JP6757006B2 - Semiconductor devices and their manufacturing methods - Google Patents

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Description

本発明は、半導体チップを金属板にはんだ接合した構造において、繰り返しの温度変化に対する該はんだ部のクラック耐性を高める技術に関する。 The present invention relates to a technique for enhancing the crack resistance of the soldered portion against repeated temperature changes in a structure in which a semiconductor chip is solder-bonded to a metal plate.

おもに電力用に多用される縦型半導体チップは、裏面全面に一方の主電極を兼ねた金属膜をもち、これを外部配線となる金属板に、はんだ層を介して接合して用いられる。さらにこの構造は然るべき放熱器に接続される。このような実装構造は、駆動による半導体チップ自体の発熱や雰囲気温度の変化等により繰り返しの温度変化を経験する。すると、半導体チップと金属板の熱膨張係数差により、これらを接合するはんだ層には繰り返し剪断応力が印加される。やがて応力が最も集中するチップ角部近傍のはんだ層表面にクラックが生じ、温度変化が繰り返されるにつれて内部に進展してゆき、半導体チップの電気抵抗や熱抵抗が上昇する。そこで実用上は、電気抵抗や熱抵抗が然るべき値まで上昇した時点をもって、この接合構造の寿命と定義し、使用を終える。なお、寿命は、繰り返される温度差や繰り返し回数によって変化する。 A vertical semiconductor chip, which is often used mainly for electric power, has a metal film that also serves as one main electrode on the entire back surface, and is used by joining this to a metal plate that serves as external wiring via a solder layer. In addition, this structure is connected to the appropriate radiator. Such a mounting structure experiences repeated temperature changes due to heat generation of the semiconductor chip itself due to driving, changes in ambient temperature, and the like. Then, due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the semiconductor chip and the metal plate, repeated shear stress is applied to the solder layer that joins them. Eventually, cracks occur on the surface of the solder layer near the corners of the chip where stress is most concentrated, and as the temperature changes repeatedly, they propagate inward, increasing the electrical resistance and thermal resistance of the semiconductor chip. Therefore, in practice, the life of this joint structure is defined as the time when the electrical resistance and thermal resistance rise to appropriate values, and the use is terminated. The service life varies depending on the repeated temperature difference and the number of repetitions.

このようなクラックの発生あるいは進展を抑制することを意図して、例えば特許文献1に開示されているような、絶縁基板上の金属製ランド部にはんだ材料を介して半導体チップを接合する際に、半導体チップの底面に予めその周縁部を切欠くことにより、はんだ接続部に接続強化空間を形成した半導体チップの固定構造が知られている。また、例えば特許文献2には、半導体チップと金属製の支持部材との間に、Zn−Al系合金層の内部に複数のAl系相を備えた接続材料を介在させてはんだ接合することで、熱衝撃による応力緩衝機能を付与した半導体装置が知られている。 When joining a semiconductor chip to a metal land portion on an insulating substrate via a solder material, for example, as disclosed in Patent Document 1, with the intention of suppressing the occurrence or growth of such cracks. A fixed structure of a semiconductor chip is known in which a connection strengthening space is formed in a solder connection portion by cutting out a peripheral portion thereof in advance on the bottom surface of the semiconductor chip. Further, for example, in Patent Document 2, a connecting material having a plurality of Al-based phases is interposed inside a Zn—Al-based alloy layer and solder-bonded between the semiconductor chip and a metal support member. , A semiconductor device having a stress buffering function due to thermal shock is known.

特開平6−177178号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-177178 特開2012−629号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-629

しかしながら、特許文献1に開示された構成では、はんだ接合を形成するための前処理として、半導体チップの裏面の切削加工が必要となる。このような加工をするためには別途、高度な技術開発を必要とし、さらに工程追加による製造時間と製造コストの増加を伴う。一方、特許文献2に開示された構成では、はんだ基材の間に追加的にAl系相の金属片を内包させた板はんだを用いるため、接続材料の製造自体に高度な技術を要し、またコストがかかる。 However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the back surface of the semiconductor chip needs to be cut as a pretreatment for forming a solder joint. In order to perform such processing, advanced technological development is required separately, and further, the manufacturing time and manufacturing cost are increased due to the addition of processes. On the other hand, in the configuration disclosed in Patent Document 2, since plate solder in which an Al-based phase metal piece is additionally enclosed between the solder base materials is used, a high level of technology is required for the production of the connecting material itself. It also costs money.

本発明はかかる課題を解決するために考案されたもので、半導体チップへの切削加工や特殊なはんだ材に頼ることなく、繰り返しの温度変化に対するはんだ接合層のクラック耐性が高い実装構造を提供するものである。 The present invention has been devised to solve such a problem, and provides a mounting structure having high crack resistance of the solder joint layer against repeated temperature changes without relying on cutting processing on a semiconductor chip or a special solder material. It is a thing.

すなわち、本発明による解決手段としては、たとえば、半導体チップの一主面(ここでは裏面)に形成された金属電極と、金属板との間をはんだ層で接合した半導体装置であって、前記はんだ層には前記金属電極から前記金属板へ至る方向に延在する細隙を複数有し、前記細隙を介して対向する前記はんだ層の両側面が酸化膜で覆われている構成とする。なお、前記細隙は複数あって、少なくとも部分的には互いに並走して縞状をなしてもよいし、縦横に交差して網目状をなしてもよいし、あるいは少なくとも前記半導体チップの外周付近においては略回廊状をなしていてもよい。 That is, as a solution according to the present invention, for example, a semiconductor device in which a metal electrode formed on one main surface (here, the back surface) of a semiconductor chip and a metal plate are joined by a solder layer, the solder. The layer has a plurality of gaps extending in the direction from the metal electrode to the metal plate, and both side surfaces of the solder layer facing each other through the gaps are covered with an oxide film. It should be noted that there are a plurality of the gaps, and at least partially, they may run in parallel with each other to form a striped shape, may intersect vertically and horizontally to form a mesh shape, or at least the outer periphery of the semiconductor chip. In the vicinity, it may form a substantially corridor.

