半导体器件的制作方法
【专利摘要】一种半导体器件，包括半导体芯片（12）、布置在第一方向上的多个端子（14）、密封半导体芯片和端子的树脂部分（16）。端子在第二方向上从树脂部分的侧表面突出，并包括具有第一部分（22）和第二部分（24）的至少一个附属端子。在附属端子中，第一部分的第一纵向端位于树脂部分内部，且第二部分布置成相邻于第一部分。此外，在第三方向上第一部分的长度（H1）大于第二部分的长度（H2），且在第一方向上第一部分的长度（W1）小于第二部分的长度（W2）。
【专利说明】半导体器件
【技术领域】
[0001]本公开内容涉及包括半导体芯片、端子以及密封半导体芯片和端子的树脂部分的半导体器件。
【背景技术】
[0002]如在JP2012-005301A (对应于US2012/0001227A1)中公开的，半导体器件包括半导体芯片、端子以及密封半导体芯片和端子的树脂部分。端子从树脂部分的表面朝着外部突出，并布置在一个方向上。
[0003]在JP2012-005301A中，也被称为主端子的半导体芯片的主电路的端子在一个方向上布置在端子板上。端子板具有在两个相邻主端子之间的凹进部分。此外，多个控制端子在一个方向上布置在不同的端子板上，且端子板具有绝缘间壁(partition wall)，绝缘间壁具有肋形状并将控制端子分成多个组。
[0004]在上述半导体器件中，端子板由树脂材料制成，且端子板的凹进部分和间壁保证在两个相邻端子之间的距离。在沿着也被称为爬电距离的表面的两个相邻端子之间的该距离需要被保证。
[0005]在JP2012-005301中公开的结构中，为了在端子被布置所沿着的方向上减小半导体器件的尺寸，每个凹进部分的宽度和每个间壁的宽度需要减小。然而，考虑到树脂制成的端子板的强度、耐受电压和处理准确度，由树脂材料制成并具有凹进部分和间壁的每个端子板的尺寸难以充分减小。
【发明内容】
[0006]鉴于前述困难，本公开内容的目的是提供沿着端子的布置方向在尺寸上减小同时保证端子的导电能力的半导体器件。
[0007]根据本公开内容的方面，半导体器件包括半导体芯片、与半导体芯片电连接的多个端子以及密封半导体芯片和部分地密封每个端子的树脂部分。端子布置在第一方向上，并从树脂部分的侧表面突出和从侧表面向外延伸。每个端子的纵向方向被称为第二方向，且垂直于第一方向和第二方向的方向被称为第三方向。端子包括具有第一部分和第二部分的至少一个附属端子(subject terminal)ο在附属端子中，第一部分的第一纵向端位于树脂部分内部，而第一部分的第二纵向端位于树脂部分外部，且第二部分布置成在第二方向上相邻于第一部分。在附属端子中，在第三方向上第一部分的长度大于第二部分的长度，且在第一方向上第一部分的长度小于第二部分的长度。
[0008]使用上述器件，半导体器件沿着端子的布置方向的主体尺寸减小了，同时保证端子的导电能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]从参考附图进行的下列详细描述中，本公开内容的上述和其它目的、特征和优点将变得更明显。在附图中:
[0010]图1是示出根据本公开内容的实施例的半导体器件的等效电路的电路图；
[0011]图2是示出半导体器件的配置的平面图的示图；
[0012]图3是示出半导体器件的端子和半导体芯片的平面图的示图；
[0013]图4是示出根据本公开内容的第一实施例的由图2中的虚线IV示出的半导体器件的部分的透视放大视图的示图；
[0014]图5是示出根据本公开内容的第一实施例的由图2中的虚线IV示出的半导体器件的部分的平面图的示图；
[0015]图6是示出根据本公开内容的第一实施例的在图5中的线V1-VI中的半导体器件的部分的横截面视图的示图；
[0016]图7A是示出根据本公开内容的第一修改的半导体器件的端子的平面图的示图，而图7B是示出沿着图7A中所示的线VIIB-VIIB的半导体器件的横截面视图的示图；
[0017]图8A是示出根据本公开内容的第二修改的半导体器件的端子的平面图的示图，而图8B是示出沿着图8A中所示的线VIIIB-VIIIB的半导体器件的横截面视图的示图；
[0018]图9是示出根据本公开内容的第二实施例的由图2中的虚线IV示出的半导体器件的部分的透视放大视图的示图；
[0019]图10是示出根据本公开内容的第二实施例的由图2中的虚线IV示出的半导体器件的部分的平面图的示图；
[0020]图11是示出根据本公开内容的第二实施例的在图10中的线X1-XI中的半导体器件的部分的横截面视图的示图；
[0021]图12A是示出在弯曲过程之前的根据第三实施例的半导体器件的附属端子的平面图的示图，而图12B是示出在弯曲过程之后的根据第三实施例的半导体器件的附属端子的平面图的示图；
[0022]图13是示出根据本公开内容的第四实施例的由图2中的虚线IV示出的半导体器件的部分的透视放大视图的示图；
