JP2020188078A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

To provide a semiconductor device capable of controlling spreading of a bonding material between an island and a semiconductor chip.SOLUTION: A semiconductor device 1 includes: an island 2 having a first surface 19 and a second surface 20; a bonding material 4 formed on the island 2; a semiconductor chip 5 formed on the bonding material 4 and including a first electrode 46 in contact with the bonding material 4; and a sealing resin 6 for covering the island 2, the bonding material 4, and the semiconductor chip 5 so that the second surface 20 of the island 2 is exposed therefrom. Arithmetic average roughness Ra of the first surface 19 of the island 2 is less than 0.1 μm.SELECTED DRAWING: Figure 4A

Description

本発明は、半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device.

特許文献1は、QFN((Quad For Non-Lead Package)タイプの半導体装置を開示している。当該半導体装置の製造工程では、ダイパッド、ダイパッドの周囲を取り囲む直線状のダイバー、およびダイバーに一体的に接続され、ダイバーに対して垂直に延びる複数のリードを含むリードフレームが準備される。ダイパッド上に半導体チップがボンディングされ、ボンディング後、半導体チップの複数の電極パッドと複数のリードとが、複数のワイヤで接続される。 Patent Document 1 discloses a QFN ((Quad For Non-Lead Package) type semiconductor device. In the manufacturing process of the semiconductor device, the die pad, a linear diver surrounding the die pad, and the diver are integrated. A lead frame containing a plurality of leads extending perpendicular to the diver is prepared. A semiconductor chip is bonded onto the die pad, and after bonding, a plurality of electrode pads and a plurality of leads of the semiconductor chip are formed. It is connected by the wire of.

特開2015−060876号公報JP-A-2015-060876

たとえば、特許文献1のようにダイパッド上に半導体チップが配置された構造の一例として、ダイパッドと半導体チップとを導電性の接合材を介して接合する構造がある。この構造では、半導体チップをその厚さ方向に流れる電流を、接合材を介してダイパッドへ縦方向に流し、さらにダイパッドの裏面から実装基板上の配線に流すことができる。
接合材が電流経路の一部を形成しているので、接合材にはクラック等の破損がないことが好ましい。一方で、接合材の材料とダイパッドの材料とが互いに異なる場合、製造工程時の温度変化にこれらが晒されると、お互いの線膨張係数の差に起因して、接合材にクラックが入り易くなる。
For example, as an example of a structure in which a semiconductor chip is arranged on a die pad as in Patent Document 1, there is a structure in which a die pad and a semiconductor chip are joined via a conductive bonding material. In this structure, the current flowing in the thickness direction of the semiconductor chip can be passed vertically through the bonding material to the die pad, and further from the back surface of the die pad to the wiring on the mounting substrate.
Since the bonding material forms a part of the current path, it is preferable that the bonding material is not damaged such as cracks. On the other hand, when the material of the bonding material and the material of the die pad are different from each other, when they are exposed to temperature changes during the manufacturing process, cracks are likely to occur in the bonding material due to the difference in the coefficient of linear expansion of each other. ..

対策として、分厚い接合材を形成することによって、線膨張係数の差に起因して接合材に発生する応力を緩和することが検討される。しかしながら、接合材の量を増やすと、接合材がダイパッドの表面に広がり易くなり、場合によっては、ダイパッドの表面から裏面まで漏れ出すおそれもある。
本発明の目的は、アイランドと半導体チップとの間の接合材の広がりを制御することができる半導体装置を提供することである。
As a countermeasure, it is considered to reduce the stress generated in the joint material due to the difference in the coefficient of linear expansion by forming a thick joint material. However, if the amount of the bonding material is increased, the bonding material tends to spread on the surface of the die pad, and in some cases, the bonding material may leak from the front surface to the back surface of the die pad.
An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of controlling the spread of a bonding material between an island and a semiconductor chip.

また、本発明の他の目的は、応力による接合材のクラックの発生を抑制することができ、半導体チップからアイランドへ向かって縦方向に電流を良好に流すことができる半導体装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of suppressing the occurrence of cracks in the bonding material due to stress and allowing a good current to flow in the longitudinal direction from the semiconductor chip toward the island. is there.

本発明の一の局面に係る半導体装置は、第1面およびその反対側の第2面を有する導電性のアイランドと、前記アイランド上に形成され、前記アイランドとは異なる材料からなる導電性の接合材と、前記接合材上に形成され、前記接合材に接する第1電極を有する半導体チップと、前記アイランドの前記第2面が露出するように、前記アイランド、前記接合材および前記半導体チップを覆う封止樹脂とを含み、前記アイランドの前記第1面の算術平均粗さRaは、0.1μm未満である。 The semiconductor device according to one aspect of the present invention is a conductive junction formed on a conductive island having a first surface and a second surface on the opposite side thereof and made of a material different from the island. The island, the bonding material, and the semiconductor chip are covered so that the material, the semiconductor chip formed on the bonding material and having the first electrode in contact with the bonding material, and the second surface of the island are exposed. The arithmetic mean roughness Ra of the first surface of the island, including the sealing resin, is less than 0.1 μm.

本発明の他の局面に係る半導体装置は、第1面およびその反対側の第2面を有する導電性のアイランドと、前記アイランド上に形成され、20μm〜80μmの厚さを有し、かつ前記アイランドとは異なる材料からなる導電性の接合材と、前記接合材上に形成され、前記接合材に接する第1電極を有し、かつ平面視四角形状に形成された半導体チップと、前記アイランドの前記第2面が露出するように、前記アイランド、前記接合材および前記半導体チップを覆う封止樹脂とを含み、平面視において、前記接合材の一部が前記半導体チップの1辺のみ、または2辺のみから漏れ出している。 The semiconductor device according to another aspect of the present invention is formed on a conductive island having a first surface and a second surface on the opposite side thereof, and having a thickness of 20 μm to 80 μm, and said. A conductive bonding material made of a material different from the island, a semiconductor chip formed on the bonding material, having a first electrode in contact with the bonding material, and formed in a rectangular shape in a plan view, and the island. The island, the bonding material, and a sealing resin covering the semiconductor chip are included so that the second surface is exposed, and a part of the bonding material is only one side of the semiconductor chip or 2 in a plan view. It is leaking only from the side.

本発明の一の局面に係る半導体装置によれば、アイランドの第1面の算術平均粗さRaが0.1μm未満である。これにより、接合材をアイランドの第1面に形成したときに、接合材が広く拡大することを抑制することができる。
たとえば、アイランドの第1面に凸部が多数形成されており、第1面の算術平均粗さRaが0.1μm未満でない場合を検討する。この場合、アイランドの第1面上の接合材は、多数の凸部の間の微細な凹部(溝等)の毛細管現象により、広く拡大する場合がある。これに対し、アイランドの第1面の算術平均粗さRaが0.1μm未満であれば、当該毛細管現象を抑制することができるので、結果として、接合材が広く拡大することを抑制することができる。
According to the semiconductor device according to one aspect of the present invention, the arithmetic mean roughness Ra of the first surface of the island is less than 0.1 μm. As a result, when the joint material is formed on the first surface of the island, it is possible to prevent the joint material from expanding widely.
For example, consider the case where a large number of convex portions are formed on the first surface of the island and the arithmetic mean roughness Ra of the first surface is not less than 0.1 μm. In this case, the bonding material on the first surface of the island may expand widely due to the capillary phenomenon of fine recesses (grooves and the like) between a large number of convex portions. On the other hand, if the arithmetic mean roughness Ra of the first surface of the island is less than 0.1 μm, the capillary phenomenon can be suppressed, and as a result, it is possible to suppress the wide expansion of the bonding material. it can.

その結果、接合材を比較的厚くすることができる。接合材を厚くすることによって、接合材とアイランドとの間の線膨張係数の差に起因して接合材に発生する応力を緩和することができる。これにより、当該応力による接合材のクラックの発生を抑制することができ、接合材の抵抗の増加を抑制することができる。その結果、半導体チップからアイランドへ向かって縦方向に電流を良好に流すことができる。 As a result, the bonding material can be made relatively thick. By making the joint material thicker, the stress generated in the joint material due to the difference in the coefficient of linear expansion between the joint material and the island can be relaxed. As a result, the occurrence of cracks in the bonding material due to the stress can be suppressed, and the increase in resistance of the bonding material can be suppressed. As a result, a current can be satisfactorily flowed from the semiconductor chip toward the island in the vertical direction.

本発明の他の局面に係る半導体装置によれば、平面視において、接合材の一部が半導体チップの1辺のみ、または2辺のみからしか漏れ出していない。つまり、アイランドの第1面における毛細管現象が抑制されており、結果として、接合材が広く拡大することが抑制されている。
また、接合材が20μm〜80μmの厚さを有しているので、接合材とアイランドとの間の線膨張係数の差に起因して接合材に発生する応力を緩和することができる。これにより、当該応力による接合材のクラックの発生を抑制することができ、接合材の抵抗の増加を抑制することができる。その結果、半導体チップからアイランドへ向かって縦方向に電流を良好に流すことができる。
According to the semiconductor device according to another aspect of the present invention, in a plan view, a part of the bonding material leaks from only one side or only two sides of the semiconductor chip. That is, the capillary phenomenon on the first surface of the island is suppressed, and as a result, the wide expansion of the bonding material is suppressed.
Further, since the bonding material has a thickness of 20 μm to 80 μm, the stress generated in the bonding material due to the difference in the coefficient of linear expansion between the bonding material and the island can be relaxed. As a result, the occurrence of cracks in the bonding material due to the stress can be suppressed, and the increase in resistance of the bonding material can be suppressed. As a result, a current can be satisfactorily flowed from the semiconductor chip toward the island in the vertical direction.

図1は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の上面側の模式的な斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of the upper surface side of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention. 図2は、前記半導体装置の下面側の模式的な斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view of the lower surface side of the semiconductor device. 図3は、前記半導体装置の模式的な平面図(一部透視)である。FIG. 3 is a schematic plan view (partially seen through) of the semiconductor device. 図4Aは、図3のIVA−IVA断面を示す図である。FIG. 4A is a diagram showing a cross section of IVA-IVA of FIG. 図4Bは、図3のIVB−IVB断面を示す図である。FIG. 4B is a diagram showing a cross section of IVB-IVB of FIG. 図5は、前記半導体装置のアイランドおよびリードの第1面の表面状態を示すSEM画像である。FIG. 5 is an SEM image showing the surface state of the first surface of the island and the lead of the semiconductor device. 図6は、参考例に係る半導体装置のアイランドの第1面の表面状態を示すSEM画像である。FIG. 6 is an SEM image showing the surface state of the first surface of the island of the semiconductor device according to the reference example. 図7Aは、前記半導体装置の製造工程の一部を示す図である。FIG. 7A is a diagram showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device. 図7Bは、図7Aの次の工程を示す図である。FIG. 7B is a diagram showing the next step of FIG. 7A. 図7Cは、図7Bの次の工程を示す図である。FIG. 7C is a diagram showing the next step of FIG. 7B. 図7Dは、図7Cの次の工程を示す図である。FIG. 7D is a diagram showing the next step of FIG. 7C. 図7Eは、図7Dの次の工程を示す図である。FIG. 7E is a diagram showing the next step of FIG. 7D. 図7Fは、図7Eの次の工程を示す図である。FIG. 7F is a diagram showing the next step of FIG. 7E. 図7Gは、図7Fの次の工程を示す図である。FIG. 7G is a diagram showing the next step of FIG. 7F. 図8は、スパンカーによる接合材の成形に関連する工程を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a process related to molding of a joint material by a spanker. 図9は、実施例のマトリックス評価の結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the results of matrix evaluation of Examples. 図10は、参考例のマトリックス評価の結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of matrix evaluation of the reference example.

<本発明の実施形態>
まず、本発明の実施形態を列記して説明する。
本発明の一実施形態に係る半導体装置は、第1面およびその反対側の第2面を有する導電性のアイランドと、前記アイランド上に形成され、前記アイランドとは異なる材料からなる導電性の接合材と、前記接合材上に形成され、前記接合材に接する第1電極を有する半導体チップと、前記アイランドの前記第2面が露出するように、前記アイランド、前記接合材および前記半導体チップを覆う封止樹脂とを含み、前記アイランドの前記第1面の算術平均粗さRaは、0.1μm未満である。
<Embodiment of the present invention>
First, embodiments of the present invention will be listed and described.
The semiconductor device according to an embodiment of the present invention is a conductive junction formed on a conductive island having a first surface and a second surface on the opposite side thereof and made of a material different from the island. The island, the bonding material, and the semiconductor chip are covered so that the material, the semiconductor chip formed on the bonding material and having the first electrode in contact with the bonding material, and the second surface of the island are exposed. The arithmetic mean roughness Ra of the first surface of the island, including the sealing resin, is less than 0.1 μm.

この構成によれば、アイランドの第1面の算術平均粗さRaが0.1μm未満である。これにより、接合材をアイランドの第1面に形成したときに、接合材が広く拡大することを抑制することができる。
たとえば、アイランドの第1面に凸部が多数形成されており、第1面の算術平均粗さRaが0.1μm未満でない場合を検討する。この場合、アイランドの第1面上の接合材は、多数の凸部の間の微細な凹部(溝等)の毛細管現象により、広く拡大する場合がある。これに対し、アイランドの第1面の算術平均粗さRaが0.1μm未満であれば、当該毛細管現象を抑制することができるので、結果として、接合材が広く拡大することを抑制することができる。
According to this configuration, the arithmetic mean roughness Ra of the first surface of the island is less than 0.1 μm. As a result, when the joint material is formed on the first surface of the island, it is possible to prevent the joint material from expanding widely.
For example, consider the case where a large number of convex portions are formed on the first surface of the island and the arithmetic mean roughness Ra of the first surface is not less than 0.1 μm. In this case, the bonding material on the first surface of the island may expand widely due to the capillary phenomenon of fine recesses (grooves and the like) between a large number of convex portions. On the other hand, if the arithmetic mean roughness Ra of the first surface of the island is less than 0.1 μm, the capillary phenomenon can be suppressed, and as a result, it is possible to suppress the wide expansion of the bonding material. it can.

その結果、接合材を比較的厚くすることができる。接合材を厚くすることによって、接合材とアイランドとの間の線膨張係数の差に起因して接合材に発生する応力を緩和することができる。これにより、当該応力による接合材のクラックの発生を抑制することができ、接合材の抵抗の増加を抑制することができる。その結果、半導体チップからアイランドへ向かって縦方向に電流を良好に流すことができる。 As a result, the bonding material can be made relatively thick. By making the joint material thicker, the stress generated in the joint material due to the difference in the coefficient of linear expansion between the joint material and the island can be relaxed. As a result, the occurrence of cracks in the bonding material due to the stress can be suppressed, and the increase in resistance of the bonding material can be suppressed. As a result, a current can be satisfactorily flowed from the semiconductor chip toward the island in the vertical direction.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記接合材の厚さは、20μm〜80μmであってもよい。
接合材の厚さが20μm〜80μmであれば、接合材とアイランドとの間の線膨張係数の差に起因して接合材に発生する応力を良好に緩和することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記半導体チップは、平面視四角形状に形成されており、平面視において、前記接合材の一部が前記半導体チップの1辺のみ、または2辺のみから漏れ出していてもよい。
In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the thickness of the bonding material may be 20 μm to 80 μm.
When the thickness of the joint material is 20 μm to 80 μm, the stress generated in the joint material due to the difference in the coefficient of linear expansion between the joint material and the island can be satisfactorily relaxed.
In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the semiconductor chip is formed in a rectangular shape in a plan view, and in a plan view, a part of the bonding material is only one side or only two sides of the semiconductor chip. It may leak from.

本発明の一実施形態に係る半導体装置は、第1面およびその反対側の第2面を有する導電性のアイランドと、前記アイランド上に形成され、20μm〜80μmの厚さを有し、かつ前記アイランドとは異なる材料からなる導電性の接合材と、前記接合材上に形成され、前記接合材に接する第1電極を有し、かつ平面視四角形状に形成された半導体チップと、前記アイランドの前記第2面が露出するように、前記アイランド、前記接合材および前記半導体チップを覆う封止樹脂とを含み、平面視において、前記接合材の一部が前記半導体チップの1辺のみ、または2辺のみから漏れ出している。 The semiconductor device according to the embodiment of the present invention has a conductive island having a first surface and a second surface on the opposite side thereof, and the semiconductor device formed on the island and having a thickness of 20 μm to 80 μm, and said. A conductive bonding material made of a material different from the island, a semiconductor chip formed on the bonding material, having a first electrode in contact with the bonding material, and formed in a rectangular shape in a plan view, and the island. The island, the bonding material, and a sealing resin covering the semiconductor chip are included so that the second surface is exposed, and a part of the bonding material is only one side of the semiconductor chip or 2 in a plan view. It is leaking only from the side.

この構成によれば、平面視において、接合材の一部が半導体チップの1辺のみ、または2辺のみからしか漏れ出していない。つまり、アイランドの第1面における毛細管現象が抑制されており、結果として、接合材が広く拡大することが抑制されている。
また、接合材が20μm〜80μmの厚さを有しているので、接合材とアイランドとの間の線膨張係数の差に起因して接合材に発生する応力を緩和することができる。これにより、当該応力による接合材のクラックの発生を抑制することができ、接合材の抵抗の増加を抑制することができる。その結果、半導体チップからアイランドへ向かって縦方向に電流を良好に流すことができる。
According to this configuration, in a plan view, a part of the bonding material leaks from only one side or only two sides of the semiconductor chip. That is, the capillary phenomenon on the first surface of the island is suppressed, and as a result, the wide expansion of the bonding material is suppressed.
Further, since the bonding material has a thickness of 20 μm to 80 μm, the stress generated in the bonding material due to the difference in the coefficient of linear expansion between the bonding material and the island can be relaxed. As a result, the occurrence of cracks in the bonding material due to the stress can be suppressed, and the increase in resistance of the bonding material can be suppressed. As a result, a current can be satisfactorily flowed from the semiconductor chip toward the island in the vertical direction.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記半導体チップから漏れ出した前記接合材の部分は、前記アイランドの端縁に達していなくてもよいし、前記アイランドの端縁に達していてもよい。後者の場合で、前記アイランドが、前記アイランドの前記第1面と前記第2面とを接続する第3面を有している場合、前記半導体チップから漏れ出した前記接合材の部分は、前記アイランドの前記第1面から前記第3面に達していてもよい。 In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the portion of the bonding material leaking from the semiconductor chip may not reach the edge of the island, or may reach the edge of the island. Good. In the latter case, when the island has a third surface connecting the first surface and the second surface of the island, the portion of the bonding material leaking from the semiconductor chip is the said. The first surface of the island may reach the third surface.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記アイランドは、Cuを主成分とする金属からなる第1母材と、前記第1母材上に形成されたNiを主成分とする金属からなる第1表層めっき層とを含み、前記第1表層めっき層が、前記アイランドの前記第1面を形成していてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記アイランドは、Cuを主成分とする金属からなる第1母材と、前記第1母材上に形成されたNiを主成分とする金属からなる第1表層めっき層とを含み、前記第1表層めっき層が、前記アイランドの前記第1面を形成しており、前記接合材は、はんだを主成分とする金属からなっていてもよい。
In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the island is composed of a first base material made of a metal containing Cu as a main component and a metal containing Ni as a main component formed on the first base material. The first surface plating layer may include the first surface plating layer, and the first surface plating layer may form the first surface of the island.
In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the island is composed of a first base material made of a metal containing Cu as a main component and a metal containing Ni as a main component formed on the first base material. The first surface layer plating layer includes the first surface layer plating layer, the first surface layer plating layer forms the first surface of the island, and the bonding material may be made of a metal containing solder as a main component.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記第1母材は、第1面、その反対側の第2面および当該第1面と第2面とを接続する第3面を有し、前記第1表層めっき層は、前記第1母材の前記第1面、前記第2面および前記第3面の全てを覆っていてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記半導体チップは、前記半導体チップの厚さ方向において前記第1電極の反対側に形成された第2電極を含み、前記半導体装置は、前記アイランドから離れており、かつ第1面およびその反対側の第2面を有するリードと、前記リードと前記第2電極とを接続するワイヤとを含み、前記リードの前記第1面の算術平均粗さRaは、0.1μm未満であってもよい。
In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the first base material has a first surface, a second surface on the opposite side thereof, and a third surface connecting the first surface and the second surface. The first surface plating layer may cover all of the first surface, the second surface, and the third surface of the first base material.
In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the semiconductor chip includes a second electrode formed on the opposite side of the first electrode in the thickness direction of the semiconductor chip, and the semiconductor device is from the island. The arithmetic average roughness Ra of the first surface of the lead includes a lead that is separated and has a first surface and a second surface on the opposite side thereof, and a wire that connects the lead and the second electrode. May be less than 0.1 μm.

この構成によれば、リードの第1面の算術平均粗さRaが0.1μm未満である。これにより、リードに対するワイヤの実質的な接合面積を広くすることができるので、ワイヤの接合性を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記リードは、Cuを主成分とする金属からなる第2母材と、前記第2母材上に形成されたNiを主成分とする金属からなる第2表層めっき層とを含み、前記第2表層めっき層が、前記リードの前記第1面を形成していてもよい。
According to this configuration, the arithmetic mean roughness Ra of the first surface of the reed is less than 0.1 μm. As a result, the substantially joining area of the wire to the lead can be increased, so that the joining property of the wire can be improved.
In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the lead is composed of a second base material made of a metal containing Cu as a main component and a metal containing Ni as a main component formed on the second base material. The second surface plating layer may include the second surface plating layer, and the second surface plating layer may form the first surface of the lead.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記第2母材は、第1面、その反対側の第2面および当該第1面と第2面とを接続する第3面を有し、前記第2表層めっき層は、前記第2母材の前記第1面、前記第2面および前記第3面の全てを覆っていてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記リードは、第1リード、および前記第1リードとは異なる第2リードを含み、前記第1リードは、前記封止樹脂から露出した複数の第1アウターリードと、前記複数の第1アウターリードの延長部を前記封止樹脂内で連結する第1インナーリードとを含み、前記第2リードは、前記封止樹脂から露出した複数の第2アウターリードと、各前記第2アウターリードに対して1対1で接続された第2インナーリードとを含んでいてもよい。
In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the second base material has a first surface, a second surface on the opposite side thereof, and a third surface connecting the first surface and the second surface. The second surface plating layer may cover all of the first surface, the second surface, and the third surface of the second base material.
In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the lead includes a first lead and a second lead different from the first lead, and the first lead is a plurality of first leads exposed from the sealing resin. The first outer lead and the first inner lead that connects the extension portions of the plurality of first outer leads in the sealing resin are included, and the second lead is a plurality of second outers exposed from the sealing resin. A lead and a second inner lead connected to each of the second outer leads on a one-to-one basis may be included.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記封止樹脂は、平面視四角形状に形成されており、前記第1リードは、前記封止樹脂の第1辺側に配置されており、前記第2リードは、前記第1辺に対向する前記封止樹脂の第2辺側に配置されていてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記封止樹脂の第3辺側、および前記第3辺に対向する第4辺側に、前記リードが配置されていなくてもよい。
In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the sealing resin is formed in a rectangular shape in a plan view, and the first lead is arranged on the first side side of the sealing resin. The second lead may be arranged on the second side side of the sealing resin facing the first side.
In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the leads may not be arranged on the third side side of the sealing resin and the fourth side side facing the third side.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記半導体チップの前記第2電極は、相対的に大きい第1パッドと、前記第1パッドよりも小さな面積を有する第2パッドとを含み、前記ワイヤは、1つの前記第1パッドと1つの前記第1インナーリードとを接続する複数の第1ワイヤと、1つの前記第2パッドと1つの前記第2インナーリードとを接続する1本の第2ワイヤとを含んでいてもよい。 In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the second electrode of the semiconductor chip includes a relatively large first pad and a second pad having an area smaller than that of the first pad, and the wire. Is a plurality of first wires connecting one first pad and one first inner lead, and one second wire connecting one second pad and one second inner lead. It may include a wire.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記封止樹脂は、エポキシ樹脂を主成分とする材料からなっていてもよい。
<本発明の実施形態の詳細な説明>
次に、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る半導体装置1の上面側の模式的な斜視図である。図2は、半導体装置1の下面側の模式的な斜視図である。図3は、半導体装置1の模式的な平面図であって、封止樹脂6の内部を透視して示す図である。図4Aは、図3のIVA−IVA断面を示す図である。図4Bは、図3のIVB−IVB断面を示す図である。図5は、半導体装置1のアイランド2の第1面19およびリード3の第1面42の表面状態を示すSEM画像である。図6は、参考例に係る半導体装置のアイランド63の第1面64の表面状態を示すSEM画像である。
In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the sealing resin may be made of a material containing an epoxy resin as a main component.
<Detailed Description of Embodiments of the Present Invention>
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view of the upper surface side of the semiconductor device 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective view of the lower surface side of the semiconductor device 1. FIG. 3 is a schematic plan view of the semiconductor device 1 and is a perspective view of the inside of the sealing resin 6. FIG. 4A is a diagram showing a cross section of IVA-IVA of FIG. FIG. 4B is a diagram showing a cross section of IVB-IVB of FIG. FIG. 5 is an SEM image showing the surface states of the first surface 19 of the island 2 of the semiconductor device 1 and the first surface 42 of the lead 3. FIG. 6 is an SEM image showing the surface state of the first surface 64 of the island 63 of the semiconductor device according to the reference example.

