JP6418530B2 - 半導体装置の製造方法及び製造用治具 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造方法及び当該半導体装置の製造方法に用いるための製造用治具に関する。

半導体装置の技術分野においては、複数の半導体チップを１つの接続子によって接続することが従来から行われている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に開示されている半導体装置は、図１５に示すように、ダイパッド８１１，８１２，８１３に搭載されている半導体チップ８２１，８２２，８２３を１つの接続子８３０によって共通接続する内部接続構造を有する。また、当該内部接続構造においては、半導体チップ８２１，８２２，８２３の配列方向（図面のｘ軸方向）と、接続子８３０の延出方向（図面のｙ軸方向）とが交差（直交）している。

複数の半導体チップを１つの接続子で接続する場合、図１５に示すような内部接続構造とすることにより、複数の半導体チップを安定した状態で接続することができる。なお、図１５においては、接続子８３０はそのコネクタ側基端８５０のみがリードフレームのコネクタ８４０に支持されている。このように、コネクタ側基端のみ（片側のみ）がコネクタに支持された状態でリードフレームに取り付けられている接続子を「片側支持の接続子」ということにする。

特開２０１１−１９８９２９号公報

ところで、特許文献１に開示されているような内部接続構造を有する半導体装置以外にも、片側支持の接続子を複数の半導体チップの配列方向と同一線上に配列する内部接続構造を有する半導体装置がある。この場合、接続子として長尺の接続子（以下、長尺接続子という。）が用いられる。

半導体装置９００は、図１６に示すように、直線状に配列された複数の半導体チップ９１１，９１２，９１３と、リードフレーム９２０と、長尺接続子９３０（これら３つの構成要素をまとめて、以下においては単に「各構成要素」と記載することもある。）とを備える。
リードフレーム９２０は、複数の半導体チップ９１１，９１２，９１３を個々の半導体チップごとに搭載する複数のダイパッド９２１，９２２，９２３及び複数のダイパッド９２１，９２２，９２３とは離隔しかつ複数の半導体チップ９１１，９１２，９１３の配列方向に沿った位置にあるコネクタ９２５を有する。

長尺接続子９３０は、全体的には細長い薄板状の形状を有する。長尺接続子９３０は、図１６に示すように、コネクタ側基端９３１、立ち上がり９３２及び接続板９３３を有する。また、長尺接続子９３０は、コネクタ側基端９３１のみがコネクタ９２５に支持された状態でリードフレーム９２０に取り付けられているため、「片側支持の長尺接続子」である。
接続板９３３は、複数の半導体チップ９１１，９１２，９１３を共通接続する。

なお、コネクタ側基端９３１を延長した延長線と接続板９３３とは平行となっている。また、接続板９３３の長さは、複数の半導体チップ９１１，９１２，９１３を共通接続したときに、長尺接続子９３０の先端が当該先端側にある半導体チップ９１３を覆うことができる程度の長さである。

半導体装置９００においては、上記の長尺接続子９３０によって、リードフレーム９２０のダイパッド９２１，９２２，９２３上に直線状に配列された複数の半導体チップ９１１，９１２，９１３を共通接続している。
また、半導体装置９００では、複数の半導体チップ９１１，９１２，９１３と複数のダイパッド９２１，９２２，９２３との接続箇所、複数の半導体チップ９１１，９１２，９１３と接続板９３３との接続箇所及びコネクタ９２５とコネクタ側基端９３１との接続箇所が、それぞれはんだ付けによって固定されており、各接続箇所にははんだ層９４０が形成されている。

このような片側支持の長尺接続子９３０を用いて複数の半導体チップ９１１，９１２，９１３を共通接続する場合、長尺接続子９３０の接続板９３３の撓みによる接続板９３３の重みが複数の半導体チップ９１１，９１２，９１３及び複数の半導体チップと接触しているはんだ層９４０に加わる。特に、最も先端側に位置する半導体チップ９１３近辺においては、接続板９３３の重みが最も大きく加わる。

