半导体装置的制造方法_3

文档序号:9922864阅读:来源:国知局
图8也不是准确地表示槽9的尺寸的图。并且需要注意槽9的数量也不限于四条。
[0040]高应力区域HA在晶体管12的周围扩展为宽度固定的带状,并且在该带中平行延伸有多个槽9。因此,槽宽Wt的总数(槽宽Wt X槽数)相对于高应力区域HA的宽度AL的比相当于槽的总面积相对于高应力区域HA的面积的比。在下文中将对改变了该面积比时的接合力的强度进行说明。
[0041]使用试件来对通过图8所示的多个槽9而产生的接合力的强度进行评价。图9至图12为,制作将金属板和树脂块在与半导体装置2相同的条件下接合而成的试件,并利用拉伸试验机来对该试件进行试验时的结果,所述金属板为仿制了散热板4的金属板,所述树脂块为仿制了封装件3的树脂块。金属板的与树脂块接合的接合面上设置有多个槽。该多个槽为仿制了半导体装置2的多个槽9的槽。金属板为铜制。此外,在试验中,使用了如下两种试件,即,使用了在表面实施了镀镍的铜板的试件,与使用了未实施镀镍且在表面上未施加任何涂层的铜板的试件。任意一种试件均实施了树脂的固化工序。在以下,将实施了镀镍的试件称为镍试件,将无涂层的试件称为无涂层试件。
[0042]图9?图12的曲线图的纵轴表示拉伸强度。“拉伸强度”意为使试件断裂时的应力。
[0043]图9为表示槽的深度与拉伸强度的关系的一个示例的曲线图。对槽的深度Dt= 50(μπι)、75 (μπι)、100 (μπι)这三种情况进行了试验。槽通过激光加工而形成。另外,槽的间距Pt均为0.2(mm),试验温度为25(°C)。曲线G5表示镍试件的试验结果,曲线图G6表示无涂层试件的试验结果。在任意一种槽深的情况下,镍试件与无涂层试件相比,拉伸强度均高出大概20(MPa)左右。任意一种试件均具有30(MPa)以上的拉伸强度。在槽深为零的情况(S卩,未设置槽的情况)下,推断为,镍试件在约5(MPa)的拉伸强度下发生断裂,无涂层试件在约10(MPa)的拉伸强度下发生断裂。优选为,散热板由无涂层的铜材料、或者在表面上实施了镀镍的铜材料制作而成。根据该结果可知,用于规定设置有槽的高应力区域HA的应力的阈值Th,在散热板由无涂层的铜材料制作而成时1(MPa)较为合适,而在散热板由在表面实施了镀镍的铜材料制作而成时5 (MPa)较为合适。
[0044]此外,由图9的结果可知,包含推断值在内而当槽的深度为25(μπι)以上时,能够确保拉伸强度为20(MPa)。此外,虽然未在图中表示,但在槽的深度超过ΙΟΟ(μπι)时,拉伸强度基本固定。根据该结果可知,优选为,槽的深度在25 (μπι)以上且100 (μπι)以下。
[0045]图10为表示槽的总面积相对于高应力区域HA的面积的比(面积比)与拉伸强度的关系的一个示例的曲线图。参照图8而对该面积比进行了说明。图10的曲线图为通过改变了面积比的数个镍试件而进行试验并利用折线来对其结果进行近似表示所得到的曲线图。槽的深度为ΙΟΟ(μπι)。曲线G7为温度为25(°C)时的试验结果的近似曲线,曲线G8为温度为180(°C)时的近似曲线。面积比0.30(30%)以下的曲线为将近似曲线延长而得到的推断线。在温度为25(°C)时使拉伸强度成为20(MPa)以上且在温度为180°C时使拉伸强度成为1(MPa)的面积比为0.1以上的范围。从图10的结果可知,优选为槽的总面积相对于高应力区域HA的面积的比例在0.1O以上且0.70以下。
[0046]图11为表示槽的间距与拉伸强度的关系的一个示例的曲线图。制作槽的间距Pt=
0.2(mm)、0.4(mm)、0.6(mm)的试件,并对其拉伸强度进行了调查。另外,槽的深度Dt均为100(MO。试验温度为25(°C)。曲线G9表示以镍试件进行试验的试验结果,曲线GlO表示以无涂层试件进行试验的试验结果。在任一曲线中,均确保了拉伸强度在20(MPa)以上。由图10可知,优选为槽的间距Pt为0.2(mm)、0.4(mm)、0.6(mm)。