半導体装置1は、たとえば、各種スイッチング素子(たとえば、MOSFET、IGBT、バイポーラトランジスタ、ダイオード等)と、各種保護回路(たとえば、過電流・過熱検知機能等を備える保護回路)とをワンチップに内蔵したスイッチであってもよい。より具体的には、半導体装置1は、MOSFETとその保護回路をワンチップに内蔵した車載グレードのユニバーサルスイッチであってもよい。また、半導体装置1は、IPD(Intelligent Power Device:インテリジェントパワーデバイス)と称してもよい。 The semiconductor device 1 incorporates, for example, various switching elements (for example, MOSFET, IGBT, bipolar transistor, diode, etc.) and various protection circuits (for example, a protection circuit having an overcurrent / overheat detection function) on one chip. It may be a switch. More specifically, the semiconductor device 1 may be an in-vehicle grade universal switch in which a MOSFET and its protection circuit are built in one chip. Further, the semiconductor device 1 may be referred to as an IPD (Intelligent Power Device).

半導体装置1は、この実施形態では、SOP(Small Outline Package)タイプの半導体パッケージである。半導体装置1は、アイランド2と、リード3と、接合材4と、半導体チップ5と、封止樹脂6とを備えている。
封止樹脂6は、アイランド2、リード3、接合材4および半導体チップ5を覆うことによって、これらを封止している。封止樹脂6は、直方体形状に形成されており、図3に示す平面視では、平面視四角形状(長方形状)に形成されている。封止樹脂6は、平面視において、互いに対向する第1辺6Aおよび第2辺6Bと、互いに対向する第3辺6Cおよび第4辺6Dとを有している。
In this embodiment, the semiconductor device 1 is a SOP (Small Outline Package) type semiconductor package. The semiconductor device 1 includes an island 2, a reed 3, a bonding material 4, a semiconductor chip 5, and a sealing resin 6.
The sealing resin 6 seals the island 2, the lead 3, the bonding material 4, and the semiconductor chip 5 by covering them. The sealing resin 6 is formed in a rectangular parallelepiped shape, and is formed in a rectangular shape (rectangular shape) in a plan view shown in FIG. The sealing resin 6 has a first side 6A and a second side 6B facing each other, and a third side 6C and a fourth side 6D facing each other in a plan view.

図3を参照して、アイランド2は、平面視において、略四角形状(略長方形状)に形成されている。アイランド2は、互いに対向する第1辺2Aおよび第2辺2Bと、互いに対向する第3辺2Cおよび第4辺2Dとを有している。この実施形態では、第1辺2Aおよび第2辺2Bがアイランド2の長辺であり、第3辺2Cおよび第4辺2Dがアイランド2の短辺である。なお、アイランド2は、別の言い方で、ダイパッドと称してもよい。また、アイランド2の第1辺2A、第2辺2B、第3辺2C、第4辺2Dは、それぞれ、第1端縁、第2端縁、第3端縁および第4端縁と称してもよい。 With reference to FIG. 3, the island 2 is formed in a substantially rectangular shape (substantially rectangular shape) in a plan view. The island 2 has a first side 2A and a second side 2B facing each other, and a third side 2C and a fourth side 2D facing each other. In this embodiment, the first side 2A and the second side 2B are the long sides of the island 2, and the third side 2C and the fourth side 2D are the short sides of the island 2. The island 2 may be referred to as a die pad in another way. Further, the first side 2A, the second side 2B, the third side 2C, and the fourth side 2D of the island 2 are referred to as a first edge, a second edge, a third edge, and a fourth edge, respectively. May be good.

アイランド2の少なくとも1つの周縁部7は、選択的に突出していてもよい。したがって、アイランド2は、少なくとも1つの周縁部7が選択的に突出した略四角形状(略長方形状)であってもよい。他の言い方では、少なくとも1つの周縁部7が選択的に突出することによって、アイランド2の辺2A〜2Dの一部(この実施形態では、4つの角部)には、切欠部8が形成されている。つまり、アイランド2は、少なくとも1つの角部に切欠部8が形成された略四角形状(略長方形状)であってもよい。 At least one peripheral edge 7 of the island 2 may selectively project. Therefore, the island 2 may have a substantially rectangular shape (substantially rectangular shape) in which at least one peripheral edge portion 7 selectively protrudes. In other words, by selectively projecting at least one peripheral edge portion 7, a notch portion 8 is formed in a part (four corner portions in this embodiment) of the sides 2A to 2D of the island 2. ing. That is, the island 2 may have a substantially rectangular shape (substantially rectangular shape) in which a notch portion 8 is formed at at least one corner portion.

ここで、アイランド2の周縁部7は、アイランド2の各辺2A〜2Dおよびその近傍の部分である。この実施形態では、平面視において半導体チップ5で覆われていない部分を、アイランド2の周縁部7と定義してもよい。この実施形態では、アイランド2の一対の短辺(第3辺2Cおよび第4辺2D)に沿う周縁部7の一部が突出し、アイランド2の一対の突出部9を形成している。一対の突出部9は、アイランド2の他の辺(この実施形態では、長辺である第1辺2Aおよび第2辺2B)の中央を通る軸Aに対して線対称である。 Here, the peripheral edge portion 7 of the island 2 is a portion of each side 2A to 2D of the island 2 and a portion in the vicinity thereof. In this embodiment, the portion not covered by the semiconductor chip 5 in the plan view may be defined as the peripheral edge portion 7 of the island 2. In this embodiment, a part of the peripheral edge portion 7 along the pair of short sides (third side 2C and fourth side 2D) of the island 2 protrudes to form a pair of protruding portions 9 of the island 2. The pair of protrusions 9 are line-symmetric with respect to the axis A passing through the center of the other sides of the island 2 (in this embodiment, the long sides, the first side 2A and the second side 2B).

また、各突出部9は、アイランド2の第3辺2Cおよび第4辺2Dの両端部からそれぞれ離れた部分に形成されている。これにより、アイランド2の第3辺2Cおよび第4辺2Dの両端部には、それぞれ、一対の切欠部8が形成されている。各突出部9は、平面視において、一対の切欠部8に挟まれている。また、各突出部9および一対の切欠部8は、アイランド2の第3辺2Cおよび第4辺2Dの中央を通る軸Bに対して線対称である。 Further, each protruding portion 9 is formed at a portion separated from both ends of the third side 2C and the fourth side 2D of the island 2. As a result, a pair of notches 8 are formed at both ends of the third side 2C and the fourth side 2D of the island 2. Each protrusion 9 is sandwiched between a pair of notches 8 in a plan view. Further, each of the protrusions 9 and the pair of notches 8 are line-symmetric with respect to the axis B passing through the center of the third side 2C and the fourth side 2D of the island 2.

各突出部9は、平面視において、略長方形状である。一方、各切欠部8は、各辺2C,2Dに対してアイランド2の内側に向かって第1の距離L1を有する第1段差10と、第1の距離L1よりも短い第2の距離L2を有する第2段差11との組み合わせからなっていてもよい。つまり、各切欠部8は、アイランド2の第1辺2Aおよび第2辺2Bに沿って延び、各突出部9の1辺を形成する直線状の辺12と、アイランド2の第3辺2Cおよび第4辺2Dに沿って延び、かつ非直線状(たとえば、クランク状、S字状等)の辺13とで区画されていてもよい。 Each protrusion 9 has a substantially rectangular shape in a plan view. On the other hand, each notch 8 has a first step 10 having a first distance L1 toward the inside of the island 2 with respect to the sides 2C and 2D, and a second distance L2 shorter than the first distance L1. It may consist of a combination with the second step 11 having. That is, each notch 8 extends along the first side 2A and the second side 2B of the island 2, and forms a straight side 12 forming one side of each protruding portion 9, and the third side 2C of the island 2 and the island 2. It may extend along the fourth side 2D and may be partitioned by a non-linear (for example, crank-shaped, S-shaped, etc.) side 13.

図4Aおよび図4Bを参照して、アイランド2は、第1母材14と、第1母材14上に形成された第1表層めっき層15とを含む。
第1母材14は、Cuを主成分とする金属からなる。たとえば、Cuを主成分とする金属の線膨張係数は、16(10−6/K)〜19(10−6/K)であってもよい。ここで、「Cuを主成分とする金属」とは、第1母材14を構成するCuの質量比率(質量%)が、第1母材14を構成する他の成分に対して最も高い金属のことをいう。
With reference to FIGS. 4A and 4B, the island 2 includes a first base material 14 and a first surface plating layer 15 formed on the first base material 14.
The first base material 14 is made of a metal containing Cu as a main component. For example, the coefficient of linear expansion of a metal containing Cu as a main component may be 16 ( 10-6 / K) to 19 ( 10-6 / K). Here, the "metal containing Cu as a main component" is a metal in which the mass ratio (mass%) of Cu constituting the first base material 14 is the highest with respect to other components constituting the first base material 14. It means that.

第1母材14がCu−Sn合金からなる場合、Cuの質量比率RCuは、Snの質量比率RSnよりも高い(RCu>RSn)。「Cuを主成分とする金属」には、微量の不純物を含む場合はあるが、純度99.9999%(6N)以上の高純度銅や、純度99.99%(4N)以上の高純度銅等も含まれる。また、他のCu合金としては、たとえば、Cu−Zr合金、Cu−Fe合金、Cu−Cr−Sn−Zr合金等の公知のCu合金材が挙げられる。 When the first base material 14 is made of a Cu—Sn alloy, the mass ratio R Cu of Cu is higher than the mass ratio R Sn of Sn (R Cu > R Sn ). The "metal containing Cu as a main component" may contain trace impurities, but high-purity copper having a purity of 99.99999% (6N) or more and high-purity copper having a purity of 99.99% (4N) or more. Etc. are also included. Examples of other Cu alloys include known Cu alloy materials such as Cu-Zr alloy, Cu-Fe alloy, and Cu-Cr-Sn-Zr alloy.

第1母材14は、第1面16、その反対側の第2面17および当該第1面16と第2面17とを接続する第3面18を有している。別の言い方では、第1母材14の第1面16は上面であり、第2面17は裏面であり、第3面18は側面であってもよい。また、第1母材14は、たとえば、0.15mm〜0.3mmの厚さを有する金属板であってもよい。 The first base material 14 has a first surface 16, a second surface 17 on the opposite side thereof, and a third surface 18 connecting the first surface 16 and the second surface 17. In other words, the first surface 16 of the first base material 14 may be the upper surface, the second surface 17 may be the back surface, and the third surface 18 may be the side surface. Further, the first base material 14 may be, for example, a metal plate having a thickness of 0.15 mm to 0.3 mm.

第1表層めっき層15は、Niを主成分とする金属からなる。ここで、「Niを主成分とする金属」とは、第1表層めっき層15を構成するNiの質量比率(質量%)が、第1表層めっき層15を構成する他の成分に対して最も高い金属のことをいう。「Niを主成分とする金属」は、微量の不純物(たとえば、Fe等)を含む場合はあるが、Niを99%以上含んでいれば、Niを主成分とする金属と称してもよい。 The first surface plating layer 15 is made of a metal containing Ni as a main component. Here, the "metal containing Ni as a main component" means that the mass ratio (mass%) of Ni constituting the first surface layer plating layer 15 is the highest with respect to other components constituting the first surface layer plating layer 15. It refers to expensive metal. The "metal containing Ni as a main component" may contain a trace amount of impurities (for example, Fe, etc.), but if it contains 99% or more of Ni, it may be referred to as a metal containing Ni as a main component.

