[go: up one dir, main page]

CN104603943B - 半导体器件的制造方法以及半导体器件 - Google Patents

半导体器件的制造方法以及半导体器件 Download PDF

Info

Publication number
CN104603943B
CN104603943B CN201280075599.4A CN201280075599A CN104603943B CN 104603943 B CN104603943 B CN 104603943B CN 201280075599 A CN201280075599 A CN 201280075599A CN 104603943 B CN104603943 B CN 104603943B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chip
semiconductor chip
chip mounting
semiconductor
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280075599.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104603943A (zh
Inventor
高田圭太
团野忠敏
波多俊幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Publication of CN104603943A publication Critical patent/CN104603943A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104603943B publication Critical patent/CN104603943B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H10W70/466
    • H10W70/417
    • H10W70/427
    • H10W70/457
    • H10W70/481
    • H10W72/60
    • H10W74/014
    • H10W74/129
    • H10W90/811
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/4013Connecting within a semiconductor or solid-state body, i.e. fly strap, bridge strap
    • H01L2224/40132Connecting within a semiconductor or solid-state body, i.e. fly strap, bridge strap with an intermediate bond, e.g. continuous strap daisy chain
    • H10W72/07163
    • H10W72/07168
    • H10W72/073
    • H10W72/07336
    • H10W72/07337
    • H10W72/075
    • H10W72/07507
    • H10W72/07533
    • H10W72/07552
    • H10W72/076
    • H10W72/07607
    • H10W72/07633
    • H10W72/07653
    • H10W72/352
    • H10W72/527
    • H10W72/534
    • H10W72/536
    • H10W72/5363
    • H10W72/5453
    • H10W72/552
    • H10W72/5522
    • H10W72/631
    • H10W72/644
    • H10W72/652
    • H10W72/871
    • H10W72/884
    • H10W72/886
    • H10W72/926
    • H10W72/932
    • H10W74/00
    • H10W74/016
    • H10W74/019
    • H10W74/111
    • H10W90/736
    • H10W90/753
    • H10W90/756
    • H10W90/766

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

准备具有搭载有第1半导体芯片的第1芯片搭载部和搭载有第2半导体芯片的第2芯片搭载部的引线框架。另外,具有将第1金属条带的一端连接于在上述第1半导体芯片的表面上形成的第1电极焊盘,将上述第1金属条带的与上述一端相反侧的另一端连接于上述第2芯片搭载部上的条带连接面的工序。另外,在平面视图中,上述第2芯片搭载部的上述条带连接面位于上述第1半导体芯片与上述第2半导体芯片之间。另外,上述条带连接面配置于高度比上述第2芯片搭载部的上述第2半导体芯片的搭载面的高度高的位置。

