JP2019176151A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
次に、半導体装置1の変形例について説明する。図11Aは、外部の回路基板によって製造される半導体装置1の断面図である。図11Bは、金属が充填されたビアホール12f1の周囲の部分Hにおける配線層12を拡大した図である。図11Aに示すように、配線層12は、ビアホール12f1が下面12bから上面12aまで貫通していない特徴を備える。上面12aには、ビアホール12f1を塞ぐ金属パターン12d,12eが設けられる。側壁11の外部の配線層12は、上側の金属パターン12dと下側の金属パターン12eに挟まれた支持部材12mを備える。支持部材12mは、側壁11と実質同一の材料によって構成されていてもよい。図11Aに示すように、半導体装置1は、配線51aを上面に有する外部の回路基板51に組み立てられる。配線層12は、配線51aに半田付けされ、金属パターン12dが配線51aに接続される。ビアヒール12f1が開放されている場合、配線51aにおいて溶融した半田が金属パターン12dに流れ込みビアホール12f1を通過する可能性がある。本実施形態に係る半導体装置1は、少なくとも1つの上側の金属パターン12dと下側の金属パターン12eに覆われたビアホール12f1を有し、ビアホール12f1は、好ましくは、金属によって完全に塞がれる。
図12A〜図12Dは、それぞれ、配線層12A〜12Dを示す平面図であり図4Aに示される配線層12の変形例を示す。変形例に係る配線層12A〜12Dは、半導体チップ3にゲートバイアスとドレインバイアスを供給するパッド12d3を備える。
図14A及び図14Bは、図4Aに示される配線層12の変形例であって本発明の第3変形例に係る配線層12F及び配線層12Gを示す平面図であり、配線層12F及び配線層12Gは、インピーダンスの変動を補償する機能を有する。すなわち、それぞれRF信号を入力及び出力するリード端子として機能する金属層12d6及び金属層12d7は、好ましくは、入力整合回路4a及び出力整合回路4bの付近で外部から内部へ実質同一のインピーダンスを有する。しかしながら、リッド5は、金属層12d6及び金属層12d7の一部を覆う。このリッド5が覆う部分は金属層12d6及び金属層12d7のインピーダンスの不整合を生じさせる可能性がある。図14A及び図14Bに示すように、配線層12F及び配線層12Gのそれぞれは、インピーダンスの不整合又は変動を補償しうる。図14A及び図14Bに示すように、配線層12F、配線層12G、及び不図示の側壁11は、壁部11hに相当する仕切部を有しない。
図15は、図3に示される側壁11の変形例に係る別の半導体装置を示す断面図である。半導体装置1を外部の回路基板51に組み付ける場合、半導体装置1のRF信号は、外部の回路基板51に設けられた伝送線路51a、金属層12d及び入力整合回路4aを介して半導体チップ3に入力される。図11Aに示すように、金属層12dの入力端子は、外部の回路基板51の伝送線路51aが設けられた上面と略水平になっている。しかしながら、外部の回路基板51の当該上面の高さは、金属層12dの高さと異なる場合がある。また、外部の回路基板51は、図15に示すように、可能な限り近くに半導体装置1を組み付けることが求められる場合がある。この場合、配線層12の曲がり具合が大きくなり、配線層12の根元部分の損傷を引き起こす可能性がある。変形例に係る側壁11Aは、配線層12に対向する切り欠き11fを有する。切り欠き11fにより配線層12の曲げを適切にすることが可能となる。すなわち、半導体装置1に対向する端部の伝送線路51aは、外部の回路基板51の端部から例えば0.5mm程度後退している。切り欠き11fの深さが側壁11Aの端部から例えば0.2mmである場合、配線層12の長さを30%以上長くすることができる。これにより、配線層12に付与される応力が緩和され、配線層12が損傷する可能性を低減させることができる。
本実施形態に係る方法では、銀イオン(Ag+)が半導体チップ3のゲートパッドに引き込まれることを防止するために、溶媒を輝散させた後の焼結型金属ペースト6に樹脂を流し込む。図16A及び図16Bに示されるように、第5変形例に係る半導体装置1は、側壁11と金属ベース2の間に介在する銀イオンAg+が配線層12の裏側の金属層12eに入り込むことを抑制することが可能である。図16Aは側壁11の裏面を示す図であり、図16Bは図16AのXVIb-XVIb線に沿った断面図である。半導体チップ3のゲートパッドに接続された裏側の金属層12eは負のバイアスとされている。このため、焼結型金属ペースト6に含まれる銀(Ag)は、空気中の水分によって正にイオン化されて裏側の金属層12eに引き寄せられることがあり、その結果、ゲート電極のグランドへの短絡を引き起こす可能性がある。本変形例では、側壁11の下側の焼結型金属ペースト6にピンホール6aを形成している。ピンホール6aには樹脂8aが塗布され、塗布された樹脂8aはピンホール6aを介して空間Aから外部に漏れ出し、図16Bに示すように、金属ベース2に流れ出て焼結型金属ペースト6を覆う。これにより、焼結型金属ペースト6が空間Aの外側で樹脂8aに覆われるため、配線層12の銀イオン(Ag+)と裏側の金属層12eとのイオンマイグレーションを効果的に防止することができる。
図17Aは、半導体装置1を示す平面図であり、図17Bは、図17AのXVIIb-XVIIb線に沿った線断面図である。図17A及び図17Bに示すように、半導体装置1の金属ベース2は、側壁11B及び配線層12Hの横幅よりも短い入力リード端子として機能する2つの上側の金属層12dを結ぶ方向に沿った横幅を有する。入力リード端子として機能する金属層12dと出力リード端子とを結ぶ方向に沿った金属ベース2の幅は、側壁11Bの幅と略同一、又は側壁11Bの幅よりも僅かに大きい。金属ベース2の幅は、配線層12H及び側壁11Bの幅と同一、又は当該幅より若干大きい。よって、半導体装置1に組み立てられる外部の回路基板が隣接する半導体装置1及び外部の回路基板を搭載する平面の大きさに相当する。従って、半導体装置1及び外部の回路基板を搭載する装置の平面の大きさを小さくすることができる。
Claims (2)
- 半導体チップを、焼結型金属ペーストを介して搭載する矩形の金属ベースと、
該金属ベースの外辺に沿って設けられ、該焼結型金属ペーストにより該金属ベースに固定された樹脂製の側壁と、
該側壁の頂面に固定され、該側壁に対して該金属ベースの外方に伸び出す入力パターン及び出力パターンを有する配線層と、を備え、
該入力パターンと該出力パターンは、該半導体チップを挟んで対向して設けられており、該側壁の該入力パターンと該出力パターンを結ぶ方向の幅は、該金属ベースの該方向の幅と略同一であり、該側壁の該方向とは直交する方向の幅は、該金属ベースの該直交する方向の幅よりも大きい、半導体装置。 - 該側壁の該方向に延びる辺は、複数の凹部を有する、請求項1に記載の半導体装置。
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