このため、はんだ付けを行うときに、半導体チップ９１３と接続板９３３との間の間隔ｔ２が適正間隔（半導体チップ９１１と接続板９３３との間の間隔ｔ１）に比べて小さくなり、はんだ層９４０が押しつぶされてはんだが半導体チップ９１３の外周に回り込むことがある。その結果、従来の半導体装置９００には、はんだと図示しない他の部品や配線との絶縁距離（特に沿面距離）が不足して短絡等が生じるおそれがあるという問題がある。また、従来の半導体装置９００には、はんだ層９４０の厚みが薄くなるため、温度サイクル等により耐候性が劣化するおそれがあるという問題もある。

本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、片側支持の長尺接続子を用いて直線状に配列された複数の半導体チップをはんだ付けにより共通接続する場合において、各構成要素間のはんだ付けの状態を適切なものとすることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。また、当該半導体装置の製造方法により製造された半導体装置を提供することも目的とする。さらに、当該半導体装置の製造方法に用いるための製造用治具を提供することも目的とする。

従来の半導体装置の製造方法においては、下からリードフレーム、複数の半導体チップ、長尺接続子の順でこれらの構成要素を治具上に載置し、はんだ付けを行っていた。このため、長尺接続子の接続板の重さにより上記問題が生じる可能性があった。本発明の発明者は、はんだ付けを行うときに複数の半導体チップ及び複数の半導体チップと接触するはんだ材（はんだ層の元となる材料であり、例えば、はんだそのものやはんだ成分を含むはんだペーストを例示することができる）に接続板の重さが加わらない方法について鋭意研究を重ね、本発明を完成させた。本発明は、以下の要素からなる。

［１］本発明の半導体装置の製造方法は、直線状に配列された複数の半導体チップと、前記複数の半導体チップを個々の半導体チップごとに搭載する複数のダイパッド及び前記複数のダイパッドとは離隔しかつ前記複数の半導体チップの配列方向に沿った位置にあるコネクタを有するリードフレームと、前記コネクタに接続されるコネクタ側基端及び前記複数の半導体チップを共通接続する接続板を有する長尺接続子とを備え、前記複数の半導体チップと前記複数のダイパッドとの接続箇所、前記複数の半導体チップと前記接続板との接続箇所及び前記コネクタと前記コネクタ側基端との接続箇所が、それぞれはんだ付けによって固定されている内部接続構造を有する半導体装置の製造方法であって、前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を準備する第１工程と、前記複数の半導体チップと前記複数のダイパッドとの間、前記複数の半導体チップと前記接続板との間及び前記コネクタと前記コネクタ側基端との間にそれぞれはんだ材を導入した状態で、前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を、下から前記長尺接続子、前記複数の半導体チップ、前記リードフレームの順に製造用治具上に載置する第２工程と、前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を前記製造用治具上に載置したまま前記はんだ材を溶融させ、溶融させたはんだ材の表面張力により、前記リードフレームから前記複数の半導体チップが吊り下げられるとともに前記複数の半導体チップから前記長尺接続子が吊り下げられる状態を経た後、前記溶融させたはんだ材を固化させることによりはんだ付けを行う第３工程とをこの順序で含むこと特徴とする。

［２］本発明の半導体装置の製造方法においては、前記第２工程は、前記複数の半導体チップと前記複数のダイパッドとの間、前記複数の半導体チップと前記接続板との間及び前記コネクタと前記コネクタ側基端との間にそれぞれはんだ材を導入した状態で、前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を、下から前記リードフレーム、前記複数の半導体チップ、前記長尺接続子の順に製造用補助治具上に載置する第１副工程と、前記製造用補助治具に上下を逆にした状態の前記製造用治具を接近させて前記製造用補助治具と前記製造用治具とを組み合わせる第２副工程と、前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム、前記長尺接続子、前記製造用治具及び前記製造用補助治具の上下をひっくり返して前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を前記製造用補助治具上から前記製造用治具上に移し替え、前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を下から前記長尺接続子、前記複数の半導体チップ、前記リードフレームの順に製造用治具上に載置する第３副工程とをこの順序で含むことが好ましい。

［３］本発明の半導体装置の製造方法においては、前記第２副工程では、前記製造用治具及び前記製造用補助治具の位置決めをするための位置決め手段を用いて前記製造用治具及び前記製造用補助治具の位置決めを行うことが好ましい。

