在具备在背面设置有接地电极并包含多个树脂层(11)的基板(6)、和安装于该基板(6)的表面的半导体芯片(1)的半导体装置中，具备：芯(9)，以一个表面暴露在上述基板(6)的表面侧的方式埋入于上述基板(6)的内部；填充通孔(12)，设置为贯通上述树脂层(11)中的配置于上述芯(9)与上述接地电极之间的树脂层(11)，将上述芯(9)的背面与上述接地电极电连接；表面暴露的高热传导率的盖(4)，以覆盖上述半导体芯片的方式设置于上述基板(6)的表面；包含烧结银(3)的接合材料，将上述盖(4)的背面与上述芯(9)的表面接合；以及模制树脂(7)，在上述基板(6)的整个表面被传递成型，以包围上述盖(4)的周围的方式设置。周围的方式设置。周围的方式设置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
[0001]本申请涉及半导体装置。
技术介绍
[0002]在以往的模制密封技术中，通常仅利用模制树脂来密封半导体芯片上部，由此实现确保半导体芯片的电绝缘性、和防止由来自半导体器件外部的物理性冲击引起的破损。另一方面，由于模制树脂具有热传导率明显低的特征，因此半导体芯片的自发热几乎不从模制树脂散热，而是通常从形成于安装有半导体器件的多层印刷基板等的背面的接地电极面散热(例如，参照下述的专利文献1、2)。
[0003]专利文献1：日本特开平3
‑
062955号公报
[0004]专利文献2：日本特开2013
‑
183069号公报
[0005]以往的半导体器件由于如以上这样构成，因此存在以下这样的问题。首先，若超过200℃左右的温度长时间驱动半导体芯片，则模制树脂烧接于半导体芯片，使半导体芯片发生故障。另外，近年，以GaN on SiC(在碳化硅基板上进行结晶生长的氮化镓制的半导体器件)为代表，随着半导体芯片的高输出化、高电力密度化，而自发热增大，但由于仅靠经由多层印刷基板的填充通孔(filled via)的从接地电极面的散热不充分，因此难以实现高频特性、或长期可靠性的目标性能。另外，由于模制树脂进入到半导体芯片的电极间而产生寄生电容，使高频特性劣化。另外，由于模制树脂不防止水分从外部空气侵入，所以水分到达半导体芯片，导致作为半导体器件的耐湿性劣化。并且，在同时驱动多个半导体芯片时，泄漏电磁场在半导体芯片之间干扰，使高频特性劣化。
技术实现思路
<br/>[0006]本申请公开了用于解决上述课题的技术，目的在于提供一种实现以下内容的半导体装置。
[0007](1)即使驱动半导体芯片，模制树脂也不会烧接于半导体芯片。
[0008](2)能够减小半导体器件整体的热阻，容易实现高频特性或长期可靠性的目标性能。
[0009]本申请所公开的半导体装置具备：
[0010]基板；
[0011]半导体芯片，配置于上述基板的表面；以及
[0012]盖，与上述基板的表面接合，并覆盖上述半导体芯片。
[0013]根据本申请所公开的半导体装置，起到如下效果：即使驱动半导体芯片，模制树脂也不会烧接到半导体芯片，能够减小半导体装置整体的热阻，容易实现高频特性或长期可靠性的目标性能。
附图说明
[0014]图1是表示实施方式1所涉及的半导体装置的整体构造的俯视图。
[0015]图2是实施方式1的半导体装置的局部放大剖视图。
[0016]图3是实施方式1的半导体装置的局部放大俯视图。
[0017]图4是图3的立体示意图。
[0018]图5是实施方式2的半导体装置所涉及的半导体芯片周边的俯视图。
[0019]图6是实施方式2的半导体装置所涉及的半导体芯片周边的第一剖视图。
[0020]图7是实施方式2的半导体装置所涉及的半导体芯片周边的第二剖视图。
[0021]图8是实施方式2的半导体装置所涉及的半导体芯片周边的第三剖视图。
[0022]图9是图7的立体示意图。
[0023]图10是实施方式3的半导体装置所涉及的半导体芯片周边的剖视图。
[0024]图11是实施方式4的半导体装置所涉及的半导体芯片周边的俯视图。
[0025]图12是实施方式4的半导体装置所涉及的半导体芯片周边的剖视图。
[0026]图13是实施方式5的半导体装置所涉及的半导体芯片周边的俯视图。
具体实施方式
[0027]实施方式1
[0028]以下，对实施方式1的半导体装置进行说明。
[0029]图1是表示该半导体装置的整体图像的俯视图(其中，Cu盖、模制树脂除外)，图2是对图1的半导体装置中的半导体芯片及其附近进行放大示出的图1的纵向的剖视图，图3是对图1的半导体装置中的半导体芯片及其附近进行放大示出的俯视图(其中，Cu盖、模制树脂除外)。此外，以下，将图1的横向称为x方向，将纵向称为y方向，将与xy面垂直的方向(印刷基板的厚度方向)称为z方向。
[0030]在图1、图2中，实施方式1的半导体装置以在其构造包中含如下部件为前提：半导体芯片1(在本实施方式中，如图2所示，成为GaN on SiC的结构)、Au线2、烧结银3(也称为Ag膏3。以下相同)、Cu盖4、SMD部件5(SMD是Surface Mount Device(表面安装器件)的简称。以下相同)、印刷基板6、模制树脂7、以及陶瓷制的副安装座(sub
‑
mount)8。其中，如图2所示，烧结银3以夹着副安装座8的结构设置。另外，模制树脂7构成为包围Cu盖4的周围。
[0031]另外，在图2中，印刷基板6从图的下侧开始依次由如下部件构成：接地电极面10、由多层构成的树脂层11、将该接地电极面10与Cu芯9电连接的填充通孔12、周边图案13等。在该图中，填充通孔12以贯通树脂层11中的靠近接地电极面10侧的两层的方式设置。此外，更详细而言，上述周边图案13相当于第一层Cu布线图案14(以下，也称为L1层14)。
[0032]另外，图3是半导体装置所涉及的半导体芯片周边的俯视图，是为了补充图1，而放大示出其一部分的图。在该图中，半导体芯片1通过输入线2a与周边图案13b连接，通过输出线2b与周边图案13c连接。另外，周边图案13a中的由上侧部分和下侧部分的虚线围起的框P，表示经由Cu盖4与Cu芯9的接合材料亦即烧结银3的接触区域。此外，由两处点划线表示的部位是开放孔的位置。
[0033]这里，Cu盖为了避免与输入线2a以及输出线2b的接触，即以非接触的方式对线进行布线，而具有如图2所示带有空间上开放的开放孔(参照图中由虚线的框线表示的部分)
的隧道构造，其截面形状为C字型。此外，该截面形状只要是能够避开半导体芯片与Au线的接触的构造即可，并不局限于C字型，也可以为U字型等。Cu盖的形状被加工成与印刷基板的Cu芯9接触的接触面积最大，同时与半导体芯片的距离最短，并安装于印刷基板。
[0034]此外，图4是为了以立体方式明确以上说明中的Cu盖和Au线的配置状态，而通过使用了立体图的示意图对上述的配置状态进行示出的。通过该图，可以看到通过设置于Cu盖4的隧道构造(在该图中，由点划线表示的两处平行四边形部分表示开放孔的位置)，分别与半导体芯片1和周边图案13a、半导体芯片1和周边图案13b连接的输入线2a、输出线2b不与Cu盖4接触的情况。
[0035]在本实施方式1中，半导体芯片的自发热首先朝向Cu芯9扩散。其后，在接地电极面10侧，由于印刷基板的树脂层11(以FR4等为材质。这里，FR4是Flame Retardant Type 4的简称)与填充通孔12的热传导率的差异(例如，FR4约为0.3W/m*K，铜为400W/m*K)，绝大多数的热从填充通孔12传热。假设填充通孔12为50个左右的直径1.0
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【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，其特征在于，具备：基板；半导体芯片，配置于所述基板的表面；以及盖，与所述基板的表面接合，并覆盖所述半导体芯片。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置还具备芯，该芯以一个表面暴露在所述基板的表面侧的方式埋入于所述基板的内部，所述基板在背面设置有接地电极且包含多个形成为层状的树脂层，所述半导体芯片与填充通孔对置地配置在所述芯的表面，该填充通孔设置为贯通所述树脂层中的配置于所述芯与所述接地电极之间的特定的树脂层，且将所述芯的背面与所述接地电极电连接，并且所述盖为高热传导率的盖且通过包含烧结银的接合材料与所述芯的表面接合。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置具备：所述基板的表面上的配置于所述半导体芯片的周边的周边图案；和配置于所述基板的表面并将所述半导体芯片与所述周边图案连接的线，所述盖具有隧道构造，该隧道构造形成有以非接触的方式对所述线进行布线的开放孔。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，所述周边图案是将上部填充通孔配置在正下方的中继图案，其中所述上部填充通孔用于将与所述半导体芯片连接的所述线中继到信号电极，所述盖的...
【专利技术属性】
技术研发人员：中屋大佑，
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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