JP6171841B2 - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6171841B2 JP6171841B2 JP2013221225A JP2013221225A JP6171841B2 JP 6171841 B2 JP6171841 B2 JP 6171841B2 JP 2013221225 A JP2013221225 A JP 2013221225A JP 2013221225 A JP2013221225 A JP 2013221225A JP 6171841 B2 JP6171841 B2 JP 6171841B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support substrate
- sealing resin
- semiconductor device
- semiconductor element
- slit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
本明細書に記載の技術は、支持基板と、半導体素子と、封止樹脂とを備えた半導体装置に関する。 The technique described in this specification relates to a semiconductor device including a support substrate, a semiconductor element, and a sealing resin.
特許文献1に、箱型の支持体と、支持体の底面上に載置された半導体素子と、支持体の内部に充填されて半導体素子を覆う封止樹脂とを備えた半導体装置が開示されている。この半導体装置では、高温下に晒された際に、封止樹脂と、半導体素子および支持体との熱膨張率の差によって半導体素子の周囲に応力がかかる。この応力は、半導体素子と支持体が剥離する原因となる。この応力を緩和するために、特許文献1では、半導体素子を載置する領域の周囲の支持体の底面を貫通する貫通穴部を設けている。貫通穴部は、支持体内を脱気しながら封止樹脂を支持体内に注入する際に、脱気口または封止樹脂の注入口として利用され、貫通穴部には封止樹脂が充填される。 Patent Document 1 discloses a semiconductor device including a box-shaped support, a semiconductor element placed on the bottom surface of the support, and a sealing resin that fills the support and covers the semiconductor element. ing. In this semiconductor device, when exposed to a high temperature, stress is applied to the periphery of the semiconductor element due to the difference in thermal expansion coefficient between the sealing resin, the semiconductor element, and the support. This stress causes the semiconductor element and the support to peel off. In order to relieve this stress, in Patent Document 1, a through-hole portion that penetrates the bottom surface of the support around the region where the semiconductor element is placed is provided. The through hole portion is used as a degassing port or a sealing resin injection port when the sealing resin is injected into the supporting body while deaeration inside the supporting body, and the through hole portion is filled with the sealing resin. .
支持基板上に半導体素子が載置され、封止樹脂によって支持基板の上面と半導体素子とが覆われている半導体装置では、支持基板の下面を封止樹脂から露出させることによって、半導体素子の発熱が支持基板から効率よく放熱される。このような支持基板にスリットを形成する場合、特許文献1のようにスリット内に封止樹脂が充填されていると、支持基板の伝熱経路が封止樹脂によって阻害され、支持基板の放熱性が低下する場合がある。 In a semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on a support substrate and the upper surface of the support substrate and the semiconductor element are covered with a sealing resin, the heat generation of the semiconductor element is caused by exposing the lower surface of the support substrate from the sealing resin. Is efficiently radiated from the support substrate. When forming a slit in such a support substrate, if the sealing resin is filled in the slit as in Patent Document 1, the heat transfer path of the support substrate is hindered by the sealing resin, and the heat dissipation of the support substrate May decrease.
本明細書が開示する半導体装置は、支持基板と、支持基板の上面に載置された半導体素子と、支持基板の上面と半導体素子とを覆う封止樹脂とを備えている。この半導体装置では、支持基板の下面は封止樹脂から露出しており、支持基板の下面から支持基板を貫通して上方に伸びて封止樹脂内に至るスリットが設けられており、スリットの内壁の支持基板の部分に金属膜が設けられている。 A semiconductor device disclosed in this specification includes a support substrate, a semiconductor element mounted on the upper surface of the support substrate, and a sealing resin that covers the upper surface of the support substrate and the semiconductor element. In this semiconductor device, the lower surface of the support substrate is exposed from the sealing resin, and a slit extending from the lower surface of the support substrate through the support substrate and extending upward into the sealing resin is provided. A metal film is provided on the support substrate.
