JP6128267B2 - 半導体素子実装部材及び半導体装置 - Google Patents
半導体素子実装部材及び半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6128267B2 JP6128267B2 JP2016116103A JP2016116103A JP6128267B2 JP 6128267 B2 JP6128267 B2 JP 6128267B2 JP 2016116103 A JP2016116103 A JP 2016116103A JP 2016116103 A JP2016116103 A JP 2016116103A JP 6128267 B2 JP6128267 B2 JP 6128267B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- element mounting
- semiconductor element
- semiconductor
- mounting member
- 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
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 163
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 72
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 72
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 50
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 12
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N copper tungsten Chemical compound [Cu].[W] SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 3
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 2
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JVPLOXQKFGYFMN-UHFFFAOYSA-N gold tin Chemical compound [Sn].[Au] JVPLOXQKFGYFMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004954 Polyphthalamide Substances 0.000 description 1
- 229920002600 TPX™ Polymers 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCEUXSAXTBNJGO-UHFFFAOYSA-N [Ag].[Sn] Chemical compound [Ag].[Sn] QCEUXSAXTBNJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWVAUCBYEDDGAD-UHFFFAOYSA-N bismuth tin Chemical compound [Sn].[Bi] JWVAUCBYEDDGAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;methyl 2-methylprop-2-enoate;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.COC(=O)C(C)=C.CCCCOC(=O)C=C QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000404 calcium aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000012215 calcium aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- WNCYAPRTYDMSFP-UHFFFAOYSA-N calcium aluminosilicate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O WNCYAPRTYDMSFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940078583 calcium aluminosilicate Drugs 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N gallium phosphide Chemical compound [Ga]#P HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000636 poly(norbornene) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920006375 polyphtalamide Polymers 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- GZCWPZJOEIAXRU-UHFFFAOYSA-N tin zinc Chemical compound [Zn].[Sn] GZCWPZJOEIAXRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N zirconium nitride Chemical compound [Zr]#N ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01L2224/01—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
- H01L2224/73251—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
- H01L2224/80—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
- 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
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15153—Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
Description
前記第2領域の輪郭の一部は、前記共通の1つの矩形状の輪郭に沿うように設けられていてもよい。
前記第2領域は、前記素子実装部の最も外側の領域であってもよい。
前記第2領域は、前記第1領域の両側に張り出していてもよい。
前記第1領域は、前記素子実装部の中心部に向かうように方向付けられていてもよい。
前記切り欠きは、前記金属領域が1つの島状であるように設けられていてもよい。
前記切り欠きは、前記素子実装部の中心部を挟んで複数設けられていてもよい。
前記素子実装部は上面視で略矩形状であって、前記第2領域は、前記素子実装部の最も外側の領域であって、前記金属領域の角部から離間して設けられていてもよい。
前記半導体素子実装部材は、電気的絶縁性の基体上に前記素子実装部が形成されたものであって、前記基体の前記切り欠きの直下に窪み又は貫通穴が設けられていてもよい。
図1(a)は、実施の形態1に係る半導体装置を示す概略上面図であり、図1(b)は、図1(a)におけるA−A断面を示す概略断面図である。図2(a)は、実施の形態1に係る半導体素子実装部材の素子実装部の一例を示す概略上面図であり、図2(b)は、それとは別の素子実装部の一例を示す概略上面図である。図3(a),(b)は各々、実施の形態1に係る半導体素子実装部材の素子実装部の切り欠きの一例を説明する概略上面図である。
半導体素子10は、少なくとも基板11と、素子構造13と、により構成される。半導体素子10は、発光ダイオード(LED)や半導体レーザ(LD)などの発光素子であってもよいし、トランジスタやサイリスタなどの電子素子であってもよい。半導体素子10の実装側主面の形状は、四角形、特に矩形又は正方形であることが好ましいが、その他の形状であってもよい。半導体素子10(特に基板11)の側面は、上面に対して、略垂直であってもよいし、内側又は外側に傾斜していてもよい。半導体素子10は、p電極とn電極が素子の上面と下面に別個に設けられる、上下電極(対向電極)構造のものが好ましい。上下電極構造は、実装側主面の接合が素子の電気特性、放熱性、信頼性などに影響しやすいので、本発明が特に効果を奏する。また、半導体素子10は、同一面側にp,n両電極を有する構造のものでもよい。その場合、フェイスアップ実装でもフェイスダウン実装でもよいが、ボイドが比較的発生しやすいフェイスアップ実装に適用されることが好ましい。
基板11は、素子構造13を構成する半導体の結晶を成長可能な結晶成長用基板であってもよいし、結晶成長用基板から分離した素子構造13に接合させる接合用基板であってもよい。基板11が導電性を有することで、上下電極(対向電極)構造を採用することができる。また、素子構造13に面内均一に給電しやすく、電力効率を高めやすい。結晶成長用基板としては、サファイア、スピネル、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコン、炭化珪素、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐、硫化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、ダイヤモンドなどが挙げられる。接合用基板としては、遮光性基板であることが好ましい。遮光性基板は、熱伝導性に優れるものが多く、半導体素子10の放熱性を高めやすい。具体的には、シリコン、炭化珪素、窒化アルミニウム、銅、銅−タングステン、ガリウム砒素、セラミックスなどを用いることができる。なかでも、素子構造13との熱膨張率差の観点では、シリコン、炭化珪素、銅−タングステンが好ましく、費用の観点では、シリコン、銅−タングステンが好ましい。基板11の厚さは、例えば20μm以上1000μm以下であり、基板11の強度や半導体装置100の厚さの観点において、50μm以上500μm以下であることが好ましい。
素子構造13は、半導体層の積層体であり、少なくともn型半導体層とp型半導体層を含み、さらに活性層をその間に介することが好ましい。電極や保護膜を含んでもよい。電極は、下記金属膜15と同様の材料で構成することができる。保護膜は、珪素、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、アルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種の元素の酸化物で構成することができる。半導体素子10が発光素子である場合、素子構造13の発光波長は、半導体材料やその混晶比によって、紫外から赤外まで選択することができる。半導体材料としては、蛍光体を効率良く励起できる短波長の光を発光可能な窒化物半導体(主として一般式InxAlyGa1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)で表される)を用いることが好ましい。このほか、InAlGaAs系半導体、InAlGaP系半導体、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、炭化珪素などを用いることもできる。
金属膜15が基板11の下面に設けられることで、半導体素子10の実装部材20への接合強度を高めることができ、また低温で高い接合強度が得られやすくなる。また、金属膜15の形状(上面視形状)を、素子実装部31,32の金属領域の形状(上面視形状)と略同じ又は略相似にすることで、半導体素子10のセルフアライメントと、接合部材40中のボイドの発生抑制と、の両効果を得やすくすることもできる。金属膜15の材料としては、金、銀、錫、プラチナ、チタン、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ニッケル又はこれらの合金を用いることができる。金属膜15は、単層膜でも多層膜でもよい。金属膜15は、スパッタ法、めっき法、蒸着法などにより形成することができる。なお、金属膜15は省略することもでき、基板11の下面が接合部材40と接していてもよい。
実装部材20は、素子実装部31,32を備える部材である。実装部材20は、多くの場合、素子実装部31,32と、基体25と、を含んで構成される。実装部材20は、凹部(カップ部)を有するものや平板状のものなどを用いることができる。凹部を有するものは光の取り出し効率を高めやすく、平板状のものは半導体素子10を実装しやすい。主として、前者はパッケージ、後者は配線基板の形態である。なお、実装部材は、ランプ型(砲弾型)の半導体装置(発光装置)のように、リードフレームが素子実装部と基体を兼ねる形態であってもよい。
基体25は、素子実装部31,32を保持する部材である。パッケージを構成する基体25としては、基板又は配線を設けた基板を積層したもの、パッケージを成形後に鍍金などにより配線を設けたもの、リードフレームと一体成形されたものなどが挙げられる。パッケージを構成する基体25の材料としては、例えばポリフタルアミドや液晶ポリマーなどの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、ガラスエポキシ、下記のようなセラミックスなどが挙げられる。また、半導体素子10からの光を効率良く反射させるために、これらの樹脂に酸化チタンなどの白色顔料を配合してもよい。パッケージの成形方法としては、インサート成形、射出成形、押出成形、トランスファ成形などを用いることができる。配線基板を構成する基体25としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン又はこれらの混合物を含むセラミックス基板、銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン又はこれらの合金を含む金属基板、ガラスエポキシ基板、BTレジン基板、ガラス基板、樹脂基板、紙基板などが挙げられる。ポリイミドなどの可撓性基板(フレキシブル基板)でもよい。
素子実装部31,32は、切り欠き35と、金属領域37と、を含む。素子実装部31,32は、切り欠き35と金属領域37からなってもよい。金属領域37は、半導体素子10が実装される、金属で構成される部位又は部材である。素子実装部31,32は、配線電極部と同様のもの、又は配線電極部と一体化されたもの、であってよい。素子実装部31,32は、例えば「ランド」や「ダイパッド」などと呼ばれるものである。金属領域37は、具体的には、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、パラジウム、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、クロム、チタン又はこれらの合金、燐青銅、鉄入り銅などで形成されたリードフレームや配線が挙げられる。配線の場合は、これらの材料の単層膜又は多層膜であってよい。また、その表層に、銀、アルミニウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などの鍍金や光反射膜が設けられていてもよい。また、金属領域37は、リードフレームなど基体25を兼ねる金属部材にプレス加工やエッチング加工を施すことにより設けることもできる。
接合部材40は、半導体素子10を実装部材20に接合させる部材である。接合部材40は、金、錫、銀、銅、亜鉛、ビスマス、インジウム、アンチモンなどの金属を含み、フラックスとして樹脂や有機溶剤を含んでいてもよい。具体的には、錫−ビスマス系、錫−亜鉛系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの各種の半田や金属ペーストが挙げられる。なお、「接合部材」とは、溶融・固化する前の状態、固化した後の状態の両方を含む意味で用いる。
封止部材50は、半導体素子10やワイヤ、素子実装部31,32や配線電極部、接合部材40などを、封止して、埃や外力などから保護する部材である。封止部材50の母材は、電気的絶縁性を有し、素子構造13から出射される光を透過可能(好ましくは透過率70%以上)であればよい。具体的には、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、シリコーン変成樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、TPX樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの樹脂を1種以上含むハイブリッド樹脂が挙げられる。ガラスでもよい。なかでも、シリコーン樹脂は、耐熱性や耐光性に優れ、固化後の体積収縮が少ないため、好ましい。
実施例1の半導体装置は、図1に示す例の構造を有する、表面実装型パッケージのLEDである。
実施例2の半導体装置は、素子実装部の金属領域の切り欠きを除いては、実施例1の半導体装置と同様の構成を有するものである。実施例2の素子実装部の切り欠きは、図2(b)に示すように、略正方形の縁を構成する各辺のほぼ中央に1つずつと、左右の2辺における中央と角部の間に1つずつと、の合計8つ設けられている。上下の2辺にある切り欠きは、実施例1のものと同じである。左右の2辺のほぼ中央にある切り欠きは、幅0.1mm、長さ0.5mmの矩形状である。左右の2辺における中央と角部の間にある切り欠きの第2領域は、幅0.2mm、長さ0.15mmの矩形状であって、素子実装部の最も外側である縁に形成されている。第1領域は、幅0.1mm、長さ0.25mmの矩形状であって、第2領域の片側に寄って該第2領域から内側に延伸して形成されている。そして、6つの切り欠きにおける、第2領域は第1領域より幅広であって、第2領域の第1領域から幅方向に張り出した輪郭は、共通して縦1mm、横1mmの略正方形の輪郭に沿うようになっている。この縦1mm、横1mmの略正方形の領域内において、素子実装部の金属領域が占める割合は、76%である。
参考例1の半導体装置は、素子実装部の金属領域の切り欠きを除いては、実施例1の半導体装置と同様の構成を有するものである。図4は、参考例1に係る素子実装部の概略上面図である。参考例1の素子実装部91の切り欠き95は、図4に示すように、略正方形の縁を構成する各辺のほぼ中央に1つずつ設けられている。この切り欠き95は、幅0.15mm、長さ0.15mmの矩形状であって、素子実装部91(金属領域97)の最も外側である縁に形成されたものであり、第2領域に相当するもののみである。したがって、半導体素子を素子実装部91に接合させた際、切り欠き95は半導体素子の直下にはほぼ存在していない。
実施例1,2及び参考例1の半導体装置における、半導体素子の接合面積をX線検査((株)東研製TUX−3200)で算出して、半導体素子の素子実装部への接合性について評価する。接合部材(ペースト)の塗布径は直径500μm、リフロー条件は最高温度327℃であり280℃以上の加熱時間が86秒である。接合面積は、半導体素子の実装側主面の面積を100%として、それからボイドの面積を差し引いて算出する。なお、素子実装部の半導体素子直下に位置する切り欠きは、ボイドとして加味して算出する。
20…半導体素子実装部材(25…基体、31,32…素子実装部(35…切り欠き(351,353…第1領域、352,354…第2領域)、37…金属領域)
40…接合部材
50…封止部材
91…素子実装部
95…切り欠き
97…金属領域
100…半導体装置
Claims (10)
- 半導体素子を実装するための半導体素子実装部材であって、
電気的絶縁性の基体と、
前記基体上に形成された、半導体素子を実装するための素子実装部と
を備えており、
前記素子実装部は、上面視において、一部が切り欠かれた矩形状の金属領域を有し、
前記金属領域の切り欠きは、
該金属領域の中心側に配置された第1領域と、
該金属領域の周囲側に、前記第1領域を囲むように配置された第2領域と、
を含み、
前記第2領域は、前記金属領域の矩形状の辺に沿って前記第1領域よりも幅広に形成されており、
前記第1領域の少なくとも一部が、半導体素子の実装側主面の直下に位置するように設けられており、
前記第2領域の輪郭の一部は、半導体素子の実装側主面の輪郭に沿うように設けられている半導体素子実装部材。 - 半導体素子を実装するための半導体素子実装部材であって、
電気的絶縁性の基体と、
前記基体上に形成された、半導体素子を実装するための素子実装部と
を備えており、
前記素子実装部は、上面視において、一部が切り欠かれた矩形状の金属領域を有し、
前記金属領域の切り欠きは、
該金属領域の中心側に配置された第1領域と、
該金属領域の周囲側に、前記第1領域を囲むように配置された第2領域と、
を含み、
前記第2領域は、前記金属領域の矩形状の辺に沿って前記第1領域よりも幅広に形成されており、
前記第1領域の少なくとも一部が、半導体素子の実装側主面の直下に位置するように設けられており、
前記第1領域は、直線状に設けられている半導体素子実装部材。 - 前記第2領域は、前記素子実装部の最も外側の領域である請求項1又は2に記載の半導体素子実装部材。
- 前記第2領域は、前記第1領域の両側に張り出している請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体素子実装部材。
- 前記第1領域は、前記素子実装部の中心部に向かうように方向付けられている請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体素子実装部材。
- 前記切り欠きは、前記金属領域が1つの島状であるように設けられている請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体素子実装部材。
- 前記切り欠きは、前記素子実装部の中心部を挟んで複数設けられている請求項1乃至6のいずれか一項に記載の半導体素子実装部材。
- 前記素子実装部は上面視で略矩形状であって、
前記第2領域は、前記素子実装部の最も外側の領域であって、前記金属領域の角部から離間して設けられている請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体素子実装部材。 - 前記半導体素子実装部材は、電気的絶縁性の基体上に前記素子実装部が形成されたものであって、
前記基体の前記切り欠きの直下に窪み又は貫通穴が設けられている請求項1乃至8のいずれか一項に記載の半導体素子実装部材。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の半導体素子実装部材の前記素子実装部に半導体素子が実装されている半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016116103A JP6128267B2 (ja) | 2016-06-10 | 2016-06-10 | 半導体素子実装部材及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016116103A JP6128267B2 (ja) | 2016-06-10 | 2016-06-10 | 半導体素子実装部材及び半導体装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012160043A Division JP5954013B2 (ja) | 2012-07-18 | 2012-07-18 | 半導体素子実装部材及び半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016184756A JP2016184756A (ja) | 2016-10-20 |
JP6128267B2 true JP6128267B2 (ja) | 2017-05-17 |
Family
ID=57243261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016116103A Active JP6128267B2 (ja) | 2016-06-10 | 2016-06-10 | 半導体素子実装部材及び半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6128267B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6973727B2 (ja) * | 2017-03-15 | 2021-12-01 | ローム株式会社 | 電子装置 |
JP7127269B2 (ja) * | 2017-10-23 | 2022-08-30 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 部材接続方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS506151B1 (ja) * | 1970-08-27 | 1975-03-11 | ||
JPS5034170A (ja) * | 1973-07-27 | 1975-04-02 | ||
JPS62178532U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-12 | ||
JPS6384124A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-14 | Nec Corp | 半導体装置 |
JPH031431U (ja) * | 1989-05-22 | 1991-01-09 | ||
JPH0368157A (ja) * | 1989-08-05 | 1991-03-25 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波用厚膜集積回路装置 |
JPH05243287A (ja) * | 1992-02-27 | 1993-09-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 混成集積回路装置およびその製造方法 |
JPH1131876A (ja) * | 1997-07-10 | 1999-02-02 | Murata Mfg Co Ltd | 回路基板 |
JP2006049777A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積装置 |
US8678271B2 (en) * | 2007-06-26 | 2014-03-25 | Globalfoundries Inc. | Method for preventing void formation in a solder joint |
JP5585013B2 (ja) * | 2009-07-14 | 2014-09-10 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
-
2016
- 2016-06-10 JP JP2016116103A patent/JP6128267B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016184756A (ja) | 2016-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10559735B2 (en) | Light emitting device having a pair of vias passing through a center of the concave component | |
US11271144B2 (en) | Optical-semiconductor device including a wavelength converting member and method for manufacturing the same | |
US8735934B2 (en) | Semiconductor light-emitting apparatus and method of fabricating the same | |
JP6291713B2 (ja) | 発光素子実装用基体及びそれを備える発光装置、並びにリードフレーム | |
JP5954013B2 (ja) | 半導体素子実装部材及び半導体装置 | |
US10629790B2 (en) | Light-emitting device | |
US10069056B2 (en) | Light emitting device | |
TW201511353A (zh) | 發光裝置及其製造方法 | |
JP6128267B2 (ja) | 半導体素子実装部材及び半導体装置 | |
US9564565B2 (en) | Light emitting device, light emitting module, and method for manufacturing light emitting device | |
JP6544410B2 (ja) | 発光素子実装用基体及びそれを備える発光装置 | |
JP2019114638A (ja) | 樹脂パッケージ及び半導体発光装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170309 |
|
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: 20170314 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170327 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6128267 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |