专利名称：半导体装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及进行引线接合并将置入树脂管壳的金属端子与半导体芯片连接的半导体装置及其制造方法，特别涉及引线接合时将金属端子牢固地固定于树脂管壳的半导体装置及其制造方法。
背景技术：
在功率器件半导体装置等的半导体装置中，沖莫压形成要成为其壳体的树脂管壳后，将金属端子插入(或安装)到树脂管壳的预定位置是普遍的做法。如此在树脂管壳形成后将金属端子插入到树脂管壳上的方法4皮称为夕卜4翁(outserting )。
被外插的金属端子与搭载在树脂管壳内的半导体芯片通过引线接合来连接。这里，为了高精度且具有充分接合强度地进行引线接合，要求金属端子相对于树脂管壳固定的位置没有偏移。因此，上述的树脂管壳设有通过设置与金属端子嵌合的部分等来限制金属端子的移动的构造。
参照图10、 11来说明一例限制(固定^皮外插的金属端子的移动的方法。如图IO所示，设有引线接合面108的金属端子100沿箭头方向插入至树脂管壳102内。该插入通过将金属端子100穿过树脂管壳102具有的突起部104和相邻的突起部104之间来进行。金属端子100插入终止后，如图11所示，金属端子IOO就嵌合在突起部104内。另夕卜，引线接合面108夹于引线接合面固定部106而固定。再者，关于固定端子框架等的其它方法，在专利文献l-6中有记载。
特开昭59-008399号公报[专利文献2]特开昭62_158389号公报[专利文献3]特开2002-231217号公报[专利文献4]特开昭60-223143号公报[专利文献5]特开2002-291135号公净艮[专利文献6]特开平01-243383号公才良
发明内容
本发明为解决上述课题构思而成，其目的在于提供这样的半导体装置及其制造方法，其中金属端子无缺陷地以简易的方法牢固地与树脂管壳接合，金属端子与半导体芯片通过引线接合而连接。
本发明的半导体装置的制造方法的特征在于，包括如下工序将金属端子安装在树脂管壳内部的预定位置上；将所安装的该金属端子通过感应加热方式加热至该树脂管壳的熔点以上，在与该树脂管壳接触的部分将该金属端子熔接固定在该树脂管壳上；在该树脂管壳内部搭载半导体芯片；通过引线接合将该半导体芯片与被熔接固定的该金属端子连接。
按照本发明，可以用简易的方法将金属端子熔接固定在树脂管壳上，能够进行高精度且导线充分与金属端子接合的引线接合。
图1是实施例1的半导体装置的透视图。
图2是图1的平面图。 图3是图1的3-3剖面。
图4是说明实施例1的半导体装置的制造方法的流程图。
图5说明图4的步骤30。
图6说明图4的步骤32、 34。
图7说明具有凹部的金属端子。
图8说明将图7所示的金属端子插入并感应加热后的结构。 图9是图8的9-9剖面。 图IO说明金属端子的外插。 图11说明被夕卜插的金属端子。
图12说明嵌合部的金属端子与树脂管壳之间的间隙。 图13说明引线接合部的金属端子与树脂管壳之间的间隙。 图14说明用粘接剂将金属端子与树脂管壳粘接的状态。 图15说明将高温金属接触树脂管壳来进行金属端子固定。 标记说明
10金属端子 12树脂管壳 20半导体芯片 22引线接合面 24、 25熔接固定部 40交变磁场发生装置 52凹部
具体实施方式
实施例1本实施例涉及将被外插在树脂管壳上的金属端子与半导体芯片 的进行引线接合的半导体装置及其制造方法。下面，参照图l来说明
本实施例的结构。本实施例的半导体装置设有树脂管壳12。树脂管壳 12构成半导体装置的壳体，其内壁侧的侧面上设有突起部14。突起部 14是从树脂管壳12的侧面突出的粗头形状。树脂管壳12还设有引线 接合面固定部16。引线接合面固定部16是配置成可形成用以固定后 述的金属端子的引线接合面的沟槽的凸部。
左右的频率，在金属端子10上感应 500-600[A]左右的电流。通过施加该电流约IO秒钟，金属端子纟支加热 至300[。C]左右的高温。金属端子10达到300[。C]左右时，树脂管壳12 就成为熔融状态。即，在金属端子IO与树脂管壳12的接触面上，树 脂管壳12成为熔融状态。再者，在金属端子IO与树脂管壳12之间， 即使有图12、 13所示的间隙A、 B、 C、 D,由于两者的距离十分接近， 均被树脂管壳12熔合。接着，在步骤36中，将交变磁场发生装置40从树脂管壳12内 部取出。
然后，进入步骤38的工序处理。在步骤38中，将半导体芯片搭 载在树脂管壳12内部的底部。半导体芯片如图1所示的半导体芯片 20那样配置，但对此并无特别的限定，能进行后述的引线接合即可。
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接着，进入步骤40的工序处理。在步骤40中，如图l所示，引 线接合面22和半导体芯片20通过引线接合而连接。
在用引线接合进行金属端子与半导体芯片的连接时，在金属端子 上边施加热、超声波、负荷，边进行引线连接。在通过引线接合进行 连接时对金属端子适当地施加超声波振动，以形成充分的合金部分来 达到将导线连接的条件。但是，外插金属端子时，金属端子相对于树 脂管壳的固定多半是不充分的。因此，由于引线接合装置的毛细状的 前端部与金属端子之间的调整而移动等原因，超声波振动往往不能适 当地施加到金属端子上。作为其结果，存在金属端子与导线不能接合 或接合强度不充分的问题。
依据本实施例，可以解决上述问题。在本实施例中，如图2、 3 所说明，在金属端子与树脂管壳的接合面上形成熔接固定部，在多个 面上将两者熔接固定。因而，构成为在金属端子与树脂管壳的接触部 位进行面接合，金属端子被牢固地固定在树脂管壳上。因此，在引线 接合时，不会造成金属端子不稳定，可以高精度实现充分形成合金部 分的引线接合。再有，在进行如图15那样由加热树脂的方法产生的连 接时金属端子的接合强度是30-40[N]，而在釆用本实施例的方法进行 的连接时是80-100[N]，可确认金属端子被牢固地固定在树脂管壳上。
再者，由于金属端子的感应加热用配置在树脂管壳内部的交变石兹 场发生装置来进行，可以使金属端子与交变磁场发生装置的距离接近。 因而，可以高效地加热金属端子。特别是，与交变磁场发生装置配置 在树脂管壳外部的情况相比，本例的交变磁场发生装置可在与金属端 子的引线接合部接近的状态下进行感应加热。因此，能够在作为与引 线接合部的引线接合面相对的面的接触面上得到良好的面接合。由于 上述的接触面用熔接固定进行面接合，在金属端子上适当地施加由引 线接合产生的超声波振动，可以稳定进行？ 1线接合强度改善的高精度 的引线接合。
与采用粘接剂的金属端子的固定相比，采用本实施例的方法的金 属端子的固定工序较为简易，也不用担心由粘接材料的飞賊引起的缺 陷发生。另外，与将高温金属接触树脂管壳来熔融树脂管壳的情况相 比，本实施例的方法的连接效率高。即，将高温金属接触树脂管壳来 熔融树脂管壳，会熔融到对金属端子与树脂管壳的接合无贡献的部分 的树脂管壳，存在使树脂管壳的强度下降或变形的可能性。另一方面， 本实施例的半导体装置的制造方法，对金属端子与树脂管壳的熔接固 定无贡献的树脂管壳的部分不会^皮熔融，因此效率高。
为了更加提高金属端子与树脂管壳的固定，也可以将金属端子做 成图7所示的形状。图7所示的金属端子50在设有外部连接部、嵌合 部、引线接合部60这一点上与上述的金属端子10相同，其特征是在嵌合部上设有凹部52。设有凹部52的金属端子50沿图7的箭头方向 插入。其后的工序与图4所示的流程图相同。
图8表示金属端子50被插入至树脂管壳102并感应加热后的外 观。图9表示图8的9-9剖面。如图9所示，由于感应加热，在凹部 52中形成沿凹部52的形状的熔接固定部53。因此，与无凹部的情况 相比，由于熔接固定的面增加，能够加强金属端子的固定。
在本实施例中，交变磁场发生装置设有长方形部分，作为将长方 形部分配置在树脂管壳内部来使磁场发生，但本发明不受此限。即， 本发明是用感应加热进行金属端子的固定的装置，通过将交变磁场的 发生源置入树脂管壳内部来进行感应加热，可以提高效率。因而，若 将交变磁场的发生源设于外部也能充分感应加热，就不需要配置在内 部，不管是内部配置或外部配置，即使不具有长方形部分，也并不失 却本发明的效果。
另外，图4说明的半导体芯片搭载工序(步骤38)只要在步骤40 说明的引线接合工序之前即可，可以在任何时候进行。
权利要求
1. 一种半导体装置，其特征在于，设有树脂管壳；被搭载于所述树脂管壳内部的半导体芯片；具有相对的引线接合面和接触面的金属端子；以及连接所述引线接合面与所述半导体芯片的导线，所述接触面通过熔接固定而面接合于所述树脂管壳内部。
2. 如权舰求1所述的半科装置，期争棘于， 所述金属端子具有凹部， 所述树脂管壳的树脂填A^斤述凹部。
3. 如^又利^"求1或2所述的半"^^装置，期村碌于， 在与所述树脂管^財妄触的所有部分上，所述金属端子^^矣固定于所述树脂管壳。
4. 一种半>|^装置的制妙法，^4科雄于^i^t。下工序 #^属端子安^^树脂管壳内部的预定位置上；将被安装的所述金属端子以感应加热方式加热至所述树脂管壳的熔点以 上，并将所述金属端子在与所述树脂管壳4財妻触的部分》叙矣固定于所述树脂管 壳；在所述树脂管壳内^l荅载半科芯片；以及通过 1线^^将浮射容接固定的所述^属端子与所ii半^^芯片连4妄。
5. 如权利要求4所述的半^^装置的制i^r法，^4村雄于，具有相对的？ 1线掩^面和接触面的金属端子作为所述金属端子， 在所述 1 ^l給面上进行所述51线4給，将交变磁场发生装Iii^^斤述树脂管壳内部，通ii/斤述交变磁场发生装置的感应加热，将所述接触面》叙妄固定于所述树脂管壳内部的底部。
6. :H又矛虔求4或5所述的半"f^^装置的制it^法，^f衬雄于， 用形M凹部的金属端子作为所^i4r属端子，将所述金属端子;^妄固定于所述树脂管壳时，^^斤述树脂管壳的树脂填 A^斤述凹部。
全文摘要
本发明“半导体装置及其制造方法”旨在提供可用简易的方法将金属端子固定在树脂管壳上，高精度且稳定地进行所要的引线接合的半导体装置及其制造方法。所述半导体装置设有树脂管壳、搭载在该树脂管壳内部的半导体芯片、具有相对的引线接合面和接触面的金属端子以及将该引线接合面与该半导体芯片连接的导线。其特征在于该接触面通过熔接固定而被面接合在该树脂管壳内部。
文档编号H01L23/488GK101521186SQ200810183920
公开日2009年9月2日 申请日期2008年12月8日 优先权日2008年2月27日
发明者古川胜, 山田顺治, 松本匡史, 磐浅辰哉 申请人:三菱电机株式会社