JP2018067600A - Electronic device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic device and a method for manufacturing the same.
金属表面に電子部品(例えばICチップ)を接合するとともに樹脂部材を密着させた構造を有する、半導体装置及びその製造方法が知られている(例えば特許文献1等参照)。また、特許文献1は、金属表面をレーザービーム照射により粗面化して樹脂部材との密着性を向上する技術を開示する。
2. Description of the Related Art A semiconductor device having a structure in which an electronic component (for example, an IC chip) is bonded to a metal surface and a resin member is in close contact with the metal surface and a manufacturing method thereof are known (for example, see Patent Document 1).
この種の装置において、レーザービーム照射による粗面化の影響が、金属表面における電子部品との密着部分にも及ぶ場合があり得る。この場合、金属表面と電子部品との密着性が低下する懸念がある。本発明は、上記に例示した課題に鑑みてなされたものである。即ち、本発明は、金属表面をレーザービーム照射により粗面化して樹脂部材との密着性を向上しても、金属表面と電子部品との良好な密着性が得られる、構成及びその製造方法を提供する。 In this type of apparatus, the effect of surface roughening due to laser beam irradiation may reach even the close contact portion with the electronic component on the metal surface. In this case, there is a concern that the adhesion between the metal surface and the electronic component is lowered. The present invention has been made in view of the problems exemplified above. That is, the present invention provides a configuration and a method for manufacturing the same, in which even if the metal surface is roughened by laser beam irradiation to improve the adhesion to the resin member, good adhesion between the metal surface and the electronic component can be obtained. provide.
請求項1に記載の電子装置(1)は、導電性接合層(4)を介して電子部品(3)を搭載した構成を有する。
An electronic device (1) according to
この電子装置は、
前記導電性接合層に接合される金属質表面である搭載面(23)と、前記搭載面の面内方向について前記搭載面に隣接しつつ前記搭載面を囲むように前記搭載面の外側に設けられた金属質表面である封止面(24)と、を有する支持部材(2)と、
合成樹脂成形体であって、前記電子部品を被覆しつつ前記封止面に接合される樹脂部材(5)と、
を備え、
前記封止面は、複数の略円形状のレーザー照射痕(26)によって形成された粗面(25)を有し、
前記面内方向について前記搭載面における前記封止面に隣接する部分である境界部(231)は、前記導電性接合層を構成する材料の濡れ性が、前記封止面における前記粗面よりも良好となるように形成されている。
This electronic device
A mounting surface (23) which is a metallic surface to be bonded to the conductive bonding layer, and provided outside the mounting surface so as to surround the mounting surface while being adjacent to the mounting surface in the in-plane direction of the mounting surface A support member (2) having a sealing surface (24) which is a metallic surface formed;
A resin member (5) which is a synthetic resin molded body and is bonded to the sealing surface while covering the electronic component;
With
The sealing surface has a rough surface (25) formed by a plurality of substantially circular laser irradiation marks (26),
In the in-plane direction, the boundary portion (231), which is a portion adjacent to the sealing surface in the mounting surface, has wettability of the material constituting the conductive bonding layer more than the rough surface in the sealing surface. It is formed to be good.
請求項6に記載の製造方法は、導電性接合層(4)を介して電子部品(3)を搭載した構成を有する電子装置(1)の製造方法である。 The manufacturing method according to claim 6 is a manufacturing method of the electronic device (1) having a configuration in which the electronic component (3) is mounted via the conductive bonding layer (4).
この製造方法は、以下の工程を含む。 This manufacturing method includes the following steps.
前記電子部品を搭載する支持部材(2)の有する一つの平面状の金属表面の一部であって、前記金属表面の面内方向における中心部寄りの領域である非照射領域(27)よりも前記面内方向における外側に、パルス発振のレーザービームである粗面化ビームを照射することで、複数の略円形状のレーザー照射痕(26)によって形成された粗面(25)を有する金属質表面である封止面(24)を、前記レーザー照射痕を有しない前記非照射領域よりも前記面内方向における外側に形成し、
前記非照射領域の外縁部を含む境界部(231)における、前記導電性接合層を構成する材料の濡れ性が、前記封止面における前記粗面よりも良好となるように、前記粗面化ビームよりも低エネルギーのレーザービームである後処理ビームを前記境界部に照射し、
前記後処理ビームを前記境界部に照射することで、前記導電性接合層に接合される金属質表面であって前記境界部及び前記非照射領域を含む搭載面(23)を前記支持部材に形成し、
前記搭載面に前記導電性接合層を接合することで、前記導電性接合層を介して前記電子部品を前記支持部材に搭載し、
合成樹脂成形体である樹脂部材(5)を前記封止面に接合することで、前記樹脂部材により前記電子部品を被覆する。
More than the non-irradiated region (27), which is a part of one planar metal surface of the support member (2) on which the electronic component is mounted, and is a region closer to the center in the in-plane direction of the metal surface. A metallic material having a rough surface (25) formed by a plurality of substantially circular laser irradiation marks (26) by irradiating a roughening beam which is a pulsed laser beam on the outside in the in-plane direction. Forming a sealing surface (24) which is a surface on the outer side in the in-plane direction with respect to the non-irradiated region not having the laser irradiation trace,
The roughening is performed so that the wettability of the material constituting the conductive bonding layer at the boundary portion (231) including the outer edge portion of the non-irradiation region is better than the rough surface at the sealing surface. Irradiating the boundary with a post-processing beam, which is a laser beam having a lower energy than the beam,
By irradiating the boundary portion with the post-processing beam, a mounting surface (23) that is a metallic surface bonded to the conductive bonding layer and includes the boundary portion and the non-irradiated region is formed on the support member. And
By bonding the conductive bonding layer to the mounting surface, the electronic component is mounted on the support member via the conductive bonding layer,
The electronic component is covered with the resin member by bonding the resin member (5), which is a synthetic resin molded body, to the sealing surface.
