JP2014179435A - 超音波接合装置、超音波接合方法及び半導体装置 - Google Patents

超音波接合装置、超音波接合方法及び半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2014179435A
JP2014179435A JP2013052022A JP2013052022A JP2014179435A JP 2014179435 A JP2014179435 A JP 2014179435A JP 2013052022 A JP2013052022 A JP 2013052022A JP 2013052022 A JP2013052022 A JP 2013052022A JP 2014179435 A JP2014179435 A JP 2014179435A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal plate
protrusion
ultrasonic bonding
pressing
bonding apparatus
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.)
Granted
Application number
JP2013052022A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5884752B2 (ja
Inventor
Nobuaki Ando
順昭 安藤
Daisuke Katagiri
大輔 片桐
Kunihiro Yoshihara
邦裕 吉原
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2013052022A priority Critical patent/JP5884752B2/ja
Publication of JP2014179435A publication Critical patent/JP2014179435A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5884752B2 publication Critical patent/JP5884752B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • 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
    • 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
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

【課題】金属板の剥離を抑制できる超音波接合装置を提供する。
【解決手段】導体と折れ曲がったネック部を有する帯状の金属板との接合を行う際に金属板の平坦部を押圧し超音波振動を付加することで接合を行う超音波接合装置10において、金属板の平坦部を押圧する押圧部に形成され金属板の平坦部を押圧する際に金属板に食い込む第一の突起23と、押圧部に形成され金属板の平坦部を押圧する際に金属板に食い込みかつ第一の突起23よりも高さが高い第二の突起14とを備え、第一の突起23及び第二の突起14は押圧部に複数列に配列され、第一の突起23は少なくとも複数列の一列目に配列され金属板の平坦部を押圧する際に平坦部のネック部側に食い込む超音波接合装置10とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、半導体装置の金属端子等を接合する超音波接合装置、これを用いた超音波接合方法およびケース型の半導体装置に関するものである。
超音波接合とは、被接合物を押圧した状態で超音波振動を付加することで接合を行う方法であり、半導体装置の金属ワイヤや金属リボン等の接合に用いられている。従来の超音波接合装置では、金属リボン等の被接合物を押圧する押圧面に突起を設けることで、超音波振動を付加した際に発生する超音波接合装置と被接合物とのすべりを抑制している(例えば、特許文献1)。
特開2012−124247号公報
ここで、図11に、ケース型の半導体装置が温度上昇したときの熱変形の形態を示し、図12に従来の超音波接合装置によって製造された半導体装置が熱変形した場合の部分断面図を示す。
