DE212021000165U1 - Halbleiterbauteil - Google Patents

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    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H01L2924/183—Connection portion, e.g. seal
    • H01L2924/18301—Connection portion, e.g. seal being an anchoring portion, i.e. mechanical interlocking between the encapsulation resin and another package part

Abstract

Halbleiterbauteil, aufweisend:eine erste Zuleitung mit einer ersten Hauptseite und einer ersten Rückseite, die in entgegengesetzte Richtungen weisen;eine zweite Zuleitung, die getrennt von der ersten Zuleitung in einer ersten Richtung angeordnet ist, die parallel zur ersten Hauptseite ist, wobei die zweite Zuleitung eine zweite Hauptseite einschließt und eine zweite Rückseite, die in entgegengesetzte Richtungen weisen, und wobei die zweite Hauptseite in die gleiche Richtung wie die erste Hauptseite weist;ein Halbleiterelement, das auf der ersten Hauptseite montiert ist und eine Hauptseiten-Elektrode einschließt, die in die gleiche Richtung wie die erste Hauptseite weist;ein Bondmaterial, das das Halbleiterelement an die erste Zuleitung bondet;einen Draht, der die Hauptseiten-Elektrode und die zweite Hauptseite elektrisch verbindet; undein Verkapselungsharz, das das Halbleiterelement und den Draht einkapselt, wobei der Draht A1 enthält,die zweite Zuleitung Cu enthält und ein zweites Basiselement aufweist, das eine obere Seite, welche in die gleiche Richtung wie die erste Hauptseite weist, und eine zweite Plattierungsschicht aufweist, die die obere Seite des zweiten Basiselements bedeckt, und das eine Seite aufweist, die durch die zweite Hauptseite definiert ist, und wobeidie zweite Plattierungsschicht eine Ni-Plattierungsschicht aufweist, die auf der oberen Seite des zweiten Basiselements gebildet ist, eine Pd-Plattierungsschicht, die auf der Ni-Plattierungsschicht ausgebildet ist, und eine Au-Plattierungsschicht, die auf der Pd-Plattierungsschicht ausgebildet ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauteil.
  • STAND DER TECHNIK
  • Verschiedene Ausgestaltungen für ein Halbleiterbauteil, das ein Halbleiterelement aufweist, sind vorgeschlagen worden. Ein repräsentatives Beispiel für ein Halbleiterelement ist ein Transistor. Patentdokument 1 offenbart ein Beispiel für ein herkömmliches Halbleiterbauteil. Das Halbleiterbauteil weist ein Halbleiterelement, einen Leadframe, Drähte und ein Verkapselungsharz auf. Der Leadframe ist zum Beispiel aus Kupfer gebildet. Der Leadframe weist einen Die-Pad-Abschnitt und Zuleitungsabschnitte auf. Der Die-Pad-Abschnitt trägt das Halbleiterelement. Jeder der Zuleitungsabschnitte ist über einen Draht elektrisch mit dem Halbleiterelement verbunden. Das Verkapselungsharz deckt das Halbleiterelement ab.
  • DOKUMENT ZUM STAND DER TECHNIK
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift der Patentanmeldung Nr. 2016-18846
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Probleme, die die Erfindung lösen soll
  • Der Draht, der das Halbleiterelement und den Leadframe verbindet, wird beispielsweise aus Gold (Au), Kupfer (Cu) oder Aluminium (Al) hergestellt. Ein Draht aus Au ist teuer. Wenn ein Halbleiterbauteil eine große Anzahl von Drähten aufweist, müssen daher die Kosten berücksichtigt werden. Ein Draht aus Cu ist hart. Daher muss man sich Gedanken über den Bondprozess machen, um das Halbleiterelement nicht zu beschädigen. Ein aus A1 hergestellter Draht ist weich und kostengünstig und hat daher Vorteile gegenüber Drähten aus Au oder Cu.
  • Wenn jedoch ein Leadframe aus Cu gebildet wird und ein Al-Draht direkt an den Cu-Leiterrahmen gebondet wird, bildet sich eine Metallverbindung zwischen dem Draht und dem Leadframe. Die Entwicklung einer intermetallischen Verbindung wird durch die beim Betrieb des Halbleiterbauteils entstehende Wärme gefördert und kann die Zuverlässigkeit verringern.
  • Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Halbleiterbauteil bereitzustellen, das die Zuverlässigkeit beibehält, wenn ein Aluminiumdraht verwendet wird.
  • Mittel zur Lösung der Probleme
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Halbleiterbauteil, das eine erste Zuleitung aufweist, die eine erste Hauptseite und eine erste Rückseite aufweist, die in entgegengesetzte Richtungen weisen, eine zweite Zuleitung, die getrennt von der ersten Zuleitung in einer ersten Richtung angeordnet ist, die parallel zu der ersten Hauptseite ist, wobei die zweite Zuleitung eine zweite Hauptseite und eine zweite Rückseite aufweist, die in entgegengesetzte Richtungen weisen, und die zweite Hauptseite in dieselbe Richtung wie die erste Hauptseite weist, ein Halbleiterelement, das auf der ersten Hauptseite angebracht ist und eine Hauptseiten-Elektrode aufweist, die in dieselbe Richtung wie die erste Hauptseite weist, ein Bondmaterial, das das Halbleiterelement mit der ersten Zuleitung bondet, einen Draht, der die Hauptseiten-Elektrode und die zweite Hauptseite elektrisch verbindet, und ein Verkapselungsharz, das das Halbleiterelement und den Draht einkapselt. Der Draht enthält A1. Die zweite Zuleitung enthält Cu und weist ein zweites Basiselement auf, das eine obere Seite aufweist, die in die gleiche Richtung wie die erste Hauptseite weist, sowie eine zweite Plattierungsschicht, die die obere Seite des zweiten Basiselements abdeckt und eine durch die zweite Hauptseite definierte Seite aufweist. Die zweite Plattierungsschicht weist eine Ni-Plattierungsschicht auf, die auf der oberen Seite des zweiten Basiselements ausgebildet ist, eine Pd-Plattierungsschicht, die auf der Ni-Plattierungsschicht ausgebildet ist, und eine Au-Plattierungsschicht, die auf der Pd-Plattierungsschicht ausgebildet ist.
  • In dieser Ausgestaltung wird der Al-Draht verwendet, um die Auswirkungen auf das Halbleiterelement zu verringern und dadurch die Verringerung der Zuverlässigkeit zu begrenzen. Darüber hinaus weist die zweite Zuleitung, die mit dem Draht verbunden ist, das zweite Basiselement aus Cu und die zweite Plattierungsschicht auf, die auf der Oberfläche des zweiten Basiselements ausgebildet ist. Die zweite Plattierungsschicht weist die Ni-Plattierungsschicht, die Pd-Plattierungsschicht und die Au-Plattierungsschicht auf. Dadurch wird die Trennung des Drahtes von der zweiten Zuleitung begrenzt und die Zuverlässigkeit erhalten.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung stellt ein Halbleiterbauteil bereit, das die Zuverlässigkeit beibehält, während ein Aluminiumdraht verwendet wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform eines Halbleiterbauteils von der oberen Seite aus gesehen zeigt.
    • 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die Ausführungsform des Halbleiterbauteils von der unteren Seite aus betrachtet zeigt.
    • 3 ist eine schematische Ansicht von oben, die die Ausführungsform des Halbleiterbauteils zeigt.
    • 4 ist eine schematische Ansicht von unten, die die Ausführungsform des Halbleiterbauteils zeigt.
    • 5 ist eine schematische Ansicht der Ausführungsform des Halbleiterbauteils von vorne.
    • 6 ist eine schematische Seitenansicht, die die Ausführungsform des Halbleiterbauteils zeigt.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 in 3.
    • 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8-8 in 3.
    • 9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer zweiten Zuleitung (Steuerzuleitung).
    • 10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer zweiten Zuleitung (Antriebszuleitung).
    • 11 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer ersten Zuleitung.
    • 12 ist eine schematische Darstellung eines Leadframes für die Herstellung eines Halbleiterbauteils.
    • 13 ist eine schematische Ansicht von oben, die ein modifiziertes Beispiel eines Halbleiterbauteils zeigt.
  • MODI ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen werden im Folgenden beschrieben.
  • Komponenten in den Zeichnungen können der Einfachheit und Klarheit halber vergrößert dargestellt sein. Die Größenverhältnisse einer Komponente müssen nicht maßstabsgetreu dargestellt sein oder können zwischen den Zeichnungen abweichen. In den Querschnittsansichten kann die Schraffierung von Komponenten teilweise weggelassen werden, um das Verständnis zu erleichtern.
  • In dieser Beschreibung schließt der Ausdruck „ein Zustand, in dem das Bauteil A mit dem Bauteil B verbunden ist“ einen Fall mit ein, in dem das Bauteil A und das Bauteil B direkt physikalisch verbunden sind, und einen Fall, in dem das Bauteil A und das Bauteil B indirekt durch ein anderes Bauteil verbunden sind, das den elektrischen Verbindungszustand nicht beeinflusst.
  • Eine Ausführungsform eines Halbleiterbauteils wird nun mit Bezug auf die 1 bis 12 beschrieben. Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist ein Halbleiterbauteil A1 beispielsweise quaderförmig. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Richtung in Dickenrichtung des Halbleiterbauteils A1 als Z-Richtung, eine Richtung orthogonal zur Z-Richtung als X-Richtung (zweite Richtung) und eine Richtung orthogonal zur Z-Richtung und zur X-Richtung als Y-Richtung (erste Richtung) bezeichnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Draufsicht eine Ansicht eines Objekts in der Z-Richtung.
  • Wie in den 1 bis 6 gezeigt, weist das Halbleiterbauteil A1 eine erste Zuleitung 10, eine zweite Zuleitung 20, ein Halbleiterelement 50, ein Bondmaterial 60, einen Draht 70, ein Verkapselungsharz 80 und eine Anschluss-Plattierungsschicht 90 auf. In den 3 bis 6 ist das Verkapselungsharz 80 der Einfachheit halber durch doppelt gestrichelte Linien dargestellt, und die im Verkapselungsharz 80 angeordneten Elemente sind durch durchgezogene Linien dargestellt. In 4 ist die Anschluss-Plattierungsschicht 90 (Schichten 91 bis 93) nicht dargestellt.
  • Die erste Zuleitung 10 und die zweite Zuleitung 20 sind in Y-Richtung angeordnet. Die zweite Zuleitung 20 weist eine Steuerzuleitung 30 und eine Antriebszuleitung 40 auf, die in X-Richtung angeordnet sind.
  • Erste Zuleitung
  • Die erste Zuleitung 10 weist eine Hauptseite 101, eine Rückseite 102 und eine rückseitige Aussparung 103 auf. Die Hauptseite 101 und die Rückseite 102 weisen in Z-Richtung in entgegengesetzte Richtungen. Die rückseitige Aussparung 103 ist ein Abschnitt der ersten Zuleitung 10, der von der Rückseite 102 in der Z-Richtung zurückgesetzt ist.
  • Die erste Zuleitung 10 weist einen Anschlussabschnitt 11, einen Verbindungsabschnitt 12 und einen Die-Bond-Abschnitt 13 auf.
  • Der Anschlussabschnitt 11 ist so angeordnet, dass er in der Draufsicht nicht in die rückseitige Aussparung 103 hineinragt. Der Anschlussabschnitt 11 ist in der Draufsicht rechteckig. Der Anschlussabschnitt 11 weist eine Anschlussendseite 111 und eine Anschlussrückseite 112 auf. Die Anschlussendseite 111 ist in X-Richtung ausgerichtet und wird von dem Verkapselungsharz 80 freigelegt. Die Anschlussrückseite 112 ist Teil der Rückseite 102. Die Anschlussrückseite 112 ist vom Verkapselungsharz 80 freigelegt.
  • Der Verbindungsabschnitt 12 ist in der Draufsicht in der rückseitigen Aussparung 103 aufgenommen. Der Verbindungsabschnitt 12 weist eine Verbindungsendseite 121 auf. Die Verbindungsendseite 121 ist in Y-Richtung ausgerichtet und ist von dem Verkapselungsharz 80 freigelegt.
  • Der Die-Bond-Abschnitt 13 ist in der Draufsicht von der rückseitigen Aussparung 103 umgeben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Die-Bond-Abschnitt 13 in der Draufsicht rechteckig. Der Die-Bond-Abschnitt 13 weist eine Die-Bond-Rückseite 132 auf. Die Die-Bond-Rückseite 132 ist Teil der Rückseite 102 der ersten Zuleitung 10. Die Die-Bond-Rückseite 132 ist von dem Verkapselungsharz 80 freigelegt.
  • Eine Plattierungsschicht 15 ist auf der ersten Zuleitung 10 mit Ausnahme der Anschlussendseite 111 und der Verbindungsendseite 121 gebildet, die Oberflächen der ersten Zuleitung 10 sind, die von dem Verkapselungsharz 80 freigelegt sind. In der vorliegenden Ausführungsform weist die erste Zuleitung 10 ein Basiselement 14 und die Plattierungsschicht 15 auf. Das Basiselement 14 ist im Wesentlichen aus Cu (Kupfer) gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist mit „im Wesentlichen aus Cu“ gemeint, dass es aus Cu oder einer Legierung, die Cu als Hauptkomponente aufweist, gebildet ist. Das Basiselement 14 enthält zu etwa 95 % oder mehr aus Cu. Vorzugsweise enthält das Basiselement 14 etwa 98 % oder mehr Cu. Noch vorteilhafter ist es, wenn das Basiselement 14 etwa 99 % oder mehr Cu enthält. Das Basiselement 14 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten. Das Basiselement 14 wird beispielsweise aus einer durch Walzen geformten Metallplatte hergestellt. Die Metallplatte wird geätzt, um einen Ätzrahmen zu bilden. Der Ätzrahmen wird plattiert und dann geschnitten, um das Basiselement 14 zu erhalten. Dadurch wird das Basiselement 14 an der Anschlussendseite 111 und der Verbindungsendseite 121 freigelegt.
  • Wie in 11 gezeigt, weist die Plattierungsschicht 15 in der vorliegenden Ausführungsform drei Schichten 151, 152 und 153 auf. Die Plattierungsschicht 151 ist im Wesentlichen aus Ni (Nickel) gebildet. „Im Wesentlichen aus Ni gebildet“ bedeutet, dass sie aus Ni oder einer Legierung gebildet ist, die Ni als Hauptkomponente aufweist. Die Plattierungsschicht 151 enthält zu etwa 95 % oder mehr Ni. Vorzugsweise enthält die Plattierungsschicht 151 etwa 98 % oder mehr Ni. Noch bevorzugter ist es, wenn die Plattierungsschicht 151 etwa 99 % oder mehr Ni enthält. Die Plattierungsschicht 151 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten. Die Plattierungsschicht 152 ist im Wesentlichen aus Pd (Palladium) gebildet. Mit „im Wesentlichen aus Pd gebildet“ ist gemeint, dass sie aus Pd oder einer Legierung gebildet ist, die Pd als Hauptkomponente aufweist. Die Plattierungsschicht 152 enthält etwa 95 % oder mehr Pb. Vorzugsweise enthält die Plattierungsschicht 152 etwa 98 % oder mehr Pb. Noch bevorzugter ist es, wenn die Plattierungsschicht 152 etwa 99 % oder mehr Pb enthält. Die Plattierungsschicht 152 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten. Die Plattierungsschicht 153 ist im Wesentlichen aus Au (Gold) gebildet. Mit „im Wesentlichen aus Au gebildet“ ist gemeint, dass sie aus Au oder einer Legierung gebildet ist, die Au als Hauptkomponente aufweist. Die Plattierungsschicht 153 besteht zu etwa 95 % oder mehr aus Au. Vorzugsweise enthält die Plattierungsschicht 153 etwa 98 % oder mehr Au. Noch bevorzugter ist es, wenn die Plattierungsschicht 153 etwa 99 % oder mehr Au enthält. Die Plattierungsschicht 153 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten. Im Folgenden können die Plattierungsschicht 151, 152 und 153 als Ni-Plattierungsschicht 151, Pd-Plattierungsschicht 152 bzw. Au-Plattierungsschicht 153 bezeichnet werden.
  • Die Ni-Plattierungsschicht 151, die Pd-Plattierungsschicht 152 und die Au-Plattierungsschicht 153 sind in dieser Reihenfolge auf der Oberfläche des Basiselements 14 geschichtet. Genauer gesagt wird die Ni-Plattierungsschicht 151 auf der Oberfläche des Basiselements 14 gebildet, die Pd-Plattierungsschicht 152 wird auf der Oberfläche der Ni-Plattierungsschicht 151 gebildet und die Au-Plattierungsschicht 153 wird auf der Oberfläche der Pd-Plattierungsschicht 152 gebildet. Die Ni-Plattierungsschicht 151, die Pd-Plattierungsschicht 152 und die Au-Plattierungsschicht 153 werden zum Beispiel durch einen elektrolytischen Plattierungsprozess gebildet.
  • Zweite Zuleitung (Steuerzuleitung)
  • Die Steuerzuleitung 30 weist eine Hauptseite 301, eine Rückseite 302 und eine rückseitige Aussparung 303 auf.
  • Die Hauptseite 301 und die Rückseite 302 sind in der Z-Richtung entgegengesetzt ausgerichtet. Die rückseitige Aussparung 303 ist ein Abschnitt der Steuerzuleitung 30, der von der Rückseite 302 in der Z-Richtung zurückgesetzt ist.
  • Die Steuerzuleitung 30 weist einen Anschlussabschnitt 31 und einen Verbindungsabschnitt 32 auf.
  • Der Anschlussabschnitt 31 ist so angeordnet, dass er in der Draufsicht nicht in die rückseitige Aussparung 303 hineinragt. Der Anschlussabschnitt 31 ist in der Draufsicht rechteckig. Der Anschlussabschnitt 31 weist eine Anschlussendseite 311 und eine Anschlussrückseite 312 auf. Die Anschlussendseite 311 ist in X-Richtung ausgerichtet und ist von dem Verkapselungsharz 80 freigelegt. Die Anschlussrückseite 312 ist Teil der Rückseite 302. Die Anschlussrückseite 312 ist von dem Verkapselungsharz 80 freigelegt.
  • Der Verbindungsabschnitt 32 ist in der Draufsicht in der rückseitigen Aussparung 303 eingeschlossen. Der Verbindungsabschnitt 32 weist eine Verbindungsendseite 321 auf. Die Verbindungsendseite 321 ist in Y-Richtung ausgerichtet und liegt vom Verkapselungsharz 80 frei gelegt.
  • Auf der Steuerzuleitung 30 ist eine Plattierungsschicht 35 mit Ausnahme der Anschlussendseite 311 und der Verbindungsendseite 321 ausgebildet, die Oberflächen der Steuerzuleitung 30 sind, die vom Verkapselungsharz 80 freiliegen. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Steuerzuleitung 30 ein Basiselement 34 und die Plattierungsschicht 35 auf. Das Basiselement 34 ist im Wesentlichen aus Cu (Kupfer) gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist mit „im Wesentlichen aus Cu gebildet“ gemeint, dass es aus Cu oder einer Legierung, die Cu als Hauptkomponente aufweist, gebildet ist. Das Basiselement 34 enthält etwa 95 % oder mehr Cu. Vorzugsweise enthält das Basiselement 34 etwa 98 % oder mehr Cu. Noch bevorzugter ist es, wenn das Basiselement 34 etwa 99 % oder mehr Cu enthält. Das Basiselement 34 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten. Das Basiselement 34 wird beispielsweise aus einer durch Walzen geformten Metallplatte hergestellt. Die Metallplatte wird geätzt, um einen Ätzrahmen zu bilden. Der Ätzrahmen wird plattiert und dann geschnitten, um das Basiselement 34 zu erhalten. Dadurch wird das Basiselement 34 an der Anschlussendseite 311 und der Verbindungsendseite 321 freigelegt.
  • Wie in 9 gezeigt, weist in der vorliegenden Ausführungsform die Plattierungsschicht 35 drei Plattierungsschichten 351, 352 und 353 auf. Die Plattierungsschicht 351 ist im Wesentlichen aus Ni (Nickel) gebildet. Mit „im Wesentlichen aus Ni gebildet“ ist gemeint, dass sie aus Ni oder einer Legierung gebildet ist, die Ni als Hauptkomponente aufweist. Die Plattierungsschicht 351 besteht zu etwa 95 % oder mehr aus Ni. Vorzugsweise enthält die Plattierungsschicht 351 etwa 98 % oder mehr Ni. Noch bevorzugter ist es, wenn die Plattierungsschicht 351 etwa 99 % oder mehr Ni enthält. Die Plattierungsschicht 351 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten. Die Plattierungsschicht 352 ist im Wesentlichen aus Pd (Palladium) gebildet. Mit „im Wesentlichen aus Pd gebildet“ ist gemeint, dass sie aus Pd oder einer Legierung gebildet ist, die Pd als Hauptkomponente aufweist. Die Plattierungsschicht 352 enthält etwa 95 % oder mehr Pb. Vorzugsweise enthält die Plattierungsschicht 352 etwa 98 % oder mehr Pb. Noch bevorzugter ist es, wenn die Plattierungsschicht 352 etwa 99 % oder mehr Pb enthält. Die Plattierungsschicht 352 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten. Die Plattierungsschicht 353 ist im Wesentlichen aus Au (Gold) gebildet. Mit „im Wesentlichen aus Au gebildet“ ist gemeint, dass sie aus Au oder einer Legierung besteht, die Au als Hauptkomponente aufweist. Die Plattierungsschicht 353 besteht zu etwa 95 % oder mehr aus Au. Vorzugsweise enthält die Plattierungsschicht 353 etwa 98 % oder mehr Au. Noch bevorzugter ist es, wenn die Plattierungsschicht 353 etwa 99 % oder mehr Au enthält. Die Plattierungsschicht 353 darf weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten. Im Folgenden können die Plattierungsschicht 351, 352 und 353 als Ni-Plattierungsschicht 351, Pd-Plattierungsschicht 352 bzw. Au-Plattierungsschicht 353 bezeichnet werden.
  • Die Ni-Plattierungsschicht 351, die Pd-Plattierungsschicht 352 und die Au-Plattierungsschicht 353 sind in dieser Reihenfolge auf der Oberfläche des Basiselements 34 geschichtet. Genauer gesagt wird die Ni-Plattierungsschicht 351 auf der Oberfläche des Basiselements 34 gebildet, die Pd-Plattierungsschicht 352 wird auf der Oberfläche der Ni-Plattierungsschicht 351 gebildet, und die Au-Plattierungsschicht 353 wird auf der Oberfläche der Pd-Plattierungsschicht 352 gebildet. Die Ni-Plattierungsschicht 351, die Pd-Plattierungsschicht 352 und die Au-Plattierungsschicht 353 werden beispielsweise durch einen elektrolytischen Plattierungsprozess gebildet.
  • Zweite Zuleitung (Antriebszuleitung)
  • Die Antriebszuleitung 40 weist eine Hauptseite 401, eine Rückseite 402 und eine rückseitige Aussparung 403 auf. Die Hauptseite 401 und die Rückseite 402 sind in Z-Richtung entgegengesetzt ausgerichtet. Die rückseitige Aussparung 403 ist ein Abschnitt der Antriebszuleitung 40, der von der Rückseite 402 in Z-Richtung zurückgesetzt ist. Die Hauptseite 401 der Antriebszuleitung 40 und die Hauptseite 301 der Steuerzuleitung 30 bilden eine Hauptseite (zweite Hauptseite) der zweiten Zuleitung 20. Die Rückseite 402 der Antriebszuleitung 40 und die Rückseite 302 der Steuerzuleitung 30 bilden eine Rückseite (zweite Rückseite) der zweiten Zuleitung 20.
  • Die Antriebszuleitung 40 weist einen Anschlussabschnitt 41, einen Verbindungsabschnitt 42 und einen Drahtbondabschnitt 43 auf.
  • Der Anschlussabschnitt 41 ist so angeordnet, dass er in der Draufsicht die rückseitige Aussparung 403 vermeidet. Der Anschlussabschnitt 41 ist in der Draufsicht rechteckig. Der Anschlussabschnitt 41 weist eine Anschlussendseite 411 und eine Anschlussrückseite 412 auf. Die Anschlussendseite 411 ist in X-Richtung ausgerichtet und wird von dem Verkapselungsharz 80 freigelegt. Die Anschlussrückseite 412 ist Teil der Rückseite 402. Die Anschlussrückseite 412 ist von dem Verkapselungsharz 80 freigelegt.
  • Der Verbindungsabschnitt 42 ist in der Draufsicht in der rückseitigen Aussparung 403 eingeschlossen. Der Verbindungsabschnitt 42 weist eine Verbindungsendseite 421 auf. Die Verbindungsendseite 421 ist in Y-Richtung ausgerichtet und liegt gegenüber dem Verkapselungsharz 80 frei.
  • Der Drahtbondabschnitt 43 ist in der Draufsicht von der rückseitigen Aussparung umgeben. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Drahtbondabschnitt 43 in der Draufsicht rechteckig. Der Drahtbondabschnitt 43 weist eine Drahtbondrückseite 432 auf. Die Drahtbondrückseite 432 ist Teil der Rückseite 402. Die Drahtbondrückseite 432 ist gegenüber dem Verkapselungsharz 80 freiliegend.
  • Eine Plattierungsschicht 45 ist auf der Antriebszuleitung 40 mit Ausnahme der Anschlussendseite 411 und der Verbindungsendseite 421 gebildet, die Oberflächen der Antriebszuleitung 40 sind, die von dem Verkapselungsharz 80 freigelegt sind. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Antriebszuleitung 40 ein Basiselement 44 und die Plattierungsschicht 45 auf. Das Basiselement 44 ist im Wesentlichen aus Cu (Kupfer) gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist mit „im Wesentlichen aus Cu gebildet“ gemeint, dass es aus Cu oder einer Legierung, die Cu als Hauptkomponente aufweist, gebildet ist. Das Basiselement 44 enthält etwa 95 % oder mehr Cu. Vorzugsweise enthält das Basiselement 44 etwa 98 % oder mehr Cu. Noch vorteilhafter ist es, wenn das Basiselement 44 etwa 99 % oder mehr Cu enthält. Das Basiselement 44 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten. Das Basiselement 44 wird z. B. aus einer durch Walzen geformten Metallplatte hergestellt. Die Metallplatte wird geätzt, um einen Ätzrahmen zu bilden. Der Ätzrahmen wird plattiert und dann geschnitten, um das Basiselement 44 zu erhalten. Dadurch wird das Basiselement 44 in der Anschlussendseite 411 und der Verbindungsendseite 421 freigelegt.
  • Wie in 10 gezeigt, weist die Plattierungsschicht 45 in der vorliegenden Ausführungsform drei Plattierungsschichten 451, 452 und 453 auf. Die Plattierungsschicht 451 ist im Wesentlichen aus Ni (Nickel) gebildet. Mit „im Wesentlichen aus Ni gebildet“ ist gemeint, dass sie aus Ni oder einer Legierung, die Ni als Hauptkomponente aufweist, gebildet ist. Die Plattierungsschicht 451 besteht zu etwa 95 % oder mehr aus Ni. Vorzugsweise enthält die Plattierungsschicht 451 etwa 98 % oder mehr Ni. Noch bevorzugter ist es, wenn die Plattierungsschicht 451 etwa 99 % oder mehr Ni enthält. Die Plattierungsschicht 451 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten. Die Plattierungsschicht 452 ist im Wesentlichen aus Pd (Palladium) gebildet. Mit „im Wesentlichen aus Pd gebildet“ ist gemeint, dass sie aus Pd oder einer Legierung gebildet ist, die Pd als Hauptkomponente aufweist. Die Plattierungsschicht 452 enthält etwa 95 % oder mehr Pb. Vorzugsweise enthält die Plattierungsschicht 452 etwa 98 % oder mehr Pb. Noch bevorzugter ist, dass die Plattierungsschicht 452 etwa 99 % oder mehr Pb enthält. Die Plattierungsschicht 452 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten. Die Plattierungsschicht 453 ist im Wesentlichen aus Au (Gold) gebildet. Mit „im Wesentlichen aus Au gebildet“ ist gemeint, dass sie aus Au oder einer Legierung besteht, die Au als Hauptkomponente aufweist. Die Plattierungsschicht 453 besteht zu etwa 95 % oder mehr aus Au. Vorzugsweise enthält die Plattierungsschicht 453 etwa 98 % oder mehr Au. Noch bevorzugter ist es, wenn die Plattierungsschicht 453 etwa 99 % oder mehr Au enthält. Die Plattierungsschicht 453 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten. Im Folgenden können die Plattierungsschicht 451, 452 und 453 als Ni-Plattierungsschicht 451, Pd-Plattierungsschicht 452 bzw. Au-Plattierungsschicht 453 bezeichnet werden.
  • Die Ni-Plattierungsschicht 451, die Pd-Plattierungsschicht 452 und die Au-Plattierungsschicht 453 sind in dieser Reihenfolge auf der Oberfläche des Basiselements 44 geschichtet. Genauer gesagt wird die Ni-Plattierungsschicht 451 auf der Oberfläche des Basiselements 44 gebildet, die Pd-Plattierungsschicht 452 wird auf der Oberfläche der Ni-Plattierungsschicht 451 gebildet, und die Au-Plattierungsschicht 453 wird auf der Oberfläche der Pd-Plattierungsschicht 452 gebildet. Die Ni-Plattierungsschicht 451, die Pd-Plattierungsschicht 452 und die Au-Plattierungsschicht 453 werden zum Beispiel durch einen elektrolytischen Plattierungsprozess gebildet.
  • Halbleiterelement
  • Das Halbleiterelement 50 ist auf der Hauptseite 101 der ersten Zuleitung 10 angebracht. Das Halbleiterelement 50 ist ein Element, das eine elektrische Funktion des Halbleiterbauteils A1 ausführt. Das Halbleiterelement 50 ist z.B. ein Transistor. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) verwendet. Ein MOSFET kann aus Silizium (Si), Siliziumkarbid (SiC) oder Galliumnitrid (GaN) hergestellt sein. Das Halbleiterelement 50 kann anstelle eines MOSFET auch ein Transistor sein, z. B. ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder andere Bipolartransistoren.
  • Das Halbleiterelement 50 ist rechteckig und flach. Das Halbleiterelement 50 weist eine Hauptseite 501 und eine Rückseite 502 auf. Die Element-Hauptseite 501 und die Element-Rückseite 502 weisen in der Z-Richtung in entgegengesetzte Richtungen.
  • Das Halbleiterelement 50 weist eine Hauptseiten-Elektrode 51 auf, die auf der Element-Hauptseite 501 angeordnet ist. Das Halbleiterelement 50 weist eine Rückseiten-Elektrode 54 auf, die auf der Element-Rückseite 502 angeordnet ist. Die Hauptseiten-Elektrode 51 weist eine Steuerelektrode 52 und eine Antriebselektrode 53 auf. In der vorliegenden Ausführungsform bildet die Steuerelektrode 52 eine Gate-Elektrode, die Antriebselektrode 53 eine Source-Elektrode und die Rückseiten-Elektrode 54 eine Drain-Elektrode.
  • Die Rückseiten-Elektrode 54 ist mit der Hauptseite 101 der ersten Zuleitung 10 durch das Bondmaterial 60 verbunden. Das Bondmaterial 60 ist leitend und verbindet die Rückseiten-Elektrode 54 und die erste Zuleitung 10 elektrisch. Das Bondmaterial 60 wird zum Beispiel aus einer Silberpaste (Ag) gebildet. Die Ag-Paste wird aus einem Kunstharz gebildet, dessen Hauptbestandteil ein Ag-haltiges Harzmaterial ist (z.B. Epoxidharz). Die Ag-Paste enthält etwa 75 bis 90 % Ag. Vorzugsweise enthält die Ag-Paste 80 bis 90 % Ag. Noch bevorzugter enthält die Ag-Paste 80 bis 85 % Ag. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Rückseiten-Elektrode 54 eine Drain-Elektrode des Halbleiterelements 50. Somit ist die erste Zuleitung 10 ein Drain-Anschluss des Halbleiterbauteils A1.
  • Draht
  • Der Draht 70 weist einen Steuerdraht 71 und einen Antriebsdraht 72 auf. Der Steuerdraht 71 ist mit der Steuerelektrode 52 des Halbleiterelements 50 und dem Anschlussabschnitt 31 der Steuerzuleitung 30 verbunden. Das heißt, der Anschlussabschnitt 31 dient auch als Drahtbondabschnitt, der mit dem Steuerdraht 71 verbunden ist. Der Steuerdraht 71 ist beispielsweise durch Ultraschallbonden mit der Steuerelektrode 52 und der Steuerzuleitung 30 verbunden.
  • Der Antriebsdraht 72 ist mit der Antriebselektrode 53 des Halbleiterelements 50 und dem Drahtbondabschnitt 43 der Antriebszuleitung 40 verbunden. Der Antriebsdraht 72 ist beispielsweise durch Ultraschallbonden mit der Antriebselektrode 53 und der Antriebszuleitung 40 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Halbleiterbauteil A1 zwei Antriebsdrähte 72 auf. Die Anzahl der Antriebsdrähte 72 wird gemäß der Stromstärke eingestellt, die zum Halbleiterbauteil A1 fließt.
  • Verkapselungsharz
  • Das Verkapselungsharz 80 verkapselt das Halbleiterelement 50, den Draht 70 (Steuerdraht 71 und Antriebsdraht 72) und Abschnitte der ersten Zuleitung 10 und der zweiten Zuleitung 20 (Steuerleitung 30 und Antriebsleitung 40). Das Verkapselungsharz 80 wird aus einem elektrisch isolierenden Harzmaterial gebildet. Das Harzmaterial wird zum Beispiel aus einem Epoxidharz gebildet. Das Verkapselungsharz 80 ist z. B. schwarz gefärbt.
  • Das Verkapselungsharz 80 weist eine Harz-Hauptseite 801, eine Harz-Rückseite 802 und Harz-Seitenflächen 803, 804, 805 und 806 auf. Die Harz-Hauptseite 801 und die Harz-Rückseite 802 sind in Z-Richtung entgegengesetzt ausgerichtet. Die Harz-Hauptseite 801 weist in dieselbe Richtung wie die Hauptseite 101 der ersten Zuleitung 10, die Hauptseite 301 der Steuerzuleitung 30 und die Hauptseite 401 der Antriebszuleitung 40. Die Harz-Seitenflächen 803 und 804 weisen in X-Richtung in entgegengesetzte Richtungen. Die Harz-Seitenflächen 805 und 806 weisen in Y-Richtung in entgegengesetzte Richtungen.
  • In der Harz-Rückseite 802 sind die Rückseite 102 der ersten Zuleitung 10, die Rückseite 302 der Steuerzuleitung 30 und die Rückseite 402 der Antriebszuleitung 40 von der Harz-Rückseite 802 des Verkapselungsharzes 80 freigelegt. Die Rückseiten 102, 302 und 402 sind bündig mit der Harz-Rückseite 802. Wie in 2 gezeigt, liegen die Anschlussendseite 111 der ersten Zuleitung 10 und die Anschlussendseite 311 der Steuerzuleitung 30 von der Harz-Seitenfläche 803 frei. Die Anschlussendseiten 111 und 311 sind bündig mit der Harz-Seitenflächen 803. Wie in 1 gezeigt, liegen in der Harz-Seitenfläche 804 die Anschlussendseite 111 der ersten Zuleitung 10 und die Anschlussendseite 411 der Antriebszuleitung 40 an der Harz-Seitenfläche 804 frei. Die Anschlussendseiten 111 und 411 sind bündig mit der Harz-Seitenfläche 804. Wie in 1 gezeigt, liegen die Verbindungsendseite 321 der Steuerzuleitung 30 und die Verbindungsendseite 421 der Antriebszuleitung 40 von der Harz-Seitenfläche 805 frei. Die Verbindungsendseiten 321 und 421 sind bündig mit der Harz-Seitenfläche 805. Wie in 2 gezeigt, liegt die Verbindungsendseite 121 der ersten Zuleitung 10 von der Harz-Seitenfläche 806 frei. Die Verbindungsendseite 121 ist bündig mit der Harz-Seitenfläche 806.
  • Anschluss-Plattierungsschicht
  • Wie in 2 gezeigt, weist das Halbleiterbauteil A1 die Anschluss-Plattierungsschicht 90 auf, die die Rückseite 102 der ersten Zuleitung 10, die Rückseite 302 der Steuerzuleitung 30 und die Rückseite 402 der Antriebszuleitung 40 abdeckt. Die Anschluss-Plattierungsschicht 90 weist die Plattierungsschicht 91 auf, die die Rückseite 102 der ersten Zuleitung 10 bedeckt, sowie die Plattierungsschichten 92 und 93, die die Rückseite 302 der Steuerzuleitung 30 und die Rückseite 402 der Antriebszuleitung 40 abdecken.
  • Genauer gesagt, weist die Rückseite 102 der ersten Zuleitung 10 die Anschlussrückseite 112 und die Die-Bond-Rückseite 132 auf. Die Plattierungsschicht 91 ist als dritte Plattierungsschicht auf der Anschlussrückseite 112 und der Die-Bond-Rückseite 132 ausgebildet. Bei der Plattierungsschicht 91 handelt es sich um eine Metallbeschichtung, die von der Harz-Rückseite 802 des Verkapselungsharzes 80 frei gelegt ist. Die Plattierungsschicht 91 ragt in Z-Richtung von der Harz-Rückseite 802 Verkapselungsharzes 80 heraus. Die Plattierungsschicht 91 besteht z. B. im Wesentlichen aus Sn (Zinn). Mit „im Wesentlichen aus Sn gebildet“ ist gemeint, dass sie aus Sn oder einer Legierung, die Sn als Hauptkomponente aufweist, gebildet ist. Die Schicht 91 besteht zu etwa 95 % oder mehr aus Sn. Vorzugsweise enthält die Plattierungsschicht 91 etwa 98 % oder mehr Sn. Noch bevorzugter ist es, wenn die Plattierungsschicht 91 etwa 99 % oder mehr Sn enthält. Die Plattierungsschicht 91 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten.
  • Die Rückseite 302 der Steuerleitung 30 weist die Anschlussrückseite 312 des Anschlussabschnitts 31 auf. Die Plattierungsschicht 92 ist als vierte Schicht auf der Anschlussrückseite 312 ausgebildet. Bei der Plattierungsschicht 92 handelt es sich um eine Metallbeschichtung, die von der Harz-Rückseite 802 des Verkapselungsharzes 80 frei gelegt ist. Die Plattierungsschicht 92 ragt von der Harz-Rückseite 802 in Z-Richtung vor. Die Plattierungsschicht 92 ist zum Beispiel im Wesentlichen aus Sn gebildet. „Im Wesentlichen aus Sn gebildet“ bedeutet, dass sie aus Sn oder einer Legierung, die Sn als Hauptkomponente aufweist, gebildet ist. Die Plattierungsschicht 92 besteht zu etwa 95 % oder mehr aus Sn. Vorzugsweise enthält die Plattierungsschicht 92 etwa 98 % oder mehr Sn. Noch bevorzugter ist es, wenn die Plattierungsschicht 92 etwa 99 % oder mehr Sn enthält. Die Plattierungsschicht 92 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten.
  • Die Rückseite 402 der Antriebsleitung 40 weist die Anschlussrückseite 412 und die Drahtbondrückseite 432 auf. Die Plattierungsschicht 93 ist als vierte Schicht auf der Anschlussrückseite 412 und der Drahtbondrückseite 432 gebildet. Bei der Plattierungsschicht 93 handelt es sich um eine Metallbeschichtung, die von der Harz-Rückseite 802 des Verkapselungsharzes 80 frei gelegt ist. Die Plattierungsschicht 93 steht in Z-Richtung von der Harz-Rückseite 802 vor. Die Plattierungsschicht 93 ist z. B. im Wesentlichen aus Sn gebildet. „Im Wesentlichen aus Sn gebildet“ bedeutet, dass sie aus Sn oder einer Legierung, die Sn als Hauptkomponente aufweist, gebildet ist. Die Plattierungsschicht 93 besteht zu etwa 95 % oder mehr aus Sn. Vorzugsweise enthält die Plattierungsschicht 93 etwa 98 % oder mehr Sn. Noch bevorzugter ist es, wenn die Plattierungsschicht 93 etwa 99 % oder mehr Sn enthält. Die Plattierungsschicht 93 kann weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten.
  • Verfahren zur Herstellung
  • Es wird nun ein Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauteils A1 beschrieben.
  • 12 zeigt einen Leadframe F1, der die erste Zuleitung 10 und die zweite Zuleitung 20 bildet.
  • Der Leadframe F1 ist ein plattenförmiges Material. Der Leadframe F1 weist das Basiselement 14 der ersten Zuleitung 10 sowie das Basiselement 34 und das Basiselement 44 der Steuerzuleitung 30 und der Antriebszuleitung 40 der zweiten Zuleitung 20 auf. In 12 entsprechen die schraffierten Abschnitte dem Die-Bond-Abschnitt 13 der ersten Zuleitung 10, dem Anschlussabschnitt 31 der Steuerzuleitung 30 sowie dem Anschlussabschnitt 41 und dem Drahtbond-Abschnitt 43 der Antriebszuleitung 40.
  • In 12 sind die doppelt gestrichelten Linien die Schneidlinien L1 zur Vereinzelung des Halbleiterbauteils A1. Die erste Zuleitung 10 und die zweite Zuleitung 20 (Steuerzuleitung 30 und Antriebszuleitung 40) sind mit einem Rahmenabschnitt F11 verbunden, der die Form eines rechteckigen Rahmens hat, der größer ist als die Schneidlinien L1. Genauer gesagt erstrecken sich der Anschlussabschnitt 11 und der Verbindungsabschnitt 12 der ersten Zuleitung 10 bis zu dem Rahmenabschnitt F11, der die Form eines rechteckigen Rahmens hat, und sind mit dem Rahmenabschnitt F11 verbunden. Der Anschlussabschnitt 31 und der Verbindungsabschnitt 32 der Steuerzuleitung 30 erstrecken sich zum Rahmenabschnitt F11 und sind mit dem Rahmenabschnitt F11 verbunden. Der Anschlussabschnitt 41 und der Verbindungsabschnitt 42 der Antriebszuleitung 40 erstrecken sich zum Rahmenabschnitt F11 und sind mit dem Rahmenabschnitt F11 verbunden.
  • Der Leadframe F1 wird einem Plattierungsprozess unterzogen, beispielsweise einem elektrolytischen Plattierungsprozess, so dass die Plattierungsschichten 15, 35 und 45 wie in den 9 bis 11 gezeigt gebildet werden. Das in 1 dargestellte Halbleiterelement 50 wird auf die erste Zuleitung 10 montiert. Dann wird der Draht 70 angeschlossen. Der Steuerdraht 71 ist mit der Steuerelektrode 52 des Halbleiterelements 50 und der Steuerzuleitung 30 verbunden. Der Antriebsdraht 72 ist mit der Antriebselektrode 53 des Halbleiterelements 50 und der Antriebszuleitung 40 verbunden. Das Halbleiterelement 50 und andere Elemente sind mit dem Verkapselungsharz 80 eingekapselt. Die in 2 gezeigten Schichten 91 bis 93 werden z. B. durch ein elektrolytisches Plattierungsverfahren gebildet.
  • Anschließend werden der Leadframe F1 und das Verkapselungsharz 80 entlang der in 12 gezeigten Schneidlinien L1 durchtrennt. Zu diesem Zeitpunkt werden der Anschlussabschnitt 11 und der Verbindungsabschnitt 12 der ersten Zuleitung 10 abgeschnitten und von dem Rahmenabschnitt F11 getrennt. Der Anschlussabschnitt 31 und der Verbindungsabschnitt 32 der Steuerzuleitung 30 werden abgeschnitten und vom Rahmenteil F11 getrennt. Der Anschlussabschnitt 41 und der Verbindungsabschnitt 42 der Antriebszuleitung 40 werden abgeschnitten und vom Rahmenteil F11 abgetrennt. Als Ergebnis wird ein vereinzeltes Stück, das als Halbleiterbauteil A1 dient, gebildet.
  • Funktionsweise
  • Die Funktionsweise des Halbleiterbauteils A1 der vorliegenden Ausführungsform wird nun beschrieben.
  • Das Halbleiterbauteil A1 weist die erste Zuleitung 10, die zweite Zuleitung 20 und das Halbleiterelement 50 auf, das auf der ersten Zuleitung 10 angebracht ist. Die zweite Zuleitung 20 weist die Steuerzuleitung 30 und die Antriebszuleitung 40 auf. Die Hauptseiten-Elektrode 51 des Halbleiterelements 50 weist die Steuerelektrode 52 und die Antriebselektrode 53 auf. Die Steuerelektrode 52 ist über den Steuerdraht 71 mit der Steuerzuleitung 30 verbunden. Die Antriebselektrode 53 ist über den Antriebsdraht 72 mit der Antriebszuleitung 40 verbunden. Der Steuerdraht 71 und der Antriebsdraht 72 (Draht 70) sind im Wesentlichen aus A1 gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist mit „im Wesentlichen aus A1 gebildet“ gemeint, dass sie aus A1 oder einer Legierung, die A1 als Hauptkomponente aufweist, gebildet sind. Sowohl der Steuerdraht 71 als auch der Antriebsdraht 72 bestehen zu etwa 95 % oder mehr aus A1. Vorzugsweise enthalten sowohl der Steuerdraht 71 als auch der Antriebsdraht 72 etwa 98 % oder mehr A1. Noch bevorzugter ist es, wenn der Steuerdraht 71 und der Antriebsdraht 72 jeweils etwa 99 % oder mehr A1 enthalten. Der Steuerdraht 71 und der Antriebsdraht 72 können jeweils weniger als etwa 5 % Verunreinigungen enthalten. Dies begrenzt den Kostenanstieg des Halbleiterbauteils A1 im Vergleich zur Verwendung eines Au-Drahtes. Außerdem werden die Auswirkungen auf das Halbleiterelement 50 im Vergleich zur Verwendung eines Cu-Drahtes verringert.
  • Die Oberfläche der Steuerzuleitung 30 ist mit der Plattierungsschicht 35 bedeckt. Die Plattierungsschicht 35 weist die Ni-Plattierungsschicht 351, die Pd-Plattierungsschicht 352 und die Au-Plattierungsschicht 353 auf. Wenn die Steuerzuleitung 30 nur aus Cu besteht, bildet sich eine intermetallische Verbindung zwischen dem Steuerdraht 71 und der Steuerzuleitung 30, die im Wesentlichen aus A1 besteht, und die Entwicklung der intermetallischen Verbindung wird durch Wärme gefördert. Dies kann dazu führen, dass sich der Steuerdraht 71 von der Steuerzuleitung 30 löst. Die Plattierungsschicht 35, die die Ni-Plattierungsschicht 351, die Pd-Plattierungsschicht 352 und die Au-Plattierungsschicht 353 aufweist, verhindert die Bildung einer intermetallischen Verbindung und begrenzt die Trennung des Steuerdrahtes 71 von der Steuerzuleitung 30.
  • Die Oberfläche der Antriebszuleitung 40 ist mit der Plattierungsschicht 45 abgedeckt. Die Plattierungsschicht 45 weist die Ni-Plattierungsschicht 451, die Pd-Plattierungsschicht 452 und die Au-Plattierungsschicht 453 auf. Wenn der Antriebsdraht 40 nur aus Cu besteht, bildet sich zwischen dem Antriebsdraht 72 und der Antriebszuleitung 40, der im Wesentlichen aus A1 besteht, eine intermetallische Verbindung, deren Entwicklung durch Wärme gefördert wird. Dies kann dazu führen, dass sich der Antriebsdraht 72 von der Antriebszuleitung 40 löst. Die Plattierungsschicht 45, die die Ni-Plattierungsschicht 451, die Pd-Plattierungsschicht 452 und die Au-Plattierungsschicht 453 aufweist, verhindert die Bildung der intermetallischen Verbindung und begrenzt die Trennung des Antriebsdrahtes 72 von der Antriebszuleitung 40..
  • Die Oberfläche der ersten Zuleitung 10 ist mit der Plattierungsschicht 15 abgedeckt. Die Plattierungsschicht 15 weist die Ni-Plattierungsschicht 151, die Pd-Plattierungsschicht 152 und die Au-Plattierungsschicht 153 auf. Das Halbleiterelement 50 ist durch das Bondmaterial 60 mit der Hauptseite 101 der ersten Zuleitung 10 verbunden. Das Bondmaterial 60 ist leitend und besteht im Wesentlichen aus einer Ag-Paste. Die Bondeigenschaften der Ag-Paste, z. B. auf der Ni-Plattierungsschicht 151, sind gering. Die Bildung der Pd-Plattierungsschicht 152 und der Au-Plattierungsschicht 153 auf der Ni-Plattierungsschicht 151 gewährleistet die Bindungseigenschaft an das Bondmaterial 60, das im Wesentlichen aus der Ag-Paste gebildet ist, und stellt die Montagefestigkeit des Halbleiterelements 50 sicher.
  • Die Rückseite 102 der ersten Zuleitung 10, die Rückseite 302 der Steuerzuleitung 30 und die Rückseite 402 der Antriebszuleitung 40 sind von der Harz-Rückseite 802 des Verkapselungsharzes 80 freigelegt. Die Plattierungsschicht 91 wird auf der Rückseite 102 der ersten Zuleitung 10 gebildet. Die Plattierungsschicht 92 ist auf der Rückseite 302 der Steuerzuleitung 30 gebildet. Die Plattierungsschicht 93 ist auf der Rückseite 402 der Antriebszuleitung 40 gebildet. Die Plattierungsschichten 91, 92, 93 sind im Wesentlichen aus Sn gebildet. Wenn das Halbleiterbauteil A1 auf dem Schaltkreis-Substrat montiert wird, haftet das Lot an den Plattierungsschichten 91, 92 und 93. Dies erhöht die Montagefestigkeit des Halbleiterbauteils A1 auf dem Schaltkreis-Substrat.
  • Vorteile
  • Wie oben beschrieben, hat die vorliegende Ausführungsform die im Folgenden beschriebenen Vorteile.
    1. (1) Das Halbleiterbauteil A1 weist die erste Zuleitung 10, die zweite Zuleitung 20 und das auf der ersten Zuleitung 10 montierte Halbleiterelement 50 auf. Die zweite Zuleitung 20 weist die Steuerzuleitung 30 und die Antriebszuleitung 40 auf. Die Hauptseiten-Elektrode 51 des Halbleiterelements 50 weist die Steuerelektrode 52 und die Antriebselektrode 53 auf. Die Steuerelektrode 52 ist über den Steuerdraht 71 mit der Steuerzuleitung 30 verbunden. Die Antriebselektrode 53 ist über den Antriebsdraht 72 mit der Antriebszuleitung 40 verbunden. Der Steuerdraht 71 und der Antriebsdraht 72 (Draht 70) sind im Wesentlichen aus A1 gefertigt. Dadurch werden die Kosten des Halbleiterbauteils A1 im Vergleich zur Verwendung eines Au-Drahtes begrenzt. Darüber hinaus wird die Auswirkung auf das Halbleiterelement 50 im Vergleich zur Verwendung eines Cu-Drahtes reduziert.
    2. (2) Die Oberfläche der Steuerzuleitung 30 ist mit der Plattierungsschicht 35 abgedeckt. Die Plattierungsschicht 35 weist die Ni-Plattierungsschicht 351, die Pd-Plattierungsschicht 352 und die Au-Plattierungsschicht 353 auf. Wenn die Steuerzuleitung 30 nur aus Cu besteht, bildet sich eine intermetallische Verbindung zwischen dem Steuerdraht 71 und der Steuerzuleitung 30, die im Wesentlichen aus A1 bestehen, und die Entwicklung der intermetallischen Verbindung wird durch Wärme gefördert. Dies kann dazu führen, dass sich der Steuerdraht 71 von der Steuerzuleitung 30 löst. Die Plattierungsschicht 35, die die Ni-Plattierungsschicht 351, die Pd-Plattierungsschicht 352 und die Au-Plattierungsschicht 353 aufweist, verhindert die Bildung einer intermetallischen Verbindung und begrenzt die Trennung des Steuerdrahtes 71 von der Steuerzuleitung 30.
    3. (3) Die Oberfläche der Antriebszuleitung 40 ist mit der Plattierungsschicht 45 abgedeckt. Die Plattierungsschicht 45 weist die Ni-Plattierungsschicht 451, die Pd-Plattierungsschicht 452 und die Au-Plattierungsschicht 453 auf. Wenn die Antriebszuleitung 40 nur aus Cu besteht, bildet sich zwischen dem Antriebsdraht 72 und der Antriebszuleitung 40, die im Wesentlichen aus A1 bestehen, eine intermetallische Verbindung, deren Entwicklung durch Wärme gefördert wird. Dies kann dazu führen, dass sich der Antriebsdraht 72 von der Antriebszuleitung 40 löst. Die Plattierungsschicht 45, die die Ni-Plattierungsschicht 451, die Pd-Plattierungsschicht 452 und die Au-Plattierungsschicht 453 aufweist, verhindert die Bildung der intermetallischen Verbindung und begrenzt die Trennung des Antriebsdrahtes 72 von der Antriebszuleitung 40.
    4. (4) Die Oberfläche der ersten Zuleitung 10 ist mit der Plattierungsschicht 15 abgedeckt. Die Plattierungsschicht 15 weist die Ni-Plattierungsschicht 151, die Pd-Plattierungsschicht 152 und die Au-Plattierungsschicht 153 auf. Das Halbleiterelement 50 ist durch das Bondmaterial 60 mit der Hauptseite 101 der ersten Zuleitung 10 verbunden. Das Bondmaterial 60 ist leitend und besteht im Wesentlichen aus einer Ag-Paste. Die Bondeigenschaften der Ag-Paste, z. B. auf der Ni-Plattierungsschicht 151, sind gering. Die Bildung der Pd-Plattierungsschicht 152 und der Au-Plattierungsschicht 153 auf der Ni-Plattierungsschicht 151 gewährleistet die Bondeigenschaft an das Bondmaterial 60, das im Wesentlichen aus der Ag-Paste gebildet ist, und stellt die Montagefestigkeit des Halbleiterelements 50 sicher.
    5. (5) Die Rückseite 102 der ersten Zuleitung 10, die Rückseite 302 der Steuerzuleitung 30 und die Rückseite 402 der Antriebszuleitung 40 sind von der Harz-Rückseite 802 des Verkapselungsharzes 80 freigelegt. Die Plattierungsschicht 91 ist auf der Rückseite 102 der ersten Zuleitung 10 gebildet. Die Plattierungsschicht 92 ist auf der Rückseite 302 der Steuerzuleitung 30 gebildet. Die Plattierungsschicht 93 ist auf der Rückseite 402 der Antriebszuleitung 40 gebildet. Die Plattierungsschichten 91, 92, 93 sind im Wesentlichen aus Sn gebildet. Wenn das Halbleiterbauteil A1 auf dem Schaltkreis-Substrat montiert wird, haftet das Lot an den Plattierungsschichten 91, 92 und 93. Dies erhöht die Montagefestigkeit des Halbleiterbauteils A1 auf dem Schaltkreis-Substrat.
  • Modifizierte Beispiele
  • Das Halbleiterbauteil 1A der oben beschriebenen Ausführungsform kann z.B. wie folgt modifiziert werden. Die im Folgenden beschriebene Ausführungsform und die modifizierten Beispiele können miteinander kombiniert werden, solange es keine technischen Unstimmigkeiten gibt. In den folgenden modifizierten Beispielen werden die Elemente, die mit den entsprechenden Elementen der obigen Ausführungsform identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen. Solche Elemente werden nicht im Detail beschrieben.
  • Die Anzahl der Antriebsdrähte 72 kann gemäß der für das Halbleiterbauteil A1 erforderlichen Strommenge ein oder drei oder mehr sein.
  • Der Durchmesser des Steuerdrahtes 71 kann sich vom Durchmesser des Antriebsdrahtes 72 unterscheiden.
  • Wie in 13 dargestellt, weist ein Halbleiterbauteil A2 ein Halbleiterelement 50a auf. In diesem modifizierten Beispiel ist das Halbleiterelement 50a eine Diode. Das Halbleiterelement 50a weist die Hauptseiten-Elektrode 51 und die Rückseiten-Elektrode 54 auf. Die Hauptseiten-Elektrode 51 ist z. B. eine Anodenelektrode. Die Rückseiten-Elektrode 54 ist z. B. eine Kathodenelektrode. Alternativ dazu kann die Hauptseiten-Elektrode 51 eine Kathodenelektrode und die Rückseiten-Elektrode 54 eine Anodenelektrode sein. Das Halbleiterbauteil A2 weist eine einzige zweite Zuleitung 20 auf. Die Hauptseiten-Elektrode 51 des Halbleiterelements 50 ist über mehrere Drähte 70 mit der zweiten Zuleitung 20 verbunden. Mit dem Halbleiterbauteil A2 werden die gleichen Vorteile wie bei der Ausführungsform erzielt.
  • Das Halbleiterelement kann ein LSI-Element (Large Scale Integration) sein. Wenn das Halbleiterelement ein LSI-Element ist, kann die Anzahl der zweiten Zuleitungen 20 gemäß den Elektroden des LSI-Elements geändert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • A1, A2)
    Halbleiterbauteil;
    10)
    erste Zuleitung;
    101)
    Hauptseite;
    102)
    Rückseite;
    103)
    rückseitige Aussparung;
    11)
    Anschlussabschnitt;
    111)
    Anschlussendseite (erste freiliegende Seite);
    112)
    Anschlussrückseite;
    12)
    Verbindungsabschnitt;
    121)
    Verbindungsendseite (erste freiliegende Seite);
    13)
    Die-Bond-Abschnitt;
    132)
    Bondrückseite;
    14)
    Basiselement (erstes Basiselement);
    15)
    Plattierungsschicht (erste Plattierungsschicht);
    151)
    Plattierungsschicht (Ni-Plattierungsschicht);
    152)
    Plattierungsschicht (Pd-Plattierungsschicht);
    153)
    Plattierungsschicht (Au-Plattierungsschicht);
    20)
    zweite Zuleitung;
    30)
    Steuerzuleitung;
    301)
    Hauptseite (zweite Hauptseite);
    302)
    Rückseite (zweite Rückseite);
    303)
    rückseitige Aussparung;
    31)
    Anschlussabschnitt;
    311)
    Anschlussendseite (zweite freiliegende Seite);
    312)
    Anschlussrückseite;
    32)
    Verbindungsabschnitt;
    321)
    Verbindungsendseite (zweite freiliegende Seite);
    34)
    Basiselement (zweites Basiselement);
    35)
    Plattierungsschicht (zweite Plattierungsschicht);
    351)
    Plattierungsschicht (Ni-Plattierungsschicht);
    352)
    Plattierungsschicht (Pd-Plattierungsschicht);
    353)
    Plattierungsschicht (Au-Plattierungsschicht);
    40)
    Antriebszuleitung;
    401)
    Hauptseite (zweite Hauptseite);
    402)
    Rückseite (zweite Rückseite);
    403)
    rückseitige Aussparung;
    41)
    Anschlussabschnitt;
    411)
    Anschlussendseite (zweite freiliegende Seite);
    412)
    Anschlussrückseite;
    42)
    Verbindungsabschnitt;
    421)
    Verbindungsendseite (zweite freiliegende Seite);
    43)
    Drahtbondabschnitt;
    432)
    Drahtbondrückseite;
    44)
    Basiselement (zweites Basiselement);
    45)
    Plattierungsschicht (zweite Plattierungsschicht);
    451)
    Plattierungsschicht (Ni-Plattierungsschicht);
    452)
    Plattierungsschicht (Pd-Plattierungsschicht);
    453)
    Plattierungsschicht (Au-Plattierungsschicht);
    50, 50a)
    Halbleiterelement;
    51)
    Hauptseiten-Elektrode;
    52)
    Steuerelektrode;
    53)
    Antriebselektrode;
    54)
    Rückseiten-Elektrode;
    501)
    Element-Hauptseite;
    502)
    Element-Rückseite;
    60)
    Bondmaterial;
    70)
    Draht;
    71)
    Steuerdraht;
    72)
    Antriebsdraht;
    80)
    Verkapselungsharz;
    801)
    Harz-Hauptseite;
    802)
    Harz-Rückseite;
    803 bis 806)
    Harz-Seitenfläche;
    90)
    Anschluss-Plattierungsschicht;
    91 bis 93)
    Plattierungsschicht;
    F1)
    Leadframe;
    L1)
    Schneidlinie
  • 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 201618846 [0003]

Claims (15)

  1. Halbleiterbauteil, aufweisend: eine erste Zuleitung mit einer ersten Hauptseite und einer ersten Rückseite, die in entgegengesetzte Richtungen weisen; eine zweite Zuleitung, die getrennt von der ersten Zuleitung in einer ersten Richtung angeordnet ist, die parallel zur ersten Hauptseite ist, wobei die zweite Zuleitung eine zweite Hauptseite einschließt und eine zweite Rückseite, die in entgegengesetzte Richtungen weisen, und wobei die zweite Hauptseite in die gleiche Richtung wie die erste Hauptseite weist; ein Halbleiterelement, das auf der ersten Hauptseite montiert ist und eine Hauptseiten-Elektrode einschließt, die in die gleiche Richtung wie die erste Hauptseite weist; ein Bondmaterial, das das Halbleiterelement an die erste Zuleitung bondet; einen Draht, der die Hauptseiten-Elektrode und die zweite Hauptseite elektrisch verbindet; und ein Verkapselungsharz, das das Halbleiterelement und den Draht einkapselt, wobei der Draht A1 enthält, die zweite Zuleitung Cu enthält und ein zweites Basiselement aufweist, das eine obere Seite, welche in die gleiche Richtung wie die erste Hauptseite weist, und eine zweite Plattierungsschicht aufweist, die die obere Seite des zweiten Basiselements bedeckt, und das eine Seite aufweist, die durch die zweite Hauptseite definiert ist, und wobei die zweite Plattierungsschicht eine Ni-Plattierungsschicht aufweist, die auf der oberen Seite des zweiten Basiselements gebildet ist, eine Pd-Plattierungsschicht, die auf der Ni-Plattierungsschicht ausgebildet ist, und eine Au-Plattierungsschicht, die auf der Pd-Plattierungsschicht ausgebildet ist.
  2. Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, wobei die erste Zuleitung Cu aufweist und ein erstes Basiselement und eine erste Plattierungsschicht aufweist, das erste Basiselement eine obere Seite aufweist, die in die gleiche Richtung wie die erste Hauptseite weist, die erste Plattierungsschicht die obere Seite des ersten Basiselements bedeckt und eine Seite aufweist, die durch die erste Hauptseite definiert ist, die erste Plattierungsschicht eine Ni-Plattierungsschicht aufweist, die auf der oberen Seite des ersten Basiselements ausgebildet ist, eine Pd-Plattierungsschicht, die auf der Ni-Plattierungsschicht ausgebildet ist, und eine Au-Plattierungsschicht, die auf der Pd-Plattierungsschicht ausgebildet ist.
  3. Halbleiterbauteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Halbleiterbauteil eine Rückseiten-Elektrode aufweist, wobei die Rückseiten-Elektrode und die Hauptseiten-Elektrode in entgegengesetzte Richtungen weisen, und die Rückseiten-Elektrode durch das Bondmaterial mit der ersten Zuleitung verbunden ist.
  4. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Bondmaterial aus einer leitfähigen Ag-Paste gebildet ist.
  5. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verkapselungsharz eine obere Seite, eine untere Seite und eine Seitenfläche aufweist, die obere Seite in dieselbe Richtung wie die erste Hauptseite weist, die obere Seite und die untere Seite in entgegengesetzte Richtungen weisen, und die Seitenfläche sich zwischen der oberen Seite und der unteren Seite befindet.
  6. Halbleiterbauteil nach Anspruch 5, wobei die zweite Zuleitung eine zweite freiliegende Seite aufweist, die von der Seitenfläche des Verkapselungsharzes freiliegt, und das Basiselement an der zweiten freiliegenden Seite freiliegt.
  7. Halbleiterbauteil nach Anspruch 5 oder 6, wobei die erste Zuleitung eine erste freiliegende Seite aufweist, die von der Seitenfläche des Verkapselungsharzes freiliegt, und das Basiselement an der ersten freiliegenden Seite freiliegt.
  8. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die zweite Rückseite der zweiten Zuleitung bündig mit der unteren Seite des Verkapselungsharzes ist.
  9. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die erste Rückseite der ersten Zuleitung mit der unteren Seite des Verkapselungsharzes bündig ist.
  10. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner aufweisend: eine dritte Plattierungsschicht, die die erste Rückseite der ersten Zuleitung bedeckt; und eine vierte Plattierungsschicht, die die zweite Rückseite der zweiten Zuleitung bedeckt.
  11. Halbleiterbauteil nach Anspruch 10, wobei die dritte Plattierungsschicht und die vierte Plattierungsschicht Sn enthalten.
  12. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Draht mit der zweiten Zuleitung und der Hauptseiten-Elektrode durch Ultraschallbonden verbunden ist.
  13. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Draht einen Durchmesser von mehr als oder gleich 40 µm und weniger als oder gleich 100 µm hat.
  14. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Halbleiterelement einen Transistor aufweist, die Hauptseiten-Elektrode eine Steuerelektrode und eine Antriebselektrode aufweist, die zweite Zuleitung eine Steuerzuleitung und eine Antriebszuleitung aufweist, die getrennt voneinander in einer zweiten Richtung angeordnet sind, die parallel zu der ersten Hauptseite und orthogonal zu der ersten Richtung ist, und der Draht einen Steuerdraht aufweist, der die Steuerelektrode und die Steuerzuleitung verbindet, und einen Antriebsdraht, der die Antriebselektrode und die Antriebszuleitung verbindet.
  15. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Halbleiterelement ein Si-Chip oder ein SiC-Chip ist.
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