JP2013143519A - 接続子および樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

接続子および樹脂封止型半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2013143519A
JP2013143519A JP2012003843A JP2012003843A JP2013143519A JP 2013143519 A JP2013143519 A JP 2013143519A JP 2012003843 A JP2012003843 A JP 2012003843A JP 2012003843 A JP2012003843 A JP 2012003843A JP 2013143519 A JP2013143519 A JP 2013143519A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
connector
chip
lead
semiconductor element
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012003843A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Maruyama
篤 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2012003843A priority Critical patent/JP2013143519A/ja
Priority to US13/706,699 priority patent/US9252086B2/en
Publication of JP2013143519A publication Critical patent/JP2013143519A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49517Additional leads
    • H01L23/49524Additional leads the additional leads being a tape carrier or flat leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49562Geometry of the lead-frame for devices being provided for in H01L29/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49575Assemblies of semiconductor devices on lead frames
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/36Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L24/37Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L24/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L24/41Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of a plurality of strap connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93Batch processes
    • H01L24/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/37001Core members of the connector
    • H01L2224/3701Shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/37001Core members of the connector
    • H01L2224/3701Shape
    • H01L2224/37012Cross-sectional shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/4005Shape
    • H01L2224/4009Loop shape
    • H01L2224/40095Kinked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/40151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/40245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/40151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/40245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/40247Connecting the strap to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/40151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/40245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/40247Connecting the strap to a bond pad of the item
    • H01L2224/40249Connecting the strap to a bond pad of the item the bond pad protruding from the surface of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/40151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/40245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/40257Connecting the strap to a die pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/41Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of a plurality of strap connectors
    • H01L2224/4101Structure
    • H01L2224/4103Connectors having different sizes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/41Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of a plurality of strap connectors
    • H01L2224/411Disposition
    • H01L2224/41105Connecting at different heights
    • H01L2224/41109Connecting at different heights outside the semiconductor or solid-state body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124Aluminium (Al) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/84Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H01L2224/848Bonding techniques
    • H01L2224/84801Soldering or alloying
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/84Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1306Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00Cutting
    • Y10T83/02Other than completely through work thickness
    • Y10T83/0207Other than completely through work thickness or through work presented