Description

半导体器件的制造方法以及半导体器件
技术领域
本发明涉及半导体器件及其制造技术,例如涉及有效应用于经由金属条带(metalribbon)将半导体芯片与金属板电连接的半导体器件的技术。
背景技术
日本特开2008-224394号公报(专利文献1)和日本特开2007-184366号公报(专利文献2)中记载了一种半导体器件,该半导体器件有2个半导体芯片,各个半导体芯片的主要电极与外部端子用金属条带连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-224394号公报
专利文献2:日本特开2007-184366号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本申请发明者,对于在一个封装体内搭载有第1半导体芯片以及第2半导体芯片、搭载上述第2半导体芯片的第2芯片搭载部与上述第1半导体芯片的电极经由带状的金属板而电连接的半导体器件的性能提升进行了研究。其结果,本申请发明者发现:因为需要分离上述第2芯片搭载部的用于接合上述金属板的区域与上述第2半导体芯片的距离,所以例如在半导体器件的小型化这一点上出现问题。
其他的课题和新特征,可以根据本说明书的记述以及说明书附图加以明确。
用于解决问题的方案
一个实施方式的半导体器件的制造方法,使芯片搭载部的供条带连接的连接面的高度比芯片搭载部的供搭载半导体芯片的搭载面的高度高。
发明的效果
根据上述一个实施方式,能够使半导体器件小型化。
附图说明
图1是表示组装入有半导体器件的电源电路的结构例的说明图。
图2使表示图1所示的场效应晶体管的元件构造例的要部剖视图。
图3是图1所示的半导体器件的俯视图。
图4是图3所示的半导体器件的仰视图。
图5是表示卸下图3所示的封固体的状态下的、半导体器件的内部构造的平面图。
图6是沿图5的A-A线的剖视图。
图7是表示图5所示的高边用的半导体芯片的栅电极与引脚的连接状态的放大剖视图。
图8是表示图5所示的低边用的半导体芯片的栅电极与引脚的连接状态的放大剖视图。
图9是构成为与图5所示的低边侧的接片同样地、条带连接面的高度比芯片搭载面高的半导体器件的要部平面图。
图10是作为对于图9的研究例的半导体器件的要部平面图。
图11是在沿图9的A-A线的截面中、示意性地表示伴随半导体器件的温度降低而产生的应力的说明图。
图12是在沿图10的A-A线的截面中、示意性地表示伴随半导体器件的温度降低而产生的应力的说明图。
图13是示意性地表示图5以及图6所示的金属条带的形成方法的概要的说明图。
图14接着图13、是示意性地表示图5以及图6所示的金属条带的形成方法的概要的说明图。
图15是表示使图6所示的低边侧的接片的条带连接面的高度比芯片搭载面高的情况下接片的尺寸例的要部剖视图。
图16作为对于图15的变形例、是表示在低边侧的接片搭载有平面大小大的半导体芯片的情况下的尺寸例的要部剖视图。
图17是表示使用图1~图14说明的半导体器件的制造工序的概要的说明图。
图18是表示图17所示的引线框架准备工序中准备的引线框架的整体构造的平面图。
图19是1个量的图18所示的器件区域的放大平面图。
图20是沿图19的A-A线的放大剖视图。
图21是表示在图19所示的多个芯片搭载部上分别搭载有半导体芯片的状态的放大平面图。
图22是沿图21的A-A线的放大剖视图。
图23是表示图21所示的多个半导体芯片与多个引脚分别经由金属条带而电连接的状态的放大平面图。
图24是沿图23的A-A线的放大剖视图。
图25是表示将金属条带接合于高边用的源电极焊盘的状态的放大剖视图。
图26是表示将金属条带接合于低边用的接片的条带连接面的状态的放大剖视图。
图27是表示在低边用的接片的条带连接面上将金属带切断的状态的放大剖视图。
图28是表示将金属条带接合于低边用的源电极焊盘的状态的放大剖视图。
图29是表示在将金属条带接合于低边用的源极引脚的条带连接面后、将金属带切断的状态的放大剖视图。
图30是表示将图23所示的多个半导体芯片与多个引脚分别经由导线而电连接的状态的放大平面图。
图31是沿图30的A-A线的放大剖视图
图32是沿图30的B-B线的放大剖视图。
图33是表示形成将图30所示的多个半导体芯片以及多个金属条带密封的封固体时的安装面侧的状态的放大平面图。
图34是在沿图33的A-A线的放大断面中、表示在成形模具内配置有引线框架的状态的放大剖视图。
图35是表示在图34所示的接片以及引脚的从封固体露出的露出面形成有金属膜的状态的放大剖视图。
图36是表示将图33所示的引线框架单片化的状态的放大平面图。
图37是作为对于图6的变形例的半导体器件的剖视图。
图38是作为对于图6的其他变形例的半导体器件的剖视图。
图39是表示作为对于图5的变形例的半导体器件的内部构造的平面图。
图40是表示作为对于图1的变形例、组装入有图39所示的半导体器件的电源电路的结构例的说明图。
图41是沿图39的A-A线的放大剖视图。
图42是沿图39的B-B线的放大剖视图。
图43是作为对于图6的其他变形例的半导体器件的剖视图。
图44是表示对于图14的研究例的说明图。
图45是表示对于图15的研究例的要部剖视图。
具体实施方式
(本申请的记载形式·基本术语·用法的说明)
本申请中,实施方式的记载,根据需要,为了方便分成多个章节等加以记载,这些章节并不是相互独立无关的,无论记载的前后顺序如何,单一例的各部分的一方是另一方的一部分详情或一部分或全部的变形例等,除特别明示并非如此的情况外。另外,作为原则,同样的不分省略重复的说明。另外,实施方式中的各构成要素,并不是必须的,除特别明示并非如此的情况、从逻辑上看限定于该数量的情况以及从上下文看明显不是这样的情况外。
同样在实施方式等的记载中,关于材料、组成等,说到“由A形成的X”等,并不排除含A以外的要素,除特别明示并非如此的情况以及从上下文看明显不是这样的情况外。例如,如果说到成分,就意味着“作为主要分成而含A的X”等意思。例如,说到“硅部件”等,并不限定于纯粹的硅,当然也包括含SiGe(硅·锗)合金和其他以硅为主要成分的多元合金、其他添加物等的部件。另外,说到镀金、Cu层、镀镍等,不仅是纯粹的物质,还包括分别以金、Cu、镍等为主要成分的部件的物质,除明示并非如此的情况外。
进一步,在言及特定的数值、数量时,既可以是超过该特定数值的数值,也可以是小于该特定数值的数值,除特别明示并非如此的情况、从逻辑上看限定于该数量的情况以及从上下文看明显不是这样的情况外。
另外,实施方式的各图中,同一或同样地部分用同一或类似的记号或附图标记表示,原则上不重复说明。
另外,说明书附图中,反倒在变得烦躁的情况或与空隙的区别明确的情况下,即使是截面有时也省略阴影线等。与此相关联,在根据说明等可以明确的情况等下,即使是俯视封闭的孔,有时也省略背景的轮廓线。进一步,即便不是截面,为了明示不是空隙或明示区域的边界,也标注有阴影线和/或点图案。
<电路结构例>
本实施方式中,作为多个半导体芯片内置于一个封装体内的半导体器件的一例,举在例如台式个人计算机、笔记本式个人计算机、服务器或游戏机等那样的电子设备的电源电路中作为开关电路所组装入的半导体器件为例进行说明。另外,作为半导体封装体的方式,列举适用于在形成为四边形的平面形状的封固体的下表面露出芯片搭载部以及多个引脚(lead)的一部分的、QFN(Quad Flat Non-leaded package,四侧无引脚扁平封装)型半导体器件的实施方式进行说明。
图1是表示组装入有本实施方式中说明的半导体器件的电源电路的结构例的说明图。此外,图1中,作为组装入有本实施方式的半导体器件的电源电路的一例,表示了开关电源电路(例如DC-DC转换器)的结构例。
图1所示的电源电路10是利用半导体开关元件的接通、断开时间比例(占空比)以转换或调整电力的电源装置。图1所示的例子中,电源电路10是将直流电流转换成不同值的直流电流的DC-DC转换器。这样的电源电路10用作例如台式个人计算机、笔记本式个人计算机、服务器或游戏机等那样的电子设备的电源电路。
电源电路10具有内置有半导体开关元件的半导体器件1、以及具备控制半导体器件1的驱动的控制电路CT的半导体器件11。另外,电源电路10具有输入电源12以及输入电容器13,该输入电容器13作为暂时蓄积从输入电源12供给的能量(电荷)并将该蓄积的能量向电源电路10的主电路供给的电源。输入电容器13与输入电源12并联连接。
另外,电源电路10具有:线圈15,其作为对电源电路10的输出(负载14的输入)供给电力的元件;以及输出电容器16,其在连结线圈15与负载14的输出布线与基准电位(例如接地电位GND)供给用的端子之间电连接。线圈15经由输出布线与负载14电连接。该负载14有例如硬盘驱动器HDD、ASIC(Application Specific Integrated Circuit,特定用途集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)等。另外,负载14有扩展卡(PCI CARD)、存储器(DDR存储器、DRAM(Dynamic RAM)、闪存等)、CPU(CentralProcessing Unit,中央处理单元)等。
此外,图1所示的VIN表示输入电源、GND表示基准电位(例如接地电位为0V)、Iout表示输出电流、Vout表示输出电压。另外,图1所示的Cin表示输入电容器13、Cout16表示输出电容器。
半导体器件11具有2个驱动器电路DR1、DR2和分别向驱动器电路DR1、DR2发送控制信号的控制电路CT。另外,半导体器件1作为开关元件而具有高边用和低边用的场效应晶体管。详细而言,具有高边用的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor)2HQ和低边用的MOSFET2LQ。
上述MOSFET,作为广义地表示在栅绝缘膜上配置有由导电性材料形成的栅电极的构造的场效应晶体管的术语而记载。因此,在记载为MOSFET的情况下,也不排除氧化膜以外的栅绝缘膜。另外,在记载为MOSFET的情况下,也不排除例如多晶硅等、金属以外的栅电极材料。
控制电路CT是控制MOSFET2HQ、2LQ的工作的电路,由例如PWM(Pulse WidthModulation,脉冲宽度调制)电路构成。该PWM电路将指令信号与三角波的振幅进行比较以输出PWM信号(控制信号)。根据该PWM信号,使得MOSFET2HQ、2LQ(即电源电路10)的输出电压(即,MOSFET2HQ、2LQ的电压开关接通的宽度(导通时间)得到控制。
该控制电路CT的输出经由在半导体器件11所具有的半导体芯片2S形成的布线而电连接于驱动器电路DR1、DR2的输入。驱动器电路DR1、DR2的各自的输出,分别电连接于MOSFET2HQ的栅电极2HG以及MOSFET2LQ的栅电极2LG。
该驱动器电路DR1、DR2是与从控制电路CT供给的脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation:PWM)信号相应地、分别控制MOSFET2HQ、2LQ的栅电极HG、LG的电位并控制MOSFET2HQ、2LQ的工作的电路。一方的驱动器电路DR1的输出电连接于MOSFET2HQ的栅电极HG。另一的驱动器电路DR2的输出电连接于MOSFET2LQ的栅电极LG。该控制电路CT以及2个驱动器电路DR1、DR2形成于例如一个半导体芯片2S。此外,VDIN表示向驱动器电路DR1、DR2的输入电源。
另外,作为功率晶体管的MOSFET2HQ、2LQ,在输入电源12的高电位(第1电源电位)供给用的端子(第1电源极端子)ET1与基准电位(第2电源电位)供给用的端子(第2电源极端子)ET2之间串联连接。另外,在连结电源电路10的MOSFET2HQ的源极HS与MOSFET2LQ的漏极LD的布线,设置有将输出用电源电位向外部供给的输出节点N。该输出节点N经由输出布线与线圈15电连接,进一步经由输出布线与负载14电连接。
即,MOSFET2HQ的源极HS·漏极HD路径,在输入电源12的高电位供给用的端子ET1与输出节点(输出端子)N之间串联连接。另外,MOSFET2LQ的源极LS·漏极LD路径在输出节点N与基准电位供给用的端子ET2之间串联连接。此外,图1中MOSFET2HQ、2LQ中分别示出寄生二极管(内部二极管)。
电源电路10中,通过一边在MOSFET2HQ、2LQ取得同步一边交替的进行导通/截止,从而进行电源电压的转换。即,高边用的MOSFET2HQ导通时,电流(第1电流)I1从端子ET1通过MOSFET2HQ流向输出节点N。另一方面,高边用的MOSFET2HQ截止时,电流I2由于线圈15的反向电压而流动。在该电流I2流动时使低边用的MOSFET2LQ导通,从而能够减少电压降低。
MOSFET(第1场效应晶体管、功率晶体管)2HQ是高边开关(高电位侧:第1工作电压;以下、简称为高边(high side))用的场效应晶体管,具有用于在上述线圈15蓄积能量的开关功能。该高边用的MOSFET2HQ形成于有别于半导体芯片2S的半导体芯片2H。
另一方面,MOSFET(第2场效应晶体管、功率晶体管)2LQ是低边开关(低电位侧:第2工作电压;以下、简称为低边(low side))用的场效应晶体管,具有与来自控制电路CT的频率同步地降低晶体管的电阻并进行整流的功能。即,MOSFET2LQ是电源电路10的整流用的晶体管。
另外,如图2所示,高边用的MOSFET2HQ以及低边用的MOSFET2LQ,例如由n沟道型场效应晶体管形成。图2是表示图1所示的场效应晶体管的元件构造例的要部剖视图。
图2所示例子中,在例如由n型单晶硅形成的半导体基板WH的主面Wa上形成有n-型的外延层EP。该半导体基板WH以及外延层EP构成MOSFET2HQ、2LQ的漏极区域(图1所示的漏极2HD、2LD)。该漏极区域与在图1所示的半导体芯片2H、2L的背面侧所形成的漏电极2HDP、2LDP电连接。
在外延层EP上形成有作为p-型的半导体区域的沟道形成区域CH,在该沟道形成区域CH上形成有作为n+型半导体区域的源极区域SR。而且,形成有从源极区域SR的上表面贯通沟道形成区域CH并到达外延层EP的内部的沟道(开口部、槽)TR1。
另外,在沟道TR1的内壁形成有栅绝缘膜GI。另外,在栅绝缘膜GI上形成有以填埋沟道TR1的方式层叠的栅电极HG、LG。栅电极HG、LG经未图示的引出布线与图1所示的半导体芯片2H、2L的栅电极焊盘2HGP、2LGP电连接。
另外,在栅电极HG、LG所填埋的沟道TR1的、夹着源极区域SR的附近,形成有主体接触用的沟道(开口部、槽)TR2。图2所示的例子中,在沟道TR1的两侧形成有沟道TR2。另外,在沟道TR2的底部形成有作为p+型的半导体区域的主体接触区域BC。通过设置主体接触区域BC,能够降低以源极区域SR为发射区域、以沟道形成区域CH为基极区域、以外延层EP为集电区域的寄生双极晶体管的基极电阻。
此外,图2所示的例子中,构成为,通过形成主体接触用的沟道TR2,从而主体接触区域BC的上表面的位置与源极区域SR的下表面相比位于下方(沟道形成区域CH的下表面侧)。但是,图示省略,作为变形例,也可以不形成主体接触用的沟道TR2而按与源极区域SR大致相等的高度形成主体接触区域BC。
另外,在源极区域SR以及栅电极HG、LG上形成有绝缘膜IL。另外,在绝缘膜IL上以及包括主体接触用的沟道TR2的内壁在内的区域形成有遮蔽导体膜BM。另外,在遮蔽导体膜BM上形成有布线CL。布线CL与在图1所示的半导体芯片2H、2L的表面所形成的源电极焊盘2HSP、2LSP电连接。
另外,布线CL经由遮蔽导体膜BM与源极区域SR以及主体接触区域BC这两方电连接。也就是,源极区域SR与主体接触区域BC变为同一电位。由此,能够抑制由源极区域SR与主体接触区域BC之间的电位差所引起的上述寄生双极晶体管导通的情况。
另外,MOSFET2HQ、2LQ隔着沟道形成区域CH而在厚度方向上配置有漏极区域与源极区域SR,所以在厚度方向上形成有沟道(以下,称为纵型沟道构造)。该情况下,与沿主面Wa形成有沟道的场效应晶体管相比较,能够降低平面视图中的元件的占有面积。因此,通过在高边用的MOSFET2HQ中应用上述纵型沟道构造,从而能够降低半导体芯片2H(参照图1)的平面大小。
另外,在上述纵型沟道构造的情况下,能够增加平面视图中每单位面积的沟道宽度,所以能够降低导通电阻。尤其是,低边用的MOSFET2LQ,其工作时的导通时间(施加电压期间的时间),比高边用的MOSFET2HQ的导通时间长,看起来导通电阻所致的损失比开关损失大。因此,通过在低边用的MOSFET2LQ应用上述纵型沟道構造,从而能够减小低边用的场效应晶体管的导通电阻。其结果,因即使图1所示的电源电路10中流动的电流增大也能够使电压转换效率提高这一点而优选。
此外,图2中,是表示场效应晶体管的元件构造的图,图1所示的半导体芯片2H、2L中,例如具有图2所示那样的元件构造的多个场效应晶体管并联连接。由此,能够构成例如超过1安培那样的大电流流动的功率MOSFET。
<半导体器件>
接下来,关于图1所示的半导体器件1的封装体构造进行说明。图3是图1所示的半导体器件的俯视图。另外,图4是图3所示的半导体器件的仰视图。另外,图5是表示卸下图3所示的封固体的状态下的半导体器件的内部构造的平面图。另外,图6是沿图5的A-A线的剖视图。另外,图7是表示图5所示的高边用的半导体芯片的栅电极与引脚(lead)的连接状态的放大剖视图。另外,图8是表示图5所示的低边用的半导体芯片的栅电极与引脚的连接状态的放大剖视图。此外,图5以及图6中,为了易于判断将金属条带7R用后述的接合工具接合时所形成的压线痕迹PBD的位置,而标注用虚线包围的阴影线,示意性地表示。
如图3~图8所示,半导体器件1具有多个半导体芯片2(参照图5、图6)、分别搭载多个半导体芯片2的多个接片(tab)(芯片搭载部、焊盘)3(参照图4~图6)、以及作为外部端子的多个引脚(lead)4(参照图4~图6)。另外,多个半导体芯片2由一个封固体(树脂体)5集中密封。通过这样将多个半导体芯片2搭载于一个封固体5内,从而能够减小相邻的半导体芯片2的离开距离,所以与将多个半导体芯片2分别密封地配置相比能够降低安装面积。
另外,多个半导体芯片2包括半导体芯片2H,半导体芯片2H中形成有作为使用该图1说明了的电源电路10的高边用的开关元件的MOSFET2HQ。如图6所示,半导体芯片2H具有表面2Ha和位于与表面2Ha相反侧的背面2Hb。另外,如图5所示在半导体芯片2H的表面2Ha,形成有与图1所示的源极HS相对应的源电极焊盘(第1电极焊盘)2HSP和与图1所示的栅电极HG相对应的栅电极焊盘(第3电极焊盘)2HGP。另一方面,如图6所示,在半导体芯片2H的背面2Hb,形成有与图1所示的源极HS相对应的漏电极2HDP。图6所示的例子中,半导体芯片2H的整个背面2Hb成为漏电极2HDP。
另外,多个半导体芯片2包括半导体芯片2L,该半导体芯片2L中形成有作为使用图1说明了的电源电路10的低边用的开关元件的MOSFET2LQ。如图6所示,半导体芯片2L具有表面2La和位于与表面2La相反侧的背面2Lb。另外,如图5所示在半导体芯片2L的表面2La形成有与图1所示的源极LS相对应的源电极焊盘2LSP(第2电极焊盘)和与图1所示的栅电极LG相对应的栅电极焊盘2LGP(第4电极焊盘)。另一方面,如图6所示,在半导体芯片2L的背面2Lb形成有与图1所示的源极LS相对应的漏电极2LDP。图6所示的例子中,半导体芯片2L的整个背面2Lb成为漏电极2LDP。
另外,图5所示的例子中,半导体芯片2L的平面大小(表面2La的面积)比半导体芯片2H的平面大小(表面2Ha的面积)大。如使用图1以及图2说明那样,通过增大形成有低边用的MOSFET2LQ的半导体芯片2L的平面大小,从而能够减小低边用的场效应晶体管的导通电阻。其结果,因即使图1所示的电源电路10中流动的电流增大也能够使电压转换效率提高这一点而优选。
另外,如图5以及图6所示,半导体器件1具有搭载半导体芯片2H的接片(芯片搭载部)3H。接片3H具有经由导电性粘接材料(导电性部件)6H而搭载半导体芯片2H的芯片搭载面(上表面)3a、和与芯片搭载面3a相反侧的下表面(安装面)3b。
如图5所示,接片3H与和图1所示的端子ET1电连接的端子所对应的引脚4HD形成为一体。另外,如图6所示在半导体芯片2H的背面2Hb所形成的漏电极2HDP,经由导电性粘接材料6H与接片3H电连接。也就是,接片3H兼备作为搭载半导体芯片2H的芯片搭载部的功能和作为图1所示的高边用的MOSFET2HQ的漏极HD的端子的引脚4HD的功能。
另外,如图4以及图6所示,接片3H的下表面3b(引脚4HD的下表面4b)在封固体5的下表面5b从封固体5露出。另外,在接片3H的露出面形成有金属膜(外装镀膜)SD,其用于在将半导体器件1安装于未图示的安装基板时提高成为接合材料的软钎料的润湿性。通过使作为搭载半导体芯片2H的芯片搭载部的接片3H的下表面3b从封固体5露出,从而能够提高在半导体芯片2H产生的热的散热效率。另外,通过使作为外部端子即引脚4HD的接片3H的下表面3b从封固体5露出,从而能够增大电流流动的导通路径的截面面积。因此,能够降低导通路径中的阻抗分量。
另外,如图5以及图6所示,半导体器件1具有搭载半导体芯片2L的接片(芯片搭载部)3L。接片3L包括以下3个部分。首先,接片3L具备芯片连接部3C,其是固定半导体芯片2L且与半导体芯片2L电连接的部分。如图6所示,接片3L的芯片连接部3C具有经由导电性粘接材料(导电性部件)6L搭载半导体芯片2L的芯片搭载面(上表面)3Ca;和与芯片搭载面3Ca相反侧的下表面(安装面)3Cb。
另外,接片3L具备条带连接部3B,该条带连接部3B是接合金属条带(导电性部件、带状金属部件)7HSR的一端且与其电连接的部分。如图6所示,条带连接部3B具有供金属条带7HSR连接的条带连接面(连接面、上表面)3Ba和与条带连接面3Ba相反侧的下表面3Bb。
另外,接片3L具备折弯部(倾斜部)3W,该折弯部(倾斜部)3W是条带连接部3B的条带连接面3Ba的高度比芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca的高度高的部分。折弯部3W配置在芯片连接部3C与条带连接部3B之间。另外,如图6所示,折弯部3W具有与条带连接部3B的条带连接面3Ba、以及芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca相连的上表面3Wa。另外,折弯部3W具有与条带连接部3B的下表面3Bb、以及芯片连接部3C的下表面3Ca相连的下表面3Wb。
折弯部3W是通过对金属板实施弯曲加工而形成的,折弯部3W的上表面3Wa以及下表面3Wb分别成为倾斜面。另外,折弯部3W以条带连接部3B的条带连接面3Ba的高度变得比芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca的高度高的方式倾斜。因此,平面视图中,芯片连接部3C的下表面3Cb的面积比芯片搭载面3Ca的面积大。另一方面,条带连接部3B的条带连接面3Ba的面积比条带连接部3B的下表面3Bb的面积大。
如图6所示在半导体芯片2L的背面2Lb所形成的漏电极2LDP,经由导电性粘接材料6L与接片3L电连接。也就是,接片3L兼备作为搭载半导体芯片2L的芯片搭载部的功能和作为引脚4LD的功能,该引脚4LD为与图1所示的低边用的MOSFET2LQ的漏极LD与高边用的MOSFET2HQ的源极HS之间的输出节点N相对应的外部端子。
另外,如图4以及图6所示,接片3L的下表面3Cb(与引脚4LD的下表面4b相当的部分),在封固体5的下表面5b从封固体5露出。另外,在接片3L的露出面形成有金属膜(外装镀膜)SD,该金属膜SD用于在将半导体器件1安装到未图示的安装基板时、使成为接合材料的软钎料的润湿性提高。通过使作为搭载半导体芯片2L的芯片搭载部的接片3L的下表面3Cb从封固体5露出,从而能够使在半导体芯片2L产生的热的散热效率提高。尤其是如上述那样,低边用的半导体芯片2L的工作时的导通时间(施加电压期间的时间)比高边用的半导体芯片2H的导通时间长。也就是,半导体芯片2L的发热量比半导体芯片2H大。因此,如图4所示,优选是接片3L的露出面的面积比接片3H的露出面的面积大。
另外,通过使作为外部端子即引脚4LD的接片3L的下表面3Cb从封固体5露出,从而能够增大电流流过的导通路径的截面面积。因此,能够降低导通路径中的阻抗分量。尤其是,引脚4LD是与使用图1说明了的输出节点N相对应的外部端子。因此,通过降低连接于引脚4LD的导通路径的阻抗分量,从而能够直接降低输出布线的电力损失,因为这一点而优选。
另外,图5以及图6所示的导电性粘接材料6H、6L分别是用于将半导体芯片2H、2L固定于接片3H、3L上且将半导体芯片2H、2L与接片3H、3L电连接的导电性部件(焊盘材料)6。作为导电性粘接材料6H、6L,例如能够使用热固性树脂中含有多个(许多)银(Ag)微粒等导电性微粒、所谓被称为银(Ag)糊的导电性树脂材料、或软钎料。
作为在将半导体器件1安装于未图示的安装基板(母板)时将半导体器件1的多个引脚4与安装基板侧的未图示的端子电连接的接合材料,使用例如软钎料等。图5以及图6所示的、例如由软钎料形成的外装镀膜即金属膜SD,从提高作为接合材料的软钎料的润湿性的角度出发,分别形成于半导体器件1的端子的接合面。
安装半导体器件1的工序中,为了使未图示的软钎料熔融而分别接合于引脚4与未图示的安装基板侧的端子,而实施被称为回流焊(reflow)处理的加热处理。在作为导电性部件6,使用树脂中混合有导电性微粒的导电性粘接材料6H、6L的情况下,即使任意设定上述回流焊处理的处理温度,导电性粘接材料6H、6L也不熔融。因此,半导体芯片2H、2L与接片3H、3L的接合部的导电性部件6,因能够防止在半导体器件1的安装时由于再熔融所导致的不良情况这一点而优选。
另一方面,在作为将半导体芯片2H、2L与接片3H、3L接合的导电性部件6使用软钎料的情况下,为了抑制在半导体器件1的安装时再熔融,优选使用熔点比安装时使用的接合材料的熔点高的材料。这样,在作为焊盘材料的导电性部件6使用软钎料的情况下,材料选择受限制,但是因与使用导电性粘接材料的情况相比能够提高电连接可靠性这一点而优选。
另外,如图4以及图5所示,接片3H以及接片3L分别由包括悬挂引脚TL的多个引脚4支撑。该悬挂引脚TL是用于在半导体器件1的制造工序中将接片3H、3L固定于引线框架的框部的支撑部件。
另外,如图5以及图6所示,半导体芯片2H的源电极焊盘2HSP与引脚4LD经由金属条带(导电性部件、带状金属部件)7HSR而电连接。金属条带7HSR是与连接图1所示的高边用的MOSFET2HQ的源极HS与输出节点N的布线相当的导电性部件,例如由铝(Al)形成。
详细而言,如图6所示,金属条带7HSR的一端接合于半导体芯片2H的源电极焊盘2HSP。另一方面,金属条带7HSR的与上述一端相反侧的另一端,接合于在兼备引脚4LD功能的接片3L的一部分所形成的条带连接部3B的条带连接面(连接面、上表面)3Ba。
在金属条带7HSR与源电极焊盘2HSP的接合部,在源电极焊盘2HSP的最外表面露出的金属部件(例如铝)与构成金属条带7HSR的例如铝条,形成金属键而接合。另一方面,在金属条带7HSR与条带连接部3B的条带连接面3Ba的接合部,例如构成基材的铜(Cu)露出,铜(Cu)的露出面与构成金属条带7HSR的例如铝条,形成金属键而接合。详情后述,但通过在接合金属条带7HSR时利用接合工具施加超声波,从而能够形成上述那样的接合部。
这里,如图5所示,平面视图中,条带连接部3B的条带连接面3Ba位于半导体芯片2H与半导体芯片2L之间。另外,如图6所示,条带连接部3B的条带连接面3Ba配置于高度比接片3L的芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca高的位置。在图5以及图6所示的例子中,在条带连接部3B的条带连接面3Ba与芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca之间,设置有以条带连接面3Ba的高度比芯片搭载面3Ca的高度高的方式设置的折弯部(或倾斜部)3W。因此,条带连接部3B的下表面(条带连接面3Ba的正下方的下表面)3Bb被封固体5覆盖。如果换言之,则接片3L的条带连接部3B由封固体5密封。通过这样用封固体5密封接片3L的一部分,从而接片3L难以从封固体5脱落。
另外,关于使得条带连接部3B的下表面(条带连接面3Ba的正下方的下表面)3Bb被封固体5覆盖的形状,有对接片3L实施弯曲加工的方法和实施蚀刻处理的方法等、各种变形例。图5以及图6所示的例子中,采用对接片3L的局部实施弯曲加工的方法。因此,条带连接部3B的厚度成为与接片3L的芯片连接部3C的厚度相同的厚度。如果换言之,则在接片3L的厚度方向上,从条带连接面3Ba到条带连接面3Ba的正下方的下表面的厚度,与从芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca到芯片搭载面3Ca的正下方的下表面3Cb的厚度相等。图6所示的例子中,条带连接部3B的厚度以及接片3L的芯片连接部3C的厚度分别为200μm~250μm左右。这样,对接片3L实施弯曲加工的方法,因在制造引线框架的阶段能够容易地加工这一点而优选。
另外,如图5以及图6所示,半导体器件1具有作为与半导体芯片2L电连接的外部端子的引脚(板状引脚部件)4LS。引脚4LS具有连接金属条带7LSR的条带连接部(连接部)4B、以及成为将半导体器件1安装于未图示的安装基板时的外部端子的端子部4T。另外,端子部4T具有作为安装面的下表面4b、以及位于与下表面4b相反侧的上表面4a。
另外,如图5以及图6所示,半导体芯片2L的源电极焊盘2LSP和引脚4LS,经由金属条带(导电性部件、带状金属部件)7LSR而电连接。金属条带7LSR是与连接图1所示的低边用的MOSFET2LQ的源极LS与端子ET2的布线相当的导电性部件,例如与上述金属条带7HSR同样由铝(Al)形成。
详细而言,如图6所示,金属条带7LSR的一端接合于半导体芯片2L的源电极焊盘2LSP。另一方面,金属条带7LSR的与上述一端相反侧的另一端,接合于在引脚4LS的局部所形成的条带连接部4B的条带连接面(连接面、上表面)4Ba。此外,图6所示的例子中,半导体芯片2L的源电极焊盘2LSP分为多处(例如2处)而形成。因此,在多个源电极焊盘2LSP中、配置在半导体芯片2H侧的源电极焊盘2LSP,接合有金属条带7LSR的一端,在另一源电极焊盘2LSP接合有金属条带7LSR的两端之间的一部分。
在金属条带7LSR与源电极焊盘2LSP的接合部,分别在源电极焊盘2HSP的最外表面露出的金属部件(例如铝)与构成金属条带7HSR的例如铝条,形成金属键并接合。另一方面,在金属条带7LSR与条带连接部3B的条带连接面3Ba的接合部,例如构成基材的铜(Cu)露出,铜(Cu)的露出面与构成金属条带7LSR的例如铝条形成金属键而接合。详情后述,通过在接合金属条带7LSR时利用接合工具施加超声波,从而能够形成上述那样的接合部。
另外,在图5以及图6所示的例子中,半导体芯片2L配置在引脚4LS的条带连接部4B与接片3L的条带连接部3B之间。另外,如图6所示,条带连接部4B的条带连接面4Ba配置于高度比引脚4LS的位于安装面即下表面4b的相反侧的上表面4a高的位置。详细而言,在条带连接部4B的条带连接面4Ba与端子部4T的上表面4a之间,设置有以条带连接面4Ba的高度比端子部4T的上表面4a的高度高的方式设置的折弯部(或倾斜部)4W。因此,条带连接部4B的下表面4Bb被封固体5覆盖。如果换言之,引脚4LS的条带连接部4B由封固体5密封。通过这样引脚4LS的局部用封固体5密封,从而引脚4LS难以从封固体5脱落。其结果,能够使导体装置1的电连接可靠性提高。
另外,如图5以及图7所示,在接片3H附近,配置有作为与半导体芯片2H的栅电极焊盘2HGP电连接的外部端子的引脚4HG。引脚4HG与接片3H分离设置。另外,如图5以及图8所示,在接片3L附近,配置有作为与半导体芯片2L的栅电极焊盘2LGP电连接的外部端子的引脚4LG。引脚4LG与接片3L分离设置。
另外,如图7以及图8所示,引脚4HG、4LG具有作为供导线(wire)7GW接合的键合区域的导线连接部4Bw、以及成为将半导体器件1安装于未图示的安装基板时的外部端子的端子部4T。另外,如图7或图8所示,导线连接部4Bw的导线连接面4Bwa配置于高度比引脚4HG、4LG的位于安装面即下表面4b的相反侧的上表面4a高的位置。详细而言,在导线连接部4Bw的导线连接面4Bwa与端子部4T的上表面4a之间,设置有以导线连接面4Bwa的高度比端子部4T的上表面4a的高度的方式设置的折弯部(或倾斜部)4W。因此,与上述引脚4LS同样,引脚4HG、4LG的导线连接部4Bw由封固体5密封。通过这样将引脚4HG、4LG的局部用封固体5密封,从而引脚4HG、4LG难以从封固体5脱落。其结果,能够使半导体器件1的电连接可靠性提高。
但是,在引脚4HG、4LG以及栅电极焊盘2HGP、2LGP,分别与图1所示的驱动器电路DR1、DR2的每个输出端子电连接。另外,对引脚4HG、4LG以及栅电极焊盘2HGP、2LGP,供给控制图2所示的MOSFET2HQ、2LQ的栅电极HG、LG的电位的信号。因此,若与其他引脚4(图5所示的引脚4HD、4LD、4LS)相比较,则流动的电流相对较小。因此,引脚4HG、4LG与栅电极焊盘2HGP、2LGP,经由作为金属细线的导线(导电性部件)7GW而电连接。
例如、图7以及图8所示的例子中,在栅电极焊盘2HGP、2LGP的最外表面所形成的金属膜(例如铝膜、或金膜),接合有例如由金(Au)形成的导线7GW的一端(例如第1键合(band)部)。另外,在引脚4HG、4LG的导线连接部4Bw的导线连接面4Bwa,形成能够使导线7GW与引脚4HG、4LG的基材的连接强度提高的金属膜4BwM。而且,导线7GW的与上述一端相反侧的另一端(例如第2键合部)经由金属膜4BwM与引脚4HG、4LG的基材电连接。引脚4HG、4LG的基材例如由铜(Cu)形成,金属膜4BwM例如由银(Ag)形成。
另外,如图6所示,半导体芯片2H、2L、接片3H、3L的一部分(芯片连接部3C的芯片搭载面侧与条带连接部3B)、引脚4LS的条带连接部4B以及金属条带7HSR、7LSR由封固体5密封。另外,如图7以及图8所示,引脚4HG、4LG的一部分(上表面4a侧以及导线连接部4Bw)、以及多个导线7GW,由封固体5密封。
封固体5是将多个半导体芯片2、以及多个半导体芯片2、多个金属条带7HSR、7LSR、以及多个导线7GW密封的树脂体,具有上表面5a(参照图3、图6)以及位于上表面5a的相反侧的下表面(安装面)5b(参照图4、图6)。另外,如图3、图4以及图5所示,封固体5在平面视图中形成为四边形,具有4个侧面5c。
封固体5例如主要由环氧系树脂等热固性树脂构成。另外,为了使封固体5的特性(例如由热影响所致的膨胀特性)提高,有时例如硅石(二氧化硅;SiO2)微粒等的填充微粒也混合在树脂材料中。
<关于接片与封固体的紧贴性>
但是,在本实施方式那样为将在半导体芯片2的背面形成的电极与接片3电连接的半导体器件的情况下,从提高可靠性的角度出发,优选是使封固体5与接片3的紧贴性提高以防止或抑制剥离的发生。以下,使用图9~图12关于剥离发生的机理对本申请发明者的研究结果进行说明。
图9是构成为与图5所示的低边侧的接片同样地、条带连接面的高度比芯片搭载面高的半导体器件的要部平面图,图10是作为对于图9的研究例的半导体器件的要部平面图。另外,图11是在沿图9的A-A线的截面中、示意性地表示伴随半导体器件的温度降低而产生的应力的说明图。另外,图12是在沿图10的A-A线的截面中、示意性地表示伴随半导体器件的温度降低而产生的应力的说明图。此外,图9以及图10中,为了使空白区域YRC、YRB的边界容易看到,而在空白区域YRC、YRB标注阴影线而示。
图9所示半导体器件60,在连接金属条带7R的条带连接部3B与芯片连接部3C之间设置有折弯部3W、条带连接面3Ba的高度比芯片搭载面3Ca的高度高,这一点不同于图10所示的半导体器件61。如果换言之,则图10所示的半导体器件61,接片3的芯片搭载面3Ca与条带连接面配置于同一高度,这一点不同于图9所示的半导体器件1。
在此,为了在隔着导电性部件6将半导体芯片2搭载于芯片连接部3C时、使半导体芯片2的整个背面2b(参照图11)确实地紧贴于导电性部件6,优选是使芯片搭载面3Ca的平面大小(平面面积)比半导体芯片2的背面2b的平面大小(平面面积)大。如果芯片搭载面3Ca的平面大小(平面面积)比半导体芯片2的背面2b的平面大小(平面面积)大,则即便考虑到搭载时的微小错位,也能够将半导体芯片2的整个背面2b收到芯片搭载面3Ca上。
这样,在芯片搭载面3Ca的平面大小(平面面积)比半导体芯片2的背面2b的平面大小(平面面积)大的情况下,如图9、图10所示,在实际固定半导体芯片2的区域的周围存在有空白区域YRC。
所谓接片3的空白区域YRC,是与搭载半导体芯片2的接片3的芯片搭载面3Ca在同一高度相连的平面中、未与固定半导体芯片2的导电性部件6和/或金属条带7R接触的区域。如果换言之,则接片3的空白区域YRC是与接片3的芯片搭载面3Ca在同一高度相连的平面中、未被固定半导体芯片2的导电性部件6和/或金属条带7R覆盖而露出的接片3的上表面(例如、基材的铜面)的区域。
因此,在图9所示的半导体器件60的情况下,条带连接面3Ba和/或折弯部3W的上表面3Wa不包含于空白区域YRC。图9所示的、条带连接面3Ba中未与金属条带7R接触的空白区域YRB,配置于不同于芯片搭载面3Ca的高度,所以有别于空白区域YRC。
另一方面,图10所示的半导体器件61中,条带连接部3B的上表面(条带连接面)与芯片搭载面3Ca在同一高度相连,所以接片3的上表面中,未被固定半导体芯片2的导电性部件6和/或金属条带7R覆盖的整个区域成为空白区域YRC。
另外,如将图9与图10相比较进行判断那样,在半导体器件60设置的芯片搭载面3Ca的空白区域YRC的面积,比在半导体器件61设置的芯片搭载面3Ca的空白区域YRC的面积小。详细而言,在图9所示的半导体器件60中与导电性部件6相比设置在金属条带7R侧的空白区域YRC的长度L1,比图10所示的半导体器件61中与导电性部件6相比设置在金属条带7R侧的空白区域YRC的长度L2短。因此,半导体器件60中设置在金属条带7R侧的空白区域YRC的面积,比半导体器件61中设置在金属条带7R侧的空白区域YRC的面积小。
在此,对于在半导体器件60和/或半导体器件61发生温度变化的情况下,因构成部件的线膨胀系数的不同而产生的应力进行说明。以下,举出在利用传递模塑方式形成封固体5的工序中使树脂从固化温度(例如180℃)降低到常温(例如25℃)的情况下的例子进行说明。
首先,如图11以及图12的各图中的上图所示,在使封固体5固化的温度(例如180℃)的状态下,在半导体器件60、61的任一情况下都没有产生成为剥离的原因那样的应力。
接下来,若使温度从封固体5固化温度逐渐降低,则如图11以及图12的各图中的中图所示那样、产生因构成半导体器件60、61的部件的线膨胀系数差异(收缩率差异)所引起的应力。在半导体器件60的情况下和在半导体器件61的情况下,线膨胀系数都会按照半导体芯片2、封固体5、接片3的顺序变大。因此,与封固体5的收缩率相比接片3的收缩率相对较大,所以如在图11以及图12的中图标注有箭头所示那样,从封固体5的周缘部侧朝向内侧产生应力STf。此时,线膨胀系数小的半导体芯片2与接片3用导电性部件6固定,所以在半导体芯片2的正下方区域,接片3难以变形。因此,在接片3的芯片搭载面3Ca中、朝向与半导体芯片2的背面2b相对的区域(半导体芯片2的正下方的区域)的中央产生应力STf。
另一方面,与接片3的收缩率相比封固体5的收缩率相对较小,所以如在图11以及图12的中图标注有箭头所示那样,从接片3的周缘部侧朝向外侧(封固体5的周缘部侧)产生应力STr。此时,半导体芯片2与封固体5相比更加难以收缩,所以在以半导体芯片2为基点朝向封固体5的周缘部的方向上产生应力(拉伸应力)STr。
在此,如图12所示,在芯片搭载面3Ca按同一高度延伸至条带连接部3B的情况下,与导电性部件6相比设置在条带连接部3B侧的空白区域YRC的长度L2,比隔着半导体芯片2设置于条带连接部3B的相反侧的空白区域YRC的长度L3长。因此,与半导体芯片2相比在条带连接部3B侧产生的应力STf1,比隔着半导体芯片2在条带连接部3B的相反侧产生的应力STf2大。另外,在比半导体芯片2靠条带连接部3B侧产生的应力STr1,比隔着半导体芯片2在条带连接部3B的相反侧产生的应力STr2大。
另一方面,如图11所示,在芯片搭载面3Ca与条带连接面3Ba之间设置有折弯部3W的情况下,折弯部3W弹性变形从而使应力分散。如果换言之,折弯部3W作为应力缓和部发挥作用。因此,如图11的中图所示,与导体芯片2相比在条带连接部3B侧的区域,在芯片连接部3C产生应力STf1,在条带连接部3B产生应力ST3。但是,应力STf1、STf3的相互影响,通过设置折弯部3W而变小。另外,在半导体芯片2与条带连接部3B之间产生应力STr1,与条带连接部3B相比在封固体5的周缘部侧的区域产生应力STr3。但是,应力STr1、STf3的相互影响,通过设置折弯部3W而变小。
也就是,在图11所示的半导体器件60的情况下,通过设置用于将条带连接面3Ba配置到比芯片搭载面3Ca高的位置的折弯部3W,而使在条带连接部3B周边产生的应力STf、STr分散。因此,与图12所示的半导体器件61相比较,能够降低施加于接片3的芯片连接部3C的应力STf1以及STr1。
应力STf1的值,能够通过缩短与导电性部件6相比在条带连接部3B侧设置的空白区域YRC的长度L1而减小。例如、图11所示例子中,与导电性部件6相比在条带连接部3B侧设置的空白区域YRC的长度L1,变为与隔着半导体芯片2在条带连接部3B的相反侧设置的空白区域YRC的长度L3相同的长度。因此,与半导体芯片2相比在条带连接部3B侧产生的应力STf1,变为与隔着半导体芯片2在条带连接部3B的相反侧产生的应力S2相同程度的值。
另外,如图11以及图12的下图分别所示那样,若半导体器件60、61的构成部件的温度降低,则在使各构成部件变形的方向上产生力Fr、Ff。若从封固体5、接片3的各个角度观察该力Fr、Ff的作用方向,则如以下这样。
首先,若从封固体5的角度观察,则半导体芯片2的线膨胀系数比封固体5的线膨胀系数小,所以在半导体芯片2的周边、作用相对于封固体5的收缩方向进行阻碍的力。其结果,力Fr作用使得以封固体5与半导体芯片2的紧贴界面为基点向下方向(安装面方向)成为凸形状。
另一方面,若从接片3的角度观察,则由于半导体芯片2的线膨胀系数比接片3的线膨胀系数小,所以在半导体芯片2的正下方的区域周边,作用相对于接片3的收缩方向进行阻碍的力。其结果,力Ff作用使得以接片3的半导体芯片2的正下方的区域为基点向上方向成为凸形状。
在此,如图12所示,在芯片搭载面3Ca按同一高度延伸至条带连接部3B的情况下,与导电性部件6相比在条带连接部3B侧设置的空白区域YRC的长度L2,比隔着半导体芯片2在条带连接部3B的相反侧设置的空白区域YRC的长度L3长。因此,与半导体芯片2相比在条带连接部3B侧产生的力Ff1,比隔着半导体芯片2在条带连接部3B的相反侧产生的力Ff2大。另外,与半导体芯片2相比在条带连接部3B侧产生的力Fr1,比隔着半导体芯片2在条带连接部3B的相反侧产生的应力Fr2大。
其结果,在条带连接部3B的周缘部(图12的下图所示的边缘部3E),作用了在使封固体5与接片3的紧贴界面剥离的方向上最大的力。如果换言之,则封固体5与接片3的紧贴界面的剥离容易以条带连接部3B的周缘部(图12的下图所示的边缘部3E)为起点发生。
另一方面,如图11所示,在芯片搭载面3Ca与条带连接面3Ba之间设置有折弯部3W的情况下,上述那样折弯部3W弹性变形,从而使应力分散。因此,若与图12所示的力Ff1、Fr2相比较,则在芯片连接部3C与折弯部3W的边界附近产生的力Ff1、Fr1变小。
另外,力Ff1、Fr1的值,能够通过缩短与导电性部件6相比在条带连接部3B侧设置的空白区域YRC的长度L1而减小。例如、图11所示的例子中,与导电性部件6相比在条带连接部3B侧设置的空白区域YRC的长度L1,成为与隔着半导体芯片2在条带连接部3B的相反侧设置的空白区域YRC的长度L3相同的长度。因此,与半导体芯片2相比在条带连接部3B侧产生的应力Ff1、Fr1成为与隔着半导体芯片2在条带连接部3B的相反侧产生的应力Ff2、Fr2相同程度的值。
但是,严密而言,在芯片连接部3C与折弯部3W的边界(图11的下图所示的边缘部3E),在条带连接部3B和/或折弯部3W产生的力Ff、Fr的影响并不会完全消失(变为0)。
因此,在芯片连接部3C与折弯部3W的边界部分(图11的下图所示的边缘部3E),作用了在使封固体5与接片3的紧贴界面剥离的方向上最大的力。如果换言之,则封固体5与接片3的紧贴界面的剥离容易以芯片连接部3C与折弯部3W的边界部分(图11的下图所示的边缘部3E)为起点发生。但是,如果将图11所示的半导体器件60与图12所示的半导体器件61相比较,则半导体器件60能够抑制剥离(剥离起点)的发生。
因此,由于在封固体5与接片3的粘接界面发生剥离而直接导致半导体器件的电特性降低的情况很少。在封固体5与接片3的粘接界面产生的稍微的剥离(剥离起点),在随后的制造工艺中放大、发展的情况很多。也就是,完成的半导体器件(封装体),在组装入最终产品时,将该最终产品软钎焊于安装基板上是一般的作法,但是在此时所使用的软钎料是以锡(SN)-银(Ag)为基础那样的无铅软钎料的情况下,软钎焊的回流焊温度达到260℃左右。当然,此时半导体器件的温度也上升到260℃左右。而且,如果回流焊完成,则半导体器件回到常温(25℃)。也就是,通过该常温(25℃)-高温(260℃)-常温(25℃)这一温度循环,在封固体5与接片3的粘接界面作用应力,通过该应力,在封固体5与接片3的粘接界面产生的剥离起点放大、发展。进一步,在该最终产品在例如低于摄氏0℃那样的低温环境下使用的情况下,接片3与封固体5相比较大地收缩,作用了接片3与封固体5分离的方向的应力,所以在此剥离也发展。若剥离这样发展而到达导电性粘接材料6L,则有时导电性粘接材料6L会剥离。导电性粘接材料6L是用于将半导体芯片2的背面电极与接片3电连接的导电性部件6,所以若导电性粘接材料6L剥离,则会成为半导体芯片2与接片3之间的电特性降低的原因。尤其是,图6所示的例子中,导电性粘接材料6L是将半导体芯片2L的漏电极2LDP与接片3L电连接的导电性部件6,所以若导电性粘接材料6L的一部分剥离,则漏极电阻增加,成为电特性降低的原因。
如上所述,在与半导体芯片2电连接的接片3中,从抑制电特性降低的角度来看,防止或抑制封固体5与接片3的紧贴界面的剥离是特别重要的。另外,在假设封固体5与接片3的紧贴界面的剥离发生的情况下,抑制剥离的发展并使其难以达到导电性粘接材料6L是很重要的。
剥离发展的难易度,因施加于剥离发生地点的附近的应力的大小而变化。如果在剥离发生地点的应力大,则沿剥离面的剥离的发展速度快。另一方面,如果施加于剥离发生地点的应力小,则能够延缓剥离的发展速度。
如图11以及图12的中图分别所示那样,关于施加于成为剥离发生地点(剥离起点)的边缘部3E的应力STr1、STF1,在条带连接部3B与芯片连接部3C之间设置有折弯部3W的半导体器件60比半导体器件61小。也就是,通过在条带连接部3B与芯片连接部3C之间设置折弯部3W,从而即使在剥离发生的情况下,也能够抑制剥离的发展。
接下来,将使用图9~图12说明了的、封固体5与接片3的剥离关系、以及接片3与导电性粘接材料6L的剥离关系,应用到图5以及图6所示的半导体器件1进行说明。如图5所示,接片3L的芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca的平面大小(平面面积)比半导体芯片2L的平面大小(平面面积)大。因此,在半导体芯片2L的周围,存在未被导电性粘接材料6L覆盖的空白区域YRC。另外,如图5所示,金属条带7HSR接合于条带连接部3B的条带连接面3Ba的一部分,但在接合区域的周围,存在未与金属条带7HSR接合的空白区域YRB。
在此,在条带连接部3B与芯片连接部3C之间不设置折弯部3W的状态下,若对半导体器件1施加温度循环,则有时由于接片3L与封固体5的线膨胀系数的差异,在封固体5与接片3L的紧贴界面产生剥离。但是,根据本实施方式,通过将条带连接面3Ba与芯片搭载面3Ca配置在不同的高度,从而减小空白区域YRC的面积。因此,能够抑制在芯片连接部3C与折弯部3W的边界发生剥离。
另外,半导体器件1中,通过在条带连接部3B与芯片连接部3C之间设置折弯部3W,从而能够降低被施加于芯片连接部3C与折弯部3W的边界的应力。因此,即使在芯片连接部3C与折弯部3W的边界发生剥离的情况下,能够防止该剥离向导电性粘接材料6L发展。
其结果,能够抑制由于将半导体芯片2L的漏电极2LDP与接片3L电连接的导电性部件6剥离而产生的漏极电阻的增加。也就是,根据本实施方式,能够抑制剥离的发生或发展,所以能够抑制导电性粘接材料6L的剥离所导致的电特性的降低。如果换言之,则能够使半导体器件1的可靠性提高。
此外,从抑制接片3H从封固体5脱落的角度来看,优选是在接片3H或引脚4HD的局部形成折弯部3W或折弯部4W。但是,为了形成折弯部3W、4W,空间是必需的,所以在图5以及图6所示的例子中,从使平面大小的小型化优先的观点来看,未在接片3H以及引脚4HD形成折弯部3W、4W。另外,关于接片3H,不设置连接金属条带7R的条带连接部,所以能够减小半导体芯片2H以及导电性粘接材料6H的周围的空白区域的面积。因此,即使不形成折弯部3W,也容易抑制剥离的发生和/或发展。
只是,作为对于图5以及图6的变形例,能够在接片3H或引脚4HD的局部形成折弯部3W或折弯部4W。另外,关于通过使连接金属条带7HSR的条带连接面3Ba的高度比搭载半导体芯片2L的芯片搭载面3a高所得到的上述以外的效果、以及优选高度,在后文详细说明。
<关于金属条带>
接下来,关于图5以及图6所示的金属条带进行说明。此外,以下的说明中,作为汇总表示金属条带7HSR、7LSR的符号使用7R。以下的说明中,在记载为金属条带7R时,意味着金属条带7HSR以及金属条带7LSR。
图13以及图14是示意性地表示图5以及图6所示的金属条带的形成方法的概要的说明图。另外,图44是表示对于图14的研究例的说明图。
图5以及图6所示的金属条带7R为形成为带状的金属部件(金属带),其导通路径的截面面积比导线7GW大这一点区别于导线7GW。例如图6所示的例子中,金属条带7HSR的厚度为50μm~100μm左右,宽度为750μm左右。另外,金属条带7LSR的厚度为50μm~100μm左右,宽度为2000μm左右。另一方面,导线7GW的线径例如为20μm~50μm左右。这样,在经由金属条带7R将半导体芯片2与引脚4(或接片3)电连接的情况下,导通路径的截面面积大幅变大,所以能够使阻抗分量降低,因这一点而优选。
另外,图5所示的例子中,从降低电力损失的角度来看,使半导体芯片2L的平面大小(面积)比半导体芯片2H的平面大小(面积)大。由此,半导体芯片2L的源电极焊盘2LSP的平面大小(面积)也变得比半导体芯片2H的源电极焊盘2HSP的平面大小(面积)大。因此,连接于半导体芯片2L的源电极焊盘2LSP的金属条带7LSR的宽度,比连接于半导体芯片2H的源电极焊盘2HSP的金属条带7HSR的宽度宽。此外,金属条带7LSR的宽度被规定为,在与从半导体芯片2L的源电极焊盘2LSP朝向引脚4LS的条带连接部(连接部)4B的Y方向垂直的X方向上的、金属条带7LSR的相对的侧面之间的距离。另外,金属条带7HSR的宽度被规定为,在与从半导体芯片2H的源电极焊盘2HSP朝向接片3L的条带连接部(连接部)3B的方向垂直的方向上的、金属条带7HSR的相对的侧面之间的距离。
另外,作为能够使半导体芯片2与引脚4之间的导通路径的截面面积比导线7GW大的连接方式,除利用图5以及图6所示的金属条带7R所实现的条带键合方式外,作为对于本实施方式的变形例也能够应用将预先成形的金属板经由软钎料等导电性接合材料接合的方法(金属夹方式)。图5以及图6所示的金属条带7R,存在几个不同于预先成形的金属板(金属夹)的不同点。关于这些不同点,以下进行说明。
如图13所示,金属条带7R的形成方法(条带键合方式)中,从保持金属带20的辊(保持部)21依次送出金属带20,一边成形一边将金属带20接合于被接合部(半导体芯片2的电极焊盘PD和/或接片3的条带连接部3B的连接面3Ba)22。也就是,一边成形一边接合于被接合部22这一点不同于预先成形的金属夹。
因此,从使键合时的成形性提高的角度来看,优选使金属条带7R的厚度变薄,例如如上所述,在图5以及图6所示的例子中,为50μm~100μm左右。相反,预先成形好、并将该成形好的部件搭载于被接合部的金属夹,必需在成形够具有刚性。因此,在为铜(Cu)材的情况下其厚度为100~250μm左右。如果换言之,金属条带7R一边成形一边接合于被接合部22,所以与金属夹相互比较能够使板厚变薄。
另外,如果宽度与长度相同,则导体电阻升高了金属条带与金属夹相比厚度变薄的量。因此,在重视半导体器件(封装体)的薄型化的情况下,采用金属条带即可,在重视半导体器件的电特性的情况下采用金属夹即可。
另外,在将金属条带7R接合于被接合部22时,通过对键合工具(bonding tool)(接合夹具)23施加超声波,从而在金属条带7R与被接合部的金属部件的接合界面形成金属键而接合。因此,如图5所示,在金属条带7R接触键合工具的部分,残留施加超声波时的压线痕迹PBD。这是采用金属条带时的主要特征之一。这样,金属条带通过施加超声波而与被接合部22实现电连接,所以在金属条带与被接合部之间无需导电性接合材料。因此,由于构成半导体器件的材料变少、供给导电性接合材料的工序等变少等原因,能够降低半导体器件的组装成本。但是,使用导电性接合材料的金属夹也有很好的优点。在将金属夹与被接合部电连接的导电性接合材料使用例如软钎料的情况下,该连接部的强度比金属条带的施加超声波而形成的接合部的连接强度高。这在提高半导体器件的可靠性方面是有效的。若加以总结,则可以说在重视成本降低的情况下采用金属条带即可,在重视可靠性确保的情况下采用金属夹即可。
另外,在如金属条带7R那样一边成形一边接合于被接合部22的情况下和在将分离开的被接合部22之间以直线相连的方式连接的情况下适用、但是在被接合部22的平面布局复杂的情况下,成形困难。因此,该情况下,优选是应用将预先成形为规定形状的金属板接合的金属夹方式。
以上那样,可知金属条带与金属夹各有优劣。因此,重要的是根据此时的目的分开使用。
接下来,条带键合方式中,在成形金属条带7R并将其与多个被接合部22接合后,需要将金属带20切断的工序。在将金属带20切断的工序中,例如如图14所示,通过将切断刀24朝向金属带20按压,从而能够切断。此时,从抑制切断时的按压力被施加于半导体芯片2(防止因切断时的按压力导致半导体芯片2的表面受到损伤)的观点来看,优选是先与半导体芯片2的电极焊盘PD接合,接着接片3的条带连接部3B(或引脚4的条带连接部4B)连接。如果换言之,通过将半导体芯片2的电极焊盘PD设为第1接合侧、将接片3的条带连接部3B(或引脚4的条带连接部4B)设为第2接合侧,从而能够降低在条带键合时被施加于半导体芯片2的负载。
另外,在搭载有半导体芯片2的接片3上设置金属条带7R的被接合部22的情况下,必需防止半导体芯片2与键合工具23接触。例如、如图44所示,在条带连接部3B的条带连接面3Ba与搭载半导体芯片2的芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca为同一高度的情况下,在条带键合时键合工具23与半导体芯片2变得容易接触。
作为防止键合工具23与半导体芯片2接触的方法,可以考虑扩大半导体芯片2与条带连接部3B的距离的方法。该情况下,需要比实际的接合区域宽的空间,所以半导体器件的小型化困难。另外,作为其他方法,可以考虑在用条带键合方式接合金属条带7R后在接片3上搭载半导体芯片2的方法。但是,该情况下,无法集中搭载封多个半导体芯片2,所以制造工序变得繁杂。
另一方面,图14所示的例子中,接片3L的条带连接部3B的条带连接面3Ba配置于高度比接片3L的芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca的高度高的位置。因此,在条带键合时,即使在半导体芯片2与条带连接部3B的距离近的情况下,也容易避免键合工具23与半导体芯片2的接触。也就是,与图44所示的比较例相比,能够使半导体芯片2与条带连接部3B的距离接近。其结果,能够使半导体器件的平面大小小型化。
在此,举出本申请发明者研究的实施例,说明通过将接片3L的条带连接部3B的条带连接面3Ba配置于高度比芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca的高度高的位置,能够实现小型化。
图15是表示使图6所示的低边侧的接片的条带连接面的高度比芯片搭载面高的情况下的接片的尺寸例的要部剖视图。另外,图16是作为对于图15的变形例、表示在低边侧的接片搭载有平面大小大的半导体芯片的情况下的尺寸例的要部剖视图。另外,图45是表示对于图15的研究例的要部剖视图。此外,图15、图16以及图45中,以毫米(mm)为单位表示低边侧的接片3L的剖面视图中的尺寸(长度)。此外,以下的说明中提到的尺寸的具体数值是说明上的一例,不限定于此。
图15、图16以及图45所示的例子中,将键合工具23与切断刀24的占有宽度(用于将金属条带7R键合并切断所需的最低限的宽度)设为1.2mm。如图45所示,接片3L的条带连接部3B的条带连接面3Ba的高度与芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca的高度相同,所以需要空开键合工具23与切断刀24的占有宽度即1.2mm量的空间而搭载半导体芯片2L。因此,接片3L整体的空间为2.5mm。
另一方面,如图15所示,在将接片3L的条带连接部3B的条带连接面3Ba配置于高度比芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca的高度高的位置的情况下,即使将键合工具23重叠在半导体芯片2L上,也能够防止或抑制半导体芯片2L与键合工具23和/或金属带20接触。因此,能够将芯片搭载面3Ca的尺寸设为0.94mm。另外,即使考虑到条带连接部3B以及折弯部3W(参照图6)的尺寸,在接片3L的整个上表面平面视图中的尺寸也能够设为1.59mm。也就是,可知,与图45所示的情况相比较能够将平面大小小型化了0.91mm的量。
另外,关于接片3L与接片3H的离开距离,图15所示的情况稍微(0.025mm的量)变大。这是因为需要用于形成折弯部3W(参照图6)的加工余量。但是,可知,即使在考虑了该加工余量的情况下,与图15所示的实施例的情况、图45所示的实施例相比较也能够将平面大小小型化了0.885mm的量。
另外,作为变形例,如图16所示,能够使半导体芯片2L的平面尺寸变大。例如在图16所示的例子中,从接片3H的接片3L侧的端部到接片3L的与接片3H相反侧的端部为止的距离为2.7mm。该距离与图45所示的实施例相同。但是,在图16所示的实施例中,能够将半导体芯片2L的一边的长度设为1.535mm。
通过如上述那样使半导体芯片2L的平面大小变大,从而能够使低边用的场效应晶体管的导通电阻变小。因此,图16所示的实施例,即使在使半导体芯片2L的平面大小变大以实现导通电阻的降低的情况下,也能够抑制半导体器件的平面大小的增大,因这一点而优选。
进一步,在半导体器件的制造方面也发挥效果。也就是,在半导体器件的制造工序中,能够集中搭载多个半导体芯片2,所以能够简化制造工序。其结果,能够使制造效率提高。关于其详细情况将后述。
从将半导体器件小型化且易于避免条带键合时键合工具23与半导体芯片2的接触的观点来看,如图14所示,在条带键合时,优选是键合工具23的下表面23b配置成与半导体芯片2的表面2a相对。如果在条带键合时键合工具23的下表面23b配置于比半导体芯片2的表面2a高的位置,则能够避免键合工具23与半导体芯片2的接触。因此,如果考虑金属条带7R的厚度,则在图14所示的条带连接面3Ba的高度处于芯片搭载面3Ca与半导体芯片2的表面2a之间的高度的情况下,也能够使得下表面23b不会与表面2a接触。
只是,金属条带7R的厚度如上所述为50μm~100μm左右,所以从避免键合工具23与半导体芯片2的接触的观点来看,优选是条带连接面3Ba的高度设为半导体芯片2的表面2a的高度以上。另外,从确实避免键合工具23与半导体芯片2的接触的观点来看,特别优选是条带连接面3Ba配置于高度比半导体芯片2的表面2a的高度高的位置。
另外,图6所示的例子中,接片3H的厚度与接片3L的厚度(例如从芯片搭载面3Ca从其下表面3Cb的距离),例如分别为200μm~250μm左右、为同一厚度。另外,图6所示的例子中,半导体芯片2H的厚度与半导体芯片2L的厚度分别为50μm左右~160μm左右、为同一厚度。另外,图6所示例子中,导电性粘接材料6H、6L的厚度为20μm~50μm左右为同一厚度。因此,在使条带连接面3Ba的高度比低边用的半导体芯片2L的表面2La的高度高的情况下,成为条带连接面3Ba的高度比高边用的半导体芯片2H的表面2Ha的高度高的状态。
另外,在条带连接面3Ba的高度比高边用的半导体芯片2H的表面2Ha的高度高的情况下,成为条带连接面3Ba的高度比高边用的源电极焊盘2HSP的高度高的状态。也就是,在将金属条带7HSR依次连接于源电极焊盘2HSP、条带连接面3Ba的情况下,成为与作为第1接合侧的连接点相比作为第2接合侧的连接点的位置较高的、所谓上坡型构造。
在进行条带键合的情况下,在例如图45所示的实施例那样与第1接合侧的连接点的位置相比第2接合侧的连接点的位置低的、所谓下坡型构造的情况下,为了避免配置于第1接合侧的半导体芯片2与金属条带7R的接触,优选是增大金属条带7R的环形形状(增大环形距离)。但是,如果金属条带7R的环形形状增大,则金属条带7R的电阻分量增大。
另一方面,如图6所示,用与第1接合侧的连接点的位置相比位于第2接合侧的连接点的位置高的所谓下坡型构造进行条带键合的情况下,即使减小金属条带7HSR的环形形状(缩短环形距离),也能够防止半导体芯片2H与金属条带7HSR的接触。其结果,能够缩短金属条带7HSR的环形距离以减低电阻分量。另外,如果缩短金属条带7HSR的环形距离,则易于使接片3H与接片3L的距离接近,所以能够实现半导体器件1的进一步小型化。
另外,图6所示的例子中,接片3L的条带连接面3Ba的高度与引脚4LS的条带连接面4Ba的高度为相同高度。另外,图6所示的接片3L的条带连接面3Ba的高度与图7以及图8所示的引脚4HG、4LG的导线连接部4Bw的导线连接面4Bwa的高度(严密而言是金属膜4BwM与引脚4HG、4LG的基材的接合面的高度)为相同高度。
通过这样将条带连接面4Ba的高度与条带连接面4Ba以及导线连接面4Bwa的高度对齐,从而在对接片3L以及引脚4LS、4HG、4LG实施弯曲加工时,能够容易地进行弯曲角度的管理。因此,能够集中形成图5所示的接片3L的折弯部3W、引脚4LS、4HG、4LG的折弯部4W。
<半导体器件的制造方法>
接下来,关于使用图1~图14说明的半导体器件1的制造工序进行说明。半导体器件1按图17所示的流程制造。图17是表示使用图1~图14说明的半导体器件的制造工序的概要的说明图。关于各工序的详情以下使用图18~图36进行说明。
<引线框架准备工序>
首先,图17所示的引线框架准备工序中,准备图18~图20所示的引线框架30。图18是表示图17所示的引线框架准备工序中准备的引线框架的整体构造的平面图。另外,图19是1个图18所示的器件区域量的放大平面图。另外,图20是沿图19的A-A线的放大剖视图。
如图18所示,本工序中准备的引线框架30在外框30b的内侧具备多个(图18中为32个)器件区域30a。多个器件区域30a分别与1个图5所示的半导体器件1的量相当。引线框架30是多个器件区域30a按矩阵状配置的所谓多腔(Multi-cavity)基材。这样,通过使用具有多个器件区域30a的引线框架30,从而能够集中制造多个半导体器件1,所以能够使制造效率提高。
另外,如图19所示,各器件区域30a的周围被框部30c包围。框部30c是在图17所示的单片化工序之前支撑在器件区域30a内形成的各部件的支撑部。
另外,如图19以及图20在各器件区域30a已经形成有使用图5以及图6说明的多个接片3(接片3H、接片3L)以及多个引脚4。多个接片3经由悬挂引脚TL与在器件区域30a的周围配置的框部30c连结、被支撑于框部30c。另外,多个引脚4分别连结于框部30c、被支撑于框部30c。
图19所示的例子中,从平面视图下形成为四边形的器件区域30a的一边侧朝向相对边,依次排列有接片3H、接片3L、引脚4LS。另外,在与接片3H一体形成的引脚4HD的附近配置有引脚4HG。另外,在引脚4LS附近配置有引脚4LG。
另外,在接片3L以及引脚4HG、4LS、4LG,预先实施弯曲加工,形成有折弯部3W、4W。如果换言之,则接片3L的条带连接部3B的条带连接面3Ba配置于比接片3L的芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca高的位置。折弯部3W、4W能够通过例如冲压加工来形成。
在通过弯曲加工(冲压加工)形成折弯部3W的情况下,如图20所示条带连接部3B的厚度为与接片3L的芯片搭载区域的厚度相同的厚度。如果换言之,则在接片3L的厚度方向上,从条带连接面3Ba到条带连接面3Ba的正下方的下表面的厚度,与从作为芯片搭载面的芯片搭载面3Ca到芯片搭载面3Ca的正下方的下表面3Cb的厚度相等。
同样的,在通过弯曲加工(冲压加工)形成折弯部4W的情况下,如图20所示条带连接部4B的厚度为与引脚4LS的端子部4T的厚度相同的厚度。如果换言之,则在引脚4LS的厚度方向上,从条带连接面4Ba到条带连接面4Ba的正下方的下表面的厚度,与从作为芯片搭载面的上表面4a到作为六出面的下表面4b的厚度相同。这样,对接片3L和/或引脚4LS实施弯曲加工的方法,因能够容易加工这一点而优选。
引线框架30含例如以铜(Cu)为主体的金属部件。此外,在图19所示的引脚HG以及引脚LG的导线连接部4Bw的导线连接面4Bwa,预先形成有使用图7或图8说明了的金属膜4BwM,但省略了图示。另一方面,在图20所示的接片3L的芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca,未形成金属膜4BwM(参照图7、图8),基材(例如铜)露出。在条带键合的情况下,通过对图13以及图14所示的键合工具23施加超声波,而形成金属键,所以与金属膜4BM相比使基材的金属材料露出,能够使接合强度提高。
另外,在后述的半导体芯片搭载工序中作为焊盘材料而使用软钎料的情况下,从使软钎料的润湿性提高的观点来看,优先,在芯片搭载面3Ca上形成镍(Ni)和/或银(Ag)等的金属膜(图示省略)。只是,本实施方式中,如上所述,使用在树脂材料中混合有多个导电性微粒(例如银微粒)的导电性粘接材料,所以从使导电性粘接材料与接片3L的润湿性以及粘接性的观点看来,不形成上述金属膜,基材(例如铜)露出。
本工序中准备的引线框架30的上述以外的特征,如使用图5~图14说明的那样,所以省略重读的说明。
<半导体芯片搭载工序>
接下来,在图17所示的半导体芯片搭载工序中,如图21以及图22所示,在引线框架30的接片3H、3L搭载半导体芯片2H、2L。图21是表示在图19所示的多个芯片搭载部上分别搭载有半导体芯片的状态的放大平面图。另外,图22的沿图21的A-A线的放大剖视图。
本工序中,在兼作引脚4HD即高边用的漏极端子的接片3H上,搭载具有高边用的MOSFET的半导体芯片2H。如图22所示,半导体芯片2H以形成有漏电极2HDP的背面2Hb与接片3H的芯片搭载面3Ca相对的方式隔着导电性粘接材料6H而粘接固定。
另外,本工序中,在兼作引脚4LD即高边用的源极端子以及低边用的漏极端子的接片3L上,搭载具备低边用的MOSFET的半导体芯片2L。如图22所示,半导体芯片2L以形成有漏电极2LDP的背面2Lb与接片3L的芯片搭载面3Ca相对的方式,隔着导电性粘接材料6L而粘接固定。
导电性粘接材料6H、6L为在例如含环氧树脂等热固性树脂的树脂材料中混合有多个导电性微粒(例如银微粒)的导电性部件6。这样的导电性粘接材料,固化前的性状形成为糊状。因此,在预先在接片3H、3L的芯片搭载面涂敷糊状的导电性粘接材料6H、6L后,将半导体芯片2H、2L朝向芯片搭载面按压。由此,能够在半导体芯片2H、2L与接片3H、3L的芯片搭载面3Ca之间扩展导电性粘接材料6H、6L。
此时,图17所示的条带键合工序中,作为接合金属条带7HSR(参照图6)的一端的预定区域的、图22所示的条带连接部3B的条带连接面3Ba,配置于比接片3L的芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca高的位置。因此,例如在将导电性粘接材料6L按压扩展时,能够防止或抑制导电性粘接材料6L到达条带连接部3B的条带连接面3Ba。
因此,在将半导体芯片2L搭载于条带连接部3B的条带连接面3Ba附近的情况下,能够抑制条带连接面3Ba受导电性粘接材料6L污染。其结果,图17所示的条带键合工序中,能够稳定地将金属条带7HSR(参照图6)的一端接合。如果换言之,则根据本实施方式,通过使条带连接面3Ba的高度比芯片连接部3C的芯片搭载面3Ca高,从而能够限制导电性粘接材料6L的变宽,所以能够使半导体芯片2L与条带连接部3B的位置靠近。其结果,能够使整个接片3L的平面大小减小,所以使半导体器件1(参照图5)的小型化实现。
接下来,本工序中,在将半导体芯片2H、2L分别搭载于接片3H、3L上后,使导电性粘接材料6H、6L集中固化(硬化(cure)工序)。如上所述导电性粘接材料6H、6L含有热固性树脂,因此通过实施加热处理(烘烤处理),从而使导电性粘接材料6H、6L所含的热固性树脂成分固化。作为烘烤条件的一例,举出在180~250℃的温度范围中60~120分钟左右。通过本工序,半导体芯片2H的漏电极2HDP隔着导电性粘接材料6H(详细而言为导电性粘接材料6H中的多个导电性微粒)与接片3H(引脚4HD)电连接。另外,半导体芯片2L的漏电极2LDP隔着导电性粘接材料6L(详细而言为导电性粘接材料6L中的多个导电性微粒)与接片3L(引脚4LD)电连接。
该硬化工序中,导电性粘接材料6H、6L所含的粘合树脂等有机成分,容易作为气体(排气)或液体(排出液体)从导电性粘接材料6H、6L产生。若该有机成分附着于条带连接面3Ba,则在图17所示的条带键合工序中,成为接合金属条带7HSR(参照图6)的一端时的阻碍要因。但是,根据本实施方式,通过使条带连接面3Ba的高度高于芯片搭载面3Ca(将条带连接面3Ba从芯片搭载面3Ca离开而配置),从而排气和/或排出液体难以附着于条带连接面3Ba。其结果,在图17所示的条带键合工序中,能够稳定地将金属条带7HSR(参照图6)的一端接合。如果换言之,则根据本实施方式,通过使条带连接面3Ba的高度高于芯片搭载面3Ca,从而能够抑制由于排气和/或排出液体所致的条带连接面3Ba的污染,所以能够使半导体芯片2L与条带连接部3B的位置接近。其结果,能够减小整个接片3L的平面大小,所以使半导体器件1(参照图5)的小型化实现。
另外,根据本实施方式,能够使导电性粘接材料6H、6L集中固化。如果换言之,则不需要分开设置使导电性粘接材料6H固化的工序和使导电性粘接材料6L固化的工序。因此,作为封装体的整个组装工序,能够简化制造工序。
此外,本工序中,为了使导电性粘接材料6H、6L集中固化,硬化工序必需在分别搭载半导体芯片2H、2L后进行,但是半导体芯片2H、2L的搭载顺序不受限制。也就是,先搭载半导体芯片2H、2L中的任一方、后搭载另一方即可。
另外,半导体芯片2H、2L的构造,已使用图1以及图2作了说明,所以省略重复的说明。
<条带键合工序>
另外,在图17所示的条带键合工序中,如图23以及图24所示,将半导体芯片2H的源电极焊盘2HSP与接片3L的条带连接部3B的条带连接面3Ba经由金属条带7HSR而电连接。另外,本工序中,将半导体芯片2L的源电极焊盘2LSP与引脚4LS的条带连接部4B的条带连接面4Ba经由金属条带7LSR而电连接。
图23是表示图21所示的多个半导体芯片与多个引脚分别经由金属条带电连接的状态的放大平面图。另外,图24是沿图23的A-A线的放大剖视图。另外,图25~图29是依次表示接合图2所示的金属条带的工序的放大剖视图。
本工序中,通过使用图13以及图14说明了的条带键合方式,从而依次形成金属条带7HSR、7LSR。先形成金属条带7HSR、7LSR中的哪一个,能够根据条带连接部的布局来决定,但是在将图24所示的接片3L的条带连接部3B设为金属条带7HSR的第2接合侧的情况下,优选先形成(键合)金属条带7HSR。该情况下,在半导体芯片2L的表面2La上,在未形成金属条带7LSR的状态下将金属条带7HSR接合于条带连接部3B,所以能够使键合工具23易于移动。
本工序中,首先,如图25所示,在高边用的半导体芯片2H的源电极焊盘2HSP接合金属带20的一端(图24所示的金属条带7HSR的一端)。此时,通过将金属带20按压于源电极焊盘2HSP,从而金属带20的形状按照键合工具23而变形。另外,通过对键合工具23施加超声波,从而能够在金属带20与源电极焊盘2HSP的接触界面形成金属键,将金属带20与源电极焊盘2HSP电连接。
另外,接片3H的位于芯片搭载面的相反侧的下表面3b,紧贴支撑台25的接片保持面25a并被保持于支撑台25。这样,作为被接合部的源电极焊盘2HSP,在由支撑台25支撑的状态下进行键合,从而施加于键合工具23的超声波高效地传递到金属带20的接合面。其结果,能够使金属带20与源电极焊盘2HSP的接合强度提高。支撑台25优选使用例如金属制的工作台(金属工作台),使得施加于键合工具23的超声波集中地传递到接合界面。
接下来,一边从保持金属带20的辊21依次送出金属带20一边使键合工具23移动,如图26所示,将金属带20的另一端接合于接片3L的条带连接部3B的芯片搭载面3Ca。此时,通过将金属带20按压到接片3L的条带连接面3Ba,从而金属带20紧贴接片3L的条带连接面3Ba而按键合工具23变形。另外,通过对键合工具23施加超声波,从而能够在金属带20与条带连接部3B的条带连接面3Ba的接触界面形成金属键,将金属带20与条带连接部3B的条带连接面3Ba电连接。
另外,条带连接部3B的位于条带连接面3Ba的相反侧(正下方)的下表面,紧贴支撑台25的条带连接部保持面25b并被保持于支撑台25。图26所示的例子中,接片3L如上述那样被实施了弯曲加工,所以条带连接部保持面25b配置于比接片保持面25a高的位置。通过在这样作为被接合部的条带连接部3B的条带连接面3Ba由支撑台25的条带连接部保持面25b支撑的状态下进行接合,从而对键合工具23施加的超声波有效地传递到金属带20的接合面。其结果,能够使金属带20与条带连接部3B的接合强度提高。
另外,图26所示的例子中,半导体芯片2L配置于条带连接部3B的附近,所以键合工具23的一部分与半导体芯片2L在厚度方向上重叠。如果换言之,则键合工具23的下表面23b的一部分与半导体芯片2L的表面2La相对。但是,根据本实施方式,在条带键合时,以键合工具23的下表面23b配置于比半导体芯片2L的表面2La高的位置的方式,将条带连接部3B的条带连接面3Ba的位置配置为比作为接片3L的芯片搭载面的芯片搭载面3Ca高。
因此,如图26所示,在将金属带20接合于条带连接部3B时,即使在将半导体芯片2L接近条带连接部3B侧而配置到键合工具23的一部与半导体芯片2L在厚度方向上重叠的程度的情况下,也能够防止或抑制键合工具23与半导体芯片2L接触。
接下来,如图27所示,使键合工具23沿条带连接面3Ba向半导体芯片2L侧进一步移动。接着,通过将切断刀24朝向金属带20按压,从而将金属带20切断。由此,将半导体芯片2H的源电极焊盘2HSP和与接片3L形成为一体的条带连接部3B电连接的金属条带7HSR,从金属带20分离而形成。此时,切断刀24的切断位置,优选是设在条带连接部3B的条带连接面3Ba上。将金属带20在被夹在切断刀24与条带连接面3Ba之间的状态下切断,能够稳定地将金属带20切断。
另外,根据本实施方式,在条带键合时,以键合工具23的下表面23b配置于比半导体芯片2L的表面2La高的位置的方式,将条带连接部3B的条带连接面3Ba的位置配置成比接片3L的芯片搭载面即芯片搭载面3Ca高。因此,如图27所示,在将金属带20切断时,在将半导体芯片2L接近条带连接部3B侧而配置到键合工具23的一部与半导体芯片2L在厚度方向上重叠的程度的情况下,也能够防止或抑制键合工具23与半导体芯片2L接触。
接下来,如图28所示,将金属带20的一端(图24所示的金属条带7LSR的一端)接合于低边用的半导体芯片2L的源电极焊盘2LSP。图23所示的金属条带7HSR与金属条带7LSR的宽度不同。因此,使用与在接合金属条带7HSR时使用的键合工具23相比,供给的金属带20的宽度不同的键合工具23来接合金属条带7LSR(参照图24)。只是,除供给的金属带20的宽度不同这一点外,是与图25~图27所示的键合工具23同样的构造,所以示为键合工具23并省略重读的说明。
本工序中,通过对键合工具23施加超声波,从而能够在金属带20与源电极焊盘2LSP的接触界面形成金属键,将金属带20与源电极焊盘2HSP电连接。另外,接片3L的位于芯片搭载面3Ca的相反侧的下表面3Cb与支撑台25的接片保持面25a紧贴并被保持于支撑台25。因此,对键合工具23施加的超声波有效地传递到金属带20的接合面。其结果,能够使金属带20与源电极焊盘2LSP的接合强度提高。
另外,图24所示的例子中,将低边用的源电极焊盘2LSP分割为2处而形成,所以本工序中,使键合工具23依次在2处源电极焊盘2LSP上移动而依次接合金属带20。此外,接合方法是同样的,所以省略图示。
接下来,一边从保持金属带20的辊21依次送出金属带20一边使键合工具23移动,而如图29所示,将金属带20的另一端接合于引脚4LS的条带连接部4B的上表面4a。此时,通过将金属带20按压于引脚4LS的条带连接面4Ba,从而金属带20紧贴条带连接面4Ba而按键合工具23变形。另外,通过对键合工具23施加超声波,从而能够在金属带20与条带连接部4B的条带连接面4Ba的接触界面形成金属键,将金属带20与条带连接部4B的条带连接面4Ba电连接。
在引脚4LS不搭载半导体芯片,所以不发生条带键合时键合工具23与半导体芯片接触的问题。但是,如使用图6说明地那样,从使引脚4LS难以从封固体5脱落的角度来看,优选是将引脚4LS的条带连接部4B的条带连接面4Ba配置于比端子部4T的上表面4a高的位置。
因此,本工序中,条带连接部4B的位于上表面4a的相反侧(正下方)的下表面与支撑台25的条带连接部保持面25b紧贴并被保持于支撑台25。图29所示的例子中,在支撑台25的局部设置有突出部25c,突出部的上表面成为条带连接部保持面25b。通过在这样作为被接合部的条带连接部4B的条带连接面4Ba由支撑台25的条带连接部保持面25b支撑的状态下进行键合,从而对键合工具23施加的超声波有效地传递到金属带20的接合面。其结果,能够使金属带20与条带连接部4B的接合强度提高。
接下来,使键合工具23沿着条带连接面4Ba向半导体芯片2L侧进一步移动。而且,通过将切断刀24朝向金属带20按压,从而将金属带20切断。金属带20的切断方法与使用图27说明的方法相同,所以省略图示以及重复的说明。
通过以上的工序,如图23以及图24所示,半导体芯片2H的源电极焊盘2HSP与接片3L的条带连接部3B的条带连接面3Ba,经由金属条带7HSR而电连接。另外,半导体芯片2L的源电极焊盘2LSP与引脚4LS的条带连接部4B的条带连接面4Ba,经由金属条带7LSR而电连接。
<引线键合工序>
另外,在图17所示的引线键合工序中,如图30~图32所示,将半导体芯片2H的栅电极焊盘2HGP与引脚4HG的条带连接部4B的条带连接面4Ba经由导线(金属导线)7GW而电连接。另外,本工序中,将半导体芯片2L的栅电极焊盘2LGP与引脚4LG的条带连接部4B的条带连接面4Ba经由导线(金属导线)7GW而电连接。
图30是表示将图23所示的多个半导体芯片与多个引脚分别经由导线而电连接的状态的放大平面图。另外,图31是沿图30的A-A线的放大剖视图。另外,图32是沿图30的B-B线的放大剖视图。
如图31或图32所示,本工序中,通过对键合工具26施加超声波,从而通过使导线7GW的一部分与被接合部金属键合而进行接合。例如、在图31以及图32所示的例子中,首先,在形成于栅电极焊盘2HGP、2LGP的最外表面的金属膜(例如铝膜、或金膜)接合例如由金(Au)形成的导线7GW的一端。此时,对接合工具26施加超声波以在接合界面形成金属键。
接下来,一边从键合工具26送出导线27一边使键合工具26在条带连接部4B上移动。在引脚4HG、4LG的条带连接部4B的条带连接面4Ba,形成有能够使导线7GW与引脚4HG、4LG的基材(例如铜)的连接强度提高的金属膜4BM。引脚4HG、4LG的基材例如由铜(Cu)形成,金属膜4BM例如由银(Ag)形成。而且,通过对键合工具26施加超声波,从而在导线27的一部(第2键合部)与金属膜4B的接合界面形成金属键,将两者电连接。接下来,如果将导线27切断,则形成图31以及图32所示的导线7GW。
本工序中,从使超声波有效地传递到被接合部并使接合强度提高的角度来看,优选是在由支撑台28支撑被接合部的状态下对键合工具26施加超声波。
另外,图17中示出在条带键合工序后进行引线键合工序,但是作为变形例,也可以在进行条带键合工序后进行引线键合工序。只是,条带键合工序中使用的键合工具23(参照图25~图29)比引线键合工序中使用的键合工具26(参照图31、图32)大。因此,从防止在条带键合时键合工具23与导线7GW接触的角度来看,优选是如图17所示在条带键合工序后进行引线键合工序。进一步,条带键合工序中施加的超声波的功率(能量)比引线键合中施加的超声波的功率(能量)大的情况多。这是因为:虽然与上述的键合工具的大小差异也有关系,但是条带键合工序中键合工具23施加超声波的面积比引线键合工序中键合工具26施加超声波的面积大。因此,若在先形成导线7GW后进行条带键合,则由于超声波的功率的影响,导线7GW从电极焊盘脱落的危险性升高。为了避免这样的危险性,也优选在条带键合工序后进行引线键合工序。
<密封工序>
接下来,图17所示的密封工序中,如图34所示,用绝缘树脂将半导体芯片2H、2L、接片3H、3L的一部分、引脚LS4的条带连接部4B、以及金属条带7HSR、7LSR密封,形成封固体5。图33是表示形成将图30所示的多个半导体芯片以及多个金属条带密封的封固体时的安装面侧的状态的放大平面图。另外,图34是沿图33的A-A线的放大断面中、表示在成形模具内配置有引线框架的状态的放大剖视图。
本工序中,例如如图34所示使用具备上模(第1模具)32和下模(第2模具)33的成形模具31,按照所谓传递模塑方式形成封固体5。
图33所示的例子中,以器件区域30a的多个接片3以及在接片3的周围配置的多个引脚4位于形成于上模32的型腔34内的方式配置引线框架30,并用上模32和下模33夹紧(夹入)。在该状态下,若将软化(可塑化)的热固性树脂(绝缘树脂)压入成形模具31的型腔34,则绝缘树脂被供给到型腔34和在下模33形成的空间内,按照型腔34的形状而成形。
此时,如果使接片3H、3L的下表面3b、3Cb以及引脚4LS的端子部4T的下表面4b紧贴下模33,则下表面3b、3Cb、4b在封固体5的下表面5b从封固体5露出。另一方面,使接片3L的条带连接部3B的下表面以及引脚4LS的条带连接部4B的下表面不紧贴下模33。因此,条带连接部3B、4B被绝缘树脂覆盖,并由封固体5密封。另外,关于使用图31以及图32说明了的引脚4HG、4LG,端子部4T的下表面4b分别从图33所示的封固体5露出,条带连接部4B分别被封固体5密封,但省略了图示。这样,接片3以及引脚4的各自的一部分被封固体5密封,从而难以从封固体5脱落。
此外,图33中,关于在一个型腔34内收置一个器件区域30a的所谓单片模塑方式的实施方式进行了说明。但是,作为变形例,也可以应用例如图18所示那样的具有集中覆盖多个器件区域30a的型腔34的成形模具,集中密封多个器件区域30a的方式。这样的密封方式,被称为集中密封(Block Molding)方式或MAP(Mold Array Process,铸造阵列处理)方式,1张引线框架30中的有效面积变大。
另外,封固体5以绝缘性的树脂为主体而构成,但是通过将例如硅石(二氧化硅;SiO2)微粒等填充微粒混合于热固性树脂,从而能够使封固体5的功能(例如、针对翻翘变形的耐性)提高。
<镀敷工序>
接下来,图17所示的镀敷工序中,如图35所示,将引线框架30浸入未图示的镀敷溶液,从封固体5露出的金属部分的表面形成金属膜SD。图35是表示图34所示的接片以及引脚的从封固体露出的露出面形成有金属膜的状态的放大剖视图。
图35所示的例子中,例如、在软钎料溶液中浸入引线框架30,利用电镀方式形成作为软钎料膜的金属膜SD。金属膜SD具有在将完成的半导体器件1(参照图6)安装于未图示的安装基板时使接合材料的润湿性提高的功能。作为软钎料膜的种类,可以举出例如、锡-铅镀、作为无Pb镀的纯锡镀、锡-铋镀等。
此外,也可以使用预先在引线框架形成有导体膜的先镀敷的引线框架。此时的导体膜,例如由镍膜、在镍膜上形成的钯膜和在钯膜上形成的金膜形成的情况居多。使用先镀敷的引线框架的情况下,将本镀敷工序省略。
只是,如上所述,金属条带7R的接合区域,优选是使作为基材的铜(Cu)露出以使接合强度提高。另外,在作为焊盘材料使用导电性粘接材料的情况下,芯片搭载区域,优选是作为基材的铜(Cu)露出以使接合强度提高。因此,即使在使用先镀敷的引线框架的情况下,也优选,在金属条带7R的接合区域以及芯片搭载区域不形成导体膜。
<单片化工序>
接下来,在图17所示的单片化工序中,如图36所示,按每个器件区域30a分割引线框架30。图36使表示将图33所示的引线框架单片化了的状态的放大平面图。
本工序中,如图36所示,将引脚4LS的一部分切断,并将引脚4LS从框部30c切下。另外,本工序中,将支撑接片3L的多个悬挂引脚TL的一部分切断,将接片3L从框部30c切下。另外,将支撑接片3H的多个悬挂引脚TL以及引脚4HD的一部分切断,将接片3H从框部30c切下。另外,将引脚4HG、4LG的一部分分别切断,将引脚4HG、4LG分别从框部30c切下。切断方法不特别限定,能够通过冲压加工、或使用旋转刀的切削加工进行切断。
通过以上的各工序,得到使用图1~图14说明了的半导体器件1。之后,进行外观检查和/或电气试验等必要的检查、试验,出厂、或者将其安装于未图示的安装基板。
<变形例>
接下来,关于对于在上述实施方式说明了的实施方式的各种变形例进行说明。
首先,上述实施方式中,关于作为用于将半导体芯片2H、2L粘接固定且将其与接片3H、3L电连接的导电性部件6,使用导电性粘接材料6H、6L的实施方式进行了说明。但是,如图37所示的变形例的半导体器件1a那样,作为导电性部件6可以使用软钎料6S。图37是作为对于图6的变形例的半导体器件的剖视图。
图37所示的半导体器件1a,在作为将半导体芯片2H、2L粘接固定于接片3H、3L且与其电连接的导电性部件6使用软钎料6S这一点上,不同于图6所示的半导体器件1。为了在半导体器件1的安装时抑制再熔融,优选,软钎料6S设为熔点比金属膜SD和/或在安装时使用的接合材料高的材料。高熔点化的方法不特别限定,例如能够通过使锡(SN)中混合的铅(Pb)等的含有率增加而使熔点提高。作为一例,可以使用铅的含有率为90重量%以上的软钎料。
另外,图6所示的导电性粘接材料6H、6L,通过树脂中所含的导电性微粒接触而形成导通路径,相对于此,软钎料6S整体由导体构成。因此,在导电性部件6使用软钎料6S的情况下,因与使用导电性粘接材料的情况相比能够使电连接可靠性提高这一点而优选。
另外,在使用软钎料6S的情况下,从使与接片3H、3L的芯片搭载面的连接强度提高的角度来看,在接片3H、3L的基材例如由铜(Cu)形成的情况下,优选是作为芯片搭载面的芯片搭载面3a、3Ca用能够使其与软钎料6S的连接强度提高的金属膜3BM覆盖。金属膜3BM使具有使软钎料6S对于芯片搭载面3a、3Ca的润湿性提高的功能的镀敷导体膜,例如能够例示镍(Ni)膜、或银(Ag)膜等。
此外,作为对于图37的进一步的变形例,也有在接片3以及引脚4的整个露出面形成金属膜3BM的方法。只是,如上所述,接合金属条带7R的区域,能够使作为基材的铜(Cu)露出而使连接强度提高。因此,从金属条带7R的连接强度提高的角度来看,优选是如图37所示,在搭载半导体芯片2H、2L的芯片搭载区域局部形成金属膜3BM。
另外,在使用软钎料6S作为焊盘材料的情况下,必需用于使软钎料熔融的加热处理工序(回流焊工序)。该回流焊工序中,需要以高于上述硬化工序的高温进行加热,所以对半导体芯片2H、2L施加负载。因此,从降低被付与半导体芯片的负载的角度来看,优选是加热软钎料6S的工序设为1次。也就是,优选是在1次回流焊工序中使接合半导体芯片2H的软钎料6S和接合半导体芯片2L的软钎料6S集中熔融、固化。
另外,在使用软钎料6S的情况下,如果软钎料6S漏出到条带连接部3B的条带连接面3Ba,则条带连接面会受到污染。因此,条带连接面3Ba的高度位于与作为芯片搭载面的芯片搭载面3Ca相同的高度或比其低的高度的情况下,与使用上述的导电性粘接材料6H、6L的情况同样地,需要将条带连接面与芯片搭载面的距离拉开。其结果,在使用软钎料6S的情况下,也存在难以小型化这样的课题。因此,此前说明了的几个特征的主要特征,能够解决该课题。
图37所示的半导体器件1a,在上述不同点以外的方面与上述实施方式中说明了的半导体器件1相同,所以省略重复的说明。
接下来,上述实施方式中,作为使接片3L的条带连接部3B的条带连接面3Ba的高度高于作为芯片搭载面的芯片搭载面3Ca的高度的方法,关于对接片3L实施弯曲加工以形成折弯部3W的方法进行说明。但是,如图38所示的变形例的半导体器件1b那样,通过使条带连接部3B的板厚比芯片搭载区域的厚度厚,从而能够使条带连接面3Ba的高度比芯片搭载面3Ca高。图37是作为对于图6的其他变形例的半导体器件的剖视图。
图38所示的半导体器件1b,在与接片3L形成为一体的条带连接部3B的厚度比半导体芯片2L的搭载区域的厚度厚这一点上不同于图6所示的半导体器件1。如果换言之,则在接片3L的厚度方向上,从条带连接面3Ba到其正下方的下表面3Bb的厚度(距离)比从作为芯片搭载面的芯片搭载面3Ca到其正下方的下表面3Bb的(距离)厚(大)。
另外,半导体器件1b,在接片3L的条带连接部3B的下表面3Bb与芯片搭载区域的下表面3Cb相连并从封固体5露出这一点上,不同于图6所示的半导体器件1。
通过这样设置,能够根据条带连接部3B的厚度控制条带连接面3Ba的高度,所以与半导体器件1那样通过例如冲压加工形成折弯部3W的情况相比,能够高精度地控制条带连接面3Ba的高度。图38所示那样具备阶梯部3DS的条带连接部3B,例如能够通过实施蚀刻加工来形成。或者,能够在形成引线框架30(参照图19)的阶段,通过对条带连接部3B的金属板实施弯曲加工以及塑性变形加工来形成。在上述任一情况下,都能够高精度地加工条带连接面3Ba的位置(高度)。
条带连接面3Ba的高度,如上所述,优选是高到能够避免条带键合工序中键合工具23与半导体芯片2L接触的程度。另一方面,若条带连接面3Ba的高度变得过高,则金属条带7HSR的高度变高,所以封装体高度变高。因此,如果高精度地控制条带连接面3Ba的高度,则能够控制封装体高度变高,因此优选。
另外,半导体器件1b与图6所示的半导体器件1的不同点在于:在接片3L的条带连接部3B的条带连接面3Ba与作为芯片搭载面的芯片搭载面3Ca之间不形成折弯部3W(参照图6),而在条带连接面3Ba与作为芯片搭载面的芯片搭载面3Ca之间配置有阶梯部(倾斜面)3DS。
上述实施方式中,说明了:通过形成折弯部3W,能够抑制在封固体5与条带连接部3B的空白区域产生的剥离发展。在如图38所示的半导体器件1b那样在条带连接面3Ba与芯片搭载面3Ca之间具有阶梯部3DS的情况下,能够通过阶梯部3DS来抑制剥离发展。特别是,在条带连接面3Ba与阶梯部3DS的边界、以及芯片搭载面3Ca与阶梯部3DS的边界,容易阻碍剥离的发展。也就是,根据图38所示的变形例,能够通过阶梯部3DS抑制剥离的发展,所以能够抑制由导电性粘接材料6L的剥离导致的电特性的降低。如果换言之,能够使半导体器件1b的可靠性提高。另外,图38所示的变形例,制造工序中在以下方面很优异。即,半导体器件1b在接片3没有折弯部,所以在上述的条带键合工序中,能够取代图25所示的支撑台25,而是用未设置有突出部25c的平坦的支撑台(省略图示)。由此,能够简化条带键合工序中使用的支撑台的构造。另外,能够用平坦的保持面牢固地保持条带连接面3Ba的正下方的下表面3Bb,所以能够稳定地进行条带键合。
图38所示的半导体器件1b,在除上述不同点以外的方面,与上述实施方式中说明了的半导体器件1同样,所以省略重复的说明。
接下来,上述实施方式中,为了易于理解,对内置有2个半导体芯片2的半导体器件1进行了说明。但是,内置于一个封装体的半导体芯片2的数量为2个以上也可以,例如能够应用于如图39所示内置有3个半导体芯片2的半导体器件1c。图39是表示作为对于图5的变形例的半导体器件的内部构造的平面图。另外,图40是对于图1的变形例,是表示组装入有图39所示的半导体器件的电源电路的结构例的说明图。另外,图41是沿图39的A-A线的放大剖视图。另外,图42是沿图39的B-B线的放大剖视图。
图39所示的半导体器件1c,在除半导体芯片2H、2L外还具有作为第3半导体芯片的半导体芯片2S这一点上,不同于图5所示的半导体器件1。如图40所示,半导体芯片2S具有驱动半导体芯片2H具有的高边用的MOSFET2HQ、以及半导体芯片2L具有的低边用的MOSFET2LQ的驱动器电路DR1、DR2。另外,半导体芯片2S具有经由驱动器电路DR1、DR2控制MOSFET2HQ、2LQ的驱动的控制电路CT。也就是,图40所示的半导体器件1c是将图1所示的半导体器件1以及半导体器件11内置于一个封装体内的半导体封装体。半导体器件1c在一个封装体内具有高边用的MOSFET2HQ、低边用的MOSFET2LQ、驱动器电路DR1、DR2、以及控制电路CT,所以能够降低整个电力转换电路的安装面积。
另外,如图41所示,半导体芯片2S具有表面2Sa和位于表面2Sa的相反侧的背面2Sb。另外,如图39所示在半导体芯片2S的表面2Sa形成有多个电极焊盘(第5电极焊盘、第6电极焊盘)PD。多个电极焊盘PD中的一部分经由导线7GW与在半导体芯片2H的表面2Ha形成的栅电极焊盘2HGP电连接。另外,多个电极焊盘PD中的另一部分经由导线7GW与在半导体芯片2L的表面2La形成的栅电极焊盘2LGP电连接。另外,在半导体芯片2S周围配置有多个引脚4,多个电极焊盘PD中的另一部分经由多个导线7W与多个引脚4电连接。
另外,如图41所示,半导体芯片2S搭载于有别于接片3H、3L(分离地)形成的接片3S上。接片3S具有作为芯片搭载面的芯片搭载面3a以及位于芯片搭载面3a的相反侧的下表面3b,下表面3b从封固体5露出。半导体芯片2S以背面2Sb与接片3S的芯片搭载面3a相对的方式,隔着焊盘材料6D搭载在接片3S上。
另外,在半导体芯片2S的背面2Sb未形成有电极。因此,焊盘材料6D并不是必需设为导电性部件,但是如果与图33所示的导电性粘接材料6H、6L同样使用导电性粘接材料,则因制造工序变得简单这一点而优选。
另外,在从图39到图42所示的半导体器件1c的制造工序中,将半导体芯片2S搭载在接片3S上的时刻,优选是在使用图17说明了的半导体芯片搭载工序中进行。另外,焊盘材料6D优选是使导电性粘接材料6H、6L集中固化。另外,接合导线7GW、7W的工序,能够在使用图17说明了的引线键合工序中进行。另外,半导体器件1c的制造工序中,在图17所示的密封工序中半导体芯片2S也由绝缘树脂密封。
另外,图39所示的半导体器件1c,在金属条带7HSR延伸的方向与金属条带7LSR延伸的方向不同这一点上不同于图5所示的半导体器件1。图39所示的例子中,金属条带7HSR沿从半导体芯片2H的源电极焊盘2HSP朝向接片3L的条带连接部3B的条带连接面3Ba的Y方向延伸。另一方面,金属条带7LSR沿从半导体芯片2L的源电极焊盘2LSP朝向引脚4LS的条带连接部4B的条带连接面4Ba的X方向延伸。Y方向与X方向垂直。
平面视图中,半导体器件1c形成为四边形,接片3H与引脚4LS沿同一边(沿Y方向延伸的一边)。因此,如上所述,成为金属条带7HSR延伸的方向与金属条带7LSR延伸的方向实质上垂直的布局。
如图40所示,连接输入电容器13的情况下,通过缩短高边用的MOSFET2HQ的漏极HD与低边用的MOSFET2LQ的源极LS的距离,从而能够减小连接于输入电容器13的电路的环形距离。由此,难以发生振铃(ringing)等。另外,在图39所示的例子中,通过将引脚4LS沿着在Y方向上延伸的一边配置,从而能够增大低边用的半导体芯片2L的平面大小。
只是,金属条带7HSR延伸的方向与金属条带7LSR延伸的方向的最佳关系,因半导体芯片2S的平面大小和/或不均而不同。例如,作为对于图39的进一步变形例,也可以减小半导体芯片2S以及接片3S的平面大小,将金属条带7HSR以及金属条带7LSR分别以沿Y方向延伸的方式配置,但是省略了图示。
另外,图42所示的半导体器件1c,在未对引脚4LS实施弯曲加工、条带连接部4B的条带连接面4Ba与端子部4T的上表面4a为同一高度这一点,不同于图6所示的半导体器件1。半导体器件1c中,对条带连接部4B的正下方的下表面实施半蚀刻加工,由此条带连接部4B被封固体5密封。相对于引脚4LS不搭载半导体芯片,所以即使条带连接部4B的条带连接面4Ba与端子部4T的上表面4a的高度相同,也不会发生条带键合时的课题。另外,在通过半蚀刻加工,将条带连接部4B密封的方式的情况下,无需设置图6所示的折弯部4W的空间,所以在小型化这一点上是有利。
图39~图42所示的半导体器件1c,在除上述的不同点外的方面,与上述实施方式中说明了的半导体器件1同样,所以省略重复的说明。
接下来,上述实施方式中,对于将半导体芯片2H的源电极焊盘2HSP与接片3L、以及半导体芯片2L的源电极焊盘2LSP与引脚4LS分别经由金属条带7HSR、7LSR电连接的实施方式进行了说明。但是,也可以应用于如图43所示的变形例的半导体器件1d那样、经由预先整形了的金属板即金属夹7HSC、7LSC而电连接的实施方式。图43是作为对于图6的其他变形例的半导体器件的剖视图。
图43所示的半导体器件1d,在半导体芯片2H的源电极焊盘2HSP与接片3L、以及半导体芯片2L的源电极焊盘2LSP与引脚4LS分别经由金属夹(金属板)7HSC、7LSC电连接这一点上,不同于图6所示的半导体器件1。
金属夹7HSC的一端经由软钎料(导电性部件)8与半导体芯片2H的源电极焊盘2HSP电连接。另外,金属夹7HSC的位于上述一端的相反侧的另一端,经由软钎料8电连接于接片3L的夹紧连接面即条带连接部3B的条带连接面3Ba。另外,为了使软钎料8的润湿性提高,而在条带连接面3Ba形成有金属膜3BM。
另外,金属夹7LSC的一端经由软钎料(导电性部件)8与半导体芯片2L的源电极焊盘2LSP电连接。另外,金属夹7LSC的位于上述一端的相反侧的另一端,经由软钎料8电连接于引脚4LS的夹紧连接面即条带连接部4B的条带连接面4Ba。另外,为了使软钎料8的润湿性提高,而在条带连接面4Ba形成有金属膜4BM。
在如半导体器件1d那样、取代上述实施方式中说明了的金属条带HSR、7HLR而使用金属夹7HSC、7LSC的情况下,在接合部设置软钎料8等导电性的接合材料。因此,在接合时,能够通过实施例如回流焊处理进行接合,所以不使用图25~图29所示的施加超声波的键合工具23。因此,不发生上述实施方式中说明了的那样的、键合工具23与半导体芯片2L接触的课题。
但是,如图43所示在半导体器件1d的制造工序中,在与图17所示的条带键合工序相对应的夹紧键合工序中,形成用于使软钎料8的润湿性提高的金属膜3BM。而且,在图17所示的半导体芯片搭载工序中,若由导电性粘接材料6L污染了金属膜3BM的露出面,则软钎料8的润湿性降低。也就是,在半导体芯片搭载工序中,需要保护金属膜3BM的露出面免受污染的技术。
该半导体芯片搭载工序中,作为保护金属膜3BM的露出面免受污染的技术,能够应用上述实施方式中说明了的技术。也就是,通过使条带连接部3B的条带连接面3Ba的高度高于接片3L的芯片搭载面即芯片搭载面3Ca的高度,从而能够防止或抑制芯片搭载工序中的金属膜3BM受污染。另外,如上述实施方式中说明的那样,在该对策方法的情况下,能够使半导体芯片2L与条带连接部3B的距离接近,所以能够使半导体器件1d的平面大小小型化。
图43所示的半导体器件1d,在上述的不同点外的方面与上述实施方式中说明了的半导体器件1同样,所以省略重复的说明。另外,若提取使用图43说明了的技术思想,则能够总结如下。
〔附记1〕
一种半导体器件的制造方法,包括:
a)准备具有搭载有第1半导体芯片的第1芯片搭载部和搭载有第2半导体芯片的第2芯片搭载部的引线框架的工序;
b)将第1金属条带的一端经由第1软钎料电连接于在上述第1半导体芯片的表面上形成的第1电极焊盘的工序;和
c)将上述第1金属条带的与上述一端相反侧的另一端经由第2软钎料电连接于上述第2芯片搭载部的条带连接部的条带连接面的工序,
在上述条带连接面形成覆盖上述第2芯片搭载部的基材的第1金属膜,
平面视图中,上述第2芯片搭载部的上述条带连接面位于上述第1半导体芯片与上述第2半导体芯片之间,
上述条带连接面的高度配置于比上述第2芯片搭载部的上述第2半导体芯片的搭载面的高度高的位置。
以上,基于实施方式具体地说明了由本发明者完成的发明,本发明不限定于上述实施方式,当然能够在不脱离其主旨的范围内进行各种改变。
例如,能够在不脱离上述实施方式中说明了的技术思想的主旨的范围内,组合应用多个变形例。
符号的说明
1、1a、1b、1c、1d 半导体器件
2、2H、2L 半导体芯片
2a、2Ha、2La 表面
2b、2Hb、2Lb 背面
2HD、2LD 漏极
2HDP、2LDP 漏电极
2HG 栅电极
2HGP、2LGP 栅电极焊盘
2HQ、2LQ MOSFET(场效应晶体管、功率晶体管)
2HSP、2LSP 源电极焊盘
2S 半导体芯片
2Sa 表面
2Sb 背面
3、3H、3L 接片(芯片搭载部、焊盘)
3a、3Ca 芯片搭载面(上表面)
3b 下表面(安装面)
3B 条带连接部(连接部)
3b、3Cb 下表面
3b、3Cb、4b 下表面
3Ba 条带连接面(连接面、上表面)
3Bb 下表面(条带连接面3Ba的正下方的下表面)
3BM 金属膜
3C 芯片连接部
3Ca 芯片搭载面(上表面)
3Cb 下表面(安装面)
3DS 阶梯部(倾斜面)
3E 边缘部
3S 接片
3W、4W 折弯部(倾斜部)
3Wa 上表面
3Wb 下表面
4、4HD、4HG、4HS、4LD、4LG、4LS 引脚
4a 上表面
4b 下表面
4B 条带连接部(连接部)
4B 金属膜
4Ba 条带连接面(连接面、上表面)
4Bb 下表面
4BM 金属膜
4Bw 导线连接部
4Bwa 导线连接面
4BwM 金属膜
4HD 引脚
4HD、4LD、4LS 引脚
4HG 引脚
4HG、4LG 引脚
4HG、4LS、4LG 引脚
4LD 引脚
4LG 引脚
4LS 引脚(板状引脚部件)
4LS 引脚
4LS、4HG、4LG 引脚
4T 端子部
4W 部(或倾斜部)
4W 部
5 封固体(树脂体)
5a 上表面
5b 下表面(安装面)
5c 侧面
6 导电性部件(焊盘材料)
6D 键合材料
6H、6L 导电性粘接材料(导电性部件)
6S 软钎料
7GW、7W 导线(导电性部件、金属导线)
7HSC、7LSC 金属夹(金属板)
7HSR、7LSR、7R 金属条带(导电性部件、带状金属部件)
8 软钎料(导电性部件)
10 电源电路
11 半导体器件
12 输入电源
13 输入电容器
14 负载
15 线圈
16 输出电容器
20 金属带
21 辊(保持部)
22 被接合部(半导体芯片2的电极焊盘PD和/或接片3的条带连接部3B的连接面3Ba)
22 被接合部
23 键合工具(接合夹具)
23b 下表面
24 切断刀
25 支撑台
25a 接片保持面
25b 条带连接部保持面
25c 突出部
26 接合工具
27 导线
28 支撑台
30 引线框架
30a 器件区域
30b 外框
30c 框部
31 成形模具
32 上模(第1模具)
32 上模
33 下模(第2模具)
33 下模
34 型腔
60、61 半导体器件。

Claims (20)

1.一种半导体器件的制造方法,包括:
a)准备具有第1芯片搭载部和第2芯片搭载部的引线框架的工序,所述第1芯片搭载部搭载有第1半导体芯片,所述第2芯片搭载部搭载有第2半导体芯片;
b)通过对第1键合工具施加超声波从而将第1金属条带的一端电连接于在所述第1半导体芯片的表面上形成的第1电极焊盘的工序;以及
c)通过对所述第1键合工具施加超声波从而将所述第1金属条带的与所述一端相反侧的另一端电连接于所述第2芯片搭载部的条带连接部的条带连接面的工序,
在平面视图中,所述第2芯片搭载部的所述条带连接面位于所述第1半导体芯片与所述第2半导体芯片之间,
所述条带连接面配置于高度比搭载有所述第2半导体芯片的所述第2芯片搭载部的芯片连接部的芯片连接面的高度高的位置。
2.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法,其中,
所述条带连接面的高度在所述第2半导体芯片的表面高度以上。
3.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法,其中,
所述c)工序,在所述第2芯片搭载部的与所述条带连接面相反侧的正下方的下表面由支撑台支撑的状态下进行。
4.根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法,其中,
所述引线框架包括具有条带连接部的第1引脚,
所述半导体器件的制造方法包括:d)在所述c)工序后,通过对第2键合工具施加超声波从而将第2金属条带的一端电连接于在所述第2半导体芯片的表面上形成的第2电极焊盘的工序;和
e)在所述d)工序后,通过对所述第2键合工具施加超声波从而将所述第2金属条带的与所述一端相反侧的另一端电连接于所述第1引脚的所述条带连接部的条带连接面的工序。
5.根据权利要求4所述的半导体器件的制造方法,其中,
所述第1半导体芯片具有在其表面上形成的第3电极焊盘,
所述第2半导体芯片具有在其表面上形成的第4电极焊盘,
所述半导体器件的制造方法包括:f)在所述e)工序后,通过对第3键合工具施加超声波从而将第1金属导线的一端以及第2金属导线的一端分别电连接于所述第3电极焊盘以及第4电极焊盘的工序。
6.根据权利要求5所述的半导体器件的制造方法,其中,
包括:g)在所述f)工序后,利用绝缘树脂将所述第1半导体芯片以及第2半导体芯片、所述第1芯片搭载部的一部分以及第2芯片搭载部的一部分、所述第1金属条带以及第2金属条带、所述第1金属导线以及第2金属导线、以及所述第1引脚的所述条带连接部密封,形成封固体的工序。
7.根据权利要求6所述的半导体器件的制造方法,其中,
所述引线框架具有搭载有第3半导体芯片的第3芯片搭载部,
在所述第3半导体芯片的表面形成有第5电极焊盘与第6电极焊盘,
所述f)工序包括通过对所述第3键合工具施加超声波从而将所述第1金属导线以及第2金属导线的与所述一端相反侧的另一端分别电连接于所述第5电极焊盘以及第6电极焊盘的工序,
所述g)工序包括利用所述绝缘树脂也将所述第3半导体芯片密封,形成所述封固体的工序。
8.根据权利要求6所述的半导体器件的制造方法,其中,
所述第2芯片搭载部具有形成有芯片搭载面和所述条带连接面的上表面和与所述上表面相反侧的下表面,
在所述芯片搭载面搭载有所述第2半导体芯片,
在所述第2芯片搭载部的厚度方向上,从所述条带连接面到所述条带连接面的正下方的所述下表面的厚度,比从所述芯片搭载面到所述芯片搭载面的正下方的所述下表面的厚度厚,
所述g)工序中,以所述第2芯片搭载部的所述下表面从所述封固体露出的方式形成所述封固体。
9.根据权利要求6所述的半导体器件的制造方法,其中,
所述第2芯片搭载部具有形成有芯片搭载面和所述条带连接面的上表面和与所述上表面相反侧的下表面,
在所述芯片搭载面搭载有所述第2半导体芯片,
在所述第2芯片搭载部的厚度方向上,从所述条带连接面到所述条带连接面的正下方的所述下表面的厚度,与从所述芯片搭载面到所述芯片搭载面的正下方的所述下表面的厚度相等,
所述g)工序中,以位于所述条带连接面的正下方的所述下表面的一部分被所述封固体覆盖、位于所述芯片搭载面的正下方的所述下表面的一部分从所述封固体露出的方式形成所述封固体。
10.根据权利要求4所述的半导体器件的制造方法,其中,
所述第2金属条带的在与从所述第2半导体芯片的所述第2电极焊盘朝向所述第1引脚的所述条带连接部的方向垂直的方向上的宽度,大于所述第1金属条带的在与从所述第1半导体芯片的所述第1电极焊盘朝向所述第2芯片搭载部的所述条带连接面的方向垂直的方向上的宽度。
11.根据权利要求4所述的半导体器件的制造方法,其中,
以所述第2芯片搭载部在平面视图中位于所述第1芯片搭载部与所述第1引脚之间的方式,配置所述第1引脚。
12.根据权利要求4所述的半导体器件的制造方法,其中,
所述第1金属条带沿第1方向延伸,所述第1方向是从所述第1半导体芯片的所述第1电极焊盘朝向所述第2芯片搭载部的所述条带连接面的方向,
所述第2金属条带沿第2方向延伸,所述第2方向是从所述第2半导体芯片的所述第2电极焊盘朝向所述第1引脚的所述条带连接部的方向,
所述第1方向与所述第2方向垂直。
13.根据权利要求4所述的半导体器件的制造方法,其中,
所述第1引脚的所述条带连接面的高度比所述第2半导体芯片的表面的高度高。
14.一种半导体器件的制造方法,包括:
a)准备具有第1芯片搭载部、第2芯片搭载部以及第1引脚的引线框架的工序;
b)将具有形成有第1电极焊盘的第1表面和与所述第1表面相反侧的第1背面的第1半导体芯片,以所述第1背面与所述第1芯片搭载部相对的方式,隔着第1导电性粘接材料搭载于所述第1芯片搭载部的工序;
c)将具有形成有第2电极焊盘的第2表面和与所述第2表面相反侧的第2背面的第2半导体芯片,以所述第2背面与所述第2芯片搭载部相对的方式,隔着第2导电性粘接材料搭载于所述第2芯片搭载部的芯片搭载面的工序;
d)在所述b)工序以及c)工序后,使所述第1导电性粘接材料以及第2导电性粘接材料固化的工序;
e)通过对第1键合工具施加超声波从而将第1金属条带的一端电连接于所述第1半导体芯片的所述第1电极焊盘的工序;
f)通过对所述第1键合工具施加超声波从而将所述第1金属条带的与所述一端相反侧的另一端电连接于所述第2芯片搭载部的条带连接面的工序;
g)通过对第2键合工具施加超声波从而将第2金属条带的一端电连接于所述第2半导体芯片的所述第2电极焊盘的工序;
h)通过对所述第2键合工具施加超声波从而将所述第2金属条带的与所述一端相反侧的另一端电连接于所述第1引脚的条带连接部的工序;
i)利用绝缘树脂将所述第1半导体芯片以及第2半导体芯片、所述第1芯片搭载部的一部分以及第2芯片搭载部的一部分、所述第1引脚的所述条带连接部、以及所述第1金属条带以及第2金属条带密封,形成封固体的工序;以及
j)将所述第1引脚的一部分切断,将所述第1引脚的剩余部分与所述引线框架切断分离的工序,
在平面视图中,所述第2芯片搭载部的所述条带连接面位于所述第1半导体芯片与所述第2半导体芯片之间,
所述条带连接面配置于高度比所述第2芯片搭载部的所述第2半导体芯片的搭载面的高度高的位置。
15.根据权利要求14所述的半导体器件的制造方法,其中,
所述条带连接面的高度在所述第2半导体芯片的表面的高度以上。
16.一种半导体器件,其中,具有:
第1半导体芯片,其具有形成有第1电极焊盘的第1表面;
具有第2表面的第2半导体芯片;
第1芯片搭载部,其具有隔着第1导电性粘接材料搭载有所述第1半导体芯片的上表面和与所述上表面相反侧的下表面;
第2芯片搭载部,其具备隔着第2导电性粘接材料搭载所述第2半导体芯片的芯片连接部和条带连接部,具有上表面和与所述上表面相反侧的下表面;
第1金属条带,其一端电连接于所述第1半导体芯片的所述第1电极焊盘,第1金属条带的与所述一端相反侧的另一端电连接于所述第2芯片搭载部的所述条带连接部;和
封固体,其将所述第1半导体芯片以及第2半导体芯片、所述第1芯片搭载部的一部分以及第2芯片搭载部的一部分、以及所述第1金属条带密封,
所述第2半导体芯片搭载于所述第2芯片搭载部的所述芯片连接部的芯片连接面,
所述第1金属条带的所述另一端电连接于所述第2芯片搭载部的所述条带连接部的条带连接面,
在平面视图中,所述条带连接面位于所述第1半导体芯片与所述第2半导体芯片之间,所述条带连接面配置于高度比所述芯片连接面的高度高的位置。
17.根据权利要求16所述的半导体器件,其中,
所述条带连接面的高度在所述第2半导体芯片的所述第2表面的高度以上。
18.根据权利要求17所述的半导体器件,其中,
所述第2芯片搭载部在所述条带连接部与所述芯片连接部之间,设置有所述条带连接面的高度变得比芯片搭载面的高度高的折弯部。
19.根据权利要求18所述的半导体器件,其中,
所述第2芯片搭载部的所述条带连接面的正下方的所述下表面被所述封固体覆盖,
所述第2芯片搭载部的所述芯片搭载面的正下方的所述下表面从所述封固体露出。
20.根据权利要求19所述的半导体器件,其中,
在所述第2芯片搭载部的厚度方向上,从所述条带连接面到所述条带连接面的正下方的所述下表面的厚度,与从所述芯片搭载面到所述芯片搭载面的正下方的所述下表面的厚度相等。
CN201280075599.4A 2012-09-24 2012-09-24 半导体器件的制造方法以及半导体器件 Expired - Fee Related CN104603943B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/074369 WO2014045435A1 (ja) 2012-09-24 2012-09-24 半導体装置の製造方法および半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104603943A CN104603943A (zh) 2015-05-06
CN104603943B true CN104603943B (zh) 2017-07-04

Family

ID=50340784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280075599.4A Expired - Fee Related CN104603943B (zh) 2012-09-24 2012-09-24 半导体器件的制造方法以及半导体器件

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150206830A1 (zh)
JP (1) JP5870200B2 (zh)
KR (1) KR20150056531A (zh)
CN (1) CN104603943B (zh)
TW (1) TW201413839A (zh)
WO (1) WO2014045435A1 (zh)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160277017A1 (en) * 2011-09-13 2016-09-22 Fsp Technology Inc. Snubber circuit
JP6147588B2 (ja) * 2013-07-01 2017-06-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP6316708B2 (ja) * 2014-08-26 2018-04-25 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
US9171788B1 (en) * 2014-09-30 2015-10-27 Alpha And Omega Semiconductor Incorporated Semiconductor package with small gate clip and assembly method
JP6325975B2 (ja) * 2014-12-19 2018-05-16 新光電気工業株式会社 リードフレーム、半導体装置
JP6507779B2 (ja) * 2015-03-26 2019-05-08 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および電子機器
CN107431060B (zh) * 2015-06-24 2021-01-05 瑞萨电子株式会社 半导体器件的制造方法
CN105552075B (zh) * 2016-01-22 2018-06-22 成都芯源系统有限公司 一种减少系统环路寄生电感的半导体器件
JP6591302B2 (ja) * 2016-01-29 2019-10-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP2017162866A (ja) * 2016-03-07 2017-09-14 株式会社東芝 半導体装置
CN106229307B (zh) * 2016-08-01 2019-05-17 长电科技(宿迁)有限公司 铝线焊点表面二次装片的焊接结构及其工艺方法
US10825757B2 (en) * 2016-12-19 2020-11-03 Nexperia B.V. Semiconductor device and method with clip arrangement in IC package
JP6901902B2 (ja) * 2017-04-27 2021-07-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP6777815B2 (ja) * 2017-05-10 2020-10-28 三井化学株式会社 半導体装置の製造方法および半導体装置の中間体
DE112018002452B4 (de) * 2017-05-12 2023-03-02 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitermodul und Leistungswandler
US11257768B2 (en) * 2017-12-13 2022-02-22 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device and power conversion device
EP3633715A1 (en) * 2018-10-02 2020-04-08 Infineon Technologies Austria AG Multi-clip structure for die bonding
JP7199214B2 (ja) * 2018-12-17 2023-01-05 ローム株式会社 半導体装置および電力変換装置
JP7364168B2 (ja) * 2019-02-12 2023-10-18 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体モジュール及び半導体デバイス収容体
JP7222822B2 (ja) * 2019-06-18 2023-02-15 株式会社東芝 半導体装置
US11538768B2 (en) * 2019-10-04 2022-12-27 Texas Instruments Incorporated Leadframe with ground pad cantilever
JP7510764B2 (ja) * 2020-01-30 2024-07-04 ローム株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
DE112020007221T5 (de) * 2020-05-21 2023-03-09 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung
EP4161726A4 (en) * 2020-06-03 2024-06-12 Kulicke and Soffa Industries, Inc. ULTRASONIC WELDING SYSTEMS, METHODS OF USE THEREOF AND RELATED WORKPIECES WITH WELDED CONDUCTIVE PINS
JP7264143B2 (ja) * 2020-11-12 2023-04-25 株式会社デンソー 半導体モジュール、および、それを含むパワーモジュール
JP7638087B2 (ja) * 2020-11-30 2025-03-03 新電元工業株式会社 半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法
FR3118391B1 (fr) * 2020-12-22 2025-01-17 Valeo Equip Electr Moteur Module de puissance avec surmoulage et systemes comprenant un tel module de puissance
FR3118390B1 (fr) * 2020-12-22 2026-02-06 Valeo Equipements Electriques Moteur Module de puissance avec surmoulage et systemes comprenant un tel module de puissance
KR102341396B1 (ko) * 2021-05-04 2021-12-21 제엠제코(주) 반도체 패키지 및 이에 적용되는 금속 브릿지
US12021019B2 (en) * 2021-10-29 2024-06-25 Texas Instruments Incorporated Semiconductor device package with thermal pad
JP7696853B2 (ja) 2022-03-24 2025-06-23 株式会社東芝 半導体装置
JP2023166740A (ja) * 2022-05-10 2023-11-22 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
CN116613178A (zh) * 2023-06-30 2023-08-18 天马新型显示技术研究院(厦门)有限公司 显示面板和显示装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080135997A1 (en) * 2004-11-12 2008-06-12 Hun-Teak Lee Wire bond interconnection
JP2009259981A (ja) * 2008-04-15 2009-11-05 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
US20100270992A1 (en) * 2009-04-28 2010-10-28 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011003631A (ja) * 2009-06-17 2011-01-06 Mitsubishi Electric Corp 電力半導体装置
US20130015567A1 (en) * 2010-10-21 2013-01-17 Panasonic Corporation Semiconductor device and production method for same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080135997A1 (en) * 2004-11-12 2008-06-12 Hun-Teak Lee Wire bond interconnection
JP2009259981A (ja) * 2008-04-15 2009-11-05 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
US20100270992A1 (en) * 2009-04-28 2010-10-28 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
CN104603943A (zh) 2015-05-06
HK1206147A1 (zh) 2015-12-31
JP5870200B2 (ja) 2016-02-24
JPWO2014045435A1 (ja) 2016-08-18
TW201413839A (zh) 2014-04-01
KR20150056531A (ko) 2015-05-26
US20150206830A1 (en) 2015-07-23
WO2014045435A1 (ja) 2014-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104603943B (zh) 半导体器件的制造方法以及半导体器件
TWI585978B (zh) Semiconductor device and manufacturing method thereof
CN102867792B (zh) 半导体器件及其制造方法
US9024423B2 (en) Semiconductor device for a DC-DC converter
JP5107839B2 (ja) 半導体装置
CN107068641A (zh) 双侧冷却集成功率装置封装和模块及其制造方法
HK1206147B (zh) 半导体器件的制造方法以及半导体器件
JP2016076730A (ja) 半導体装置
HK1197496A (zh) 半导体装置
HK1197496B (zh) 半导体装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Tokyo, Japan, Japan

Applicant after: Renesas Electronics Corporation

Address before: Kanagawa

Applicant before: Renesas Electronics Corporation

COR Change of bibliographic data
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1206147

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1206147

Country of ref document: HK

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170704

Termination date: 20190924

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee