專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，更詳細(xì)地，涉及一種具備使半導(dǎo)體裝置內(nèi)部或與其它半導(dǎo)體元件之間被接合線接合的半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
在使用發(fā)光二極管等半導(dǎo)體元件的現(xiàn)有半導(dǎo)體裝置中，有一種在一個(gè)封裝內(nèi)搭載有多個(gè)半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體裝置，已提出將這樣的多個(gè)半導(dǎo)體元件間由接合線接合進(jìn)行連接的方法(例如，專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)該方法，對(duì)多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件間進(jìn)行接合線連接(接合線接合)時(shí)，首先，作為第一接合線從封裝的電極圖形的端子上楔形焊接到半導(dǎo)體發(fā)光元件的上部電極上。接著，在此楔形焊接部上將第二接合線重疊地進(jìn)行球形焊接。由此，成為在半導(dǎo)體發(fā)光元件的上部電極上連接有由球形焊接所形成的球的結(jié)構(gòu)，可防止該部分的接合線的薄膜化，實(shí)現(xiàn)接合線接合的接合強(qiáng)化。另外，已提出了一種將通過(guò)球形焊接所形成的第一接合線的球頸由毛細(xì)管前端壓碎，再將其上所折疊的第一接合線側(cè)面壓在壓碎的球頸上，進(jìn)而在其上焊接第二接合線的方法(例如，專利文獻(xiàn)幻。根據(jù)該方法，在焊接第二接合線時(shí)，利用壓在球頸的接合線的變形來(lái)緩和焊接的沖擊。由此，降低了半導(dǎo)體受到的損傷。另外，在焊接第二接合線時(shí)，利用毛細(xì)管的按壓力使第一接合線變形為進(jìn)入毛細(xì)管中心孔的凸部，在進(jìn)入毛細(xì)管中心孔的凸部和毛細(xì)管的內(nèi)倒角部之間使第二接合線夾住地進(jìn)行壓縮。專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)2002-353^7號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)2009-76783號(hào)公報(bào)在專利文獻(xiàn)1記載的方法中，存在這樣的課題，即，當(dāng)在半導(dǎo)體元件的電極上直接進(jìn)行楔形焊接時(shí)，因上述電極的膜厚較薄而得不到穩(wěn)定的接合。這是因?yàn)樵陔姌O的膜厚較薄的情況下，由于焊接時(shí)施加的負(fù)荷的作用，而使半導(dǎo)體損壞之虞存在。此外，在形成該半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體層的一面?zhèn)染哂姓?fù)雙方電極的類型的半導(dǎo)體元件的情況，由于一電極面的高度低于發(fā)光元件表面的高度，所以當(dāng)在上述一電極面上進(jìn)行上述楔形焊接時(shí)，由毛細(xì)管的前端部對(duì)半導(dǎo)體元件的階梯表面造成損傷這樣的不良情況會(huì)產(chǎn)生。另外，在專利文獻(xiàn)1記載的方法中，從楔形焊接部上重疊而進(jìn)行球形焊接。因此，接合線的楔形焊接部和半導(dǎo)體元件表面的間隔變窄，在楔形焊接部和半導(dǎo)體元件之間，周邊部件等的散熱效率降低這樣的問(wèn)題存在。在專利文獻(xiàn)2記載的方法中，由于毛細(xì)管的中心為使接合線材料被供給的部分， 因此，在焊接第二接合線時(shí)不能通過(guò)毛細(xì)管的中心進(jìn)行按壓。因此，就第二接合線而言，由于成為在球頸的周邊部之上被接合的狀態(tài)，所以不能確保良好的接合狀態(tài)之虞存在。另外， 就上述凸部周邊的第一接合線而言，由于在毛細(xì)管的面部和球部之間被壓縮，成為被壓碎得很薄的狀態(tài)，因此，在該部位接合線容易斷線這樣的問(wèn)題存在
發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的在于提供一種具備多個(gè)焊接有接合線的半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體裝置，尤其提供接合線的接合強(qiáng)度高、且能夠?qū)崿F(xiàn)充分的接合可靠性的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置包含第一接合線，其一端被焊接在電極上，另一端被焊接在上述電極外的第二焊接點(diǎn)；第二接合線，其一端被焊接在電極上的第一接合線上，另一端被焊接在該電極外的第三焊接點(diǎn)，并且第二接合線的一端的焊接部覆蓋第一接合線的上面及側(cè)面的至少一部分。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不管半導(dǎo)體元件的電極位置，都能夠減少接合線數(shù)及長(zhǎng)度，并且，能夠確保接合線的充分的接合面積，因此，能夠提高接合線的接合強(qiáng)度。另外，優(yōu)選的是，第一接合線具有一端被焊接在上述電極上的球部；從該球部向與第二焊接點(diǎn)不同的方向延伸后在上述球部上折回的折回部，第二接合線的一端被焊接在上述折回部上，且第二接合線覆蓋折回部的與第二焊接點(diǎn)相反側(cè)的側(cè)面的至少一部分。根據(jù)該結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)一步提高接合線的接合強(qiáng)度。另外，優(yōu)選的是，折回部具有從球部上向與接合線的延伸方向相反方向引出的下部、和從下部伸出的接合線在球部上被折回而成的上部，第二接合線的前端，至少覆蓋第二接合線的延伸方向相反側(cè)的折回部的下部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提高接合線的接合強(qiáng)度。優(yōu)選的是，第二接合線的前端至少覆蓋球部。另外，優(yōu)選的是，第二接合線的前端至少覆蓋球部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提高接合線的接合強(qiáng)度。優(yōu)選的是，第二接合線在第二接合線的延伸方向側(cè)的折回部上以大致水平的方式設(shè)置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠降低接合線上的應(yīng)力，因此，能夠防止接合線的斷線等。另外，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，具有在電極上焊接第一接合線而形成球部，且在球部上形成折回部，從折回部向規(guī)定的方向使其延伸的第一工序；以及在折回部上對(duì)第二接合線進(jìn)行焊接的第二工序，在第二工序中，至少在比折回部的中心(圖 4(c)中的虛線)更靠與第二接合線延伸的方相反側(cè)對(duì)第二接合線施加外力而將其壓碎，且使其接合在折回部上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠確保接合線的充分的接合面積，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)接合線的充分的接合可靠性。優(yōu)選的是，折回部具有從球部上向與接合線的延伸方向相反方向拉出的下部、和從該下部延伸的接合線向上述球部上被折回而形成的上部，使上述第二接合線的壓碎部分至少接合在與上述第二接合線的延伸方向相反側(cè)的上述折回部的下部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠確保充分的接合面積，因此，能夠提高接合線的接合強(qiáng)度。另外，優(yōu)選的是，折回部具有從球部上向與接合線的延伸方向相反方向拉出的下部、和從下部延伸的接合線向球部上被折回而形成的上部，使第二接合線的前端至少接合在與第二接合線的延伸方向相反側(cè)的折回部的下部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提高接合線的接合強(qiáng)度。優(yōu)選的是，使第二接合線的壓碎部分至少接合在球部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提高接合線的接合強(qiáng)度。優(yōu)選的是，第二接合線在第二接合線的延伸方向側(cè)的折回部上以大致水平的方式設(shè)置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠降低施加在接合線上的應(yīng)力，因此，能夠防止接合線的斷線等。另外，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件的制造方法，具有在電極上球形焊接第一接合線的第一工序、和在第一接合線的球部上焊接第二接合線的第二工序，并且在第二工序中， 第二接合線按照覆蓋第一接合線的球部的中心點(diǎn)(圖4(c)的虛線)上的方式被焊接。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠確保接合線的充分的接合強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，所半導(dǎo)體裝置具備焊接有多根接合線的半導(dǎo)體元件，不管半導(dǎo)體元件的電極位置，都能夠減少接合線數(shù)及其長(zhǎng)度，并且，接合線的接合強(qiáng)度高，能夠?qū)崿F(xiàn)充分的接合可靠性。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的概略平面圖；圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的接合線接合的概略立體圖；圖3是用于說(shuō)明從圖1的y軸方向看到的接合線接合的概略工序圖；圖4是用于說(shuō)明從圖1的χ軸方向看到的接合線接合的概略工序圖；圖5是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的接合線接合的概略側(cè)面圖；圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的變形例的概略平面圖；圖7是用于說(shuō)明比較例的半導(dǎo)體裝置的接合線接合的概略立體圖；圖8是用于說(shuō)明接合線的強(qiáng)度試驗(yàn)的平面圖；圖9是表示折回部的詳細(xì)的剖面圖；圖10是表示在第一接合線的折回部上所焊接的第二接合線的詳細(xì)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式(以下稱為“實(shí)施方式”)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 但是，本發(fā)明并不限定于此實(shí)施方式。圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置10的概略平面圖。圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置10的接合線接合的概略立體圖。圖5是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置10的接合線接合的概略側(cè)面圖。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置10，按照至少包含半導(dǎo)體元件11和接合線的方式構(gòu)成。 通常，接合線將半導(dǎo)體元件11間或金屬部件12和半導(dǎo)體元件11之間進(jìn)行連接。接合線至少具有第一接合線14和第二接合線15。第一接合線14具有通過(guò)在半導(dǎo)體元件11的電極16上球形焊接所形成的球部 141、和在球部141上形成的折回部142，并且從其折回部142向規(guī)定的方向延伸地形成。第二接合線15被焊接在第一接合線的折回部上。第二接合線的前端覆蓋與第二接合線的延伸方向相反側(cè)的折回部(第一接合線14的折回部142的側(cè)面的、且與第二接合線15的延伸方向相反側(cè)的側(cè)面的至少一部分，被第二接合線15的前端部覆蓋)。由此，能夠確保接合線的充分接合狀態(tài)。優(yōu)選的是，第二接合線的前端至少覆蓋球部(球部141的至少一部分)。由此，能夠提高接合線的接合強(qiáng)度。作為優(yōu)選，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置中，半導(dǎo)體元件、接合線及金屬部件等被一體地由樹(shù)脂成型或密封。就成型樹(shù)脂而言，只要對(duì)于半導(dǎo)體元件等能夠確保絕緣性，用什么樣的材料形成都可以。另外，就密封樹(shù)脂而言，只要對(duì)于半導(dǎo)體元件等能夠確保絕緣性且具有透光性，用什么樣的材料形成都可以。成型或密封樹(shù)脂的大小及形狀沒(méi)有特別限定。下面，對(duì)各構(gòu)成部件進(jìn)行詳述。(半導(dǎo)體元件)本發(fā)明中使用的半導(dǎo)體元件是由半導(dǎo)體層疊所形成的元件，只要是接合線被焊接在電極上的元件，就不作特別限定。本發(fā)明所使用的半導(dǎo)體元件可以是在半導(dǎo)體層的對(duì)向的面(例如上面和下面)上分別形成正及負(fù)的電極，也可以是在半導(dǎo)體層的同一面?zhèn)仁拐柏?fù)的電極均形成。在后者的情況下的一對(duì)電極，通常具有高低差，但也可以按照通過(guò)調(diào)節(jié)凸起等的高度而成為相同高度(距半導(dǎo)體層大致相同的距離)的方式配置。在具有高低差時(shí)，就直接在電極上進(jìn)行楔形焊接而言，由于接合線和電極的接合面積比在由球形焊接進(jìn)行接合時(shí)的球部和電極的接合面積小，因此接合狀態(tài)差、因向小片(dice)的毛細(xì)管接觸所引起的損傷產(chǎn)生，所以本發(fā)明的效果更明顯地體現(xiàn)出來(lái)。另外，該情況下的正及負(fù)的電極未必各形成一個(gè)，也可以分別形成兩個(gè)以上。電極16在其材料、膜厚、構(gòu)造方面沒(méi)有特別地限定，但根據(jù)后述的接合線的種類， 可以是金、銅、鉛、鋁或包含它們的合金的單層構(gòu)造、層疊構(gòu)造的任意一種。電極的膜厚沒(méi)有特別限定，但優(yōu)選其中最終層(最表面?zhèn)?配置Au，其膜厚為IOOnm程度以上。在該電極的最終層即最表面層上焊接有接合線。在半導(dǎo)體裝置中，就半導(dǎo)體元件而言，在一個(gè)半導(dǎo)體裝置中可以僅搭載一個(gè)，也可以搭載多個(gè)。在搭載有多個(gè)半導(dǎo)體元件的情況下，這些半導(dǎo)體元件可以是并聯(lián)、串聯(lián)或串并聯(lián)的組合等，連接方式不作特別限定。(金屬部件)金屬部件起到作為用于與半導(dǎo)體元件電連接的電極及搭載半導(dǎo)體元件的基板的作用，實(shí)質(zhì)上是板狀即可，也可以是波形板狀、具有凹凸的板狀。其膜厚既可以是均勻的， 也可以局部地為厚膜或薄膜。材料不作特別限定，優(yōu)選用熱傳導(dǎo)率比較大的材料(例如， 200ff/(m · K)程度以上)、具有比較大的機(jī)械強(qiáng)度的材料、或者沖壓加工或蝕刻加工等容易的材料形成。通過(guò)用這樣的材料形成，能夠有效地釋放半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的熱。具體地，可以舉出銅、鋁、金、銀、鎢、鐵、鎳等金屬或鐵-鎳合金、磷青銅等的合金等。另外，為了高效地取出來(lái)自搭載的半導(dǎo)體元件的光，優(yōu)選對(duì)金屬部件的表面實(shí)施反射電鍍。就金屬部件而言，通常在一個(gè)半導(dǎo)體裝置中具備兩根以上。另外，半導(dǎo)體元件的數(shù)為+1根以上也可以。就金屬部件而言，除具有搭載半導(dǎo)體元件且與半導(dǎo)體元件連接的區(qū)域外，還可以具有作為與外部連接的引線端子而延長(zhǎng)(延伸)的區(qū)域。引線端子能夠按照本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的安裝類型(例如，發(fā)光面垂直于引線端子的安裝面的類型側(cè)視類型、發(fā)光面平行于引線端子的安裝面的類型頂視類型等)、使用形式，適當(dāng)進(jìn)行彎曲、變形。在半導(dǎo)體裝置中，優(yōu)選按照第一接合線的延伸方向和第二接合線的延伸方向所成的角度為45度 135度的范圍的方式，配置半導(dǎo)體元件及金屬部件。由此，第二接合線在第一接合線的折回部的上面及側(cè)面、即遍及不同的兩個(gè)面被更可靠地接合，因此能夠顯著提高接合強(qiáng)度。(接合線)
就接合線而言，其是為了將在半導(dǎo)體元件的表面所形成的電極和金屬部件之間、 半導(dǎo)體元件間、半導(dǎo)體元件內(nèi)的電極間等進(jìn)行電連接(焊接)而使用的導(dǎo)電部件。在本發(fā)明中，在兩個(gè)點(diǎn)間的接合線中，將作為始點(diǎn)而接合的點(diǎn)稱為第一焊接點(diǎn)，將作為終點(diǎn)而接著連接的點(diǎn)稱為第二焊接點(diǎn)。就第一焊接點(diǎn)而言，在半導(dǎo)體元件的電極上焊接有由接合線熔化所形成的球。將這樣所球形焊接的接合線的連接部分稱為球部。球只要是球狀的球、或一部分缺口的球、橢圓球狀即可。另外，就球部而言，在暫時(shí)成形為這些形狀后、由例如在上部連接第二接合線時(shí)的按壓力而變形的形態(tài)也包含在內(nèi)。另外，在第二焊接點(diǎn)中，接合線在不經(jīng)由球的狀態(tài)下被連接。將該第二焊接點(diǎn)中的接合線的連接部分稱為楔形接合部144。另外，優(yōu)選將第二焊接點(diǎn)(或楔形接合部)按照與金屬部件接觸的方式配置在金屬部件的正上方。另外，就第二焊接點(diǎn)而言，在半導(dǎo)體元件的電極上配置的情況下，優(yōu)選至少經(jīng)由球部來(lái)配置，并且優(yōu)選按照與半導(dǎo)體元件的電極接觸的方式不直接連接楔形接合部。所謂焊接點(diǎn)，通常是指半導(dǎo)體元件的電極表面或構(gòu)成半導(dǎo)體裝置的金屬部件表面的一部分區(qū)域，但在形成有多個(gè)接合線的情況(例如，被焊接的接合線上還焊接有其它的接合線的情況)，也包含被焊接的區(qū)域，例如接合線上或球部上。在本發(fā)明中，接合線至少具有第一接合線和第二接合線。第一接合線意思是連接第一焊接點(diǎn)和第二焊接點(diǎn)的接合線。另外，第二接合線意思是將在與通過(guò)第一焊接點(diǎn)及第二焊接點(diǎn)這兩點(diǎn)的直線上不同的位置所配置的第三焊接點(diǎn)和第一接合線的球部上的接合線加以連接。這樣的第一及第二接合線所對(duì)應(yīng)的焊接點(diǎn)在一個(gè)半導(dǎo)體裝置中可以形成多個(gè)。如上所述，第一接合線14具有在半導(dǎo)體元件的電極上所球形焊接的球部141、并且在球部上具有折回部142。圖9是表示折回部142的詳細(xì)的剖面圖。圖9中，省略了第二接合線15的記載， 以便容易地理解折回部142的詳細(xì)情況。球部141的直徑可根據(jù)半導(dǎo)體裝置及其所搭載的電極的大小來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)，例如為50μπι ΙΟΟμπι左右。就折回部142而言，從球部141上起在接合線的延伸方向(有成為接合線終點(diǎn)的點(diǎn)即第二焊接點(diǎn)的方向)的相反方向引出接合線，進(jìn)一步在成為接合線終點(diǎn)的點(diǎn)的方向折回，所折回的接合線壓在球部141上，由此形成折回部142。在此，將折回部142內(nèi)、從球部141上在接合線的延伸方向的相反方向所引出的部分作為折回部的下部142a，將從折回部的下部14 延伸的接合線折回到球部141上的部分作為折回部的上部142b。即，在折回部的下部142b上折回部的上部142以與折回部的下部 142b相接觸(接合)的方式被配置。優(yōu)選的是，就折回部的上部142b而言，在其上面具備平坦部。圖9所示的實(shí)施方式中，具有由橢圓A及橢圓B表示的兩個(gè)平坦部。平坦部相對(duì)于形成有球部141的電極16 的表面，具有30°以下的角度。例如由橢圓A表示的平坦部具有5°左右的角度，由橢圓B 表示的角度具有20 30°左右的角度。另外，平坦部的傾斜方向(圖9中向右上方向，或向左上方向)可以為任意方向。
優(yōu)選的是，折回部142從球部141上向接合線的延伸方向的相反方向(與第二焊接點(diǎn)相對(duì)的方向)突出。即，優(yōu)選的是，折回部142的水平方向的長(zhǎng)度比球部141的半徑長(zhǎng)。 由此，能夠提高在折回部142上所接合的第二接合線的接合強(qiáng)度。優(yōu)選的是，就折回部142 而言，從球部141的中心點(diǎn)在接合線的延伸方向的相反方向具有30 μ m 100 μ m程度的長(zhǎng)度。從折回部142起、朝向成為接合線終點(diǎn)的點(diǎn)的方向而接合線大致水平地延伸。在此，大致水平是指相對(duì)于與球形焊接有接合線的面(例如電極表面)而為大致平行。就該情況下的大致水平而言，包含相對(duì)于球形焊接有接合線的面而接合線的軸所成的角度在30° 以內(nèi)的范圍。另外，優(yōu)選的是，在自接合線的折回部142延伸的接合線與球部141的周邊部之間設(shè)有空隙31。由此，能夠確保充分的接合狀態(tài)，并且，成為散熱良好的狀態(tài)。在該空隙31的部分，也可以存在密封樹(shù)脂。就第二接合線而言，其一側(cè)被焊接在第三焊接點(diǎn)，另一側(cè)被焊接在第一接合線的折回部142上。在第三焊接點(diǎn)為半導(dǎo)體元件的電極的情況下，優(yōu)選的是具有在第三焊接點(diǎn)所球形焊接的球部。圖10是表示在第一接合線的折回部142上所焊接的第二接合線15的詳細(xì)的剖面圖。第一接合線從折回部142沿與圖紙垂直的方向延伸。這樣，通過(guò)在半導(dǎo)體元件的電極16的表面經(jīng)由第一接合線的球部141而形成第二接合線15，而使最下層的球部141相對(duì)于金屬部件或電極16的表面(特別是電極16的表面)作為襯底(下地)起作用(介設(shè)于金屬部件或電極表面與第二接合線之間)，因此，能夠有效地防止在接合線接合時(shí)的接合不良及半導(dǎo)體元件的損傷等。第三焊接點(diǎn)配置在與通過(guò)第一焊接點(diǎn)及第二焊接點(diǎn)這兩點(diǎn)的直線上不同的位置。 即，第二接合線與第一接合線的延伸方向相交叉。第二接合線15按照覆蓋在第一接合線的球部141的中心點(diǎn)上的方式(位于球部 141的中心點(diǎn)的上部的方式)被接合于第一接合線的折回部142。另外，第二接合線15的前端沿著折回部延伸、且覆蓋第二接合線的延伸方向的相反側(cè)的折回部(覆蓋折回部142 的第三焊接點(diǎn)的相反側(cè)的側(cè)面(圖10中的折回部142的左側(cè)的側(cè)面)的至少一部分)。該情況下，如圖5所示，優(yōu)選的是，第二接合線15的前端以覆蓋折回部142的下部14 的側(cè)面的至少一部分的方式被接合。由此，能夠提高接合線的折回部附近的接合強(qiáng)度。另外，第二接合線的前端也可以按照覆蓋第一接合線的球部(球部141的至少一部分)的方式被接合。由此，能夠進(jìn)一步提高接合線的折回部附近的接合強(qiáng)度。另外，這種通過(guò)第二接合線15覆蓋第一接合線14的側(cè)面(優(yōu)選第二接合線延伸的方向的相反側(cè)的側(cè)面)的至少一部分所帶來(lái)的第一接合線和第二接合線的接合強(qiáng)度的強(qiáng)化，也可適用于未形成有折回部142的第一接合線的焊接部(與電極16的焊接部)和第二接合線的接合。即，在第二接合線的與第一接合線的焊接部(接合部)，第二接合線的焊接部不僅覆蓋第一接合線的上面而且覆蓋第一接合線的側(cè)面(優(yōu)選第二接合線延伸的方向的相反側(cè)的側(cè)面)的至少一部分的實(shí)施方式，無(wú)論有沒(méi)有折回部142，都包含在本申請(qǐng)發(fā)明中。優(yōu)選的是，第二接合線15在第二接合線的延伸方向側(cè)的與折回部之間設(shè)有空隙32。另外，優(yōu)選的是，第二接合線在第二接合線的延伸方向側(cè)的折回部上大致水平地設(shè)置， 例如如圖10所示，相對(duì)于電極16的表面設(shè)于30°以內(nèi)。由此，能夠減少在接合線上所施加的應(yīng)力，因此，能夠防止接合線的斷線等。就接合線而言，優(yōu)選的是，與半導(dǎo)體元件的電極的歐姆性良好、機(jī)械連接性良好、 電傳導(dǎo)性及熱傳導(dǎo)性良好。作為熱傳導(dǎo)率，優(yōu)選為0. OlcaV(S) (cm2) (°C/cm)程度以上， 更優(yōu)選為0. 5cal/(S) (cm2) (°C /cm)程度以上。如果考慮作業(yè)性等，接合線的直徑優(yōu)選為 10 μ m 45 μ m程度。作為這種接合線的材料，例如可以舉出金、銅、鉬、鋁等金屬及它們的合金。其中，基于接合可靠性、接合后的應(yīng)力緩和等觀點(diǎn)，優(yōu)選金。(制造方法)圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的接合線接合的概略工序圖，是從圖1的y軸方向看到的概略工序圖。圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的接合線接合的概略工序圖，是從圖1的χ軸方向看到的概略工序圖。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有將第一接合線球形焊接在半導(dǎo)體元件的電極上的第一工序(圖幻；和將第二接合線焊接在第一接合線的球部上的第二工序(圖 4)。作為為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式的接合線連接而使用的接合線接合法，沒(méi)有特別的限定，但通?？梢郧‘?dāng)?shù)乩脽釅航咏雍暇€接合、超聲波并用熱壓接接合線接合等。下面，對(duì)各工序進(jìn)行詳述。(第一工序)在第一焊接點(diǎn)即半導(dǎo)體元件的電極上，壓接由接合線的熔化所形成的球。將從該壓接球延長(zhǎng)的接合線進(jìn)一步壓接在上述壓接球上，向第二焊接點(diǎn)的方向拉伸上述接合線， 并與第二焊接點(diǎn)連接。該第一工序中，首先將接合線穿過(guò)毛細(xì)管等夾具，且利用由瞬間放電等產(chǎn)生的高溫，而使其前端熔化以生成由接合線所產(chǎn)生的球。溫度不作特別限定，可根據(jù)使用的接合線的材料、粗細(xì)等進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，可以舉出360°C程度以下的溫度。球的大小不作特別限定， 通?？梢栽O(shè)定為接合線直徑的2 20倍程度，進(jìn)而可設(shè)定為2 10倍程度的直徑。接著，將該球壓接在金屬部件或電極表面而形成球部。在本發(fā)明中，如上所述，該壓接點(diǎn)成為第一焊接點(diǎn)。此時(shí)的負(fù)荷例如能夠考慮金屬部件或電極表面的球的直徑的擴(kuò)展而進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。另外，此時(shí)也可以邊施加超聲波邊進(jìn)行壓接。接著，為了向成為第一接合線的延伸方向的點(diǎn)(即第二焊接點(diǎn))的相反方向拉伸，使毛細(xì)管向相反方向移動(dòng)。這時(shí)的相反方向包含相對(duì)于存在第二焊接點(diǎn)的方向150 210°程度的范圍。此時(shí)的拉伸量也就是毛細(xì)管的移動(dòng)長(zhǎng)度，優(yōu)選為10 IOOym程度。此后，通過(guò)使毛細(xì)管任意上升且向上述球部的正上方移動(dòng)、然后再下降，而使毛細(xì)管壓接在上述球部上。由此，從球部延長(zhǎng)的第一接合線在上述球部上被折回并被壓接。其結(jié)果，能夠在上述球部上形成折回部，且使折回部的表面及位于其附近的接合線的表面大致平坦。該情況下，也可以邊施加超聲波邊進(jìn)行壓接，但優(yōu)選的是不施加超聲波而進(jìn)行壓接。這是因?yàn)橛捎诔暡ǖ氖┘?，接合線被擠壓變細(xì)，會(huì)導(dǎo)致接合可靠性的下降。另外，通過(guò)在壓接球上將接合線的另一部分壓接，而使接合線向上方向的延伸(占有的空間)減少， 例如，距壓接球底面為接合線直徑的1. 0 5. 0倍程度的高度，從其它觀點(diǎn)來(lái)看，可抑制在壓接球的1倍至3倍程度以內(nèi)的高度。接著，將接合線從上述壓接球的正上方、向位于與上述第一焊接點(diǎn)不同的位置的第二焊接點(diǎn)拉伸，并與第二焊接點(diǎn)接合。該情況的接合能夠邊施加超聲波或不施加超聲波而進(jìn)行接合。(第二工序)第一工序后，在第一接合線的折回部142上焊接第二接合線。此時(shí)，至少在比第一接合線的折回部142的中心更靠第二接合線的延伸方向的相反側(cè)(圖4的左方向)，對(duì)第二接合線施加外力并壓碎，使其與折回部接合。