特許ウォッチ

公開番号2025079676
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-22
出願番号2023192507
出願日2023-11-10
発明の名称半導体装置、電気機器及び接合状態の判定方法
出願人サンケン電気株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/60 20060101AFI20250515BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】
回路基板の金属パターンとリードフレーム(インナーリード)の接合状態の品質を容易に担保可能な半導体装置及び回路基板の金属パターンとリードフレーム(インナーリード)の接合状態の品質を容易に担保可能な接合状態の判定方法を提供する。
【解決手段】
表面に金属パターンを有する回路基板と、該回路基板上に搭載された半導体チップと、端部が前記回路基板に接続されたインナーリードを含むリードフレームと、前記半導体チップと前記リードフレームを樹脂封止するモールド樹脂とを備えた半導体装置であって、前記インナーリードと回路基板とは、前記金属パターンの上面と前記インナーリードの前記端部の下面とが対向してレーザ溶接により接合されており、前記金属パターン上に、前記インナーリード及び前記金属パターンの材料よりも融点が低い材料からなる接合状態判定部を備えたものである半導体装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
表面に金属パターンを有する回路基板と、
該回路基板上に搭載された半導体チップと、
端部が前記回路基板に接続されたインナーリードを含むリードフレームと、前記半導体チップと前記リードフレームを樹脂封止するモールド樹脂とを備えた半導体装置であって、
前記インナーリードと前記回路基板とは、前記金属パターンの上面と前記インナーリードの前記端部の下面とが対向してレーザ溶接により接合されており、
前記金属パターン上に、前記インナーリード及び前記金属パターンの材料よりも融点が低い材料からなる接合状態判定部を備えたものであることを特徴とする半導体装置。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記金属パターンは、上面視で前記インナーリードの前記端部と前記金属パターンとの接合部から外方に延伸する延伸部を備え、該延伸部に前記接合状態判定部を備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記接合状態判定部は、上面視で前記インナーリードの前記端部から外方に突出するように配置されたものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記接合状態判定部ははんだ材からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体装置を含むものであることを特徴とする電気機器。
【請求項６】
半導体チップが搭載された回路基板の表面に設けられた金属パターンとリードフレームのインナーリードの端部とをレーザ溶接により接合するときの接合状態の判定方法であって、
前記回路基板の前記金属パターン上に、前記インナーリード及び前記金属パターンの材料よりも融点が低い材料からなる接合状態判定部を設ける工程と、
前記金属パターンの上面と前記インナーリードの端部の下面とを接触させて積層配置する接合部合わせ工程と、
前記インナーリードの端部の上面側からレーザを照射して前記金属パターンと前記インナーリードとをレーザ溶接する接合工程と、
前記接合工程の前後の前記接合状態判定部の溶融状態の変化から前記金属パターンと前記インナーリードとの接合状態の良否を判別する工程とを備えることを特徴とする接合状態の判定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、電気機器及び接合状態の判定方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップを回路パターンが形成された絶縁回路基板に搭載し、半導体チップが接合された絶縁回路基板上の回路パターンをリードフレーム等の配線部で接続した半導体モジュールが知られている。特許文献１の図６及びその関連説明箇所には、リードフレームを絶縁回路基板の回路パターン上に配置した状態で、接合箇所に上方からレーザ光を照射してリードフレームを溶接接合することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－２３５６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような特許文献１に記載されるような接合方法により接合を行う場合、図６に示すように、リードフレームのインナーリード１４の端部１４Ａの下面１４Ｂが、半導体チップ１０が搭載された回路基板１３の回路パターン（セラミック基板１２上の金属パターン１１）に接するようにリードフレームを配置し、インナーリード１４と回路パターンとが積層された状態でインナーリード１４越しにレーザＬを照射して接合される。このため、リードフレーム表面でのレーザ照射部１９の溶融面積より実際のレーザ溶接部１８の面積が小さくなり、実際の接合強度が設計より小さくなる恐れがあった。しかし、接合部は目視不可能な位置にあり、接合部そのものを外観により検査することは不可能であった。
【０００５】
図６のようにして接合したインナーリード１４の端部１４Ａの表面を観察した実際の画像を図７に示す。図７に示すように、レーザＬを照射したレーザ照射部１９ではインナーリードが溶融していることがわかるが、インナーリード１４の端部１４Ａの下面と金属パターン１１の接合界面のレーザ溶接部１８がどのようになっているかは、外観からは判別できない。したがって、接合状態の良否（品質）を容易に担保できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、回路基板の金属パターンとリードフレーム（インナーリード）の接合状態の品質を容易に担保可能な半導体装置及び回路基板の金属パターンとリードフレーム（インナーリード）の接合状態の品質を容易に担保可能な接合状態の判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、表面に金属パターンを有する回路基板と、該回路基板上に搭載された半導体チップと、端部が前記回路基板に接続されたインナーリードを含むリードフレームと、前記半導体チップと前記リードフレームを樹脂封止するモールド樹脂とを備えた半導体装置であって、前記インナーリードと回路基板とは、前記金属パターンの上面と前記インナーリードの前記端部の下面とが対向してレーザ溶接により接合されており、前記金属パターン上に、前記インナーリード及び前記金属パターンの材料よりも融点が低い材料からなる接合状態判定部を備えたものである半導体装置を提供する。
【０００８】
このような半導体装置は、回路基板の金属パターンとリードフレーム（インナーリード）の接合状態を容易に判断することが可能なものであり、接合部（レーザ溶接部）の品質を容易に担保できるものとなる。
【０００９】
このとき、前記金属パターンは、上面視で前記インナーリードの前記端部と前記金属パターンとの接合部から外方に延伸する延伸部を備え、該延伸部に前記接合状態判定部を備えたものである半導体装置とすることができる。
【００１０】
これにより、所望の位置に延伸部と接合状態判定部を配置できるため、設計の自由度が高い半導体装置となる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許