上記構成及び製造方法においては、前記支持部材に対する前記粗面化ビームの照射により、複数の前記レーザー照射痕を有する前記粗面が形成される。これにより、前記支持部材における金属質表面であって前記粗面を有する前記封止面と、前記樹脂部材との密着性が、よりいっそう向上する。一方、前記支持部材の、前記面内方向における中心部寄りには、前記非照射領域が形成される。即ち、前記非照射領域よりも、前記面内方向における外側に、前記封止面が形成される。 In the said structure and manufacturing method, the said rough surface which has several said laser irradiation traces is formed by irradiation of the said roughening beam with respect to the said supporting member. Thereby, the adhesiveness between the sealing member having the rough surface and the metallic surface of the support member, and the resin member are further improved. On the other hand, the non-irradiation region is formed near the center of the support member in the in-plane direction. That is, the sealing surface is formed outside the non-irradiated region in the in-plane direction.
このとき、前記レーザー照射痕の内側及び周囲には、堆積物が堆積する。この堆積物を構成する物質は、前記支持部材を構成する金属、及び/又はその化合物(例えば酸化物)等である。かかる堆積物の堆積等に伴い、前記レーザー照射痕の内側及び周囲には、微細な凹凸が発生する。 At this time, deposits are deposited inside and around the laser irradiation mark. The substance constituting the deposit is a metal constituting the support member and / or a compound thereof (for example, an oxide). Along with the deposition of the deposit, fine irregularities are generated inside and around the laser irradiation trace.
上記のような堆積物の堆積及び/又は微細な凹凸は、前記搭載面における、前記面内方向について前記封止面に隣接する前記境界部にも発生し得る。すると、前記化合物等の影響により、前記境界部にて、前記導電性接合層を構成する材料の濡れ性が悪化する懸念がある。 Deposits and / or fine irregularities as described above may also occur in the boundary portion of the mounting surface adjacent to the sealing surface in the in-plane direction. Then, there exists a possibility that the wettability of the material which comprises the said electroconductive joining layer may deteriorate in the said boundary part by the influence of the said compound etc.
そこで、上記構成及び製造方法においては、前記境界部に、前記粗面化ビームよりも低エネルギーのレーザービームである前記後処理ビームが照射される。前記後処理ビームの照射により、前記濡れ性の悪化の要因である前記化合物等が、良好に除去される。これにより、前記境界部は、前記濡れ性が前記封止面における前記粗面よりも良好とされる。したがって、前記封止面と前記樹脂部材との良好な密着性を実現しつつ、前記搭載面における前記導電性接合層の密着性が良好に確保され得る。 Therefore, in the above-described configuration and manufacturing method, the post-processing beam, which is a laser beam having a lower energy than the roughening beam, is irradiated onto the boundary portion. By the irradiation with the post-treatment beam, the compound and the like that are the cause of the deterioration of the wettability are satisfactorily removed. Thereby, the said boundary part makes the said wettability better than the said rough surface in the said sealing surface. Therefore, the adhesion of the conductive bonding layer on the mounting surface can be ensured satisfactorily while realizing good adhesion between the sealing surface and the resin member.
なお、上記及び特許請求の範囲欄における各手段に付された括弧付きの参照符号は、同手段と後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。 Reference numerals in parentheses attached to each means in the above and claims column indicate an example of a correspondence relationship between the means and specific means described in the embodiments described later.
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、実施形態と後述の変形例とにおいて、互いに同一又は均等である部分には、同一符号が付されている。この場合、後続の変形例においては、技術的矛盾又は特段の追加説明なき限り、先行する実施形態における説明が適宜援用され得る。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in the embodiment and a modified example described later, the same or equivalent portions are denoted by the same reference numerals. In this case, in the following modification, the description in the preceding embodiment can be incorporated as appropriate unless there is a technical contradiction or special additional description.
