DE112021007298T5

DE112021007298T5 - Halbleitereinheit und verfahren zur herstellung einer halbleitereinheit

Info

Publication number: DE112021007298T5
Application number: DE112021007298.6T
Authority: DE
Inventors: Koji Yamazaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-03-17
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2024-01-25
Also published as: US20240105535A1; JPWO2022195757A1; JP7493674B2; CN116982153A; WO2022195757A1

Abstract

Bei dieser Halbleitereinheit ist ein Anschluss (5), der einen ersten Metallelektrodenbereich (6) an einer oberen Oberfläche aufweist, über ein erstes Verbindungsmaterial (4) mit einer oberen Oberfläche eines Halbleiterelements (3) verbunden. Der Anschluss (5) und das Halbleiterelement (3) sind mittels eines Abdichtungsmaterials (7) so abgedichtet, dass eine obere Oberfläche des ersten Metallelektrodenbereichs (6) freiliegt. Die obere Oberfläche des ersten Metallelektrodenbereichs (6) ist über ein zweites Verbindungsmaterial (9) mit einer unteren Oberfläche eines zweiten Metallelektrodenbereichs (11) verbunden, der an einer unteren Oberfläche einer Leiterplatte (10) ausgebildet ist. An einer oberen Oberfläche des Abdichtungsmaterials (7) sind Neigungsflächen (8) so angeordnet, dass eine Höhe in der vertikalen Richtung bei dem ersten Metallelektrodenbereich (6) die größte ist und eine Höhe in der vertikalen Richtung an einem Ende des Abdichtungsmaterials (7) gering ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitereinheit sowie ein Verfahren zur Herstellung der Halbleitereinheit.
STAND DER TECHNIK
Bei Halbleiterelementen wird häufig ein Basismaterial verwendet, das aus Silicium (Si) oder Galliumarsenid (GaAs) besteht, und die Betriebstemperatur beträgt 100 °C bis 125 °C. Es ist erforderlich, dass ein Material für ein Bonding dieser Elemente an eine Leiterplatte eine Rissbeständigkeit gegenüber einem wiederholten Auftreten von thermischen Spannungen aufgrund eines Starts und Stopps bei einem hohen Schmelzpunkt aufweist. Um diese Anforderung zu erfüllen, wurde 95Pb-5Sn (Massen%) in einer Si-Einheit verwendet, und 80Au-20Sn (Massen%) oder dergleichen wurde in einer Galliumarsenid-Einheit verwendet. 95Pb-5Sn, das eine große Menge an Blei (Pb) enthält, das schädlich ist, weist jedoch ein Problem hinsichtlich einer Reduktion der Belastung in Bezug auf die Umwelt auf. Darüber hinaus weist 80Au-20Sn, das eine große Menge eines Edelmetalls enthält, ein Problem hinsichtlich eines hohen Preises des Edelmetalls und geringer Reserven desselben auf. Dementsprechend waren Materialien alternativ zu diesen in hohem Maße erwünscht.
Unter dem Gesichtspunkt einer Energieeinsparung wurden indessen Einheiten, die Siliciumcarbid (SiC) oder Galliumnitrid (GaN) als ein Basismaterial verwenden, zunehmend als Einheiten der nächsten Generation entwickelt. Unter dem Gesichtspunkt einer Verlustreduzierung des Energieverbrauchs wurde die Betriebstemperatur dieser Einheiten mit 175 °C oder höher vorgegeben, und es wird erwartet, dass in der Zukunft 300 °C erreicht werden. Daher ist es erforderlich, dass ein Verbindungsbereich an der unteren Oberfläche eines Halbleiterelements eine gute Wärmeabführungseigenschaft und eine hohe Verbindungszuverlässigkeit aufweist.
Als ein Material mit einer guten Wärmeabführungseigenschaft und einer hohen Verbindungszuverlässigkeit ist ein Verbindungsmaterial bekannt, bei dem eine leitfähige Zusammensetzung verwendet wird, die eine partikelförmige Metallverbindung enthält. Insbesondere ist ein typisches Metall Ag, und es ist bekannt, dass in einem Ag-Nanopartikel, das durch Reduzieren der Partikelabmessung von Ag auf 100 nm oder weniger gebildet wird, die Anzahl von Bestandteilatomen verringert ist, so dass das Verhältnis des Oberflächengebiets zum Volumen des Partikels stark zunimmt, so dass dadurch der Schmelzpunkt und die Sintertemperatur im Vergleich zu einem Bulk-Zustand signifikant reduziert werden. Unter Verwendung dieser Niedertemperatur-Sinterfunktion werden Metallpartikel, deren Oberflächen mit einer organischen Materie beschichtet sind und die eine mittlere Partikelabmessung von 100 nm oder weniger aufweisen, als ein Verbindungsmaterial verwendet. Und die organische Materie zersetzt sich, und die Metallpartikel werden dicht aneinander gesintert. Zu diesem Zweck ist es notwendig, zum Zeitpunkt einer Verbindung einen Druck zusätzlich zu einer Erwärmung einzusetzen. Wenn ein Druck eingesetzt wird, nimmt die Sinterdichte zu, so dass die Wärmeabführungseigenschaft und die Verbindungszuverlässigkeit verbessert werden. Hierbei kann das Halbleiterelement jedoch geschädigt werden.
In einem Fall, in dem ein Halbleiterelement mit einer Leiterplatte verbunden ist und das Halbleiterelement durch den Druck geschädigt wird, ist es hier ausreichend, dass nur das eine Halbleiterelement ausgesondert wird. In einem Fall jedoch, in dem zum Zweck einer Reduzierung der Abmessung und einer Erhöhung der Dichte eine Mehrzahl von Halbleiterelementen gleichzeitig mit einer Leiterplatte verbunden ist, müssen, wenn lediglich eines der Halbleiterelemente geschädigt ist, sämtliche Halbleiterelemente, die mit der Leiterplatte verbunden sind, einschließlich der verbliebenen normalen, ausgesondert werden. Somit besteht ein Problem dahingehend, dass die Ausbeute verringert wird. Insbesondere sind die Kosten der Elemente für SiC oder GaN höher als jene für Si oder GaAs, und daher handelt es sich bei der Verbesserung der Ausbeute um ein wichtiges Problem bei der Herstellung.
Patentdokument 1 offenbart eine Halbleitereinheit, die ein derartiges Isolationssubstrat aufweist, dass ein Halbleiterchip mit einem Halbleiterelement in einem isolierenden Harz eingebettet ist, und die eine Hauptverdrahtung, die an der Oberfläche des Isolationssubstrats ausgebildet ist und durch einen Durchgang hindurch mit einer Hauptelektrode des Halbleiterchips verbunden ist, eine Zusatz-Verdrahtung, die an der Oberfläche des Isolationssubstrats ausgebildet ist und durch einen Durchgang hindurch mit einer Zusatz-Elektrode des Halbleiterchips verbunden ist, sowie eine Metallplatte aufweist, die über ein leitfähiges Klebemittel mit der Oberfläche der Hauptverdrahtung verbunden ist. Die Zusatz-Verdrahtung weist einen Querschnitt auf, bei dem die Verdrahtungsbreite geringer als die Verdrahtungsbreite der Hauptverdrahtung ist (siehe nachstehendes Patentdokument 1).
DOKUMENT DES STANDS DER TECHNIK
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2015 - 005 681 A
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Im Patentdokument 1 werden zur Erzielung einer Reduktion der Abmessung in einem isolierenden Harz eingebettete Halbleiterelemente über die Metallplatte mittels des leitfähigen Klebemittels durch Durchgänge hindurch miteinander verbunden. Beim Durchführen des Verbindens mittels des leitfähigen Klebemittels in einem engen Zwischenraum zwischen der Metallplatte und dem Halbleiterelement wird jedoch eine flüchtige Komponente, die beim Härten des Klebemittels erzeugt wird, kaum nach außen abgeführt. Und der Adhäsionseffekt ist unzureichend, so dass ein Problem in Bezug auf Adhäsionsfehler auftritt. In einem Fall eines Verbindens des Verbindungsbereichs mittels einer allgemeinen Lotpaste wird in der gleichen Weise wie im Fall des Klebemittels eine organische Komponente, die in der Paste enthalten ist, kaum nach außen abgeführt, wenn sie verdampft, so dass ein Problem in Bezug auf Adhäsionsfehler auftritt. In einem Fall, in dem ein Lotflächenkörper verwendet wird und ein Verbinden unter einer Methansäure(CH₂O₂)-Reduktionsatmosphäre durchgeführt wird, gelangt das Methansäure-Reduktionsgas kaum in eine enge Lücke. Darüber hinaus ist es wahrscheinlich, dass ein Verbindungsfehler aufgrund von Fremdstoffen und dergleichen auftritt, die an Elementen haften, so dass vielmehr die Produktivität und die Ausbeute verringert werden. Wenn die Dicke einer Verbindungsschicht vergrößert wird, besteht ferner ein Problem dahingehend, dass die Kosten des Verbindungsmaterials höher werden und eine Reduktion der Abmessung nicht erzielt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um die vorstehenden Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Verbindungsfehler zwischen Teilen zu verhindern, aus denen eine Halbleitereinheit zusammengesetzt ist.
Mittel zum Lösen der Probleme
Bei einer Halbleitereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Halbleitereinheit, bei der ein Anschluss, der einen ersten Metallelektrodenbereich an einer oberen Oberfläche desselben aufweist, über ein erstes Verbindungsmaterial mit einer oberen Oberfläche eines Halbleiterelements verbunden ist, der Anschluss und das Halbleiterelement mittels eines Abdichtungsmaterials derart abgedichtet sind, dass eine obere Oberfläche des ersten Metallelektrodenbereichs freiliegt, die obere Oberfläche des ersten Metallelektrodenbereichs über ein zweites Verbindungsmaterial mit einer unteren Oberfläche eines zweiten Metallelektrodenbereichs verbunden ist, der an einer unteren Oberfläche einer Leiterplatte ausgebildet ist, und auf einer oberen Oberfläche des Abdichtungsmaterials eine Neigungsfläche angeordnet ist, so dass eine Höhe in der vertikalen Richtung bei dem ersten Metallelektrodenbereich die größte ist und eine Höhe in der vertikalen Richtung an einem Ende des Abdichtungsmaterials gering ist.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Schritte auf: Anordnen in einem Innenbereich zwischen einer unteren Pressform und einer oberen Pressform, die eine Neigungsfläche an einem oberen Bereich derselben aufweist, einer derartigen Einheit, dass ein Anschluss, der einen ersten Metallelektrodenbereich an einer oberen Oberfläche desselben aufweist, über ein erstes Verbindungsmaterial mit einer oberen Oberfläche eines Halbleiterelements verbunden wird; Einspritzen eines Abdichtungsmaterials in den Innenbereich zwischen der unteren Pressform und der oberen Pressform; und Entfernen der oberen Pressform und der unteren Pressform und Verbinden einer oberen Oberfläche des ersten Metallelektrodenbereiches über ein zweites Verbindungsmaterial mit einer unteren Oberfläche eines zweiten Metallelektrodenbereichs, der an einer unteren Oberfläche einer Leiterplatte ausgebildet ist.
Effekt der Erfindung
Die Halbleitereinheit und das Verfahren zur Herstellung der Halbleitereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung können einen Verbindungsfehler zwischen Teilen verhindern, aus denen die Halbleitereinheit zusammengesetzt ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Figuren zeigen:

1 ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Herstellung einer Halbleitereinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
2 eine seitliche Schnittansicht, welche die Halbleitereinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
3 eine seitliche Schnittansicht, welche die Halbleitereinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
4 eine seitliche Schnittansicht, die einen Abdichtungsprozess gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
5 eine seitliche Schnittansicht, die den Abdichtungsprozess gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
6 eine seitliche Schnittansicht, die den Abdichtungsprozess gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
7 eine seitliche Schnittansicht, die den Abdichtungsprozess gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
8 eine seitliche Schnittansicht, welche die Halbleitereinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
9 eine seitliche Schnittansicht, welche die Halbleitereinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
10 eine seitliche Schnittansicht, die den Abdichtungsprozess gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
11 eine seitliche Schnittansicht, die den Abdichtungsprozess gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
12 eine seitliche Schnittansicht, die den Abdichtungsprozess gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
13 eine seitliche Schnittansicht, die den Abdichtungsprozess gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
14 eine seitliche Schnittansicht, welche die Halbleitereinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
15 eine seitliche Schnittansicht, welche die Halbleitereinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
16 eine seitliche Schnittansicht, die eine Halbleitereinheit gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt;
17 eine seitliche Schnittansicht, die eine Halbleitereinheit gemäß dem Vergleichsbeispiel zeigt;
18 eine seitliche Schnittansicht, die eine Halbleitereinheit gemäß dem Vergleichsbeispiel zeigt;
19 eine Tabelle, die den Winkel jeder Neigungsfläche, einen Hohlraumanteil sowie ein Beurteilungsresultat zeigt;
20A ein SAT-Bild gemäß einem Vergleichsbeispiel 1 (θ = 0°);
20B ein SAT-Bild gemäß einem Vergleichsbeispiel 2 (θ = 0,8°);
20C ein SAT-Bild gemäß Beispiel 1 (θ = 1°);
21 eine seitliche Schnittansicht, die eine Halbleitereinheit gemäß Ausführungsform 2 zeigt;
22 eine seitliche Schnittansicht, welche die Halbleitereinheit gemäß Ausführungsform 2 zeigt;
23 eine zweidimensionale Ansicht eines Abdichtungsmaterials in 22 bei einer Betrachtung aus einer Richtung A.

AUSFÜHRUNGSFORMEN FÜR EINE REALISIERUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsform 1
Die vorliegende Ausführungsform bezieht sich auf eine Struktur eines Verbindungskörpers eines Halbleiterelements, der für eine elektronische Einheit oder dergleichen zu verwenden ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Verbindungskörpers. 1 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Herstellung einer Halbleitereinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt, und 2, 3, 8 und 9 sind seitliche Schnittansichten, welche die Halbleitereinheit zeigen. In den Zeichnungen handelt es sich bei einer X-Richtung und einer Y-Richtung senkrecht zu der X-Richtung um horizontale Richtungen, und bei einer Z-Richtung senkrecht zu der X-Richtung und der Y-Richtung handelt es sich um eine vertikale Richtung. In 2 ist die Pfeilseite in der Z-Richtung als eine Richtung nach oben und eine obere Seite definiert, und die Seite entgegengesetzt zu der Pfeilseite ist als eine Richtung nach unten und eine untere Seite definiert. Bei Platten und dergleichen, die nachstehend beschrieben sind, ist eine Oberfläche auf der oberen Seite als eine obere Oberfläche definiert, und eine Oberfläche auf der unteren Seite ist als eine untere Oberfläche definiert. Auch in 3 und darauffolgenden Figuren wird die gleiche Definition eingesetzt.
Der Zweck der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, schlussendlich eine Halbleitereinheit herzustellen, wie in 14 gezeigt, die später beschrieben wird. Das heißt, die Halbleitereinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch Verbinden eines Halbleiterelements 3 mit einer oberen Oberfläche einer Wärmeabführungsplatte 1 mittels eines Ag-Sinter-Verbindungsmaterials 2 gebildet. Ein Anschluss 5 wird über ein Lotmaterial 4 (ein erstes Verbindungsmaterial) mit einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements 3 verbunden, und ein Metallelektrodenbereich 6 (ein erster Metallelektrodenbereich) wird auf einer oberen Oberfläche des Anschlusses 5 angeordnet. Dann werden die Wärmeabführungsplatte 1, der Anschluss 5 und das Halbleiterelement 3 mittels eines Abdichtungsmaterials 7 derart abgedichtet, dass eine obere Oberfläche des Metallelektrodenbereichs 6 freiliegt. Ferner wird die obere Oberfläche des Metallelektrodenbereichs 6 über ein Lotmaterial 9 (ein zweites Verbindungsmaterial) mit einer unteren Oberfläche eines Metallelektrodenbereichs 11 (eines zweiten Metallelektrodenbereichs) verbunden, und der Metallelektrodenbereich 11 wird an einer unteren Oberfläche einer Leiterplatte 10 gebildet. Im Folgenden wird ein Prozess zur Herstellung der Halbleitereinheit beschrieben, wie vorstehend erläutert.
Zunächst wird in einem ersten Schritt (Schritt S 101) in 1, wie in 2 gezeigt, das Halbleiterelement 3 mittels des Ag-Sinter-Verbindungsmaterials 2 mit der oberen Oberfläche der Wärmeabführungsplatte 1 verbunden. Als Wärmeabführungsplatte 1 wird eine Platte aus zähgepoltem Kupfer mit einer Abmessung von 20 mm x 20 mm und einer Dicke von 3 mm verwendet. Als Halbleiterelement 3 wird ein SiC-Chip mit einer Abmessung von 5 mm x 5 mm und einer Dicke von 300 µm verwendet. Auf Verbindungsoberflächen an der oberen und der unteren Oberfläche des Halbleiterelements 3 sind nacheinander Metallschichten aus Ti, Ni und Au geschichtet (die oberste Schicht ist eine Au-Schicht). Die Schichtdicken sind 100 nm für Ti, 700 nm für Ni und 200 nm für Au.
Das Kupfer der Wärmeabführungsplatte 1 ist durch Ag mit 1 µm plattiert. Beim Verbinden des Halbleiterelements 3 wird als Sinter-Paste aus Ag, bei der es sich um das Ag-Sinter-Verbindungsmaterial 2 handelt, ein übliches Material „CT2700R7S“, hergestellt von KYOCERA Corporation, in einer geeigneten Menge auf einen Verbindungsbereich aufgebracht, und das Verbinden wird durch Anwenden eines Drucks von 10 MPa (N/mm²) pro Einheitsfläche in Bezug auf eine Chip-Abmessung bei 250 °C über 10 Minuten hinweg durchgeführt. In einem Fall, in dem ein Lösungsmittel, das eine Oxidschicht von Cu oder Ni reduziert, in der Ag-Sinter-Paste enthalten ist, ist es nicht erforderlich, Au in der obersten Schicht des Halbleiterelements 3 und der Ag-Plattierung der Oberfläche der Wärmeabführungsplatte 1 anzuordnen.
Als nächstes wird in einem zweiten Schritt (Schritt S 102), wie in 3 gezeigt, der Anschluss 5 (Rahmen), der den Metallelektrodenbereich 6 (den ersten Metallelektrodenbereich) an der oberen Oberfläche aufweist, über das Lotmaterial 4 (das erste Verbindungsmaterial) mit der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 3 verbunden, das mittels des Ag-Sinter-Verbindungsmaterials 2 mit der oberen Seite in der vertikalen Richtung der Wärmeabführungsplatte 1 verbunden ist. Als Lotmaterial 4 kann ein Flächenkörper aus Sn-5Sb (das eine derartige Lotzusammensetzung aufweist, dass 5 Gew.% Sb in Sn enthalten sind, und das einen Schmelzpunkt von 243 °C aufweist) mit einer Dicke von 300 µm verwendet werden. Mit diesem Flächenkörper, der in einer geeigneten Abmessung geschnitten ist, kann ein Verbinden in einer Methansäure-Reduktionsatmosphäre bei einer Verbindungstemperatur von 260 °C über zehn Minuten hinweg durchgeführt werden.
Als nächstes werden in einem dritten Schritt (Schritt S103) die Wärmeabführungsplatte 1, das Ag-Sinter-Verbindungsmaterial 2, das Halbleiterelement 3, das Lot 4 sowie der Anschluss 5 mittels des Abdichtungsmaterials 7 auf Epoxid-Basis derart abgedichtet, dass der Metallelektrodenbereich 6 des Anschlusses 5 freiliegt. 4 bis 7 sind seitliche Schnittansichten, die einen Abdichtungsprozess zeigen.
Wie in 4 gezeigt, wird zunächst eine untere Pressform 17 hergestellt, und eine derartige Einheit, bei welcher der Anschluss 5 über das Lotmaterial 4 über dem Halbleiterelement 3 mit diesem verbunden wird, das mittels des Ag-Sinter-Verbindungsmaterials 2 über der Wärmeabführungsplatte 1 mit dieser verbunden ist, wie in 3 gezeigt, wird in der unteren Pressform 17 angeordnet.
Wie in 5 gezeigt, wird als nächstes die untere Pressform 17 und eine obere Pressform 18 aneinander angebracht, und die obere und die untere Pressform werden geschlossen, so dass die in 3 gezeigte Einheit im Inneren angeordnet ist.
Wie in 6 gezeigt, wird als nächstes das Abdichtungsmaterial 7 in den Formkörper eingespritzt. 6 zeigt einen Zustand, in dem das Abdichtungsmaterial 7 von der rechten Seite, auf der sich eine Einspritzöffnung befindet, in Richtung zu der linken Seite hin eingespritzt wird, wie durch einen Pfeil angezeigt, und zeigt einen Zustand während der Einspritzung. Als Abdichtungsmaterial 7 kann ein Harz auf der Basis eines ein Phenolharz härtenden Agens oder ein Epoxidharz verwendet werden, das Siliciumdioxid-Partikel enthält (der thermische Ausdehnungskoeffizient des Harzes beträgt 12 ppm/K). Die Elemente können abgedichtet werden, indem das Abdichtungsmaterial 7 unter einer Bedingung (wie beispielsweise ein Druck), die (der) auf das Abdichtungsmaterial abgestimmt ist, in den Formkörper eingespritzt wird.
Wie in 7 gezeigt, wird als nächstes ein Härtungsprozess für das Abdichtungsmaterial 7 in einem Zustand durchgeführt, in dem die Elemente in dem Formkörper abgedichtet sind. Bei der Härtungsprozess-Bedingung handelt es sich zum Beispiel um eine Bedingung, bei der die Temperatur gleich 180 °C ist und die Zeitdauer gleich drei Minuten ist. Ferner werden die obere Pressform 18 und die untere Pressform 17 entfernt, und es wird erneut ein Härtungsprozess für das Abdichtungsmaterial bei 175 °C über sechs Stunden hinweg durchgeführt. Wie in 8 gezeigt, sind somit die Wärmeabführungsplatte 1, das Ag-Sinter-Verbindungsmaterial 2, das Halbleiterelement 3, das Lotmaterial 4 sowie der Anschluss 5 mittels des Abdichtungsmaterials 7 auf Epoxid-Basis derart abgedichtet, dass die obere Oberfläche des Metallelektrodenbereichs 6 des Anschlusses 5 freiliegt.
Als nächstes werden in einem vierten Schritt (Schritt S 104), wie in 9 gezeigt, an der Oberfläche der in der vertikalen Richtung oberen Seite (an der oberen Oberfläche) des Abdichtungsmaterials 7 in einem abgedichteten und integrierten Halbleitermodul 13 durch Schleifen Neigungsflächen 8 so gebildet, dass die Höhe in der vertikalen Richtung bei dem Metallelektrodenbereich 6 groß ist und an den Enden des Abdichtungsmaterials 7 gering ist. Als ein anderes Verfahren zur Bildung der Neigungsflächen 8 als Schleifen können die Neigungsflächen im Voraus in der Pressform gebildet werden, die im dritten Schritt verwendet wird, und die Neigungsflächen 8 können durch Formen gebildet werden. Hinsichtlich des Winkels der Neigungsfläche 8 ist es wünschenswert, dass ein Winkel θ (siehe 9) in Bezug auf die horizontale Richtung so vorgegeben wird, dass er nicht kleiner als 1° und nicht größer als 10° ist, so dass die Höhe bei dem Metallelektrodenbereich 6 die größte ist und an den Enden gering ist.
Bei dem Schritt, bei dem die Neigungsflächen 8 im vierten Schritt gebildet werden (Bilden von Neigungsflächen im Abdichtungsbereich), anstelle die Neigungsflächen 8 durch Schleifen zu bilden, wird unter Bezugnahme auf 10 bis 13 ein Fall beschrieben, in dem Neigungsflächen in einer Pressform im Voraus zu einem Zeitpunkt einer Durchführung der Abdichtung derart angeordnet werden, dass der Metallelektrodenbereich 6 freiliegt.
Wie in 10 gezeigt, wird zunächst die untere Pressform 17 hergestellt, und eine derartige Einheit, bei welcher der Anschluss (Rahmen) 5 über das Lotmaterial 4 über dem Halbleiterelement 3 mit diesem verbunden ist, das mittels des Ag-Sinter-Verbindungsmaterials 2 über der Wärmeabführungsplatte 1 mit dieser verbunden ist, wie in 10 gezeigt, wird in der unteren Pressform 17 angeordnet.
Wie in 11 gezeigt, werden als nächstes die untere Pressform 17 und eine obere Pressform 19, die Neigungsflächen 8a, 8b an einer oberen inneren Oberfläche aufweist, aneinander angebracht, und die obere und die untere Pressform werden geschlossen, so dass die in 3 gezeigte Einheit im Inneren angeordnet ist. Bei den Neigungsflächen 8a, 8b handelt es sich um Bereiche, die den Neigungsflächen 8 entsprechen, und bei einem horizontalen Bereich 6a handelt es sich um einen Bereich, welcher der oberen Oberfläche des Metallelektrodenbereichs 6 entspricht.
Wie in 12 gezeigt, wird als nächstes das Abdichtungsmaterial 7 in den Formkörper eingespritzt. 12 zeigt einen Zustand, in dem das Abdichtungsmaterial 7 von der rechten Seite, auf der sich eine Einspritzöffnung befindet, in Richtung zu der linken Seite eingespritzt wird, wie durch einen Pfeil angezeigt, und zeigt einen Zustand während der Einspritzung. Als Abdichtungsmaterial 7 kann ein Harz auf der Basis eines ein Phenolharz härtenden Agens oder ein Epoxidharz verwendet werden, das Siliciumdioxid-Partikel enthält (der thermische Ausdehnungskoeffizient des Harzes beträgt 12 ppm/K). Die Elemente können abgedichtet werden, indem das Abdichtungsmaterial 7 unter einer Bedingung (wie beispielsweise Druck), die (der) auf das Abdichtungsmaterial abgestimmt ist, in den Formkörper eingespritzt wird.
Wie in 13 gezeigt, wird als nächstes ein Härtungsprozess für das Abdichtungsmaterial 7 in einem Zustand durchgeführt, in dem die Elemente in dem Formkörper abgedichtet sind. Bei der Härtungsprozess-Bedingung handelt es sich zum Beispiel um eine Bedingung, bei der die Temperatur gleich 180 °C ist und die Zeitdauer gleich drei Minuten ist. Ferner werden die obere Pressform 19 und die untere Pressform 17 entfernt, und es wird erneut ein Härtungsprozess für das Abdichtungsmaterial bei 175 °C über sechs Stunden hinweg durchgeführt. Somit wird das in 9 gezeigte Halbleitermodul erzielt.
Als Metallelektrodenbereich 6 und Anschluss (Rahmen) 5 kann im Hinblick auf Leitfähigkeit und Leichtigkeit einer Bearbeitung des Materials zähgepoltes Kupfer, sauerstofffreies Kupfer oder ein Laminat aus Cu/Invar/Cu verwendet werden. Alternativ kann eine Kupfer-Zink-Legierung, eine Kupfer-Zinn-Legierung oder eine Kupfer-Chrom-Legierung, die Kupfer als eine Hauptkomponente enthalten, zur Unterbindung einer Herauslösung (Auflösung) von Kupfer zum Zeitpunkt eines Verbindens mit einem Lot verwendet werden. Nach wie vor alternativ kann eine Plattierung oder eine Legierung verwendet werden, die als eine Hauptkomponente Nickel enthält, das weniger herausgelöst wird als Kupfer.
Als nächstes wird in einem fünften Schritt (Schritt S105), wie in 14 gezeigt, die obere Oberfläche des Metallelektrodenbereichs 6 des abgedichteten und integrierten Halbleitermoduls 13 über das Lotmaterial 9 (das zweite Verbindungsmaterial) mit der unteren Oberfläche des Metallelektrodenbereichs 11 (des zweiten Metallelektrodenbereichs) verbunden, der an der unteren Oberfläche der Leiterplatte 10 ausgebildet ist. Als Lotmaterial 9 kann ein Lotflächenkörper aus Sn-3Ag-0,5Cu verwendet werden (bei der es sich um eine derartige Lotzusammensetzung handelt, bei der 3 Gew.% Ag und 0,5 Gew.% Cu in Sn enthalten sind und die einen Schmelzpunkt von 220 °C aufweist). Die Abmessung des Metallelektrodenbereichs 6 des Halbleitermoduls 13 ist 2 mm x 3,3 mm, und auch der Metallelektrodenbereich 11 der Leiterplatte 10 weist die gleiche Abmessung auf. Daher ist auch die Abmessung des Lotflächenkörpers als Lotmaterial 9 2 mm x 3,3 mm, und die Dicke des Lotmaterials 9 ist gleich 50 µm.
Damit das Lotmaterial 4 in dem Halbleitermodul 13 zum Zeitpunkt einer Durchführung des Verbindens mit dem Lotmaterial 9 nicht erneut schmilzt, muss hierbei der Schmelzpunkt des Lotmaterials 4 höher als der Schmelzpunkt des Lotmaterials 9 sein. Darüber hinaus muss die Verbindungstemperatur in diesem Schritt niedriger als der Schmelzpunkt des Lotmaterials 4 und höher als der Schmelzpunkt des Lotmaterials 9 sein.
Somit muss die Verbindungstemperatur bei dem Verbinden mit einem Lot in diesem Schritt nicht niedriger als 220 °C, jedoch niedriger als 243 °C sein. Daher wird das Verbinden in diesem Schritt bei einer Verbindungstemperatur von 230 °C über zehn Minuten hinweg durchgeführt.
Als Metallelektrodenbereich 11 der Leiterplatte 10 kann Kupfer verwendet werden. Das Material des Metallelektrodenbereichs 11 muss nur ermöglichen, dass das Lot das Material benetzt und sich über dieses hinweg verteilt, und im Hinblick auf Leitfähigkeit und Leichtigkeit einer Bearbeitung des Materials kann zähgepoltes Kupfer, sauerstofffreies Kupfer oder ein Laminat aus Cu/Invar/Cu verwendet werden.
Alternativ kann eine Kupfer-Zink-Legierung, eine Kupfer-Zinn-Legierung oder eine Kupfer-Chrom-Legierung, die Kupfer als eine Hauptkomponente enthalten, zur Unterbindung einer Herauslösung von Kupfer zum Zeitpunkt eines Verbindens mit einem Lot verwendet werden. Weiter bevorzugt kann eine Plattierung oder eine Legierung verwendet werden, die als eine Hauptkomponente Nickel enthält, das weniger herausgelöst wird als Kupfer.
Als ein Verbindungsverfahren kann ein Verbinden in einer Methansäure-Reduktionsatmosphäre durchgeführt werden, oder es kann eine OSP-Behandlung (Organic Solderability Preservative treatment) durchgeführt werden, und das Verbinden kann unter Verwendung eines Hochtemperatur-Behälters in einer Stickstoff-Atmosphäre durchgeführt werden. Alternativ kann das Verbinden unter Verwendung eines Verdampfungsofens durchgeführt werden, der ein Gemisch aus Galden (eingetragenes Warenzeichen) und Methansäure enthält.
Beispiele für Galden(eingetragenes Warenzeichen)-Produkte umfassen Galden HT230 (bp = 230 °C, Viskosität = 4,4 cST, Dichte = 1,82), bei dem es sich um ein Wärmemedium handelt, das von Solvay erhältlich ist.
Es ist möglich, das Verbinden bei einer gewünschten Temperatur durchzuführen, indem der Siedepunkt von Galden, wie beispielsweise HT230, das einen Siedepunkt von 230 °C aufweist, in dem Verdampfungsofen eingestellt wird.
Gemäß der Verbindungstemperatur können in Bezug auf Galden HT170 (bp = 170 °C) oder HT200 (bp = 200 °C) gemischt werden.
Galden wird in dem Verdampfungsofen verdampft, und eine Erwärmung kann ungeachtet der Wärmekapazität oder der Gestalt jedes Elements gleichmäßig durchgeführt werden. Da die Methansäure gemischt wird, ist ferner eine OSP-Behandlung und dergleichen nicht notwendig, und das Verbinden kann bei einer Temperatur nahe bei dem Schmelzpunkt des Lots durchgeführt werden.
Als nächstes wird in einem sechsten Schritt (Schritt S 106), wie in 15 gezeigt, die Lücke zwischen der Leiterplatte 10 und dem Halbleitermodul 13 abgedichtet, indem sie mit einem Unterfüllmaterial 12 gefüllt wird. Somit ist das Umgebungsgebiet des Verbindungsbereichs des Lotmaterials 9 ebenfalls mit einem Isolationsmaterial bedeckt, so dass dadurch eine Bewegung desselben verhindert werden kann.
Als nächstes wird der Bereich des Winkels θ der Neigungsfläche 8 betrachtet. Um eine Probe, die keine Neigungsflächen aufweist, als ein Vergleichsbeispiel herzustellen, wird unter Bezugnahme auf 16 bis 18 insbesondere ein Fall beschrieben, in dem ein Verbinden unter der gleichen Bedingung durchgeführt wird, wie vorstehend beschrieben, mit der Ausnahme, dass im dritten und vierten Schritt keine Neigungsflächen angeordnet werden.
16 bis 18 sind seitliche Schnittansichten, die eine Halbleitereinheit gemäß dem Vergleichsbeispiel zeigen. 16 zeigt einen Zustand, in dem eine Abdichtung mittels eines Abdichtungsmaterials 7a derart durchgeführt wurde, dass der Metallelektrodenbereich 6 freiliegt, ohne dass Neigungsflächen angeordnet wurden.
Wie in 17 gezeigt, wird als nächstes ein Lotmaterial 9a in der gleichen Weise wie beim fünften Schritt unter der gleichen Bedingung verbunden, wie vorstehend beschrieben. Wie in 18 gezeigt, wurde die Lücke dann in der gleichen Weise wie beim sechsten Schritt unter der gleichen Bedingung, wie vorstehend beschrieben, mit dem Unterfüllmaterial 12 gefüllt.
Wie in 16 bis 18 gezeigt, wird das Produkt, das keine Neigungsflächen aufweist, als nächstes als Vergleichsbeispiel 1 definiert, ein Produkt, bei dem der Winkel θ der Neigungsflächen 8 mit 0,8° vorgegeben ist, wird als Vergleichsbeispiel 2 definiert, ein Produkt, bei dem der Winkel θ mit 1° vorgegeben ist, wird als Beispiel 1 definiert, ein Produkt, bei dem der Winkel θ mit 5° vorgegeben ist, wird als Beispiel 2 definiert, und ein Produkt, bei dem der Winkel θ mit 10° vorgegeben ist, wird als Beispiel 3 definiert.
Hinsichtlich der Verbindungsatmosphäre wurde das Verbinden für eine gleichmäßige Erwärmung bei 230 °C über zehn Minuten hinweg in dem vorstehenden Verdampfungsofen durchgeführt.
Nach dem Verbinden wurden die Verbindungsbereiche der Lotmaterialien 9, 9a in einer zerstörungsfreien Weise mittels eines akustischen Rastertomographs (SAT, Scanning Acoustic Tomograph) beobachtet, und es wurde ein Vergleich in Bezug auf Hohlräume in den Verbindungsbereichen und nicht verbundenen Bereichen durchgeführt. Für jedes Produkt wurden fünfzig Proben hergestellt, und die ersten Dezimalstellen von Werten, die durch Binarisieren erhaltener Bilder erhalten wurden, wurden abgerundet, somit werden Hohlraumanteile berechnet.
19 ist eine Tabelle, die den Hohlraumanteil im Verbindungsbereich und das Beurteilungsresultat in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 sowie den Beispielen 1 bis 3 zeigt.
In 19 ist als Hohlraumanteil der höchste Wert von Hohlraumanteilen in den fünfzig Proben gezeigt. Wenn der Hohlraumanteil geringer als 5 % ist, wird geurteilt, dass die Lotverbindung regulär hergestellt wurde, und dieses Produkt wird als akzeptabel beurteilt (o), während dieses Produkt als nicht akzeptabel beurteilt wird (x), wenn der Hohlraumanteil nicht geringer als 5 % ist.
Wie in 19 gezeigt, sind die Hohlraumanteile im Ergebnis im Vergleichsbeispiel 1 (θ = 0°) und im Vergleichsbeispiel 2 (θ = 0,8°) gleich 46 % und gleich 19 %, das heißt größer als 5 %, wobei dies eine akzeptable Grenze ist, und daher werden sie als nicht akzeptabel beurteilt.
Als nächstes sind die Hohlraumanteile im Beispiel 1 (θ = 1°), im Beispiel 2 (θ = 5°) und im Beispiel 3 (θ = 10°) gleich 2 %, gleich 1 % beziehungsweise gleich 1 %, und somit ist die Menge an Hohlräumen gering, wenn die Neigungsfläche nicht geringer als 1° ist, und es wird eine vorteilhafte Verbindungseigenschaft erzielt.
20A bis 20C zeigen SAT-Bilder. 20A ist ein SAT-Bild gemäß Vergleichsbeispiel 1 (θ = 0°), 20B ist ein SAT-Bild gemäß Vergleichsbeispiel 2 (θ = 0,8°), und 20C ist ein SAT-Bild gemäß Beispiel 1 (θ = 1°).
Wie in 20A bis 20C gezeigt, wird festgestellt, dass sich das von den Hohlräumen eingenommene Gebiet verringert, wenn der Winkel von 0° auf 0,8° und dann auf 1,0° zunimmt.
Es wird in Betracht gezogen, dass die Abmessungen der Öffnungen der seitlichen Oberflächen bei dem Lotverbindungsbereich durch Anordnen der Neigungsflächen, wie vorstehend beschrieben, groß werden und somit der Dampf des Galden und des Methansäuregases effektiv auf den Lotverbindungsbereich einwirken.
Darüber hinaus wird in Betracht gezogen, dass die Neigungsflächen 8 einen Effekt dahingehend aufweisen, dass dem Dampf des Galden ermöglicht wird, eine Kontamination an jedem Element oder in dem Ofen von dem Verbindungsbereich auszutreiben.
Im Fall eines konkreten Ofens für eine Massenproduktion akkumulieren Schmutz und Staub (Kontamination), die mehr oder weniger an den Elementen anhaften, im Inneren des Ofens, und sie schweben und sammeln sich in einem Bereich an, in dem die Konvektion in dem Ofen durch die Methansäure oder den Galden stoppt.
Insbesondere im Verbindungsbereich mit dem Lotmaterial 9 muss die Lücke klein werden, damit eine Reduktion der Abmessung erreicht wird und sich die umgebende Kontamination ansammelt. Somit handelt es sich bei dem Verbindungsbereich um einen Bereich, in dem das Lot die umgebende Kontamination aufnimmt, wenn es schmilzt und benetzt, so dass es wahrscheinlich ist, dass ein Verbindungsfehler auftritt.
Dementsprechend wurde festgestellt, dass die Neigungsflächen 8 einen neuartigen Effekt dahingehend aufweisen, dass sie einen Stopp der Konvektion verhindern und den umgebenden Staub beständig von dem Lotverbindungsbereich austreiben, so dass ein Verbindungsfehler verhindert wird.
Um eine Reduktion der Abmessung zu erreichen, ist die Lücke (tatsächliche Lotverbindungsdicke) zwischen dem Metallelektrodenbereich 11 der Leiterplatte 10 und dem Metallelektrodenbereich 6 des Halbleitermoduls 13 nicht geringer als 20 µm, jedoch geringer als 100 µm, und in diesem Bereich wirken die Neigungsflächen 8 effektiv.
Wenn der Winkel θ der Neigungsflächen 8 vergrößert wird, wird die Lotverbindungseigenschaft in höherem Maße verbessert. Indessen ist es jedoch notwendig zu verhindern, dass der innenliegende Anschluss 5 (Rahmen) in Bezug auf das Abdichtungsmaterial 7 freiliegt.
Bei der tatsächlichen Modulauslegung sollte θ nicht kleiner als 1° und nicht größer als 10° sein. Wenn θ größer als 10° ist, ist es notwendig zu verhindern, dass der Anschluss 5 freiliegt, so dass der Freiheitsgrad in Bezug auf die Modulauslegung verringert wird. Bevorzugter ist θ nicht kleiner als 3° und nicht größer als 8°.
Das geformte und abgedichtete Halbleitermodul 13 weist die Neigungsflächen 8 auf der Seite der Verbindungsoberfläche auf, die der Leiterplatte gegenüberliegt, und daher gelangt ein Reduktionsgas ohne Weiteres dorthin, und eine flüchtige Komponente von dem Lotmaterial wird problemlos ausgetrieben. Somit kann ein Verbindungsfehler bei jedem Verbindungsverfahren verhindert werden. Wenn das Unterfüllmaterial 12 ferner in die enge Lücke an dem Verbindungsbereich nach dem Verbinden eingespritzt wird, gelangt das Unterfüllmaterial 12 problemlos in die Lücke, so dass das Auftreten von Hohlräumen verhindert werden kann.
Ausführungsform 2
21 und 22 sind seitliche Schnittansichten, die eine Halbleitereinheit gemäß Ausführungsform 2 zeigen. In Bezug auf die Neigungsfläche, wie in 21 gezeigt, kann eine Neigungsfläche 14 derart angeordnet sein, dass eine obere Oberfläche des Abdichtungsmaterials 7 in einer Form mit gekrümmter Oberfläche ausgebildet ist.
In 21 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem die Neigungsfläche 14, die eine Form mit gekrümmter Oberfläche aufweist, auf der linken Seite angeordnet ist. Eine Neigungsfläche, die eine Form mit gekrümmter Oberfläche aufweist, kann jedoch auch auf der rechten Seite angeordnet sein.
In einem Fall, in dem Neigungsflächen, die Formen mit einer gekrümmten Oberfläche aufweisen, auf den beiden Seiten der linken Seite und der rechten Seite angeordnet sind, können die Neigungsflächen zwischen links und rechts asymmetrisch sein oder können zwischen links und rechts symmetrisch sein. 23 ist eine zweidimensionale Ansicht des Abdichtungsmaterials 7 in 22 bei einer Betrachtung aus einer Richtung A.
Wie in 23 gezeigt, kann auf einer oberen Oberfläche 15 des Abdichtungsmaterials 7, in dem die Neigungsflächen 8 angeordnet sind, eine Mehrzahl von Schlitzen (Nuten) 16 angeordnet sein, um ein problemloses Strömen einer Kontamination in einer konstanten Richtung zu ermöglichen.
Wie vorstehend beschrieben, ist die obere Oberfläche des Abdichtungsmaterials 7, in dem die Neigungsfläche angeordnet ist, in einer Form mit gekrümmter Oberfläche ausgebildet, oder die Schlitze sind auf der oberen Oberfläche des Abdichtungsmaterials 7 angeordnet, so dass dadurch eine Kontamination, die zufällig an dem Lotverbindungsbereich akkumuliert, effizient ausgetrieben werden kann.
In einem Fall, in dem eine Herstellung unter Verwendung einer Pressform durchgeführt wird, die Neigungsflächen aufweist, wie in 10 bis 13 gezeigt, werden die Neigungsflächen 8a, 8b der oberen Pressform 19 in Formen mit gekrümmter Oberfläche gebildet, oder die Neigungsflächen 8a, 8b werden in Form von Schlitzen gebildet. Dadurch können die Neigungsflächen 14, die Formen mit gekrümmter Oberfläche aufweisen, oder die Schlitze 16 gebildet werden.
Ausführungsform 3
Eine obere Oberfläche der Neigungsfläche 8 des Abdichtungsmaterials 7 kann mittels einer Glättungsbehandlung bearbeitet werden, so dass eine Oberflächenrauigkeit Ra derselben nicht größer als 0,5 µm wird. JIS setzt eine Definition und eine Angabe der arithmetischen Durchschnittsrauigkeit (Ra), der maximalen Höhe (Ry), der 10-Punkt-Durchschnittsrauigkeit (Rz), des Aussparungs-Vorsprungs-Durchschnittsabstands (Sm), des Durchschnittsabstands von lokalen Spitzenwerten (S) sowie des Belastungs-Längen-Verhältnisses (tp) als Parameter fest, welche die Oberflächenrauigkeit eines industriellen Produkts repräsentieren.
Bei der Oberflächenrauigkeit Ra handelt es sich um einen arithmetischen Durchschnittswert in jedem Bereich, der zufällig aus der Oberfläche eines Objekts entnommen wird. Indem eine Glättungsbehandlung an der oberen Oberfläche des Abdichtungsmaterials 7 durchgeführt wird, wie vorstehend beschrieben, wird die Aussparungs-Vorsprungs-Abmessung reduziert, so dass eine Kontamination nicht akkumuliert und eine vorteilhafte Loteigenschaft erzielt wird.
Wenngleich die Erfindung vorstehend in Bezug auf verschiedene exemplarische Ausführungsformen und Realisierungen beschrieben wird, versteht es sich, dass die verschiedenen Merkmale, Aspekte und die Funktionalität, die bei einer oder mehreren der einzelnen Ausführungsformen beschrieben sind, nicht auf ihre Einsetzbarkeit bei der speziellen Ausführungsform beschränkt sind, bei der sie beschrieben sind, sondern dass sie alleine oder in verschiedenen Kombinationen bei einer oder mehreren der Ausführungsformen der Erfindung eingesetzt werden können.
Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen, die nicht beispielhaft aufgezeigt wurden, konzipiert werden können, ohne von dem Umfang der Beschreibung der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann zumindest eine/eines der Komponenten oder Bestandteile modifiziert, hinzugefügt oder eliminiert werden. Zumindest eine/eines der Komponenten oder Bestandteile, die bei zumindest einer der bevorzugten Ausführungsformen erwähnt ist, kann ausgewählt und mit den Komponenten oder Bestandteilen kombiniert werden, die bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform erwähnt sind.
BESCHREIBUNG DER BEZUGSZEICHEN

3: Halbleiterelement
4: erstes Verbindungsmaterial
5: Anschluss
6: erster Metallelektrodenbereich
7: Abdichtungsmaterial
8: Neigungsfläche
9: zweites Verbindungsmaterial
10: Leiterplatte
11: zweiter Metallelektrodenbereich
16: Schlitz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015 [0007]
JP 005681 A [0007]

Claims

Halbleitereinheit, - wobei ein Anschluss, der einen ersten Metallelektrodenbereich an einer oberen Oberfläche desselben aufweist, über ein erstes Verbindungsmaterial mit einer oberen Oberfläche eines Halbleiterelements verbunden ist, - wobei der Anschluss und das Halbleiterelement mittels eines Abdichtungsmaterials derart abgedichtet sind, dass eine obere Oberfläche des ersten Metallelektrodenbereichs freiliegt, - wobei die obere Oberfläche des ersten Metallelektrodenbereichs über ein zweites Verbindungsmaterial mit einer unteren Oberfläche eines zweiten Metallelektrodenbereichs verbunden ist, der an einer unteren Oberfläche einer Leiterplatte ausgebildet ist und - wobei eine Neigungsfläche an einer oberen Oberfläche des Abdichtungsmaterials so angeordnet ist, dass eine Höhe in der vertikalen Richtung bei dem ersten Metallelektrodenbereich die größte ist und eine Höhe in der vertikalen Richtung an einem Ende des Abdichtungsmaterials gering ist.
Halbleitereinheit nach Anspruch 1, - wobei ein Winkel der Neigungsfläche in Bezug auf eine horizontale Richtung nicht kleiner als 1° und nicht größer als 10° ist.
Halbleitereinheit nach Anspruch 1 oder 2, - wobei die obere Oberfläche des Abdichtungsmaterials, an der die Neigungsfläche angeordnet ist, in einer Form mit gekrümmter Oberfläche ausgebildet ist.
Halbleitereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, - wobei eine Mehrzahl von Schlitzen an der oberen Oberfläche des Abdichtungsmaterials angeordnet ist, an der die Neigungsfläche angeordnet ist.
Halbleitereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, - wobei die obere Oberfläche des Abdichtungsmaterials mittels einer Glättungsbehandlung bearbeitet wird, so dass eine arithmetische Durchschnittrauigkeit, bei der es sich um einen Index für eine Oberflächenrauigkeit an der oberen Oberfläche des Abdichtungsmaterials handelt, an der die Neigungsfläche angeordnet ist, nicht größer als 0,5 µm ist.
Halbleitereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - wobei Lotmaterialien als erstes Verbindungsmaterial und zweites Verbindungsmaterial verwendet werden und ein Schmelzpunkt des ersten Verbindungsmaterials höher als ein Schmelzpunkt des zweiten Verbindungsmaterials ist.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinheit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Anordnen in einem Innenbereich zwischen einer unteren Pressform und einer oberen Pressform, die eine Neigungsfläche an einer oberen inneren Oberfläche derselben aufweist, einer derartigen Einheit, bei der ein Anschluss, der einen ersten Metallelektrodenbereich an einer oberen Oberfläche desselben aufweist, über ein erstes Verbindungsmaterial mit einer oberen Oberfläche eines Halbleiterelements verbunden wird; - Einspritzen eines Abdichtungsmaterials in den Innenbereich zwischen der unteren Pressform und der oberen Pressform; und - Entfernen der oberen Pressform und der unteren Pressform und Verbinden einer oberen Oberfläche des ersten Metallelektrodenbereichs über ein zweites Verbindungmaterial mit einer unteren Oberfläche eines zweiten Metallelektrodenbereichs, der an einer unteren Oberfläche einer Leiterplatte ausgebildet ist.