半導體裝置制造方法及圖紙

多個電極焊盤包括在半導體元件(10)的一面(11)中位于角部(13)側的第1焊盤(21)、和比第1焊盤(21)距角部(13)更遠的位置的第2焊盤(22)。連接于第1焊盤(21)的第1線材(51)的楊氏模量小于連接于第2焊盤(22)的第2線材(52)的楊氏模量。由第1線材(51)和第1焊盤(21)形成的金屬間化合物層(71)的厚度(d1)比由第2線材(52)和第2焊盤(22)形成的金屬間化合物層(72)的厚度(d2)厚。

Semiconductor device

A plurality of electrode pads includes a first pad (21) on the side (11) of the semiconductor element (10), a pad (13) on the side of the corner (13), and a second pad (22) farther than the first pad (21) pitch section. The young's modulus of the first wire (51) connected to the first pad (21) is smaller than the young's modulus of the second wire (52) connected to the second pad (22). The thickness (D1) of the intermetallic compound layer (71) formed of the first wire (51) and the first pad (21) is thicker than that of the intermetallic compound layer (72) formed of second wire rods (52) and second pads (22). The thickness of the intermetallic compound layer () is thicker than that of the intermetallic layer (B).

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】半導體裝置相關申請的相互參照本申請基于2014年9月1日提出的日本專利申請第2014－177044號，這里援用其全部內容。
本專利技術涉及半導體裝置，其具備具有多個電極焊盤的半導體元件和連接部件，將多個電極焊盤分別經由鍵合線而與連接部件連接而成。
技術介紹
通常，作為這種半導體裝置，提出了這樣的結構，即：具備呈矩形板狀的半導體元件、設在半導體元件的一面的由相同的金屬構成的多個電極焊盤、和設在半導體元件的外側的連接部件，電極焊盤分別通過由Au(金)構成的鍵合線(bondingwire)而與連接部件連接。在這樣的半導體裝置中，近年來，為了降低鍵合線的材料成本，提出了取代Au而將鍵合線變更為Cu(銅)的技術(參照專利文獻1)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2010－199491號公報
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種半導體裝置，其適于提高電極焊盤的溫度循環耐受性并且降低鍵合線的材料成本。本專利技術的一個技術方案的半導體裝置，具備：半導體元件，呈一面和另一面處于表面背面的板面關系的矩形板狀；多個電極焊盤，設在半導體元件的一面，由相同的金屬構成；以及連接部件，設在半導體元件的外側；多個電極焊盤分別經由由金屬構成的鍵合線而與連接部件連接；在多個電極焊盤的各自中，在該電極焊盤與鍵合線之間，形成有由包含該電極焊盤的金屬和鍵合線的金屬這兩者的金屬間化合物構成的金屬間化合物層。多個電極焊盤被劃分為，在半導體元件的一面中位于角部側的第1焊盤、和位于比第1焊盤距角部更遠的位置的第2焊盤。鍵合線中的連接于第1焊盤的第1線材的楊氏模量小于鍵合線中的連接于第2焊盤的第2線材的楊氏模量。由第1線材和第1焊盤形成的金屬間化合物層的厚度比由第2線材和第2焊盤形成的金屬間化合物層的厚度厚。根據上述半導體裝置，關于距半導體元件的角部較近而容易產生裂紋的第1焊盤，能夠使用比較軟的第1線材，所以容易使從線材向焊盤的應力較小。此外，在該第1焊盤中，能夠使線材和焊盤的金屬間化合物層的厚度比較厚，所以容易使線材接合部處的第1焊盤的機械強度較大。因此，能夠容易地抑制因溫度循環引起的第1焊盤的裂紋產生。此外，通過在第1焊盤和第2焊盤之間改變鍵合線的材質，不需要將全部的鍵合線一律用昂貴的較軟的金屬構成，所以容易進行材料成本的降低。由此，根據上述半導體裝置，能夠實現適合于兼顧電極焊盤的溫度循環耐受性的提高和鍵合線的材料成本的降低的結構。本專利技術的另一技術方案的半導體裝置，具備：半導體元件，呈一面和另一面處于表面背面的板面關系的矩形板狀；多個電極焊盤，設在半導體元件的一面，由相同的金屬構成；以及連接部件，設在半導體元件的外側；多個電極焊盤分別經由由相同的金屬構成的鍵合線而與連接部件連接。多個電極焊盤被劃分為在半導體元件的一面位于角部側的第1焊盤、和位于比第1焊盤距角部更遠的位置的第2焊盤。在第1焊盤上，接合有由楊氏模量比鍵合線的楊氏模量小的金屬構成的凸點，在第1焊盤與凸點之間，形成有由包含該第1焊盤的金屬和該凸點的金屬這兩者的金屬間化合物構成的第1金屬間化合物層；將第1焊盤與連接部件連接的鍵合線經由凸點而與第1焊盤鍵合。在第2焊盤與連接于第2焊盤的鍵合線之間，形成有由包含該第2焊盤的金屬和該鍵合線的金屬這兩者的金屬間化合物構成的第2金屬間化合物層；第1金屬間化合物層的厚度比第2金屬間化合物層的厚度厚。根據上述半導體裝置，由于第1焊盤經由比鍵合線軟的凸點而與鍵合線連接，所以從鍵合線向第1焊盤施加的應力得以緩和。此外，由于能夠將由第1焊盤和凸點形成的第1金屬間化合物形成得較厚，所以容易使線材接合部處的第1焊盤的機械強度較大。因此，作為鍵合線，可以不使用Au等柔軟且昂貴的金屬，容易進行材料成本的降低。由此，根據上述半導體裝置，能夠實現適合于兼顧電極焊盤的溫度循環耐受性的提高和鍵合線的材料成本的降低的結構。附圖說明關于本專利技術的上述目的及其他目的、特征及優點，一邊參照附圖一邊通過下述詳細的記述會變得明確。圖1是表示本專利技術的第1實施方式的半導體裝置的概略平面圖。圖2是表示圖1中的半導體裝置的概略剖視圖。圖3是表示圖1中的第1線材與第1焊盤之間的接合部處的金屬間化合物層的狀況的概略剖視圖。圖4是表示圖1中的第2線材與第2焊盤之間的接合部處的金屬間化合物層的狀況的概略剖視圖。圖5是表示本專利技術的第2實施方式的半導體裝置的一部分的概略平面圖。圖6是表示本專利技術的第3實施方式的半導體裝置的一部分的概略剖視圖。圖7是表示圖6中的凸點與第1焊盤之間的接合部處的金屬間化合物層的狀況的概略剖視圖。圖8是表示本專利技術的其他實施方式的半導體裝置的一部分的概略平面圖。具體實施方式以下，基于附圖對本專利技術的實施方式進行說明。另外，在以下的各實施方式中，對于相同或等同的部分，為了實現說明的簡化而在圖中賦予相同的標號。在半導體裝置中，在將鍵合線從Au替代為Cu的情況下，雖然能夠降低線材的材料成本，但有發生溫度循環耐受性的下降的問題。具體而言，在電極焊盤中產生基于溫度循環的應力，電極焊盤產生裂紋。這樣的電極焊盤的裂紋導致裝置的電氣功能的下降。其原因是以下兩點。第1個是，在物性上Cu比Au硬，所以由于鍵合線的硬度增加，從線材向基底的電極焊盤施加的應力增加。第2個是因為，通過鍵合線的金屬與電極焊盤的金屬的相互擴散而在線材接合部在線材－焊盤間形成金屬間化合物層，但與Au線材的情況相比，Cu線材的情況下的金屬間化合物層的厚度較小。與電極焊盤的金屬相比，該金屬間化合物層在機械上更堅固，所以如果金屬間化合物層變薄，則線材接合部的電極焊盤的機械強度下降。如上述那樣，在使所有的鍵合線一律為相同金屬的現有結構的情況下，難以兼顧溫度循環耐受性的提高和材料成本的降低。本專利技術者進行專門研究，發現：通過溫度循環而在半導體元件中在角部發生應力集中，所以對于位于半導體元件的角部附近的電極焊盤，裂紋的發生變得顯著。并且，本專利技術者著眼于在該角部附近的電極焊盤和其以外的距角部較遠的電極焊盤中更換鍵合線的金屬的種類。本專利技術是基于這樣的研究而做出的。(第1實施方式)參照圖1～圖3對本專利技術的第1實施方式的半導體裝置S1進行說明。另外，在圖1所示的平面圖中，表示了模塑樹脂60的外形，將位于該模塑樹脂60的內部的構成要素透過模塑樹脂60而表示。該半導體裝置S1例如搭載在汽車等車輛中，作為用來驅動車輛用的各種電子裝置的裝置而應用。本實施方式的半導體裝置S1，大體上講，是將搭載在島(island)30上的半導體元件10和管腳40用鍵合線51、52接線后用模塑樹脂60封固而成的，呈所謂的QFP(方型扁平封裝)的形態。半導體元件10呈一面11和另一面12處于表面背面的板面關系的矩形板狀。即，半導體元件10具有作為表面背面的板面的一面11、另一面12、將這些表面背面的板面連結的4個側面、和作為矩形的角部的4個角部13。該半導體元件10由Si(硅)半導體等半導體構成，具體而言，由IC芯片、傳感器芯片、晶體管元件等構成。這樣的半導體元件10通過通常的半導體工藝制作。并且，在半導體元件10的一面11，設有由相同的金屬構成的多個電極焊盤21、22。在本實施方式中，如圖1所示，這些電極焊盤21、22的配置圖案是典型性的圖案。即，多個電極焊盤21、22被做成本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體裝置，其特征在于，具備：半導體元件(10)，呈一面(11)和另一面(12)處于表面背面的板面關系的矩形板狀；多個電極焊盤(21、22)，設在上述半導體元件的一面，由相同的金屬構成；以及連接部件(40)，設在上述半導體元件的外側；上述多個電極焊盤分別經由由金屬構成的鍵合線(51、52)而與上述連接部件連接；在上述多個電極焊盤的各自中，在該電極焊盤與上述鍵合線之間，形成有由包含該電極焊盤的金屬和上述鍵合線的金屬這兩者的金屬間化合物構成的金屬間化合物層(71、72)；上述多個電極焊盤包括第1焊盤(21)和第2焊盤(22)，在上述半導體元件的一面，上述第1焊盤(21)位于角部(13)側，上述第2焊盤(22)位于比上述第1焊盤更遠離上述角部的位置；上述鍵合線中的連接于上述第1焊盤的第1線材(51)的楊氏模量小于上述鍵合線中的連接于上述第2焊盤的第2線材(52)的楊氏模量；由上述第1線材和上述第1焊盤形成的上述金屬間化合物層(71)的厚度(d1)比由上述第2線材和上述第2焊盤形成的上述金屬間化合物層(72)的厚度(d2)厚。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.09.01 JP 2014-1770441.一種半導體裝置，其特征在于，具備：半導體元件(10)，呈一面(11)和另一面(12)處于表面背面的板面關系的矩形板狀；多個電極焊盤(21、22)，設在上述半導體元件的一面，由相同的金屬構成；以及連接部件(40)，設在上述半導體元件的外側；上述多個電極焊盤分別經由由金屬構成的鍵合線(51、52)而與上述連接部件連接；在上述多個電極焊盤的各自中，在該電極焊盤與上述鍵合線之間，形成有由包含該電極焊盤的金屬和上述鍵合線的金屬這兩者的金屬間化合物構成的金屬間化合物層(71、72)；上述多個電極焊盤包括第1焊盤(21)和第2焊盤(22)，在上述半導體元件的一面，上述第1焊盤(21)位于角部(13)側，上述第2焊盤(22)位于比上述第1焊盤更遠離上述角部的位置；上述鍵合線中的連接于上述第1焊盤的第1線材(51)的楊氏模量小于上述鍵合線中的連接于上述第2焊盤的第2線材(52)的楊氏模量；由上述第1線材和上述第1焊盤形成的上述金屬間化合物層(71)的厚度(d1)比由上述第2線材和上述第2焊盤形成的上述金屬間化合物層(72)的厚度(d2)厚。2.如權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，上述第1焊盤及上述第2焊盤由鋁或以鋁為主成分的鋁合金構成。3....

【專利技術屬性】
技術研發人員：宮脅正太郎，平野尚彥，淺井昭喜，淺井康富，
申請(專利權)人：株式會社電裝，
類型：發明
國別省市：日本,JP