技術分野
半導体装置における導電性部材と回路電極との接続構造、及び、これらの接続方法
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
半導体装置において、材質の異なる部品が接合されている部分では、線膨張係数の違いから両者の間に熱応力が発生する。特に、パワー半導体等のように、大電流通電による発熱の著しい半導体チップを備えた半導体装置の場合、電流が流れる部分に大きな熱ストレスが加わるので、接合部分に大きな熱応力が発生する。
金属微粒子の焼結体は、耐熱性に優れるものの、展性や延性に欠けるので、電流通電時の発熱に伴う熱応力を緩和する効果が期待できず、耐熱疲労特性が不十分であった。特に高温でのパワーサイクル耐量が得られず、長期信頼性を確保することが困難な場合があった。
よって、本発明の目的は、長期信頼性や耐熱疲労特性に優れた、導電性部材と回路電極との接続構造、及び、導電性部材と回路電極との接続方法を提供する。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
目的を達成するため、本発明の導電性部材と回路電極との接続構造は、前記導電性部材と前記回路電極とが、前記回路電極上に形成された無電解めっき層と、該無電解めっき層上に形成され、めっき金属の粒界に耐熱性樹脂が分散した複合電解めっき層と、で構成される接合層で接合されて電気的に接続していることを特徴とする。
【発明の効果】
本発明の導電性部材と回路電極との接続構造によれば、導電性部材と回路電極とが、めっき金属の粒界に耐熱性樹脂が分散した複合電解めっき層を含む接合層で接合されている。この複合電解めっき層は、融点が高く、耐熱性に優れている。また、めっき金属の粒界に耐熱性樹脂が分散していることにより、展性や延性が向上して、応力緩和特性や、耐熱疲労特性に優れる。このため、耐熱性、応力緩和性に優れ、高温動作時の熱疲労、パワーサイクル耐量を十分満足できる。
また、本発明の導電性部材と回路電極との接続方法によれば、導電性部材と回路電極とを当接させた状態で、陽イオン性耐熱性樹脂前駆体とめっき金属イオンとを含有するめっき液に浸漬して電解めっきを行い、複合電解めっき工程で形成された複合電解めっき層を加熱処理して陽イオン性耐熱性樹脂前駆体を反応硬化させることにより、導電性部材と回路電極とを、めっき金属の粒界に耐熱性樹脂が分散した複合電解めっき層を含む接合層で接合することができ、耐熱性、応力緩和性に優れ、高温動作時の熱疲労、パワーサイクル耐量を十分満足できる接合構造を形成できる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】本発明の導電性部材と回路電極との接合構造を有する半導体装置の一実施形態を示す概略図である。
【図2】本発明の導電性部材と回路電極との接合方法の工程図である。
【図3】同接合方法の工程図である。
【図4】同接合方法の工程図である。
【図5】同接合方法の工程図である。
【図6】リードフレームの他の好ましい一例を示す概略図である。
【図7】本発明の導電性部材と回路電極との接合構造を有する半導体装置の他の実施形態を示す概略図である。
【図8】図7の半導体装置の要部拡大図である。
【図9】従来の半導体装置の一例を示す概略断面図である。
【図10】従来の半導体装置の他の一例を示す概略断面図である。
1:ヒートシンク
2:樹脂ケース
3:配線基板
4:絶縁基板
5:回路パターン部
6:金属層
7a、7b:接合層
8:半導体チップ
9:チップ電極
10:マスク
11:リードフレーム
12:リードワイヤ
15a,15b,15c,15d,15e:接合層
16:無電解めっき層
17:複合電解めっき層
20:外部電極用端子
25:封止樹脂
30:インプラント基板
31:絶縁基板
32,33:金属層
34:ビアホール
35:金属ピン
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