DE102008050010A1 - Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren dafür - Google Patents

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Abstract

Eine Halbleitervorrichtung enthält ein Gehäuse (12) aus thermoplastischem Harz, einen innerhalb des Harzgehäuses (12) angebrachten Halbleiterchip (20), einen Metallanschluss (10) mit einer Drahtbondoberfläche (22) und einer gegenüberliegenden Kontaktoberfläche und einen Draht (18), der zwischen die Drahtbondoberfläche (22) und den Halbleiterchip (20) verbunden ist. Die Kontaktoberfläche des Metallanschlusses (10) ist thermoplastisch an einem Gebiet mit der Innenseite des Harzgehäuses (12) gebondet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, in der ein Halbleiterchip mit Metallanschlüssen, die auf einem äußeren Harzgehäuse/Kunststoffgehäuse angebracht sind, drahtgebondet ist, und insbesondere auf einer Halbleitervorrichtung, in der solche Metallanschlüsse fest mit dem Harzgehäuse verbunden sind. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Herstellungsverfahren solch einer Halbleitervorrichtung.
  • Bei der Herstellung der Halbleitervorrichtungen wie Leistungshalbleitervorrichtungen ist es üblich, Metallanschlüssen in das äußere Harzgehäuse an vorbestimmten Stellen einzuführen (oder anzubringen), nachdem das Gehäuse gegossen ist. (Das Verfahren des Einführens von Metallteilen in ein Harzgehäuse usw., nachdem es gegossen ist, wird als ”Outserting” bezeichnet).
  • Die ”outserted” (eingeführten) Metallanschlüsse werden drahtgebondet mit dem Halbleiterchip, der innerhalb des Harzgehäuses angebracht ist. Es soll angemerkt werden, dass es zum Sicherstellen eines genauen Drahtbondings und ausreichender Bondingstärke notwendig ist, die Metallanschlüsse an dem Harzgehäuse so zu befestigen, dass sie nicht von ihren vorbestimmten Positionen durch die Drahtbondtätigkeit verschoben werden. Daher weist das Harzgehäuse Strukturen darauf auf zum Eingreifen der Metallanschlüsse, so dass ihre Verschiebung beschränkt wird.
  • Es wird nun unter Bezugnahme auf 10 und 11 eine beispielhafte Eingriffsstruktur beschrieben, die darin einen Metallanschluss 100 aufnimmt und mit ihm in Eingriff steht, so dass die Verschiebung des Anschlusses begrenzt wird (oder er befestigt wird). Bezug nehmend auf 10, der Metallanschluss 100 mit einer Drahtbondoberfläche 108 ist in ein Harzgehäuse 102 in der Richtung eingeführt, die durch den Pfeil bezeichnet ist. Genauer, der Metallanschluss 100 ist zwischen ein Paar von Vorsprüngen 104 (eine Eingriffsstruktur) auf dem Harzgehäuse 102 eingeführt. 11 zeigt den Metallanschluss 100, der eingeführt worden ist und in Eingriff zwischen den Vorsprüngen 104 steht. Es soll angemerkt werden, dass nach der Einführung des Metallanschlusses 100 seine Drahtbondoberfläche 108 zwischen einem Paar von Haltevorsprüngen 106 von Drahtoberflächen auf dem Harzgehäuse befestigt ist. Andere Verfahren oder Strukturen zum Befestigen eines Anschlussrahmens, usw. sind in JP 59-008399 (1984) A, JP 62-158389 (1987) A, JP 2002-231217 A , JP 60-223143 (1985) A, JP 2002-291135 A , JP 01-243383 (1989) A offenbart.
