半導(dǎo)體裝置及其制造方法
【專利說明】半導(dǎo)體裝置及其制造方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請主張以日本專利申請2014 — 49436號(申請日:2014年3月12日)為基礎(chǔ)申請的優(yōu)先權(quán)。本申請通過參照該基礎(chǔ)申請而包含基礎(chǔ)申請的全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的實施方式涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004]在將半導(dǎo)體芯片和引線框通過連接器電連接而得到的以往的半導(dǎo)體裝置中，當(dāng)通過回流(reflow)處理來接合連接器時，由于熔融后的焊料的浮力而存在發(fā)生連接器的位置偏移及傾斜這樣的問題。連接器的位置偏移及傾斜會導(dǎo)致裂紋的發(fā)生、成品率的降低、連接器與樹脂的剝離、以及各種可靠性的降低等問題。
[0005]此外，在以往的半導(dǎo)體裝置中，半導(dǎo)體芯片及將半導(dǎo)體芯片和引線框連接的連接端子(金屬線或連接器)整體被絕緣性的樹脂覆蓋。在這樣的以往的半導(dǎo)體裝置中，由于經(jīng)由與金屬相比熱傳導(dǎo)率低的樹脂進(jìn)行散熱，因此難以將半導(dǎo)體芯片所發(fā)生的熱充分地散熱。例如，如車載用或產(chǎn)業(yè)用的半導(dǎo)體裝置那樣，在使用時流過大電流的半導(dǎo)體裝置中，半導(dǎo)體芯片發(fā)生的熱增大而成為問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種可實現(xiàn)可靠性的提高以及導(dǎo)通電阻的降低的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
[0007]本實施方式的半導(dǎo)體裝置具備半導(dǎo)體芯片、金屬制的引線框、樹脂制的密封部和金屬制的連接器。半導(dǎo)體芯片具有表面電極。引線框具有搭載半導(dǎo)體芯片的第I部分和與第I部分分離地設(shè)置的第2部分。密封部以將半導(dǎo)體芯片覆蓋的方式形成。連接器具有與半導(dǎo)體芯片的表面接合的第I接合部、與引線框的第2部分的表面接合的平板狀的第2接合部、和將第I接合部與第2接合部之間連結(jié)的連結(jié)部。第2接合部相對于引線框的第2部分垂直地接合。
【附圖說明】
[0008]圖1是表示第I實施方式的半導(dǎo)體裝置的概略構(gòu)成圖。
[0009]圖2是表示第I實施方式的半導(dǎo)體裝置的其它例的概略構(gòu)成圖。
[0010]圖3是表示第I實施方式的半導(dǎo)體裝置的其它例的概略構(gòu)成圖。
[0011]圖4是表示第I實施方式的半導(dǎo)體裝置的其它例的概略構(gòu)成圖。
[0012]圖5是表示第I實施方式的半導(dǎo)體裝置的其它例的概略構(gòu)成圖。
[0013]圖6是表示第I實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造工序的說明圖。
[0014]圖7是表示第2實施方式的半導(dǎo)體裝置的概略構(gòu)成圖。
[0015]圖8是表示第3實施方式的半導(dǎo)體裝置的概略構(gòu)成圖。
【具體實施方式】
[0016]以下，對于本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體裝置及其制造方法，參照附圖進(jìn)行說明。
[0017](第I實施方式)
[0018]首先，參照圖1?圖5對于第I實施方式的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行說明。本實施方式的半導(dǎo)體裝置中，半導(dǎo)體芯片I和引線框2通過連接器3電連接，半導(dǎo)體芯片I通過樹脂制的密封部4密封。
[0019]這里，圖UA)是表示本實施方式的半導(dǎo)體裝置的平面圖。圖1(A)中，省略了將半導(dǎo)體芯片I密封的密封部4。此外，圖1 (B)是圖1 (A)的X — X線剖面圖。圖1 (B)中，圖示出將半導(dǎo)體芯片I密封的密封部4。圖2?圖7也是同樣的，在平面圖中將密封部4省略，在剖面圖中圖示出密封部4。如圖1所示，本實施方式的半導(dǎo)體裝置具備半導(dǎo)體芯片1、引線框2、連接器3、密封部4和接合部51、52、53。
[0020]半導(dǎo)體芯片I 例如在內(nèi)部具有 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)、功率MOS (Metal Oxide Semiconductor,金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管以及功率IC(Integrated Circuit,集成電路)等,并且在表面及背面具有用于對它們進(jìn)行驅(qū)動的電極。在半導(dǎo)體芯片I的表面形成的電極(以下稱作“表面電極”)設(shè)置于半導(dǎo)體芯片I的表面的整體或一部分。表面電極例如與高壓側(cè)電源連接。在半導(dǎo)體芯片I的背面形成的電極(以下稱作“背面電極”)設(shè)置于半導(dǎo)體芯片I的背面的整體或一部分。背面電極例如與低壓側(cè)電源連接。另外，在本說明中，表面表示剖面圖中的上側(cè)的面，背面表示剖面圖中的下側(cè)的面。半導(dǎo)體芯片I與引線框2的框身(bed)部21接合。
[0021]引線框2是將半導(dǎo)體芯片I固定的金屬制的板狀部件，具備框身部21和接線柱(post)部22、23。如圖1(A)所示，框身部21以及接線柱部22、23分別具備用于將半導(dǎo)體芯片I和外部配線連接的外引線24。此外，如圖1⑶所示，引線框2的框身部21的背面從密封部4露出。
[0022]在框身部21(第I部分)的表面，搭載有半導(dǎo)體芯片I。半導(dǎo)體芯片I通過接合部51接合于框身部21的表面。接合部51由導(dǎo)電性的接合劑形成，作為接合劑，例如使用焊料或含銀的導(dǎo)電性的樹脂。通過導(dǎo)電性的接合部51，將框身部21的表面與半導(dǎo)體芯片I的背面接合，將框身部21與半導(dǎo)體芯片I的背面電極電連接。此外，由此將與框身部21的外引線24連接的外部配線(例如低壓側(cè)電源)和半導(dǎo)體芯片I的背面電極電連接。
[0023]如上述那樣，框身部21由于為金屬制所以與樹脂相比熱傳導(dǎo)率高。此外，框身部21的背面從密封部4露出。本實施方式的半導(dǎo)體裝置能夠經(jīng)由這樣構(gòu)成的框身部21將半導(dǎo)體芯片I所發(fā)生的熱散熱，因此能夠提高半導(dǎo)體裝置的散熱性。
[0024]接線柱部22(第2部分)經(jīng)由連接器3而與半導(dǎo)體芯片I的表面電極電連接。接線柱部22經(jīng)由外引線24而與外部配線連接。接線柱部22與框身部21分離地設(shè)置。
[0025]接線柱部23與半導(dǎo)體芯片I的控制電極電連接。半導(dǎo)體芯片I的控制電極通過與接線柱部23電連接，從而與和接線柱部23的外引線24連接的外部配線(例如控制電路)電連接。半導(dǎo)體芯片I的控制電極和接線柱部23通過金屬線或連接器等任意的連接端子電連接。接線柱部23與框身部21以及接線柱部22分尚地設(shè)置。
[0026]另外，框身部21以及接線柱部22、23相互絕緣即可，例如，可以在框身部21與接線柱部22，23之間埋入絕緣性的樹脂。
[0027]連接器3是用于將半導(dǎo)體芯片I的表面電極與接線柱部22電連接的金屬制的板狀部件。通過由連接器3將半導(dǎo)體芯片I的表面電極與接線柱部22電連接，從而將半導(dǎo)體芯片I的表面電極與和接線柱部22的外引線24連接的外部配線(例如高壓側(cè)電源)電連接。
[0028]連接器3例如由銅、鍍鎳的銅、鍍銀的銅、鍍金的銅、銅合金或者鋁等金屬材料形成。由此，與由鋁、金、銅等金屬材料形成的金屬線相比，連接器3表現(xiàn)出優(yōu)良的低導(dǎo)通電阻特性，并且表現(xiàn)出與接合劑之間的高密接性。連接器3具備芯片接合部31、接線柱接合部32和連結(jié)部33。
[0029]芯片接合部31 (第I接合部)的背面通過接合部52而與半導(dǎo)體芯片I的表面接合。接合部52由導(dǎo)電性的接合劑形成，作為接合劑，例如使用焊料或含銀的導(dǎo)電性的樹脂材料。通過導(dǎo)電性的接合部52，將芯片接合部31與半導(dǎo)體芯片I的表面接合。由此，將芯片接合部31與半導(dǎo)體芯片I的表面電極電連接。
[0030]芯片接合部31如圖1所示，是平板狀，以將半導(dǎo)體芯片I的表面的全部或一部分覆蓋的方式配置，在背面、即與半導(dǎo)體芯片I接合的一側(cè)的面形成有多個凸部34。凸部34通過準(zhǔn)下料(half blanking)加工等沖壓(press)加工形成,俯視形狀是矩形。多個凸部34的至少一部分優(yōu)選配置在不與X方向(圖1的X — X線方向)及Y方向(圖1的與X —X線垂