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JP2015002321A - Package structure - Google Patents

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JP2015002321A
JP2015002321A JP2013127546A JP2013127546A JP2015002321A JP 2015002321 A JP2015002321 A JP 2015002321A JP 2013127546 A JP2013127546 A JP 2013127546A JP 2013127546 A JP2013127546 A JP 2013127546A JP 2015002321 A JP2015002321 A JP 2015002321A
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semiconductor package
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heat
package
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憲也 平沢
Noriya Hirasawa
憲也 平沢
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Denso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure the adhesive force of a resin member for radiation while ensuring heat dissipation, in a package structure formed by connecting a semiconductor package and a heat dissipation member via the resin member for radiation.SOLUTION: In a package structure formed by connecting a semiconductor package 100 and a heat dissipation member 200 via a resin member 300 for radiation, the resin member 300 for radiation consists of a first resin 301 arranged on the center side of the semiconductor package 100, and a second resin 302 arranged on the peripheral side of the semiconductor package 100 in contact with the first resin 301 and having elasticity lower than that of the first resin 301. The first resin 301 is hardened and composed of a hardening resin for bonding the semiconductor package 100 and heat dissipation member 200. The second resin 302 is composed of a non-hardening grease having liquidity.

Description

本発明は、半導体パッケージと放熱部材とを、放熱用樹脂部材を介して接続してなるパッケージ構造体に関する。   The present invention relates to a package structure formed by connecting a semiconductor package and a heat dissipation member via a heat dissipation resin member.

従来、この種のパッケージ構造体としては、半導体素子をモールド樹脂等で封止してなる半導体パッケージを、放熱機能を有する接着剤等よりなる放熱用樹脂部材を介して、放熱部材に接続してなるものが提案されている（特許文献１参照）。   Conventionally, as this type of package structure, a semiconductor package in which a semiconductor element is sealed with a mold resin or the like is connected to a heat dissipation member via a heat dissipation resin member made of an adhesive or the like having a heat dissipation function. Has been proposed (see Patent Document 1).

上記特許文献１のものでは、放熱用樹脂部材は、半導体パッケージの中央側に配置されたエポキシ樹脂よりなる第１の樹脂と、第１の樹脂とは隙間をあけて第１の樹脂の周囲に配置されたシリコーン樹脂よりなる第２の樹脂とよりなる。   In the thing of the said patent document 1, the 1st resin which consists of the epoxy resin arrange | positioned in the center side of a semiconductor package, and the 1st resin in the thing of the said patent document, and the 1st resin opened a clearance gap around the 1st resin. It consists of 2nd resin which consists of the arrange | positioned silicone resin.

ここで、半導体パッケージと放熱部材との熱膨張係数差により、放熱用樹脂部材には応力が発生する。特に、半導体パッケージの周辺部は、半導体パッケージの中央部側に比べて応力による変動度合が大きいため、放熱用樹脂部材の剥離が発生しやすい。   Here, stress is generated in the heat dissipation resin member due to the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor package and the heat dissipation member. In particular, the peripheral portion of the semiconductor package has a greater degree of variation due to stress than the central portion side of the semiconductor package, so that the heat-dissipating resin member is easily peeled off.

この点について、上記特許文献１では、半導体パッケージの周辺側に位置する第２の放熱用樹脂を、第１の放熱用樹脂を構成するエポキシ樹脂よりも低弾性なシリコーン樹脂により構成することで、上記応力を緩和しやすい構成とされている。   With respect to this point, in Patent Document 1, the second heat radiation resin located on the peripheral side of the semiconductor package is constituted by a silicone resin having a lower elasticity than the epoxy resin constituting the first heat radiation resin. The stress is easily relaxed.

特許第２６２５２３６号公報Japanese Patent No. 2625236

ところで、一般的には、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂とを同時に硬化すると、互いの樹脂成分が混合することにより、硬化阻害が発生し、硬化後の放熱用樹脂部材の接着力が不十分となるおそれがある。   By the way, generally, when the epoxy resin and the silicone resin are cured at the same time, the resin components are mixed with each other, thereby inhibiting the curing, and the adhesive force of the heat-dissipating resin member after curing may be insufficient. There is.

ここで、上記特許文献１では、第１の樹脂と第２の樹脂とを隙間をあけて互いに非接触の状態で配置しているものの、樹脂の揮発によって互いの樹脂同士が混合して、硬化阻害が発生する可能性は避けられない。   Here, in Patent Document 1, although the first resin and the second resin are arranged in a non-contact state with a gap therebetween, the resins are mixed and cured by volatilization of the resin. The possibility of inhibition is inevitable.

また、半導体パッケージの熱は、放熱用樹脂部材を介して放熱部材に放熱されるが、上記特許文献１の場合、放熱用樹脂部材における当該隙間の部分では樹脂が存在しないので、放熱性が低下するおそれがある。   Further, the heat of the semiconductor package is radiated to the heat radiating member through the heat radiating resin member. However, in the case of Patent Document 1, since there is no resin in the gap portion of the heat radiating resin member, the heat radiation performance is lowered. There is a risk.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、半導体パッケージと放熱部材とを、放熱用樹脂部材を介して接続してなるパッケージ構造体において、放熱性を確保しつつ放熱用樹脂部材による接着力を適切に確保することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a package structure formed by connecting a semiconductor package and a heat radiating member via a heat radiating resin member, the heat radiating resin member ensures the heat radiation. The purpose is to ensure adequate adhesion.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、半導体パッケージ（１００）と放熱部材（２００）とを放熱用樹脂部材（３００）を介して接続してなるパッケージ構造体であって、放熱用樹脂部材は、半導体パッケージの中央側に配置された第１の樹脂（３０１）と、第１の樹脂に接触しつつ半導体パッケージの周辺側に配置され第１の樹脂よりも低弾性な第２の樹脂（３０２）とよりなり、第１の樹脂は、硬化されたものであって半導体パッケージと放熱部材とを接着する硬化性樹脂よりなり、第２の樹脂は、硬化せずに流動性を有しているグリスよりなることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a package structure in which a semiconductor package (100) and a heat dissipation member (200) are connected via a heat dissipation resin member (300), The heat-dissipating resin member includes a first resin (301) disposed on the center side of the semiconductor package, and a first resin (301) disposed on the peripheral side of the semiconductor package in contact with the first resin and having a lower elasticity than the first resin. 2 resin (302), the first resin is hardened and is made of a curable resin that bonds the semiconductor package and the heat dissipation member, and the second resin is fluid without being cured. It consists of the grease which has.

