JP7418178B2 - 半導体装置、及び、その製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の概略構成を示す平面図であり、図2は、図1のA-Aの線に沿った当該概略構成を示す断面図である。図1及び図2に示すように、本実施の形態1に係る半導体装置は、封止樹脂5を備える。図3は、封止樹脂5を取り除いた当該半導体装置の概略構成を示す平面図である。
以上のような本実施の形態1に係る半導体装置によれば、第2粗化めっき22Sよりも表面粗さが大きい第1粗化めっき22Lが、ヒートシンク21の表面のうち、半導体素子1と接合部12によって接合される接合表面上に配設される。このような構成によれば、初期クラックが抑制された、十分な厚さを有する接合部12を得ることができる。また、吸水率が高いプライマー樹脂を用いなくても、金属焼結材コーティング13によって、粗化めっきと封止樹脂5との密着性を高めることができる。これにより、例えば、吸湿リフロー耐性と温度サイクル試験に対する寿命などを向上させることができる。
実施の形態1では、ヒートシンク21はCuから構成されていたが、半導体素子1の動作による熱を逃がす機能を有するのであれば、Cuから構成されていなくてもよい。例えば、ヒートシンク21は、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケル、コバルト、これらの合金、または、これらの複合材料から構成されてもよい。このように、高い熱伝導率(例えば200W/mk以上)を有するヒートシンク材を用いれば、半導体素子1から発生する熱を効率よく外に逃がすことができるので、接合部12に加わる歪みを低減できる。また、ヒートシンク21の形状は、四角柱に限ったものではなく、多角柱、円柱、楕円柱、これらの一部に段を設けた形状であってもよい。また、実施の形態1では基材は、ヒートシンク21であったがこれに限ったものではなく、例えば基板などであってもよい。
図10~図13は、本発明の実施の形態2に係る粗化めっき22(第1粗化めっき22L及び第2粗化めっき22S)を示す平面図である。
図14は、本発明の実施の形態3に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。以下、その製造方法として、実施の形態1及び実施の形態2に係る半導体装置を製造する方法について説明する。
以上のような本実施の形態3に係る半導体装置の製造方法によれば、実施の形態1及び実施の形態2に係る半導体装置、つまり、初期クラックが抑制された接合部12を備える半導体装置を形成することができる。また本実施の形態3によれば、金属焼結材コーティング13を形成することができるので、製造工程の複雑化を抑制することができる。
Claims (8)
- 半導体素子と、
前記半導体素子と接合される基材と、
前記半導体素子と前記基材とを接合する、金属焼結材を含む接合部と、
前記半導体素子と電気的に接続されたリードと、
前記半導体素子を覆い、かつ、前記基材と前記リードとの少なくとも一部を覆う封止樹脂と、
前記基材の表面のうち、前記半導体素子と前記接合部によって接合される接合表面上に配設された第1粗化めっきと、
前記基材の前記封止樹脂に沿った表面の少なくとも一部の表面上に配設された第2粗化めっきと
を備え、
前記第1粗化めっきは、前記第2粗化めっきよりも表面粗さが大きく、
前記第1粗化めっきのRMSは、250nm以上であり、
前記第2粗化めっきのRMSは、100nm以上かつ250nmより小さく、
前記第1粗化めっきは、平面視において前記基材の表面のうち、前記接合表面と隣接する隣接表面上にも配設され、
前記隣接表面は、前記接合表面から0.5mm以内の範囲に設けられている、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置であって、
平面視における前記半導体素子の形状は角部を有し、
前記第1粗化めっきは、平面視において前記基材の表面のうち、前記接合表面に隣接し、かつ、前記半導体素子の外側において前記角部と隣接する隣接表面上にも配設されている、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置であって、
平面視における前記半導体素子の形状は、短辺及び長辺を有し、
前記第1粗化めっきは、平面視において前記基材の表面のうち、前記接合表面に隣接し、かつ、前記半導体素子の外側において前記短辺及び前記長辺の少なくともいずれか一方の辺と隣接する隣接表面上にも配設されている、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置であって、
平面視における前記半導体素子の形状は、一対の辺を有し、
前記第1粗化めっきは、平面視において前記基材の表面のうち、前記接合表面に隣接し、かつ、前記半導体素子の外側において前記一対の辺とそれぞれ隣接する1組以上の隣接表面上にも配設されており、
各組の前記隣接表面同士は、平面視において前記半導体素子を介して対向している、半導体装置。 - 請求項1から請求項4のうちのいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記第2粗化めっきは、前記リードの前記封止樹脂に沿った表面の少なくとも一部の表面上にも配設されている、半導体装置。 - 基材の表面に設けられた粗化めっき上に金属焼結材ペーストを塗布し、前記金属焼結材ペーストの溶剤及び金属粒子のそれぞれの一部を平面視にて前記金属焼結材ペーストが塗布された部分の外縁から外側に浸出させる工程と、
前記金属焼結材ペーストにおける残部の前記金属粒子上に半導体素子を載置する工程と、
前記金属焼結材ペーストを加熱して、前記残部の金属粒子を焼結することによって、前記半導体素子と前記基材とを接合する接合部を形成する工程と、
前記半導体素子にリードを電気的に接続する工程と、
前記半導体素子を覆い、かつ、前記基材と前記リードとの少なくとも一部を覆う封止樹脂を形成する工程と
を備える、半導体装置の製造方法。 - 請求項6に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記金属焼結材ペーストの前記溶剤及び前記金属粒子のぞれぞれの前記一部を浸出させる前記工程によって、当該金属焼結材ペーストの前記溶剤及び前記金属粒子を前記粗化めっきの表面の全てに設ける、半導体装置の製造方法。 - 請求項6に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記金属焼結材ペーストの前記溶剤及び前記金属粒子のぞれぞれの前記一部を浸出させる前記工程によって、当該金属焼結材ペーストの前記溶剤及び前記金属粒子を前記粗化めっきの表面の一部に設ける、半導体装置の製造方法。
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