DE102020211500A1

DE102020211500A1 - Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE102020211500A1
Application number: DE102020211500.1A
Authority: DE
Inventors: Kakeru YAMAGUCHI; Jun Karasawa
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2021-03-25
Also published as: JP7271381B2; TWI777238B; CN112542438B; US11289408B2; JP2021048376A; TW202125740A; US20210090976A1; CN112542438A

Abstract

Eine Halbleitervorrichtung (10) gemäß einer Ausführungsform umfasst einen ersten Leitungsrahmen (11), einen zweiten Leitungsrahmen (12), einen Halbleiterchip (10) und ein leitendes Element (14). Der zweite Leitungsrahmen (12) weist eine erste Fläche (45) auf, die mit einer Ausnehmung (81) versehen ist, und ist zu dem ersten Leitungsrahmen (11) getrennt. Der Halbleiterchip (10) ist an dem ersten Leitungsrahmen (11) angebracht. Das leitende Element (14) weist eine zweite Fläche (65) auf, die mit der ersten Fläche (45) durch ein leitendes Haftmittel (68) verbunden ist, wobei die zweite Fläche (65) mit einem Vorsprung (91) versehen ist, der zumindest teilweise in der Ausnehmung (81) aufgenommen ist, und das leitende Element (14) den Halbleiterchip (14) und den zweiten Leitungsrahmen (12) elektrisch miteinander verbindet. Die Ausnehmung (81) und der Vorsprung (91) sind in einer ersten Richtung (Y), in der sich die erste Fläche (45) erstreckt, länger als in einer zweiten Richtung (X) entlang der ersten Fläche (45) und orthogonal zu der ersten Richtung (Y).

Description

GEBIET
Die hierin beschriebenen Ausgestaltungen betreffen im Allgemeinen eine Halbleitervorrichtung.
HINTERGRUND
Es sind Halbleitervorrichtungen bekannt, die einen Leitungsrahmen und einen mit Elektroden versehenen Halbleiterchip umfassen, wobei der Leitungsrahmen und die Elektroden beispielsweise durch plattenförmige Konnektoren elektrisch miteinander verbunden sind. Die Elektroden und die Konnektoren sowie der Leitungsrahmen und die Konnektoren sind mechanisch und elektrisch mit einem leitfähigen Haftmittel miteinander verbunden, beispielsweise Lot.
Eine solche Halbleitervorrichtung kann je nach Zustand des leitfähigen Haftmittels, das beispielsweise den Leitungsrahmen und die Konnektoren miteinander verbindet, in deren Qualität verschlechtert sein.
Figurenliste

1 ist eine exemplarische perspektivische Ansicht einer Halbleitervorrichtung einer ersten Ausführungsform;
2 ist eine exemplarische Draufsicht auf die Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform, bei der das Vergussharz weggelassen ist;
3 ist eine exemplarische Schnittdarstellung der Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform;
4 ist eine exemplarische schematische Schnittdarstellung eines zweiten Leitungsrahmens und eines Teils eines ersten Konnektors der ersten Ausführungsform;
5 ist eine exemplarische schematische perspektivische Ansicht des zweiten Leitungsrahmens und des Teils des ersten Konnektors der ersten Ausführungsform;
6 ist eine exemplarische schematische Draufsicht auf eine zweite Anschlussfläche und eine vierte Anschlussfläche der ersten Ausführungsform;
7 ist eine exemplarische schematische perspektivische Ansicht des zweiten Leitungsrahmens und eines Teils des ersten Konnektors gemäß einer zweiten Ausführungsform;
8 ist eine exemplarische schematische Schnittansicht des zweiten Leitungsrahmens und des Teils des ersten Konnektors der zweiten Ausführungsform; und
9 ist eine exemplarische schematische Draufsicht auf die zweite Anschlussfläche und die vierte Anschlussfläche der zweiten Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Halbleitervorrichtung einen ersten Leitungsrahmen, einen zweiten Leitungsrahmen, einen Halbleiterchip und ein leitendes Element. Der zweite Leitungsrahmen ist zum ersten Leitungsrahmen beabstandet und weist eine erste Fläche auf, die mit einer Ausnehmung versehen ist. Der Halbleiterchip ist an dem ersten Leitungsrahmen angebracht. Das leitende Element weist eine zweite Fläche auf und verbindet den Halbleiterchip und den zweiten Leitungsrahmen elektrisch miteinander, wobei die zweite Fläche mit einem leitfähigen Haftmittel mit der ersten Fläche verbunden ist und mit einem Vorsprung versehen ist, der zumindest teilweise in der Ausnehmung aufgenommen ist. Die Ausnehmung ist in einer ersten Richtung, in der sich die erste Fläche erstreckt, länger als in einer zweiten Richtung entlang der ersten Fläche und orthogonal zu der ersten Richtung. Der Vorsprung ist in der ersten Richtung länger als in der zweiten Richtung.
Erste Ausgestaltung
Im Folgenden wird eine erste Ausgestaltung mit Bezug auf die 1 bis 6 beschrieben. In der vorliegenden Beschreibung können Komponenten und Beschreibungen der Komponenten gemäß Ausführungsformen durch eine Vielzahl von Ausdrücken beschrieben sein. Die Komponenten und deren Beschreibungen sind beispielhaft und sind durch die Ausdrücke dieser Beschreibung nicht beschränkt. Die Komponenten können durch Bezeichnungen identifiziert sein, die sich von denen in der vorliegenden Beschreibung unterscheiden. Die Komponenten können durch Ausdrücke beschrieben sein, die sich von den Ausdrücken der vorliegenden Beschreibung unterscheiden.
1 ist eine exemplarische perspektivische Ansicht einer Halbleitervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform. Die Halbleitervorrichtung 1 ist zum Beispiel ein Leistungsbauelement. Die Halbleitervorrichtung 1 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt und kann ein anderes Bauelement sein.
Wie in den Abbildungen dargestellt, sind in der vorliegenden Beschreibung der Einfachheit halber eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse definiert. Die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse sind rechtwinklig zueinander. Die X-Achse ist entlang der Breite der Halbleitervorrichtung 1 vorgesehen. Die Y-Achse ist entlang der Länge (Tiefe) der Halbleitervorrichtung 1 vorgesehen. Die Z-Achse ist entlang der Dicke der Halbleitervorrichtung 1 vorgesehen.
Weiterhin sind in der vorliegenden Beschreibung eine X-Richtung, eine Y-Richtung und eine Z-Richtung definiert. Die X-Richtung ist eine Richtung entlang der X-Achse und umfasst eine +X-Richtung, die durch den Pfeil der X-Achse angezeigt wird, und eine -X-Richtung als eine dem Pfeil der X-Achse entgegengesetzte Richtung. Die Y-Richtung ist eine Richtung entlang der Y-Achse und umfasst eine durch den Pfeil der Y-Achse angezeigte +Y-Richtung und eine -Y-Richtung als eine dem Pfeil der Y-Achse entgegengesetzte Richtung. Die Z-Richtung ist eine Richtung entlang der Z-Achse und umfasst eine +Z-Richtung, die durch den Pfeil der Z-Achse angezeigt wird, und eine -Z-Richtung als eine dem Pfeil der Z-Achse entgegengesetzte Richtung.
Die Halbleitervorrichtung 1 weist einen Halbleiterchip 10, einen ersten Leitungsrahmen 11, einen zweiten Leitungsrahmen 12, einen dritten Leitungsrahmen 13, einen ersten Konnektor 14, einen zweiten Konnektor 15 und Vergussharz 16 auf. Der erste Konnektor 14 ist ein exemplarisches leitendes Element. Der zweite Konnektor 15 kann ein exemplarisches leitfähiges Element sein. 1 stellt das Vergussharz 16 in einer imaginären Weise durch Zwei-Punkt-Strich-Linien dar.
Der erste Leitungsrahmen 11 ist elektrisch mit dem Halbleiterchip 10 verbunden. Der zweite Leitungsrahmen 12 ist über den ersten Konnektor 14 elektrisch mit dem Halbleiterchip 10 verbunden. Der dritte Leitungsrahmen 13 ist über den zweiten Konnektor 15 elektrisch mit dem Halbleiterchip 10 verbunden. Das Vergussharz 16 versiegelt den Halbleiterchip 10, einen Teil des ersten bis dritten Leitungsrahmens 11 bis 13, den ersten Konnektor 14 und den zweiten Konnektor 15.
Der Halbleiterchip 10 ist ein vertikales Bauelement, wie beispielsweise ein vertikaler Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET). Der Halbleiterchip 10 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt und kann ein vertikaler Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode (IGBT), eine vertikale Diode oder ein anderer Halbleiterchip sein.
Der Halbleiterchip 10 umfasst Silizium (Si) als Halbleiter. Der Halbleiterchip 10 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt und kann einen von Si verschiedenen Verbindungshalbleiter wie beispielsweise SiC oder GaN enthalten.
2 ist eine exemplarische Draufsicht der Halbleitervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform, wobei das Vergussharz 16 weggelassen wurde. 3 ist eine exemplarische Schnittdarstellung der Halbleitervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform. Der Halbleiterchip 10 weist eine untere Fläche 21, eine obere Fläche 22, eine erste Elektrode 25 und eine zweite Elektrode 26, die in 3 dargestellt sind, und eine dritte Elektrode 27, die in 2 dargestellt ist, auf.
In der vorliegenden Ausführungsform werden der Einfachheit halber auf der Grundlage von 2 und 3 Ausdrücke verwendet, die Richtungen wie oben und unten angeben. Die Ausdrücke, die Richtungen angeben, begrenzen nicht die Position und Richtung der Komponenten in der Halbleitervorrichtung 1.
Wie in 3 dargestellt, ist die untere Fläche 21 eine im Wesentlichen flache Fläche, die in die Z-Richtung gerichtet ist. Die obere Fläche 22 ist gegenüberliegend zur unteren Fläche 21 angeordnet. Die obere Fläche 22 ist eine im Wesentlichen flache Fläche, die in +Z-Richtung ausgerichtet ist. Die erste Elektrode 25 ist auf der unteren Fläche 21 vorgesehenen. Die zweite Elektrode 26 und die dritte Elektrode 27 sind auf der oberen Fläche 22 vorgesehen.
Der Halbleiterchip 10 ist mit einem elektrischen Pfad versehen, der die erste Elektrode 25 und die zweite Elektrode 26 und die dritte Elektrode 27 miteinander verbindet. Die erste Elektrode 25 ist beispielsweise eine Drain-Elektrode. Die zweite Elektrode 26 ist beispielsweise eine Source-Elektrode. Die dritte Elektrode 27 ist beispielsweise eine Gate-Elektrode. Die erste Elektrode 25 ist auf nahezu der gesamten unteren Fläche 21 vorgesehen. Die zweite Elektrode 26 ist kleiner als die erste Elektrode 25. Die dritte Elektrode 27 ist kleiner als die zweite Elektrode 26.
Die ersten bis dritten Leitungsrahmen 11 bis 13 sind beispielsweise aus Kupfer ausgebildet und besitzen eine Leitfähigkeit. Die ersten bis dritten Leitungsrahmen 11 bis 13 haben beispielsweise eine Plattenform. Das Material und die Form der ersten bis dritten Leitungsrahmen 11 bis 13 sind nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Wie in 2 dargestellt, sind die ersten bis dritten Leitungsrahmen 11 bis 13 in einer X-Y-Ebene im Abstand zueinander angeordnet. Die ersten bis dritten Leitungsrahmen 11 bis 13 können an verschiedenen Positionen in Z-Richtung angeordnet sein.
Der erste Leitungsrahmen 11 weist eine Formplatte 31 und eine Vielzahl von Anschlüssen 32 auf. Der erste Leitungsrahmen 11 ist beispielsweise durch Pressen hergestellt. Die Formplatte 31 und die Anschlüsse 32 sind einteilig ausgebildet.
Die Formplatte 31 hat eine im Wesentlichen rechteckige Plattenform, die in der X-Y-Ebene liegt. Die Formplatte 31 hat eine erste Anschlussfläche 35. Die erste Anschlussfläche 35 ist eine im Wesentlichen flache, in +Z-Richtung ausgerichtete Fläche. Die Anschlüsse 32 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander von einer Kante der Formplatte 31 aus. Die Anschlüsse 32 verlaufen beispielsweise in -X-Richtung von der Formplatte 31 aus.
Der zweite Leitungsrahmen 12 ist in der +X-Richtung vom ersten Leitungsrahmen 11 getrennt. Mit anderen Worten, der zweite Leitungsrahmen 12 ist in einer Richtung getrennt, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der sich die Anschlüsse 32 von der Formplatte 31 erstrecken.
Der zweite Leitungsrahmen 12 ist mit einem inneren Anschluss 41 und einer Vielzahl von äußeren Anschlüssen 42 versehen. Der zweite Leitungsrahmen 12 ist beispielsweise durch Pressen hergestellt. Der innere Anschluss 41 und die äußeren Anschlüsse 42 sind einteilig ausgebildet.
Der innere Anschluss 41 hat eine im Wesentlichen rechteckige (viereckige) Plattenform, die in der X-Y-Ebene liegt. Der innere Anschluss 41 erstreckt sich in Y-Richtung. Der innere Anschluss 41 hat eine zweite Anschlussfläche 45. Die zweite Anschlussfläche 45 ist eine exemplarische erste Fläche.
Die zweite Anschlussfläche 45 ist eine im Wesentlichen rechteckige (viereckige), im Wesentlichen ebene Fläche, die in der +Z-Richtung liegt. Das heißt, die zweite Anschlussfläche 45 und die erste Anschlussfläche 35 sind im Wesentlichen in die gleiche Richtung gerichtet. Die zweite Anschlussfläche 45 erstreckt sich in Y-Richtung. Die Y-Richtung ist eine Richtung, in die sich die erste Fläche erstreckt, und ist eine exemplarische erste Richtung. In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich eine Richtung, in der sich ein Element erstreckt, beispielsweise auf eine Längsrichtung eines Elements von im Wesentlichen rechteckiger Form. Eine Richtung, in der sich die zweite Anschlussfläche 45 erstreckt, bezieht sich auf eine Längsrichtung der zweiten Anschlussfläche 45 einer im Wesentlichen rechteckigen Form. Die zweite Anschlussfläche 45 ist in der Y-Richtung länger als in der X-Richtung.
Der innere Anschluss 41 und die zweite Anschlussfläche 45 können in einer anderen Form, beispielsweise eine im Wesentlichen L-Form, ausgebildet sein. Wenn der innere Anschluss 41 und die zweite Anschlussfläche 45 im Wesentlichen eine L-Form haben, sind beispielsweise eine Richtung, in der sich eine Seite davon (ein erster Teil) erstreckt, und eine Richtung, in der sich eine andere Seite davon (ein zweiter Teil) erstreckt, jeweils eine exemplarische Richtung, in der sich die erste Fläche erstreckt.
Wie in 2 dargestellt, erstrecken sich die äußeren Anschlüsse 42 im Wesentlichen parallel zueinander von einer Kante des inneren Anschlusses 41 aus. Die äußeren Anschlüsse 42 verlaufen beispielsweise in der +X-Richtung von dem inneren Anschluss 41 aus. Das heißt, die äußeren Anschlüsse 42 verlaufen in entgegengesetzter Richtung zu den Anschlüssen 32.
Wie in 3 dargestellt, ist in Z-Richtung der innere Anschluss 41 nicht mit dem ersten Leitungsrahmen 11 in +Z-Richtung ausgerichtet. Mit anderen Worten, in Z-Richtung ist die zweite Anschlussfläche 45 des inneren Anschlusses 41 in +Z-Richtung von der ersten Anschlussfläche 35 des ersten Leitungsrahmens 11 getrennt. Anschlussteile zwischen dem inneren Anschluss 41 und den äußeren Anschlüssen 42 sind gebogen. Die äußeren Anschlüsse 42 sind in Z-Richtung im Wesentlichen an der gleichen Position wie die des ersten Leitungsrahmens 11 vorgesehen.
