JP2017050354A - Semiconductor module - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor module capable of facilitating confirmation of bonding to a land on a wiring board of a semiconductor device in a top plan view.SOLUTION: A semiconductor module (100) according to one embodiment, comprises: a wiring board (10) that comprises a land (15a) having a first surface (151) and a second surface (152) higher than the first surface (151); a semiconductor device (20) that comprises an external connection terminal (25) arranged on the second surface (152); and a bonding member (30) arranged over the second surface (152) and the first surface (151) outside the semiconductor device (20), and that bonds between the external connection terminal (25) and the land (15a).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、半導体モジュールに関する。   The present disclosure relates to a semiconductor module.

例えば特許文献1には、LEDランプがメタルコア基板上に半田等を介して接合された発光装置が記載されている。   For example, Patent Document 1 describes a light emitting device in which an LED lamp is joined to a metal core substrate via solder or the like.

特開2008−021867号公報JP 2008-021867 A

このような発光装置において、半田等が上面視でLEDランプに隠れて見えない場合、LEDランプとメタルコア基板との接合を確認しにくい。   In such a light emitting device, when solder or the like is hidden behind the LED lamp when viewed from above, it is difficult to confirm the bonding between the LED lamp and the metal core substrate.

そこで、本発明の一実施の形態は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、半導体装置の配線基板のランド部への接合を上面視で確認しやすい半導体モジュールを提供することを目的とする。   Accordingly, an embodiment of the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor module that allows easy confirmation of bonding of a semiconductor device to a land portion of a wiring board in a top view. .

本発明の一実施の形態の半導体モジュールは、第1面と、前記第1面より高い第2面と、を有するランド部を備える配線基板と、前記第2面上に配置される外部接続端子を備える半導体装置と、前記第2面上と、前記半導体装置より外側の前記第1面上と、にわたって配置され、前記外部接続端子と前記ランド部とを接合する接合部材と、を具備することを特徴とする。   A semiconductor module according to an embodiment of the present invention includes a wiring board including a land portion having a first surface and a second surface higher than the first surface, and an external connection terminal disposed on the second surface. And a bonding member that is disposed over the second surface and the first surface outside the semiconductor device, and that joins the external connection terminal and the land portion. It is characterized by.

本発明の一実施の形態の半導体モジュールによれば、接合部材が半導体装置より外側まで配置され、半導体装置の配線基板のランド部への接合を上面視で確認しやすい。   According to the semiconductor module of one embodiment of the present invention, the joining member is disposed to the outside of the semiconductor device, and it is easy to confirm the joining of the semiconductor device to the land portion of the wiring board in a top view.

本発明の一実施の形態に係る半導体モジュールの概略上面図(a)と、そのA−A断面における概略断面図(b)である。It is the schematic top view (a) of the semiconductor module which concerns on one embodiment of this invention, and the schematic sectional drawing (b) in the AA cross section. 図1に示す配線基板の概略上面図(a)と、そのB−B断面における概略断面図(b)と、一変形例に係る配線基板の概略断面図(c)及び(d)である。FIG. 2 is a schematic top view (a) of the wiring board shown in FIG. 1, a schematic cross-sectional view (b) taken along the line BB, and schematic cross-sectional views (c) and (d) of the wiring board according to a modification. 図1に示す半導体装置の上面側の概略斜視図(a)と、下面側の概略斜視図(b)である。FIG. 2 is a schematic perspective view (a) of the upper surface side of the semiconductor device shown in FIG. 1 and a schematic perspective view (b) of the lower surface side.

以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。但し、以下に説明する半導体モジュールは、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。   Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the semiconductor module described below is for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following unless otherwise specified. In addition, the size, positional relationship, and the like of members illustrated in the drawings may be exaggerated for clarity of explanation.

<実施の形態1>
図1(a)は、実施の形態1に係る半導体モジュール100の概略上面図であり、図1(b)は、そのA−A断面における概略断面図である。図2(a)は、図1に示す配線基板10の概略上面図であり、図2(b)は、そのB−B断面における概略断面図である。図3(a)及び(b)は、其々、図1に示す半導体装置20の上面側の概略斜視図、及び下面側の概略斜視図である。
<Embodiment 1>
FIG. 1A is a schematic top view of the semiconductor module 100 according to the first embodiment, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA. 2A is a schematic top view of the wiring board 10 shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along the line BB. 3A and 3B are a schematic perspective view on the upper surface side and a schematic perspective view on the lower surface side of the semiconductor device 20 shown in FIG. 1, respectively.