かかる構成によれば、繰り返しの熱変化と、前記半導体チップと前記金属板との熱膨張係数差により、前記はんだ層に歪が生じても、前記細隙にて分離された前記はんだ層が比較的柔軟に変形することができるのでクラックが生じにくく、たとえ一部のはんだブロックにクラックが生じたとしても前記細隙の存在により、隣接するはんだ層にはクラックが及ばず、前記半導体チップの電気抵抗や熱抵抗が最小限の変化で保たれる。なお、これは請求項1、3、4、5に対応する。 According to such a configuration, even if the solder layer is distorted due to the repeated thermal change and the difference in the coefficient of thermal expansion between the semiconductor chip and the metal plate, the solder layers separated by the gaps are compared. Since it can be deformed flexibly, cracks are unlikely to occur, and even if cracks occur in a part of the solder blocks, the presence of the gaps prevents the cracks from reaching the adjacent solder layers, and the electricity of the semiconductor chip Resistance and thermal resistance are kept with minimal changes. It should be noted that this corresponds to claims 1, 3, 4, and 5.

さらに、上記複数の細隙の間隔が、前記半導体チップの中央付近よりも、外周付近の方が狭い、構成とする。このようにすると、外周付近では細隙の間に挟まれた前記はんだのブロックの縦横のアスペクト比が高くなる。一方、前記半導体チップと前記金属板との熱膨張係数差によって前記はんだ層に生じる変位は、前記半導体チップ中央付近よりも外周付近の方が大きくなる。しかし、その領域にて、はんだのブロックの縦横のアスペクト比が高ければ、はんだブロック自体にかかる歪は抑制されクラックを生じにくくなる。なお、これは請求項6に対応する。 Further, the distance between the plurality of gaps is narrower in the vicinity of the outer circumference than in the vicinity of the center of the semiconductor chip. In this way, the aspect ratio of the solder block sandwiched between the gaps becomes high in the vicinity of the outer circumference. On the other hand, the displacement generated in the solder layer due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the semiconductor chip and the metal plate is larger in the vicinity of the outer periphery than in the vicinity of the center of the semiconductor chip. However, if the aspect ratio of the solder block is high in that region, the strain applied to the solder block itself is suppressed and cracks are less likely to occur. This corresponds to claim 6.

また、前記はんだ層をZn−Al系合金にて構成してもよい。この合金は高温はんだとして知られており、また表面が空気に触れただけで強固な酸化皮膜を形成するため、比較的容易に本発明の構造を具現化できる。なお、これは請求項2に対応する。 Further, the solder layer may be made of a Zn—Al alloy. This alloy is known as high temperature solder, and since the surface forms a strong oxide film only when it comes into contact with air, the structure of the present invention can be realized relatively easily. It should be noted that this corresponds to claim 2.

また、本発明による半導体装置は、前記金属板の表面にあらかじめ成形したブロック状はんだを並べて仮接合する仮接合工程と、露出している前記はんだ表面を酸化する酸化工程と、その上に前記半導体チップの前記金属電極を接触させた状態で、前記ブロック状のはんだの融点以上に加熱した後、冷却して全体を接合せしめる本接合工程と、を含む製造方法によって実現できる。これは請求項7に対応する。 Further, in the semiconductor device according to the present invention, a temporary joining step of arranging and temporarily joining block-shaped solders formed in advance on the surface of the metal plate, an oxidation step of oxidizing the exposed solder surface, and the semiconductor on the temporary joining step. This can be realized by a manufacturing method including a main joining step in which the metal electrodes of the chip are brought into contact with each other, heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the block-shaped solder, and then cooled to join the whole. This corresponds to claim 7.

または、板はんだを乗せて仮接合してから、細隙を形成すべく前記板はんだを加工する成形工程を実施し、それから前記酸化工程ならびに前記本接合を実施してもよい。これは請求項8に対応する。 Alternatively, the plate solder may be placed and temporarily joined, and then a molding step of processing the plate solder to form a gap may be performed, and then the oxidation step and the main joining may be performed. This corresponds to claim 8.

なお、これらの製造方法の場合、前記半導体チップの前記金属電極表面にあって前記細隙を形成すべき領域を、溶融はんだを弾く性質にする改質処理工程を施すと、さらに細隙の分離が確実になり、応力緩和の効果が増す。これは請求項9に対応する。 In the case of these manufacturing methods, if the region on the surface of the metal electrode of the semiconductor chip on which the gap is to be formed is subjected to a reforming treatment step of repelling the molten solder, the gap is further separated. Is ensured, and the effect of stress relaxation is increased. This corresponds to claim 9.

また、別の製造方法としては、前記金属板の表面にあって前記細隙を形成すべき領域を、溶融はんだを弾く性質にする改質処理工程と、前記金属板の表面に板はんだを乗せて仮接合する仮接合工程と、前記板はんだを溶融せしめて、前記金属板の前記改質処理を施していない領域にはんだの島を形成し、冷却して固化させる島形成工程と、前記はんだの島の表面を酸化する酸化工程と、前記はんだの島の上に前記半導体チップの前記金属電極を接触させた状態で、前記はんだの島の融点以上に加熱して溶融はんだを前記金属電極に濡れさせた後、冷却し、全体を接合せしめる本接合工程とを含む製造方法としてもよい。このようにすると細隙が自己整合的に簡便に実現できる。これは請求項10に対応する。 Further, as another manufacturing method, there is a modification treatment step of making the region on the surface of the metal plate where the gaps should be formed into a property of repelling molten solder, and a plate solder is placed on the surface of the metal plate. A temporary joining step of temporarily joining the solder, an island forming step of melting the plate solder to form solder islands in a region of the metal plate not subjected to the modification treatment, and cooling and solidifying the solder. In the oxidation step of oxidizing the surface of the island of solder, and in a state where the metal electrode of the semiconductor chip is in contact with the island of solder, the molten solder is heated to the melting point of the island of solder or higher to form the metal electrode. It may be a manufacturing method including a main joining step in which the whole is joined after being wetted and then cooled. In this way, the gap can be easily realized in a self-aligned manner. This corresponds to claim 10.

さらに、上記の製造方法全体にあって、前記半導体チップに形成された前記金属電極の表面にあって前記細隙を形成すべき領域を、溶融はんだを弾く改質処理を施すと、さらに細隙の分離が確実になり、応力緩和の効果が増す。これは請求項11に対応する。 Further, in the entire manufacturing method, when the region on the surface of the metal electrode formed on the semiconductor chip where the gap is to be formed is subjected to a modification treatment of repelling molten solder, the gap is further formed. The separation is ensured and the effect of stress relaxation is increased. This corresponds to claim 11.

なお、前記溶融はんだを弾く改質処理ならびに前記金属電極改質処理とは、金属表面を局所的に酸化せしめる処理や、溶融はんだに濡れ性のよい表面金属を除去する処理や、逆に溶融はんだを弾く酸化膜を局所的に堆積せしめる処理である。これは請求項12、13、14に対応する。 The modification treatment for repelling the molten solder and the metal electrode modification treatment include a treatment for locally oxidizing the metal surface, a treatment for removing the surface metal having good wettability to the molten solder, and conversely, the molten solder. It is a process to locally deposit an oxide film that repels solder. This corresponds to claims 12, 13 and 14.

本発明の第1の実施形態による半導体装置の接合構造を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the junction structure of the semiconductor device by 1st Embodiment of this invention. 図1における接合状況の変形例を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the modification of the bonding state in FIG. 本発明の作用を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the operation of this invention. 図1に関連して適用されるはんだ層の具体的形状を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the specific shape of the solder layer applied in relation to FIG. 本発明第1の実施形態による半導体装置の変形例を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the modification of the semiconductor device by 1st Embodiment of this invention. 図5に関連して適用されるはんだ層の具体的形状の変形例を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the modification of the concrete shape of the solder layer applied in relation to FIG. 図1に示す半導体装置の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device shown in FIG. 図1に示す半導体装置の別の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining another manufacturing method of the semiconductor device shown in FIG. 図1に示す半導体装置の、さらに別の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining still another manufacturing method of the semiconductor device shown in FIG. 図5に関連して加工例を説明する板はんだの上面図である。FIG. 5 is a top view of a plate solder for explaining a processing example in relation to FIG. 図1に示す半導体装置の、さらに別の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining still another manufacturing method of the semiconductor device shown in FIG. 図11に示す製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method shown in FIG.

以下、本発明の第1の実施形態による半導体装置について、図1乃至図6を使って説明する。 Hereinafter, the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

図1は、本発明の第1の実施形態による半導体装置100の構造を説明する断面図である。図中、130は半導体チップであり、その裏面には裏面金属膜132が形成されている。110は半導体チップ130が接続する配線となる金属板で、基体は一般に銅やアルミニウムである。なお、使用するはんだによっては、接合性を高めるため金属板110の表面に、使用するはんだと濡れ性のよい金属メッキ(図示せず)を形成しておく。120は、金属板110と裏面金属膜132とを接合するはんだ層であり、細隙124によって複数のはんだブロック122に分割されている。各はんだブロック122の側面には酸化膜123aがある。ここで、はんだ層120は表面に酸化皮膜を形成しやすい金属を含む合金はんだであれば何でもよい。代表例はZnやSnなどを含む合金である。とくにZn−Al系合金はんだは表面の酸化皮膜が強固であることで知られていて、本発明においては特に効果が高い。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the structure of the semiconductor device 100 according to the first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 130 denotes a semiconductor chip, and a back metal film 132 is formed on the back surface thereof. Reference numeral 110 denotes a metal plate to which the semiconductor chip 130 is connected, and the substrate is generally copper or aluminum. Depending on the solder used, a metal plating (not shown) having good wettability with the solder to be used is formed on the surface of the metal plate 110 in order to improve the bondability. Reference numeral 120 denotes a solder layer for joining the metal plate 110 and the back metal film 132, which is divided into a plurality of solder blocks 122 by a gap 124. There is an oxide film 123a on the side surface of each solder block 122. Here, the solder layer 120 may be any alloy solder containing a metal that easily forms an oxide film on the surface. A typical example is an alloy containing Zn, Sn, and the like. In particular, Zn—Al alloy solder is known to have a strong oxide film on the surface, and is particularly effective in the present invention.

ところで、後述の製造方法でも説明するが、細隙は必ずしも図1のように金属板110や半導体チップ130の裏面金属132に接しているとは限らない。すなわち、図2(a)のように細隙124に面した金属板110の表面がはんだに濡れてしまうこともあれば、図示はしないが逆に半導体チップの裏面金属132の表面がすべてはんだに濡れてしまうこともある。また、図2(b)のように前記の両方が同時に起こることもあれば、図2(c)のように、まばらにこの事象が発生することもある。それでも、以下に説明する手順に沿って形成された細隙124がはんだ層120に内在していれば、はんだ層の一部でクラックが発生したとしても、その進展を抑制する効果がある。 By the way, as will be described in the manufacturing method described later, the gap is not always in contact with the metal plate 110 or the back metal 132 of the semiconductor chip 130 as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 2A, the surface of the metal plate 110 facing the gap 124 may get wet with the solder, and on the contrary, although not shown, the front surface of the metal 132 on the back surface of the semiconductor chip is completely soldered. It may get wet. Further, both of the above may occur at the same time as shown in FIG. 2 (b), or this event may occur sparsely as shown in FIG. 2 (c). Even so, if the gap 124 formed according to the procedure described below is inherent in the solder layer 120, even if a crack occurs in a part of the solder layer, there is an effect of suppressing the progress of the crack.

次に、本発明による構造の作用を、図3を使って説明する。図3(a)は従来型の接合構造の断面図、図3(b)は図1と同じ構造の断面図であるが、金属板110と半導体チップ130の熱膨張係数差を意識して描画したものである。半導体チップ130の裏面金属132と金属板110が融点以上の温度において溶融しているはんだ層120は合金化反応を起こす。この時点ではどの界面にも応力はない。が、一般に熱膨張係数は半導体チップ130より金属板110の方が大きいので、構造体の温度が融点以下になってはんだ層120が固化して接合が成立し、その後、たとえば室温まで下った時点では、金属板110の方が多く縮み、これによってはんだ層120は図3のように変形する。 Next, the action of the structure according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a cross-sectional view of a conventional joint structure, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the same structure as that of FIG. 1, but is drawn with consideration for the difference in the coefficient of thermal expansion between the metal plate 110 and the semiconductor chip 130. It was done. The solder layer 120 in which the back metal 132 of the semiconductor chip 130 and the metal plate 110 are melted at a temperature equal to or higher than the melting point causes an alloying reaction. At this point there is no stress at any interface. However, since the coefficient of thermal expansion of the metal plate 110 is generally larger than that of the semiconductor chip 130, when the temperature of the structure becomes lower than the melting point and the solder layer 120 solidifies to form a bond, and then, for example, the temperature drops to room temperature. Then, the metal plate 110 shrinks more, which causes the solder layer 120 to be deformed as shown in FIG.

このとき、図より明らかなように半導体チップ中央付近よりも、外周部付近にあるはんだブロックの方がより大きな剪断力を受ける。よって、繰り返しの温度変化を経験すると金属は加工硬化を起こして図3(a)の従来構造では、はんだ層120の端部、とくに図示しないが四角い半導体チップの角部にクラックを生じ、これが徐々に内側へ進展する。しかし、本発明によれば、図3(b)のように細隙124と酸化膜123aの存在によって、各はんだブロック122同士は隣接するはんだブロックからは影響を受けず、自身が接合する金属板110と半導体チップ130とからのみ剪断力を受ける。すなわち、隣接するはんだブロックにクラックが生じても、酸化膜に覆われた細隙124の存在により伝搬が生じない。ゆえに、本発明のような構造は繰り返しの温度変化に対して大幅に寿命を延ばすことができる。ここで寿命の定義は、はんだ層120にクラックが進展することによって、半導体チップ130の電気抵抗や熱抵抗が然るべき値(たとえば10%)まで上昇した時点などと定めることが多い。 At this time, as is clear from the figure, the solder block near the outer peripheral portion receives a larger shearing force than the vicinity near the center of the semiconductor chip. Therefore, when the metal experiences repeated temperature changes, the metal undergoes work hardening, and in the conventional structure of FIG. 3A, cracks occur at the ends of the solder layer 120, particularly at the corners of a square semiconductor chip (not shown), which gradually increases. Progress inward. However, according to the present invention, due to the presence of the gap 124 and the oxide film 123a as shown in FIG. 3B, the solder blocks 122 are not affected by the adjacent solder blocks, and the metal plates to which they are joined are not affected. It receives shearing force only from 110 and the semiconductor chip 130. That is, even if cracks occur in the adjacent solder blocks, propagation does not occur due to the presence of the gaps 124 covered with the oxide film. Therefore, a structure like the present invention can significantly extend its life with repeated temperature changes. Here, the definition of the life is often defined as the time when the electric resistance and the thermal resistance of the semiconductor chip 130 rise to an appropriate value (for example, 10%) due to the growth of cracks in the solder layer 120.

次に、上記のような効果をもたらす具体的な実施例を示す。図4(a)は、図1の断面図をもつ最も単純なはんだブロック122の斜視図である。ここでは理解を簡単にするために細隙124は実際より広く描かれている。この場合、最初にクラックを生じるのは両端のはんだブロックの、両先端であるが、クラックが入ったはんだブロック自体にあっても、半導体チップ130の角部から少し離れると応力は急速に減少するので、図中の両端のはんだブロックの中でも、クラックはあまり進展しない。 Next, a specific example that brings about the above-mentioned effect will be shown. FIG. 4A is a perspective view of the simplest solder block 122 having a cross-sectional view of FIG. Here, the gap 124 is drawn wider than it really is for ease of understanding. In this case, the first cracks occur at both ends of the solder blocks at both ends, but even in the cracked solder blocks themselves, the stress decreases rapidly when the distance from the corners of the semiconductor chip 130 is small. Therefore, even in the solder blocks at both ends in the figure, cracks do not grow much.

また、図4(b)は細隙124が縦横に走って、はんだブロック122が柱状になったものである。このような構成であれば、クラックの進展は最小限にとどまる。 Further, in FIG. 4B, the narrow gap 124 runs vertically and horizontally, and the solder block 122 becomes a columnar shape. With such a configuration, crack growth is minimal.

また、再び図3(b)を見ると、半導体チップ110の外周付近でははんだブロック122が受ける応力は大きいが、中央付近では僅かである。よって、図5に示すように、中央付近には細隙124を設けず、はんだブロック122の幅を広くしておき、外周付近では細隙124の間隔を狭くして、はんだブロック122の幅を狭くしておく。このようにすれば、繰り返しの温度変化による、半導体チップ外周とくに角部で高まる剪断応力によって発生するクラックとその進展を抑えつつ、半導体チップ130から発した熱流の密度が高い中央付近の熱伝導率を高く保つことができる。 Looking at FIG. 3B again, the stress received by the solder block 122 near the outer periphery of the semiconductor chip 110 is large, but is slight near the center. Therefore, as shown in FIG. 5, the narrow gap 124 is not provided near the center, the width of the solder block 122 is widened, and the gap between the small gaps 124 is narrowed near the outer circumference to reduce the width of the solder block 122. Keep it narrow. In this way, the thermal conductivity near the center where the density of the heat flow generated from the semiconductor chip 130 is high while suppressing the cracks generated by the shear stress that increases on the outer periphery of the semiconductor chip, especially at the corners, and their growth due to repeated temperature changes. Can be kept high.

図6(a)は図4(a)の縞状はんだブロック構造において、また図6(b)は図4(b)の柱状はんだブロック構造においてそれぞれ、温度変化による剪断応力があまり掛からない半導体チップ110の中央付近にはんだブロックを大幅に幅広くしたものである。また、図6(c)のように細隙124を回廊状に形成したものでも同じ効果が得られる。この構成では外周付近のはんだブロック122も図のような環状になる。なお、ここで細隙は温度変化により内部に閉じ込められた気体がはんだブロック等に影響を与えないよう、必ず外部と連絡している。よって、図6(d)のようにはんだブロック122が途切れているものも、この範疇に含まれる。 FIG. 6A shows a striped solder block structure of FIG. 4A, and FIG. 6B shows a semiconductor chip in which a shear stress due to a temperature change is not so much applied in the columnar solder block structure of FIG. The solder block is greatly widened near the center of 110. Further, the same effect can be obtained even if the gap 124 is formed in a corridor shape as shown in FIG. 6 (c). In this configuration, the solder block 122 near the outer circumference also has an annular shape as shown in the figure. Here, the gap is always in contact with the outside so that the gas trapped inside does not affect the solder block or the like due to the temperature change. Therefore, the one in which the solder block 122 is interrupted as shown in FIG. 6D is also included in this category.

次に、図7を用いて半導体装置100の製造方法の一例を説明する。まず、図7(a)に示すように、金属板110の上に、あらかじめ成形しておいたはんだブロック122を配置する。はんだブロック122の成形方法としては、とくに図示はしないが、半導体チップ130とほぼ同サイズの板はんだに対して放電加工、高圧水切断、レーザー切断などを行う手法がある。個々のはんだブロック122には、その側面、下面及び上面にそれぞれ酸化皮膜123a、123b、123cが形成されている。これは空気に触れて自然に酸化したものでも、別途、積極的に形成した酸化膜でも構わない。これら複数のはんだブロック122を金属板110の上に配置する際は、半導体チップの電気的、熱的特性を損ねないように、なるべく隙間なく配置する。なお、この方法では、はんだブロック122同士の間の距離を部分的に広くすることなどが自由にできるため、はんだ層120内に他の構造物を介在させたい場合などに有効である。 Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor device 100 will be described with reference to FIG. 7. First, as shown in FIG. 7A, a preformed solder block 122 is placed on the metal plate 110. As a method for forming the solder block 122, although not particularly shown, there is a method of performing electric discharge machining, high-pressure water cutting, laser cutting, or the like on a plate solder having substantially the same size as the semiconductor chip 130. Oxide films 123a, 123b, and 123c are formed on the side surfaces, the lower surface, and the upper surface of each solder block 122, respectively. This may be one that is naturally oxidized by contact with air, or a separately actively formed oxide film. When arranging these plurality of solder blocks 122 on the metal plate 110, they are arranged as closely as possible so as not to impair the electrical and thermal characteristics of the semiconductor chip. In this method, the distance between the solder blocks 122 can be partially widened, which is effective when it is desired to interpose another structure in the solder layer 120.

また、複数のはんだブロック122をあらかじめ有機物からなるバインダーで1つに固めておいてから金属板110の上に配置しても構わない。その場合、バインダーははんだ層120が溶融する温度以下で完全に飛散するものを選ぶ。あるいは、図6(a)に示したように、はんだブロック122をひと続きの構造体として成形しておくことも作業効率上は有効である。 Further, the plurality of solder blocks 122 may be previously solidified into one with a binder made of an organic substance, and then arranged on the metal plate 110. In that case, select a binder that completely scatters below the temperature at which the solder layer 120 melts. Alternatively, as shown in FIG. 6A, it is also effective in terms of work efficiency to form the solder block 122 as a continuous structure.

そして、配置したはんだブロック122の上から少し加圧すると共に超音波を印加するなどして下面の酸化皮膜123bならびに金属板110の表面に自然に形成された金属酸化膜を破砕して金属同士を接合させる。この際の接合は以下の工程で個々のはんだブロック122が位置ずれを起こさない程度に、仮設的に接合している程度でも構わない。また、この仮接合の方法は、はんだブロック122の側面に形成された酸化皮膜123aが維持されるものであれば、溶接その他の接合技術を適用してもよい。 Then, a little pressure is applied from above the arranged solder block 122 and ultrasonic waves are applied to crush the oxide film 123b on the lower surface and the metal oxide film naturally formed on the surface of the metal plate 110 to join the metals together. Let me. The joining at this time may be such that the individual solder blocks 122 are temporarily joined so as not to cause misalignment in the following steps. Further, as this temporary joining method, welding or other joining techniques may be applied as long as the oxide film 123a formed on the side surface of the solder block 122 is maintained.

さらに、この状態から酸化皮膜122aを強化する目的で、たとえば空気中など酸化雰囲気中で短時間だけ高温に晒すなどの酸化工程を挟んでも良い。特に、Zn−Al系合金はんだをはんだ層120として採用した場合は、空気中で上記の作業をすること自体が酸化工程と等価になる。なお、細隙124はこの酸化を均一に実現するため、その一端もしくは両端がはんだ層の側面にて外気と連通している構成とする。 Further, for the purpose of strengthening the oxide film 122a from this state, an oxidation step such as exposure to a high temperature for a short time in an oxidizing atmosphere such as in the air may be inserted. In particular, when Zn—Al alloy solder is used as the solder layer 120, performing the above operation in air is equivalent to the oxidation step itself. In order to uniformly realize this oxidation, the gap 124 is configured such that one end or both ends thereof communicate with the outside air on the side surface of the solder layer.

続いて、図7(b)に示すように、複数のはんだブロック122の上面に、半導体チップ130の裏面金属膜132を対面させ、半導体チップ130の上から少し加圧すると共に超音波を印加するなどして上面の酸化皮膜123cならびに裏面金属膜132の表面に自然に形成された金属酸化膜を破砕して金属同士を接合させる。この際の接合は以下の工程で半導体チップ110が個々のはんだブロック122と仮設的に接合している程度でも構わない(仮接合工程)。その後、はんだブロック122の融点以上に加熱することにより、はんだブロック120の溶融したはんだが金属板110ならびに半導体チップ130の裏面金属膜132と合金化反応を生じ、温度が融点以下になった時点で接合が成立して、室温付近に戻ったときには図1に示すような構造となり、強固な接合が完成する(本接合工程)。 Subsequently, as shown in FIG. 7B, the back surface metal film 132 of the semiconductor chip 130 is made to face the upper surface of the plurality of solder blocks 122, a little pressure is applied from above the semiconductor chip 130, and ultrasonic waves are applied. Then, the metal oxide film naturally formed on the surface of the oxide film 123c on the upper surface and the metal film 132 on the back surface is crushed to bond the metals to each other. The joining at this time may be such that the semiconductor chip 110 is temporarily joined to the individual solder blocks 122 in the following steps (temporary joining step). After that, by heating above the melting point of the solder block 122, the molten solder of the solder block 120 causes an alloying reaction with the metal plate 110 and the back metal film 132 of the semiconductor chip 130, and when the temperature becomes lower than the melting point. When the bonding is established and the temperature returns to around room temperature, the structure as shown in FIG. 1 is obtained, and a strong bonding is completed (main bonding step).

また、半導体装置100は図8のような方法でも実現できる。すなわち、図8(a)のように、将来、はんだ層120となる板はんだ121を金属板110の所定の場所に仮接合し、その後にはんだブロック122に成形する方法もある。たとえば、図8(b)の場合は、板はんだ121を加工ヘッド140に付いたダイシングソーの歯141で切断する。あるいは、図示しないが別の加工ヘッド140からレーザー光線や電子ビームを出して、局所的にはんだを溶かして除去し、図8(b)と同様の結果とすることもできる。 Further, the semiconductor device 100 can also be realized by the method shown in FIG. That is, as shown in FIG. 8A, there is also a method in which the plate solder 121 to be the solder layer 120 in the future is temporarily joined to a predetermined position of the metal plate 110 and then formed into the solder block 122. For example, in the case of FIG. 8B, the plate solder 121 is cut by the teeth 141 of the dicing saw attached to the processing head 140. Alternatively, although not shown, a laser beam or an electron beam may be emitted from another processing head 140 to locally melt and remove the solder to obtain the same result as in FIG. 8 (b).

あるいは、図9(a)のように、V字の歯がついたポンチ150を板はんだ121の上から図9(b)のように押圧するプレス加工を行うことにより、図9(c)に示すようにはんだブロック122を成形することもできる。この場合、細隙122はV字型の空隙として残るが、V字が鋭角であれば半導体チップ130の電気的・熱的特性には影響しない。かかるプレス加工によれば、短時間で複数のはんだブロック122を形成することができるため、量産に適している。 Alternatively, as shown in FIG. 9 (a), the punch 150 having V-shaped teeth is pressed from above the plate solder 121 as shown in FIG. 9 (b) by performing a press working to obtain FIG. 9 (c). The solder block 122 can also be molded as shown. In this case, the gap 122 remains as a V-shaped gap, but if the V-shape has an acute angle, it does not affect the electrical and thermal characteristics of the semiconductor chip 130. According to such press working, a plurality of solder blocks 122 can be formed in a short time, which is suitable for mass production.

ここで、図5にて説明したように、はんだブロック122の形状は、半導体チップの中央付近では幅広にして構わない場合には、あらかじめ板ハンダ121を加工してから用いる場合には図10のような形状でもよい。図10は、はんだ層120になる前駆体としての板はんだ121の上面図を示したものである。たとえば半導体チップ130が5mm角とした場合、同じ5mm角で厚みが200μmの板はんだ121を用意し、歯幅50μmのダイシングソーを使って、その角部のみに、図のように250μmピッチの細隙124を形成する。この板はんだ121を使って完成させた構造を図中の線分A−Aをで切って見た様子が、図5に相当する。また、板はんだ121を金属板110に仮接合してからダイシングソーやレーザー構成や電子ビームやポンチで加工する場合、あるいは、板はんだ121単体でもダイシングソーで形成する溝を貫通させず、有限の厚みを残して成形する場合は図10(b)のような形状でもよい。 Here, as described with reference to FIG. 5, the shape of the solder block 122 may be widened near the center of the semiconductor chip, and when the plate solder 121 is processed in advance and then used, FIG. It may have such a shape. FIG. 10 shows a top view of the plate solder 121 as a precursor to be the solder layer 120. For example, when the semiconductor chip 130 is 5 mm square, prepare a plate solder 121 having the same 5 mm square and a thickness of 200 μm, and use a dicing saw with a tooth width of 50 μm to make only the corners as thin as 250 μm pitch as shown in the figure. It forms a gap 124. A view of the structure completed by using the plate solder 121 by cutting the line segments AA in the drawing corresponds to FIG. Further, when the sheet metal 121 is temporarily bonded to the metal plate 110 and then processed with a dicing saw, a laser configuration, an electron beam or a punch, or the sheet metal 121 alone does not penetrate the groove formed by the dicing saw and is finite. When molding while leaving the thickness, the shape as shown in FIG. 10B may be used.

なお、上記図7もしくは図8を用いて説明した本発明の半導体装置100の実現方法において、金属板側のはんだブロック122の分離を確実なものにするため、図11に示すように将来、細隙を形成したい箇所に、あらかじめはんだを弾く処理を施すことができる。図11中の領域260は、これから説明するような処理を施した局所領域を模式的に示したものである。このはんだを弾く処理とは、たとえば金属板110の所定の箇所に、化学処理にて酸化膜を形成しておく方法や、また、金属板110の表面に、使用するはんだと濡れ性のよい金属をメッキしてある場合には、将来、細隙を形成したい箇所の該メッキをレーザー光線や電子ビームによって焼き飛ばしておく方法などがある。あるいは、逆に将来、細隙を形成したい箇所に、はんだが濡れない無機酸化物を局所的に体積させておく方法もある。これは例えば、無機酸化物の細粒を含むペーストをスクリーン印刷して、加熱によりペーストの有機物を除去しておくなどの方法である。 In addition, in the method of realizing the semiconductor device 100 of the present invention described with reference to FIG. 7 or 8 above, in order to ensure the separation of the solder block 122 on the metal plate side, as shown in FIG. It is possible to apply a process of repelling solder in advance to a place where a gap is desired to be formed. The region 260 in FIG. 11 schematically shows a local region subjected to the treatment as described below. The process of repelling the solder is, for example, a method of forming an oxide film by a chemical treatment at a predetermined portion of the metal plate 110, or a metal having good wettability with the solder used on the surface of the metal plate 110. In the case of plating, there is a method of burning off the plating at a place where a gap is desired to be formed by a laser beam or an electron beam in the future. Alternatively, conversely, there is also a method of locally volume-forming an inorganic oxide that does not allow the solder to get wet at a place where a gap is desired to be formed in the future. This is, for example, a method in which a paste containing fine particles of inorganic oxide is screen-printed and the organic matter of the paste is removed by heating.

なお、図8、図9においては、はじめに金属板110の上にはんだブロック122を形成するプロセスを開示したが、もちろん、半導体チップ130の金属電極132の上にはんだブロック122を形成してから、金属板110に接合する手順でもよい。 In addition, in FIGS. 8 and 9, the process of forming the solder block 122 on the metal plate 110 was first disclosed, but of course, after forming the solder block 122 on the metal electrode 132 of the semiconductor chip 130, The procedure of joining to the metal plate 110 may also be used.

さらに、半導体装置100は別の方法でも実現できる。たとえば、金属板110上に図11のように、局所的にはんだを弾く処理を施した領域260を形成しておく。次に、あえて図示はしないが図7(a)や図8(a)のように、板はんだ121を乗せて、この段階で板はんだ121を一度溶融させる。すると図12(a)のように、はんだは領域260を避けて、断面形状が略半球形の、はんだの島状領域125として固まる。ちなみに、図は説明のため、ややデフォルメして描いている。この後、前記はんだの島状領域125の表面酸化処理を施したのち、図12(b)のように、あらかじめ半導体チップ130の裏面金属膜132の表面にも同様のはんだを弾く処理を施した領域261を形成しておいて、はんだブロック122の上に乗せて加圧するなどして表面酸化膜を破りつつ、加熱して裏面金属膜132と接合させる。すると、自己整合的にはんだブロック122が成立し、図1の構造を得る。あるいは、途中の図示はしないが、はんだが溶融している途中ではんだブロック122の厚みを制御する工夫をほどこせば、はんだ固化時に図12(c)のように、側面形状を凹型にできる。この形状は、はんだバンプ等において応力に強い形状として知られている。 Further, the semiconductor device 100 can be realized by another method. For example, as shown in FIG. 11, a region 260 that has been locally subjected to a soldering process is formed on the metal plate 110. Next, although not shown, as shown in FIGS. 7 (a) and 8 (a), the plate solder 121 is placed and the plate solder 121 is melted once at this stage. Then, as shown in FIG. 12A, the solder avoids the region 260 and solidifies as an island-shaped region 125 of the solder having a substantially hemispherical cross section. By the way, the figure is drawn in a slightly deformed form for explanation. After that, the surface oxidation treatment of the island-shaped region 125 of the solder was performed, and then the same solder repelling treatment was performed on the front surface of the back metal film 132 of the semiconductor chip 130 in advance as shown in FIG. 12 (b). The region 261 is formed, placed on the solder block 122 and pressurized to break the front surface oxide film, and is heated to be bonded to the back surface metal film 132. Then, the solder block 122 is self-aligned and the structure shown in FIG. 1 is obtained. Alternatively, although not shown in the middle, the side surface shape can be made concave as shown in FIG. 12C when the solder is solidified by devising a device for controlling the thickness of the solder block 122 while the solder is melting. This shape is known as a shape that is resistant to stress in solder bumps and the like.

なお、上記のはんだブロック122の厚みを制御する工夫としては、たとえば、溶融はんだとは反応しない無機物からなるボールを金属板110と半導体チップ130の間に数個介在させるなどの方法である。すなわち、まず室温にて、図12(b)から半導体チップ130の裏面金属膜132をはんだの島状領域125に接触させる。この状態では、介在させたボールははんだの島状領域125より背が低いとする。次に、半導体チップ130の上からやや加圧しつつ、構造全体をはんだの融点以上の温度にすると、裏面金属膜132と接するはんだの島状領域125表面の酸化膜が壊れ、溶融はんだが裏面金属膜132側に濡れ広がる。これによって、金属板110と半導体チップ130の間の距離は縮まろうとするが、ここで適切なサイズの上記ボールを介在させてこの収縮を阻止すると、溶融はんだが裏面金属膜132側に濡れ広がることによって、はんだ体積が使われるので、固化した時点でのはんだブロック122の側面形状を凹型にすることが可能となる。 As a device for controlling the thickness of the solder block 122, for example, several balls made of an inorganic substance that does not react with the molten solder are interposed between the metal plate 110 and the semiconductor chip 130. That is, first, at room temperature, the back metal film 132 of the semiconductor chip 130 is brought into contact with the island-shaped region 125 of the solder from FIG. 12B. In this state, the intervening balls are assumed to be shorter than the island-shaped region 125 of the solder. Next, when the temperature of the entire structure is raised to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder while slightly applying pressure from above the semiconductor chip 130, the oxide film on the surface of the island-shaped region 125 of the solder in contact with the back metal film 132 is broken, and the molten solder is made of the back metal. It spreads wet on the film 132 side. As a result, the distance between the metal plate 110 and the semiconductor chip 130 tends to be shortened, but if the shrinkage is prevented by interposing the ball of an appropriate size here, the molten solder wets and spreads to the back surface metal film 132 side. Since the solder volume is used, the side surface shape of the solder block 122 at the time of solidification can be made concave.

以上、本発明による半導体装置の具体的な実施形態及びこれに基づく変形例を説明したが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲を逸脱することなく実施された構成は、すべて本発明の権利範囲に含まれる。 Although specific embodiments of the semiconductor device according to the present invention and modifications based on the same have been described above, the present invention is not necessarily limited to these, and the invention is carried out without departing from the scope of claims of the present invention. All the configurations made are included in the scope of the present invention.

100 半導体装置
110 金属基板
120 はんだ層
121 板はんだ
122 はんだブロック
123a、123b、123c 酸化皮膜
124 細隙
125 はんだの島状領域
130 半導体チップ
132 裏面金属膜
140 加工ヘッド
141 ダイシングソーの歯
150 ポンチ
260、261 はんだを弾く処理をした領域

100 Semiconductor device 110 Metal substrate 120 Solder layer 121 Plate solder 122 Solder block 123a, 123b, 123c Oxidation film 124 Gap 125 Solder island-shaped area 130 Semiconductor chip 132 Back surface metal film 140 Processing head 141 Dicing saw tooth 150 Punch 260, 261 Solder-repelled area

Claims (14)

半導体チップの一主面に形成された金属電極と、金属板との間をはんだ層で接合した半導体装置であって、
前記はんだ層には前記金属電極から前記金属板へ至る方向に延在する細隙を複数有し、
前記細隙を介して対向する前記はんだ層の両側面が酸化膜で覆われている、
ことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device in which a metal electrode formed on one main surface of a semiconductor chip and a metal plate are joined by a solder layer.
The solder layer has a plurality of gaps extending in the direction from the metal electrode to the metal plate.
Both sides of the solder layer facing each other through the gap are covered with an oxide film.
A semiconductor device characterized by this.
前記はんだ層はZn−Al系合金からなる、ことを特徴とする前記請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the solder layer is made of a Zn—Al alloy. 前記はんだ層内の前記複数の細隙が、少なくとも部分的には互いに並走し縞状をなす、ことを特徴とする前記請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of gaps in the solder layer run in parallel with each other at least partially to form a striped shape. 前記はんだ層内の前記複数の細隙は、少なくとも部分的には縦横に交差し網目状をなす、ことを特徴とする前記請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of gaps in the solder layer intersect vertically and horizontally at least partially to form a network. 前記はんだ層内の前記複数の細隙は、少なくとも前記半導体チップの外周付近においては略回廊状をなす、ことを特徴とする前記請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of gaps in the solder layer form a substantially corridor shape at least in the vicinity of the outer periphery of the semiconductor chip. 前記はんだ層内の前記複数の細隙間の間隔は、前記半導体チップの中央付近よりも、外周付近の方が狭い、ことを特徴とする前記請求項3乃至請求項5のうちの1つに記載の半導体装置。 The invention according to any one of claims 3 to 5, wherein the distance between the plurality of fine gaps in the solder layer is narrower near the outer periphery than near the center of the semiconductor chip. Semiconductor equipment. 一主面に金属電極を有する半導体チップと金属板とを接合するはんだ層に、前記半導体チップから前記金属板へ至る方向に延在する細隙を複数有し、前記細隙を介して対向する前記はんだ層の両側面に酸化膜を有する構成の半導体装置の製造方法であって、
前記金属板の表面に、ブロック状のはんだを複数並べて仮接合する仮接合工程と、
前記ブロック状のはんだの表面を酸化する酸化工程と、
前記ブロック状のはんだと前記半導体チップの前記金属電極を接触させた状態で、前記ブロック状のはんだの融点以上に加熱した後、冷却して全体を接合せしめる本接合工程と、
を少なくとも含む、ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
The solder layer that joins a semiconductor chip having a metal electrode on one main surface and a metal plate has a plurality of gaps extending in the direction from the semiconductor chip to the metal plate, and faces each other through the gaps. A method for manufacturing a semiconductor device having an oxide film on both side surfaces of the solder layer.
A temporary joining step of arranging a plurality of block-shaped solders on the surface of the metal plate and temporarily joining them.
An oxidation step that oxidizes the surface of the block-shaped solder,
A main joining step in which the block-shaped solder and the metal electrode of the semiconductor chip are in contact with each other, heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the block-shaped solder, and then cooled to join the whole.
A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises at least.
一主面に金属電極を有する半導体チップと金属板とを接合するはんだ層に、前記半導体チップから前記金属板へ至る方向に延在する細隙を複数有し、前記細隙を介して対向する前記はんだ層の両側面に酸化膜を有する構成の半導体装置の製造方法であって、
前記金属板の表面に板はんだを乗せて仮接合する仮接合工程と、
固定された前記板はんだに前記細隙を加工する成形工程と、
前記成形した板はんだの表面を酸化する酸化工程と、
前記成形した板はんだと前記半導体チップの前記金属電極を接触させた状態で、前記成形した板はんだの融点以上に加熱した後、冷却して全体を接合せしめる本接合工程と、
を少なくとも含む、ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
The solder layer that joins a semiconductor chip having a metal electrode on one main surface and a metal plate has a plurality of gaps extending in the direction from the semiconductor chip to the metal plate, and faces each other through the gaps. A method for manufacturing a semiconductor device having an oxide film on both side surfaces of the solder layer.
A temporary joining process in which plate solder is placed on the surface of the metal plate and temporarily joined.
A molding process for processing the gaps in the fixed plate solder, and
An oxidation step that oxidizes the surface of the molded plate solder,
A main joining step in which the molded plate solder and the metal electrode of the semiconductor chip are in contact with each other, heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the molded plate solder, and then cooled to join the whole.
A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises at least.
半導体チップの一主面に形成された金属電極と金属板とを接合するはんだ層に、前記半導体チップから前記金属板へ至る方向に延在する細隙を複数有し、前記細隙を介して対向する前記はんだ層の両側面に酸化膜を有する構成の半導体装置の製造方法であって、
前記金属板の表面にあって前記細隙を形成すべき領域を、溶融はんだを弾く性質にする改質処理工程と、
前記金属板の表面に板はんだを乗せて仮接合する仮接合工程と、
前記板はんだを溶融せしめ、前記金属板の前記改質処理を施していない領域にはんだの島を形成し、冷却して固化させる島形成工程と、
成形した前記はんだの島の表面を酸化する酸化工程と、
前記はんだの島と前記半導体チップの前記金属電極を接触させた状態で、前記はんだの島を再び融点以上に加熱した後、冷却して全体を接合せしめる本接合工程と、
を少なくとも含む、ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
The solder layer that joins the metal electrode and the metal plate formed on one main surface of the semiconductor chip has a plurality of gaps extending in the direction from the semiconductor chip to the metal plate, and the solder layers extend through the gaps. A method for manufacturing a semiconductor device having an oxide film on both side surfaces of the solder layers facing each other.
A reforming step of making the region on the surface of the metal plate where the gaps should be formed into a property of repelling molten solder,
A temporary joining process in which plate solder is placed on the surface of the metal plate and temporarily joined.
An island forming step of melting the sheet metal, forming solder islands in a region of the metal plate not subjected to the reforming treatment, and cooling and solidifying the solder islands.
An oxidation step that oxidizes the surface of the molded solder islands,
In this joining step, in which the solder islands and the metal electrodes of the semiconductor chip are in contact with each other, the solder islands are heated to a temperature equal to or higher than the melting point, and then cooled to join the whole.
A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises at least.
前記金属板の表面にあって前記細隙を形成すべき領域を、溶融はんだを弾く性質にする改質処理工程を含む、
ことを特徴とする前記請求項7又は請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
A reforming step of making the region on the surface of the metal plate where the gap should be formed into a property of repelling molten solder
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7 or 8, wherein the semiconductor device is manufactured.
前記半導体チップの前記金属電極表面にあって前記細隙を形成すべき領域を、溶融はんだを弾く処理を施す金属電極改質処理工程を含む、
ことを特徴とする前記請求項7乃至請求項9のうちの1つに記載の半導体装置の製造方法。
A metal electrode reforming treatment step of performing a treatment of repelling molten solder in a region on the surface of the metal electrode of the semiconductor chip where the gap should be formed is included.
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 7 to 9, wherein the semiconductor device is manufactured.
前記改質処理工程ならびに前記金属電極改質処理工程が、金属表面を局所的に酸化せしめる処理である、
ことを特徴とする前記請求項9乃至請求項11のうちの1つに記載の半導体装置の製造方法。
The reforming treatment step and the metal electrode reforming treatment step are treatments for locally oxidizing the metal surface.
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 9 to 11, wherein the semiconductor device is manufactured.
前記改質処理工程ならびに前記金属電極改質処理工程が、前記金属電極の表面もしくは前記金属板の表面に予め形成された、溶融はんだに濡れ性のよい表面金属の一部を除去する処理である、
ことを特徴とする前記請求項9乃至請求項11のうちの1つに記載の半導体装置の製造方法。
The modification treatment step and the metal electrode modification treatment step are processes for removing a part of the surface metal having good wettability to molten solder, which is formed in advance on the surface of the metal electrode or the surface of the metal plate. ,
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 9 to 11, wherein the semiconductor device is manufactured.
前記改質処理工程ならびに前記金属電極改質処理工程が、溶融はんだを弾く酸化膜を局所的に堆積せしめる処理である、
ことを特徴とする前記請求項9乃至請求項11のうちの1つに記載の半導体装置の製造方法。

The reforming treatment step and the metal electrode reforming treatment step are treatments for locally depositing an oxide film that repels molten solder.
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 9 to 11, wherein the semiconductor device is manufactured.

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