JP2018006563A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】銀系接合材から発生するマイグレーションを抑制し、電子部品の短絡を防止でき、信頼性の高い半導体装置を提供すること。【解決手段】本発明の半導体装置は、電子部品と導電体とを接合材で構成され、電子部品は第１の端子と第２の端子と本体で形成され、導電体は第１の電極と第２の電極が一対に形成され、かつ第１の電極と第２の電極の間に第３の電極が形成され、第３の電極は第１の電極または第２の電極と同電位であり、接合材は銀系接合材からなり、第１の端子と第１の電極を接合し、第２の端子と第２の電極を接合していることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に電子部品を接合して構成された半導体装置に関する。

一般的に、プリント基板に電子部品を搭載する製造方法や電子部品を搭載したプリント基板を内蔵している半導体装置が知られている。たとえば、特許文献１には、セラミックで構成された基板にＬＥＤを搭載するＬＥＤ実装基板が開示されている。

基板上の一対の導電パターンの間にレジスト層を設けてＬＥＤ（電子部品）を搭載いている。これにより、導電パターン同士が近接していてもレジスト層によりマイグレーションを抑制している。

特開２０１３−１４９６３６号公報

半導体装置において、電子部品を接合する場合、はんだ等のフラックス成分を必要とせず、洗浄をしない目的で、銀系接合材を使用するが、マイグレーションが発生することが知られている。

しかしながら、従来技術は、導電パターン（導電体）のマイグレーションにはよいが、接合材にマイグレーションが発生する場合、電子部品が短絡するという課題がある。

従って、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、電子部品を導電体間に搭載し、銀系接合材を用いても、マイグレーションの影響を受けない半導体装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明は、以下に掲げる構成とした。
本発明の半導体装置は、電子部品と導電体とを接合材で構成されている。電子部品は第１の端子と第２の端子と本体で形成されている。導電体は第１の電極と第２の電極が一対に形成され、かつ第１の電極と第２の電極の間に第３の電極が形成され、第３の電極は第１の電極または第２の電極と同電位である。接合材は銀系接合材からなり、第１の端子と第１の電極を接合し、第２の端子と第２の電極を接合している。

本発明は、電子部品を導電体の電極間に搭載し、銀系接合材で接合している。導電体の電極間に同電位の電極を備えているので、銀系接合材から発生するマイグレーションを抑制する。これにより、電子部品の短絡を防止でき、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。

本発明の実施例１に係る半導体装置の要部断面図である。 本発明の実施例２に係る半導体装置の要部断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載に何ら限定されるものではない。

本発明の実施例に係る半導体装置を以下に説明する。各図は、本発明の実施例に係る半導体装置の要部断面図である。要部とは、半導体装置の構造の一部分において、導電体に電子部品を搭載する部位である。

図１に示す実施例１は、半導体装置の要部であり、電子部品１、導電体２、接合材３で構成されている。

電子部品１は、断面が方形状で両端に一対の電極からなる第１の端子１１と第２の端子、および本体１３で構成されている。例えば、電子部品1は、チップコンデンサやサーミスタである。

導電体２は、電子部品１を搭載する２つの配線パターンである第１の電極２１と第２の電極２２と、その間に第３の電極２３を備えている。例えば、導電体２は、銅材からなるリードフレームである。それぞれの電極はリードフレームのパターンで形成することができる。

リードフレームのパターン同士は空間で離れて形成されている。さらに、第１の電極２１と第３の電極２３、または第２の電極２と第３の電極２３が同電位で繋がっている。

接合材３は、電子部品１の第１の端子１１と導電体２の第１の電極２１とを接合している。かつ、電子部品１の第２の端子１２と導電体２の第２の電極２２とを接合している。例えば、接合材３は銀系接合材であり、銀ペーストからなる接着材で、リフロー接合に用いる。

次に、上述の実施例１に係る半導体装置の効果を説明する。

本発明の実施例１に係る半導体装置は、導電体（リードフレームのパターン）の電極上に電子部品を銀ペーストからなる接合材により搭載している。この時、電子部品の端子間、すなわち、導電体の電極（接合材）間に第３の電極を備えている。第３の電極と一対からなる電子部品の一方の端子（導電体の一方の電極）と同電位である。例えば、陽極電極を同電位とするとよい。

これにより、一方の接合材（端子、電極）で電気分解された銀イオンが、もう一方の接合材（端子、電極）に引き寄せられことを低減できるので、接合材の銀マイグレーションを抑制することができる。

さらに、余分な接合材は、リードフレームの側面に流れ込むことができ、吸収し保持される。これにより、接合材同士が近接し過ぎることを防止することができる。

図２に示す実施例２は、半導体装置の要部であり、電子部品１、導電体２、接合材３、基板４で構成されている。

電子部品１と接合材３は、実施例１の場合と同様であるので、詳細を省略する。

導電体２は、電子部品１を搭載する２つの配線パターンである第１の電極２１と第２の電極２２と、その間に第３の電極２３を備えている。さらに、導電体２は、基板４の一方の主面に形成されている。例えば、導電体２と基板４の組合せからなるプリント基板である。導電体２のそれぞれ電極は、銅めっき等によるパターンで形成することができる。一般的な構造のため、保護膜等を省略する。

基板４の材質は、ガラスエポキシ基板の他、セラミック材を用いることができる。

さらに、基板４は、第１の電極２１と第３の電極２３の間と、第２の電極２２と第３の電極２３の間に溝部５が形成されている。

次に、上述の実施例２に係る半導体装置の効果を説明する。

本発明の実施例２に係る半導体装置は、基板上の導電体に電子部品を銀ペーストからなる接合材により搭載している。この時、電子部品の端子間、すなわち、導電体の電極（接合材）間に第３の電極を備えている。第３の電極と一対からなる電子部品の一方の端子（導電体の一方の電極）と同電位である。例えば、陽極電極を同電位とするとよい。

これにより、一方の接合材（端子、電極）で電気分解された銀イオンが、もう一方の接合材（端子、電極）に引き寄せられことを低減できるので、接合材の銀マイグレーションを抑制することができる。

さらに、余分な接合材は、基板の溝部に流れ込むことができ、吸収し保持される。これにより、接合材同士が近接し過ぎることを防止することができる。

上述のように、本発明を実施するための形態を記載したが、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例が可能である。

実施例としては、半導体装置の組立体として説明したが、樹脂封止した半導体パッケージであってもよい。

リードフレームの一方の面に電子部品を搭載したが、他方の面であってもよい。

また、基板を使用することによって、複数の電子部品を内蔵するモジュール型の半導体装置とすることができる。

１、電子部品
１１、第１の端子
１２、第２の端子
１３、本体
２、導電体
２１、第１の電極
２２、第２の電極
２３、第３の電極
３、接合材
４、基板
５、溝部

Claims (3)

1. 電子部品と導電体とを接合材で接合する半導体装置において、前記電子部品は第１の端子と第２の端子と本体で形成され、前記導電体は第１の電極と第２の電極が一対に形成され、かつ前記第１の電極と前記第２の電極の間に第３の電極が形成され、前記第３の電極は前記第１の電極または前記第２の電極と同電位であり、前記接合材は銀系接合材からなり、前記第１の端子と前記第１の電極を接合し、前記第２の端子と前記第２の電極を接合していることを特徴とする半導体装置。
   
2. 前記導電体はリードフレームで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
   
3. 前記導電体は基板を基体とし、前記基板の一方の主面に形成され、かつ前記第１の電極と前記第３の電極の間および前記第２の電極と前記第３の電極の間にそれぞれ溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。

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