專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體元件的主電流流過在絕緣基板上所形成的布線圖形的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
在多個(gè)半導(dǎo)體元件被封入管殼中的半導(dǎo)體組件，特別是流過較大電流的功率半導(dǎo)體組件中，有必要減小半導(dǎo)體元件的主電流流過的電極與外部電極之間的布線圖形的電阻值。
例如，在圖4所示的現(xiàn)有的半導(dǎo)體組件11中，在絕緣電路基板12上所形成的銅圖形13上錫焊了散熱器14，在該散熱器14上安裝了半導(dǎo)體芯片15。外部電極17的一端被錫焊在銅圖形13上，外部電極D17與外部電極S18被絕緣體19絕緣。
在圖4的半導(dǎo)體組件11中，例如從外部電極17流入的漏電流通過銅圖形13，進(jìn)而通過散熱器14，流入半導(dǎo)體芯片15的漏電極。
在對(duì)半導(dǎo)體芯片15與外部電極18進(jìn)行引線鍵合16的情況下，受鍵合操作的制約，往往有必要使外部電極18與半導(dǎo)體芯片15離開規(guī)定距離而配置。一般來說，由于銅圖形13的厚度較薄(例如0.07mm左右)，所以如果外部電極17與半導(dǎo)體芯片15的距離加長(zhǎng)，也就是說銅圖形13的布線長(zhǎng)度加長(zhǎng)，則因流過銅圖形13的電流而引起的銅圖形13的發(fā)熱量增多。
為了防止銅圖形13的發(fā)熱，以往，如從上面看圖4的半導(dǎo)體組件11的圖(俯視圖)所示，通過加寬銅圖形13的寬度(在圖4中為箭頭所示的垂直方向的長(zhǎng)度)來增加剖面積。也就是說，加寬與漏電流的流動(dòng)方向正交的方向的寬度來增加漏電流的電流路徑的剖面積。
圖5是表示使主電流引起的銅圖形13的發(fā)熱受到抑制的另一半導(dǎo)體組件21的結(jié)構(gòu)的圖。
該半導(dǎo)體組件21系將外部電極22延長(zhǎng)至半導(dǎo)體芯片15的下部的位置的半導(dǎo)體組件。
如圖5右側(cè)的側(cè)視圖所示，加長(zhǎng)了與外部電極22的半導(dǎo)體芯片15相向的一側(cè)的尺寸，通過將半導(dǎo)體芯片15錫焊在外部電極22上而加以固定。
這時(shí)，從外部電極22流入的漏電流從半導(dǎo)體芯片15的下部的外部電極22直接流入半導(dǎo)體芯片15的漏電極。由于外部電極22的厚度可比銅圖形13厚，所以通過形成上述結(jié)構(gòu)，可增大電流路徑的剖面積，抑制銅圖形13的發(fā)熱。
另外，在專利文獻(xiàn)1中，公開了設(shè)置將半導(dǎo)體元件安裝部2a與主電極端子2b形成為一體的金屬框架2，將半導(dǎo)體元件4錫焊在半導(dǎo)體元件安裝部2a上，將主電極端子2b折彎并導(dǎo)出至外部的結(jié)構(gòu)。
在專利文獻(xiàn)1中所述的發(fā)明還由于主電流流過金屬框架2，所以可抑制在絕緣基板上所形成的導(dǎo)體圖形的發(fā)熱。
特公平8-17188號(hào)公報(bào)(圖1)發(fā)明內(nèi)容但是，如圖4所示，如果加寬銅圖形13的寬度，增大剖面積，則有半導(dǎo)體組件11的外形尺寸增大這樣的問題。
另外，如圖5所示，如果形成將半導(dǎo)體芯片15安裝到外部電極22上這樣的結(jié)構(gòu)，則可使銅圖形13的寬度變窄，但如可安裝全部的半導(dǎo)體芯片15那樣，有必須增大由銅等構(gòu)成的外部電極22的外形尺寸，提高部件成本這樣的問題。
本發(fā)明是抑制主電流流過的布線圖形的溫度上升，并且抑制部件成本的上升的發(fā)明。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有半導(dǎo)體元件、上述半導(dǎo)體元件的主電流流過的形成外部端子的金屬導(dǎo)體、以及在絕緣基板上形成的將上述金屬導(dǎo)體與上述半導(dǎo)體元件電連接的導(dǎo)電性的布線圖形，配置上述金屬導(dǎo)體和上述半導(dǎo)體元件，使得在上述金屬導(dǎo)體與上述半導(dǎo)體元件之間的形成電流路徑的上述布線圖形的布線長(zhǎng)度縮短。
按照本發(fā)明，可不增大半導(dǎo)體器件的外形尺寸而縮短金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體元件之間的布線圖形的布線長(zhǎng)度，抑制半導(dǎo)體元件的主電流流過的布線圖形的發(fā)熱。
本發(fā)明的另一半導(dǎo)體器件具有半導(dǎo)體元件、上述半導(dǎo)體元件的主電流流過的形成外部端子的金屬導(dǎo)體、安裝上述半導(dǎo)體元件的散熱構(gòu)件、以及在絕緣基板上形成的將上述金屬導(dǎo)體與上述散熱構(gòu)件電連接的導(dǎo)電性的布線圖形，配置上述金屬導(dǎo)體和上述散熱構(gòu)件，使得在上述金屬導(dǎo)體與上述散熱構(gòu)件之間的形成電流路徑的上述布線圖形的布線長(zhǎng)度縮短。
按照本發(fā)明，可不增大半導(dǎo)體器件的外形尺寸而縮短散熱構(gòu)件與金屬導(dǎo)體之間的布線圖形的布線長(zhǎng)度，抑制主電流流過的布線圖形的溫度上升。
在上述發(fā)明中，用導(dǎo)電性材料填埋在上述金屬導(dǎo)體的側(cè)面與上述半導(dǎo)體元件或上述散熱構(gòu)件的側(cè)面之間，來減小在上述金屬導(dǎo)體與上述半導(dǎo)體元件或上述散熱構(gòu)件之間的電阻值。
通過如此構(gòu)成，可減小金屬導(dǎo)體與散熱構(gòu)件之間的電阻值。由此，由于可減少流過布線圖形的電流，所以可抑制布線圖形的溫度上升，并且減小半導(dǎo)體器件的外形尺寸。
在上述發(fā)明中，上述導(dǎo)電性材料是焊錫，在上述金屬導(dǎo)體和上述半導(dǎo)體元件或上述散熱構(gòu)件的側(cè)面的上部設(shè)置防止形成焊錫層用的阻焊劑。
通過如此構(gòu)成，在用焊錫填埋金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體元件或散熱構(gòu)件的間隙時(shí)，可防止焊錫進(jìn)入金屬導(dǎo)體的上方，或者散熱構(gòu)件(或半導(dǎo)體元件)的上表面。由此，可確保錫焊的部分與極性不同的部分的絕緣距離。
在上述發(fā)明中，上述金屬導(dǎo)體由與上述半導(dǎo)體元件進(jìn)行引線鍵合的第1金屬導(dǎo)體和用上述布線圖形與上述散熱構(gòu)件進(jìn)行電連接的第2金屬導(dǎo)體構(gòu)成，使上述第2金屬導(dǎo)體的端部比上述第1金屬導(dǎo)體的端部更突出于半導(dǎo)體元件一側(cè)，從而縮短了上述第2金屬導(dǎo)體的端部與上述半導(dǎo)體元件或上述散熱構(gòu)件的距離。
通過如此構(gòu)成，可確保在第1金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體元件之間有規(guī)定的距離供引線鍵合操作之用，并且可縮短第2金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體元件或散熱構(gòu)件之間的距離。由此，可抑制布線圖形的溫度上升，并且減小半導(dǎo)體器件的外形尺寸。
例如，第1金屬導(dǎo)體與圖3的外部電極37相對(duì)應(yīng)，第2金屬導(dǎo)體與圖3的外部電極52相對(duì)應(yīng)。
按照本發(fā)明，由于可縮短金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體元件或散熱構(gòu)件之間的布線圖形的布線長(zhǎng)度，所以可抑制布線圖形的溫度上升，并且減小半導(dǎo)體器件的外形尺寸。另外，通過用導(dǎo)電性材料填埋在金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體元件或散熱構(gòu)件之間，可減小金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體元件或散熱構(gòu)件之間的電阻值，從而可抑制布線圖形的溫度上升，并且減小半導(dǎo)體器件的外形尺寸。


圖1是第1實(shí)施例的半導(dǎo)體組件的示意剖面圖。
圖2是第2實(shí)施例的半導(dǎo)體組件的示意剖面圖。
圖3是第3實(shí)施例的半導(dǎo)體組件的示意剖面圖。
圖4是現(xiàn)有的半導(dǎo)體組件的示意剖面圖。
圖5是現(xiàn)有的半導(dǎo)體組件的示意剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的功率半導(dǎo)體組件(半導(dǎo)體器件)31的示意剖面圖。
在絕緣電路基板32上形成銅圖形(導(dǎo)電性的布線圖形)33，在該銅圖形33上錫焊散熱器(散熱構(gòu)件)34。將半導(dǎo)體芯片(半導(dǎo)體元件)35安裝在散熱器34上，半導(dǎo)體芯片35的漏電極與散熱器34電連接。散熱器34被設(shè)置成供半導(dǎo)體芯片35的散熱之用。
外部電極D(金屬導(dǎo)體或金屬布線導(dǎo)體)36的一端與銅圖形33錫焊在一起，另一端被引出到功率半導(dǎo)體組件(以下，稱為半導(dǎo)體組件)31的管殼(未圖示)的外部，形成外部端子。外部電極S37的一端與半導(dǎo)體芯片35的源電極進(jìn)行引線鍵合，另一端被引出到管殼的外部，形成外部端子。外部電極36和外部電極37被插入樹脂中，被該樹脂的一部分的絕緣體38絕緣。
從安裝了半導(dǎo)體芯片35的絕緣電路基板32上覆蓋樹脂的管殼，管殼與絕緣電路基板32被粘結(jié)在一起，形成半導(dǎo)體組件31。
在本第1實(shí)施例中，例如在很少受引線鍵合等的操作制約的情況下，配置外部電極36和散熱器34，使外部電極36的側(cè)面36a與散熱器34的側(cè)面34a的距離a(圖1的水平方向的距離a)縮短。
通過如此配置，由于外部電極36與散熱器34之間的銅圖形33的布線長(zhǎng)度(距離a)縮短，所以外部電極36與散熱器34之間的銅圖形33的電阻值減小。由此，可抑制漏電流流過時(shí)的銅圖形33的溫度上升。另外，通過縮短外部電極36與散熱器34之間的銅圖形33的布線長(zhǎng)度，由于無需加寬銅圖形33的寬度(與漏電流的流動(dòng)方向正交的方向的長(zhǎng)度)，所以可減小半導(dǎo)體組件31的外形尺寸。
接著，圖2是本發(fā)明第2實(shí)施例的半導(dǎo)體組件41的示意剖面圖。在圖2中，對(duì)與圖1相同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)而省略其說明。
本第2實(shí)施側(cè)是用焊錫(導(dǎo)電性材料)42填埋外部電極36的側(cè)面36a與散熱器34的側(cè)面34a之間的間隙，來減小在外部電極36與散熱器34之間的電阻值。
在上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體組件41中，從外部電極36流入的漏電流通過銅圖形33和焊錫，流入散熱器34中。這時(shí)，由于焊錫42的厚度(圖2的垂直方向的尺寸)比銅圖形33厚，所以漏電流的大部分通過焊錫42，流入散熱器34中。進(jìn)而，通過散熱器34，流入半導(dǎo)體芯片35的漏電極。由此，由于流過外部電極36與散熱器34之間的銅圖形3 3的漏電流減少，所以可抑制銅圖形的溫度上升。
按照本第2實(shí)施例，通過用焊錫42填埋外部電極36與散熱器34之間的間隙，可增大從外部電極36向散熱器34流入的漏電流的電流路徑的剖面積。由此，可增加流過焊錫42的部分的電流，減少流過外部電極36與散熱器34之間的銅圖形33的電流。因而，可抑制銅圖形33的溫度上升。另外，通過縮短外部電極36與散熱器34之間的銅圖形33的布線長(zhǎng)度，由于無需加寬銅圖形33的寬度(與漏電流的流動(dòng)方向正交的方向的長(zhǎng)度)，所以可減小半導(dǎo)體組件41的外形尺寸。
再有，在用焊錫42填埋外部電極36與散熱器34的間隙時(shí)，也可在外部電極36的側(cè)面36a與散熱器34的側(cè)面34a鍍以金屬，進(jìn)而在各自側(cè)面的上部涂敷阻焊劑。
如上所述，通過在側(cè)面的上部涂敷阻焊劑，用焊錫填埋外部電極36與散熱器34的間隙時(shí)，可防止焊錫42繞入外部電極37的上方及散熱器34的上表面。
接著，圖3是本發(fā)明第3實(shí)施例的半導(dǎo)體組件51的示意剖面圖。在圖3中，對(duì)與圖1相同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)而省略其說明。
本第3實(shí)施例是使外部電極52的端部52b延伸到散熱器34一側(cè)，以縮短外部電極52的側(cè)面52a與散熱器34的側(cè)面34a的距離的實(shí)施例。
如圖3所示，使下側(cè)的外部電極52的端部52b的前端比外部電極37的端部37a的前端在半導(dǎo)體芯片35的方向(從圖3的正面看，在水平方向右側(cè))更加突出。
通過形成這樣的結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行引線鍵合53的外部電極37的端部37a與半導(dǎo)體芯片35的端部之間可確保恒定的距離，并且可縮短外部電極52的側(cè)面52a與散熱器34的側(cè)面34a的距離a。
在第3實(shí)施例中，由于加長(zhǎng)了下側(cè)的外部電極52的端部52b的水平方向的尺寸，并將上側(cè)的外部電極37的尺寸縮至比它短，所以在對(duì)半導(dǎo)體芯片35與上側(cè)的外部電極37的端部37a進(jìn)行引線鍵合53時(shí)，可充分地確保外部電極37與半導(dǎo)體芯片15的距離。由此，即使是受鍵合操作的制約，必須使兩者的距離離開恒定值以上的情況，也可縮短漏電流流過的外部電極52與散熱器34的距離。
按照本第3實(shí)施例，可確保外部電極37與半導(dǎo)體芯片35之間有恒定的距離，并且可縮短相同的主電流流過的外部電極52與散熱器34之間的距離。由此，可減小外部電極37與散熱器34之間的銅圖形33的電阻值，從而抑制銅圖形33的溫度上升。另外，由于可縮短外部電極37與散熱器34的距離，而且無需加寬銅圖形33的寬度(與電流的流動(dòng)方向正交的方向的長(zhǎng)度)，從而可減小半導(dǎo)體組件41的外形尺寸。
在本第3實(shí)施例中，也可用焊錫42填埋外部電極52與散熱器34的間隙。
通過如此構(gòu)成，可增大外部電極52與散熱器34之間的電流路徑的剖面積，并可進(jìn)一步減小電阻值。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，也可如下那樣構(gòu)成。
在第1～第3實(shí)施例中，雖然為使半導(dǎo)體芯片35散熱而設(shè)置了散熱器34，但也可將半導(dǎo)體芯片35直接錫焊在銅圖形33上。這時(shí)，可縮短半導(dǎo)體芯片35的側(cè)面與外部電極36、52的側(cè)面的距離。
在第2實(shí)施例中，填埋外部電極36與散熱器34的間隙的材料不限于焊錫42，只要是能用導(dǎo)電性的材料以低接觸電阻連接由銅等構(gòu)成的外部電極36與散熱器34或半導(dǎo)體芯片35，無論何種材料均可。
另外，涂敷在外部電極36和散熱器34的側(cè)面的阻焊劑不限于焊錫阻焊劑，也可使用與所使用的導(dǎo)電材料對(duì)應(yīng)的阻焊劑。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于具有半導(dǎo)體元件；上述半導(dǎo)體元件的主電流流過的形成外部端子的金屬導(dǎo)體；以及在絕緣基板上形成的將上述金屬導(dǎo)體與上述半導(dǎo)體元件電連接的導(dǎo)電性的布線圖形，配置上述金屬導(dǎo)體和上述半導(dǎo)體元件，使得在上述金屬導(dǎo)體與上述半導(dǎo)體元件之間的形成電流路徑的上述布線圖形的布線長(zhǎng)度縮短。
2.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于具有半導(dǎo)體元件；上述半導(dǎo)體元件的主電流流過的形成外部端子的金屬導(dǎo)體；安裝上述半導(dǎo)體元件的散熱構(gòu)件；以及在絕緣基板上形成的將上述金屬導(dǎo)體與上述散熱構(gòu)件電連接的導(dǎo)電性的布線圖形，配置上述金屬導(dǎo)體和上述散熱構(gòu)件，使得在上述金屬導(dǎo)體與上述散熱構(gòu)件之間的形成電流路徑的上述布線圖形的布線長(zhǎng)度縮短。
3.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于用導(dǎo)電性材料填埋在上述金屬導(dǎo)體的側(cè)面與上述半導(dǎo)體元件或上述散熱構(gòu)件的側(cè)面之間，來減小在上述金屬導(dǎo)體與上述半導(dǎo)體元件或上述散熱構(gòu)件之間的電阻值。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于上述導(dǎo)電性材料是焊錫，在上述金屬導(dǎo)體和上述半導(dǎo)體元件或上述散熱構(gòu)件的側(cè)面的上部設(shè)置防止形成焊錫層用的阻焊劑。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于上述金屬導(dǎo)體由與上述半導(dǎo)體元件進(jìn)行引線鍵合的第1金屬導(dǎo)體和用上述布線圖形與上述半導(dǎo)體元件或上述散熱構(gòu)件進(jìn)行電連接的第2金屬導(dǎo)體構(gòu)成，使上述第2金屬導(dǎo)體的端部比上述第1金屬導(dǎo)體的端部更突出于上述半導(dǎo)體元件一側(cè)，從而縮短了上述第2金屬導(dǎo)體的端部與上述半導(dǎo)體元件或上述散熱構(gòu)件的距離。
全文摘要
本發(fā)明的課題是，抑制主電流流過的布線圖形的溫度上升，并且抑制部件成本的上升。在絕緣電路基板32上形成銅圖形33，在該銅圖形33上錫焊散熱器34，在散熱器34上安裝半導(dǎo)體芯片35。配置外部電極36和散熱器34，使外部電極36的側(cè)面36a與散熱器34的側(cè)面34a的距離a(圖1的水平方向的距離a)縮短。由此，可抑制外部電極36的側(cè)面36a與散熱器34的側(cè)面34a之間的銅圖形33的溫度上升。
文檔編號(hào)H01L25/07GK1614773SQ200410088378
公開日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月4日
發(fā)明者石川純, 長(zhǎng)瀨俊昭, 大西宏幸, 赤川宏一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)