JP6698186B2 - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6698186B2 JP6698186B2 JP2019013436A JP2019013436A JP6698186B2 JP 6698186 B2 JP6698186 B2 JP 6698186B2 JP 2019013436 A JP2019013436 A JP 2019013436A JP 2019013436 A JP2019013436 A JP 2019013436A JP 6698186 B2 JP6698186 B2 JP 6698186B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- low
- semiconductor device
- conductive member
- semiconductor chip
- heat dissipation
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/04026—Bonding areas specifically adapted for layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/04042—Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
- H01L2224/0601—Structure
- H01L2224/0603—Bonding areas having different sizes, e.g. different heights or widths
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
- H01L2224/061—Disposition
- H01L2224/0618—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
- H01L2224/06181—On opposite sides of the body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/2612—Auxiliary members for layer connectors, e.g. spacers
- H01L2224/26152—Auxiliary members for layer connectors, e.g. spacers being formed on an item to be connected not being a semiconductor or solid-state body
- H01L2224/26175—Flow barriers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/27—Manufacturing methods
- H01L2224/27011—Involving a permanent auxiliary member, i.e. a member which is left at least partly in the finished device, e.g. coating, dummy feature
- H01L2224/27013—Involving a permanent auxiliary member, i.e. a member which is left at least partly in the finished device, e.g. coating, dummy feature for holding or confining the layer connector, e.g. solder flow barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/2902—Disposition
- H01L2224/29034—Disposition the layer connector covering only portions of the surface to be connected
- H01L2224/29036—Disposition the layer connector covering only portions of the surface to be connected covering only the central area of the surface to be connected
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/29099—Material
- H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/3201—Structure
- H01L2224/32012—Structure relative to the bonding area, e.g. bond pad
- H01L2224/32013—Structure relative to the bonding area, e.g. bond pad the layer connector being larger than the bonding area, e.g. bond pad
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/3201—Structure
- H01L2224/32012—Structure relative to the bonding area, e.g. bond pad
- H01L2224/32014—Structure relative to the bonding area, e.g. bond pad the layer connector being smaller than the bonding area, e.g. bond pad
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
- H01L2224/331—Disposition
- H01L2224/3318—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
- H01L2224/33181—On opposite sides of the body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4912—Layout
- H01L2224/49175—Parallel arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73215—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
- H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
- H01L2224/7555—Mechanical means, e.g. for planarising, pressing, stamping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/83053—Bonding environment
- H01L2224/83095—Temperature settings
- H01L2224/83096—Transient conditions
- H01L2224/83097—Heating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/832—Applying energy for connecting
- H01L2224/83201—Compression bonding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/83385—Shape, e.g. interlocking features
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
- H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
- H01L2224/9222—Sequential connecting processes
- H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
- H01L2224/92247—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1203—Rectifying Diode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
- H01L2924/183—Connection portion, e.g. seal
- H01L2924/18301—Connection portion, e.g. seal being an anchoring portion, i.e. mechanical interlocking between the encapsulation resin and another package part
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/35—Mechanical effects
- H01L2924/351—Thermal stress
- H01L2924/3512—Cracking
Description
本発明は、半導体装置、特にインバータ回路等に広く採用されるパワー半導体モジュールに関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a power semiconductor module widely adopted in inverter circuits and the like.
たとえば、特許文献1および2は、それぞれ、ダイパッド等のアイランドと、当該アイランド上に配置された半導体チップとを備える半導体装置を開示している。半導体チップは、溶融半田を用いてアイランドに接合されている。
For example,
従来、半導体チップの接合は、溶融した板状半田や半田ペーストを半導体チップで押し潰して、半導体チップとアイランドとの間の空間に広く行き渡らせることによって達成されていた。しかしながら、従来の方法は、半田漏れおよび半田引けという問題を含んでいる。
半田漏れは、溶融半田が半導体チップの外側へ漏れ出す現象である。漏れ出した半田が半導体チップの表面に乗り上げ、これが、半導体チップへの裏面コンタクトの末端と半導体チップの表面との距離を短くして、半導体チップの耐圧を、チップの厚さに依存した本来の耐圧未満に低下させる。
Conventionally, joining of semiconductor chips has been achieved by crushing molten plate-shaped solder or solder paste with the semiconductor chips and spreading them widely in the space between the semiconductor chips and the islands. However, the conventional methods involve problems of solder leakage and solder shrinkage.
Solder leakage is a phenomenon in which molten solder leaks to the outside of the semiconductor chip. The leaked solder rides on the surface of the semiconductor chip, and this shortens the distance between the end of the back contact to the semiconductor chip and the surface of the semiconductor chip, and the withstand voltage of the semiconductor chip is the Reduce to less than withstand voltage.
一方、半田引けは、半導体チップとアイランドとの間に半田が存在しない空間(欠損領域)が生じる現象である。欠損領域は、最終的に熱伝導性が高くない樹脂で満たされるか、空領域のままボイド(void)として残るため、半導体チップの放熱性が低下するおそれがある。また、半導体チップの一部が半田で支持されず、当該一部が半田よりも外側に張り出した構造が形成されるため、当該構造の付け根部分にストレスが集中しやすくなる。そのため、高温と低温を繰り返す熱サイクルによって、クラックが発生しやすいというおそれがある。 On the other hand, solder shrinkage is a phenomenon in which a space in which solder does not exist (a defective region) is generated between a semiconductor chip and an island. Since the defective region is finally filled with a resin having a low thermal conductivity or remains as a void in the empty region, the heat dissipation of the semiconductor chip may be deteriorated. Further, since a structure in which a part of the semiconductor chip is not supported by the solder and the part of the semiconductor chip is projected to the outside of the solder is formed, stress is likely to be concentrated on the root portion of the structure. Therefore, there is a possibility that cracks are likely to occur due to a thermal cycle in which high temperature and low temperature are repeated.
そこで、このような半田漏れおよび半田引けの両方を、低コストで解決したいという要求がある。
本発明の目的は、低コストで、半田引けを防止すると共に、半田漏れが生じても耐圧の低下を抑制することができる半導体装置を提供することである。
Therefore, there is a demand to solve both such solder leakage and solder shrinkage at low cost.
An object of the present invention is to provide a semiconductor device that can prevent solder shrinkage at a low cost and can suppress a decrease in breakdown voltage even if solder leakage occurs.
本発明の半導体装置は、表面にパッドを有する半導体チップと、前記半導体チップを支持する導電部材と、前記導電部材と前記半導体チップとの間に設けられた接合材と、前記パッド上に一端が配置されたコンタクトブロックと、前記導電部材の表面に形成され、前記半導体チップの直下の領域から離れて配置された凹部と、前記半導体チップ、前記導電部材および前記コンタクトブロックを封止する樹脂パッケージとを含み、前記接合材は、前記半導体チップの外側に漏れ出した漏れ出し部分を有しており、かつ前記半導体チップの直下の領域から前記凹部まで、前記導電部材上の領域に延びており、前記凹部の深さは、前記コンタクトブロックの厚さの1/100〜1/10である。 The semiconductor device of the present invention has a semiconductor chip having a pad on the surface, a conductive member supporting the semiconductor chip, a bonding material provided between the conductive member and the semiconductor chip, and one end on the pad. A contact block arranged, a recess formed on the surface of the conductive member and spaced apart from a region immediately below the semiconductor chip, and a resin package sealing the semiconductor chip, the conductive member, and the contact block. Including, the bonding material has a leaking portion leaked to the outside of the semiconductor chip , and from the region immediately below the semiconductor chip to the recess, extending to the region on the conductive member, The depth of the recess is 1/100 to 1/10 of the thickness of the contact block.
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
<本発明の実施形態に係るモジュールの構成>
図1は、本発明の一実施形態を示すパワー半導体モジュール1の模式的な平面図である。図2は、図1のパワー半導体モジュール1をII−II切断線で切断したときに表れる断面図である。図3は、図1のパワー半導体モジュール1をIII−III切断線で切断したときに表れる断面図である。図4は、図1のパワー半導体モジュール1をIV−IV切断線で切断したときに表れる断面図である。図5は、図3の破線Vで囲まれた領域の拡大図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<Configuration of Module According to Embodiment of Present Invention>
FIG. 1 is a schematic plan view of a
パワー半導体モジュール1は、ハイサイドアセンブリ2と、ローサイドアセンブリ3と、中継端子4と、樹脂パッケージ5とを含む。ハイサイドアセンブリ2およびローサイドアセンブリ3は、図1および図2に示すように、隙間62を隔てて互いに隣り合って配置されている。
ハイサイドアセンブリ2は、ハイサイド放熱ブロック6と、ハイサイドIGBT7(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)およびハイサイドFRD8(FRD:Fast Recovery Diode)と、ハイサイドコンタクトブロック9と、ハイサイドエミッタ端子10と、ハイサイドゲート端子11とを含む。以下では、ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8を、単にチップ7およびチップ8ということがある(後述するローサイドIGBT30およびローサイドFRD31についても同じ)。
The
The high-
ハイサイド放熱ブロック6は、たとえば銅(Cu)からなる。ハイサイド放熱ブロック6は、この実施形態では、やや扁平な直方体形状(平面視長方形状)に形成されている。
ハイサイド放熱ブロック6の表面12には、逃がし溝13が複数本形成されている。ここで、逃がし溝13は、ハイサイド放熱ブロック6の表面12近傍の領域(表面部)に浅く形成されたものである。言い換えれば、ハイサイド放熱ブロック6において、比較的浅い逃がし溝13の下方には、金属部分が厚く残っている。この構造は、熱や応力等によって、ハイサイド放熱ブロック6が、逃がし溝13を境に折れ曲がることを防止する。たとえば、ハイサイド放熱ブロック6の厚さが1mm〜20mmである場合に、逃がし溝13の深さは0.01mm〜2mm程度であってよい。
The high side
A plurality of
各逃がし溝13は、この実施形態では、図1に示すように、ハイサイド放熱ブロック6の一対の長辺の端面14同士を繋ぐように、ハイサイド放熱ブロック6の一対の短辺に沿って形成されている。これにより、各逃がし溝13の一端および他端は、それぞれ、ハイサイド放熱ブロック6の端面14において開放されている。
また、各逃がし溝13の側面には、段差構造15が形成されている。段差構造15は、この実施形態では、図5に示すように、逃がし溝13が深さ方向に二段に区分されることによって形成された構造である。これにより、段差構造15は、第1の溝16と、第1の溝16の底部がさらに窪むことによって形成され、第1の溝16よりも幅狭な第2の溝17とを含む。段差構造15は、図1に示すように、逃がし溝13の長手方向に沿ってハイサイド放熱ブロック6の一方の端面14から他方の端面14に至るまで連続して形成されている。
In this embodiment, each of the
A
なお、段差構造15の段数は、二段に限らず、三段、四段およびそれ以上であってもよい。また、複数の溝(この実施形態では、第1および第2の溝16,17)の深さは、互いに同じであっても異なっていてもよい。さらに、段差構造15は、逃がし溝13の長手方向に選択的に形成されていてもよい。たとえば、第2の溝17が、逃がし溝13の長手方向に沿って間隔を空けて複数形成されていてもよい。さらに言えば、段差構造15は、形成されていなくてもよい。
Note that the number of steps of the
このような逃がし溝13がハイサイド放熱ブロック6の長辺に沿って互いに間隔を空けて形成されることによって、ハイサイド放熱ブロック6の表面12は、複数の領域に分割されている。この実施形態では、図1に示すように、逃がし溝13は、互いに平行に4本形成されている。これにより、ハイサイド放熱ブロック6の表面12には、隣り合う逃がし溝13で挟まれた平面視四角形状のチップ領域18が3つ形成されている。
Since the
各チップ領域18には、ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8が1つずつ配置されている。具体的には、ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8は、ローサイドアセンブリ3に遠い側からこの順に、逃がし溝13に沿って間隔を空けて配置されている。ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8と、逃がし溝13との間には、所定の間隔が空けられている。
One
ハイサイドIGBT7は、その上面にエミッタパッド19およびゲートパッド20を有し、その裏面にコレクタパッド21を有している。一方、ハイサイドFRD8は、その上面にアノードパッド22を有し、その裏面にカソードパッド(図示せず)を有している。
ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8は、それぞれ、半田材23を使用して、裏面でハイサイド放熱ブロック6に接合されている。これにより、ハイサイドIGBT7のコレクタおよびハイサイドFRD8のカソードは、それぞれ、ハイサイド放熱ブロック6に電気的に接続されている。なお、図2および図3では、明瞭化のため、エミッタパッド19、ゲートパッド20およびコレクタパッド21の図示を省略している。
The high-
The high-
半田材23は、ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8と、ハイサイド放熱ブロック6との間に設けられている。また、半田材23は、ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8の周縁から外側に漏れ出した部分26を有していてもよい。漏れ出し部分26は、たとえば、図5に破線で示すように、逃がし溝13に入っていてもよい。
また、ハイサイド放熱ブロック6には、P(Positive)端子25が一体的に接続されている。P端子25は、回路電源の正極側(Positive side)に接続されるものである。P端子25から供給される電源電圧は、ハイサイド放熱ブロック6を介して、ハイサイドIGBT7のコレクタおよびハイサイドFRD8のカソードに印加される。この実施形態では、P端子25は、図3に示すようにハイサイド放熱ブロック6と同じ厚さで、樹脂パッケージ5の内外に跨るように、ハイサイド放熱ブロック6の短辺の端面24から突出している。つまり、P端子25は、ハイサイド放熱ブロック6の逃がし溝13が開放している端面14とは異なる端面24に接続されている。P端子25の露出部分には、貫通孔54が形成されている。
The
Further, a P (Positive)
ハイサイドコンタクトブロック9は、たとえば銅(Cu)からなる。ハイサイドコンタクトブロック9は、半田材27を使用して、ハイサイドIGBT7のエミッタパッド19およびハイサイドFRD8のアノードパッド22上に1つずつ配置されている。これにより、ハイサイドコンタクトブロック9は、ハイサイドIGBT7のエミッタパッド19およびハイサイドFRD8のアノードパッド22に電気的に接続されている。
The high
ハイサイドエミッタ端子10およびハイサイドゲート端子11は、ハイサイド放熱ブロック6に対してローサイドアセンブリ3の反対側に配置され、樹脂パッケージ5の内外に跨っている。ハイサイドエミッタ端子10およびハイサイドゲート端子11は、それぞれ、エミッタパッド19およびゲートパッド20に、ボンディングワイヤ28を使用して電気的に接続されている。
