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公開番号2024038852
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-21
出願番号2022143175
出願日2022-09-08
発明の名称複合半導体装置
出願人サンケン電気株式会社
代理人
主分類H01L 23/58 20060101AFI20240313BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】センサチップで接合材の熱的劣化を良好に検出することができる複合半導体装置を提供する。
【解決手段】複合半導体装置1は、支持基板2と、支持基板上の土台となる積層基板4と、支持基板と土台とを接合する接合材3と、土台上に配置された主半導体チップ5と、土台上に配置され、接合材の熱的劣化を温度検出するセンサチップ6と、主半導体チップの搭載部の直下からセンサチップの搭載部の直下までの土台の少なくとも一部の領域に周囲よりも熱伝導性が低い領域7と、を備える。積層基板4は、セラミック基板4aと、セラミック基板4aの裏面の裏面回路基板層4bと、セラミック基板4aの表面の表面回路基板層4cと、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
支持基板と、
前記支持基板上の土台と、
前記支持基板と前記土台とを接合する接合材と、
前記土台上に配置された主半導体チップと、
前記土台上に配置され、前記接合材の熱的劣化を温度検出するセンサチップと、
前記主半導体チップの搭載部の直下から前記センサチップの搭載部の直下までの土台の少なくとも一部の領域に周囲よりも熱伝導性が低い領域とを備えることと特徴とする複合半導体装置。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記土台は
セラミック基板と
前記セラミック基板の裏面側の裏面回路基板層と
前記セラミック基板の表面側の表面回路基板層とを含み、
前記熱伝導性が低い領域には裏面回路基板層にレーザ処理又は薬品処理することで形成された熱伝導性の低い膜が形成されており、
前記熱伝導性が低い膜は前記裏面回路基板層よりも熱伝導性が低いことを特徴とする請求項１に記載の複合半導体装置。
【請求項３】
前記熱伝導性が低い膜は酸化膜、樹脂膜、又は前記接合材と接合し難い金属膜の少なくとも１つから選択されることを特徴とする請求項２に記載の複合半導体装置。
【請求項５】
平面的に見て、
前記土台のコーナー部側に前記センサチップの搭載部が配置され、
前記土台の中央部側に前記主半導体チップの搭載部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の複合半導体装置。
【請求項６】
前記熱伝導性が低い領域は前記センサチップの搭載部から厚み方向に45度の角度で引いた線と前記の裏面回路基板層又はその延長線との交点から、前記センサチップの搭載部直下の裏面回路基板層又はその延長線までの領域の少なくとも一部の領域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の複合半導体装置。
【請求項７】
前記主半導体チップのオフ状態において、
前記センサチップが発熱し、
前記センサチップで検出した温度で前記接合材の熱的劣化を検出することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の複合半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
共通の土台上に主半導体装置とセンサ装置とを含む複合半導体装置において、センサ装置は土台に接着する接合材の熱的劣化を温度で検出する機能を備えた複合半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
主半導体装置（主半導体チップ）を積層セラミック基板などの土台に搭載し、その土台がリードフレームなどの銅板上に半田等の接合材を介して接合された半導体装置が公知である。
図５のような構造では主半導体チップの熱暴走等を防ぐため、主半導体チップの温度を検出するためのセンサ装置（センサチップ）を搭載する複合半導体装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－１６０６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のセンサ装置を含む複合半導体装置は主半導体装置の温度を高精度に検出するためのものであり、そのような複合半導体装置において、土台を接合する接合材にクラック等が進展すると、主半導体装置の熱抵抗に影響が生じて、複合半導体装置が故障するなどの問題を生じることがあるが、主半導体装置に熱劣化が影響出る前に、接合材の熱的劣化を検出することは困難であった。
【０００５】
そこで、発明が解決しようとする課題は、主半導体装置に熱劣化が生じる前に、センサ装置で接合材の熱的劣化を良好に検出することができる複合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】
本発明の複合半導体装置は、支持基板と、支持基板上の土台と、支持基板と前記土台とを接合する接合材と、土台上に配置された主半導体装置と、土台上に配置され、前記接合材の熱的劣化を温度検出するセンサ装置と、主半導体装置の搭載部の直下から前記センサ装置の搭載部の直下までの土台の少なくとも一部の領域が周囲よりも熱伝導性が低い領域となっている点に特徴がある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、主半導体装置の搭載部の直下からセンサ装置の搭載部の直下までの土台の少なくとも一部の領域に熱伝導性が低い領域とすることで、接合材の熱的劣化をセンサ装置で良好に検出することができる複合半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の実施例１の複合半導体装置を模式的に示す断面図である。
本発明の実施例１の複合半導体装置を模式的に示す断面図であって、熱伝導性が低い領域または熱伝導性が低い膜７の形成位置を示す図である。
本発明の実施例１の複合半導体装置において接合材にクラックが進展した時の熱抵抗の上昇を概念的に示した図である。
本発明の実施例１の複合半導体装置を模式的に示す平面図である。
従来の複合半導体装置を模式的に示す構造図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載に何ら限定されるものではない。
【００１０】
図面を参照しながら、実施例１の複合半導体装置について詳細に説明する。図面の記載は模式的なものであり、厚みと寸法の関係、各層の厚みや比率などは一例であり、発明の技術思想を限定するものではない。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる場合がある。以下の説明で、部材の位置関係を説明する際に、「上」、「下」、「右」、「左」等は参照する図面の向きに基づいて必要に応じて使用されるが、発明の技術的思想を限定するものではない。また「上」、「下」、「右」、「左」、「直下」「表面」、「裏面」等の説明は部材が接していなくとも用いられる場合がある。
（実施例１）
（【００１１】以降は省略されています）

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