[0023]图14是示出根据本公开内容的第三修改的半导体器件的部分的横截面视图的示图；
[0024]图15是示出根据本公开内容的第四修改的半导体器件的平面图的示图。
【具体实施方式】
[0025](第一实施例)
[0026]下文将参考附图描述根据本公开内容的实施例的半导体器件10。如图1所示，半导体器件10包括脉冲宽度调制(PWM)逆变器电路。在本实施例中，作为一个例子，逆变器电路由三相逆变器提供。具体地，半导体器件10包括具有六个半导体芯片12a到12f的半导体芯片组12和对应于半导体芯片12a到12f的端子14。也就是说，半导体器件10具有6合I封装。在半导体器件10中，从半导体器件的同一侧表面突出的端子14被布置所沿着的轴被定义为X轴，垂直于X轴的每个端子14的纵轴被定义为Y轴，垂直于X轴和Y轴的轴被定义为Z轴。沿着X轴的方向也被称为第一方向，沿着Y轴的方向也被称为第二方向，以及沿着Z轴的方向也被称为第三方向。在下文中，平面形状是由X轴和Y轴定义的X-Y平面上的形状。
[0027]半导体芯片12a包括η沟道绝缘栅双极晶体管(IGBT)和与IGBT反并联地连接的续流二极管(FWD)。半导体芯片12b包括η沟道IGBT和与IGBT反并联地连接的FWD。
[0028]在半导体芯片12a中，IGBT的集电极电极与FWD的阴极电极和高功率端子14p连接。在下文中，高功率端子14p也被称为P端子(P) 14p。在半导体芯片12b中，IGBT的发射极电极与FWD的阳极电极和具有比高功率端子14p的电位低的电位的低功率端子14η连接。在下文中,低功率端子14η也被称为N端子(N) 14η。
[0029]此外，半导体芯片12a的IGBT的发射极电极和半导体芯片12a的FWD的阳极电极在连接点CNl处与半导体芯片12b的IGBT的集电极电极和半导体芯片12b的FWD的阴极电极连接。此外，三相逆变器的U相输出端子14u连接到连接点CN1。半导体芯片12a和半导体芯片12b分别配置U相电路的上臂电路和下臂电路。
[0030]半导体芯片12c包括与IGBT反并联地连接的η沟道IGBT和FWD，而半导体芯片12d包括与IGBT反并联地连接的η沟道IGBT和FWD。在半导体芯片12c中，IGBT的集电极电极与FWD的阴极电极和P端子14p连接。在半导体芯片12d中，IGBT的发射极电极与FffD的阳极电极和N端子14η连接。
[0031]此外，半导体芯片12c的IGBT的发射极电极和半导体芯片12c的FWD的阳极电极在连接点CN2处与半导体芯片12d的IGBT的集电极电极和半导体芯片12d的FWD的阴极电极连接。此外，三相逆变器的V相输出端子14v连接到连接点CN2。半导体芯片12c和半导体芯片12d分别配置V相电路的上臂电路和下臂电路。
[0032]半导体芯片12e包括与IGBT反并联地连接的η沟道IGBT和FWD，而半导体芯片12f包括与IGBT反并联地连接的η沟道IGBT和FWD。在半导体芯片12e中，IGBT的集电极电极与FWD的阴极电极和P端子14p连接。在半导体芯片12f中，IGBT的发射极电极与FffD的阳极电极和N端子14η连接。
[0033]此外，半导体芯片12e的IGBT的发射极电极和半导体芯片12e的FWD的阳极电极在连接点CN3处与半导体芯片12f的IGBT的集电极电极和半导体芯片12f的FWD的阴极电极连接。此外，三相逆变器的W相输出端子14w连接到连接点CN3。半导体芯片12e和半导体芯片12f分别配置W相电路的上臂电路和下臂电路。
[0034]半导体芯片12a到12f中的每个的栅极电极与栅极端子14g连接。
[0035]下文将参考图2和图3描述半导体器件10的一般配置。
[0036]半导体器件10包括具有半导体芯片12a到12f的半导体芯片组12、多个端子14和树脂部分16。多个端子14包括多个主端子14a和多个控制端子14b。
[0037]主端子14a包括包含P端子14p和N端子14η的功率端子和三相逆变器的三个输出端子。这三个输出端子包括U相输出端子14u、V相输出端子14v和W相输出端子14w。控制端子14b包括至少栅极端子Hg。
[0038]如图3所示，半导体芯片12a、12c、12e (其中每个半导体芯片配置每个相电路的上臂电路)的集电极电极和阴极电极布置成与P端子14p的一个表面相对。布置成与P端子14p的一个表面相对的半导体芯片12a、12c、12e的集电极电极和阴极电极通过焊接部分(未示出)与P端子14p的表面电气地和机械地连接。
[0039]此外，半导体芯片12a、12c、12e的发射极电极和阳极电极经由焊接部分(未示出)和金属板(未示出)与继电器端子18u、18v、18w电气地和机械地连接。具体地，在每个半导体芯片12a、12c、12e中，半导体芯片12a、12c、12e的发射极电极和阳极电极经由第一焊接部分与相应的金属板电气地和机械地连接，且相应的继电器端子18u、18v、18w经由第二焊接部分与相应的金属板电气地和机械地连接。使用这种配置，每个半导体芯片12a、12c、12e的发射极电极和阳极电极与相应的继电器端子18u、18v、18w电气地和机械地连接。金属板是公知的部件，其用于保证在使接合线与控制端子14b连接时所需的高度。
[0040]也被称为U相继电器端子18u的继电器端子18u与半导体芯片12a的发射极电极和阳极电极电气地连接，并且也经由焊接部分(未示出)与U相输出端子14u电气地和机械地连接。也就是说，U相继电器端子18u使半导体芯片12a与U相输出端子14u电气地连接。也被称为V相继电器端子18v的继电器端子18v与半导体芯片12c的发射极电极和阳极电极电气地连接，并且也经由焊接部分(未示出)与V相输出端子14v电气地和机械地连接。也就是说，V相继电器端子18v使半导体芯片12c与V相输出端子14v电气地连接。也被称为W相继电器端子18w的继电器端子18w与半导体芯片12e的发射极电极和阳极电极电气地连接，并且也经由焊接部分(未示出)与W相输出端子14w电气地和机械地连接。也就是说，W相继电器端子18w使半导体芯片12e与W相输出端子14w电气地连接。
[0041]如图3所示，配置U相的下臂电路的半导体芯片12b的集电极电极和阴极电极布置成与U相输出端子14u的一个表面相对。布置成与U相输出端子14u的一个表面相对的半导体芯片12b的集电极电极和阴极电极通过焊接部分(未示出)与U相输出端子14u电气地和机械地连接。配置V相的下臂电路的半导体芯片12d的集电极电极和阴极电极布置成与V相输出端子14v的一个表面相对。布置成与V相输出端子14v的一个表面相对的半导体芯片12d的集电极电极和阴极电极通过焊接部分(未示出)与V相输出端子14v电气地和机械地连接。配置W相的下臂电路的半导体芯片12f的集电极电极和阴极电极布置成与W相输出端子14w的一个表面相对。布置成与W相输出端子14w的一个表面相对的半导体芯片12f的集电极电极和阴极电极通过焊接部分(未示出)与W相输出端子14w电气地和机械地连接。
[0042]此外，配置每个相U、V、W的下臂电路的每个半导体芯片12b、12d、12f的发射极电极和阳极电极经由焊接部分和金属板(未示出)与N端子14η电气地和机械地连接。具体地，在每个半导体芯片12b、12d、12f中，半导体芯片12b、12d、12f的发射极电极和阳极电极经由第一焊接部分与相应的金属板电气地和机械地连接，且N端子14η经由第二焊接部分与相应的金属板电气地和机械地连接。使用这种配置，每个半导体芯片12b、12d、12f的发射极电极和阳极电极与N端子14η电气地和机械地连接。布置在每个半导体芯片12b、12d、12f的发射极电极或阳极电极与N端子14η之间的金属板类似于布置在每个半导体芯片12b、12d、12e的发射极电极或阳极电极与相应的继电器端子18u、18v、18w之间的金属板。
[0043]如图4所不,树脂部分16包括第一表面16a、与第一表面16a相对的第二表面16b、布置在第一表面和第二表面之间的第一侧表面16c、以及与第一侧表面16c相对并布置在第一表面和第二表面之间的第二侧表面16d。因此,从第二表面16b指向第一表面16a的方向平行于Z轴。因此，在配置每个相的上臂电路的半导体器件10的一部分中，P端子14p、每个半导体芯片12a、12c、12e、金属板(未示出)和继电器端子18按顺序沿着Z轴布置。此夕卜，在配置每个相的下臂电路的半导体器件10的一部分中，每个输出端子14u、14v、14w，每个半导体芯片12b、12d、12f，金属板(未示出)和N端子14η按顺序沿着Z轴布置。也就是说，在配置上臂电路的部分中的部件的布置顺序类似于在配置下臂电路的部分中的部件的布置顺序。
[0044]在本实施例中，如图2和图3所示，布置对应于每个半导体芯片12a到12f的五个控制端子14b。五个控制端子14b包括一个栅极端子Hg、温度测量二极管的两个端子、一个电流感测端子和一个发射极感测端子。每个半导体芯片12a到12f的控制端子14b经由接合线20与相应的半导体芯片12a到12f的焊盘电气地连接。每个半导体芯片12a到12f的焊盘包括IGBT的栅极电极。
[0045]树脂部分16整体地密封半导体芯片12a到12f、接合线20、P端子14p的一部分、N端子14η的一部分、每个输出端子14u、14v、14w的一部分、每个控制端子14b的一部分、继电器端子18u、18v、18w的一部分。
[0046]如图2所示，在本实施例中，第一表面16a具有在X-Y平面上的平面矩形形状。N端子14η和继电器端子18u、18v、18w从树脂部分16的第一表面16a部分地暴露于外部。具体地，N端子14η和继电器端子18u、18v、18w布置在同一平面上，并部分地暴露于外部。此外，P端子14p和输出端子14u、14v、14w从树脂部分16的第二表面16b部分地暴露于外部。具体地，P端子14p和输出端子14u、14v、14w布置在同一平面上，并部分地暴露于外部。在本实施例中，P端子14p、N端子14η、输出端子14u、14v、14w和继电器端子18u、18v、18w中的每个也起热沉的作用。因此，由每个半导体芯片12a到12f产生的热从第一表面16a和第二表面16b释放。
[0047]如图2所不,第一侧表面16c和第二侧表面16d大致平行于X轴。此外,P端子14p和N端子14η从树脂部分16的第一侧表面16c突出。此外，对应于配置上臂电路的每个半导体芯片12a、12c、12e的控制端子14b从树脂部分16的第一侧表面16c突出。具体地，如图2所不,P端子14p、N端子14η、半导体芯片12a的控制端子14b、半导体芯片12c的控制端子14b和半导体芯片12e的控制端子14b按顺序沿着X轴布置。
[0048]此外，主端子14a的输出端子14u、14v、14w从树脂部分16的第二侧表面16d突出。此外，对应于配置下臂电路的每个半导体芯片12b、12d、12f的控制端子14b从树脂部分16的第二侧表面16d突出。具体地，如图2所示，半导体芯片12b的控制端子14b、U相输出端子14u、半导体芯片12d的控制端子14b、V相输出端子14v、半导体芯片12f的控制端子14b和W相输出端子14w按顺序沿着X轴布置。
[0049]下文将描述从半导体器件10的树脂部分16的第一侧表面16c和第二侧表面16d突出的端子14的配置和布置。
[0050]如图4到图6所示，从第一侧表面16c突出的至少一个端子14具有第一部分22和至少一个第二部分24。在图4到图6所示的例子中，从第一侧表面16c突出的至少一个端子14具有第一部分22和两个第二部分24。第一部分22布置在这两个第二部分24之间。第一部分22沿着Y轴布置，Y轴是端子14的纵向方向。第一部分22在Y轴上从树脂部分16的内部部分延伸到树脂部分16的外部部分。也就是说，第一部分22的第一纵向端位于树脂部分16内部,而第一部分22的第二纵向端位于树脂部分16外部。第二部分24布置成沿着Y轴相邻于第一部分22。第一部分22沿着Z轴的长度大于第二部分24沿着Z轴的长度。第二部分24布置在沿着Y轴的与第一部分22不同的位置处。此外，沿着X轴，第一部分22具有比第二部分24的长度小的长度。在下文中，沿着X轴的长度也被称为宽度。因此，第一部分22的宽度小于第二部分24的宽度。
[0051]在本实施例中，在多个端子14的主端子14a当中，P端子14p和N端子14η中的每个具有第一部分22和两个第二部分24。每个控制端子14b具有板形状，其具有沿着Y轴大致不变的厚度。在本文中，控制端子14b的厚度是控制端子14b沿着Z轴的长度。
[0052]此外，P端子14p和N端子14η中的每个由具有平行于Y轴的纵向方向的金属板提供。具体地，通过弯曲具有沿着Y轴的大致不变的横截面面积的金属板来形成P端子14ρ和N端子14η中的每个。在本文中，提供每个端子14的金属板的横截面垂直于Y轴。因此，第一部分22沿着Y轴的横截面面积大致等于第二部分24沿着Y轴的横截面面积。具体地，对提供第二部分24的金属板的一部分不执行处理。因此，第二部分24具有在X-Y平面上的平面形状。此外，对夹在两个第二部分24之间的第一部分22执行弯曲过程。具体地，在提供第一部分22的金属板中，沿着X轴布置的两个横向端朝着第一表面16a弯曲大约90度。也就是说，提供第一部分22的金属板的两个横向端在Z轴上弯曲。因此，第一部分22的横截面大致具有U形状。第一部分22包括底部区段22a和一对壁22b，每个壁沿着Z轴从底部区段22a的相应横向端延伸。第一部分22的壁22b由第一部分22的横向端提供，横向端朝着树脂部分16的第一表面16a弯曲。第一部分22的壁22b也被称为弯曲区段 22b。
[0053]图6示出树脂部分16的第一侧表面16c的平面图。如图6所示，在根据本实施例的半导体器件10的P端子14p和N端子14η的每个中，对提供第一部分22的金属板的一部分执行弯曲过程。弯曲过程被执行，使得第一部分22沿着Z轴的长度Hl大于第二部分24沿着Z轴的长度Η2。在图6中，第二部分24的横截面由虚线示出。此外，如图5所示，第一部分22的宽度Wl小于第二部分24的宽度W2。在本文中，宽度是沿着X轴的长度。
[0054]从树脂部分16的第二侧表面16d突出的输出端子14u、14v、14w具有与从树脂部分16的第一侧表面16c突出的P端子14p和N端子14η类似的结构。此外，从树脂部分16的第二侧表面16d突出的每个控制端子14b具有在X-Y平面上的板形状，并具有沿着Z轴的大致不变的长度。
[0055]此外，树脂制成的系杆(tie bar)布置在树脂部分16的侧表面周围，使得系杆配备到端子14，端子14从树脂部分16的第一侧表面16c和第二侧表面16d突出。如所公知的，系杆在树脂部分16的形成期间限制树脂从腔渗漏。
[0056]下文将描述由根据本实施例的半导体器件10提供的优点。
[0057]在本实施例中，从树脂部分16的一个侧表面突出的至少一个端子14具有第一部分22和第二部分24。在本文中，所述一个侧表面是第一侧表面16c或第二侧表面16d。第一部分22具有比第二部分24沿着Z轴的长度大的长度。此外，沿着X轴，第一部分22具有比第二部分24的宽度小的宽度。因此,如图5所不，具有第一部分22和第二部分24的端子14可布置成靠近相邻端子14,同时保证在这两个端子之间的爬电距离(creeping distance)LI。此外，这两个端子可布置成靠近彼此，同时保证空间距离L2。在本文中，爬电距离和空间距离是绝缘所需的距离。因此，在根据本实施例的半导体器件10中，与没有一个端子14具有第一部分22的结构比较，半导体器件10沿着X轴的主体尺寸减小同时保证爬电距离LI。此外，在本实施例中，因为六个半导体芯片12a到12f由单个树脂部分16密封，半导体器件10具有从第一侧表面16c和第二侧表面16d突出的大量端子14。使用上述结构，当两个相邻端子具有不同的电位时，在这两个相邻端子之间的爬电距离被保证且半导体器件10的主体尺寸减小了。
[0058]在本实施例中，第一部分22沿着Z轴的长度Hl大于第二部分24沿着Z轴的长度H2，且沿着X轴第一部分22的宽度Wl小于第二部分24的宽度W2。在半导体器件的常规结构中，通过减小端子的横截面面积来保证爬电距离。然而，在本实施例中，通过设置与第二部分24沿着Z轴的长度H2不同的第一部分22的长度Hl来保证爬电距离LI。此外，第一部分22的横截面面积设置成等于第二部分24的横截面面积。因此，端子14的导电能力被维持，同时保证爬电距离LI。因此，在根据本实施例的半导体器件10中，半导体器件10的主体尺寸沿着X轴减小了，同时维持端子14的导电能力。特别是，在本实施例中，因为主端子14a的横截面面积沿着Y轴是不变的。因此，爬电距离LI被保证，而不牺牲端子14a的导电能力。如上所述，在本实施例中，第一部分22沿着Z轴的长度Hl大于第二部分24沿着Z轴的长度H2，且第一部分22的宽度Wl小于第二部分24的宽度W2。因此，与一种结构比较，端子14的导电能力被保证，且半导体器件10的主体尺寸沿着X轴减小，在所述结构中，通过减小第一部分22的横截面面积、通过例如将第一部分22沿着Z轴的长度Hl设置成等于或小于第二部分24沿着Z轴的长度H2并将第一部分22的宽度Wl设置成小于第二部分24的宽度W2来保证爬电距离LI。
[0059]在本实施例中，主端子14a和相邻端子(其布置成沿着X轴相邻于主端子14a)中的至少一个具有第一部分22和第二部分24。在下文中，具有第一部分22和第二部分24的端子14也被称为附属端子。因为当相邻端子是控制端子14b时在主端子14a和相邻端子之间的电位差较大，在主端子14a和相邻端子14之间的爬电距离LI需要被保证。也就是说，与第一部分22和第二部分24在具有小电位差的相邻的两个端子14例如两个控制端子14b中的至少一个中形成的结构相比较，通过在具有大电位差的相邻的两个端子14中的至少一个中形成第一部分22和第二部分24，保证了爬电距离LI，且半导体器件10的主体尺寸减小了。此外，导电能力被保证。在本实施例中，至少一个主端子14a具有第一部分22和第二部分24。此外，与控制端子14b比较，更大的电流所流经的主端子14a具有比控制端子14b的横截面面积大的横截面面积。因此，当第一部分22和第二部分24在主端子14a中形成时，与第一部分22和第二部分24在控制端子14b中形成的情况比较，半导体器件10的主体尺寸可减小更多。此外，在本实施例中，第一部分22和第二部分24在至少一个主端子14a中形成。此外，第一部分22和第二部分24可在所有主端子14a中形成。
[0060]在本实施例中，主端子14a的第一部分22和第二部分24通过弯曲过程形成。因此，与通过轧制过程使用变形材料形成第一部分22和第二部分24比较，第一部分22和第二部分24的制造成本可减小。具体地，提供第一部分22的金属板的横向端通过弯曲过程弯曲。因此，在弯曲过程中的弯曲角容易被管理。
[0061]在本实施例中，第一部分22的横截面大致具有U形状。此外，第一部分22的横截面可具有除了 U形状以外的形状。图7A和图7B示出半导体器件10的第一修改，其中第一部分22的横截面具有V形状。图8A和图SB示出半导体器件10的第二修改，其中第一部分22的横截面具有N形状。在图7A到图SB所示的半导体器件10的第一修改和第二修改中，P端子14p被示为例子。[0062](第二实施例)
[0063]下文将描述根据本公开内容的第二实施例的半导体器件10。在下面的描述中，将省略对与第一实施例相同或等效的部分的描述。
[0064]在本实施例中，具有第一部分22和第二部分24的端子14还具有如图9所示的扭曲部分26。扭曲部分26与第一部分22和第二部分24连接。在本实施例中，第一部分由具有厚度的金属板提供。在第一部分22中，沿着金属板的厚度的方向垂直于Y轴，并平行于X轴或与X轴成角度。根据本实施例的半导体器件10的其它部分类似于根据第一实施例的半导体器件10。
[0065]如图9到图11所示的，在从第一侧表面16c突出的端子14的主端子14a当中，P端子14p和N端子14η中的每个都具有扭曲部分26。此外，具有板形状的控制端子14b没有一个具有扭曲部分16。
[0066]如图9所示，P端子14p和N端子14η中的每个的扭曲部分26具有两个子扭曲部分26a、26b。这两个子扭曲部分26a、26b中的每个都沿着Y轴布置在第一部分22的两端处。在P端子14p和N端子14η中的每个中，布置在树脂部分16外部的一个子扭曲部分26a被称为第一子扭曲部分26a,而布置在树脂部分16内部的另一子扭曲部分26b被称为第二子扭曲部分26b。第一子扭曲部分26a连接布置在树脂部分16外部的第一部分22和第二部分24。第二子扭曲部分26b连接布置在树脂部分16内部的第一部分22和第二部分24。
[0067]第一子扭曲部分26a被扭曲，使得沿着第一部分22的厚度的方向相对于沿着第二部分24的厚度的方向成大约90度角。在本文中，第二部分24的厚度是第二部分24沿着Z轴的长度。第二子扭曲部分26b在相反的方向上相对于布置在树脂部分16外部的第一子扭曲部分26a成90度的角。也就是说，主端子14a首先被第一子扭曲部分26a扭曲，并接着被第二子扭曲部分26b扭曲回来。因此，沿着布置在树脂部分16内部和外部的每个第二部分24的厚度的方向大致平行于Z轴，而沿着第一部分22的厚度的方向大致平行于X轴。
[0068]此外，从树脂部分的第二侧表面16d突出的每个输出端子14u、14v、14w具有与P端子14p和N端子14η中的每个相似的结构。
[0069]在本实施例中，主端子14a通过弯曲过程形成以具有图9到图11所示的形状。如图11所示，沿着Z轴，第一部分22的长度Hl大于第二部分24的长度H2。此外，如图10所不，第一部分22的宽度Wl小于第二部分24的宽度W2。因此，由根据第一实施例的半导体器件10所提供的类似优点由根据本实施例的半导体器件10提供。
[0070]此外，在本实施例中，主端子14a具有与第一部分22相邻的扭曲部分26，而不是如在第一实施例中所公开的那样弯曲所述第一部分22。因此，第一部分22的尺寸准确度提高了，且爬电距离的准确度相应地提高了。
[0071]在本实施例中，提供附属端子的主端子14a具有包括两个子扭曲部分26a、26b的扭曲部分26。此外，子扭曲部分的数量可以是一、三或更多。例如，在图9中，主端子14a可以只有第二子扭曲部分26b，而没有第一子扭曲部分26a。在这种情况下，只有第一部分22布置在树脂部分16外部。在主端子具有两个子扭曲部分26a、26b且主端子14a被第一子扭曲部分26a扭曲并被第二子扭曲部分26b扭曲回来的结构中，与只有一个扭曲部分16在端子14中形成的结构比较，半导体芯片12和其它电路部件容易与端子14连接。
[0072]在本实施例中，扭曲部分26扭曲了 90度角。此外，扭曲角可在下面的条件下设置为除了 90度以外的角:(i)沿着第一部分22的厚度的方向不同于沿着第二部分24的厚度的方向，(ii)沿着Z轴，第一部分22的长度Hl大于第二部分24的长度H2，以及(iii)第一部分22的宽度Wl小于第二部分24的宽度W2。此外，沿着第一部分22的厚度的方向可平行于X轴，或可相对于X轴成一角度。
[0073]此外，至少一个主端子14a可具有扭曲部分26，而不是在所有主端子14a中形成扭曲部分26。
[0074](第三实施例)
[0075]下文将描述根据本公开内容的第三实施例的半导体器件10。在下面的描述中，将省略与前述实施例相同或等效的部分的描述。
[0076]在本实施例中，除了根据第一实施例或第二实施例的半导体器件10的结构以外，具有第一部分22和第二部分24的端子14还具有至少一个狭缝28。狭缝28沿着Y轴从第一点延伸到第二点。第一点位于树脂部分16内部、在端子14的一个内端和树脂部分16的侧表面16c、16d之间,端子14从侧表面16c、16d突出。第二点位于树脂部分16外部,并由端子14的外端提供。狭缝28将端子14的外端部分分成至少两个接脚，且这两个接脚中的每个接脚具有通过弯曲过程形成的弯曲部分。在根据本实施例的半导体器件10中，其它部分类似于根据第一实施例的半导体器件10的结构。
[0077]图12A示出在执行弯曲过程之前的P端子14p，而图12B示出在执行弯曲过程之后的P端子14p。如图12A和图12B所示，作为例子，P端子14p具有一个狭缝28。狭缝28沿着Y轴从位于树脂部分16内部的第一点延伸到位于树脂部分16外部的第二点。此外，被狭缝28分开的两个接脚30中的每个具有扭曲部分26，其布置在树脂部分16内部的狭缝28的根部附近。也就是说，扭曲部分26相邻于布置在树脂部分16内部的第二部分24。在被狭缝28分开的两个接脚30中的每个中，布置在树脂部分16外部的一部分提供第一部分22。P端子14p可通过下面的制造方法形成。首先，狭缝28在具有X-Y平面上的矩形板形状的金属板上形成。然后，被狭缝28分开的每个接脚30弯曲或扭曲。在图12B中，第一侧表面16c由虚线示出。
[0078]此夕卜，N端子14η和输出端子14u、14v、14w中的每个具有与图12A和图12B所示的P端子14p类似的结构。
[0079]在本实施例中，因为狭缝28在端子14中形成，端子14的弯曲过程或扭曲容易被执行。此外，第一部分22沿着X轴的宽度减小，且第一部分沿着Z轴的长度减小。因此，根据本实施例的半导体器件10的主体尺寸沿着Z轴减小了。
[0080]此外，至少一个主端子14a可具有狭缝28，而不是在所有主端子14a中形成狭缝28。
[0081]在本实施例中，狭缝28从第一点延伸到第二点，第二点是位于树脂部分16外部的端子14的外端。此外，第二点可位于端子14的外端和侧表面16c、16d之间，端子14从侧表面16c、16d突出。也就是说，两个第二部分24可在沿着Y轴的方向上布置在端子14的两端处。
[0082]在本实施例中，作为例子描述具有扭曲部分26的端子14。此外，根据本实施例的端子14可具有第一部分,其中两个横向端朝着树脂部分的第一表面16a弯曲,如在第一实施例中描述的那样。[0083](第四实施例)
[0084]下文将描述根据本公开内容的第四实施例的半导体器件10。在下面的描述中，将省略对与第一实施例相同或等效的部分的描述。
[0085]在本实施例中，具有第一部分22和第二部分24的端子14由变形金属板或变形金属条提供。根据本实施例的半导体器件10的其它部分类似于根据第一实施例的半导体器件10。
[0086]如图13所示，从第一侧表面16c突出的P端子14p和N端子14η中的每个由具有沿着Z轴的不同长度的变形金属板提供，且变形金属板被打孔以具有预定的形状，以便提供第一部分22和第二部分24而不执行弯曲过程。在P端子14ρ和N端子14η的每个中，金属板被穿孔，使得第一部分22沿着Z轴的长度Hl大于第二部分24沿着Z轴的长度Η2，且沿着X轴第一部分22的宽度Wl小于第二部分24的宽度W2。此外，如图13所示，端子14ρ、14η具有使第二部分24与第一部分22连接的连接部分32。在沿着Y轴指向第一部分22的方向上，连接部分32的宽度减小，且连接部分32沿着Z轴的长度增加，使得主端子14a具有沿着Y轴的不变的横截面面积。也就是说，在沿着Y轴指向第二部分24的方向上，连接部分32的宽度增加，且连接部分32沿着Z轴的长度减小，使得主端子14a具有沿着Y轴的不变的横截面面积。
[0087]此外，从树脂部分的第二侧表面16d突出的每个输出端子14u、14v、14w具有与P端子14p和N端子14η中的每个类似的结构。
[0088]如上所述，具有第一部分22和第二部分24的主端子14a可由变形构件例如变形金属板或变形金属条提供。因此，具有第一部分22、第二部分24和连接部分32的端子14a可被精确和容易地成形而不执行弯曲过程，同时保证爬电距离。
[0089]此外，至少一个主端子14a可由变形构件提供，而不是使用变形构件提供所有端子 14a。
[0090]下文将参考图14和图15描述本公开内容的其它实施例。
[0091 ] 在前述实施例中，主端子14a具有第一部分22和第二部分24。此外，控制端子14b可具有第一部分22和第二部分24。图14示出根据本公开内容的半导体器件10的第三修改。如图14所示，P端子14p和N端子14η都没有第一部分22，而控制端子14b具有第一部分22和第二部分24。
[0092]在图14中，所有控制端子14b都具有第一部分22。此外，至少一个控制端子14b可具有第一部分22。此外，至少一个主端子14a和至少一个控制端子14b可具有第一部分22。在图14中，控制端子14b的一部分弯曲以提供第一部分22。此外，控制端子14b的一部分可扭曲以提供第一部分22和扭曲部分26，如在前述实施例中描述的那样。
[0093]在前述实施例中，半导体器件10具有6合I封装。此外，具有不同的封装类型的半导体器件也可具有上述配置。例如，如图15所示，具有2合I封装的半导体器件10也可具有上述配置。此外，具有I合I封装的半导体器件也可具有上述配置。
[0094]如图15所示，半导体器件10具有两个半导体芯片12g、12h。半导体器件10具有继电器端子18，其使输出端子14x与半导体芯片12g电气地连接。半导体芯片12g提供上臂电路。包括输出端子14x、N端子14η和P端子14ρ的主端子14a从树脂部分16的第一侧表面16c突出。输出端子14x、N端子14η和P端子14ρ按顺序沿着X轴布置。此外，半导体芯片12g、12h的控制端子14b从树脂部分16的与第一侧表面16c相对的第二侧表面16d突出。包括输出端子14x、N端子14η和P端子14ρ的所有主端子14a具有第一部分22和第二部分24。在图15中，作为例子，第一部分22具有类似于本公开内容的第一实施例的U形横截面。此外，第一部分22和第二部分可具有在前述实施例中描述的结构。
[0095]虽然只有选定的示例性实施例被选择以说明本公开内容，根据本公开内容，对于本领域中的技术人员而言显而易见的是，可在其中做出各种变化和修改而不会偏离如在所附权利要求中限定的本公开内容的范围。此外，根据本公开内容的示例性实施例的前述描述仅被提供来用于说明，而不是为了限制如所附权利要求及其等效形式所限定的本公开内容的目的。
【权利要求】
1.一种半导体器件，包括: 半导体芯片(12); 与所述半导体芯片(12)电连接的多个端子(14);以及 树脂部分(16)，其密封所述半导体芯片(12)且部分地密封每个所述端子(14)， 其中所述端子布置在第一方向上，并且从所述树脂部分(16)的侧表面(16cU6d)突出且从所述侧表面(16c、16d)向外延伸， 其中每个所述端子(14)的纵向方向被称为第二方向，且垂直于所述第一方向和所述第二方向的方向被称为第三方向， 其中所述端子(14)包括具有第一部分(22)和第二部分(24)的至少一个附属端子，其中，在所述附属端子中，所述第一部分(22)的第一纵向端位于所述树脂部分(16)内部，而所述第一部分(22)的第二纵向端位于所述树脂部分(16)外部，且所述第二部分(24)被布置成在所述第二方向上相邻于所述第一部分(22)，并且 其中，在所述附属端子中，在所述第三方向上所述第一部分(22)的长度(Hl)大于所述第二部分(24)的长度(H2)，且在所述第一方向上所述第一部分(22)的长度(Wl)小于所述第二部分(24)的长度(W2)。
2.根据权利要求1所述的半导体器件， 其中所述半导体芯片(12)包括功率半导体元件， 其中所述端子(14)包括多个主端子(14a)和多个控制端子(14b)，并且其中所述附属端子由所述主端子(14a)中的一个主端子或相邻于所述主端子(14a)中的所述一个主端子的端子(14)提供。
3.根据权利要求2所述的半导体器件， 其中所述附属端子由所述主端子(14a)中的所述一个主端子提供。
4.根据权利要求2所述的半导体器件， 其中相邻于所述主端子(14a)中的所述一个主端子的所述端子是所述控制端子(14b)中的一个控制端子，并且 其中所述附属端子由相邻于所述主端子(14a)中的所述一个主端子的所述控制端子(14b)中的所述一个控制端子提供。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的半导体器件， 其中所述附属端子的一部分弯曲，使得所述第一部分(22)在所述第三方向上具有比所述第二部分(24)的长度(H2)大的长度(Hl)并且在所述第一方向上具有比所述第二部分(24)的长度(W2)小的长度(W1)。
6.根据权利要求5所述的半导体器件， 其中，在所述附属端子中，所述第一部分(22)弯曲，使得在所述第一方向上所述第一部分(22)的长度(Wl)小于所述第二部分(24)的长度(W2)。
7.根据权利要求5所述的半导体器件， 其中所述第一部分(22)包括底部区段(22a)和在所述第三方向上相对于所述底部区段(22a)弯曲的弯曲区段(22b)。
8.根据权利要求5所述的半导体器件， 其中所述附属端子还包括与所述第一部分(22)连接的扭曲部分(26)，并且其中沿着具有板形状的所述第一部分22)的厚度的方向垂直于所述第二方向，并且平行于所述第一方向或与所述第一方向成一角度。
9.根据权利要求5所述的半导体器件， 其中所述附属端子具有在所述第二方向上从第一点延伸到第二点的至少一个狭缝(28)，所述第一点位于所述树脂部分(16)内部、在所述附属端子的内端与所述侧表面(16cU6d)之间，而所述第二点位于所述树脂部分(16)外部，并且 其中所述狭缝(28)将所述附属端子的外端部分分成至少两个接脚(30)，并且所述至少两个接脚(30)中的每个接脚具有弯曲部分。
10.根据权利要求1到4中的任一项所述的半导体器件， 其中所述附属端子由变形构件提供，所述变形构件具有提供所述第一部分(22)的第一部件和提供所述第二部分(24)的第二部件，并且 其中所述变形构件的所述第一部件在所述第三方向上具有比所述第二部件的长度(H2)大的长度(H1)，并且所述变形构件的所述第一部件在所述第一方向上具有比所述第二部件的长度(W2)小的长度(Wl)。
【文档编号】H01L23/48GK104009010SQ201410066975
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2013年2月27日
【发明者】米田秀司 申请人:株式会社电装