半导体装置及半导体装置的制造方法与流程

本发明涉及基板插入式引线类型的半导体装置及其制造方法。

背景技术：

就现有的面安装式引线类型的半导体装置而言，对引线端子的表面等实施加工，实现引线端子和封装树脂的结合力的提高、及引线端子和焊料的结合力的提高(例如，参照专利文献1)。

另外，为了使安装半导体元件的基板和引线端子的接合力提高，需要在引线端子和基板的接合部分形成焊料焊脚(fillet)。

专利文献1：日本特开2007-287765号公报

但是，就基板插入式引线类型的半导体装置而言，由于在引线端子的中途部处与基板接合，因此由于重力而施加应力，使得焊料流向下方，因此与面安装式引线类型的半导体装置相比，难以形成正常的焊料焊脚的形状。由于焊料焊脚的形状根据焊料的量、引线端子及其周边的温度等而变化，因此有可能无法形成稳定的焊料焊脚。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供针对基板插入式引线类型的半导体装置，能够在向基板安装时形成稳定的焊料焊脚的技术。

本发明涉及的半导体装置是通过将多个引线端子各自插入至基板的多个通孔而进行安装的基板插入式引线类型的半导体装置，该半导体装置具有：通电控制部，其包含半导体元件及配线；封装树脂，其覆盖所述通电控制部；以及多个所述引线端子，它们的一端侧与所述通电控制部连接，并且另一端侧从所述封装树脂凸出，各所述引线端子具有在从所述封装树脂凸出的所述另一端侧的一部分形成的凸起部。

发明的效果

根据本发明，由于各引线端子具有在从封装树脂凸出的另一端侧的一部分形成的凸起部，因此针对基板插入式引线类型的半导体装置，能够在向基板安装时形成稳定的焊料焊脚。

附图说明

图1是实施方式1涉及的半导体装置的侧视图。

图2是半导体装置的主视图。

图3是半导体装置向基板插入时的凸起部及其周边的放大图。

图4是半导体装置向基板安装时的凸起部及其周边的放大图。

图5是用于说明实施方式1涉及的半导体装置的制造方法的说明图。

图6是实施方式1的变形例1涉及的半导体装置向基板插入时的凸起部及其周边的放大图。

图7是实施方式1的变形例2涉及的半导体装置向基板插入时的凸起部及其周边的放大图。

图8是实施方式1的变形例3涉及的半导体装置向基板插入时的凸起部及其周边的放大图。

图9是实施方式2涉及的半导体装置向基板插入时的凸起部及其周边的放大图。

图10是实施方式2的变形例1涉及的半导体装置向基板插入时的凸起部及其周边的放大图。

图11是表示在表面加工区域形成的多个槽的一个例子的剖面图。

图12是表示在表面加工区域形成的多个槽的另一个例子的剖面图。

图13是表示在表面加工区域形成的多个槽的另一个例子的剖面图。

图14是表示在表面加工区域形成的多个槽的另一个例子的剖面图。

图15是表示在表面加工区域形成的多个槽的另一个例子的剖面图。

图16是实施方式2的变形例2涉及的半导体装置向基板插入时的凸起部及其周边的放大图。

图17是表示在表面加工区域形成的多个凹凸的一个例子的剖面图。

图18是表示在表面加工区域形成的多个凹凸的另一个例子的剖面图。

图19是用于说明多个槽的形成方法的说明图。

图20是用于说明多个凹凸的形成方法的说明图。

标号的说明

1封装树脂，2引线端子，3凸起部，4基板，5通孔，7引线，8框架，9外框，10引线框架，13凸起部，14切口，15槽，16凹凸，23凸起部，33凸起部，100半导体装置。

具体实施方式

<实施方式1>

下面，使用附图对本发明的实施方式1进行说明。图1是实施方式1涉及的半导体装置100的侧视图。图2是半导体装置100的主视图。

如图1和图2所示，半导体装置100是通过将多个引线端子2各自插入至基板4(参照图3)的多个通孔5(参照图3)而进行安装的基板插入式引线类型的半导体装置，其具有通电控制部(省略图示)、封装树脂1、及多个引线端子2。封装树脂1在俯视观察时形成为矩形形状，对通电控制部和多个引线端子2的一端侧进行封装。多个(例如10根)引线端子2从封装树脂1的前后各凸出5根。通电控制部包含半导体元件及配线，通电控制部与多个引线端子2的一端侧连接。

多个引线端子2的另一端侧从封装树脂1凸出，成为用于与基板4连接的开路。多个引线端子2的另一端侧是从封装树脂1的前表面和背面向水平方向延伸，在中途部处弯曲而向下方延伸的形状。在多个引线端子2中的向下方延伸的部分形成有局部地宽度变宽的凸起部3。

接着，对凸起部3进行详细说明。图3是半导体装置100向基板插入时的凸起部3及其周边的放大图。

如图2和图3所示，凸起部3的主视观察时的形状为朝向从通电控制部离开的方向而变细的锥形形状即倒三角形形状。凸起部3的比下端部靠上侧的部分的宽度宽于基板4的通孔5的宽度，在将引线端子2插入至基板4的通孔5的状态下，凸起部3的下端部位于通孔5的上端。

接着，使用图3和图4，与没有在引线端子2设置凸起部3的情况相对比地对在引线端子2设置了凸起部3的情况下的效果进行说明。图4是半导体装置100向基板安装时的凸起部3及其周边的放大图。此外，向基板安装时是指通过焊料6将多个引线端子2固定于基板4的状态。

由于从基板4的下侧通过烙铁或喷流焊料供给焊料6，因此容易在基板4的下表面稳定地形成焊料焊脚。但是，当没有在引线端子2设置凸起部3的情况下，由于重力而施加应力，使得焊料6流向下方，因此有可能不会在基板4的上表面稳定地形成焊料焊脚。

当在引线端子2设置了凸起部3的情况下，通过在凸起部3处局部地增大引线端子2的体积而使热容量提高。因此，容易将凸起部3保持于高温状态，因此能够使凸起部3处的焊料6的润湿攀爬性(wetupward)提高。另外，凸起部3能够使利用了焊料6的表面张力的焊料6的润湿攀爬性也提高。

使用图3和图4，对利用了表面张力的焊料6的润湿攀爬性进行说明。到达凸起部3的下端部的焊料6在凸起部3的下端部处由于表面张力而向上侧润湿攀爬。润湿攀爬后的焊料6由于表面张力而沿凸起部3在基板4的上表面形成焊脚。

凸起部3的比下端部靠上侧的部分的宽度宽于通孔5的宽度，基板4的上表面处的基板4与凸起部3之间的距离小于基板4的下表面处的基板4与引线端子2之间的距离。因此，与基板4的下表面相比在基板4的上表面处能够以更少的焊料6形成焊料焊脚。另外，在供给至基板4的上表面和下表面的焊料6为等量的情况下，如图4所示，能够形成大且稳定的焊料焊脚。

另外，在将引线端子2插入至通孔5的状态下，如果凸起部3的一部分位于通孔5的上端，该通孔5的上端位于与基板4的上表面相同的高度位置，则半导体装置100在形成有焊料焊脚的部位得到固定。

另外，凸起部3可以在形成多个引线端子2时使用冲压模具来制作。接着，对半导体装置100的制造方法进行说明。图5是用于说明实施方式1涉及的半导体装置100的制造方法的说明图。具体而言，图5(a)是表示进行了通过封装树脂1对通电控制部进行封装的工序的状态的俯视图。图5(b)是表示进行了对框架8进行加工而形成凸起部3的工序的状态的俯视图。图5(c)是表示进行了将外框9切断而形成多个引线端子2的工序的状态的俯视图。

首先，进行配置引线框架10的工序，该引线框架10具有多个引线7、将多个引线7的另一端侧连接的框架8、包围多个引线7及框架8的外框9。

接着，如图5(a)所示，进行在多个引线7的一端侧形成通电控制部的工序、和通过封装树脂1对通电控制部进行封装的工序。接着，如图5(b)所示，进行通过冲压加工对框架8进行加工而形成凸起部3的工序。此外，在该工序中，对在图5(a)、(b)中由虚线包围的区域进行加工。

接着，如图5(c)所示，进行通过冲压加工将外框9切断而形成各自具有凸起部3的多个引线端子2的工序。经过以上那样的工序而制造半导体装置100。

如上所述，实施方式1涉及的半导体装置100具有：通电控制部，其包含半导体元件及配线；封装树脂1，其覆盖通电控制部；以及多个引线端子2，它们的一端侧与通电控制部连接，并且，另一端侧从封装树脂1凸出，各引线端子2具有在从封装树脂1凸出的另一端侧的一部分形成的凸起部3。

因此，由于各引线端子2具有在从封装树脂1凸出的另一端侧的一部分形成的凸起部3，因此针对基板插入式引线类型的半导体装置100，能够在向基板安装时形成稳定的焊料焊脚。

半导体装置100的制造方法具有：工序(a)，配置引线框架10，该引线框架10具有多个引线7、将多个引线7的另一端侧连接的框架8、包围多个引线7及框架8的外框9；工序(b)，在多个引线7的一端侧形成通电控制部；工序(c)，通过封装树脂1对通电控制部进行封装；工序(d)，通过冲压加工对框架8进行加工而形成凸起部3；以及工序(e)，通过冲压加工将外框9切断而形成多个引线端子2。

因此，能够在形成多个引线端子2时使用冲压模具来形成凸起部3，因此能够在对半导体装置100的制造成本的上升进行抑制的同时形成凸起部3，该凸起部3能够形成稳定的焊料焊脚。

<实施方式1的变形例>

在以上的说明中，凸起部3的主视观察时的形状形成为朝向从通电控制部离开的方向而变细的锥形形状即倒三角形形状。但是，并不限于此，也可以是其它形状。

图6是实施方式1的变形例1涉及的半导体装置100向基板插入时的凸起部13及其周边的放大图。图7是实施方式1的变形例2涉及的半导体装置100向基板插入时的凸起部23及其周边的放大图。图8是实施方式1的变形例3涉及的半导体装置100向基板插入时的凸起部33及其周边的放大图。

在图6和图7中示出，在基板4的上表面能够以与使用了凸起部3的情况相比更少的焊料6形成焊脚的凸起部13、23的形状的例子。如图6所示，凸起部13的主视观察时的形状可以为矩形形状，如图7所示，凸起部23的主视观察时的形状也可以为椭圆形状。

在图6和图7的情况下，也通过在凸起部13、23处局部地增大引线端子2的体积而使热容量提高。因此，容易将凸起部13、23保持于高温状态，所以能够使凸起部13、23处的焊料6的润湿攀爬性提高。另外，凸起部13、23能够使利用了焊料6的表面张力的焊料6的润湿攀爬性也提高。并且，由于与图3所示的凸起部3相比，凸起部13、23的位于基板4的上表面的高度位置处的面积大，因此通过与凸起部3的情况相比更少的焊料6向左右润湿攀爬，因此能够在向基板安装时以少的焊料6形成稳定的焊料焊脚。

在图8中示出能够进一步使焊料6的润湿攀爬性提高的凸起部33的形状的例子。如图8所示，优选凸起部33的下端部配置于通孔5内。因此，优选相对于引线端子2的侧面来说的锥形形状的倾斜角度θ小于45度。图3所示的凸起部3的锥形部3a为直线状，图8所示的凸起部33的锥形部33a为向上方凹陷的曲线状，因此与凸起部3的情况相比焊料6容易润湿攀爬。

凸起部33的主视观察时的形状为朝向从通电控制部离开的方向而变细的锥形形状，相对于引线端子2的侧面来说的锥形形状的倾斜角度θ小于45度，因此与凸起部3的情况相比焊料6容易润湿攀爬，能够容易地在向基板安装时形成稳定的焊料焊脚。

<实施方式2>

接着，对实施方式2涉及的半导体装置100进行说明。图9是实施方式2涉及的半导体装置100向基板插入时的凸起部3及其周边的放大图。此外，在实施方式2中，对与实施方式1中说明过的结构要素相同的结构要素标注相同标号并省略说明。

在实施方式2中，以使焊料润湿性提高而提高基板4的安装性为目的，在引线端子2及凸起部3中的位于基板4的通孔5的内部及其周边处的部分(下面称为“表面加工区域”)，形成有多个小的切口14。更具体而言，表面加工区域为引线端子2及凸起部3中的位于基板4的通孔5的内部及其上侧、下侧处的部分。

通过在引线端子2及凸起部3的表面加工区域形成多个切口14，能够使利用了毛细管现象的焊料6的润湿攀爬性提高。此外，表面加工区域可以仅处于引线端子2及凸起部3的表面，也可以处于引线端子2及凸起部3的表面和背面。

也可以替代多个切口14，将多个槽15或多个凹凸16形成于表面加工区域。图10是实施方式2的变形例1涉及的半导体装置100向基板插入时的凸起部3及其周边的放大图。图11是表示在表面加工区域形成的多个槽15的一个例子的剖面图。图12～图15是表示在表面加工区域形成的多个槽15的另一个例子的剖面图。

如图10所示，在引线端子2的长度方向延伸的多个细的槽15形成于表面加工区域。此外，槽15可以是如图11所示仅在引线端子2及凸起部3的表面形成的矩形形状的槽，也可以是如图12所示在引线端子2及凸起部3的表面和背面形成的矩形形状的槽。通过在引线端子2及凸起部3的表面和背面形成槽15，能够进一步使焊料6的润湿攀爬性提高。

或者，槽15也可以是如图13所示仅在引线端子2及凸起部3的表面形成的锯齿状的槽，还可以是如图14所示在引线端子2及凸起部3的表面和背面形成的锯齿状的槽。通过将多个锯齿状的槽15即槽15形成为朝向从引线端子2的中心离开的方向而变细的锥形形状，从而能够减少焊料6的润湿攀爬时的空气的卷入，因此可以期待进一步提高焊料润湿性。

或者，槽15也可以是如图15所示在引线端子2及凸起部3的表面和背面形成的多个梯形形状的槽。在如图14所示通过将在引线端子2及凸起部3的表面和背面形成的槽15设为锥形形状而产生引线端子2变形的可能性的情况下，能够通过如图15所示使槽15的倾斜平缓而使引线端子2保持所需的强度。

图16是实施方式2的变形例2涉及的半导体装置100向基板插入时的凸起部3及其周边的放大图。图17是表示在表面加工区域形成的多个凹凸16的一个例子的剖面图。图18是表示在表面加工区域形成的多个凹凸16的另一个例子的剖面图。

如图16所示，在表面加工区域形成有多个凹凸16。此外，凹凸16可以是如图17所示仅在引线端子2及凸起部3的表面形成的凹凸，也可以是如图18所示在引线端子2及凸起部3的表面和背面形成的凹凸。

接着，对在引线端子2及凸起部3的表面加工区域形成多个槽15的方法进行说明。图19是用于说明多个槽15的形成方法的说明图。具体而言，图19(a)是形成多个槽15之前的引线端子2的概略图，图19(b)是表示将引线端子2安装于冲压模具20的状态的概略图。图19(c)是形成了多个槽15之后的引线端子2的概略图。

如图19(a)～图19(c)所示，通过利用冲压模具20对安装于冲压模具20的引线端子2进行冲压加工，从而在引线端子2及凸起部3的表面加工区域形成多个槽15。

接着，对在引线端子2及凸起部3的表面加工区域形成多个凹凸16的方法进行说明。图20是用于说明多个凹凸16的形成方法的说明图。具体而言，图20(a)是形成多个凹凸16之前的引线端子2的概略图，图20(b)是表示对引线端子2进行喷珠处理的状态的概略图。图20(c)是形成了多个凹凸16之后的引线端子2的概略图。

如图20(a)～图20(c)所示，通过进行湿式或干式的喷珠处理，使微小粒状物质即珠21与引线端子2及凸起部3的表面加工区域碰撞，从而在引线端子2及凸起部3的表面加工区域形成多个凹凸16。在镀敷后进行了喷珠处理的情况下，担心引线端子2的金属表面的露出等，因此优选在镀敷前进行喷珠处理。另外，通过对珠21的粒径及喷射时间进行调整，能够对凹凸16的深度及粗糙度进行调整。此外，也可以替代使珠21进行碰撞的喷珠处理，进行使作为微小粒状物质的砂进行碰撞的喷砂处理。

如上所述，就实施方式2涉及的半导体装置100而言，在引线端子2及凸起部3中的位于基板4的通孔5的内部及其周边处的部分，形成有多个切口14、在引线端子2的长度方向延伸的多个槽15、或多个凹凸16。因此，能够使利用了毛细管现象的焊料6的润湿攀爬性提高。

由于还具有在引线端子2及凸起部3中的位于基板4的通孔5的内部及其周边处的部分，通过冲压加工形成多个槽15、或通过喷珠处理或喷砂处理形成多个凹凸16的工序，因此能够容易地形成使焊料6的润湿攀爬性提高的构造。

在以上的说明中，在引线端子2及凸起部3中的位于基板4的通孔5的内部及其周边处的部分，形成了多个切口14、多个槽15、或多个凹凸16。但是并不限于此，形成多个切口14、多个槽15、或多个凹凸16的对象也可以为凸起部13、23、33而并非凸起部3。在该情况下也得到相同的效果。

此外，本发明可以在其发明的范围内将各实施方式自由地组合，对各实施方式适当进行变形、省略。