上記の半導体装置では、支持基板の下面から支持基板を貫通して上方に伸びて封止樹脂内に至るスリットが設けられている。これによって、高温下に晒された際等に半導体素子の周囲に応力がかかることが抑制される。さらに、上記の半導体装置では、スリットの内壁の支持基板の部分に金属膜が設けられている。金属膜が設けられていることによって、はんだ付け等によって半導体装置を実装基板上に実装した際に、はんだがスリット内に吸い上げられ、スリット内に侵入する。スリット内にはんだが存在することで、スリット内が空洞の場合や、スリット内に封止樹脂が充填されている場合と比較して、支持基板の放熱性が低下することが抑制される。すなわち、上記の半導体装置によれば、半導体装置が高温下にさらされた際等の応力を緩和することと、支持基板の放熱性を確保することとを両立することができる。 In the above semiconductor device, a slit is provided that extends from the lower surface of the support substrate through the support substrate and extends upward into the sealing resin. As a result, stress is suppressed from being applied to the periphery of the semiconductor element when exposed to a high temperature. Further, in the above semiconductor device, a metal film is provided on the support substrate portion of the inner wall of the slit. Since the metal film is provided, when the semiconductor device is mounted on the mounting substrate by soldering or the like, the solder is sucked into the slit and enters the slit. Due to the presence of solder in the slit, it is possible to suppress a decrease in heat dissipation of the support substrate as compared with a case where the slit is hollow or a case where the slit is filled with a sealing resin. That is, according to the semiconductor device described above, it is possible to relieve stress when the semiconductor device is exposed to a high temperature and to ensure heat dissipation of the support substrate.
上記の半導体装置においては、スリットの上端は、半導体素子の上面よりも上方まで伸びていることが好ましい。また、スリットの封止樹脂の部分に応力緩和材料が充填されていてもよい。 In the semiconductor device described above, it is preferable that the upper end of the slit extends above the upper surface of the semiconductor element. Moreover, the stress relaxation material may be filled in the sealing resin portion of the slit.
本実施例に係る半導体装置10は、図1,2に示すように、支持基板100と、半導体素子110と、複数のリード141,142と、封止樹脂150とを備えた、表面実装型のパッケージタイプの半導体装置である。半導体素子110は、支持基板100の上面(z軸の正方向の面)に載置され、銀ペースト等の従来公知の金属ペースト120を介して支持基板100の上面に固定されている。封止樹脂150は、支持基板100の上面と半導体素子110の上面および側面を覆っている。支持基板100はヒートシンクであり、その下面(z軸の負方向の面)は、封止樹脂150から露出している。封止樹脂150の材料としては特に限定されず、ポリイミド等の従来公知の封止樹脂を用いることができる。リード141,142は、封止樹脂150の内部から外部に伸びている。封止樹脂の内部において、半導体素子110の表面に設けられた電極パッドとリード141,142とは、それぞれワイヤ131,132によって接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
半導体装置10には、支持基板100の下面から支持基板100を貫通して上方に伸びて封止樹脂150内に至るスリット101,102が設けられている。スリット101,102は、封止樹脂150のy方向の両端部まで伸びている。スリット101は、リード141と半導体素子110との間に設けられている。スリット102は、リード142と半導体素子110との間に設けられている。支持基板100は、スリット101,102によって、半導体素子110が載置された中央部100bと、中央部100bよりもそれぞれリード141,142に近い、側方部100a,100cとに分断されている。
The
スリット101は、封止樹脂150に形成された部分101aと、支持基板100に形成された部分101bとを含んでいる。スリット101の上端101cは、半導体素子110の上面よりも上方であって、ワイヤ131よりも下方となる位置まで伸びている。スリット102は、封止樹脂150に形成された部分102aと、支持基板100に形成された部分102bとを含んでいる。スリット102の上端102cは、半導体素子110の上面よりも上方であって、ワイヤ132よりも下方となる位置まで伸びている。部分101b,102bの内壁面には、それぞれ金属膜103,104が設けられている。金属膜103,104は、めっき膜であり、特に限定されないが、錫、金、銀等のはんだと親和性の高い材料を好適に用いることができる。
The
半導体装置10の製造方法としては、従来公知の、ダイボンディング工程と、ワイヤボンディング工程と、モールド工程を利用することができる。ダイボンディング工程では、半導体素子110を金属ペースト120によって支持基板100の上面に固定する。ワイヤボンディング工程では、半導体素子110とリード141,142とをそれぞれワイヤ131,132を介して接続する。モールド工程では、封止樹脂150によって支持基板100の上面および半導体素子110を覆う。例えば、従来公知の方法で、ダイボンディング工程と、ワイヤボンディング工程と、モールド工程とを行った後に、支持基板100の下面側を切削することによってスリット101,102を形成し、さらに、金属膜103,104をめっきによって成膜することで、半導体装置10を製造することができる。めっきによって金属膜103,104を成膜すると、金属膜103,104は封止樹脂150には成膜されないから、選択的に部分101b,102bの内壁に金属膜103,104を成膜することができる。
As a manufacturing method of the
図3に示すように、リードフレーム90上に複数の半導体装置10を形成する場合には、モールド工程後に、y方向に隣接する複数の半導体装置10に1回の切削を行って、スリット101またはスリット102を形成することもできる。ダイシングによって複数の半導体装置10を互いに切り離すパッケージダイシング工程を利用して、容易にスリット101,102を形成することができる。なお、金属膜103,104を成膜する工程は、パッケージダイシング工程後に外装のめっき処理を行う工程と同時に行うこともできる。
