JP2021027116A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1〜図6に基づき、本開示の第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、複数のリード1〜5、半導体素子6、ボンディングワイヤ71〜74、焼結金属接合材75、めっき層79、および封止樹脂8を備えている。
なお、スペーサの材料は限定されず、他の熱可塑性樹脂であってもよいし、その他の材料であってもよい。本実施形態では、第2接合材752におけるスペーサの体積比率は、0.01%以上1%以下である。なお、スペーサの体積比率はこの範囲に限定されない。
図12および図13は、半導体装置A10の第1変形例である半導体装置A11を示している。これらの図において、先述した半導体装置A10と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図12は、半導体装置A11を示す平面図であり、図3に対応する図である。図12においては、封止樹脂8、半導体素子6およびボンディングワイヤ71〜74を透過して、封止樹脂8の外形を想像線(二点鎖線)で示している。図13は、半導体装置A11の製造方法の一例の工程を示す部分拡大平面図であり、図9に対応する図である。
図14〜図20に基づき、本開示の第2実施形態にかかる半導体装置A20について説明する。これらの図において、先述した半導体装置A10と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図14は、半導体装置A20を示す断面図であり、図5に対応する図である。図15(a)は、半導体装置A20の要部拡大断面写真である。図15(b)は、図15(a)に示す半導体装置A20の要部拡大断面写真における領域Bの部分をさらに拡大した要部拡大断面写真であり、焼結金属接合材75の断面を示している。
図21は、半導体装置A20の第1変形例である半導体装置A21を示している。図21において、先述した半導体装置A20と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図21は、半導体装置A21を示す断面図であり、図5に対応する図である。
図22は、半導体装置A20の第2変形例である半導体装置A22を示している。図22において、先述した半導体装置A20と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図22は、半導体装置A22を示す断面図であり、図5に対応する図である。
図23は、半導体装置A20の第3変形例である半導体装置A23を示している。図23において、先述した半導体装置A20と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図23は、半導体装置A22を示す断面図であり、図5に対応する図である。
図24および図25は、半導体装置A20の第4変形例である半導体装置A24を示している。これらの図において、先述した半導体装置A20と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図24は、半導体装置A24を示す平面図であり、図3に対応する図である。図24においては、封止樹脂8、半導体素子6およびボンディングワイヤ71〜74を透過して、封止樹脂8の外形を想像線(二点鎖線)で示している。図25は、半導体装置A24を示す断面図であり、図5に対応する図である。
図26に基づき、本開示の第3実施形態にかかる半導体装置A30について説明する。図30において、先述した半導体装置A10と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図26は、半導体装置A30を示す断面図であり、図5に対応する図である。
厚さ方向において互いに反対側を向く素子主面および素子裏面と、前記素子裏面に配置された金属層とを有する半導体素子と、
前記半導体素子が搭載される搭載部と、
多孔質の焼結金属を含み、かつ、前記金属層と前記搭載部とを接合する焼結金属接合材と、
を備えており、
前記焼結金属接合材は、前記金属層に接する第1接合材と、前記第1接合材に接する第2接合材とを備えている、
半導体装置。
〔付記2〕
前記第1接合材の前記焼結金属の体積比率は、前記第2接合材の前記焼結金属の体積比率より高く、
前記第2接合材は、前記金属層に接し、かつ、前記厚さ方向視において、前記第1接合材の周囲に配置されている、
付記1に記載の半導体装置。
〔付記3〕
前記第2接合材は、熱可塑性樹脂を含んでいる、
付記1または2に記載の半導体装置。
〔付記4〕
前記焼結金属接合材は、前記厚さ方向視において前記半導体素子に重なり、かつ、前記第1接合材と前記第2接合材とが互いに積層された積層部を含む、
付記1に記載の半導体装置。
〔付記5〕
前記厚さ方向視において、前記焼結金属接合材のうち前記半導体素子に重なるすべての部分が、前記積層部となっている、
付記4に記載の半導体装置。
〔付記6〕
前記第1接合材の全体が、前記積層部に含まれる、
付記4または5に記載の半導体装置。
〔付記7〕
前記第1接合材と前記第2接合材とは、前記焼結金属の体積比率が同じである、
付記4ないし6のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記8〕
前記焼結金属接合材は、前記第2接合材に接する第3接合材をさらに備え、
前記第2接合材は、前記第3接合材に積層されている、
付記4ないし7のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記9〕
めっき層をさらに備え、
前記搭載部は、前記厚さ方向において前記素子主面と同じ側を向く搭載部主面と、前記素子裏面と同じ側を向く搭載部裏面とを備え、
前記めっき層は、前記搭載部主面に接して形成されており、かつ、前記焼結金属接合材に接している、
付記1ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記10〕
前記めっき層は、前記搭載部裏面にも形成されている、
付記9に記載の半導体装置。
〔付記11〕
前記めっき層は、Agを含有する、
付記9または10に記載の半導体装置。
〔付記12〕
前記第1接合材における前記焼結金属は、焼結銀である、
付記1ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記13〕
前記第2接合材における前記焼結金属は、焼結銀である、
付記1ないし12のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記14〕
前記焼結金属接合材の前記厚さ方向に直交する断面は、前記搭載部に近づくほど大きくなる、
付記1ないし13のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記15〕
前記金属層は、前記素子裏面の全体を覆っている、
付記1ないし13のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記16〕
前記半導体素子は、前記素子裏面および前記素子裏面に繋がる素子側面を備え、
前記金属層は、前記素子側面の一部も覆っている、
付記15に記載の半導体装置。
〔付記17〕
第1リードをさらに備えており、
前記搭載部は、前記第1リードの一部により構成されている、
付記1ないし16のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記18〕
前記第1リードからそれぞれ離間して配置された第2リードおよび第3リードをさらに備え、
前記半導体素子は、前記素子主面に配置された第1電極および第2電極をさらに備え、
前記第1電極は、前記第2リードに電気的に接続されており、
前記第2電極は、前記第3リードに電気的に接続されている、
付記17に記載の半導体装置。
〔付記19〕
前記金属層は、裏面電極である、
付記17または18に記載の半導体装置。
1 :第1リード
110 :搭載部
111 :搭載部主面
112 :搭載部裏面
113 :搭載部裏面側凹部
120 :連結部
121 :連結部主面
122 :連結部裏面
123 :連結部端面
2 :第2リード
210 :ワイヤボンディング部
211 :ワイヤボンディング部主面
212 :ワイヤボンディング部裏面
213 :ワイヤボンディング部裏面側凹部
220 :端子部
221 :端子部主面
222 :端子部裏面
223 :端子部端面
230 :連結部
231 :連結部主面
232 :連結部裏面
233 :連結部端面
3 :第3リード
310 :ワイヤボンディング部
311 :ワイヤボンディング部主面
312 :ワイヤボンディング部裏面
313 :ワイヤボンディング部裏面側凹部
320 :端子部
321 :端子部主面
322 :端子部裏面
323 :端子部端面
330 :連結部
331 :連結部主面
332 :連結部裏面
333 :連結部端面
4 :第4リード
410 :ワイヤボンディング部
411 :ワイヤボンディング部主面
412 :ワイヤボンディング部裏面
413 :ワイヤボンディング部裏面側凹部
420 :端子部
421 :端子部主面
422 :端子部裏面
423 :端子部端面
430 :連結部
431 :連結部主面
432 :連結部裏面
433 :連結部端面
5 :第5リード
510 :ワイヤボンディング部
511 :ワイヤボンディング部主面
512 :ワイヤボンディング部裏面
513 :ワイヤボンディング部裏面側凹部
520 :端子部
521 :端子部主面
522 :端子部裏面
523 :端子部端面
6 :半導体素子
6a :素子主面
6b :素子裏面
6c :素子側面
60 :素子本体
61 :第1電極
62 :第2電極
63 :第3電極
64 :金属層
71 :ボンディングワイヤ
72 :ボンディングワイヤ
73 :ボンディングワイヤ
74 :ボンディングワイヤ
75 :焼結金属接合材
751 :第1接合材
752 :第2接合材
753 :第1接合材
754 :第2接合材
756 :第3接合材
755 :積層部
79 :めっき層
8 :封止樹脂
81 :樹脂主面
82 :樹脂裏面
83 :樹脂側面
910 :リードフレーム
911 :主面
921 :焼結銀ペースト
922 :焼結銀ペースト
950 :切断線
Claims (19)
- 厚さ方向において互いに反対側を向く素子主面および素子裏面と、前記素子裏面に配置された金属層とを有する半導体素子と、
前記半導体素子が搭載される搭載部と、
多孔質の焼結金属を含み、かつ、前記金属層と前記搭載部とを接合する焼結金属接合材と、
を備えており、
前記焼結金属接合材は、前記金属層に接する第1接合材と、前記第1接合材に接する第2接合材とを備えている、
半導体装置。 - 前記第1接合材の前記焼結金属の体積比率は、前記第2接合材の前記焼結金属の体積比率より高く、
前記第2接合材は、前記金属層に接し、かつ、前記厚さ方向視において、前記第1接合材の周囲に配置されている、
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第2接合材は、熱可塑性樹脂を含んでいる、
請求項1または2に記載の半導体装置。 - 前記焼結金属接合材は、前記厚さ方向視において前記半導体素子に重なり、かつ、前記第1接合材と前記第2接合材とが互いに積層された積層部を含む、
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記厚さ方向視において、前記焼結金属接合材のうち前記半導体素子に重なるすべての部分が、前記積層部となっている、
請求項4に記載の半導体装置。 - 前記第1接合材の全体が、前記積層部に含まれる、
請求項4または5に記載の半導体装置。 - 前記第1接合材と前記第2接合材とは、前記焼結金属の体積比率が同じである、
請求項4ないし6のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記焼結金属接合材は、前記第2接合材に接する第3接合材をさらに備え、
前記第2接合材は、前記第3接合材に積層されている、
請求項4ないし7のいずれかに記載の半導体装置。 - めっき層をさらに備え、
前記搭載部は、前記厚さ方向において前記素子主面と同じ側を向く搭載部主面と、前記素子裏面と同じ側を向く搭載部裏面とを備え、
前記めっき層は、前記搭載部主面に接して形成されており、かつ、前記焼結金属接合材に接している、
請求項1ないし8のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記めっき層は、前記搭載部裏面にも形成されている、
請求項9に記載の半導体装置。 - 前記めっき層は、Agを含有する、
請求項9または10に記載の半導体装置。 - 前記第1接合材における前記焼結金属は、焼結銀である、
請求項1ないし11のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記第2接合材における前記焼結金属は、焼結銀である、
請求項1ないし12のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記焼結金属接合材の前記厚さ方向に直交する断面は、前記搭載部に近づくほど大きくなる、
請求項1ないし13のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記金属層は、前記素子裏面の全体を覆っている、
請求項1ないし13のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記半導体素子は、前記素子裏面および前記素子裏面に繋がる素子側面を備え、
前記金属層は、前記素子側面の一部も覆っている、
請求項15に記載の半導体装置。 - 第1リードをさらに備えており、
前記搭載部は、前記第1リードの一部により構成されている、
請求項1ないし16のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記第1リードからそれぞれ離間して配置された第2リードおよび第3リードをさらに備え、
前記半導体素子は、前記素子主面に配置された第1電極および第2電極をさらに備え、
前記第1電極は、前記第2リードに電気的に接続されており、
前記第2電極は、前記第3リードに電気的に接続されている、
請求項17に記載の半導体装置。 - 前記金属層は、裏面電極である、
請求項17または18に記載の半導体装置。
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