JPS63307746A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体ペレットを実装した半導体装置に適用し
て有効な技術に関するもので、例えば、半導体ペレット
の実装に利用して有効な技術に関するものである。

［従来の技術］ 半導体ペレットを基板（リードフレーム、セラミンクパ
ッケージ等）に固着するダイボンディング技術について
は、例えば、昭和６０年１１月２０日に工業調査会から
発行された電子材料別冊「超ＬＳＩ製造・試験装置ガイ
ドブック」第１３１頁〜第１３７頁に記載されている。

その概要を説明すれば次のとおりである。

即ち、この技術では、例えば、セラミック製の基板上に
プリフォーム材として金（Ａ　ｕ　）箔を載せ、さらに
、この金箔の上に半導体ペレットを載せてヒートブロッ
クでこれらを加熱し、半導体ペレットのＳｉとＡｕの共
晶を形成して半導体ペレットの接着を行なうようになっ
ている。また、セラミック製の基板上にアルミニウム（
Ａ１）を蒸着した後、上記金箔を載せて上記と同様な方
法によってＳｉ、ＡｕおよびＡＩの共晶を形成して接着
したり、プリフォーム材として銀ペーストもしくはエポ
キシ樹脂等を用いて接着を行なうようにされた技術も知
られている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このような従来のダイボンディング技術によ
れば、半導体ペレットの下側に接合層を形成し、この接
合層によって半導体ペレットの固定がなされていたため
次のような難点があった。

即ち、加熱を伴うボンディングにあっては、接合層の冷
却の際に、半導体ペレットと基板との熱膨張係数の差に
起因して半導体ペレット内部に熱応力が生じる。その場
合、大型の半導体ペレットをダイボンディングするもの
では、その半導体ペレットの裏面と金箔等のプリフォー
ム材とのなじみ具合を一様にすることが難しい。プリフ
ォーム材としてはんだやエポキシ樹脂等を用いる場合に
おいても同様である。その結果、半導体ペレット内部に
生じる熱応力が不均一となり易く、半導体ペレットにク
ラックが生じてしまう。このような問題は、ダイボンデ
ィングの際のみならず、半導体ペレットの樹脂封止を行
なったり、半導体装置を実際に使用する場合等において
も生じる。

而して、このような半導体装置においては、このクラッ
クによって、半導体集積回路の特性劣化等が引き起こさ
れ、半導体装置の信頼性・歩留りの劣化を招来していた
。

本発明は、かかる問題点を解消するためになされたもの
で、半導体ペレットのクラック発生を効果的に防止でき
る構造を持つ半導体装置を提供することを目的とする。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。

［問題点を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。

即ち、半導体ペレットを搭載した半導体装置において、
上記半導体ペレットの外方にそれを包み込むようにして
例えば接着剤からなる接合層を形成し、この接合層によ
って半導体ペレットの基板上への固定を行なうようにし
たものである。

［作用］ 上記した手段によれば、半導体ペレットの基板への固定
が該半導体ペレットの周りに形成された接合層によって
行なわれているので、半導体ペレットと基板の熱膨張係
数の差等に起因して半導体ペレット内部に生じる残留応
力がその全体に亘って略均−となり、半導体ペレットの
クラック発生が抑止されるという作用によって、半導体
装置の信頼性・歩留りの向上という上記目的が達成され
る。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には本発明に係る半導体装置の第１の実施例が示
されている。

同図において符号１は例えばセラミック製の基板を表わ
し、この基板１上には熱伝導度の高い第１層（放熱層）
２が形成されている。この放熱層２は例えばゲル状の金
属粉からなり、その形成は半導体ペレット３を基板１上
へ載せる前になされる。また、この放熱層２の上には半
導体ペレット３が単に接触するようにして載置されてい
る。そして、この半導体ペレット３はそれを包み込むよ
うにして形成された第２層（接合層）４を介して放熱層
２および基板１と接着されている。つまり、この半導体
装置においては、半導体ペレット３を放熱層２の上に設
置した後１例えば銀ペーストを半導体ペレット３を包み
込むようにして塗布することによって、半導体ペレット
３が基板１に固定されている。

このように構成された半導体装置によれば、半導体ペレ
ットの周りに接合層４が形成されているので、半導体ペ
レット３と基板１の熱膨張係数の差等に起因して半導体
ペレット３内部において生じる残留応力がその全体に亘
って略均−となり、半導体ペレット３のクラック発生が
抑止されるという作用によって、半導体装置の信頼性・
歩留りの向上を図ることが可能となる。つまり、熱的影
響を受けた場合、半導体ペレット３は全体として引張荷
重もしくは圧縮荷重を受けるだけなので、半導体ペレッ
ト３においてはクラックが発生しずらくなり、その結果
、半導体装置の信頼性・歩留りの向上が図れる。

また、上記実施例の半導体装置では、半導体ぺレット３
の下側に放熱層２を設けているので、パワートランジス
タのように発熱を伴う半導体ペレット３では放熱性が高
まるという作用によって、半導体装置の信頼性がさらに
向上される。

第２図および第３図には本発明に係る半導体装置の第２
の実施例が示されている。

この半導体装置は、基板１に半導体ペレット埋設用の凹
部１ａが多数段けられ、この各凹部１ａ内に放熱層２お
よび半導体ペレット３がそれぞれ埋設された構造となっ
ている。また、この半導体装置では、埋設された半導体
ペレット３の上面と基板１の上面とが雌面−になるよう
に形成されており、それら上面にはマスク転写等によっ
て配線パターン５が形成され、半導体ペレット３．３間
の結線が行なわれるようになっている。なお、第２図お
よび第３図において、第１図と同一符号は同一構成部材
を表わすので、その重複した説明は省略する。

この実施例によれば、第１の実施例の効果が得られるの
は勿論のこと、埋設された半導体ペレット３の上面と基
板１の上面とが路面−になるように形成されているので
、半導体ペレット３，３間の結線が容易に実現できる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば、接合層４として銀ペーストの他にポリイミド系
の接着剤であるＰＩＱ　（日立化成（株）製）もしくは
シリコーンゴム等半４体ペレットの接着剤一般を利用で
きる。また、接合層４を半導体ペレット３の外縁部に一
部盛るような状態で形成しても良い。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体ペレットの実
装技術について説明したが、ウェハを実装する場合等に
も利用できる。

［発明の効果コ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。

即ち、半導体ペレットの基板への固定をその周囲に形成
した接合層によって行なっており、半導体ペレットの外
縁と基板とが接合層を介して接着されているので、半導
体ペレットと基板との熱膨張係数の差等によって半導体
ペレット内部に生じる残留応力が均一化され、半導体ペ
レットのクラックの発生が効果的に防止され、その結果
、半導体装置の信頼性・歩留りの向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体装置の第１の実施例の縦断
面図、 第２図は本発明に係る半導体装置の第２の実施例の縦断
面図、 第３図は第２図の半導体装置の平面図である。 １・・・・基板、２・・・・放熱層、３・・・・半導体
ペレット、４・・・・接合層。 第　　１　　図 第　　２　　図 第　　３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ペレットを接合層を介して基板に接着した半
   導体装置において、上記半導体ペレットの外方にそれを
   包囲するようにして上記接合層を形成し、この接合層を
   介して半導体ペレットの接着を行なうようにしたことを
   特徴とする半導体装置。 ２、上記半導体ペレットと上記基板との間には放熱層が
   介装されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の半導体装置。