发明名称 半导体装置,构造物及电子装置
摘要 本发明系揭示,以树脂层包围已固着晶片零件及配线构件料之焊料层,且焊料层系由基体金属上分散着金属粉末之复合材料所构成的半导体装置。又,将利用焊料将晶片零件搭载于配线构件料上,再以树脂密封焊接部所形成的半导体装置再次安装于外部配线材料时,可防止焊料流出及所造成之短路、断线、晶片零件走位。
申请公布号 TW579587 申请公布日期 2004.03.11
申请号 TW091119898 申请日期 2002.08.30
申请人 日立制作所股份有限公司;日立东部半导体股份有限公司 发明人 栗原保敏;高桥可昌;远藤恒雄;根岸干夫;山浦正志;中浩一;樱井洋介;儿玉弘则
分类号 H01L23/29 主分类号 H01L23/29
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种半导体装置,其特征为,以树脂层包围已固着晶片零件及配线构件料之焊料层,且该焊料层系由基体金属中分散着金属粉末之复合材所构成。2.一种半导体装置,其特征为,以树脂层包围已固着晶片零件及配线构件料之焊料层,且该焊料层系由基体金属中分散着不同于基体金属之金属粉末的复合物所构成。3.一种半导体装置,其特征为,以树脂层密封已固着晶片零件及配线构件料之焊料层,且该焊料层系由基体金属中分散着熔点高于基体金属熔点之金属粉末的复合物所构成。4.如申请专利范围第1至3项中任何一项之半导体装置,其中,基体金属为以Sn为主成分之金属或Sn、Sb、Zn、Cu、Ni、Au、Ag、P、Bi、In、Mn、Mg、Si、Ge、Ti、Zr、V、Hf、Pd群中所选出2种以上所形成之合金,又,金属粉末为Al、Co、Cr、Cu、Fe、Ge、Mn、Mo、Ni、Sb、Si、W、Zn、Ti、Pd、Ta、Pt、Ag群中所选出1种之金属或含Al、Co、Cr、Cu、Fe、Ge、Mn、Mo、Ni、Sb、Si、W、Zn、Ti、Pd、Ta、Pt、Ag、C、P群中所选出至少1种之合金所形成。5.如申请专利范围第1至3项中任何一项之半导体装置,其中,基体金属中添加粒径0.05至60m之金属粉末3至75vol%。6.如申请专利范围第1至3项中任何一项之半导体装置,其中,树脂层之杨氏率为90Pa至50GPa,热膨胀率为5至9600ppm/℃。7.如申请专利范围第1至3项中任何一项之半导体装置,其中,树脂层为环氧树脂、聚矽环氧树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚伸苯基硫化物树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚矽氧烷凝胶树脂、聚矽氧烷橡胶树脂、聚尿烷树脂、苯酚树脂群中所选出至少1种所形成。8.如申请专利范围第1至3项中任何一项之半导体装置,其中,配线构件料为陶瓷、树脂或半导体所形成之基本材料中设有金属配线之配线构件料、或以金属为基本材料之配线构件料。9.如申请专利范围第1至3项中任何一项之半导体装置,其中,配线构件料系以玻璃陶瓷、氧化铝、氮化铝、氮化矽、玻璃、氮化铍耐火材料群中所选出1种之陶瓷或玻璃布、玻璃不织布、芳香族聚醯胺不织布、纸群中所选出1种之基本材料中含浸环氧树脂、苯酚树脂、聚醯亚胺树脂、双马来醯亚胺树脂三树脂群中所选出1种之树脂材料的复合树脂、或聚酯、聚醯亚胺、聚醯亚胺醯胺群中所选出之薄膜状树脂为基本材料。10.如申请专利范围第1至3项中任何一项之半导体装置,其中,配线构件料系以Cu、Fe、Ni、Co、Al为主成分之金属或合金所形成。11.如申请专利范围第10项之半导体装置,其系将配线构件料成型为导线框。12.一种结构体,其特征系介有接续层,将以树脂层密封已固着晶片零件及配线构件料之焊料层,且该焊料层系由基体金属中分散着金属粉末之复合物所构成的半导体装置,固着于外部配线构件料。13.一种结构体,其特征为,具有具配线图型之配线构件料、介有焊料层固着于配线图型上之晶片零件、密封焊料层用而设之树脂层、设于配线构件料上之外部电极层及导电性固着于外部电极层上之外部配线构件料,又,该焊料层系由基体金属中分散着金属粉末之复合物所构成。14.如申请专利范围第12或13项之结构体,其中,其中焊料层系由基体金属中分散着不同于基体金属之金属粉末的复合物所构成。15.如申请专利范围第12或13项之结构体,其中接续层之熔点比焊料层低。16.如申请专利范围第12或13项之结构体,其中接续层之材料为焊料。17.如申请专利范围第16项之结构体,其中焊料层及接续层之材料为不含Pb焊料。18.如申请专利范围第12或13项之结构体,其中外部配线构件料为玻璃布或玻璃不织布中合浸环氧树脂之玻璃环氧、纸中含浸苯酚树脂之纸苯酚、纸中含浸环氧树脂之纸环氧、玻璃布中含浸聚醯亚胺之玻璃聚醯亚胺所形成的板上、或聚酯、聚醯亚胺、聚醯亚胺醯胺所形成之薄膜材料中任何一种上形成外部配线之复合材料,又,外部配线为,Ni、Cu、Sn、Sb、Zn、Au、Ag、Pt、Pd群中所选出至少1种所构成之金属。19.如申请专利范围第12或13项之结构体,其中外部配线构件料系以玻璃材料为基本材料。20.如申请专利范围第12或13项之结构体,其中,基体金属为以Sn所构成之金属,或Sn、Sb、Zn、Cu、Ni、Au、Ag、P、Bi、In、Mn、Mg、Si、Ge、Ti、Zr、V、Hf、Pd群中所选出1种之金属、或含Al、Co、Cr、Cu、Fe、Ge、Mn、Mo、Ni、Sb、Si、W、Zn、Ti、Pd、Ta、Pt、Ag、C、P群中所选出1种之合金所形成。21.如申请专利范围第12或13项之结构体,其中,基体金属中添加粒径0.05至60m之金属粉末3至75vol%。22.一种电子装置,其特征系组装,以密封树脂密封已固着晶片零件及配线构件料之焊料层,且该焊料层系由基体金属中分散着金属粉末之复合材料所构成的半导体装置。23.一种电子装置,其特征系组装,介有接续层将以密封树脂密封已固着晶片零件及配线构件料之焊料层,且该焊料层系由基体金属中分散着金属粉末之复合材料所构成的半导体装置,固着于外部配线构件料而得之结构体。24.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中金属粉末系由主成分为Ag或Cu且含有Sn、Au、Fe、Ge、Mn、Ni、Sb、Si、Zn、Pd、Pt、P、Pb、Al群中所选出1种以上之金属的合金所构成。图式简单说明:图1为本发明半导体装置之剖面模式图。图2(a)~(c)为适用于本发明半导体装置之焊料层剖面模式图。图3(a)~(d)为说明仅由基体金属构成焊料层时之问题用剖面模式图。图4(a)~(c)为说明将Au熔合于Sn-10wt%Sb焊料时降低熔点用曲线图。图5(a)~(c)为说明将Sn熔合于Pb-12wt%Sn-8wt%Sb-lwt%Ag焊料时降低熔点用曲线图。图6为本发明构造物之剖面模式图。图7为说明w粉末粒径影响再次安装后短路不良率用曲线图。图8为说明w粉末添加量影响再次安装后短路不良率用曲线图。图9为说明w粉末添加量影响本发明构造物之断线不良率用曲线图。图10为本发明电子装置一例之锂离子蓄电池的剖面模式图。图11为装入电子装置一例之锂离子蓄电池中的半导体装置电路示意图。图12(a)~(e)为适用于一实施例半导体装置之多层玻璃陶瓷基板之说明图。图13(a)~(c)为表示一半导体装置之制作流程用剖面图。图14为说明使用曝露于高温高湿环境下之半导体装置而得的构造物之短路不良率用曲线图。图15为一实施例之半导体装置用电力乘算电路装置电路示意图。图16为磁场产生部之构造图。图17为说明作为另一实施例半导体装置之高周波动力存储体用剖面模式图。图18为说明另一实施例半导体装置用电路图。图19为说明行动电话用构造物用剖面模式图。图20为适用另一实施例构造物之行动电话电路示意图。图21为说明另一实施例构造物之断线不良率及热阻力增加不良率用曲线图。图22为说明另一实施例半导体装置之高周波动力存储体用剖面模式图。图23为说明行动电话用构造物用剖面模式图。图24为说明另一实施例半导体装置用剖面模式图。图25为说明另一实施例构造物用剖面模式图。图26(a)、(b)为说明另一实施例半导体装置及使用其之构造物用剖面模式图。图27(a)、(b)为说明另一形态之CSP型半导体装置用剖面模式图。图28(a)、(b)为说明另一实施例半导体装置及使用其之构造物用剖面模式图。图29(a)、(b)为说明另一实施例半导体装置及使用其之构造物用剖面模式图。图30(a)、(b)为说明另一实施例半导体装置及使用其之构造物用剖面模式图。图31为说明另一实施例构造物之变形例用剖面模式图。图32(a)、(b)为说明另一实施例半导体装置及使用其之构造物用剖面模式图。图33为说明另一形态之COC型半导体装置用剖面模式图。图34(a)、(b)为说明另一实施例半导体装置及使用其之构造物用剖面模式图。图35为另一实施例半导体装置之电路说明图。图36为说明另一实施例构造物之输出电流与转化效率之关系用曲线图。图37为说明另一实施例半导体装置用剖面模式图。图38为说明另一实施例半导体装置之温度循环试验中热电阻变换用曲线图。图39为说明另一实施例半导体装置之动力循环试验中热电阻变换用曲线图。图40(a)、(b)为说明全波整流装置用平面图及剖面图。图41为说明另一实施例构造物之全波整流电路用电路图。图42为说明另一形态之全波整流装置用剖面模式图。图43(a)、(b)为说明另一实施例半导体装置及使用其之构造物用剖面模式图。图44(a)~(c)为说明另一形态之功率调制装置用平面及剖面模式图。图45(a)、(b)为本发明之焊料形态说明图。
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