(57)【要約】【課題】はんだ層を構成するはんだが他の部材側に流出することを防止可能な半導体装置を提供する。【解決手段】本半導体装置は、基板と、前記基板の一方の側に第１のはんだ層を介して固定された半導体素子と、前記基板の一方の側に第２のはんだ層を介して固定された端子と、前記基板の一方の側において、前記半導体素子の前記端子側に設けられたはんだ流出防止部と、を有し、前記はんだ流出防止部と前記半導体素子との距離が、前記第１のはんだ層の厚さよりも長い。【選択図】図１
2015103713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方の側に第１のはんだ層を介して固定された半導体素子と、
前記基板の一方の側に第２のはんだ層を介して固定された端子と、
前記基板の一方の側において、前記半導体素子の前記端子側に設けられたはんだ流出防止部と、を有し、
前記はんだ流出防止部と前記半導体素子との距離が、前記第１のはんだ層の厚さよりも長い半導体装置。
【請求項２】
前記はんだ流出防止部は、前記基板の一方の側に設けられた溝であり、
前記端子の一端側は、前記溝の上部に固定されている請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記端子の一端側の接続部は、平面視において前記溝と重複する位置に固定されている請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体素子、及び前記端子の一端側は、封止樹脂により封止され、
前記端子の他端側は、前記封止樹脂から外部に露出している請求項１乃至３の何れか一項記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１のはんだ層と前記第２のはんだ層とは、電気的に接続された一の配線層に形成されている請求項１乃至４の何れか一項記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に半導体素子及び端子が実装された半導体装置として、例えば、車両に搭載され、電力制御等の機能を有する半導体装置が知られている。この半導体装置では、基板と半導体素子とは第１のはんだ層を介して固定され、基板と端子とは第２のはんだ層を介して固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−３４０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の半導体装置では、半導体素子と端子とが近くに配置されているため、基板と端子とを接合する第２のはんだ層がはんだ付けの際に半導体素子側に流出し、半導体素子と導通して半導体装置の正常な動作を妨げる場合があった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、はんだ層を構成するはんだが他の部材側に流出することを防止可能な半導体装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本半導体装置は、基板と、前記基板の一方の側に第１のはんだ層を介して固定された半導体素子と、前記基板の一方の側に第２のはんだ層を介して固定された端子と、前記基板の一方の側において、前記半導体素子の前記端子側に設けられたはんだ流出防止部と、を有し、前記はんだ流出防止部と前記半導体素子との距離が、前記第１のはんだ層の厚さよりも長いことを要件とする。
【発明の効果】
【０００７】
開示の技術によれば、はんだ層を構成するはんだが他の部材側に流出することを防止可能な半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る半導体装置を例示する平面図である。
【図３】はんだの量と溝の体積について説明する図である。
【図４】溝の形状の他の例を示す平面図である。
【図５】第２の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。
【図６】第３の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。
【図７】第３の実施の形態に係る半導体装置を例示する平面図である。
【図８】第４の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。
【図９】第４の実施の形態に係る半導体装置を例示する平面図である。
【図１０】第５の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。
【図１１】第５の実施の形態に係る半導体装置を例示する平面図である。
【図１２】第６の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１０】
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。図２は、第１の実施の形態に係る半導体装置を例示する平面図である。但し、図２では、図１に図示されている部材の一部のみを示している。又、図１は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面を示している。
【００１１】
図１及び図２を参照するに、半導体装置１は、大略すると、基板１０と、半導体素子２０と、封止樹脂３０と、端子４１及び４２とを有する。基板１０は、絶縁層１１と、第１配線層１２と、第２配線層１３とを有する。
【００１２】
なお、本実施の形態では、便宜上、端子４１側を上側又は一方の側、第２配線層１３側を下側又は他方の側とする。又、各部位の端子４１側の面を上面又は一方の面、第２配線層１３側の面を下面又は他方の面とする。但し、半導体装置１は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。又、平面視とは対象物を絶縁層１１の一方の面の法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を絶縁層１１の一方の面の法線方向から視た形状を指すものとする。
【００１３】
絶縁層１１は、例えば、セラミックス等の絶縁材料から形成されている。絶縁層１１をセラミックスから形成する場合、材料としては、例えば、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等を用いることができる。但し、絶縁層１１の材料はセラミックスには限定されず、絶縁性樹脂やガラス等を用いてもよい。絶縁層１１の平面形状は、例えば、一辺が３０〜５０ｍｍ程度の正方形や長方形等とすることができる。絶縁層１１の厚さは、例えば、０．２〜１．５ｍｍ程度とすることができる。
【００１４】
第１配線層１２は、絶縁層１１の一方の面に、例えば、ろう付け等により接合されている。第１配線層１２は、絶縁層１１の一方の面の全面に設けられてもよいし、例えば、絶縁層１１の一方の面の外縁部を露出するように設けられてもよい。第１配線層１２の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。第１配線層１２の厚さは、例えば、０．２〜１ｍｍ程度とすることができる。
【００１５】
なお、第１配線層１２がアルミニウム（Ａｌ）等のはんだの濡れ性が悪い材料からなる場合には、第１配線層１２の表面に、はんだの濡れ性がよいニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等の表面処理膜（めっき膜等）を形成すると好適である。
【００１６】
第１配線層１２には、絶縁層１１の一方の面を露出する溝１２ｘ（貫通溝）が設けられている。溝１２ｘは、半導体素子２０の端子４２側に設けられている。溝１２ｘは、本発明に係るはんだ流出防止部の代表的な一例である。溝１２ｘの平面形状は、例えば、半導体素子２０とは反対側に開口するコの字型とすることができる。
【００１７】
溝１２ｘと半導体素子２０との距離ｄは、はんだ層５１の厚さｔよりも長く設定されている。例えば、はんだ層５１の厚さｔが０．１ｍｍであれば、半導体素子２０と端子４２を導通させない為には、溝１２ｘと半導体素子２０との距離ｄとしては、少なくとも０．１５ｍｍ程度みておく必要がある。但し、距離ｄは厚さｔよりも長ければ、いくら長くしてもよい。
【００１８】
溝１２ｘと半導体素子２０との距離ｄを、はんだ層５１の厚さｔよりも長く設定する理由は、以下の通りである。すなわち、はんだのフィレットは通常、４５°〜９０°程度の傾斜角となるので、はんだ層５１のフィレットの先端は、最大でも半導体素子２０の端面からはんだ層５１の厚さｔと同程度までしか伸びない。
【００１９】
そこで、溝１２ｘと半導体素子２０との距離ｄを、はんだ層５１の厚さｔよりも長く設定すれば、はんだ層５１のフィレットが溝１２ｘに到達して溝１２ｘ内のはんだ層５３と導通することを防止できる。
【００２０】
なお、以上の理由から理解できるように、半導体素子２０の下面側の電極（はんだ層５１の上面と接する部分）が半導体素子２０の外縁よりも小さい場合には、距離ｄの起点は半導体素子２０の下面側の電極の溝１２ｘに最も近い部分とすることが適切である。本願では、このような場合も含めて、溝１２ｘと半導体素子２０との距離ｄと表現する。
【００２１】
一方、はんだ層５３を構成するはんだが、はんだ層５１に到達しないことも要求されるが、これに関しては、はんだ（硬化してはんだ層５３となるもの）の量と溝１２ｘの体積との関係が重要である。これについては、後述する。
【００２２】
第２配線層１３は、絶縁層１１の他方の面に、例えば、ろう付け等により接合されている。第２配線層１３は、絶縁層１１の他方の面の全面に設けられてもよいし、例えば、絶縁層１１の他方の面の外縁部を露出するように設けられてもよい。第２配線層１３の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。第２配線層１３の厚さは、例えば、０．２〜１ｍｍ程度とすることができる。
【００２３】
なお、第２配線層１３がアルミニウム（Ａｌ）等のはんだの濡れ性が悪い材料からなる場合には、第２配線層１３の表面に、はんだの濡れ性がよいニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等の表面処理膜（めっき膜等）を形成すると好適である。
【００２４】
半導体素子２０は、基板１０の第１配線層１２上の所定の素子実装領域に実装されている。半導体素子２０の下面側の電極は、はんだ層５１を介して、第１配線層１２と電気的に接続されている。半導体素子２０は、例えば、インバータ回路を構成するＩＧＢＴ（絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ）等の動作時に発熱する電力用のスイッチング素子である。半導体素子２０の発する熱は、基板１０を介して放熱される。第２配線層１３側に放熱部品を設け、更に放熱性を向上してもよい。このように、半導体装置１では、半導体素子２０の発する熱を片面側（下面側）から放熱するので、半導体装置１を片面冷却モジュールということができる。
【００２５】
封止樹脂３０は、基板１０、半導体素子２０、端子４１及び４２を被覆するように設けられている。封止樹脂３０は、例えば、フィラーを含有するエポキシ系樹脂等の絶縁性材料を用いて、トランスファーモールド等により形成できる。封止樹脂３０を設けることにより、半導体素子２０等を湿気や汚染物質等から保護できる。なお、第２配線層１３の下面、端子４１及び４２の一部は、封止樹脂３０から露出している。
【００２６】
端子４１は、半導体素子２０と電気的に接続されている。端子４１の一端側は、はんだ層５２を介して、半導体素子２０の上面側の電極と接合されている。端子４１の他端側は、封止樹脂３０から外部に露出している。端子４１は、例えば、銅（Ｃｕ）等からなるリードフレーム基材を加工して形成されたものである。
【００２７】
端子４２は、第１配線層１２と電気的に接続されている。端子４２の一端側の先端部には接続部４２ａが設けられており、一端側の先端部から他端部にかけては曲げ部４２ｂが設けられている。接続部４２ａから曲げ部４２ｂまでが第１配線層１２への接続面となっており、接続面ははんだ層５３を介して、第１配線層１２と接合されている。端子４２の一端側は、溝１２ｘの上部に固定されている。
【００２８】
端子４２の接続部４２ａは、平面視において溝１２ｘと重複する位置に固定されていることが好ましい。端子４２の接続部４２ａが、平面視において溝１２ｘと重複せず、溝１２ｘよりも基板１０の外縁側に位置していると、余剰のはんだと溝１２ｘの距離が長くなり、余剰のはんだが溝１２ｘに入り難くなるからである。一方、端子４２の接続部４２ａが、平面視において溝１２ｘと重複せず、溝１２ｘよりも半導体素子２０側に位置していると、余剰のはんだが溝１２ｘから半導体素子２０側に流出するおそれがあるからである。
【００２９】
端子４２の他端側は、封止樹脂３０から外部に露出している。端子４２は、例えば、銅（Ｃｕ）等からなるリードフレーム基材を加工して形成されたものである。はんだ層５３は、溝１２ｘに入り込み、半導体素子２０から遠ざかる方向に第１配線層１２上に延在し、更に端子４２の曲げ部４２ｂの下面を被覆（バックフィレット）するように形成されている。
【００３０】
このように、溝１２ｘが設けられているため、端子４２を第１配線層１２にはんだ付けする際に、溶融状態のはんだ（硬化してはんだ層５３となるもの）の量が多くても、余剰のはんだは溝１２ｘ内に入り込む。又、余剰のはんだの一部は、端子４２の曲げ部４２ｂの下面でバックフィレットとなる。これにより、余剰のはんだが半導体素子２０側の第１配線層１２上に流れ出さないため、はんだ層５３がはんだ層５１や半導体素子２０と繋がることを防止できる。又、端子４２の曲げ部４２ｂの下面に形成されたバックフィレットにより、端子４２と第１配線層１２との接続信頼性を向上できる。
【００３１】
溝１２ｘを形成するには、予め溝１２ｘとなる貫通孔を形成した第１配線層１２を絶縁層１１にろう付けすればよい。或いは、貫通孔を形成していない第１配線層１２を絶縁層１１にろう付けした後、第１配線層１２上に溝１２ｘとなる部分を開口するレジストを形成し、レジスト内に露出する第１配線層１２をエッチングで除去して溝１２ｘを形成してもよい。
【００３２】
ここで、はんだ（硬化してはんだ層５３となるもの）の量と溝１２ｘの体積について説明する。端子４２を第１配線層１２にはんだ付けする場合、ばらつき要因としては、主に以下のものが考えられる。第１の要因としては、端子４２側と第１配線層１２側の接合面積のばらつきである。第２の要因としては、端子４２と第１配線層１２との接合厚（端子４２と第１配線層１２の対向する平面間のはんだ層５３の厚さ）のばらつきである。第３の要因としては、はんだ（硬化してはんだ層５３となるもの）の量のばらつきである。
【００３３】
まず、第１の要因の接合面積が最小、第２の要因の接合厚が最小、第３の要因のはんだの量が最大である場合を考える。この場合、「はんだの余剰分≦溝１２ｘの体積の最小値」となるように溝１２ｘの体積を決定すればよい（図３（ａ）の状態）。なお、溝１２ｘの体積の最大値は寸法の制約等により決定されるが、最大値に制限はない。
【００３４】
次に、第１の要因の接合面積が最大、第２の要因の接合厚が最大、第３の要因のはんだの量が最小である場合を考える。この場合、はんだの余剰分が発生しないようにはんだの量の最小値を決定すればよい（図３（ｂ）の状態）。
【００３５】
以上のように、第１から第３の要因を考慮して、設計値（接合面積、接合厚）を満足するように、はんだ（硬化してはんだ層５３となるもの）の量と溝１２ｘの体積を調整することにより、余剰のはんだが溝１２ｘから半導体素子２０側に流出することを防止できる。
【００３６】
なお、はんだ（硬化してはんだ層５３となるもの）の量と溝１２ｘの体積の調整がなされていれば、必ずしも溝１２ｘの平面形状はコの字型としなくてもよい。溝１２ｘの平面形状は、例えば、図４に示すように直線状（Ｉ字型）であってもよい。或いは、溝１２ｘの平面形状は、例えば、半導体素子２０とは反対側に開口するＣ字型等であってもよい（図示せず）。
【００３７】
〈第２の実施の形態〉
図５は、第２の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。図５を参照するに、半導体装置１Ａは、端子４２が端子４３に置換された点が半導体装置１（図１等参照）と相違する。なお、図５において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する。
【００３８】
端子４３は、第１配線層１２と電気的に接続されている。端子４３の一端側の先端部には接続部４３ａが設けられており、一端側の先端部から他端部にかけては曲げ部４３ｂが設けられている。接続部４３ａ（後述の屈曲部４３ｃも含む）から曲げ部４３ｂまでが第１配線層１２への接続面となっており、接続面は、はんだ層５３を介して、第１配線層１２と接合されている。端子４３の一端側は、溝１２ｘの上部に固定されている。
【００３９】
端子４３の接続部４３ａは、先端部に、第１配線層１２に略平行な方向から第１配線層１２に略垂直な方向に屈曲した屈曲部４３ｃを備えている。そして、屈曲部４３ｃは溝１２ｘに挿入され、屈曲部４３ｃの先端面は溝１２ｘ内に露出する絶縁層１１の一方の面と接している。このようにすることで、端子４３の接続部４３ａの先端部（屈曲部４３ｃ）は、平面視において溝１２ｘと重複する位置に固定される。
【００４０】
端子４３の他端側は、封止樹脂３０から外部に露出している。端子４３は、例えば、銅（Ｃｕ）等からなるリードフレーム基材を加工して形成されたものである。はんだ層５３は、溝１２ｘに入り込み、半導体素子２０から遠ざかる方向に第１配線層１２上に延在し、更に端子４３の曲げ部４３ｂの下面を被覆（バックフィレット）するように形成されている。
【００４１】
なお、溝１２ｘの平面形状は、図２に示すものでも図４に示すものでもよく、或いは、それ以外のものでもよい。
【００４２】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加えて更に以下の効果を奏する。すなわち、端子４３の接続部４３ａの先端部に屈曲部４３ｃを設けたことにより、特別な冶具を用いることなく、基板１０に対して端子４３を容易に位置決めできる。
【００４３】
又、屈曲部４３ｃの先端面が溝１２ｘ内に露出する絶縁層１１の一方の面と接しているため、屈曲部４３ｃの長さＬにより、はんだ層５３の厚さが決定される。そのため、はんだ層５３の厚さの精度を向上できる。
【００４４】
〈第３の実施の形態〉
図６は、第３の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。図７は、第３の実施の形態に係る半導体装置を例示する平面図である。但し、図７では、図６に図示されている部材の一部のみを示している。又、図６は、図７のＡ−Ａ線に沿う断面を示している。
【００４５】
図６及び図７を参照するに、半導体装置１Ｂは、第１配線層１２に溝１２ｘが設けられていない点、及び、第１配線層１２上に絶縁材６０が配された点が半導体装置１（図１等参照）と相違する。なお、図６及び図７において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する。
【００４６】
絶縁材６０は、例えば、絶縁性の接着剤等により、第１配線層１２の上面に固定されている。絶縁材６０は、半導体素子２０の端子４２側に設けられている。絶縁材６０は、本発明に係るはんだ流出防止部の代表的な一例である。絶縁材６０の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を用いることができる。或いは、絶縁材６０は、金属等の導電材の表面を絶縁膜で被覆したもの等でもよい。絶縁材６０の平面形状は、例えば、直線状（Ｉ字型）とすることができるが、図２と同様なコの字型やＣ字型（図示せず）等であってもよい。
【００４７】
絶縁材６０と半導体素子２０との距離ｄは、はんだ層５１の厚さｔよりも長く設定されている。例えば、はんだ層５１の厚さｔが０．１ｍｍであれば、半導体素子２０と端子４２を導通させない為には、絶縁材６０と半導体素子２０との距離ｄとしては、少なくとも０．１５ｍｍ程度みておく必要がある。但し、距離ｄは厚さｔよりも長ければ、いくら長くしてもよい。
【００４８】
絶縁材６０の高さは、はんだ層５３の高さに端子４２の厚さを加えた値よりも高くされている。端子４２の一端側の先端部は、絶縁材６０の側面と接している。このように、第１配線層１２の上面から突起する絶縁材６０を設けたことにより、端子４２をはんだ付けする際に、端子４２の一端側の先端部が絶縁材６０の側面と接して位置決めされる。そのため、特別な冶具を用いることなく、基板１０に対して端子４２を容易に位置決めできる。
【００４９】
又、絶縁材６０は、第１配線層１２の上面から突起しているため、端子４２を第１配線層１２にはんだ付けする際に、溶融状態のはんだ（硬化してはんだ層５３となるもの）の量が多くても、余剰のはんだを堰き止めることができる。又、余剰のはんだの一部は、端子４２の曲げ部４２ｂの下面でバックフィレットとなる。これにより、余剰のはんだが半導体素子２０側の第１配線層１２上に流れ出さないため、はんだ層５３がはんだ層５１や半導体素子２０と繋がることを防止できる。又、端子４２の曲げ部４２ｂの下面に形成されたバックフィレットにより、端子４２と第１配線層１２との接続信頼性を向上できる。
【００５０】
〈第４の実施の形態〉
図８は、第４の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。図９は、第４の実施の形態に係る半導体装置を例示する平面図である。但し、図９では、図８に図示されている部材の一部のみを示している。又、図８は、図９のＡ−Ａ線に沿う断面を示している。
【００５１】
図８及び図９を参照するに、半導体装置１Ｃは、第１配線層１２の上面が表面処理膜７０で被覆され、表面処理膜７０の一部に第１配線層１２の上面を露出する開口部７０ｘが設けられた点が半導体装置１（図１等参照）と相違する。なお、図８及び図９において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する。
【００５２】
本実施の形態では、第１配線層１２をアルミニウム（Ａｌ）等のはんだの濡れ性が悪い材料で形成し、第１配線層１２の上面をニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等のはんだの濡れ性がよい表面処理膜７０で被覆している。そして、表面処理膜７０の半導体素子２０の端子４２側に開口部７０ｘを設け、開口部７０ｘ内に第１配線層１２の上面を露出させている。つまり、開口部７０ｘ内に露出する第１配線層１２の上面の部分のみがはんだの濡れ性が悪い非はんだ領域１２ｙとなり、その他の領域ははんだの濡れ性がよいはんだ領域となる。非はんだ領域１２ｙは、本発明に係るはんだ流出防止部の代表的な一例である。
【００５３】
非はんだ領域１２ｙ（開口部７０ｘ）の平面形状は、例えば、矩形状とすることができる。或いは、非はんだ領域１２ｙを更に長くし、表面処理膜７０を端子４１側の領域と端子４２側の領域に二分するようにしてもよい。
【００５４】
非はんだ領域１２ｙの端子４２側の辺と半導体素子２０との距離ｄは、はんだ層５１の厚さｔよりも長く設定されている。例えば、はんだ層５１の厚さｔが０．１ｍｍであれば、半導体素子２０と端子４２を導通させない為には、非はんだ領域１２ｙの端子４２側の辺と半導体素子２０との距離ｄとしては、少なくとも０．１５ｍｍ程度みておく必要がある。但し、距離ｄは厚さｔよりも長ければ、いくら長くしてもよい。
【００５５】
第１配線層１２の上面に開口部７０ｘを有する表面処理膜７０を形成するには、例えば、以下のようにすればよい。まず、絶縁層１１の一方の面に第１配線層１２（アルミニウム等）が設けられ他方の面に第２配線層１３が設けられた基板１０を準備する。そして、第１配線層１２の上面の開口部７０ｘを形成したい部分に、レジスト膜やマスキングテープ等のマスクを形成する。そして、第１配線層１２の上面に、例えば、めっき法により、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等の表面処理膜７０を形成し、その後マスクを除去する。これにより、第１配線層１２の上面に開口部７０ｘを有する表面処理膜７０が形成され、開口部７０ｘ内が非はんだ領域１２ｙとなる。
【００５６】
このように、非はんだ領域１２ｙが設けられているため、端子４２を第１配線層１２にはんだ付けする際に、溶融状態のはんだ（硬化してはんだ層５３となるもの）の量が多くても、余剰のはんだは非はんだ領域１２ｙには濡れ広がらず、端子４２の曲げ部４２ｂの下面でバックフィレットとなる。これにより、余剰のはんだが半導体素子２０側の第１配線層１２上に流れ出さないため、はんだ層５３がはんだ層５１や半導体素子２０と繋がることを防止できる。又、端子４２の曲げ部４２ｂの下面に形成されたバックフィレットにより、端子４２と第１配線層１２との接続信頼性を向上できる。
【００５７】
〈第５の実施の形態〉
図１０は、第５の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。図１１は、第５の実施の形態に係る半導体装置を例示する平面図である。但し、図１１では、図１０に図示されている部材の一部のみを示している。又、図１０は、図１１のＡ−Ａ線に沿う断面を示している。
【００５８】
図１０及び図１１を参照するに、半導体装置１Ｄは、溝１２ｘが溝１２ｚに置換された点が半導体装置１（図１等参照）と相違する。なお、図１０及び図１１において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する。
【００５９】
第１配線層１２には、第１配線層１２を貫通しない溝１２ｚが設けられている。溝１２ｚは、半導体素子２０の端子４２側に設けられている。溝１２ｚは、本発明に係るはんだ流出防止部の代表的な一例である。溝１２ｚの平面形状は、例えば、枠型（額縁型）とすることができる。溝１２ｚと半導体素子２０との距離ｄは、はんだ層５１の厚さｔよりも長く設定されている。例えば、はんだ層５１の厚さｔが０．１ｍｍであれば、半導体素子２０と端子４２を導通させない為には、溝１２ｚと半導体素子２０との距離ｄとしては、少なくとも０．１５ｍｍ程度みておく必要がある。但し、距離ｄは厚さｔよりも長ければ、いくら長くしてもよい。なお、はんだ（硬化してはんだ層５３となるもの）の量と溝１２ｚの体積の調整に関しては、第１の実施で形態で説明した溝１２ｘの場合と同様である。
【００６０】
溝１２ｘ（図１等参照）では底部に絶縁層１１の一方の面が露出していたため、溝１２ｘ内ははんだの濡れ性が悪い状態となっていたが、溝１２ｚ内ははんだの濡れ性がよい状態となっている。すなわち、第１配線層１２が銅（Ｃｕ）等のはんだの濡れ性がよい材料からなる場合には、溝１２ｚ内にも銅（Ｃｕ）等のはんだの濡れ性がよい材料が露出する。又、第１配線層１２がアルミニウム（Ａｌ）等のはんだの濡れ性が悪い材料からなる場合には、溝１２ｚを形成後にはんだの濡れ性がよい表面処理膜を形成するので、溝１２ｚ内にもはんだの濡れ性がよい表面処理膜が露出する。
【００６１】
第１配線層１２に溝１２ｚを形成するには、例えば、以下のようにすればよい。まず、絶縁層１１の一方の面に第１配線層１２が設けられ他方の面に第２配線層１３が設けられた基板１０を準備する。そして、溝１２ｚの形状に対応する凸部を有する金型を用いて第１配線層１２をプレス加工する（この際、溝１２ｚが第１配線層１２を貫通しないように制御する）。これにより、第１配線層１２に溝１２ｚが形成される。その後、必要に応じて、溝１２ｚ内を含む第１配線層１２の上面に、例えば、めっき法により、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等の表面処理膜を形成する。
【００６２】
第５の実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加えて更に以下の効果を奏する。すなわち、溝１２ｚ内がはんだの濡れ性がよい状態となっているため、端子４２を第１配線層１２にはんだ付けする際に、毛細管現象により、溶融状態のはんだが積極的に溝１２ｚ内に入り込み、余剰のはんだを容易に吸収できる。なお、溝１２ｚの平面形状は枠型（額縁型）でなくてもよく、図２に示すものでも図４に示すものでもよく、或いは、それ以外のものでもよい。要は、溝１２ｚ内がはんだの濡れ性がよい状態となっていれば、毛細管現象により、本実施の形態に特有の効果が得られる。
【００６３】
〈第６の実施の形態〉
図１２は、第６の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。図１２を参照するに、半導体装置１Ｅは、半導体素子２０上にはんだ層５２を介して金属ブロック８０が設けられており、金属ブロック８０が、はんだ層５４を介して、基板１０Ａに固定されている点が半導体装置１（図１等参照）と相違する。但し、基板１０Ａは、便宜上別符号としているが、基板１０と同一構成の基板である。なお、図１２において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する。
【００６４】
半導体素子２０の発する熱は、基板１０及び１０Ａを介して放熱される。基板１０及び１０Ａの夫々の第２配線層１３側に放熱部品を設け、更に放熱性を向上してもよい。このように、半導体装置１Ｅでは、半導体素子２０の発する熱を両面側（上面側及び下面側）から放熱するので、半導体装置１Ｅを両面冷却モジュールということができる。
【００６５】
半導体装置１Ｅにおいて、基板１０Ａの第１配線層１２には、第１配線層１２を貫通しない溝１２ｚ（第５の実施の形態参照）が設けられている。基板１０Ａの溝１２ｚが毛細管現象により余剰のはんだを吸収するため、金属ブロック８０を基板１０Ａに固定するはんだ層５４は溝１２ｚ外には流出していない。
【００６６】
このように、溝１２ｚを端子以外の部分に適用してもよい。溝１２ｘ等の他の実施の形態で示したはんだ流出防止部についても同様である。
【００６７】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００６８】
例えば、各実施の形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、第１の実施の形態において、溝１２ｘの半導体素子２０側に絶縁材６０を配置してもよい。これにより、余剰のはんだが半導体素子２０側の第１配線層１２上に流出することを、より確実に防止できる。
【符号の説明】
【００６９】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ  半導体装置
１０、１０Ａ  基板
１１  絶縁層
１２  第１配線層
１２ｘ、１２ｚ  溝
１２ｙ  非はんだ領域
１３  第２配線層
２０  半導体素子
３０  封止樹脂
４１、４２、４３  端子
４２ａ、４３ａ  接続部
４２ｂ、４３ｂ  曲げ部
４３ｃ  屈曲部
５１、５２、５３、５４  はんだ層
６０  絶縁材
７０  表面処理膜
７０ｘ  開口部
８０  金属ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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