なお、図中、半導体モジュール100の上面視において、第1方向をx方向とし、第1方向に直交する第2方向をy方向として示す。また、x方向及びy方向に直交する方向をz方向として示す。ここで、第1方向は、例えば、半導体モジュールの上面視における半導体装置の輪郭をなす一辺に平行な方向を選択することができ、上面視において長手方向と短手方向を有する半導体装置では長手方向を選択することができる。なお以下、x方向を横方向、y方向を縦方向、z方向を高さ(厚さ)方向として説明することがある。   In the figure, in a top view of the semiconductor module 100, the first direction is indicated as the x direction, and the second direction orthogonal to the first direction is indicated as the y direction. Also, the direction orthogonal to the x direction and the y direction is shown as the z direction. Here, the first direction can be selected, for example, as a direction parallel to one side forming the outline of the semiconductor device in a top view of the semiconductor module, and in a semiconductor device having a longitudinal direction and a short direction in the top view, the longitudinal direction. Can be selected. Hereinafter, the x direction may be described as the horizontal direction, the y direction as the vertical direction, and the z direction as the height (thickness) direction.

図1(a)及び(b)に示すように、実施の形態1に係る半導体モジュール100は、配線基板10と、半導体装置20と、接合部材30と、を具備している。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the semiconductor module 100 according to the first embodiment includes a wiring board 10, a semiconductor device 20, and a bonding member 30.

図2(a)及び(b)に示すように、配線基板10は、ランド部15aを備えている。より詳細には、配線基板10は、基体11と配線15を備え、ランド部15aは、配線15における、半導体装置20の外部接続端子25が接合部材30により接合される部位である。ランド部15aは、正極/負極用の対をなしている。ランド部15aの上面は、金属の露出面で構成される。なお、ここでいう金属は合金も含む。ランド部15aは、本実施の形態のように、配線15を構成する金属自体がパターニングされることにより形成されてもよいし、配線15を構成する金属上に設けられるレジスト又はカバーレイなど絶縁保護膜の開口により形成されてもよい。そして、ランド部15aは、例えば図2(a)及び(b)に示すように、第1面151と、第1面151より高さが高い第2面152と、を有している。すなわち、ランド部15aは、少なくとも1つの段差を有し、第1面151が下段、第2面152が上段をなす。なお、本実施の形態では、第1面151及び第2面152とも平坦面であって、互いに略平行である。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the wiring board 10 includes a land portion 15a. More specifically, the wiring board 10 includes a base body 11 and wirings 15, and the land portion 15 a is a part of the wiring 15 where the external connection terminals 25 of the semiconductor device 20 are joined by the joining member 30. The land portion 15a forms a positive / negative electrode pair. The upper surface of the land portion 15a is formed of an exposed metal surface. Here, the metal includes an alloy. The land portion 15a may be formed by patterning the metal itself constituting the wiring 15 as in the present embodiment, or may be an insulating protection such as a resist or a coverlay provided on the metal constituting the wiring 15. It may be formed by an opening in the film. And the land part 15a has the 1st surface 151 and the 2nd surface 152 whose height is higher than the 1st surface 151, for example, as shown to Fig.2 (a) and (b). That is, the land portion 15a has at least one step, the first surface 151 being a lower step, and the second surface 152 being an upper step. In the present embodiment, both the first surface 151 and the second surface 152 are flat surfaces and are substantially parallel to each other.

図3(a)及び(b)に示すように、半導体装置20は、外部接続端子25を備えている。より詳細には、半導体装置20は、主として、表面実装型である。この半導体装置20は、半導体素子21がパッケージ23に実装され且つ封止部材27により封止されてなる。パッケージ23は、半導体素子21を収容する凹部を上面に有する容器本体に、正負一対のリード電極が保持されてなる。半導体素子21は、パッケージ23の凹部底面を構成するリード電極の上面に搭載され、両リード電極にワイヤで接続されている。封止部材27は、パッケージ23の凹部に充填されている。外部接続端子25は、正負一対のリード電極の一部で構成されている。すなわち、外部接続端子25は、一つの半導体装置20につき一対ある。この外部接続端子25は、容器本体の下面と同一面であって、この半導体装置20の実装面となる下面を構成している。そして、図1(b)に示すように、外部接続端子25は、ランド部15aの第2面152上に配置されている。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the semiconductor device 20 includes an external connection terminal 25. More specifically, the semiconductor device 20 is mainly a surface mount type. The semiconductor device 20 includes a semiconductor element 21 mounted on a package 23 and sealed with a sealing member 27. The package 23 is formed by holding a pair of positive and negative lead electrodes on a container body having a recess on the upper surface for housing the semiconductor element 21. The semiconductor element 21 is mounted on the upper surface of the lead electrode that forms the bottom surface of the recess of the package 23, and is connected to both the lead electrodes by wires. The sealing member 27 is filled in the recess of the package 23. The external connection terminal 25 is constituted by a part of a pair of positive and negative lead electrodes. That is, there is a pair of external connection terminals 25 for each semiconductor device 20. The external connection terminal 25 is the same surface as the lower surface of the container body, and constitutes a lower surface that is a mounting surface of the semiconductor device 20. And as shown in FIG.1 (b), the external connection terminal 25 is arrange | positioned on the 2nd surface 152 of the land part 15a.

図1(a)及び(b)に示すように、接合部材30は、加熱処理により溶融した後、固化し、外部接続端子25とランド部15aとを接合している。そして、接合部材30は、第2面152上と、半導体装置20より外側の第1面151上と、にわたって配置されている。なお、ここでいう「半導体装置20より外側」とは、主として、半導体モジュール100の上面視における半導体装置20より外側を指す。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the joining member 30 is melted by heat treatment and then solidified to join the external connection terminal 25 and the land portion 15a. The bonding member 30 is disposed over the second surface 152 and the first surface 151 outside the semiconductor device 20. Here, “outside of the semiconductor device 20” mainly refers to the outside of the semiconductor device 20 in the top view of the semiconductor module 100.

このような構成を有する半導体モジュール100は、接合部材30が上面視における半導体装置20より外側まで配置され、半導体装置20の配線基板のランド部15aへの接合を上面視で確認しやすい。これは、ランド部15aの第2面152によって、第1面151を基準とする外部接続端子25の高さを高くでき、それにより、外部接続端子25と第1面151を接合する接合部材30の裾野が側方ひいては上面視における半導体装置20より外側に広がりやすくできるからであると考えられる。   In the semiconductor module 100 having such a configuration, the bonding member 30 is disposed outside the semiconductor device 20 in a top view, and it is easy to confirm the bonding of the semiconductor device 20 to the land portion 15a of the wiring board in the top view. This is because the height of the external connection terminal 25 with respect to the first surface 151 can be increased by the second surface 152 of the land portion 15a, whereby the joining member 30 that joins the external connection terminal 25 and the first surface 151. This is considered to be because the bottom of the side can be easily spread outward from the semiconductor device 20 in a top view.

なお、本実施の形態では、ランド部15aと外部接続端子25は其々対をなしており、ランド部15aと外部接続端子25の同極どうしが接合部材30により其々接合される。第2面152上と、上面視における半導体装置20より外側の第1面151上と、にわたって配置される接合部材30は、少なくとも一方の極にあればよいが、接合の信頼性の観点において、両方の極にあることが好ましい。以下、一方の極のみについて説明するが、他方の極についても同様である。   In the present embodiment, the land portion 15 a and the external connection terminal 25 are paired, and the same polarity of the land portion 15 a and the external connection terminal 25 is joined by the joining member 30. The bonding member 30 disposed over the second surface 152 and the first surface 151 outside the semiconductor device 20 in the top view may be provided on at least one of the poles, but from the viewpoint of bonding reliability, Preferably at both poles. Hereinafter, only one pole will be described, but the same applies to the other pole.

また、本実施の形態では、第1面151は、第2面152に対して第1方向xのみに配置されているが、第1面151は、第2面152に対して第2方向yのみに配置されてもよいし、第2面152に対して第1方向xと第2方向yの両方に配置されていてもよい。よって、「半導体装置20より外側の第1面151」とは、第2面152に対して第1方向xに配置される第1面151に限らず、第2面152に対して第2方向yに配置される第1面151であってもよく、これらの両方であってもよい。   In the present embodiment, the first surface 151 is disposed only in the first direction x with respect to the second surface 152, but the first surface 151 is in the second direction y with respect to the second surface 152. May be arranged only in the first direction x or in the second direction y with respect to the second surface 152. Therefore, the “first surface 151 outside the semiconductor device 20” is not limited to the first surface 151 disposed in the first direction x with respect to the second surface 152, but in the second direction with respect to the second surface 152. It may be the first surface 151 arranged at y, or both of them.

以下、半導体モジュール100の好ましい形態について詳述する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the semiconductor module 100 will be described in detail.

図1(a)及び図2(a)に示すように、上面視において、第1面151と第2面152は、第1方向xに並置されている。そして、第2面152と外部接続端子25の上面視形状は、第2方向yの幅(W152−1,W25−1)が略等しい矩形状であることが好ましい(図2(a)及び図3(b)参照)。これにより、外部接続端子25と第1面151を接合する接合部材30の裾野が第1面151側に広がりやすくなって、接合部材30が上面視における半導体装置20より外側の第1面151上に配置されやすくなる。また、半導体装置20のセルフアライメント効果が得られやすい。 As shown in FIGS. 1A and 2A, the first surface 151 and the second surface 152 are juxtaposed in the first direction x when viewed from above. The top surface shape of the second surface 152 and the external connection terminal 25 is preferably a rectangular shape having substantially the same width (W 152-1 , W 25-1 ) in the second direction y (FIG. 2A). And FIG. 3 (b)). Thereby, the base of the joining member 30 that joins the external connection terminal 25 and the first surface 151 is likely to spread toward the first surface 151, and the joining member 30 is on the first surface 151 outside the semiconductor device 20 in a top view. It becomes easy to be placed in. In addition, the self-alignment effect of the semiconductor device 20 is easily obtained.

