WO2021171881A1 - パッケージ - Google Patents
パッケージ Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021171881A1 WO2021171881A1 PCT/JP2021/002792 JP2021002792W WO2021171881A1 WO 2021171881 A1 WO2021171881 A1 WO 2021171881A1 JP 2021002792 W JP2021002792 W JP 2021002792W WO 2021171881 A1 WO2021171881 A1 WO 2021171881A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- external terminal
- terminal electrode
- hole
- adhesive layer
- resin
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/10—Containers; Seals characterised by the material or arrangement of seals between parts, e.g. between cap and base of the container or between leads and walls of the container
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
-
- 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
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- 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
Definitions
- the protruding portion is the hole as long as the location where the external force is applied is on the outer peripheral side of the hole of the protruding portion. It is easily deformed in the vicinity of. This is because the stress due to the external force is concentrated in the vicinity of the hole. As a result of this deformation, the degree to which the stress caused by the external force extends to the resin adhesive layer between the external terminal electrode and the bonded surface of the frame is relaxed. As a result, peeling between the resin adhesive layer and the external terminal electrode due to the stress is prevented. Therefore, it is possible to prevent leakage due to peeling of the resin adhesive layer.
- the hole of the external terminal electrode When the hole of the external terminal electrode partially overlaps the adhered surface in the plan view, the hole is arranged so as to straddle the outer edge of the adhered surface in the plan view. As a result, even when an external force is applied to the vicinity of the outer edge of the surface to be adhered in the protruding portion of the external terminal electrode, the influence can be mitigated by the holes. That is, the external terminal electrode is easily deformed in the vicinity of the hole.
- the hole of the external terminal electrode may be a through hole, and the hole of the external terminal electrode may be arranged only in the protruding portion. In this case, since the holes of the external terminal electrodes and the resin adhesive layer do not overlap, these adhesive areas do not decrease due to the holes. In addition, the deformed portion of the external terminal electrode can be kept away from the root portion.
- the hole of the external terminal electrode may be a blind hole, and the hole of the external terminal electrode may partially overlap the surface to be adhered in a plan view. In this case, both are joined to each other even in the portion where the hole of the external terminal electrode and the resin adhesive layer overlap. Therefore, these bonding areas do not decrease due to the formation of holes.
- Package 101 has a heat sink plate 50 and a frame 81, which will be described in detail later.
- the heat sink plate 50 has a mounting region 55M in the frame 81 in a plan view (XY plane). In other words, the heat sink plate 50 has a mounting area 55M surrounded by the frame body 81 on the XY surface.
- the semiconductor element 200 is mounted on the mounting area 55M of the heat sink plate 50.
- the bonding wire 205 connects the semiconductor element 200 and the external terminal electrode 91 of the package 101 to each other. As a result, the semiconductor element 200 and the external terminal electrode 91 are electrically connected to each other.
- the electrical connection between the semiconductor element 200 and the external terminal electrode 91 may be secured by a wiring member different from the bonding wire 205, and in that case, the bonding wire 205 is not always necessary.
- the external terminal electrode 91 may be directly attached to the frame body 81 and the additional frame body 82 without using the resin adhesive layer 61 and the additional adhesive layer 62. That is, the external terminal electrode 91 made of metal and the frame body 81 made of resin and the additional frame body 82 may be integrally molded by an injection molding method or the like.
- the heat sink adhesive layer 41 adheres the frame 81 and the heat sink plate 50 to each other.
- the heat sink adhesive layer 41 ensures airtightness between the heat sink plate 50 and the frame 81.
- the above-mentioned deformation of the external terminal electrode 91 may be either or both of a flexural deformation and a bending deformation. Further, the above-mentioned deformation may be one or both of plastic deformation and elastic deformation.
- the frame body 81 contains a resin, it is easy to secure the adhesive strength between the frame body 81 and the resin adhesive layer 61.
- the step of mounting the frame 81 on the heat sink plate 50 after mounting the semiconductor element 200 is not required. From the above, the module 900 (FIG. 2) can be quickly completed after mounting the semiconductor element 200 while using the heat sink plate 50 having a high thermal conductivity.
- the unmounted area 55U (FIG. 4) is exposed.
- the semiconductor element 200 (FIG. 2) can be easily mounted on the unmounted region 55U (FIG. 4).
- FIG. 5 is a top view schematically showing the configuration of the package 102 according to the second embodiment.
- the protruding portion 91B of the external terminal electrode 91 of the package 102 has a through hole HT2 instead of the through hole HT1 (FIGS. 3 and 4: Embodiment 1).
- a plurality of through holes HT2 are arranged along the Y direction in each of the protrusions 91B.
- Each edge of the through hole HT2 is curved.
- each shape of the through hole HT2 has the minimum dimension in the X direction (the direction in which the protruding portion 91B protrudes) and the maximum dimension in the Y direction.
- the shape is an ellipse having a minor axis along the X direction and a major axis along the Y direction.
- the portion of the through hole HT4 that overlaps with the surface to be adhered SA as described above may be filled with the filling adhesive layer 63.
- the filling adhesive layer 63 connects the resin adhesive layer 61 and the additional adhesive layer 62 to each other.
- the filling adhesive layer 63 may fill a wider portion of the through hole HT4.
- the material of the filling adhesive layer 63 may be the same as the material of the resin adhesive layer 61.
- the through hole HT4 partially overlaps the bonded surface SA in a plan view (XY surface).
- the through hole HT4 is arranged on the XY surface so as to straddle the outer edge EO of the surface to be adhered SA. Therefore, even when an external force is applied to the vicinity of the outer edge EO of the bonded surface SA in the protruding portion 91B, the influence can be mitigated by the through hole HT4. That is, the external terminal electrode 91 is easily deformed in the vicinity of the through hole HT4. As a result of this deformation, the degree to which the stress caused by the external force extends to the resin adhesive layer 61 between the external terminal electrode 91 and the bonded surface SA of the frame body 81 is relaxed.
- FIG. 8 is a top view schematically showing the configuration of the package 105 according to the fifth embodiment.
- FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along the line IX-IX of FIG.
- the blind hole HB2 may be arranged on the lower surface of the external terminal electrode 91, and in that case, the portion corresponding to the above-mentioned portion is filled with the resin adhesive layer 61 instead of the additional adhesive layer 62. good.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
枠体(81)には、平面視において外縁(EO)を有する被接着面(SA)が設けられている。樹脂接着層(61)は枠体(81)の被接着面(SA)上に設けられている。外部端子電極(91)は、枠体(81)の被接着面(SA)上に樹脂接着層(61)を介して設けられており、平面視において枠体(81)の被接着面(SA)の外縁(EO)から突出した突出部(91B)を有しており、少なくとも部分的に突出部(91B)に配置された穴(HT1)を有している。
Description
本発明は、パッケージに関し、特に、外部端子電極を有するパッケージに関するものである。
特開2006-128534号公報によれば、電子部品収納用のパッケージが開示されている。パッケージは、ヒートシンク板と、ヒートシンク板に接合された樹脂製の枠体と、枠体に耐熱性接着樹脂で接合された外部接続端子とを有している。外部接続端子は、枠体に接合された接合部と、当該接合部よりも外側の突出部とを有している。
何らかの要因によって上記外部接続端子(外部端子電極)の突出部へ外力が印加されると、それに起因して外部端子電極と枠体との間の接着樹脂(樹脂接着層)に応力が及ぶ。例えば、パッケージを検査のために持ち運んだりする場合に、このような外力が印加される。この応力に起因して、樹脂接着層と外部端子電極との間での剥離が生じることがある。この剥離はパッケージのリークを引き起こし得る。
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、樹脂接着層の剥離に起因してのリークを防止することができるパッケージを提供することである。
一の実施の形態に従うパッケージは、平面視において外縁を有する被接着面が設けられた枠体と、枠体の被接着面上に設けられた樹脂接着層と、枠体の被接着面上に樹脂接着層を介して設けられ、平面視において枠体の被接着面の外縁から突出した突出部を有し、少なくとも部分的に突出部に配置された穴を有する外部端子電極と、を含む。
外部端子電極の穴は突出部にのみ配置されていてよい。平面視において穴と枠体の被接着面の外縁との間の距離は0.1mm以上2mm以下であることが好ましい。外部端子電極の穴は平面視において被接着面と部分的に重なっていてよい。外部端子電極の穴は貫通穴であってよい。外部端子電極の穴は止まり穴であってよい。外部端子電極は、平面視において、枠体の被接着面に樹脂接着層を介して接着された根本部を有していてよく、かつ、外部端子電極の突出部は、平面視において、根本部から止まり穴によって隔てられた端部を有していてよい。外部端子電極の穴は貫通穴であってよく、かつ、外部端子電極の穴は突出部にのみ配置されていてよい。外部端子電極の穴は止まり穴であってよく、かつ、外部端子電極の穴は平面視において被接着面と部分的に重なっていてよい。枠体は樹脂を含有することが好ましい。外部端子電極は、樹脂接着層に接し金からなる表面を有していてよい。樹脂接着層はエポキシ樹脂を含有していてよい。
上記実施の形態によれば、何らかの要因によって外部端子電極の突出部へ外力が印加された際に、外力が印加された箇所が突出部の穴よりも外周側である限り、突出部はその穴の近傍において変形しやすい。これは、外力よる応力が穴の近傍に集中するからである。この変形の結果、外力に起因しての応力が外部端子電極と枠体の被接着面との間の樹脂接着層にまで及ぶ程度が緩和される。これにより、当該応力に起因した樹脂接着層と外部端子電極との間での剥離が防止される。よって、樹脂接着層の剥離に起因してのリークを防止することができる。
外部端子電極の穴が突出部にのみ位置する場合、外部端子電極の、穴よりも内側の部分においては、穴に起因しての剛性の低下が避けられる。これにより、当該部分が変形することに起因しての外部端子電極と樹脂接着層との間での剥離が、より確実に防止される。
平面視において穴と枠体の被接着面の外縁との間の距離が0.1mm以上の場合、量産時における製造誤差に起因して穴が突出部よりも内側に位置してしまう確率を十分に低くすることができる。これにより、製造誤差に起因する品質低下を抑制できる。また、外力が外部端子電極のうち穴と枠体との間の部分へ印可された場合、当該外力は穴によって緩衝されることなく樹脂接着層の方へと伝達されてしまうが、上記距離が2mm以下とされることによって、外力がそのような部分へ印加される確率が低くなる。これにより、外力に起因した樹脂接着層と外部端子電極との間での剥離が、より確実に防止される。
外部端子電極の穴が平面視において被接着面と部分的に重なっている場合、平面視において、被接着面の外縁を跨るように穴が配置される。これにより、外部端子電極の突出部のうち被接着面の外縁の近傍へ外力が印加された場合であっても、その影響を穴によって緩和することができる。すなわち、外部端子電極は穴の近傍において変形しやすい。
外部端子電極の穴が貫通穴である場合、穴を簡単な加工によって形成することができる。
外部端子電極の穴が止まり穴である場合、外部端子電極の穴が貫通穴である場合に比して、電気抵抗の増加を抑えることができる。
外部端子電極の端部が根本部から止まり穴によって隔てられる場合、端部に印加された外力の影響の根本部への影響を、止まり穴によって、より確実に抑制することができる。すなわち、外部端子電極は止まり穴の近傍において変形しやすい。
外部端子電極の穴は貫通穴であってよく、かつ、外部端子電極の穴は突出部にのみ配置されていてよい。この場合、外部端子電極の穴と樹脂接着層とが重ならないので、これらの接着面積が穴に起因して減少することがない。また、外部端子電極の変形箇所を根元部から遠ざけることができる。
外部端子電極の穴は止まり穴であってよく、かつ、外部端子電極の穴は平面視において被接着面と部分的に重なっていてよい。この場合、外部端子電極の穴と樹脂接着層とが重なっている部分においても両者が互いに接合される。よってこれらの接着面積が穴の形成に起因して減少することがない。
枠体が樹脂を含有する場合、枠体と樹脂接着層との間の接着強度を確保しやすい。
外部端子電極が、樹脂接着層に接し金からなる表面を有している場合、外部端子電極の当該表面と樹脂接着層との間で剥離が生じやすくなる。このような剥離を上記実施の形態によれば効果的に抑制することができる。
樹脂接着層がエポキシ樹脂を含有している場合、樹脂接着層と外部端子電極との間で剥離が生じやすくなる。このような剥離を上記実施の形態によれば効果的に抑制することができる。
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面の各々には、説明の便宜上、XYZ直交座標系が付されている。また、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しており、明細書においてその説明は繰返さないことがある。
<実施の形態1>
