JP6507874B2 - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
実施の形態1にかかる半導体装置の構造について、ピン構造の半導体モジュールを例に説明する。図1は、実施の形態1にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。図1に示す実施の形態1にかかる半導体装置は、積層基板3上の導体層と回路基板10の導体層とを端子ピン9により電気的に接続したピン構造の半導体モジュールである。図1には、例えばインバータ回路一相分(U相)の半導体モジュールの一例を示す。積層基板3上の導体層とは、積層基板3のおもて面に実装された半導体チップ1のおもて面に設けられた図示しない電極(以下、おもて面電極とする)、または、積層基板3のおもて面に実装された導電性板4である。なお、積層基板のおもて面とは、半導体チップ1や導電性板4が実装され、後述する封止材11に覆われる側の面である。
次に、実施の形態2にかかる半導体装置の構造について説明する。図4は、実施の形態2にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。図5は、実施の形態2にかかる半導体装置の別の一例の構造を示す断面図である。実施の形態2にかかる半導体装置が実施の形態1にかかる半導体装置と異なる点は、酸化膜21〜29に対する濡れ性の高い熱硬化性の材料(液状のモノマレイミド樹脂)を硬化させてなる封止材(以下、第1封止材とする)41,51によってケース内側の一部の導体部のみを覆っている点である。ケース内側において第1封止材41,51以外の部分には、第1封止材41,51と材料の異なる封止材(以下、第2封止材とする)42,52が充填されている。すなわち、ケース内側の異なる位置に充填された2種類以上の樹脂材料で封止材11が構成されている。
次に、封止材11の接触角θ、および、封止材11にボイドが発生する度合について検証した。図6は、実施例の評価結果を示す図表である。まず、上述した実施の形態1にかかる半導体装置の製造方法にしたがってオゾン酸化処理したニッケル−リン合金片の表面の酸化膜上にモノマレイミド樹脂を塗布し、一般的な接触角計を用いて酸化膜に対する樹脂の接触角θを測定した(以下、実施例とする)。ニッケル−リン合金片が端子ピン9に相当し、モノマレイミド樹脂が封止材11に相当する。実施例においては、非エポキシ系のモノマレイミド樹脂を用いた第1,2試料と、ヒドロキシ基を有するモノマレイミド樹脂を用いた第3,4試料と、について検証した。
2 ヒートスプレッダ
3 積層基板
4,6 導電性板
5 セラミック基板
7 ヒートシンク
8 外部電極用端子
9 端子ピン
10 回路基板
11 封止材
12a 外部電極用端子のケース外側に露出される部分
12b〜12d 主端子のケース外側に露出される部分
13a〜13d 主端子の保護テープで保護されていないケース内側の部分(主端子のケース内側に位置する部分)
21〜29 酸化膜
31a〜31d 保護テープ
41,51 第1封止材
42,52 第2封止材
P,N,U 主端子
d 端子ピンのピッチ
h 積層基板と回路基板との間隔
Claims (10)
- 半導体チップ、導電性板および端子を実装した絶縁基板を備えた半導体装置であって、
ニッケルを主成分とする金属膜で覆われた前記端子と、
前記金属膜の表面に形成された酸化膜と、
前記絶縁基板を囲み、前記酸化膜に接して前記端子の第1の端部を内部に含む、前記酸化膜の上に塗布されたときに前記酸化膜に対する接触角が35°以下になる封止材と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 - 半導体チップ、導電性板および端子を実装した絶縁基板を備えた半導体装置であって、
ニッケルを主成分とする金属膜で覆われた前記端子と、
前記金属膜の表面に形成された酸化膜と、
前記絶縁基板を囲み、前記酸化膜に接して前記端子の第1の端部を内部に含む封止材と、
を備え、
前記封止材は、モノマレイミド樹脂であることを特徴とする半導体装置。 - 前記封止材は、ヒドロキシ基を有するモノマレイミド樹脂であることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記端子の第2の端部は、前記封止材の外側に露出されており、
前記酸化膜は、前記端子の前記封止材の内部に位置する前記第1の端部に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の半導体装置。 - 前記酸化膜は、前記半導体チップの表面電極および前記導電性板の表面に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 半導体チップ、導電性板および端子を実装した絶縁基板を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記絶縁基板に、前記半導体チップ、前記導電性板、および、ニッケルを主成分とする金属膜で覆われた前記端子を実装する第1工程と、
前記第1工程の後、オゾン分子を含む雰囲気に前記端子を曝して前記金属膜を酸化することで、前記金属膜の表面に酸化膜を形成する第2工程と、
前記酸化膜の上に塗布されたときに前記酸化膜に対する接触角が35°以下になる封止材を前記酸化膜に接触させて前記封止材の内部に前記端子の第1の端部が包まれるように、前記封止材で前記絶縁基板を囲む第3工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体チップ、導電性板および端子を実装した絶縁基板を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記絶縁基板に、前記半導体チップ、前記導電性板、および、ニッケルを主成分とする金属膜で覆われた前記端子を実装する第1工程と、
前記第1工程の後、オゾン分子を含む雰囲気に前記端子を曝して前記金属膜を酸化することで、前記金属膜の表面に酸化膜を形成する第2工程と、
封止材を前記酸化膜に接触させて前記封止材の内部に前記端子の第1の端部が包まれるように、前記封止材で前記絶縁基板を囲む第3工程と、
を含み、
前記第3工程では、前記封止材として液状のモノマレイミド樹脂を熱硬化させることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記封止材は、ヒドロキシ基を有するモノマレイミド樹脂であることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2工程では、前記端子の前記封止材の外側に露出される第2の端部を保護テープで覆った後に、前記端子を前記雰囲気に曝すことを特徴とする請求項6〜8のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2工程では、前記半導体チップの表面電極および前記導電性板を前記雰囲気に曝して酸化することで、前記表面電極および前記導電性板の表面に前記酸化膜を形成することを特徴とする請求項6〜9のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
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