JP2018032852A - 半導体装置、半導体装置の実装構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 厚さ方向Zにおいて互いに反対側を向く表面111および裏面112を有する半導体素子11と、半導体素子11から離間して配置され、かつ表面111に導通する複数の端子2と、半導体素子11を覆い、かつ表面111と同方向を向く第1面31を有する封止樹脂3と、を備え、各々の前記端子は、第1面31から露出する主面221を有する。
【選択図】 図35
Description
図1〜図5に基づき、本発明の第1実施形態にかかる半導体装置A10について説明する。半導体装置A10は、半導体素子11、絶縁層12、複数の端子2、封止樹脂3およびワイヤ4を備える。
図22〜図26に基づき、本発明の第2実施形態にかかる半導体装置A20について説明する。ここで、図22は、半導体装置A20の平面図であり、理解の便宜上、封止樹脂3を透過している。図22において、透過した封止樹脂3の外形を想像線で示している。図25は、図22のXXV−XXV線(図22に示す一点鎖線)に沿う断面図である。また、図22〜図25において、端子2について重複する同様な要素の符号の記載を省略している。
図31〜図38に基づき、本発明の第3実施形態にかかる半導体装置A30について説明する。ここで、図31は、半導体装置A30の平面図であり、理解の便宜上、封止樹脂3を透過し、かつ内部導電層29を省略している。図35は、図31のXXXV−XXXV線(図31に示す一点鎖線)に沿う断面図である。また、図31〜図35において、端子2について重複する同様な要素の符号の記載を省略している。
図39〜図41に基づき、本発明の第3実施形態の変形例にかかる半導体装置A31について説明する。ここで、図40は、半導体装置A31の断面図であり、その断面位置は、図35と同一である。
図42〜図47に基づき、本発明の第4実施形態にかかる半導体装置A40について説明する。ここで、図42は、半導体装置A40の平面図であり、理解の便宜上、封止樹脂3を透過し、かつ内部導電層29を省略している。図45は、図42のXLV−XLV線(図42に示す一点鎖線)に沿う断面図である。また、図42〜図45において、端子2について重複する同様な要素の符号の記載を省略している。
図48および図49に基づき、本発明の第5実施形態にかかる半導体装置A50について説明する。ここで、図48は、半導体装置A40の平面図であり、理解の便宜上、封止樹脂3を透過し、かつ内部導電層29を省略している。また、図48および図49において、端子2について重複する同様な要素の符号の記載を省略している。
図50〜図55に基づき、本発明の第6実施形態にかかる半導体装置A60について説明する。ここで、図50は、半導体装置A60の平面図であり、理解の便宜上、封止樹脂3を透過し、かつ内部導電層29を省略している。図54は、図50のLIV−LIV線(図50に示す一点鎖線)に沿う断面図である。また、図50〜図54において、端子2について重複する同様な要素の符号の記載を省略している。
図56〜図58に基づき、本発明の第6実施形態の変形例にかかる半導体装置A61について説明する。ここで、図57は、半導体装置A61の断面図であり、その断面位置は、図54と同一である。
図59〜図64に基づき、本発明の第7実施形態にかかる半導体装置A70について説明する。ここで、図59は、半導体装置A70の平面図であり、理解の便宜上、封止樹脂3を透過し、かつ内部導電層29を省略している。図63は、図59のLXIII−LXIII線(図59に示す一点鎖線)に沿う断面図である。また、図59〜図63において、端子2について重複する同様な要素の符号の記載を省略している。
図65〜図71に基づき、本発明の第8実施形態にかかる半導体装置A80について説明する。ここで、図65は、半導体装置A80の平面図であり、理解の便宜上、封止樹脂3を透過し、かつ内部導電層29を省略している。図69は、図65のLXIX−LXIX線(図69に示す一点鎖線)に沿う断面図である。また、図65〜図69において、端子2について重複する同様な要素の符号の記載を省略している。
図72〜図77に基づき、本発明の第9実施形態にかかる半導体装置A90について説明する。ここで、図72は、半導体装置A90の平面図であり、理解の便宜上、封止樹脂3を透過し、かつ内部導電層29を省略している。図76は、図72のLXXVI−LXXVI線(図72に示す一点鎖線)に沿う断面図である。また、図72〜図76において、端子2について重複する同様な要素の符号の記載を省略している。