図1は、本実施の形態1におけるモジュール900の構成を概略的に示す上面図である。図2は、図1の線II-IIに沿う概略的な断面図である。モジュール900は、パッケージ101と、半導体素子200(電子部品)と、蓋体300とを有している。またモジュール900は、接着層46と、接合層42と、ボンディングワイヤ205(配線部材)とを有している。なお変形例として、パッケージ101に代わって、後述する実施の形態2~6におけるパッケージ102~106のいずれかが用いられてよい。
図1は、本実施の形態1におけるモジュール900の構成を概略的に示す上面図である。図2は、図1の線II-IIに沿う概略的な断面図である。モジュール900は、パッケージ101と、半導体素子200(電子部品)と、蓋体300とを有している。またモジュール900は、接着層46と、接合層42と、ボンディングワイヤ205(配線部材)とを有している。なお変形例として、パッケージ101に代わって、後述する実施の形態2~6におけるパッケージ102~106のいずれかが用いられてよい。
半導体素子200は、パワー半導体素子であってよく、その場合、モジュール900はパワーモジュールである。また半導体素子200は、高周波用半導体素子であってよく、その場合、モジュール900は高周波モジュールである。高周波用半導体素子はおおよそ、数十MHz(例えば30MHz)以上30GHz以下の周波数で動作する半導体素子である。この場合、モジュール900は高周波モジュールである。高周波用途に適した半導体素子200は、典型的には、LDMOS(横方向拡散MOS:Lateral Diffused MOS)トランジスタ、またはGaN(窒化ガリウム)トランジスタである。半導体素子200は、パッケージ101のヒートシンク板50の実装領域55M上に配置されている。実装領域55Mと半導体素子200とは、熱硬化性樹脂と金属とを含有する接合層42を介して互いに接合されていることが好ましい。接合層42の熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。接合層42の金属は、銀を含むことが好ましい。
パッケージ101は、詳しくは後述するが、ヒートシンク板50および枠体81を有している。ヒートシンク板50は、平面視(XY面)において実装領域55Mを枠体81内に有している。言い換えれば、ヒートシンク板50は、XY面において枠体81に囲まれた実装領域55Mを有している。半導体素子200はヒートシンク板50の実装領域55M上へ実装されている。
パッケージ101には蓋体300が取り付けられている。具体的には、接着層46がパッケージ101と蓋体300とを互いに接着している。これにより、半導体素子200をグロスリークなしに封止する封止空間950が構成されている。よって半導体素子200は、高い気密性で、水蒸気その他の大気中のガスが侵入しないように外部環境から保護されている。封止空間950は、-65℃と+150℃との間での500サイクルの温度変化に対して耐環境性を有していることが好ましい。具体的には、上記温度変化にさらされた後においても、封止空間950はグロスリークを有しないことが好ましい。グロスリーク試験は、具体的には、120℃±10℃に加熱された、高沸点溶剤であるフロリナート(商標)中にサンプルを30秒間浸漬し、この浸漬中にバブルが発生する場合を不良と判定する試験である。
ボンディングワイヤ205は、半導体素子200と、パッケージ101の外部端子電極91とを、互いにつないでいる。これにより、半導体素子200と、外部端子電極91とが、互いに電気的に接続されている。なお、半導体素子200と外部端子電極91との間の電気的接続は、ボンディングワイヤ205とは異なる配線部材よって確保されてもよく、その場合、ボンディングワイヤ205は必ずしも必要ではない。
図3は、本実施の形態1におけるパッケージ101の構成を概略的に示す上面図である。図4は、図3の線IV-IVに沿う概略的な断面図である。
パッケージ101は、モジュール900(図1および図2)の製造用に用いられることになる部品である。モジュール900の製造において、パッケージ101は、蓋体300(図2)が取り付けられることによって封止空間950(図2)を構成することになる。パッケージ101は、封止空間950となるキャビティとして、ヒートシンク板50上において枠体81に囲まれた空間を有している。
パッケージ101は、枠体81と、樹脂接着層61と、外部端子電極91とを有している。パッケージ101は、本実施の形態においてはさらに、ヒートシンク板50と、ヒートシンク接着層41と、追加接着層62と、追加枠体82とを有している。
枠体81には、平面視(XY面)において外縁EOを有する被接着面SA(図4における上面)が設けられている。外縁EOは枠体81の上面の外縁である。樹脂接着層61は、枠体81の被接着面SA上に設けられている。外部端子電極91は、枠体81の被接着面SA上に樹脂接着層61を介して設けられている。外部端子電極91は、平面視(XY面)において、枠体81の被接着面SAの外縁EOから突出した突出部91Bと、突出部91Bより内側の根本部91Aとを有している。根本部91Aは、平面視(XY面)において、枠体81の被接着面SAに樹脂接着層61を介して接着されている。外部端子電極91は貫通穴HT1を有しており、貫通穴HT1は、少なくとも部分的に突出部91Bに配置されており、本実施の形態においては突出部91Bにのみ配置されている。
具体的には、平面視(XY面)において、枠体81は、Y方向(一の方向)に沿った辺(図3における長辺)を有しており、当該方向に直交するX方向(直交方向)へ、突出部91Bは枠体81の外縁EOから突出している。平面視における貫通穴HT1と枠体81の被接着面SAの外縁EOとの間の距離LAは、0.1mm以上2mm以下であることが好ましい。また距離LAは、貫通穴HT1と突出部91Bの外端との間の距離LBに比して小さいことが好ましく、例えば、距離LAは距離LBの20%以下であることが好ましい。また、突出部91Bの各々は、図3に示されているように、複数の貫通穴HT1を有していてよい。これら貫通穴HT1は、Y方向に沿って(図3における線BDに沿って)配列されていてよい。貫通穴HT1の各々は、本実施の形態においては矩形形状を有しているが、他の形状を有していてもよい。
外部端子電極91の突出部91Bは、Y方向に平行な線BDに沿って長さL0(図3)を有する部分を含み、当該部分は、線BDに沿って配置された計4つの貫通穴HT1を有している。これら第1から第4の貫通穴HT1のそれぞれはY方向において長さL1~L4を有している。これらの合計長さLSは、突出部91Bの長さL0の20%以上80%以下であることが好ましい。LsがL0の20%よりも小さいと、外部端子電極91の突出部91Bへ外力が印加された際に突出部91Bが貫通穴HT1の近傍において変形しにくくなる。一方、LsがL0の80%よりも大きいと、外部端子電極91の形状保持性が損なわれやすく、その結果、望まないタイミングで突出部91Bの変形が生じる恐れがある。なお図3は、線BDに沿って計4つの貫通穴HT1が設けられている例を示しているが、線BDに沿った貫通穴HT1の数は、4つに限定されるものではなく、任意である。
外部端子電極91において、根本部91Aと突出部91Bとの境界は仮想的なものであってよい。よって、根本部91Aの材料と突出部91Bの材料とは同じであってよく、この材料は、単一材料または積層材料のいずれであってもよい。貫通穴HT1が形成された部分をのぞき外部端子電極91において、根本部91Aの厚みと、突出部91Bの厚みとは同一であってよい。また、貫通穴HT1が形成された部分をのぞき、外部端子電極91は実質的に同じ厚みを有していてよい。すなわち、貫通穴HT1が形成された部分をのぞき、外部端子電極91の全体が実質的に同じ厚みを有していてよい。
