JP4940900B2 - 実装用部品、および半導体装置 - Google Patents
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Description
本発明の実装用部品は、絶縁性部材101の上面側に金属製のダイパッド102が形成されている。絶縁性部材101の大きさや形状は、特に限定されるものではなく、例えば、円柱、楕円柱、球、卵形、三角柱、四角柱、多角柱又はこれらに近似する形状等どのような形状でもよい。また、絶縁性部材101は、絶縁性を確保することができるものであれば、どのような材料によって形成されていてもよい。例えば、ポリフタルアミド(PPA)、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ABS樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、PBT樹脂等の樹脂、セラミック、硝子等があげられる。なかでも、後述する接合部材との接触角が90°を超える材料であることが適しており、さらに100°以上の材料を用いることが好ましく、このような材料を選択することにより、半導体素子チップの固定時におけるセルフアライメント効果をより顕著に発現させることができる。また、絶縁性部材101に、着色剤として種々の染料又は顔料等を混合して用いてもよい。例えば、Cr2O3、MnO2、Fe2O3、カーボンブラック等があげられる。ここで、本明細書において接触角とは、材料の性質を表すものであり、静止している液体の接合部材の自由上面が固体の上面に接する所で液面と固体面とのなす角度のことをいう。具体的には、接合部材の融点+40〜50℃における静適法によって測定することができる。
絶縁性部材101の上面に形成されたダイパッド102を構成する材料は、少なくともダイパッド102の上面と後述する加熱溶融性の金属接合部材との接触角が90度以下であれば、特に限定されないが、80度以下の材料を用いることが好ましく、より好ましくは60度以下、さらには45度以下の材料であることが好ましい。また、別の観点から、ダイパッド102の上面と前記接合部材との接触角と、絶縁性部材101と前記接合部材との接触角との差は、10度以上であることが好ましく、より好ましくは20度以上、さらに好ましくは30度以上であることが好ましい。これにより、接合部材は、絶縁性部材101よりも濡れ易いダイパッド102の領域に浸潤し、半導体素子チップ101をダイパッドの所望とする領域により容易にアライメントさせることができる。このように、少なくともダイパッドの上面の材料を選択することにより、半導体素子チップ101の固定時におけるセルフアライメント効果をより顕著に発現させることができる。また、半導体発光素子チップを用いる場合、少なくともダイパッドの上面は、半導体素子チップからの光に対して70%以上の光反射率を有していることが好ましく、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上の光反射率を有するものが好ましい。ここで、本明細書において光反射率とは、村上色彩技術研究所製CMS−35SPの分光光度計を用いたSCI方式にて測定した値をいう。ダイパッド102は、例えば、Al、Ag、Au、Pd等の単層膜又は積層膜により構成することができる。この成膜方法としては、公知の方法、例えば、蒸着、スパッタ法、メッキ法等、種々の方法を利用することができる。
絶縁性部材101の上面には、ダイパッド102と離間して一対の導電性部材105が形成されており、該導電性部材105はそれぞれ半導体素子チップ103の電極と電気的に接続されている。導電性部材105は、導電性を有していれば特に限定されないが、熱伝導率の比較的大きな材料で形成することが好ましい。例えば、200W/(m・K)程度以上の熱伝導率を有しているもの、比較的大きい機械的強度を有するもの、あるいは打ち抜きプレス加工又はエッチング加工等が容易な材料が好ましい。例えば、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属又は鉄−ニッケル合金、燐青銅、鉄入り銅等あるいはこれらの上面に銀、アルミニウム、銅、金等の金属メッキ膜が施こされたもの等があげられる。