［４］本発明の半導体装置の製造方法においては、前記第１工程では、前記リードフレームとして、前記複数のダイパッド及び前記コネクタの少なくとも１つから前記複数の半導体チップの配列方向とは異なる方向に延出する延出部品をさらに有するリードフレームを準備し、前記第２工程及び前記第３工程では、前記製造用治具として、前記第３工程で前記延出部品を支持する延出部品支持台を有する製造用治具を用いることが好ましい。

［５］本発明の半導体装置の製造方法においては、前記第２工程及び前記第３工程では、前記製造用治具として、前記第２工程で前記長尺接続子を支持する接続子支持台を有する製造用治具を用いることが好ましい。

［６］本発明の半導体装置は、直線状に配列された複数の半導体チップと、前記複数の半導体チップを個々の半導体チップごとに搭載する複数のダイパッド及び前記複数のダイパッドとは離隔しかつ前記複数の半導体チップの配列方向に沿った位置にあるコネクタを有するリードフレームと、前記コネクタに接続されるコネクタ側基端及び前記複数の半導体チップを共通接続する接続板を有する長尺接続子とを備え、前記複数の半導体チップと前記複数のダイパッドとの接続箇所、前記複数の半導体チップと前記接続板との接続箇所及び前記コネクタと前記コネクタ側基端との接続箇所が、それぞれはんだ付けによって接合されている内部接続構造を有する半導体装置であって、前記複数の半導体チップと前記複数のダイパッドとの間、前記複数の半導体チップと前記接続板との間及び前記コネクタと前記コネクタ側基端との間にそれぞれはんだ材を導入した状態で、前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を、下から前記長尺接続子、前記複数の半導体チップ、前記リードフレームの順に製造用治具上に載置し、前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を前記製造用治具上に載置したまま前記はんだ材を溶融させ、溶融させたはんだ材の表面張力により、前記リードフレームから前記複数の半導体チップが吊り下げられるとともに前記複数の半導体チップから前記長尺接続子が吊り下げられる状態を経た後、前記溶融させたはんだ材を固化させることによりはんだ付けを行うことにより製造したものであることを特徴とする。

［７］本発明の製造用治具は、本発明の半導体装置の製造方法に用いるための製造用治具であって、前記製造用治具は、複数の半導体チップ、リードフレーム及び長尺接続子を前記製造用治具上に載置したままはんだ材を溶融させたとき、溶融させたはんだ材の表面張力により前記リードフレームから前記複数の半導体チップが吊り下げられるとともに前記複数の半導体チップから前記長尺接続子が吊り下げられる状態となるようにするために、前記リードフレームの一部を支持する支持台を有することを特徴とする。

本発明の半導体装置の製造方法によれば、「前記複数の半導体チップと前記複数のダイパッドとの間、前記複数の半導体チップと前記接続板との間及び前記コネクタと前記コネクタ側基端との間にそれぞれはんだ材を導入した状態で、前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を、下から前記長尺接続子、前記複数の半導体チップ、前記リードフレームの順に製造用治具上に載置する第２工程」と、「前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を前記製造用治具上に載置したまま前記はんだ材を溶融させ、溶融させたはんだ材の表面張力により、前記リードフレームから前記複数の半導体チップが吊り下げられるとともに前記複数の半導体チップから前記長尺接続子が吊り下げられる状態を経た後、前記溶融させたはんだ材を固化させることによりはんだ付けを行う第３工程」とをこの順序で含むため、はんだ付けを行うときに複数の半導体チップ及び半導体チップと接触するはんだ材に接続板の重さが加わらない。このため、本発明の半導体装置の製造方法によれば、はんだ層は押しつぶされず、はんだが半導体チップの外周に回り込むのを防ぐことが可能となり、その結果、はんだと他の部品や配線との絶縁距離が不足して放電や短絡が生じるのを抑制することが可能となる。

また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、上記第２工程及び上記第３工程をこの順序で含むため、はんだ層の厚みが薄くなるのを防ぐことが可能となり、その結果、温度サイクル等により半導体装置の耐候性が劣化するのを抑制することが可能となる。

本発明の半導体装置は、本発明の半導体装置の製造方法によって製造されたものであるため、本発明の半導体装置は、はんだと他の部品や配線との絶縁距離が不足して放電や短絡が生じるのを抑制することが可能な半導体装置となる。