  • Genaues Drahtbonden auf einem Metallanschluss verlangt, dass der Anschluss an dem Harzgehäuse befestigt wird, wie oben beschrieben wurde. Um jedoch den Metallanschluss an dem Harzgehäuse mit ausreichender Kraft zu befestigen, ist es nicht genug, nur den Anschluss an seiner Stelle zwischen den Vorsprüngen auf dem Harzgehäuse einzuführen (wie es mit Bezugnahme auf 11 beschrieben ist). Genauer, wie in 12 gezeigt ist, die eine Querschnittsansicht ist, die entlang der Linie 12-12 von 11 genommen ist, gibt es Lücken A, B und C zwischen den Vorsprüngen 104 und dem Metallanschluss 100, die verhindern, dass der Metallanschluss 100 ausreichend an dem Harzgehäuse befestigt wird. Weiter gibt es, wie in 13 gezeigt ist, die eine Draufsicht der Ansicht von 11 ist, auch Lücken D zwischen dem Metallanschluss 100 und den Haltevorsprüngen 106 der Drahtbondoberfläche, die ebenfalls dazu dienen, das Befestigen des Anschlusses zu verhindern. Diese Lücken A, B, C und D können aufgrund von Prozessvariationen nicht beseitigt werden.
  • Es wird nun Bezug genommen auf 14, die eine Ansicht des gleichen Querschnittes wie 12 ist. Zum sicheren Befestigen des Metallanschlusses 100 an dem Harzgehäuse (oder zwischen den Vorsprüngen 104 darauf) 102 kann ein Klebstoff 110 zum Füllen der Lücken (A, B, C und D) angebracht werden, die oben beschrieben wurden. Das Anbringen eines Klebstoffes benötigt jedoch einen beträchtlichen Arbeitsbetrag, und es kann Zeit dauern für den Klebstoff zu härten. Dieses macht das Herstellungsverfahren kompliziert, was in einer vergrößerten Taktzeit resultiert. Es wurde auch gefunden, dass sich der Klebstoff verteilen kann und an den Drahtbondoberflächen und Lötbondoberflächen anhaften kann, was in einer verringerten Produktionsausbeute resultiert.
  • Ein anderer Weg zum sicheren Befestigen des Drahtanschlusses 100 an dem Harzgehäuse 102, das aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist, ist es, das Harz um den Anschluss 100 unter Benutzung von erwärmten Metallstücken 112 zu schmelzen, wie in 15 gezeigt ist. Dieses bewirkt, dass der Metallanschluss 100 thermoplastisch mit dem Harzgehäuse 102 gebondet und gesichert wird. Dieses Verfahren ist jedoch nachteilhaft derart, dass der Metallanschluss 100 nur teilweise mit dem Harzgehäuse 102 gebondet wird, die Befestigungskraft ist unzureichend. Die Temperatur der Metallstücke können erhöht werden zum breiteren Bonden des Metallanschlusses 100 an dem Harzgehäuse 102. Dieses kann jedoch das Schmelzen von unerwünschten Abschnitten des Harzgehäuses 102 verursachen, was in einer Verformung und verringerten Festigkeit resultiert. Weiterhin kann geschmolzenes Harzmaterial an der Drahtbondoberfläche und der Lötbondoberfläche des Metallanschlusses 100 anhaften, was in einer verringerten Produktionsausbeute resultiert.
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die obigen Probleme zu lösen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung vorzusehen, bei der Metallanschlüsse sicher gebondet und befestigt werden an dem Harzgehäuse auf eine einfache Weise ohne Probleme, so dass diese Metallanschlüsse geeignet drahtgebondet mit dem Halbleiterchip in dem Harzgehäuse werden. Es ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren einer solchen Halbleitervorrichtung vorzusehen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 definiert.
  • Die Halbleitervorrichtung enthält ein Gehäuse aus thermoplastischem Harz, einen Halbleiterchip, der innerhalb des Gehäuses aus thermoplastischem Harz angebracht ist, einen Metallanschluss, der eine Drahtbondoberfläche und eine gegenüberliegende Oberfläche aufweist. Ein Draht ist zwischen der Drahtbondoberfläche und dem Halbleiterchip verbunden. Die Kontaktfläche des Metallanschlusses ist thermoplastisch an einem Gebiet mit der Innenseite des Gehäuses aus thermoplastischem Harz gebondet.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 4 definiert.