従来、電流容量の向上を目的に、厚さ100μm程度である金属リボンに代えて厚さが1〜2mmであり帯状の金属板を用いることがある。このような場合、金属板の剛性は金属リボンよりも高いため、超音波接合により十分な接合強度を得るには、押圧時の荷重を大きくするか、突起の高さを高くする必要がある。しかし、荷重を大きくすると金属板7や回路パターン4等を損傷させる恐れがある。一方、超音波接合装置の突起の高さを高くした場合、図12に示すように、金属板7には突起形状に応じた圧痕19が生じることとなるが、突起の高さが高いため圧痕19の深さが深くなることで、圧痕19が形成された部分の金属板7の厚さ20が薄くなり、接合面17上の平坦部11における金属板7の剛性が低下する。
また、いわゆるケース型の半導体装置においては、図11(a)に示すように、金属板7の一端をケース9に固定し、金属板7の他端を超音波接合によってケース9内の回路パターン4等の導体に接合することがある。図11において、ケース型の半導体装置100では、使用環境等によって繰返し温度変化することから、図11(b)に示すように、この温度変化によって半導体装置100のケース9が熱変形し膨張する。そして、ケース9の熱変形によって、ケース9に固定された金属板7には、金属板7と回路パターン4との接合面17に対して垂直な引張方向21に引張荷重が繰返し作用する。
そして、圧痕19の発生により接合面17上における金属板7の剛性が低下していると、ケース9に固定された金属板7に引張荷重が作用した際に、図12に示すように、接合面17において、金属板7の折れ曲がり部分であるネック部12側の接合面端部18を起点に亀裂が発生する。その結果、この亀裂が接合面17を進展方向22に進むことで、金属板7が回路パターン4から剥離するという問題が生じることがある。
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、ケース型の半導体装置に設けられた回路パターン等の導体と厚さが1〜2mm程度の金属板とを超音波接合する場合において、金属板の剥離を抑制することができる超音波接合装置の提供を目的とする。
本発明にかかる超音波接合装置は、導体と折れ曲がったネック部を有する帯状の金属板との接合を行う際に金属板の平坦部を押圧し超音波振動を付加することで接合を行う超音波接合装置において、金属板の平坦部を押圧する押圧部に形成され金属板の平坦部を押圧する際に金属板に食い込む第一の突起と、押圧部に形成され金属板の平坦部を押圧する際に金属板に食い込みかつ第一の突起よりも高さが高い第二の突起とを備え、第一の突起及び第二の突起は押圧部に複数列に配列され、第一の突起は少なくとも複数列の一列目に配列され金属板の平坦部を押圧する際に平坦部のネック部側に食い込むものである。
本発明にかかる超音波接合装置によれば、第二の突起よりも高さの低い第一の突起が平坦部を押圧する際に平坦部のネック部側に食い込むため、ケース型の半導体装置において金属板と回路パターン等の導体との接合に用いた場合、第一の突起によって形成される圧痕の深さが浅くなり、ネック部側の接合面端部上における金属板の剛性の低下が抑制される。その結果、ネック部側の接合面端部を起点として発生する亀裂が抑制され、金属板の剥離を抑制することが出来る。
本発明の実施の形態1にかかる超音波接合装置の先端形状を示す正面図、側面図および斜視図である。 本発明の実施の形態1にかかる半導体装置1の構造を示す模式図である。 本発明の実施の形態1にかかる半導体装置1の製造における一工程を示す模式図である。 本発明の実施の形態1にかかる超音波接合後のA−A断面図である。 本発明の実施の形態2にかかる超音波接合装置の先端形状を示す正面図、側面図および斜視図である。 本発明の実施の形態2にかかる超音波接合装置の先端形状を示す正面図、側面図および斜視図である。 本発明の実施の形態3にかかる超音波接合装置の先端形状を示す正面図および側面図である。 本発明の実施の形態3にかかる超音波接合装置の先端形状を示す正面図および側面図である。 本発明の実施の形態4にかかる超音波接合装置の先端形状を示す正面図および側面図である。 本発明の実施の形態5にかかる超音波接合装置の先端形状を示す正面図、側面図、および斜視図である。 半導体装置が温度上昇したときの熱変形の形態を示す模式図である。 従来の超音波接合装置によって製造された半導体装置が熱変形した場合の部分断面図である。
実施の形態1.
