JP2005235927A - Semiconductor apparatus and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リードフレームのアイランドやヒートシンクなどの金属製のチップ搭載部の上にダイボンド材を介して搭載された半導体チップおよび半導体チップと電気的に接続されたリードとを備え、これらをモールド樹脂で包み込むように封止してなる半導体装置、いわゆる樹脂モールドパッケージタイプの半導体装置に関する。 The present invention includes a semiconductor chip mounted on a metal chip mounting portion such as an island of a lead frame or a heat sink via a die bond material, and leads electrically connected to the semiconductor chip, which are molded resin The present invention relates to a semiconductor device that is sealed so as to be wrapped in a so-called resin mold package type semiconductor device.
この種の樹脂モールドパッケージタイプの半導体装置としては、SOP(スモールアウトラインパッケージ)、QFP(クワッドフラットパッケージ)、QFN(クワッドフラットノンリードパッケージ)、BGA(ボールグリッドアレイ)などが知られている。 As this type of resin mold package type semiconductor device, SOP (Small Outline Package), QFP (Quad Flat Package), QFN (Quad Flat Non-Lead Package), BGA (Ball Grid Array), and the like are known.
図7(a)は、ヒートシンクを用いた従来の一般的な樹脂モールドパッケージタイプの半導体装置の概略断面構成を示す図であり、図7(b)は、図7(a)中の丸で囲んだB部の拡大図である。 FIG. 7A is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a conventional general resin mold package type semiconductor device using a heat sink, and FIG. 7B is circled in FIG. 7A. It is an enlarged view of part B.
このものは、チップ搭載部としてのヒートシンク10の上に、銀ペーストなどのダイボンド材30を介して半導体チップ20を搭載し、半導体チップ20とリード40とをワイヤ50などによって電気的に接続し、ヒートシンク10、半導体チップ20およびリード40を包み込むようにモールド樹脂60にて封止してなる。
The
ここでは、ヒートシンク10の他面側はモールド樹脂60から露出させることで、放熱性を確保している。また、ヒートシンク10は、その一面と他面との間の側面に突起部(コイニング)12を有する。これは、突起部12をモールド樹脂60に食い込ませることにより、モールド樹脂60とヒートシンク10との密着性を高めるためである。
Here, the other surface side of the
そして、図7に示されるように、この半導体装置は、基板100上に搭載され、モールド樹脂60から露出するリード40の部分において、はんだ120を介して基板100のランド110に接続されるようになっている。
Then, as shown in FIG. 7, the semiconductor device is mounted on the
ところで、近年、はんだ材料のPb(鉛)フリー化が望まれており、それに伴い、はんだの溶融温度も高温化している。そのため、上記した半導体装置を基板100上にはんだ120を介して接合する際、はんだリフローの温度は、従来のPb含有はんだにおける225℃から240〜260℃へと高温化している。
By the way, in recent years, it has been desired to make Pb (lead) free of the solder material, and accordingly, the melting temperature of the solder is also increased. Therefore, when the above-described semiconductor device is joined to the
そのため、従来の半導体装置では、装置の実装におけるリフローの際に、モールド樹脂60の半導体チップ20からの剥離が顕著に発生しやすくなり問題である。なお、上記図7において、太線H1は、このモールド樹脂60と半導体チップ20との間の剥離(チップ剥離)H1を示すものである。
Therefore, in the conventional semiconductor device, peeling of the
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、金属製のチップ搭載部の上にダイボンド材を介して半導体チップを搭載し、半導体チップおよびチップ搭載部を樹脂で包み込むように封止してなる半導体装置において、ダイボンド材で搭載された半導体チップに加わる熱応力を極力低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a semiconductor chip is mounted on a metal chip mounting portion via a die bonding material, and the semiconductor chip and the chip mounting portion are sealed so as to be wrapped with a resin. It is an object of the present invention to reduce as much as possible the thermal stress applied to a semiconductor chip mounted with a die bond material.