第1表層めっき層15は、この実施形態では、第1母材14の第1面16、第2面17および第3面18の全てを覆っている。つまり、第1母材14の表面全体が、第1表層めっき層15で覆われている。これにより、アイランド2の表面全体が、第1表層めっき層15で形成されている。
この実施形態では、アイランド2は、第1面19、その反対側の第2面20および当該第1面19と第2面20とを接続する第3面21を有している。別の言い方では、アイランド2の第1面19は上面であり、第2面20は裏面であり、第3面21は側面であってもよい。このアイランド2の第1面19、第2面20および第3面21の全てが、第1表層めっき層15で形成されている。また、第1表層めっき層15は、たとえば、2μm〜3μmの厚さを有する金属薄膜であってもよい。
In this embodiment, the first surface plating layer 15 covers all of the first surface 16, the second surface 17, and the third surface 18 of the first base material 14. That is, the entire surface of the first base material 14 is covered with the first surface plating layer 15. As a result, the entire surface of the island 2 is formed by the first surface plating layer 15.
In this embodiment, the island 2 has a first surface 19, a second surface 20 on the opposite side thereof, and a third surface 21 connecting the first surface 19 and the second surface 20. In other words, the first surface 19 of the island 2 may be the upper surface, the second surface 20 may be the back surface, and the third surface 21 may be the side surface. All of the first surface 19, the second surface 20, and the third surface 21 of the island 2 are formed by the first surface plating layer 15. Further, the first surface layer plating layer 15 may be, for example, a metal thin film having a thickness of 2 μm to 3 μm.

このような層構成を有するアイランド2の第1面19の算術平均粗さRaは、0.1μm未満である。より具体的には、図5を参照して、アイランド2の第1面19には、複数の凸部22が選択的に形成され、複数の凸部22の間に凹部23が形成されている。これらの凸部22および凹部23の凹凸構造が形成されたアイランド2の第1面19の算術平均粗さRaが0.1μm未満である(図5のSEM画像の表面の算術平均粗さRaは、0.085μm)。また、たとえば、凸部22および凹部23は、線状の凸部24および線状の凹部25を含んでいてもよいし、点状の凸部26および点状の凹部27を含んでいてもよい。 The arithmetic mean roughness Ra of the first surface 19 of the island 2 having such a layer structure is less than 0.1 μm. More specifically, with reference to FIG. 5, a plurality of convex portions 22 are selectively formed on the first surface 19 of the island 2, and a concave portion 23 is formed between the plurality of convex portions 22. .. The arithmetic average roughness Ra of the first surface 19 of the island 2 on which the concave-convex structure of the convex portion 22 and the concave portion 23 is formed is less than 0.1 μm (the arithmetic average roughness Ra of the surface of the SEM image of FIG. 5 is , 0.085 μm). Further, for example, the convex portion 22 and the concave portion 23 may include the linear convex portion 24 and the linear concave portion 25, or may include the point-shaped convex portion 26 and the point-shaped concave portion 27. ..

図3を参照して、リード3は、第1リード28、および第1リード28とは異なる第2リード29を含む。
第1リード28は、この実施形態では、封止樹脂6の第1辺6A側に配置されている。この実施形態では、前述の軸Aに対して線対称な一対の第1リード28が形成されている。
With reference to FIG. 3, the lead 3 includes a first lead 28 and a second lead 29 that is different from the first lead 28.
In this embodiment, the first lead 28 is arranged on the first side 6A side of the sealing resin 6. In this embodiment, a pair of first leads 28 that are line-symmetrical with respect to the axis A described above are formed.

各第1リード28は、封止樹脂6から露出した複数の第1アウターリード30と、複数の第1アウターリード30の延長部を封止樹脂6内で連結する第1インナーリード31とを含む。この実施形態では、4本の第1アウターリード30の延長部32が、1本の第1インナーリード31で連結されている。
第1インナーリード31は、封止樹脂6の第1辺6Aに沿って延びており、平面視略長方形状に形成されている。また、第1インナーリード31は、アイランド2に対して上方に離れた高さ位置に配置されている。複数の第1アウターリード30は、第1インナーリード31の長辺に沿って間隔を空けて配列されている。各第1アウターリード30は、第1インナーリード31の長手方向に対して垂直な方向に延びている。また、図1、図2および図4Aを参照して、各第1アウターリード30は、クランク形状に形成されており、アイランド2の第2面17と同じ高さに底面(第2面43)を有している。
Each first lead 28 includes a plurality of first outer leads 30 exposed from the sealing resin 6 and a first inner lead 31 connecting an extension portion of the plurality of first outer leads 30 in the sealing resin 6. .. In this embodiment, the extension portions 32 of the four first outer leads 30 are connected by one first inner lead 31.
The first inner lead 31 extends along the first side 6A of the sealing resin 6 and is formed in a substantially rectangular shape in a plan view. Further, the first inner lead 31 is arranged at a height position separated upward from the island 2. The plurality of first outer leads 30 are arranged at intervals along the long side of the first inner lead 31. Each first outer lead 30 extends in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first inner lead 31. Further, referring to FIGS. 1, 2 and 4A, each of the first outer leads 30 is formed in a crank shape and has a bottom surface (second surface 43) at the same height as the second surface 17 of the island 2. have.

第2リード29は、この実施形態では、封止樹脂6の第2辺6B側に配置されている。第2リード29は、封止樹脂6から露出した複数の第2アウターリード33と、各第2アウターリード33に対して1対1で接続された第2インナーリード34とを含む。この実施形態では、1本の第2アウターリード33と1本の第2インナーリード34とが一体化した第2リード29が合計8本形成されている。 In this embodiment, the second lead 29 is arranged on the second side 6B side of the sealing resin 6. The second lead 29 includes a plurality of second outer leads 33 exposed from the sealing resin 6, and a second inner lead 34 connected one-to-one with each of the second outer leads 33. In this embodiment, a total of eight second leads 29, in which one second outer lead 33 and one second inner lead 34 are integrated, are formed.

図3を参照して、各第2インナーリード34は、封止樹脂6の第2辺6Bに対して垂直な方向に延びている。第2インナーリード34は、封止樹脂6の第2辺6Bに対して垂直な方向に沿って、相対的に広い幅を有する第1部分35と、第1部分35に比べて狭い幅を有する第2部分36とを有していてもよい。
第1部分35および第2部分36は、それぞれ、1つずつ形成されていてもよいし、2つ以上形成されていてもよい。この実施形態では、第2インナーリード34のアイランド2に近い側の端部から、第1部分35、第2部分36、第1部分35および第2部分36の順に交互に形成されている。隣り合う第1部分35で挟まれた第2部分36は、幅広な一対の第1部分35の間の幅狭な部分であり、第2インナーリード34のネック部と称してもよい。
With reference to FIG. 3, each second inner lead 34 extends in a direction perpendicular to the second side 6B of the sealing resin 6. The second inner lead 34 has a first portion 35 having a relatively wide width and a width narrower than that of the first portion 35 along the direction perpendicular to the second side 6B of the sealing resin 6. It may have a second portion 36 and.
The first portion 35 and the second portion 36 may be formed one by one, or two or more thereof may be formed. In this embodiment, the first portion 35, the second portion 36, the first portion 35, and the second portion 36 are alternately formed from the end portion of the second inner lead 34 on the side closer to the island 2. The second portion 36 sandwiched between the adjacent first portions 35 is a narrow portion between a pair of wide first portions 35, and may be referred to as a neck portion of the second inner lead 34.

また、図4Aを参照して、第2インナーリード34は、アイランド2に対して上方に離れた高さ位置に配置されている。
各第2アウターリード33は、封止樹脂6の第2辺6Bに対して垂直な方向に第2インナーリード34と一体的に延びている。また、図1、図2および図4Aを参照して、各第2アウターリード33は、クランク形状に形成されており、アイランド2の第2面17と同じ高さに底面(第2面43)を有している。
Further, referring to FIG. 4A, the second inner lead 34 is arranged at a height position separated upward from the island 2.
Each of the second outer leads 33 extends integrally with the second inner lead 34 in a direction perpendicular to the second side 6B of the sealing resin 6. Further, referring to FIGS. 1, 2 and 4A, each of the second outer leads 33 is formed in a crank shape and has a bottom surface (second surface 43) at the same height as the second surface 17 of the island 2. have.

また、この半導体装置1では、封止樹脂6の第3辺6C側および第4辺6D側に、リード3が配置されていない。つまり、封止樹脂6の第3辺6C側の側面(後述する第3面62)および第4辺6D側の側面(後述する第3面62)は、リード3が突出していない側面となっている。
図4Aおよび図4Bを参照して、リード3は、第2母材37と、第2母材37上に形成された第2表層めっき層38とを含む。
Further, in the semiconductor device 1, the leads 3 are not arranged on the third side 6C side and the fourth side 6D side of the sealing resin 6. That is, the side surface of the sealing resin 6 on the third side 6C side (the third surface 62 described later) and the side surface on the fourth side 6D side (the third surface 62 described later) are side surfaces on which the lead 3 does not protrude. There is.
With reference to FIGS. 4A and 4B, the lead 3 includes a second base material 37 and a second surface plating layer 38 formed on the second base material 37.

第2母材37は、Cuを主成分とする金属からなる。つまり、第2母材37は、第1母材14と同じ材料からなっていてもよい。たとえば、Cuを主成分とする金属の線膨張係数は、16(10−6/K)〜19(10−6/K)であってもよい。ここで、「Cuを主成分とする金属」とは、第2母材37を構成するCuの質量比率(質量%)が、第2母材37を構成する他の成分に対して最も高い金属のことをいう。 The second base material 37 is made of a metal containing Cu as a main component. That is, the second base material 37 may be made of the same material as the first base material 14. For example, the coefficient of linear expansion of a metal containing Cu as a main component may be 16 ( 10-6 / K) to 19 ( 10-6 / K). Here, the "metal containing Cu as a main component" is a metal in which the mass ratio (mass%) of Cu constituting the second base material 37 is the highest with respect to other components constituting the second base material 37. It means that.

第2母材37がCu−Sn合金からなる場合、Cuの質量比率RCuは、Snの質量比率RSnよりも高い(RCu>RSn)。「Cuを主成分とする金属」には、微量の不純物を含む場合はあるが、純度99.9999%(6N)以上の高純度銅や、純度99.99%(4N)以上の高純度銅等も含まれる。また、他のCu合金としては、たとえば、Cu−Zr合金、Cu−Fe合金、Cu−Cr−Sn−Zr合金等の公知のCu合金材が挙げられる。 When the second base material 37 is made of a Cu—Sn alloy, the mass ratio R Cu of Cu is higher than the mass ratio R Sn of Sn (R Cu > R Sn ). The "metal containing Cu as a main component" may contain trace impurities, but high-purity copper having a purity of 99.99999% (6N) or more and high-purity copper having a purity of 99.99% (4N) or more. Etc. are also included. Examples of other Cu alloys include known Cu alloy materials such as Cu-Zr alloys, Cu-Fe alloys, and Cu-Cr-Sn-Zr alloys.

第2母材37は、第1面39、その反対側の第2面40および当該第1面39と第2面40とを接続する第3面41を有している。別の言い方では、第2母材37の第1面39は上面であり、第2面40は裏面であり、第3面41は側面であってもよい。また、第2母材37は、たとえば、0.15mm〜0.3mmの厚さを有する金属板であってもよい。 The second base material 37 has a first surface 39, a second surface 40 on the opposite side thereof, and a third surface 41 connecting the first surface 39 and the second surface 40. In other words, the first surface 39 of the second base material 37 may be the upper surface, the second surface 40 may be the back surface, and the third surface 41 may be the side surface. Further, the second base material 37 may be, for example, a metal plate having a thickness of 0.15 mm to 0.3 mm.

第2表層めっき層38は、Niを主成分とする金属からなる。ここで、「Niを主成分とする金属」とは、第2表層めっき層38を構成するNiの質量比率(質量%)が、第2表層めっき層38を構成する他の成分に対して最も高い金属のことをいう。「Niを主成分とする金属」は、微量の不純物(たとえば、Fe等)を含む場合はあるが、Niを99%以上含んでいれば、Niを主成分とする金属と称してもよい。 The second surface plating layer 38 is made of a metal containing Ni as a main component. Here, the "metal containing Ni as a main component" means that the mass ratio (mass%) of Ni constituting the second surface layer plating layer 38 is the highest with respect to other components constituting the second surface layer plating layer 38. It refers to expensive metal. The "metal containing Ni as a main component" may contain a trace amount of impurities (for example, Fe, etc.), but if it contains 99% or more of Ni, it may be referred to as a metal containing Ni as a main component.

第2表層めっき層38は、この実施形態では、第2母材37の第1面39、第2面40および第3面41の全てを覆っている。つまり、第2母材37の表面全体が、第2表層めっき層38で覆われている。これにより、リード3の表面全体が、第2表層めっき層38で形成されている。
この実施形態では、リード3は、第1面42、その反対側の第2面43および当該第1面42と第2面43とを接続する第3面44を有している。別の言い方では、リード3の第1面42は上面であり、第2面43は裏面であり、第3面44は側面であってもよい。このリード3の第1面42、第2面43および第3面44の全てが、第2表層めっき層38で形成されている。また、第2表層めっき層38は、たとえば、2μm〜3μmの厚さを有する金属薄膜であってもよい。
In this embodiment, the second surface plating layer 38 covers all of the first surface 39, the second surface 40, and the third surface 41 of the second base material 37. That is, the entire surface of the second base material 37 is covered with the second surface plating layer 38. As a result, the entire surface of the reed 3 is formed by the second surface plating layer 38.
In this embodiment, the lead 3 has a first surface 42, a second surface 43 on the opposite side thereof, and a third surface 44 connecting the first surface 42 and the second surface 43. In other words, the first surface 42 of the lead 3 may be the upper surface, the second surface 43 may be the back surface, and the third surface 44 may be the side surface. All of the first surface 42, the second surface 43, and the third surface 44 of the lead 3 are formed by the second surface plating layer 38. Further, the second surface plating layer 38 may be, for example, a metal thin film having a thickness of 2 μm to 3 μm.

このような層構成を有するリード3の第1面42の算術平均粗さRaは、0.1μm未満である。より具体的には、図5に示したアイランド2の第1面19と同様に、リード3の第1面42には、複数の凸部22が選択的に形成され、複数の凸部22の間に凹部23が形成されている。これらの凸部22および凹部23の凹凸構造が形成されたリード3の第1面42の算術平均粗さRaが0.1μm未満である(図5のSEM画像の表面の算術平均粗さRaは、0.085μm)。また、たとえば、凸部22および凹部23は、線状の凸部24および線状の凹部25を含んでいてもよいし、点状の凸部26および点状の凹部27を含んでいてもよい。 The arithmetic mean roughness Ra of the first surface 42 of the reed 3 having such a layer structure is less than 0.1 μm. More specifically, similarly to the first surface 19 of the island 2 shown in FIG. 5, a plurality of convex portions 22 are selectively formed on the first surface 42 of the lead 3, and the plurality of convex portions 22 are formed. A recess 23 is formed between them. The arithmetic average roughness Ra of the first surface 42 of the lead 3 on which the concave-convex structure of the convex portion 22 and the concave portion 23 is formed is less than 0.1 μm (the arithmetic average roughness Ra of the surface of the SEM image of FIG. 5 is , 0.085 μm). Further, for example, the convex portion 22 and the concave portion 23 may include the linear convex portion 24 and the linear concave portion 25, or may include the point-shaped convex portion 26 and the point-shaped concave portion 27. ..

接合材4は、アイランド2上に形成され、かつアイランド2の第1面19に直接接している。接合材4は、この実施形態では、はんだを主成分とする金属からなる。たとえば、はんだを主成分とする金属の線膨張係数は、19(10−6/K)〜32(10−6/K)であってもよい。
ここで、「はんだを主成分とする金属」とは、接合材4を構成する、はんだの質量比率(質量%)が、接合材4を構成する他の成分に対して最も高い金属のことをいう。はんだの具体的な組成としては、たとえば、鉛含有はんだ、鉛フリーはんだのいずれであってもよい。鉛含有はんだとしては、たとえば、PbSn、PbSnAg、PbSnBi、PbSnBiIn等が挙げられる。鉛フリーはんだとしては、たとえば、AuSn、AgSn、AgSnCu、SnZnBi、SnSbNi、SnZn、SnBi等が挙げられる。また、接合材4は、20μm〜80μmの厚さT1を有している。
The bonding material 4 is formed on the island 2 and is in direct contact with the first surface 19 of the island 2. In this embodiment, the bonding material 4 is made of a metal containing solder as a main component. For example, the coefficient of linear expansion of a metal containing solder as a main component may be 19 ( 10-6 / K) to 32 ( 10-6 / K).
Here, the "metal containing solder as a main component" refers to a metal that constitutes the bonding material 4 and has the highest mass ratio (mass%) of solder with respect to other components constituting the bonding material 4. Say. The specific composition of the solder may be, for example, lead-containing solder or lead-free solder. Examples of the lead-containing solder include PbSn, PbSnAg, PbSnBi, PbSnBiIn and the like. Examples of the lead-free solder include AuSn, AgSn, AgSnCu, SnZnBi, SnSbNi, SnZn, SnBi and the like. Further, the bonding material 4 has a thickness T1 of 20 μm to 80 μm.

図3を参照して、半導体チップ5は、平面視において、四角形状(長方形状)に形成されている。半導体チップ5は、互いに対向する第1辺5Aおよび第2辺5Bと、互いに対向する第3辺5Cおよび第4辺5Dとを有している。この実施形態では、第1辺5Aおよび第2辺5Bが半導体チップ5の長辺であり、第3辺5Cおよび第4辺5Dが半導体チップ5の短辺である。 With reference to FIG. 3, the semiconductor chip 5 is formed in a rectangular shape (rectangular shape) in a plan view. The semiconductor chip 5 has a first side 5A and a second side 5B facing each other, and a third side 5C and a fourth side 5D facing each other. In this embodiment, the first side 5A and the second side 5B are the long sides of the semiconductor chip 5, and the third side 5C and the fourth side 5D are the short sides of the semiconductor chip 5.

半導体チップ5は、半導体基板45と、第1電極46と、第2電極47と、表面保護膜48とを備えている。
半導体基板45は、たとえば、Si基板、SiC基板等の公知の半導体基板45であってよい。半導体基板45は、第1面49、その反対側の第2面50および当該第1面49と第2面50とを接続する第3面51を有している。別の言い方では、半導体基板45の第1面49は上面であり、第2面50は裏面であり、第3面51は側面であってもよい。半導体基板45の第1面49には、たとえば、MOSFET52(スイッチング素子)および当該MOSFET52の保護回路(図示せず)等の半導体素子が形成されている。MOSFET52は、第1電極46と第2電極47との間を半導体基板45の厚さ方向に電流が流れる縦型素子である。
The semiconductor chip 5 includes a semiconductor substrate 45, a first electrode 46, a second electrode 47, and a surface protective film 48.
The semiconductor substrate 45 may be, for example, a known semiconductor substrate 45 such as a Si substrate or a SiC substrate. The semiconductor substrate 45 has a first surface 49, a second surface 50 on the opposite side thereof, and a third surface 51 connecting the first surface 49 and the second surface 50. In other words, the first surface 49 of the semiconductor substrate 45 may be the upper surface, the second surface 50 may be the back surface, and the third surface 51 may be the side surface. A semiconductor element such as a MOSFET 52 (switching element) and a protection circuit (not shown) of the MOSFET 52 is formed on the first surface 49 of the semiconductor substrate 45. The MOSFET 52 is a vertical element in which a current flows between the first electrode 46 and the second electrode 47 in the thickness direction of the semiconductor substrate 45.

第1電極46は、半導体基板45の第2面50に形成され、たとえば、第2面50の全体を覆っている。第1電極46は、半導体基板45のMOSFET52に電気的に接続されている。第1電極46は、たとえば、アルミニウム(アルミニウム合金を含む)等の金属膜からなっていてもよい。なお、第1電極46は、MOSFET52のドレイン電極と称してもよいし、半導体装置1の裏面電極と称してもよい。 The first electrode 46 is formed on the second surface 50 of the semiconductor substrate 45, and covers, for example, the entire second surface 50. The first electrode 46 is electrically connected to the MOSFET 52 of the semiconductor substrate 45. The first electrode 46 may be made of, for example, a metal film such as aluminum (including an aluminum alloy). The first electrode 46 may be referred to as a drain electrode of the MOSFET 52 or a back electrode of the semiconductor device 1.

第2電極47は、たとえば、図示しない層間絶縁膜等の絶縁膜を介して、半導体基板45の第1面49上に形成されている。第2電極47は、たとえば、アルミニウム(アルミニウム合金を含む)等の金属膜からなり、所定のパターンで形成されていてもよい。なお、第2電極47の1つは、MOSFET52のソース電極と称してもよいし、半導体装置1の表面電極と称してもよい。また、他の第2電極47は、MOSFET52のゲート電極と称してもよい。 The second electrode 47 is formed on the first surface 49 of the semiconductor substrate 45, for example, via an insulating film such as an interlayer insulating film (not shown). The second electrode 47 may be made of, for example, a metal film such as aluminum (including an aluminum alloy) and may be formed in a predetermined pattern. One of the second electrodes 47 may be referred to as a source electrode of the MOSFET 52 or a surface electrode of the semiconductor device 1. Further, the other second electrode 47 may be referred to as a gate electrode of the MOSFET 52.

表面保護膜48は、第2電極47を覆っている。表面保護膜48は、たとえば、酸化シリコン(SiO)、窒化シリコン(SiN)等の公知の絶縁膜であってよい。表面保護膜48には、第1開口53および第2開口54が形成されている。第1開口53から第2電極47の一部が第1パッド55として露出しており、第2開口54から第2電極47の一部が第2パッド56として露出している。第1パッド55および第2パッド56は、互いに離れており、絶縁されている。図3を参照して、この実施形態では、第1パッド55が相対的に大きな面積を有し、第2パッド56が第1パッド55よりも小さな面積を有している。 The surface protective film 48 covers the second electrode 47. The surface protective film 48 may be, for example, a known insulating film such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN). The surface protective film 48 is formed with a first opening 53 and a second opening 54. A part of the second electrode 47 is exposed as the first pad 55 from the first opening 53, and a part of the second electrode 47 is exposed as the second pad 56 from the second opening 54. The first pad 55 and the second pad 56 are separated from each other and are insulated from each other. With reference to FIG. 3, in this embodiment, the first pad 55 has a relatively large area and the second pad 56 has a smaller area than the first pad 55.

第1パッド55は、封止樹脂6の第1辺6A側に配置されている。第1パッド55は、封止樹脂6の第1辺6Aに沿って間隔を空けて複数配列されている。この実施形態では、2つの第1パッド55が配列されている。そして、1つの第1パッド55と1つの第1インナーリード31とが、複数の第1ワイヤ57で接続されている。第1パッド55における複数の第1ワイヤ57の接合部間の距離は、第1インナーリード31における複数の第1ワイヤ57の接合部間の距離よりも狭くなっている。 The first pad 55 is arranged on the first side 6A side of the sealing resin 6. A plurality of the first pads 55 are arranged at intervals along the first side 6A of the sealing resin 6. In this embodiment, two first pads 55 are arranged. Then, one first pad 55 and one first inner lead 31 are connected by a plurality of first wires 57. The distance between the joints of the plurality of first wires 57 in the first pad 55 is smaller than the distance between the joints of the plurality of first wires 57 in the first inner lead 31.

第2パッド56は、封止樹脂6の第2辺6B側に配置されている。第2パッド56は、封止樹脂6の第2辺6Bに沿って間隔を空けて複数配列されている。この実施形態では、8つの第1パッド55が配列されている。そして、1つの第2パッド56と1つの第2インナーリード34とが、1本の第2ワイヤ58で接続されている。
第1ワイヤ57および第2ワイヤ58は、Auワイヤ、Cuワイヤ等の公知のボンディングワイヤであってよい。
The second pad 56 is arranged on the second side 6B side of the sealing resin 6. A plurality of second pads 56 are arranged at intervals along the second side 6B of the sealing resin 6. In this embodiment, eight first pads 55 are arranged. Then, one second pad 56 and one second inner lead 34 are connected by one second wire 58.
The first wire 57 and the second wire 58 may be known bonding wires such as Au wire and Cu wire.

半導体チップ5は、接合材4上に配置されており、かつ第1電極46が接合材4に直接接している。また、図3を参照して、半導体チップ5を第2面50側(裏面側)から支持する接合材4の一部は、平面視において、半導体チップ5の1辺のみ、または2辺のみから漏れ出している。
図3では、半導体チップ5の第2辺5Bおよび第4辺5Dから漏れ出した接合材4の漏れ出し部分59が示されている。より具体的には、半導体チップ5の第3辺5Cおよび第4辺5Dと、アイランド2の第3辺2Cおよび第4辺2Dとの距離L3は、半導体チップ5の第1辺5Aおよび第2辺5Bと、アイランド2の第1辺2Aおよび第2辺2Bとの距離L4よりも長くなっている。これにより、半導体チップ5の第4辺5Dから漏れ出した接合材4の漏れ出し部分59が、アイランド2の第4辺2Dに達していない一方、半導体チップ5の第2辺5Bから漏れ出した接合材4の漏れ出し部分59は、アイランド2の第2辺2Bに達している。また、半導体チップ5の第2辺5Bから漏れ出した接合材4の漏れ出し部分59は、図4Aに破線で示すように、アイランド2の第2面20に達していなければ、アイランド2の第3面21を部分的に覆っていてもよい。
The semiconductor chip 5 is arranged on the bonding material 4, and the first electrode 46 is in direct contact with the bonding material 4. Further, referring to FIG. 3, a part of the bonding material 4 that supports the semiconductor chip 5 from the second surface 50 side (back surface side) is seen from only one side or only two sides of the semiconductor chip 5 in a plan view. It's leaking.
In FIG. 3, the leaking portion 59 of the bonding material 4 leaking from the second side 5B and the fourth side 5D of the semiconductor chip 5 is shown. More specifically, the distance L3 between the third side 5C and the fourth side 5D of the semiconductor chip 5 and the third side 2C and the fourth side 2D of the island 2 is the first side 5A and the second side of the semiconductor chip 5. The distance between the side 5B and the first side 2A and the second side 2B of the island 2 is longer than the distance L4. As a result, the leaking portion 59 of the bonding material 4 leaking from the fourth side 5D of the semiconductor chip 5 did not reach the fourth side 2D of the island 2, while leaking from the second side 5B of the semiconductor chip 5. The leaked portion 59 of the joining material 4 reaches the second side 2B of the island 2. Further, as shown by the broken line in FIG. 4A, if the leaking portion 59 of the bonding material 4 leaking from the second side 5B of the semiconductor chip 5 does not reach the second surface 20 of the island 2, the second surface of the island 2 The three sides 21 may be partially covered.

このように、接合材4の漏れ出し部分59がアイランド2の第2面20まで達し難い要因は、アイランド2の第1面19の算術平均粗さRaが0.1μm未満であることに加え、アイランド2の第3面21の算術平均粗さRaが0.1μm未満であるためである。アイランド2の第1面19および第3面21は、後述するように、いずれも共通のめっき工程で形成された第1表層めっき層15で構成されている。したがって、接合材4の漏れ出し部分59がアイランド2の第2辺2Bに達しても、アイランド2の第3面21でも毛細管現象が抑制され、結果として、接合材4が第2面20まで広く拡大することが抑制される。 As described above, the reason why the leaked portion 59 of the bonding material 4 is difficult to reach the second surface 20 of the island 2 is that the arithmetic average roughness Ra of the first surface 19 of the island 2 is less than 0.1 μm. This is because the arithmetic mean roughness Ra of the third surface 21 of the island 2 is less than 0.1 μm. As will be described later, the first surface 19 and the third surface 21 of the island 2 are each composed of a first surface plating layer 15 formed by a common plating process. Therefore, even if the leaked portion 59 of the bonding material 4 reaches the second side 2B of the island 2, the capillary phenomenon is suppressed on the third surface 21 of the island 2, and as a result, the bonding material 4 is widened to the second surface 20. Expansion is suppressed.

また、アイランド2の第2辺2Bでは、アイランド2の第1面19と第3面21とが交差している。そのため、接合材4の漏れ出し部分59が、この交差部に達したときに、漏れ出し部分59の表面張力によって、漏れ出し部分59の第3面21への拡大が抑制され、漏れ出し部分59が交差部に留まりやすくなる。その結果、接合材4の漏れ出し部分59がアイランド2の第2面20まで達し難くなる。 Further, on the second side 2B of the island 2, the first surface 19 and the third surface 21 of the island 2 intersect. Therefore, when the leaked portion 59 of the bonding material 4 reaches this intersection, the surface tension of the leaked portion 59 suppresses the expansion of the leaked portion 59 to the third surface 21, and the leaked portion 59 Is easier to stay at the intersection. As a result, it becomes difficult for the leaked portion 59 of the bonding material 4 to reach the second surface 20 of the island 2.

なお、接合材4の漏れ出し部分59は、半導体チップ5の第2辺5Bおよび第4辺5Dの他、第1辺5Aおよび第3辺5Cのいずれかに形成されていてもよいし、第1辺5A〜第4辺5Dのうちの任意の1辺または2辺に形成されていてもよい。
封止樹脂6は、エポキシ樹脂を主成分とする材料からなる。エポキシ樹脂としては、たとえば、公知の封止樹脂材料を適用できる。封止樹脂6は、前述のように直方体形状に形成されており、第1面60、その反対側の第2面61および当該第1面60と第2面61とを接続する第3面62を有している。別の言い方では、封止樹脂6の第1面60は上面であり、第2面61は裏面であり、第3面62は側面であってもよい。
The leaked portion 59 of the bonding material 4 may be formed on any of the first side 5A and the third side 5C in addition to the second side 5B and the fourth side 5D of the semiconductor chip 5. It may be formed on any one or two sides of the one side 5A to the fourth side 5D.
The sealing resin 6 is made of a material containing an epoxy resin as a main component. As the epoxy resin, for example, a known sealing resin material can be applied. The sealing resin 6 is formed in a rectangular parallelepiped shape as described above, and has a first surface 60, a second surface 61 on the opposite side thereof, and a third surface 62 connecting the first surface 60 and the second surface 61. have. In other words, the first surface 60 of the sealing resin 6 may be the upper surface, the second surface 61 may be the back surface, and the third surface 62 may be the side surface.

封止樹脂6は、アイランド2、リード3、接合材4および半導体チップ5を覆うことによって、これらを封止しており、かつアイランド2の第2面20(裏面)を裏面端子として露出させている。図2、図4Aおよび図4Bを参照して、この実施形態では、アイランド2の第2面20の全体が、封止樹脂6の第2面61から露出している。露出したアイランド2の第2面20は、たとえば、実装基板への半導体装置1の実装時、実装基板の回路を構成する配線に接続される。これにより、半導体チップ5をその厚さ方向に流れる電流を、接合材4を介してアイランド2へ縦方向に流し、さらにアイランド2の第2面20(裏面)から実装基板上の配線に流すことができる。 The sealing resin 6 seals the island 2, the lead 3, the bonding material 4, and the semiconductor chip 5 by covering them, and exposes the second surface 20 (back surface) of the island 2 as a back surface terminal. There is. With reference to FIGS. 2, 4A and 4B, in this embodiment, the entire second surface 20 of the island 2 is exposed from the second surface 61 of the sealing resin 6. The second surface 20 of the exposed island 2 is connected to, for example, the wiring constituting the circuit of the mounting board when the semiconductor device 1 is mounted on the mounting board. As a result, the current flowing in the thickness direction of the semiconductor chip 5 is allowed to flow in the vertical direction to the island 2 via the bonding material 4, and further flows from the second surface 20 (back surface) of the island 2 to the wiring on the mounting substrate. Can be done.

また、封止樹脂6の互いに対向する一対の第3面62から、第1アウターリード30および第2アウターリード33が、それぞれクランク状に延びている。
次に、半導体装置1の作用効果について説明する。まず、参考例に係る半導体装置について検討する。
参考例に係る半導体装置では、アイランド63の第1面64の表面状態が、図6の通りとなっている。このような層構成を有するアイランド63の第1面64の算術平均粗さRaは、0.1μm未満ではない。より具体的には、参考例に係る半導体装置のアイランド63の第1面64には、その全体にわたって、多数の球状の凸部65若しくは粒子66が散在している。そのため、球状の凸部65や粒子66間の微細な溝67(隙間)が、アイランド63の第1面64の全体にわたって、たとえば蜘蛛の巣状に張り巡らされている。
Further, the first outer lead 30 and the second outer lead 33 extend in a crank shape from the pair of third surfaces 62 of the sealing resin 6 facing each other.
Next, the operation and effect of the semiconductor device 1 will be described. First, the semiconductor device according to the reference example will be examined.
In the semiconductor device according to the reference example, the surface state of the first surface 64 of the island 63 is as shown in FIG. The arithmetic mean roughness Ra of the first surface 64 of the island 63 having such a layer structure is not less than 0.1 μm. More specifically, a large number of spherical protrusions 65 or particles 66 are scattered over the first surface 64 of the island 63 of the semiconductor device according to the reference example. Therefore, the spherical convex portion 65 and the fine groove 67 (gap) between the particles 66 are stretched over the entire first surface 64 of the island 63, for example, in the shape of a spider web.

すなわち、参考例のアイランド63の第1面64では、凸部65や粒子66の寸法(たとえば、径)が前述の半導体装置1の凸部22の寸法よりも大きく、一方で、凸部65や粒子66間の溝の幅は、半導体装置1の凹部23の幅よりも、はるかに小さくなっている。そして、参考例の球状の凸部65、粒子66および溝67の凹凸構造が形成されたアイランド63の第1面64の算術平均粗さRaは、0.1μm未満ではい。図6のSEM画像の表面の算術平均粗さRaは、0.143μmである。このような参考例の構造では、アイランド63の第1面64上の接合材4は、蜘蛛の巣状の溝67の毛細管現象により、広く拡大する場合がある。 That is, on the first surface 64 of the island 63 of the reference example, the dimensions (for example, diameter) of the convex portion 65 and the particles 66 are larger than the dimensions of the convex portion 22 of the semiconductor device 1 described above, while the convex portion 65 and The width of the groove between the particles 66 is much smaller than the width of the recess 23 of the semiconductor device 1. The arithmetic average roughness Ra of the first surface 64 of the island 63 on which the concave-convex structure of the spherical convex portion 65, the particles 66, and the groove 67 of the reference example is formed is not less than 0.1 μm. The arithmetic mean roughness Ra of the surface of the SEM image of FIG. 6 is 0.143 μm. In the structure of such a reference example, the bonding material 4 on the first surface 64 of the island 63 may be widely expanded due to the capillary phenomenon of the spider web-shaped groove 67.

これに対し、半導体装置1のように、アイランド2の第1面19の算術平均粗さRaが0.1μm未満であれば、当該毛細管現象を抑制することができるので、結果として、接合材4が広く拡大することを抑制することができる。たとえば、接合材4の厚さが20μm〜80μmであっても、半導体チップ5からの接合材4の漏れ出し部分59を、半導体チップ5の1辺のみ、または2辺のみに留めることができる。つまり、アイランド2の第1面19における毛細管現象が抑制されており、結果として、接合材4が広く拡大することが抑制されている。 On the other hand, when the arithmetic average roughness Ra of the first surface 19 of the island 2 is less than 0.1 μm as in the semiconductor device 1, the capillary phenomenon can be suppressed, and as a result, the bonding material 4 Can be suppressed from expanding widely. For example, even if the thickness of the bonding material 4 is 20 μm to 80 μm, the leaking portion 59 of the bonding material 4 from the semiconductor chip 5 can be fastened to only one side or only two sides of the semiconductor chip 5. That is, the capillary phenomenon on the first surface 19 of the island 2 is suppressed, and as a result, the bonding material 4 is suppressed from expanding widely.

その結果、接合材4を比較的厚く(たとえば、20μm〜80μm)することができる。接合材4を厚くすることによって、接合材4とアイランド2との間の線膨張係数の差に起因して接合材4に発生する応力を緩和することができる。これにより、当該応力による接合材4のクラックの発生を抑制することができ、接合材4の抵抗の増加を抑制することができる。その結果、半導体チップ5からアイランド2へ向かって縦方向に電流を良好に流すことができる。 As a result, the bonding material 4 can be made relatively thick (for example, 20 μm to 80 μm). By making the joint material 4 thicker, the stress generated in the joint material 4 due to the difference in the coefficient of linear expansion between the joint material 4 and the island 2 can be relaxed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the bonding material 4 due to the stress, and it is possible to suppress an increase in the resistance of the bonding material 4. As a result, a current can be satisfactorily flowed from the semiconductor chip 5 toward the island 2 in the vertical direction.

また、リード3の表面全体が、第2表層めっき層38によって、算術平均粗さRaが0.1μm未満となっている。これにより、リード3に対する封止樹脂6の余計な引っ掛かりを抑制することができる。その結果、半導体装置1の製造工程において、たとえば、第1アウターリード30および第2アウターリード33等に余分な封止樹脂6が密着することによる封止樹脂6のバリの発生を抑制することができる。また、たとえバリが発生しても、リード3に対する封止樹脂6の密着力が小さいので、当該バリを簡単に除去することができる。 Further, the entire surface of the reed 3 has an arithmetic mean roughness Ra of less than 0.1 μm due to the second surface plating layer 38. As a result, it is possible to suppress unnecessary catching of the sealing resin 6 on the reed 3. As a result, in the manufacturing process of the semiconductor device 1, for example, it is possible to suppress the generation of burrs of the sealing resin 6 due to the excess sealing resin 6 coming into close contact with the first outer lead 30 and the second outer lead 33. it can. Further, even if burrs are generated, the burrs can be easily removed because the adhesion of the sealing resin 6 to the leads 3 is small.

図7A〜図7Gは、半導体装置1の製造工程の一部を工程順に示す図である。図8は、スパンカー71による接合材4の成形に関連する工程を示す図である。なお、図7A〜図7Gは、図4Aに対応する断面を示している。
次に、図7A〜図7Gを参照して、半導体装置1の製造方法について説明する。
まず、図7Aを参照して、Cuを主成分とする母材からなるリードフレーム68が準備される。リードフレーム68は、アイランド2およびリード3を一体的に備えている。なお、図7Aでは、アイランド2とリード3とを一体的に接続するリード3(たとえば、吊りリード3)を省略している。
7A to 7G are diagrams showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device 1 in process order. FIG. 8 is a diagram showing a process related to molding of the bonding material 4 by the spanker 71. 7A to 7G show a cross section corresponding to FIG. 4A.
Next, a method of manufacturing the semiconductor device 1 will be described with reference to FIGS. 7A to 7G.
First, with reference to FIG. 7A, a lead frame 68 made of a base material containing Cu as a main component is prepared. The lead frame 68 integrally includes an island 2 and a lead 3. In FIG. 7A, the reed 3 (for example, the suspended reed 3) that integrally connects the island 2 and the reed 3 is omitted.

次に、図7Bを参照して、アイランド2およびリード3の表面に、第1表層めっき層15および第2表層めっき層38が形成される。第1表層めっき層15および第2表層めっき層38は、たとえば、電解めっき法で形成されるが、無電解めっき法で形成されてもよい。また、めっき液としては、Niを主成分とする金属からなるめっき液が使用される。この際、Niめっき液の組成およびめっき条件(たとえば、電流密度、時間等)を調整することによって、第1表層めっき層15および第2表層めっき層38の表面の算術平均粗さRaを1μm未満にすることができる。 Next, with reference to FIG. 7B, the first surface plating layer 15 and the second surface plating layer 38 are formed on the surfaces of the island 2 and the lead 3. The first surface layer plating layer 15 and the second surface layer plating layer 38 are formed by, for example, an electrolytic plating method, but may be formed by an electroless plating method. Further, as the plating solution, a plating solution made of a metal containing Ni as a main component is used. At this time, by adjusting the composition of the Ni plating solution and the plating conditions (for example, current density, time, etc.), the arithmetic mean roughness Ra of the surfaces of the first surface layer plating layer 15 and the second surface layer plating layer 38 is less than 1 μm. Can be.

次に、図7Cを参照して、アイランド2の中央部に、所定の長さ分の糸はんだ69を溶融させる。これにより、アイランド2上に溶融はんだ70が形成される。使用される糸はんだ69の長さLは、たとえば、アイランド2の第1面19を基準に測定してもよい。
次に、図7Dを参照して、溶融はんだ70がスパンカー71を用いて成形されることによって接合材4が形成される。この実施形態では、溶融はんだ70は、図8に示すように、スパンカー71を用いて平面視四角形状に成形される。
Next, referring to FIG. 7C, the thread solder 69 having a predetermined length is melted in the central portion of the island 2. As a result, the molten solder 70 is formed on the island 2. The length L of the thread solder 69 used may be measured, for example, with reference to the first surface 19 of the island 2.
Next, referring to FIG. 7D, the molten solder 70 is formed by using the spanker 71 to form the bonding material 4. In this embodiment, as shown in FIG. 8, the molten solder 70 is formed into a rectangular shape in a plan view using a spanker 71.

次に、図7Eを参照して、たとえば、チップマウンター(図示せず)を用いて、接合材4上に半導体チップ5がマウントされる。
次に、図7Fを参照して、半導体チップ5の第1パッド55と第1インナーリード31とが第1ワイヤ57で接続され、半導体チップ5の第2パッド56と第2インナーリード34とが第2ワイヤ58で接続される。
Next, referring to FIG. 7E, the semiconductor chip 5 is mounted on the bonding material 4 using, for example, a chip mounter (not shown).
Next, referring to FIG. 7F, the first pad 55 and the first inner lead 31 of the semiconductor chip 5 are connected by the first wire 57, and the second pad 56 and the second inner lead 34 of the semiconductor chip 5 are connected to each other. It is connected by the second wire 58.

次に、7Gを参照して、アイランド2、リード3、接合材4および半導体チップ5が、封止樹脂6で封止される。その後、個片化工程が行われることによって、前述の半導体装置1が得られる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
Next, with reference to 7G, the island 2, the lead 3, the bonding material 4, and the semiconductor chip 5 are sealed with the sealing resin 6. After that, the above-mentioned semiconductor device 1 is obtained by performing the individualization step.
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can also be implemented in other embodiments.

たとえば、半導体装置1のパッケージの形式は、SOPに限らず、他の表面実装形のパッケージ形式であってもよい。たとえば、SOJ(Small Outline J-leaded Package)、SOJ(Small Outline J-leaded Package)、QFP(Quad Flat Package)等の公知の半導体パッケージや、これらに類する種々の半導体パッケージが適用されてもよい。
また、接合材4の一部が半導体チップ5の1辺のみ、または2辺のみからしか漏れ出していないのであれば、アイランド2の第1面19の算術平均粗さRaは1μm以上であってもよい。逆に、アイランド2の第1面19の算術平均粗さRaが1μm未満であれば、接合材4の一部は、半導体チップ5の3辺以上から漏れ出していてもよい。
For example, the package format of the semiconductor device 1 is not limited to SOP, and may be another surface mount type package format. For example, known semiconductor packages such as SOJ (Small Outline J-leaded Package), SOJ (Small Outline J-leaded Package), QFP (Quad Flat Package), and various similar semiconductor packages may be applied.
Further, if a part of the bonding material 4 leaks from only one side or only two sides of the semiconductor chip 5, the arithmetic average roughness Ra of the first surface 19 of the island 2 is 1 μm or more. May be good. On the contrary, if the arithmetic average roughness Ra of the first surface 19 of the island 2 is less than 1 μm, a part of the bonding material 4 may leak from three or more sides of the semiconductor chip 5.

また、半導体チップ5に内蔵される素子は、MOSFET52に代えて、たとえば、IGBT、バイポーラトランジスタ、ダイオード等であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
Further, the element built in the semiconductor chip 5 may be, for example, an IGBT, a bipolar transistor, a diode or the like instead of the MOSFET 52.
In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.

次に、本発明を実施例および参考例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。
<実施例>
まず、電解めっき法によって、Cuを主成分とする母材からなるリードフレームの表面全体に、Niを主成分とする表層めっき層を形成した。この際、表層めっき層の表面(前述のアイランド2の第1面19)の算術平均粗さRaが1μm未満となるように、Niめっき液の組成およびめっき条件を調整した。得られた表層めっき層の表面の算術平均粗さRaは、0.085μmであった。つまり、図5で示した表面状態を有する表層めっき層が形成された。
Next, the present invention will be described with reference to Examples and Reference Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
<Example>
First, a surface plating layer containing Ni as a main component was formed on the entire surface of a lead frame made of a base material containing Cu as a main component by an electrolytic plating method. At this time, the composition of the Ni plating solution and the plating conditions were adjusted so that the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the surface plating layer (the first surface 19 of the island 2 described above) was less than 1 μm. The arithmetic mean roughness Ra of the surface of the obtained surface plating layer was 0.085 μm. That is, a surface plating layer having the surface state shown in FIG. 5 was formed.

次に、アイランド2の中央部に、所定の長さ分の糸はんだを溶融させ、当該溶融はんだを、スパンカーを用いて四角形状に成形した。次に、所定の押圧力で、半導体チップ5を溶融はんだの上にマウントした。なお、所定の押圧力は、溶融はんだに対する半導体チップ5の押し込みを停止したときの、アイランド2の第1面19に対する半導体チップ5の高さ位置で定義した。 Next, a predetermined length of thread solder was melted in the central portion of the island 2, and the molten solder was formed into a quadrangular shape using a spanker. Next, the semiconductor chip 5 was mounted on the molten solder with a predetermined pressing force. The predetermined pressing force was defined by the height position of the semiconductor chip 5 with respect to the first surface 19 of the island 2 when the pressing of the semiconductor chip 5 into the molten solder was stopped.

次に、半導体チップ5のマウント後のはんだの広がり状態を、マトリックス評価した。マトリックス評価では、縦軸に、半導体チップ5の押圧力を5段階で設定した。一方、横軸には、糸はんだの長さ、つまり、溶融はんだの量を5段階で設定した。結果を図9に示す。図9では、アイランド2を第2面20側から見た半導体装置(封止樹脂は省略)を示している。 Next, the spread state of the solder after mounting the semiconductor chip 5 was matrix-evaluated. In the matrix evaluation, the pressing force of the semiconductor chip 5 was set in five stages on the vertical axis. On the other hand, on the horizontal axis, the length of the thread solder, that is, the amount of molten solder was set in five stages. The results are shown in FIG. FIG. 9 shows a semiconductor device (sealing resin is omitted) in which the island 2 is viewed from the second surface 20 side.

図9から、いずれの条件においても、はんだ(接合材)の漏れ出し部分59が、アイランド2の第1面19から第2面20まで回り込むことなく第1面19に留まっており(はんだの一部は、アイランド2の端縁に達しているが、第2面20には達していない)、はんだがアイランド2の第1面19から漏れ出ることがなかった。つまり、アイランド2と半導体チップ5との間のはんだの広がりを良好に制御できていた。
<参考例>
表層めっき層の表面の算術平均粗さRaは、0.143μmであった(図6で示した表面状態を有する表層めっき層)ことを除いて、実施例と同じ工程を経て、半導体チップ5を溶融はんだの上にマウントした。そして、実施例と同様に、半導体チップ5のマウント後のはんだの広がり状態を、マトリックス評価した。結果を図10に示す。
From FIG. 9, under any of the conditions, the leaked portion 59 of the solder (bonding material) remains on the first surface 19 of the island 2 without wrapping around from the first surface 19 to the second surface 20 (one of the solders). The part has reached the edge of the island 2, but not the second surface 20), but the solder did not leak from the first surface 19 of the island 2. That is, the spread of the solder between the island 2 and the semiconductor chip 5 could be well controlled.
<Reference example>
The semiconductor chip 5 was subjected to the same steps as in Examples except that the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the surface plating layer was 0.143 μm (the surface plating layer having the surface state shown in FIG. 6). Mounted on top of molten solder. Then, as in the examples, the spread state of the solder after mounting the semiconductor chip 5 was matrix-evaluated. The results are shown in FIG.

図10から、いずれの条件においても、はんだ(接合材)の漏れ出し部分72がアイランド63の第1面64のほぼ全体に広がり、一部が第1面64から第2面73まで回り込んで広がっていた。つまり、アイランド63と半導体チップ5との間のはんだの広がりを上手く制御できていなかった。つまり、参考例では、アイランド63の第1面64での毛細管現象によって、溶融はんだが広がったと推定される。 From FIG. 10, under any of the conditions, the leaked portion 72 of the solder (bonding material) spreads over almost the entire first surface 64 of the island 63, and a part wraps around from the first surface 64 to the second surface 73. It was spreading. That is, the spread of the solder between the island 63 and the semiconductor chip 5 could not be controlled well. That is, in the reference example, it is presumed that the molten solder spread due to the capillary phenomenon on the first surface 64 of the island 63.

