体模块，具有半导体装置和散热基板，所述半导体装置的半导体元件被面朝下与绝缘性树脂封装为一体，在其背面露出与所述半导体元件的焊接电极电连接的垫片和位于所述半导体元件的背面的散热用电极，所述散热基板以Al为主要成分并具有相对向的第一面和第二面；在所述第一面上在最上层形成以Cu、Ag或Au为主要材料的由电镀形成的第一金属被覆膜，第一金属被覆膜与所述散热用电极用焊料、导电膏或导热性好的粘接材料粘接牢固。
第15，在所述散热用电极与所述第一金属被覆膜之间粘接有以Cu为主要成分的金属板。
第16，所述散热用电极与所述金属板通过刻蚀加工形成一体。
第17，所述垫片的背面和所述散热用电极的背面实质上被配置在同一平面内。
第18，所述绝缘性树脂的背面从所述垫片的背面突出来。
第19，所述垫片的侧面和从所述垫片的侧面延伸出来的绝缘性树脂的背面呈同一曲面。
第20，所述半导体装置与所述散热基板之间设置具有与所述半导体装置电连接的导电图形的柔性片，对应于所述散热用电极的柔性片上设置有开口部。
第21，一种半导体模块，具有半导体装置和散热基板，所述半导体装置的半导体元件被面朝下与绝缘性树脂封装为一体，在所述绝缘性树脂的背面露出与所述半导体元件的焊接电极电连接的引线和背面形成为与所述引线的背面处于同平面的岛状物，所述散热基板以Al为主要成分并具有相对向的第一面和第二面；在所述第一面上在最上层形成以Cu、Ag或Au为主要材料的由电镀形成的第一金属被覆膜，所述第一金属被覆膜与所述岛状物用焊料、导电膏或导热性好的粘接材料粘接牢固。
第22，在所述岛状物与所述第一金属被覆膜之间粘接有以Cu为主要成分的金属板。
第23，所述半导体装置与所述散热基板之间设置具有与所述半导体装置电连接的导电图形的柔性片，对应于所述岛状物的柔性片上设置有开口部。
第24，所述半导体元件是硬盘读写放大用IC。
第25，所述半导体装置电连接并安装在电子机器中，所述第二面被加工成能使所述半导体装置与由金属构成的所述电子机器的构成要素作面接触。
图1是本发明的半导体模块的说明图。
图2是本发明的半导体装置的说明图。
图3是本发明的半导体装置的说明图。
图4是本发明的半导体装置的说明图。
图5是本发明的半导体模块的说明图。
图6是本发明的半导体装置的说明图。
图7是本发明的半导体装置的说明图。
图8是本发明的半导体装置的说明图。
图9是本发明的半导体模块的说明图。
图10是本发明的半导体装置的说明图。
图11是本发明的半导体装置的说明图。
图12是本发明的半导体装置的制造方法的说明图。
图13是本发明的半导体装置的制造方法的说明图。
图14是本发明的半导体装置的制造方法的说明图。
图15是本发明的半导体装置的制造方法的说明图。
图16是本发明的半导体装置的制造方法的说明图。
图17是本发明的半导体装置的制造方法的说明图。
图18是本发明的半导体装置的制造方法的说明图。
图19是本发明的半导体装置的制造方法的说明图。
图20是硬盘说明图。
图21是图20中采用的原来的半导体模块的说明图。
本发明提供高散热性且轻薄短小的半导体装置的同时，提供安装了该半导体装置的半导体模块例如在散热基板上粘牢半导体装置的半导体模块，在柔性片上安装半导体装置并在柔性片的背面粘牢散热基板的半导体模块(下称FCA)，实现安装了该半导体模块的精密机器例如硬盘的特性改善。
首先，作为安装半导体模块的机器的一例，用图20参照硬盘100，把半导体模块表示在图1、图5、图9中。图2～图4、图6～图8、图10和图11表示安装在该半导体模块内的半导体装置，图12～图19表示制造方法。
说明安装半导体模块的机器的第一实施例
作为该机器，再次说明在现有技术栏中说明了的图20的硬盘100。
