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接合構造およびそれを用いた半導体装置 NEW

国内特許コード P210017699
整理番号 4163
掲載日 2021年5月24日
出願番号 特願2013-153360
公開番号 特開2015-026634
登録番号 特許第6278297号
出願日 平成25年7月24日(2013.7.24)
公開日 平成27年2月5日(2015.2.5)
登録日 平成30年1月26日(2018.1.26)
発明者
  • 谷江 尚史
  • 澄川 貴志
出願人
  • 株式会社日立製作所
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 接合構造およびそれを用いた半導体装置 NEW
発明の概要 【課題】
複数の部材を接合する際に、接合層や部材界面の強度を大幅に向上することができる接合構造を提供する。
【解決手段】
半導体装置におけるリードフレーム3および放熱ベース5の表面、すなわち被接合部材の表面に、ナノオーダスケール(1μm未満)の寸法を有するスプリング状のナノ構造体から成るスプリング層4aおよび4bを設け、スプリング層4aとスプリング層4bを嵌合することによりリードフレーム3と放熱ベース5とを接合し、さらに、スプリング間に樹脂層4cを充填する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

複数の部材を接合するために、はんだ付けや接着剤など、従来より、様々な接合技術が適用されている。そのような接合技術の中には、特許文献1および特許文献2に記載されているように、部材の接合面に、らせん状などの形状を有する小さな構造体を複数設け、本構造体同士の接触や、本構造体と他の構造体との接触により、複数の部材を接合する技術も知られている。

特許文献1に記載の技術では、幅20mm、長さ50mmの銅シートの表面に、長さ5mmのらせん状の接触導体を多数立設し、このような接触導体を絡み合わせることにより、銅シートどうしを接合する。

特許文献2に記載の技術では、半導体素子が取り付けられる回路実装基板上に、直径20~50μmのAuやAl線からなる螺旋構造あるいは格子構造をした緩衝材を接着剤内部にランダムに複数配置した導電性弾性体が設けられる。この導電体弾性体に、半導体素子に設けられた金属バンプを差し込むことにより、半導体素子と回路実装基板が接合される。

上記のような特許文献1や特許文献2に記載の技術によれば、電気的または機械的あるいは熱的な接続の信頼性が向上する。

産業上の利用分野

本発明は、接合構造およびその接合構造を用いた半導体装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
第1の部材と、第2の部材と、前記第1の部材と前記第2の部材とを接合する接合部と、を備える接合構造において、
前記接合部が、複数のスプリング形状のナノ構造体を有し、
前記複数のスプリング形状のナノ構造体は、前記第1の部材および前記第2の部材の少なくとも一方の表面に設けられ、
前記接合部において、前記第1の部材の表面に設けられたスプリング形状のナノ構造体と、前記第2の部材の表面に設けられたスプリング形状のナノ構造体とが互に接合面に対して垂直方向に離れ、かつ樹脂が充填され、
前記第1の部材と前記第2の部材が、前記樹脂によって接合されていることを特徴とする接合構造。

【請求項2】
請求項1に記載の接合構造において、前記第1の部材の表面に設けられたスプリング形状のナノ構造体と、前記第2の部材の表面に設けられたスプリング形状のナノ構造体との少なくとも一方がコイル状であることを特徴とする接合構造。

【請求項3】
請求項1に記載の接合構造において、
前記第1の部材の表面に設けられたスプリング形状のナノ構造体と、前記第2の部材の表面に設けられたスプリング形状のナノ構造体との少なくとも一方が複数本の直線部を有する多直線状であることを特徴とする接合構造。

【請求項4】
請求項3に記載の接合構造において、
前記多直線状は三本以上の直線部を有することを特徴とする接合構造。

【請求項5】
第1の部材と、第2の部材と、前記第1の部材と前記第2の部材とを接合する接合部と、を備える接合構造において、
前記接合部が、複数のスプリング形状のナノ構造体を有し、
前記複数のスプリング形状のナノ構造体は、前記第1の部材および前記第2の部材の少なくとも一方の表面に設けられ、
前記接合部において、前記第1の部材の表面に設けられたスプリング形状のナノ構造体と、前記第2の部材の表面に設けられたスプリング形状のナノ構造体とが、互に嵌合しており、
前記第1の部材の表面に設けられたスプリング形状のナノ構造体と、前記第2の部材の表面に設けられたスプリング形状のナノ構造体との一方が、複数の直線部を有する多直線状であり、他方がコイル状であり、
フック状に変形した前記多直線状のナノ構造体と、前記コイル状のナノ構造体とがかみ合うことを特徴とする接合構造。

【請求項6】
請求項5に記載の接合構造において、前記多直線状は三本以上の直線部を有することを特徴とする接合構造。

【請求項7】
請求項1に記載の接合構造において、前記接合部では、前記スプリング形状のナノ構造体が絶縁性セラミックで構成され、前記樹脂は絶縁性であり、前記第1の部材と前記第2の部材とが絶縁性を有する前記接合部によって接合されることを特徴とする接合構造。

【請求項8】
請求項5に記載の接合構造において、前記接合部では、前記スプリング形状のナノ構造体が絶縁性セラミックで構成され、さらに、絶縁性樹脂が充填され、前記第1の部材と前記第2の部材とが絶縁性を有する前記接合部によって接合されることを特徴とする接合構造。

【請求項9】
請求項7または請求項8に記載の接合構造において、前記絶縁性セラミックが窒化けい素であることを特徴とする接合構造。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013153360thum.jpg
出願権利状態 登録
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