1 半導体装置
2 アイランド
2A (アイランド)第1辺
2B (アイランド)第2辺
2C (アイランド)第3辺
2D (アイランド)第4辺
3 リード
4 接合材
5 半導体チップ
5A (半導体チップ)第1辺
5B (半導体チップ)第2辺
5C (半導体チップ)第3辺
5D (半導体チップ)第4辺
6 封止樹脂
6A (封止樹脂)第1辺
6B (封止樹脂)第2辺
6C (封止樹脂)第3辺
6D (封止樹脂)第4辺
14 第1母材
15 第1表層めっき層
16 (第1母材)第1面
17 (第1母材)第2面
18 (第1母材)第3面
19 (アイランド)第1面
20 (アイランド)第2面
21 (アイランド)第3面
28 第1リード
29 第2リード
30 第1アウターリード
31 第1インナーリード
32 (第1アウターリード)延長部
33 第2アウターリード
34 第2インナーリード
37 第2母材
38 第2表層めっき層
39 (第2母材)第1面
40 (第2母材)第2面
41 (第2母材)第3面
42 (リード)第1面
43 (リード)第2面
44 (リード)第3面
46 第1電極
47 第2電極
52 MOSFET
55 第1パッド
56 第2パッド
57 第1ワイヤ
58 第2ワイヤ
59 (接合材)漏れ出し部分
1 Semiconductor device 2 Island 2A (Island) 1st side 2B (Island) 2nd side 2C (Island) 3rd side 2D (Island) 4th side 3 Lead 4 Bonding material 5 Semiconductor chip 5A (Semiconductor chip) 1st side 5B (Semiconductor chip) 2nd side 5C (Semiconductor chip) 3rd side 5D (Semiconductor chip) 4th side 6 Encapsulating resin 6A (Encapsulating resin) 1st side 6B (Encapsulating resin) 2nd side 6C (Encapsulating resin) ) 3rd side 6D (sealing resin) 4th side 14 1st base material 15 1st surface layer plating layer 16 (1st base material) 1st surface 17 (1st base material) 2nd surface 18 (1st base material) ) 3rd surface 19 (Island) 1st surface 20 (Island) 2nd surface 21 (Island) 3rd surface 28 1st lead 29 2nd lead 30 1st outer lead 31 1st inner lead 32 (1st outer lead) Extension 33 2nd outer lead 34 2nd inner lead 37 2nd base material 38 2nd surface layer plating layer 39 (2nd base material) 1st surface 40 (2nd base material) 2nd surface 41 (2nd base material) 3rd surface 42 (lead) 1st surface 43 (lead) 2nd surface 44 (lead) 3rd surface 46 1st electrode 47 2nd electrode 52 MOSFET
55 1st pad 56 2nd pad 57 1st wire 58 2nd wire 59 (joining material) Leakage part

Claims (18)

第1面およびその反対側の第2面を有する導電性のアイランドと、
前記アイランド上に形成され、前記アイランドとは異なる材料からなる導電性の接合材と、
前記接合材上に形成され、前記接合材に接する第1電極を有する半導体チップと、
前記アイランドの前記第2面が露出するように、前記アイランド、前記接合材および前記半導体チップを覆う封止樹脂とを含み、
前記アイランドの前記第1面の算術平均粗さRaは、0.1μm未満である、半導体装置。
A conductive island with a first surface and a second surface on the opposite side,
A conductive bonding material formed on the island and made of a material different from the island,
A semiconductor chip formed on the bonding material and having a first electrode in contact with the bonding material,
The island, the bonding material, and the sealing resin covering the semiconductor chip are included so that the second surface of the island is exposed.
A semiconductor device in which the arithmetic mean roughness Ra of the first surface of the island is less than 0.1 μm.
前記接合材の厚さは、20μm〜80μmである、請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the thickness of the bonding material is 20 μm to 80 μm. 前記半導体チップは、平面視四角形状に形成されており、
平面視において、前記接合材の一部が前記半導体チップの1辺のみ、または2辺のみから漏れ出している、請求項1または2に記載の半導体装置。
The semiconductor chip is formed in a rectangular shape in a plan view.
The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein a part of the bonding material leaks from only one side or only two sides of the semiconductor chip in a plan view.
第1面およびその反対側の第2面を有する導電性のアイランドと、
前記アイランド上に形成され、20μm〜80μmの厚さを有し、かつ前記アイランドとは異なる材料からなる導電性の接合材と、
前記接合材上に形成され、前記接合材に接する第1電極を有し、かつ平面視四角形状に形成された半導体チップと、
前記アイランドの前記第2面が露出するように、前記アイランド、前記接合材および前記半導体チップを覆う封止樹脂とを含み、
平面視において、前記接合材の一部が前記半導体チップの1辺のみ、または2辺のみから漏れ出している、半導体装置。
A conductive island with a first surface and a second surface on the opposite side,
A conductive bonding material formed on the island, having a thickness of 20 μm to 80 μm, and made of a material different from that of the island.
A semiconductor chip formed on the bonding material, having a first electrode in contact with the bonding material, and formed in a rectangular shape in a plan view.
The island, the bonding material, and the sealing resin covering the semiconductor chip are included so that the second surface of the island is exposed.
A semiconductor device in which a part of the bonding material leaks from only one side or only two sides of the semiconductor chip in a plan view.
前記半導体チップから漏れ出した前記接合材の部分は、前記アイランドの端縁に達していない、請求項3または4に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 3 or 4, wherein the portion of the bonding material leaking from the semiconductor chip does not reach the edge of the island. 前記半導体チップから漏れ出した前記接合材の部分は、前記アイランドの端縁に達しており、かつ前記アイランドの前記第2面に達していない、請求項3または4に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 3 or 4, wherein the portion of the bonding material leaking from the semiconductor chip reaches the edge of the island and does not reach the second surface of the island. 前記アイランドは、前記アイランドの前記第1面と前記第2面とを接続する第3面を有し、
前記半導体チップから漏れ出した前記接合材の部分は、前記アイランドの前記第1面から前記第3面に達している、請求項6に記載の半導体装置。
The island has a third surface that connects the first surface and the second surface of the island.
The semiconductor device according to claim 6, wherein the portion of the bonding material leaking from the semiconductor chip reaches the first surface to the third surface of the island.
前記アイランドは、Cuを主成分とする金属からなる第1母材と、前記第1母材上に形成されたNiを主成分とする金属からなる第1表層めっき層とを含み、
前記第1表層めっき層が、前記アイランドの前記第1面を形成している、請求項1〜7のいずれか一項に記載の半導体装置。
The island includes a first base material made of a metal containing Cu as a main component and a first surface plating layer made of a metal containing Ni as a main component formed on the first base material.
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 7, wherein the first surface plating layer forms the first surface of the island.
前記アイランドは、Cuを主成分とする金属からなる第1母材と、前記第1母材上に形成されたNiを主成分とする金属からなる第1表層めっき層とを含み、
前記第1表層めっき層が、前記アイランドの前記第1面を形成しており、
前記接合材は、はんだを主成分とする金属からなる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の半導体装置。
The island includes a first base material made of a metal containing Cu as a main component and a first surface plating layer made of a metal containing Ni as a main component formed on the first base material.
The first surface plating layer forms the first surface of the island.
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 7, wherein the bonding material is made of a metal containing solder as a main component.
前記第1母材は、第1面、その反対側の第2面および当該第1面と第2面とを接続する第3面を有し、
前記第1表層めっき層は、前記第1母材の前記第1面、前記第2面および前記第3面の全てを覆っている、請求項8または9に記載の半導体装置。
The first base material has a first surface, a second surface on the opposite side thereof, and a third surface connecting the first surface and the second surface.
The semiconductor device according to claim 8 or 9, wherein the first surface plating layer covers all of the first surface, the second surface, and the third surface of the first base material.
前記半導体チップは、前記半導体チップの厚さ方向において前記第1電極の反対側に形成された第2電極を含み、
前記半導体装置は、
前記アイランドから離れており、かつ第1面およびその反対側の第2面を有するリードと、
前記リードと前記第2電極とを接続するワイヤとを含み、
前記リードの前記第1面の算術平均粗さRaは、0.1μm未満である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の半導体装置。
The semiconductor chip includes a second electrode formed on the opposite side of the first electrode in the thickness direction of the semiconductor chip.
The semiconductor device is
A reed that is separated from the island and has a first surface and a second surface on the opposite side.
Includes a wire connecting the lead and the second electrode.
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 10, wherein the arithmetic average roughness Ra of the first surface of the lead is less than 0.1 μm.
前記リードは、Cuを主成分とする金属からなる第2母材と、前記第2母材上に形成されたNiを主成分とする金属からなる第2表層めっき層とを含み、
前記第2表層めっき層が、前記リードの前記第1面を形成している、請求項11に記載の半導体装置。
The lead includes a second base material made of a metal containing Cu as a main component and a second surface plating layer made of a metal containing Ni as a main component formed on the second base material.
The semiconductor device according to claim 11, wherein the second surface plating layer forms the first surface of the reed.
前記第2母材は、第1面、その反対側の第2面および当該第1面と第2面とを接続する第3面を有し、
前記第2表層めっき層は、前記第2母材の前記第1面、前記第2面および前記第3面の全てを覆っている、請求項12に記載の半導体装置。
The second base material has a first surface, a second surface on the opposite side thereof, and a third surface connecting the first surface and the second surface.
The semiconductor device according to claim 12, wherein the second surface plating layer covers all of the first surface, the second surface, and the third surface of the second base material.
前記リードは、第1リード、および前記第1リードとは異なる第2リードを含み、
前記第1リードは、前記封止樹脂から露出した複数の第1アウターリードと、前記複数の第1アウターリードの延長部を前記封止樹脂内で連結する第1インナーリードとを含み、
前記第2リードは、前記封止樹脂から露出した複数の第2アウターリードと、各前記第2アウターリードに対して1対1で接続された第2インナーリードとを含む、請求項11〜13のいずれか一項に記載の半導体装置。
The lead includes a first lead and a second lead different from the first lead.
The first reed includes a plurality of first outer reeds exposed from the sealing resin and a first inner reed connecting an extension portion of the plurality of first outer leads in the sealing resin.
The second leads include a plurality of second outer reeds exposed from the sealing resin and second inner reeds connected one-to-one with each of the second outer reeds, claims 11 to 13. The semiconductor device according to any one of the above.
前記封止樹脂は、平面視四角形状に形成されており、
前記第1リードは、前記封止樹脂の第1辺側に配置されており、
前記第2リードは、前記第1辺に対向する前記封止樹脂の第2辺側に配置されている、請求項14に記載の半導体装置。
The sealing resin is formed in a rectangular shape in a plan view.
The first lead is arranged on the first side side of the sealing resin.
The semiconductor device according to claim 14, wherein the second lead is arranged on the second side of the sealing resin facing the first side.
前記封止樹脂の第3辺側、および前記第3辺に対向する第4辺側に、前記リードが配置されていない、請求項15に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 15, wherein the leads are not arranged on the third side of the sealing resin and the fourth side facing the third side. 前記半導体チップの前記第2電極は、相対的に大きい第1パッドと、前記第1パッドよりも小さな面積を有する第2パッドとを含み、
前記ワイヤは、1つの前記第1パッドと1つの前記第1インナーリードとを接続する複数の第1ワイヤと、1つの前記第2パッドと1つの前記第2インナーリードとを接続する1本の第2ワイヤとを含む、請求項14〜16のいずれか一項に記載の半導体装置。
The second electrode of the semiconductor chip includes a relatively large first pad and a second pad having an area smaller than that of the first pad.
The wire is a plurality of first wires connecting one first pad and one first inner lead, and one wire connecting one second pad and one second inner lead. The semiconductor device according to any one of claims 14 to 16, which includes a second wire.
前記封止樹脂は、エポキシ樹脂を主成分とする材料からなる、請求項1〜17のいずれか一項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 17, wherein the sealing resin is made of a material containing an epoxy resin as a main component.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006108522A (en) * 2004-10-08 2006-04-20 Toyota Motor Corp Module substrate, and manufacturing method thereof
JP2013048280A (en) * 2012-10-30 2013-03-07 Renesas Electronics Corp Method of manufacturing semiconductor device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007258205A (en) 2006-03-20 2007-10-04 Denso Corp Electronic device and its manufacturing method
JP5049221B2 (en) 2008-07-29 2012-10-17 ローム株式会社 Semiconductor device
JP5894502B2 (en) 2012-06-04 2016-03-30 ローム株式会社 Wire bonding structure and semiconductor device
JP2016129205A (en) 2015-01-09 2016-07-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device manufacturing method
JP6598151B2 (en) 2015-08-25 2019-10-30 ローム株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2017130522A (en) 2016-01-19 2017-07-27 凸版印刷株式会社 Resin-attached lead frame substrate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006108522A (en) * 2004-10-08 2006-04-20 Toyota Motor Corp Module substrate, and manufacturing method thereof
JP2013048280A (en) * 2012-10-30 2013-03-07 Renesas Electronics Corp Method of manufacturing semiconductor device

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