半导体装置及其制造方法
【专利说明】半导体装置及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请主张以日本专利申请2014 — 49436号(申请日:2014年3月12日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
技术领域
[0003]本发明的实施方式涉及半导体装置及其制造方法。
【背景技术】
[0004]在将半导体芯片和引线框通过连接器电连接而得到的以往的半导体装置中，当通过回流(reflow)处理来接合连接器时，由于熔融后的焊料的浮力而存在发生连接器的位置偏移及倾斜这样的问题。连接器的位置偏移及倾斜会导致裂纹的发生、成品率的降低、连接器与树脂的剥离、以及各种可靠性的降低等问题。
[0005]此外，在以往的半导体装置中，半导体芯片及将半导体芯片和引线框连接的连接端子(金属线或连接器)整体被绝缘性的树脂覆盖。在这样的以往的半导体装置中，由于经由与金属相比热传导率低的树脂进行散热，因此难以将半导体芯片所发生的热充分地散热。例如，如车载用或产业用的半导体装置那样，在使用时流过大电流的半导体装置中，半导体芯片发生的热增大而成为问题。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种可实现可靠性的提高以及导通电阻的降低的半导体装置及其制造方法。
[0007]本实施方式的半导体装置具备半导体芯片、金属制的引线框、树脂制的密封部和金属制的连接器。半导体芯片具有表面电极。引线框具有搭载半导体芯片的第I部分和与第I部分分离地设置的第2部分。密封部以将半导体芯片覆盖的方式形成。连接器具有与半导体芯片的表面接合的第I接合部、与引线框的第2部分的表面接合的平板状的第2接合部、和将第I接合部与第2接合部之间连结的连结部。第2接合部相对于引线框的第2部分垂直地接合。
【附图说明】
[0008]图1是表示第I实施方式的半导体装置的概略构成图。
[0009]图2是表示第I实施方式的半导体装置的其它例的概略构成图。
[0010]图3是表示第I实施方式的半导体装置的其它例的概略构成图。
[0011]图4是表示第I实施方式的半导体装置的其它例的概略构成图。
[0012]图5是表示第I实施方式的半导体装置的其它例的概略构成图。
[0013]图6是表示第I实施方式的半导体装置的制造工序的说明图。
[0014]图7是表示第2实施方式的半导体装置的概略构成图。
[0015]图8是表示第3实施方式的半导体装置的概略构成图。
【具体实施方式】
[0016]以下，对于本发明的实施方式的半导体装置及其制造方法，参照附图进行说明。
[0017](第I实施方式)
[0018]首先，参照图1?图5对于第I实施方式的半导体装置进行说明。本实施方式的半导体装置中，半导体芯片I和引线框2通过连接器3电连接，半导体芯片I通过树脂制的密封部4密封。
[0019]这里，图UA)是表示本实施方式的半导体装置的平面图。图1(A)中，省略了将半导体芯片I密封的密封部4。此外，图1 (B)是图1 (A)的X — X线剖面图。图1 (B)中，图示出将半导体芯片I密封的密封部4。图2?图7也是同样的，在平面图中将密封部4省略，在剖面图中图示出密封部4。如图1所示，本实施方式的半导体装置具备半导体芯片1、引线框2、连接器3、密封部4和接合部51、52、53。
[0020]半导体芯片I 例如在内部具有 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)、功率MOS (Metal Oxide Semiconductor,金属氧化物半导体)晶体管以及功率IC(Integrated Circuit,集成电路)等,并且在表面及背面具有用于对它们进行驱动的电极。在半导体芯片I的表面形成的电极(以下称作“表面电极”)设置于半导体芯片I的表面的整体或一部分。表面电极例如与高压侧电源连接。在半导体芯片I的背面形成的电极(以下称作“背面电极”)设置于半导体芯片I的背面的整体或一部分。背面电极例如与低压侧电源连接。另外，在本说明中，表面表示剖面图中的上侧的面，背面表示剖面图中的下侧的面。半导体芯片I与引线框2的框身(bed)部21接合。
[0021]引线框2是将半导体芯片I固定的金属制的板状部件，具备框身部21和接线柱(post)部22、23。如图1(A)所示，框身部21以及接线柱部22、23分别具备用于将半导体芯片I和外部配线连接的外引线24。此外，如图1⑶所示，引线框2的框身部21的背面从密封部4露出。
[0022]在框身部21(第I部分)的表面，搭载有半导体芯片I。半导体芯片I通过接合部51接合于框身部21的表面。接合部51由导电性的接合剂形成，作为接合剂，例如使用焊料或含银的导电性的树脂。通过导电性的接合部51，将框身部21的表面与半导体芯片I的背面接合，将框身部21与半导体芯片I的背面电极电连接。此外，由此将与框身部21的外引线24连接的外部配线(例如低压侧电源)和半导体芯片I的背面电极电连接。
[0023]如上述那样，框身部21由于为金属制所以与树脂相比热传导率高。此外，框身部21的背面从密封部4露出。本实施方式的半导体装置能够经由这样构成的框身部21将半导体芯片I所发生的热散热，因此能够提高半导体装置的散热性。
[0024]接线柱部22(第2部分)经由连接器3而与半导体芯片I的表面电极电连接。接线柱部22经由外引线24而与外部配线连接。接线柱部22与框身部21分离地设置。
[0025]接线柱部23与半导体芯片I的控制电极电连接。半导体芯片I的控制电极通过与接线柱部23电连接，从而与和接线柱部23的外引线24连接的外部配线(例如控制电路)电连接。半导体芯片I的控制电极和接线柱部23通过金属线或连接器等任意的连接端子电连接。接线柱部23与框身部21以及接线柱部22分尚地设置。
[0026]另外，框身部21以及接线柱部22、23相互绝缘即可，例如，可以在框身部21与接线柱部22，23之间埋入绝缘性的树脂。
[0027]连接器3是用于将半导体芯片I的表面电极与接线柱部22电连接的金属制的板状部件。通过由连接器3将半导体芯片I的表面电极与接线柱部22电连接，从而将半导体芯片I的表面电极与和接线柱部22的外引线24连接的外部配线(例如高压侧电源)电连接。
[0028]连接器3例如由铜、镀镍的铜、镀银的铜、镀金的铜、铜合金或者铝等金属材料形成。由此，与由铝、金、铜等金属材料形成的金属线相比，连接器3表现出优良的低导通电阻特性，并且表现出与接合剂之间的高密接性。连接器3具备芯片接合部31、接线柱接合部32和连结部33。
[0029]芯片接合部31 (第I接合部)的背面通过接合部52而与半导体芯片I的表面接合。接合部52由导电性的接合剂形成，作为接合剂，例如使用焊料或含银的导电性的树脂材料。通过导电性的接合部52，将芯片接合部31与半导体芯片I的表面接合。由此，将芯片接合部31与半导体芯片I的表面电极电连接。
[0030]芯片接合部31如图1所示，是平板状，以将半导体芯片I的表面的全部或一部分覆盖的方式配置，在背面、即与半导体芯片I接合的一侧的面形成有多个凸部34。凸部34通过准下料(half blanking)加工等冲压(press)加工形成,俯视形状是矩形。多个凸部34的至少一部分优选配置在不与X方向(图1的X — X线方向)及Y方向(图1的与X —X线垂