本発明の実施の形態1にかかる超音波接合装置について、図1乃至図4を用いて説明する。なお、図1乃至図4において、図11又は図12で用いた符号と同一の符号については、図11又は図12において説明した半導体装置と同一又は対応する部分とする。
まず、本発明の実施の形態1にかかる超音波接合装置の構成について説明する。図1は、実施の形態1にかかる超音波接合装置10の先端の形状を模式的に表した図であり、図1(a)は正面図であり、図1(b)は側面図であり、図1(c)は斜視図である。図1において、押圧面13に垂直な方向をz軸とし、押圧面13と平行な面における2軸をそれぞれx軸、y軸とする。
図1において、超音波接合装置10は被接合物をz軸方向に押圧し超音波振動を付加することで接合を行う。超音波接合装置10の先端部分である被接合物を押圧する押圧部において、超音波接合装置10は、四角形状の押圧面13に形成された高さの異なる四角錐形状の突起14及び突起23とを備えている。また、図1(a)及び図1(b)に示すように、突起23の高さ24は突起14の高さよりも低くなるように形成されている。さらに、図1(c)に示すように、突起14及び突起23は押圧面13上に複数列に配列されており、x軸方向に4列、y軸方向に4列、形成されている。そして、図1(a)、図1(b)及び図1(c)に示すように、x軸方向における一列目は突起23で構成され、x軸方向における他の列は突起14で構成される。なお、押圧面13の形状は四角形状ではなく、例えば円形状等であってもよく、突起14及び突起23の形状は四角錐形状でなく、例えば円錐形状や六角錐形状であってもよい。
超音波接合装置10の押圧面13の幅及び奥行きはそれぞれ数mm程度である。突起14及び突起23は、突起14及び突起23の押圧面13からの高さは、例えば300mm程度である。但し、接合面積を確保するため、突起23の押圧面からの高さ24は接合時に後述する金属板7を押圧できる高さ、すなわち、突起14の高さから突起23の高さ24を差引いた高さが突起14の食込み量よりも高くなるように形成しなくてはならない。
次に、本発明の実施の形態1にかかる半導体装置の構成について説明する。図2は、本発明の実施の形態1にかかる半導体装置1の構成を示す模式図である。
図2において、半導体装置1は、ベース板2と、ベース板2上に固定された絶縁基板3と、絶縁基板3上に形成された回路パターン4と、回路パターン4上に固定された半導体チップ5と、回路パターン4と外部電源(図示せず)とを電気的に接続する帯状の金属板7と、半導体チップの電極6と回路パターン4を電気的及び機械的に接続する金属ワイヤ8と、樹脂製のケース9で構成されている。
金属板7には導電性の高い銅や銅を主成分とする合金が用いられ、その表面には酸化防止等を考慮してニッケルなどのメッキ処理が施されている。また、金属板7は厚さ1〜2mm程度、幅は数mm程度で、一端がケース9に固定されることで半導体装置1の電極端子を構成し、他端が回路パターン4と超音波接合により接合されている。回路パターン4には銅やアルミニウムなどの導電性材料、またはそれらを主成分とする合金が用いられ、回路パターン4の表面は、金属板7と同様にニッケルなどのメッキ処理が施されている。
また、図2において、金属板7には、回路パターン4に接合するために折れ曲げられたネック部12を有する。そして、ネック部12から先の平坦部分で、超音波接合装置10を用いた超音波接合により回路パターン4と接合する。そのため、金属板7は、回路パターン4との接合面の反対面に、超音波接合装置10によって形成される圧痕(図示せず)を有する。なお、圧痕の形状については後述する。
続いて、超音波接合装置10による金属板7と回路パターン4との超音波接合について説明する。図3(a)および(b)は、半導体装置1の製造における回路パターン4と金属板7の超音波接合時の工程を模式的に示している。また、図4は、図2(a)においてz軸方向に切断した場合に関する接合後の回路パターン4と金属板7のA−A断面図を示している。
図3(a)において、絶縁基板3上に回路パターン4が形成された後に、回路パターン4と金属板7との接合を行う。接合は、回路パターン4と金属板7の平坦部11とを重ね合わせて行う。図3(b)において、金属板7の平坦部11に超音波接合装置10を引張方向16に押圧しながら振動方向15に超音波振動を印加することで、超音波接合装置10と金属板7とが共に振動する。これにより、金属板7と回路パターン4との界面には強力な摩擦が生じ、金属板7と回路パターン4とが接合される。また、超音波接合装置10は、ネック部12側の平坦部11に突起23の列が食い込むように、すなわち図3(b)におけるx方向の一列目が突起23の列となった状態で押圧する。
超音波接合装置10の押圧面13には突起14及び突起23が配列をなして形成されており、接合時に突起14及び突起23が金属板7の平坦部11に食い込むことで、超音波接合装置10と金属板7との滑りを起こすことなく、超音波接合装置10に印加した振動を金属板7に伝達している。
図4において、接合後の金属板7の平坦部11には、超音波接合装置10の先端の突起14及び突起23が食い込むことで形成された圧痕19が形成される。また、金属板7と回路パターン4とが接合された接合面17は、接合時に十分な押圧力が確保された領域に形成される。よって、主に超音波接合装置10を押圧した金属板7の平坦部11の直下、つまり平坦部11に形成された圧痕19の直下で形成されることとなる。
上述のように、高さが低い突起23をネック部12側の平坦部11に向けて押圧することで、図4に示すように、ネック部12側の平坦部11では超音波接合装置10の金属板7への食い込み量が抑えられる。すなわち、金属板7のネック部12側における圧痕19の深さが浅くなり、接合面17のネック部12側の端部である接合面端部18上における金属板7の厚さ20が厚くなる。その結果、接合面端部18上における金属板7の剛性の低下が抑制され、半導体装置1の温度変化に伴う引張荷重が作用しても、接合面端部18を起点とした亀裂の発生、進展を抑制できるので、金属板7と回路パターン4との剥離を抑制することが可能である。
特に、炭化珪素からなる半導体装置においては、シリコンからなる半導体装置と比較して、動作可能な温度範囲が200℃程度までに高くなるため、半導体装置に発生する熱変形も大きくなり、金属板7の剥離の問題が一層顕在化する。そのため、本実施の形態にかかる超音波接合装置10を炭化珪素からなる半導体装置の製造に適用することで、金属板7の剥離抑制の効果がより顕著に得られることとなる。
また、本実施の形態にかかる超音波接合装置10では、突起14及び突起23のうち突起14の突起高さのみを低くするので、すべての突起高さを低くする場合と比較して、接合時の滑りの発生を軽減することができる。さらに、突起23の頂角は大きくなるものの、突起14の頂角は小さいままであるため、突起14及び突起23を金属板7へ食い込ませるのに必要な荷重の増加を抑制することができ、金属板7や回路パターン4が損傷の発生を抑制することができる。
なお、本実施の形態では、超音波接合装置10の押圧面13に形成された突起14及び突起23の配列を4行×4列としているが、これに限定されるものではなく、行数及び列数ともに他の数で構成することとしても良い。また、突起23の一列全ての高さを低くした突起を図示しているが、一列全てでなく部分的に実施することも可能である。
また、本実施の形態では、超音波接合装置10を金属板7と回路パターン4との接合に用いることとしているが、ケース9と固定されている金属板7の接合であれば、回路パターン4以外、例えば半導体チップ5の電極6上に電極パッドを形成し、電極パッドと金属板7の接合に用いることとしても良い。すなわち、半導体素子5と電気的に接続する導体部分と金属板7との接合であれば構わない。このような場合においても、接合面端部には同様の引張荷重が作用し金属板7の剥離の問題が発生するが、本発明の適用により、金属板7の剥離を抑制することが出来る。
実施の形態2.
上述のように、実施の形態1にかかる超音波接合装置では、接合面において高さが異なる2種類の異なる突起を設けることとしたが、これに限定されるものではなく、接合面に設ける2種類の突起は高さ以外についても異なる形状とすることとしても構わない。そこで、実施の形態2として、高さ以外の形状についても異なる形状を有する2種類の突起を設けた超音波接合装置について説明する。なお、本実施の形態は、実施の形態1と比較して接合面に形成される突起の形状のみ相違するため、以下において、相違する突起部分についてのみ説明し、他の部分の説明については省略する。
図5(a)〜(c)は、実施の形態2にかかる超音波接合装置30の先端の形状を模式的に表しており、図5(a)は正面図、図5(b)は側面図、図5(c)は斜視図である。
図5において、超音波接合装置30は、接合面13に高さの異なる2種類の突起23及び突起14を備えている。突起23及び突起14は、それぞれ四角錐形状であり、突起23の高さ24が突起14の高さよりも低く、突起23の図5におけるx方向の幅が突起14の幅の半分となっている。そして、突起23及び突起14は接合面13に配列されており、図5におけるx方向の一列目及び二列目には突起23が配列されており、他の列には突起14が配列されている。
以上のような構成とすることにより、実施の形態2にかかる超音波接合装置30では、実施の形態1にかかる超音波接合装置10と比較して、接合時における金属板7と突起14及び突起23とが接触する面積が増加するため、金属板7と超音波接合装置10の滑りを抑制する効果がある。また、実施の形態2にかかる超音波接合装置30では、実施の形態1にかかる超音波接合10と比較して、突起23の頂角を小さくすることが出来るため、突起14及び突起23を金属板7へ食い込ませるのに必要な荷重の増加を抑制することができ、金属板7や回路パターン4が損傷の発生を抑制することができる。但し、金属板7と回路パターン4との接合面積を確保するため、高さの低い突起23の押圧面からの高さ24は接合時に金属板7を押圧できる高さでなくてはならない。
また、上述のような超音波接合装置30を用いた場合でも、ネック部12側に形成される圧痕19の深さを浅くできることから、金属板7と回路パターン4の剥離を抑制することが可能である。
なお、本実施の形態では、x方向における突起23の幅を突起14の幅の半分としたが、これに限定されるものではなく、例えば突起23の幅を突起14の幅の1/3や1/4としても良い。また、本実施の形態では、突起23を二列設けることとしたが、これに限定されるものではなく、例えば実施の形態1と同様に突起23を一列設けることとしも良い。
さらに、本実施の形態では図5におけるx方向の幅を突起23と突起14で異なるように形成しているが、例えば、図6(a)〜(c)に示す超音波接合装置40のように、突起23のy方向における幅を突起14の半分とすることとしても良い。なお、図6(a)は正面図、図6(b)は側面図、図6(c)は斜視図である。
実施の形態3.
上述のように、実施の形態2にかかる超音波接合装置30では、接合面13に形成される突起23の幅と突起14の幅を異なる幅とすることとしたが、突起23は平坦部を備える構成であってもよい。そこで、実施の形態3として、突起23に平坦部26を設けた超音波接合装置50について説明する。なお、本実施の形態は、実施の形態1及び2と比較して接合面に形成される突起部分のみ相違するため、以下において、相違する突起部分についてのみ説明し、他の部分の説明については省略する。
図7は実施の形態4にかかる超音波接合装置50の先端の形状を模式的に表しており、図7(a)は正面図、図7(b)は側面図である。
図7において、超音波接合装置50は、接合面13に高さの異なる2種類の突起23及び突起14を備える。突起23及び突起14の図7のx方向及びy方向における幅はそれぞれ等しくなるように形成されている。また、突起14は四角錐形状であり、突起23は四角錐形状の凸部分(先端部)に平坦部26が設けられた形状となっている。そのため、突起23の高さ27が突起14の高さよりも低くなっている。そして、突起23及び突起14は接合面13に配列されており、図7におけるx方向の一列目のみが突起23で配列されており、他の列は突起14が配列されている。但し、突起25の押圧面からの高さ27は、接合時に平坦部25が金属板7を押圧できる高さでなくてはならない。
以上のような構成としたことで、上述のような超音波接合装置50を用いた場合でも、ネック部12側に形成される圧痕19の深さを浅くできることから、金属板7と回路パターン4の剥離を抑制することが可能である。また、平坦部26の表面に、例えばローレット加工等の滑り止めのための加工を施せば、超音波接合ツール10と金属板7の滑りを防止する効果をさらに向上させることも可能である。
また、本実施の形態では、四角錐形状の突起23の凸部分に平坦部26を設けることとしたが、図8に示すように、突起23の代わりに平坦部28を接合面13に直接設けることとしもよい。なお、図8(a)は正面図、図8(b)は側面図である。
実施の形態4.
上述のように、実施の形態1ないし3にかかる超音波接合装置では、接合面13に異なる2種類の突起を形成することとしたが、2種類ではなく複数種類の異なる突起を形成することとしてもよい。そこで、実施の形態4として、接合面に異なる複数種類の突起が形成されている超音波接合装置60について説明する。なお、本実施の形態は、実施の形態1ないし3と比較して接合面に形成される突起部分のみ相違するため、以下において、相違する突起部分についてのみ説明し、他の部分の説明については省略する。
図9は実施の形態4にかかる超音波接合装置60の先端の形状を模式的に表しており、図9(a)は正面図、図9(b)は側面図である。
図9において、超音波接合装置60は、接合面13に高さの異なる複数種類の突起31を備える。突起31の幅は図11のx方向及びy方向においてすべて等しくなるように形成されている。一方、突起31の高さは、図9のx方向において順々に高くなるように形成されている。なお、本実施の形態でいう突起31とは、異なる複数種類の突起を総称したものとする。
以上のような構成としたことで、上述のような超音波接合装置60を用いた場合でも、ネック部12側に形成される圧痕19の深さを浅くできることから、金属板7と回路パターン4の剥離を抑制することが可能である。なお、本実施の形態では、突起31の全てに対して高さを変えるよう図示したが、例えば、図9のx方向に対して一列目から三列目の突起のみの高さを順に高くなるような形状としてもよい。
実施の形態5.
上述のように、実施の形態1ないし3にかかる超音波接合装置では、接合面13に異なる2種類の突起を形成することとしたが、2種類の突起の配列は、実施の形態1ないし3に示したもの限定されるものではない。そこで、実施の形態5として、接合面に形成される2種類の突起の配列を変形した超音波接合装置70について説明する。なお、本実施の形態は、実施の形態1ないし3と比較して接合面に形成される突起部分のみ相違するため、以下において、相違する突起部分についてのみ説明し、他の部分の説明については省略する。
図10は実施の形態5にかかる超音波接合装置70の先端の形状を模式的に表しており、図10(a)は正面図、図10(b)は側面図、図10(c)は斜視図である。
図10において、超音波接合装置70では、接合面13に2種類の突起14及び突起23を備えている。突起14及び突起23は、それぞれ四角錐形状であり、突起23の高さ24が突起14の高さよりも低く、図10におけるx方向及びy方向の突起14及び突起23の幅は等しくなるように形成されている。また、突起23は超音波接合装置70の押圧面13の外周部に配列され、突起14は押圧面13の中央部に配列されている。すなわち、突起23は、図10におけるx方向の一列目及び最終列、並びに図10におけるy方向の一列目及び最終列に配列され、突起14は他の部分に配列される。
以上のような構成としたことで、上述のような超音波接合装置70を用いた場合でも、ネック部12側に形成される圧痕19の深さを浅くできることから、金属板7と回路パターン4の剥離を抑制することが可能である。さらに、超音波接合装置70は押圧面の外周部分のすべてにおいて相対的に高さの低い突起23が形成されているため、半導体装置1の製造に際して、金属板7のネック部12側に突起23が位置するように超音波接合装置70を回転させる必要がなくなり、金属板7の接合を簡素化することが出来る。
なお、本発明は、発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることや、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
1 半導体装置、2 ベース板、3 絶縁基板、4 回路パターン、7 金属板、9 ケース、10 超音波接合装置、12 ネック部、13 押圧面、14 突起、19 圧痕、23 突起、26 平坦部。

Claims (9)

  1. 導体と折れ曲がったネック部を有する帯状の金属板との接合を行う際に、前記金属板の平坦部を押圧し超音波振動を付加することで前記接合を行う超音波接合装置において、
    前記金属板の平坦部を押圧する押圧部に形成され、前記金属板の平坦部を押圧する際に前記金属板に食い込む第一の突起と、
    前記押圧部に形成され、前記金属板の平坦部を押圧する際に前記金属板に食い込み、かつ、前記第一の突起よりも高さが高い第二の突起と、
    を備え、
    前記第一の突起及び前記第二の突起は前記押圧部に複数列に配列され、
    前記第一の突起は、少なくとも前記複数列の一列目に配列され、前記金属板の平坦部を押圧する際に前記平坦部のネック部側に食い込む、
    ことを特徴とする超音波接合装置。
  2. 前記第二の突起は、少なくとも前記複数列の最終列目に配列される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の超音波接合装置。
  3. 前記第一の突起は、前記押圧部における外周部分の全周に配列される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の超音波接合装置。
  4. 前記第一の突起は、前記複数列の一列目および二列目に配列され、
    前記第一の突起の前記複数列が並ぶ列方向における幅は、前記第二の突起の前記列方向における幅よりも小さい、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の超音波接合装置。
  5. 前記第一の突起の前記列方向に垂直な方向における幅は、前記第二の突起の前記垂直な方向における幅よりも小さい、
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の超音波接合装置。
  6. 前記第一の突起は先端に平坦部を有する、
    ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の超音波接合装置。
  7. 前記第一の突起の高さよりも高く、かつ、前記第二の突起の高さよりも低い複数の突起を備え、
    前記複数の突起、前記第一の突起及び前記第二の突起は、前記複数列の一列目から前記複数列の前記最終列目までの間において、前記一列目から前記最終列目に向かって高さが高くなるように配列される、
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の超音波接合装置。
  8. 導体と帯状であり折れ曲がったネック部を有する金属板とを接合する超音波接合方法において、
    前記導体の上に前記金属板の一端に形成された平坦部を重ねる工程と、
    請求項1乃至7のいずれか1項に記載の超音波接合装置を用いて前記平坦部を押圧する工程と、
    前記平坦部を押圧した状態で超音波振動を付加する工程と、
    を備え、
    前記押圧する工程は、前記平坦部のネック部側に前記超音波接合装置の第一の突起が位置するように行われる、
    ことを特徴とする超音波接合方法。
  9. 帯状であり、折れ曲がったネック部を有する金属板と、
    前記金属板の一端に形成された平坦部と接合された導体と、
    を備え、
    前記金属板には、前記平坦部において複数の圧痕が形成されており、
    前記複数の圧痕は、前記平坦部の前記ネック部側に形成された圧痕の深さが、前記ネック部側の反対側に形成された圧痕の深さよりも浅い、
    ことを特徴とする半導体装置。
JP2013052022A 2013-03-14 2013-03-14 超音波接合装置及び半導体装置の製造方法 Active JP5884752B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013052022A JP5884752B2 (ja) 2013-03-14 2013-03-14 超音波接合装置及び半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013052022A JP5884752B2 (ja) 2013-03-14 2013-03-14 超音波接合装置及び半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014179435A true JP2014179435A (ja) 2014-09-25
JP5884752B2 JP5884752B2 (ja) 2016-03-15

Family

ID=51699109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013052022A Active JP5884752B2 (ja) 2013-03-14 2013-03-14 超音波接合装置及び半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5884752B2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016052670A (ja) * 2014-09-03 2016-04-14 ニチコン株式会社 超音波溶接ホーン、電解コンデンサの製造方法および電解コンデンサ
WO2018210603A1 (de) * 2017-05-15 2018-11-22 Schunk Sonosystems Gmbh Vorrichtung zum verschweissen von stabförmigen elektrischen leitern sowie sonotrode für eine derartige vorrichtung
WO2020066240A1 (ja) * 2018-09-26 2020-04-02 パナソニック株式会社 二次電池
US20200343518A1 (en) * 2019-04-23 2020-10-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Manufacturing method of secondary battery and secondary battery
DE102022130668A1 (de) 2021-12-21 2023-06-22 Mitsubishi Electric Corporation Halbleiter-Herstellungseinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006231402A (ja) * 2005-01-28 2006-09-07 Nissan Motor Co Ltd 超音波接合装置および接合構造体
JP2012124247A (ja) * 2010-12-07 2012-06-28 Mitsubishi Electric Corp 接合具、半導体装置の製造方法および半導体装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006231402A (ja) * 2005-01-28 2006-09-07 Nissan Motor Co Ltd 超音波接合装置および接合構造体
JP2012124247A (ja) * 2010-12-07 2012-06-28 Mitsubishi Electric Corp 接合具、半導体装置の製造方法および半導体装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016052670A (ja) * 2014-09-03 2016-04-14 ニチコン株式会社 超音波溶接ホーン、電解コンデンサの製造方法および電解コンデンサ
WO2018210603A1 (de) * 2017-05-15 2018-11-22 Schunk Sonosystems Gmbh Vorrichtung zum verschweissen von stabförmigen elektrischen leitern sowie sonotrode für eine derartige vorrichtung
CN110650816A (zh) * 2017-05-15 2020-01-03 申克索诺系统有限责任公司 用于焊接棒状电导体的装置和用于这种装置的超声波焊极
CN110650816B (zh) * 2017-05-15 2022-02-25 申克索诺系统有限责任公司 用于焊接棒状电导体的装置和用于这种装置的超声波焊极
US11358235B2 (en) 2017-05-15 2022-06-14 Schunk Sonosystems Gmbh Device for welding rod-shaped electrical conductors and sonotrode for such a device
WO2020066240A1 (ja) * 2018-09-26 2020-04-02 パナソニック株式会社 二次電池
JPWO2020066240A1 (ja) * 2018-09-26 2021-09-09 パナソニック株式会社 二次電池
US20200343518A1 (en) * 2019-04-23 2020-10-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Manufacturing method of secondary battery and secondary battery
US11724333B2 (en) * 2019-04-23 2023-08-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Manufacturing method of secondary battery and secondary battery
DE102022130668A1 (de) 2021-12-21 2023-06-22 Mitsubishi Electric Corporation Halbleiter-Herstellungseinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
US11929265B2 (en) 2021-12-21 2024-03-12 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor manufacturing apparatus and method of manufacturing semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5884752B2 (ja) 2016-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5884752B2 (ja) 超音波接合装置及び半導体装置の製造方法
JP6433590B2 (ja) 電力用半導体装置の製造方法および電力用半導体装置
CN106575628B (zh) 功率模块
WO2012157584A1 (ja) 半導体装置とその製造方法
WO2012157583A1 (ja) 半導体装置とその製造方法
JP6448388B2 (ja) 電力用半導体装置
JP6366723B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP4524570B2 (ja) 半導体装置
JP5577161B2 (ja) 接続構造およびその製造方法
JP5433526B2 (ja) 電子機器とその製造方法
JP3753426B2 (ja) 超音波接合具および超音波接合具を用いた半導体装置の製造方法
JP2007005474A (ja) パワー半導体モジュール及びその製造方法
JP6406983B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP4612550B2 (ja) パワーデバイス用ボンディングリボンおよびこれを用いたボンディング方法
JP2012109419A (ja) 半導体装置
JP5755601B2 (ja) パワーモジュールおよびその製造方法
JP2016134547A (ja) 半導体装置
JP6496100B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2012015263A (ja) ワイヤボンディング装置
JP5674537B2 (ja) 電気部品モジュール
JP2018120929A (ja) 半導体装置とその製造方法
JP6633410B2 (ja) ケーブル接合体及び超音波接合装置
JP2015204446A (ja) 半導体モジュール、接合用治具、および半導体モジュールの製造方法
WO2017154893A1 (ja) 電極接続構造、リードフレーム及び電極接続構造の形成方法
JP2024008960A (ja) 回路基板及び製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141031

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

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160125

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5884752

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250