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)明涉及進(jìn)行引線接合并將置入樹脂管殼的金屬端子與半導(dǎo)體芯片連接的半導(dǎo)體裝置及其制造方法，特別涉及引線接合時(shí)將金屬端子牢固地固定于樹脂管殼的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
在功率器件半導(dǎo)體裝置等的半導(dǎo)體裝置中，沖莫壓形成要成為其殼體的樹脂管殼后，將金屬端子插入(或安裝)到樹脂管殼的預(yù)定位置是普遍的做法。如此在樹脂管殼形成后將金屬端子插入到樹脂管殼上的方法4皮稱為夕卜4翁(outserting )。
被外插的金屬端子與搭載在樹脂管殼內(nèi)的半導(dǎo)體芯片通過引線接合來連接。這里，為了高精度且具有充分接合強(qiáng)度地進(jìn)行引線接合，要求金屬端子相對(duì)于樹脂管殼固定的位置沒有偏移。因此，上述的樹脂管殼設(shè)有通過設(shè)置與金屬端子嵌合的部分等來限制金屬端子的移動(dòng)的構(gòu)造。
參照?qǐng)D10、 11來說明一例限制(固定^皮外插的金屬端子的移動(dòng)的方法。如圖IO所示，設(shè)有引線接合面108的金屬端子100沿箭頭方向插入至樹脂管殼102內(nèi)。該插入通過將金屬端子100穿過樹脂管殼102具有的突起部104和相鄰的突起部104之間來進(jìn)行。金屬端子100插入終止后，如圖11所示，金屬端子IOO就嵌合在突起部104內(nèi)。另夕卜，引線接合面108夾于引線接合面固定部106而固定。再者，關(guān)于固定端子框架等的其它方法，在專利文獻(xiàn)l-6中有記載。
特開昭59-008399號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開昭62_158389號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]特開2002-231217號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]特開昭60-223143號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)5]特開2002-291135號(hào)公凈艮[專利文獻(xiàn)6]特開平01-243383號(hào)公才良
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述課題構(gòu)思而成，其目的在于提供這樣的半導(dǎo)體裝置及其制造方法，其中金屬端子無缺陷地以簡(jiǎn)易的方法牢固地與樹脂管殼接合，金屬端子與半導(dǎo)體芯片通過引線接合而連接。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，包括如下工序?qū)⒔饘俣俗影惭b在樹脂管殼內(nèi)部的預(yù)定位置上；將所安裝的該金屬端子通過感應(yīng)加熱方式加熱至該樹脂管殼的熔點(diǎn)以上，在與該樹脂管殼接觸的部分將該金屬端子熔接固定在該樹脂管殼上；在該樹脂管殼內(nèi)部搭載半導(dǎo)體芯片；通過引線接合將該半導(dǎo)體芯片與被熔接固定的該金屬端子連接。
按照本發(fā)明，可以用簡(jiǎn)易的方法將金屬端子熔接固定在樹脂管殼上，能夠進(jìn)行高精度且導(dǎo)線充分與金屬端子接合的引線接合。


圖1是實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的透視圖。
圖2是圖1的平面圖。 圖3是圖1的3-3剖面。
圖4是說明實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的制造方法的流程圖。
圖5說明圖4的步驟30。
圖6說明圖4的步驟32、 34。
圖7說明具有凹部的金屬端子。
圖8說明將圖7所示的金屬端子插入并感應(yīng)加熱后的結(jié)構(gòu)。 圖9是圖8的9-9剖面。 圖IO說明金屬端子的外插。 圖11說明被夕卜插的金屬端子。
圖12說明嵌合部的金屬端子與樹脂管殼之間的間隙。 圖13說明引線接合部的金屬端子與樹脂管殼之間的間隙。 圖14說明用粘接劑將金屬端子與樹脂管殼粘接的狀態(tài)。 圖15說明將高溫金屬接觸樹脂管殼來進(jìn)行金屬端子固定。 標(biāo)記說明
10金屬端子 12樹脂管殼 20半導(dǎo)體芯片 22引線接合面 24、 25熔接固定部 40交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置 52凹部
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1本實(shí)施例涉及將被外插在樹脂管殼上的金屬端子與半導(dǎo)體芯片 的進(jìn)行引線接合的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。下面，參照?qǐng)Dl來說明
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置設(shè)有樹脂管殼12。樹脂管殼 12構(gòu)成半導(dǎo)體裝置的殼體，其內(nèi)壁側(cè)的側(cè)面上設(shè)有突起部14。突起部 14是從樹脂管殼12的側(cè)面突出的粗頭形狀。樹脂管殼12還設(shè)有引線 接合面固定部16。引線接合面固定部16是配置成可形成用以固定后 述的金屬端子的引線接合面的溝槽的凸部。
左右的頻率，在金屬端子10上感應(yīng) 500-600[A]左右的電流。通過施加該電流約IO秒鐘，金屬端子纟支加熱 至300[。C]左右的高溫。金屬端子10達(dá)到300[。C]左右時(shí)，樹脂管殼12 就成為熔融狀態(tài)。即，在金屬端子IO與樹脂管殼12的接觸面上，樹 脂管殼12成為熔融狀態(tài)。再者，在金屬端子IO與樹脂管殼12之間， 即使有圖12、 13所示的間隙A、 B、 C、 D,由于兩者的距離十分接近， 均被樹脂管殼12熔合。接著，在步驟36中，將交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置40從樹脂管殼12內(nèi) 部取出。
然后，進(jìn)入步驟38的工序處理。在步驟38中，將半導(dǎo)體芯片搭 載在樹脂管殼12內(nèi)部的底部。半導(dǎo)體芯片如圖1所示的半導(dǎo)體芯片 20那樣配置，但對(duì)此并無特別的限定，能進(jìn)行后述的引線接合即可。
〖0023]
接著，進(jìn)入步驟40的工序處理。在步驟40中，如圖l所示，引 線接合面22和半導(dǎo)體芯片20通過引線接合而連接。
在用引線接合進(jìn)行金屬端子與半導(dǎo)體芯片的連接時(shí)，在金屬端子 上邊施加熱、超聲波、負(fù)荷，邊進(jìn)行引線連接。在通過引線接合進(jìn)行 連接時(shí)對(duì)金屬端子適當(dāng)?shù)厥┘映暡ㄕ駝?dòng)，以形成充分的合金部分來 達(dá)到將導(dǎo)線連接的條件。但是，外插金屬端子時(shí)，金屬端子相對(duì)于樹 脂管殼的固定多半是不充分的。因此，由于引線接合裝置的毛細(xì)狀的 前端部與金屬端子之間的調(diào)整而移動(dòng)等原因，超聲波振動(dòng)往往不能適 當(dāng)?shù)厥┘拥浇饘俣俗由?。作為其結(jié)果，存在金屬端子與導(dǎo)線不能接合 或接合強(qiáng)度不充分的問題。
依據(jù)本實(shí)施例，可以解決上述問題。在本實(shí)施例中，如圖2、 3 所說明，在金屬端子與樹脂管殼的接合面上形成熔接固定部，在多個(gè) 面上將兩者熔接固定。因而，構(gòu)成為在金屬端子與樹脂管殼的接觸部 位進(jìn)行面接合，金屬端子被牢固地固定在樹脂管殼上。因此，在引線 接合時(shí)，不會(huì)造成金屬端子不穩(wěn)定，可以高精度實(shí)現(xiàn)充分形成合金部 分的引線接合。再有，在進(jìn)行如圖15那樣由加熱樹脂的方法產(chǎn)生的連 接時(shí)金屬端子的接合強(qiáng)度是30-40[N]，而在釆用本實(shí)施例的方法進(jìn)行 的連接時(shí)是80-100[N]，可確認(rèn)金屬端子被牢固地固定在樹脂管殼上。
再者，由于金屬端子的感應(yīng)加熱用配置在樹脂管殼內(nèi)部的交變石茲 場(chǎng)發(fā)生裝置來進(jìn)行，可以使金屬端子與交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置的距離接近。 因而，可以高效地加熱金屬端子。特別是，與交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置配置 在樹脂管殼外部的情況相比，本例的交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置可在與金屬端 子的引線接合部接近的狀態(tài)下進(jìn)行感應(yīng)加熱。因此，能夠在作為與引 線接合部的引線接合面相對(duì)的面的接觸面上得到良好的面接合。由于 上述的接觸面用熔接固定進(jìn)行面接合，在金屬端子上適當(dāng)?shù)厥┘佑梢?線接合產(chǎn)生的超聲波振動(dòng)，可以穩(wěn)定進(jìn)行？ 1線接合強(qiáng)度改善的高精度 的引線接合。
與采用粘接劑的金屬端子的固定相比，采用本實(shí)施例的方法的金 屬端子的固定工序較為簡(jiǎn)易，也不用擔(dān)心由粘接材料的飛賊引起的缺 陷發(fā)生。另外，與將高溫金屬接觸樹脂管殼來熔融樹脂管殼的情況相 比，本實(shí)施例的方法的連接效率高。即，將高溫金屬接觸樹脂管殼來 熔融樹脂管殼，會(huì)熔融到對(duì)金屬端子與樹脂管殼的接合無貢獻(xiàn)的部分 的樹脂管殼，存在使樹脂管殼的強(qiáng)度下降或變形的可能性。另一方面， 本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法，對(duì)金屬端子與樹脂管殼的熔接固 定無貢獻(xiàn)的樹脂管殼的部分不會(huì)^皮熔融，因此效率高。
為了更加提高金屬端子與樹脂管殼的固定，也可以將金屬端子做 成圖7所示的形狀。圖7所示的金屬端子50在設(shè)有外部連接部、嵌合 部、引線接合部60這一點(diǎn)上與上述的金屬端子10相同，其特征是在嵌合部上設(shè)有凹部52。設(shè)有凹部52的金屬端子50沿圖7的箭頭方向 插入。其后的工序與圖4所示的流程圖相同。
圖8表示金屬端子50被插入至樹脂管殼102并感應(yīng)加熱后的外 觀。圖9表示圖8的9-9剖面。如圖9所示，由于感應(yīng)加熱，在凹部 52中形成沿凹部52的形狀的熔接固定部53。因此，與無凹部的情況 相比，由于熔接固定的面增加，能夠加強(qiáng)金屬端子的固定。
在本實(shí)施例中，交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置設(shè)有長(zhǎng)方形部分，作為將長(zhǎng)方 形部分配置在樹脂管殼內(nèi)部來使磁場(chǎng)發(fā)生，但本發(fā)明不受此限。即， 本發(fā)明是用感應(yīng)加熱進(jìn)行金屬端子的固定的裝置，通過將交變磁場(chǎng)的 發(fā)生源置入樹脂管殼內(nèi)部來進(jìn)行感應(yīng)加熱，可以提高效率。因而，若 將交變磁場(chǎng)的發(fā)生源設(shè)于外部也能充分感應(yīng)加熱，就不需要配置在內(nèi) 部，不管是內(nèi)部配置或外部配置，即使不具有長(zhǎng)方形部分，也并不失 卻本發(fā)明的效果。
另外，圖4說明的半導(dǎo)體芯片搭載工序(步驟38)只要在步驟40 說明的引線接合工序之前即可，可以在任何時(shí)候進(jìn)行。
權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，設(shè)有樹脂管殼；被搭載于所述樹脂管殼內(nèi)部的半導(dǎo)體芯片；具有相對(duì)的引線接合面和接觸面的金屬端子；以及連接所述引線接合面與所述半導(dǎo)體芯片的導(dǎo)線，所述接觸面通過熔接固定而面接合于所述樹脂管殼內(nèi)部。
2. 如權(quán)艦求1所述的半科裝置，期爭(zhēng)棘于， 所述金屬端子具有凹部， 所述樹脂管殼的樹脂填A(yù)^斤述凹部。
3. 如^又利^"求1或2所述的半"^^裝置，期村碌于， 在與所述樹脂管^財(cái)妄觸的所有部分上，所述金屬端子^^矣固定于所述樹脂管殼。
4. 一種半>|^裝置的制妙法，^4科雄于^i^t。下工序 #^屬端子安^^樹脂管殼內(nèi)部的預(yù)定位置上；將被安裝的所述金屬端子以感應(yīng)加熱方式加熱至所述樹脂管殼的熔點(diǎn)以 上，并將所述金屬端子在與所述樹脂管殼4財(cái)妻觸的部分》敘矣固定于所述樹脂管 殼；在所述樹脂管殼內(nèi)^l荅載半科芯片；以及通過 1線^^將浮射容接固定的所述^屬端子與所ii半^^芯片連4妄。
5. 如權(quán)利要求4所述的半^^裝置的制i^r法，^4村雄于，具有相對(duì)的？ 1線掩^面和接觸面的金屬端子作為所述金屬端子， 在所述 1 ^l給面上進(jìn)行所述51線4給，將交變磁場(chǎng)發(fā)生裝Iii^^斤述樹脂管殼內(nèi)部，通ii/斤述交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置的感應(yīng)加熱，將所述接觸面》敘妄固定于所述樹脂管殼內(nèi)部的底部。
6. :H又矛虔求4或5所述的半"f^^裝置的制it^法，^f襯雄于， 用形M凹部的金屬端子作為所^i4r屬端子，將所述金屬端子;^妄固定于所述樹脂管殼時(shí)，^^斤述樹脂管殼的樹脂填 A^斤述凹部。
全文摘要
本發(fā)明“半導(dǎo)體裝置及其制造方法”旨在提供可用簡(jiǎn)易的方法將金屬端子固定在樹脂管殼上，高精度且穩(wěn)定地進(jìn)行所要的引線接合的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。所述半導(dǎo)體裝置設(shè)有樹脂管殼、搭載在該樹脂管殼內(nèi)部的半導(dǎo)體芯片、具有相對(duì)的引線接合面和接觸面的金屬端子以及將該引線接合面與該半導(dǎo)體芯片連接的導(dǎo)線。其特征在于該接觸面通過熔接固定而被面接合在該樹脂管殼內(nèi)部。
文檔編號(hào)H01L23/488GK101521186SQ200810183920
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者古川勝, 山田順治, 松本匡史, 磐淺辰哉 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社