半导体装置及半导体装置的制造方法

文档序号:914698 发布日期:2021-02-26 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 半导体装置及半导体装置的制造方法 (Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device ) 是由 安部英俊 池永诚 高本健生 于 2019-07-18 设计创作,主要内容包括:半导体装置具备半导体元件、导线框、导通部件、树脂组成物、以及封固树脂。上述半导体元件具有在第一方向上彼此分离的元件主面及元件背面。上述导线框搭载上述半导体元件。上述导通部件与上述导线框接合,并使上述半导体元件与上述导线框导通。上述树脂组成物将上述导通部件与上述导线框的接合部分覆盖,并且使上述元件主面的一部分露出。上述封固树脂将上述导线框的一部分、上述半导体元件、以及上述树脂组成物覆盖。上述树脂组成物与上述导线框的接合强度优于上述封固树脂与上述导线框的接合强度,并且上述树脂组成物与上述导通部件的接合强度优于上述封固树脂与上述导通部件的接合强度。(The semiconductor device includes a semiconductor element, a lead frame, a conductive member, a resin composition, and a sealing resin. The semiconductor element has an element main surface and an element rear surface separated from each other in a first direction. The lead frame carries the semiconductor element. The conducting member is joined to the lead frame and conducts the semiconductor element to the lead frame. The resin composition covers a joint portion between the conductive member and the lead frame and exposes a portion of the main surface of the element. The sealing resin covers a part of the lead frame, the semiconductor element, and the resin composition. The bonding strength between the resin composition and the lead frame is better than that between the sealing resin and the lead frame, and the bonding strength between the resin composition and the conducting member is better than that between the sealing resin and the conducting member.)

半导体装置及半导体装置的制造方法

技术领域

本公开涉及半导体装置及该半导体装置的制造方法。

背景技术

专利文献1公开了现有的半导体装置。专利文献1所述的半导体装置具备半导体元件、导线框、焊料、引线和封固树脂。在该半导体装置中,半导体元件例如是二极管芯片、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)芯片。导线框搭载半导体元件并且经由焊料、引线与半导体元件导通。焊料和引线是用于使导线框与半导体元件导通的导通部件。焊料介于半导体元件与导线框之间并使它们导通。引线与半导体元件和导线框接合并使它们导通。封固树脂将导线框的一部分、半导体元件、焊料和引线覆盖。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2017-5165号公报

发明内容

发明所要解决的课题

半导体装置例如会由于在电子设备等的电路基板上安装时的回流、或者从工作中的半导体元件产生的热等而被施加热负荷。该热负荷会引起热应力在焊料、引线等导通部件与导线框的接合部分集中。有时会因该热应力的集中而在该接合部分与封固树脂的界面发生封固树脂的剥离。并且,在封固树脂发生了剥离的情况下,当再次施加热负荷时,例如有可能在作为导通部件的焊料上产生裂纹。另外,对于作为导通部件的引线而言,有可能发生脱落、断线。这些情况会导致半导体装置的故障。

本公开针对上述课题而做出,其目的在于,提供一种半导体装置和该半导体装置的制造方法,其能够抑制热负荷引起的封固树脂的剥离,从而抑制故障。

用于解决课题的方案

本公开第一方案提供的半导体装置具备:半导体元件,其具有在第一方向上彼此分离的元件主面及元件背面;导线框,其搭载有上述半导体元件;导通部件,其与上述导线框接合,并使上述半导体元件与上述导线框导通;树脂组成物,其覆盖上述导通部件与上述导线框的接合部分,并且使上述元件主面的一部分露出;以及封固树脂,其覆盖上述导线框的一部分、上述半导体元件及上述树脂组成物,上述树脂组成物与上述导线框的接合强度优于上述封固树脂与上述导线框的接合强度,并且上述树脂组成物与上述导通部件的接合强度优于上述封固树脂与上述导通部件的接合强度。

在上述半导体装置的优选实施方式中,上述导线框具备:晶片焊垫,其具有朝向与上述元件主面相同方向的焊垫主面及朝向与上述元件背面相同方向的焊垫背面;以及导线,其与上述晶片焊垫分离,上述半导体元件以上述焊垫主面与上述元件背面对置的方式搭载于上述晶片焊垫。

在上述半导体装置的优选实施方式中,上述半导体元件包含形成于上述元件背面的背面电极,在上述导通部件中包含导电性接合材料,该导电性接合材料将上述半导体元件与上述晶片焊垫接合,并且使上述背面电极与上述晶片焊垫导通,上述树脂组成物包含晶片焊垫侧被覆部,该晶片焊垫侧被覆部覆盖上述导电性接合材料与上述晶片焊垫的接合部分。

在上述半导体装置的优选实施方式中,上述导电性接合材料具有:上述导电性接合材料具有:元件抵接面,其与上述背面电极抵接;晶片焊垫抵接面,其与上述晶片焊垫抵接;以及连络面,其与上述元件抵接面和上述晶片焊垫抵接面相连,上述晶片焊垫侧被覆部包含晶片焊垫侧第一部,该晶片焊垫侧第一部介于上述连络面与上述封固树脂之间。

在上述半导体装置的优选实施方式中,上述晶片焊垫侧被覆部还包含晶片焊垫侧第二部,该晶片焊垫侧第二部与上述晶片焊垫侧第一部相连,并且介于上述焊垫主面与上述封固树脂之间。

在上述半导体装置的优选实施方式中,上述半导体元件具有元件侧面,该元件侧面与上述元件主面及上述元件背面相连,上述晶片焊垫侧被覆部还包含晶片焊垫侧第三部,该晶片焊垫侧第三部与上述晶片焊垫侧第一部相连,并且介于上述元件侧面的至少一部分与上述封固树脂之间。

在上述半导体装置的优选实施方式中,上述晶片焊垫侧被覆部还包含晶片焊垫侧第四部,该晶片焊垫侧第四部与上述晶片焊垫侧第三部相连,并且介于上述元件主面的一部分与上述封固树脂之间。

在上述半导体装置的优选实施方式中,上述导电性接合材料是焊料。

在上述半导体装置的优选实施方式中,上述焊垫背面从上述封固树脂露出。

在上述半导体装置的优选实施方式中,上述半导体元件包含形成于上述元件主面的主面电极,在上述导通部件中包含引线,该引线与上述主面电极及上述导线接合,并使上述主面电极与上述导线导通,上述树脂组成物包含导线侧被覆部,该导线侧被覆部覆盖上述引线与上述导线的接合部分。

在上述半导体装置的优选实施方式中,上述引线包含与上述主面电极接合的第一接合部和与上述导线接合的第二接合部,上述导线侧被覆部包含导线侧第一部,该导线侧第一部介于上述第二接合部与上述封固树脂之间。

在上述半导体装置的优选实施方式中,上述导线侧被覆部还包含导线侧第二部,该导线侧第二部与上述导线侧第一部相连,并且介于上述导线与上述封固树脂之间。

在上述半导体装置的优选实施方式中,上述引线还包含线状部,该线状部将上述第一接合部与上述第二接合部连接,上述线状部包含树脂抵接区域,该树脂抵接区域在周向的全周与上述封固树脂相接。

在上述半导体装置的优选实施方式中,上述半导体元件是功率半导体芯片。

本公开第二方案提供的半导体装置的制造方法具有:准备导线框的工序;准备半导体元件的工序,其中该半导体元件具有在第一方向上彼此分离的元件主面及元件背面;将上述半导体元件搭载于上述导线框的元件搭载工序;将导通部件与上述导线框及上述半导体元件接合,并使上述导线框与上述半导体元件经由上述导通部件导通的导通部件形成工序;以将上述导通部件与上述导线框的接合部分覆盖并且使上述元件主面的一部分露出的方式涂布膏组成物的涂布工序;使涂布的上述膏组成物干燥的工序;以及形成封固树脂的工序,其中该封固树脂覆盖上述导线框的一部分、上述半导体元件及干燥的上述膏组成物,上述膏组成物包含树脂材料,该树脂材料与上述导线框的接合强度优于上述封固树脂与上述导线框的接合强度,并且该树脂材料与上述导通部件的接合强度优于上述封固树脂与上述导通部件的接合强度。

在上述半导体装置的制造方法的优选实施方式中,上述导线框具备:晶片焊垫,其具有朝向与上述元件主面相同方向的焊垫主面和朝向与上述元件背面相同方向的焊垫背面;以及导线,其与上述晶片焊垫分离,在上述元件搭载工序中,以上述焊垫主面与上述元件背面对置的姿态,将上述半导体元件搭载于上述晶片焊垫。

在上述半导体装置的制造方法的优选实施方式中,上述半导体元件包含形成于上述元件背面的背面电极,在上述导通部件形成工序中,在上述元件搭载工序之前,涂布将上述背面电极与上述晶片焊垫接合的导电性膏,在上述元件搭载工序之后,使上述导电性膏干燥,从而形成导电性接合材料,该导电性接合材料将上述半导体元件与上述晶片焊垫接合,并且使上述背面电极与上述晶片焊垫导通,在上述涂布工序中,以至少将上述导电性接合材料与上述晶片焊垫的接合部分覆盖的方式涂布上述膏组成物。

在上述半导体装置的制造方法的优选实施方式中,上述半导体元件包含形成于上述元件主面的主面电极,在上述导通部件形成工序中,在上述元件搭载工序之后形成引线,该引线与上述主面电极及上述导线接合,并且使上述主面电极与上述导线导通,在上述涂布工序中,以至少将上述引线与上述导线的接合部分覆盖的方式涂布上述膏组成物。

发明的效果

根据本公开的半导体装置,能够抑制热负荷引起的封固树脂的剥离,从而抑制故障。另外,根据本公开的制造方法,能够制造可抑制故障的半导体装置。

附图说明

图1是表示第一实施方式的半导体装置的立体图。

图2是在图1所示立体图中省略了封固树脂和树脂组成物的图。

图3是表示第一实施方式的半导体装置的俯视图。

图4是在图3所示俯视图中省略了封固树脂的图。

图5是表示第一实施方式的半导体装置的正视图。

图6是表示第一实施方式的半导体装置的仰视图。

图7是表示第一实施方式的半导体装置的侧视图(右侧视图)。

图8是沿着图4的VIII-VIII线的剖视图。

图9是沿着图4的IX-IX线的剖视图。

图10是沿着图4的X-X线的剖视图。

图11是表示第一实施方式的半导体装置的制造方法中的一工序的图。

图12是表示第一实施方式的半导体装置的制造方法中的一工序的图。

图13是表示第一实施方式的半导体装置的制造方法中的一工序的图。

图14A是表示在导电性接合材料上直接形成有封固树脂时的剖面示意图。

图14B是表示树脂组成物介于导电性接合材料与封固树脂之间时的剖面示意图。

图15是表示第二实施方式的半导体装置的俯视图(省略封固树脂)。

图16是表示第二实施方式的半导体装置的剖视图。

图17是表示第三实施方式的半导体装置的立体图。

图18是在图17所示立体图中省略了封固树脂和树脂组成物的图。

图19是表示第三实施方式的半导体装置的俯视图。

图20是在图19所示俯视图中省略了封固树脂的图。

图21是表示第三实施方式的半导体装置的正视图。

图22是表示第三实施方式的半导体装置的仰视图。

图23是沿着图20的XXIII-XXIII线的剖视图。

图24是沿着图20的XXIV-XXIV线的剖视图。

图25是表示第四实施方式的半导体装置的俯视图。

图26是图25的局部放大图。

图27是沿着图25的XXVII-XXVII线的剖视图。

图28是沿着图25的XXVIII-XXVIII线的剖视图。

图29是表示第五实施方式的半导体装置的俯视图。

图30沿着图29的XXX-XXX线的剖视图。

图31是沿着图29的XXXI-XXXI线的剖视图。

具体实施方式

以下参照附图对本公开的半导体装置及其制造方法的优选实施方式进行说明。

图1~图10示出了本公开第一实施方式的半导体装置。第一实施方式的半导体装置A1具备半导体元件1、导线框2、多个引线3、导电性接合材料4、封固树脂5和树脂组成物6。并且,多个引线3包含多个第一引线31、第二引线32和第三引线33。

图1是表示半导体装置A1的立体图。图2是在图1所示立体图中省略了封固树脂5和树脂组成物6的图。图3是表示半导体装置A1的俯视图。图4是在图3所示俯视图中省略了封固树脂5的图。此外,在图4中以虚拟线示出了树脂组成物6(为了便于理解而附加点状图案)。图5是表示半导体装置A1的正视图。图6是表示半导体装置A1的仰视图。图7是表示半导体装置A1的侧视图(右侧面)。图8是沿着图4的VIII-VIII线的剖视图。图9是沿着图4的IX-IX线的剖视图。图10是沿着图4的X-X线的剖视图。为了便于说明,将彼此正交的三个方向定义为x方向、y方向、z方向。x方向是俯视图(参照图3、图4)中的左右方向。y方向是俯视图(参照图3、图4)中的上下方向。z方向是半导体装置A1的厚度(高度)方向。

半导体元件1是作为半导体装置A1的功能中枢的电子零件且由半导体材料构成。作为这种半导体材料,有Si(硅)、SiC(碳化硅)和GaAs(砷化镓)等,但是不限于此。半导体元件1例如是MOSFET等功率半导体芯片。在本实施方式中,示出了半导体元件1为MOSFET的情况,但是不限于此,也可以是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor;绝缘栅双极型晶体管)等其它的晶体管,或者是肖特基势垒二极管、快速恢复二极管等二极管。此外,在本公开中,功率半导体芯片例如定义为用于输入端子-输出端子间的电压与输入端子-输出端子中流通的电流的积大致为1W以上的场合。输入端子和输出端子在MOSFET中分别是指漏极电极、源极电极。如图4所示,半导体元件1俯视来看例如呈矩形状。如图4、图8和图9所示,半导体元件1具有元件主面1a、元件背面1b和多个元件侧面1c。

元件主面1a和元件背面1b在z方向上分离并且彼此朝向相反侧。多个元件侧面1c分别被元件主面1a和元件背面1b夹持。各元件侧面1c的z方向的一个(图8和图9的上方的)端缘与元件主面1a相连,且z方向的另一个(图8和图9的下方的)端缘与元件背面1b相连。元件主面1a、元件背面1b和多个元件侧面1c均大致平坦。在本实施方式中,半导体元件1具有分别朝向x方向的一对元件侧面1c、和分别朝向y方向的一对元件侧面1c。

如图2、图4、图8和图9所示,半导体元件1包含多个主面电极11和背面电极12。因此,半导体元件1为纵型结构。多个主面电极11形成于元件主面1a。如图2和图4所示,多个主面电极11包含第一主面电极111、第二主面电极112和第三主面电极113。背面电极12形成于元件背面1b。第一主面电极111是源极电极,第二主面电极112是栅极电极,第三主面电极113是源极感测电极,背面电极12是漏极电极。此外,第一主面电极111、第二主面电极112和第三主面电极113的配置、大小和形状不限于图示。另外,也可以未形成第三主面电极113(源极感测电极)。多个主面电极11(第一主面电极111、第二主面电极112和第三主面电极113)和背面电极12各自的构成材料例如为Al(铝)。

导线框2搭载半导体元件1并且与半导体元件1导通。导线框2安装于电子设备等的电路基板,从而形成半导体元件1与电路基板的导通路径。导线框2由导电性材料构成。该导电性材料例如是Cu(铜)。此外,该导电性材料不限于Cu,也可以是Ni(镍)或者Cu合金、Ni合金、42合金等。导线框2是由俯视呈矩形状的Cu等的金属板通过冲裁加工、切取加工、弯曲加工等而形成为适当的形态。如图2和图4所示,导线框2包含第一导线21、第二导线22、第三导线23和晶片焊垫24。它们在导线框2中彼此分离。