[0047]根据图9至图11的曲线图的结果,优选为,在高应力区域HA中设置满足如下条件的槽。(I)各槽的深度为25(μπι)以上且ΙΟΟ(μπι)以下;(2)邻接的槽之间的间距为0.2(mm)、0.4(mm )、0.6 (mm)中的任意一个;(3)多个槽所占的面积相对于高应力区域HA的面积的比例为10%至70%之间。
[0048]图12为对改变了数个条件时所得到的拉伸强度进行了比较的实验例。“Cu无膜固化无”是指,在金属板上使用无涂层的铜材料,此外,未对树脂实施热固化工序的试件。“ Cu固化有”是指,在金属板上使用无涂层的铜材料,并向树脂实施热固化工序的试件。“Cu(镀镍)固化有”是指,在表面上使用实施了镀镍的铜材料并向树脂实施了热固化工序的试件。此外,“条件A”为,试件的槽的间距Pt = 0.2(mm)、深度Dt = 100(μηι)的情况。“条件B”为,试件的槽的间距Pt = 0.2 (mm)、深度Dt = 50 (μπι)的情况。“条件C”为,试件的槽的间距Pt = 0.6(mm)、深度Dt = 100(ym)的情况。空白棒状图为将试验温度设定为25(°C)的情况下的结果,灰色的棒状图为将试验温度设定为180(°C)的情况下的结果。除了在“Cu无膜固化有”的情况下且条件C的情况中的试验温度为180(°C)的情况以外,拉伸强度均处于20(MPa)以上。
[0049]至此,对在高应力区域HA中设置有槽的情况进行了说明。即使取代槽而设置凸条也能够取得同样的效果。在图13中表示了改变例的半导体装置2a的部分剖视图。图13的剖视图为高应力区域HA中的散热板4与封装件3的分界附近处的剖视图。在该半导体装置2a中,在散热板4的与封装件3接合的接合面且拉伸应力为阈值Th以上的区域中设置有多个凸条29。多个凸条29平行延伸,并在俯视观察散热板4时以多重地包围晶体管12的方式而形成。另外,在该情况下,在图4的俯视图中,符号9所表示的矩形的线组与凸条对应。凸条的宽度Wt、凸条的高度Ht、多个凸条29的间距Pt、凸条的顶面的总面积相对于高应力区域HA的面积之比只要与上述的槽的条件相同,则多个凸条29也会使散热板4与封装件3的接合力提高。另外,凸条29的高度Ht只要与槽9的深度Dt相同即可。此外,凸条的顶面的总面积相对于高应力区域HA的面积之比为,将“凸条29的顶面的宽度WtX凸条29的数量”除以高应力区域HA的宽度AL所得到的值。
[0050]在图14中还图示了其他的改变例的半导体装置2b的部分剖视图。该半导体装置2b具备晶体管12、埋入有晶体管12的树脂制的封装件3、散热板4、散热板105。散热板4与封装件3的第一侧面3a接合,并且在封装件3的内部被直接固定在晶体管12上。散热板105以与散热板4对置的方式而被接合在封装件3的与第一侧面3a为相反侧的第二侧面3b上,并且在封装件3的内部经由隔板13而被固定在晶体管12上。而且,在散热板4的与封装件3接合的接合面且能够产生预定值以上的拉伸应力的高应力区域(图中的符号HAl所表示的区域)中,设置有多个槽9。此外,在散热板105的与封装件3接合的接合面且能够产生预定值以上的拉伸应力的高应力区域(图中的符号HA2所表示的区域)中设置有多个槽109。由于半导体装置2b在双方的散热板的高应力区域中具备多个槽,因此能够抑制双方的散热板的剥离。
[0051]对在实施例中所说明的技术的注意点进行叙述。在实施例中,在散热板4的与封装件3接合的接合面的高应力区域HA中设置有多个槽9。多个槽9平行延伸,并且在俯视观察散热板4时多重地包围晶体管14。此外,在改变例中,在散热板4的高应力区域中设置有多个凸条。即使取代槽或凸条而在高应力区域中设置多个凹凸结构,也能够取得同样的效果。除散热板4之外,也可以在其他的散热板的高应力区域中设置多个槽、多个凸条,以及凹凸结构中的任意一种。凹部也是槽的一种。即,本说明书中的“槽”并不局限于细长地延伸的槽,也可以是长度较短的槽。此外,本说明书中所公开的半导体装置也可以不仅具备槽(凹部)或凸部中的一方,而是具备凹部和凸部的双方。在实
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1