目的在于半导体装置的寿命的均一化。半导体装置(101)具有：半导体元件(1)，其具有正面金属(11)；引线框(2)，其具有第1部分(21)；接合层(5)，其具有第1层(51)以及第2层(52)；以及焊料(31)，其比接合层厚。正面金属、第1部分分别以第1金属、第2金属为材料。第1层、第2层分别是第1金属与锡的合金、第2金属与锡的合金。接合层位于第1部分与正面金属之间。第1层、第2层分别位于正面金属侧、第1部分侧。在第1部分，多个孔避开正面金属的外轮廓而贯通。焊料位于多个孔的内部，与接合层相邻。多个孔包含将第1部分沿其厚度方向贯通的多个第1孔(211)。在与正面金属的外轮廓相比更靠内侧的环状区域(213)存在第1孔。在第1孔。在第1孔。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
[0001]本专利技术涉及半导体装置。
技术介绍
[0002]具有接合部的半导体装置是众所周知的，该接合部将半导体元件所具有的电极与引线框通过焊接而非经由键合导线进行连接。
[0003]专利文献1：日本特开2011-204886号公报
[0004]专利文献2：日本特开2012-69640号公报
技术实现思路
[0005]就半导体装置而言，由于由半导体元件的发热引起的热循环和构成半导体装置的不同种类的部件的线膨胀系数的差异而产生热应力。该热应力在上述接合部的端部处变得显著。在接合部的端部，由于应力的集中，容易产生龟裂。热应力是半导体元件的损伤的一个原因，招致半导体装置的寿命的波动。
[0006]在专利文献1以及专利文献2中，提出了在引线框开设有孔，由焊料、或者粘接剂将开口部的内部填埋的技术。
[0007]在专利文献1中，例示了在引线框设置的孔单纯地并列的结构。在上述结构中，当在接合部的端部产生了龟裂的情况下，在远离孔的部分，难以抑制龟裂的推进。
[0008]在专利文献2中，例示了在引线框设置的孔还位于接合部的端部的情况。在这种情况下，在接合部的端部，在设置孔的位置处焊料形成得厚。当在接合部的端部产生了龟裂的情况下，在焊料厚的位置处，龟裂发展至元件的可能性高。
[0009]本专利技术的目的在于使半导体装置的寿命均一化。
[0010]本专利技术涉及的半导体装置(101～111)具有：半导体元件(1)，其具有以第1金属为材料的电极(11、11f、11g、11h、11i)；引线框(2)，其具有以第2金属为材料的第1部分(21)，在所述第1部分，避开所述电极的外轮廓而贯通有多个孔(210)；接合层(5)，其位于所述第1部分与所述电极之间；以及焊料(31)，其位于所述多个孔的内部，与所述接合层相邻，比所述接合层厚。所述多个孔包含将所述第1部分沿所述第1部分的厚度方向贯通的多个第1孔(211)。所述接合层具有：第1层(51)，其是所述第1金属与锡的合金，位于所述电极侧；以及第2层(52)，其是所述第2金属与锡的合金，位于所述第1部分侧。在与所述电极的外轮廓相比更靠内侧的环状区域(213、213f、213g、213h、213i)存在所述多个第1孔。
[0011]专利技术的效果
[0012]即使在与存在孔的环状区域相比更靠外侧处产生龟裂，该龟裂也难以发展至与该环状区域相比更靠内侧处。
[0013]半导体装置的寿命得到均一化。
[0014]本专利技术的目的、特征、方案以及优点通过以下的详细说明和附图变得更清楚。
附图说明
[0015]图1是例示本专利技术的实施方式1涉及的半导体装置的结构的俯视图。
[0016]图2是例示本专利技术的实施方式1涉及的半导体装置的结构的剖视图。
[0017]图3是将图2的一部分放大而示出的剖视图。
[0018]图4是例示本专利技术的实施方式2涉及的半导体装置的结构的俯视图。
[0019]图5是例示本专利技术的实施方式2涉及的半导体装置的结构的剖视图。
[0020]图6是例示本专利技术的实施方式3涉及的半导体装置的结构的俯视图。
[0021]图7是例示本专利技术的实施方式3涉及的半导体装置的结构的剖视图。
[0022]图8是例示本专利技术的实施方式4涉及的半导体装置的结构的俯视图。
[0023]图9是例示本专利技术的实施方式4涉及的半导体装置的结构的剖视图。
[0024]图10是例示本专利技术的实施方式5涉及的半导体装置的结构的俯视图。
[0025]图11是例示本专利技术的实施方式5涉及的半导体装置的结构的剖视图。
[0026]图12是例示本专利技术的实施方式6涉及的半导体装置的结构的俯视图。
[0027]图13是例示本专利技术的实施方式6涉及的半导体装置的结构的剖视图。
[0028]图14是例示本专利技术的实施方式7涉及的半导体装置的结构的剖视图。
[0029]图15是例示本专利技术的实施方式8涉及的半导体装置的结构的剖视图。
[0030]图16是例示本专利技术的实施方式9涉及的半导体装置的结构的剖视图。
[0031]图17是例示本专利技术的实施方式10涉及的半导体装置的结构的剖视图。
[0032]图18是例示本专利技术的实施方式11涉及的半导体装置的结构的斜视图。
[0033]图19是例示将本专利技术的实施方式11涉及的半导体装置的一部分省略后的结构的斜视图。
[0034]图20是例示本专利技术的实施方式11涉及的半导体装置所采用的半导体元件的俯视图。
[0035]图21是例示本专利技术的实施方式11涉及的半导体装置的应力的分布的图。
[0036]图22是例示作为与本专利技术的实施方式11涉及的半导体装置相对的对比例的半导体装置的结构的斜视图。
[0037]图23是例示将作为对比例的半导体装置的一部分省略后的结构的斜视图。
[0038]图24是例示作为对比例的半导体装置的应力的分布的图。
具体实施方式
[0039]在以下说明的多个实施方式中，就名称以及标号共通的结构要素彼此而言，只要没有特别说明，无论在哪一个实施方式中都具有相同或类似的结构，或者，相同或类似的功能。
[0040]＜实施方式1＞
[0041]图1是例示本专利技术的实施方式1涉及的半导体装置101的结构的俯视图。图2是例示半导体装置101的结构的剖视图，示出图1的位置II-II处的剖面。
[0042]半导体装置101具有半导体元件1、引线框2、接合层5、焊料31、正面金属(front metal)11。在图2中，示出半导体装置101还具有封装树脂8的状态，在图1中，为了避免图示的复杂，省略了封装树脂8。
[0043]半导体元件1例如是具有发射极(emitter)电极1e、栅极电极1g、信号电极1s、1t的晶体管。正面金属11是电极，是引线框2的连接对象。更具体而言，正面金属11是发射极电极1e的一部分。
[0044]正面金属11和引线框2都以金属为材料。正面金属11的材料即第1金属与引线框2的材料即第2金属可以彼此相同，也可以不同。出于与引线框2之间实现焊接的目的，例如出于提高焊料润湿性的目的，正面金属11被进行表面处理而露出至半导体元件1的外部。接合层5位于第1部分21与正面金属11之间。关于接合层5，在后面详细叙述。
[0045]在图2中，为了避免图示的复杂，省略了发射极电极1e以及正面金属11。但是，在图2中，将在剖视观察时存在发射极电极1e以及正面金属11的位置分别由区域E、R示出。
[0046]半导体装置101也可以具有对半导体元件1进行散热的散热器4。在图2中，示出了将散热器4与半导体元件1进行接合的焊料层34。在图1中，为了避免图示的复杂，省略了焊料层34。
[0047]引线框2具有第1部分21和第2部分22，该第1部分21与正面金属11连接，该第2部分22与第1部分21连结，该本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置(101～111)，其具有：半导体元件(1)，其具有以第1金属为材料的电极(11、11f、11g、11h、11i)；引线框(2)，其具有以第2金属为材料的第1部分(21)，在所述第1部分，避开所述电极的外轮廓而贯通有多个孔(210)；接合层(5)，其位于所述第1部分与所述电极之间；以及焊料(31)，其位于所述多个孔的内部，与所述接合层相邻，比所述接合层厚，所述多个孔包含将所述第1部分沿所述第1部分的厚度方向贯通的多个第1孔(211)，所述接合层具有：第1层(51)，其是所述第1金属与锡的合金，位于所述电极侧；以及第2层(52)，其是所述第2金属与锡的合金，位于所述第1部分侧，在与所述电极的外轮廓相比更靠内侧的环状区域(213、213f、213g、213h、213i)存在所述多个第1孔。2.根据权利要求1所述的半导体装置(102、111)，其中，所述多个孔(210)还具有被所述环状区域(213)包围而沿所述厚度方向将所述第1部分(21)贯通的第2孔(212)。3.根据权利要求1所述的半导体装置(103)，其中，所述多个第1孔(211)呈沿所述环状区域(213)长的狭缝形状。4.根据权利要求1所述的半导体装置(104、105、106)，其中，具有彼此与所述第1部分平行地隔离开的多个电极(11f、1...
【专利技术属性】
技术研发人员：木本信义，爱甲光德，白泽敬昭，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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