厚さ方向において互いに反対側を向く表面および裏面を有する半導体素子と、
前記半導体素子から離間して配置され、かつ前記半導体素子の前記表面に導通する基部と、前記基部から前記表面が向く方向に突出する突出部と、備える複数の端子と、
前記半導体素子を覆い、かつ前記表面と同方向を向く第1面を有する封止樹脂と、を備える半導体装置であって、
前記突出部は、前記封止樹脂の前記第1面と面一である主面を有し、
前記端子は、前記主面を覆う主面導電層を備えることを特徴とする、半導体装置。
[付記2A]
前記基部は、前記半導体素子の前記表面と同方向を向く端子面と、前記端子面とは反対側を向く底面と、を有し、
前記突出部は、前記端子面から突出している、付記1Aに記載の半導体装置。
[付記3A]
前記封止樹脂は、前記第1面とは反対側を向く第2面を有し、
前記第2面は、前記底面と面一である、付記2Aに記載の半導体装置。
[付記4A]
前記端子は、前記基部の前記底面を覆う底面導電層をさらに備える、付記3Aに記載の半導体装置。
[付記5A]
前記底面導電層の構成は、前記主面導電層の構成と同一である、付記4Aに記載の半導体装置。
[付記6A]
前記半導体素子の前記裏面に接して配置され、かつ電気絶縁体である絶縁層を備え、
前記絶縁層は、前記封止樹脂の前記第2面から露出している、付記3Aないし5Aのいずれかに記載の半導体装置。
[付記7A]
前記端子は、前記半導体素子の厚さ方向に対して直角である第1方向を向く第1側面と、前記半導体素子の厚さ方向および前記第1方向に対していずれも直角である第2方向を向く第2側面と、を有し、
前記封止樹脂は、前記第1方向を向く第3面と、前記第2方向を向く第4面と、を有し、
前記第1側面は、前記第3面と面一であり、
前記第2側面は、前記第4面と面一である、付記2Aないし6Aのいずれかに記載の半導体装置。
[付記8A]
前記第2側面は、前記主面につながる内側面と、前記内側面よりも外側に突出し、かつ前記底面につながる外側面と、を含み、
前記端子には、前記内側面を覆う側面導電層が形成されている、付記7Aに記載の半導体装置。
[付記9A]
前記側面導電層の構成は、前記主面導電層の構成と同一である、付記8Aに記載の半導体装置。
[付記10A]
前記内側面および前記外側面は、それぞれ前記第4面に滑らかにつながっている、付記8Aまたは9Aに記載の半導体装置。
[付記11A]
前記半導体素子の厚さ方向視において、前記第1方向および前記第2方向が交差する角に、前記第1側面および前記第2側面の双方が接している、付記7Aないし10Aのいずれかに記載の半導体装置。
[付記12A]
前記半導体素子は、ホール素子である、付記11Aに記載の半導体装置。
[付記13A]
前記半導体素子の前記裏面に近接して、磁束密度の変化を検出する感磁層が形成されている、付記12Aに記載の半導体装置。
[付記14A]
前記半導体素子の前記表面と前記基部の前記端子面とを相互に導通させるワイヤを備える、付記2Aないし13Aのいずれかに記載の半導体装置。
[付記15A]
前記端子には、前記基部の前記端子面を覆う内部導電層が形成されている、付記14Aに記載の半導体装置。
[付記16A]
前記内部導電層は、Ag層である、付記15Aに記載の半導体装置。
[付記17A]
前記端子の主要部は、Cuを主成分とする合金から構成される、付記1Aないし16Aのいずれかに記載の半導体装置。
[付記18A]
前記主面導電層は、Snを含有する合金層を含む、付記1Aないし17Aのいずれかに記載の半導体装置。
[付記19A]
前記主面導電層は、互いに積層されたNi層およびSnを含有する合金層から構成される、付記18Aに記載の半導体装置。
[付記20A]
前記主面導電層は、Au層を含む、付記1Aないし17Aのいずれかに記載の半導体装置。
[付記21A]
前記主面導電層は、互いに積層されたPd層およびAu層を含む、付記20Aに記載の半導体装置。
[付記22A]
前記主面導電層は、互いに積層されたNi層、Pd層およびAu層から構成される、付記21Aに記載の半導体装置。
[付記23A]
前記封止樹脂は、ガラスフリットが含有されたエポキシ樹脂である、付記1Aないし22Aのいずれかに記載の半導体装置。
[付記24A]
厚さ方向において互いに反対側を向く表面および裏面を有するとともに、前記裏面の一部を有する基部と、前記基部から前記表面が向く方向に突出し、かつ前記表面の一部を有する突出部と、前記表面から前記裏面までに至る貫通部と、が形成された導電体である第1基材と、前記裏面から前記第1基材を支持し、かつ前記貫通部から露出する露出部を有する電気絶縁体である第2基材と、を準備する工程と、
前記第2基材の前記露出部に半導体素子を搭載する工程と、
前記第1基材および前記半導体素子を覆う封止樹脂を形成する工程と、
前記第1基材の前記突出部および前記封止樹脂のそれぞれ一部を除去し、前記封止樹脂から前記突出部を露出させる工程と、
前記封止樹脂から露出した前記第1基材の前記突出部を覆う導電層を形成する工程と、を備えることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
[付記25A]
前記第1基材および前記第2基材を準備する工程では、前記表面から前記第1基材の一部を除去することにより前記基部、前記突出部および前記貫通部が前記第1基材に形成される、付記24Aに記載の半導体装置の製造方法。
[付記26A]
前記第1基材および前記第2基材を準備する工程では、一次除去により前記表面から窪む凹部が前記第1基材に形成され、二次除去により前記基部、前記突出部および前記貫通部が前記第1基材に形成される、付記25Aに記載の半導体装置の製造方法。
[付記27A]
前記一次除去および前記二次除去は、ともにウェットエッチングにより行われる、付記26Aに記載の半導体装置の製造方法。
[付記28A]
前記封止樹脂から前記第1基材の前記突出部を露出させる工程では、機械研磨により前記突出部および前記封止樹脂のそれぞれ一部が除去される、付記24Aないし27Aのいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
[付記29A]
前記導電層を形成する工程では、電解めっきにより前記導電層が形成される、付記24Aないし28Aのいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
[付記30A]
前記封止樹脂から前記第1基材の前記突出部を露出させる工程と前記導電層を形成する工程との間に、前記第1基材の厚さ方向に対して直角である第1方向に延出する溝を、前記裏面の反対側から前記第1基材に形成する工程を備える、付記29Aに記載の半導体装置の製造方法。
[付記31A]
前記溝を形成する工程では、前記溝の形成にともなって前記第1基材の前記突出部の一部が除去される、付記30Aに記載の半導体装置の製造方法。
[付記32A]
前記半導体素子を搭載する工程では、前記第2基材の前記露出部と前記半導体素子との間に電気絶縁体である接合材を介在させることによって、前記半導体素子が前記露出部に搭載される、付記24Aないし31Aのいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
[付記33A]
前記半導体素子を搭載する工程と前記封止樹脂を形成する工程との間に、前記半導体素子と前記第1基材の前記基部とを導通させるワイヤをワイヤボンディングにより形成する工程を備える、付記24Aないし32Aのいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
[付記34A]
前記封止樹脂から前記突出部を露出させる工程と前記導電層を形成する工程との間に、前記第1基材から前記第2基材を除去する工程を備える、付記24Aないし33Aのいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
[付記35A]
付記12Aまたは13Aに記載の半導体装置を配線基板に実装したとき、前記突出部の前記主面および前記封止樹脂の前記第1面がともに前記配線基板に対向することを特徴とする、半導体装置の実装構造。
電気絶縁性を有する絶縁膜と、
前記絶縁膜に搭載され、かつ前記絶縁膜に対向する裏面と、前記裏面とは反対側を向く表面と、を有する半導体素子と、
前記絶縁膜に搭載され、かつ前記半導体素子から離間するとともに、前記表面に導通する複数の端子と、
前記半導体素子の厚さ方向に対して直交する第1方向を向く第3面と、前記半導体素子の厚さ方向および前記第1方向の双方に対して直交する第2方向を向く第4面と、を有し、かつ前記半導体素子を覆う封止樹脂と、を備える半導体装置であって、
前記端子は、前記第3面および前記第4面のいずれかから露出していることを特徴とする、半導体装置。
[付記2B]
前記端子は、前記第3面および前記第4面の双方から露出している、付記1Bに記載の半導体装置。
[付記3B]
前記端子は、外部導電層を備え、
前記外部導電層は、前記端子において前記封止樹脂から露出する部分を覆っている、付記1Bまたは2Bに記載の半導体装置。
[付記4B]
前記外部導電層は、Snを含む合金を構成要素に含む、付記3Bに記載の半導体装置。
[付記5B]
前記裏面に接して設けられた放熱層をさらに備え、
前記封止樹脂は、前記表面とは反対側を向く第2面をさらに有し、
前記放熱層は、前記第2面から露出している、付記3Bまたは4Bに記載の半導体装置。
[付記6B]
前記放熱層は、導電体である、付記5Bに記載の半導体装置。
[付記7B]
前記封止樹脂から露出する前記放熱層の露出面は、前記第2面と面一である、付記5Bまたは6Bに記載の半導体装置。
[付記8B]
前記半導体素子は、ホール素子であり、
前記半導体素子の厚さ方向視において、前記第1方向および前記第2方向が交差する角に、前記端子が接している、付記3Bないし7Bのいずれかに記載の半導体装置。
[付記9B]
前記端子は、前記表面に導通する基部と、前記基部から前記表面が向く方向に向けて突出する突出部と、をさらに備え、
前記封止樹脂は、前記表面と同方向を向く第1面をさらに有し、
前記突出部は、前記第1面と面一である主面を有し、
前記主面は、前記外部導電層に覆われている、付記8Bに記載の半導体装置。
[付記10B]
前記端子は、前記第1方向において外側を向く第1側面と、前記第2方向において外側を向き、かつ前記第1側面に交差する第2側面と、を有し、
前記基部は、前記裏面と同方向を向く底面を有し、
前記端子は、前記底面および前記第2側面の双方から凹み、かつ前記第1方向において前記端子を貫通して形成された凹部をさらに有し、
前記凹部に前記封止樹脂が対向している、付記9Bに記載の半導体装置。
[付記11B]
前記突出部は、前記第2方向において前記第2側面とは離間し、かつ前記主面に交差する第1内面をさらに有し、
前記基部は、前記第2方向において前記第2側面とは離間し、かつ前記第1内面につながる第2内面を有し、
前記第1内面および前記第2内面は、ともに曲面である、付記9Bまたは10Bに記載の半導体装置。
[付記12B]
前記第1内面と前記第2内面とは、互いに連続した曲面にてつながり、
前記端子において、前記第1側面に交差する前記第1内面と前記第2内面との境界には、変曲点が存在する、付記11Bに記載の半導体装置。
[付記13B]
前記表面と第1内面とを相互に導通させるワイヤをさらに備える、付記12Bに記載の半導体装置。
[付記14B]
付記3Bないし13Bに記載の半導体装置を配線基板に実装したとき、前記絶縁膜が前記配線基板に対向し、かつ当該半導体装置を前記配線基板に実装するための導電接合層が前記外部導電層に接することを特徴とする、半導体装置の実装構造。
[付記15B]
付記9Bないし13Bに記載の半導体装置を配線基板に実装したとき、前記主面が前記配線基板に対向し、かつ当該半導体装置を前記配線基板に実装するための導電接合層が前記外部導電層に接することを特徴とする、半導体装置の実装構造。
A70,A80,A90:半導体装置
11:半導体素子(ホール素子)
111:表面
112:裏面
113:感磁層
12:絶縁層
13:放熱層
131:露出面
2(2A,2B,2C,2D):端子
201:主面
202:底面
21:基部
211:端子面
212:底面
213:第2内面
22:突出部
221:主面
222:第1内面
23:第1側面
24:第2側面
241:内側面
242:外側面
243:中間面
25:凹部
27:外部導電層
281:主面導電層
282:底面導電層
283:側面導電層
29:内部導電層
3:封止樹脂
31:第1面
32:第2面
33:第3面
34:第4面
4:ワイヤ
41:第1接続部
42:第2接続部
5:絶縁膜
61:集積回路
611:装置駆動領域
612:電圧検出領域
613:制御領域
62:制御対象
63:磁石
71:配線基板
72:導電接合層
81:第1基材
811:表面
812:裏面
813:凹部
814:基部
815:突出部
816:貫通部
817:内部導電層
82:第2基材
821:露出部
831:半導体素子
832:接合材
84:ワイヤ
85:封止樹脂
86:導電層
87:溝
881:第1レジスト層
882:第2レジスト層
89:領域
CL:切断線
W1,W2:幅
r1,r2:半径
IP:変曲点
S:平面
C:回転中心
Z:厚さ方向
X:第1方向
Y:第2方向
Claims (20)
- 厚さ方向において互いに反対側を向く表面および裏面を有する半導体素子と、
前記半導体素子から離間して配置され、かつ前記表面に導通する複数の端子と、
前記半導体素子を覆い、かつ前記表面と同方向を向く第1面を有する封止樹脂と、を備える半導体装置であって、
各々の前記端子は、前記第1面から露出する主面を有することを特徴とする、半導体装置。 - 前記主面は、前記第1面と面一である、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記端子は、前記主面を覆う主面導電層を備える、請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記裏面に接して設けられた放熱層をさらに備え、
前記封止樹脂は、前記第1面とは反対側を向く第2面をさらに有し、
前記放熱層は、前記第2面から露出している、請求項3に記載の半導体装置。 - 前記放熱層は、導電体である、請求項4に記載の半導体装置。
- 前記半導体素子の厚さ方向視において、前記放熱層の周縁は、前記半導体素子の周縁よりも内側に位置する区間を有する、請求項4または5に記載の半導体装置。
- 前記封止樹脂から露出する前記放熱層の露出面は、前記第2面と面一である、請求項4ないし6のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記端子は、前記半導体素子の厚さ方向に対して直交する第1方向において外側を向く第1側面と、前記半導体素子の厚さ方向および前記第1方向の双方に対して直交する第2方向において外側を向く第2側面と、を有し、
前記封止樹脂は、前記第1方向を向く第3面と、前記第2方向を向く第4面と、をさらに有し、
前記第1側面は、前記第3面と面一であり、
前記第2側面は、前記第4面と面一である、請求項4ないし7のいずれかに記載の半導体装置。 - 各々の前記端子は、前記裏面と同方向を向く底面を有する基部と、前記基部から前記第1面に向けて突出し、かつ前記主面を有する突出部と、をさらに備える、請求項8に記載の半導体装置。
- 前記端子は、前記底面および前記第2側面の双方から凹み、かつ前記第1方向において前記端子を貫通して形成された凹部をさらに有し、
前記凹部に前記封止樹脂が対向している、請求項9に記載の半導体装置。 - 前記突出部は、前記第2方向において前記第2側面とは離間し、かつ前記主面に交差する第1内面をさらに有し、
前記基部は、前記第2方向において前記第2側面とは離間し、かつ前記第1内面につながる第2内面を有し、
前記第1内面および前記第2内面は、ともに曲面である、請求項9または10に記載の半導体装置。 - 前記第1内面と前記第2内面とは、互いに連続した曲面にてつながり、
前記端子において、前記第1側面に交差する前記第1内面と前記第2内面との境界には、変曲点が存在する、請求項11に記載の半導体装置。 - 前記表面と前記第1内面とを相互に導通させるワイヤをさらに備える、請求項12に記載の半導体装置。
- 前記端子は、前記第1内面および前記第2内面を覆う内部導電層をさらに備える、請求項13に記載の半導体装置。
- 前記第2面に接して設けられ、かつ電気絶縁性を有する絶縁膜をさらに備え、
複数の前記底面と、前記放熱層の露出面と、は、ともに前記絶縁膜により覆われている、請求項9ないし14のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記端子は、前記第1側面と、前記第2側面と、前記主面導電層と、を覆う外部導電層をさらに備える、請求項15に記載の半導体装置。
- 前記外部導電層は、Snを含む合金を構成要素に含む、請求項16に記載の半導体装置。
- 前記半導体素子は、ホール素子であり、
前記半導体素子の厚さ方向視において、前記第1方向および前記第2方向が交差する角に、前記第1側面および前記第2側面の双方が接している、請求項9ないし17のいずれかに記載の半導体装置。 - 請求項16または17に記載の半導体装置を配線基板に実装したとき、前記絶縁膜が前記配線基板に対向し、かつ当該半導体装置を前記配線基板に実装するための導電接合層が前記外部導電層に接することを特徴とする、半導体装置の実装構造。
- 請求項18に記載の半導体装置を配線基板に実装したとき、前記第1面が前記配線基板に対向し、かつ当該半導体装置を前記配線基板に実装するための導電接合層が前記主面導電層に対向することを特徴とする、半導体装置の実装構造。
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