また、第2面152の第1方向xの幅L152−1は、外部接続端子25の第1方向xの幅L25−1以下であることが好ましく、L25−1より小さいことがより好ましい(図2(a)及び図3(b)参照)。これにより、外部接続端子25と第1面151を接合する接合部材30の裾野が第1面151側によりいっそう広がりやすくなって、接合部材30が上面視における半導体装置20より外側の第1面151上によりいっそう配置されやすくなる。 In addition, the width L 152-1 in the first direction x of the second surface 152 is preferably equal to or smaller than the width L 25-1 in the first direction x of the external connection terminal 25, and is smaller than L 25-1. Preferred (see FIG. 2 (a) and FIG. 3 (b)). As a result, the base of the joining member 30 that joins the external connection terminal 25 and the first surface 151 becomes easier to expand to the first surface 151 side, and the joining member 30 is the first surface 151 outside the semiconductor device 20 in a top view. It will be easier to place on top.

図3(b)に示すように、外部接続端子25は、半導体装置20の下面のみに露出することが好ましい。外部接続端子が半導体装置の側面に露出する場合、接合部材は、半導体装置の側面に接着し、上面視における半導体装置より外側に容易に配置される。一方、外部接続端子25が半導体装置20の下面のみに露出する場合、接合部材30は、半導体装置20の下方のみに接着し、上面視における半導体装置20より外側に配置されにくいため、本実施の形態の構成の技術的意義が大きくなる。なお、「外部接続端子25が半導体装置20の下面のみに露出する」とは、例えば、半導体装置20の下面において、外部接続端子25の全周が容器本体に囲まれている場合を指す。   As shown in FIG. 3B, the external connection terminal 25 is preferably exposed only on the lower surface of the semiconductor device 20. When the external connection terminal is exposed on the side surface of the semiconductor device, the bonding member adheres to the side surface of the semiconductor device and is easily disposed outside the semiconductor device in a top view. On the other hand, when the external connection terminal 25 is exposed only on the lower surface of the semiconductor device 20, the bonding member 30 adheres only to the lower side of the semiconductor device 20 and is difficult to be disposed outside the semiconductor device 20 in a top view. The technical significance of the configuration of the form increases. Note that “external connection terminal 25 is exposed only on the lower surface of semiconductor device 20” refers to, for example, the case where the entire periphery of external connection terminal 25 is surrounded by the container body on the lower surface of semiconductor device 20.

図2(c)は、一変形例に係る配線基板101の概略断面図である。図2(c)に示すように、ランド部15aは、第1面151と第2面152の間に傾斜面153を有することが好ましい。これにより、外部接続端子25と第1面151を接合する接合部材30の裾野が第1面151側によりいっそう広がりやすくなって、接合部材30が上面視における半導体装置20より外側の第1面151上によりいっそう配置されやすくなる。この傾斜面153の傾斜角度θ(第2面152と傾斜面153がなす内側の角度)は、特に限定されないが、接合部材30を上面視における半導体装置20より外側に配置しやすくする観点から、例えば95°以上であって、100°以上が好ましく、135°以上がより好ましい。また、この傾斜面153の傾斜角度θは、第1面151と第2面152の高低差dとの関係及び/又はランド部15aを小型に形成する観点から、例えば175°以下であって、170°以下が好ましく、160°以下がより好ましい。なお、この傾斜面153は、平面だけでなく、曲面も含むものとする。また、曲面の場合、傾斜角度θは接平面で考えるものとする。   FIG. 2C is a schematic cross-sectional view of a wiring board 101 according to a modification. As shown in FIG. 2C, the land portion 15 a preferably has an inclined surface 153 between the first surface 151 and the second surface 152. As a result, the base of the joining member 30 that joins the external connection terminal 25 and the first surface 151 becomes easier to expand to the first surface 151 side, and the joining member 30 is the first surface 151 outside the semiconductor device 20 in a top view. It will be easier to place on top. The inclination angle θ of the inclined surface 153 (the inner angle formed by the second surface 152 and the inclined surface 153) is not particularly limited, but from the viewpoint of facilitating disposing the bonding member 30 outside the semiconductor device 20 in a top view. For example, it is 95 ° or more, preferably 100 ° or more, and more preferably 135 ° or more. Further, the inclination angle θ of the inclined surface 153 is, for example, 175 ° or less from the viewpoint of the relationship between the height difference d between the first surface 151 and the second surface 152 and / or the land portion 15a being formed in a small size, 170 degrees or less is preferable and 160 degrees or less is more preferable. The inclined surface 153 includes not only a flat surface but also a curved surface. In the case of a curved surface, the inclination angle θ is considered as a tangential plane.

なお、第1面151と第2面152の高低差dは、特に限定されないが、接合部材30を上面視における半導体装置20より外側に配置しやすくする観点から、例えば0.1mm以上であって、0.15mm以上が好ましく、0.2mm以上がより好ましい。また、第1面151と第2面152の高低差dは、上記効果を奏する範囲においてランド部15aを小型に形成する観点から、例えば0.6mm以下であって、0.5mm以下が好ましく、0.4mm以下がより好ましい。   The height difference d between the first surface 151 and the second surface 152 is not particularly limited, but is, for example, 0.1 mm or more from the viewpoint of facilitating disposing the bonding member 30 outside the semiconductor device 20 in a top view. 0.15 mm or more is preferable, and 0.2 mm or more is more preferable. Further, the height difference d between the first surface 151 and the second surface 152 is, for example, 0.6 mm or less and preferably 0.5 mm or less from the viewpoint of forming the land portion 15a in a small size within the range where the above-described effects are achieved. 0.4 mm or less is more preferable.