第一导线21是与半导体元件1的第一主面电极111(源极电极)导通的导线框2的一部分。第一导线21经由第一引线31与第一主面电极111导通。如图2、图4和图8所示,第一导线21包含引线键合部211和多个端子部212。

引线键合部211与各第一引线31的一端接合。引线键合部211被封固树脂5覆盖。

多个端子部212分别与引线键合部211相连。各端子部212的一部分从封固树脂5露出。多个端子部212除了一个之外为相同形状。此外,第一导线21的多个端子部212也可以全部为相同形状。多个端子部212沿y方向来看彼此重叠。各端子部212作为半导体装置A1的源极端子与电路基板接合。如图1~图6所示,第一导线21具备五个端子部212。此外,端子部212的数量、长度和形状不限于图示例。

第二导线22是与半导体元件1的第二主面电极112(栅极电极)导通的导线框2的一部分。第二导线22经由第二引线32与第二主面电极112导通。如图2和图4所示,第二导线22包含引线键合部221和端子部222。

引线键合部221接合有第二引线32的一端。引线键合部221被封固树脂5覆盖。

端子部222与引线键合部221相连。端子部222的一部分从封固树脂5露出。在端子部222的从封固树脂5露出的部分中有一部分弯曲。端子部222沿y方向来看与多个端子部212重叠。端子部222作为半导体装置A1的栅极端子与电路基板接合。

第三导线23是与半导体元件1的第三主面电极113(源极感测电极)导通的导线框2的一部分。第三导线23经由第三引线33与第三主面电极113导通。如图2和图4所示,第三导线23包含引线键合部231和端子部232。

引线键合部231接合有第三引线33的一端接合。引线键合部231被封固树脂5覆盖。

端子部232与引线键合部231相连。端子部232的一部分从封固树脂5露出。在端子部232的从封固树脂5露出的部分中有一部分弯曲。端子部232沿y方向来看与多个端子部212和端子部222重叠。端子部232在x方向上被多个端子部212与端子部222夹持。端子部232作为半导体装置A1中的源极感测端子与电路基板接合。

晶片焊垫24是搭载有半导体元件1的导线框2的一部分。晶片焊垫24的一部分被封固树脂5覆盖,且另一部分从封固树脂5露出。如图8和图9所示,晶片焊垫24具有焊垫主面24a和焊垫背面24b。

焊垫主面24a和焊垫背面24b在z方向上彼此朝向相反侧并且分离。焊垫主面24a朝向与元件主面1a相同的方向。焊垫主面24a与元件背面1b对置。焊垫背面24b朝向与元件背面1b相同的方向。焊垫背面24b从封固树脂5露出。

晶片焊垫24经由导电性接合材料4与背面电极12(漏极电极)导通。晶片焊垫24作为半导体装置A1中的漏极端子与电路基板接合。

多个第一引线31、第二引线32、第三引线33各自为使半导体元件1与导线框2导通的连接部件。

多个第一引线31是包含Al的键合引线。多个第一引线31例如是添加有Fe(铁)、Si、Ni的任一种的Al合金或者纯Al。此外,各第一引线31也可以是代替Al而含有Cu或者Au(金)的键合引线。另外,各第一引线31也可以代替键合引线而采用键合带。在本实施方式中,示出了半导体装置A1具备两个第一引线31的情况,但是第一引线31的数量没有特别限定。各第一引线31的线径例如是左右。如图2、图4和图8所示,各第一引线31包含第一接合部311、第二接合部312和线状部313。

第一接合部311是各第一引线31的一端,且为与半导体元件1的第一主面电极111接合的部分。如图2、图4和图8所示,第一接合部311包含前方抵接部311a、后方抵接部311b和中间部311c。前方抵接部311a和后方抵接部311b都与第一主面电极111抵接。前方抵接部311a位于相对于第二接合部312较远侧,且后方抵接部311b位于相对于第二接合部312较近侧。中间部311c被前方抵接部311a和后方抵接部311b夹持。中间部311c不与第一主面电极111接合,且呈从第一主面电极111略微悬浮的拱状。此外,在本实施方式中,第一接合部311在两处与第一主面电极111抵接(包含前方抵接部311a和后方抵接部311b),但是也可以在一处与第一主面电极111抵接。

第二接合部312是各第一引线31的另一端,且为与第一导线21的引线键合部211接合的部分。第二接合部312被树脂组成物6覆盖。

线状部313是将第一接合部311与第二接合部312连接的部分,且从第一接合部311和第二接合部312分别延伸。线状部313的与长度方向正交的截面呈圆形。线状部313包含树脂组成物抵接区域313a和封固树脂抵接区域313b。树脂组成物抵接区域313a被树脂组成物6覆盖。树脂组成物抵接区域313a在其周向的全周与树脂组成物6抵接。封固树脂抵接区域313b没有被树脂组成物6覆盖而是被封固树脂5覆盖。封固树脂抵接区域313b在其周向的全周与封固树脂5抵接。

各第一引线31将第一主面电极111与第一导线21导通连接。此外,在半导体装置A1中,各第一引线31与第一主面电极111均为包含Al的金属。因此,它们的接合部分上的热应力的影响较小。

第二引线32是含Au的键合引线。此外,第二引线32也可以是代替Au而含有Al或者Cu的键合引线。第二引线32的线径比第一引线31的线径小。即第二引线32比第一引线31细。第二引线32的线径例如是左右。此外,第二引线32的线径可以根据第二引线32的构成材料适当变更。如图4所示,第二引线32包含第一接合部321、第二接合部322和线状部323。

第一接合部321是第二引线32的一端,且为与半导体元件1的第二主面电极112接合的部分。

第二接合部322是第二引线32的另一端,且为与引线键合部221接合的部分。

线状部323是将第一接合部321与第二接合部322连接的部分,且从第一接合部321和第二接合部322分别延伸。线状部313的与长度方向正交的截面呈圆形。

第二引线32将第二主面电极112与第二导线22导通连接。

第三引线33是含Au的键合引线。此外,第三引线33也可以是代替Au而含有Al或者Cu的键合引线。第三引线33例如与第二引线32为相同材质并且为相同线径,但是也可以不同。此外,第三引线33的线径也可以根据第三引线33的构成材料适当变更。如图4所示,第三引线33包含第一接合部331、第二接合部332和线状部333。

第一接合部331是第三引线33的一端,且为与半导体元件1的第三主面电极113接合的部分。此外,在主面电极11不包含第三主面电极113(源极感测电极)的情况下,能够通过使第一接合部331与第一主面电极111(源极电极)接合来检测源极电流。

第二接合部332是第三引线33的另一端,且为与引线键合部231接合的部分。

线状部333是将第一接合部331与第二接合部332连接的部分,且从第一接合部331和第二接合部332分别延伸。线状部313的与长度方向正交的截面呈圆形。

第三引线33将第三主面电极113与第三导线23导通连接。

导电性接合材料4用于使半导体元件1与导线框2接合。如图8和图9所示,导电性接合材料4介于半导体元件1的元件背面1b与晶片焊垫24的焊垫主面24a之间,并使半导体元件1的背面电极12与晶片焊垫24导通。导电性接合材料4例如是焊料。该焊料的材质没有特别限定,例如是Sn-Sb类合金或者Sn-Ag类合金等无铅焊料,或者是Sn-Pb类合金等含铅的焊料等。