Wie in 2 dargestellt, ist der dritte Leitungsrahmen 13 in +X-Richtung vom ersten Leitungsrahmen 11 getrennt. Außerdem ist der dritte Leitungsrahmen 13 in der +Y-Richtung vom zweiten Leitungsrahmen 12 getrennt. Somit sind die ersten bis dritten Leitungsrahmen 11 bis 13 zueinander getrennt.
Der dritte Leitungsrahmen 13 hat einen inneren Anschluss 51 und einen äußeren Anschluss 52. Der dritte Leitungsrahmen 13 wird beispielsweise durch Pressen hergestellt. Der innere Anschluss 51 und der äußere Anschluss 52 sind einteilig ausgebildet.
Der innere Anschluss 51 hat eine im Wesentlichen rechteckige (viereckige) Plattenform, die in der X-Y-Ebene liegt. Der innere Anschluss 51 erstreckt sich in Y-Richtung. Der innere Anschluss 51 hat eine dritte Anschlussfläche 55. Die dritte Anschlussfläche 55 kann auch eine exemplarische erste Fläche sein.
Die dritte Anschlussfläche 55 ist eine im Wesentlichen rechteckige (viereckige), im Wesentlichen ebene Fläche, die in die +Z-Richtung gerichtet ist. Das heißt, die dritte Anschlussfläche 55 ist im Wesentlichen in die gleiche Richtung gerichtet wie die erste Anschlussfläche 35. Die dritte Anschlussfläche 55 erstreckt sich in Y-Richtung. Die Länge der dritten Anschlussfläche 55 in der Y-Richtung ist länger als deren Länge in der X-Richtung. In Y-Richtung ist die dritte Anschlussfläche 55 in Y-Richtung kürzer als die zweite Anschlussfläche 45.
Der äußere Anschluss 52 erstreckt sich in +X-Richtung, beispielsweise von einer Kante des inneren Anschlusses 51. Das heißt, der äußere Anschluss 52 verläuft im Wesentlichen parallel zum äußeren Anschluss 42 des zweiten Leitungsrahmens 12.
In der Z-Richtung ist der innere Anschluss 51 nicht mit dem ersten Anschluss 11 in der +Z-Richtung ausgerichtet. Ein Verbindungsteil zwischen dem inneren Anschluss 51 und dem äußeren Anschluss 52 ist gebogen. Der äußere Anschluss 52 ist im Wesentlichen an der gleichen Position wie die des ersten Leitungsrahmens 11 in Z-Richtung vorgesehen.
Der Halbleiterchip 10 ist auf der Formplatte 31 des ersten Leitungsrahmen 11 angeordnet. Wie in 3 dargestellt, liegen die untere Fläche 21 des Halbleiterchips 10 und die erste Anschlussfläche 35 der Formplatte 31 einander gegenüber.
Die erste Elektrode 25 des Halbleiterchips 10 ist mechanisch und elektrisch mit der ersten Anschlussfläche 35 der Formplatte 31 mit einem leitfähigen Haftmittel verbunden, beispielsweise Lot. Dadurch ist der Halbleiterchip 10 auf dem ersten Leitungsrahmen 11 angebracht.
Der erste und der zweite Konnektor 14 und 15 bestehen beispielsweise aus Kupfer und sind leitfähig. Der erste und der zweite Konnektor 14 und 15 weisen beispielsweise eine Plattenform auf. Der erste und der zweite Konnektor 14 und 15 sind jeweils dicker als der erste bis dritte Leitungsrahmen 11 bis 13. Das Material und die Form des ersten und des zweiten Konnektors 14 und 15 sind nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Der erste Konnektor 14 hat ein erstes Verbindungsteil 61, ein zweites Verbindungsteil 62 und ein Zwischenteil 63. Der erste Konnektor 14 ist beispielsweise durch Pressen hergestellt. Das erste Verbindungsteil 61, das zweite Verbindungsteil 62 und das Zwischenteil 63 sind einteilig ausgebildet.
Das zweite Verbindungsteil 62 ist in +X-Richtung vom ersten Verbindungsteil 61 getrennt. Das Zwischenteil 63 verbindet das erste Verbindungsteil 61 und das zweite Verbindungsteil 62 miteinander. In Z-Richtung ist das zweite Verbindungsteil 62 in +Z-Richtung vom ersten Verbindungsteil 61 getrennt. Das Zwischenteil 63 wird so gebogen, dass dieses ein Teil aufweist, das in +Z-Richtung weiter vom ersten Verbindungsteil 61 getrennt ist als vom zweiten Verbindungsteil 62.
Das erste Verbindungsteil 61 ist auf der zweiten Elektrode 26 des Halbleiterchips 10 angeordnet. Das erste Verbindungsteil 61 ist mechanisch und elektrisch mit der zweiten Elektrode 26 des Halbleiterchips 10 mit einem leitfähigen Haftmittel verbunden, beispielsweise Lot.
Das zweite Verbindungsteil 62 hat eine im Wesentlichen rechteckige (viereckige) Plattenform, die in der X-Y-Ebene liegt. Das zweite Verbindungsteil 62 erstreckt sich in der Y-Richtung. Das heißt, der zweite Verbindungsteil 62 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zum inneren Anschluss 41 des zweiten Leitungsrahmens 12.
4 ist eine exemplarische schematische Schnittdarstellung des zweiten Leitungsrahmens 12 und eines Teils des ersten Konnektors 14 der ersten Ausführungsform. Wie in 4 dargestellt, hat das zweite Verbindungsteil 62 eine vierte Anschlussfläche 65. Die vierte Anschlussfläche 65 ist eine exemplarische zweite Fläche. Die vierte Anschlussfläche 65 ist eine im Wesentlichen rechteckige (viereckige), im Wesentlichen flache Fläche, die in -Z-Richtung ausgerichtet ist. Das heißt, die vierte Anschlussfläche 65 ist in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung gerichtet, in welche die zweite Anschlussfläche 45 gerichtet ist.
5 ist eine exemplarische schematische perspektivische Ansicht des zweiten Leitungsrahmens 12 und des Teils des ersten Konnektors 14 der ersten Ausführungsform. Wie in 5 dargestellt, erstreckt sich die vierte Anschlussfläche 65 in Y-Richtung. Die Länge der vierten Anschlussfläche 65 in der Y-Richtung ist länger als deren Länge in der X-Richtung.
Die vierte Anschlussfläche 65 liegt der zweiten Anschlussfläche 45 des zweiten Leitungsrahmens 12 gegenüber. In Y-Richtung ist die zweite Anschlussfläche 45 länger als die vierte Anschlussfläche 65. Die zweite Anschlussfläche 45 und die vierte Anschlussfläche 65 sind nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Wie in 4 dargestellt, ist Lot 68 zwischen der zweiten Anschlussfläche 45 und der vierten Anschlussfläche 65 aufgebracht. Das Lot 68 ist ein exemplarisches leitfähiges Haftmittel. Das Lot 68 ist bleihaltiges Lot oder bleifreies Lot. Das Haftmittel ist nicht auf das Lot 68 beschränkt und kann beispielsweise Silberpaste oder Lot sein.
Das Lot 68 dient dazu, die vierte Anschlussfläche 65 des ersten Konnektors 14 mit der zweiten Anschlussfläche 45 des zweiten Leitungsrahmens 12 mechanisch und elektrisch zu verbinden. Dadurch verbindet der erste Konnektor 14 die zweite Elektrode 26 des Halbleiterchips 10 und den zweiten Leitungsrahmen 12 elektrisch miteinander.
Wie in 2 dargestellt, hat der zweite Konnektor 15 ein drittes Verbindungsteil 71, ein viertes Verbindungsteil 72 und ein Zwischenteil 73. Das Zwischenteil 73 verbindet den dritten Verbindungsteil 71 und den vierten Verbindungsteil 72 miteinander.
Das dritte Verbindungsteil 71 ist auf der dritten Elektrode 27 des Halbleiterchips 10 angeordnet. Das dritte Verbindungsteil 71 ist mechanisch und elektrisch mit einem leitfähigen Haftmittel wie Lot mit der dritten Elektrode 27 des Halbleiterchips 10 verbunden.
4 kann schematisch den dritten Leitungsrahmen 13 und einen Teil des zweiten Konnektors 15 der ersten Ausführungsform darstellen. Wie in 4 dargestellt, hat das vierte Verbindungsteil 72 eine fünfte Anschlussfläche 75. Die fünfte Anschlussfläche 75 kann eine exemplarische zweite Fläche sein. Die fünfte Anschlussfläche 75 ist eine im Wesentlichen rechteckige (viereckige), im Wesentlichen flache Fläche, die in -Z-Richtung ausgerichtet ist.
Das vierte Verbindungsteil 72 hat eine im Wesentlichen rechteckige (viereckige) Plattenform, die in der X-Y-Ebene liegt. Das vierte Verbindungsteil 72 erstreckt sich in der Y-Richtung. Somit erstreckt sich die fünfte Anschlussfläche 75 ebenfalls in Y-Richtung. Die fünfte Anschlussfläche 75 liegt der dritten Anschlussfläche 55 des dritten Leitungsrahmens 13 gegenüber.
Zwischen der dritten Anschlussfläche 55 und der fünften Anschlussfläche 75 befindet sich das Lot 78. Das Lot 78 kann ein exemplarisches leitfähiges Haftmittel sein. Das Lot 78 verbindet mechanisch und elektrisch die fünfte Anschlussfläche 75 des zweiten Konnektors 15 mit der dritten Anschlussfläche 55 des dritten Leitungsrahmens 13. Der zweite Konnektor 15 verbindet also die dritte Elektrode 27 des Halbleiterchips 10 und den dritten Leitungsrahmen 13 elektrisch miteinander.
Wie in 3 dargestellt, bedeckt das Vergussharz 16 den Halbleiterchip 10, die Formplatte 31 des ersten Leitungsrahmens 11, den inneren Anschluss 41 des zweiten Leitungsrahmens 12, den inneren Anschluss 51 des dritten Leitungsrahmens 13, den ersten Konnektor 14 und den zweiten Konnektor 15. Die Anschlüsse 32 des ersten Leitungsrahmens 11, die äußeren Anschlüsse 42 des zweiten Leitungsrahmens 12 und die äußeren Anschlüsse 52 des dritten Leitungsrahmens 13 befinden sich außerhalb des Vergussharzes 16 und werden als Anschlüsse der Halbleitervorrichtung 1 verwendet.
Die Anschlüsse 32 des ersten Leitungsrahmens 11, die äußeren Anschlüsse 42 des zweiten Leitungsrahmens 12 und die äußeren Anschlüsse 52 des dritten Leitungsrahmens 13 sind beispielsweise mit einer Kontaktstelle einer Leiterplatte mit Lot verbunden. Auf diese Weise wird die Halbleitervorrichtung 1 auf der Leiterplatte angebracht.
Wie in 4 dargestellt, ist die zweite Anschlussfläche 45 des zweiten Leitungsrahmens 12 mit einer Ausnehmung 81 versehen. In der vorliegenden Ausführung umfasst die Ausnehmung 81 eine Nut 85. Die Ausnehmung 81 und die Nut 85 sind jeweils eine exemplarische Ausnehmung. Die Ausnehmung 81 kann eine Vielzahl von Nuten 85 und/oder eine weitere Ausnehmung umfassen. Die Ausnehmung 81 kann eine Ausnehmung wie beispielsweise ein Loch, einen Schlitz oder einen Ausschnitt umfassen.
Die Nut 85 ist ein von der zweiten Anschlussfläche 45 ausgespartes Teil. Die zweite Anschlussfläche 45 umfasst eine konkave Fläche 86, die aus dem anderen Teil der zweiten Anschlussfläche 45 ausgespart ist und die Nut 85 bildet (definiert). Die Nut 85 und die konkave Fläche 86 werden beispielsweise durch Pressen hergestellt. Die Nut 85 und die konkave Fläche 86 können durch ein anderes Verfahren ausgebildet sein, beispielsweise Schneiden.
6 ist eine exemplarische schematische Draufsicht auf die zweite Anschlussfläche 45 und die vierte Anschlussfläche 65 der ersten Ausführungsform. 6 veranschaulicht die vierte Anschlussfläche 65 in einer imaginären Weise durch Zwei-Punkt-Strich-Linien. Wie in 6 dargestellt, verläuft die Nut 85 in Y-Richtung. Die Nut 85 kann sich in einer zur Y-Richtung geneigten Richtung erstrecken.
Die Nut 85 ist in der Y-Richtung (der Längsrichtung) länger als in der X-Richtung (einer Querrichtung). Die X-Richtung ist eine Richtung entlang der zweiten Anschlussfläche 45 und orthogonal zur Y-Richtung und ist eine exemplarische zweite Richtung.
In der Y-Richtung ist die Nut 85 in der Länge kürzer als die zweite Anschlussfläche 45. Die Nut 85 ist in Y-Richtung von beiden Enden der zweiten Anschlussfläche 45 getrennt. Die Nut 85 kann sich von einem Ende der zweiten Anschlussfläche 45 bis zu deren anderem Ende in Y-Richtung erstrecken.
Wie in 4 dargestellt, weist die Nut 85 einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt als Schnitt senkrecht zur Y-Richtung auf. Die konkave Fläche 86 ist eine im Wesentlichen halbzylindrisch gekrümmte Fläche. Die Nut 85 und die konkave Fläche 86 sind nicht auf diese Beispiele beschränkt. Die Nut 85 kann beispielsweise einen Querschnitt mit einer im Wesentlichen dreieckigen, einer im Wesentlichen viereckigen, einer im Wesentlichen trapezförmigen oder einer anderen Form aufweisen.
Der erste Konnektor 14 hat einen Vorsprung 91. Der Vorsprung 91 umfasst eine Auskragung 95. Der Vorsprung 91 und die Auskragung 95 sind jeweils ein exemplarischer Vorsprung. Der Vorsprung 91 kann eine Vielzahl von Auskragungen 95 und/oder einen weiteren Vorsprung umfassen. Der Vorsprung 91 kann einen Vorsprung wie beispielsweise einen vorstehenden Teil oder eine Rippe umfassen.
Die Auskragung 95 ist auf der vierten Anschlussfläche 65 des ersten Verbindungsstücks 14 angeordnet und ragt gegenüber der vierten Anschlussfläche 65 hervor. Die vierte Anschlussfläche 65 umfasst eine konvexe Fläche 96. Die konvexe Fläche 96 ragt gegenüber dem anderen Teil der vierten Anschlussfläche 65 hervor und bildet eine Außenfläche (eine Fläche) der Auskragung 95. Die Auskragung 95 und die konvexe Fläche 96 werden beispielsweise durch Pressen hergestellt. Die Auskragung 95 und die konvexe Fläche 96 können durch ein anderes Verfahren ausgebildet sein, beispielsweise Schneiden.
Wie durch die Zwei-Punkt-Strich-Linien in 6 angedeutet, erstreckt sich die Auskragung 95 in Y-Richtung. Die Auskragung 95 kann sich in einer Richtung erstrecken, die relativ zur Y-Richtung geneigt ist. Die Auskragung 95 ist in der Y-Richtung (Längsrichtung) länger als in der X-Richtung (Querrichtung).
In der Y-Richtung ist die Auskragung 95 in der Länge kürzer als die vierte Anschlussfläche 65. Die Auskragung 95 ist in Y-Richtung von beiden Enden der vierten Anschlussfläche 65 getrennt. Die Auskragung 95 kann sich in Y-Richtung von einem Ende der vierten Anschlussfläche 65 bis zu deren anderem Ende erstrecken.
Wie in 4 dargestellt, weist die Auskragung 95 einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt als Schnitt senkrecht zur Y-Richtung auf. Die konvexe Fläche 96 ist eine im Wesentlichen halbzylindrisch gekrümmte Fläche. Die Auskragung 95 und die konvexe Fläche 96 sind nicht auf diese Beispiele beschränkt. Die Auskragung 95 kann beispielsweise einen Querschnitt mit einer im Wesentlichen dreieckigen, einer im Wesentlichen viereckigen, einer im Wesentlichen trapezförmigen oder einer anderen Form haben.
Der Radius des Querschnitts der Auskragung 95 ist kleiner als der Radius des Querschnitts der Nut 85. Das heißt, die Nut 85 und die Auskragung 95 weisen geometrisch ähnliche Querschnittsformen auf. Der Querschnitt der Nut 85 ist größer als der Querschnitt des Vorsprungs 95. Die Nut 85 und die Auskragung 95 sind nicht auf diese Beispiele beschränkt und können unterschiedliche Formen und/oder die gleiche Größe haben.
Wie in 6 dargestellt, ist die Auskragung 95 in Y-Richtung kürzer als die Nut 85. Der Längenunterschied zwischen der Auskragung 95 und der Nut 85 in Y-Richtung ist größer als beispielsweise in X-Richtung. Die Abmessungen der Auskragung 95 und der Nut 85 sind nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Wie in 4 dargestellt, ist die Auskragung 95 zumindest teilweise in der Nut 85 aufgenommen. In anderen Ausprägungen passt die Auskragung 95 in die Nut 85. Das Lot 68 befindet sich zwischen der konkaven Fläche 86, welche die Nut 85 bildet, und der konvexen Fläche 96, welche die Auskragung 95 bildet.
Im Folgenden wird ein Teil eines Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1 beispielhaft dargestellt. Das Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1 ist nicht auf das nachfolgende Verfahren beschränkt und es kann auch ein anderes Verfahren verwendet werden. Zunächst wird Lotpaste auf die erste Elektrode 25 des Halbleiterchips 10 oder die erste Anschlussfläche 35 des ersten Leitungsrahmens 11 aufgebracht. Der Halbleiterchip 10 wird auf dem ersten Leitungsrahmen 11 so angeordnet, so dass sich die Lotpaste zwischen der ersten Elektrode 25 und der ersten Anschlussfläche 35 befindet.
Anschließend wird die Lotpaste auf die zweite Elektrode 26 des Halbleiterchips 10 oder den ersten Verbindungsteil 61 des ersten Konnektors 14 aufgebracht. Zudem wird Lotpaste (das Lot 68) auf die zweite Anschlussfläche 45 des zweiten Leitungsrahmens 12 oder die vierte Anschlussfläche 65 des ersten Konnektors 14 aufgebracht.
Die Lotpaste (das Lot 68) kann auf die konkave Fläche 86 oder den anderen Teil der zweiten Anschlussfläche 45 aufgebracht werden. Die Lotpaste (das Lot 68) kann auf die konvexe Fläche 96 oder den anderen Teil der vierten Anschlussfläche 65 aufgebracht werden.
Der erste Konnektor 14 ist auf dem Halbleiterchip 10 so angeordnet, dass die Lotpaste zwischen der zweiten Elektrode 26 und dem ersten Verbindungsteil 61 liegt. Gleichzeitig ist der erste Konnektor 14 so auf dem zweiten Leitungsrahmen 12 angeordnet, dass die Lotpaste (das Lot 68) zwischen der zweiten Anschlussfläche 45 und der vierten Anschlussfläche 65 liegt.
Als nächstes wird Lotpaste auf die dritte Elektrode 27 des Halbleiterchips 10 oder das dritte Verbindungsteil 71 des zweiten Konnektors 15 aufgebracht. Zudem wird Lotpaste (das Lot 78) auf die dritte Anschlussfläche 55 des dritten Leitungsrahmens 13 oder die fünfte Anschlussfläche 75 des zweiten Konnektors 15 aufgebracht.
Der zweite Konnektor 15 wird auf dem Halbleiterchip 10 so angeordnet, dass die Lotpaste zwischen der dritten Elektrode 27 und dem dritten Verbindungsteil 71 angeordnet ist. Gleichzeitig ist der zweite Konnektor 15 so auf dem dritten Leitungsrahmen 13 angeordnet, dass die Lotpaste (das Lot 78) zwischen der dritten Anschlussfläche 55 und der fünften Anschlussfläche 75 liegt.
Anschließend wird die Lotpaste geschmolzen und durch Aufschmelzen verfestigt. Das aufgeschmolzene Lot 78 verbindet die erste Elektrode 25 und die erste Anschlussfläche 35 miteinander, verbindet die zweite Elektrode 26 und das erste Verbindungsteil 61 miteinander und verbindet die dritte Elektrode 27 und den zweiten Konnektor 15 miteinander. Das aufgeschmolzene Lot 78 verbindet die dritte Anschlussfläche 55 und die fünfte Anschlussfläche 75 miteinander.
Das durch Rückfluss geschmolzene Lot 68 fließt zwischen die zweite Anschlussfläche 45 und die vierte Anschlussfläche 65. Das Lot 68 haftet durch Oberflächenspannung an der konkaven Fläche 86 und der konvexen Fläche 96 und haftet auch am anderen Teil der zweiten Anschlussfläche 45 und am anderen Teil der vierten Anschlussfläche 65.
Das Lot 68 ist geschmolzen, wodurch sich der zweite Leitungsrahmen 12 und der erste Konnektor 14 relativ zueinander bewegen können. Der erste Konnektor 14 bewegt sich relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12, so dass beispielsweise der Abstand zwischen der zweiten Anschlussfläche 45 und der vierten Anschlussfläche 65 im Wesentlichen gleichförmig ist. Zudem bewegt sich der erste Konnektor 14 relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12, wobei die Auskragung 95 in die Nut 85 passt.
Durch die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lotes 68 wird der erste Konnektor 14 so bewegt, dass die zweite Anschlussfläche 45 und die vierte Anschlussfläche 65 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Durch die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lotes 68 wird die Auskragung 95 so bewegt, dass diese im Wesentlichen parallel zur Nut 85 verläuft. Zudem wird die Auskragung 95 durch die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lotes 68 im Wesentlichen in die Mitte der Nut 85 bewegt. Mit anderen Worten, die Auskragung 95 wird so bewegt, dass der Abstand zwischen der konvexen Fläche 96 und der konkaven Fläche 86 im Wesentlichen gleichförmig ist.
Der erste Konnektor 14 wird mit der Oberflächenspannung des geschmolzenen Lotes 68 in eine erforderliche Position relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12 bewegt. Die erforderliche Position kann beispielsweise durch die Form der zweiten Anschlussfläche 45 und der vierten Anschlussfläche 65 sowie durch die Lage und Form der Ausnehmung 81 und des Vorsprungs 91 eingestellt werden. So wirkt die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lotes 68 auf die Ausrichtung des zweiten Leitungsrahmens 12 und des ersten Konnektors 14.
Das geschmolzene Lot 68 bewegt den ersten Konnektor 14 in der X-Richtung, der Y-Richtung, der Z-Richtung und einer Drehrichtung um eine zur Z-Achse parallele Drehachse relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12, um beispielsweise eine Ausrichtung vorzunehmen. Wenn der erste Konnektor 14 beispielsweise um die zur Z-Achse parallele Drehachse relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12 geneigt ist, dreht die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lotes 68 den ersten Konnektor 14 um die Drehachse relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12. Dadurch wird der erste Konnektor 14 in die erforderliche Position relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12 bewegt.
Das geschmolzene Lot 68 bewegt den ersten Konnektor 14, um die Verschiebung des ersten Konnektors 14 von der erforderlichen Position relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12 zu reduzieren (zu korrigieren). Nach dem Aufschmelzen kann die relative Position des zweiten Leitungsrahmens 12 und des ersten Konnektors 14 leicht aus der erforderlichen Position verschoben sein.
Nach dem Aufschmelzen einer Vielzahl von Lotstücken, einschließlich des Lotes 68 und 78, werden der Halbleiterchip 10, der erste Leitungsrahmen 11, der zweite Leitungsrahmen 12, ein Teil des dritten Leitungsrahmen 13, der erste Konnektor 14 und der zweite Konnektor 15 mit dem Vergussharz 16 versiegelt. Auf diese Weise wird die Halbleitervorrichtung 1 hergestellt.
In der Halbleitervorrichtung 1 gemäß der ersten, oben beschriebenen Ausführungsform umfasst der erste Konnektor 14 die vierte Anschlussfläche 65, die mit dem Vorsprung 91 versehen ist. Die vierte Anschlussfläche 65 ist mit der zweiten Anschlussfläche 45 des zweiten Leitungsrahmens 12 mit dem Lot 68 verbunden. Der Vorsprung 91 ist zumindest teilweise in der Ausnehmung 81 der zweiten Anschlussfläche 45 aufgenommen. Aufgrund des Schmelzens des Lotes 68 kann der erste Konnektor 14 typischerweise relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12 beweglich sein und aus einer erforderlichen Position verschoben werden. In der vorliegenden Ausführungsform passt jedoch der Vorsprung 91 in die Ausnehmung 81, wenn das Lot 68 schmilzt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der erste Konnektor 14 aus der erforderlichen Position relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12 verschoben wird. Das heißt, es kann vermieden werden, dass die Halbleitervorrichtung 1 an Qualität verliert, was sonst durch das Schmelzen des Lotes 68 geschehen würde.
Typischerweise kann das Lot 68 durch das Auftreten eines Risses im gesamten Querbereich (X-Richtung) gebrochen sein. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Ausnehmung 81 und der Vorsprung 91 in der Y-Richtung (eine Richtung, in der sich die zweite Anschlussfläche 45 erstreckt; oder die Längsrichtung) länger als in der X-Richtung (eine Richtung entlang der zweiten Anschlussfläche 45 und orthogonal zur Y-Richtung; oder die Querrichtung). Mit anderen Worten, die Ausnehmung 81 und der Vorsprung 91 erstrecken sich im Allgemeinen in Längsrichtung. Dies führt dazu, dass sich die Länge der zweiten Anschlussfläche 45 und der vierten Anschlussfläche 65 zwischen den beiden Querenden um die Ausnehmung 81 (die konkave Fläche 86) und den Vorsprung 91 (die konvexe Fläche 96) vergrößert. D.h., wie in 4 dargestellt, ist das Lot 68, das die zweite Anschlussfläche 45 und die vierte Anschlussfläche 65 miteinander verbindet, zwischen den beiden Querenden in der Länge L vergrößert. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass das Lot 68 durch einen Querriss bricht. Dadurch kann eine Qualitätsminderung der Halbleitervorrichtung 1 vermieden werden, die sonst durch den Bruch des Lotes 68 auftreten würde.
Beim Rückfluss wird der zweite Leitungsrahmen 12 in der Regel so angeordnet, dass die zweite Anschlussfläche 45 nach oben zeigt. Dadurch kann sich das geschmolzene Lot 68 in der Ausnehmung 81 ansammeln und wird daran gehindert, aus der zweiten Anschlussfläche 45 herauszufließen.
Die Ausnehmung 81 und der Vorsprung 91 haben ähnliche Querschnittsformen. Der Querschnitt der Ausnehmung 81 ist größer als der Querschnitt des Vorsprungs 91. Daher ist die Dicke des Lötmittels 68 zwischen der Ausnehmung 81 und dem Vorsprung 91 im Wesentlichen konstant und die Position des ersten Konnektors 14 relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12, die durch die Oberflächenspannung eingestellt wird, wird problemlos konstant gemacht. Folglich wird verhindert, dass der erste Konnektor 14 aus der erforderlichen Position relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12 verschoben wird.
Die Ausnehmung 81 und der Vorsprung 91 erstrecken sich in Y-Richtung. Dadurch können die Ausnehmung 81 und der Vorsprung 91 auf eine größere Länge eingestellt werden. Das geschmolzene Lot 68 an der Ausnehmung 81 und dem Vorsprung 91 mit den größeren Längen dient dazu, die Neigung des ersten Konnektors 14 relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12 einfach zu korrigieren. Dadurch wird verhindert, dass der erste Konnektor 14 aus der erforderlichen Position relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12 verschoben wird.
Die Ausnehmung 81 ist von beiden Enden der zweiten Anschlussfläche 45 in Y-Richtung getrennt. Dadurch wird verhindert, dass das geschmolzene Lot 68 aus den Rändern der zweiten Anschlussfläche 45 in Längsrichtung herausfließt.
In Y-Richtung ist die Länge des Vorsprungs 91 kürzer als die Länge der Ausnehmung 81. Wenn also das Lot 68 schmilzt, passt der Vorsprung 91 problemlos in die Ausnehmung 81. Folglich wird verhindert, dass der erste Konnektor 14 aus der erforderlichen Position relativ zum zweiten Leitungsrahmen 12 verschoben wird.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 7 bis 9 beschrieben. In der Beschreibung der folgenden Ausführungsform werden Komponenten, die ähnliche Funktionen wie die bereits beschriebenen Komponenten haben, mit den gleichen Symbolen wie die bereits beschriebenen Komponenten bezeichnet, wobei Beschreibungen dieser Komponenten weggelassen sein können. Eine Vielzahl von Komponenten, die durch dasselbe Symbol bezeichnet werden, sind nicht zwingend hinsichtlich aller Funktionen und Eigenschaften gleich und können entsprechend den jeweiligen Ausführungsformen unterschiedliche Funktionen und Eigenschaften haben.
7 ist eine exemplarische schematische perspektivische Ansicht des zweiten Leitungsrahmens 12 und eines Teils des ersten Konnektors 14 gemäß der zweiten Ausführungsform. 8 ist eine exemplarische schematische Schnittdarstellung des zweiten Leitungsrahmens 12 und des Teils des ersten Konnektors 14 entsprechend der zweiten Ausführungsform. 9 ist eine exemplarische schematische Draufsicht auf die zweite Anschlussfläche 45 und die vierte Anschlussfläche 65 der zweiten Ausführungsform.
Wie in 7 dargestellt, umfasst die Ausnehmung 81 der zweiten Ausführungsform eine Vielzahl von ersten Nuten 101 und eine Vielzahl von zweiten Nuten 102. Die Ausnehmung 81, die ersten Nuten 101 und die zweiten Nuten 102 sind jeweils eine exemplarische Ausnehmung.
Die ersten Nuten 101 und die zweiten Nuten 102 sind Teile, die von der zweiten Anschlussfläche 45 ausgespart sind. Die zweite Anschlussfläche 45 umfasst eine Vielzahl von konkaven Flächen 106. Die konkaven Flächen 106 sind gegenüber dem anderen Teil der zweiten Anschlussfläche 45 ausgespart, um die entsprechenden ersten Nuten 101 oder zweiten Nuten 102 zu bilden (zu definieren).
Die ersten Nuten 101, die zweiten Nuten 102 und die konkaven Flächen 106 sind beispielsweise durch Pressen hergestellt. Die ersten Nuten 101, die zweiten Nuten 102 und die konkaven Flächen 106 können durch ein anderes Verfahren ausgebildet werden, beispielsweise Schneiden.
Die ersten Nuten 101 und die zweiten Nuten 102 erstrecken sich jeweils in Y-Richtung. Die ersten Nuten 101 und die zweiten Nuten 102 können sich jeweils in einer Richtung erstrecken, die relativ zur Y-Richtung geneigt ist. Die Länge jeder der ersten Nuten 101 und der zweiten Nuten 102 in der Y-Richtung (der Längsrichtung) ist länger als deren Länge in der X-Richtung (der Querrichtung).
In Y-Richtung sind die ersten Nuten 101 und die zweiten Nuten 102 jeweils kürzer als die zweite Anschlussfläche 45. Die ersten Nuten 101 und die zweiten Nuten 102 sind von beiden Enden der zweiten Anschlussfläche 45 in Y-Richtung getrennt. Zumindest entweder die ersten Nuten 101 oder die zweiten Nuten 102 können sich von wenigstens einem Ende oder dem anderen Ende der zweiten Anschlussfläche 45 in Y-Richtung erstrecken.
Wie in 8 dargestellt, haben die ersten Nuten 101 und die zweiten Nuten 102 jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt als orthogonal zur Y-Richtung verlaufenden Abschnitt. Die ersten Nuten 101 und die zweiten Nuten 102 haben Abschnitte mit im Wesentlichen gleicher Form. Die konkaven Flächen 106 sind jeweils eine im Wesentlichen halbzylindrisch gekrümmte Fläche. Die ersten Nuten 101, die zweiten Nuten 102 und die konkaven Flächen 106 sind nicht auf diese Beispiele beschränkt. Die ersten Nuten 101 und die zweiten Nuten 102 können zum Beispiel Abschnitte mit unterschiedlichen Formen aufweisen.
Die ersten Nuten 101 sind in X-Richtung nebeneinander angeordnet. Die zweiten Nuten 102 liegen ebenfalls in X-Richtung nebeneinander. Wie in 7 dargestellt, sind die ersten Nuten 101 und die zweiten Nuten 102 in der Y-Richtung zueinander beabstandet. Somit gibt es eine Zwischenfläche 107 zwischen den ersten Nuten 101 und den zweiten Nuten 102 in Y-Richtung. Die Zwischenfläche 107 ist Teil der zweiten Anschlussfläche 45 und ist ein im Wesentlichen flaches, in +Z-Richtung gerichtetes Teil.
Der Vorsprung 91 der zweiten Ausführungsform umfasst eine Vielzahl von ersten Vorsprüngen 111 und eine Vielzahl von zweiten Vorsprüngen 112. Der Vorsprung 91, die ersten Vorsprünge 111 und die zweiten Vorsprünge 112 sind jeweils exemplarische Vorsprünge.
Die ersten Vorsprünge 111 und die zweiten Vorsprünge 112 sind jeweils auf der vierten Anschlussfläche 65 des ersten Konnektors 14 vorgesehen und ragen gegenüber der vierten Anschlussfläche 65 hervor. Die vierte Anschlussfläche 65 weist konvexe Flächen 116 auf. Die konvexen Flächen 116 ragen gegenüber dem anderen Teil der vierten Anschlussfläche 65 hervor und bilden Außenflächen (Oberflächen) der entsprechenden ersten Vorsprünge 111 oder zweiten Vorsprünge 112.
Die ersten Vorsprünge 111, die zweiten Vorsprünge 112 und die konvexen Flächen 116 werden beispielsweise durch Pressen hergestellt. Die ersten Vorsprünge 111, die zweiten Vorsprünge 112 und die konvexen Flächen 116 können durch ein anderes Verfahren ausgebildet werden, beispielsweise Schneiden.
Wie durch die Zwei-Punkt-Strich-Linien in 9 angedeutet, erstrecken sich die ersten Vorsprünge 111 und die zweiten Vorsprünge 112 jeweils in Y-Richtung. Die ersten Vorsprünge 111 und die zweiten Vorsprünge 112 können sich jeweils in einer Richtung erstrecken, die relativ zur Y-Richtung geneigt ist. Die Länge der ersten Vorsprünge 111 und der zweiten Vorsprünge 112 in der Y-Richtung (Längsrichtung) ist jeweils länger als deren Länge in der X-Richtung (Querrichtung).
In der Y-Richtung sind die ersten Vorsprünge 111 und die zweiten Vorsprünge 112 jeweils kürzer als die vierte Anschlussfläche 65. Die ersten Vorsprünge 111 und die zweiten Vorsprünge 112 sind von beiden Enden der vierten Anschlussfläche 65 in Y-Richtung getrennt. Zumindest entweder die ersten Vorsprünge 111 oder die zweiten Vorsprünge 112 können sich von zumindest entweder einem Ende oder dem anderen Ende der vierten Anschlussfläche 65 in Y-Richtung erstrecken.
Wie in 8 dargestellt, haben die ersten Vorsprünge 111 und die zweiten Vorsprünge 112 jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt als orthogonal zur Y-Richtung verlaufenden Abschnitt. Die ersten Vorsprünge 111 und die zweiten Vorsprünge 112 weisen Abschnitte mit im Wesentlichen gleicher Form auf. Die konvexen Flächen 116 sind jeweils eine im Wesentlichen halbzylindrisch gekrümmte Fläche. Die ersten Vorsprünge 111, die zweiten Vorsprünge 112 und die konvexen Flächen 116 sind nicht auf diese Beispiele beschränkt. Die ersten Vorsprünge 111 und die zweiten Vorsprünge 112 können zum Beispiel Abschnitte mit unterschiedlichen Formen aufweisen.
Die ersten Vorsprünge 111 sind in X-Richtung nebeneinander angeordnet. Die zweiten Vorsprünge 112 sind ebenfalls in X-Richtung nebeneinander angeordnet. Wie in 7 dargestellt, sind die ersten Vorsprünge 111 und die zweiten Vorsprünge 112 in der Y-Richtung zueinander beabstandet. Somit gibt es eine Zwischenfläche 117 zwischen den ersten Vorsprüngen 111 und den zweiten Vorsprüngen 112 in Y-Richtung. Die Zwischenfläche 117 ist Teil der vierten Anschlussfläche 65 und ist ein im Wesentlichen flaches, in -Z-Richtung gerichtetes Teil.
Wie in 8 dargestellt, ist der Radius des Querschnitts der ersten Vorsprünge 111 kleiner als der Radius des Querschnitts der ersten Nuten 101. Das heißt, dass die ersten Nuten 101 und die ersten Vorsprünge 111 ähnliche Querschnittsformen aufweisen. Der Querschnitt der ersten Nuten 101 ist größer als der Querschnitt der ersten Vorsprünge 111. Die ersten Nuten 101 und die ersten Vorsprünge 111 sind nicht auf diese Beispiele beschränkt und können unterschiedliche Formen und/oder die gleiche Größe aufweisen. In ähnlicher Weise haben auch die zweiten Nuten 102 und die zweiten Vorsprünge 112 ähnliche Querschnittsformen. Der Querschnitt der zweiten Nuten 102 ist größer als der Querschnitt der zweiten Vorsprünge 112.
Wie in 9 dargestellt, ist in Y-Richtung die Länge der ersten Vorsprünge 111 kürzer als die Länge der ersten Nuten 101. In der Y-Richtung ist die Länge der zweiten Vorsprünge 112 kürzer als die Länge der zweiten Nuten 102. Die Abmessungen der ersten Nuten 101, der zweiten Nuten 102, der ersten Vorsprünge 111 und der zweiten Vorsprünge 112 sind nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Wie in 8 dargestellt, sind die ersten Vorsprünge 111 zumindest teilweise in den jeweils entsprechenden ersten Nuten 101 aufgenommen. Die zweiten Vorsprünge 112 sind zumindest teilweise in den jeweils entsprechenden zweiten Nuten 102 aufgenommen. In anderen Ausprägungen passen die ersten Vorsprünge 111 und die zweiten Vorsprünge 112 in die jeweils entsprechenden ersten Nuten 101 und zweiten Nuten 102. Das Lot 68 wird zwischen die konkaven Flächen 106, welche die ersten Nuten 101 oder die zweiten Nuten 102 bilden, und die konvexen Flächen 116, welche die ersten Vorsprünge 111 oder die zweiten Vorsprünge 112 bilden, eingebracht.
In der Halbleitervorrichtung 1 der zweiten oben beschriebenen Ausführungsform liegen die ersten Nuten 101 und die ersten Vorsprünge 111 in X-Richtung (der Querrichtung) nebeneinander. Somit nimmt die Länge der zweiten Anschlussfläche 45 und der vierten Anschlussfläche 65 zwischen den beiden Enden in Querrichtung durch die ersten Nuten 101 (die konkaven Flächen 106) und die ersten Vorsprünge 111 (die konvexen Flächen 116) weiter zu. D.h., wie in 8 dargestellt, vergrößert sich die Länge L des Lotes 68, das die zweite Anschlussfläche 45 und die vierte Anschlussfläche 65 zwischen den beiden Enden in Querrichtung miteinander verbindet, um die ersten Nuten 101 (die konkaven Flächen 106) und die ersten Vorsprünge 111 (die konvexen Flächen 116). Dadurch wird verhindert, dass das Lot 68 durch einen Querriss bricht.
Die ersten Nuten 101 und die zweiten Nuten 102 sind in Y-Richtung (Längsrichtung) zueinander getrennt. Weiterhin sind die ersten Vorsprünge 111 und die zweiten Vorsprünge 112 in Längsrichtung zueinander getrennt. Somit kann das geschmolzene Lot 68 zwischen der Zwischenfläche 107 des zweiten Leitungsrahmens 12 und der Zwischenfläche 117 des ersten Konnektors 14 fließen. Folglich kann sich das Lot 68, das zwischen der Zwischenfläche 107 und 117 durchfließt, gleichmäßig verteilen, um zu verhindern, dass das Lot 68 in Querrichtung ungleichmäßig verteilt wird.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen kann die Ausnehmung 81 nicht nur im zweiten Leitungsrahmen 12, sondern auch in der dritten Anschlussfläche 55 des dritten Leitungsrahmens 13 vorgesehen sein. Zudem kann nicht nur der erste Konnektor 14, sondern auch der zweite Konnektor 15 den Vorsprung 91 aufweisen. In diesem Fall können die vorstehenden Beschreibungen über die Ausnehmung 81 und den Vorsprung 91, die Ausnehmung 81 des dritten Leitungsrahmens 13 und den Vorsprung 91 des zweiten Konnektors 15 durch lesen des zweiten Leitungsrahmens 12, des ersten Konnektors 14, der zweiten Anschlussfläche 45, der vierten Anschlussfläche 65 und das Lot 68 als der dritte Leitungsrahmen 13, der zweite Konnektor 15, die dritte Anschlussfläche 55, die fünfte Anschlussfläche 75 und das Lot 78 beschrieben werden.
Gemäß wenigstens einer im Vorstehenden beschriebenen Ausführungsform weist das leitende Element eine zweite Fläche auf und verbindet den Halbleiterchip und den zweiten Leitungsrahmen elektrisch miteinander. Die zweite Fläche ist mit der ersten Fläche durch ein leitfähiges Haftmittel verbunden und mit einem Vorsprung versehen, der zumindest teilweise in der Ausnehmung aufgenommen ist. Wenn das leitende Haftmittel schmilzt, passt der Vorsprung in die Ausnehmung wodurch verhindert wird, dass das leitende Element aus der erforderlichen Position relativ zum zweiten Leitungsrahmen verschoben wird. Im Allgemeinen kann es bei einem Riss im gesamten Bereich des leitfähigen Haftmittels in Querrichtung zu einem Bruch des leitfähigen Haftmittels kommen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Ausnehmung und der Vorsprung in der ersten Richtung, in der sich die erste Fläche erstreckt (Längsrichtung), länger als in der zweiten Richtung entlang der ersten Fläche und orthogonal zur ersten Richtung (Querrichtung). Mit anderen Worten, die Ausnehmung und der Vorsprung erstrecken sich im Allgemeinen in Längsrichtung. Somit nimmt die Länge der ersten Fläche und der zweiten Fläche zwischen den beiden Enden in der Querrichtung durch die Ausnehmung und den Vorsprung zu. D.h. das leitfähige Haftmittel, das die erste Fläche und die zweite Fläche miteinander verbindet, ist zwischen den beiden Querenden in der Länge vergrößert. Folglich wird verhindert, dass das leitfähige Haftmittel durch einen Querriss bricht.
Es wurden zwar bestimmte Ausführungsformen beschrieben, diese Ausführungsformen wurden jedoch nur beispielhaft dargestellt und sind nicht dazu bestimmt, den Umfang der Erfindungen zu beschränken. Tatsächlich können die hierin beschriebenen neuartigen Ausführungsformen in einer Vielzahl anderer Formen ausgestaltet sein; darüber hinaus können verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen in der Ausgestaltung der hierin beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Geist der Erfindungen abzuweichen. Die begleitenden Ansprüche und deren Äquivalente sollen solche Formen oder Änderungen abdecken, die in den Anwendungsbereich und Geist der Erfindungen fallen würden.

Claims

Halbleitervorrichtung (1), umfassend: einen ersten Leitungsrahmen (11); einen zweiten Leitungsrahmen (12), der zu dem ersten Leitungsrahmen (11) beabstandet ist und eine erste Fläche (45) aufweist, die mit einer Ausnehmung (81, 85, 101, 102) versehen ist; einen Halbleiterchip (10), der an dem ersten Leitungsrahmen (11) angebracht ist; und ein leitendes Element (14) mit einer zweiten Fläche (65), um den Halbleiterchip (10) und den zweiten Leitungsrahmen (12) elektrisch miteinander zu verbinden, wobei die zweite Fläche (65) mit der ersten Fläche (45) mit einem leitfähigen Haftmittel (68) verbunden ist und mit einem Vorsprung (91, 95, 111, 112) versehen ist, der zumindest teilweise in der Ausnehmung (81, 85, 101, 102) aufgenommen ist, wobei die Ausnehmung (81, 85, 101, 102) in einer ersten Richtung (Y), in der sich die erste Fläche (45) erstreckt, länger ist als in einer zweiten Richtung (X) entlang der ersten Fläche (45) und orthogonal zu der ersten Richtung (Y), und der Vorsprung (91, 95, 111, 112) in der ersten Richtung (Y) länger ist als in der zweiten Richtung (X).
Halbleitervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Ausnehmung (81, 85, 101, 102) und der Vorsprung (91, 95, 111, 112) zueinander ähnliche Querschnittsformen aufweisen, und die Ausnehmung (81, 85, 101, 102) einen größeren Querschnitt als der Vorsprung aufweist (91, 95, 111, 112).
Halbleitervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Ausnehmung (81, 85, 101, 102) in die erste Richtung (Y) erstreckt, und sich der Vorsprung (91, 95, 111, 112) in die erste Richtung (Y) erstreckt.
Halbleitervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ausnehmung (81, 85, 101, 102) zu beiden Enden der ersten Fläche (45) in der ersten Richtung (Y) beabstandet ist.
Halbleitervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Vorsprung (91, 95, 111, 112) in der ersten Richtung (Y) kürzer ist als die Ausnehmung (81, 85, 101, 102).
Halbleitervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Ausnehmung (81, 85, 101, 102) eine Vielzahl von Ausnehmungen (81, 101, 102) umfasst, der Vorsprung (91, 95, 111, 112) eine Vielzahl von Vorsprüngen (91, 111, 112) umfasst, die erste Fläche (45) mit der Vielzahl von Ausnehmungen (81, 101, 102) versehen ist, die in der zweiten Richtung (X) nebeneinander liegen, und die zweite Fläche (65) mit der Vielzahl von Vorsprüngen (91, 111, 112) versehen ist, wobei die Vorsprünge (91, 111, 112) in der zweiten Richtung (X) nebeneinander liegen und zumindest teilweise in den Ausnehmungen (81, 101, 102) aufgenommen sind.
Halbleitervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Ausnehmung (81, 85, 101, 102) eine Vielzahl von Ausnehmungen (81, 101, 102) umfasst, der Vorsprung (91, 95, 111, 112) eine Vielzahl von Vorsprüngen (91, 111, 112) umfasst, die erste Fläche (45) mit der Vielzahl von Ausnehmungen (81, 101, 102) versehen ist, die in der ersten Richtung (Y) zueinander beabstandet sind, und die zweite Fläche (65) mit der Vielzahl von Vorsprüngen (91, 111, 112) versehen ist, wobei die Vorsprünge (91, 111, 112) in der ersten Richtung (Y) zueinander beabstandet sind und zumindest teilweise in den Ausnehmungen (81, 101, 102) aufgenommen sind.