JP2021040059A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021040059A JP2021040059A JP2019160906A JP2019160906A JP2021040059A JP 2021040059 A JP2021040059 A JP 2021040059A JP 2019160906 A JP2019160906 A JP 2019160906A JP 2019160906 A JP2019160906 A JP 2019160906A JP 2021040059 A JP2021040059 A JP 2021040059A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal plate
- semiconductor chip
- semiconductor device
- region
- heat conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 162
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 129
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 129
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 108
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 63
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 13
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 9
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 15
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device.
半導体チップに形成した半導体素子に電流が流れると、内部抵抗により半導体チップが発熱する。半導体チップで発生する熱を放出するために、種々の対策が検討されている。例えば、半導体素子の主面に冷却器を接合し、冷却器に流れる冷却水により半導体チップを冷却する。また、半導体チップの上面と下面に熱伝導性の高い導電部材を接続し、それぞれの導電部材に絶縁性部材を介して冷却器を接合する構造により、半導体チップを上面と下面から冷却する方法がある(特許文献1参照。)。 When a current flows through a semiconductor element formed on a semiconductor chip, the semiconductor chip generates heat due to internal resistance. Various measures are being studied to release the heat generated by the semiconductor chip. For example, a cooler is joined to the main surface of the semiconductor element, and the semiconductor chip is cooled by the cooling water flowing through the cooler. Further, there is a method of cooling the semiconductor chip from the upper surface and the lower surface by a structure in which conductive members having high thermal conductivity are connected to the upper surface and the lower surface of the semiconductor chip and a cooler is joined to each conductive member via an insulating member. Yes (see Patent Document 1).
しかしながら、半導体チップ、導電部材および絶縁性部材に異なる材料を用いると、これらの材料の熱膨張率の差に起因して、半導体チップの温度変化によって導電部材が接合されている冷却器などの金属板に反りが生じる。この反りにより発生する力が導電部材を経由して半導体チップと導電部材との接合部に伝わることによって、半導体チップと導電部材との接合部に応力がかかる。このため、接合部の劣化や剥離が生じ、半導体チップと導電部材の間の熱抵抗や電気抵抗が増大するなどの問題が生じる。 However, when different materials are used for the semiconductor chip, the conductive member and the insulating member, a metal such as a cooler to which the conductive member is bonded due to a temperature change of the semiconductor chip due to the difference in the coefficient of thermal expansion of these materials. The board warps. The force generated by this warp is transmitted to the joint between the semiconductor chip and the conductive member via the conductive member, so that stress is applied to the joint between the semiconductor chip and the conductive member. For this reason, deterioration or peeling of the joint portion occurs, and problems such as an increase in thermal resistance and electrical resistance between the semiconductor chip and the conductive member occur.
一方、導電部材を変形しやすくして、半導体チップと導電部材との接合部にかかる応力を緩和する方法がある。例えば、半導体チップとの接合面に垂直な断面の面積が小さい導電部材を使用することにより、導電部材を変形しやすくすることができる。しかし、導電部材の断面積を小さくすると、導電部材での熱の移動が制限され、熱が移動する経路(以下において、「放熱経路」という。)の熱抵抗が増大する。このように、導電部材の断面積の減少と放熱経路の熱抵抗の増大とはトレードオフの関係がある。 On the other hand, there is a method of making the conductive member easily deformed to relieve the stress applied to the joint portion between the semiconductor chip and the conductive member. For example, by using a conductive member having a small cross-sectional area perpendicular to the joint surface with the semiconductor chip, the conductive member can be easily deformed. However, when the cross-sectional area of the conductive member is reduced, the transfer of heat in the conductive member is restricted, and the thermal resistance of the path through which heat is transferred (hereinafter, referred to as "heat dissipation path") increases. As described above, there is a trade-off relationship between the decrease in the cross-sectional area of the conductive member and the increase in the thermal resistance of the heat dissipation path.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体チップの接合部にかかる応力を緩和し、且つ放熱経路の熱抵抗の増大が抑制された半導体装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device that relieves stress applied to a joint portion of a semiconductor chip and suppresses an increase in thermal resistance of a heat dissipation path. is there.
本発明の一態様に係る半導体装置は、熱伝導基板と第1の金属板の接合部および熱伝導基板と第2の金属板の接合部の少なくともいずれかが、接合強度が高い高強度領域と低い低強度領域とが混在する接合部であることを要旨とする。低強度領域は、半導体チップに近い位置の高強度領域と遠い位置の高強度領域に挟まれている。 In the semiconductor device according to one aspect of the present invention, at least one of the joint portion between the heat conductive substrate and the first metal plate and the joint portion between the heat conductive substrate and the second metal plate has a high strength region having high joint strength. The gist is that the joint is a mixture of low-strength regions. The low-strength region is sandwiched between a high-strength region located near the semiconductor chip and a high-strength region located far from the semiconductor chip.
本発明によれば、半導体チップの接合部にかかる応力を緩和し、且つ放熱経路の熱抵抗の増大が抑制された半導体装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device in which the stress applied to the joint portion of the semiconductor chip is relaxed and the increase in thermal resistance of the heat dissipation path is suppressed.
以下に、図面を参照して実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各部の厚みの比率などは現実のものとは異なる部分を含む。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. However, the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the plane dimension, the ratio of the thickness of each part, and the like include parts that are different from the actual ones. In addition, there are parts in which the relations and ratios of the dimensions of the drawings are different from each other.
(第1の実施形態)
第1の実施形態に係る半導体装置1は、図1に示すように、第1の金属板10、半導体チップ20、第2の金属板30および絶縁性の熱伝導基板40を備える。半導体チップ20の第1主面が第1の金属板10に接合され、第1主面に対向する半導体チップ20の第2主面が第2の金属板30に接合されている。熱伝導基板40は、半導体チップ20と並列に配置され、第1の金属板10と第2の金属板30に主面が接合されている。
(First Embodiment)
As shown in FIG. 1, the
第1の金属板10および第2の金属板30には、例えば、アルミニウム板や銅板などが使用される。第1の金属板10は、半導体チップ20に発生する熱を外部に放出する放熱板の機能を有する。
For the
第1の金属板10や第2の金属板30は、半導体チップ20に形成された半導体素子の電極として使用されてもよい。例えば、第1主面に露出する第1主電極および第2主面に露出する第2主電極を有する半導体素子が形成された半導体チップ20において、第1の金属板10と第2の金属板30は電極として使用される。すなわち、半導体素子の第1主電極は第1の金属板10と電気的に接続し、第2主電極は第2の金属板30と電気的に接続する。そして、第1の金属板10と第2の金属板30を経由して、半導体素子に主電流が流れる。
The
半導体チップ20と第1の金属板10は、第1のチップ接合材51により接合されている。また、半導体チップ20と第2の金属板30は、第2のチップ接合材52により接合されている。第1の金属板10や第2の金属板30が電極として使用される場合には、第1のチップ接合材51や第2のチップ接合材52に、例えば、はんだや焼結型金属接合材などの導電性の接合材が使用される。このとき、半導体チップ20と第1の金属板10および第2の金属板30とは金属接合される。なお、以下において、半導体チップ20と第1の金属板10の接合部および半導体チップ20と第2の金属板30との接合部を総称して、半導体チップ20の接合部とも称する。
The
第1の金属板10と第2の金属板30の間で半導体チップ20と並列に配置された熱伝導基板40は、一方の主面が第1の金属板10と第1の基板接合材61により接合されている。また、熱伝導基板40の他方の主面と第2の金属板30は、第2の基板接合材62により接合されている。
The heat
第1の金属板10と第2の金属板30の間で熱の移動が可能であるように、熱伝導性を有する材料が、熱伝導基板40、第1の基板接合材61および第2の基板接合材62に使用される。なお、熱伝導基板40は、第1の金属板10と第2の金属板30の間で電流経路が形成されない程度の絶縁性を有する。例えば、窒化ケイ素基板などが熱伝導基板40に使用される。
The materials having thermal conductivity are the heat
第2の金属板30と対向する主面に金属パターンが形成された熱伝導基板40を使用してもよい。これにより、第2の金属板30を半導体チップ20の電極として使用した場合などに、第2の基板接合材62および熱伝導基板40に形成された金属パターンを電流経路として使用することができる。この場合、第2の基板接合材62には、はんだや焼結型金属接合材などの導電性の接合材が使用される。なお、熱伝導基板40の主面に金属膜を形成し、熱伝導基板40と第1の金属板10および第2の金属板30とを金属接合してもよい。
A heat
半導体装置1では、半導体チップ20が発熱すると、半導体チップ20から第1の金属板10への直接の熱移動と、第2の金属板30と熱伝導基板40を経由する半導体チップ20から第1の金属板10への熱移動が生じる。これら2経路の熱移動により、半導体装置1の放熱経路の熱抵抗を下げることができる。
In the
図1に示すように、熱伝導基板40と第2の金属板30の接合部には、第2の基板接合材62が配置された領域と、第2の基板接合材62が配置されていない領域が混在している。一方、熱伝導基板40と第1の金属板10との接合部には、第1の基板接合材61が一様に配置されている。
As shown in FIG. 1, in the joint portion between the heat
熱伝導基板40と第2の金属板30との接合部において、第2の基板接合材62が配置された領域は、第2の基板接合材62が配置されていない領域に比べて、接合強度が相対的に高い領域(以下、「高強度領域」という。)である。一方、第2の基板接合材62が配置された領域の残余の領域は、第2の基板接合材62が配置された領域に比べて、接合強度が相対的に低い領域(以下、「低強度領域」という。)である。そして、低強度領域は、半導体チップ20に近い位置の高強度領域と半導体チップ20から遠い位置の高強度領域に挟まれた領域である。
In the joint portion between the heat
熱伝導基板40と第2の金属板30との接合部に第2の基板接合材62が配置されていない空間を設けることにより、第2の金属板30に変形しやすい部分が生じる。つまり、第2の基板接合材62が配置されていない空間である低強度領域が、第2の金属板30が変形しやすい領域である。
By providing a space in which the second
半導体装置1では、第1の金属板10の反りにより発生して第2の金属板30に伝わる力が、半導体チップ20に近い位置の高強度領域と半導体チップ20から遠い位置の高強度領域に分散される。このため、半導体チップ20の接合部にかかる応力の力点の位置が、熱伝導基板40と第2の金属板30の接合強度が接合部で一様の場合に比べて、半導体チップ20から遠くなる。更に、低強度領域において第2の金属板30の曲げ剛性が弱いため、第2の金属板30に力が伝わると第2の金属板30が曲がる。このため、半導体装置1では、半導体チップ20の温度変化などにより半導体装置1に反りが発生しても、反りの影響は、第2の金属板30が変形することにより吸収される。したがって、半導体装置1によれば、半導体チップ20の接合部にかかる応力を緩和することができる。
In the
更に、半導体装置1では、第2の金属板30を変形しやすくするために第2の金属板30の断面積を小さくする必要がない。このため、半導体装置1によれば、放熱経路の熱抵抗の増大を抑制することができる。
Further, in the
図2に、半導体装置1の平面図を示す。図2では、第2のチップ接合材52を表示しておらず、第2の金属板30を透過して半導体チップ20、第2の基板接合材62、熱伝導基板40および第1の金属板10が表示されている。図1は、図2のI−I方向に沿った断面図に相当する。図2に示した半導体装置1では、第2の基板接合材62が環形状に形成されている。すなわち、第2の基板接合材62に周囲を囲まれた領域が低強度領域である。
FIG. 2 shows a plan view of the
図3に、半導体装置1の他の例の平面図を示す。図1は、図3のI−I方向に沿った断面図に相当する。図3に示した半導体装置1では、相互に離間して配置された2つの第2の基板接合材62に挟まれた領域が低強度領域である。つまり、半導体チップ20に近い位置の高強度領域と遠い位置の高強度領域のそれぞれが、半導体チップ20から熱伝導基板40に向かう方向と垂直に延在する帯形状である。このように、半導体チップ20に近い位置の高強度領域と半導体チップ20から遠い位置の高強度領域を分離して配置することにより、半導体チップ20の接合部にかかる応力をより緩和することができる。
FIG. 3 shows a plan view of another example of the
半導体装置1は、温度サイクルのある厳しい条件で使用される電力変換装置などに好適に使用される。例えば、自動車に搭載される車載電力変換装置では、半導体素子に流れる電流が大きく、半導体チップでの発熱が大きい。更に、車載電力変換装置は、温度サイクルの厳しい環境で使用される。しかし、半導体装置1を適用することにより、車載電力変換装置において、半導体チップの接合部にかかる応力を緩和し、且つ放熱経路の熱抵抗の増大を抑制することができる。
The
<変形例>
図4に示す第1の実施形態の変形例に係る半導体装置1では、熱伝導基板40と第1の金属板10を接合する第1の基板接合材61に、低強度領域として空間が設けられている。つまり、熱伝導基板40と第1の金属板10との接合部に、高強度領域と低強度領域が混在している。一方、熱伝導基板40と第2の金属板30との接合部には、第2の基板接合材62が一様に配置されている。
<Modification example>
In the
図4に示す半導体装置1では、熱伝導基板40と第1の金属板10の接合強度の高い領域が、半導体チップ20に近い位置と半導体チップ20から遠い位置に分散されている。このため、第1の金属板10に発生する反りの影響により半導体チップ20の接合部にかかる応力の力点の位置が、熱伝導基板40と第1の金属板10の接合強度が接合部で一様の場合に比べて、半導体チップ20から遠くなる。更に、低強度領域で第1の金属板10の曲げ剛性が弱いため、第1の金属板10が曲がる。このため、半導体装置1の反りの影響が、第1の金属板10が変形することにより吸収される。その結果、図4に示した半導体装置1によれば、半導体チップ20の接合部にかかる応力を緩和することができる。
In the
図5に、図4に示した半導体装置1の平面図を示す。図5では、熱伝導基板40を透過して、第1の基板接合材61が表示されている。図4は、図5のIV−IV方向に沿った断面図である。図5に示した半導体装置1では、第1の基板接合材61が環形状に形成されている。すなわち、第1の基板接合材61に周囲を囲まれた領域が低強度領域である。
FIG. 5 shows a plan view of the
図6に、図4に示した半導体装置1の他の例の平面図を示す。図6に示した半導体装置1では、相互に離間して配置された2つの帯形状の第1の基板接合材61に挟まれた領域が低強度領域である。
FIG. 6 shows a plan view of another example of the
なお、熱伝導基板40と第1の金属板10との接合部および熱伝導基板40と第2の金属板30との接合部の両方に、高強度領域と低強度領域を混在させてもよい。即ち、図7に示すように、熱伝導基板40と第2の金属板30との接合部に第2の基板接合材62に挟まれた空間を低強度領域として設け、且つ、熱伝導基板40と第1の金属板10との接合部に第1の基板接合材61に挟まれた空間を低強度領域として設ける。これにより、第1の金属板10と第2の金属板30の両方の曲げ剛性が弱くなる。このため、半導体チップ20の接合部にかかる応力を低減することができる。
A high-strength region and a low-strength region may be mixed in both the joint portion between the heat
(第2の実施形態)
第2の実施形態に係る半導体装置1では、図8に示すように、平面視で矩形状の第2の金属板30が、半導体チップ20から熱伝導基板40に向かう行方向Xの長さが、平面視で行方向Xに垂直な列方向Yの長さより長い形状である。他の構成は、第1の実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
In the
図8に示す半導体装置1によれば、第2の金属板30を、行方向Xを長手方向とする細長い形状にすることにより、第2の金属板30の曲げ剛性が弱くなる。このため、第2の金属板30が曲がることにより、第1の金属板10の反りの影響が吸収される。その結果、半導体チップ20の接合部にかかる応力を低減することができる。
According to the
図9に、熱伝導基板40と第2の金属板30との接合部に、第2の基板接合材62が配置されていない空間を低強度領域として設けた例を示した。なお、熱伝導基板40と第1の金属板10との接合部に第1の基板接合材61が配置されていない空間を低強度領域として設けてもよい。また、熱伝導基板40と第2の金属板30との接合部および熱伝導基板40と第1の金属板10との接合部の両方に、低強度領域を設けてもよい。
FIG. 9 shows an example in which a space in which the second
(第3の実施形態)
第3の実施形態に係る半導体装置1は、図10および図11に示すように、半導体チップ20の第2主面に、第2のチップ接合材52によって第1部分電極板31および第2部分電極板32がそれぞれ接続された構成である。第1部分電極板31および第2部分電極板32には、熱伝導基板40に相当する第1熱伝導基板41と第2熱伝導基板42とが個別に接合されている。つまり、第2の金属板30が、第1部分電極板31および第2部分電極板32に分割されている点が、図1の半導体装置1と異なる点である。他の構成は、第1の実施形態と同様である。
(Third Embodiment)
As shown in FIGS. 10 and 11, in the
第3の実施形態に係る半導体装置1は、半導体チップ20から第1の金属板10への直接の放熱経路、第1部分電極板31と第1熱伝導基板41を経由する放熱経路、および第2部分電極板32と第2熱伝導基板42を経由する放熱経路を有する。これら複数の放熱経路での熱移動により、半導体装置1の放熱経路の熱抵抗を下げることができる。また、第1部分電極板31と第2部分電極板32を細長い形状にすることにより、第1部分電極板31と第2部分電極板32の曲げ剛性を弱くしてもよい。これにより、半導体チップ20の接合部にかかる応力を低減することができる。
The
なお、図11では、第1熱伝導基板41と第1部分電極板31の接合部および第2熱伝導基板42と第2部分電極板32の接合部に、第2の基板接合材62が配置されていない空間を低強度領域として設けた例を示した。しかし、第1熱伝導基板41および第2熱伝導基板42と第1の金属板10とを接合する第1の基板接合材61に、低強度領域として空間が設けてもよい。或いは、これらの接合部のすべてに低強度領域を設けてもよい。
In FIG. 11, the second
(第4の実施形態)
第4の実施形態に係る半導体装置1は、図12に示すように、第2の基板接合材62が配置された領域の残余の領域に、第2の基板接合材62よりもヤング率が低く、且つ熱伝導性を有する低弾性材70を配置した構成である。すなわち、図12に示す半導体装置1では、第2の基板接合材62が配置された高強度領域に挟まれた低強度領域に、低弾性材70が配置されている。その他の構成については、図1に示す第1の実施形態と同様である。
(Fourth Embodiment)
As shown in FIG. 12, the
低弾性材70に、少なくとも空気よりも熱伝導性が高い材料を使用する。これにより、第2の金属板30および熱伝導基板40を経由する放熱経路の熱抵抗が低減し、半導体チップ20から第1の金属板10までの熱の移動量が増大する。
For the low
上記のように、図12に示す半導体装置1によれば、熱伝導性を有する低弾性材70を第2の基板接合材62の配置されていない空間に埋め込むことにより、放熱経路の熱抵抗を更に下げることができる。そして、ヤング率が低い低弾性材70を用いることにより、低強度領域において第2の金属板30の曲げ剛性を弱くできる。このため、第2の基板接合材62に空間を設ける場合に対して、半導体チップ20の接合部にかかる応力を低減する効果の低下を抑制できる。他は、第1の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
As described above, according to the
図13に、図12に示した半導体装置1の平面図を示す。図13に示した半導体装置1では、第2の基板接合材62が環形状に形成されている。すなわち、第2の基板接合材62に周囲を囲まれて低弾性材70が配置された領域が低強度領域である。
FIG. 13 shows a plan view of the
図14に、図12に示した半導体装置1の他の例の平面図を示す。図14に示した半導体装置1では、半導体チップ20に近い位置と遠い位置に離間して配置された2つの第2の基板接合材62に挟まれて低弾性材70が配置された領域が低強度領域である。
FIG. 14 shows a plan view of another example of the
なお、熱伝導基板40と第1の金属板10との接合部において、第1の基板接合材61が配置された領域の残余の領域に、第1の基板接合材61よりもヤング率が低く且つ熱伝導性を有する低弾性材を配置してもよい。或いは、熱伝導基板40と第1の金属板10との接合部および熱伝導基板40と第2の金属板30との接合部の両方において、接合材が配置された領域の残余の領域に低弾性材70を配置してもよい。
In the joint portion between the heat
(第5の実施形態)
第5の実施形態に係る半導体装置1は、図15に示すように、半導体チップ20が配置された主面に対向する第1の金属板10の他の主面に、第1の金属板10よりも曲げ剛性の高い補強板80を接合した構成である。他の構成は、第1の実施形態と同様である。
(Fifth Embodiment)
As shown in FIG. 15, the
図15に示す半導体装置1によれば、補強板80を第1の金属板10に接合することにより、第1の金属板10の反りを抑制できる。例えば、半導体チップ20に接合する主面に対向する第1の金属板10の他の主面に冷却器や金属構成部品などの反りの影響を大きく受ける部品を配置した場合にも、補強板80によって半導体装置1全体の反りが抑制される。
According to the
図15に示す半導体装置1においても、半導体チップ20の接合部に高強度領域と低強度領域を混在させることにより、半導体チップ20の接合部にかかる応力が緩和される。図15に示すように熱伝導基板40と第2の金属板30との接合部に第2の基板接合材62が配置されていない空間を低強度領域として設けてもよいし、この空間を低弾性材70で埋め込んでもよい。或いは、熱伝導基板40と第1の金属板10との接合部に第1の基板接合材61が配置されていない空間を低強度領域として設けてもよいし、この空間を低弾性材70で埋め込んでもよい。また、熱伝導基板40と第2の金属板30との接合部および熱伝導基板40と第1の金属板10との接合部の両方に、低強度領域を設けてもよい。
Also in the
1…半導体装置
10…第1の金属板
20…半導体チップ
30…第2の金属板
40…熱伝導基板
51…第1のチップ接合材
52…第2のチップ接合材
61…第1の基板接合材
62…第2の基板接合材
70…低弾性材
80…補強板
1 ...
Claims (6)
前記第1の金属板に第1主面が接合された半導体チップと、
前記第1主面に対向する前記半導体チップの第2主面に接合された第2の金属板と、
前記半導体チップと並列に配置され、前記第1の金属板と前記第2の金属板に接合された絶縁性の熱伝導基板と
を備え、
前記熱伝導基板と前記第1の金属板との接合部および前記熱伝導基板と前記第2の金属板との接合部の少なくともいずれかが、接合強度が相対的に高い高強度領域と相対的に低い低強度領域とが混在する接合部であり、
前記低強度領域が、前記半導体チップに近い位置の前記高強度領域と遠い位置の前記高強度領域に挟まれている
ことを特徴とする半導体装置。 A first metal plate and a semiconductor chip in which a first main surface is bonded to the first metal plate,
A second metal plate joined to the second main surface of the semiconductor chip facing the first main surface, and
It is provided with an insulating heat conductive substrate arranged in parallel with the semiconductor chip and bonded to the first metal plate and the second metal plate.
At least one of the joint portion between the heat conductive substrate and the first metal plate and the joint portion between the heat conductive substrate and the second metal plate is relative to a high strength region where the joint strength is relatively high. It is a joint with a mixture of low-strength regions and low strength regions.
A semiconductor device characterized in that the low-strength region is sandwiched between the high-strength region at a position close to the semiconductor chip and the high-strength region at a position far from the semiconductor chip.
前記低強度領域が、前記接合材が配置された領域の残余の領域である
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The high-strength region is a region where the bonding material is arranged.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the low-strength region is a residual region of a region in which the bonding material is arranged.
前記半導体チップが接合された領域から前記熱伝導基板が接合された領域に向かう行方向に沿った前記第2の金属板の長さが、前記行方向に垂直な列方向に沿った前記第2の金属板の長さよりも長い
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。 The second metal plate has a rectangular shape in a plan view and has a rectangular shape.
The length of the second metal plate along the row direction from the region where the semiconductor chips are joined to the region where the heat conductive substrate is joined is the second along the column direction perpendicular to the row direction. The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the length is longer than the length of the metal plate of the above.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置。 The claim is characterized in that a reinforcing plate having a bending rigidity higher than that of the first metal plate is joined to another main surface of the first metal plate facing the main surface on which the semiconductor chip is arranged. The semiconductor device according to any one of 1 to 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019160906A JP7329394B2 (en) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | semiconductor equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019160906A JP7329394B2 (en) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | semiconductor equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021040059A true JP2021040059A (en) | 2021-03-11 |
JP7329394B2 JP7329394B2 (en) | 2023-08-18 |
Family
ID=74847359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019160906A Active JP7329394B2 (en) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | semiconductor equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7329394B2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002134669A (en) * | 2000-10-30 | 2002-05-10 | Kyocera Corp | Semiconductor device |
JP2003046027A (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | Heat-radiating type bga package and manufacturing method therefor |
JP2007184351A (en) * | 2006-01-05 | 2007-07-19 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2010103338A (en) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device and method of manufacturing same |
JP2013247274A (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Fujitsu Ltd | Semiconductor package and wiring board unit |
JP2015162497A (en) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | Necプラットフォームズ株式会社 | Semiconductor device and electronic apparatus using the same |
JP2017073483A (en) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | 三菱マテリアル株式会社 | Heat sink-attached power module substrate and power module |
-
2019
- 2019-09-04 JP JP2019160906A patent/JP7329394B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002134669A (en) * | 2000-10-30 | 2002-05-10 | Kyocera Corp | Semiconductor device |
JP2003046027A (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | Heat-radiating type bga package and manufacturing method therefor |
JP2007184351A (en) * | 2006-01-05 | 2007-07-19 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2010103338A (en) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device and method of manufacturing same |
JP2013247274A (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Fujitsu Ltd | Semiconductor package and wiring board unit |
JP2015162497A (en) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | Necプラットフォームズ株式会社 | Semiconductor device and electronic apparatus using the same |
JP2017073483A (en) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | 三菱マテリアル株式会社 | Heat sink-attached power module substrate and power module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7329394B2 (en) | 2023-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4867793B2 (en) | Semiconductor device | |
US7732916B2 (en) | Semiconductor package | |
US7961474B2 (en) | Heat dissipation device and power module | |
WO2007072700A1 (en) | Semiconductor module | |
US11232991B2 (en) | Semiconductor apparatus | |
JPWO2017130512A1 (en) | Power module | |
JPWO2017168756A1 (en) | Semiconductor device | |
WO2016158020A1 (en) | Semiconductor module | |
JP7163583B2 (en) | semiconductor equipment | |
JPWO2020105075A1 (en) | Semiconductor device | |
JP6834815B2 (en) | Semiconductor module | |
JP4046623B2 (en) | Power semiconductor module and fixing method thereof | |
JP7329394B2 (en) | semiconductor equipment | |
JPWO2014141399A1 (en) | Semiconductor device | |
JP2007173301A (en) | Dissipator for cooling semiconductor element, semiconductor device, and manufacturing process of dissipator for cooling semiconductor element | |
JP2019212809A (en) | Semiconductor device | |
JP6316219B2 (en) | Power semiconductor module | |
JP6759784B2 (en) | Semiconductor module | |
JP7257977B2 (en) | Semiconductor equipment and semiconductor modules | |
JP2007142472A (en) | Inverter | |
JP2007184424A (en) | Semiconductor device | |
JP7192469B2 (en) | Mounting structure of insulated circuit board with heat sink to housing | |
WO2010024343A1 (en) | Semiconductor device | |
JP7050487B2 (en) | Electronic device | |
JP5793295B2 (en) | Semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220510 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230228 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230228 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230420 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230711 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230807 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7329394 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |