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公開番号2025049739
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023158111
出願日2023-09-22
発明の名称半導体装置
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類H01L 21/60 20060101AFI20250327BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体装置の耐久性を向上する。
【解決手段】半導体装置100は、絶縁基板1上に載置され、表面2aに電極21を有する半導体素子2と、電極21と接合され、半導体素子2を電気的に接続するボンディングワイヤ3と、電極21とボンディングワイヤ3との接合部31を被覆する第1の樹脂材4と、を備える。接合部31は、電極21とボンディングワイヤ3とが接合されていない非接合領域32を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁基板上に載置され、表面に電極を有する半導体素子と、
前記電極と接合され、前記半導体素子を電気的に接続するボンディングワイヤと、
前記電極と前記ボンディングワイヤとの接合部を被覆する第１の樹脂材と、を備え、
前記接合部は、前記電極と前記ボンディングワイヤとが接合されていない非接合領域を含む、半導体装置。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記半導体素子、前記ボンディングワイヤ、および前記第１の樹脂材を封止する第２の樹脂材をさらに備え、
前記第２の樹脂材のヤング率は、前記第１の樹脂材のヤング率よりも低い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１の樹脂材のヤング率は、１０００ＭＰａ以上である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記電極の上面には凹部が設けられており、
前記上面における前記凹部の開口によって、前記非接合領域が形成されている、請求項１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記接合部では、前記ボンディングワイヤの延伸方向に沿って当該ボンディングワイヤと前記電極が接合されており、
前記延伸方向に沿った前記接合部の長さに対する前記凹部の長さの比率は、６％以上である、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記接合部では、前記ボンディングワイヤの延伸方向に沿って当該ボンディングワイヤと前記電極が接合されており、
前記凹部は、前記接合部における前記延伸方向の中央に設けられている、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記非接合領域は、前記電極と前記ボンディングワイヤとの間に、超音波接合できない遮蔽層を有する、請求項１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
実施形態は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
導体パターンを有する絶縁基板と、電極が設けられている表面と導体パターンに接合される裏面とを有する半導体素子と、電極に接合されたボンディングワイヤを有する半導体装置が開発されている。このような半導体装置において、使用回数が重なると電極とワイヤボンディングとの接合部で断裂が生じるなど、耐久性の観点で改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平８－１１５９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態の目的は、半導体装置の耐久性を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体装置は、絶縁基板上に載置され、表面に電極を有する半導体素子と、電極と接合され、半導体素子を電気的に接続するボンディングワイヤと、電極とボンディングワイヤとの接合部を被覆する第１の樹脂材と、を備える。接合部は、電極とボンディングワイヤとが接合されていない非接合領域を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態に係る半導体装置１００の要部断面図である。
半導体装置１００の拡大断面図である。
半導体装置１００の拡大平面図である。
半導体装置１００の製造方法を示す図である。
参考例に係る半導体装置Ｒの図２相当図である。
変形例１に係る半導体装置１００の図３相当図である。
変形例２に係る半導体装置１００の図２相当図である。
変形例３に係る半導体装置１００の図２相当図である。
クリープ解析の解析結果を示す図である。
クリープ解析の解析結果を示す図である。
非弾性領域の幅を推定するための解析モデルを示す図である。
非弾性領域の幅を推定するための解析結果を示す図である。
非弾性領域の幅を推定するための解析結果を示す図である。
非弾性領域の幅を推定するための解析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
＜１．実施形態＞
（１．１．半導体装置１００）
以下、実施形態について説明する。以下に示す図では、図１および図３に示すＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸により方向を示す場合がある。具体的には、Ｘ軸に沿うＸ軸方向は、図１におけるボンディングワイヤ３の延伸方向を示す。Ｙ軸に沿うＹ軸方向は、水平面においてＸ軸方向に直交する方向を示す。Ｚ軸に沿うＺ軸方向は、鉛直方向を示す。また、Ｚ軸における正の向きは上向きであり、Ｚ軸における負の向きは下向きとなる。
【０００８】
図１は、実施形態に係る半導体装置の要部断面図である。図１に示すように、半導体装置１００は、主として、絶縁基板１と、半導体素子２と、ボンディングワイヤ３を有している。半導体装置１００は、さらに、絶縁基板１が載置されるベース板と、絶縁基板１と半導体素子２とボンディングワイヤ３とを収容するケースと、半導体素子２からの熱を放熱するためのヒートシンクとを有していてもよい。
【０００９】
絶縁基板１は、表面１ａと、裏面１ｂとを有している。裏面１ｂは、表面１ａの反対側の面である。絶縁基板１には、例えばアルミナ（Ａｌ
2
Ｏ
3
）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等が用いられる。
【００１０】
絶縁基板１上には、導体パターン１２が設けられている。導体パターン１２には、例えば銅（Ｃｕ）が用いられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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