上記目的を達成するため、鋭意検討を行ったところ、従来の半導体装置では、上記図7(b)に示されるように、半導体チップ20の端面において半導体チップ20の上面までダイボンド材30が這い上がっていることが問題であるとわかった。
As a result of diligent studies to achieve the above object, in the conventional semiconductor device, as shown in FIG. 7B, the
本発明者のFEM(有限要素法)などによる応力解析によれば、ダイボンド材がこのような状態となっていると、半導体チップの上端角部に応力が集中し、その結果、上記図7に示されるようなチップ剥離H1が発生することがわかった。 According to the stress analysis by the inventor's FEM (finite element method) or the like, when the die bond material is in such a state, the stress concentrates on the upper end corner of the semiconductor chip, and as a result, the above FIG. It was found that chip peeling H1 occurred as shown.
そこで、本発明者は、半導体チップの上端角部近傍のダイボンド材を無くすことにより、当該角部における応力集中を緩和すればよいと考えた。 Therefore, the present inventor has thought that the stress concentration at the corner may be alleviated by eliminating the die bond material in the vicinity of the upper corner of the semiconductor chip.
実際に、半導体チップの上端角部近傍にてダイボンド材を無くした構成について、応力解析を行ったところ、当該角部における応力集中の緩和が確認された(図2参照)。本発明はこのような検討結果に基づいて創出されたものである。 Actually, when stress analysis was performed on the configuration in which the die bonding material was removed in the vicinity of the upper end corner of the semiconductor chip, relaxation of stress concentration at the corner was confirmed (see FIG. 2). The present invention has been created based on such examination results.
すなわち、請求項1に記載の発明では、金属製のチップ搭載部(10)と、チップ搭載部(10)の上にダイボンド材(30)を介して搭載された半導体チップ(20)と、半導体チップ(20)の周囲に配置され半導体チップ(20)と電気的に接続されたリード(40)と、半導体チップ(20)、チップ搭載部(10)、リード(40)を包み込むように封止するモールド樹脂(60)とを備える半導体装置において、半導体チップ(20)の端面における半導体チップ(20)の上面とダイボンド材(30)の上端面との間に距離(t1)を有した状態で、半導体チップ(20)の上面よりもダイボンド材(30)の上端面の方が低くなっていることを特徴としている。 That is, in the first aspect of the invention, a metal chip mounting portion (10), a semiconductor chip (20) mounted on the chip mounting portion (10) via a die bond material (30), and a semiconductor A lead (40) disposed around the chip (20) and electrically connected to the semiconductor chip (20), and sealed so as to enclose the semiconductor chip (20), the chip mounting portion (10), and the lead (40). In a semiconductor device comprising a mold resin (60) to be operated, a distance (t1) is provided between the upper surface of the semiconductor chip (20) and the upper end surface of the die bond material (30) at the end surface of the semiconductor chip (20). The upper surface of the die bond material (30) is lower than the upper surface of the semiconductor chip (20).
それによれば、半導体チップ(20)の端面における半導体チップ(20)の上面とダイボンド材(30)の上端面との間に距離(t1)を有した状態で、半導体チップ(20)の上面よりもダイボンド材(30)の上端面の方が低くなっているため、半導体チップ(20)の上端角部近傍にてダイボンド材(30)を無くした構成を実現することができる。 According to this, in a state where there is a distance (t1) between the upper surface of the semiconductor chip (20) at the end surface of the semiconductor chip (20) and the upper end surface of the die bond material (30), the upper surface of the semiconductor chip (20) In addition, since the upper end surface of the die bond material (30) is lower, it is possible to realize a configuration in which the die bond material (30) is eliminated in the vicinity of the upper end corner of the semiconductor chip (20).
したがって、本発明によれば、金属製のチップ搭載部(10)の上にダイボンド材(30)を介して半導体チップ(20)を搭載し、半導体チップ(20)およびチップ搭載部(10)をモールド樹脂(60)で包み込むように封止してなる半導体装置において、ダイボンド材(30)で搭載された半導体チップ(20)に加わる熱応力を極力低減することができる。 Therefore, according to the present invention, the semiconductor chip (20) is mounted on the metal chip mounting portion (10) via the die bonding material (30), and the semiconductor chip (20) and the chip mounting portion (10) are mounted. In the semiconductor device that is sealed so as to be wrapped with the mold resin (60), the thermal stress applied to the semiconductor chip (20) mounted with the die bond material (30) can be reduced as much as possible.
それにより、結果的に、半導体装置の実装時において、熱によるモールド樹脂(60)の半導体チップ(20)からの剥離を防止することができる。 As a result, when the semiconductor device is mounted, it is possible to prevent the mold resin (60) from being peeled off from the semiconductor chip (20) due to heat.
ここで、請求項2に記載の発明のように、請求項1に記載の半導体装置において、半導体チップ(20)の端面における半導体チップ(20)の上面とダイボンド材(30)の上端面との間の距離(t1)を、0.1mm以上にすれば、半導体チップ(20)に加わる熱応力を大幅に安定して低減することができ、好ましい(図2参照)。
Here, as in the invention described in
また、請求項3に記載の発明のように、請求項2に記載の半導体装置においては、半導体チップ(20)の厚さ(d)は400μmであるものにできる。
As in the invention described in claim 3, in the semiconductor device described in
また、請求項4に記載の発明のように、請求項1〜請求項3に記載の半導体装置においては、ダイボンド材(30)は、銀ペーストであるものにできる。
As in the invention described in claim 4, in the semiconductor device described in
ここで、請求項5に記載の発明では、請求項1〜請求項4に記載の半導体装置において、モールド樹脂(60)からリード(40)の一部が露出しており、このリード(40)の露出部が、外部基板(100)にはんだ(120)を介して接合される部位となっていることを特徴としている。
Here, in the invention according to claim 5, in the semiconductor device according to
さらに、請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の半導体装置において、はんだ(120)は、Pbフリーはんだであることを特徴としている。 Further, in the invention described in claim 6, in the semiconductor device described in claim 5, the solder (120) is Pb-free solder.
それによれば、半導体装置を外部基板へはんだ付け実装する時にPbフリーはんだを用いるため、リフロー温度が高温化するが、そのような状況に対して上記した各剥離や樹脂クラックの抑制が適切になされる。 According to this, since the Pb-free solder is used when the semiconductor device is soldered and mounted on the external substrate, the reflow temperature is increased, but the above-described peeling and resin cracking are appropriately suppressed in such a situation. The
また、請求項7に記載の発明では、金属製のチップ搭載部(10)の上に、ダイボンド材(30)を介して半導体チップ(20)を搭載し、半導体チップ(20)およびチップ搭載部(10)をモールド樹脂(60)で包み込むように封止してなる半導体装置の製造方法において、チップ搭載部(10)の一面のうち半導体チップ(20)が搭載されるチップ搭載領域に、ダイボンド材(30)を塗布して配設する際に、当該チップ搭載領域の外周から0.2mm以上離れた内側の領域に、ダイボンド材(30)を配設することを特徴としている。 According to the seventh aspect of the invention, the semiconductor chip (20) is mounted on the metal chip mounting portion (10) via the die bond material (30), and the semiconductor chip (20) and the chip mounting portion are mounted. In the method of manufacturing a semiconductor device in which (10) is sealed so as to be wrapped with a mold resin (60), a die bond is formed on a chip mounting region in which the semiconductor chip (20) is mounted on one surface of the chip mounting portion (10). When the material (30) is applied and disposed, the die bond material (30) is disposed in an inner region separated by 0.2 mm or more from the outer periphery of the chip mounting region.
本製造方法によれば、上記請求項1に記載されている半導体装置を適切に製造することができる。
According to this manufacturing method, the semiconductor device described in
また、請求項8に記載の発明では、金属製のチップ搭載部(10)の上に、ダイボンド材(30)を介して半導体チップ(20)を搭載し、半導体チップ(20)およびチップ搭載部(10)をモールド樹脂(60)で包み込むように封止してなる半導体装置の製造方法において、チップ搭載部(10)の一面のうち半導体チップ(20)が搭載されるチップ搭載領域に、ダイボンド材(30)を塗布して配設する際に、当該チップ搭載領域の中央部から外周へ行くほど、ダイボンド材(30)の塗布量が少なくなるようにすることを特徴としている。
In the invention according to
本製造方法によれば、上記請求項1に記載されている半導体装置を適切に製造することができる。
According to this manufacturing method, the semiconductor device described in
なお、上記各手段における上下方向は、天地方向を意味するものではなく、後述する実施形態に示される各断面図における上下方向に相当するものである。 In addition, the up-down direction in each said means does not mean a top-and-bottom direction, but is equivalent to the up-down direction in each sectional view shown by embodiment mentioned later.
また、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 Moreover, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings for the sake of simplicity.
図1(a)は、本発明の実施形態に係る樹脂モールドパッケージタイプの半導体装置S1の概略断面構成を示す図であり、図1(b)は、図1(a)中の丸で囲んだA部の拡大図である。この半導体装置S1は、たとえばQFP(クワッドフラットパッケージ)、SOP(スモールアウトラインパッケージ)などに適用できる。 FIG. 1A is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a resin mold package type semiconductor device S1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is surrounded by a circle in FIG. It is an enlarged view of A section. The semiconductor device S1 can be applied to, for example, QFP (quad flat package), SOP (small outline package), and the like.
金属製のチップ搭載部としてのヒートシンク10は、CuもしくはCu合金などの金属を用いた矩形板状をなすものであり、本例では、熱膨張係数が17ppm/℃程度のCu板からなる。
The heat sink 10 as a metal chip mounting portion has a rectangular plate shape using a metal such as Cu or Cu alloy. In this example, the
このヒートシンク10の一面側には、半導体チップとしてのICチップ20が搭載されている。このICチップは、シリコン基板などからなるもので、たとえば、その熱膨張係数は3ppm/℃程度である。
An
そして、ヒートシンク10とICチップ20とはダイボンド材30を介して接着固定されている。このダイボンド材30は、銀ペーストや、樹脂に導電性のフィラーが含有された導電性接着剤などからなるものであり、本例では、ダイボンド材30は銀ペーストからなる。
The
また、ヒートシンク10およびICチップ20の周囲には、Cuや42アロイ合金などの金属からなるリードとしてのリードフレーム40が配置されている。そして、ICチップ20とリードフレーム40とは、金やアルミニウムなどからなるワイヤ50によって結線され電気的に接続されている。
Further, around the
そして、モールド樹脂60は、ヒートシンク10、ICチップ20、リードフレーム40およびワイヤ50を包み込むように封止している。ここでは、モールド樹脂60は、ヒートシンク10の他面およびリードフレーム40のアウターリードを露出させつつ、各部の封止を行っている。
The
このモールド樹脂60は、エポキシ系樹脂などの通常のモールド材料からなるものである。本例では、モールド樹脂60は、エポキシ系樹脂からなり、さらに熱膨張係数を調整する等のためにシリカなどからなるフィラーが含有されたものである。モールド樹脂60の熱膨張係数としては、たとえば10ppm/℃程度のものにできる。
The
また、図1に示されるように、ヒートシンク10は、その一面と他面との間の側面に、モールド樹脂60とヒートシンク10との密着性を高めるための突起部(コイニング)12を有する。このような突起部12を有するヒートシンク10は、プレス加工などにより形成することができる。
Further, as shown in FIG. 1, the
また、本実施形態の半導体装置S1においては、図1(b)に示されるように、ICチップ20の端面におけるICチップ20の上面とダイボンド材30の上端面との間に距離t1を有した状態で、ICチップ20の上面よりもダイボンド材30の上端面の方が低くなっている。つまり、ICチップ20の上端角部近傍にてダイボンド材30を無くした構成となっている。
In the semiconductor device S1 of the present embodiment, as shown in FIG. 1B, a distance t1 is provided between the upper surface of the
ここでは、ICチップ20の厚さd(図1(b)参照)は400μmであり、ダイボンド材30の厚さは30μm程度である。このような場合には、上記距離t1は0.1mm以上であることが好ましい。逆に言えば、ICチップ20の端面におけるICチップ20の下面を起点としたダイボンド材30の這い上がり高さt2は、0.3mm以下であることが好ましい。
Here, the thickness d of the IC chip 20 (see FIG. 1B) is 400 μm, and the thickness of the
このような半導体装置S1は、ヒートシンク10とリードフレーム40とをかしめなどにより一体に固定した後、ICチップ20をヒートシンク10に搭載し、ワイヤボンディングを行い、樹脂モールドを行い、リードフレームの成形・カットを行うことにより、製造することができる。
In such a semiconductor device S1, the
そして、半導体装置S1は、図1に示されるように、外部基板100上に搭載され実装される。ここで、外部基板100は、たとえばセラミック基板、プリント基板などであり、半導体装置S1が搭載される面には、ランド110が設けられている。
The semiconductor device S1 is mounted and mounted on the
そして、半導体装置S1においては、モールド樹脂60からリードフレーム40の一部が露出しており、このリードフレーム40の露出部すなわちアウターリードが、外部基板100のランド110にはんだ120を介して接合されている。
In the
また、ヒートシンク10の他面も、外部基板100のランド110にはんだ120を介して接合されている。これにより、本実施形態では、ヒートシンク10の他面から外部基板100への放熱が適切になされる。
The other surface of the
ここで、このはんだ120は、Pbを実質的に含まないPbフリーはんだである。これは、はんだリフローの温度が従来のPb含有はんだにおける225℃から240〜260℃へと高温化したものである。
Here, the
具体的なPbフリーはんだとしては、たとえば、Sn−Ag(Ag3.5)系はんだ、Sn−Ag−Cu系はんだなどが挙げられる。さらに、前記Sn−Ag−Cu系はんだとしては、Ag1〜4、Cu0〜1で3Ag−0.5Cu、3.5Ag−0.7Cuなどが挙げられる。 Specific examples of the Pb-free solder include Sn-Ag (Ag3.5) solder and Sn-Ag-Cu solder. Furthermore, examples of the Sn-Ag-Cu solder include Ag1-4, Cu0-1, and 3Ag-0.5Cu, 3.5Ag-0.7Cu.
次に、本実施形態においては、上述したように、ICチップ20の端面におけるICチップ20の上面とダイボンド材30の上端面との間に距離t1を設けることで、ICチップ20の上端角部近傍にてダイボンド材30を無くした構成としていることの根拠について述べる。
Next, in the present embodiment, as described above, by providing the distance t1 between the upper surface of the
これは、ICチップ20に加わる熱応力を極力低減するためのものであり、本発明者が行った実験検討の結果に基づくものである。その検討結果の一例を述べる。
This is for reducing the thermal stress applied to the
まず、上記したダイボンド材30の這い上がり高さt2と、ICチップ20の上端角部に発生する応力との関係についてFEM(有限要素法)で解析を行った。その結果、ICチップ20の端面においてICチップ20の上面までダイボンド材30が這い上がっている従来構成では、ICチップ20の上端角部近傍に最も応力が集中していることが確認された。
First, the relationship between the above-described climbing height t2 of the
一方、ICチップ20の上端角部近傍にてダイボンド材30を無くした構成とすれば、当該角部における応力集中の緩和が確認された。そして、さらに解析を進め、ダイボンド材の這い上がり高さt2を変えていき、ICチップ20の上端角部に発生する応力の変化を調査した。その結果が図2に示される。
On the other hand, if the
なお、図2では、横軸のダイボンド材の這い上がり高さt2は単位:μmであり、縦軸の応力は任意単位である。また、ここでは、ICチップ20の厚さdは400μmとしている。
In FIG. 2, the creeping height t2 of the die bond material on the horizontal axis is a unit: μm, and the stress on the vertical axis is an arbitrary unit. Here, the thickness d of the
つまり、図2中、ダイボンド材の這い上がり高さt2が400μmのところは、上記図7に示される従来のものと同様、ICチップ20の端面においてICチップ20の上面までダイボンド材30が這い上がっている構成である。そして、この応力を100としている。
That is, in FIG. 2, the
図2に示される結果から、ダイボンド材の這い上がり高さt2が400μmよりも小さくなる、すなわちICチップ20の端面におけるICチップ20の上面とダイボンド材30の上端面との間に距離t1を設ければ、ICチップ20の上端角部に発生する応力が大幅に低減することがわかる。
From the result shown in FIG. 2, the creeping height t2 of the die bond material is smaller than 400 μm, that is, a distance t1 is provided between the upper surface of the
そして、ダイボンド材の這い上がり高さt2が300μm以下になる、すなわち上記距離t1が100μm以上になると、応力の低下度合もほぼ飽和し、ほぼ安定して低い応力が実現されることがわかる。 Then, it can be seen that when the creeping height t2 of the die bond material is 300 μm or less, that is, the distance t1 is 100 μm or more, the degree of decrease in stress is almost saturated and low stress is realized almost stably.
実際に、上記図1に示される半導体装置において、当該這い上がり高さt2を変えたサンプルを作製し、装置実装時のリフロー条件と同様の高温試験を行ったところ、這い上がり高さt2が300μm以下のものは、ほとんどチップ剥離は発生しなかった。なお、チップ剥離の確認はSEM(電子顕微鏡)観察などにより容易に可能である。 Actually, in the semiconductor device shown in FIG. 1, a sample with the rising height t2 changed was manufactured, and a high-temperature test similar to the reflow condition at the time of mounting the device was performed. As a result, the rising height t2 was 300 μm. In the following cases, chip peeling hardly occurred. Note that chip peeling can be easily confirmed by SEM (electron microscope) observation or the like.
このような検討結果に基づいて、本実施形態では、ICチップ20の端面におけるICチップ20の上面とダイボンド材30の上端面との間に距離t1を設けることで、ICチップ20の上端角部近傍にてダイボンド材30を無くした構成としている。また、好ましくは当該距離t1を0.1mm以上としている。
Based on the result of such examination, in this embodiment, by providing a distance t1 between the upper surface of the
ところで、本実施形態によれば、金属製のチップ搭載部としてのヒートシンク10と、ヒートシンク10の上にダイボンド材30を介して搭載された半導体チップとしてのICチップ20と、ICチップ20の周囲に配置されICチップ20と電気的に接続されたリードフレーム40と、ICチップ20、ヒートシンク10、リードフレーム40を包み込むように封止するモールド樹脂60とを備える半導体装置において、ICチップ20の端面におけるICチップ20の上面とダイボンド材30の上端面との間に距離t1を有した状態で、ICチップ20の上面よりもダイボンド材30の上端面の方が低くなっていることを特徴とする半導体装置S1が提供される。
By the way, according to the present embodiment, the
それによれば、ICチップ20の端面におけるICチップ20の上面とダイボンド材30の上端面との間に距離t1を有した状態で、ICチップ20の上面よりもダイボンド材30の上端面の方が低くなっているため、ICチップ20の上端角部近傍にてダイボンド材30を無くした構成を実現することができる。
According to this, the upper end surface of the
したがって、本実施形態によれば、金属製のヒートシンク10の上にダイボンド材30を介してICチップ20を搭載し、ICチップ20およびヒートシンク10をモールド樹脂60で包み込むように封止してなる半導体装置において、ダイボンド材30で搭載されたICチップ20に加わる熱応力を極力低減することができる。
Therefore, according to this embodiment, the
それにより、結果的に、半導体装置の実装時において、熱によるモールド樹脂60のICチップ20からの剥離を防止することができる。
As a result, it is possible to prevent peeling of the
また、上述したように、本実施形態の半導体装置S1においては、ICチップ20の端面におけるICチップ20の上面とダイボンド材30の上端面との間の距離t1を、0.1mm以上にすれば、ICチップ20に加わる熱応力を大幅に安定して低減することができ、好ましい(図2参照)。
Further, as described above, in the semiconductor device S1 of the present embodiment, if the distance t1 between the upper surface of the
また、本実施形態の半導体装置S1では、モールド樹脂60からリード40の一部が露出しており、このリード40の露出部が、外部基板100にはんだ120を介して接合される部位となっている。そして、この接合部のはんだ120としては、Pbフリーはんだを採用している。
Further, in the semiconductor device S1 of the present embodiment, a part of the
それによれば、半導体装置S1を外部基板100へはんだ付け実装する時にPbフリーはんだを用いるため、リフロー温度が高温化するが、そのような状況に対して上記したチップ剥離、リード剥離や樹脂クラックの抑制が適切になされる。
According to this, since the Pb-free solder is used when the semiconductor device S1 is soldered and mounted on the
次に、ICチップ20の端面におけるICチップ20の上面とダイボンド材30の上端面との間に、好ましくは0.1mm以上の距離t1を有した状態で、ICチップ20の上面よりもダイボンド材30の上端面の方が低くなっている構成を実現するための、ダイボンド材30の形成方法について述べる。
Next, the die bond material is more than the upper surface of the
ダイボンド材30の形成は、半導体装置S1の製造工程において、ヒートシンク10とリードフレーム40とをかしめなどにより一体に固定した後、ICチップ20をヒートシンク10に搭載する前に行う。
The
このとき、ダイボンド材30は、ヒートシンク10の一面のうちICチップ20が搭載されるチップ搭載領域に配設する。
At this time, the die-
その後、ダイボンド材30の上にICチップ20を搭載し、ダイボンド材30を硬化してICチップ20を接着し、次に、ワイヤボンディングを行い、金型を用いて樹脂モールドを行い、リードフレームの成形・カットを行うことにより、半導体装置S1ができあがる。
Thereafter, the
[従来のダイボンド材の形成方法]
まず、従来のダイボンド材の形成方法について図3を参照して述べておく。
[Conventional Die Bond Material Forming Method]
First, a conventional die bonding material forming method will be described with reference to FIG.
図3(a)、(b)、(c)に示されるように、ヒートシンク10の上にディスペンスノズルK1を用いてダイボンド材30を塗布し、その上にICチップ20を搭載する。このとき、従来では、ダイボンド材30は、チップ搭載領域よりも外側まで配設されているため、ダイボンド材30の這い上がりが大きくなってしまう。
As shown in FIGS. 3A, 3 </ b> B, and 3 </ b> C, the
[第1のダイボンド材の形成方法]
図4は、本実施形態の第1のダイボンド材の形成方法を示す工程図である。本形成方法では、図4(a)、(b)、(c)に示されるように、ヒートシンク10の一面のうちチップ搭載領域にダイボンド材30を塗布して配設する際に、当該チップ搭載領域の外周から0.2mm以上離れた内側の領域に、ダイボンド材30を配設する。
[First Die Bond Material Forming Method]
FIG. 4 is a process diagram showing the first die bonding material forming method of the present embodiment. In this forming method, as shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, when the
それにより、ダイボンド材30の這い上がりを抑制することができ、上述したICチップ20の端面におけるダイボンド材30構成を実現することができる。なお、この0.2mmは、ダイボンド材30の形成位置精度、ICチップ20のマウント精度を考慮して決めている。
Thereby, the creeping of the
[第2のダイボンド材の形成方法]
図5は、本実施形態の第2のダイボンド材の形成方法を示す工程図である。本形成方法では、図5(a)、(b)、(c)に示されるように、チップ搭載領域にダイボンド材30を塗布して配設する際に、当該チップ搭載領域の中央部から外周へ行くほど、ダイボンド材30の塗布量が少なくなるようにする。
[Second Die Bond Material Forming Method]
FIG. 5 is a process diagram showing a method for forming a second die bond material of the present embodiment. In this forming method, as shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C, when the
この例では、ダイボンド材30を塗布するディスペンスノズルK1の径を、最外周のみ小さくすることにより、塗布量の多少を実現している。そして、本形成方法によれば、ダイボンド材30の這い上がりを抑制することができる。
In this example, the amount of coating is realized by reducing the diameter of the dispensing nozzle K1 for applying the
(他の実施形態)
図6は、他の実施形態に係る樹脂モールドパッケージタイプの半導体装置の概略断面構成を示す図である。この半導体装置は、ヒートシンクのない標準的なパッケージに本発明が適用された例である。
(Other embodiments)
FIG. 6 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a resin mold package type semiconductor device according to another embodiment. This semiconductor device is an example in which the present invention is applied to a standard package without a heat sink.
つまり、この半導体装置においては、チップ搭載部がリードフレームのアイランド10’となっているものである。なお、チップ搭載部はヒートシンクやアイランドに限定されるものではなく、半導体チップをダイボンド材を介して搭載できるならば、これらに限定されるものではない。 That is, in this semiconductor device, the chip mounting portion is the island 10 'of the lead frame. The chip mounting portion is not limited to a heat sink or an island, and is not limited to these as long as a semiconductor chip can be mounted via a die bond material.
また、上記実施形態では、ICチップ20とリードフレーム40との電気的な接続はワイヤ50にて行っていたが、これに限定されるものではない。それ以外にも、バンプなどにより、ICチップ20とリードフレーム40との電気的な接続が行われていてもよい。
In the above-described embodiment, the electrical connection between the
以上のように、本発明は、金属製のチップ搭載部10と、チップ搭載部10の上にダイボンド材30を介して搭載された半導体チップ20と、半導体チップ20の周囲に配置され半導体チップ20と電気的に接続されたリード40と、半導体チップ20、ヒートシンク10、リード40を包み込むように封止するモールド樹脂60とを備える半導体装置S1において、上述したように、半導体チップ20の端面におけるダイボンド材30の構成を規定したことを要部とするものであり、その他の部分については適宜設計変更することが可能である。
As described above, the present invention includes the metal
10…チップ搭載部としてのヒートシンク、
20…半導体チップとしてのICチップ、30…ダイボンド材、
40…リードとしてのリードフレーム、60…モールド樹脂、100…外部基板、
120…はんだ、d…半導体チップの厚さ、
t1…ICチップの端面におけるICチップの上面とダイボンド材の上端面との間の距離。
10 ... heat sink as chip mounting part,
20 ... IC chip as a semiconductor chip, 30 ... Die bond material,
40 ... Lead frame as lead, 60 ... Mold resin, 100 ... External substrate,
120 ... solder, d ... thickness of semiconductor chip,
t1 is the distance between the upper surface of the IC chip and the upper end surface of the die bond material at the end surface of the IC chip.
Claims (8)
前記チップ搭載部(10)の上にダイボンド材(30)を介して搭載された半導体チップ(20)と、
前記半導体チップ(20)の周囲に配置され前記半導体チップ(20)と電気的に接続されたリード(40)と、
前記半導体チップ(20)、前記チップ搭載部(10)、前記リード(40)を包み込むように封止するモールド樹脂(60)とを備える半導体装置において、
前記半導体チップ(20)の端面における前記半導体チップ(20)の上面と前記ダイボンド材(30)の上端面との間に距離(t1)を有した状態で、前記半導体チップ(20)の上面よりも前記ダイボンド材(30)の上端面の方が低くなっていることを特徴とする半導体装置。 A metal chip mounting portion (10);
A semiconductor chip (20) mounted on the chip mounting portion (10) via a die bond material (30);
A lead (40) disposed around the semiconductor chip (20) and electrically connected to the semiconductor chip (20);
In a semiconductor device comprising the semiconductor chip (20), the chip mounting portion (10), and a mold resin (60) for sealing so as to wrap the lead (40).
From the upper surface of the semiconductor chip (20) with a distance (t1) between the upper surface of the semiconductor chip (20) at the end surface of the semiconductor chip (20) and the upper end surface of the die bond material (30). Further, the upper end surface of the die bond material (30) is lower.
前記チップ搭載部(10)の一面のうち前記半導体チップ(20)が搭載されるチップ搭載領域に、前記ダイボンド材(30)を塗布して配設する際に、前記チップ搭載領域の外周から0.2mm以上離れた内側の領域に、前記ダイボンド材(30)を配設することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A semiconductor chip (20) is mounted on a metal chip mounting portion (10) via a die bond material (30), and the semiconductor chip (20) and the chip mounting portion (10) are molded resin (60). In the manufacturing method of the semiconductor device formed by sealing so as to be wrapped in,
When the die bonding material (30) is applied and disposed on the chip mounting area on which the semiconductor chip (20) is mounted on one surface of the chip mounting section (10), the outer periphery of the chip mounting area is zero. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the die bond material (30) is disposed in an inner region separated by 2 mm or more.
前記チップ搭載部(10)の一面のうち前記半導体チップ(20)が搭載されるチップ搭載領域に、前記ダイボンド材(30)を塗布して配設する際に、前記チップ搭載領域の中央部から外周へ行くほど、前記ダイボンド材(30)の塗布量が少なくなるようにすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
A semiconductor chip (20) is mounted on a metal chip mounting portion (10) via a die bond material (30), and the semiconductor chip (20) and the chip mounting portion (10) are molded resin (60). In the manufacturing method of the semiconductor device formed by sealing so as to be wrapped in,
When the die-bonding material (30) is applied and disposed in a chip mounting area where the semiconductor chip (20) is mounted on one surface of the chip mounting part (10), from the center of the chip mounting area A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the amount of the die-bonding material (30) applied decreases toward the outer periphery.
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