JP7017202B2

JP7017202B2 - Semiconductor device

Info

Publication number: JP7017202B2
Application number: JP2017140705A
Authority: JP
Inventors: 守山上; 賢治藤井
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2037-07-20
Also published as: JP2019021827A

Description

本発明は、半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device.

半導体素子が内蔵された半導体装置においては、前記半導体素子への導通経路を構成し、且つ前記半導体素子を支持する導通支持部材が用いられる。特許文献１には、従来の半導体装置の一例が開示されている。この半導体装置においては、前記導通支持部材として金属からなるリードが用いられている。前記半導体素子と前記リードとを導通させる手段としては、Ａｕなどからなる複数のワイヤが用いられている。 In a semiconductor device having a built-in semiconductor element, a conduction support member that constitutes a conduction path to the semiconductor element and supports the semiconductor element is used. Patent Document 1 discloses an example of a conventional semiconductor device. In this semiconductor device, a lead made of metal is used as the conduction support member. As a means for conducting the semiconductor element and the lead, a plurality of wires made of Au or the like are used.

前記半導体装置の製造工程においては、前記複数のワイヤをボンディングする工程を実行する。このボンディング工程は、前記複数のワイヤについて順次行われ、前記複数のワイヤに対して一括して実行できない。このため、前記半導体装置の製造効率向上が阻害される。また、前記ワイヤは、比較的細いため、前記半導体装置の製造工程や前記半導体装置の使用時において、意図せず切断したり剥離したりするおそれがある。 In the manufacturing process of the semiconductor device, the step of bonding the plurality of wires is executed. This bonding step is sequentially performed on the plurality of wires, and cannot be performed collectively on the plurality of wires. Therefore, the improvement of the manufacturing efficiency of the semiconductor device is hindered. Further, since the wire is relatively thin, it may be unintentionally cut or peeled off during the manufacturing process of the semiconductor device or when the semiconductor device is used.

特開２０１４－７３６３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-7363

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、製造効率を高めるとともに、前記半導体素子と前記導通支持部材とをより確実に接合することが可能な半導体装置を提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the above circumstances, and provides a semiconductor device capable of increasing manufacturing efficiency and more reliably joining the semiconductor element and the conduction support member. That is the issue.

本発明の第１の側面によって提供される半導体装置は、機能回路が形成された機能面および該機能面とは反対側を向く裏面を有する半導体素子と、前記半導体素子を支持し、且つ前記半導体素子に導通する導通支持部材と、前記半導体素子と前記導通支持部材の少なくとも一部とを覆う樹脂パッケージと、を備える半導体装置であって、前記半導体素子は、前記機能面に形成され、前記機能面が向く方向に突出する機能面側凸部を具備する機能面側電極を有しており、前記機能面側電極の前記機能面側凸部と前記導通支持部材とは一体となっており、前記機能面側凸部と前記導通支持部材との境界には前記機能面が向く方向と交差する方向に盛り上がった隆起部が形成されていることを特徴とする。 The semiconductor device provided by the first aspect of the present invention supports a semiconductor element having a functional surface on which a functional circuit is formed and a back surface facing the opposite side to the functional surface, the semiconductor element, and the semiconductor. A semiconductor device comprising a conduction support member that conducts with an element and a resin package that covers the semiconductor element and at least a part of the continuity support member. The semiconductor element is formed on the functional surface and has the function. It has a functional surface side electrode provided with a functional surface side convex portion that protrudes in a direction facing the surface, and the functional surface side convex portion of the functional surface side electrode and the conduction support member are integrated. The boundary between the convex portion on the functional surface side and the conduction support member is characterized in that a raised portion is formed in a direction intersecting the direction in which the functional surface faces.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記機能面側凸部および前記導通支持部材はＣｕからなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the functional surface side convex portion and the conduction support member are made of Cu.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記機能面側電極は、前記機能面に接する基材層を有しており、前記機能面側凸部と前記基材層とは、平面視において互いに重ならない。 In a preferred embodiment of the present invention, the functional surface side electrode has a base material layer in contact with the functional surface, and the functional surface side convex portion and the base material layer overlap each other in a plan view. It doesn't become.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記機能面側電極は、前記基材層上に積層された下地層と、前記下地層上に積層された再配線層と、を有し、前記機能面側凸部は、前記再配線層上に形成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the functional surface side electrode has a base layer laminated on the base layer and a rewiring layer laminated on the base layer, and has the functional surface. The side convex portion is formed on the rewiring layer.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記機能面を覆い、且つ前記機能面側電極を前記機能面に到達させる貫通孔が形成されたパッシベーション膜を備え、前記再配線層は、平面視において前記パッシベーション膜と重なり、前記機能面側凸部は、平面視において前記パッシベーション膜と重なる。 In a preferred embodiment of the present invention, the passivation film covering the functional surface and having a through hole for allowing the functional surface side electrode to reach the functional surface is provided, and the rewiring layer is the same in a plan view. It overlaps with the passivation film, and the convex portion on the functional surface side overlaps with the passivation film in a plan view.

本発明の第２の側面によって提供される半導体装置は、機能回路が形成された機能面および該機能面とは反対側を向く裏面を有する半導体素子と、前記半導体素子を支持し、且つ前記半導体素子に導通する導通支持部材と、前記半導体素子と前記導通支持部材の少なくとも一部とを覆う樹脂パッケージと、を備える半導体装置であって、前記半導体素子は、前記機能面に形成され、最も前記導通支持部材側に配置される再配線層を具備するた機能面側電極を有しており、前記導通支持部材は、前記機能面側電極に向かって突出する導通支持部材側凸部を有しており、前記導通支持部材の前記導通支持部材側凸部と前記機能面側電極の前記再配線層とは一体となっており、前記導通支持部材側凸部と前記再配線層との境界には前記機能面が向く方向と交差する方向に盛り上がった隆起部が形成されていることを特徴とする。 The semiconductor device provided by the second aspect of the present invention supports a semiconductor element having a functional surface on which a functional circuit is formed and a back surface facing the opposite side to the functional surface, the semiconductor element, and the semiconductor. A semiconductor device comprising a conduction support member that conducts with an element and a resin package that covers the semiconductor element and at least a part of the continuity support member. The semiconductor element is formed on the functional surface and is most described. The conduction support member has a functional surface side electrode provided with a rewiring layer arranged on the conduction support member side, and the conduction support member has a conduction support member side convex portion protruding toward the functional surface side electrode. The convex portion on the conduction support member side of the conduction support member and the rewiring layer of the functional surface side electrode are integrated, and at the boundary between the convex portion on the conduction support member side and the rewiring layer. Is characterized in that a raised portion is formed in a direction intersecting the direction in which the functional surface faces.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導通支持部材側凸部および前記再配線層はＣｕからなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the convex portion on the conduction support member side and the rewiring layer are made of Cu.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記機能面側電極は、前記機能面に接する基材層を有しており、前記導通支持部材側凸部と前記基材層とは、平面視において互いに重ならない。 In a preferred embodiment of the present invention, the functional surface side electrode has a base material layer in contact with the functional surface, and the conduction support member side convex portion and the base material layer are mutually formed in a plan view. Do not overlap.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記機能面を覆い、且つ前記機能面側電極を前記機能面に到達させる貫通孔が形成されたパッシベーション膜を備え、前記再配線層は、平面視において前記パッシベーション膜と重なり、前記導通支持部材側凸部は、平面視において前記パッシベーション膜と重なる。 In a preferred embodiment of the present invention, the passivation film covering the functional surface and having a through hole for allowing the functional surface side electrode to reach the functional surface is provided, and the rewiring layer is the same in a plan view. It overlaps with the passivation film, and the convex portion on the conduction support member side overlaps with the passivation film in a plan view.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導通支持部材側凸部は、周囲部分よりも厚さが厚い部分によって構成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the convex portion on the conduction support member side is composed of a portion having a thickness thicker than the peripheral portion.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導通支持部材側凸部は、前記導通支持部材側凸部が突出する方向に貫通する貫通孔を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the conduction support member side convex portion has a through hole penetrating in the direction in which the conduction support member side convex portion protrudes.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導通支持部材側凸部は、前記導通支持部材の一部が折り曲げられて形成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the conduction support member side convex portion is formed by bending a part of the conduction support member.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導通支持部材は、リードであり、前記リードのうち前記半導体素子を支持する側の面とは反対側の面には、凹凸状の部分が形成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the conduction support member is a lead, and an uneven portion is formed on the surface of the lead opposite to the surface on the side that supports the semiconductor element. There is.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記半導体素子は、複数の前記機能面側電極を有する。 In a preferred embodiment of the invention, the semiconductor device has the functional surface side electrodes.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記半導体装置は、前記半導体素子の裏面に固定された放熱部材をさらに備えており、前記放熱部材のうち前記半導体素子に固定された面とは反対側の面は、前記樹脂パッケージから露出している。 In a preferred embodiment of the present invention, the semiconductor device further includes a heat radiating member fixed to the back surface of the semiconductor element, which is on the side of the heat radiating member opposite to the surface fixed to the semiconductor element. The surface is exposed from the resin package.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記半導体素子は、前記裏面に形成された金属層を有しており、前記半導体素子の前記金属層と前記放熱部材とは接合されて一体となっている。 In a preferred embodiment of the present invention, the semiconductor element has a metal layer formed on the back surface thereof, and the metal layer of the semiconductor element and the heat radiating member are joined and integrated. ..

本発明の好ましい実施の形態においては、前記金属層および前記放熱部材はＣｕからなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the metal layer and the heat radiating member are made of Cu.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the invention will be more apparent by the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

本発明の第一実施形態に基づく半導体装置を示す平面図である。It is a top view which shows the semiconductor device based on 1st Embodiment of this invention. 図１の半導体装置を示す底面図である。It is a bottom view which shows the semiconductor device of FIG. 図１の半導体装置を示す正面図である。It is a front view which shows the semiconductor device of FIG. 図１の半導体装置を示す側面図である。It is a side view which shows the semiconductor device of FIG. 図１のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the VV line of FIG. 図１の半導体装置を示す要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the semiconductor device of FIG. 図１の半導体装置の製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the main part which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device of FIG. 図１の半導体装置の製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the main part which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device of FIG. 図１の半導体装置の製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the main part which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device of FIG. 図１の半導体装置の製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the main part which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device of FIG. 図１の半導体装置の製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the main part which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device of FIG. 図１の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device of FIG. 図１の半導体装置の製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the main part which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device of FIG. 図１の半導体装置の製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the main part which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device of FIG. 図１の半導体装置の製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the main part which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device of FIG. 本発明の第二実施形態に基づく半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device based on the 2nd Embodiment of this invention. 図１６の半導体装置を示す要部拡大断面図である。16 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the semiconductor device of FIG. 図１６の半導体装置の変形例を示す要部拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modified example of the semiconductor device of FIG. 図１６の半導体装置の変形例を示す要部拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modified example of the semiconductor device of FIG. 図１６の半導体装置の変形例を示す要部拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modified example of the semiconductor device of FIG. 本発明の第三実施形態に基づく半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device based on the 3rd Embodiment of this invention. 図２１の半導体装置を示す要部拡大断面図である。FIG. 21 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the semiconductor device of FIG. 図２１の半導体装置の変形例を示す要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modified example of the semiconductor device of FIG. 21. 図２１の半導体装置の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the semiconductor device of FIG.

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図１～図６は、本発明の第一実施形態に基づく半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置Ａ１は、リード１０１～１０７、半導体素子３００および封止樹脂４００を備えている。 1 to 6 show a semiconductor device based on the first embodiment of the present invention. The semiconductor device A1 of the present embodiment includes leads 101 to 107, a semiconductor element 300, and a sealing resin 400.

図１は、半導体装置Ａ１を示す平面図である。図２は、半導体装置Ａ１を示す底面図である。図３は、半導体装置Ａ１を示す正面図である。図４は、半導体装置Ａ１を示す側面図である。図５は、図１のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。図６は、半導体装置Ａ１を示す要部拡大断面図である。 FIG. 1 is a plan view showing the semiconductor device A1. FIG. 2 is a bottom view showing the semiconductor device A1. FIG. 3 is a front view showing the semiconductor device A1. FIG. 4 is a side view showing the semiconductor device A1. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the semiconductor device A1.

リード１０１～１０７は、本発明で言う導通支持部材の一例である。リード１０１～１０７は、半導体素子３００と半導体装置Ａ１外との導通経路を構成するとともに、半導体素子３００を支持している。リード１０１～１０７は、金属からなり、Ｃｕ、Ｎｉのいずれか、またはこれらの合金や４２アロイなどからなる。また、リード１０１～１０７の表面に、Ｔｉ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕなどのめっき層を設けてもよいが、後述する対向部１１０の接合面１１３のうち半導体素子３００の機能面側電極３３０に接合される領域には、めっき層を設けない。本実施形態においては、リード１０１～１０７が、Ｃｕからなる場合を例に説明する。リード１０１～１０７の厚さは特に限定されないが、たとえば５０μｍ～５００μｍ、好ましくは１００μｍ～１５０μｍである。 Leads 101 to 107 are examples of conduction support members according to the present invention. Leads 101 to 107 form a conduction path between the semiconductor element 300 and the outside of the semiconductor device A1 and support the semiconductor element 300. The leads 101 to 107 are made of metal, and are made of either Cu or Ni, or an alloy thereof, 42 alloys, or the like. Further, a plating layer such as Ti, Ag, Pd, or Au may be provided on the surface of the leads 101 to 107, but the bonding surface 113 of the facing portion 110, which will be described later, is bonded to the functional surface side electrode 330 of the semiconductor element 300. No plating layer is provided in the area to be formed. In this embodiment, the case where the leads 101 to 107 are made of Cu will be described as an example. The thickness of the leads 101 to 107 is not particularly limited, but is, for example, 50 μm to 500 μm, preferably 100 μm to 150 μm.

リード１０１～１０７は、それぞれが、対向部１１０および端子部１２０を有している。対向部１１０は、平面視において半導体素子３００と重なっており、後述する半導体素子３００の機能面側電極３３０と対向する部分である。端子部１２０は、封止樹脂４００から露出しており、半導体装置Ａ１を回路基板などに実装するために用いられる。図３および図５に示すように、リード１０１～１０７は、対向部１１０と端子部１２０との間に屈曲部を有している。また、リード１０１は、２つの端子部１２０を有している。 Each of the leads 101 to 107 has a facing portion 110 and a terminal portion 120. The facing portion 110 overlaps with the semiconductor element 300 in a plan view, and is a portion facing the functional surface side electrode 330 of the semiconductor element 300, which will be described later. The terminal portion 120 is exposed from the sealing resin 400 and is used for mounting the semiconductor device A1 on a circuit board or the like. As shown in FIGS. 3 and 5, the leads 101 to 107 have a bent portion between the facing portion 110 and the terminal portion 120. Further, the lead 101 has two terminal portions 120.

図５に示すように、対向部１１０は、接合面１１３および裏面１１４を有している。接合面１１３は、半導体素子３００の機能面側電極３３０に対面する面であり、機能面側電極３３０に接合されている。裏面１１４は、接合面１１３とは反対側を向く面である。図２および図６に示すように、対向部１１０の裏面１１４は、凹凸状とされている。この凹凸状部分の深さは、たとえば２０μｍ程度である。 As shown in FIG. 5, the facing portion 110 has a joint surface 113 and a back surface 114. The bonding surface 113 is a surface facing the functional surface side electrode 330 of the semiconductor element 300, and is bonded to the functional surface side electrode 330. The back surface 114 is a surface facing the opposite side to the joint surface 113. As shown in FIGS. 2 and 6, the back surface 114 of the facing portion 110 has an uneven shape. The depth of this uneven portion is, for example, about 20 μm.

本実施形態においては、図１に示すように、リード１０１、リード１０４およびリード１０６の端子部１２０が、図中左方に突出している。また、リード１０２、リード１０３、リード１０５およびリード１０７の端子部１２０が、図中右方に突出している。リード１０１の対向部１１０は、比較的大型である。リード１０２およびリード１０３の対向部１１０は、リード１０１の対向部１１０よりも小型であり、ｙ方向に並んでいる。リード１０１の対向部１１０とリード１０２およびリード１０３の対向部１１０とは、ｘ方向に並んでいる。リード１０４、リード１０５、リード１０６およびリード１０７の対向部１１０は、比較的小型である。リード１０６およびリード１０７の対向部１１０がｘ方向中央寄りにおいてｘ方向に並んで配置されている。リード１０４およびリード１０５の対向部１１０は、リード１０６およびリード１０７の対向部１１０を挟んでｘ方向両側に配置されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the terminal portions 120 of the lead 101, the lead 104, and the lead 106 project to the left in the figure. Further, the lead 102, the lead 103, the lead 105, and the terminal portion 120 of the lead 107 project to the right in the drawing. The facing portion 110 of the lead 101 is relatively large. The facing portions 110 of the leads 102 and the leads 103 are smaller than the facing portions 110 of the leads 101, and are arranged in the y direction. The facing portion 110 of the lead 101 and the facing portion 110 of the lead 102 and the lead 103 are aligned in the x direction. The lead 104, the lead 105, the lead 106, and the facing portion 110 of the lead 107 are relatively small. Opposing portions 110 of the leads 106 and the leads 107 are arranged side by side in the x direction toward the center in the x direction. The facing portions 110 of the lead 104 and the lead 105 are arranged on both sides in the x direction with the facing portion 110 of the lead 106 and the lead 107 interposed therebetween.

半導体素子３００は、半導体装置Ａ１の機能を発揮する素子であり、その種類は特に限定されないが、トランジスタ、ダイオード、ＬＳＩなど種々の素子を選択できる。図５に示すように、半導体素子３００は、機能面３１０および裏面３２０を有している。機能面３１０は、半導体素子３００の機能を実現する機能回路（図示略）が形成された面である。裏面３２０は、機能面３１０とは反対側を向く面である。半導体素子３００は、たとえばＳｉなどからなるウエハから製造される。 The semiconductor element 300 is an element that exhibits the function of the semiconductor device A1, and the type thereof is not particularly limited, but various elements such as a transistor, a diode, and an LSI can be selected. As shown in FIG. 5, the semiconductor element 300 has a functional surface 310 and a back surface 320. The functional surface 310 is a surface on which a functional circuit (not shown) that realizes the function of the semiconductor element 300 is formed. The back surface 320 is a surface facing the opposite side to the functional surface 310. The semiconductor element 300 is manufactured from a wafer made of, for example, Si.

半導体素子３００は、複数の機能面側電極３３０、パッシベーション膜３４０および保護膜３５０を有している。 The semiconductor element 300 has a plurality of functional surface side electrodes 330, a passivation film 340, and a protective film 350.

複数の機能面側電極３３０は、機能面３１０に形成されており、リード１０１～１０７に各別に導通している。本実施形態においては、リード１０１～リード１０７に対応して７つの機能面側電極３３０が形成されている。これらの機能面側電極３３０は、大きさや配置が異なるものの、基本的な構成は共通している。 The plurality of functional surface side electrodes 330 are formed on the functional surface 310 and are electrically connected to the leads 101 to 107, respectively. In the present embodiment, seven functional surface side electrodes 330 are formed corresponding to the leads 101 to 107. Although these functional surface side electrodes 330 are different in size and arrangement, they have the same basic configuration.

本実施形態においては、図１に示すように、リード１０１の対向部１１０に対向する機能面側電極３３０は、比較的大型であり、ｙ方向を長手方向とする平面視長矩形状である。リード１０２およびリード１０３の対向部１１０と対向する２つの機能面側電極３３０は、平面視略正方形状であり、ｙ方向に並んでいる。リード１０１の対向部１１０に対向する機能面側電極３３０とリード１０２およびリード１０３の対向部１１０に対向する２つの機能面側電極３３０とは、ｘ方向に並んでいる。リード１０４、リード１０５、リード１０６およびリード１０７の対向部１１０に対向する４つの機能面側電極３３０は、比較的小型であり、平面視略正方形状である。リード１０６およびリード１０７の対向部１１０に対向する２つの機能面側電極３３０がｘ方向中央寄りにおいてｘ方向に並んで配置されている。リード１０４およびリード１０５の対向部１１０に対向する２つの機能面側電極３３０は、リード１０６およびリード１０７の対向部１１０を挟んでｘ方向両側に配置されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the functional surface side electrode 330 facing the facing portion 110 of the lead 101 is relatively large and has a rectangular shape in a plan view with the y direction as the longitudinal direction. The two functional surface side electrodes 330 facing the lead 102 and the facing portion 110 of the lead 103 have a substantially square shape in a plan view and are arranged in the y direction. The functional surface side electrode 330 facing the facing portion 110 of the lead 101 and the two functional surface side electrodes 330 facing the facing portion 110 of the lead 102 and the lead 103 are arranged in the x direction. The four functional surface-side electrodes 330 facing the lead 104, the lead 105, the lead 106, and the facing portion 110 of the lead 107 are relatively small and have a substantially square shape in a plan view. Two functional surface side electrodes 330 facing the lead 106 and the facing portion 110 of the lead 107 are arranged side by side in the x direction near the center in the x direction. The two functional surface side electrodes 330 facing the lead 104 and the facing portion 110 of the lead 105 are arranged on both sides in the x direction with the facing portion 110 of the lead 106 and the lead 107 interposed therebetween.

図１、図５および図６に示すように、機能面側電極３３０は、基材層３３１、下地層３３２、再配線層３３３、および機能面側凸部３３４を有している。 As shown in FIGS. 1, 5 and 6, the functional surface side electrode 330 has a base material layer 331, a base layer 332, a rewiring layer 333, and a functional surface side convex portion 334.

基材層３３１は、機能面３１０に接しており、機能面３１０の前記機能回路の適所に直接導通する部分である。基材層３３１は、たとえばＡｌからなる。基材層３３１の厚さは、たとえば０．１μｍ～１０μｍである。 The base material layer 331 is in contact with the functional surface 310 and is a portion of the functional surface 310 that directly conducts to an appropriate position in the functional circuit. The base material layer 331 is made of, for example, Al. The thickness of the base material layer 331 is, for example, 0.1 μm to 10 μm.

ここで、パッシベーション膜３４０および保護膜３５０について説明する。パッシベーション膜３４０は、半導体素子３００の主体であるＳｉに過度な力が負荷されることを防止するためのものであり、たとえばＳｉＮなどの絶縁材料からなる。パッシベーション膜３４０の厚さは、たとえば２００ｎｍ～３μｍである。保護膜３５０は、パッシベーション膜３４０上に積層されており、半導体素子３００の主体であるＳｉに過度な力が負荷されることを防止したり、再配線層３３３の形成を容易化するためのものである。保護膜３５０は、たとえばポリイミドなどの絶縁材料からなる。保護膜３５０の厚さは、たとえば５μｍ程度である。 Here, the passivation film 340 and the protective film 350 will be described. The passivation film 340 is for preventing an excessive force from being applied to Si, which is the main body of the semiconductor element 300, and is made of an insulating material such as SiN. The passivation film 340 has a thickness of, for example, 200 nm to 3 μm. The protective film 350 is laminated on the passivation film 340 to prevent an excessive force from being applied to Si, which is the main body of the semiconductor element 300, and to facilitate the formation of the rewiring layer 333. Is. The protective film 350 is made of an insulating material such as polyimide. The thickness of the protective film 350 is, for example, about 5 μm.

パッシベーション膜３４０には、貫通孔３４１が形成されている。貫通孔３４１は、機能面側電極３３０の基材層３３１を露出させるために設けられている。本実施形態においては、パッシベーション膜３４０のうち貫通孔３４１の周辺部分が、基材層３３１の端縁を覆っている。保護膜３５０には、貫通孔３５１が形成されている。貫通孔３５１は、平面視において貫通孔３４１と一致しており、機能面側電極３３０の基材層３３１を露出させるために設けられている。 A through hole 341 is formed in the passivation film 340. The through hole 341 is provided to expose the base material layer 331 of the functional surface side electrode 330. In the present embodiment, the peripheral portion of the passivation film 340 with the through hole 341 covers the edge of the base material layer 331. A through hole 351 is formed in the protective film 350. The through hole 351 coincides with the through hole 341 in a plan view, and is provided to expose the base material layer 331 of the functional surface side electrode 330.

機能面側電極３３０の説明に戻る。下地層３３２は、再配線層３３３を形成するための下地をなす層である。下地層３３２は、平面視において、機能面側電極３３０の形状に一致する。すなわち、下地層３３２は、基材層３３１のうちパッシベーション膜３４０および保護膜３５０から露出した部分と、パッシベーション膜３４０の貫通孔３４１、保護膜３５０の貫通孔３５１および保護膜３５０の適所を覆っている。下地層３３２は、たとえばＴｉ、ＴｉＷおよびＴａなどからなる。下地層３３２の厚さは、１００ｎｍ程度である。 Returning to the description of the functional surface side electrode 330. The base layer 332 is a layer forming a base for forming the rewiring layer 333. The base layer 332 matches the shape of the functional surface side electrode 330 in a plan view. That is, the base layer 332 covers the portion of the base layer 331 exposed from the passivation film 340 and the protective film 350, the through hole 341 of the passivation film 340, the through hole 351 of the protective film 350, and the appropriate place of the protective film 350. There is. The base layer 332 is made of, for example, Ti, TiW, Ta, or the like. The thickness of the base layer 332 is about 100 nm.

再配線層３３３は、機能面側電極３３０の主体をなす層であり、平面視において基材層３３１よりも大である。再配線層３３３の材質は特に限定されないが、本実施形態においては、Ｃｕからなる。再配線層３３３の厚さは、たとえば１０μｍ程度である。 The rewiring layer 333 is a layer that is the main component of the functional surface side electrode 330, and is larger than the base material layer 331 in a plan view. The material of the rewiring layer 333 is not particularly limited, but in the present embodiment, it is made of Cu. The thickness of the rewiring layer 333 is, for example, about 10 μm.

機能面側凸部３３４は、再配線層３３３上に形成されており、機能面３１０が向く方向に突出している。機能面側凸部３３４の材質は、リード１０１～１０７と同じものにする必要がある。本実施形態においては、機能面側凸部３３４の材質をＣｕとしている。また、機能面側凸部３３４の形状は特に限定されないが、本実施形態においては、円柱形状である。機能面側凸部３３４の大きさは、直径が２５μｍ～２００μｍ、高さが１０μｍ～５００μｍである。平面視において、機能面側凸部３３４は、基材層３３１とは重なっておらず、基材層３３１を避けた位置に配置されている。また、機能面側凸部３３４は、平面視においてパッシベーション膜３４０および保護膜３５０と重なっている。 The functional surface side convex portion 334 is formed on the rewiring layer 333, and projects in the direction in which the functional surface 310 faces. The material of the functional surface side convex portion 334 needs to be the same as that of the leads 101 to 107. In the present embodiment, the material of the functional surface side convex portion 334 is Cu. The shape of the convex portion 334 on the functional surface side is not particularly limited, but in the present embodiment, it is a cylindrical shape. The size of the functional surface side convex portion 334 is 25 μm to 200 μm in diameter and 10 μm to 500 μm in height. In a plan view, the functional surface side convex portion 334 does not overlap with the base material layer 331 and is arranged at a position avoiding the base material layer 331. Further, the functional surface side convex portion 334 overlaps with the passivation film 340 and the protective film 350 in a plan view.

また、本実施形態においては、図１に示すように、リード１０１、リード１０２およびリード１０３の対向部１１０に対向する３つの機能面側電極３３０には、複数の機能面側凸部３３４が形成されている。リード１０１の対向部１１０に対向する機能面側凸部３３４には、４行２列の８個の機能面側凸部３３４が形成されている。リード１０２およびリード１０３の対向部１１０に対向する機能面側電極３３０には、２行２列の４個の機能面側凸部３３４が形成されている。リード１０４～１０７の対向部１１０に対向する機能面側電極３３０には、１つずつの機能面側凸部３３４が形成されている。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of functional surface side convex portions 334 are formed on the three functional surface side electrodes 330 facing the facing portions 110 of the lead 101, the lead 102, and the lead 103. Has been done. Eight functional surface-side convex portions 334 having 4 rows and 2 columns are formed on the functional surface-side convex portion 334 facing the facing portion 110 of the lead 101. The functional surface side electrodes 330 facing the facing portions 110 of the leads 102 and the leads 103 are formed with four functional surface side convex portions 334 in 2 rows and 2 columns. The functional surface side electrodes 330 facing the facing portions 110 of the leads 104 to 107 are formed with one functional surface side convex portion 334.

図６に示すように、各機能面側電極３３０の機能面側凸部３３４は、それぞれ、対応する各リード１０１～１０７（対向部１１０）と一体になっている。これは、同じ素材（本実施形態では、ともにＣｕ）である、機能面側凸部３３４の頂面（接合される前の状態における、再配線層３３３側を向く面とは反対側を向く面）と対向部１１０の接合面１１３とが、後述する接合工程で活性化により接合されて一体となったものである。なお、機能面側凸部３３４の頂面のすべてが対向部１１０の接合面１１３に接合されている必要はない。機能面側凸部３３４の頂面の面積の３０％程度が接合されていれば、十分な強度と導電性が確保される。機能面側凸部３３４と対向部１１０との境界（機能面側凸部３３４の再配線層３３３側を向く面と頂面とに接続する側面３３４ｃと、対向部１１０の接合面１１３との境界）には、接合工程で発生したスプラッシュによって、ｚ方向と交差する方向に盛り上がった隆起部３３４ｂが形成されている。接合工程では、当該隆起部３３４ｂが形成されるまで、押圧力および低周波振動を加えることで、機能面側凸部３３４の頂面と対向部１１０の接合面１１３とを、十分な強度と導電性を有する程度に接合して、一体化させることができる。 As shown in FIG. 6, the functional surface side convex portion 334 of each functional surface side electrode 330 is integrated with the corresponding leads 101 to 107 (opposing portions 110), respectively. This is the top surface of the functional surface side convex portion 334 (the surface facing the side opposite to the surface facing the rewiring layer 333 side in the state before joining), which is the same material (both Cu in this embodiment). ) And the joining surface 113 of the facing portion 110 are joined by activation in a joining step described later to be integrated. It is not necessary that all the top surfaces of the functional surface side convex portion 334 are joined to the joint surface 113 of the facing portion 110. Sufficient strength and conductivity are ensured if about 30% of the area of the top surface of the functional surface side convex portion 334 is joined. Boundary between the functional surface side convex portion 334 and the facing portion 110 (the boundary between the side surface 334c connecting the surface facing the rewiring layer 333 side of the functional surface side convex portion 334 and the top surface and the joint surface 113 of the facing portion 110). In), a raised portion 334b that rises in a direction intersecting the z direction is formed by the splash generated in the joining step. In the joining step, pressing pressure and low-frequency vibration are applied until the raised portion 334b is formed, so that the top surface of the functional surface side convex portion 334 and the joining surface 113 of the facing portion 110 are sufficiently strong and conductive. It can be joined to the extent that it has properties and integrated.

封止樹脂４００は、半導体素子３００の全体と、リード１０１～１０７のうち端子部１２０を除く部分とを覆っている。封止樹脂４００は、絶縁性材料からなり、本実施形態においては、たとえば黒色のエポキシ樹脂からなる。本実施形態においては、封止樹脂４００は、機能面側凸部３３４を避けた領域において、対向部１１０の接合面１１３と機能面側電極３３０の再配線層３３３との間にも充填されている。 The sealing resin 400 covers the entire semiconductor element 300 and the portions of the leads 101 to 107 excluding the terminal portion 120. The sealing resin 400 is made of an insulating material, and in this embodiment, is made of, for example, a black epoxy resin. In the present embodiment, the sealing resin 400 is also filled between the joint surface 113 of the facing portion 110 and the rewiring layer 333 of the functional surface side electrode 330 in the region avoiding the functional surface side convex portion 334. There is.

次に、半導体装置Ａ１の製造方法の一例について、以下に説明する。 Next, an example of the manufacturing method of the semiconductor device A1 will be described below.

まず、図７に示すように、半導体素子３００に基材層３３１を形成する。基材層３３１は、半導体素子３００の機能面３１０に形成された機能回路（図示略）の適所に導通する。基材層３３１は、たとえばＡｌを用いためっきによってパターン形成される。基材層３３１の厚さは、たとえば０．１μｍ～１０μｍである。 First, as shown in FIG. 7, the base material layer 331 is formed on the semiconductor element 300. The base material layer 331 conducts at an appropriate position in a functional circuit (not shown) formed on the functional surface 310 of the semiconductor element 300. The base material layer 331 is patterned by plating with Al, for example. The thickness of the base material layer 331 is, for example, 0.1 μm to 10 μm.

次いで、図８に示すように、パッシベーション膜３４０および保護膜３５０を形成する。パッシベーション膜３４０および保護膜３５０は、たとえばＳｉＮ膜およびポリイミド膜を機能面３１０全面に形成することで、形成される。前記ＳｉＮ膜の厚さは、たとえば２００ｎｍ～３μｍである。また、前記ポリイミド膜の厚さは、たとえば５μｍ程度である。そして、エッチングなどのパターニングにより、前記ＳｉＮ膜および前記ポリイミド膜に基材層３３１を露出させる貫通孔３４１および貫通孔３５１を形成する。これにより、パッシベーション膜３４０および保護膜３５０が得られる。 Then, as shown in FIG. 8, the passivation film 340 and the protective film 350 are formed. The passivation film 340 and the protective film 350 are formed, for example, by forming a SiN film and a polyimide film on the entire surface of the functional surface 310. The thickness of the SiN film is, for example, 200 nm to 3 μm. The thickness of the polyimide film is, for example, about 5 μm. Then, through patterning such as etching forms through holes 341 and through holes 351 that expose the base material layer 331 to the SiN film and the polyimide film. As a result, the passivation film 340 and the protective film 350 are obtained.

次いで、図９に示すように、下地層３３２を形成する。具体的には、基材層３３１のうちパッシベーション膜３４０および保護膜３５０から露出する部分と、貫通孔３４１および貫通孔３５１と、保護膜３５０とを覆うように、厚さが１００ｎｍ程度のＴｉ、ＴｉＷおよびＴａなどからなる膜を形成する。製膜方法は特に限定されないが、ＣＶＤやスパッタなどを用いることができる。なお、下地層３３２の形状、大きさおよび配置は、形成すべき機能面側電極３３０の形状、大きさおよび配置に対応させる。 Next, as shown in FIG. 9, the base layer 332 is formed. Specifically, Ti having a thickness of about 100 nm so as to cover the portion of the substrate layer 331 exposed from the passivation film 340 and the protective film 350, the through hole 341 and the through hole 351 and the protective film 350. A film composed of TiW, Ta, etc. is formed. The film forming method is not particularly limited, but CVD, sputtering, or the like can be used. The shape, size, and arrangement of the base layer 332 correspond to the shape, size, and arrangement of the functional surface side electrode 330 to be formed.

次いで、図１０に示すように、再配線層３３３を形成する。再配線層３３３の形成は、たとえば下地層３３２を利用した電解メッキによって行う。再配線層３３３は、たとえばＣｕからなり、その厚さが１０μｍ程度である。再配線層３３３の形状、大きさおよび配置は、下地層３３２と略一致する。 Then, as shown in FIG. 10, the rewiring layer 333 is formed. The rewiring layer 333 is formed, for example, by electrolytic plating using the base layer 332. The rewiring layer 333 is made of, for example, Cu, and its thickness is about 10 μm. The shape, size and arrangement of the rewiring layer 333 are substantially the same as those of the base layer 332.

次いで、図１１に示すように、機能面側凸部３３４を形成する。機能面側凸部３３４の形成は、たとえばメッキやスパッタリングとパターニングとを組み合わせることによって行う。たとえば、機能面側凸部３３４の平面視形状に一致する開口を有するマスクを用意し、このマスクを用いてメッキやスパッタリングによってＣｕを付着させる。または、メッキやスパッタリングによって形成したＣｕ膜に対して、エッチング処理などを施すことにより、機能面側凸部３３４を形成する。 Next, as shown in FIG. 11, the functional surface side convex portion 334 is formed. The functional surface side convex portion 334 is formed, for example, by combining plating or sputtering and patterning. For example, a mask having an opening matching the plan view shape of the convex portion 334 on the functional surface side is prepared, and Cu is attached by plating or sputtering using this mask. Alternatively, the functional surface side convex portion 334 is formed by subjecting the Cu film formed by plating or sputtering to an etching treatment or the like.

次いで、図１２に示すように、リード１０１～１０７の対向部１１０の接合面１１３と半導体素子３００の複数の機能面側電極３３０とを接合する。この接合工程においては、たとえば、半導体素子３００をテーブル８０１に固定し、リード１０１～１０７の対向部１１０の裏面１１４に治具８０２を押し付ける。治具８０２の図中下面には複数の突起が形成されている。治具８０２からリード１０１～１０７に、図における下向きに所定の押圧力を加えた状態で、治具８０２をｘｙ平面内で円を描くように振動させる。この振動は、たとえば超音波と比べて低周波数であり、たとえば１００Ｈｚ以下である。なお、治具８０２を固定して、テーブル８０１から半導体素子３００に、図における上向きに所定の押圧力を加えた状態で、テーブル８０１をｘｙ平面内で円を描くように振動させるようにしてもよい。また、治具８０２からリード１０１～１０７に下向きの押圧力を加え、同時に、テーブル８０１から半導体素子３００に上向きの押圧力を加えた状態で、治具８０２およびテーブル８０１を互いに反対方向に、ｘｙ平面内で円を描くように振動させるようにしてもよい。また、図１２とは上下を逆に、リード１０１～１０７を下側、半導体素子３００を上側にして、接合を行うようにしてもよい。図１２に示すリード１０１～１０７と機能面側電極３３０との接合工程は、常温の大気雰囲気中で行われる。 Next, as shown in FIG. 12, the bonding surface 113 of the facing portions 110 of the leads 101 to 107 and the plurality of functional surface side electrodes 330 of the semiconductor element 300 are bonded. In this joining step, for example, the semiconductor element 300 is fixed to the table 801 and the jig 802 is pressed against the back surface 114 of the facing portions 110 of the leads 101 to 107. A plurality of protrusions are formed on the lower surface of the jig 802 in the drawing. The jig 802 is vibrated in a circular motion in the xy plane while a predetermined pressing force is applied downward from the jig 802 to the leads 101 to 107 in the figure. This vibration has a lower frequency than, for example, ultrasonic waves, and is, for example, 100 Hz or less. Even if the jig 802 is fixed and the table 801 is vibrated in a circular motion in the xy plane with a predetermined pressing force applied upward in the figure to the semiconductor element 300. good. Further, with the downward pressing force applied from the jig 802 to the leads 101 to 107 and at the same time the upward pressing force applied from the table 801 to the semiconductor element 300, the jig 802 and the table 801 are moved in opposite directions to each other, xy. It may be vibrated in a circular motion in a plane. Further, the lead may be turned upside down with the leads 101 to 107 on the lower side and the semiconductor element 300 on the upper side to perform the bonding. The joining step of the leads 101 to 107 shown in FIG. 12 and the functional surface side electrode 330 is performed in an atmospheric atmosphere at room temperature.

図１３は、接合工程において、リード１０１～１０７の対向部１１０を半導体素子３００の機能面側電極３３０に近づけている途中の状態を示している。当該接合工程は大気雰囲気中で行われるので、対向部１１０の接合面１１３には自然酸化膜１１０ａが形成されており、機能面側電極３３０の機能面側凸部３３４の頂面にも自然酸化膜３３４ａが形成されている。 FIG. 13 shows a state in which the facing portions 110 of the leads 101 to 107 are brought close to the functional surface side electrode 330 of the semiconductor element 300 in the joining process. Since the joining step is performed in an atmospheric atmosphere, a natural oxide film 110a is formed on the joining surface 113 of the facing portion 110, and natural oxidation is also formed on the top surface of the functional surface side convex portion 334 of the functional surface side electrode 330. A film 334a is formed.

図１４は、接合工程における接合途中の状態を示している。対向部１１０と機能面側凸部３３４との摩擦によって、自然酸化膜１１０ａおよび自然酸化膜３３４ａが削り取られ、対向部１１０の接合面１１３および機能面側凸部３３４の頂面の各接触部分がそれぞれ平坦になって、活性化しつつある。 FIG. 14 shows a state during joining in the joining process. The natural oxide film 110a and the natural oxide film 334a are scraped off by the friction between the facing portion 110 and the functional surface side convex portion 334, and each contact portion of the joint surface 113 of the facing portion 110 and the top surface of the functional surface side convex portion 334 is formed. Each is flattening and activating.

図１５は、接合工程における接合完了の状態を示している。対向部１１０の接合面１１３および機能面側凸部３３４の頂面の各接触部分の活性化により、対向部１１０および機能面側凸部３３４が一体化している。機能面側凸部３３４と対向部１１０との境界（機能面側凸部３３４の側面３３４ｃと対向部１１０の接合面１１３との境界）には、接合工程で発生したスプラッシュによる隆起部３３４ｂが形成されている。当該隆起部３３４ｂが形成されるまで、押圧力および低周波振動を加えることで、機能面側凸部３３４の頂面と対向部１１０の接合面１１３とを、十分な強度と導電性を有するように接合して、一体化させることができる。また、対向部１１０の裏面１１４は、治具８０２が押し付けられた痕跡として、凹凸状の形状とされる。 FIG. 15 shows the state of completion of joining in the joining process. The facing portion 110 and the functional surface side convex portion 334 are integrated by activating each contact portion of the joint surface 113 of the facing portion 110 and the top surface of the functional surface side convex portion 334. At the boundary between the functional surface side convex portion 334 and the facing portion 110 (the boundary between the side surface 334c of the functional surface side convex portion 334 and the joining surface 113 of the facing portion 110), a raised portion 334b due to the splash generated in the joining step is formed. Has been done. By applying pressing force and low-frequency vibration until the raised portion 334b is formed, the top surface of the functional surface side convex portion 334 and the joint surface 113 of the facing portion 110 are made to have sufficient strength and conductivity. Can be joined to and integrated. Further, the back surface 114 of the facing portion 110 has an uneven shape as a trace of the jig 802 being pressed.

この後は、封止樹脂４００を形成するなどの工程を経ることにより、半導体装置Ａ１が得られる。 After that, the semiconductor device A1 is obtained by going through steps such as forming the sealing resin 400.

次に、半導体装置Ａ１の作用について説明する。 Next, the operation of the semiconductor device A1 will be described.

本実施形態によれば、機能面側凸部３３４とリード１０１～１０７の対向部１１０とが一体になっている。したがって、機能面側凸部３３４と対向部１１０とを接合するために介在するワイヤやはんだなどの接合媒体を必要としない。また、隆起部３３４ｂが形成されるまで、押圧力および低周波振動を加えることで、機能面側凸部３３４の頂面と対向部１１０の接合面１１３とを接合して一体化させている。したがって、機能面側凸部３３４と対向部１１０との接合強度を高めることができる。また、すべての機能面側凸部３３４とリード１０１～１０７の対向部１１０との接合を一括して実施することができる。これにより、半導体装置Ａ１の製造効率を向上させることが可能である。また、接合工程は、常温の大気雰囲気中で行われる。したがって、接合工程のための設備を簡略化することができる。 According to the present embodiment, the functional surface side convex portion 334 and the facing portion 110 of the leads 101 to 107 are integrated. Therefore, a joining medium such as a wire or solder is not required to join the functional surface side convex portion 334 and the facing portion 110. Further, the top surface of the functional surface side convex portion 334 and the joint surface 113 of the facing portion 110 are joined and integrated by applying pressing pressure and low frequency vibration until the raised portion 334b is formed. Therefore, the joint strength between the functional surface side convex portion 334 and the facing portion 110 can be increased. Further, it is possible to collectively join all the functional surface side convex portions 334 and the facing portions 110 of the leads 101 to 107. This makes it possible to improve the manufacturing efficiency of the semiconductor device A1. Further, the joining process is performed in an air atmosphere at room temperature. Therefore, the equipment for the joining process can be simplified.

機能面側凸部３３４を設けることにより、機能面側電極３３０とリード１０１～１０７の対向部１１０との接合面積を縮小することが可能である。これにより、接合時において所定の接合圧力を得るために加えるべき力の大きさをより小さくすることができる。これにより、半導体素子３００が意図せず損傷することなどを防止することができる。また、機能面側凸部３３４を設けることにより、半導体素子３００の機能面３１０とリード１０１～１０７の対向部１１０の接合面１１３との間に、封止樹脂４００を確実に充填することが可能である。これにより、半導体装置Ａ１において絶縁されるべき箇所をより確実に絶縁することができる。 By providing the functional surface side convex portion 334, it is possible to reduce the joint area between the functional surface side electrode 330 and the facing portion 110 of the leads 101 to 107. As a result, the magnitude of the force to be applied in order to obtain a predetermined joining pressure at the time of joining can be made smaller. This makes it possible to prevent the semiconductor element 300 from being unintentionally damaged. Further, by providing the convex portion 334 on the functional surface side, the sealing resin 400 can be reliably filled between the functional surface 310 of the semiconductor element 300 and the joint surface 113 of the facing portions 110 of the leads 101 to 107. Is. As a result, it is possible to more reliably insulate the portion to be insulated in the semiconductor device A1.

機能面側凸部３３４が基材層３３１と平面視において重ならないことにより、半導体素子３００の主体をなすＳｉに接合時の力が過大に負荷されることを回避することができる。また、機能面側凸部３３４を平面視においてパッシベーション膜３４０および保護膜３５０と重ならせることにより、接合時の力をパッシベーション膜３４０およびお保護膜３５０によって吸収することができる。 Since the convex portion 334 on the functional surface side does not overlap with the base material layer 331 in a plan view, it is possible to prevent an excessive load of force at the time of joining on Si which is the main body of the semiconductor element 300. Further, by overlapping the functional surface side convex portion 334 with the passivation film 340 and the protective film 350 in a plan view, the force at the time of joining can be absorbed by the passivation film 340 and the protective film 350.

図１６～図２４は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。 16 to 24 show other embodiments of the present invention. In these figures, the same or similar elements as those in the above embodiment are designated by the same reference numerals as those in the above embodiment.

図１６～図１７は、本発明の第二実施形態に基づく半導体装置を示している。図１６は、半導体装置Ａ２を示す断面図であり、第一実施形態に基づく半導体装置Ａ１における図５と同様の図である。図１７は、半導体装置Ａ２を示す要部拡大断面図であり、第一実施形態に基づく半導体装置Ａ１における図６と同様の図である。半導体装置Ａ２は、機能面側電極３３０が機能面側凸部３３４を有しない代わりに、リード１０１～１０７が導通支持部材側凸部１１１を有している点で、第一実施形態に基づく半導体装置Ａ１と異なっている。 16 to 17 show a semiconductor device based on the second embodiment of the present invention. FIG. 16 is a cross-sectional view showing the semiconductor device A2, which is the same as FIG. 5 in the semiconductor device A1 based on the first embodiment. FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the semiconductor device A2, which is the same as FIG. 6 in the semiconductor device A1 based on the first embodiment. The semiconductor device A2 is a semiconductor based on the first embodiment in that the leads 101 to 107 have the conduction support member side convex portion 111 instead of the functional surface side electrode 330 having no functional surface side convex portion 334. It is different from the device A1.

導通支持部材側凸部１１１は、リード１０１～１０７の対向部１１０の接合面１１３に形成されている。導通支持部材側凸部１１１は、接合面１１３から機能面側電極３３０に向かって突出している。導通支持部材側凸部１１１の形状は特に限定されないが、本実施形態においては、導通支持部材側凸部１１１は、円柱形状とされている。導通支持部材側凸部１１１の大きさは、直径がたとえば直径が２５μｍ～２００μｍ、高さが１０μｍ～５００μｍである。このような導通支持部材側凸部１１１は、たとえばエッチングによって形成することができる。導通支持部材側凸部１１１は、平面視において、第一実施形態に基づく半導体装置Ａ１における機能面側凸部３３４が形成されていた位置に形成されている。つまり、導通支持部材側凸部１１１は、平面視において、機能面側電極３３０の基材層３３１とは重なっておらず、基材層３３１を避けた位置に配置されている。また、導通支持部材側凸部１１１は、平面視においてパッシベーション膜３４０および保護膜３５０と重なっている。 The convex portion 111 on the conduction support member side is formed on the joint surface 113 of the facing portions 110 of the leads 101 to 107. The convex portion 111 on the conduction support member side projects from the joint surface 113 toward the functional surface side electrode 330. The shape of the convex portion 111 on the conduction support member side is not particularly limited, but in the present embodiment, the convex portion 111 on the conduction support member side has a cylindrical shape. The size of the convex portion 111 on the conduction support member side is, for example, a diameter of 25 μm to 200 μm and a height of 10 μm to 500 μm. Such a conduction support member side convex portion 111 can be formed by, for example, etching. The conduction support member side convex portion 111 is formed at a position where the functional surface side convex portion 334 in the semiconductor device A1 based on the first embodiment is formed in a plan view. That is, the convex portion 111 on the conduction support member side does not overlap with the base material layer 331 of the functional surface side electrode 330 in a plan view, and is arranged at a position avoiding the base material layer 331. Further, the convex portion 111 on the conduction support member side overlaps the passivation film 340 and the protective film 350 in a plan view.

機能面側電極３３０は、機能面側凸部３３４を有していない。また、再配線層３３３の材質は、リード１０１～１０７と同じものにする必要がある。本実施形態においては、再配線層３３３の材質をＣｕとしている。 The functional surface side electrode 330 does not have the functional surface side convex portion 334. Further, the material of the rewiring layer 333 needs to be the same as that of the leads 101 to 107. In this embodiment, the material of the rewiring layer 333 is Cu.

図１７に示すように、各リード１０１～１０７（対向部１１０）の各導通支持部材側凸部１１１は、それぞれ、対応する機能面側電極３３０の再配線層３３３と一体になっている。これは、同じ素材（本実施形態では、ともにＣｕ）である、導通支持部材側凸部１１１の頂面（接合される前の状態における、機能面側電極３３０側を向く面）と再配線層３３３の接合面３３５とが、接合工程で活性化により接合されて一体となったものである。導通支持部材側凸部１１１と再配線層３３３との境界（導通支持部材側凸部１１１の頂面と接合面１１３とに接続する側面１１１ａと、再配線層３３３の接合面３３５との境界）には、接合工程で発生したスプラッシュによって、ｚ方向と交差する方向に盛り上がった隆起部１１１ｂが形成されている。 As shown in FIG. 17, each conduction support member side convex portion 111 of each lead 101 to 107 (opposing portion 110) is integrated with the rewiring layer 333 of the corresponding functional surface side electrode 330. This is the same material (both Cu in this embodiment), the top surface of the conduction support member side convex portion 111 (the surface facing the functional surface side electrode 330 side in the state before joining) and the rewiring layer. The joining surface 335 of 333 is joined and integrated by activation in the joining step. Boundary between the convex portion 111 on the conduction support member side and the rewiring layer 333 (the boundary between the side surface 111a connected to the top surface of the convex portion 111 on the conduction support member side and the joint surface 113 and the joint surface 335 of the rewiring layer 333). In the above, a raised portion 111b that rises in a direction intersecting the z direction is formed by the splash generated in the joining step.

本実施形態によれば、導通支持部材側凸部１１１と再配線層３３３とが一体になっている。したがって、導通支持部材側凸部１１１と再配線層３３３とを接合するために介在するワイヤやはんだなどの接合媒体を必要としない。また、導通支持部材側凸部１１１と再配線層３３３との接合強度を高めることができる。また、すべての導通支持部材側凸部１１１と再配線層３３３との接合を一括して実施することができる。これにより、半導体装置Ａ２の製造効率を向上させることが可能である。また、接合工程は、常温の大気雰囲気中で行われるので、接合工程のための設備を簡略化することができる。 According to the present embodiment, the convex portion 111 on the conduction support member side and the rewiring layer 333 are integrated. Therefore, a joining medium such as a wire or solder is not required to join the convex portion 111 on the conduction support member side and the rewiring layer 333. Further, the joint strength between the convex portion 111 on the conduction support member side and the rewiring layer 333 can be increased. Further, all the conduction support member side convex portions 111 and the rewiring layer 333 can be joined together at once. This makes it possible to improve the manufacturing efficiency of the semiconductor device A2. Further, since the joining process is performed in an air atmosphere at room temperature, the equipment for the joining process can be simplified.

導通支持部材側凸部１１１を設けることにより、機能面側電極３３０とリード１０１～１０７の対向部１１０との接合面積を縮小することが可能である。これにより、接合時において所定の接合圧力を得るために加えるべき力の大きさをより小さくすることができる。これにより、半導体素子３００が意図せず損傷することなどを防止することができる。また、導通支持部材側凸部１１１を設けることにより、半導体素子３００の機能面３１０とリード１０１～１０７の対向部１１０の接合面１１３との間に、封止樹脂４００を確実に充填することが可能である。これにより、半導体装置Ａ２において絶縁されるべき箇所をより確実に絶縁することができる。 By providing the convex portion 111 on the conduction support member side, it is possible to reduce the joint area between the functional surface side electrode 330 and the facing portion 110 of the leads 101 to 107. As a result, the magnitude of the force to be applied in order to obtain a predetermined joining pressure at the time of joining can be made smaller. This makes it possible to prevent the semiconductor element 300 from being unintentionally damaged. Further, by providing the convex portion 111 on the conduction support member side, the sealing resin 400 can be reliably filled between the functional surface 310 of the semiconductor element 300 and the joint surface 113 of the facing portions 110 of the leads 101 to 107. It is possible. As a result, it is possible to more reliably insulate the portion to be insulated in the semiconductor device A2.

導通支持部材側凸部１１１が基材層３３１と平面視において重ならないことにより、半導体素子３００の主体をなすＳｉに接合時の力が過大に負荷されることを回避することができる。また、導通支持部材側凸部１１１を平面視においてパッシベーション膜３４０および保護膜３５０と重ならせることにより、接合時の力をパッシベーション膜３４０およびお保護膜３５０によって吸収することができる。 Since the convex portion 111 on the conduction support member side does not overlap with the base material layer 331 in a plan view, it is possible to prevent an excessive load of force at the time of joining on Si which is the main body of the semiconductor element 300. Further, by overlapping the conduction support member side convex portion 111 with the passivation film 340 and the protective film 350 in a plan view, the force at the time of joining can be absorbed by the passivation film 340 and the protective film 350.

図１８～図２０は、半導体装置Ａ２の変形例を示している。 18 to 20 show a modification of the semiconductor device A2.

図１８に示す変形例においては、導通支持部材側凸部１１１に貫通孔１１２が形成されている。貫通孔１１２は、導通支持部材側凸部１１１をｚ方向に貫通している。これにより、導通支持部材側凸部１１１のうち機能面側電極３３０に接合される部分は、円環状となっている。 In the modified example shown in FIG. 18, a through hole 112 is formed in the convex portion 111 on the conduction support member side. The through hole 112 penetrates the conduction support member side convex portion 111 in the z direction. As a result, the portion of the convex portion 111 on the conduction support member side that is joined to the functional surface side electrode 330 has an annular shape.

このような変形例によっても、半導体装置Ａ２の製造効率の向上と接合の確実化とを図ることができる。また、貫通孔１１２を設けることにより、導通支持部材側凸部１１１と機能面側電極３３０との接触面積がさらに縮小される。これにより、接合時に、半導体素子３００に負荷される力をより小さくすることができる。 Even with such a modification, it is possible to improve the manufacturing efficiency of the semiconductor device A2 and ensure the bonding. Further, by providing the through hole 112, the contact area between the convex portion 111 on the conduction support member side and the electrode 330 on the functional surface side is further reduced. As a result, the force applied to the semiconductor element 300 at the time of joining can be further reduced.

図１９および図２０に示す変形例においては、対向部１１０の一部が折り曲げられることによって導通支持部材側凸部１１１が形成されている。図１９に示す変形例においては、対向部１１０の一部がコの字状に折り返されていることにより、導通支持部材側凸部１１１が形成されている。図２０に示す変形例においては、対向部１１０の一部がクランク状に折り曲げられることにより、導通支持部材側凸部１１１が形成されている。 In the modified examples shown in FIGS. 19 and 20, the conduction support member side convex portion 111 is formed by bending a part of the facing portion 110. In the modified example shown in FIG. 19, a part of the facing portion 110 is folded back in a U shape to form a convex portion 111 on the conduction support member side. In the modified example shown in FIG. 20, a part of the facing portion 110 is bent in a crank shape to form a convex portion 111 on the conduction support member side.

このような変形例によっても、半導体装置Ａ２の製造効率の向上と接合の確実化とを図ることができる。 Even with such a modification, it is possible to improve the manufacturing efficiency of the semiconductor device A2 and ensure the bonding.

図２１～図２２は、本発明の第三実施形態に基づく半導体装置を示している。図２１は、半導体装置Ａ３を示す断面図であり、第一実施形態に基づく半導体装置Ａ１における図５と同様の図である。図２２は、半導体装置Ａ３を示す要部拡大断面図であり、第一実施形態に基づく半導体装置Ａ１における図６と同様の図である。半導体装置Ａ３は、リード１０１～１０７に対する半導体素子３００の位置が、第一実施形態に基づく半導体装置Ａ１と異なっている。図２１に示すように、半導体素子３００は、リード１０１～１０７の下側に配置されている。 21 to 22 show a semiconductor device based on the third embodiment of the present invention. FIG. 21 is a cross-sectional view showing the semiconductor device A3, which is the same as FIG. 5 in the semiconductor device A1 based on the first embodiment. FIG. 22 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the semiconductor device A3, which is the same as FIG. 6 in the semiconductor device A1 based on the first embodiment. In the semiconductor device A3, the position of the semiconductor element 300 with respect to the leads 101 to 107 is different from that of the semiconductor device A1 based on the first embodiment. As shown in FIG. 21, the semiconductor element 300 is arranged below the leads 101 to 107.

リード１０１～１０７の各対向部１１０は、接合面１１３および裏面１１４を有しているが、第一実施形態のリード１０１～１０７とは反対になっており、図２１における下側の面が接合面１１３であって、上側の面が裏面１１４である。半導体素子３００は、各機能面側電極３３０の機能面側凸部３３４を、それぞれ対応する各リード１０１～１０７の各対向部１１０の接合面１１３に接合して一体化させている。 Each of the facing portions 110 of the leads 101 to 107 has a joining surface 113 and a back surface 114, but is opposite to the leads 101 to 107 of the first embodiment, and the lower surface in FIG. 21 is joined. The surface is 113, and the upper surface is the back surface 114. The semiconductor element 300 joins and integrates the functional surface side convex portion 334 of each functional surface side electrode 330 with the joint surface 113 of each facing portion 110 of each of the corresponding leads 101 to 107.

本実施形態においても、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

図２３～図２４は、半導体装置Ａ３の変形例を示している。 23 to 24 show a modification of the semiconductor device A3.

図２３に示す変形例においては、機能面側電極３３０が機能面側凸部３３４を有しない代わりに、リード１０１～１０７が導通支持部材側凸部１１１を有している。本変形例は、第二実施形態において、第三実施形態のように、リード１０１～１０７に対する半導体素子３００の位置を変更したものと考えることもできる。このような変形例によっても、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、導通支持部材側凸部１１１を図１８～図２０のようにしてもよい。 In the modification shown in FIG. 23, the leads 101 to 107 have the conduction support member side convex portion 111 instead of the functional surface side electrode 330 having the functional surface side convex portion 334. In this modification, it can be considered that the position of the semiconductor element 300 with respect to the leads 101 to 107 is changed in the second embodiment as in the third embodiment. Even with such a modification, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. The convex portion 111 on the conduction support member side may be as shown in FIGS. 18 to 20.

図２４に示す変形例においては、放熱部材２００を備えている。放熱部材２００は、半導体素子３００に固定されており、半導体素子３００からの放熱を促進するためのものである。放熱部材２００は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅやこれらの合金などの伝熱特性の高い金属からなる。放熱部材２００の厚さは特に限定されないが、たとえば５０μｍ～５００μｍ、好ましくは１００μｍ～１５０μｍである。 In the modified example shown in FIG. 24, the heat radiating member 200 is provided. The heat radiating member 200 is fixed to the semiconductor element 300 and is for promoting heat radiating from the semiconductor element 300. The heat radiating member 200 is made of a metal having high heat transfer characteristics such as Cu, Al, Fe and alloys thereof. The thickness of the heat radiating member 200 is not particularly limited, but is, for example, 50 μm to 500 μm, preferably 100 μm to 150 μm.

図２４に示すように、放熱部材２００は、固定面２１０および裏面２２０を有している。固定面２１０は、半導体素子３００に対して固定されている。裏面２２０は、固定面２１０とは反対側を向く面である。本実施形態においては、裏面２２０は、封止樹脂４００から露出している。 As shown in FIG. 24, the heat radiating member 200 has a fixed surface 210 and a back surface 220. The fixed surface 210 is fixed to the semiconductor element 300. The back surface 220 is a surface facing the opposite side to the fixed surface 210. In this embodiment, the back surface 220 is exposed from the sealing resin 400.

放熱部材２００を半導体素子３００に固定する方法は限定されない。例えば、放熱部材２００の材質をＣｕとし、半導体素子３００の裏面３２０にＣｕからなる金属層を形成して、上述した接合方法（図１２～図１５参照）と同様にして接合し、半導体素子３００の金属層と放熱部材２００とを一体化するようにしてもよい。この場合、同一の板状部材から、リード１０１～リード１０７と放熱部材２００とを形成することができる。また、接合工程の設備を利用できる。また、放熱部材２００を半導体素子３００に固定するための接合材が必要ない。したがって、製造の効率化を図ることができる。また、半導体素子３００の金属層と放熱部材２００とが一体化することで、伝熱効率を高めて、半導体素子３００からの放熱を促進することができる。 The method of fixing the heat radiating member 200 to the semiconductor element 300 is not limited. For example, the material of the heat radiating member 200 is Cu, a metal layer made of Cu is formed on the back surface 320 of the semiconductor element 300, and the metal layer is bonded in the same manner as described above (see FIGS. 12 to 15) to form the semiconductor element 300. The metal layer of the above and the heat radiating member 200 may be integrated. In this case, the leads 101 to 107 and the heat radiating member 200 can be formed from the same plate-shaped member. In addition, equipment for the joining process can be used. Further, a bonding material for fixing the heat radiating member 200 to the semiconductor element 300 is not required. Therefore, it is possible to improve the efficiency of manufacturing. Further, by integrating the metal layer of the semiconductor element 300 and the heat radiating member 200, the heat transfer efficiency can be enhanced and the heat radiating from the semiconductor element 300 can be promoted.

本発明に係る半導体装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The semiconductor device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the semiconductor device according to the present invention can be freely redesigned.

Ａ１～Ａ３半導体装置
１０１～１０７リード
１１０対向部
１１０ａ自然酸化膜
１１１導通支持部材側凸部
１１１ａ側面
１１１ｂ隆起部
１１２貫通孔
１１３接合面
１１４裏面
１２０端子部
２００放熱部材
２１０固定面
２２０裏面
３００半導体素子
３１０機能面
３２０裏面
３３０機能面側電極
３３１基材層
３３２下地層
３３３再配線層
３３４機能面側凸部
３３４ａ自然酸化膜
３３４ｂ隆起部
３３４ｃ側面
３３５接合面
３４０パッシベーション膜
３４１貫通孔
３５０保護膜
３５１貫通孔
４００封止樹脂
８０１テーブル
８０２治具 A1 to A3 Semiconductor devices 101 to 107 Lead 110 Opposing part 110a Natural oxide film 111 Conduction support member side convex part 111a Side surface 111b Raised part 112 Through hole 113 Joint surface 114 Back side 120 Terminal part 200 Heat dissipation member 210 Fixed surface 220 Back side 300 Semiconductor element 310 Functional surface 320 Back surface 330 Functional surface side Electrode 331 Base material layer 332 Underlayer layer 333 Rewiring layer 334 Functional surface side convex part 334a Natural oxide film 334b Raised part 334c Side surface 335 Joint surface 340 Passivation film 341 Through hole 350 Protective film 351 Penetration Hole 400 Sealing resin 801 Table 802 Jig

Claims

A semiconductor device having a functional surface on which a functional circuit is formed and a back surface facing the opposite side to the functional surface,
A conduction support member that supports the semiconductor element and conducts to the semiconductor element,
A resin package that covers at least a part of the semiconductor element and the conduction support member,
It is a semiconductor device equipped with
The semiconductor element has a functional surface side electrode formed on the functional surface and having a functional surface side convex portion protruding in a direction in which the functional surface faces.
The functional surface side convex portion of the functional surface side electrode and the conduction support member are in direct contact with each other and are integrated, and the direction in which the functional surface faces the boundary between the functional surface side convex portion and the conduction support member. A ridge is formed in the direction of intersection with
A semiconductor device characterized by this.

The semiconductor device according to claim 1, wherein the convex portion on the functional surface side and the conduction support member are made of Cu.

The functional surface side electrode has a base material layer in contact with the functional surface, and has a base material layer.
The functional surface side convex portion and the base material layer do not overlap each other in a plan view.
The semiconductor device according to claim 1 or 2.

The functional surface side electrode is
The base layer laminated on the base material layer and
The rewiring layer laminated on the base layer and
Have,
The functional surface side convex portion is formed on the rewiring layer.
The semiconductor device according to claim 3.

A passivation film is provided which covers the functional surface and has a through hole for allowing the functional surface side electrode to reach the functional surface.
The rewiring layer overlaps the passivation film in a plan view and
The functional surface side convex portion overlaps with the passivation film in a plan view.
The semiconductor device according to claim 4.

A semiconductor device having a functional surface on which a functional circuit is formed and a back surface facing the opposite side to the functional surface,
A conduction support member that supports the semiconductor element and conducts to the semiconductor element,
A resin package that covers at least a part of the semiconductor element and the conduction support member,
It is a semiconductor device equipped with
The semiconductor element has a functional surface side electrode formed on the functional surface and provided with a rewiring layer most arranged on the conduction support member side.
The conduction support member has a convex portion on the conduction support member side that protrudes toward the functional surface side electrode.
The convex portion on the conduction support member side and the rewiring layer of the functional surface side electrode are in direct contact with each other and are integrated, and at the boundary between the convex portion on the conduction support member side and the rewiring layer. Has a raised portion formed in a direction intersecting the direction in which the functional surface faces.
A semiconductor device characterized by this.

The semiconductor device according to claim 6, wherein the convex portion on the conduction support member side and the rewiring layer are made of Cu.

The functional surface side electrode has a base material layer in contact with the functional surface, and has a base material layer.
The convex portion on the conduction support member side and the base material layer do not overlap each other in a plan view.
The semiconductor device according to claim 6 or 7.

A passivation film is provided which covers the functional surface and has a through hole for allowing the functional surface side electrode to reach the functional surface.
The rewiring layer overlaps the passivation film in a plan view and
The convex portion on the conduction support member side overlaps with the passivation film in a plan view.
The semiconductor device according to claim 8.

The semiconductor device according to any one of claims 6 to 9, wherein the convex portion on the conduction support member side is composed of a portion having a thickness thicker than that of a peripheral portion.

The semiconductor device according to claim 10, wherein the conduction support member side convex portion has a through hole through which the conduction support member side convex portion penetrates in a projecting direction.

The semiconductor device according to any one of claims 6 to 9, wherein the convex portion on the conduction support member side is formed by bending a part of the conduction support member.

The conduction support member is a lead and
An uneven portion is formed on the surface of the lead opposite to the surface on the side that supports the semiconductor element.
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 12.

The semiconductor device according to any one of claims 1 to 13, wherein the semiconductor element has a plurality of the functional surface side electrodes.

Further, a heat radiating member fixed to the back surface of the semiconductor element is provided.
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 14, wherein the surface of the heat radiating member opposite to the surface fixed to the semiconductor element is exposed from the resin package.

The semiconductor element has a metal layer formed on the back surface thereof.
The metal layer of the semiconductor element and the heat radiating member are joined and integrated.
The semiconductor device according to claim 15.

The semiconductor device according to claim 16, wherein the metal layer and the heat radiating member are made of Cu.