それによれば、パッケージ構造体において、第１の樹脂は硬化されて接着力を発揮している硬化性樹脂よりなるが、第２の樹脂は硬化せずに流動性を有するグリスよりなるので、このグリスによって低弾性作用が確保される。そして、第１の樹脂を硬化させるときに、第２の樹脂は硬化しないので、そもそも硬化阻害の問題は発生しない。   According to this, in the package structure, the first resin is made of a curable resin which is cured and exhibits adhesive force, but the second resin is made of fluid grease without being cured. Low elasticity is ensured by the grease. And since the 2nd resin is not hardened when hardening the 1st resin, the problem of hardening inhibition does not occur in the first place.

また、これら両樹脂（３０１、３０２）は接触して連続的に配置されているので、放熱用樹脂部材において部分的に隙間が生じることがなく、放熱用樹脂部材の全体に渡って放熱性を十分に確保できる。よって、本発明によれば、放熱性を確保しつつ放熱用樹脂部材による接着力を適切に確保することができる。   In addition, since these two resins (301, 302) are continuously arranged in contact with each other, there is no gap in the heat radiating resin member, and the heat radiating resin member has a heat dissipation property as a whole. Enough can be secured. Therefore, according to this invention, the adhesive force by the resin member for heat dissipation can be ensured appropriately, ensuring heat dissipation.

さらに検討を進めた結果、請求項３および請求項４の発明を創出するに至った。上述のように、一般的には、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂とを同時に硬化すると、互いの樹脂成分が混合することにより、硬化阻害が発生する。   As a result of further investigation, the inventions of claims 3 and 4 have been created. As described above, generally, when the epoxy resin and the silicone resin are simultaneously cured, the respective resin components are mixed to cause curing inhibition.

このことは、具体的には、アミンを含むエポキシ樹脂と、付加重合型のシリコーン樹脂との間において、アミンがシリコーン樹脂中の硬化触媒を失活させることで、シリコーン樹脂が硬化しなくなることを意味する。   Specifically, the fact that the amine deactivates the curing catalyst in the silicone resin between the epoxy resin containing the amine and the addition polymerization type silicone resin prevents the silicone resin from being cured. means.

そこで、本発明者は、放熱用樹脂部材における第１の樹脂を熱硬化性のエポキシ樹脂とし、第２の樹脂を熱硬化性のシリコーン樹脂とした場合に、上記のようなエポキシ樹脂中のアミンによるシリコーン樹脂の硬化阻害を抑制することに着目した。そして、この着目点に基づいて検討した結果、請求項３、請求項４の発明を創出したのである。   Therefore, the present inventor, when the first resin in the heat radiating resin member is a thermosetting epoxy resin and the second resin is a thermosetting silicone resin, the amine in the epoxy resin as described above We focused on suppressing the inhibition of the curing of the silicone resin. And as a result of examining based on this attention point, the invention of Claim 3 and Claim 4 was created.

すなわち、請求項３に記載の発明では、半導体パッケージ（１００）と放熱部材（２００）とを放熱用樹脂部材（３００）を介して接続してなるパッケージ構造体であって、放熱用樹脂部材は、半導体パッケージの中央側に配置された第１の樹脂（３０１）と、第１の樹脂に接触しつつ半導体パッケージの周辺側に配置され第１の樹脂よりも低弾性な第２の樹脂（３０２）とよりなり、第１の樹脂は、アミン非含有型熱硬化性エポキシ樹脂よりなる接着剤であり、第２の樹脂は、熱硬化性のシリコーン樹脂よりなる接着剤であることを特徴とする。   That is, in the invention according to claim 3, the package structure is formed by connecting the semiconductor package (100) and the heat radiating member (200) via the heat radiating resin member (300). The first resin (301) disposed on the center side of the semiconductor package and the second resin (302) disposed on the peripheral side of the semiconductor package and in contact with the first resin and having lower elasticity than the first resin The first resin is an adhesive made of a non-amine-containing thermosetting epoxy resin, and the second resin is an adhesive made of a thermosetting silicone resin. .

それによれば、第１の樹脂であるアミン非含有型熱硬化性エポキシ樹脂はアミンを含まないため、第１の樹脂と第２の樹脂との両樹脂を同時に硬化させるときに、熱硬化性のシリコーン樹脂は、上記したアミンによる硬化阻害を受けずに、適切に硬化される。   According to this, since the amine-free thermosetting epoxy resin, which is the first resin, does not contain an amine, when both the first resin and the second resin are simultaneously cured, The silicone resin is appropriately cured without being inhibited by the above-described amine.

また、当該両樹脂（３０１、３０２）は接触して連続的に配置されているので、放熱用樹脂部材において部分的に隙間が生じることがなく、放熱用樹脂部材の全体に渡って放熱性を十分に確保できる。よって、本発明によれば、放熱性を確保しつつ放熱用樹脂部材による接着力を適切に確保することができる。   Further, since both the resins (301, 302) are continuously arranged in contact with each other, there is no gap in the heat-dissipating resin member, and the heat-dissipating property is provided over the entire heat-dissipating resin member. Enough can be secured. Therefore, according to this invention, the adhesive force by the resin member for heat dissipation can be ensured appropriately, ensuring heat dissipation.

また、請求項４に記載の発明では、半導体パッケージ（１００）と放熱部材（２００）とを放熱用樹脂部材（３００）を介して接続してなるパッケージ構造体であって、放熱用樹脂部材は、半導体パッケージの中央側に配置された第１の樹脂（３０１）と、第１の樹脂に接触しつつ半導体パッケージの周辺側に配置され第１の樹脂よりも低弾性な第２の樹脂（３０２）とよりなり、第１の樹脂は、熱硬化性のエポキシ樹脂よりなる接着剤であり、第２の樹脂は、縮合重合型シリコーン樹脂よりなる接着剤であることを特徴とする。   The invention according to claim 4 is a package structure in which the semiconductor package (100) and the heat radiating member (200) are connected via a heat radiating resin member (300), wherein the heat radiating resin member is The first resin (301) disposed on the center side of the semiconductor package and the second resin (302) disposed on the peripheral side of the semiconductor package and in contact with the first resin and having lower elasticity than the first resin The first resin is an adhesive made of a thermosetting epoxy resin, and the second resin is an adhesive made of a condensation polymerization type silicone resin.

それによれば、第２の樹脂である縮合硬化型シリコーン樹脂は、硬化触媒が不要で水分により縮合重合して硬化するものであるため、第１の樹脂と第２の樹脂との両樹脂を同時に硬化させるときに、当該シリコーン樹脂は、上記したエポキシ樹脂のアミンによる硬化阻害を受けずに、適切に硬化される。   According to this, since the condensation curable silicone resin that is the second resin does not require a curing catalyst and is cured by condensation polymerization with moisture, both the first resin and the second resin can be cured simultaneously. When cured, the silicone resin is appropriately cured without being inhibited by the amine of the epoxy resin described above.

また、当該両樹脂（３０１、３０２）は接触して連続的に配置されているので、放熱用樹脂部材において部分的に隙間が生じることがなく、放熱用樹脂部材の全体に渡って放熱性を十分に確保できる。よって、本発明によれば、放熱性を確保しつつ放熱用樹脂部材による接着力を適切に確保することができる。   Further, since both the resins (301, 302) are continuously arranged in contact with each other, there is no gap in the heat-dissipating resin member, and the heat-dissipating property is provided over the entire heat-dissipating resin member. Enough can be secured. Therefore, according to this invention, the adhesive force by the resin member for heat dissipation can be ensured appropriately, ensuring heat dissipation.

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第1実施形態にかかるパッケージ構造体の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a package structure according to a first embodiment of the present invention. 図１の上方から見たときの放熱用樹脂部材の平面配置を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows planar arrangement | positioning of the resin member for thermal radiation when it sees from the upper direction of FIG. 本発明の他の実施形態にかかるパッケージ構造体の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the package structure concerning other embodiment of this invention. 図３の上方から見たときの放熱用樹脂部材の平面配置を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the planar arrangement | positioning of the resin member for thermal radiation when it sees from the upper direction of FIG.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかるパッケージ構造体について、図１、図２を参照して述べる。なお、図２では、図１中の半導体パッケージ１００におけるモールド樹脂２０の外形を破線で示し、第２の金属板８０の外形を一点鎖線で示してある。 (First embodiment)
A package structure according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, the outer shape of the mold resin 20 in the semiconductor package 100 in FIG. 1 is indicated by a broken line, and the outer shape of the second metal plate 80 is indicated by an alternate long and short dash line.

このパッケージ構造体は、たとえば自動車などの車両に搭載され、車両用の各種電子装置を駆動するための装置として適用されるものである。本実施形態のパッケージ構造体は、大きくは、半導体パッケージ１００と放熱部材２００とを放熱用樹脂部材３００を介して接続してなる。   This package structure is mounted on a vehicle such as an automobile, and is applied as a device for driving various electronic devices for the vehicle. The package structure according to the present embodiment is mainly formed by connecting the semiconductor package 100 and the heat dissipation member 200 via a heat dissipation resin member 300.

半導体パッケージ１００は、半導体素子１０をモールド樹脂２０で封止してなる。このモールド樹脂２０はエポキシ樹脂等の典型的なモールド材料よりなるもので、パッケージ本体を区画形成している。ここでは、モールド樹脂２０は、たとえば矩形板状（つまり直方体形状）に形成されている。   The semiconductor package 100 is formed by sealing the semiconductor element 10 with a mold resin 20. The mold resin 20 is made of a typical mold material such as an epoxy resin, and defines a package body. Here, the mold resin 20 is formed in, for example, a rectangular plate shape (that is, a rectangular parallelepiped shape).

半導体素子１０は、たとえばシリコン半導体等よりなるもので、典型的にはＭＯＳトランジスタ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等のパワー素子などである。この半導体素子１０は、第１の金属板３０の一面（図１中の上面に相当）上に、はんだやＡｇペースト等よりなるダイマウント材４０を介して搭載され、当該ダイマウント材４０により第１の金属板３０に接合されている。   The semiconductor element 10 is made of, for example, a silicon semiconductor, and is typically a power element such as a MOS transistor or an IGBT (insulated gate bipolar transistor). The semiconductor element 10 is mounted on one surface of the first metal plate 30 (corresponding to the upper surface in FIG. 1) via a die mount material 40 made of solder, Ag paste, or the like. 1 metal plate 30.

第１の金属板３０の周囲には、リード端子５０が配置されており、半導体素子１０とリード端子５０とは、ＡｕやＡｌ等よりなるボンディングワイヤ６０により結線されて電気的に接続されている。ここで、リード端子５０におけるボンディングワイヤ６０との接続部とは反対側の端部は、モールド樹脂２０より突出し、外部と電気的に接続されるようになっている。   A lead terminal 50 is disposed around the first metal plate 30. The semiconductor element 10 and the lead terminal 50 are electrically connected by being connected by a bonding wire 60 made of Au, Al, or the like. . Here, the end portion of the lead terminal 50 opposite to the connection portion with the bonding wire 60 protrudes from the mold resin 20 and is electrically connected to the outside.

これら第１の金属板３０およびリード端子５０は、Ｃｕや４２アロイ等よりなる。具体的には、たとえば、第１の金属板３０、リード端子５０は、それぞれ板状のリードフレーム素材におけるアイランド、リードにより構成されるもので、モールド樹脂２０による封止後にリードフレームのカットにより分離されたものである。   The first metal plate 30 and the lead terminal 50 are made of Cu, 42 alloy or the like. Specifically, for example, the first metal plate 30 and the lead terminal 50 are each constituted by islands and leads in a plate-like lead frame material, and separated by cutting the lead frame after sealing with the mold resin 20. It has been done.

また、図１に示されるように、第１の金属板３０の他面（図１中の下面に相当）側には、電気絶縁性且つ熱伝導性を有する放熱機能に優れたエポキシ樹脂等よりなる絶縁シート７０を介して、第２の金属板８０の一面（図１中の上面に相当）側が接合されている。この第２の金属板８０は放熱機能に優れたＣｕや４２アロイ等よりなる。   As shown in FIG. 1, the other surface (corresponding to the lower surface in FIG. 1) of the first metal plate 30 is made of an epoxy resin or the like that is electrically insulating and has a heat dissipation function having thermal conductivity. One surface (corresponding to the upper surface in FIG. 1) side of the second metal plate 80 is joined via an insulating sheet 70. The second metal plate 80 is made of Cu, 42 alloy or the like having an excellent heat dissipation function.

そして、モールド樹脂２０は、これら半導体素子１０、第１の金属板３０、リード端子５０の一部、ボンディングワイヤ６０、絶縁シート７０、第２の金属板８０を封止している。ここで、半導体パッケージ１００においては、第２の金属板８０の他面（図１中の下面に相当）は、モールド樹脂２０における放熱部材２００に対向する下面にて露出している。   The mold resin 20 seals the semiconductor element 10, the first metal plate 30, a part of the lead terminal 50, the bonding wire 60, the insulating sheet 70, and the second metal plate 80. Here, in the semiconductor package 100, the other surface (corresponding to the lower surface in FIG. 1) of the second metal plate 80 is exposed on the lower surface of the mold resin 20 facing the heat dissipation member 200.

つまり、図１に示される半導体パッケージ１００における放熱部材２００に対向する面においては、当該パッケージ１００の中央側が、第２の金属板８０の他面であり、当該パッケージ１００の周辺側が、第２の金属板８０の他面から連続するモールド樹脂２０の面とされている。   That is, in the surface facing the heat dissipation member 200 in the semiconductor package 100 shown in FIG. 1, the center side of the package 100 is the other surface of the second metal plate 80, and the peripheral side of the package 100 is the second side. The surface of the mold resin 20 is continuous from the other surface of the metal plate 80.

ここで、放熱部材２００は、たとえば自動車の電子装置におけるＡｌやＣｕ等のケースなどよりなり、放熱機能に優れたものであれば、特に限定されない。そして、放熱用樹脂部材３００は、半導体パッケージ１００の第２の金属板８０の他面と放熱部材２００との間に介在し、これら両面を接着している。   Here, the heat dissipating member 200 is made of, for example, a case of Al, Cu or the like in an electronic device of an automobile, and is not particularly limited as long as it has an excellent heat dissipating function. The heat radiating resin member 300 is interposed between the other surface of the second metal plate 80 of the semiconductor package 100 and the heat radiating member 200, and these both surfaces are bonded.

本実施形態の放熱用樹脂部材３００は、半導体パッケージ１００の中央側に配置された第１の樹脂３０１と、第１の樹脂３０１に接触しつつ半導体パッケージ１００の周辺側に配置され第１の樹脂３０１よりも低弾性な第２の樹脂３０２とよりなる。   The heat-dissipating resin member 300 according to the present embodiment includes a first resin 301 disposed on the center side of the semiconductor package 100 and a first resin disposed on the peripheral side of the semiconductor package 100 in contact with the first resin 301. The second resin 302 is less elastic than 301.

図１では、第１の樹脂３０１は、第２の金属板８０の他面の中央側に配置され、第２の樹脂３０２は、第２の金属板８０の他面の周辺側に配置されている。また、ここでは、第２の樹脂３０２は第１の樹脂３０１の外側の全周を取り巻くように連続環状に配置されているが、第１の樹脂３０１の外側において断続的に配置されていてもよいし、一部のみに配置されていてもよい。   In FIG. 1, the first resin 301 is disposed on the center side of the other surface of the second metal plate 80, and the second resin 302 is disposed on the peripheral side of the other surface of the second metal plate 80. Yes. Here, the second resin 302 is arranged in a continuous annular shape so as to surround the entire outer periphery of the first resin 301, but even if it is intermittently arranged outside the first resin 301. It may be arranged only in part.

そして、本実施形態においては、第１の樹脂３０１は、硬化されたものであって半導体パッケージ１００と放熱部材２００接着する硬化性樹脂よりなる。また、第２の樹脂３０２は、硬化状態ではなく流動性を有した状態のグリスよりなる。   In the present embodiment, the first resin 301 is made of a curable resin that is cured and adheres to the semiconductor package 100 and the heat dissipation member 200. Further, the second resin 302 is made of grease in a fluid state rather than a cured state.

限定するものではないが、第１の樹脂を構成する硬化性樹脂としては、硬化性のエポキシ樹脂または硬化性のシリコーン樹脂を用いることができ、第２の樹脂を構成するグリスとしては、シリコーングリスを用いることができる。ここで、硬化性のエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂は、熱硬化性でもよいし、常温で硬化するものであってもよい。   Although not limited, a curable epoxy resin or a curable silicone resin can be used as the curable resin constituting the first resin, and a silicone grease can be used as the grease constituting the second resin. Can be used. Here, the curable epoxy resin or silicone resin may be thermosetting or may be cured at room temperature.

より具体的には、第１の樹脂を構成する硬化性樹脂としては、信越化学工業株式会社製ＫＥ−１８９１（商品名）が挙げられ、第２の樹脂を構成するグリスとしては、信越化学工業株式会社製Ｇ−７７７（商品名）が挙げられる。   More specifically, examples of the curable resin constituting the first resin include KE-1891 (trade name) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and examples of the grease constituting the second resin include Shin-Etsu Chemical. G-777 (trade name) manufactured by KK

また、本実施形態のパッケージ構造体においては、放熱用樹脂部材３００および半導体パッケージ１００の周囲は、たとえばシリコーン樹脂等よりなるポッティング剤４００で被覆されている。   Further, in the package structure of the present embodiment, the periphery of the heat radiation resin member 300 and the semiconductor package 100 is covered with a potting agent 400 made of, for example, silicone resin.

このようにして、放熱用樹脂部材３００をポッティング剤４００で封止することで、たとえば車両搭載時にガソリンや塩水等から、放熱用樹脂部材３００の接続部を保護することができる。   Thus, by sealing the heat-dissipating resin member 300 with the potting agent 400, the connecting portion of the heat-dissipating resin member 300 can be protected from gasoline, salt water, or the like when the vehicle is mounted, for example.

このようなパッケージ構造体は、次のようにして製造することができる。まず、放熱部材２００の表面に、第１の樹脂３０１、第２の樹脂３０２をそれぞれ、ディスペンスや印刷等により配置する。ここで、第1の樹脂３０１と第２の樹脂３０２との配置順序については、いずれが先であってもよい。その後、半導体パッケージ１００をこれら両樹脂３０１、３０２上に搭載する。   Such a package structure can be manufactured as follows. First, the first resin 301 and the second resin 302 are respectively disposed on the surface of the heat dissipation member 200 by dispensing or printing. Here, the arrangement order of the first resin 301 and the second resin 302 may be any first. Thereafter, the semiconductor package 100 is mounted on both the resins 301 and 302.

続いて、加熱硬化または室温硬化により、第１の樹脂３０１を硬化する。この第１の樹脂３０１の硬化に伴い、半導体パッケージ１００は、第１の樹脂３０１の接着力によって放熱部材２００と接着され固定される。その後、上記ポッティング剤４００を塗布、硬化等により配置する。こうして、本実施形態のパッケージ構造体ができあがる。   Subsequently, the first resin 301 is cured by heat curing or room temperature curing. As the first resin 301 is cured, the semiconductor package 100 is bonded and fixed to the heat radiating member 200 by the adhesive force of the first resin 301. Thereafter, the potting agent 400 is disposed by coating, curing, or the like. Thus, the package structure of the present embodiment is completed.

ところで、本実施形態によれば、パッケージ構造体において、第１の樹脂３０１は硬化されて接着力を発揮している硬化性樹脂よりなるが、第２の樹脂３０２は硬化せずに流動性を有するグリスよりなるので、このグリスによって低弾性作用が確保される。そして、第１の樹脂３０１を硬化させるときに、第２の樹脂３０２は硬化しないので、そもそも上記した硬化阻害の問題は発生しない。   By the way, according to the present embodiment, in the package structure, the first resin 301 is made of a curable resin that is cured and exhibits an adhesive force, but the second resin 302 has a fluidity without being cured. Since it consists of the grease which has, the low elasticity effect | action is ensured by this grease. And since the 2nd resin 302 is not hardened when hardening the 1st resin 301, the problem of the above-mentioned hardening inhibition does not occur in the first place.

また、これら両樹脂３０１、３０２は接触して連続的に配置されているので、放熱用樹脂部材３００において部分的に隙間が生じることがなく、放熱用樹脂部材３００の全体に渡って放熱性を十分に確保できる。よって、本実施形態によれば、放熱性を確保しつつ放熱用樹脂部材３００による接着力を適切に確保することができる。   In addition, since both of these resins 301 and 302 are continuously arranged in contact with each other, there is no gap in the heat radiating resin member 300, and the heat radiating resin member 300 has a heat radiating property. Enough can be secured. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to appropriately ensure the adhesive force by the heat radiation resin member 300 while ensuring the heat radiation performance.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態にかかるパッケージ構造体について、上記第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。 (Second Embodiment)
The package structure according to the second embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the first embodiment.

上記第１実施形態では、放熱用樹脂部材３００における第１の樹脂３０１は、硬化性樹脂よりなる接着剤であり、第２の樹脂は、硬化せずに流動性を有しているグリスよりなるものであった。それに対して、本実施形態では、第１の樹脂３０１および第２の樹脂３０２を共に熱硬化性樹脂よりなる接着剤により構成したものである。   In the first embodiment, the first resin 301 in the heat-dissipating resin member 300 is an adhesive made of a curable resin, and the second resin is made of grease that is fluid without being cured. It was a thing. On the other hand, in this embodiment, both the first resin 301 and the second resin 302 are made of an adhesive made of a thermosetting resin.

具体的に、本実施形態では、第１の樹脂３０１は、アミン非含有型熱硬化性エポキシ樹脂よりなる接着剤であり、第２の樹脂３０２は、熱硬化性のシリコーン樹脂よりなる接着剤である。ここで、第２の樹脂３０２を構成する熱硬化性のシリコーン樹脂は、硬化触媒を含む付加重合型でもよいし、硬化触媒が不要な縮合重合型でもよい。   Specifically, in the present embodiment, the first resin 301 is an adhesive made of an amine-free thermosetting epoxy resin, and the second resin 302 is an adhesive made of a thermosetting silicone resin. is there. Here, the thermosetting silicone resin constituting the second resin 302 may be an addition polymerization type including a curing catalyst or a condensation polymerization type that does not require a curing catalyst.

より具体的には、第１の樹脂を構成するアミン非含有型熱硬化性エポキシ樹脂としては、酸化アルミニウム粒子とフェノール系硬化剤を含有したビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が挙げられ、第２の樹脂を構成する熱硬化性のシリコーン樹脂としては、信越化学工業株式会社製ＫＥ−１８６７（商品名）が挙げられる。   More specifically, the amine-free thermosetting epoxy resin constituting the first resin includes a bisphenol A type epoxy resin containing aluminum oxide particles and a phenol-based curing agent. Examples of the thermosetting silicone resin to be configured include KE-1867 (trade name) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.

このようなパッケージ構造体は、放熱部材２００の表面に、第１の樹脂３０１、第２の樹脂３０２をそれぞれ、ディスペンスや印刷等により配置し、半導体パッケージ１００をこれら両樹脂３０１、３０２上に搭載した後、加熱硬化により、第１の樹脂３０１および第２の樹脂３０２を一括して硬化することにより製造される。   In such a package structure, the first resin 301 and the second resin 302 are respectively disposed on the surface of the heat dissipation member 200 by dispensing or printing, and the semiconductor package 100 is mounted on both the resins 301 and 302. After that, the first resin 301 and the second resin 302 are manufactured by curing at once by heat curing.

本実施形態によれば、第１の樹脂３０１であるアミン非含有型熱硬化性エポキシ樹脂はアミンを含まないものである。そのため、第１の樹脂３０１と第２の樹脂３０２との両樹脂３０１、３０２を同時に硬化させるときに、熱硬化性のシリコーン樹脂は、付加重合型であったとしても、上記したアミンによる硬化阻害を受けずに、適切に硬化される。   According to this embodiment, the amine-free thermosetting epoxy resin that is the first resin 301 does not contain an amine. Therefore, when both the resins 301 and 302 of the first resin 301 and the second resin 302 are cured at the same time, even if the thermosetting silicone resin is an addition polymerization type, the curing inhibition by the amine described above. It is properly cured without receiving.

また、これら両樹脂３０１、３０２は接触して連続的に配置されているので、放熱用樹脂部材３００において部分的に隙間が生じることがなく、放熱用樹脂部材３００の全体に渡って放熱性を十分に確保できる。よって、本実施形態によれば、放熱性を確保しつつ放熱用樹脂部材３００による接着力を適切に確保することができる。   In addition, since both of these resins 301 and 302 are continuously arranged in contact with each other, there is no gap in the heat radiating resin member 300, and the heat radiating resin member 300 has a heat radiating property. Enough can be secured. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to appropriately ensure the adhesive force by the heat radiation resin member 300 while ensuring the heat radiation performance.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態にかかるパッケージ構造体について、上記第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。本実施形態も、上記第２実施形態と同様、第１の樹脂３０１および第２の樹脂３０２を共に熱硬化性樹脂よりなる接着剤により構成したものであるが、第１の樹脂３０１と第２の樹脂３０２との組み合わせを変更したものである。 (Third embodiment)
The package structure according to the third embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, similarly to the second embodiment, the first resin 301 and the second resin 302 are both formed of an adhesive made of a thermosetting resin. The combination with the resin 302 is changed.

具体的に、本実施形態では、第１の樹脂３０１は、熱硬化性のエポキシ樹脂よりなる接着剤であり、第２の樹脂３０２は、縮合重合型シリコーン樹脂よりなる接着剤である。ここで、第１の樹脂３０１を構成する熱硬化性のエポキシ樹脂は、アミンを含むものでもよいし、含まないものでもよい。   Specifically, in the present embodiment, the first resin 301 is an adhesive made of a thermosetting epoxy resin, and the second resin 302 is an adhesive made of a condensation polymerization type silicone resin. Here, the thermosetting epoxy resin constituting the first resin 301 may or may not contain an amine.

より具体的には、第１の樹脂を構成する熱硬化性のエポキシ樹脂としては、住友３Ｍ株式会社製ＥＷ２０７０（商品名）、第２の樹脂を構成する縮合重合型シリコーン樹脂としては、信越化学工業株式会社製ＫＥ−３４６７（商品名）が挙げられる。   More specifically, the thermosetting epoxy resin constituting the first resin is EW2070 (trade name) manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd., and the condensation polymerization type silicone resin constituting the second resin is Shin-Etsu Chemical. An example is KE-3467 (trade name) manufactured by Kogyo Co., Ltd.

このようなパッケージ構造体は、放熱部材２００の表面に、第１の樹脂３０１、第２の樹脂３０２をそれぞれ、ディスペンスや印刷等により配置し、半導体パッケージ１００をこれら両樹脂３０１、３０２上に搭載した後、加熱硬化により、第１の樹脂３０１および第２の樹脂３０２を一括して硬化することにより製造される。   In such a package structure, the first resin 301 and the second resin 302 are respectively disposed on the surface of the heat dissipation member 200 by dispensing or printing, and the semiconductor package 100 is mounted on both the resins 301 and 302. After that, the first resin 301 and the second resin 302 are manufactured by curing at once by heat curing.

本実施形態によれば、第２の樹脂３０２である縮合硬化型シリコーン樹脂は、硬化触媒が不要で水分により縮合重合して硬化するものである。そのため、第１の樹脂３０１と第２の樹脂３０２との両樹脂３０１、３０２を同時に硬化させるときに、上記エポキシ樹脂がアミンを含むものであったとしても、当該シリコーン樹脂は、上記したアミンによる硬化阻害を受けずに、適切に硬化される。   According to the present embodiment, the condensation curable silicone resin that is the second resin 302 does not require a curing catalyst and is cured by condensation polymerization with moisture. Therefore, even when both the resins 301 and 302 of the first resin 301 and the second resin 302 are simultaneously cured, even if the epoxy resin contains an amine, the silicone resin is based on the above-described amine. It is cured properly without being inhibited by curing.

また、これら両樹脂３０１、３０２は接触して連続的に配置されているので、放熱用樹脂部材３００において部分的に隙間が生じることがなく、放熱用樹脂部材３００の全体に渡って放熱性を十分に確保できる。よって、本実施形態によれば、放熱性を確保しつつ放熱用樹脂部材３００による接着力を適切に確保することができる。   In addition, since both of these resins 301 and 302 are continuously arranged in contact with each other, there is no gap in the heat radiating resin member 300, and the heat radiating resin member 300 has a heat radiating property. Enough can be secured. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to appropriately ensure the adhesive force by the heat radiation resin member 300 while ensuring the heat radiation performance.

（他の実施形態）
なお、上記図１、図２では、放熱用樹脂部材３００は、第２の金属板８０の他面全体をカバーするとともに、第２の金属板８０から多少モールド樹脂２０まではみだしていた。しかし、この放熱用樹脂部材３００は、実質的に放熱機能を果たす第２の金属板８０を少なくともカバーしていればよく、モールド樹脂２０まではみ出していなくてもよい。 (Other embodiments)
In FIGS. 1 and 2, the heat radiating resin member 300 covers the entire other surface of the second metal plate 80 and protrudes somewhat from the second metal plate 80 to the mold resin 20. However, the heat-dissipating resin member 300 only needs to cover at least the second metal plate 80 that substantially performs a heat-dissipating function, and does not have to protrude to the mold resin 20.

また、放熱用樹脂部材３００は、中央側に第１の樹脂３０１、その周辺側に第２の樹脂３０２が連続的に配置される上記構成であればよく、第２の金属板８０の一部をカバーするものであってもよい。   The heat radiating resin member 300 may have the above-described configuration in which the first resin 301 is continuously arranged on the center side and the second resin 302 is continuously arranged on the peripheral side thereof, and a part of the second metal plate 80 may be used. The cover may be covered.

また、放熱用樹脂部材３００における第１の樹脂３０１と第２の樹脂３０２との配置形態の他の例について、図３、図４を参照して述べる。なお、図４では、図３中の半導体パッケージ１０１におけるモールド樹脂２０の外形を破線で示し、半導体素子１０の外形を一点鎖線で示してある。   Another example of the arrangement of the first resin 301 and the second resin 302 in the heat radiation resin member 300 will be described with reference to FIGS. In FIG. 4, the outer shape of the mold resin 20 in the semiconductor package 101 in FIG. 3 is indicated by a broken line, and the outer shape of the semiconductor element 10 is indicated by a one-dot chain line.

これら図３、図４に示されるように、第１の樹脂３０１は、半導体パッケージ１０１の完全に中心部分に位置するものでなくてもよく、第２の樹脂３０２に比べて中央側に位置するものであればよい。また、ここでは、半導体素子１０が２個あるが、第１の樹脂３０１は、半導体素子１０の配列方向に延びて設けられている。このような場合、第２の樹脂３０２は、第１の樹脂３０１の全周ではなく、第１の樹脂３０１の両側に分断して設けられたものであってもよい。   As shown in FIGS. 3 and 4, the first resin 301 does not have to be completely located at the central portion of the semiconductor package 101, and is located closer to the center than the second resin 302. Anything is acceptable. Here, although there are two semiconductor elements 10, the first resin 301 is provided extending in the arrangement direction of the semiconductor elements 10. In such a case, the second resin 302 may be divided and provided on both sides of the first resin 301 instead of the entire circumference of the first resin 301.

また、半導体パッケージ１００としては、半導体素子１０がモールド樹脂２０でモールドされたものであればよく、上記図１の半導体パッケージ１００以外にも、ＳＯＰ（スモールアウトラインパッケージ）、ＱＦＰ（クワッドフラットパッケージ）、ＱＦＮ（クワッドフラットノンリードパッケージ）等が挙げられる。   The semiconductor package 100 may be any semiconductor element 10 molded with the mold resin 20. In addition to the semiconductor package 100 of FIG. 1, the SOP (small outline package), QFP (quad flat package), QFN (quad flat non-lead package) and the like can be mentioned.

さらには、半導体パッケージ１００としては、半導体素子１０が他の部品とともに配線基板上に搭載され、この配線基板がモールド樹脂２０で封止されたものであってもよい。また、モールド樹脂２０による半導体パッケージ１００の封止形態は、ハーフモールドでもよいし、フルモールドでもよい。   Furthermore, as the semiconductor package 100, the semiconductor element 10 may be mounted on a wiring board together with other components, and the wiring board may be sealed with a mold resin 20. Moreover, the sealing form of the semiconductor package 100 with the mold resin 20 may be a half mold or a full mold.

また、上記図１に示される半導体パッケージ１００においては、ポッティング剤４００が設けられていたが、このポッティング剤４００は、当該ポッティング剤４００による放熱用樹脂部材３００の接続部の保護が不要な場合には、省略してもよい。   In the semiconductor package 100 shown in FIG. 1, the potting agent 400 is provided. However, the potting agent 400 is used when the potting agent 400 does not need to protect the connection portion of the heat radiation resin member 300. May be omitted.

また、上記各実施形態では、パッケージ構造体の製造方法において、放熱用樹脂部材３００となる両樹脂３０１、３０２を放熱部材２００側に配置した後、その上に半導体パッケージ１００を搭載していた。   In each of the embodiments described above, in the method for manufacturing a package structure, after both the resins 301 and 302 to be the heat radiating resin member 300 are arranged on the heat radiating member 200 side, the semiconductor package 100 is mounted thereon.

これに対して、放熱用樹脂部材３００の配置を予め半導体パッケージ１００側にて行い、その後、放熱用樹脂部材３００を介して、放熱部材２００を半導体パッケージ１００に接触させるようにしてもよい。   In contrast, the heat dissipation resin member 300 may be arranged on the semiconductor package 100 side in advance, and then the heat dissipation member 200 may be brought into contact with the semiconductor package 100 via the heat dissipation resin member 300.

また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope described in the claims. The above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible, and the above embodiments are not limited to the illustrated examples. Absent. In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Yes. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case. Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship or the like.

１００ 半導体パッケージ
２００ 放熱部材
３００ 放熱用樹脂部材
３０１ 第１の樹脂
３０２ 第２の樹脂 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Semiconductor package 200 Heat radiating member 300 Heat radiating resin member 301 1st resin 302 2nd resin

Claims (4)

半導体パッケージ（１００）と放熱部材（２００）とを放熱用樹脂部材（３００）を介して接続してなるパッケージ構造体であって、
前記放熱用樹脂部材は、前記半導体パッケージの中央側に配置された第１の樹脂（３０１）と、前記第１の樹脂に接触しつつ前記半導体パッケージの周辺側に配置され前記第１の樹脂よりも低弾性な第２の樹脂（３０２）とよりなり、
前記第１の樹脂は、硬化されたものであって前記半導体パッケージと前記放熱部材とを接着する硬化性樹脂よりなり、
前記第２の樹脂は、硬化せずに流動性を有しているグリスよりなることを特徴とするパッケージ構造体。 A package structure formed by connecting a semiconductor package (100) and a heat dissipation member (200) via a heat dissipation resin member (300),
The heat-dissipating resin member is arranged on the peripheral side of the semiconductor package while being in contact with the first resin (301) arranged on the center side of the semiconductor package and the first resin. Is made of a low elasticity second resin (302),
The first resin is cured and is made of a curable resin that bonds the semiconductor package and the heat dissipation member;
2. The package structure according to claim 1, wherein the second resin is made of grease that does not cure and has fluidity. 前記第１の樹脂を構成する硬化性樹脂は、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂であり、前記第２の樹脂を構成するグリスはシリコーングリスであることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ構造体。   2. The package structure according to claim 1, wherein the curable resin constituting the first resin is an epoxy resin or a silicone resin, and the grease constituting the second resin is a silicone grease. 半導体パッケージ（１００）と放熱部材（２００）とを放熱用樹脂部材（３００）を介して接続してなるパッケージ構造体であって、
前記放熱用樹脂部材は、前記半導体パッケージの中央側に配置された第１の樹脂（３０１）と、前記第１の樹脂に接触しつつ前記半導体パッケージの周辺側に配置され前記第１の樹脂よりも低弾性な第２の樹脂（３０２）とよりなり、
前記第１の樹脂は、アミン非含有型熱硬化性エポキシ樹脂よりなる接着剤であり、
前記第２の樹脂は、熱硬化性のシリコーン樹脂よりなる接着剤であることを特徴とするパッケージ構造体。 A package structure formed by connecting a semiconductor package (100) and a heat dissipation member (200) via a heat dissipation resin member (300),
The heat-dissipating resin member is arranged on the peripheral side of the semiconductor package while being in contact with the first resin (301) arranged on the center side of the semiconductor package and the first resin. Is made of a low elasticity second resin (302),
The first resin is an adhesive made of an amine-free thermosetting epoxy resin,
The package structure according to claim 2, wherein the second resin is an adhesive made of a thermosetting silicone resin. 半導体パッケージ（１００）と放熱部材（２００）とを放熱用樹脂部材（３００）を介して接続してなるパッケージ構造体であって、
前記放熱用樹脂部材は、前記半導体パッケージの中央側に配置された第１の樹脂（３０１）と、前記第１の樹脂に接触しつつ前記半導体パッケージの周辺側に配置され前記第１の樹脂よりも低弾性な第２の樹脂（３０２）とよりなり、
前記第１の樹脂は、熱硬化性のエポキシ樹脂よりなる接着剤であり、
前記第２の樹脂は、縮合重合型シリコーン樹脂よりなる接着剤であることを特徴とするパッケージ構造体。 A package structure formed by connecting a semiconductor package (100) and a heat dissipation member (200) via a heat dissipation resin member (300),
The heat-dissipating resin member is arranged on the peripheral side of the semiconductor package while being in contact with the first resin (301) arranged on the center side of the semiconductor package and the first resin. Is made of a low elasticity second resin (302),
The first resin is an adhesive made of a thermosetting epoxy resin,
The package structure according to claim 2, wherein the second resin is an adhesive made of a condensation polymerization type silicone resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2017209209A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 日立化成株式会社 Production method for laminate
JP2017224751A (en) * 2016-06-16 2017-12-21 トヨタ自動車株式会社 Semiconductor device

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