第二接合線被球形焊接在第三焊接點(diǎn)上后，也可以向第一焊接點(diǎn)的方向拉伸并焊接在第一焊接點(diǎn)上。該第二工序中，首先與第一工序相同，使穿過(guò)毛細(xì)管等夾具的接合線的前端熔化而使球生成。接著，將該球壓接在金屬部件或電極表面而形成球部(圖4(a))。在本發(fā)明中，如上所述，該壓接點(diǎn)成為第三焊接點(diǎn)。此時(shí)的負(fù)荷例如可以考慮金屬部件或電極表面的球的直徑的擴(kuò)展而進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。另外，此時(shí)，也可以邊施加超聲波邊進(jìn)行壓接。另外，也可以和第一工序相同，在第二接合線的球部上形成折回部，在該折回部的表面及位于其附近的接合線的表面形成平坦部(圖4 (b))。接著，使毛細(xì)管從第三焊接點(diǎn)上向第一接合線的折回部上移動(dòng)。此時(shí)，優(yōu)選將毛細(xì)管的中心(圖4(c)中的單點(diǎn)劃線)，從第一接合線的球部的中心點(diǎn)(圖4(c)中的虛線)的正上方、向與第二接合線的延伸方向(具有第三焊接點(diǎn)的方向)的相反方向偏移。該情況的相反方向包含從第一接合線的球部的中心點(diǎn)相對(duì)于第三焊接點(diǎn)為150 210°程度的范圍。這樣，在使毛細(xì)管移動(dòng)到第一接合線的折回部上的狀態(tài)中、從第一接合線的球部的中心點(diǎn)到毛細(xì)管的中心的水平方向的距離L，被稱為毛細(xì)管的位移量。該情況下，毛細(xì)管的位移量?jī)?yōu)選設(shè)為30 50 μ m程度。接著，通過(guò)使毛細(xì)管下降，使毛細(xì)管壓接在第一接合線的折回部142上，并對(duì)第二接合線進(jìn)行焊接。通過(guò)這樣在使毛細(xì)管的中心偏移的狀態(tài)下進(jìn)行壓接，能夠相對(duì)位于第一接合線的球部的中心點(diǎn)上的折回部將毛細(xì)管50的面部51推壓，因此，能夠防止在折回部的周邊部施加過(guò)多的負(fù)荷。另外，當(dāng)使毛細(xì)管50壓接在第一接合線的折回部142上時(shí)，在毛細(xì)管和第一接合線的折回部之間所夾住的第二接合線被壓碎，截面積變小。而且，第二接合線15在截面積變小的部分被切斷。如上所述，由于在使毛細(xì)管的中心向與第二接合線的延伸方向相反方向偏移的狀態(tài)下進(jìn)行壓接，因此，第二接合線按照覆蓋第一接合線的折回部的中心點(diǎn)(中心)上的方式被接合，第二接合線的切斷面156優(yōu)選在比第一接合線的球部的中心更靠第二接合線的延伸方向的相反側(cè)被形成。另外，切斷面意思是為了將由于焊接而被壓碎的接合線15和毛細(xì)管50內(nèi)的接合線15相分離而進(jìn)行切斷時(shí)產(chǎn)生的面。另外，由于被壓碎的第二接合線的前端(或前端附近)以覆蓋第二接合線的延伸方向的相反側(cè)的第一接合線的折回部的狀態(tài)(覆蓋折回部142的側(cè)面、即與第三焊接點(diǎn)相反側(cè)的側(cè)面的至少一部分的狀態(tài))被接合，因此，能夠提高第二接合線的接合強(qiáng)度。該焊接時(shí)的負(fù)載優(yōu)選為40 SOgf。由此，能夠確保良好的接合狀態(tài)。另外，使毛細(xì)管壓接時(shí)，也可以通過(guò)使毛細(xì)管進(jìn)一步下降，來(lái)向第一接合線的折回部142推壓第二接合線的前端部分。 由此，能夠進(jìn)一步提高接合線的接合強(qiáng)度。另外也可以將第二接合線的壓碎部分接合在第二接合線的延伸方向的相反側(cè)的球部(球部141的側(cè)面、第三焊接點(diǎn)的相反側(cè)的側(cè)面)。另外，當(dāng)在毛細(xì)管的中心位于第一接合線的球部的中心點(diǎn)上的狀態(tài)、即毛細(xì)管的位移量為0的狀態(tài)下進(jìn)行焊接時(shí)，由于毛細(xì)管的中心是供給有接合線材料的部分，因此，不能利用毛細(xì)管推壓球部的中心。另外，由于在球部的周邊部上施加毛細(xì)管的壓力，例如圖7 所示，會(huì)成為接合線被推壓在球部的周邊部上的狀態(tài)，而本申請(qǐng)發(fā)明中可回避這樣的狀態(tài)。在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，雖然在互不相同的任意兩點(diǎn)間可兩次以上應(yīng)用從上述球部的生成到向第二焊接點(diǎn)的接合為止的一連串方法，但優(yōu)選按照所搭載的半導(dǎo)體元件的數(shù)目、半導(dǎo)體元件的電極的形態(tài)、半導(dǎo)體元件的連接形態(tài)等，進(jìn)行三次、四次、甚至其以上的一連串方法。另外，從其它觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選對(duì)于一個(gè)半導(dǎo)體元件，將第一焊接點(diǎn)和/或第二焊接點(diǎn)總計(jì)設(shè)定三點(diǎn)以上，更優(yōu)選分別各設(shè)定兩點(diǎn)以上。該情況下，也可以在一個(gè)焊接點(diǎn)上的接合線的球部上，連接兩根以上的從其它焊接點(diǎn)延伸的接合線。在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，第一接合線的延伸方向與第二接合線的延伸方向所成的角度，能夠按照半導(dǎo)體裝置的大小、半導(dǎo)體元件的電極及金屬部件的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)刈兏?。另外，如圖6所示，在半導(dǎo)體裝置內(nèi)，也可以在局部具有使兩根以上的接合線連接在一條直線上的部位。下面，根據(jù)附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的實(shí)施例。實(shí)施例圖6是表示本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的概略平面圖。圖3及圖4是用于說(shuō)明本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的接合線接合的概略剖面工序圖。如圖6所示，該實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置10具備半導(dǎo)體元件11、板狀的金屬部件12、 將半導(dǎo)體元件11和金屬部件12之間及半導(dǎo)體元件11間分別電連接的接合線、將它們一體地進(jìn)行樹(shù)脂密封的成型體19而構(gòu)成。在該半導(dǎo)體裝置10中還搭載有與金屬部件12電連接的保護(hù)元件13。金屬部件12是由鋁合金制成的板狀體，且具備搭載半導(dǎo)體元件11的區(qū)域、和從此處向一方向延長(zhǎng)的區(qū)域。成型體19夾持金屬部件12的一部分而一體地以接近長(zhǎng)方體的形狀(縱3. 5mmX 橫3.5mmX高0. 85mm)而成型。就成型體而言，在其中央附近具有大致圓角四邊形(縱 2. 9mmX橫2. 9mm)的窗部19a。在窗部19a內(nèi)，露出金屬部件12的一部分，在露出的金屬部件12上搭載有半導(dǎo)體元件11。另外，在窗部19a內(nèi)，埋設(shè)有具有透光性的密封樹(shù)脂18。半導(dǎo)體元件11在其表面形成有兩個(gè)電極，各電極利用接合線分別與金屬部件12 或其它電極電連接。就接合線而言，通過(guò)接合線接合而被接合在金屬部件表面或電極表面。在第一焊接部(第一焊接點(diǎn))即半導(dǎo)體元件11的電極上，由接合線熔化所形成的球被壓接在電極 16的表面(球部141)，自該壓接球延長(zhǎng)(延伸)的接合線進(jìn)一步在壓接球上折回(折回部 142)，向作為第二焊接點(diǎn)的金屬部件12的方向延長(zhǎng)(延伸)，且被接合在金屬部件12的表面(楔形接合部)。也就是說(shuō)，在第一焊接點(diǎn)Pl中，在第二焊接點(diǎn)的相反側(cè)形成由接合線形成的環(huán)形狀，其折回部的表面/頂上部分是包含接合線的一部分而被弄碎的狀態(tài)，成為比較平坦化的形狀。就該第一接合線14的接合而言，首先，將接合線穿過(guò)毛細(xì)管，利用由瞬間放電產(chǎn)生的高溫，使其前端熔化而使由接合線所產(chǎn)生的球生成。接著，將該球壓接接合在電極表面(圖3(a))。該壓接點(diǎn)成為第一焊接點(diǎn)。接合線使用直徑為25 μ m的，球141的直徑設(shè)定為701 μ m。接著，按照?qǐng)D3 (a)的箭頭，從壓接點(diǎn)使毛細(xì)管50上升，放出接合線，為了向第二焊接點(diǎn)的相反方向拉伸，使毛細(xì)管向相反方向移動(dòng)(圖3(b))。此后，使毛細(xì)管50上升(圖3 (c))，移動(dòng)到球的正上方并放出接合線，將毛細(xì)管壓接在球上(圖3(d))。由此，自壓接球延長(zhǎng)的(連接的)接合線(第一接合線14)的另一部分在球上被折回，該折回部的表面及位于其附近的接合線變得大致平坦(圖3(e))。接著，按照?qǐng)D3(e)的箭頭，使毛細(xì)管(未圖示)上升并放出接合線，使毛細(xì)管向第二焊接點(diǎn)的相反方向水平移動(dòng)，再次使其上升并放出接合線，通過(guò)壓接球的正上方而向第二焊接點(diǎn)水平移動(dòng)并且邊下降邊拉伸接合線，與第二焊接點(diǎn)接合。由此，形成跨接第一焊接點(diǎn)和第二焊接點(diǎn)的第一接合線14。在該半導(dǎo)體裝置中，在電極16的第一焊接點(diǎn)Pl上設(shè)有將該電極16和另一電極 17 (第三焊接點(diǎn)P3)之間進(jìn)行電連接的第二接合線15。第二接合線15與第一接合線14的延伸方向相交叉。就該第二接合線15的接合而言，和接合第一接合線14的工序一樣，首先，使在毛細(xì)管等夾具中通過(guò)的接合線的前端熔化而使球生成。接著，將該球壓接在金屬部件或電極表面而形成球部(圖4 (a))。該壓接點(diǎn)成為第三焊接點(diǎn)。和第一接合線一樣，也可以在第二接合線的球部上形成折回部，在該折回部的表面及位于其附近的接合線的表面形成平坦部(圖4(b))。接著，使毛細(xì)管從第三焊接點(diǎn)上向第一接合線的折回部上移動(dòng)。此時(shí)，使毛細(xì)管的中心(圖4(c)中的一點(diǎn)劃線)從第一接合線的球部的中心點(diǎn)(圖4(c)中的虛線)的正上方移動(dòng)到向第二接合線的延伸方向(具有第三焊接點(diǎn)的方向)的相反方向偏移的位置。接著，通過(guò)使毛細(xì)管下降，使毛細(xì)管壓接在第一接合線的折回部上，焊接第二接合線(圖4(d))。當(dāng)將毛細(xì)管壓接在第一接合線的折回部上時(shí)，在毛細(xì)管和第一接合線的折回部之間所夾住的第二接合線被壓碎，截面積變小。而且，第二接合線在截面積變小的部分被切斷(圖4(e))。在本實(shí)施例中，將第二接合線15向第一接合線14的球部上接合時(shí)，將毛細(xì)管的位移量設(shè)定為40 μ m，利用40gf的負(fù)荷進(jìn)行焊接。在這樣構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置10中，第二接合線I5接合在第一接合線I4的折回部 142上，另外，第二接合線15的前端覆蓋第二接合線的延伸方向的相反側(cè)的折回部142。在本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置10中，能夠使接合線的接合狀態(tài)成為良好的狀態(tài)。比較例圖7是將比較例的半導(dǎo)體裝置的一部分放大后的概略剖面圖。在將第二接合線25向第一接合線M上焊接時(shí)，以毛細(xì)管的中心位于第一接合線 24的球部Ml的中心點(diǎn)上的狀態(tài)、即毛細(xì)管的位移量設(shè)定為0而進(jìn)行焊接，除此變更以外， 用實(shí)質(zhì)上和實(shí)施例1相同的制造方法制作相同的半導(dǎo)體裝置。
其結(jié)果，第二接合線25成為被接合在處于第二接合線的延伸方向側(cè)的第一接合線的折回部的周邊部的狀態(tài)。比較例的半導(dǎo)體裝置與實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置相比較，在可靠性試驗(yàn)中存在接合線容易斷線的趨勢(shì)。制作和實(shí)施例及比較例一樣的半導(dǎo)體裝置各十個(gè)，拉伸各自的第二接合線進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，調(diào)查接合線斷裂時(shí)的負(fù)荷(gf)和斷裂的部位。將其結(jié)果示于表1。另外，在表1 中，由A、B符號(hào)所示的部分表示在圖8所示的A、B部分?jǐn)嗔训牟课?。各符?hào)如下。A 第二接合線的折回部附近B 第二接合線的前端附近另外，在圖8中，附帶X符號(hào)而表示的部分，表示在進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)拉伸接合線的位置。表權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 包含第一接合線，其一端被焊接在電極上，另一端被焊接在所述電極外的第二焊接點(diǎn)； 第二接合線，其一端被焊接在所述電極上的所述第一接合線上，另一端被焊接在所述電極外的第三焊接點(diǎn)，并且，所述第二接合線的所述一端的焊接部覆蓋所述第一接合線的上面及側(cè)面的至少一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述第一接合線具有所述一端被焊接在所述電極上的球部；從該球部向與所述第二焊接點(diǎn)不同的方向延伸后在所述球部上折回的折回部，所述第二接合線的所述一端被焊接在所述折回部上，所述第二接合線覆蓋所述折回部的與所述第二焊接點(diǎn)相反側(cè)的側(cè)面的至少一部分。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述折回部具有從所述球部上向與所述第二焊接點(diǎn)相反方向所延伸的折回下部；和在該折回下部上所配置、且在所述球部上折回的折回上部，所述第二接合線的一端覆蓋所述折回下部的與所述第二焊接點(diǎn)相反側(cè)的側(cè)面的至少一部分。
4.如權(quán)利要求2或3中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述第二接合線的一端覆蓋所述球部的至少一部分。
5.如權(quán)利要求2 4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述第二接合線在所述折回部上以大致水平的方式被配置。
6.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括第一接合線的焊接工序，是將一端進(jìn)行焊接而在電極上形成球部、將另一端在所述電極外的第二焊接點(diǎn)進(jìn)行焊接的工序，該工序包括使所述第一接合線在從所述球部沿與所述第二焊接點(diǎn)不同的方向延伸后，在所述球部上對(duì)沿所述不同的方向延伸的所述第一接合線進(jìn)行接合而形成折回部的步驟；第二接合線的焊接工序，其是將一端焊接在所述折回部上、將另一端焊接在所述電極外的第三焊接點(diǎn)的工序，該工序包括在比所述折回部的中心更靠所述第三焊接點(diǎn)的相反側(cè)使所述第二接合線變形并與所述折回部接合的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在所述第一接合線的焊接工序中，所述折回部按照設(shè)置從所述球部上向與所述第三焊接點(diǎn)相反方向延伸的折回下部、和在該折回下部上所接合的且從所述相反方向向所述球部上延伸的折回上部的方式形成，在所述第二接合線的焊接工序中，利用所述第二接合線的所述變形，所述第二接合線的前端覆蓋所述折回下部的與所述第二焊接點(diǎn)相反側(cè)的側(cè)面的至少一部分。
8.如權(quán)利要求6或7任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 使所述第二接合線通過(guò)所述變形而與所述球部的至少一部分接合。
9.如權(quán)利要求6 8中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 所述第二接合線在所述折回部上以大致水平的方式接合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，該半導(dǎo)體裝置具備焊接有多個(gè)接合線的半導(dǎo)體元件，且接合線的接合強(qiáng)度高，并能夠?qū)崿F(xiàn)充分的接合可靠性。所述半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括第一接合線，其一端被焊接在電極上，另一端被焊接在所述電極外的第二焊接點(diǎn)；和第二接合線，其一端被焊接在所述電極上的所述第一接合線上，另一端被焊接在所述電極外的第三焊接點(diǎn)。并且，所述第二接合線的所述一端的焊接部，覆蓋所述第一接合線的上面及側(cè)面的至少一部分。
文檔編號(hào)H01L33/62GK102576684SQ20108004515
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者瀨野良太 申請(qǐng)人:日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社