外部端子電極91は、金属からなり、好ましくは純度90wt%(重量パーセント)以上で銅を含有している。このように高純度で銅を含有する材料に代わって、コバール(商標)または鉄・ニッケル合金などが用いられてもよい。外部端子電極91は、金からなる表面を有していることが好ましく、これにより、外部端子電極91と、ボンディングワイヤ205(図2)など他の部材との接合性が確保しやすくなる。外部端子電極91の、金からなる表面は、樹脂接着層61に接していてよい。金からなる表面は、典型的には、金めっきによって形成されている。金めっきの下地としてニッケルめっきが形成されていてもよい。
枠体81は樹脂(第1の樹脂)を含有していることが好ましい。この樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましく、例えば液晶ポリマーである。この樹脂中には無機フィラー(第1の無機フィラー)が分散されていることが好ましい。この無機フィラーは、好ましくは、繊維状粒子および板状粒子の少なくともいずれかを含む。形状が繊維状または板状であることによって、枠体81が射出成形技術等によって形成される際に、フィラーが樹脂の流動を阻害することが抑制される。このような無機フィラーの材料としては、例えば、シリカガラス繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、タルク(3MgO・4SiO2・H2O)、ウォラストナイト、マイカ、グラファイト、炭酸カルシウム、ドロマイト、ガラスフレーク、ガラスビーズ、硫酸バリウム、酸化チタンが用いられる。タルクからなる無機フィラーの平板上での大きさは、例えば、粒径1μm~50μmである。ここで粒径は、樹脂の断面観察によって得られた長径の算術平均値である。無機フィラーの含有量は30wt%~70wt%であることが好ましい。ヒートシンク板50の熱膨張係数が銅のものまたはそれに近い場合、銅の熱膨張係数に鑑みて、無機フィラーの熱膨張係数は17ppm/K以下が好ましい。枠体81の材料は、260℃2時間の熱処理に対して耐熱性を有していることが好ましい。
樹脂接着層61は、枠体81の材料とは異なる材料からなる。樹脂接着層61は、枠体81の樹脂(第1の樹脂)と異なる樹脂(第2の樹脂)を含有している。樹脂接着層61の樹脂は、耐熱性と、硬化前の高流動性との観点で、熱硬化性樹脂であることが好ましく、例えば、エポキシ樹脂である。樹脂接着層61の樹脂中には無機フィラーが分散されていてよい。
追加枠体82は、樹脂接着層61によって外部端子電極91が取り付けられた枠体81上に、追加接着層62を介して取り付けられている。枠体81と追加枠体82との間を外部端子電極91が通っている。追加枠体82は、樹脂を含有していることが好ましい。追加枠体82の材料は枠体81の材料と同じであってよい。また追加接着層62の材料は樹脂接着層61と同じであってよい。
なお変形例として、外部端子電極91は、樹脂接着層61および追加接着層62を用いずに、枠体81および追加枠体82に直接取り付けられていてもよい。すなわち、金属からなる外部端子電極91と、樹脂からなる枠体81および追加枠体82と、の一体成形が、射出成形法などにより行われていてもよい。
ヒートシンク接着層41は、枠体81と、ヒートシンク板50とを互いに接着している。ヒートシンク接着層41によってヒートシンク板50と枠体81との間の気密性が確保されている。
ヒートシンク接着層41、樹脂接着層61および追加接着層62の各々による気密性は、260℃2時間の熱処理に対して耐熱性を有していることが好ましい。この耐熱性の試験は、パッケージ101(図3および図4)へ260℃2時間の熱処理を施した後に、パッケージ101へ十分な気密性で蓋体300(図2)を取り付けてグロスリーク試験を行うことによってなされてよい。260℃2時間の熱処理に対して耐熱性を有していれば、熱硬化性樹脂と金属とを含有するペースト状の接着剤を用いての半導体素子200(図2)の実装工程における典型的な熱処理への耐熱性が確保される。なお、この試験のための準備において、蓋体300およびその取り付け構造が十分な耐熱性を有している場合は、熱処理前に蓋体300が取り付けられてもよい。またグロスリーク試験の具体的な方法は、前述したとおりである。
ヒートシンク板50は、平面視(XY面)において枠体81に囲まれた内面51を有している。内面51は、半導体素子200(図2)が実装されることになる未実装領域55U(図4)を有している。未実装領域55Uは、半導体素子200がまだ実装されていないものの、半導体素子200が実装されることになる領域である。言い換えれば、パッケージ101の内面51のうち、半導体素子200が実装されることによって実装領域55M(図2)となる部分が未実装領域55U(図4)である。未実装領域55Uは露出されていることが好ましい。また内面51は、半導体素子200が実装されることにはならない周辺領域54も有していてよい。ヒートシンク板50は、内面51と反対の外面(図4における下面)を有している。外面は、モジュール900(図2)の使用時においては、通常、他の部材に取り付けられているが、モジュール900の製造時においては露出されていてよい。
ヒートシンク板50は金属からなる。この金属は、純度95.0wt%以上で銅を含有する非複合材料であることが好ましく、純度99.8wt%以上で銅を含有する非複合材料であることがより好ましい。なお、耐熱性の観点からは、ヒートシンク板50の銅含有量は、100wt%未満であることが好ましい。なお、このように銅を主成分とするヒートシンク板に、例えばニッケル層および金層といった、めっき層が付加されていてもよい。
枠体81は、ヒートシンク板50にヒートシンク接着層41を介して支持されている。枠体81は、平面視(XY面)においてヒートシンク板50の未実装領域55Uを囲んでいる。枠体81は、図4において、例えば、0.3mm程度の厚みと、2mm程度の全幅とを有している。なお追加枠体82の厚みおよび全幅も同様であってよい。全幅とは枠体を構成する一つの辺の幅をいう。
ヒートシンク接着層41は枠体81とヒートシンク板50とを互いに接着している。ヒートシンク接着層41の材料は、枠体81の材料と異なる材料からなる。ヒートシンク接着層41の材料は、樹脂接着層61の材料と同じであってよい。ヒートシンク接着層41の樹脂は、耐熱性と、硬化前の高流動性との観点で、熱硬化性樹脂であることが好ましく、例えばエポキシ樹脂である。
ヒートシンク接着層41の樹脂中には無機フィラーが分散されていることが好ましい。この無機フィラーは、好ましくはシリカガラスおよびシリカの少なくともいずれかを含有し、より好ましくはシリカガラスからなる。ここでシリカとは結晶性シリカと同義である。典型的には、シリカガラスの熱膨張係数は0.5ppm/K程度であり、結晶性シリカの熱膨張係数は15ppm/K程度であり、よって、無機フィラーの熱膨張係数を17ppm/K以下とすることができる。このことは、ヒートシンク接着層41の樹脂としてエポキシ樹脂またはフッ素樹脂が用いられる場合、特に望まれる。この場合、無機フィラーの含有量は50wt%~90wt%であることが好ましい。シリカガラスおよびシリカの少なくともいずれかに代わって、またはそれと共に、アルミナ、水酸化アルミニウム、タルク、酸化鉄、ウォラストナイト、炭酸カルシウム、マイカ、酸化チタン、炭素繊維の少なくともいずれかが用いられてもよい。無機フィラーの形状は、例えば、球状、繊維状、または板状である。一方、ヒートシンク接着層41の樹脂としてシリコーン樹脂が用いられる場合は、枠体81がゴム弾性を有するので、無機フィラーの熱膨張係数の制約はほぼ無視できる。この場合、無機フィラーの含有量は、ヒートシンク接着層41の流動性制御等の観点で調整されてよく、1wt%~10wt%であることが好ましい。硬化前のヒートシンク接着層41の流動性を確保する観点では、粒径1μm~50μmの球状シリカガラス(非結晶性シリカ)が最適である。