図2(d)は、一変形例に係る配線基板102の概略断面図である。図2(d)に示すように、この半導体モジュールは、配線基板102の下に配置され、凸部45を有する支持部材40を具備している。この配線基板102は、フレキシブル配線基板である。そして、第1面151と第2面152は、配線基板102が凸部45に沿って撓ることにより設けられることが好ましい。これにより、ランド部15aに第1面151と第2面152を形成するために、配線15(ランド部15a)自体の厚さを部分的に変える必要がなく、例えば略一定の厚さの配線15(ランド部15a)であっても、ランド部15aに第1面151と第2面152を形成することができる。   FIG. 2D is a schematic cross-sectional view of a wiring board 102 according to a modification. As shown in FIG. 2D, the semiconductor module includes a support member 40 that is disposed under the wiring substrate 102 and has a convex portion 45. This wiring board 102 is a flexible wiring board. The first surface 151 and the second surface 152 are preferably provided by bending the wiring board 102 along the convex portion 45. Thus, in order to form the first surface 151 and the second surface 152 in the land portion 15a, it is not necessary to partially change the thickness of the wiring 15 (land portion 15a) itself, for example, a wiring having a substantially constant thickness. 15 (land portion 15a), the first surface 151 and the second surface 152 can be formed on the land portion 15a.

以下、本発明の一実施の形態に係る半導体モジュール100における各構成要素について詳述する。   Hereinafter, each component in the semiconductor module 100 which concerns on one embodiment of this invention is explained in full detail.

(配線基板10,101,102)
(基体11)
配線基板10の基体11は、電気的絶縁性を有するものがよいが、導電性を有するものでも、絶縁膜などを介することで配線15と電気的に絶縁させることができる。配線基板10の基体11の材料としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム又はこれらの混合物を含むセラミックスや、銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン又はこれらの合金を含む金属や、エポキシ樹脂、BTレジン、ポリイミド樹脂などの樹脂又はこれらの繊維強化樹脂(強化材はガラスなど)が挙げられる。配線基板10は、基体11の材質や厚さにより、リジッド基板、又はフレキシブル基板とすることができる。
(配線15)
配線15は、基体11の少なくとも上面に形成され、基体11の内部、下面、側面にも形成されていてもよい。また、配線15は、半導体装置20が接合されるランド部15a、外部接続用の端子部、これらを接続する引き出し配線部などを有することが好ましい。配線15の材料としては、銅、ニッケル、パラジウム、ロジウム、タングステン、クロム、チタン、アルミニウム、銀、金又はそれらの合金が挙げられる。特に、放熱性の観点においては銅又は銅合金が好ましい。また、その場合、配線15の表層には、銀、金又はこれらの合金などの被膜が設けられていることが好ましい。これらの配線15は、電解めっき、無電解めっき、スパッタ、蒸着、印刷、塗布、貼付、圧着、コファイア法、ポストファイア法などにより形成することができる。
(Wiring boards 10, 101, 102)
(Substrate 11)
The base 11 of the wiring board 10 is preferably one having electrical insulation, but even one having electrical conductivity can be electrically insulated from the wiring 15 through an insulating film or the like. Examples of the material of the substrate 11 of the wiring board 10 include ceramics containing aluminum oxide, aluminum nitride or a mixture thereof, metals containing copper, iron, nickel, chromium, aluminum, silver, gold, titanium, or alloys thereof, and epoxy. Examples thereof include resins such as resin, BT resin, and polyimide resin, or fiber reinforced resins thereof (the reinforcing material is glass or the like). The wiring board 10 can be a rigid board or a flexible board depending on the material and thickness of the base 11.
(Wiring 15)
The wiring 15 is formed on at least the upper surface of the substrate 11 and may be formed on the inside, the lower surface, and the side surface of the substrate 11. The wiring 15 preferably has a land portion 15a to which the semiconductor device 20 is bonded, a terminal portion for external connection, a lead-out wiring portion for connecting them, and the like. Examples of the material for the wiring 15 include copper, nickel, palladium, rhodium, tungsten, chromium, titanium, aluminum, silver, gold, and alloys thereof. In particular, copper or a copper alloy is preferable from the viewpoint of heat dissipation. In that case, the surface layer of the wiring 15 is preferably provided with a coating of silver, gold, or an alloy thereof. These wirings 15 can be formed by electrolytic plating, electroless plating, sputtering, vapor deposition, printing, application, sticking, pressure bonding, cofire method, postfire method, or the like.