(実施形態の構成)
図1〜図4を参照しつつ、本実施形態の電子装置1の構成について説明する。図1に示されているように、電子装置1は、支持部材2と、電子部品3と、導電性接合層4と、樹脂部材5とを備えている。なお、図示及び説明の便宜のため、電子装置1に通常設けられる、保護膜、配線部、等の細部については、各図において図示及び説明が省略されている。また、同様の理由のため、図2の平面図においては、樹脂部材5の図示が省略されている。
(Configuration of the embodiment)
The configuration of the
支持部材2は、電子部品3を支持する部材であって、本実施形態においては金属部材として構成されている。具体的には、支持部材2は、いわゆるリードフレームであって、少なくとも電子部品3と接合される部分及びその近傍部分にて平板状に形成されている。支持部材2の構成の詳細については後述する。本実施形態においては、電子部品3は、ICチップであって、図2に示されているように、平面形状が矩形状に形成されている。「平面形状」とは、六面体状に形成された電子部品3における最も大きな面積を有する一対の表面である、一対の主面のうちの一方を、当該一方の主面の法線方向と平行な視線で見た場合の、当該一方の主面の形状をいう。また、「平面形状」は、平面視における形状、即ち平面図中の形状をいう場合もある。
The
導電性接合層4は、支持部材2の一表面である実装面20に電子部品3を接着するための部材であって、ハンダ又は導電性接着剤によって形成されている。実装面20の面内方向、即ち、実装面20と平行な方向を、以下単に「面内方向」と称する。樹脂部材5は、合成樹脂成形体であって、エポキシ樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等の熱硬化性もしくは熱可塑性合成樹脂によって形成されている。電子装置1は、支持部材2の実装面20に導電性接合層4を介して電子部品3を搭載するとともに、搭載した電子部品3及び実装面20を樹脂部材5で被覆した構成を有している。
The
支持部材2は、本体部21とメタライズ層22とを有している。本体部21は、導電性の良好な金属材料、例えば、Cu、Fe、Ni、Pd、Pt、Al、又はこれらの金属元素の少なくとも一種を含む合金(42アロイ等)によって形成されている。メタライズ層22は、本体部21上に形成された金属薄膜であって、実装面20を有している。即ち、実装面20は、メタライズ層22の表面として設けられている。本実施形態においては、メタライズ層22は、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が良好な金属材料(例えばニッケル系金属)をメッキ等で成膜することによって形成されている。
The
実装面20は、支持部材2の有する一つの平面状の金属表面の一部に対して、導電性接合層4及び樹脂部材5との接合性(即ち密着性)を向上するためのレーザービーム照射処理を施すことによって形成されている。具体的には、実装面20には、搭載面23と封止面24とが含まれる。即ち、メタライズ層22は、搭載面23と封止面24とを有している。搭載面23は、導電性接合層4に接合される金属質表面であって、面内方向における実装面20の中心部に設けられている。「金属質表面」とは、金属を主成分とする表面であって、金属表面及び金属化合物表面(例えば金属酸化物表面)を含む。本実施形態においては、搭載面23は、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が良好な金属表面として形成されている。
The mounting
図3に示されているように、搭載面23は、電子部品3における矩形状の平面形状に対応して、矩形状の平面形状に形成されている。封止面24は、面内方向について搭載面23に隣接する金属質表面であって、搭載面23を囲むように搭載面23の外側に設けられている。樹脂部材5は、電子部品3を被覆しつつ、封止面24に接合されている。
As shown in FIG. 3, the mounting
封止面24は、粗面25を有している。粗面25は、複数の略円形状のレーザー照射痕26によって形成されている。レーザー照射痕26は、外径が5〜300μm程度のクレーター状の凹凸部であって、実装面20にパルス発振のレーザービームを照射することによって形成されている。なお、一つの略円形状のレーザー照射痕26は、一回のパルス発振のレーザービーム照射に対応する。また、粗面25を形成するためのレーザービームを、以下「粗面化ビーム」と称することがある。
The sealing
図3に示されているように、本実施形態においては、粗面25は、平面視にて、所定の線幅(具体的にはレーザー照射痕26の外径の二倍に相当する幅)を有する矩形状に形成されている。即ち、封止面24の、矩形状の粗面25よりも面内方向における内側には、レーザー照射痕26を有しない非照射領域27が形成されている。なお、本実施形態においては、封止面24の、粗面25よりも面内方向における外側にも、レーザー照射痕26を有しない領域が形成されている。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the
上記の通り、粗面25は、実装面20の面内方向における中心部寄りの非照射領域27よりも、面内方向における外側に、パルス発振の粗面化ビームを照射することによって形成されている。この非照射領域27によって、搭載面23の主要部が形成されている。具体的には、本実施形態においては、搭載面23と非照射領域27とは略一致している。
As described above, the
搭載面23は、境界部231を有している。境界部231には、粗面化ビームよりも低エネルギーのレーザービームである後処理ビームの照射処理が施されている。これにより、境界部231は、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が、封止面24における粗面25よりも良好となるように形成されている。境界部231は、搭載面23における、面内方向について封止面24に隣接する、平面視にて略矩形状の帯状部分である。具体的には、境界部231は、非照射領域27の外縁部に設けられている。このように、搭載面23は、全体として、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が良好な金属質表面として形成されている。
The mounting
図4は、図3におけるIV−IV断面のうちの一部分を示す。図4に示されているように、粗面25には、第一凸部261と第二凸部262とが、それぞれ複数形成されている。
FIG. 4 shows a part of the IV-IV cross section in FIG. As shown in FIG. 4, a plurality of first
第一凸部261は、クレーター状のレーザー照射痕26の外縁部に対応して形成された凸部であって、0.5〜5μmの高さを有している。第一凸部261の高さは、図4にて矢印H1により示されており、その定義は後述する。
The 1st
第二凸部262は、第一凸部261内及び第一凸部261の周囲に形成された凸部であって、1〜500nmの高さ及び1〜300nmの幅を有している。即ち、第二凸部262は、レーザー照射痕26内及びレーザー照射痕26の周囲に形成されている。第二凸部262の高さは、図4にて矢印H2により示されており、その定義は後述する。
The second
第二凸部262は、1〜300nmの幅を有している。第二凸部262の幅の定義も後述する。粗面25は、隣り合う2つの第二凸部262の間隔が1〜300nmとなるように形成されている。
The second
上記のように、第二凸部262の高さは、第一凸部261の高さよりも充分小さい。故に、第一凸部261の高さは、第二凸部262の高さを捨象して定義可能である。即ち、第一凸部261の高さは、第二凸部262を平滑化して第一凸部261の仮想的な断面曲線(図4における点線参照)を形成した場合の、面内方向と直交する方向(即ち図4における上下方向)における、第一凸部261の最高位置と最低位置との間の距離である。