As shown in FIG. 3, when a plurality of
なお、図3に示す方法でスリット101,102を形成すると、スリット101,102のy方向の両端は、封止樹脂150のy方向の両端まで伸びた状態となる。
When the
半導体装置10が高温下に晒された際に、封止樹脂150と、半導体素子110および支持基板100との熱膨張率の差によって半導体素子110の周囲に応力がかかる。この応力は、支持基板100と半導体素子110とを剥離させる原因となり得る。半導体装置10では、半導体素子110の周辺に設けられたスリット101,102によって、この応力が緩和される。特に、スリット101、102は、それぞれの上端101c,102cが半導体素子110の上面よりも上方まで伸びているため、半導体素子110のx方向の側方に部分101a,102aが存在し、より効果的に半導体素子110の周囲にかかる応力を緩和することができる。
When the
図4は、半導体装置10を実装基板20の上面にはんだ付けによって実装した状態を示している。実装に際しては、実装基板20の上面と支持基板100の下面とをはんだ30を介して接合し、固定する。実装基板20の上面と、リード141,142のそれぞれx軸の負方向、正方向の先端の下面とを、はんだ241,242を介して接合し、固定する。半導体装置10では、スリット101,102の部分101b,102bの内壁にそれぞれ金属膜103,104が設けられている。金属膜103,104は、はんだ30と親和性の高い材料が用いられているため、半導体装置10を実装基板20上に実装する際に、はんだ30の一部がスリット101,102内に吸い上げられ、侵入する。その結果、スリット101の部分101b内には、はんだ30から吸い上げられたはんだ301が充填され、スリット102の部分102b内には、はんだ30から吸い上げられたはんだ302が充填される。
FIG. 4 shows a state in which the
半導体装置10の発熱は、その多くが支持基板100を介して放熱される。スリット101,102の内側が、半導体装置10の実装前のように空洞の場合や、特許文献1のように封止樹脂によって充填されている場合には、中央部100bから側方部100a,100cへの伝熱経路がスリット101,102によって阻害される。半導体装置10の発熱は中央部100bを介して放熱され、側方部100a,100cは、放熱に殆ど寄与できなくなり、放熱性が低下する。これに対して、半導体装置10は、実装基板20に実装した後は、スリット101,102内に、はんだ301,302が侵入するため、中央部100bからはんだ301,302を介して側方部100a,100cへ伝熱される。支持基板100全体で放熱が行われ、支持基板100の放熱性を確保することができる。
Most of the heat generated in the
また、はんだ301,302は、金属膜103,104が形成されていない、スリット101の部分101aおよびスリット102の部分102aには侵入しない。このため、実装後の半導体装置10が高温に晒された際等には、部分101a,102aによって応力が緩和される。
Further, the
上記の実施例では、スリット101,102のそれぞれの上端101c,102cは、半導体素子110の上面よりも上方まで伸びていたが、これに限定されない。上端101c,102cは、半導体素子110の上面の最も近い点から、z方向に±200μm以内かつx方向に500μm以内の範囲内に含まれていることが好ましい。一例として上端102cを例示して具体的に説明すると、図2の半導体素子110の上面の最も近い点111からz軸の正方向または負方向に200μm以内かつx軸の正方向に500μm以内に上端102cが位置していることが好ましい。
In the above embodiment, the upper ends 101c and 102c of the
また、上記の実施例では、支持基板100がヒートシンクである場合を例示して説明したが、これに限定されない。支持基板は、例えば、露出したダイパッドであってもよい。
In the above embodiment, the case where the
また、スリット101,102のy方向の両端部は、封止樹脂150の両端まで伸びていなくてもよい。封止樹脂150内にy方向の両端部があってもよいし、支持基板100内にy方向の両端部がある等により、中央部100bと側方分100a,100cと部分的に連結していてもよい。中央部100bと側方分100a,100cと部分的に連結している場合には、スリット101,102となる部分に予め貫通穴を設けた支持基板を用いて、ダイボンディング工程、ワイヤボンディング工程、モールド工程等を行ってもよい。さらに、モールド工程において、スリットの形状に合わせた突起部が形成されている金型を用いることで、スリットを形成することができる。
Further, both end portions in the y direction of the
また、スリット101の部分101a,スリット102の部分102aの内部に、応力緩和材が充填されていてもよい。応力緩和材としては、例えば、エラストマー等の低弾性材料を好適に用いることができる。
Further, the stress relaxation material may be filled in the
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
10 :半導体装置
20 :実装基板
90 :リードフレーム
100 支持基板
100a,100c :側方部
100b :中央部
101,102 :スリット
101a,101b,102a,102b :部分
101c,102c :上端
103,104 :金属膜
110 :半導体素子
120 :金属ペースト
131,132 :ワイヤ
141,142 :リード
150 :封止樹脂
10: Semiconductor device 20: Mounting substrate 90:
Claims (3)
支持基板の上面に載置された半導体素子と、
支持基板の上面と半導体素子とを覆う封止樹脂と、
半導体素子の上面に接続されており、封止樹脂から側方に伸びるリードと、
を備えた半導体装置であって、
支持基板の下面は封止樹脂から露出しており、
支持基板の下面から支持基板を貫通して上方に伸びて封止樹脂内に至るスリットが設けられており、
スリットの内壁の支持基板の部分に金属膜が設けられている半導体装置。 A support substrate;
A semiconductor element mounted on the upper surface of the support substrate;
A sealing resin that covers the upper surface of the support substrate and the semiconductor element ;
A lead connected to the upper surface of the semiconductor element and extending laterally from the sealing resin;
A semiconductor device comprising:
The lower surface of the support substrate is exposed from the sealing resin,
A slit extending from the lower surface of the support substrate through the support substrate and extending upward into the sealing resin is provided,
A semiconductor device in which a metal film is provided on a support substrate portion of an inner wall of a slit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013221225A JP6171841B2 (en) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013221225A JP6171841B2 (en) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | Semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015082635A JP2015082635A (en) | 2015-04-27 |
JP6171841B2 true JP6171841B2 (en) | 2017-08-02 |
Family
ID=53013072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013221225A Expired - Fee Related JP6171841B2 (en) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6171841B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001085590A (en) * | 1999-09-14 | 2001-03-30 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor device |
JP2001230345A (en) * | 2000-02-17 | 2001-08-24 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Semiconductor device, its manufacturing method and lead frame for use in manufacture thereof |
JP4533152B2 (en) * | 2005-01-06 | 2010-09-01 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device |
JP2006278610A (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
2013
- 2013-10-24 JP JP2013221225A patent/JP6171841B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015082635A (en) | 2015-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6193510B2 (en) | Lead frame, semiconductor device, lead frame manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method | |
CN106711113B (en) | Semiconductor package with integrated heat sink | |
TW201803060A (en) | Flat no-leads package with improved contact leads | |
JP5096094B2 (en) | Circuit equipment | |
JP6961337B2 (en) | Semiconductor device | |
CN104078438A (en) | Leadframe, semiconductor package including a leadframe and method for producing a leadframe | |
US9972561B2 (en) | QFN package with grooved leads | |
TWI550784B (en) | Flat no-lead package and manufacturing method thereof | |
JP2019121698A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device | |
JP5169964B2 (en) | Mold package mounting structure and mounting method | |
JP6115505B2 (en) | Electronic equipment | |
JP6430422B2 (en) | Semiconductor device | |
JP5264677B2 (en) | Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP6171841B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2010010569A (en) | Circuit device and method of manufacturing the same | |
JP2016146458A (en) | Semiconductor device | |
JP2016004792A (en) | Semiconductor device, method of manufacturing the same, and equipment | |
US9373562B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device | |
JP2006191143A (en) | Semiconductor device | |
US9165855B1 (en) | Semiconductor device with die attached heat spreader | |
JP2007036013A (en) | Circuit device and its manufacturing method | |
JP2017183417A (en) | Semiconductor device | |
CN208111435U (en) | Lead frame structure with chip holder | |
KR20060098371A (en) | How to provide double side cooled electronic package and double side cooled electronic package | |
JP2016178194A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160111 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160926 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161004 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161128 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170606 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170619 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6171841 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |