半导体装置以及半导体模块制造方法及图纸

技术编号:10529042 阅读:78 留言:0更新日期:2014-10-15 11:04
本发明专利技术的目的是提供一种使芯片座和半导体芯片的剥离得到抑制的半导体装置。本实施方式中的半导体装置(100)的特征在于,具有:引线框,其具有芯片座(1)和电极端子(5);以及半导体芯片(3),其粘接在芯片座(1)的表面,半导体芯片(3)和除了底面之外的引线框由封装树脂(4)封装,在芯片座(1)的表面和半导体芯片(3)之间的粘接界面上形成有凹凸。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的目的是提供一种使芯片座和半导体芯片的剥离得到抑制的半导体装置。本实施方式中的半导体装置(100)的特征在于,具有:引线框,其具有芯片座(1)和电极端子(5);以及半导体芯片(3),其粘接在芯片座(1)的表面,半导体芯片(3)和除了底面之外的引线框由封装树脂(4)封装,在芯片座(1)的表面和半导体芯片(3)之间的粘接界面上形成有凹凸。【专利说明】半导体装置以及半导体模块
本专利技术涉及一种半导体装置以及半导体模块,特别地,涉及一 种树脂封装后的半导体装置。
技术介绍
作为半导体芯片用的封装件,已知QFN (quad flat no-leads)及SON (small outline no-leads)等无引脚型的封装件。在通常的无引脚型的封装件中,在引线框的芯片 座上通过芯片接合树脂而粘接有半导体芯片。半导体芯片的端子和引线框的电极端子,通 过导线接合而连接。引线框、半导体芯片以及导线通过传递模塑法,使用模塑树脂(封装树 月旨)进行封装。在封装件下表面,芯片座以及电极端子露出。 在具有上述结构的半导体封装件中,如果由于外部环境的温度变化及半导体芯片 自身的温度变化而反复进行发热、冷却的温度循环,则存在芯片接合树脂从芯片座或者半 导体芯片剥离,从而使芯片座和半导体芯片剥离的情况。另外,有时由于芯片座和半导体芯 片剥离而在模塑树脂上产生裂缝。如果产生剥离、裂缝,则半导体封装件的可靠性降低、寿 命降低。 上述的剥离及裂缝由于在半导体芯片、引线框、芯片接合树脂、模塑树脂之间线膨 胀系数不同而产生。例如,在半导体芯片由硅形成,引线框由铜形成的情况下,与半导体芯 片的线膨胀系数相比,引线框的线膨胀系数较大。在此情况下,在常温下,半导体封装件的 形状是扁平的,但在低温时,由于热应力而产生向上凸出的翘曲。另外,在高温时,由于热应 力而产生向下凸出的翘曲。由于这种翘曲而产生上述的剥离、裂缝。 如果剥离、裂缝到达封装件外部,则可能引起耐湿性、绝缘性的降低,半导体封装 件的可靠性以及寿命降低。另外,如果在半导体芯片的下方产生剥离、裂缝,则引起半导体 芯片的散热性的降低、电连接的劣化,半导体封装件的可靠性以及寿命降低。 例如,在专利文献1中,通过在芯片座和模塑树脂(树脂封装体)之间的界面上设置 凹凸形状,从而抑制模塑树脂从芯片座剥离。 专利文献1 :日本特开平6 - 85132号公报 如上所述,存在下述问题,S卩,由于在半导体封装件内部产生的剥离、裂缝,而引起 半导体封装件的可靠性降低以及寿命降低。另外,上述专利文献1所记载的技术是抑制芯 片座和模塑树脂的剥离的技术,无法抑制芯片座和半导体芯片的剥离。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述课题而提出的,其目的是提供一种使芯片座和半导体芯 片的剥离得到抑制的半导体装置以及具有该半导体装置的半导体模块。 本专利技术所涉及的半导体装置的特征在于,具有:引线框,其具有芯片座和电极端 子;以及半导体芯片,其粘接在芯片座表面,半导体芯片和除了底面之外的引线框由封装树 脂封装,在芯片座表面和半导体芯片之间的粘接界面上形成有凹凸。 另外,本专利技术所涉及的半导体装置的特征在于,具有:引线框,其具有芯片座和电 极端子;以及半导体芯片,其粘接在芯片座表面,半导体芯片和除了底面之外的引线框由封 装树脂封装,芯片座和上述半导体芯片局部地粘接。 另外,本专利技术所涉及的半导体模块具有半导体装置和功率半导体芯片。 专利技术的效果 根据本专利技术,通过在芯片座和半导体芯片之间的粘接界面上形成凹凸,从而使粘 接界面的面积增大,使粘接更牢固,因此,即使在芯片座和半导体芯片之间的粘接界面上产 生热应力,粘接界面也难以剥离。因此,能够提高半导体装置的可靠性以及寿命。 另外,根据本专利技术,通过使芯片座和半导体芯片局部地粘接,从而粘接界面的面积 减小,因此,由于芯片座和半导体芯片之间的线膨胀系数的差产生的翘曲减轻。由于翘曲减 轻,所以可以抑制芯片接合树脂的剥离及在封装树脂上产生的裂缝等。因此,可以提高半导 体装置的可靠性以及寿命。 【专利附图】【附图说明】 图1是实施方式1所涉及的半导体装置的剖面图。 图2是实施方式2所涉及的半导体装置的剖面图。 图3是实施方式3所涉及的半导体装置的剖面图。 图4是实施方式4所涉及的半导体装置的剖面图。 图5是实施方式5所涉及的半导体装置的剖面图。 图6是实施方式6所涉及的半导体装置的剖面图。 图7是实施方式7所涉及的半导体装置的剖面图。 图8是实施方式8所涉及的半导体装置的剖面图。 图9是实施方式9所涉及的半导体装置的剖面图。 标号的说明 1芯片座,la凹凸部,lb凸起,lc凹部,2芯片接合树脂,3半导体芯片,3a凹凸部, 4封装树脂,5电极端子,6导线,24功率半导体芯片,100、200、300、400、500、600、700、800半 导体装置,900半导体模块。 【具体实施方式】 <实施方式1 > < 结构 > 在图1中示出本实施方式中的半导体装置100的剖面图。半导体装置100是QFN 或SON等无引脚型的封装件。引线框由芯片座1和电极端子5构成。在芯片座1上,经由 芯片接合树脂2而粘接有半导体芯片3。 半导体芯片3上表面的各端子(未图示),经由导线6与电极端子5连接。引线框、 半导体芯片3、导线6由封装树脂4封装。此外,引线框的底面没有被封装,而是露出在外 部。在半导体装置100中,在芯片座1和半导体芯片3之间的粘接界面上形成有凹凸。更 具体地说,粘接界面的凹凸是通过在芯片座1的表面形成凹凸部la而形成的。 关于在芯片座1的表面形成凹凸部la的方法,使用冲压(punch)加工或激光加工 等机械方法、或蚀刻等化学方法。 此外,作为半导体芯片3,也可以使用SiC或GaN等宽带隙半导体。通常,与硅制的 半导体芯片相比,由SiC或GaN等形成的半导体芯片能够在高温下动作,但由此,由于使用 温度环境及自身发热引起的温度循环的幅度变大,由热应力增大引起的剥离及裂缝等成为 问题。在本实施方式中,通过在粘接界面上形成凹凸,从而使半导体芯片3和芯片座1之间 的粘接更牢固,因此,可以抑制由热应力增大引起的剥离及裂缝等。 另外,在本实施方式中,也可以将半导体芯片3的厚度设为比芯片座1的厚度小。 半导体芯片3与其他结构部件(引线框、封装树脂4、芯片接合树脂2)相比,线膨胀系数小。 引线框由铜等线膨胀系数较大的金属构成,所以在半导体芯片3的厚度比芯片座1的厚度 大的情况下,结构部件之间的膨胀的差值变大,由热应力引起的变形(翘曲)变大。另一方 面,如果将半导体芯片3的厚度设为比芯片座1的厚度小,则结构部件间的膨胀的差值变 小,因此,能够减小由热应力引起的变形。通过减小由热应力引起的变形,从而可以抑制剥 离和裂缝的产生等。 另外,在本实施方式中,如果封装树脂4的厚度较薄,则封装件自身的刚性变低, 翘曲变形量变大。另一方面,通过将封装树脂4设得较厚,即在图1中将封装树脂4的高度 设得较高,从而使封装件自身的本文档来自技高网
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半导体装置以及半导体模块

【技术保护点】
一种半导体装置,其特征在于,具有:引线框,其具有芯片座和电极端子;以及半导体芯片,其粘接在所述芯片座的表面,所述半导体芯片和除了底面之外的所述引线框,由封装树脂封装,在所述芯片座的表面和所述半导体芯片之间的粘接界面上,形成有凹凸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:米山玲冈部浩之西田信也小原太一
申请(专利权)人:三菱电机株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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