为了把硬盘100安装在计算机等内，必要时把它安装在主板112上。该主板112安装有阴型(或阳型)连接器。所述主板112上的连接器与安装在FCA上并从箱体101的背面露出来的阳型(或阴型)连接器111相连接。在箱体101中，存储介质即记录盘102根据其容量把多张层叠起来，磁头104以20～30nm的高度浮在记录盘102的上方，为了进行扫描，把记录盘102之间的间隔设置成该扫描中不发生问题的间隙，一面维持该间隔一面把记录盘102装配在主轴电机103上。该主轴电机103被安装在安装用基板上，配置在安装基板背面的连接器从箱体101的背面露出来。该连接器也与主板112的连接器相连接。这样，在主板112上安装有驱动磁头104的读写放大用IC108的IC、驱动主轴电机103的IC、驱动致动器的IC、暂时保管数据的缓冲存储器和实现厂家独自驱动的ASIC等，当然也可以安装有其他被动元件、主动元件。
应该使磁头104与读写放大用IC108的连接布线尽可能地短，读写放大用IC108被配置在致动器107上。但是，由此说明的本发明的半导体装置因为非常薄而且轻，所以除致动器以外，都可以安装在臂105或悬臂106上。这时，如图1A所示，由于半导体装置10的背面从第一支持件11的开口部12露出来，所以，半导体装置10的背面与臂105或悬臂106热结合，半导体装置10的热能够经臂105、箱体101发散到外部去。
如图20所示，在把读写放大用IC108安装于致动器107上的情况下，读写放大用IC108把各信道的读写用的电路全都形成在一个芯片上，以使多个磁传感器能够读写。但是，该悬臂106的每个悬臂上装配的磁头104专用的读写用电路也可以安装在各自的悬臂或臂上。这样，就能够使磁头104与读写放大用IC108的布线距离远远地短于图20的结构，从而能够相应地降低阻抗，提高读写速度。
因为磁头104以20～30nm上下的高度漂浮在记录盘102的上面进行扫描，所以非常讨厌颗粒的存在。总之，高精密的电子机器因为具有驱动部、滑动部，所以作为散热基板13要采用重量轻且很少发生颗粒的Al基板。
Al的重量轻且导热性好，而且表面上形成的氧化膜是薄而致密的膜。一旦形成这种致密的氧化膜，氧就很难达到Al，其氧化膜的生长几乎停止。总之，在前述的精密机器中，前述氧化膜越生长，由此产生的颗粒的量就越多，这就成为误动作的原因，但是，用Al作为主要材料因为该氧化膜很少生长，所以颗粒就产生得少，记录盘的破损、误动作也少。
另一方面，Al或其表面形成的氧化物与导电性的粘接材料(软钎料等焊料、Ag、Au等导电膏)没有亲和性，但是，在Al的表面可以形成Cu、Ag或Au为主要材料的第一金属被覆膜14。把该第一金属被覆膜14这样形成在Al散热基板13上，就能够经导电性的粘接材料把露出半导体装置10的背面的金属体15(例如岛状物或散热用电极)热结合起来。因此，能够用作颗粒少而导热性优良的散热基板13。
说明散热基板13的第二实施例
一般认为，由于以Al为主要材料的散热基板13在其表面上形成氧化Al，所以其表面上不能经软钎料等焊料或导电膏等粘住金属。因此，只能经粘接剂、导电性良好的绝缘粘接装置把露出在半导体装置10的背面的金属体15与Al基板粘接牢固。
但是，在Al上可以使用电镀镀上Cu、Ag或Au，如果形成如图1B所示的这种镀膜作为第一金属被覆膜14，在其上就能够经焊料把金属体15粘接牢固。
而且，在金属体15与散热基板13之间，因为未插入绝缘材料，所以热阻也非常小，能够把半导体元件16产生的热从构成电子机器的金属体17散发到外面去。
下面来说明在Al基板上形成由Cu构成的金属被覆膜的方法。
第一，用过硫酸铵腐蚀Al基板，再浸渍到硫酸等酸中。硫酸的浓度为100ml/l，在室温下浸渍1分钟。1表示升。
第二，把Al基板的氧化膜或污垢去除之后，配置作为催化剂的oPd14A，特别是为了使Pd14A在一个区域内集中析出，进行使该Pd14A分散配置处理。
第三，把该Pd14A作为催化剂，用无电解的镀Cu方法生成厚约0.2μm的Cu镀膜14B。这里，Pd14A成为核，在Al基板13上生成Cu膜14B。用硫酸洗净Cu膜14B，接着用硫酸铜进行室温60分钟的电解电镀，这样，生长成约20μm的Cu膜14。
按照以上的工序，在Al基板上其最表面上形成厚度约20μm的Cu镀膜14，因为该Cu镀膜14能够经焊料与以Cu为主要材料的金属体15粘接牢固，所以，能够提供作为导热性优良且产生颗粒少的散热基板13。
由此，半导体装置能够粘牢在第一面18上，并能够使构成电子机器的构成要素17例如箱体内部、致动器、臂与第二面19接触。
在Al基板13的一个区域上形成所述第一金属被覆膜14之后，除该区域以外的区域再次生长氧化膜20。
也可以用以下的方法。
第一种方法，用称之为锌酸盐处理工艺能够镀Ni或Cu。首先对Al基板13进行碱脱脂，经碱腐蚀之后，实施锌酸盐处理。这样来形成0.1～0.2μm厚的Zn膜，然后，用无电解电镀或电解电镀形成Cu或Ni。
第二种方法，对Al基板13进行碱脱脂，经碱腐蚀之后，用无电解形成Ni，然后，镀Au。这样，不是在Al基板上直接附上Cu或Au，而是在其间形成极薄的膜(Zn、Pd等)，然后再形成Cu或Au，实施这样的处理就能够在散热基板上形成可焊接的膜。而且，因为整个膜的导热性优良，所以其散热性非常好。
说明半导体装置的第三实施例
图1A所示的半导体装置10是倒装型的半导体装置10，其具体结构表示在图2～图4上。
图2所示的半导体装置10A是焊接垫片21和岛状物15实质上被配置在同一平面内，这里所表示的焊料22被直接粘牢在第一金属被覆膜14上。图3A所示的半导体装置10B是把金属板23经焊料22粘牢在岛状物15上，并从焊接垫片21的背面突出来。图3B的半导体装置10C是岛状物15与金属板23形成为一体，同样，背面也从焊接垫片21突出来。图4A的半导体装置10D是省略了岛状物15，而半导体元件16的背面和焊接垫片21的背面实质上是一致的。图4B所示的半导体装置10E是经焊料22直接把金属板23粘牢在半导体元件16的背面，并突出金属板23的背面。最后，图4C所示的半导体装置10F直接把形成在半导体元件16的背面的导电膜24与金属板23粘接牢固，并且也从焊接垫片21的背面突出来。
下面参照图2来说明本发明的半导体装置10A。图2A是半导体装置的平面图，图2B是沿A-A线的断面图。
图2中，以下的构成要素被埋入在绝缘性树脂25内，即埋入焊接垫片21…、该焊接垫片21围绕的区域设置的岛状物15、设置在该岛状物15上的半导体元件16。因为半导体元件16正装，所以经金属细线26把半导体元件16的焊接电极27与焊接垫片21电连接起来。
在岛状物15与半导体元件16电连接的情况下，用导电材料粘牢。在岛状物15与半导体元件16不必电连接的情况下，经绝缘性粘接装置粘牢。这里，Au被覆在半导体元件的背面，在岛状物的表面上形成Ag，两者用软钎料28粘接牢固。
前述的焊接垫片21的背面从绝缘性树脂25露出来，原样成为外部连接电极29A，由于焊接垫片21…的侧面按照非各向异性进行刻蚀，这里，用湿刻蚀来形成，具有弯曲结构，用该弯曲结构来产生锚固效果。
本结构是由半导体元件16、多个导电图形21、15、金属细线26、半导体元件与岛状物15的粘接装置28和埋入它们的绝缘性树脂25构成。
作为粘接装置28，最好是软钎料等焊料、导电膏、导电性树脂、绝缘材料构成的粘接剂、粘接性的绝缘片。
作为绝缘性树脂25，可以使用环氧树脂等热固性树脂、聚酰亚胺树脂、对聚苯硫等热塑性树脂。
如果绝缘性树脂是用金属模具固定的树脂、可浸渍涂敷被覆的树脂，就能够采用全部的树脂。作为构成焊接垫片21或岛状物15的导电图形，可以使用以Cu为主要材料的导电箔、以Al为主要材料的导电箔、或Fe-Ni合金、Al-Cu的层积体、Al-Cu-Al的层积体。当然，即使其他导电材料也可以，特别是最好采用能够进行刻蚀的导电材料、可用激光蒸发的导电材料。如果考虑半刻蚀性、电镀的形成性和热应力，最好使用以压延形成的Cu为主要材料的导电材料。
在本发明中，因为绝缘性树脂25和粘接材料28也被填充在分离沟30内，所以，能够防止导电图形的脱落。采用干刻蚀或湿刻蚀来实施非各向异性的刻蚀，能够把焊接垫片21…的侧面作成弯曲结构而产生锚固效果。结果，能够实现导电图形15、21不会从绝缘性树脂25上脱落下来的结构。
而且，岛状物15的背面从封装的背面露出来。因此，岛状物15的背面能够与图3A的金属板23、图1A的第二支持件13接触或粘牢在一起，或者能够与第二支持件13A上被覆的第一金属被覆膜14接触或粘牢在一起。按照这样的结构，就能够把从半导体元件16产生的热散掉，而能够防止半导体元件16的温升，能够增大该半导体元件16的驱动电流或驱动频率。
本半导体装置10A由于用封装树脂即绝缘性树脂25来支持焊接垫片21、岛状物15，所以就不要支持基板。这种构成是本发明的特征。原来的半导体装置的导电路径用支持基板(柔性片、印刷基板或陶瓷基板)来支持，或用引线框架支持着，所以，附加有本来可以不要的构成。但是，本电路装置用必要的最小限度的构成要素来构成，并且不要支持基板，所以，既薄又轻，而且因为能够抑制材料费用，所以价格低。
封装的背面露出焊接垫片21、岛状物15，在该区域内被覆例如软钎料等焊料时，由于岛状物15的面积大，而使润湿焊料的膜厚不同。因此，为了使该焊料的膜厚均匀，在半导体装置10A的背面形成有绝缘被覆膜31。图2A所示的虚线32表示从绝缘被覆膜31露出的露出部，这里，因为露出矩形的焊接垫片21的背面，所以从绝缘被覆膜31露出与其同样大小的部分。
这样，由于焊料润湿的部分实质上大小一样，所以形成在其上的焊料的厚度实质上就相同。这在软钎料印刷后、回流后也是一样的。可以说即使Ag、Au、Ag-Pd等导电膏也是同样的。按照这种结构，能够精确地计算下面说明中出现的金属板23的背面从焊接垫片21的背面突出了多少。如图2B所示，在形成软钎料珠22时，因为整个软钎料珠的下端与柔性片的导电路径能够接触，所以能够无软钎料不良的现象。
考虑到半导体元件的散热性，岛状物15的露出部32也可以大于焊接垫片21的露出大小。
设置绝缘被覆膜31就能够把第一支持件11上设置的导电图形33延伸到半导体装置10A的背面。一般，第一支持件11侧设置的导电图形33被配置成迂回所述半导体装置的粘接区域，但是，形成所述绝缘被覆膜31就能够不再迂回地配置。但是，因为绝缘性树脂25从导电图形飞出，所以与第一支持件11侧的布线之间能够形成间隙，而具有防止短路、容易清洗等优点。
说明半导体装置的第四实施例
图3A所示的半导体装置10B是把金属板23粘牢在图2所示的半导体装置10B上。因此，除金属板23之外，与图2基本一样，下面来说明不同的部分。
标号28是粘接装置，从后述的制造方法可知，它也从焊接垫片21、岛状物15露出来。金属板23背面的露出量可以由金属板23的厚度简单地进行调整。例如：在焊料22熔融时，压入金属板23，从而使金属板23接触粘接装置28的背面，这样就能够把金属板23与岛状物15之间的软钎料厚度决定为粘接装置28的突出量。
因此，如果决定金属板23的厚度，就能够计算出金属板23的背面从外部连接电极29A的背面(或软钎料珠40的最下端)突出多少。
因此，如图1A所示，散热基板13的表面形成在比第一支持件11的安装面更下方的情况下，正确计算出所述突出量就能够使金属板23的背面与散热基板13接触。
说明半导体装置的第五实施例
接着来说明图3B。该半导体装置10C是岛状物15与金属板23形成为一体，后面用图17～图19来说明该制造方法。
因为岛状物15与金属板23可以用同一导电箔刻蚀加工形成，所以，如图3A所示，就完全不必贴合金属板23。这也能够通过控制刻蚀量来精确地控制金属板23的背面从焊接垫片21的背面(或软钎料珠40的下端)突出多少。因此，与图3A一样，在散热基板13的表面形成在第一支持基板11的安装面更下方的情况下，通过正确计算并形成所述突出量就能够使金属板23的背面与散热基板13相接触。
说明半导体装置的第六实施例
图4A所示的半导体装置10D是省略了图2、图3所示的岛状物15。在图13的工序中，如果也把成为岛状物15的区域去除掉，半导体元件16的背面就从绝缘性树脂25露出来，实质上就成为半导体元件16的背面与焊接垫片21的背面处于同一平面的位置上的结构。
这种情况下，能够把半导体元件16的表面配置在比图2、图3所示的半导体元件16的表面更下方。因此，能够使金属细线26的最顶部定位于下方，从而使绝缘性树脂25的厚度薄，并能够使整体尺寸也薄。
除了该特征之外，实质上与图2相同，所以省略了其余的说明。
说明半导体装置的第七实施例
图4B所示的半导体装置10E是在图4A的半导体装置中装配了金属板23。与图3A一样，装配金属板23的理由是使金属板23的背面也从焊接垫片21的背面突出来。与半导体装置10E接触的散热基板13被配置在比焊接垫片21(或软钎料珠40的下端)更下方的情况下，就能够经该突出部即金属板23接触散热基板13。
说明半导体装置的第八实施例
图4C所示的半导体装置10F是在图17的制造方法中也半刻蚀构成岛状物15的部分，使半导体元件16的背面接触并粘接到分离沟内，在图18的工序中，处于半导体元件16的背面的导电箔70能够突出形成在背面侧。与半导体装置10F接触的散热基板13被配置在比焊接垫片21(或软钎料珠40的下端)更下方的情况下，就能够经该突出部即金属板23与散热基板13A接触。
如图1所示，内装了图2～图4说明的正装型半导体元件的半导体装置电连接到第一支持板11的导电图形23的同时，把半导体装置的背面或形成在半导体装置背面的金属板23粘牢到形成在第二支持件13上面的第一金属被覆膜14上。特别是第一金属被覆膜14是以Cu为主要材料的被覆膜、以Au为主要材料的被覆膜或以Ag为主要材料的被覆膜，所以，在图2、图4A中由软钎料等焊料构成的珠22能够与第一金属被覆膜14粘牢，在图3A、图3B、图4B、图4C中，金属板23能够经焊料、导电膏与第一金属被覆膜14粘牢。
而且，由于半导体元件16的背面能够良好地热接合到作为第二支持件的散热基板13，所以，能够把从半导体元件产生的热从散热基板13向构成电子机器的金属体17散出，从而能够进一步提高半导体元件的驱动能力。
接着，图5上表示与图1所示的半导体模块稍有不同的半导体模块。如图6～图8所示，使用倒装型半导体元件。除该倒装型半导体元件16之外，几乎一样，所以仅作简单的说明。作为第二支持件的基板13采用的散热基板与第二实施例一样，省略其说明。
图5中，倒装半导体元件16，垫片21和半导体元件16的焊接电极27经软钎料等焊料或补片电极连接起来，所以与采用图2的金属细线26的结构相比，能够使封装的厚度很薄。对于图2的半导体元件16的背面与岛状物15热结合起来的情况，由此说明的半导体元件16用绝缘性粘接装置50粘牢，所以，热阻方面差。但是，该热阻能够通过把填料混入绝缘性粘接装置50内的方法来降低，而且，其优点是通路短，能够把焊接电极27和垫片21的阻抗设定得比正装型低。
说明半导体装置的第九实施例
首先参照图6来说明本发明的半导体装置，图6A是半导体装置的平面图，图6B是A-A线的断面图。
图6中，以下的构成要素被埋入在绝缘性树脂25内，即埋入垫片21…、该垫片21围绕的区域内设置的散热用电极15A、设置在该散热用电极15A上的半导体元件16。散热用电极15A相当于图2的岛状物15。但是，因为倒装半导体元件16，所以，经绝缘性粘接装置50与所述散热用电极15A粘牢，考虑到粘接性，把它一分为四，标号29表示该四分割形成的分离沟。标号30是形成在垫片21与散热用电极15A之间的分离沟。
半导体元件16与散热用电极15A之间的间隙窄而绝缘性粘接装置50难以浸入的情况下，也可以在散热用电极15A表面形成像51那样比所述分离沟29、30更浅的沟。
把半导体元件16的焊接电极27与垫片21经软钎料等焊料电连接起来，也可以使用Au等的柱状补片来代替软钎料。例如：也可以在半导体元件的焊接电极27上附以补片，并用超声波或压接的方式进行连接。在压接的补片的周围设置软钎料、导电膏、各向异性导电粒子，能进一步降低连接电阻，并能够提高粘接强度。
垫片21的背面从绝缘性树脂25露出来，原样成为外部连接电极29A，由于在垫片21…的侧面按照非各向异性进行刻蚀，这里采用湿刻蚀形成，因而具有弯曲结构，用该弯曲结构就能够产生锚固效果。
在半导体元件16的配置区域内、散热用的电极15A上面、垫片21的上面和其间形成所述绝缘性粘接装置50，特别是在刻蚀形成的分离沟29内设置所述绝缘性粘接装置50，绝缘性粘接装置的背面从半导体装置10G的背面露出来。这些都用绝缘性树脂25封装起来，由绝缘性树脂25、绝缘性粘接装置50支持着所述垫片21…、散热用电极15A、半导体元件16。
作为绝缘性粘接装置50最好是由绝缘性材料构成的粘接剂或浸透性高的填充材料。在粘接剂的情况下，可以预先涂敷在半导体元件16的表面，在连接用Au补片代替软钎料52的垫片21时再压接牢固。在用填充材料的情况下，可以在连接软钎料52(或补片)与垫片21之后，向其间隙浸透。
绝缘性树脂、导电图形与前面的实施例一样，所以省略了说明。
在本发明中，也与前面的实施例一样，因为绝缘性树脂25和绝缘性粘接装置50也填充在所述的分离沟29内，所以，能够防止导电图形的脱落。把导电图形的侧面作成为弯曲结构，能够产生锚固效果，结果，能够实现垫片21、散热用电极15A从绝缘性树脂25中不脱落的结构。
散热用电极15A的背面从封装的背面露出来。因此，散热用电极15A的背面能够经软钎料或导电膏与第二支持件13或第二支持件13上的第一金属被覆膜14粘牢在一起。按照这样的结构，就能够把从半导体元件16产生的热散掉，并能够防止半导体元件16的升温，能够增大该半导体元件16的驱动电流或驱动频率。
本半导体装置10G与前述的实施例一样，因为不要支持基板，所以既薄又轻，从而能够安装到硬盘的臂上或悬臂上。
从绝缘被覆膜31露出来的露出部32与垫片21背面设定为实质上相同，所以所形成的焊料的厚度就实质上一样。
说明半导体装置10H的第十实施例
图7A表示半导体装置10H的断面图。切断的方向是对应于图6的A-A线的部分。半导体装置10H是在图6的结构装配金属板23，这里，仅说明不同的部分。
标号50是绝缘性粘接装置，由后述的制造方法可知，也从垫片21、散热用电极15A突出出来。因此，在有必要高精度地控制金属板23的突出量的情况下，在熔融焊料22时将金属板23压入绝缘性粘接装置50的凸部，从而能够把散热用电极15A与金属板23之间的软钎料厚度保持一定。
因此，如果决定了金属板23的厚度，就能够计算出金属板23的背面从外部连接电极29A的背面(或软钎料珠40的最下端)突出多少。
这样，如图5所示，在将散热基板13的表面形成在比第一支持基板11的安装面更下方的情况下，通过正确计算所述下方配置量就能够使金属板23的背面与散热基板13相接触。
说明半导体装置10I的第十一实施例
接着来说明图7B。该半导体装置10I是散热用电极15A与金属板23形成为一体，后面用图17～图19来说明该制造方法。
因为散热用电极15A与金属板23可以用同一导电箔刻蚀加工形成，所以，如图7A所示，就完全不必贴合金属板23。这也能够通过控制刻蚀量来精确地控制金属板23的背面从垫片21的背面(或软钎料珠40的下端)突出多少。因此，与图7A一样，将散热基板13的表面形成在比第一支持基板11的安装面更下方的情况下，正确计算并形成所述突出量就能够使金属板23的背面与散热基板13相接触。
接着对图8所示的三个半导体装置作若干说明。这三个半导体装置10J～10L与图6、图7所示的半导体装置实质是同样的结构，不同点在于散热用电极15A的表面被配置在比垫片21的表面更上方。因此，使焊接电极27与垫片21之间具有规定的间隔。
说明半导体装置10J的第十二实施例
图8A的半导体装置10J与图6实质上一样，不同点在于散热用电极15A的表面被配置在比垫片21的表面更上方。这里仅附加说明该不同点。
本发明具有使散热用电极15A的表面从垫片21的表面突出来的特征。
作为连接垫片21与焊接电极27的手段，考虑采用Au补片或软钎料珠。Au补片至少形成一层Au块，其厚度一层为40μm，二层为70～80μm。一般，如图6B所示，散热用电极15A的表面与垫片21的表面的高度一致，所以半导体元件16与散热用电极15A的间隙d由补片的厚度来决定。因此，在图6B的情况下，由于不能使该间隙d进一步缩窄，因而无法降低因该间隙产生的热阻。但是，如图8A所示，如果使散热用电极15A的表面从垫片21的表面突出实质上相当于补片厚度的量，那么所述间隙d就能无限地缩窄，从而能够降低半导体元件16与散热用电极15A的热阻。
软钎料补片、软钎料珠的厚度约为50～70μm，这也是出于同样的考虑，能够把间隙d作窄。而且，软钎料等的焊料与垫片21的湿润性良好，所以，熔融时能够扩展到垫片21的整个区域，其厚度就能够薄。但是，焊接电极27和垫片21的间隙要由散热用电极15A的突出量来决定，所以，焊料的厚度由该突出量来决定，能够防止前述的软钎料的流动。因此，把焊料的厚度取厚一点，就能够分散加到软钎料上的应力，并能够抑制由热循环引起的劣化。调整该突出量就能够使清洗液浸入到该间隙内。
图6中，为了防止软钎料的流动，形成流动防止膜DM，来控制软钎料的厚度。另一方面，在图8中，因为能够防止软钎料的流动，所以，就省略了流动防止膜DM。但是，也可以设置流动防止膜DM。
该散热用电极15A的突出结构也应用于以下所述的半导体装置10K、10L。
说明半导体装置10K的第十三实施例
图8B所示的半导体装置10K是在图8A的半导体装置10J中装配了金属板23。与图3A、图7A完全一样，使金属板23的背面也从外部连接电极30的背面(或软钎料珠40的下端)向下方突出来。这样就能够与图5所示的散热基板13接触。详细情况可参照图3A、图7A的说明。
说明半导体装置10L的第十四实施例
图8C所示的半导体装置10L是将在图8B的半导体装置10K中设置的散热用电极15A与金属板23作成为一体。与图3B、图7B完全一样，使金属板23的背面也从外部连接电极30的背面(或软钎料珠40的下端)向下方突出来。这样就能够与图5所示的散热基板13接触。详细情况可参照图3B、图7B的说明。
说明半导体模块的第十五实施例
接着用图9来说明作为半导体装置采用引线框架的半导体模块。除半导体装置以外，都与图1、图5一样，所以，这里仅说明其不同点。
这里所采用的半导体装置是图10、图11所示的半导体装置10M、10N。
在岛状物60的周围配置引线61，岛状物60和引线61由称之为吊片引线、拉杆的支持引线支撑的引线框架构成，安装半导体元件16并焊线后，用转移模制封装起来，此后，切断所述支持引线，制作完成。
图10的半导体装置10M是把岛状物60的背面与引线61的背面配置为实质上处于同一平面上，至少岛状物60的背面从封装的背面露出来。经开口部12把柔性片11上的导电图形33与引线61、岛状物60的背面与散热基板13的第一金属被覆膜14粘牢在一起。作为粘接材料最好是软钎料等焊料、导电膏等。
也可以把半导体装置10的岛状物直接接触在未形成第一金属被覆膜14的第2支持件13上。
另一方面，图11所示的半导体装置10N是把金属板23粘牢在岛状物60上，金属板23的背面从引线61的背面突出来。因此，在把第一金属被覆膜14配置到导电图形33的形成面的下端的情况下，能使金属板23的背面突出相当于上述配置时靠下方的长度的量，容易把金属板23与第一金属被覆膜14粘牢。
也可以使所述半导体装置10的岛状物直接接触在未形成第一金属被覆膜14的散热基板13上。
说明半导体装置的制造方法的第十六实施例
本制造方法因是正装半导体元件或是倒装半导体元件而工序略有不同，但是实质上几乎是相同的。
这里使用图2的半导体装置10A来说明其制造方法。
首先，如图12那样准备导电箔70，厚度最好为10μm～300μm，这里，采用70μm的压延铜箔。接下来，在该导电箔70的表面形成导电被覆膜71或光抗蚀剂膜作为抗刻蚀掩膜。该图形与图2A的焊接垫片21…、岛状物15是一样的图形。在采用光抗蚀剂膜代替导电被覆膜71的情况下，在光抗蚀剂膜的下层至少对应于焊接垫片的部分上形成Au、Ag、Pd或Ni等的导电被覆膜。这是为了能够焊接而设置的被覆膜(以上参照图12)。
然后，经所述导电被覆膜71或光抗蚀剂膜半刻蚀导电箔70。刻蚀深度可以比导电箔70的厚度浅。刻蚀深度越浅就越能够形成细微的图形。
进行半刻蚀就能够使焊接垫片21、岛状物15在导电箔70的表面上出现凸状。如上所述，这里，导电箔70采用以压延形成的Cu为主要材料的Cu箔。但是也可以是由Al构成的导电箔、由Fe-Ni合金构成的导电箔、Cu-Al积体、Al-Cu-Al层积体。特别是Al-Cu-Al能够防止由热膨胀系数的差产生的弯曲。
如图8所示，在使散热用电极朝上突出的情况下，最初半刻蚀对应于散热用电极的部分，接着用光抗蚀剂膜覆盖散热用电极，再次半刻蚀对应于焊接垫片的部分(以上参照图13)。
把导电性的粘接装置28或绝缘性粘接装置设置在相当于岛状物15的部分，并把半导体元件16粘牢，把半导体元件16的焊接电极27与焊接垫片21电连接起来。在附图中，由于半导体元件16被正装，所以，作为连接手段采用金属细线26。在倒装的情况下，采用软钎料珠或补片(以上参照图14)。
而且，为了覆盖半刻蚀形成的焊接垫片27、半导体元件16和金属细线26而形成绝缘性树脂25。作为绝缘性树脂也可以是热塑性、热固性的任一种。
在本实施例中，绝缘性树脂的厚度被调整为从金属细线26的顶部向上约100μm。考虑到半导体装置的强度，该厚度可厚可薄。
在注入树脂时，因为焊接垫片21、岛状物15与片状导电箔70成为一体，所以只要导电箔70不发生偏移、也完全不存在这些铜箔图形的位置偏移。而且，完全不会发生树脂溢料。
以上，是把作为凸部形成的焊接垫片21、岛状物15和半导体元件16埋入到绝缘性树脂25之内，并且凸部的下方的导电箔70从背面露出来(以上参照图15)。
然后除去露出于所述绝缘性树脂25的背面的导电箔70，把焊接垫片21、岛状物15各自分离开。这里的分离工序有各种各样的方法，可以是刻蚀背面进行去除分离，也可以通过研磨或磨削进行削入分离。也可以两者同时采用。
构成为半导体装置10A的一个单元以多个形成一体的情况下，在该分离工序之后，追加切片工序。
这里，采用切片装置各自分离开，可以是巧克力状切断、冲压或切断。
这里，在把Cu图形分离之后，在露出于被分离的背面的焊接垫片21、岛状物15上形成绝缘被覆膜31，为了使图2A的虚线所示的部分露出来，把绝缘被覆膜31形成图形。此后，沿箭头表示的部分切割出作为被切片的半导体装置10A。
也可以在切片之前或切片之后形成软钎料22。
按照以上的制造方法，能够实现把焊接垫片、岛状物埋入绝缘性树脂的轻薄短小的封装。
接着，用图17～图19来说明金属板23与岛状物15构成为一体的半导体装置的制造方法。因为到图15为止都是同样的制造方法，所以，省略了至此为止的说明。
图15表示在导电箔70上被覆了绝缘性树脂25的状态，在对应于岛状物15的部分上被覆光抗蚀剂膜PR。如图18所示，如果经该光抗蚀剂膜PR刻蚀导电箔70，就能够构成岛状物15从焊接垫片21的背面突出来的结构。代替光抗蚀剂膜PR，有选择地形成Ag、Au等导电被覆膜，也可以把它作为掩膜，该被覆膜也可以作为氧化防止膜来用。
如图19所示，把焊接垫片21、岛状物15完全分离之后，被覆绝缘被覆膜31，并使配置焊料22的部分露出来。粘牢焊料22之后，在箭头所示的部分进行切片。
如图1所示，这里被分离出来的半导体装置被安装在第一支持件11上，如前面已经描述的那样，因为岛状物15突出来，所以也能够经软钎料与第一金属被覆膜14简单地接合起来。
在全部实施例说明了的半导体装置中，都可以将岛状物15(或散热用电极)的尺寸缩小，使一体形成的布线从焊接垫片21(或垫片)延伸到半导体元件16的背面，在那里设置新的外部连接电极。该图形出于与使用BGA等的再布线同样的考虑。具有能够用该再布线缓和各连接部的应力的优点。因为在半导体元件的背面设置布线或外部连接电极，所以粘接装置50必须是绝缘材料，再布线的背面被绝缘被覆膜31所覆盖。
从以上的说明可知，按照被覆膜的散热基板是在以Al为主要成分的散热基板上形成以Cu、Ag或Au为主要材料的第一金属被覆膜，从而具有散热性优良的特征。
以Al为主要材料的散热基板由于氧化膜的生长少，所以很少产生颗粒，被安装在内部的电子机器的误动作也少。而且，在Al的表面上能够形成以Cu、Ag或Au为主要材料的第一金属被覆膜，所以能够使在半导体装置的背面露出来的金属体(例如：岛状物或散热用电极)经导电性粘接材料热结合。因此，能够用作颗粒少而导热性好的散热基板。
能够用电镀来形成所述第一金属被覆膜，并能够实现热阻小的散热基板。
把金属板粘牢在封装的背面露出来的金属体上，并提供从外部连接电极或金属板从垫片的背面突出的半导体装置，从而具有容易向FCA的安装的优点。
在FCA上设置开口部，并使该FCA的背面与所述半导体装置的散热用电极成为同一平面位置上，从而具有容易与第二支持件接触的特征。
使用Al作为第二支持件并在其上形成由Cu构成的第一金属被覆膜，散热用电极或金属板粘牢在该金属被覆膜上，从而能够使半导体元件产生的热经第二支持件散放到外部去。
因此，能够防止半导体元件的升温，而发挥出接近其原有的能力。特别是因为能够有效地把热散发到外部，所以安装在硬盘中的FCA能够提高硬盘的读写速度。