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公開番号2022118383
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-08-15
出願番号2021014860
出願日2021-02-02
発明の名称半導体装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/52 20060101AFI20220805BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】 繰り返し熱応力により接合層に発生した亀裂の進展を抑制することが可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】 半導体装置A10は、厚さ方向を向く主面101を有する導電部材10(ダイパッド11)と、主面101に搭載された半導体素子20と、主面101と半導体素子20とを接合する接合層30とを備える。接合層30は、前記厚さ方向に沿って視て半導体素子20の周縁201Aに重なる厚肉部31と、前記厚さ方向に沿って視て厚肉部31よりも半導体素子20の内方に少なくとも一部が位置する薄肉部32とを含む。薄肉部32の厚さは、厚肉部31の厚さよりも小である。
【選択図】 図8
特許請求の範囲【請求項1】
厚さ方向を向く主面を有する導電部材と、
前記主面に搭載された半導体素子と、
前記主面と前記半導体素子とを接合する接合層と、を備え、
前記接合層は、前記厚さ方向に沿って視て前記半導体素子の周縁に重なる厚肉部と、前記厚さ方向に沿って視て前記厚肉部よりも前記半導体素子の内方に少なくとも一部が位置する薄肉部と、を含み、
前記薄肉部の厚さは、前記厚肉部の厚さよりも小であることを特徴とする、半導体装置。
続きを表示(約 960 文字)【請求項2】
前記厚さ方向に沿って視て、前記薄肉部は、前記半導体素子の中心に重なる、請求項1に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記半導体素子は、前記主面に対向し、かつ前記主面から最も近くに位置する凸面と、前記厚さ方向に対して直交する方向を向き、かつ前記周縁を含む端面と、前記凸面および前記端面につながる中間面と、を有し、
前記凸面は、前記薄肉部に接し、
前記中間面は、前記厚肉部に接している、請求項1または2に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記中間面は、前記主面に対向し、かつ前記端面につながる第1領域と、前記第1領域および前記凸面につながる第2領域と、を有する、請求項3に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記中間面は、前記凸面および前記端面の各々に対して傾斜している、請求項3に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記厚さ方向に沿って視て、前記中間面は、前記凸面を囲んでいる、請求項3ないし5のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項7】
前記導電部材は、前記主面から前記半導体素子に向けて突出する凸部を有し、
前記凸部は、前記薄肉部に接し、
前記主面は、前記厚肉部に接している、請求項1または2に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記凸部は、前記主面につながる第1凸部と、前記第1凸部から前記半導体素子に向けて突出する第2凸部と、を含み、
前記厚さ方向に沿って視て、前記第2凸部は、前記第1凸部の端縁に囲まれている、請求項7に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記半導体素子は、前記主面に対向し、かつ前記主面から最も近くに位置する凸面と、前記厚さ方向に対して直交する方向を向き、かつ前記周縁を含む端面と、前記凸面および前記端面につながる中間面と、を有し、
前記凸面は、前記薄肉部に接し、
前記中間面は、前記厚肉部に接している、請求項7または8に記載の半導体装置。
【請求項10】
前記厚さ方向に沿って視て、前記凸面は、前記凸部に重なっている、請求項9に記載の半導体装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、トランジスタなどの半導体素子が搭載された半導体装置に関する。
続きを表示(約 2,300 文字)【背景技術】
【0002】
電気信号に基づき電力を変換するという、MOSFETなどの半導体素子が搭載された半導体装置が広く知られている。このような半導体装置は、たとえばDC-DCコンバータといった、電力変換回路を備える電子機器などに使用されている。特許文献1には、MOSFETが搭載された半導体装置の一例が開示されている。当該半導体装置は、電源電圧が印加されるドレイン端子と、MOSFETに電気信号を入力するためのゲート端子と、当該電源電圧に対応した電力が当該電気信号に基づき変換された後、変換された電力が出力されるソース端子とを備える。MOSFETは、ドレイン端子に導通するドレイン電極と、ソース端子に導通するソース電極とを有する。ドレイン電極は、第1導電性接合材によりドレイン端子につながるダイパッドに接合されている。ソース電極は、第2導電性接合材により導電部材(特許文献1では金属クリップ)に接合されている。さらに導電部材は、ソース端子にも接合されている。第1導電性接合材および第2導電性接合材は、ともにハンダである。これにより、当該半導体装置に、より大きな電流を流すことが可能となっている。
【0003】
ここで、MOSFETは、その駆動の際、比較的多くの熱を発する。これにより、当該熱に起因した繰り返し熱応力が第1導電性接合材に作用する。繰り返し熱応力の応力振幅の大きさや、繰り返し応力の回数によっては、第1導電性接合材に亀裂が発生する。当該亀裂は、ダイパッドの面内方向に沿って進展する。当該亀裂の進展が顕著になると、第1導電性接合材における熱伝導効率の低下が懸念される。したがって、第1導電性接合材における当該亀裂の進展を抑制する対策が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2016-192450号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は上記事情に鑑み、繰り返し熱応力により接合層に発生した亀裂の進展を抑制することが可能な半導体装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示によって提供される半導体装置は、厚さ方向を向く主面を有する導電部材と、前記主面に搭載された半導体素子と、前記主面と前記半導体素子とを接合する接合層と、を備え、前記接合層は、前記厚さ方向に沿って視て前記半導体素子の周縁に重なる厚肉部と、前記厚さ方向に沿って視て前記厚肉部よりも前記半導体素子の内方に少なくとも一部が位置する薄肉部と、を含み、前記薄肉部の厚さは、前記厚肉部の厚さよりも小であることを特徴としている。
【発明の効果】
【0007】
本開示にかかる半導体装置によれば、繰り返し熱応力により接合層に発生した亀裂の進展を抑制することが可能となる。
【0008】
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本開示の第1実施形態にかかる半導体装置の斜視図である。
図1に示す半導体装置の平面図であり、封止樹脂を透過している。
図1に示す半導体装置の底面図である。
図1に示す半導体装置の正面図である。
図1に示す半導体装置の右側面図である。
図2のVI-VI線に沿う断面図である。
図3のVII-VII線に沿う断面図である。
図2の部分拡大図であり、導電部材、半導体素子および接合層のみを図示している。
図6の部分拡大図である。
本開示の第1実施形態の変形例にかかる半導体装置の部分拡大断面図である。
本開示の第1実施形態の変形例にかかる半導体装置の部分拡大平面図であり、導電部材、半導体素子および接合層のみを図示している。
図1に示す半導体装置の作用効果を説明する部分拡大断面図である。
本開示の第2実施形態にかかる半導体装置の断面図である。
図13に示す半導体装置の断面図である。
図13に示す半導体装置の部分拡大平面図であり、導電部材、半導体素子および接合層のみを図示している。
図13の部分拡大図である。
本開示の第2実施形態の変形例にかかる半導体装置の部分拡大平面図であり、導電部材、半導体素子および接合層のみを図示している。
図17に示す半導体装置の部分拡大断面図である。
図13に示す半導体装置の作用効果を説明する部分拡大断面図である。
本開示の第3実施形態にかかる半導体装置の部分拡大平面図であり、導電部材、半導体素子および接合層のみを図示している。
図20に示す半導体装置の部分拡大図である。
本開示の第3実施形態の変形例にかかる半導体装置の部分拡大平面図であり、導電部材、半導体素子および接合層のみを図示している。
図22に示す半導体装置の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示を実施するための形態について、添付図面に基づいて説明する。当該図面の各々は、模式的に描かれている。さらに当該図面の各々は、省略された部分および誇張された部分を含むことがある。
(【0011】以降は省略されています)

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