Abstract

【課題】狭い電極面積に対応した接続面形状が確実に形成できる接続子を提供する。
【解決手段】リードフレームのチップマウント部12には半導体素子11が搭載されている。半導体素子11の一方のチップ電極と外部導出端子を構成するリード12a,12cの間は、接続子13によって電気的に接続されている。この接続子13は、半導体素子11の一方のチップ電極との接合面をリード12a,12c側の接合面と繋いでいる板状の連結部に、ハーフ抜き加工によって板厚のほぼ1/2の厚さで段差13aが形成されている。接続子14は、半導体素子11の他方のチップ電極とリード12bの基端部となるチップマウント部の間を接続しており、ここにもハーフ抜き加工によって板厚のほぼ1/2の厚さで3段の段差14a〜14cが形成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体素子のチップ電極とその外部導出端子を構成するリードとの間を電気的に接続する接続子および当該接続子を用いた樹脂封止型半導体装置に関し、とくにチップ電極の面積が著しく狭い場合であっても有効な接続子および樹脂封止型半導体装置に関する。
大電力用に供する樹脂封止型半導体装置、例えばダイオード等では、アノード電位とカソード電位とが同一面上に印加される半導体素子のチップ電極を外部導出電極に接続するに際して、多数のアルミワイヤをボンディングして内部配線としている。
図4は、樹脂封止により完成した樹脂封止型半導体装置を示す斜視図である。
半導体装置1は、ディスクリート半導体素子をTO−3Pのパッケージ外形でモールド封止して構成されるものであって、封止樹脂2によって内部配線や半導体チップが保護されている。樹脂封止に先立って、半導体チップがチップマウント部(ダイパッド)に接合され、チップ電極、例えばアノード電極、カソード電極には、それぞれ外部導出端子3,3…のインナーリード部と電気的に接続するためのワイヤボンディングが実施される。
この種の半導体装置1で大電流定格を実現するためには、リードフレーム上にマウントされた半導体チップに多数本のアルミワイヤをそれぞれのチップ電極について順次にボンディングする必要があった。しかし、ワイヤボンディングによる内部配線方法は、チップ表面の電極とパッケージのリードとの間でアルミワイヤのボンディング工程が繰り返されることになり、処理時間を要する。そのため、半導体装置の生産増加に伴ってアルミワイヤを配線するためのボンディング装置を多く必要とする等、設備当たりの生産量が非効率なものとなっていた。
特許文献1には、ダイオードの各リード足が共通の端子板に接合されている端子板回路の発明が記載されている。この発明の端子板回路は、一方のリード足の接合部分に欠陥が生じた場合であっても、性能を低下せずにその機能を安全に確保することができるというものである。
別の特許文献2には、半導体素子と、半導体素子が実装されるアイランドと、半導体素子とリード等とを接続する金属接続板等と、これらを一体的に封止する封止樹脂とを主要に有する半導体装置の発明が記載されている。この発明では、金属接続板をリードおよび半導体素子に半田等の固着材によって固着させる際に、部分的に厚み方向に突出させた突起部をリードと接触させて、金属接続板が所定の位置に配置された状態で固定することができる。
これらの発明では、いずれも端子板、あるいは金属接続板を用いて配線するワイヤレスボンディング方法が採用されている。すなわち、多数のワイヤ配線を行わないで、半導体装置の生産効率を向上させようとしたものである。
また別の特許文献3は、チップ端子(電極)とリードフレームのインナーリードとの間をそれぞれ1本のワイヤで接続する半導体装置の発明であって、パッドをリード面から下げたリードフレームについての記載がある。この発明では、サポートバーがハーフ抜き加工により多段に構成されていて、半導体チップが固着搭載されるパッド面がインナーリードより下げられている。これにより、チップ端子とインナーリードとの間をワイヤで接続するボンディング作業が容易になり、しかもボンディングワイヤーの短縮、樹脂封止厚の薄手化が図られる。
特開2009−44107号公報 特開2009−267054号公報 特開平07−30050号公報
ところで、複数本のワイヤ配線に代えて、単一の接続子を用いて配線しようとする場合には、半導体チップ上の電極面積が著しく狭いために、接続子のチップ電極との接合面をできるだけ電極面積に近づけなければならない。また、半導体装置の大電流定格を達成するためには、接続子の断面積をできるだけ大きくして、その電流抵抗値を小さくする必要があった。
しかし、電流抵抗値が小さくなるように板厚の大きな金属板を用いて接続子を形成する際、金属板に曲げ加工を施すと、その金属板における曲面形状(R形状)が不安定なものになる。また、接続子にはその板厚に応じた大きさで曲面(曲げR)が形成されるために、チップ電極の大きさやリードとの距離に適合した接合面形状を金属板に構成することも困難であった。そのため、このような接続子によって接続しようとすれば、半導体素子のチップ電極接触子との間、あるいはリード(インナーリード部)と接続子との間の接合が不十分となって、チップ電極と外部導出端子3,3…との電気的接続が不十分になるなど、樹脂封止型の半導体装置の良品率や信頼性が低下するという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、狭い電極面積に対応した接続面形状が確実に形成できる接続子を提供することを目的とする。
また、本発明の別の目的は、大電流処理が可能であって、かつ低コストの樹脂封止型半導体装置を提供することである。
本発明では、上記問題を解決するために、半導体素子のチップ電極とその外部導出端子を構成するリードとの間を電気的に接続する接続子において、前記チップ電極との接合面を有する第1の接続部と、前記リードの基端部との接合面を有する第2の接続部と、前記第1の接続部の接合面に対して前記チップ電極から離間する方向にハーフ抜き加工による段差が形成され、前記第1、第2の接続部の間を繋ぐ板状の連結部と、を備えたことを特徴とする接続子が提供される。
また、本発明では、半導体素子と、前記半導体素子を搭載するチップマウント部および複数の外部導出端子を有するリードフレームと、前記半導体素子の主面側に配置されたチップ電極と前記外部導出端子を構成するリード基端部との間を電気的に接続する前述の接続子と、を備え、前記チップマウント部と前記半導体素子及び前記接続子を一体に樹脂封止したことを特徴とする樹脂封止型半導体装置が提供される。
本発明によれば、半導体チップから外部導出電極へ接続するに際し、ハーフ抜き段差加工を行った接続子を適用することにより、半導体チップの電極面積に対応した接続部位を精度よく形成できる。また、接続子の接続部位の形成精度を高めることにより半導体チップとリードフレームとの接続が良好な樹脂封止型半導体装置が実現できる。
本発明の実施の形態に係る樹脂封止型の半導体装置の主要部を示しており、(A)はその平面図、(B)は断面図である。 図1の半導体装置に用いられる2つの接続子を拡大したものであって、(A)はその平面図、(B)は断面図である。 図1の半導体装置の製造に用いられるリードフレームであって、(A)はその平面図、(B)は側面図である。 樹脂封止により完成した樹脂封止型半導体装置を示す斜視図である。
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る樹脂封止型の半導体装置の主要部を示しており、(A)はその平面図、(B)は断面図である。
半導体素子11は、後述するリードフレームのチップマウント部12に搭載され、ディスクリート半導体装置を構成している。リードフレームには外部導出端子を構成する3本のリード(インナーリード部)12a〜12cを備えている。そのうちのリード12a,12cは、チップマウント部12とは物理的に分離した外部導出端子として配置され、これらのリード12a,12cに挟まれたリード12bは、チップマウント部12を基端部とする外部導出端子として一体構成されている。この例では、半導体素子11として、ダイオードを用いて説明している。半導体素子11のチップマウント部12に接合する面とは反対側の主面に電極(アノード電極、カソード電極)が形成されている。
接続子13は、はんだなどの接合材料によってリード12a,12cと半導体素子11の一方のチップ電極(カソード電極)の間を電気的に接続するものであって、図1(A)に示すようにおおよそT字状の平面形状をなしている。この形状は、半導体素子11の一方のチップ電極をリード12a,12cに接続するためのものであり、リード12a,12cのどちらか一方にのみ接続する場合は、所望の形状を選定すればよい。
この接続子13の断面形状では、図1(B)に示すように、半導体素子11のカソード電極との接合面に対して、カソード電極から離間する方向に、ハーフ抜き加工による段差13aが形成されている。
もう一つの接続子14は、半導体素子11の他方のチップ電極(アノード電極)とリード12bの間を電気的に接続するものであって、図1(A)に示すように平面矩形の形状をなしている。この接続子14の断面形状では、同図(B)に示すように、半導体素子11のカソード電極との接合面に対してアノード電極から離間する方向に1段の段差14aが、またチップマウント部12との接合面側で同じく2段の段差14b,14cが、いずれもハーフ抜き加工によって形成されている。
さらにリードフレームのチップマウント部12には、放熱体に固定するための固定用ねじ孔12dが形成されている。なお、図1(A)に樹脂封止される領域15を一点鎖線によって示している。また、同図(B)のハッチングにより、ねじ孔部16を除いて封止樹脂17が注入される金型領域を示している。
内部配線材料として上述した接続子13,14を用いることで、多数のアルミワイヤによる内部配線方法に比較して、ワイヤボンディング工程を行わないで済むことから、樹脂封止型の半導体装置の生産効率を高めることができる。なお、ここで、リードフレーム、はんだ接合材料、樹脂封止材料には、いずれもディスクリート半導体装置で通常適用されるものと共通するものが使用できる。
つぎに、2つの接続子13,14の形状等について、さらに説明する。
図2は、図1の半導体装置に用いられる2つの接続子を拡大したものであって、(A)はその平面図、(B)は断面図である。
接続子13は、そのT字の縦棒部分に相当する板状の連結部が、半導体素子11に形成された一方のチップ電極(カソード電極11a)のY軸方向の長さに近似する一様な幅に構成されている。また、T字の縦棒部分の下端部には、板厚のほぼ1/2の厚さでハーフ抜きされた段差13aによって、カソード電極11aのX軸方向の長さよりやや狭い幅でカソード電極11aとの接続面が形成されている。また、接続子13のT字アーム部分131,132には、それぞれ先端部分に図1に示したリードフレームのリード12a,12cとの接合面が形成されている。
もう一つの接続子14は矩形の平面形状をなし、ハーフ抜き加工によってそれぞれ板厚のほぼ1/2の厚さで3段の段差14a〜14cが形成されている。このうちの第1の段差14aによって、半導体素子11の他方のチップ電極(アノード電極11b)との接続面が形成され、第2、第3の段差14b,14cによって、リード12bの基端部となるチップマウント部12との接続面が形成されている。すなわち、接続子14を構成する金属板の板厚を0.8mmとすれば、その1/2程度の厚さ(0.4mm)で2段の段差14b,14cを構成することにより、0.8mmの段差が形成される。
ここで、半導体素子11上の各チップ電極11a,11bは、X軸方向が0.7mm、Y軸方向が4.1mmである。そのため、接続子13,14では、このように狭いチップ電極11a,11bとの接合面を、ハーフ抜き加工による段差13aや段差14a〜14cを構成することによって形成している。
何れの接続子13,14においても、それぞれの接続面を半導体素子11のチップ電極11a,11bの面積に適合した大きさに形成すればよい。したがって、接続子13,14のその他の部分の形状は、上記の例に限るものではない。
また、大電流定格を有する半導体素子11であっても、チップ電極11a,11bに適合した大きさで接続子13,14にそれぞれの接合面を確実に形成することができる。
なお、接続子13,14に形成される板厚方向のハーフ抜き加工は、半導体素子11上の各チップ電極11a,11bの面積が狭い場合だけでなく、接続子13,14の電気的抵抗を減らすうえでも、金属板の板厚の二分の一以下に形成することが好ましい。また、これらの段差13a,14a〜14cについても、チップ電極11a,11bとリード12a,12b、チップマウント部12との高さのずれに応じて、所定の数に形成すればよい。
このような板厚方向に段差を形成するハーフ抜きは、ダイスとパンチによるプレス加工として実施でき、板厚方向に板厚の半分程度まで、ほぼ直角に抜くことができる。このとき、上下方向から形成される段差は、残りの板厚分を切断せずに接続しているため、半導体チップ上の著しく狭い電極面積に対応した接続部位の形成が可能になる。したがって、ハーフ抜き加工に必要な板厚のものを使用することで、ハーフ抜き部位を除くほとんどの部位の断面積を大きくすることができ、大電流に対応した接続子として機能するものとなる。
図3は、図1の半導体装置の製造に用いられるリードフレームであって、(A)はその平面図、(B)は側面図である。
リードフレーム20は、一枚の金属板のプレス加工によって、多数のユニットU1,U2…を並べたものとして打ち抜き形成され、それぞれのユニットU1,U2…ではチップマウント部12と各リード12a〜12cが一体のものとして構成されている。また、各ユニットU1,U2…の接続部分には、半導体チップのマウント位置を決める位置合わせ孔21が形成されている。各リード12a,12cは、チップマウント部12に繋がるリード12bと、各ユニットU1,U2…を貫通するダムバー22によって接続されている。
樹脂封止型半導体装置の組立工程では、それぞれのユニットU1,U2…に半導体チップをマウントした後、上述した接続子13によってリード12a,12cの基端部121,122とチップ固着領域123に固着された半導体チップのチップ電極(カソード電極)が、また接続子14によってチップマウント部12と他方のチップ電極(アノード電極)が、それぞれ電気的に接続される。最後に、各ユニットU1,U2…毎にチップマウント部12と半導体チップ及び接続子を一体に樹脂封止し、ダムバー22及びサイドレール23を切断して、個片素子に分割される。
ここでは、カソード電極が両側の2本のリード12a,12cに接続されているが、これに限らない。例えば、アノード電極、カソード電極をそれぞれ1本ずつリード12a,12bに接続し、残りの1本のリード12cを切断するようにしてもよい。また、半導体チップのチップ電極位置によっては、接続子13,14の形状を変更して、外側の1本と残りの2本に接続することもできる。
また、リードフレーム20に実装される半導体素子は、上述した2つの電極を有するダイオード以外であってもよく、例えばMOSFET(IGBT)などのディスクリート半導体装置を実装するものにも適用できる。さらに、本発明は横型の半導体素子について説明したが、半導体チップの裏面に電極を有する縦型のデバイスにも適用可能である。
11 半導体素子
11a カソード電極
11b アノード電極
12 チップマウント部
12a〜12c リード(インナーリード部)
12d 固定用ねじ孔
13,14 接続子
13a,14a〜14c 段差
15 樹脂封止される領域
16 ねじ孔部
17 封止樹脂
20 リードフレーム
21 位置合わせ孔
22 ダムバー
23 サイドレール
121,122 リード12a,12cの基端部
123 チップ固着領域

Claims (5)

  1. 半導体素子のチップ電極とその外部導出端子を構成するリードとの間を電気的に接続する接続子において、
    前記チップ電極との接合面を有する第1の接続部と、
    前記リードの基端部との接合面を有する第2の接続部と、
    前記第1の接続部の接合面に対して前記チップ電極から離間する方向にハーフ抜き加工による段差が形成され、前記第1、第2の接続部の間を繋ぐ板状の連結部と、
    を備えたことを特徴とする接続子。
  2. 前記連結部には、ハーフ抜き加工による複数の段差が形成されていることを特徴とする請求項1記載の接続子。
  3. 前記連結部には、前記第2の接続部の接合面に対して前記リードの基端部から離間する方向にハーフ抜き加工された段差が形成されていることを特徴とする請求項1記載の接続子。
  4. 前記ハーフ抜き加工された段差は、前記連結部の板厚の二分の一以下に形成されていることを特徴とする請求項1記載の接続子。
  5. 半導体素子と、
    前記半導体素子を搭載するチップマウント部および複数の外部導出端子を有するリードフレームと、
    前記半導体素子の主面側に配置されたチップ電極と前記外部導出端子を構成するリード基端部との間を電気的に接続する前記請求項1乃至4のいずれかに記載の接続子と、
    を備え、前記チップマウント部と前記半導体素子及び前記接続子を一体に樹脂封止したことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
JP2012003843A 2012-01-12 2012-01-12 接続子および樹脂封止型半導体装置 Pending JP2013143519A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012003843A JP2013143519A (ja) 2012-01-12 2012-01-12 接続子および樹脂封止型半導体装置
US13/706,699 US9252086B2 (en) 2012-01-12 2012-12-06 Connector and resin-sealed semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012003843A JP2013143519A (ja) 2012-01-12 2012-01-12 接続子および樹脂封止型半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013143519A true JP2013143519A (ja) 2013-07-22

Family

ID=48779413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012003843A Pending JP2013143519A (ja) 2012-01-12 2012-01-12 接続子および樹脂封止型半導体装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9252086B2 (ja)
JP (1) JP2013143519A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109258517A (zh) * 2018-11-23 2019-01-25 新泰市天信农牧发展有限公司 一种肉鸭养殖饮水系统

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10211144B2 (en) 2015-07-29 2019-02-19 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Semiconductor device having a plurality of top surface connection terminals
US11145575B2 (en) * 2018-11-07 2021-10-12 UTAC Headquarters Pte. Ltd. Conductive bonding layer with spacers between a package substrate and chip

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730050A (ja) * 1993-07-13 1995-01-31 Mitsui High Tec Inc リ−ドフレ−ム
JP2000036558A (ja) * 1998-07-17 2000-02-02 Shinko Electric Ind Co Ltd リードフレーム及びその製造方法
JP2002009217A (ja) * 2000-06-23 2002-01-11 Fuji Electric Co Ltd 樹脂封止型半導体装置
US20110227205A1 (en) * 2010-03-18 2011-09-22 Jun Lu Multi-layer lead frame package and method of fabrication

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999023700A1 (en) * 1997-11-05 1999-05-14 Martin Robert A Chip housing, methods of making same and methods for mounting chips therein
JP4102012B2 (ja) * 2000-09-21 2008-06-18 株式会社東芝 半導体装置の製造方法および半導体装置
US7771208B2 (en) * 2004-12-16 2010-08-10 International Business Machines Corporation Metalized elastomeric electrical contacts
JP4842118B2 (ja) * 2006-01-24 2011-12-21 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP4916745B2 (ja) * 2006-03-28 2012-04-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP4167715B1 (ja) 2007-08-13 2008-10-22 オーナンバ株式会社 ツインチップ搭載型ダイオード
JP2009081342A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 Sharp Corp 多層プリント配線板とその製造方法
JP2009259981A (ja) 2008-04-15 2009-11-05 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2009267054A (ja) 2008-04-24 2009-11-12 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
US8354740B2 (en) * 2008-12-01 2013-01-15 Alpha & Omega Semiconductor, Inc. Top-side cooled semiconductor package with stacked interconnection plates and method
JP2010171271A (ja) * 2009-01-23 2010-08-05 Renesas Technology Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2010283053A (ja) * 2009-06-03 2010-12-16 Renesas Electronics Corp 半導体装置及びその製造方法
WO2012157583A1 (ja) * 2011-05-13 2012-11-22 富士電機株式会社 半導体装置とその製造方法
US8847370B2 (en) * 2011-10-10 2014-09-30 Texas Instruments Incorporated Exposed die package that helps protect the exposed die from damage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730050A (ja) * 1993-07-13 1995-01-31 Mitsui High Tec Inc リ−ドフレ−ム
JP2000036558A (ja) * 1998-07-17 2000-02-02 Shinko Electric Ind Co Ltd リードフレーム及びその製造方法
JP2002009217A (ja) * 2000-06-23 2002-01-11 Fuji Electric Co Ltd 樹脂封止型半導体装置
US20110227205A1 (en) * 2010-03-18 2011-09-22 Jun Lu Multi-layer lead frame package and method of fabrication

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109258517A (zh) * 2018-11-23 2019-01-25 新泰市天信农牧发展有限公司 一种肉鸭养殖饮水系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20130181334A1 (en) 2013-07-18
US9252086B2 (en) 2016-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5339800B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP5272191B2 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
US8389336B2 (en) Semiconductor device package and method of assembly thereof
KR20110094126A (ko) 클립 배선을 가지는 반도체 다이 패키지
US10074598B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
CN108155168B (zh) 电子器件
JP4530863B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置
JP2012074543A (ja) 半導体装置
JP6539727B2 (ja) 分配機能タイバーを有するギャングクリップ
US20080185696A1 (en) Semiconductor die package including leadframe with die attach pad with folded edge
JP2013143519A (ja) 接続子および樹脂封止型半導体装置
JP2010251374A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP6010942B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP5904041B2 (ja) 半導体装置
JP4409064B2 (ja) パワー素子を含む半導体装置
JP2016184757A (ja) 半導体装置
CN102456655A (zh) 半导体模块
CN110892526B (zh) 半导体装置的制造方法
JP5564369B2 (ja) リードフレーム、半導体装置及びその製造方法
JP5341389B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置の製造方法
JP2010147162A (ja) 半導体装置
CN117352477A (zh) 导线架及其半导体元件的封装方法与结构
JP2013102233A (ja) 半導体装置
JP2012099773A (ja) 半導体モジュールの製造方法、及び半導体モジュール
JP2009231607A (ja) 半導体装置およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141114

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151019

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151027

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160301