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公開番号2024130756
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023040650
出願日2023-03-15
発明の名称半導体装置
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類H01L 21/60 20060101AFI20240920BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ボンディングワイヤの接合部に発生するひずみを低減できる半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置の一態様は、半導体チップ20と、半導体チップ20に設けられた電極と電気的に接続されるボンディングワイヤと、半導体チップ20の電極に接合された接続用基板90と、を備え、接続用基板90の熱膨張係数α1は、ボンディングワイヤの熱膨張係数α1と同じ、又は、ボンディングワイヤの熱膨張係数α1よりも所定値d以下の範囲内の値であり、ボンディングワイヤでα1は接続用基板90に接合され、接続用基板90を通じて電極に導通する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体チップと、
前記半導体チップに設けられた電極と電気的に接続されるボンディングワイヤと、
前記半導体チップの前記電極に接合された接続用基板と、を備え、
前記接続用基板の熱膨張係数は、前記ボンディングワイヤの熱膨張係数と同じ、又は、前記ボンディングワイヤの熱膨張係数よりも所定値以下の範囲内の値であり、
前記ボンディングワイヤは、前記接続用基板に接合され、前記接続用基板を通じて前記電極に導通する、
半導体装置。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
前記接続用基板と前記電極との接合部のせん断強度は、
前記ボンディングワイヤと前記電極とがワイヤボンディングされたときのワイヤボンディング接合部のせん断強度に比べて強い
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半導体チップを搭載する絶縁配線基板と、
前記電極、及び前記絶縁配線基板を電気的に接続する板状の配線部材と、
を更に備え、
前記接続用基板と前記電極との接合に用いられる前記接合材料が、前記配線部材と前記電極との接合に用いられる接合材料と同じである
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記接続用基板の熱伝導率が前記半導体チップを搭載する絶縁配線基板も低い
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記接続用基板は、
第１主面、及び第２主面を有し、前記第１主面及び前記第２主面の間を貫通する１つ以上のスルーホールが設けられた基板と、
前記第１主面に設けられ、前記ボンディングワイヤが接合される導電性の第１配線層と、
前記第２主面に設けられ、前記半導体チップの電極に接合される導電性の第２配線層と、
前記スルーホールの壁面に設けられ、前記第１配線層と前記第２配線層とを繋ぐ導電性の第３配線層と、
を含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記スルーホールの前記第１主面からみた開口形状が長孔形状である、
請求項５に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体装置において、高温の負荷条件下で、電力半導体素子のＡｌワイヤ接合部に早期にクラックが発生し、従来から要求されていた寿命が得られないという課題が生じることが示されている。また、特許文献１には、Ａｌワイヤと電力半導体素子の中間の線膨張係数を有するバッファプレートを設けることにより、高温で熱膨張する際にＡｌワイヤの接合部に加わる応力を軽減することが示されている。
【０００３】
特許文献２には、半導体素子に接続された枕部と、枕部に接続されたワイヤ部と、を有し、かつ、枕部の線膨張係数が、半導体素子の第１導電層の線膨張係数よりも小である半導体装置が示されており、この半導体装置によれば、ワイヤの剥離が抑制されることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－２５３９５０号公報
国際公開第２０２０／０５４６８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、及び特許文献２の技術においては、ボンディングワイヤと、当該ボンディングワイヤが接合される箇所との熱膨張係数の差が比較的大きい。このため、ボンディングワイヤの接合部におけるひずみの低減、及び当該ひずみに起因するクラックの発生を抑える点において更なる改善の余地がある。
【０００６】
本開示は、ボンディングワイヤの接合部に発生するひずみを低減できる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の１つの態様に係る半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップに設けられた電極と電気的に接続されるボンディングワイヤと、前記半導体チップの前記電極に接合された接続用基板と、を備え、前記接続用基板の熱膨張係数は、前記ボンディングワイヤの熱膨張係数と同じ、又は、前記ボンディングワイヤの熱膨張係数よりも所定値以下の範囲内の値であり、前記ボンディングワイヤは、前記接続用基板に接合され、前記接続用基板を通じて前記電極に導通する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の1つの態様によれば、ワイヤの接合部に発生するひずみを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の実施形態に係る半導体装置の構成の一例を模式的に示す断面図である。
半導体装置の構成の一例を模式的に示す平面図である。
接続用基板の構成の一例を模式的に示す断面図である。
接続用基板の構成の一例を模式的に示す平面図である。
接続用基板の有無による、第２ワイヤの接合部におけるひずみの違いを示す図である。
接続用基板に用いられる材料の例を示す図である
半導体装置の製造工程の一例を示すフローチャートである。
本開示の変形例１に係る接続用基板の構成の一例を模式的に示す平面図である。
本開示の変形例２に係る接続用基板を備えた半導体装置の一例を模式的に示す平面図である。
【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図面を参照して説明する。なお、各図面においては、各要素の寸法及び縮尺が実際の製品とは相違する場合がある。また、以下に説明する形態は、本開示を実施する場合に想定される例示的な一形態である。したがって、本開示の範囲は、以下に例示する形態に限定されない。
（【００１１】以降は省略されています）

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