DE212018000086U1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Halbleitervorrichtung, umfassend:
ein Halbleiterelement;
ein Gehäusematerial, das das Halbleiterelement einkapselt; und
ein Metallelement, das elektrisch mit dem Halbleiterelement verbunden ist und das einen vorstehenden Abschnitt aufweist, der von einer Endfläche des Gehäusematerials vorsteht, wobei
der vorstehende Abschnitt eine laterale Umfangskante entlang der EndflächeEndfläche des Gehäusematerials, eine longitudinale Umfangskante entlang der Normalenrichtung der Endfläche und eine Eckumfangskante aufweist, die durch Seitenabschnitte gebildet ist, die an den Ecken des vorstehenden Abschnitts angeordnet sind und sich zu der lateralen Umfangskante bzw. der longitudinalen Umfangskante fortsetzen, und wobei
die Eckumfangskante einen ersten Seitenabschnitt beinhaltet, der sich im Wesentlichen orthogonal mit der lateralen Umfangskante schneidet und sich in Richtung der Endfläche des Gehäusematerials erstreckt, und einen zweiten Seitenabschnitt beinhaltet, wobei sich ein Ende davon im Wesentlichen orthogonal mit dem ersten Seitenabschnitt schneidet und sich das andere Ende im Wesentlichen orthogonal mit der longitudinalen Umfangskante schneidet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Patentliteratur 1 offenbart beispielsweise ein Halbleitergehäuse mit einem Schaltelement, wobei ein Drainleiter, ein Sourceleiter und ein Gateleiter elektrisch mit dem Schaltelement verbunden sind, mit einem Verkapselungskörper, der das Schaltelement so verkapselt, dass die Leiter teilweise freigelegt sind, und mit einer Wärmeableitungsrippe, die aus dem Verkapselungskörper herausragt. Die Ecken der Wärmeableitrippe werden jeweils durch einen linearen Seitenabschnitt gebildet, der in Bezug auf die vordere Endkante der Wärmeableitrippe geneigt ist.
  • Zitatsliste
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2015-92609
  • Überblick über die Erfindung
  • Technisches Problem
  • Die Form eines Metallelements, wie beispielsweise einer Wärmeableitungsrippe, wie in der Patentliteratur 1 beschrieben, wird durch eine Schnittform definiert, die entsteht, wenn ein Leiterrahmen (‚Leadframe‘) während der Produktion in einem vorgegebenen Muster geschnitten wird.
  • Wenn jedoch ein Leiterrahmen in einem Muster wie den Ecken der in der Patentliteratur 1 beschriebenen Wärmeableitrippe geschnitten wird, kann an jeder Ecke der Wärmeableitrippe ein unnötiger Vorsprung (Grat) verbleiben. Ein solcher Grat, der bei der Montage des Halbleitergehäuses einen Kurzschluss verursachen kann, sollte vorzugsweise nicht bleiben.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässige Halbleitervorrichtung ohne Grat um die Umfangskante eines aus einem Gehäusematerial herausragenden Metallelements herum bereitzustellen.
  • Ferner soll offenbart werden ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das das Auftreten eines Grats um die Umfangskante eines Metallelementes herum, das nach dem Schneiden eines Leiterrahmens aus einem Gehäusematerial herausragt, reduzieren kann.
  • Lösung des Problems
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Halbleiterelement, ein Gehäusematerial, das das Halbleiterelement einkapselt, und ein Metallelement, das elektrisch mit dem Halbleiterelement verbunden ist und einen vorstehenden Abschnitt aufweist, der aus einer Endfläche des Gehäusematerials vorsteht, wobei der vorstehende Abschnitt eine laterale Umfangskante entlang der Endfläche des Gehäusematerials, eine longitudinale Umfangskante entlang der Normalenrichtung der Endfläche, und einen Eckumfangsrand bzw. eine Eckumfangskante aufweist, die durch Seitenabschnitte gebildet ist, die an den Ecken des vorstehenden Abschnitts angeordnet sind und sich zur lateralen Umfangskante bzw. der longitudinalen Umfangskante fortsetzen bzw. erstrecken, und wobei die Eckumfangskante einen ersten Seitenabschnitt beinhaltet, der sich im Wesentlichen orthogonal mit der lateralen Umfangskante schneidet und sich in Richtung der Endfläche des Gehäusematerials erstreckt, und einen zweiten Seitenabschnitt beinhaltet, wobei sich ein Ende davon im Wesentlichen orthogonal mit dem ersten Seitenabschnitt schneidet und wobei das andere Ende sich im Wesentlichen orthogonal mit der longitudinalen Umfangskante schneidet.
  • Die Halbleitervorrichtung kann durch ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung hergestellt werden. Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung beinhaltet einen Schritt zum Montieren eines Halbleiterelements auf einem Leiterrahmen, einen Schritt zum Verkapseln des Halbleiterelements mit einem Gehäusematerial, so dass der Leiterrahmen teilweise freigelegt wird, und einen Schritt zum Schneiden des Leiterrahmens in einem vorbestimmten Muster, um das Gehäusematerial von dem Leiterrahmen zu trennen, während der Leiterrahmen auf der Seite des Gehäusematerials als Metallelement verbleibt, das einen vorstehenden Abschnitt aufweist, der von einer Endfläche des Gehäusematerials vorsteht, wobei die Umfangskante des vorstehenden Abschnitts, die durch das Schneiden des vorbestimmten Musters erscheint, eine laterale Umfangskante entlang der Endfläche des Gehäusematerials, eine longitudinale Umfangskante entlang der orthogonalen bzw. Normalenrichtung der Endfläche und eine Eckumfangskante aufweist, die durch Seitenabschnitte gebildet ist, die an den Ecken des vorstehenden Abschnitts angeordnet sind und sich zu der lateralen Umfangskante bzw. der longitudinalen Umfangskante fortsetzen bzw. erstrecken, und wobei die Eckumfangskante einen ersten Seitenabschnitt beinhaltet, der sich im Wesentlichen orthogonal mit der lateralen Umfangskante schneidet und sich in Richtung hin zu der Endfläche des Gehäusematerials erstreckt, und einen zweiten Seitenabschnitt beinhaltet, wobei sich ein Ende davon im Wesentlichen orthogonal mit dem ersten Seitenabschnitt schneidet und wobei sich das andere Ende im Wesentlichen orthogonal mit der longitudinalen Umfangskante schneidet.
  • Da der Leiterrahmen in einem Muster geschnitten wird, bei dem die Eckumfangskante des vorstehenden Abschnitts den oben beschriebenen ersten Seitenabschnitt und den zweiten Seitenabschnitt beinhaltet, ist es möglich, das Auftreten eines Grats an den Ecken des vorstehenden Abschnitts nach dem Schneiden zu reduzieren. Dementsprechend weist die resultierende Halbleitervorrichtung keinen Grat auf, der um die Umfangskante bzw. den Umfangsrand des Metallelements herum verbleibt, und dadurch kann eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung bereitgestellt werden.
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Schnittabschnitt bzw. der sich schneidende Abschnitt zwischen dem ersten Seitenabschnitt und dem zweiten Seitenabschnitt in einer gekrümmten Form definiert werden.
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Winkel θ1 zwischen der lateralen Umfangskante und dem ersten Seitenabschnitt, ein Winkel θ2 zwischen dem ersten Seitenabschnitt und dem zweiten Seitenabschnitt und ein Winkel θ3 zwischen dem zweiten Seitenabschnitt und der longitudinalen Umfangskante jeweils 90 Grad betragen.
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verhältnis (L1/L2) zwischen der Länge L1 des ersten Seitenabschnitts und der Länge L2 des zweiten Seitenabschnitts im Bereich von 1/10 bis 10 liegen.
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Dicke T1 des vorstehenden Abschnitts 0,1 mm bis 2 mm betragen und kann der Vorsprungsbetrag bzw. die Überstandslänge L3 des vorstehenden Abschnitts ausgehend von der Endfläche des Gehäusematerials 0,1 mm bis 2 mm betragen.
  • In der Halbleitervorrichtung kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der zweite Seitenabschnitt parallel zu der lateralen Umfangskante definiert werden.
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der zweite Seitenabschnitt so definiert werden, dass er in Bezug auf die laterale Umfangskante geneigt ist.
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Endfläche des vorstehenden Abschnitts eine Plattierungsregion beinhalten, die einen Bereich von einer Sekundärflächenseite des vorstehenden Abschnitts zur Mitte in Dickenrichtung abdeckt, wobei eine Basisregion des Metallelements einen Bereich von einer Primärflächenseite des vorstehenden Abschnitts bis zu der Plattierungsregion abdeckt.
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der vorstehende Abschnitt des Metallelements eine Wärmeableitungsrippe beinhalten, um die in der Halbleitervorrichtung erzeugte Wärme abzuführen.
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Halbleiterelement einen Transistorchip beinhalten, und das Metallelement kann einen Drain-Anschluss beinhalten, der mit dem Drain des Transistorchips verbunden ist.
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Halbleiterelement einen Transistorchip beinhalten, und das Metallelement kann einen Source-Anschluss beinhalten, der mit der Source des Transistorchips verbunden ist.
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Halbleiterelement einen Transistorchip beinhalten, und das Metallelement kann einen mit dem Gate des Transistorchips verbundenen Gate-Anschluss beinhalten.
  • Bei dem offenbarten Herstellungsverfahren für Halbleitervorrichtungen kann der Schritt des Schneidens des Leiterrahmens den Schritt des Schneidens eines Abschnitts des Leiterrahmens beinhalten, der nicht an einem Stütz- bzw. Trägerelement getragen wird, und zwar ausgehend von einer Sekundärseite des Leiterrahmens, während ein Abschnitt als der vorstehende Abschnitt des Metallelements verbleibt, der durch eine Primärseite des Leiterrahmens an dem Trägerelement getragen wird.
  • Bei dem offenbarten Herstellungsverfahren für Halbleitervorrichtungen kann der Schritt des Schneidens des Leiterrahmens den Schritt des Stanzens eines unnötigen Abschnitts des Leiterrahmens beinhalten, der nicht an dem Trägerelement abgestützt ist, und zwar mit einem Stanzelement.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [2] 2 ist eine Unteransicht der Halbleitervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [3] 3 ist eine Frontansicht der Halbleitervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [4] 4 ist eine Rückansicht der Halbleitervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [5] 5 ist eine linke Seitenansicht der Halbleitervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [6] 6 ist eine rechte Seitenansicht der Halbleitervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [7] 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der von abwechselnd langen und kurzen gestrichelten Linien VII in 1 umgeben ist.
    • [8] 8A und 8B sind Ansichten zur Beschreibung der detaillierten Abmessungen eines vorstehenden Abschnitts in 7.
    • [9] 9 ist eine schematische Draufsicht eines Leiterrahmens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [10] 10 ist eine wesentlich vergrößerte Ansicht des Leiterrahmens.
    • [11] 11A und 11B sind Ansichten zur Beschreibung eines Schrittes im Zusammenhang mit dem Schneiden des Leiterrahmens.
    • [12] 12 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [13] 13 ist eine Unteransicht der Halbleitervorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [14] 14 ist eine Frontansicht der Halbleitervorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [15] 15 ist eine Rückansicht der Halbleitervorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [16] 16 ist eine linke Seitenansicht der Halbleitervorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [17] 17 ist eine rechte Seitenansicht der Halbleitervorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [18] 18 ist eine wesentlich vergrößerte Ansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [19] 19 ist eine wesentlich vergrößerte Ansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [20] 20A bis 20D sind Ansichten, um die Bewertung des Auftretens von Graten anhand eines Beispiels zu bestätigen.
    • [21] 21A bis 21E sind Ansichten, um die Bewertung des Auftretens von Graten anhand eines Vergleichsbeispiels zu bestätigen.
    • [22] 22A bis 22D sind Ansichten, um die Bewertung des Auftretens von Graten anhand eines Referenzbeispiels zu bestätigen.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • 1 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Unteransicht der Halbleitervorrichtung 1 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 ist eine Frontansicht der Halbleitervorrichtung 1 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 ist eine Rückansicht der Halbleitervorrichtung 1 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 ist eine linke Seitenansicht der Halbleitervorrichtung 1 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 ist eine rechte Seitenansicht der Halbleitervorrichtung 1 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es wird darauf hingewiesen, dass in den 1 bis 6 die durch die gestrichelten Linien gekennzeichneten Abschnitte mit einem Harzgehäuse 6 abgedeckt sind, um unsichtbar zu sein.
  • Die Halbleitervorrichtung 1 ist beispielsweise ein oberflächenmontierter Leistungstransistor, der beispielsweise in ein Leistungsmodul eingebaut werden kann, das in einer Wechselrichterschaltung verwendet wird, die eine Treiberschaltung bildet, die einen Elektromotor antreibt, der als Energiequelle für ein Elektrofahrzeug (einschließlich eines Hybrid-Elektrofahrzeugs), einen Zug, einen Industrieroboter und dergleichen verwendet wird. Er kann auch in ein Leistungsmodul integriert werden, das in einer Wechselrichterschaltung verwendet wird, die elektrische Energie, die von einer Solarzelle, einem Windkraftgenerator und anderen Generatoren (insbesondere einem privaten Stromgenerator) erzeugt wird, in kommerzielle Energie umwandelt.
  • Die Halbleitervorrichtung 1 beinhaltet mehrere Anschlüsse 2, 3, 4 als Beispiel für das Metallelement gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Halbleiterelement 5 und das Harzgehäuse 6 als Beispiel für das Gehäusematerial gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die Halbleitervorrichtung 1 ist nicht auf eine bestimmte Größe beschränkt, sondern kann in dieser bevorzugten Ausführungsform beispielsweise eine lomgitudinale bzw. Längsabmessung von 2 mm bis 30 mm, eine laterale bzw. Querabmessung von 2 mm bis 30 mm und eine Dicke von 0,5 mm bis 5 mm aufweisen. In dieser bevorzugten Ausführungsform entspricht die Längsrichtung jener Richtung (Vorsprungsrichtung), in der sich die mehreren Anschlüsse 2, 3, 4 erstrecken, während die Querrichtung der Richtung orthogonal zur Längsrichtung entsprechen kann. Es wird darauf hingewiesen, dass die vorstehend beschriebene Größe der Halbleitervorrichtung 1 die Größe des Harzgehäuses 6 angibt.
  • Das Harzgehäuse 6 ist definiert, um eine im Wesentlichen rechteckige quaderförmige Form zu haben, die entsprechende Abschnitte der mehrfachen Anschlüsse 2, 3, 4 und des Halbleiterelements 5 bedeckt. Das Harzgehäuse 6 weist eine Primärfläche 6A, eine dieser gegenüberliegende Sekundärfläche 6B und vier Endflächen (Seitenflächen) 6C, 6D, 6E, 6E, 6F auf, die die Primärfläche 6A und die Sekundärfläche 6B verbinden. Die Endflächen 6C und 6E sind in Längsrichtung und die Endflächen 6D und 6F sind in Querrichtung einander zugewandt. Das Harzgehäuse 6 besteht ferner aus z.B. schwarzem Epoxidharz.
  • Die mehreren Anschlüsse 2, 3, 4 beinhalten beispielsweise einen Drain-Anschluss 2, einen Source-Anschluss 3 und einen Gate-Anschluss 4. Die Anschlüsse 2, 3, 4 können je nach Typ des auf der Halbleitervorrichtung 1 montierten Halbleiterelements 5 unterschiedlich benannt werden. Wenn das Halbleiterelement 5 beispielsweise ein MOSFET ist, werden die Mehrfachanschlüsse 2, 3, 4 benannt wie oben beschrieben, aber wenn das Halbleiterelement 5 ein IGBT ist, können die Mehrfachanschlüsse jeweils als Kollektoranschluss, Emitteranschluss, Gate-Anschluss bezeichnet werden. Alternativ können die mehreren Anschlüsse 2, 3, 4 gemeinsam als erstes externes Terminal, zweites externes Terminal, drittes externes Terminal bezeichnet werden.
  • Der Drain-Anschluss 2, der Source-Anschluss 3 und der Gate-Anschluss 4 bestehen jeweils aus einer Metallplatte, vorzugsweise aus Cu, Ni, einer Legierung davon, einer 42-Legierung usw. Der Drain-Anschluss 2, der Source-Anschluss 3 und der Gate-Anschluss 4 haben jeweils eine Dicke von beispielsweise 0,1 mm bis 1,0 mm, die in dieser bevorzugten Ausführungsform etwa 0,6 mm betragen kann.
  • Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist der Drain-Anschluss 2 insofern breiter definiert, als das Halbleiterelement 5 im Innenbereich montiert werden kann, und zwar verglichen mit dem Source-Element 3 und dem Gate-Element 4. Der Drain-Anschluss 2 beinhaltet einen Inselabschnitt 7, auf dem das Halbleiterelement 5 montiert ist, und einen Anschlussabschnitt 8 in integrierter Weise. Das Halbleiterelement 5 ist auf dem Inselabschnitt 7 montiert.
  • Das Halbleiterelement 5 ist beispielsweise ein chipförmiger Transistor (MOSFET) mit einer Source 9 und einem Gate 10 auf der Primärfläche und einem Drain 11 auf der Sekundärfläche. Damit die Zeichnungen der 1 bis 6 nicht verdeckt werden, sind die Bezugszeichen der Source 9, des Gates 10 und des Drains 11 nur in den 1 und 2 dargestellt. Wie in 1 dargestellt, können die Source 9 und das Gate 10 padförmige Elektroden sein, die selektiv auf der Primärfläche des Halbleiterelements 5 angeordnet sind. Wie in 2 dargestellt, kann der Drain 11 eine Elektrode sein, die auf der gesamten Sekundärfläche des Halbleiterelements 5 angeordnet ist.
  • Der Drain 11 und der Inselabschnitt 7 werden mit einem leitfähigen Bondmaterial (z.B. Ag-Paste) gebondet, um das Halbleiterelement 5 mit dem Inselabschnitt 7 zu bonden. Dadurch wird der Drain 11 des Halbleiterelements 5 elektrisch mit dem Inselabschnitt 7 verbunden. Andererseits sind die Source 9 und das Gate 10 über Bonddrähte 12, 13 mit dem Source-Anschluss 3 bzw. dem Gate-Anschluss 4 verbunden.
  • In dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Anschlussabschnitt 8 etwas breiter definiert als der Inselabschnitt 7, wobei ein Abschnitt davon aus der Endfläche 6C des Harzgehäuses 6 als vorstehender Abschnitt 14 in Form einer Rippe herausragt.
  • Die meisten Regionen des Inselabschnitts 7 und des Anschlussabschnitts 8 (mit Ausnahme des vorstehenden Abschnitts 14) sind mit dem Harzgehäuse 6 bedeckt, mit der Ausnahme, dass einige Regionen der Sekundärfläche selektiv aus der Sekundärfläche 6B des Harzgehäuses 6 freigelegt werden. Genauer gesagt, wie in der Unteransicht von 2 dargestellt, ist das Harzgehäuse 6 in einer U-Form definiert, die einen lateralen Seitenabschnitt 15 entlang der Endfläche 6E und longitudinale Seitenabschnitte 16, 16 beinhaltet, die sich entlang der Endflächen 6D, 6F von den jeweiligen Enden des lateralen Seitenabschnitts 15 erstrecken, wobei eine Region 17 mit einer Öffnung zur Seite der Endfläche 6C in einem zentralen Abschnitt definiert ist, die von dem lateralen Seitenabschnitt 15 und den longitudinalen Seitenabschnitten 16 umgeben ist. Auf der Seite der Sekundärfläche 6B des Harzgehäuses 6 sind die Umfangskanten des Inselabschnitts 7 und des Anschlussabschnitts 8 auf dem lateralen Seitenabschnitt 15 und den longitudinale Seitenabschnitten 16 abgestützt, so dass der Inselabschnitt 7 und der Anschlussabschnitt 8 nicht vom Harzgehäuse 6 fallen können. Andererseits werden der Inselabschnitt 7 und der Anschlussabschnitt 8 durch die Region 17 als ein Verbindungsabschnitt 18 des Drain-Anschlusses 2 zu einem Montagesubstrat freigelegt (nicht dargestellt). Der Verbindungsabschnitt 18 ist koplanar mit dem Harzgehäuse 6 freigelegt. Das heißt, der Verbindungsabschnitt 18 und der laterale Seitenabschnitt 15 und die longitudinalen Seitenabschnitte 16 des Harzgehäuses 6 gehen ohne Stufe ineinander über.
  • Wie in den 1 und 2 dargestellt, sind der Source-Anschluss 3 und der Gate-Anschluss 4 definiert als Leiteranschlüsse, die sich in der Draufsicht linear erstrecken und mehrfach im Abstand voneinander angeordnet sind. In dieser bevorzugten Ausführungsform sind insgesamt sieben Leiteranschlüsse 3, 4 so angeordnet, dass die Leiteranschlüsse 3, 4 entgegen der Richtung, in der der vorstehende Abschnitt 14 vorsteht, aus der Endfläche 6E des Harzgehäuses 6 herausragen, wobei der Leiteranschluss an einem Ende (linkes Ende in der Draufsicht) der Gate-Anschluss 4 ist und die übrigen Leiteranschlüsse die Source-Anschlüsse 3 sind. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anzahl und/oder die Anordnung der Source-Anschlüsse 3 und des Gate-Anschlusses 4 entsprechend geändert werden können, z.B. abhängig von der Eigenschaft und/oder der Pad-Position des auf der Halbleitervorrichtung 1 montierten Halbleiterelements 5.
  • Die Source-Anschlüsse 3 beinhalten jeweils einen Drahtbondabschnitt 19, einen gebogenen Abschnitt 20 und einen Anschlussabschnitt 21 auf integrierte Art und Weise.
  • Der Drahtbondabschnitt 19 wird mit dem Harzgehäuse 6 abgedeckt und mit dem Bonddraht 12 innerhalb des Harzgehäuses 6 verbunden.
  • Der Anschlussabschnitt 21 ist eine durch Löten zu bondende Stelle, wenn die Halbleitervorrichtung 1 auf dem Montagesubstrat montiert wird. Wie in 6 dargestellt, ist der Anschlussabschnitt 21 an einer Position weg vom Drahtbondabschnitt 19 zur Seite der Sekundärfläche 6B (insbesondere an einer Position koplanar mit der Sekundärfläche 6B des Harzgehäuses 6) auf der Außenseite des Harzgehäuses 6 angeordnet. Das heißt, basierend auf der Sekundärfläche 6B besteht ein Höhenunterschied zwischen dem Anschlussabschnitt 21 und dem Drahtbondabschnitt 19, so dass der Drahtbondabschnitt 19 an einer höheren Position angeordnet ist und der gebogene Abschnitt 20 den Drahtbondabschnitt 19 und den Anschlussabschnitt 21 verbindet, um die Höhendifferenz auszugleichen. Es wird darauf hingewiesen, dass, wie in den 1 und 2 dargestellt, einige der Source-Anschlüsse 3 (in dieser bevorzugten Ausführungsform der in der Mitte angeordnete Source-Anschluss 3) nicht gebogen sein können und kürzer definiert werden dürfen als die anderen Source-Anschlüsse 3.
  • Der Gate-Anschluss 4 beinhaltet einen Drahtbondabschnitt 22, einen gebogenen Abschnitt 23 und einen Anschlussabschnitt 24 in integrierter Weise.
  • Der Drahtbondabschnitt 22 ist mit dem Harzgehäuse 6 abgedeckt und mit dem Bonddraht 13 innerhalb des Harzgehäuses 6 verbunden.
  • Der Anschlussabschnitt 24 ist eine durch Löten zu bondende Stelle, wenn die Halbleitervorrichtung 1 auf dem Montagesubstrat montiert wird. Wie in 5 dargestellt, ist der Anschlussabschnitt 24 an einer Position weg von dem Drahtbondabschnitt 22 zur Seite der Sekundärfläche 6B (insbesondere an einer Position koplanar mit der Sekundärfläche 6B des Harzgehäuses 6) auf der Außenseite des Harzgehäuses 6 angeordnet. Das heißt, basierend auf der Sekundärfläche 6B besteht ein Höhenunterschied zwischen dem Anschlussabschnitt 24 und dem Drahtbondabschnitt 22, so dass der Drahtbondabschnitt 22 an einer höheren Position angeordnet ist und der gebogene Abschnitt 23 den Drahtbondabschnitt 22 und den Anschlussabschnitt 24 verbindet, um die Höhendifferenz auszugleichen.
  • Das Harzgehäuse 6 ist in den jeweiligen Seitenflächen 6D, 6F definiert mit vertieften Abschnitten 25, 26, die jeweils eine im Wesentlichen halbkreisförmige Form in der Draufsicht haben. Die vertieften Abschnitte 25, 26 sind so definiert, dass die vertieften Abschnitte 25, 26 das Harzgehäuse 6 teilweise von der Primärfläche 6A des Harzgehäuses 6 zur Mitte des Harzgehäuses 6 in Dickenrichtung (in dieser bevorzugten Ausführungsform bis zur Höhenposition der Drain-Anschluss 2 auf Basis des?/basierend auf der Sekundärfläche 6B des Harzgehäuses 6) einkerben. Die Umfangskanten 27, 28 des Drain-Anschlusses 2 (Anschlussabschnitt 8) werden durch die jeweiligen vertieften Abschnitte 25, 26 freigelegt. Die Umfangskanten 27, 28 sind an Positionen nach innen weg von den Endflächen 6D, 6F freiliegend.
  • 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der von abwechselnd langen und kurzen gestrichelten Linien VII in 1 umgeben ist. 8A und 8B sind Ansichten zur Beschreibung der detaillierten Abmessungen des vorstehenden Abschnitts 14 in 7, wobei 8A eine Draufsicht und 8B eine Seitenansicht ist. Die Struktur des vorstehenden Abschnitts 14 des Drain-Anschlusses 2 wird speziell mit Bezug auf die 7, 8A und 8B beschrieben.
  • Zunächst weist der vorstehende Abschnitt 14, wie in 7 dargestellt, eine Breite auf, die etwa gleich der des Harzgehäuses 6 ist. Der vorstehende Abschnitt 14 weist eine laterale Umfangskante 29 entlang der Endfläche 6c des Harzgehäuses 6 (in dieser bevorzugten Ausführungsform parallel zur Endfläche 6C), longitudinale Umfangskanten 30, 30 entlang der Endflächen 6D, 6F, die sich orthogonal mit der Endfläche 6C schneiden, um im Wesentlichen Erweiterungen der Endflächen 6D, 6F zu bilden (in dieser bevorzugten Ausführungsform parallel zu den Endflächen 6D, 6F), und Eckumfangskanten 31, 31 auf, die durch Seitenabschnitte gebildet werden, die an den lateralen Endecken des vorstehenden Abschnitts 14 angeordnet sind und bis zu der lateralen Umfangskante 29 und den longitudinalen Umfangskanten 30, 30 verlaufen. Dadurch werden an den beiden Endecken des vorstehenden Abschnitts 14 durch die Eckumfangskanten 31, 31, 31 vertiefte Abschnitte 32 definiert, die in Draufsicht von der lateralen Umfangskante 29 zu den longitudinale Umfangskanten 30 konvex nach innen des vorstehenden Abschnitts 14 geformt sind.
  • Wie in den 8A und 8B dargestellt, beinhalten die Eckumfangskanten 31 jeweils einen ersten Seitenabschnitt 33, der sich mit der lateralen Umfangskante 29 in einem Winkel 91 schneidet und sich zur Endfläche 6C des Harzgehäuses 6 erstreckt, und einen zweiten Seitenabschnitt 34, wobei sich ein Ende davon mit dem ersten Seitenabschnitt 33 in einem Winkel θ2 und das andere Ende mit der entsprechenden longitudinalen Umfangskante 30 in einem Winkel θ3 schneidet. Der erste Seitenabschnitt 33 und der zweite Seitenabschnitt 34 bilden somit weiterhin die Eckumfangskante 31.
  • Insbesondere beinhaltet die Eckumfangskante 31 den ersten Seitenabschnitt 33, der sich bogenförmig erstreckt, so dass sich der erste Seitenabschnitt 33 von der lateralen Umfangskante 29 in Richtung der Endfläche 6C und des linearen zweiten Seitenabschnittes 34 ausbreitet bzw. ausbeult, der den ersten Seitenabschnitt 33 und die longitudinale Umfangskante 30 verbindet. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Seitenabschnitt 34 linear und parallel zur lateralen Umfangskante 29. Dadurch wird der schneidende Abschnitt bzw. Schnittabschnitt zwischen dem ersten Seitenabschnitt 33 und dem zweiten Seitenabschnitt 34 in einer gekrümmten Form definiert. Der so in einer gekrümmten Form definierte schneidende bzw. Schnittabschnitt ermöglicht es, zu verhindern, dass der Schnittabschnitt zwischen dem ersten Seitenabschnitt 33 und dem zweiten Seitenabschnitt 34 beim Schneiden eines Leiterrahmens 36, wie nachfolgend beschrieben, abplatzt.
  • Außerdem sind die in 8A dargestellten Winkel θ1, θ2 und θ3 im Wesentlichen rechte Winkel, vorzugsweise 80 Grad bis 100 Grad, weiter vorzugsweise 90 Grad bis 100 Grad. In dieser bevorzugten Ausführungsform sind die Winkel θ1, θ2 und θ3 alle 90 Grad. Es wird darauf hingewiesen, dass, wie in 8A dargestellt, wenn der erste Seitenabschnitt 33 eine Bogenform aufweist, der Winkel θ1 als der Winkel zwischen einer Tangente 35 des Bogens an dem Schnittabschnitt zwischen der lateralen Umfangskante 29 und dem ersten Seitenabschnitt 33 und der lateralen Umfangskante 29 definiert werden kann. Ebenso kann der Winkel θ2 als der Winkel zwischen der Tangente 35 und einer Verlängerung des linearen zweiten Seitenabschnitts 34 definiert werden.
  • Außerdem liegt das Verhältnis (L1/L2) zwischen der Länge L1 des ersten Seitenabschnitts 33 und der Länge L2 des zweiten Seitenabschnitts 34 beispielsweise im Bereich von 1/10 bis 10, vorzugsweise 1/5 bis 5. Es wird darauf hingewiesen, dass, wie in 8A dargestellt, wenn der erste Seitenabschnitt 33 eine Bogenform aufweist, die Länge L2 des zweiten Seitenabschnitts 34 als der Abstand zwischen der Tangente 35 des ersten Seitenabschnitts 33 und der longitudinalen Umfangskante 30 definiert werden kann.
  • Auch in dieser bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dicke T1 des vorstehenden Abschnitts 14 (d.h. die Dicke des Drain-Anschlusses 2, des Source-Anschlusses 3 und des oben genannten Gate-Anschlusses 4) beispielsweise 0,1 mm bis 2 mm (vorzugsweise 1,1 mm bis 1,5 mm) und der Vorsprungsbetrag L3 des vorstehenden Abschnitts 14 von der Endfläche 6C des Harzgehäuses 6 beträgt beispielsweise 0,1 mm bis 2 mm.
  • Die Halbleitervorrichtung 1 wird dann oberflächenmontiert und auf einem Montagesubstrat (Leiterplatte) verwendet, auf dessen Oberfläche die Verdrahtung der Schaltung (Muster) definiert ist. Der Drain-Anschluss 2, der Source-Anschluss 3 und der Gate-Anschluss 4 sind jeweils miteinander verbunden, indem sie z.B. mit der Schaltungsverdrahtung auf dem Montagesubstrat verlötet werden. Der vorstehende Abschnitt 14 des Drain-Anschlusses 2 dient auch als Wärmeableitungsrippe, um die in der Halbleitervorrichtung 1 z.B. durch das Antreiben bzw. Ansteuern des Halbleiterelements 5 in das Montagesubstrat erzeugte Wärme abzuführen. Die Wärmeabfuhr von der Halbleitervorrichtung 1 kann auch durch den Drain-Anschluss 2 erreicht werden, der durch die vertieften Abschnitte 25, 26 des Harzgehäuses 6 freigelegt ist.
  • 9 ist eine schematische Draufsicht des Leiterrahmens 36 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 10 ist eine wesentlich vergrößerte Ansicht des Leiterrahmens 36. 11A und 11B sind Ansichten, um einen Schritt zum Schneiden des Leiterrahmens 36 zu beschreiben. Es wird darauf hingewiesen, dass in den 9 bis 11 nur jene der in den 1 bis 8 dargestellten Referenzzeichen dargestellt sind, die zur Beschreibung eines Fertigungsablaufs der Halbleitervorrichtung 1 erforderlich sind, und die anderen Referenzzeichen entfallen.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1 mit Bezug auf die 9 bis 11 beschrieben.
  • Zunächst wird zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 1 der Leiterrahmen 36 vorbereitet, wie in 9 dargestellt. Der Leiterrahmen 36 beinhaltet einen verbreiterten Rahmenabschnitt 37, der den Rahmen (framework) des Leiterrahmens 36 bildet, und einen Inselabschnitt 38 und Leiterabschnitte 39, die mit dem Rahmenabschnitt 37 integriert und auf diesem abgestützt sind. Der Leiterrahmen 36 ist aufgebaut aus einer Metallplatte, vorzugsweise aus Cu, Ni, einer Legierung davon, einer 42-Legierung usw.
  • Der Leiterrahmen 36 wird durch Stanzen an einer Metallplatte definiert und mit mehreren gestanzten Abschnitten (Raumabschnitte 40) definiert, die von dem Rahmenabschnitt 37 umgeben sind. Insbesondere weist der Rahmenabschnitt 37 einen Basisrahmen 41 und einen diesem gegenüberliegenden Rippenrahmen 42 auf, die sich seitlich parallel zueinander erstrecken, und Verbindungsrahmen 43, die sich in Längsrichtung zwischen dem Basisrahmen 41 und dem Rippenrahmen 42 erstrecken, um sie zu verbinden. Die mehreren Verbindungsrahmen 43 sind so vorgesehen, dass sie voneinander beabstandet sind, um die Raumabschnitte 40 zwischen benachbarten der Verbindungsrahmen 43 zu unterteilen.
  • Der Rippenrahmen 42 ist ein Ort, der den vorstehenden Abschnitt 14 bildet, der aus dem Harzgehäuse 6 in einer Rippenform freizulegen ist, wobei erste Abschnitte 44 und zweite Abschnitte 45 mit jeweils einer vierseitigen Form seitlich schrittweise angeordnet sind. Dadurch wird der Verbindungsabschnitt zwischen jedem ersten Abschnitt 44 und zweiten Abschnitt 45 als gebogener Abschnitt 46 gebildet, der in einer Kröpfungsform gebogen ist.
  • Der Inselabschnitt 38 und die Leiterabschnitte 39 sind in jedem Raumabschnitt 40 angeordnet, der durch den Rahmenabschnitt 37 unterteilt ist.
  • Der Inselabschnitt 38 ist ein Ort, der den Inselabschnitt 7 des Drain-Anschlusses 2 bildet. Der Inselabschnitt 38 ist freitragend an einem der ersten Abschnitte 44 des Rippenrahmens 42 abgestützt und erstreckt sich zur Seite des Basisrahmens 41.
  • Die Leiterabschnitte 39 sind Orte, die die Source-Anschlüsse 3 und den Gate-Anschluss 4 bilden, und zwar freitragend abgestützt am Basisrahmen 41 in der gleichen Anzahl wie die Anschlüsse 3, 4 und sich zum Seitenrahmen 42 erstreckend. Ein Koppelabschnitt 47, der zum gemeinsamen Verbinden der mehreren Leiterabschnitte 39 verwendet wird, ist in einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt jedes Leiterabschnitts 39 in der Longitudinalrichtung definiert, um zu verhindern, dass die länglichen Leiterabschnitte 39 während der Herstellung der Halbleitervorrichtung 1 (z.B. beim Bonden der Bonddrähte 12, 13) verschoben werden.
  • Nach der Vorbereitung des Leiterrahmens 36 wird ein Halbleiterelement 5 auf jeden Inselabschnitt 38 gebonded. Das Halbleiterelement 5 wird an jeden Inselabschnitt 38 z.B. durch ein leitendes Bondmaterial (z.B. Ag-Paste) gebonded. Anschließend werden die Source 9 und das Gate 10 des Halbleiterelements 5 mit den Leiterabschnitten 39 entsprechend dem Source-Anschluss 3 und dem Gate-Anschluss 4 über Bonddrähte 12, 13 verbunden, was jedoch in den 9 bis 11 nicht dargestellt ist.
  • Anschließend wird selektiv Formharz auf den Leiterrahmen 36 gegossen, um das Halbleiterelement 5, den Inselabschnitt 38 und einen Abschnitt der Leiterabschnitte 39 mit einem Harzgehäuse 6 zu verkapseln.
  • Anschließend wird der Leiterrahmen 36 entlang einer Schnittlinie 48 geschnitten, die an dem gebogenen Abschnitt 46 eingestellt ist, wie durch die gestrichelte Linie in 10 gezeigt, so dass die zweiten Abschnitte 45 des Rippenrahmens 42 von den ersten Abschnitten 44 getrennt werden. Die Begrenzungsabschnitte zwischen den Leiterabschnitten 39 und dem Basisrahmen 41 sowie der Koppelabschnitt 47 werden ebenfalls so geschnitten, dass der Basisrahmen 41 von den Leiterabschnitten 39 getrennt ist. Dadurch wird jede Halbleitervorrichtung 1 aus dem Leiterrahmen 36 in ein Stück geschnitten. Jeder erste Abschnitt 44 des Rippenrahmens 42, der nach dem Schneiden verbleibt, ist als ein vorstehender Abschnitt 14 des Drain-Anschlusses 2 definiert und jede Eckumfangskante 31 ist in einer Form definiert, die der Schnittlinie 48 folgt. Die Leiterabschnitte 39 sind auch als die Source-Anschlüsse 3 und der Gate-Anschluss 4 definiert.
  • Der vorstehend beschriebene Schneidevorgang kann beispielsweise wie in den 11A und 11B dargestellt durchgeführt werden. Zunächst werden, wie in 11A dargestellt, verbleibende Abschnitte des Leiterrahmens 36 nach der Verkapselung mit dem Harzgehäuse 6 (d.h. die ersten Abschnitte 44 des Rippenrahmens 42 und die Leiterabschnitte 39) über die Primärflächenseite des Leiterrahmens 36 (die Primärflächenseite 6A des Harzgehäuses 6) auf einer speziellen Matrize 49 als Beispiel für das Träger- bzw. Stützelement nach der vorliegenden Erfindung getragen, während die Sekundärflächenseite des Leiterrahmens 36 (die Sekundärflächenseite 6B des Harzgehäuses 6) von einem Gegenhalter bzw. Abstreifer (Stripper) 50 gehalten wird.
  • Als nächstes, wie in 11B dargestellt, werden nicht benötige Abschnitte des Leiterrahmens 36 (die zweiten Abschnitte 45 des Rippenrahmens 42 sind nur in 11B dargestellt) mit einem Stempel 51 als Beispiel für das Stanzelement nach der vorliegenden Erfindung von der Sekundärflächenseite zu der Primärflächenseite des Leiterrahmens gestanzt. Durch dieses Stanzen können nicht nur die zweiten Abschnitte 45, sondern auch der Basisrahmen 41 und der Koppelabschnitt 47 gleichzeitig gestanzt werden.
  • Gemäß dem vorstehenden Verfahren ist es möglich, das Auftreten eines Grats an den Ecken des vorstehenden Abschnitts 14 nach dem Schneiden zu reduzieren, da der Leiterrahmen 36 in einem Muster geschnitten wird, in dem jede Eckumfangskante 31 des vorstehenden Abschnitts 14 des Drain-Anschlusses 2 einen solchen ersten Seitenabschnitt 33 und einen zweiten Seitenabschnitt 34 aufweist, wie in 8A dargestellt. Dementsprechend weist die hierdurch entstandene Halbleitervorrichtung 1 keinen Grat auf, der um die Umfangskante des vorstehenden Abschnitts 14 des Drain-Anschlusses 2 herum verbleibt, so dass eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung bereitgestellt werden kann.
  • 12 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung 61 gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 13 ist eine Unteransicht der Halbleitervorrichtung 61 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 ist eine Frontansicht der Halbleitervorrichtung 61 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 15 ist eine Rückansicht der Halbleitervorrichtung 61 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 16 ist eine linke Seitenansicht der Halbleitervorrichtung 61 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 17 ist eine rechte Seitenansicht der Halbleitervorrichtung 61 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In den 12 bis 17 werden Komponenten, die mit denen der 1 bis 8 identisch sind, mit den gleichen Referenzzeichen bezeichnet und nicht beschrieben.
  • In der Halbleitervorrichtung 61 weist der vorstehende Abschnitt 14 des Drain-Anschlusses 2 eine geringere Breite auf als die des Harzgehäuses 6 (in dieser bevorzugten Ausführungsform eine Breite, die etwa halb so groß ist wie die des Harzgehäuses 6). Der schmalere vorstehende Abschnitt 14 ragt aus einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt der Endfläche 6C in Breitenrichtung mit gleichen Abständen zu den jeweiligen Endflächen 6D, 6F des Harzgehäuses 6 heraus. Dementsprechend sind Abschnitte der Endfläche 6C des Harzgehäuses 6 auf beiden lateralen Seiten des vorstehenden Abschnitts 14 in einer in 15 dargestellten Rückansicht definiert.
  • Der Drain-Anschluss 2 ist auch mit seitlich verlaufenden Abschnitten 62, 62 definiert, die sich von den Seitenkanten des Inselabschnitts 7 zu den jeweiligen Endflächen 6D, 6F des Harzgehäuses 6 erstrecken. Die sich seitlich erstreckenden Abschnitte 62, 62 erstrecken sich kollinear von den Seitenkanten des Inselabschnitts 7 in entgegengesetzte Richtungen, so dass sie aus den Endflächen 6D, 6F des Harzgehäuses 6 herausstehen und freigelegt werden.
  • Außerdem sind in der Halbleitervorrichtung 61 ein Source-Anschluss 63 und ein Gate-Anschluss 64 vorgesehen, die breiter sind als die in den 1 und 2 dargestellten Source-Anschlüsse 3 bzw. der Gate-Anschluss 4. Der Source-Anschluss 63 und der Gate-Anschluss 64 sind koplanar mit dem Drain-Anschluss 2 angeordnet, wobei Abschnitte davon aus der Endfläche 6E des Harzgehäuses 6 als vorstehende Abschnitte 65, 66 in Rippenform vorstehen. Eckumfangskanten 67, 68 und vertiefte Abschnitte 69, 70 mit der gleichen Form wie die Eckumfangskanten 31 und die in 8A dargestellten vertieften Abschnitte 32 sind an den lateralen Endecken jedes vorstehenden Abschnitts 65, 66 definiert. Ähnlich wie der Verbindungsabschnitt 18 des Drain-Anschlusses 2 werden einige Regionen der Sekundärflächen des Source-Anschlusses 63 und des Gate-Anschlusses 64 auch selektiv durch die Sekundärfläche 6B des Harzgehäuses 6 als Verbindungsabschnitte 71, 72 freigelegt.
  • In der Halbleitervorrichtung 61, und zwar nicht nur im vorstehenden Abschnitt 14 des Drain-Anschlusses 2, sondern auch in dem Source-Anschluss 63 und in dem Gate-Anschluss 64, die in Rippenform vorstehen, sind die Eckumfangskanten 67, 68 in einem Muster definiert, das den ersten Seitenabschnitt 33 und den zweiten Seitenabschnitt 34 gemäß 8A beinhaltet. Es ist daher auch bei der Herstellung der Halbleitervorrichtung 61 möglich, das Auftreten eines Grats an den Ecken der vorstehenden Abschnitte 65, 66 nach dem Schneiden des Leiterrahmens zu reduzieren.
  • Während bisher die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, kann die vorliegende Erfindung auch in anderen Formen praktiziert werden.
  • So muss beispielsweise der zweite Seitenabschnitt 34 jeder Eckumfangskante 31 nicht unbedingt parallel zur lateralen Umfangskante 29 sein, wie in 8A dargestellt, sondern kann linear zur lateralen Umfangskante 29 geneigt sein, wie in 18 dargestellt. In diesem Fall kann der Neigungswinkel θ4 beispielsweise 5 Grad bis 30 Grad betragen.
  • Außerdem muss der erste Seitenabschnitt 33 jeder Eckumfangskante 31 nicht unbedingt eine Bogenform aufweisen, wie in 8A dargestellt, sondern kann sich linear orthogonal mit der lateralen Umfangskante 29 und dem zweiten Seitenabschnitt 34 schneiden, wie in 19 dargestellt.
  • Darüber hinaus können in den oben genannten bevorzugten Ausführungsformen alle vorstehenden Abschnitte 14, 65, 66 zwar teilweise externe Anschlüsse bilden, die elektrisch mit dem Halbleiterelement 5 verbunden sind, diese Abschnitte können jedoch beispielsweise auch Wärmeableitungsrippen sein, die nur zur Wärmeabfuhr von den Halbleitervorrichtungen 1, 61 (d.h. elektrisch vom Halbleiterelement 5 getrennt) vorgesehen sind.
  • Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung, obleich in den oben genannten bevorzugten Ausführungsformen ein MOSFET-Transistorchip als Vorrichtungsstruktur des Halbleiterelements 5 veranschaulicht wird, ein anderes Halbleiterelement wie einen IGBT, einen JFET oder eine Schottky-Sperrdiode beinhalten.
  • Im Rahmen der in den Ansprüchen beschriebenen Punkte können verschiedene andere Konstruktionsänderungen vorgenommen werden.
  • Diese Anmeldung entspricht der am 28. März 2017 beim Japanischen Patentamt eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-063198 , deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
  • Beispiel 1
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Beispiels und eines Vergleichsbeispiels beschrieben, wobei sie sich jedoch nicht auf das folgende Beispiel beschränken soll.
  • Nachfolgend ist die Bewertung des Auftretens von Graten für drei Stanzmuster nach einem Beispiel, einem Vergleichsbeispiel und einem Referenzbeispiel für die oben genannte Eckform des vorstehenden Abschnitts 14 des Drain-Anschlusses 2 aufgeführt. Die Konstruktionsform des vorstehenden Abschnitts 14 gemäß dem Beispiel, dem Vergleichsbeispiel und dem Referenzbeispiel ist jeweils wie in den 20A, 21A und 22A dargestellt.
  • Das heißt, wie in 20A dargestellt, weist das Beispiel in ähnlicher Weise wie die oben genannten bevorzugten Ausführungsformen eine Eckumfangskante 31 auf, die einen ersten Seitenabschnitt 33 aufweist, der sich mit der lateralen Umfangskante 29 bei 90 Grad schneidet und sich in Richtung der Endfläche 6C des Harzgehäuses 6 erstreckt, und einen zweiten Seitenabschnitt 34 aufweist, der sich mit dem ersten Seitenabschnitt 33 und der longitudinalen Umfangskante 30 bei 90 Grad schneidet.
  • Wie in 21A dargestellt, weist das Vergleichsbeispiel eine lineare Eckumfangskante 73 auf, die nicht den ersten Seitenabschnitt 33 beinhaltet, sondern von der lateralen Umfangskante 29 zur longitudinalen Umfangskante 30 geneigt ist.
  • Wie in 22A dargestellt, weist das Referenzbeispiel eine Eckumfangskante 76 auf, die einen ersten Seitenabschnitt 74 beinhaltet, der in Bezug auf die laterale Umfangskante 29 geneigt ist und sich in der Richtung entgegengesetzt zu der des ersten Seitenabschnitts 33 im Beispiel erstreckt (in 8A, in einer Richtung weg von der Endfläche 6C des Harzgehäuses 6) und einen linearen zweiten Seitenabschnitt 75 beinhaltet, der in Bezug auf die laterale Umfangskante 29 vom ersten Seitenabschnitt 74 in Richtung der longitudinalen Umfangskante 30 geneigt ist.
  • Der Leiterrahmen wurde selektiv von der Sekundärflächenseite des Harzgehäuses gemäß dem in den 9 bis 11 dargestellten Herstellungsprozess gestanzt, um die oben beschriebenen Konstruktionsformen des vorstehenden Abschnitts 14 zu erreichen. Die Form jedes tatsächlich erhaltenen vorstehenden Abschnitts 14 wurde mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) in verschiedenen Winkeln abgebildet. Die aufgenommenen REM-Bilder sind in den 20B bis 20D (Beispiel), 21B bis 21E (Vergleichsbeispiel) und 22B bis 22D (Referenzbeispiel) dargestellt. Die 20B, 21B und 22B zeigen Bilder der Sekundärfläche jedes vorstehenden Abschnitts 14, die 20C, 21C und 22C zeigen Bilder der Schnittfläche (Endfläche jedes vorstehenden Abschnitts 14) nach dem Stanzen, und die 20D, 21D und 22D zeigen Bilder der Primärfläche jedes vorstehenden Abschnitts 14. Außerdem ist 21E eine vergrößerte Ansicht eines Grats nach dem Vergleichsbeispiel.
  • <Auswertung>
  • Wie in den 20B bis 20D dargestellt, ist im Beispiel gemäß den oben genannten bevorzugten Ausführungsformen kein Grat an den Ecken des vorstehenden Abschnitts 14 aufgetreten. Außerdem wurde, wie in 20C dargestellt, eine plattierte bzw. beschichtete Schicht (z.B. Sn-plattierte Schicht) auf dem Leiterrahmen vom Stempel 51 geführt, um sich beim Stanzen des Leiterrahmens von einer Sekundärfläche 80 auf eine Seite einer Primärfläche 81 des vorstehenden Abschnitts 14 zu erstrecken, so dass eine Plattierungsregion 78 auf einer Endfläche 77 des vorstehenden Abschnitts 14 von der Sekundärfläche 80 zur Mitte in Dickenrichtung definiert wurde. Andererseits war jene Region, die einen Bereich von der Primärfläche 81 des vorstehenden Abschnitts 14 bis zu der Plattierungsregion 78 abdeckt, eine Basisregion 79, in der die Basis (z.B. Cu) des Leiterrahmens verblieb.
  • Im Gegensatz dazu, wie in den 21B bis 21E (insbesondere in 21E) dargestellt, führte das Vergleichsbeispiel dazu, dass in einem Endabschnitt der lateralen Umfangskante 29 ein Grat 82 auftrat.
  • Andererseits beobachtete das Referenzbeispiel, wie in den 22A bis 22D dargestellt, keine Gratbildung, aber da der erste Seitenabschnitt 74 so definiert war, dass er sich von dem vorstehenden Abschnitt 14 nach außen erstreckt, wurde festgestellt, dass die Größe der Halbleitervorrichtung um den Verlängerungsbetrag L4 des ersten Seitenabschnitts 74 im Vergleich zum Beispiel zunahm. Dies ist im Vergleich zum Beispiel in Bezug auf die Platzersparnis angesichts der jüngsten Verfeinerung von gedruckten Leiterplatten schlechter.
  • Bezugszeichenliste
    • 1:
    Halbleitervorrichtung
    2:
    Drain-Anschluss
    3:
    Source-Anschluss
    4:
    Gate-Anschluss
    5:
    Halbleiterelement
    6:
    Harzgehäuse
    7:
    Inselabschnitt
    8:
    Anschlussabschnitt
    9:
    Source
    10:
    Gate
    11:
    Drain
    12:
    Bonddraht
    13:
    Bonddraht
    14:
    Vorstehender Abschnitt
    15:
    Lateraler Seitenabschnitt
    16:
    Longitudinaler Seitenabschnitt
    17:
    Region
    18:
    Verbindungsabschnitt
    19:
    Drahtbondabschnitt
    20:
    Gebogener Abschnitt
    21:
    Anschlussabschnitt
    22:
    Drahtbondabschnitt
    23:
    Gebogener Abschnitt
    24:
    Anschlussabschnitt
    25:
    vertiefter Abschnitt
    26:
    vertiefter Abschnitt
    27:
    Umfangskante
    28:
    Umfangskante
    29:
    Laterale Umfangskante
    30:
    Longitudinale Umfangskante
    31:
    Eckumfangskante
    32:
    Vertiefter Abschnitt
    33:
    Erster Seitenabschnitt
    34:
    Zweiter Seitenabschnitt
    35:
    Tangente
    36:
    Leiterrahmen
    37:
    Rahmenabschnitt
    38:
    Inselabschnitt
    39:
    Leiterabschnitt
    40:
    Raumabschnitt
    41:
    Basisrahmen
    42:
    Rippenrahmen
    43:
    Verbindungsrahmen
    44:
    Erster Abschnitt
    45:
    Zweiter Abschnitt
    46:
    Gebogener Abschnitt
    47:
    Koppelabschnitt
    48:
    Schnittlinie
    49:
    Matrize
    50:
    Abstreifer
    51:
    Stempel
    61:
    Halbleitervorrichtung
    62:
    Seitlich verlängerter Abschnitt
    63:
    Source-Anschluss
    64:
    Gate-Anschluss
    65:
    Vorstehender Abschnitt
    66:
    Vorstehender Abschnitt
    67:
    Eckumfangskante
    68:
    Eckumfangskante
    69:
    Vertiefter Abschnitt
    70:
    Vertiefter Abschnitt
    71:
    Verbindungsabschnitt
    72:
    Verbindungsabschnitt
    73:
    Eckumfangskante
    74:
    Erster Seitenabschnitt
    75:
    Zweiter Seitenabschnitt
    76:
    Eckumfangskante
    77:
    Endfläche
    78:
    Plattierungsregion
    79:
    Basisregion
    80:
    Sekundäre Fläche
    81:
    Primäre Fläche
    82:
    Grat
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 201592609 [0003]
    • JP 2017063198 [0078]

Claims (12)

  1. Halbleitervorrichtung, umfassend: ein Halbleiterelement; ein Gehäusematerial, das das Halbleiterelement einkapselt; und ein Metallelement, das elektrisch mit dem Halbleiterelement verbunden ist und das einen vorstehenden Abschnitt aufweist, der von einer Endfläche des Gehäusematerials vorsteht, wobei der vorstehende Abschnitt eine laterale Umfangskante entlang der EndflächeEndfläche des Gehäusematerials, eine longitudinale Umfangskante entlang der Normalenrichtung der Endfläche und eine Eckumfangskante aufweist, die durch Seitenabschnitte gebildet ist, die an den Ecken des vorstehenden Abschnitts angeordnet sind und sich zu der lateralen Umfangskante bzw. der longitudinalen Umfangskante fortsetzen, und wobei die Eckumfangskante einen ersten Seitenabschnitt beinhaltet, der sich im Wesentlichen orthogonal mit der lateralen Umfangskante schneidet und sich in Richtung der Endfläche des Gehäusematerials erstreckt, und einen zweiten Seitenabschnitt beinhaltet, wobei sich ein Ende davon im Wesentlichen orthogonal mit dem ersten Seitenabschnitt schneidet und sich das andere Ende im Wesentlichen orthogonal mit der longitudinalen Umfangskante schneidet.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der sich schneidende Abschnitt zwischen dem ersten Seitenabschnitt und dem zweiten Seitenabschnitt in einer gekrümmten Form definiert ist.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Winkel 91 zwischen der lateralen Umfangskante und dem ersten Seitenabschnitt, ein Winkel θ2 zwischen dem ersten Seitenabschnitt und dem zweiten Seitenabschnitt und ein Winkel θ3 zwischen dem zweiten Seitenabschnitt und der longitudinalen Umfangskante alle 90 Grad betragen.
  4. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verhältnis (L1/L2) zwischen der Länge L1 des ersten Seitenabschnitts und der Länge L2 des zweiten Seitenabschnitts im Bereich von 1/10 bis 10 liegt.
  5. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dicke T1 des vorstehenden Abschnitts 0,1 mm bis 2 mm beträgt und der Vorsprungsbetrag L3 des vorstehenden Abschnitts gegenüber der Endfläche des Gehäusematerials 0,1 mm bis 2 mm beträgt.
  6. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zweite Seitenabschnitt parallel zu der lateralen Umfangskante definiert ist.
  7. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zweite Seitenabschnitt so definiert ist, dass er in Bezug auf die laterale Umfangskante geneigt ist.
  8. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Endfläche des vorstehenden Abschnitts eine Plattierungsregion beinhaltet, die einen Bereich von einer Sekundärflächenseite des vorstehenden Abschnitts zu der Mitte in Dickenrichtung abdeckt, und eine Basisregion des Metallelements beinhaltet, die einen Bereich von einer Primärflächenseite des vorstehenden Abschnitts zu der Plattierungsregion abdeckt.
  9. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 8, wobei der vorstehende Abschnitt des Metallelements eine Wärmeableitungsrippe beinhaltet, um in der Halbleitervorrichtung erzeugte Wärme abzuführen.
  10. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Halbleiterelement einen Transistorchip beinhaltet, und wobei das Metallelement einen Drain-Anschluss beinhaltet, der mit einem Drain des Transistorchips verbunden ist.
  11. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Halbleiterelement einen Transistorchip beinhaltet, und wobei das Metallelement einen Source-Anschluss beinhaltet, der mit einer Source des Transistorchips verbunden ist.
  12. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Halbleiterelement einen Transistorchip beinhaltet, und wobei das Metallelement einen Gate-Anschluss beinhaltet, der mit einem Gate des Transistorchips verbunden ist.
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