如图8和图9所示,导电性接合材料4具有元件抵接面4a、晶片焊垫抵接面4b和连络面4c。元件抵接面4a是与半导体元件1的元件背面1b抵接的面。元件抵接面4a例如大致平坦。晶片焊垫抵接面4b是与晶片焊垫24的焊垫主面24a抵接的面。晶片焊垫抵接面4b例如大致平坦。连络面4c是被元件抵接面4a与晶片焊垫抵接面4b夹持且将它们连接的面。此外,连络面4c可以大致平坦也可以弯曲。如图8和图9所示,连络面4c相对于元件抵接面4a和晶片焊垫抵接面4b倾斜。元件抵接面4a与连络面4c所成的角度例如是0.3~27°左右。另外,导电性接合材料4的z方向尺寸(厚度)ΔH(参照图9)例如是10~150μm左右,俯视来看从各元件侧面1c向外侧突出的导电性接合材料4的各突出尺寸ΔL(参照图9)例如是300~2000μm左右。此外,上述的该角度和各尺寸ΔH、ΔL是考虑了制造时的误差的值,且为制造的半导体装置A1中的值。作为制造时的设计值,上述角度例如是1~15°左右,导电性接合材料4的z方向尺寸ΔH例如是30~130μm左右,导电性接合材料4的各突出尺寸ΔL例如是500~1500μm左右。

封固树脂5将半导体元件1、导线框2的一部分、多个引线3和树脂组成物6覆盖。封固树脂5是具有电绝缘性的热固性的合成树脂。封固树脂5例如是黑色的环氧树脂且混入有填料。该填料例如呈球状且其粒径例如为75μm左右。如图1、图3、图5~图10所示,封固树脂5具有树脂主面5a、树脂背面5b和多个树脂侧面5c。

树脂主面5a和树脂背面5b在z方向上彼此朝向相反侧并且分离。树脂主面5a朝向与元件主面1a相同的方向,树脂背面5b朝向与元件背面1b相同的方向。多个树脂侧面5c各自被树脂主面5a和树脂背面5b夹持。各树脂侧面5c的z方向的一个端缘与树脂主面5a相连,各树脂侧面5c的z方向的另一个端缘与树脂背面5b相连。在本实施方式中,封固树脂5具有在x方向上分离的一对树脂侧面5c、和在y方向上分离的一对树脂侧面5c。

在本实施方式中,第一导线21、第二导线22和第三导线23从树脂侧面5c突出。另外,晶片焊垫24的一部分从树脂侧面5c突出。此外,俯视来看,第一导线21、第二导线22及第三导线23与晶片焊垫24将封固树脂5夹持,并从彼此位于相反侧的树脂侧面5c突出。另外,晶片焊垫24的焊垫背面24b从树脂背面5b露出。

树脂组成物6将导电性接合材料4与晶片焊垫24的接合部分、和第一引线31与第一导线21的接合部分覆盖。树脂组成物6与导线框2的接合强度优于封固树脂5与导线框2的接合强度。另外,树脂组成物6与导电性接合材料4的接合强度优于封固树脂5与导电性接合材料4的接合强度,并且树脂组成物6与多个引线3的接合强度优于封固树脂5与多个引线3的接合强度。该接合强度的相对而言是否良好的判断例如以布丁杯强度(单位:MPa)为基准。该布丁杯强度表示使布丁杯形状的树脂材料(树脂组成物6、封固树脂5各自的材料)紧贴于接合对象(导线框2、导电性接合材料4、多个引线3各自的材料)的状态下的剪切强度。布丁杯强度越大,接合强度就越高,布丁杯强度越小,接合强度就越低。树脂组成物6例如由包含热塑性树脂、环氧树脂、耦合剂、粉末状无机填充材料和具有橡胶弹性的粉末等的原材料构成。树脂组成物6的厚度例如是10~20μm左右。此外,树脂组成物6的原材料和厚度不限于上述的原材料。如图4和图8所示,树脂组成物6包含晶片焊垫侧被覆部61和导线侧被覆部62。晶片焊垫侧被覆部61和导线侧被覆部62彼此分离配置。

晶片焊垫侧被覆部61将导电性接合材料4与晶片焊垫24的接合部分覆盖。在以下的说明中,将该接合部分称为晶片焊垫侧接合部分。如图4、图8和图9所示,晶片焊垫侧被覆部61包含晶片焊垫侧第一部611、晶片焊垫侧第二部612和晶片焊垫侧第三部613。晶片焊垫侧第一部611、晶片焊垫侧第二部612及晶片焊垫侧第三部613一体地形成。

如图8所示,晶片焊垫侧第一部611是介于导电性接合材料4的连络面4c与封固树脂5之间的部分。

如图8所示,晶片焊垫侧第二部612是介于晶片焊垫24的焊垫主面24a与封固树脂5之间的部分。晶片焊垫侧第二部612与晶片焊垫侧第一部611相连。具体而言,晶片焊垫侧第二部612与晶片焊垫侧第一部611的z方向下方的端缘相连。在本实施方式中,晶片焊垫侧第二部612将不与导电性接合材料4的晶片焊垫抵接面4b相接的焊垫主面24a的至少一部分覆盖,但是晶片焊垫侧第二部612也可以将不与导电性接合材料4的晶片焊垫抵接面4b相接的焊垫主面24a整面覆盖。

如图8所示,晶片焊垫侧第三部613是介于半导体元件1的各元件侧面1c与封固树脂5之间的部分。晶片焊垫侧第三部613与晶片焊垫侧第一部611相连。具体而言,晶片焊垫侧第三部613与晶片焊垫侧第一部611的z方向上方的端缘相连。在本实施方式中,晶片焊垫侧第三部613配置为沿x方向或者y方向来看比元件主面1a靠z方向下方。

导线侧被覆部62将第一引线31与第一导线21的接合部分覆盖。在以下的说明中,将该接合部分称为导线侧接合部分。如图4和图8所示,导线侧被覆部62包含导线侧第一部621、导线侧第二部622和导线侧第三部623。导线侧第一部621、导线侧第二部622及导线侧第三部623一体地形成。

如图8所示,导线侧第一部621是介于第一引线31的第二接合部312与封固树脂5之间的部分。

如图8所示,导线侧第二部622是介于第一导线21的引线键合部211与封固树脂5之间的部分。导线侧第二部622与导线侧第一部621相连。

如图8所示,导线侧第三部623是介于第一引线31的线状部313的一部分(树脂组成物抵接区域313a)与封固树脂5之间的部分。具体而言,导线侧第三部623在线状部313的第二接合部312侧的一部分上形成。导线侧第三部623与导线侧第一部621相连。

接下来,参照图11~图13对半导体装置A1的制造方法进行说明。此外,在图11~图13中,对于和图1~图10所示结构相同或类似的要素标记相同符号。

首先,如图11所示,准备导线框200和半导体元件1。准备的导线框200包含第一导线21、第二导线22、第三导线23和晶片焊垫24,且它们通过框架201相连。导线框200例如是能够制造多个半导体装置A1的尺寸。另外,准备的半导体元件1是纵型结构的MOSFET,但是也可以为横型结构。半导体元件1在元件主面1a形成有第一主面电极111、第二主面电极112和第三主面电极113,且在元件背面1b形成有背面电极12。

接下来,如图12所示,经由导电性接合材料4将半导体元件1搭载于晶片焊垫24。在搭载该半导体元件1的工序(元件搭载工序)中,向晶片焊垫24的焊垫主面24a涂布导电性膏。在本实施方式中,作为导电性膏而使用焊料膏。并且,在涂布的导电性膏上载置半导体元件1。此时,以使焊垫主面24a与元件背面1b对置的姿态来载置半导体元件1。接下来,对导电性膏进行烧成。由此,形成导电性接合材料4并使半导体元件1搭载于晶片焊垫24。导电性接合材料4使导线框200(晶片焊垫24)与半导体元件1(背面电极12)导通接合。

接下来,如图12所示,将多个第一引线31、第二引线32及第三引线33与半导体元件1和导线框200键合。在该各引线3的键合中使用公知的引线键合器。在本实施方式中,说明了使用楔形工具来进行楔形键合的情况,但是也可以通过利用毛细管的球形键合来进行。第一引线31是主成分为Al的键合引线。第二引线32和第三引线33是主成分为Au的键合引线。将第一引线31的一端与第一主面电极111键合,并将第一引线31的另一端与第一导线21的引线键合部211键合。另外,将第二引线32的一端与第二主面电极112键合,并将第二引线32的另一端与第二导线22的引线键合部221键合。另外,将第三引线33的一端与第三主面电极113键合,并将第三引线33的另一端与第三导线23的引线键合部231键合。此外,第一引线31、第二引线32及第三引线33的键合顺序没有特别限定。

例如对第一引线31进行键合的工序以如下方式进行。首先,将楔子的前端压接于第一主面电极111并施加超声波振动。由此,使第一引线31的一端超声波熔融于第一主面电极111,并形成前方抵接部311a。并且,从楔子的前端引出第一引线31并略微使楔子移动,再次将楔子的前端压接于第一主面电极111并施加超声波振动。由此,形成中间部311c和后方抵接部311b,并形成第一接合部311。接下来,从楔子的前端引出第一引线31并使楔子移动。由此,形成线状部313。接下来,将第一引线31压接于第一导线21的引线键合部211,并施加超声波振动。由此,使第一引线31的另一端超声波熔融于引线键合部211。之后,使楔子略微移动,并利用楔形工具的刀刃在第一引线31形成切口。并且,使第一引线31和楔子一起从引线键合部211分离,从而将第一引线31切断。由此,形成第二接合部312。通过以上方式,将第一引线31的一端(第一接合部311)键合于第一主面电极111,并将第一引线31的另一端(第二接合部312)键合于引线键合部211,通过第一引线31将第一主面电极111和引线键合部211(第一导线21)导通连接。此外,对第二引线32及第三引线33进行键合的工序与对上述第一引线31进行键合的工序大致相同。

接下来,如图13所示,形成树脂组成物6。在形成树脂组成物6时,首先,在形成树脂组成物6的范围涂布膏组成物。在涂布膏组成物的工序(涂布工序)中例如使用喷射分配器来进行。此外,也可以不使用喷射分配器,而采用喷雾涂布、旋转涂布等其它涂布方法,也可以采用丝网印刷等。在本实施方式中,俯视来看,是在半导体元件1周围的导电性接合材料4的表面涂布膏组成物。膏组成物至少包含树脂材料和有机溶剂。该树脂材料与导线框200的接合强度优于封固树脂5与导线框200的接合强度。另外,该树脂材料与多个引线3的接合强度优于封固树脂5与多个引线3的接合强度,并且该树脂材料与导电性接合材料4的接合强度优于封固树脂5与导电性接合材料4的接合强度。本实施方式中的膏组成物例如由包含热塑性树脂、环氧树脂、耦合剂、粉末状无机填充材料、具有橡胶弹性的粉末、以及有机溶剂等的原材料构成。接下来,使涂布的膏组成物干燥,从而使有机溶剂挥发,形成固化的树脂组成物6。

接下来,形成封固树脂5。封固树脂5例如可以通过使用金属模具的模塑成型来形成。作为封固树脂5,例如采用混入有粒状填料的环氧树脂。并且,在形成封固树脂5之后,适当地将导线框200切断,以半导体元件1为单位单片化。此外,在切断导线框200的前后适当地进行:使从封固树脂5露出的导线框2针对弯曲的强度提高、使在印刷基板等上进行安装时的粘接性提高、为了防锈等的外装处理、将从封固树脂5露出的导线框2弯曲为预定形状的导线加工、将企业名称、产品名称、批次编号等刻印于封固树脂5的标印处理、以及判别产品是否合格的检验分级处理等。此外,这些处理只要按照最终的半导体装置A1的规格适当地实施即可。

经过以上所示的工序,完成图1~图10所示的半导体装置A1。

接下来,对第一实施方式的半导体装置A1的作用效果进行说明。

根据半导体装置A1,具备树脂组成物6。该树脂组成物6将导通部件(例如导电性接合材料4或者第一引线31)与导线框2的接合部分(例如晶片焊垫侧接合部分或者导线侧接合部分)覆盖。并且,树脂组成物6与导线框2的接合强度优于封固树脂5与导线框2的接合强度,并且树脂组成物6与导通部件的接合强度优于封固树脂5与导通部件的接合强度。通过采用该结构,从而树脂组成物6作为粘接剂发挥功能,能够使上述接合部分与封固树脂5的接合强度提高。因此,即使在热负荷施加于半导体装置A1的情况下,也能够抑制上述接合部分与封固树脂5的剥离。由此,半导体装置A1能够抑制由封固树脂5的剥离引起的故障。

根据半导体装置A1,半导体元件1的元件主面1a从树脂组成物6露出。即,元件主面1a未被树脂组成物6覆盖。在半导体装置A1工作时,半导体元件1的元件主面1a侧容易发热。假设在元件主面1a被树脂组成物6覆盖的情况下,如果树脂组成物6的导热率低于封固树脂5的导热率,则元件主面1a侧的热容易积存。因此,树脂组成物6与元件主面1a的界面上的温度差会变大。该温度差引起的热应力有可能导致半导体装置A1发生故障。因此,在树脂组成物6的导热率低于封固树脂5的导热率的情况下,通过使元件主面1a从树脂组成物6露出,从而与元件主面1a被树脂组成物6覆盖的情况相比,能够减小元件主面1a的界面上的温度差。由此,半导体装置A1能够抑制由该温度差引起的故障。

根据半导体装置A1的制造方法,膏组成物利用喷射分配器进行涂布。由此,能够选择性地涂布膏组成物,从而能够选择性地形成树脂组成物6。如图13所示,在涂布膏组成物时,能够避免向半导体元件1的元件主面1a的涂布,从而能够如图4所示那样避免形成的树脂组成物6将元件主面1a覆盖。因此,能够制造可抑制上述由温度差引起的故障的半导体装置A1。

根据半导体装置A1,树脂组成物6包含晶片焊垫侧被覆部61,晶片焊垫侧被覆部61将导电性接合材料4与导线框2(晶片焊垫24)的接合部分(晶片焊垫侧接合部分)覆盖。通过采用该结构,从而晶片焊垫侧被覆部61能够使上述晶片焊垫侧接合部分与封固树脂5的接合强度提高,并抑制该晶片焊垫侧接合部分与封固树脂5的剥离。假设在发生了该剥离的情况下,当热负荷施加于半导体装置A1时,则作用于导电性接合材料4的热应力会增加,有可能导致导电性接合材料4产生裂纹。该裂纹会使导电性接合材料4的散热性和导电性降低。但是,半导体装置A1能够抑制晶片焊垫侧接合部分与封固树脂5的剥离,因此能够使作用于导电性接合材料4的热应力缓和,并抑制导电性接合材料4产生裂纹。因此,半导体装置A1通过抑制导电性接合材料4的裂纹,从而能够抑制导电性接合材料4的散热性和导电性的降低。另外,众所周知,与无铅焊料相比而言,含铅焊料对热应力的物理强度较高。因此,在现有的半导体装置中,为了提高热循环的耐性,具有导电性接合材料4采用含铅焊料的倾向。另一方面,在半导体装置A1中,能够如上述那样利用晶片焊垫侧被覆部61(树脂组成物6)使作用于导电性接合材料4的热应力缓和,因此即使导电性接合材料4采用无铅焊料,也能够提高热循环的耐性。因此,半导体装置A1能够环保地提高热循环的耐性。

根据半导体装置A1,晶片焊垫侧被覆部61包含晶片焊垫侧第一部611,该晶片焊垫侧第一部611介于导电性接合材料4的连络面4c与封固树脂5之间。通过采用该结构,从而能够利用晶片焊垫侧第一部611提高导电性接合材料4与封固树脂5的接合强度。

图14A和图14B是用于对利用树脂组成物6(晶片焊垫侧第一部611)来提高导电性接合材料4与封固树脂5的接合强度的机制进行说明的示意图。图14A表示在导电性接合材料4上直接形成有封固树脂5的情况即现有的半导体装置,图14B表示树脂组成物6介于导电性接合材料4与封固树脂5之间的情况即本公开的半导体装置A1。

如图14A所示,导电性接合材料4的表面因微细的槽40而为粗糙面。该槽40比封固树脂5中混入的填料51的粒径小。因此,在导电性接合材料4的表面直接形成有封固树脂5的情况下,则会导致封固树脂5中混入的填料51将槽40的开口堵塞,有可能无法向该槽40填充封固树脂5。这样,由于无法填充封固树脂5的槽40,会在导电性接合材料4与封固树脂5的界面产生空隙,该空隙会导致接合强度降低。

另一方面,如图14B所示,树脂组成物6介于导电性接合材料4与封固树脂5之间,从而在导电性接合材料4表面的槽40中填充有树脂组成物6。因此,可利用树脂组成物6抑制空隙的产生,从而抑制由于空隙而使接合强度降低。另外,通过向槽40填充树脂组成物6,从而能够利用锚固效应提高与导电性接合材料4的接合强度。此外,在树脂组成物6与封固树脂5的界面产生氢键,通过该氢键使树脂组成物6与封固树脂5的接合强度良好。由于以上原因,通过树脂组成物6介于导电性接合材料4与封固树脂5之间,从而能够提高导电性接合材料4与封固树脂5的接合强度。

根据半导体装置A1,晶片焊垫侧被覆部61包含晶片焊垫侧第二部612,该晶片焊垫侧第二部612介于晶片焊垫24的焊垫主面24a与封固树脂5之间。通过采用该结构,能够利用晶片焊垫侧第二部612来提高晶片焊垫24与封固树脂5的接合强度。此外,导线框2的表面也与导电性接合材料4同样地具有微细的槽。因此,晶片焊垫24与封固树脂5的接合强度可与图14A和图14B所示原理同样地得以提高。

根据半导体装置A1,晶片焊垫侧被覆部61包含晶片焊垫侧第三部613,该晶片焊垫侧第三部613介于元件侧面1c与封固树脂5之间。通过采用该结构,能够利用晶片焊垫侧第三部613来提高元件侧面1c与封固树脂5的接合强度。此外,元件侧面1c也与导电性接合材料4同样地具有微细的槽。因此,元件侧面1c与封固树脂5的接合强度与图14A和图14B所示原理同样地得以提高。

根据半导体装置A1,树脂组成物6包含导线侧被覆部62,且导线侧被覆部62将各第一引线31(各第二接合部312)与导线框2(第一导线21的引线键合部211)的接合部分(导线侧接合部分)覆盖。通过采用该结构,从而导线侧被覆部62能够使导线侧接合部分与封固树脂5的接合强度提高,并抑制该导线侧接合部分与封固树脂5的剥离。假设在发生了该剥离的情况下,当热负荷施加于半导体装置A1时,则作用于各第一引线31的第二接合部312的热应力会增加,有可能导致各第一引线31从引线键合部211脱落。但是,半导体装置A1能够抑制导线侧接合部分与封固树脂5的剥离,因此能够使作用于各第一引线31的第二接合部312的热应力缓和,并抑制各第一引线31从引线键合部211脱落。另外,在各第一引线31是包含Al的金属的情况下,在各第一引线31的表面形成有钝态膜(氧化被膜)而保护其不受腐蚀,但是在发生了导线侧接合部分与封固树脂5的剥离的情况下,有可能导致各第一引线31与封固树脂5相互摩擦并破坏各第一引线31表面的钝态膜。此时,腐蚀(例如孔蚀)会从钝态膜被破坏的部分发展,导致各第一引线31的导通性的降低或者各第一引线31的断线。另一方面,半导体装置A1以导线侧被覆部62为保护材料而能够抑制第一引线31的腐蚀,从而能够抑制第一引线31的导通性的降低和第一引线31的断线。

根据半导体装置A1,导线侧被覆部62包含导线侧第一部621,该导线侧第一部621介于第一引线31的第二接合部312与封固树脂5之间。通过采用该结构,从而能够利用导线侧第一部621使第二接合部312与封固树脂5的接合强度提高。

根据半导体装置A1,导线侧被覆部62包含导线侧第二部622,该导线侧第二部622介于引线键合部211(第一导线21)与封固树脂5之间。通过采用该结构,从而能够利用导线侧第二部622使引线键合部211(第一导线21)与封固树脂5的接合强度提高。此外,导线框2(第一导线21)的表面也与导电性接合材料4同样地具有微细的槽。因此,引线键合部211与封固树脂5的接合强度与图14A和图14B所示原理同样地得以提高。

根据半导体装置A1,导线侧被覆部62包含导线侧第三部623,该导线侧第三部623介于第一引线31的线状部313的一部分与封固树脂5之间。通过采用该结构,从而能够利用导线侧第三部623使第一引线31的线状部313与封固树脂5的接合强度提高。

根据半导体装置A1,各第一引线31由包含Al的金属构成,第一导线21由包含Cu的金属构成。各第一引线31与第一导线21(引线键合部211)接合。在这种通过异种金属进行接合的情况下,与以同种金属进行接合时相比,会由于热膨胀率(线膨胀系数)的差而使作用于各第一引线31(第二接合部312)的热应力增加,容易发生导线侧接合部分与封固树脂5的剥离。因此,在各第一引线31和第一导线21为异种金属的情况下,与各第一引线31和第一导线21为同种金属时相比,由于树脂组成物6包含导线侧被覆部62,从而能够更加有效地抑制导线侧接合部分与封固树脂5的剥离。

根据半导体装置A1,晶片焊垫24的焊垫背面24b从封固树脂5露出。这样,就晶片焊垫24而言,在从封固树脂5露出的情况下,与未露出的情况相比,基于热负荷的膨胀率变大。其结果是,上述晶片焊垫侧接合部分上的热应力变大,在晶片焊垫侧接合部分,封固树脂5容易发生剥离。因此,在晶片焊垫24的焊垫背面24b从封固树脂5露出的半导体装置A1中,通过设置晶片焊垫侧被覆部61,从而更加有效地抑制由于晶片焊垫侧接合部分上的热应力而引起的封固树脂5的剥离。

根据半导体装置A1,半导体元件1是MOSFET等功率半导体芯片。功率半导体芯片对较大的电流、电压的耐性较高,但是发热量较大。因此,容易发生上述这样的封固树脂5的剥离。因此,在作为半导体元件1而搭载功率半导体芯片的半导体装置A1中,通过设置树脂组成物6,从而更加有效地抑制封固树脂5的剥离。

在第一实施方式中,示出了树脂组成物6包含晶片焊垫侧被覆部61和导线侧被覆部62双方的情况,但是也可以仅包含任意一方。例如,在树脂组成物6仅包含晶片焊垫侧被覆部61的情况下,通过树脂组成物6(晶片焊垫侧被覆部61)介于上述晶片焊垫侧接合部分与封固树脂5之间,从而能够提高晶片焊垫侧接合部分与封固树脂5的接合强度。另外,此时也可以在对多个第一引线31、第二引线32及第三引线33进行键合的工序之前进行涂布膏组成物的工序(涂布工序)。另一方面,在树脂组成物6仅包含导线侧被覆部62的情况下,通过树脂组成物6(导线侧被覆部62)介于导线侧接合部分与封固树脂5之间,从而能够提高导线侧接合部分与封固树脂5的接合强度。因此,在形成有仅包含晶片焊垫侧被覆部61或者导线侧被覆部62的任意一方的树脂组成物6的情况下,由于不必形成另一方而能够降低成本并缩短制造工序。

在第一实施方式中,示出了树脂组成物6的导线侧被覆部62将第一引线31与第一导线21的接合部分覆盖的情况,但是不限于此。例如,也可以代替导线侧被覆部62而具备将第二引线32与第二导线22的接合部分覆盖的树脂组成物6,或者是除了导线侧被覆部62之外还具备将第二引线32与第二导线22的接合部分覆盖的树脂组成物6。通过这样构成,从而能够抑制封固树脂5从第二引线32与第二导线22的接合部分剥离。另外,也可以代替导线侧被覆部62而具备将第三引线33与第三导线23的接合部分覆盖的树脂组成物6,或者是除了导线侧被覆部62之外还具备将第三引线33与第三导线23的接合部分覆盖的树脂组成物6。通过这样构成,从而能够抑制封固树脂5从第三引线33与第三导线23的接合部分剥离。

图15~图31示出了本公开的半导体装置及其制造方法的其它实施方式。在这些图中,对于和第一实施方式的半导体装置A1相同或者类似的要素标记相同符号并省略其说明。

图15和图16示出了第二实施方式的半导体装置。第二实施方式的半导体装置A2与半导体装置A1相比,区别在于树脂组成物6的形成区域。具体而言,如图15和图16所示,半导体装置A2的树脂组成物6的晶片焊垫侧被覆部61还包含晶片焊垫侧第四部614。图15是表示半导体装置A2的俯视图,且与第一实施方式中的图4对应。图16是沿着图15所示XVI-XVI线的剖视图。

如图15和图16所示,晶片焊垫侧第四部614将元件主面1a的一部分覆盖。晶片焊垫侧第四部614介于元件主面1a的一部分与封固树脂5之间。如图15和图16所示,晶片焊垫侧第四部614与晶片焊垫侧第三部613相连。在半导体装置A2的制造工序(涂布工序)中,例如通过喷射分配器来涂布成为树脂组成物6的膏组成物。在涂布该膏组成物时,膏组成物的一部分有可能形成于元件主面1a。晶片焊垫侧第四部614可以由涂布于该元件主面1a的膏组成物的一部分形成。

根据半导体装置A2,与半导体装置A1同样地具备树脂组成物6。该树脂组成物6将导通部件(例如导电性接合材料4或者第一引线31)与导线框2的接合部分(晶片焊垫侧接合部分或者导线侧接合部分)覆盖。因此,在半导体装置A2中,也与半导体装置A1同样地,能够抑制由于封固树脂5的剥离而引起的故障。

在第二实施方式中,示出了各第一引线31的第一接合部311、第二引线32的第一接合部321、以及第三引线33的第一接合部331从晶片焊垫侧被覆部61(树脂组成物6)露出的情况,但是不限于此。例如,晶片焊垫侧被覆部61(树脂组成物6)也可以将它们的一部分或者全部覆盖。但是,各第一引线31由于流通源极电流而具有与第二引线32和第三引线33相比温度较高的倾向。因此,各第一引线31与第二引线32、第三引线33相比更容易受到热负荷的不良影响。因此,优选至少使各第一引线31的第一接合部331从晶片焊垫侧被覆部61(树脂组成物6)露出,抑制热负荷对各第一引线31的不良影响。

在第二实施方式中,示出了晶片焊垫侧第四部614将元件主面1a的一部分覆盖的情况,但是不限于此。例如,晶片焊垫侧第四部614也可以将元件主面1a整面覆盖。但是考虑到,如上所述在晶片焊垫侧第四部614将元件主面1a整面覆盖的情况下,元件主面1a的界面上的温度差较大,则优选晶片焊垫侧第四部614不是将元件主面1a整面覆盖,而是仅将元件主面1a的一部分覆盖。

图17~图24示出了第三实施方式的半导体装置。第三实施方式的半导体装置A3与半导体装置A1相比,区别主要在于不具备源极感测端子。

图17是表示半导体装置A3的立体图。图18是在图17所示立体图中省略了封固树脂5和树脂组成物6的图。图19是表示半导体装置A3的俯视图。图20是在图19所示俯视图中省略了封固树脂5的图。此外,在图20中以虚拟线示出了树脂组成物6(为了便于理解而附加点状图案)。图21是表示半导体装置A3的正视图。图22是表示半导体装置A3的仰视图。图23是沿着图20的XXIII-XXIII线的剖视图。图24是沿着图20的XXIV-XXIV线的剖视图。

如图18、图20和图24所示,在半导体装置A3中,半导体元件1作为主面电极11而包含第一主面电极111和第二主面电极112。因此,与第一实施方式的半导体元件1相比,本实施方式的半导体元件1不具备第三主面电极113。因此,半导体装置A3不具备为了使第三主面电极113与半导体装置的外部导通而设置的第三引线33和第三导线23。

在半导体装置A3中,第一导线21不是含有多个端子部212,而是含有一个端子部212。此外,在半导体装置A3中,端子部212的数量没有限定。并且,如图17~图22所示,在半导体装置A3中,晶片焊垫24包含在端子部212与端子部222之间从封固树脂5突出的部分。该突出的部分可以如图17~图22所示那样比各端子部212、222短,也可以不是这样,而是与各端子部212、222为相同形状。

根据半导体装置A3,导通部件(导电性接合材料4或者第一引线31)与导线框2的接合部分(晶片焊垫侧接合部分或者导线侧接合部分)被树脂组成物6覆盖。因此,在半导体装置A3中,也与半导体装置A1同样地,能够抑制由于封固树脂5的剥离而引起的故障。

图25~图28示出了第四实施方式的半导体装置。第四实施方式的半导体装置A4与半导体装置A1相比,区别在于树脂组成物6的形成区域。具体而言,半导体装置A4的树脂组成物6还包含导线侧被覆部63和导线侧被覆部64。图25是表示半导体装置A4的俯视图,且与第一实施方式中的图4对应。图26是将图25的一部分放大的局部放大图。图27是沿着图25的XXVII-XXVII线的剖视图。图28是沿着图25的XXVIII-XXVIII线的剖视图。

在半导体装置A4中,第二引线32和第三引线33均为包含Al的键合引线。第二引线32和第三引线33的线径例如为左右。

如图25、图26和图27所示,导线侧被覆部63将第二引线32与第二导线22的接合部分覆盖。如图26和图27所示,导线侧被覆部63包含导线侧第一部631、导线侧第二部632和导线侧第三部633。导线侧第一部631、导线侧第二部632及导线侧第三部633一体地形成。

如图26和图27所示,导线侧第一部631是介于第二引线32的第二接合部322与封固树脂5之间的部分。

如图26和图27所示,导线侧第二部632是介于第二导线22的引线键合部221与封固树脂5之间的部分。导线侧第二部632与导线侧第一部631相连。

如图26和图27所示,导线侧第三部633是介于第二引线32的线状部323的一部分与封固树脂5之间的部分。具体而言,导线侧第三部633形成于线状部323的第二接合部322侧的一部分。导线侧第三部633与导线侧第一部631相连。

如图25、图26和图28所示,导线侧被覆部64将第三引线33与第三导线23的接合部分覆盖。如图26和图28所示,导线侧被覆部64包含导线侧第一部641、导线侧第二部642和导线侧第三部643。导线侧第一部641、导线侧第二部642及导线侧第三部643一体地形成。

如图26和图28所示,导线侧第一部641是介于第三引线33的第二接合部332与封固树脂5之间的部分。

如图26和图28所示,导线侧第二部642是介于第三导线23的引线键合部231与封固树脂5之间的部分。导线侧第二部642与导线侧第一部641相连。

如图26和图28所示,导线侧第三部643是介于第三引线33的线状部333的一部分与封固树脂5之间的部分。具体而言,导线侧第三部643形成于线状部333的第二接合部332侧的一部分。导线侧第三部643与导线侧第一部641相连。

根据半导体装置A4,与半导体装置A1同样地具备树脂组成物6。该树脂组成物6将导通部件(例如导电性接合材料4或者第一引线31)与导线框2的接合部分(晶片焊垫侧接合部分或者导线侧接合部分)覆盖。因此,在半导体装置A4中,也与半导体装置A1同样地,能够抑制由于封固树脂5的剥离而引起的故障。

根据半导体装置A4,树脂组成物6包含导线侧被覆部63,且导线侧被覆部63将第二引线32与第二导线22的接合部分覆盖。通过采用该结构,从而树脂组成物6作为粘接剂发挥功能,能够使第二引线32和第二导线22的接合部分、与封固树脂5的接合强度提高。因此,半导体装置A4能够抑制该接合部分与封固树脂5的剥离。假设在发生了该剥离的情况下,当热负荷施加于半导体装置A4时,例如会在第二引线32的颈部分(第二接合部322与线状部323的连接部分)作用热应力,有可能导致该颈部分断线。但是,在半导体装置A4中,能够抑制第二引线32和第二导线22的接合部分、与封固树脂5的剥离,从而能够使作用于该颈部分的热应力缓和。因此,半导体装置A4能够抑制由于封固树脂5的剥离而引起的故障(例如第二引线32的断线)。尤其是在半导体装置A4中,第二引线32是包含Al的金属,第二导线22是包含Cu的金属,因此作用于该颈部分的热应力较大。因此,通过导线侧被覆部63使作用于该颈部分的热应力缓和对于抑制半导体装置A4的故障有效。

根据半导体装置A4,第二引线32比各第一引线31细。因此,第二引线32与各第一引线31相比更容易因腐蚀而发生断线。但是,半导体装置A4的树脂组成物6包含导线侧被覆部63,且该导线侧被覆部63成为保护材料,因此能够抑制第二引线32(例如第二接合部322与线状部323的连接部分(颈部分))的腐蚀。即,半导体装置A4能够抑制由于第二引线32的腐蚀而引起的断线。

根据半导体装置A4,树脂组成物6包含导线侧被覆部64,且导线侧被覆部64将第三引线33与第三导线23的接合部分覆盖。通过采用该结构,从而树脂组成物6作为粘接剂发挥功能,能够使第三引线33和第三导线23的接合部分、与封固树脂5的接合强度提高。因此,半导体装置A4能够抑制该接合部分与封固树脂5的剥离。假设在发生了该剥离的情况下,当热负荷施加于半导体装置A4时,例如会在第三引线33的颈部分(第二接合部332与线状部333的连接部分)作用热应力,有可能导致该颈部分断线。但是,在半导体装置A4中,能够抑制第三引线33和第三导线23的接合部分、与封固树脂5的剥离,因此能够使作用于该颈部分的热应力缓和。因此,半导体装置A4能够抑制由于封固树脂5的剥离而引起的故障(例如第三引线33的断线)。尤其是在半导体装置A4中,第三引线33是包含Al的金属,第三导线23是包含Cu的金属,因此作用于该颈部分的热应力较大。因此,通过导线侧被覆部64使作用于该颈部分的热应力缓和对于抑制半导体装置A4的故障有效。

根据半导体装置A4,第三引线33比各第一引线31细。因此,第三引线33与各第一引线31相比更容易因腐蚀而发生断线。但是,半导体装置A4的树脂组成物6包含导线侧被覆部64,且该导线侧被覆部64成为保护材料,因此能够抑制第三引线33(例如第二接合部332与线状部333的连接部分(颈部分))的腐蚀。即,半导体装置A4能够抑制由于第三引线33的腐蚀而引起的断线。

在第四实施方式中,示出了第二引线32和第三引线33分别由包含Al的金属构成的情况,但是不限于此。例如,也可以是第二引线32由包含Cu的金属或者包含Au的金属构成。此时,导线侧被覆部63也成为粘接剂,能够使第二引线32和第二导线22的接合部分、与封固树脂5的接合强度提高。同样地,例如第三引线33也可以由包含Cu的金属或者包含Au的金属构成。此时,导线侧被覆部64也成为粘接剂,能够使第三引线33和第三导线23的接合部分、与封固树脂5的接合强度提高。

图29~图31示出了第五实施方式的半导体装置。第五实施方式的半导体装置A5与半导体装置A4相比,区别在于树脂组成物6的形成区域。具体而言,半导体装置A5的树脂组成物6还包含元件侧被覆部65。图29是表示半导体装置A5的俯视图,且与第四实施方式中的图25对应。图30是沿着图29的XXX-XXX线的剖视图。图31是沿着图29的XXXI-XXXI线的剖视图。

元件侧被覆部65分别将第二引线32与第二主面电极112的接合部分、和第三引线33与第三主面电极113的接合部分覆盖。元件侧被覆部65俯视来看,分别从这些接合部分向周围扩展。元件侧被覆部65俯视来看,与第一主面电极111的一部分重叠,并且将第一主面电极111的一部分覆盖。但是,元件侧被覆部65(树脂组成物6)不覆盖第一主面电极111中的能够接合各第一引线31的部分(图29所示区域R1)。在图29的例示中,元件侧被覆部65与晶片焊垫侧被覆部61相连,但是元件侧被覆部65也可以不与晶片焊垫侧被覆部61相连。

根据半导体装置A5,与半导体装置A1同样地具备树脂组成物6。该树脂组成物6将导通部件(例如导电性接合材料4或者第一引线31)与导线框2的接合部分(晶片焊垫侧接合部分或者导线侧接合部分)覆盖。因此,在半导体装置A5中,也与半导体装置A1同样地,能够抑制由于封固树脂5的剥离而引起的故障。

根据半导体装置A5,树脂组成物6包含元件侧被覆部65。元件侧被覆部65将第二引线32与第二主面电极112的接合部分、和第三引线33与第三主面电极113的接合部分覆盖。通过采用该结构,从而树脂组成物6成为粘接剂,能够使第二引线32和第二导线22的接合部分、与封固树脂5的接合强度、以及第三引线33和第三导线23的接合部分、与封固树脂5的接合强度提高。因此,半导体装置A5能够抑制封固树脂5从这些接合部分剥离,从而能够抑制由于封固树脂5的剥离而引起的故障。此外,元件主面1a的一部分(主要是第二主面电极112和第三主面电极113)因元件侧被覆部65而被树脂组成物6覆盖,但是在半导体装置A5工作时,第二主面电极112和第三主面电极113与第一主面电极111相比不易发热。因此,元件主面1a的一部分被树脂组成物6覆盖而引起的散热性降低的影响较小。

在第五实施方式中,示出了元件侧被覆部65将第一主面电极111的一部分覆盖的情况,但是不限于此。例如也可以是,元件侧被覆部65不覆盖第一主面电极111。即也可以是,第一主面电极111全部从树脂组成物6露出。

在第五实施方式中,示出了树脂组成物6包含晶片焊垫侧被覆部61、多个导线侧被覆部62、63、64以及元件侧被覆部65的情况,但是树脂组成物6也可以不是包含这些的全部。即,树脂组成物6只要包含这些其中的至少一个以上即可。

此外,也可以将第四实施方式所示的导线侧被覆部63和第五实施方式所示的元件侧被覆部65的其中一方或者双方追加于半导体装置A3。

在第一至第五实施方式中,示出了半导体元件1为包含主面电极11和背面电极12的纵型结构的情况,但是不限于此。例如,半导体元件1也可以是不含背面电极12的(包含主面电极11的)横型结构。此时,作为导电性接合材料4,也可以代替焊料而采用Ag膏。

在第一至第五实施方式中,就导线框2的晶片焊垫24而言,示出了其焊垫背面24b从封固树脂5露出的情况,但是不限于此,焊垫背面24b也可以被封固树脂5覆盖。

在第一至第五实施方式中,示出了半导体装置A1~A5为表面安装型的情况,但是不限于表面安装型,也可以是导线插入型。此外,就半导体装置A1~A5而言,示出了俯视来看导线框2从封固树脂5突出的情况,但是不限于此。例如也可以是俯视来看导线框2未从封固树脂5突出的所谓非导线封装类型。因此,本公开的半导体装置的封装形状没有特别限定,可以适用于各种封装类型。

本公开的半导体装置及其制造方法不限于上述的实施方式。本公开的半导体装置各部的具体结构、以及本公开的制造方法的各工序的具体处理可以进行各种设计变更。

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