本発明で用いられる半導体素子チップ103は、従来から知られている半導体素子チップ103のうち、ダイパッド102と固定される底面が多角形であれば特に限定されず、底面と該底面と対向する上面とが同一形状でなくてもよい。また、具体的な材料構成は、例えば、基板上に、InN、AlN、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等の窒化物半導体、III−V族化合物半導体、II−VI族化合物半導体等、種々の半導体によって、活性層を含む積層構造が形成されたものがあげられる。基板としては、C面、A面、R面のいずれかを主面とするサファイアやスピネル(MgA12O4)のような絶縁性基板、また炭化珪素、シリコン、ZnS、ZnO、GaAs、ダイヤモンド;ニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板、窒化物半導体基板(GaN、AlN等)等があげられる。半導体の構造としては、MIS接合、PIN接合、PN接合などのホモ構造、ヘテロ結合あるいはダブルヘテロ結合のものがあげられる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造、多重量子井戸構造としてもよい。活性層には、Si、Ge等のドナー不純物及び/又はZn、Mg等のアクセプター不純物がドープされる場合もある。得られる発光素子の発光波長は、半導体の材料、混晶比、活性層のInGaNのIn含有量、活性層にドープする不純物の種類を変化させるなどによって、紫外領域から赤色まで変化させることができる。また、本発明に用いられる半導体素子チップ103は、底面と対向する上面側にn電極及びp電極が形成された片面電極のものであってもよいし、上面および底面にそれぞれ各電極が形成された両面電極のものであってもよい。
加熱溶融性の金属接合部材は、半導体素子チップ103をダイパッド102a,102bに載置、固定するために用いられるものであり、例えば、SnPb系、SnAgCu系、AuSn系、SnZn系、SuCu系等のハンダ材料を好適に使用することができる。なかでも、AuSn系のハンダ材料が半導体装置をリフロー固定する場合に対しての耐熱性と接合信頼性の面で好ましい。また、任意に、これらに、濡れ性又はハンダクラック性を改善する目的で、Bi、In等を添加してもよい。
半導体素子チップ101の上面側の電極は、ワイヤ104にて導電性部材105と電気的な接続がとられている。ワイヤ104としては、半導体素子チップ101の電極とのオーミック性が良好であるか、機械的接続性が良好であるか、電気伝導性及び熱伝導性が良好なものであることが好ましい。熱伝導率としては、0.01cal/S・cm2・℃/cm程度以上が好ましく、さらに0.5cal/S・cm2・℃/cm程度以上がより好ましい。作業性などを考慮すると、ワイヤ104の直径は、10μm〜45μm程度であることが好ましい。このようなワイヤ104としては、例えば、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金があげられる。
102 、202、302、402,502,602,702 ダイパッド
103、303、403、503、603、703 半導体素子チップ
104 ワイヤ
105 導電性部材
406 連結部
Claims (6)
- 絶縁性部材の上面の一部に底面が多角形である半導体素子チップの前記底面を加熱溶融性の金属接合部材にて固定することが可能なダイパッドを備えた実装用部品であって、
前記ダイパッドは、前記底面のサイズが相似状に異なる複数の半導体素子チップの各底面角にそれぞれ対応する複数の細長部を周縁に有しており、
前記細長部の幅は、先端側へ狭くなっていることを特徴とする実装用部品。 - 前記細長部の先端は、鋭角であることを特徴とする請求項1に記載の実装用部品。
- 絶縁性部材の上面の一部に底面が多角形である半導体素子チップの前記底面が加熱溶融性の金属接合部材にて固定されたダイパッドを備えた実装用部品を有する半導体装置であって、
前記ダイパッドは、前記半導体素子チップの各底面角にそれぞれ対応する複数の細長部を周縁に有しており、
前記細長部の幅は、先端側へ狭くなっていることを特徴とする半導体装置。 - 前記細長部の先端は、鋭角であることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
- 前記絶縁性部材の上面と前記金属接合部材との接触角は100度以上であり、前記ダイパッドの上面と前記金属接合部材との接触角は80度以下であることを特徴とする請求項3または4に記載の半導体装置。
- 前記半導体素子チップは、発光素子チップであることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の半導体装置。
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