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公開番号2022133480
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-09-14
出願番号2019100352
出願日2019-05-29
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 25/07 20060101AFI20220907BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体素子の発熱時の熱応力を緩和することにより、信頼性の向上を図った半導体装置を提供する。
【解決手段】本開示の半導体装置A1は、支持部材2と、z方向において離間した主面301および裏面302を有し、裏面302が支持部材2に対向して、支持部材2に接合された金属部材30と、支持部材2と金属部材30とを接合する第2接合層42と、主面301に対向し、金属部材30に接合された半導体素子10と、支持部材2、金属部材30、第2接合層42および半導体素子10を覆う封止部材7と、を備えており、金属部材30は、複数の細孔31が形成された多孔質体であることを特徴とする。
【選択図】図13
特許請求の範囲【請求項1】
支持部材と、
厚さ方向において離間した第1主面および第1裏面を有し、前記第1裏面が前記支持部材に対向して、前記支持部材に接合された金属部材と、
前記支持部材と前記金属部材とを接合する接合層と、
前記第1主面に対向し、前記金属部材に接合された半導体素子と、
前記支持部材、前記金属部材、前記接合層および前記半導体素子を覆う封止部材と、
を備えており、
前記金属部材は、複数の細孔が形成された多孔質体である、
ことを特徴とする半導体装置。
続きを表示(約 920 文字)【請求項2】
前記複数の細孔は、不規則に配置されている、
請求項1に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記複数の細孔は、前記第1主面に表れた第1孔を有している、
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記第1孔は、前記第1主面から前記第1裏面まで前記厚さ方向に繋がる貫通孔である、
請求項3に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記金属部材は、前記厚さ方向に直交する第1方向において離間した一対の第1側面を有し、
前記複数の細孔は、前記一対の第1側面の少なくとも一方に表れた第2孔を有している、
請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記第2孔は、前記一対の第1側面の一方から他方まで前記第1方向に繋がる貫通孔である、
請求項5に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記金属部材は、前記厚さ方向および前記第1方向の両方に直交する第2方向において離間した一対の第2側面を有し、
前記複数の細孔は、前記一対の第2側面の少なくとも一方に表れた第3孔を有している、
請求項5または請求項6に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記第3孔は、前記一対の第2側面の一方から他方まで前記第2方向に繋がる貫通孔である、
請求項7に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記金属部材に対する前記複数の細孔の占有率は、10%以上70%以下である、
請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項10】
前記支持部材は、絶縁基板および配線層を含んでおり、
前記配線層は、前記厚さ方向において離間した第2主面および第2裏面を有し、前記第2裏面が前記絶縁基板に接合され、
前記金属部材は、前記第1裏面が前記第2主面に対向して、前記配線層に接合されている、
請求項1ないし請求項9のいずれか一項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、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 2,200 文字)【背景技術】
【0002】
近年、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの半導体素子を搭載した半導体装置が知られている。特許文献1には、半導体素子を搭載した半導体装置の一例が開示されている。特許文献1に記載の半導体装置は、半導体素子、支持部材、熱拡散板、および、封止部材を備えている。半導体素子は、はんだによって、熱拡散板に接合されている。支持部材は、導電パターン、金属板および絶縁樹脂を含んでいる。支持部材は、金属板(たとえばアルミニウム、銅などの金属あるいはその合金)の上面に絶縁樹脂(たとえばセラミックス)が形成されており、当該絶縁樹脂の上に導電パターン(たとえばアルミニウム、銅などの金属あるいはその合金)が形成されている。熱拡散板は、たとえば銅あるいは銅合金からなる板状部材である。熱拡散板は、はんだによって、支持部材の導電パターンに接合されている。封止部材は、半導体素子、支持部材の一部、熱拡散板、および、各はんだを覆っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2008-294390号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
半導体装置の通電時に、半導体素子から熱が発生する。このとき、半導体素子の発熱による温度上昇とともに、構成部材の熱膨張差によって、たとえば熱拡散板と支持部材とを接合するはんだに熱応力がかかる。この熱応力は、当該はんだの凝集破壊を引き起こす可能性があり、接合不良や導通不良などの製品故障の原因である。
【0005】
本開示は、上記事情に鑑みて考え出されたものであり、その目的は、半導体素子の発熱時の熱応力を緩和することにより、信頼性の向上を図った半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の半導体装置は、支持部材と、厚さ方向において離間した第1主面および第1裏面を有し、前記第1裏面が前記支持部材に対向して、前記支持部材に接合された金属部材と、前記支持部材と前記金属部材とを接合する接合層と、前記第1主面に対向し、前記金属部材に接合された半導体素子と、前記支持部材、前記金属部材、前記接合層および前記半導体素子を覆う封止部材と、を備えており、前記金属部材は、複数の細孔が形成された多孔質体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本開示の半導体装置によれば、半導体素子の発熱時の熱応力を緩和することができる。よって、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
第1実施形態にかかる半導体装置を示す斜視図である。
第1実施形態にかかる半導体装置を示す平面図である。
図2の平面図において、封止部材を想像線(二点鎖線)で示した図である。
第1実施形態にかかる半導体装置を示す底面図である。
第1実施形態にかかる半導体装置を示す側面図(右側面図)である。
第1実施形態にかかる半導体装置を示す側面図(左側面図)である。
第1実施形態にかかる半導体装置を示す正面図である。
図3のVIII-VIII線に沿う断面図である。
図3のIX-IX線に沿う断面図である。
図3のX-X線に沿う断面図である。
図3のXI-XI線に沿う断面図である。
図3の一部を拡大した部分拡大図である。
図12のXIII-XIII線に沿う断面図である。
第1実施形態にかかる金属部材の断面模式図である。
第2実施形態にかかる半導体装置を示す平面図である。
第3実施形態にかかる半導体装置を示す平面図である。
図16のXVII-XVII線に沿う断面図である。
変形例にかかる金属部材を示す斜視図である。
変形例にかかる金属部材を示す斜視図である。
変形例にかかる金属部材を示す斜視図である。
変形例にかかる金属部材を示す斜視図である。
変形例にかかる金属部材を示す斜視図である。
変形例にかかる金属部材を示す斜視図である。
変形例にかかる金属部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本開示の半導体装置の好ましい実施の形態について、図面を参照して、以下に説明する。なお、同一あるいは類似の構成には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【0010】
図1~図14は、第1実施形態にかかる半導体装置A1を示している。半導体装置A1は、複数の半導体素子10、支持部材2、複数の金属部材30、複数の第1接合層41、複数の第2接合層42、一対の入力端子51、一対の出力端子52、複数の制御端子53、複数の検出端子54、複数の接続部材6、および、封止部材7を備えている。
(【0011】以降は省略されています)

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