次にモジュール900(図2)の製造方法について説明する。最初にパッケージ101(図4)が準備される。
続いて、ヒートシンク板50の未実装領域55U(図4)上へ半導体素子200(図2)が実装される。これにより、露出されていた未実装領域55Uは、半導体素子200によって覆われた実装領域55M(図2)となる。半導体素子200が実装される際は、熱硬化性樹脂と金属とを含有する接合層42(図2)を介してヒートシンク板50の未実装領域55Uと半導体素子200とが互いに接合されることが好ましい。言い換えれば、熱硬化性樹脂と金属とを含有するペースト状の接着剤の塗布と、その硬化とによる接合が行われることが好ましい。接合層42の熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂を含むことが好ましい。接合層42の金属は銀を含むことが好ましい。
次に、パッケージ101のキャビティ内において、半導体素子200と外部端子電極91とがボンディングワイヤ205(図2)によって接続される。これにより、半導体素子200と外部端子電極91との間の電気的接続が確保される。
次に、追加枠体82に蓋体300を取り付けることによって、半導体素子200がグロスリークなしに封止される。これによりモジュール900が得られる。具体的には、追加枠体82と蓋体300とが接着層46によって互いに接着される。パッケージ101への蓋体300の取り付けは、半導体素子200が実装されたパッケージ101に対して、グロスリークの原因となるほどの熱ダメージを与えないように行われる。言い換えれば、パッケージ101への蓋体300の取り付けは、ヒートシンク接着層41、樹脂接着層61および追加接着層62に対して、グロスリークの原因となるほどの熱ダメージを与えないように行われる。例えば、蓋体300はパッケージ101へ、前述した熱ダメージにつながらない程度に低い硬化温度で硬化させられた接着層46を介して取り付けられる。この硬化温度は、例えば260℃未満である。
本実施の形態によれば、何らかの要因によって外部端子電極91の突出部91Bへ外力(例えば、図4に示された外力FAまたは外力FB)が印加された際に、外力が印加された箇所が突出部91Bの貫通穴HT1よりも外周側である限り、突出部91Bは貫通穴HT1の近傍において変形しやすく、例えば線BD(図3)に沿って変形する。図4に示された外力FAは外部端子電極91の上面をそれに垂直方向に押し下げる外力であり、一方で外力FBは外部端子電極91の下面をそれに垂直方向に押し上げる外力である。このような外力の印加によって生じる応力は貫通孔HT1近傍に集中する。この変形の結果、外力に起因しての応力が外部端子電極91と枠体81の被接着面SA(図4)との間の樹脂接着層61にまで及ぶ程度が緩和される。これにより、当該応力に起因した樹脂接着層61と外部端子電極91との間での剥離が防止される。よって、樹脂接着層61の剥離に起因してのリークを防止することができる。
なお外部端子電極91の上述した変形は、たわみ変形および屈曲変形のいずれかまたは両方であってよい。また上述した変形は、塑性変形および弾性変形のいずれかまたは両方であってよい。
外部端子電極91に形成される穴として、本実施の形態においては、止まり穴ではなく貫通穴HT1が用いられる。これにより、穴を簡単な加工によって形成することができる。
貫通穴HT1は、外部端子電極91の根本部91Aには位置していない。言い換えれば、貫通穴HT1は突出部91Bにのみ位置している。これにより、根本部91Aにおいては、貫通穴HT1が形成されることに起因しての剛性の低下が避けられる。よって、根本部91Aが変形することに起因しての外部端子電極91と樹脂接着層61(図4)との間での剥離が、より確実に防止される。さらに、貫通穴HT1と樹脂接着層61とが重ならないので、これらの接着面積が穴に起因して減少することがない。また貫通孔HT1近傍の変形は根元部91Aから離れた箇所で生じるので、樹脂接着層61と外部端子電極91との間での剥離を防止する効果が高まる。
距離LA(図3および図4)が0.1mm以上の場合、量産時における製造誤差に起因して貫通穴HT1が突出部91Bよりも内側に位置してしまう確率を十分に低くすることができる。また、外力が外部端子電極91のうち貫通穴HT1と枠体81との間の部分へ印加された場合、当該外力は貫通穴HT1によって緩衝されることなく樹脂接着層61の方へと伝達されてしまうが、距離LAが2mm以下とされることによって、外力がそのような部分へ印加される確率が低くなる。これにより、外力に起因した樹脂接着層61と外部端子電極91との間での剥離が、より確実に防止される。
枠体81が樹脂を含有する場合、枠体81と樹脂接着層61との間の接着強度を確保しやすい。
外部端子電極91が、樹脂接着層61に接し金からなる表面を有している場合、外部端子電極91の当該表面と樹脂接着層61との間で剥離が生じやすくなる。このような剥離を上記実施の形態によれば効果的に抑制することができる。また、樹脂接着層61が接着強度の確保などの観点でエポキシ樹脂を含有している場合、樹脂接着層61と外部端子電極91との間で剥離が生じやすくなる。このような剥離を上記実施の形態によれば効果的に抑制することができる。特に、外部端子電極91の金からなる表面と、エポキシ樹脂を含有する樹脂接着層61との間では、剥離が生じやすくなるが、このような剥離を上記実施の形態によれば効果的に抑制することができる。
ヒートシンク板50は、純度95.0wt%以上で銅を含有する非複合材料からなることが好ましい。これにより、300W/m・Kを超える高い熱伝導率が容易に得られる。例えば、日本工業規格(JIS)C1510の材料(純度99.82wt%以上で銅を含有)により、347W/m・Kの高い熱伝導率が得られる。また、半導体素子200(図2)の実装前においては、ヒートシンク板50は、半導体素子200が実装されることになる未実装領域55U(図4)を枠体81内に有している。言い換えれば、半導体素子200が実装されるときに、ヒートシンク板50上に枠体81が既に取り付けられている。よって、半導体素子200を実装した後にヒートシンク板50上に枠体81を取り付ける工程を要しない。以上から、高い熱伝導率を有するヒートシンク板50を用いつつ、半導体素子200の実装後にモジュール900(図2)を速やかに完成させることができる。
未実装領域55U(図4)は露出されていることが好ましい。これにより、半導体素子200(図2)を未実装領域55U(図4)上に容易に実装することができる。
半導体素子200が実装される際は、熱硬化性樹脂と金属とを含有する接合層42(図2)を介してヒートシンク板50の未実装領域55U(図4)と半導体素子200とが互いに接合されることが好ましい。接合層42が金属を含有することによって、半導体素子200からヒートシンク板50への放熱性を高めることができる。また接合層42が樹脂を含有することによって、ヒートシンク板50から接合層42を介して半導体素子200へ加わる熱応力が緩和される。これにより、熱応力に起因しての半導体素子200の破壊が起こりにくくなる。
<実施の形態2>
図5は、本実施の形態2におけるパッケージ102の構成を概略的に示す上面図である。パッケージ102の外部端子電極91の突出部91Bは、貫通穴HT1(図3および図4:実施の形態1)に代わって、貫通穴HT2を有している。具体的には、突出部91Bの各々において複数の貫通穴HT2がY方向に沿って配列されている。貫通穴HT2の各々の縁は曲線である。また貫通穴HT2の各々の形状は、X方向(突出部91Bが突出する方向)において最小寸法を有しており、Y方向において最大寸法を有している。具体的には、当該形状は、X方向に沿った短軸とY方向に沿った長軸とを有する楕円である。
図5は、本実施の形態2におけるパッケージ102の構成を概略的に示す上面図である。パッケージ102の外部端子電極91の突出部91Bは、貫通穴HT1(図3および図4:実施の形態1)に代わって、貫通穴HT2を有している。具体的には、突出部91Bの各々において複数の貫通穴HT2がY方向に沿って配列されている。貫通穴HT2の各々の縁は曲線である。また貫通穴HT2の各々の形状は、X方向(突出部91Bが突出する方向)において最小寸法を有しており、Y方向において最大寸法を有している。具体的には、当該形状は、X方向に沿った短軸とY方向に沿った長軸とを有する楕円である。
本実施の形態によれば、貫通穴HT2の縁は曲線である。これにより、縁が角を有する場合(実施の形態1の場合)に比して、縁に加わる応力が分散される。これにより、貫通穴HT2近傍で、(屈曲変形よりも)たわみ変形が、より生じやすくなる。その結果、(塑性変形よりも)弾性変形が、より生じやすくなる。よって、外力が消失した後に外部端子電極91が自発的に元の形状に戻る程度を高めることができる。
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
<実施の形態3>
図6は、本実施の形態3におけるパッケージ103の構成を概略的に示す上面図である。パッケージ103の外部端子電極91の突出部91Bは、貫通穴HT2(図5:実施の形態2)に代わって、貫通穴HT3を有している。貫通穴HT3の各々の形状は、X方向(突出部91Bが突出する方向)において最大寸法を有しており、Y方向において最小寸法を有している。具体的には、当該形状は、X方向に沿った長軸とY方向に沿った短軸とを有する楕円である。
図6は、本実施の形態3におけるパッケージ103の構成を概略的に示す上面図である。パッケージ103の外部端子電極91の突出部91Bは、貫通穴HT2(図5:実施の形態2)に代わって、貫通穴HT3を有している。貫通穴HT3の各々の形状は、X方向(突出部91Bが突出する方向)において最大寸法を有しており、Y方向において最小寸法を有している。具体的には、当該形状は、X方向に沿った長軸とY方向に沿った短軸とを有する楕円である。
本実施の形態によれば、貫通穴HT3の各々の形状の最大寸法は、X方向(突出部91Bが突出する方向)に沿っている。これにより、突出部91Bへ外力が印加された際に、線BDに沿った屈曲変形よりも、線BD近傍でのたわみ変形が、より生じやすくなる。その結果、(塑性変形よりは)弾性変形が、より生じやすくなる。よって、外力が消失した後に外部端子電極91が自発的に元の形状に戻る程度をさらに高めることができる。
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態2の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
<実施の形態4>
図7は、本実施の形態4におけるパッケージ104の構成を概略的に示す断面図である。パッケージ104の外部端子電極91は、貫通穴HT1(図4:実施の形態1)に代わって、貫通穴HT4を有している。貫通穴HT1と異なり貫通穴HT4は、外部端子電極91の根本部91Aと突出部91Bとの境界にまたがって位置している。よって貫通穴HT4は、平面視(XY面)において被接着面SAと部分的に重なった部分を有している。
図7は、本実施の形態4におけるパッケージ104の構成を概略的に示す断面図である。パッケージ104の外部端子電極91は、貫通穴HT1(図4:実施の形態1)に代わって、貫通穴HT4を有している。貫通穴HT1と異なり貫通穴HT4は、外部端子電極91の根本部91Aと突出部91Bとの境界にまたがって位置している。よって貫通穴HT4は、平面視(XY面)において被接着面SAと部分的に重なった部分を有している。
貫通穴HT4の、上記のように被接着面SAと重なった部分には、充填接着層63が充填されていてよい。充填接着層63は、樹脂接着層61と追加接着層62とを互いにつないでいる。充填接着層63は、貫通穴HT4の、より広い部分を充填していてもよい。充填接着層63の材料は樹脂接着層61の材料と同じであってよい。
本実施の形態によれば、貫通穴HT4が平面視(XY面)において被接着面SAと部分的に重なっている。これにより、XY面において、被接着面SAの外縁EOを跨るように貫通穴HT4が配置される。よって、突出部91Bのうち被接着面SAの外縁EOの近傍へ外力が印加された場合であっても、その影響を貫通穴HT4によって緩和することができる。すなわち、外部端子電極91は貫通穴HT4の近傍において変形しやすくなる。この変形の結果、外力に起因しての応力が外部端子電極91と枠体81の被接着面SAとの間の樹脂接着層61にまで及ぶ程度が緩和される。
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態1~3の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
<実施の形態5>
図8は、本実施の形態5におけるパッケージ105の構成を概略的に示す上面図である。図9は、図8の線IX-IXに沿う概略的な断面図である。
図8は、本実施の形態5におけるパッケージ105の構成を概略的に示す上面図である。図9は、図8の線IX-IXに沿う概略的な断面図である。
パッケージ105の外部端子電極91は、貫通穴HT1(図4:実施の形態1)に代わって、止まり穴(blind hole)HB1を有している。止まり穴HB1は、外部端子電極91において局所的に薄い部分である。この薄い部分の厚みは、止まり穴HB1の周辺部分の厚みの80%以下であることが好ましい。止まり穴HB1の内面は、図9に示されているように曲面であることが好ましい。また、距離LAおよび距離LBは、本実施の形態においても、実施の形態1で説明した好適な条件を満たしていてよい。なお、止まり穴HB1は、図9においては外部端子電極91の上面に配置されているが、反対面である下面(枠体81の方を向く面)に配置されていてもよい。
また本実施の形態においては、止まり穴HB1は外部端子電極91の突出部91BをY方向に沿って横断している。また止まり穴HB1は外部端子電極91の突出部91Bにのみ配置されている。また外部端子電極91の突出部91Bは、平面視(XY面)において、根本部91Aから止まり穴HB1によって隔てられた端部91iと、根本部91Aと端部91iとの間に位置する中間部91hとを有している。
本実施の形態によれば、実施の形態1とほぼ同様の理由により、樹脂接着層61の剥離に起因してのリークを防止することができる。さらに、外部端子電極91の穴が止まり穴HB1であることによって、外部端子電極91の穴が貫通穴である場合に比して、電気抵抗の増加を抑えることができる。半導体素子200(図2)がパワー半導体素子である場合は、電流による発熱を抑えることができる。
外部端子電極91の端部91iは、根本部91Aから止まり穴HB1によって隔てられている。これにより、端部91iに印加された外力の影響の根本部91Aへの影響を、止まり穴HB1によって、より確実に抑制することができる。すなわち、外部端子電極91は止まり穴HB1の近傍において変形しやすい。
止まり穴HB1は突出部91Bにのみ配置されている。これにより、根本部91Aにおいては、止まり穴HB1に起因しての剛性の低下が避けられる。よって、根本部91Aが変形することに起因しての外部端子電極91と樹脂接着層61との間での剥離が、より確実に防止される。