The high-
ローサイドアセンブリ3は、ローサイド放熱ブロック29と、ローサイドIGBT30およびローサイドFRD31と、ローサイドコンタクトブロック32と、ローサイドエミッタ端子33と、ローサイドゲート端子34と、N(Negative)端子50とを含む。
The low-
ローサイド放熱ブロック29は、たとえば銅(Cu)からなる。ローサイド放熱ブロック29は、この実施形態では、ハイサイド放熱ブロック6と同じ、やや扁平な直方体形状(平面視長方形状)に形成されている。ハイサイド放熱ブロック6およびローサイド放熱ブロック29は、それらの長辺の端面14,37が互いに対向するように、隣り合って配置されている。
The low side
ローサイド放熱ブロック29の表面35には、逃がし溝36が複数本形成されている。ここで、逃がし溝36は、ローサイド放熱ブロック29の表面35近傍の領域(表面部)に浅く形成されたものである。言い換えれば、ローサイド放熱ブロック29において、比較的浅い逃がし溝36の下方には、金属部分が厚く残っている。この構造は、熱や応力等によって、ローサイド放熱ブロック29が、逃がし溝36を境に折れ曲がることを防止する。たとえば、ローサイド放熱ブロック29の厚さが1mm〜20mmである場合に、逃がし溝36の深さは0.01mm〜2mm程度であってよい。
A plurality of
各逃がし溝36は、この実施形態では、図1に示すように、ローサイド放熱ブロック29の一対の長辺の端面37同士を繋ぐように、ローサイド放熱ブロック29の一対の短辺に沿って形成されている。これにより、各逃がし溝36の一端および他端は、それぞれ、ローサイド放熱ブロック29の端面37において開放されている。
また、各逃がし溝36の側面には、段差構造38が形成されている。段差構造38は、この実施形態では、図5の段差構造15と同様に、逃がし溝36が深さ方向に二段に区分されることによって形成された構造である。つまり、段差構造38は、図5の第1の溝16および第2の溝17と同じ構造の、第1の溝および第2の溝(いずれも図示せず)を含む。段差構造38は、図1に示すように、逃がし溝36の長手方向に沿ってローサイド放熱ブロック29の一方の端面37から他方の端面37に至るまで連続して形成されている。
In this embodiment, each
A
このような逃がし溝36がローサイド放熱ブロック29の長辺に沿って互いに間隔を空けて形成されることによって、ローサイド放熱ブロック29の表面35は、複数の領域に分割されている。この実施形態では、逃がし溝36は、互いに平行に4本形成されている。これにより、ローサイド放熱ブロック29の表面35には、隣り合う逃がし溝36で挟まれた平面視四角形状のチップ領域41が3つ形成されている。なお、逃がし溝36は、図1に示すように、ハイサイド放熱ブロック6の逃がし溝13の長手方向に沿って形成されていてもよいし、逃がし溝13の長手方向に直交する方向に沿って形成されていてもよい。
The
各チップ領域41には、ローサイドIGBT30およびローサイドFRD31が1つずつ配置されている。具体的には、ローサイドIGBT30およびローサイドFRD31は、ハイサイドアセンブリ2に遠い側からこの順に、逃がし溝36に沿って間隔を空けて配置されている。ローサイドIGBT30およびローサイドFRD31と、逃がし溝36との間には、所定の間隔が空けられている。
One
ローサイドIGBT30は、その上面にエミッタパッド42およびゲートパッド43を有し、その裏面にコレクタパッド(図示せず)を有している。一方、ローサイドFRD31は、その上面にアノードパッド44を有し、その裏面にカソードパッド(図示せず)を有している。ローサイドIGBT30およびローサイドFRD31は、それぞれ、半田材45を使用して、裏面でローサイド放熱ブロック29に接合されている。これにより、ローサイドIGBT30のコレクタおよびローサイドFRD31のカソードは、それぞれ、ローサイド放熱ブロック29に電気的に接続されている。
The low-
半田材45は、ローサイドIGBT30およびローサイドFRD31と、ローサイド放熱ブロック29との間に設けられている。半田材45は、半田材23と同様に、ローサイドIGBT30およびローサイドFRD31の周縁から外側に漏れ出した部分39を有していてもよい。漏れ出し部分39は、図5の漏れ出し部分26と同様に、逃がし溝36に入っていてもよい。
The
また、ローサイド放熱ブロック29には、出力端子46が一体的に接続されている。出力端子46は、回路の負荷に接続されるものである。この実施形態では、出力端子46は、図4に示すようにローサイド放熱ブロック29と同じ厚さで、樹脂パッケージ5の内外に跨るように、ローサイド放熱ブロック29の短辺の端面47から突出している。つまり、出力端子46は、ローサイド放熱ブロック29の逃がし溝36が開放している端面37とは異なる端面47に接続されている。また、この実施形態では、出力端子46が接続される端面47は、P端子25と隣り合う端面47の反対側の端面47である。これにより、出力端子46は、P端子25とは反対方向に延びている。出力端子46の露出部分には、貫通孔55が形成されている。
The
ローサイドコンタクトブロック32は、たとえば銅(Cu)からなる。ローサイドコンタクトブロック32は、半田材45を使用して、ローサイドIGBT30のエミッタパッド42およびローサイドFRD31のアノードパッド44上に1つずつ配置されている。これにより、ローサイドコンタクトブロック32は、ローサイドIGBT30のエミッタパッド42およびローサイドFRD31のアノードパッド44に電気的に接続されている。
The low
ローサイドエミッタ端子33およびローサイドゲート端子34は、ローサイド放熱ブロック29に対してハイサイドアセンブリ2の反対側に配置され、樹脂パッケージ5の内外に跨っている。ローサイドエミッタ端子33およびローサイドゲート端子34は、それぞれ、エミッタパッド42およびゲートパッド43に、ボンディングワイヤ49を使用して電気的に接続されている。
The low-
N端子50は、たとえば銅(Cu)からなり、ハイサイド放熱ブロック6およびローサイド放熱ブロック29と同じ厚さのブロック状に形成されている。N端子50は、半田材51を使用して、ローサイドIGBT30およびローサイドFRD31上のローサイドコンタクトブロック32に一括して接合されている。
具体的には、N端子50は、平面視において、ローサイド放熱ブロック29の長辺に沿って、複数のチップ領域41を横切るように延びている。N端子50の長手方向の敷設領域は、たとえば、ローサイド放熱ブロック29の一方の端面47から樹脂パッケージ5の外側に至っている。これにより、N端子50は、樹脂パッケージ5から突出すると共に、樹脂パッケージ5の内側において、ローサイド放熱ブロック29との間に空間52を区画している。N端子50の露出部分には、貫通孔56が形成されている。なお、この実施形態では、N端子50の突出方向は、P端子25の突出方向と同じであり、つまり、同じローサイドアセンブリ3に含まれる出力端子46の突出方向とは反対である。これにより、N端子50と出力端子46とは、互いに重ならないので干渉し合うことがない。
The
Specifically, the
一方、幅方向に関して、N端子50は、ローサイド放熱ブロック29よりも狭く形成されている。この両者の幅の差は、ローサイド放熱ブロック29に、N端子50から横側に引き出され、チップ領域41の一部からなるコンタクト領域53が形成されることを許容する。
このN端子50は、回路電源の負極側(Negative side)に接続されるものである。N端子50から供給される電源電圧は、ローサイドコンタクトブロック32を介して、ローサイドIGBT30のエミッタおよびローサイドFRD31のアノードに印加される。
On the other hand, in the width direction, the
The
中継端子4は、たとえば銅(Cu)からなり、ハイサイド放熱ブロック6およびローサイド放熱ブロック29と同じ厚さで形成されている。中継端子4は、ハイサイド放熱ブロック6およびローサイド放熱ブロック29の上方で、これらに跨って配置されている。これにより、中継端子4は、ハイサイド放熱ブロック6およびローサイド放熱ブロック29との間に空間57を区画している。具体的には、中継端子4は、平面視において、ハイサイド放熱ブロック6およびローサイド放熱ブロック29の長辺に沿って、複数のチップ領域18,41を横切るように延びている。中継端子4の長手方向の敷設領域は、たとえば、各放熱ブロック6,29の一方の端面24,47から他方の端面24,47に至っている。
The
中継端子4は、ハイサイドアセンブリ2において、半田材58を使用して、ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8上のハイサイドコンタクトブロック9に一括して接合されている。一方、中継端子4は、ローサイドアセンブリ3において、中継ブロック59を使用して、ローサイド放熱ブロック29に接合されている。
中継ブロック59は、ローサイド放熱ブロック29の各コンタクト領域53に、半田材60を挟んで一つずつ配置されている。また、各中継ブロック59と中継端子4との間にも、それぞれ、半田材61が設けられている。
In the
The relay blocks 59 are arranged one by one in each
ハイサイドIGBT7のエミッタおよびハイサイドFRD8のアノードからの電流は、図2に示すように、中継端子4、中継ブロック59およびローサイド放熱ブロック29と順に通り、ローサイドIGBT30のコレクタおよびローサイドFRD31のカソードに流れる。
樹脂パッケージ5は、たとえば、エポキシ樹脂からなる。樹脂パッケージ5は、ハイサイド放熱ブロック6およびローサイド放熱ブロック29の各裏面63,64を露出させるように、ハイサイドアセンブリ2、ローサイドアセンブリ3および中継端子4等を覆っている。各チップ7,8,30,31で発生した熱は、ハイサイド放熱ブロック6およびローサイド放熱ブロック29の裏面63,64から放散される。また、この実施形態では、樹脂パッケージ5の一部が空間52,57に入り込む。これにより、樹脂パッケージ5の当該一部が、下側の導電部材(ハイサイド放熱ブロック6およびローサイド放熱ブロック29)と、上側の導電部材(中継端子4およびN端子50)とで挟まれて保持される。その結果、ハイサイドアセンブリ2、ローサイドアセンブリ3および中継端子4等に対する樹脂パッケージ5の密着性を向上させることができる。
<本発明に至るまでの前評価>
本願発明者らは、半導体チップの接合時における半田漏れおよび半田引けの原因を探るべく、半田漏れ量(半田引け量)と、半導体チップ(IGBT)への荷重との関係を実験によって評価した。その結果を図6〜図9に示す。図6および図7は、半導体チップへの荷重と半田の漏れ量(半田の引け量)との関係を示す折れ線グラフである。ここでは、半導体チップに対する半田の漏れ量(半田の引け量)を考えており、後述する逃がし溝は考慮していない。図8および図9は、半導体チップへの荷重およびチップ面積/半田面積を変化させたときの半田の漏れ量(半田の引け量)の分布を示す等高線グラフである。実験を行った範囲について、等高線を記入した。なお、図8および図9では、各引き出し線に付された数値が、それぞれ、当該引き出し線が示す領域における半田漏れ量(mm3)および半田引け量(mm2)を示している。
As shown in FIG. 2, the current from the emitter of the high-
The
<Pre-evaluation until the present invention>
The present inventors evaluated the relationship between the solder leak amount (solder shrinkage amount) and the load on the semiconductor chip (IGBT) by experiments in order to investigate the causes of solder leak and solder shrinkage at the time of joining the semiconductor chips. The results are shown in FIGS. 6 and 7 are line graphs showing the relationship between the load on the semiconductor chip and the amount of solder leakage (solder shrinkage). Here, the amount of solder leakage to the semiconductor chip (the amount of solder shrinkage) is considered, and the escape groove described later is not considered. 8 and 9 are contour line graphs showing the distribution of the amount of solder leakage (solder shrinkage amount) when the load on the semiconductor chip and the chip area/solder area are changed. Contour lines were drawn for the range in which the experiment was conducted. Note that in FIGS. 8 and 9, the numerical values attached to the respective lead lines indicate the solder leak amount (mm 3 ) and the solder shrinkage amount (mm 2 ) in the regions indicated by the lead lines, respectively.
図6〜図9によると、半田漏れ量は、チップ面積/半田面積の大きさに関わらず、荷重を小さくすればするほど、概ね抑制できることが分かった。しかしながら、半田引け量については、従来、半導体チップへの荷重不足や半田量不足が原因と考えられていたが、荷重や半田量だけでは完全に制御できないことが分かった。たとえば、図7のデータ(IGBT)によれば、荷重を40gから160gに増加しているにも関わらず、半田引け量が約1.6mm2から約2.2mm2まで増加している。つまり、従来、半田漏れと半田引けは、背反の関係にあると考えられていたが、この背反は、図6〜図9によって、必ずしも正しいとは限らないことが分かった。 According to FIGS. 6 to 9, it has been found that the solder leakage amount can be suppressed substantially as the load is reduced, regardless of the size of the chip area/the solder area. However, regarding the amount of solder shrinkage, it was conventionally thought that the load on the semiconductor chip was insufficient and the amount of solder was insufficient. For example, according to the data of FIG. 7 (IGBT), despite the increased load from 40g to 160 g, the solder shrinkage amount is increased from about 1.6 mm 2 to about 2.2 mm 2. That is, conventionally, it has been considered that the solder leakage and the solder shrinkage have a trade-off relationship, but it has been found from FIGS. 6 to 9 that this trade-off is not always correct.
そこで、本願発明者らは、前述のようにハイサイド放熱ブロック6やローサイド放熱ブロック29に、両端が開放した逃がし溝13,36を形成すると共に、製造工程におけるチップ面積/半田面積を適切な範囲に設定することを見出した。これにより、低コストで、半田引けを防止すると共に、半田漏れが生じても耐圧の低下を抑制することができる半導体装置を提供できることが分かった。
<本発明の実施形態に係るモジュールの製造工程>
以下では、図6〜図9を検証した結果、半導体装置の製造工程における半導体チップの接合を、具体的にどのような形態で実施すればよいかについて、前述のハイサイドアセンブリ2を例に挙げて説明する。
Therefore, the inventors of the present application form the
<Process of Manufacturing Module According to Embodiment of Present Invention>
Below, as a result of verifying FIG. 6 to FIG. 9, the above-mentioned
図10(a)(b)〜図14(a)(b)は、図1のパワー半導体モジュール1の製造工程の一部(ハイサイドアセンブリ2の作製工程)を工程順に示す図である。図10(a)が図1に対応する平面図であり、図10(b)が図5に対応する断面図である。なお、図10(a)(b)〜図14(a)(b)では、明瞭化のため、図1および図5で示した参照符号を省略している場合がある。
10(a), (b) to 14(a), (b) are views showing a part of the manufacturing process of the
ハイサイドアセンブリ2を作製するには、まず、図10(a)(b)に示すように、逃がし溝13が形成されたハイサイド放熱ブロック6が用意される。逃がし溝13は、たとえば、ハイサイド放熱ブロック6を金型で成形した後、表面12にプレス加工を施すことによって形成することができる。
次に、図11(a)(b)に示すように、チップ領域18の所定の位置に、板状半田65が配置される。板状半田65のサイズは、ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8のチップサイズ(面積)との比(チップ面積/半田面積)が、1以下となるように設定される。この実施形態では、上記範囲内において、各チップ7,8よりも小さなサイズの板状半田65が使用される。なお、板状半田65に代えて、半田ペーストを用いてもよい。
In order to manufacture the
Next, as shown in FIGS. 11A and 11B, the plate-shaped
次に、図12(a)(b)に示すように、各板状半田65上に、それぞれ、ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8が配置される。
次に、図13(a)(b)に示すように、ハイサイド放熱ブロック6上に、荷重をかけるための治具66が設置される。
治具66は、ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8の配置パターンに応じた複数の開口67を有している。各開口67は、それぞれ、ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8よりも小さな面積を有している。また、治具66は、逃がし溝13に対向する部分に、開口67の周縁68よりも選択的に隆起したガイド部69を有している。ガイド部69は、逃がし溝13と同様にストライプ状に形成されていてもよいし、開口67の周辺に選択的に形成されていてもよい。
Next, as shown in FIGS. 12A and 12B, the high-
Next, as shown in FIGS. 13A and 13B, a
The
そして、治具66は、各開口67と各チップ7,8とを位置合わせし、各開口67の周縁68が各チップ7,8の周縁に接するように設置される。この状態から、さらに、開口67から露出した各チップ7,8上に、板状半田70およびハイサイドコンタクトブロック9が設置される。
Then, the
次に、図14(a)(b)に示すように、加熱と共に、ハイサイドコンタクトブロック9および治具66に荷重がかけられる。これにより、溶融した板状半田65が各チップ7,8に押し潰されて広がり、半田材23が形成される。また、板状半田70も溶融して半田材27が形成される。この際、各チップ7,8の周縁が、治具66の開口周縁68で押圧されるので、チップ7,8に均等に荷重をかけることができる。その結果、溶融した半田が特定の方向に偏って漏れ出すことを防止することができる。これにより、半田材23が漏れ出したときの漏れ出し量をチップ7,8の周縁に沿って分散することができる。以上の工程を経ることによって、ハイサイドアセンブリ2が得られる。
Next, as shown in FIGS. 14A and 14B, a load is applied to the high
そして、パワー半導体モジュール1を製造するには、ハイサイドアセンブリ2と同様の方法によってローサイドアセンブリ3を作製した後、両アセンブリ2,3を中継端子4で接続し、その後、これらを樹脂パッケージ5で封止すればよい。
以上の製造方法によれば、ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8の接合に当たって、チップ7,8と板状半田65との面積比(チップ面積/半田面積)が、1以下と設定される。これにより、ハイサイドIGBT7およびハイサイドFRD8にかかる荷重の大きさに関係なく、半田引けを抑制することができる。特に、面積比を0.8以下にして半田を多めにすれば、半田引けを防止することができる。
Then, in order to manufacture the
According to the above manufacturing method, the area ratio (chip area/solder area) between the
一方、チップ7,8の面積に対して板状半田65の面積が比較的大きいので、図14に示すように、チップ7,8に対する半田漏れは発生する場合がある。しかしながら、たとえ半田が漏れ出しても、その半田を逃がし溝13に導くことができる。特に、この実施形態では、各チップ領域18の両側に逃がし溝13が形成されていると共に、治具66にガイド部69が形成されている。そのため、漏れ出した半田を、逃がし溝13に導くことができる。すなわち、ここで新たに、逃がし溝13まで含めた領域外への半田漏れ(領域外半田漏れ)を考えた場合、面積比が1以下で、領域外半田漏れを0(ゼロ)にすることができる。その結果、半田材23の一部がチップ7,8の表面へ乗り上げることを防止できるので、耐圧の低下を抑制することができる。一方、面積比が0.6未満であれば、余分な半田が逃がし溝13の開放端から溢れるため、面積比は0.6以上であるとよい。
On the other hand, since the area of the plate-
また、各逃がし溝13の一端および他端が、それぞれ、ハイサイド放熱ブロック6の端面14において開放されている。したがって、たとえば、ハイサイド放熱ブロック6をプレス加工して逃がし溝13を形成する際に、押し出される余分な銅材料を、逃がし溝13の開放端へ逃がすことができる。これにより、当該押し出された銅材料が逃がし溝13の周辺で隆起物として残ることを抑制できるので、プレス加工後、当該隆起物を除去するための加工作業が不要になる。その結果、逃がし溝13を形成するために必要なコスト上昇を比較的低く抑えることができる。しかも、この実施形態では、逃がし溝13がハイサイド放熱ブロック6の短辺に沿って形成されている。そのため、逃がし溝13を長辺に沿って形成する場合に比べて、逃がし溝13を形成するためのハイサイド放熱ブロック6の加工寸法を短くすることができる。その結果、逃がし溝13の形成に伴うコスト上昇を一層抑えることができる。
Further, one end and the other end of each
そして、逃がし溝13に半田が一旦入ると、その自重によって、相対的に深い位置にある第2の溝17に導くことができる。そのため、第2の溝17の容積程度の半田漏れ量であれば、漏れ出た半田の全部を、逃がし溝13の深い領域(第2の溝17)に留めることができる。これにより、逃がし溝13内の半田が逆流することを抑制できるので、パワー半導体モジュール1の耐圧信頼性を向上させることができる。
Then, once the solder enters the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の実施形態では、ヒートシンクとして使用されるハイサイド放熱ブロック6およびローサイド放熱ブロック29に逃がし溝13,36が形成された例が示されている。しかしながら、逃がし溝13,36のような構造は、たとえば、リードフレームのアイランド等に形成することもできる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be implemented in other forms.
For example, the above-described embodiment shows an example in which the
また、ハイサイド放熱ブロック6およびローサイド放熱ブロック29は、平面視四角形状である必要はない。たとえば、平面視において、他の多角形(たとえば三角形、五角形等)、円形等であってもよい。
また、逃がし溝13,36は、ストライプ状に形成されている必要はなく、たとえば、蛇行状に形成されていてもよい。
Further, the high-side
Further, the
また、本発明は、パワー半導体モジュールに限らず、その他のモジュール製品、ディスクリート製品等に適用することもできる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
なお、前述の実施形態の内容から、特許請求の範囲に記載した発明以外にも、以下のような特徴が抽出され得る。
Further, the present invention can be applied not only to power semiconductor modules, but also to other module products, discrete products and the like.
In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.
In addition to the inventions described in the claims, the following features can be extracted from the contents of the above-described embodiments.
たとえば、半導体チップと、前記半導体チップを支持する導電部材と、前記導電部材と前記半導体チップとの間に設けられた接合材と、一端および他端が、それぞれ前記導電部材の周端に繋がるように前記導電部材の表面に形成され、前記半導体チップから離れて配置され、前記半導体チップと前記導電部材との間から漏れ出した前記接合材を、前記半導体チップから離れる方向に逃がすための逃がし溝とを含み、前記半導体チップと前記接合材との面積比(チップ面積/接合材面積)が、1.0以下である、半導体装置。 For example, a semiconductor chip, a conductive member supporting the semiconductor chip, a bonding material provided between the conductive member and the semiconductor chip, and one end and the other end are respectively connected to the peripheral end of the conductive member. An escape groove formed on the surface of the conductive member, disposed apart from the semiconductor chip, for releasing the bonding material leaking from between the semiconductor chip and the conductive member in a direction away from the semiconductor chip. And the area ratio of the semiconductor chip and the bonding material (chip area/bonding material area) is 1.0 or less.
この半導体装置は、表面に逃がし溝が形成された導電部材であって、当該逃がし溝の一端および他端が前記導電部材の周端に繋がることによって所定のチップ領域が区画された導電部材を準備する工程と、前記チップ領域に接合材を配置する工程と、前記接合材上に半導体チップを配置する工程と、前記半導体チップに荷重をかけつつ、前記接合材を溶融させることによって前記半導体チップを前記導電部材に接合する工程とを含み、前記逃がし溝は、前記半導体チップと前記導電部材との間から漏れ出した前記接合材を、前記半導体チップから離れる方向に逃がすための溝であり、前記半導体チップと前記接合材との面積比(チップ面積/接合材面積)が、1.0以下である、半導体装置の製造方法によって製造することができる。 This semiconductor device is a conductive member having a relief groove formed on its surface, and a conductive member in which a predetermined chip area is defined by connecting one end and the other end of the relief groove to the peripheral end of the conductive member is prepared. A step of disposing a bonding material in the chip area, a step of disposing a semiconductor chip on the bonding material, and applying a load to the semiconductor chip while melting the bonding material to form the semiconductor chip. Including a step of bonding to the conductive member, the escape groove is a groove for allowing the bonding material leaked from between the semiconductor chip and the conductive member to escape in a direction away from the semiconductor chip, It can be manufactured by a method of manufacturing a semiconductor device, in which an area ratio between the semiconductor chip and the bonding material (chip area/bonding material area) is 1.0 or less.
この方法によれば、チップ面積/接合材面積が1.0以下である構成においても、半導体チップにかかる荷重の大きさに関係なく、半田引けを防止することができる。半導体チップの面積に対して接合材の面積が比較的大きいので、半田漏れは発生する場合がある。しかしながら、たとえ半田が漏れ出しても、その半田を逃がし溝に導くことができる。これにより、半導体チップの表面への半田の乗り上げを防止でき、耐圧の低下を抑制することができる。 According to this method, even if the chip area/bonding material area is 1.0 or less, the solder shrinkage can be prevented regardless of the load applied to the semiconductor chip. Since the area of the bonding material is relatively large with respect to the area of the semiconductor chip, solder leakage may occur. However, even if the solder leaks out, the solder can be guided to the escape groove. As a result, it is possible to prevent the solder from riding on the surface of the semiconductor chip, and to prevent the breakdown voltage from decreasing.
また、逃がし溝は、一端および他端が、それぞれ導電部材の周端に繋がっている。つまり、逃がし溝の一端および他端は、それぞれ、導電部材の周端において開放されている。したがって、たとえば、導電部材をプレス加工して逃がし溝を形成する際に、押し出される余分な導電材料を、逃がし溝の開放端へ逃がすことができる。これにより、当該押し出された導電材料が逃がし溝周辺で隆起物として残ることを抑制できるので、プレス加工後、当該隆起物を除去するための加工作業が不要になる。その結果、逃がし溝を形成するために必要なコスト上昇を比較的低く抑えることができる。 In addition, one end and the other end of the escape groove are connected to the peripheral end of the conductive member, respectively. That is, one end and the other end of the escape groove are open at the peripheral end of the conductive member. Therefore, for example, when the conductive member is pressed to form the escape groove, excess conductive material extruded can escape to the open end of the escape groove. As a result, it is possible to prevent the extruded conductive material from remaining as a raised object in the vicinity of the escape groove, so that a working operation for removing the raised object is not necessary after press working. As a result, the cost increase required for forming the escape groove can be suppressed to a relatively low level.
なお、前記半導体装置の製造方法では、前記半導体チップと前記接合材との面積比(チップ面積/接合材面積)が、0.6〜0.8であるとよい。また、前記半導体装置では、接合材の一部が逃がし溝に入っていてもよいし、入っていなくてもよい。
前記半導体装置では、前記逃がし溝が、前記導電部材の表面に複数形成されており、前記半導体チップは、前記複数の逃がし溝で挟まれたチップ領域に配置されていてもよい。
In the method for manufacturing a semiconductor device, the area ratio (chip area/bonding material area) between the semiconductor chip and the bonding material may be 0.6 to 0.8. Further, in the semiconductor device, part of the bonding material may or may not enter the escape groove.
In the semiconductor device, a plurality of the escape grooves may be formed on the surface of the conductive member, and the semiconductor chip may be arranged in a chip region sandwiched by the escape grooves.
この構成では、半導体チップの左右どちらに接合材が漏れ出しても、その近傍には必ず逃がし溝が形成されているので、半導体チップの表面への半田の乗り上げを確実に防止することができる。
前記半導体装置では、前記複数の逃がし溝は、互いに平行なストライプ状に形成されていてもよい。
In this configuration, even if the bonding material leaks to the left or right of the semiconductor chip, the escape groove is always formed in the vicinity thereof, so that the solder can be reliably prevented from running on the surface of the semiconductor chip.
In the semiconductor device, the plurality of escape grooves may be formed in stripes parallel to each other.
前記半導体装置は、前記逃がし溝の側面に形成された段差構造をさらに含んでいてもよい。
この構成では、逃がし溝に一旦入った接合材が逆流することを抑制することができる。
そのため、半導体装置の耐圧信頼性を向上させることができる。
前記半導体装置では、前記段差構造は、前記逃がし溝が深さ方向に複数段に区分されることによって形成された構造であり、前記逃がし溝の前記一端から前記他端にわたって形成されていてもよい。
The semiconductor device may further include a step structure formed on a side surface of the escape groove.
With this configuration, it is possible to prevent the bonding material once entering the escape groove from flowing back.
Therefore, the breakdown voltage reliability of the semiconductor device can be improved.
In the semiconductor device, the step structure is a structure formed by dividing the escape groove into a plurality of steps in the depth direction, and may be formed from the one end to the other end of the escape groove. ..
前記半導体装置では、前記導電部材は、その周端を形成する端面を有しており、前記逃がし溝の前記一端および前記他端は、それぞれ、当該端面において開放されていてもよい。
前記半導体装置では、前記導電部材の前記表面が長方形状に形成されており、前記逃がし溝は、長方形状の前記導電部材の一対の短辺に沿って形成されていてもよい。
In the semiconductor device, the conductive member may have an end face forming a peripheral end thereof, and the one end and the other end of the escape groove may be open at the end face.
In the semiconductor device, the surface of the conductive member may be formed in a rectangular shape, and the escape groove may be formed along a pair of short sides of the rectangular conductive member.
この構成では、逃がし溝を一対の長辺に沿って形成する場合に比べて、逃がし溝を形成するための導電部材の加工寸法を短くすることができる。その結果、逃がし溝の形成に伴うコスト上昇を一層抑えることができる。
前記半導体装置は、前記半導体チップ上に配置され、間隔を空けて前記導電部材に対向する第2導電部材と、前記導電部材と前記第2導電部材との間の空間に入り込むように、前記半導体チップ、前記導電部材および前記第2導電部材を封止する樹脂パッケージとをさらに含んでいてもよい。
With this configuration, the processing dimension of the conductive member for forming the escape groove can be shortened as compared with the case where the escape groove is formed along the pair of long sides. As a result, the cost increase associated with the formation of the escape groove can be further suppressed.
The semiconductor device is disposed on the semiconductor chip, and the semiconductor device is inserted into a space between the second conductive member and a second conductive member that faces the conductive member with a space therebetween. It may further include a chip, a resin package that seals the conductive member, and the second conductive member.
この構成では、樹脂パッケージの一部を導電部材と第2導電部材とで挟むことによって、当該一部が保持される。これにより、半導体チップ、導電部材および第2導電部材に対する樹脂パッケージの密着性を向上させることができる。
前記半導体装置では、前記導電部材は、裏面が前記樹脂パッケージから露出していて、ヒートシンクの役割を果たしていてもよい前記。
In this configuration, a part of the resin package is held by sandwiching the part with the conductive member and the second conductive member. As a result, the adhesion of the resin package to the semiconductor chip, the conductive member and the second conductive member can be improved.
In the semiconductor device, the conductive member may have a back surface exposed from the resin package and may function as a heat sink.
前記半導体装置は、前記導電部材としてのハイサイドベース部材、およびその上に配置された前記半導体チップとしてのハイサイドスイッチング素子を含むハイサイドアセンブリと、前記ハイサイドアセンブリから離れて配置され、前記導電部材としてのローサイドベース部材、およびその上に配置された前記半導体チップとしてのローサイドスイッチング素子を含むローサイドアセンブリと、前記ハイサイドアセンブリおよび前記ローサイドアセンブリを封止する樹脂パッケージとを含む、パワー半導体モジュールであってもよい。 The semiconductor device includes a high side base member serving as the conductive member, a high side assembly including a high side switching element serving as the semiconductor chip, and a high side assembly disposed apart from the high side assembly. A low-side base member as a member, and a low-side assembly including a low-side switching element as the semiconductor chip disposed on the low-side assembly, and a resin package for sealing the high-side assembly and the low-side assembly, a power semiconductor module, It may be.
前記半導体装置では、前記ハイサイドベース部材および前記ローサイドベース部材は、それぞれ、裏面が前記樹脂パッケージから露出していて、ヒートシンクの役割を果たしていてもよい。
前記半導体装置は、前記樹脂パッケージから突出するように前記ハイサイドベース部材と一体的に形成されたハイサイド端子と、前記樹脂パッケージから突出するように前記ローサイドスイッチング素子上に配置され、間隔を空けて前記ローサイドベース部材に対向するローサイド端子とを含んでいてもよい。
In the semiconductor device, the back surfaces of the high-side base member and the low-side base member may be exposed from the resin package, and may serve as heat sinks.
The semiconductor device is arranged on the high-side terminal integrally formed with the high-side base member so as to protrude from the resin package, and on the low-side switching element so as to protrude from the resin package, with a space therebetween. And a low side terminal facing the low side base member.
前記半導体装置は、前記ハイサイドスイッチング素子上に配置され、前記ローサイドベース部材と電気的に接続された中継部材をさらに含んでいてもよい。
前記半導体装置の製造方法は、前記半導体チップよりも平面面積が小さい開口が形成された治具を、当該開口の周縁が前記半導体チップの周縁に接するように設置する工程と、前記開口から露出する前記半導体チップの上面に第2接合材を設置する工程と、前記第2接合材上に導電ブロックを配置する工程とをさらに含み、前記接合工程は、前記治具によって前記半導体チップの周縁に荷重をかける工程を含んでいてもよい。
The semiconductor device may further include a relay member disposed on the high-side switching element and electrically connected to the low-side base member.
In the method for manufacturing a semiconductor device, a step of installing a jig in which an opening having a plane area smaller than that of the semiconductor chip is formed so that a peripheral edge of the opening is in contact with a peripheral edge of the semiconductor chip; The method further includes a step of disposing a second bonding material on the upper surface of the semiconductor chip and a step of disposing a conductive block on the second bonding material, wherein the bonding step applies a load to the peripheral edge of the semiconductor chip by the jig. It may include a step of applying.
この方法では、半導体チップに均等に荷重をかけることができるので、接合材が特定の方向に偏って漏れ出すことを防止することができる。これにより、接合材が漏れ出したときの漏れ出し量を半導体チップの周縁に沿って分散できるので、半導体チップの表面への半田の乗り上げをより良好に防止することができる。
前記半導体装置の製造方法では、前記治具は、その裏面の一部を前記半導体チップに対する接地面に対して選択的に高めることによって形成され、前記半導体チップを取り囲むガイド部を有していてもよい。
In this method, the load can be evenly applied to the semiconductor chip, so that it is possible to prevent the bonding material from leaking unevenly in a specific direction. With this, the amount of leakage when the bonding material leaks can be dispersed along the peripheral edge of the semiconductor chip, so that it is possible to better prevent the solder from running onto the surface of the semiconductor chip.
In the method of manufacturing a semiconductor device, the jig may be formed by selectively raising a part of a back surface of the jig with respect to a ground plane for the semiconductor chip, and may have a guide portion surrounding the semiconductor chip. Good.
この方法では、接合材の漏れ出し量が多くても、その接合材を、治具のガイド部によって、確実に逃がし溝に導くことができる。 According to this method, even if a large amount of the bonding material leaks, the bonding material can be reliably guided to the escape groove by the guide portion of the jig.
1 パワー半導体モジュール
2 ハイサイドアセンブリ
3 ローサイドアセンブリ
4 中継端子
5 樹脂パッケージ
6 ハイサイド放熱ブロック
7 ハイサイドIGBT
8 ハイサイドFRD
9 ハイサイドコンタクトブロック
12 (ハイサイド放熱ブロック)表面
13 逃がし溝
14 (ハイサイド放熱ブロックの長辺)端面
15 段差構造
16 第1の溝
17 第2の溝
18 チップ領域
23 半田材
24 (ハイサイド放熱ブロックの短辺)端面
25 P端子
26 漏れ出し部分
27 半田材
29 ローサイド放熱ブロック
30 ローサイドIGBT
31 ローサイドFRD
32 ローサイドコンタクトブロック
35 (ローサイド放熱ブロック)表面
36 逃がし溝
37 (ローサイド放熱ブロックの長辺)端面
38 段差構造
39 漏れ出し部分
41 チップ領域
45 半田材
46 出力端子
47 (ローサイド放熱ブロックの短辺)端面
50 N端子
51 半田材
52 空間
53 コンタクト領域
57 空間
59 中継ブロック
63 (ハイサイド放熱ブロック)裏面
64 (ローサイド放熱ブロック)裏面
65 板状半田
66 治具
67 (治具)開口
68 (治具の開口)周縁
69 ガイド部
70 板状半田
1
8 high side FRD
9 High-side contact block 12 (High-side heat dissipation block)
31 Low Side FRD
32 low side contact block 35 (low side heat dissipation block)
Claims (19)
前記半導体チップを支持する導電部材と、
前記導電部材と前記半導体チップとの間に設けられた接合材と、
前記パッド上に一端が配置されたコンタクトブロックと、
前記導電部材の表面に形成され、前記半導体チップの直下の領域から離れて配置された凹部と、
前記半導体チップ、前記導電部材および前記コンタクトブロックを封止する樹脂パッケージとを含み、
前記接合材は、前記半導体チップの外側に漏れ出した漏れ出し部分を有しており、かつ前記半導体チップの直下の領域から前記凹部まで、前記導電部材上の領域に延びており、
前記凹部の深さは、前記コンタクトブロックの厚さの1/100〜1/10である、半導体装置。 A semiconductor chip having a pad on the surface;
A conductive member supporting the semiconductor chip,
A bonding material provided between the conductive member and the semiconductor chip,
A contact block having one end disposed on the pad,
A concave portion formed on the surface of the conductive member, the concave portion being arranged apart from the region directly below the semiconductor chip,
A resin package for sealing the semiconductor chip, the conductive member and the contact block,
The bonding material has a leaking portion that has leaked to the outside of the semiconductor chip, and from the region immediately below the semiconductor chip to the recess, extending to the region on the conductive member,
The semiconductor device, wherein the depth of the recess is 1/100 to 1/10 of the thickness of the contact block.
前記半導体チップは、前記複数の凹部で挟まれたチップ領域に配置されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体装置。 A plurality of the recesses are formed on the surface of the conductive member,
The semiconductor chip, the plurality of which are arranged in the chip region between the recess, the semiconductor device according to any one of claims 1 to 6.
前記樹脂パッケージは、前記導電部材と前記第2導電部材との間の空間に入り込むように、前記半導体チップ、前記導電部材、前記コンタクトブロックおよび前記第2導電部材を封止している、請求項1〜9のいずれか一項に記載の半導体装置。 Further comprising a second conductive member disposed on the semiconductor chip and facing the conductive member at a distance.
The resin package seals the semiconductor chip, the conductive member, the contact block, and the second conductive member so as to enter the space between the conductive member and the second conductive member. The semiconductor device according to any one of 1 to 9 .
第2半導体チップと、
前記第2半導体チップを支持し、前記導電部材から離れて配置された第3導電部材と、
前記コンタクトブロックの他端に配置され、前記第3導電部材と電気的に接続された中継部材とをさらに含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の半導体装置。 The semiconductor device is
A second semiconductor chip,
A third conductive member that supports the second semiconductor chip and is arranged apart from the conductive member;
Wherein disposed on the other end of the contact block, the third further comprising a conductive member and electrically connected to the relay board, a semiconductor device according to any one of claims 1 to 11.
前記導電部材としてのハイサイドベース部材、およびその上に配置された前記半導体チップとしてのハイサイドスイッチング素子を含むハイサイドアセンブリと、
前記ハイサイドアセンブリから離れて配置され、前記導電部材としてのローサイドベース部材、およびその上に配置された前記半導体チップとしてのローサイドスイッチング素子を含むローサイドアセンブリと、
前記ハイサイドアセンブリおよび前記ローサイドアセンブリを封止する樹脂パッケージとを含む、パワー半導体モジュールである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の半導体装置。 The semiconductor device is
A high side base member as the conductive member, and a high side assembly including a high side switching element as the semiconductor chip arranged thereon,
A low-side assembly that is arranged apart from the high-side assembly and that includes a low-side base member as the conductive member, and a low-side switching element as the semiconductor chip arranged on the low-side base member;
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 9 , which is a power semiconductor module including a resin package that seals the high side assembly and the low side assembly.
前記樹脂パッケージから突出するように前記ローサイドスイッチング素子上に配置され、間隔を空けて前記ローサイドベース部材に対向するローサイド端子とを含む、請求項13または14に記載の半導体装置。 A high-side terminal integrally formed with the high-side base member so as to project from the resin package;
The semiconductor device according to claim 13 , further comprising: a low-side terminal that is disposed on the low-side switching element so as to project from the resin package and that faces the low-side base member with a space therebetween.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019013436A JP6698186B2 (en) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019013436A JP6698186B2 (en) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | Semiconductor device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017199867A Division JP2018029201A (en) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | Semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019062245A JP2019062245A (en) | 2019-04-18 |
JP6698186B2 true JP6698186B2 (en) | 2020-05-27 |
Family
ID=66176760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019013436A Active JP6698186B2 (en) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6698186B2 (en) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS635537A (en) * | 1986-06-25 | 1988-01-11 | Nec Corp | Semiconductor device |
JPH01309336A (en) * | 1988-06-08 | 1989-12-13 | Nec Corp | Semiconductor container |
JP2857648B2 (en) * | 1991-02-28 | 1999-02-17 | サンケン電気株式会社 | Electronic component manufacturing method |
JP3062691B1 (en) * | 1999-02-26 | 2000-07-12 | 株式会社三井ハイテック | Semiconductor device |
JP3748849B2 (en) * | 2002-12-06 | 2006-02-22 | 三菱電機株式会社 | Resin-sealed semiconductor device |
JP2008311366A (en) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Denso Corp | Resin-sealed semiconductor device |
JP2010109253A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
-
2019
- 2019-01-29 JP JP2019013436A patent/JP6698186B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019062245A (en) | 2019-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9240371B2 (en) | Semiconductor module, semiconductor device having semiconductor module, and method of manufacturing semiconductor module | |
US9831160B2 (en) | Semiconductor device | |
US20100007026A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP6610590B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US20080191325A1 (en) | Semiconductor device and packaging structure therefor | |
JP2007073743A (en) | Semiconductor device | |
JP4935765B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
US10943859B2 (en) | Semiconductor device | |
US9502327B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JP2012015349A (en) | Semiconductor device | |
CN104821302A (en) | Semiconductor device | |
JP6350364B2 (en) | Connection structure | |
JP6129107B2 (en) | Power semiconductor device and method for manufacturing power semiconductor device | |
US10777542B2 (en) | Power semiconductor module for an inverter circuit and method of manufacturing the same | |
JP6698186B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2018029201A (en) | Semiconductor device | |
JP2017092056A (en) | Power semiconductor device | |
CN110459525B (en) | Power system with inverter and manufacturing method thereof | |
JP4062157B2 (en) | Semiconductor module mounting structure | |
JP2015138843A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of the same | |
JP7473376B2 (en) | Semiconductor Device | |
US10685904B2 (en) | Packaging device and manufacturing method thereof | |
CN113056813A (en) | Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips | |
JP2016066663A (en) | Semiconductor device | |
JP5308979B2 (en) | Semiconductor package |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190131 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190917 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191031 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191205 |
|
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: 20200402 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200427 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6698186 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |