JP4853276B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体チップを搭載した半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体チップを実装する絶縁基板及びプリント基板を放熱用のベース板に取り付ける半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device on which a semiconductor chip is mounted, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device in which an insulating substrate on which a semiconductor chip is mounted and a printed circuit board are attached to a base plate for heat dissipation.
パワーモジュールなど、駆動時に熱を発生する半導体チップを有する半導体装置は、製造時に、半導体チップを実装した絶縁基板やプリント基板を放熱用の金属ベース板に接合させている。このような半導体装置においては、絶縁基板を金属ベース板に半田付けしている半田が流れ出す恐れがある。このため、金属ベース板の絶縁基板の外周に相当する領域に溝を形成することが提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。さらに、絶縁基板の回路パターン上に半導体チップを半田で接合するにあたり、半導体チップの外周に相当する領域に溝を形成することが提案されている(例えば、特許文献3参照)。また、接着剤を用いる場合に、余剰接着剤を溝で吸収することも提案されている(例えば、特許文献4,5参照)。
In a semiconductor device having a semiconductor chip that generates heat when driven, such as a power module, an insulating substrate or a printed board on which the semiconductor chip is mounted is bonded to a heat-dissipating metal base plate at the time of manufacture. In such a semiconductor device, there is a risk that the solder that solders the insulating substrate to the metal base plate will flow out. For this reason, it has been proposed to form a groove in a region corresponding to the outer periphery of the insulating substrate of the metal base plate (see, for example,
また、上記の半導体チップを実装した絶縁基板及びその半導体チップと電気的に接続されるプリント基板を同一の金属ベースに取り付けるようにした半導体装置も提案されている(例えば、特許文献6,7参照)。
There has also been proposed a semiconductor device in which an insulating substrate on which the semiconductor chip is mounted and a printed board electrically connected to the semiconductor chip are attached to the same metal base (see, for example,
図4はこのような一般的な半導体装置の外観を示す斜視図である。同図の(a)は完成後の状態、(b)はその内部構造を外観的に示している。ベース板201に回路部品の取り付け台202及び、カバー203の下の回路部品と接続されたコネクタ204が設けられ、回路部品の上側は遮蔽板205で覆われている。
FIG. 4 is a perspective view showing the appearance of such a general semiconductor device. (A) of the figure shows the state after completion, and (b) shows its internal structure in appearance. A
また、図5は上記の従来の半導体装置の内部構造を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。半導体チップを実装した絶縁基板101と、この絶縁基板101と電気的に接続されたプリント基板102が、銅(Cu)板からなる放熱用のベース板103に取り付けられている。
5A and 5B are views showing the internal structure of the conventional semiconductor device, wherein FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a side view. An
図6は図5に示す従来の半導体装置の詳細構造を示す断面図であり、図5のa部の断面構造を示している。同図の(a)に示すように、絶縁基板101はその上側(外側)と下側(内側)に回路パターン部111,112が形成されており、上側の回路パターン部111に半導体チップ113が半田114により実装されている。また、絶縁基板101は半田115によりベース板103に接合されている。116は半田ボールを示している。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a detailed structure of the conventional semiconductor device shown in FIG. 5, and shows a cross-sectional structure of part a in FIG. As shown in FIG. 2A, the
また、同図の(b)は接着剤120でプリント基板102をベース板103に固定した状態を示している。そして、このような半導体装置は、位置決め冶具130により位置決めが行われて組み立てられる。
ところで、上記のような従来の半導体装置においては、例えば絶縁基板をベース板に接合している半田が流れ出すと、絶縁基板の表面の回路パターン部との沿面距離L101が小さくなり、その分絶縁基板の外形を大きくしなければならず、また接着剤が流れ出すと絶縁基板の下側に入り込んで絶縁基板を破壊する恐れがあり、さらには半導体チップを回路パターン部に接合している半田が飛び散って半田ボールが半導体チップ上に付着するという問題点があるとともに、半導体装置の製造の際に位置決め冶具が必要になるという問題点がある。 By the way, in the conventional semiconductor device as described above, for example, when the solder that joins the insulating substrate to the base plate flows out, the creeping distance L101 between the surface of the insulating substrate and the circuit pattern portion becomes small, and accordingly the insulating substrate. In addition, if the adhesive flows out, it may enter the lower side of the insulating substrate and destroy the insulating substrate. Furthermore, the solder that joins the semiconductor chip to the circuit pattern part may be scattered. In addition to the problem that the solder balls adhere to the semiconductor chip, there is a problem that a positioning jig is required when manufacturing the semiconductor device.
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、半田の流れ出しや接着剤のはみ出しなどによる影響を防ぐことができるとともに、製造の際に位置決め冶具が不要になる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and can prevent the influence of a solder flow-out or an adhesive stick-out and the like, and a method for manufacturing a semiconductor device that does not require a positioning jig in the manufacturing process. The purpose is to provide.
本発明では上記課題を解決するために、放熱用のベース板に凹形状の溝部を形成する工程と、半導体チップを実装した絶縁基板の外周部外側を前記ベース板の前記溝部に合わせて取り付ける工程と、前記半導体チップと電気的に接続されるプリント基板を前記ベース板に取り付ける工程と、を有し、組み立て冶具の位置決めに前記凹形状の溝部を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。 In the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, a step of forming a concave groove in the base plate for heat dissipation, and a step of attaching the outer periphery of the insulating substrate on which the semiconductor chip is mounted to the groove of the base plate And a step of attaching a printed circuit board electrically connected to the semiconductor chip to the base plate, and using the concave groove for positioning an assembly jig. Provided.
このような半導体装置の製造方法によれば、ベース板の絶縁基板の外周部外側に形成した凹形状の溝部を組み立て冶具の位置決めに用いるので、絶縁基板をベース板に接合する半田の流れ出しによる影響を防ぐことができるとともに、製造の際に絶縁基板の位置決め冶具が不要になる。 According to such a method of manufacturing a semiconductor device, the concave groove formed outside the outer peripheral portion of the insulating substrate of the base plate is used for positioning of the assembly jig. Therefore, the influence of the flow of solder that joins the insulating substrate to the base plate Can be prevented, and a positioning jig for the insulating substrate is not required during the production.
また、本発明では上記課題を解決するために、放熱用のベース板に凹形状の溝部を形成する工程と、半導体チップを実装した絶縁基板を前記ベース板に取り付ける工程と、前記半導体チップと電気的に接続されるプリント基板の外周部外側を前記ベース板の前記溝部に合わせて取り付ける工程と、を有し、組み立て冶具の位置決めに前記凹形状の溝部を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。 In the present invention, in order to solve the above problems, a step of forming a concave groove in a base plate for heat dissipation, a step of attaching an insulating substrate mounted with a semiconductor chip to the base plate, Mounting the outer periphery of the printed circuit board to be connected to the groove of the base plate, and using the concave groove for positioning an assembly jig. A method is provided.
このような半導体装置の製造方法によれば、ベース板のプリント基板の外周部外側に形成した凹形状の溝部を組み立て冶具の位置決めに用いるので、プリント基板をベース板に接着する接着剤のはみ出しによる影響を防ぐことができるとともに、製造の際にプリント基板の位置決め冶具が不要になる。 According to such a method for manufacturing a semiconductor device, the concave groove formed outside the outer peripheral portion of the printed circuit board of the base plate is used for positioning the assembly jig, so that the adhesive that sticks the printed circuit board to the base plate protrudes. The influence can be prevented, and a printed circuit board positioning jig is not required during the production.
また、本発明では上記課題を解決するために、半導体チップを実装した絶縁基板を放熱用のベース板に取り付ける工程と、前記半導体チップと電気的に接続されるプリント基板を前記ベース板に取り付ける工程と、前記絶縁基板の回路パターンの前記半導体チップを搭載する外周部外側に凹形状の溝部を形成する工程と、を有し、組み立て冶具の位置決めに前記凹形状の溝部を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。 Further, in the present invention, in order to solve the above problems, a step of attaching an insulating substrate on which a semiconductor chip is mounted to a base plate for heat dissipation, and a step of attaching a printed board electrically connected to the semiconductor chip to the base plate And a step of forming a concave groove on the outer periphery of the circuit pattern of the insulating substrate on which the semiconductor chip is mounted, and the concave groove is used for positioning an assembly jig. A method for manufacturing a semiconductor device is provided.
このような半導体装置の製造方法によれば、絶縁基板の半導体チップの外周部外側に形成した凹形状の溝部を組み立て冶具の位置決めに用いるので、半導体チップを絶縁基板に接合する半田の流れ出しによる影響を防ぐことができるとともに、製造の際に半導体チップの位置決め冶具が不要になる。 According to such a method of manufacturing a semiconductor device, the concave groove formed outside the outer peripheral portion of the semiconductor chip of the insulating substrate is used for positioning of the assembly jig, and therefore, the influence of the flow of solder that joins the semiconductor chip to the insulating substrate. In addition, a semiconductor chip positioning jig is not required during manufacturing.
本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁基板、プリント基板、半導体チップなどの外周部外側に形成した凹形状の溝部を組み立て冶具の位置決めに用いるので、半田の流れ出しや接着剤のはみ出しなどによる影響を防ぐことができるとともに、製造の際に位置決め冶具が不要になるという利点がある。 The method of manufacturing a semiconductor device of the present invention uses a concave groove formed outside the outer peripheral portion of an insulating substrate, a printed circuit board, a semiconductor chip, or the like for positioning of an assembly jig, and is therefore affected by the flow of solder or the protrusion of adhesive. In addition, there is an advantage that a positioning jig is not required during manufacture.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施の形態の半導体装置の内部構造を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。半導体チップを実装した絶縁基板1と、この絶縁基板1と電気的に接続されたプリント基板2が、銅板からなる同一の放熱用のベース板3に取り付けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1A and 1B are diagrams showing an internal structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, where FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a side view. An
図2は図1に示す実施の形態の半導体装置の詳細構造を示す断面図であり、図1のA部の断面構造を示している。同図の(a)に示すように、絶縁基板1はその上側と下側に回路パターン部11,12が形成されており、上側の回路パターン部11に半導体チップ13が半田14により実装されている。また、絶縁基板1は半田15によりベース板3に接合されている。16は半田ボールを示している。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a detailed structure of the semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. 1, and shows a cross-sectional structure of portion A in FIG. As shown in FIG. 2A, the
また、同図の(b)は接着剤20でプリント基板2をベース板3に固定した状態を示している。そして、このような半導体装置は、組み立て冶具30が用いられて組み立てられる。
Further, (b) of the figure shows a state in which the printed
次に、上記の半導体装置の製造方法について説明する。実施の形態の半導体装置の製造方法は、半導体チップ13を実装した絶縁基板1をベース板3に取り付ける工程と、半導体チップ13と電気的に接続されるプリント基板2をベース板3に取り付ける工程と、ベース板3の絶縁基板1の外周部外側に凹形状の溝部4を形成する工程と、ベース板3のプリント基板2の外周部外側に凹形状の溝部5を形成する工程と、絶縁基板1の半導体チップ13の外周部外側に凹形状の溝部6を形成する工程とを有しており、組み立て冶具30の位置決めに上記凹形状の溝部4〜6が用いられる。具体的には、溝部4により絶縁基板1の位置決めが行われ、溝部5によりプリント基板2の位置決めが行われ、溝部6により半導体チップ13の位置決めが行われる。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device will be described. The method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment includes a step of attaching the
このように、実施の形態では、絶縁基板1、プリント基板2及び半導体チップ13の外周部外側に形成した凹形状の溝部4〜6を組み立て冶具30の位置決めに用いるので、半田14,15の流れ出しや接着剤20のはみ出しなどによる影響を防ぐことができるとともに、製造の際に位置決め冶具が不要になる。
As described above, in the embodiment, the
すなわち、半田14,15の飛び散りや流れ出しをコントロールできるので、半田ボール16が半導体チップ13に付着するのを防止でき、また絶縁基板1上の沿面距離L1,L2,L3を確保することもできる。さらに、接着剤20の流れ出しもコントロールでき、組み立てにおける不具合を回避することができる。
That is, since the scattering and the flow-out of the
また、溝部4〜6を組み立て冶具30の位置決めに用いているので、専用の位置決め冶具が不要になる。さらに、組み立て冶具30を溝部4〜6に嵌合するようにすれば、半田付けによりベース板3に変形があっても、図3に示すように、組み立て冶具30の先端は、溝部4〜6内にあるため、半田15の流れ出しを防止できる。
Moreover, since the groove parts 4-6 are used for positioning of the
図3は実施の形態の半導体装置のベース板が反ったときの状態を示す図であり、同図の(a)に示す組み立て冶具30を溝部4〜6に嵌合した状態に対し、同図の(b)は側面方向に90度回転させた状態をイメージとして示している。
FIG. 3 is a view showing a state when the base plate of the semiconductor device of the embodiment is warped. In contrast to the state in which the
1 絶縁基板
2 プリント基板
3 ベース板
4,5,6 凹形状の溝部
11,12 回路パターン部
13 半導体チップ
14,15 半田
16 半田ボール
20 接着剤
30 組み立て冶具
DESCRIPTION OF
Claims (5)
半導体チップを実装した絶縁基板の外周部外側を前記ベース板の前記溝部に合わせて取り付ける工程と、
前記半導体チップと電気的に接続されるプリント基板を前記ベース板に取り付ける工程と、を有し、
組み立て冶具の位置決めに前記凹形状の溝部を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a concave groove on the base plate for heat dissipation;
Attaching the outer periphery of the insulating substrate on which the semiconductor chip is mounted to the groove of the base plate,
Attaching a printed circuit board electrically connected to the semiconductor chip to the base plate,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the concave groove is used for positioning an assembly jig.
半導体チップを実装した絶縁基板を前記ベース板に取り付ける工程と、
前記半導体チップと電気的に接続されるプリント基板の外周部外側を前記ベース板の前記溝部に合わせて取り付ける工程と、を有し、
組み立て冶具の位置決めに前記凹形状の溝部を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a concave groove on the base plate for heat dissipation;
Attaching an insulating substrate mounting a semiconductor chip to the base plate;
Attaching the outer periphery of the printed circuit board electrically connected to the semiconductor chip to match the groove of the base plate, and
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the concave groove is used for positioning an assembly jig.
前記半導体チップと電気的に接続されるプリント基板を前記ベース板に取り付ける工程と、
前記絶縁基板の回路パターンの前記半導体チップを搭載する外周部外側に凹形状の溝部を形成する工程と、を有し、
組み立て冶具の位置決めに前記凹形状の溝部を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Attaching an insulating substrate mounted with a semiconductor chip to a base plate for heat dissipation;
Attaching a printed circuit board electrically connected to the semiconductor chip to the base plate;
Forming a concave groove on the outer periphery of the circuit pattern of the insulating substrate on the outer periphery of the semiconductor chip.
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the concave groove is used for positioning an assembly jig.
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