As described above, the height of the second
第二凸部262の高さは、第一凸部261における上記の仮想的な断面曲線を水平に伸ばした場合の、水平線と直交する方向における、第二凸部262の最高位置と最低位置との間の距離である。第二凸部262の幅は、第二凸部262の高さを規定する方向と直交する方向における、第二凸部262の隣接する2つの最低位置の間の距離である。
The height of the second
(製造方法及び効果)
上記構成を有する電子装置1は、以下のようにして製造することができる。なお、電子装置1に通常設けられる上記の細部に関しては、製造工程の説明を省略する。
(Manufacturing method and effect)
The
まず、支持部材2の一金属表面の一部(即ち非照射領域27よりも面内方向における外側の領域)に、パルス発振の粗面化ビームを走査しつつ多数回照射することで、略円形状のレーザー照射痕26を多数有する粗面25が形成される。粗面化ビームの照射条件は以下の通りである。レーザー光源は、例えば、Nd:YAG(ネオジム:イットリウム・アルミニウム・ガーネット)を用いることが可能である。Nd:YAGの場合、波長は、基本波長である1064μm、又はその高調波である533μm又は355μmの波長を用いることが可能である。照射スポット径は5〜300μm、エネルギー密度は5〜100J/平方cm、パルス幅(即ち一つのスポットあたりの照射時間)は10〜1000nsである。
First, a portion of one metal surface of the support member 2 (that is, a region outside the
図5は、粗面化ビームの一スポット分の照射によって一つのレーザー照射痕26が形成された様子を示す。図中、破線は、粗面化ビームを示す。粗面化ビームの照射により、金属の溶融及び/又は気化と、これに伴う金属の凝固及び/又は堆積が生じる。これにより、図5に示されているように、ミクロンサイズの第一凸部261が平面視にて略円形に形成される。第一凸部261の外径は、粗面化ビームの照射スポット径よりも僅かに大きい。また、第一凸部261の内側及び周囲に、ナノサイズ又はサブミクロンサイズの第二凸部262が形成される。
FIG. 5 shows a state in which one
粗面化ビーム及び後述する後処理ビームの走査方式は以下の通りである。本実施形態においては、レーザー光源、光学系、及び支持部材2を着脱可能に支持するためのXYステージは、容易には移動しないように固定的に設けられている。支持部材2がXYステージ上に装着される。レーザー光源の駆動とXYステージの駆動とが同期されつつ、実装面20上の所望の位置にてレーザービームが照射される。これにより、レーザービームを実装面20上にて所望のパターンで走査することが可能である。なお、以下の説明では、説明の簡略化のため、レーザービームが実装面20上を移動するような表現が用いられることがある。
The scanning method of the roughening beam and the post-processing beam described later is as follows. In the present embodiment, the laser light source, the optical system, and the XY stage for detachably supporting the
図6は、粗面化ビームの図中左方向に向かう走査によって、複数のレーザー照射痕26が順に形成される様子を示す。なお、図示及び説明の簡略化のため、図6においては、粗面25における第二凸部262(図5参照)の図示は省略されている。
FIG. 6 shows a state in which a plurality of laser irradiation marks 26 are sequentially formed by scanning the roughened beam toward the left in the drawing. For simplification of illustration and description, the illustration of the second convex portion 262 (see FIG. 5) on the
図6に示されているように、支持部材2に対する粗面化ビームの照射及び走査により、支持部材2における封止面24に、複数のレーザー照射痕26による粗面25が形成される。一方、支持部材2の面内方向における中心部寄りには、非照射領域27が形成される。即ち、非照射領域27よりも、面内方向における外側に、封止面24が形成される。
As shown in FIG. 6, a
粗面化ビームの照射によって複数のレーザー照射痕26が形成される際に、各レーザー照射痕26の内側及び周囲には、堆積物263が堆積する。堆積物263は、メタライズ層22を構成する金属、及びその化合物(典型的には酸化物)等によって形成される。かかる堆積物263の堆積等により、レーザー照射痕26の内側及び周囲には、微細な凹凸が発生する。即ち、堆積物263は、図5に示された第二凸部262を形成する一要因となる。
When a plurality of laser irradiation marks 26 are formed by the irradiation of the roughening beam, a
堆積物263の堆積及びこれに伴う微細な凹凸は、搭載面23における、面内方向について封止面24に隣接する境界部231にも発生する場合がある。この場合、上述の化合物等の影響により、境界部231にて、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が悪化する懸念がある。特に、メタライズ層22として、ハンダに対する濡れ性が良好なニッケル系の金属メッキを用いた場合、ニッケル酸化物である堆積物263の発生により、ハンダに対する濡れ性が大きく悪化する。このような、境界部231における濡れ性の悪化を考慮して、搭載面23と粗面25との間に所定幅のマージン領域を形成すると、電子装置1が大型化する。
Accumulation of the
また、電子部品3の矩形状の平面形状における角部近傍は、熱応力等の内部応力が発生しやすい部分である。この点、上記のような、境界部231における濡れ性の悪化、及び/又はマージン領域の形成により、電子部品3の角部近傍における支持部材2と導電性接合層4及び樹脂部材5との密着性が低下する。これにより、電子部品3の角部近傍にて、導電性接合層4に剥離及び/又はクラックが発生する懸念がある。
Further, the vicinity of the corner of the rectangular planar shape of the
そこで、本実施形態においては、図7に示されているように、境界部231に後処理ビームが照射される。後処理ビームの照射は、粗面化ビームの照射が終了した後、粗面化ビームの照射と同一のレーザー照射設備を用いて行われる。このレーザー照射設備は、レーザー光源、光学系、XYステージ、及びこれらの制御装置等を含む。よって、上記のXYステージに支持部材2が一旦装着されると、粗面化ビームの照射とその後の後処理ビームの照射が完了するまで、支持部材2はXYステージから取り外されない。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the post-processing beam is irradiated to the
後処理ビームの照射条件は以下の通りである。後処理ビームの波長、照射スポット径、及びパルス幅は、粗面化ビームと同じ値を用いることが可能である。エネルギー密度は0.5〜3J/平方cmである。濡れ性向上をより良好とするため、照射ピッチ(即ち連続する二つのスポットの中心間距離)は、粗面化ビームよりも短く設定される。具体的には、例えば、粗面化ビームのスポット径が80μmで照射ピッチが70μmに設定された場合、後処理ビームのスポット径は80μmで照射ピッチは35μm以下に設定され得る。 The irradiation conditions of the post-processing beam are as follows. The wavelength of the post-processing beam, the irradiation spot diameter, and the pulse width can use the same values as those of the roughened beam. The energy density is 0.5-3 J / square cm. In order to improve the wettability, the irradiation pitch (that is, the distance between the centers of two consecutive spots) is set shorter than that of the roughened beam. Specifically, for example, when the spot diameter of the roughened beam is 80 μm and the irradiation pitch is set to 70 μm, the spot diameter of the post-processing beam can be set to 80 μm and the irradiation pitch can be set to 35 μm or less.
後処理ビームの照射により、図8に示されているように、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性の悪化の要因である、上記の化合物等が、境界部231から良好に除去される。これにより、境界部231は、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が、封止面24における粗面25よりも良好とされる。
By irradiation with the post-processing beam, as shown in FIG. 8, the above-mentioned compounds and the like, which are the cause of deterioration of the wettability of the material constituting the
このように、粗面化ビームの照射により実装面20に粗面25が形成された後、後処理ビームが境界部231に照射される。これにより、導電性接合層4に接合される金属質表面であって境界部231及び非照射領域27を含む搭載面23が、支持部材2に形成される。粗面化ビームの照射と、その後の後処理ビームの照射は、同一のレーザー照射設備を用いて、途中に支持部材2の着脱作業を経ることなく連続的に行われる。故に、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が良好な搭載面23の形成が、良好な位置精度にて迅速に行われ得る。
Thus, after the
その後、塗布等により、図9に示されているように、搭載面23上に導電性接合層4が形成される。続いて、図10に示されているように、導電性接合層4における、実装面20と接合された側と反対側に、電子部品3が接合される。こうして、電子部品3が、導電性接合層4を介して支持部材2に搭載される。
Thereafter, the
上記の通り、搭載面23における境界部231は、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が、封止面24における粗面25よりも良好とされている。したがって、搭載面23における導電性接合層4の密着性が、良好に確保され得る。
As described above, the
その後、図11に示されているように、合成樹脂成形体である樹脂部材5を封止面24に接合して、電子部品3を樹脂部材5により被覆することで、電子装置1が製造される。このとき、封止面24には、粗面25が形成されている。この粗面25は、微視的には、図4に示されているように、ミクロンサイズの第一凸部261と、ナノサイズ又はサブミクロンサイズの第二凸部262とを有している。このため、支持部材2と樹脂部材5とが、アンカー効果により良好に密着する。
Thereafter, as shown in FIG. 11, the
上記の通り、本実施形態においては、封止面24と樹脂部材5との良好な密着性を実現しつつ、搭載面23における導電性接合層4の密着性が良好に確保され得る。
As described above, in the present embodiment, good adhesion between the sealing
(変形例)
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に対しては適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態と異なる部分についてのみ説明する。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾又は特段の説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made to the above-described embodiment. Hereinafter, typical modifications will be described. In the following description of the modified example, only the parts different from the above embodiment will be described. Therefore, in the following description of the modified example, regarding the components having the same reference numerals as those of the above-described embodiment, the description in the above-described embodiment can be incorporated as appropriate unless there is a technical contradiction or special description.
支持部材2は、リードフレームに限定されない。例えば、支持部材2は、いわゆるSOI基板であってもよい。SOIはSilicon on Insulatorの略である。一方、本体部21が金属部材であって、その表面の、導電性接合層4及び樹脂部材5との接合性が所定程度良好であれば、支持部材2は、メタライズ層22を有していなくてもよい。
The
電子部品3は、ICチップに限定されない。即ち、例えば、電子部品3は、コンデンサ素子等であってもよい。また、図9に示されている、搭載面23上への導電性接合層4の形成と、図10に示されている、搭載面23への電子部品3の搭載とは、同時に行われ得る。
The
封止面24における、粗面25が設けられていない部分は、樹脂部材5に覆われていなくてもよい。あるいは、粗面25、即ち複数のレーザー照射痕26は、封止面24の全体に形成されていてもよい。粗面25の一部(即ち面内方向における外縁部)は、樹脂部材5に覆われていなくてもよい。
A portion of the sealing
レーザーの種類は、上記実施形態に限定されない。即ち、例えば、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、等が利用可能である。 The type of laser is not limited to the above embodiment. That is, for example, a carbon dioxide laser, an excimer laser, etc. can be used.
粗面化ビームと後処理ビームとで、照射条件(波長、照射スポット径、パルス幅、等)が異なっていてもよい。例えば、酸化物等の除去の観点から、後処理ビームの波長は、短波長(即ち例えば紫外波長)に設定され得る。具体的には、Nd:YAGの場合、粗面化ビームでは基本波長の1064μmが用いられ、後処理ビームでは第三高調波の355μmが用いられ得る。この場合、紫外波長の後処理ビームの照射による酸化物等の除去は、熱プロセスを伴わないアブレーション加工となる。このため、酸化物等の除去が、周囲への熱影響を最小限にしつつ可能となる。また、後処理ビームは、パルス発振ではなく、連続照射であってもよい。 Irradiation conditions (wavelength, irradiation spot diameter, pulse width, etc.) may be different between the roughening beam and the post-processing beam. For example, from the viewpoint of removing oxides and the like, the wavelength of the post-processing beam can be set to a short wavelength (ie, an ultraviolet wavelength, for example). Specifically, in the case of Nd: YAG, the fundamental wavelength of 1064 μm can be used for the roughened beam, and the third harmonic of 355 μm can be used for the post-processed beam. In this case, removal of oxides or the like by irradiation with an ultraviolet wavelength post-processing beam is an ablation process not involving a thermal process. For this reason, it is possible to remove oxides and the like while minimizing the influence of heat on the surroundings. Further, the post-processing beam may be continuous irradiation instead of pulse oscillation.
粗面化ビームと後処理ビームとで、異なる種類のレーザーが用いられてもよい。例えば、粗面化ビームとしては、熱プロセスによる金属の溶融が発生しやすい、長波長レーザーが好適に用いられ得る。一方、後処理ビームとしては、上記のように、周囲への熱影響を最小限にしつつ酸化物等を除去する観点から、エキシマレーザー等の短波長レーザーが好適に用いられ得る。 Different types of lasers may be used for the roughening beam and the post-processing beam. For example, as the roughening beam, a long wavelength laser that is likely to cause melting of a metal by a thermal process can be suitably used. On the other hand, as the post-processing beam, as described above, a short wavelength laser such as an excimer laser can be suitably used from the viewpoint of removing oxides and the like while minimizing the influence of heat on the surroundings.
レーザービームの走査方式も、上記実施形態に限定されない。即ち、例えば、支持部材2を固定して、光学系にてレーザービームスポットを実装面20上にて移動させることが可能である。また、粗面化ビームの照射と後処理ビームの照射との間に、支持部材2の着脱が行われてもよい。
The laser beam scanning method is not limited to the above embodiment. That is, for example, it is possible to fix the
第二凸部262は、第一凸部261内又は第一凸部261の周囲に形成されていればよい。
The 2nd
図12に示されているように、後処理ビームは、非照射領域27の外縁部に加えて、面内方向について非照射領域27に隣接するレーザー照射痕26にも照射され得る。この場合、図13に示されているように、境界部231は、非照射領域27の外縁部(即ち粗面25の内縁部)と、面内方向について当該外縁部に隣接しつつ平面視にて矩形状に配列する複数のレーザー照射痕26の一部とを含む。
As shown in FIG. 12, the post-processing beam can be applied to the
すると、図14に示されているように、導電性接合層4は、レーザー照射痕26のうちの、境界部231に含まれる部分にも密着する。かかる構成においては、導電性接合層4の外縁部が、レーザー照射痕26により形成される凹凸により、良好に搭載面23に固着する。したがって、かかる構成によれば、搭載面23における導電性接合層4の密着性が、よりいっそう良好に確保され得る。
Then, as shown in FIG. 14, the
搭載面23の平面視における外形形状は、図3に示されているような矩形状に限定されない。但し、上記の通り、内部応力の観点から、電子部品3の角部に対応する位置にて、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が良好であることが好適である。したがって、搭載面23における、少なくとも電子部品3の角部に対応する位置にて、後処理ビームが照射されることが好適である。即ち、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が良好な搭載面23の、平面視における角部は、直角状の部分が面内方向について外側に突出するように形成され得る。
The outer shape of the mounting
例えば、図15に示されている例では、搭載面23は、矩形状の非照射領域27から四つのマージン領域281を除外した平面形状を有している。境界部231は、矩形状の非照射領域27における四つの角部のそれぞれに設けられている。マージン領域281は、台形状に形成されていて、下底が上底よりも外側に位置するように配置されている。また、マージン領域281は、矩形状の非照射領域27の各辺に下底が接するように配置されている。即ち、マージン領域281は、図中上下方向又は左右方向に隣接する二つの境界部231の間に設けられている。換言すれば、搭載面23は、非照射領域27の内側の矩形状領域と、この矩形状領域における四つの角部のそれぞれから突出するほぼ矩形状の四つの境界部231とを重ねた領域として形成されている。
For example, in the example shown in FIG. 15, the mounting
搭載面23と粗面25との間に設けられるマージン領域281においては、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が悪化している可能性がある。もっとも、かかる構成においては、マージン領域281は、電子部品3の角部に対応する位置には設けられない。即ち、電子部品3の角部に対応する位置の境界部231は、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が良好に形成されている。また、境界部231の面内方向における外側に隣接する、粗面25の内縁部における角部は、樹脂部材5と良好に密着する。したがって、かかる構成によれば、電子部品3の角部近傍における、導電性接合層4の剥離及び/又はクラックの発生が、良好に抑制され得る。
In the
搭載面23が矩形状であっても、その角部以外の位置には、マージン領域281が設けられ得る。例えば、図16に示されている例では、平面視にて枠状に形成された粗面25の内縁部における角部(即ち内側の角部)は、搭載面23側に突出する扇形の形状を有している。即ち、粗面25における内側の角部には、搭載面23の面内方向における中央部に向かって突出する扇形の部分が形成されている。境界部231は、かかる扇形の部分における一部(即ち突出方向における先端部)に後処理ビームを照射することによって形成されている。かかる構成においても、マージン領域281は、電子部品3の角部に対応する位置には設けられない。故に、電子部品3の角部近傍における、導電性接合層4の剥離及び/又はクラックの発生が、良好に抑制され得る。
Even if the mounting
図17に示されているように、粗面25は、第一領域291と第二領域292とを含んでいてもよい。第一領域291及び第二領域292には、それぞれ、レーザー照射痕26が複数形成されている。第二領域292は、面内方向におけるレーザー照射痕26の密度が第一領域291よりも高い領域である。具体的には、本変形例においては、第二領域292は、レーザービーム照射密度を第一領域291の1.25倍以上とすることで形成されている。
As shown in FIG. 17, the
また、本変形例においては、第二領域292は、支持部材2と導電性接合層4及び樹脂部材5との接合部における、内部応力が他の部分よりも高い部分に対応して設けられている。具体的には、第二領域292は、電子部品3の角部近傍に設けられている。即ち、第二領域292は、粗面25の矩形状の平面形状における角部に設けられている。
In the present modification, the
レーザー照射痕26の密度が第一領域291よりも高い第二領域292においては、レーザービーム照射による金属の気化量及び堆積量が、比較的多くなる。故に、第二領域292における第二凸部262は、第一領域291における第二凸部262よりも、高さが高く形成される。したがって、電子部品3の角部近傍における、支持部材2と樹脂部材5との密着性が、よりいっそう向上する。
In the
一方、搭載面23の外縁部である境界部231においては、上記の通り、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が悪化する懸念がある。特に、レーザー照射痕26の密度が高い第二領域292の、近傍位置においては、かかる懸念が大きい。しかしながら、本変形例においても、境界部231には、後処理ビームが照射される。これにより、レーザー照射痕26の密度が高い第二領域292を電子部品3の角部近傍に設けても、境界部231における電子部品3の角部に対応する位置にて、導電性接合層4を構成する材料の濡れ性が良好となる。したがって、かかる構成によれば、封止面24と樹脂部材5との良好な密着性を実現しつつ、搭載面23における導電性接合層4の密着性が良好に確保され得る。また、内部応力に起因する、導電性接合層4の剥離及び/又はクラックの発生、あるいは樹脂部材5の剥離等の発生が、可及的に抑制される。
On the other hand, at the
本変形例においては、レーザー照射痕26の密度が高い第二領域292は、粗面25の全部ではなく、必要な一部にのみ設けられる。具体的には、実装面20上のレーザービームの一方向走査における、始点近傍及び終点近傍に、第二領域292が選択的に形成される。したがって、本変形例によれば、加工時間の増加を最小限に抑えつつ、良好な密着力を確保することが可能となる。
In the present modification, the
第一領域291及び第二領域292におけるレーザー照射痕26の形成態様も、上記具体例に限定されない。例えば、第一領域291には、レーザー照射痕26がない部分があってもよい。第二領域292におけるレーザー照射痕26の形成密度も、一定であってもよいし、第二領域292内の特定の領域にて形成密度が特に高い部分が存在していてもよい。
The formation mode of the
図18に示されているように、粗面25は、支持部材2と導電性接合層4及び樹脂部材5との接合部における内部応力が他の部分よりも高い部分のみに対応して設けられていてもよい。具体的には、粗面25は、電子部品3の角部の近傍部分に設けられていてもよい。なお、図18の例においても、レーザー照射痕26の構造は、上記実施形態(図4及び図5参照)と同様である。
As shown in FIG. 18, the
変形例も、上記の例示に限定されない。即ち、複数の変形例が、互いに組み合わされ得る。また、複数の実施形態が、互いに組み合わされ得る。更に、複数の実施形態の組み合わせに対して、上記変形例の全部又は一部が、適宜組み合わされ得る。 The modification is not limited to the above example. That is, a plurality of modifications can be combined with each other. Also, multiple embodiments can be combined with each other. Furthermore, all or a part of the above-described modified examples can be appropriately combined with the combination of the plurality of embodiments.
1 電子装置
2 支持部材 20 実装面
21 本体部 22 メタライズ層
23 搭載面 24 封止面
25 粗面 26 レーザー照射痕
261 第一凸部 262 第二凸部
27 非照射領域
28 第一領域 29 第二領域
3 電子部品 4 導電性接合層
5 樹脂部材
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記導電性接合層に接合される金属質表面である搭載面(23)と、前記搭載面の面内方向について前記搭載面に隣接しつつ前記搭載面を囲むように前記搭載面の外側に設けられた金属質表面である封止面(24)と、を有する支持部材(2)と、
合成樹脂成形体であって、前記電子部品を被覆しつつ前記封止面に接合される樹脂部材(5)と、
を備え、
前記封止面は、複数の略円形状のレーザー照射痕(26)によって形成された粗面(25)を有し、
前記面内方向について前記搭載面における前記封止面に隣接する部分である境界部(231)は、前記導電性接合層を構成する材料の濡れ性が、前記封止面における前記粗面よりも良好となるように形成された、
電子装置。 An electronic device (1) having a configuration in which an electronic component (3) is mounted via a conductive bonding layer (4),
A mounting surface (23) which is a metallic surface to be bonded to the conductive bonding layer, and provided outside the mounting surface so as to surround the mounting surface while being adjacent to the mounting surface in the in-plane direction of the mounting surface A support member (2) having a sealing surface (24) which is a metallic surface formed;
A resin member (5) which is a synthetic resin molded body and is bonded to the sealing surface while covering the electronic component;
With
The sealing surface has a rough surface (25) formed by a plurality of substantially circular laser irradiation marks (26),
In the in-plane direction, the boundary portion (231), which is a portion adjacent to the sealing surface in the mounting surface, has wettability of the material constituting the conductive bonding layer more than the rough surface in the sealing surface. Formed to be good,
Electronic equipment.
前記境界部は、少なくとも前記矩形状における角部に対応する位置にて、前記濡れ性が前記封止面における前記粗面よりも良好となるように形成された、
請求項1〜3のいずれか1つに記載の電子装置。 The electronic component is formed in a rectangular planar shape,
The boundary portion is formed so that the wettability is better than the rough surface in the sealing surface at a position corresponding to a corner portion in the rectangular shape,
The electronic device according to claim 1.
金属製の本体部(21)と、
前記本体部上に形成された金属薄膜であって前記搭載面及び前記封止面を有するメタライズ層(22)と、
を有する、
請求項1〜4のいずれか1つに記載の電子装置。 The support member is
A metal body (21);
A metallized layer (22) which is a metal thin film formed on the main body and has the mounting surface and the sealing surface;
Having
The electronic device as described in any one of Claims 1-4.
前記電子部品を搭載する支持部材(2)の有する一つの平面状の金属表面の一部であって、前記金属表面の面内方向における中心部寄りの領域である非照射領域(27)よりも前記面内方向における外側に、パルス発振のレーザービームである粗面化ビームを照射することで、複数の略円形状のレーザー照射痕(26)によって形成された粗面(25)を有する金属質表面である封止面(24)を、前記レーザー照射痕を有しない前記非照射領域よりも前記面内方向における外側に形成し、
前記非照射領域の外縁部を含む境界部(231)における、前記導電性接合層を構成する材料の濡れ性が、前記封止面における前記粗面よりも良好となるように、前記粗面化ビームよりも低エネルギーのレーザービームである後処理ビームを前記境界部に照射し、
前記後処理ビームを前記境界部に照射することで、前記導電性接合層に接合される金属質表面であって前記境界部及び前記非照射領域を含む搭載面(23)を前記支持部材に形成し、
前記搭載面に前記導電性接合層を接合することで、前記導電性接合層を介して前記電子部品を前記支持部材に搭載し、
合成樹脂成形体である樹脂部材(5)を前記封止面に接合することで、前記樹脂部材により前記電子部品を被覆する、
電子装置の製造方法。 A method of manufacturing an electronic device (1) having a configuration in which an electronic component (3) is mounted via a conductive bonding layer (4),
More than the non-irradiated region (27), which is a part of one planar metal surface of the support member (2) on which the electronic component is mounted, and is a region closer to the center in the in-plane direction of the metal surface. A metallic material having a rough surface (25) formed by a plurality of substantially circular laser irradiation marks (26) by irradiating a roughening beam which is a pulsed laser beam on the outside in the in-plane direction. Forming a sealing surface (24) which is a surface on the outer side in the in-plane direction with respect to the non-irradiated region not having the laser irradiation trace,
The roughening is performed so that the wettability of the material constituting the conductive bonding layer at the boundary portion (231) including the outer edge portion of the non-irradiation region is better than the rough surface at the sealing surface. Irradiating the boundary with a post-processing beam, which is a laser beam having a lower energy than the beam,
By irradiating the boundary portion with the post-processing beam, a mounting surface (23) that is a metallic surface bonded to the conductive bonding layer and includes the boundary portion and the non-irradiated region is formed on the support member. And
By bonding the conductive bonding layer to the mounting surface, the electronic component is mounted on the support member via the conductive bonding layer,
A resin member (5) that is a synthetic resin molded body is bonded to the sealing surface to cover the electronic component with the resin member.
A method for manufacturing an electronic device.
前記後処理ビームを前記境界部に照射することは、前記境界部の、少なくとも前記矩形状における角部に対応する位置に前記後処理ビームを照射することである、請求項6又は7に記載の電子装置の製造方法。 The electronic component is formed in a rectangular planar shape,
The irradiation of the post-processing beam to the boundary portion is irradiation of the post-processing beam to a position corresponding to at least a corner portion of the rectangular shape of the boundary portion. A method for manufacturing an electronic device.
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