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態1~3の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
<実施の形態6>
図10は、本実施の形態6におけるパッケージ106の構成を概略的に示す断面図である。パッケージ106の外部端子電極91は、止まり穴HB1(図9:実施の形態5)に代わって、止まり穴HB2を有している。止まり穴HB1と異なり止まり穴HB2は、外部端子電極91の根本部91Aと突出部91Bとの境界にまたがって位置している。よって止まり穴HB2は、平面視(XY面)において被接着面SAと部分的に重なった部分を有している。止まり穴HB2の当該部分には、追加接着層62が充填されていてよい。変形例として、止まり穴HB2は外部端子電極91の下面に配置されていてよく、その場合、上述した部分に対応する部分には、追加接着層62に代わって樹脂接着層61が充填されていてよい。
図10は、本実施の形態6におけるパッケージ106の構成を概略的に示す断面図である。パッケージ106の外部端子電極91は、止まり穴HB1(図9:実施の形態5)に代わって、止まり穴HB2を有している。止まり穴HB1と異なり止まり穴HB2は、外部端子電極91の根本部91Aと突出部91Bとの境界にまたがって位置している。よって止まり穴HB2は、平面視(XY面)において被接着面SAと部分的に重なった部分を有している。止まり穴HB2の当該部分には、追加接着層62が充填されていてよい。変形例として、止まり穴HB2は外部端子電極91の下面に配置されていてよく、その場合、上述した部分に対応する部分には、追加接着層62に代わって樹脂接着層61が充填されていてよい。
本実施の形態によれば、止まり穴HB2が平面視(XY面)において被接着面SAと部分的に重なっている。これにより、XY面において、被接着面SAの外縁EOを跨るように止まり穴HB2が配置される。よって、突出部91Bのうち被接着面SAの外縁EOの近傍へ外力が印加された場合であっても、その影響を止まり穴HB2によって緩和することができる。すなわち、外部端子電極91は止まり穴HB2の近傍において変形しやすい。
さらに、外部端子電極91の穴が貫通穴HT4(図7:実施の形態4)ではなく止まり穴HB2である。これにより、外部端子電極91の止まり穴HB2と樹脂接着層61とが重なっている部分においても、外部端子電極91と樹脂接着層61とが互いに接合される。よってこれらの接着面積が穴の形成に起因して減少することがない。
<実施例>
図11は、パッケージ101(図3および図4)へ外力FB(図4)を印加した際の外部端子電極91の押し曲げ強度の試験結果を示すグラフ図である。図3を参照して、当該試験は、突出部91Bの長さL0に対する貫通孔HT1の合計長さLSの割合が異なる複数のパッケージ101に対して行われた。図中の横軸は、長さL0に対する合計長さLsの割合を示す。また縦軸は、外力FBを増大させていった際に、外部端子電極91が貫通孔HT1近傍で折れ曲がる事象(「折れ曲がり事象」とも称する)、または外部端子電極91が樹脂接着層61から剥がれる事象(「剥がれ事象」とも称する)の少なくともいずれかの事象が発生した時点での外力FBの大きさ、すなわち押し曲げ強度を示す。なお外力FBは、前述したように、外部端子電極91の下面をそれに垂直方向に押し上げる力である。図中、丸の打点(O)は、折れ曲がり事象が発生したことを表し、クロスの打点(×)は、剥がれ事象が発生したことを表す。
図11は、パッケージ101(図3および図4)へ外力FB(図4)を印加した際の外部端子電極91の押し曲げ強度の試験結果を示すグラフ図である。図3を参照して、当該試験は、突出部91Bの長さL0に対する貫通孔HT1の合計長さLSの割合が異なる複数のパッケージ101に対して行われた。図中の横軸は、長さL0に対する合計長さLsの割合を示す。また縦軸は、外力FBを増大させていった際に、外部端子電極91が貫通孔HT1近傍で折れ曲がる事象(「折れ曲がり事象」とも称する)、または外部端子電極91が樹脂接着層61から剥がれる事象(「剥がれ事象」とも称する)の少なくともいずれかの事象が発生した時点での外力FBの大きさ、すなわち押し曲げ強度を示す。なお外力FBは、前述したように、外部端子電極91の下面をそれに垂直方向に押し上げる力である。図中、丸の打点(O)は、折れ曲がり事象が発生したことを表し、クロスの打点(×)は、剥がれ事象が発生したことを表す。
この試験結果によれば、割合が20%未満であると、剥がれ事象が発生した。一方、割合が20%以上であると、剥がれ事象ではなく、折れ曲がり事象が発生した。割合が80%以下であると、押し曲げ強度は3.5Nよりも大きかった。当該割合が80%より大きい範囲においては、押し曲げ強度は3.5Nよりも小さかった。よって、当該割合が80%より大きい範囲においては、外部端子電極91の形状保持性が損なわれやすく、試験中において望まないタイミングで突出部91Bの折れ曲がり事象が生じることがあった。以上の結果から、剥がれ事象を避けつつ、比較的大きな押し曲げ強度を確保するためには、当該割合を、20%以上80%以下とすることが好ましいことがわかる。
一方、当該割合を20%以上60%以下とすると、押し曲げ強度が6Nよりも大きくなる。したがって、塑性変形である折れ曲がり事象の前段階の、弾性変形であるたわみ変形事象が生じる外力FBの範囲が広くなる。よって、当該割合は20%以上60%以下であることがさらに好ましい。塑性変形とは異なり弾性変形の場合、外力FBが消失した後に外部端子電極91が自発的に元の形状に戻る。
なお、上記試験において、外部端子電極91は、厚み0.15mmおよび純度95.0wt%以上を有する銅板で形成された。
上述した実施の形態および変形例は、互いに自由に組み合わされてよい。この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
41 :ヒートシンク接着層
42 :接合層
46 :接着層
50 :ヒートシンク板
51 :内面
54 :周辺領域
55M :実装領域
55U :未実装領域
61 :樹脂接着層
62 :追加接着層
63 :充填接着層
81 :枠体
82 :追加枠体
91 :外部端子電極
91A :根本部
91B :突出部
91h :中間部
91i :端部
101~106:パッケージ
200 :半導体素子
205 :ボンディングワイヤ
300 :蓋体
900 :モジュール
950 :封止空間
EO :外縁
HB1,HB2:止まり穴
HT1~HT4:貫通穴
SA :被接着面
42 :接合層
46 :接着層
50 :ヒートシンク板
51 :内面
54 :周辺領域
55M :実装領域
55U :未実装領域
61 :樹脂接着層
62 :追加接着層
63 :充填接着層
81 :枠体
82 :追加枠体
91 :外部端子電極
91A :根本部
91B :突出部
91h :中間部
91i :端部
101~106:パッケージ
200 :半導体素子
205 :ボンディングワイヤ
300 :蓋体
900 :モジュール
950 :封止空間
EO :外縁
HB1,HB2:止まり穴
HT1~HT4:貫通穴
SA :被接着面
Claims (12)
- 平面視において外縁を有する被接着面が設けられた枠体と、
前記枠体の前記被接着面上に設けられた樹脂接着層と、
前記枠体の前記被接着面上に前記樹脂接着層を介して設けられ、前記平面視において前記枠体の前記被接着面の前記外縁から突出した突出部を有し、少なくとも部分的に前記突出部に配置された穴を有する外部端子電極と、
を備える、パッケージ。 - 前記外部端子電極の前記穴は前記突出部にのみ配置されている、請求項1に記載のパッケージ。
- 前記平面視において前記穴と前記枠体の前記被接着面の前記外縁との間の距離は0.1mm以上2mm以下である、請求項2に記載のパッケージ。
- 前記外部端子電極の前記穴は前記平面視において前記被接着面と部分的に重なっている、請求項1に記載のパッケージ。
- 前記外部端子電極の前記穴は貫通穴である、請求項1から4のいずれか1項に記載のパッケージ。
- 前記外部端子電極の前記穴は止まり穴である、請求項1から4のいずれか1項に記載のパッケージ。
- 前記外部端子電極は、前記平面視において、前記枠体の前記被接着面に前記樹脂接着層を介して接着された根本部を有しており、
前記外部端子電極の前記突出部は、前記平面視において、前記根本部から前記止まり穴によって隔てられた端部を有している、請求項6に記載のパッケージ。 - 前記外部端子電極の前記穴は貫通穴であり、前記外部端子電極の前記穴は前記突出部にのみ配置されている、請求項1に記載のパッケージ。
- 前記外部端子電極の前記穴は止まり穴であり、前記外部端子電極の前記穴は前記平面視において前記被接着面と部分的に重なっている、請求項1に記載のパッケージ。
- 前記枠体は樹脂を含有する、請求項1から9のいずれか1項に記載のパッケージ。
- 前記外部端子電極は、前記樹脂接着層に接し金からなる表面を有している、請求項1から10のいずれか1項に記載のパッケージ。
- 前記樹脂接着層はエポキシ樹脂を含有する、請求項1から11のいずれか1項に記載のパッケージ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020-030148 | 2020-02-26 | ||
JP2020030148 | 2020-02-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2021171881A1 true WO2021171881A1 (ja) | 2021-09-02 |
Family
ID=77490458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2021/002792 WO2021171881A1 (ja) | 2020-02-26 | 2021-01-27 | パッケージ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2021171881A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5310237A (en) * | 1976-07-15 | 1978-01-30 | Sharp Corp | Involution system |
JP2006128534A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | 高放熱型電子部品収納用パッケージ |
JP2017041541A (ja) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | 三菱電機株式会社 | 高周波高出力用デバイス装置 |
-
2021
- 2021-01-27 WO PCT/JP2021/002792 patent/WO2021171881A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5310237A (en) * | 1976-07-15 | 1978-01-30 | Sharp Corp | Involution system |
JP2006128534A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | 高放熱型電子部品収納用パッケージ |
JP2017041541A (ja) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | 三菱電機株式会社 | 高周波高出力用デバイス装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7902653B2 (en) | Semiconductor module | |
JP5807348B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP4468115B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP5071405B2 (ja) | 電力用半導体装置 | |
JP6676079B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
US20230197542A1 (en) | Module with Gas Flow-Inhibiting Sealing at Module Interface to Mounting Base | |
US11901268B2 (en) | Package with an electrode-attached frame supported by a heat sink, and method for manufacturing power semiconductor module provided therewith | |
JP2015130457A (ja) | 半導体装置 | |
JP2006179538A (ja) | 半導体パワーモジュール | |
WO2021171881A1 (ja) | パッケージ | |
US11978682B2 (en) | Package, and method for manufacturing power semiconductor module | |
JP2020155699A (ja) | パッケージ、および、パワー半導体モジュールの製造方法 | |
JP7159464B2 (ja) | パワー半導体モジュールおよびその製造方法 | |
JP2021150421A (ja) | パッケージ | |
JP2021111700A (ja) | 半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法 | |
JP2022081337A (ja) | モジュール型半導体装置およびモジュール型半導体装置の製造方法 | |
JP2021184449A (ja) | 半導体装置 | |
JP2009277959A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP7479307B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP7157783B2 (ja) | 半導体モジュールの製造方法及び半導体モジュール | |
US20230008518A1 (en) | Semiconductor package and manufacturing method therefor | |
US20230096381A1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device | |
JP4995764B2 (ja) | リード支持型半導体パッケージ | |
JP2023132461A (ja) | パッケージ | |
JP2022064191A (ja) | 半導体モジュール |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21761511 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 21761511 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |