本發(fā)明涉及一種毛刺的去除方法及半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)：

在使用樹脂等封裝半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置的制造工藝中，有時(shí)在暴露于封裝材料外側(cè)的引線框上附著微量的封裝材料。以往，已知使用激光等去除附著在引線框上的封裝材料的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1和2)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-91194號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2007-258490號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

如果長(zhǎng)時(shí)間使用激光去除附著在引線框上的封裝材料，則有時(shí)會(huì)發(fā)生燒焦引線框的表面等對(duì)半導(dǎo)體裝置帶來損傷的情況。

本發(fā)明的第1方面，提供一種去除以從封裝半導(dǎo)體芯片的封裝部突出的方式設(shè)置的引線框中的毛刺的去除方法。去除方法可以包括第一去除步驟，將引線框加熱，且向引線框噴射流體而去除毛刺。

去除方法還可以包括第二去除步驟，在第一去除步驟之后，去除比第一去除步驟中噴射流體的范圍更窄的范圍內(nèi)的毛刺。在第二去除步驟中，可以向引線框局部照射激光來去除毛刺。

在第一去除步驟中，可以通過向引線框噴射已經(jīng)加熱的流體，從而加熱引線框，并且去除毛刺。流體可以包括液體、蒸汽和非活性氣體中的至少一種。

在第一去除步驟中，也可以對(duì)流體進(jìn)行加熱，以使得流體的溫度在90度以上且封裝部的后硬化溫度以下。在第一去除步驟中，還可以對(duì)流體進(jìn)行加熱，以使得流體的溫度在120度以上且在130度以下。在第一去除步驟中，也可以對(duì)引線框進(jìn)行加熱，將流體噴射到已經(jīng)加熱的引線框上，去除毛刺。

在第一去除步驟中，可以使用設(shè)置在封裝部與被噴射流體的位置之間且保護(hù)封裝部不受到流體影響的保護(hù)部，將流體噴射到引線框上。保護(hù)部保護(hù)引線框的至少一部分不受到流體影響，在第二去除步驟中，可以去除通過保護(hù)部保護(hù)不受流體影響的區(qū)域的引線框上的毛刺。保護(hù)部可以具有厚度為引線框1倍以上且2倍以下的板狀部件。

在本發(fā)明的第2方面中，提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法。制造方法可以包括形成包含半導(dǎo)體芯片的電子電路的電路形成步驟。制造方法可以包括封裝電子電路和連接在電子電路上的引線框的一部分，且形成使引線框露出的封裝部的封裝部形成步驟。制造方法也可以包括將引線框加熱且向引線框噴射流體而去除毛刺的第一去除步驟。

應(yīng)予說明，上述的發(fā)明內(nèi)容未列舉本發(fā)明的所有特征。另外，這些特征群的再組合也能夠成為發(fā)明。

附圖說明

圖1是說明半導(dǎo)體裝置100的概要的圖。

圖2是說明去除毛刺30的第一去除步驟的一個(gè)示例的圖。

圖3是在環(huán)氧系樹脂中的溫度與粘接強(qiáng)度之間的關(guān)系的示意圖。

圖4是圖2所示的第一去除步驟之后的第二去除步驟的示意圖。

圖5是說明半導(dǎo)體裝置100的制造工藝的一部分的圖。

圖6是說明第一去除步驟的其他示例的截面圖。

圖7是半導(dǎo)體裝置100的制造工藝的一個(gè)示例的圖。

圖8表示測(cè)定圖3所示的樹脂的粘接強(qiáng)度的測(cè)定裝置300的一個(gè)示例。

符號(hào)說明

10：封裝部

20：引線框

22：基板

30：毛刺

32：噴嘴

40：導(dǎo)線

50：半導(dǎo)體芯片

60：堵住桿

70：去除裝置

72：保護(hù)部

100：半導(dǎo)體裝置

300：測(cè)定裝置

302：下側(cè)夾具

304：上側(cè)夾具

306：樹脂放置部

308：樹脂

310：加熱部

具體實(shí)施方式

以下，通過發(fā)明的實(shí)施方式說明本發(fā)明，但以下的實(shí)施方式不限定于權(quán)利要求的發(fā)明。另外，實(shí)施方式中說明的特征的所有組合并不限定為發(fā)明的解決方案所必須的。

圖1是說明半導(dǎo)體裝置100的概要的圖。圖1中示出了半導(dǎo)體裝置100的端部附近的俯視圖和截面圖。如俯視圖所示，半導(dǎo)體裝置100具備封裝部10和引線框20。如截面圖所示，在封裝部10的內(nèi)部收納有1個(gè)以上的半導(dǎo)體芯片50和導(dǎo)線40。

半導(dǎo)體芯片50包括例如igbt(絕緣柵雙極型晶體管)或者功率mosfet等半導(dǎo)體元件。但是，形成在半導(dǎo)體芯片50上的半導(dǎo)體元件并不局限于功率半導(dǎo)體元件。

半導(dǎo)體芯片50配置于基板22。基板22可以是導(dǎo)電板，也可以是在絕緣基板上形成有導(dǎo)電圖案的基板。當(dāng)在基板表面和背面之間有電流流動(dòng)的縱向型半導(dǎo)體元件形成在半導(dǎo)體芯片50時(shí)，在半導(dǎo)體芯片50中的對(duì)置的2個(gè)主面上分別形成有電極。與基板22對(duì)置的電極通過焊料等與基板22電性連接。

導(dǎo)線40由包括金、銅和鋁的金屬等導(dǎo)電材料形成，且將引線框20和半導(dǎo)體芯片50的至少一個(gè)電極電性連接。引線框20由包括例如銅和鋁的金屬等導(dǎo)電材料形成。引線框20可以是與基板22相同材質(zhì)的導(dǎo)電板。此外，引線框20可以與基板22分離設(shè)置和/或與基板22成為一體。

此外，封裝部10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不局限于上述示例。在半導(dǎo)體芯片50上可以形成有橫向型半導(dǎo)體元件。此外，半導(dǎo)體芯片50可以配置在絕緣基板上，各引線框20與半導(dǎo)體芯片50由導(dǎo)線40連接。另外，可以用匯流條等代替導(dǎo)線40將半導(dǎo)體芯片50與引線框20電性連接，也可以利用導(dǎo)電柱和布線基板將半導(dǎo)體芯片50和引線框20電性連接。

封裝部10覆蓋整個(gè)半導(dǎo)體芯片50和導(dǎo)線40，保護(hù)半導(dǎo)體芯片50和導(dǎo)線40。本實(shí)施例的封裝部10由絕緣性的熱固性樹脂形成。為了散發(fā)半導(dǎo)體芯片50等產(chǎn)生的熱量，優(yōu)選封裝部10由環(huán)氧系樹脂等導(dǎo)熱性較好的樹脂形成。

引線框20以其一部分突出到封裝部10的外側(cè)的方式設(shè)置。應(yīng)予說明，在與圖1所示的基板22的端邊相反一側(cè)的端邊也設(shè)置有引線框20。該相反一側(cè)的引線框20和基板22可以一體地形成，也可以分開。該相反一側(cè)的引線框20從與圖1所示的引線框20相反一側(cè)向封裝部10的外側(cè)延伸。

在半導(dǎo)體裝置100的制造工藝中，有時(shí)在暴露于封裝部10外側(cè)的引線框20的表面形成有附著了封裝部10的材料的毛刺30。例如，在引線框20的表面之中，在與封裝部10相鄰的區(qū)域容易形成毛刺30。如果任由毛刺30殘留，則會(huì)影響半導(dǎo)體裝置100的絕緣性等，因此優(yōu)選去除毛刺30。

圖2是說明去除毛刺30的第一去除步驟的一個(gè)示例的圖。圖2是放大了引線框20附近的斜視圖。在第一去除步驟中，加熱引線框20，且向引線框20噴射流體而去除毛刺30。

在第一去除步驟中，為了去除毛刺30，可以對(duì)向引線框20噴射的流體進(jìn)行加熱。在引線框20上噴射已加熱的流體來加熱引線框20。在其他實(shí)施例中，除了去毛刺用流體之外，也可以向引線框20供給能源來加熱引線框20。例如，可以在高溫環(huán)境中放置引線框20，也可以使高溫物體接觸引線框20，還可以向引線框20供給電流等熱量以外的能量，使引線框20發(fā)熱。

此外，向引線框20噴射的流體是霧狀、水滴狀或者流水狀的液體、蒸汽、或者包括非活性氣體的氣體。流體可以包括上述液體、蒸汽和氣體中的至少一種。液體可以是水，也可以是水以外的液體。在使用水以外的液體的情況下，可以在去除毛刺30之后用水清洗。

通過加熱引線框20，可以降低附著在引線框20上的樹脂等的粘接強(qiáng)度。在這種狀態(tài)下，由于向引線框20噴射流體，所以可以輕易去除毛刺30。

圖3是環(huán)氧系樹脂中溫度與粘接強(qiáng)度之間的關(guān)系的示意圖。在圖3中示出了2種環(huán)氧系樹脂的特性。由此可見，任意一種樹脂均是隨著溫度的上升而粘接強(qiáng)度下降。

可見，特別是在溫度達(dá)到100度左右之前，環(huán)氧系樹脂的粘接強(qiáng)度會(huì)急劇下降。在向引線框20噴射經(jīng)加熱的流體時(shí)，優(yōu)選在將流體加熱到90度以上的狀態(tài)下進(jìn)行噴射。但是，將流體的溫度控制在形成封裝部10的樹脂的后硬化溫度(aftercuringtemperature)以下。本實(shí)施例的樹脂的后硬化溫度是180度左右。

另外，在溫度達(dá)到120度左右時(shí)，環(huán)氧系樹脂的粘接強(qiáng)度基本上消失。流體的溫度可以在120度以上。另一方面，如果溫度達(dá)到130度以上，即使提高溫度，樹脂的粘接強(qiáng)度也基本上不變。因此，流體的溫度可以在130度以下。此外，流體的溫度可以在樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的±10度的范圍內(nèi)。圖3所示的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為120±10度。

應(yīng)予說明，在不加熱流體而將引線框20放置在高溫環(huán)境的情況下，將引線框20的周圍溫度控制在與上述流體溫度相同的溫度。此外，在將引線框20直接加熱的情況下，將引線框20的溫度控制在與上述流體溫度相同的溫度。

圖4是說明圖2所示的第一去除步驟之后的第二去除步驟的圖。在第一去除步驟中，由于向引線框20噴射流體，因此較難高精度地控制噴射區(qū)域。因此，如果想要將流體噴射到封裝部10的附近，則有時(shí)流體會(huì)噴射至封裝部10，而削掉封裝部10。

因此，在第一去除步驟中，優(yōu)選不向封裝部10的附近噴射流體。例如，在從流體遮蔽封裝部10和封裝部10附近的引線框20的狀態(tài)下，向引線框20噴射流體。其結(jié)果，在遮蔽的引線框20的區(qū)域殘留毛刺30。

第二去除步驟中，去除封裝部10附近引線框20的毛刺30。在第二去除步驟中，在小于在第一去除步驟中噴射了流體的引線框20的范圍內(nèi)去除毛刺30。例如，在第一去除步驟中，向距離引線框20的前端(即，與封裝部10相反一側(cè)的端部)規(guī)定長(zhǎng)度的范圍r1內(nèi)噴射流體。此時(shí)，在剩余的范圍r2內(nèi)殘存毛刺30。

沿著引線框20的延伸方向的范圍r2的長(zhǎng)度可以是范圍r1的長(zhǎng)度的1/3以下，也可以是1/5以下。范圍r2只要是第一去除步驟中的流體不噴射到封裝部10的程度的長(zhǎng)度即可。

第二去除步驟中，通過能夠比第一去除步驟更高精度地控制去除范圍的方法去除毛刺30。在本實(shí)施例的第二去除步驟中，向引線框20局部照射激光而去除毛刺30。激光的直徑可以比引線框20的長(zhǎng)度小，也可以比引線框20的寬度小。引線框20的寬度是指在板狀的引線框的主面中在與引線框20的延伸方向垂直的方向的寬度。作為一個(gè)示例，引線框20的長(zhǎng)度為1mm以上，寬度約為0.2mm以上且0.4mm以下。此外，封裝部10的厚度為5mm左右。

在第二去除步驟中，可以在引線框20的范圍r2之內(nèi)用激光掃描。此外，在第二去除步驟中，在第一去除步驟中噴射了流體的區(qū)域r1中，可以對(duì)與范圍r2相鄰的一部分區(qū)域照射激光。

在本實(shí)施例的去除方法中，在第一去除步驟去除大部分毛刺30。因此，可以有效地去除毛刺30。此外，用激光等去除封裝部10附近的毛刺30。因此，不僅可以減少激光等對(duì)引線框20的損傷，還可以高精度地去除毛刺30。

應(yīng)予說明，在第二去除步驟中，也可以用激光以外的方法去除毛刺30。例如，用微細(xì)的刷子等去除范圍r2的毛刺30。

圖5是說明半導(dǎo)體裝置100的制造工藝的一部分的圖。在制造半導(dǎo)體裝置100的工藝中，多個(gè)半導(dǎo)體裝置100的引線框20與共同的堵住桿(dambar)60一體地形成。各半導(dǎo)體裝置100具有后硬化前的封裝部10。

多個(gè)半導(dǎo)體裝置100在與共同的堵住桿60相連接的狀態(tài)下，搬入到毛刺30的去除裝置70中。在去除毛刺30之后，將封裝部10加熱后進(jìn)行后硬化。后硬化之后，沿著切斷線a切斷引線框20，分離各個(gè)半導(dǎo)體裝置100。

圖6是說明第一去除步驟的其他示例的截面圖。在本實(shí)施例的第一去除步驟中，利用設(shè)置在封裝部10和被噴射流體的位置之間且保護(hù)封裝部10不受到流體影響的保護(hù)部72。本實(shí)施例的保護(hù)部72具有一端與引線框20的表面相接觸的板狀部件。

在使保護(hù)部72與引線框20的表面相接觸的狀態(tài)下，從噴嘴32向引線框20噴射流體。此外，保護(hù)部72也可以與引線框20的表面些許偏離。噴嘴32和引線框20之間的距離可以小于保護(hù)部72的高度。另外，在從引線框20的背面也噴射流體的情況下，在引線框20的背側(cè)也配置保護(hù)部72。

保護(hù)部72也可以形成到比封裝部10高的位置。保護(hù)部72和封裝部10的高度是指垂直于引線框20表面的方向上的高度。保護(hù)部72的高度可以是封裝部10的高度的2倍以上。

在第二去除步驟中，去除通過保護(hù)部72從流體得到保護(hù)的區(qū)域的毛刺30。在第二去除步驟中，不使用保護(hù)部72。

優(yōu)選保護(hù)部72的厚度w1是流體無法到達(dá)的封裝部10的程度的厚度。例如，保護(hù)部72的厚度w1可以是引線框20的厚度w2的1倍以上。

另外，如果保護(hù)部72的厚度w1過大，則在第二去除步驟中用激光等去除毛刺30的范圍會(huì)變大。因此，優(yōu)選保護(hù)部72的厚度w1在引線框20的厚度w2的2倍以下的程度。

作為一個(gè)示例，引線框20的厚度w2為0.1mm以上且0.2mm以下的程度。與此相對(duì)，保護(hù)部72的厚度w1可以是0.15mm以上且0.3mm以下。

圖7是表示半導(dǎo)體裝置100的制造工藝的一個(gè)示例的圖。在本實(shí)施例的制造工藝中，在封裝部形成步驟s404與后硬化步驟s408之間具有第一去除步驟s406。更具體地說，在封裝部形成步驟s404與第二去除步驟s408之間具有第一去除步驟s406。

首先，在電路形成步驟s400中形成包括半導(dǎo)體芯片50的電子電路。在電路形成步驟s400中，將半導(dǎo)體芯片50焊接在基板22上(s401)，焊接將半導(dǎo)體芯片50與引線框20連接的導(dǎo)線40(s402)。

接著，在封裝部形成步驟s404中，形成樹脂等封裝部10，所述樹脂等封裝部10封裝包括半導(dǎo)體芯片50的電子電路以及與半導(dǎo)體芯片50連接的引線框20的一部分。在s404中，可以使封裝部10在比后硬化溫度更低的溫度下硬化。

此外，在封裝部形成步驟s404中，在使樹脂硬化后，可以將在引線框20之間形成的樹脂打穿并去除。此時(shí)，殘留在引線框20的表面的樹脂為毛刺30。

接下來，在第一去除步驟s406中，進(jìn)行加熱引線框20并噴射流體的熱能去毛刺工藝。將加熱的水或者水蒸氣噴射到引線框20時(shí)，優(yōu)選水或者水蒸氣的噴出壓力在2mpa～10mpa的范圍，也可以在2.5mpa～7.5mpa的范圍。從噴嘴直徑為0.5～1.5mm的噴射口到引線框20的距離調(diào)整為5cm以下的距離，對(duì)每個(gè)半導(dǎo)體裝置100的噴射時(shí)間約為0.5秒～2秒。

此外，在將加熱的氮?dú)鈬娚涞揭€框20時(shí)，氮?dú)獾膰姵鰤毫υ?mpa～10mpa的范圍為佳，也可以在2.5mpa～7.5mpa的范圍。以從噴嘴直徑為0.5～1.5mm的噴射口到引線框20的距離為5cm以下的距離的方式進(jìn)行調(diào)整，針對(duì)每個(gè)半導(dǎo)體裝置100的噴射時(shí)間為0.5秒～2秒的程度。

接著，在第二去除步驟s408中，向引線框20的封裝部10附近的區(qū)域照射激光等，去除毛刺30。第一去除步驟s406和第二去除步驟s408的處理與在圖1～圖6中說明的處理相同。

接著，在后硬化步驟s410中，將封裝部10后硬化。接下來，在切斷步驟s412中，切斷堵住桿60和引線框20，將各個(gè)半導(dǎo)體裝置100從堵住桿60分離。

接著，在切割分離步驟s414中，完成每個(gè)半導(dǎo)體裝置100。例如，在s414中，也可以包括電鍍引線框20的表面的工藝、調(diào)整封裝部10的形狀的工藝等。根據(jù)本實(shí)施例中的制造方法，能夠高精度地去除毛刺30，還能夠高效地制造由去毛刺帶來的損傷較少的半導(dǎo)體裝置100。

半導(dǎo)體裝置100由于引線框20或者封裝部10中的損傷較少，因此能夠確保長(zhǎng)期的可靠性。因此，例如可以用于混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車的電力轉(zhuǎn)換裝置或者電力轉(zhuǎn)換控制裝置。

圖8表示測(cè)定圖3所示的樹脂粘接強(qiáng)度的測(cè)定裝置300的一個(gè)示例。測(cè)定裝置300具有樹脂放置部306、下側(cè)夾具302、上側(cè)夾具304和加熱部310。

測(cè)定裝置300使測(cè)定對(duì)象的樹脂308附著于樹脂放置部306的表面，該樹脂放置部306固定于下側(cè)夾具302表面。樹脂放置部306由與引線框20相同的金屬材料形成。

加熱部310設(shè)置在下側(cè)夾具302的背面，經(jīng)由下側(cè)夾具302和樹脂放置部306加熱測(cè)定對(duì)象的樹脂308。此外，優(yōu)選測(cè)定裝置300還具有對(duì)樹脂308的溫度進(jìn)行測(cè)定的溫度檢測(cè)部。

上側(cè)夾具304以沿著樹脂放置部306的表面從樹脂放置部306的上方向下方可移動(dòng)的方式設(shè)置。隨著上側(cè)夾具304向下方移動(dòng)，對(duì)樹脂308施加向下的力。上側(cè)夾具304逐漸增加施加到樹脂308的力，檢測(cè)從樹脂放置部306剝離樹脂308時(shí)的力。通過對(duì)樹脂308的每個(gè)溫度實(shí)施這樣的測(cè)定，測(cè)定了圖3所示的特性。

以上，使用實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明的技術(shù)的范圍不限于上述實(shí)施方式中記載的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)明白可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種變更或改良。根據(jù)權(quán)利要求書的記載可知，對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行的各種變更或改良的方式顯然也包括在本發(fā)明的技術(shù)方案內(nèi)。

應(yīng)當(dāng)注意的是，在權(quán)利要求書、說明書和附圖中所示的裝置、系統(tǒng)、程序和方法中的動(dòng)作、順序、步驟和階段等各處理的執(zhí)行順序并未特別明確“在……之前”，“事先”等，另外，只要不是后續(xù)處理中需要使用之前處理的結(jié)果，就可以按任意順序?qū)崿F(xiàn)。方便起見，對(duì)權(quán)利要求書、說明書和附圖中的動(dòng)作流程使用“首先”，“接下來”等進(jìn)行說明，也不表示一定要按照該順序?qū)嵤?/p>