  • Das Verfahren des Herstellens einer Halbleitervorrichtung enthält die Schritte eines Schritts des Anbringens eines Metallanschlusses an ein Gehäuse aus thermoplastischem Harz an einer vorbestimmten Stelle, so dass ein Abschnitt des Metallanschlusses in Kontakt mit dem Gehäuse aus thermoplastischem Harz kommt, einen Schritt des thermoplastischen Bondens des Erwärmens des angebrachten Metallanschlusses durch Induktionswärme auf eine Temperatur höher als der Schmelzpunkt des Gehäuses aus thermoplastischem Harz, so dass der Abschnitt des Metallanschlusses thermoplastisch mit dem Gehäuse aus thermoplastischem Harz verbunden wird, einen Schritt des Anbringens eines Halbleiterchips innerhalb des Gehäuses aus thermoplastischem Harz und einem Schritt des Verbindens des gebondeten Metallanschlusses mit dem Halbleiterchip durch Drahtbonden.
  • Weitere Zweckmäßigkeiten, Merkmale, Aufgaben, Vorteile der Erfindung werden ersichtlich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
  • 1 den Aufbau der Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
  • 2 eine Draufsicht von der Ansicht von 1;
  • 3 eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 3-3 von 1 genommen ist;
  • 4 ein Flussdiagramm, das ein Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung zeigt;
  • 5 die Einführungsrichtung eines Metallanschlusses;
  • 6 ein Bild, das einen Wechselmagnetfeldgenerator zeigt, der innerhalb des Harzgehäuses angeordnet ist;
  • 7 ein Beispiel des Aufbaus des Metallanschlusses;
  • 8 den Metallanschluss und benachbarte Strukturen des Harzgehäuses, nachdem der Anschluss in das Harzgehäuse eingeführt worden ist und nachdem Induktionserwärmen an den Anschluss angelegt worden ist;
  • 9 eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 9-9 von 8 genommen ist;
  • 10 ein Bild, das eine Metallanschlusseinführung erläutert, das sich auf den Stand der Technik bezieht;
  • 11 einen Metallanschluss, der zwischen die Vorsprünge eingeführt worden ist und in Eingriff damit steht;
  • 12 eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 12-12 von 11 genommen ist;
  • 13 eine Draufsicht der Ansicht von 11;
  • 14 eine Bildansicht des gleichen Querschnittes wie 13, wenn der Klebstoff genommen wird; und
  • 15 eine andere Weise des Schmelzens des Harzes.
  • Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, bei der Metallanschlüsse in das äußere Harzgehäuse ”outserted” (eingeführt) sind, wobei die Metallanschlüsse mit dem Halbleiterchip gebondet sind, der innerhalb des Harzgehäuses angebracht ist. Diese Ausführungsform bezieht sich auch auf ein Herstellungsverfahren einer derartigen Halbleitervorrichtung. Der Aufbau der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Diese Halbleitervorrichtung enthält ein äußeres Harzgehäuse 12 (aus einem thermoplastischem Harz/Kunststoff) mit Vorsprüngen 14 auf seinen inneren Seitenwänden. Jeder Vorsprung 14 ist von einer T-Form, dessen Stangenabschnitt senkrecht von einer entsprechenden inneren Seitenwand des Harzgehäuses 12 vorsteht, wie in 1 und 2 gezeigt ist. Das Harzgehäuse 12 weist auch untere Vorsprünge auf, die hier als ”Halteabschnitte 16 einer Drahtbondoberfläche” bezeichnet werden. Jedes Paar von Halteabschnitten 16 der Drahtbondoberfläche bilden zwischen sich eine Rille, in der die Drahtbondoberfläche (später beschrieben) eines Metallanschlusses 10 befestigt ist.
  • Jeder Metallanschluss 10 wird an dem Harzgehäuse 12, das oben beschrieben wurde, befestigt und weist eine Drahtbondoberfläche 22 auf, an der ein Draht 18 drahtgebondet ist. Genauer, wie in 1 gezeigt ist, weist der Metallanschluss 10 die folgenden drei Abschnitte auf: einen externen Verbindungsabschnitt, der sich außen von dem Harzgehäuse 12 erstreckt; einen Eingriffsabschnitt zum Eingriff zwischen ein Paar von Vorsprüngen 14; und einen Drahtbondabschnitt mit der Drahtbondoberfläche 22.
  • Ein Ende des Drahtes 18 ist mit der Drahtbondoberfläche 22 verbunden, und das andere Ende ist mit einem vorbestimmten Punkt auf einem Halbleiterchip 20 verbunden, der innerhalb des Harzgehäuses 12 angebracht ist, wodurch ermöglicht wird, dass der Halbleiterchip 20 elektrisch mit einer externen Vorrichtung durch den Draht 18 und den Metallanschluss 10 verbunden wird.
  • 2 ist eine Draufsicht der Ansicht von 1. Wie in 2 gezeigt ist, ist ein verfestigter geschmolzener Harzabschnitt 24 an der Schnittstelle zwischen dem Eingriffsabschnitt des Metallanschlusses 10 und dem Harzgehäuse 12 vorgesehen, um thermoplastisch den Eingriffsabschnitt des Anschlusses 10 mit dem Harzgehäuse 12 zu bonden und zu befestigen. Genauer, der verfestigte geschmolzene Harzabschnitt 24 ist als Resultat des Schmelzens und Kühlens des Abschnittes des Harzgehäuses 12 in Kontakt mit dem Eingriffsabschnitt des Metallanschlusses 10 gebildet.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 3-3 von 1 genommen ist. 3 zeigt einen verfestigten geschmolzenen Harzabschnitt 25, der an der Schnittstelle zwischen dem Drahtbondabschnitt des Metallanschlusses 10 und dem Halteabschnitt 16 der Drahtbondoberfläche usw. des Harzgehäuses vorgesehen ist, um thermoplastisch den Drahtbondabschnitt des Anschlusses 10 mit dem Harzgehäuse 12 zu bonden und zu befestigen. Wie der verfestigte geschmolzene Harzabschnitt 24 ist der verfestigte geschmolzene Harzabschnitt 25 als Resultat des Schmelzens und Kühlens des Abschnittes des Harzgehäuses 12 in Kontakt mit dem Drahtbondabschnitt des Metallanschlusses 10 gebildet. Dieses beendet die Beschreibung des Aufbaus der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform.
  • Ein Herstellungsverfahren dieser Halbleitervorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf das in 5 gezeigte Flussdiagramm beschrieben.
  • Zuerst werden Metallanschlüsse 10 in das geschmolzene Harzgehäuse 12 (aus einem thermoplastischem Harz) in Schritt 30 eingeführt. Dieser Schritt wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Wie in 5 gezeigt ist, werden die Metallanschlüsse 10 in das Harzgehäuse 12 in die Richtung eingeführt, die durch den Pfeil bezeichnet ist. Es soll angemerkt werden, dass in allen begleitenden Figuren Komponenten gemeinsam zu 1 durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Als Resultat des Schrittes 30 wird der Eingriffsabschnitt eines jeden Metallanschlusses 10 in Eingriff zwischen ein entsprechendes Paar von Vorsprüngen 14 des geschmolzenen Harzgehäuses 12 gebracht, und der Drahtbondabschnitt eines jeden Metallanschlusses 10 ist in Eingriff zwischen einem entsprechenden Paar von Halteabschnitten 16 der Drahtbondoberfläche.
  • Das Herstellungsverfahren geht dann zu Schritt 32. In Schritt 32 wird ein Wechselmagnetfeldergenerator 40 innerhalb des Harzgehäuses 12 angeordnet. Dieser Schritt wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Der Wechselmagnetfeldgenerator 40 weist einen Leiter auf und ist daran angepasst, einen Wechselstrom durch seinen Leiter durchzulassen zum Erzeugen eines Magnetfeldes um ihn herum. Genauer, der Wechselmagnetfeldgenerator 40 weist einen Leiter auf, der einen rechteckigen Schleifenabschnitt enthält. Dieser rechteckige Schleifenleiterabschnitt des Wechselmagnetgenerators 40 ist derart bemessen, dass er so eng an die Seitenwände des Harzgehäuses 12 wie möglich angeordnet werden kann, ohne die Metallanschlüsse 10 zu kontaktieren.
  • Das Herstellungsverfahren geht dann zu Schritt 34. In Schritt 34 wird bewirkt, dass der rechteckige Schleifenleiterabschnitt des Wechselmagnetfeldgenerators 40, der in das Harzgehäuse 12 angeordnet ist, ein zeitlich variierendes Magnetfeld erzeugt, das einen Eddy-Strom in den magnetischen Anschlüssen 10 induziert (d. h. elektromagnetische Induktion). Gemäß der vorliegenden Ausführungsform legt der Wechselmagnetfeldgenerator 40 einen Strom mit einer Frequenz von ungefähr 300 kHz an den Leiter während ungefähr 10 Sekunden an zum Induzieren eines Stromes von ungefähr 500–600 A in den Metallanschlüssen 10. Als Resultat werden die Metallanschlüsse 10 auf ungefähr 300°C erwärmt, wodurch die Abschnitte des Harzgehäuses 12 in Kontakt mit den Metallanschlüssen 10 geschmolzen werden. Es soll angemerkt werden, dass es Lücken zwischen den Metallanschlüssen 10 und dem Harzgehäuse 12 geben kann, wie die Lücken A, B, C und D, die mit Bezugnahme auf 12 und 13 beschrieben wurden. Selbst in solch einem Fall sind die Metallanschlüsse und das Harzgehäuse 12 in Kontakt oder benachbart zu dem Metallanschluss 10 geschmolzen, wenn die Anschlüsse erwärmt werden, wie oben beschrieben wurde.
  • Dann wird der Wechselmagnetfeldgenerator 40 von innerhalb des Harzgehäuses 12 zurückgezogen.
  • Das Herstellungsverfahren geht dann zu Schritt 38. In Schritt 38 wird ein Halbleiterchip auf dem inneren Boden des Harzgehäuses 12 auf die gleiche Weise wie der in 1 gezeigte Halbleiterchip 20 angebracht. Es soll angemerkt werden, dass der Halbleiterchip an jeder Position angeordnet werden kann, die Drahtbonden auf dem Chip ermöglicht, wie später beschrieben wird.
  • Das Herstellungsverfahren geht dann zu Schritt 40. In Schritt 40 wird die Drahtbondoberfläche 22 eines jeden Metallanschlusses 10 mit dem Halbleiterchip 20 drahtgebondet.
  • Wenn jeder Metallanschluss mit dem Halbleiterchip drahtgebondet ist, wird der Draht mit dem Metallanschluss gebondet, während Wärme, Ultraschallwellenenergie und Druck auf den Anschluss ausgeübt wird. Erfolgreiche Bildung eines ausreichenden Betrages von Legierung zwischen dem Draht und dem Metallanschluss verlangt, dass Ultraschallvibration geeignet an den Metallanschluss angelegt wird, wenn der Draht mit dem Anschluss gebondet wird. In dem Fall der herkömmlichen Halbleitervorrichtungen jedoch passiert es häufig, dass ”outserting” eines Metallanschlusses in das Harzgehäuse nicht in einer ausreichenden Befestigungskraft resultiert, die an dem Anschluss angelegt wird. Dieses kann zu der Kapillare (oder Spitze) des Drahtbondgerätes führen, das sich als Reaktion auf die Versetzung des Metallanschlusses bewegt, wodurch eine richtige Ausrichtung der Ultraschallvibration zu dem Anschluss verhindert wird. Es ist gefunden worden, dass als Resultat der Draht nicht mit dem Metallanschluss gebondet werden kann, oder dass die Bondkraft nicht ausreichend ist.
  • Die vorliegende Ausführungsform löst die obigen Probleme. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden verfestigte geschmolzene Harzabschnitte an eine Mehrzahl von Schnittstellen zwischen jedem Metallanschluss und dem Harzgehäuse vorgesehen, um thermoplastisch gebondet zu werden und den Metallanschluss an dem Harzgehäuse zu befestigen, wie unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben wurde. Das heißt, mit den verfestigten geschmolzenen Harzabschnitten wird der Metallanschluss an das Harzgehäuse an diesen Schnittstellengebieten gebondet, was darin resultiert, dass der Metallanschluss sicher an dem Harzgehäuse befestigt wird. Dieses stellt sicher, dass der Metallanschluss nicht durch die Drahtbondtätigkeit versetzt wird, wodurch ein ausreichender Betrag von Legierung genau zwischen dem Draht und dem Metallanschluss gebildet werden kann. Es wurde gefunden, dass die Bondstärke zwischen dem Metallanschluss und dem Harzgehäuse ungefähr 30–40 N betrug, wenn sie miteinander durch Anlegen von Wärme gebondet wurden, wie oben unter Bezugnahme auf 15 beschrieben wurde, und 80–100 N betrug, wenn sie miteinander durch das Bondverfahren der vorliegenden Ausführungsform gebondet wurden. Somit kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform jeder Metallanschluss sicher an dem Harzgehäuse befestigt werden.
  • Weiter ist es eine Eigenschaft der vorliegenden Ausführungsform, dass die Metallanschlüsse selbst induktiv erwärmt werden, um sie thermoplastisch mit dem Harzgehäuse eines thermoplastischen Harzes zu bonden, wie unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 4 beschrieben wurde. Induktionswärme ermöglicht es, dass die Metallanschlüsse erwärmt werden, ohne dass Kontakt mit ihnen hergestellt wird, was bedeutet, dass die Anschlüsse an genau gesteuerten Positionen befestigt werden können. Andererseits, wenn die Metallanschlüsse durch Pressen gewärmter Metallstücke an sie erwärmt werden, können die Metallanschlüsse von ihren gewünschten Positionen versetzt werden. Das Erwärmungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform sieht dieses Problem nicht vor, da die Metallanschlüsse ohne ihren Kontakt erwärmt werden.
  • Da weiter die Metallanschlüsse induktiv durch einen Wechselmagnetfeldgenerator erwärmt werden, der innerhalb des Gehäuses angeordnet wird, kann der Wechselmagnetfeldgenerator eng von den Metallanschlüssen beabstandet sein, so dass effektives Erwärmen der Anschlüsse ermöglicht wird. Wenn diese Anschlüsse induktiv erwärmt werden, kann der Wechselmagnetfeldgenerator nahe zu den Drahtbondabschnitten der Metallanschlüsse gesetzt werden im Vergleich mit dem Fall, in dem der Wechselmagnetfeldgenerator außerhalb des Harzgehäuses angeordnet wird. Daher kann ein geeigneter verfestigter geschmolzener Harzabschnitt an der Schnittstelle zwischen dem Drahtbondabschnitt eines jeden Metallanschlusses und dem Harzgehäuse gebildet werden zum thermoplastischen Bonden und Befestigen des Drahtbondabschnittes des Anschlusses an dem Harzgehäuse an diesem Schnittstellengebiet. Das stellt geeignetes Anlegen der Ultraschallvibration an jeden Metallanschluss sicher, wenn ein Draht mit dem Anschluss drahtgebondet wird. Somit ermöglicht die vorliegende Ausführungsform ein zuverlässiges und genaues Drahtbonden auf jedem Metallanschluss mit erhöhter Bondstärke zwischen dem Draht und dem Anschluss.
  • Das Befestigungsverfahren des Metallanschlusses der vorliegenden Ausführungsform weist einen Vorteil gegenüber der Benutzung eines Klebstoffes dahingehend auf, dass es keine Gefahr des Verteilens eines Klebstoffes und der resultierenden Fehler gibt. Weiterhin erlaubt dieses Verfahren, dass die Metallanschlüsse effektiv und zuverlässig mit dem Harzgehäuse gebondet werden im Vergleich mit dem Fall, in dem erwärmte Metallstücke gegen das Harzgehäuse zum Schmelzen spezieller Abschnitte des Harzgehäuses gepresst werden. Genauer, Pressen von erwärmten Metallstücken gegen das Harzgehäuse kann das Schmelzen von unbeabsichtigten Abschnitten des Harzgehäuses verursachen (d. h. Abschnitte des Harzgehäuses, die sich nicht auf das Bonden zwischen den Metallanschlüssen und dem Harzgehäuse beziehen), was in Verformung und verringerter Festigkeit resultiert. Andererseits kann das Verfahren der vorliegenden Ausführungsform zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung effektiv und zuverlässig die Metallanschlüsse mit dem Harzgehäuse bonden, da das Bonden auf solche Weise ausgeführt wird, dass das Schmelzen der Abschnitte des Harzgehäuses vermieden wird, die sich nicht auf das Bonden beziehen.
  • Es soll angemerkt werden, dass jeder Metallanschluss einen Aufbau aufweisen kann, wie in 7 gezeigt ist, zum weiteren Verstärken der Bondfestigkeit zwischen dem Metallanschluss und dem Harzgehäuse. Der in 7 gezeigte Metallanschluss enthält einen externen Verbindungsabschnitt, einen Eingriffsabschnitt und einen Drahtbondabschnitt 60 wie die oben beschriebenen Metallanschlüsse 10. Der Metallanschluss 50 ist jedoch dadurch ausgezeichnet, dass er Kerben oder konkave Abschnitte 52 in seinem Eingriffsabschnitt aufweist. Bezug nehmend auf 7 wird bei der Herstellung dieser Halbleitervorrichtung der Metallanschluss 50 (mit den Kerben 52) in ein Harzgehäuse 102 in der Richtung eingeführt, die durch den Pfeil bezeichnet ist. Die verbleibenden Prozessschritte sind die gleichen wie jene zuvor beschriebenen unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 4.
  • 8 zeigt den Metallanschluss 50 und benachbarte Strukturen des Harzgehäuses 102, nachdem der Anschluss in das Harzgehäuse 102 eingeführt worden ist und nachdem Induktionserwärmen an den Anschluss angelegt worden ist. 9 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 9-9 in 8 genommen ist. Wie in 9 gezeigt ist, bildet das Induktionserwärmen (und folgende Kühlen) einen verfestigten geschmolzenen Harzabschnitt 53 entlang der Kanten der Kerben 52. Somit weist der Metallanschluss 50 mit den Kerben 52 Bondgebiete als ein Metallanschluss ohne die Kerben auf. Das bedeutet, dass der Metallanschluss 50 sicherer an dem Harzgehäuse befestigt werden kann.
  • Somit werden gemäß der vorliegenden Erfindung die Metallanschlüsse sicher an dem Harzgehäuse befestigt, da sie an großen Gebieten mit dem Gehäuse gebondet werden. Dieses ermöglicht ein zuverlässiges und genaues Drahtbonden an jedem Metallanschluss, wodurch fest der Draht mit dem Anschluss gebondet wird. Dieses Merkmal trägt zum Erstrecken der nützlichen Lebensdauer bei, Verringerung des Leistungsverbrauches und Vergrößerung der Produktionsausbeute der Halbleitervorrichtung. Weiterhin werden die Metallanschlüsse an dem Harzgehäuse durch Induktionswärme gebondet, wodurch der Herstellungsprozess vereinfacht wird. Es soll angemerkt werden, dass, da diese Halbleitervorrichtung ohne die Benutzung von Klebstoff hergestellt wird, es leicht ist, die Vorrichtung in individuelle Komponenten zu unterteilen und sie zur Zeit des Entsorgens zu behalten oder zu zerstören.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Wechselmagnetfeldgenerator einen Leiter einschließlich eines rechteckigen Schleifenabschnittes auf, und dieser Schleifenabschnitt wird innerhalb des Harzgehäuses zum Erzeugen eines Magnetfeldes zum Induktionserwärmen angeordnet. Mit dieser Anordnung können die Metallanschlüsse effektiv mit dem Harzgehäuse durch Induktionswärme verbunden werden, da die Wechselmagnetfelderzeugerquelle, d. h. der rechteckige Schleifenleiterabschnitt, innerhalb des Harzgehäuses gesetzt ist. Es soll verstanden werden, dass jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf diese spezielle Anordnung begrenzt ist, und die Wechselmagnetfelderzeugerquelle kann außerhalb des Harzgehäuses angeordnet werden, wenn ausreichende Induktionswärme sichergestellt wird. Weiterhin kann der rechteckige Schleifenabschnitt des Leiters des Wechselmagnetfeldgenerators weggelassen werden, während die Vorteile der vorliegenden Erfindung beibehalten werden.
  • Weiter kann der Schritt 38 des Anbringens eines Halbleiterchips, der mit Bezugnahme auf 4 beschrieben wurde, zu irgendeiner Zeit vor dem Schritt 40 des Drahtbondens ausgeführt werden.
  • Somit ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass eine Halbleitervorrichtung auf solche Weise hergestellt wird, dass Metallanschlüsse sicher und fest an ihrem äußeren Harzgehäuse in einer einfachen Weise gebondet werden, so dass diese Metallanschlüsse geeignet mit dem Halbleiterchip in dem Harzgehäuse drahtgebondet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (6)

  1. Halbleitervorrichtung mit: – einem Gehäuse (12) aus thermoplastischem Harz; – einem Halbleiterchip (20), der innerhalb des Harzgehäuses (12) angebracht ist; – einem Metallanschluss (10) mit einer Drahtbondoberfläche (22) und einer gegenüberliegenden Kontaktoberfläche; und – einem Draht (18), der mit der Drahtbondoberfläche (22) und dem Halbleiterchip (20) verbunden ist; – worin die Kontaktoberfläche des Metallanschlusses (10) thermoplastisch an einem Gebiet an der Innenseite des Harzgehäuses (12) gebondet ist.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Metallanschluss (50) einen konkaven Abschnitt (52) aufweist; und ein verfestigter geschmolzener Abschnitt des Harzgehäuses (102) den konkaven Abschnitt (52) füllt.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der – ein oder mehr Abschnitte des Metallanschlusses (10) in Kontakt mit dem Harzgehäuse (12) stehen; und – der eine oder mehrere Abschnitte thermoplastisch mit dem Harzgehäuse (12) gebondet sind.
  4. Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung mit: – einem Anschlussanbringungsschritt des Anbringens eines Metallanschlusses (10) an einem Gehäuse (12) aus einem thermoplastischen Harz an einer vorbestimmten Stelle derart, dass ein Abschnitt des Metallanschlusses (10) in Kontakt mit dem Harzgehäuse (12) kommt; – einem Thermoplastischbondschritt des Erwärmens des angebrachten Metallanschlusses (10) durch Induktionswärme auf eine Temperatur höher als der Schmelzpunkt des Harzgehäuses (12), so dass der Abschnitt des Metallanschlusses (10) thermoplastisch mit dem Harzgehäuse (12) verbunden wird; – einem Chipanbringungsschritt des Anbringens eines Halbleiterchips (20) innerhalb des Harzgehäuses (12); und – einem Drahtbondschritt des Verbindens des gebondeten Metallanschlusses (10) mit dem Halbleiterchip (20) durch Drahtbonden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem – der Metallanschluss (10) eine Drahtbondoberfläche (22) und eine gegenüberliegende Kontaktoberfläche aufweist; – der Drahtbondschritt Drahtbonden des Metallanschlusses (10) auf der Drahtbondoberfläche (22) enthält; und der Thermoplastischbondschritt die Schritte aufweist: – Anordnen eines Wechselmagnetfeldgenerators innerhalb des Harzgehäuses (12); und – thermoplastisches Bonden der Kontaktoberfläche des Metallanschlusses (10) an einem inneren Boden des Harzgehäuses (12) durch Induktionswärme unter Benutzung des Wechselmagnetfeldgenerators.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem – der Metallanschluss (50) einen konkaven Abschnitt (52) aufweist; und – der Thermoplastischbondschritt auf solch eine Weise ausgeführt wird, dass ein verfestigter geschmolzener Abschnitt des Harzgehäuses (102) den konkaven Abschnitt (52) füllt.
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