(半導体装置20)
(半導体素子21)
半導体素子21は、発光素子でもよいし、受光素子でもよいし、電子素子でもよい。発光素子としては、発光ダイオード(LED)チップ、半導体レーザ(LD)チップなどが挙げられる。受光素子としては、フォトダイオードチップなどが挙げられる。電子素子としては、トランジスタチップ、ICチップ、LSIチップなどが挙げられる。半導体材料としては、蛍光体を効率良く励起できる短波長の光を発光可能な、また高効率の太陽電池を実現可能な、さらに高周波及び高温動作の電子デバイスの実現が可能な材料である、窒化物半導体(主として一般式InAlGa1−x−yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)で表される)を用いることが好ましい。
(パッケージ23)
パッケージ23は、主として、半導体素子21と電気的に接続するリード電極と、そのリード電極を保持する容器本体と、により構成される(プリモールドパッケージ)。リード電極は、金、銀、銅、鉄、アルミニウム、タングステン、コバルト、モリブデン、クロム、チタン、ニッケル、パラジウム、又はこれらの合金、燐青銅、鉄入り銅などで形成することができる。また、リード電極の表層には、銀、アルミニウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などの被膜が設けられてもよい。容器本体は、通常、半導体素子収容用の凹部を有するが、平板状であってもよい(その場合は基板本体と呼称する)。容器本体は、脂環ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を母材とするものが挙げられる。また、これらの母材中に、充填剤又は着色顔料として、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、カーボンブラック、ガラス、珪酸カルシウム(ワラストナイト)、チタン酸カリウムなどの粒子又は繊維を混入させることができる。このほか、容器本体は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム又はこれらの混合物を含むセラミックスなどで構成することもできる。なお、半導体素子21が電子素子の場合など、パッケージ23と封止部材27は一体化されてもよい(フルモールドパッケージ)。
(封止部材27)
封止部材27は、半導体素子21を封止する部材である。封止部材27の母材としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、又はこれらの変性樹脂やハイブリッド樹脂が挙げられる。封止部材27は、母材中に、充填剤及び/又は蛍光体を含有してもよい。充填剤は、シリカなどが挙げられる。蛍光体は、YAG:Ce(セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット)などが挙げられる。
(Semiconductor device 20)
(Semiconductor element 21)
The semiconductor element 21 may be a light emitting element, a light receiving element, or an electronic element. Examples of the light emitting element include a light emitting diode (LED) chip and a semiconductor laser (LD) chip. A photodiode chip etc. are mentioned as a light receiving element. Examples of the electronic element include a transistor chip, an IC chip, and an LSI chip. As a semiconductor material, nitriding is a material that can emit short-wavelength light that can excite phosphors efficiently, can realize a high-efficiency solar cell, and can realize high-frequency and high-temperature electronic devices. It is preferable to use a physical semiconductor (mainly represented by the general formula In x Al y Ga 1-xy N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1)).
(Package 23)
The package 23 mainly includes a lead electrode that is electrically connected to the semiconductor element 21 and a container body that holds the lead electrode (premold package). The lead electrode can be formed of gold, silver, copper, iron, aluminum, tungsten, cobalt, molybdenum, chromium, titanium, nickel, palladium, or an alloy thereof, phosphor bronze, iron-containing copper, or the like. In addition, a film made of silver, aluminum, rhodium, gold, copper, or an alloy thereof may be provided on the surface layer of the lead electrode. The container body usually has a recess for housing a semiconductor element, but may be flat (in this case, referred to as a substrate body). The container body is a thermoplastic resin such as alicyclic polyamide resin, semi-aromatic polyamide resin, polycyclohexylene dimethylene terephthalate, polycyclohexane terephthalate, or thermosetting epoxy resin, modified epoxy resin, silicone resin, modified silicone resin, etc. And those having a base resin as a base material. In addition, particles or fibers such as silica, titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, carbon black, glass, calcium silicate (wollastonite), and potassium titanate are mixed in these base materials as fillers or coloring pigments. Can be made. In addition, the container body can be made of ceramics containing aluminum oxide, aluminum nitride, or a mixture thereof. In addition, when the semiconductor element 21 is an electronic element, the package 23 and the sealing member 27 may be integrated (full mold package).
(Sealing member 27)
The sealing member 27 is a member that seals the semiconductor element 21. Examples of the base material of the sealing member 27 include a silicone resin, an epoxy resin, or a modified resin or a hybrid resin thereof. The sealing member 27 may contain a filler and / or a phosphor in the base material. Examples of the filler include silica. Examples of the phosphor include YAG: Ce (cerium-activated yttrium / aluminum / garnet).

(接合部材30)
接合部材30は、配線基板のランド部15aと半導体装置の外部接続端子25を接合する部材である。接合部材30は、各種の半田、低融点金属のろう材などが挙げられる。より具体的な半田としては、例えば錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などが挙げられる。接合部材30は、加熱処理前には、有機溶剤、フラックスなどを含むペースト状であってよい。
(Jointing member 30)
The joining member 30 is a member that joins the land portion 15a of the wiring board and the external connection terminal 25 of the semiconductor device. Examples of the bonding member 30 include various solders and low melting point metal brazing materials. More specific solders include, for example, tin-bismuth, tin-copper, tin-silver, and gold-tin. The joining member 30 may be in the form of a paste containing an organic solvent, a flux and the like before the heat treatment.

(支持部材40)
支持部材40は、フレキシブル配線基板を支持可能な固体であれば、材質は特に限定されないが、例えば、放熱性に優れる金属板、又は比較的安価な樹脂板が好ましい。金属板の材料としては、銅、アルミニウム、又はこれらの合金が挙げられる。樹脂板の材料としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂が挙げられる。支持部材40は、半導体モジュール100を収容する筐体であってもよい。
(Supporting member 40)
The material of the support member 40 is not particularly limited as long as it is a solid that can support the flexible wiring board, but for example, a metal plate excellent in heat dissipation or a relatively inexpensive resin plate is preferable. Examples of the material for the metal plate include copper, aluminum, and alloys thereof. Examples of the material for the resin plate include acrylic resin, polycarbonate resin, and polyamide resin. The support member 40 may be a housing that houses the semiconductor module 100.

以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。   Examples according to the present invention will be described in detail below. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1>
実施例1の半導体モジュールは、図1(a)及び(b)に示す構造を有する、エッジ方式のバックライトユニットなどに使用される線状光源モジュールである。この半導体モジュールは、以下のような、配線基板の各ランド部上に24個の半導体装置が略等間隔に接合部材により接合されてなる。
<Example 1>
The semiconductor module of Example 1 is a linear light source module having a structure shown in FIGS. 1A and 1B and used for an edge type backlight unit or the like. In this semiconductor module, 24 semiconductor devices are bonded to each land portion of the wiring board as follows by bonding members at substantially equal intervals.

配線基板は、横160mm、縦1.9mm、厚さ0.025mmのポリイミド製(フレキシブル)の基体上に、金被膜付き銅合金製の配線(最大厚0.4mm)が形成されてなる。ランド部の負極側の第1面は、横0.75mm、縦0.86mmの矩形状であって、第2面は、横1.56mm(L152−1)、縦0.86mm(W152−1)の矩形状である。ランド部の正極側の第1面は、横0.75mm、縦0.86mmの矩形状であって、第2面は、横0.54mm(L152−2)、縦0.86mm(W152−2)の矩形状である。第1面と第2面の高低差(d)は、負極側、正極側ともに0.2mmである。 The wiring board is formed by forming a copper-coated wiring with a gold coating (maximum thickness of 0.4 mm) on a polyimide (flexible) substrate having a width of 160 mm, a length of 1.9 mm, and a thickness of 0.025 mm. The first surface on the negative electrode side of the land portion has a rectangular shape with a width of 0.75 mm and a length of 0.86 mm, and the second surface has a width of 1.56 mm (L 152-1 ) and a length of 0.86 mm (W 152 -1 ) rectangular shape. The first surface on the positive electrode side of the land portion has a rectangular shape with a width of 0.75 mm and a length of 0.86 mm, and the second surface has a width of 0.54 mm (L 152-2 ) and a length of 0.86 mm (W 152 -2 ). The height difference (d) between the first surface and the second surface is 0.2 mm on both the negative electrode side and the positive electrode side.

半導体装置は、横3.0mm、縦1.4mm、厚さ0.52mmの白色発光可能なLEDである。パッケージは、上面に半導体素子収容用の凹部を有し、銀被膜付き銅合金製の正負一対のリード電極(厚さ0.2mm)に、酸化チタン含有エポキシ樹脂の硬化物の容器本体が一体成形されてなる。半導体素子は、青色発光のLEDチップであって、パッケージの凹部底面を構成する負極側のリード電極の上面に搭載され、両リード電極に金のワイヤで接続されている。封止部材は、黄色発光のYAG:Ceの蛍光体を含有するシリコーン樹脂の硬化物であって、パッケージの凹部に充填されている。外部接続端子は、正負一対のリード電極の下面で構成され、負極側が横1.56mm(L25−1)、縦0.86mm(W25−1)、正極側が横0.54mm(L25−2)、縦0.86mm(W25−2)の矩形状(角は丸みを帯びている)である。外部接続端子は、容器本体の下面と同一面であり、この半導体装置の下面を構成している。なお、リード電極のパッケージの側面に露出している部位は、吊りリード部の切断面であって、外部接続端子には含まれない。 The semiconductor device is an LED capable of emitting white light having a width of 3.0 mm, a length of 1.4 mm, and a thickness of 0.52 mm. The package has a recess for accommodating semiconductor elements on the top surface, and a pair of positive and negative lead electrodes (thickness 0.2 mm) made of a copper alloy with a silver coating is integrally formed with a container body of a cured product of titanium oxide containing epoxy resin Being done. The semiconductor element is an LED chip that emits blue light, and is mounted on the upper surface of the lead electrode on the negative electrode side that constitutes the bottom surface of the recess of the package, and is connected to both the lead electrodes with gold wires. The sealing member is a cured product of a silicone resin containing a YAG: Ce phosphor that emits yellow light, and is filled in a recess of the package. The external connection terminal is constituted by the lower surfaces of a pair of positive and negative lead electrodes, the negative electrode side is 1.56 mm (L 25-1 ) wide, 0.86 mm (W 25-1 ) long, and the positive electrode side is 0.54 mm wide (L 25- 2 ), a rectangular shape of 0.86 mm (W 25-2 ) in length (the corners are rounded). The external connection terminal is flush with the lower surface of the container body and constitutes the lower surface of the semiconductor device. In addition, the part exposed to the side surface of the package of the lead electrode is a cut surface of the suspension lead part and is not included in the external connection terminal.

接合部材は、錫−3.0銀−0.5銅の半田である。加熱処理はリフロー方式であり、最高到達温度は250℃である。   The joining member is tin-3.0 silver-0.5 copper solder. The heat treatment is a reflow method, and the maximum temperature reached is 250 ° C.

以上のように構成された実施例1の半導体モジュールは、ランド部が1つの平坦面で構成される場合に比べ、接合部材が上面視における半導体装置より外側に配置され、半導体装置の配線基板のランド部への接合を上面視で確認しやすい。   In the semiconductor module according to the first embodiment configured as described above, the bonding member is disposed outside the semiconductor device in a top view as compared with the case where the land portion is configured by one flat surface, and the wiring board of the semiconductor device It is easy to check the connection to the land part from the top view.

本発明の一実施の形態に係る半導体モジュールは、液晶ディスプレイのバックライト装置、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内等の各種表示装置、プロジェクタ装置、さらには、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置などに利用することができる。   A semiconductor module according to an embodiment of the present invention includes a backlight device for a liquid crystal display, various lighting fixtures, a large display, various display devices such as advertisements and destination guides, a projector device, a digital video camera, a facsimile, a copy It can be used for an image reading apparatus in a machine, a scanner or the like.

10,101,102…配線基板(11…基体、15…配線(15a…ランド部(151…第1面、152…第2面、153…傾斜面)))
20…半導体装置(21…半導体素子、23…パッケージ、25…外部接続端子、27…封止部材)
30…接合部材
40…支持部材(45…凸部)
100…半導体モジュール
10, 101, 102 ... Wiring substrate (11 ... Base, 15 ... Wiring (15a ... Land (151 ... First surface, 152 ... Second surface, 153 ... Inclined surface)))
20 ... Semiconductor device (21 ... Semiconductor element, 23 ... Package, 25 ... External connection terminal, 27 ... Sealing member)
30 ... Joining member 40 ... Supporting member (45 ... Projection)
100: Semiconductor module

Claims (6)

第1面と、前記第1面より高い第2面と、を有するランド部を備える配線基板と、
前記第2面上に配置される外部接続端子を備える半導体装置と、
前記第2面上と、前記半導体装置より外側の前記第1面上と、にわたって配置され、前記外部接続端子と前記ランド部とを接合する接合部材と、
を具備する半導体モジュール。
A wiring board comprising a land portion having a first surface and a second surface higher than the first surface;
A semiconductor device comprising an external connection terminal disposed on the second surface;
A bonding member that is disposed over the second surface and the first surface outside the semiconductor device, and bonds the external connection terminal and the land portion;
A semiconductor module comprising:
前記ランド部は、前記第1面と前記第2面の間に傾斜面を有する請求項1に記載の半導体モジュール。   The semiconductor module according to claim 1, wherein the land portion has an inclined surface between the first surface and the second surface. 前記配線基板の下に配置され、凸部を有する支持部材を具備し、
前記配線基板は、フレキシブル配線基板であって、
前記第1面と前記第2面は、前記配線基板が前記凸部に沿って撓ることにより設けられる請求項1又は2に記載の半導体モジュール。
A support member disposed under the wiring board and having a convex portion;
The wiring board is a flexible wiring board,
The semiconductor module according to claim 1, wherein the first surface and the second surface are provided by bending the wiring board along the convex portion.
上面視において、前記第1面と前記第2面は第1方向に並置されており、
前記第2面と前記外部接続端子の上面視形状は、前記第1方向に直交する第2方向の幅が略等しい矩形状である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
In top view, the first surface and the second surface are juxtaposed in the first direction,
4. The semiconductor module according to claim 1, wherein the top surface shape of the second surface and the external connection terminal is a rectangular shape having substantially the same width in a second direction orthogonal to the first direction. 5.
前記第2面の前記第1方向の幅は、前記外部接続端子の前記第1方向の幅以下である請求項4に記載の半導体モジュール。   The semiconductor module according to claim 4, wherein a width of the second surface in the first direction is equal to or less than a width of the external connection terminal in the first direction. 前記外部接続端子は、前記半導体装置の下面のみに露出する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体モジュール。   The semiconductor module according to claim 1, wherein the external connection terminal is exposed only on a lower surface of the semiconductor device.
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