本発明の製造用治具によれば、本発明の半導体装置の製造方法に用いることにより、第３工程を適切に実施することが可能となる。

実施形態に係る半導体装置１００（全体は図示せず。）の内部接続構造を説明するために示す図である。図１（ａ）は半導体装置１００の内部接続構造の側面図であり、図１（ｂ）は半導体装置１００の内部接続構造の図１（ａ）とは異なる側面図であり、図１（ｃ）は半導体装置１００の内部接続構造の上面図である。なお、各図においては、視点の関係上直接は見えない部材（例えば、図１（ｃ）における複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３）も破線で表示することがある。また、図１（ｃ）を初めとする上面図においては、はんだ関係の構成要素（はんだ層１４０、はんだ材１４２及び溶融させたはんだ材１４４）の記載を省略する。 実施形態１に係る半導体装置の製造方法のフローチャートである。 実施形態１に係る製造用治具２００の図である。図３（ａ）は製造用治具２００の側面図であり、図３（ｂ）は製造用治具２００の図３（ａ）とは異なる側面図であり、図３（ｃ）は製造用治具２００の上面図である。 実施形態１における第２工程Ｓ２０を説明するために示す図である。図４（ａ）は図１（ａ）に対応する側面図であり、図４（ｂ）は図１（ｂ）に対応する側面図であり、図４（ｃ）は図１（ｃ）に対応する上面図である。 実施形態１における第３工程Ｓ３０を説明するために示す図である。図５（ａ）は図１（ａ）に対応する側面図であり、図５（ｂ）は図１（ｂ）に対応する側面図であり、図５（ｃ）は図１（ｃ）に対応する上面図である。 実施形態１における第３工程Ｓ３０を説明するために示す図である。図６（ａ）は図１（ａ）に対応する側面図であり、図６（ｂ）は図１（ｂ）に対応する側面図であり、図６（ｃ）は図１（ｃ）に対応する上面図である。 実施形態２に係る半導体装置の製造方法のフローチャートである。 実施形態２における製造用補助治具３００の図である。図８（ａ）は製造用補助治具３００の側面図であり、図８（ｂ）は製造用補助治具３００の図８（ａ）とは異なる側面図であり、図８（ｃ）は製造用補助治具３００の上面図である。 実施形態２に係る製造用治具４００の図である。図９（ａ）は製造用治具４００の側面図であり、図９（ｂ）は製造用治具４００の図９（ａ）とは異なる側面図であり、図９（ｃ）は製造用治具４００の上面図である。 実施形態２における第１副工程Ｓ４２を説明するために示す図である。図１０（ａ）は図８（ａ）に対応する側面図であり、図１０（ｂ）は図８（ｂ）に対応する側面図であり、図１０（ｃ）は図８（ｃ）に対応する上面図である。 実施形態２における第２副工程Ｓ４４を説明するために示す図である。図１１（ａ）は図８（ａ）に対応する側面図であり、図１１（ｂ）は図８（ｂ）に対応する側面図である。図１１〜図１３においては、製造用治具４００又は製造用補助治具３００が上面にある関係上、上面図を示さない。また、図１１（ｂ）〜図１３（ｂ）においては、各構成要素及びはんだ材１４２をみやすくするために、治具用位置決めピン４１０及びピン支持台４２０は図示しない。 実施形態２における第２副工程Ｓ４４を説明するために示す図である。図１２（ａ）は図８（ａ）に対応する側面図であり、図１２（ｂ）は図８（ｂ）に対応する側面図である。 実施形態２における第３副工程Ｓ４６を説明するために示す図である。図１３（ａ）は図８（ａ）に対応する側面図であり、図１３（ｂ）は図８（ｂ）に対応する側面図である。 実施形態３に係る半導体装置５００（全体は図示せず。）を説明するために示す図である。図１４（ａ）は半導体装置５００の構成を模式的に示す図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）に示す半導体装置５００に対応する回路構成を示す図である。 特許文献１に開示されている半導体装置の内部接続構造を説明するために示す図である。 長尺接続子によって複数の半導体チップを共通接続する半導体装置９００の内部接続構造を説明するために示す図である。図１６は、半導体装置９００の内部接続構造の側面図である。

以下、本発明の半導体装置の製造方法、半導体装置及び製造用治具について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

なお、各図面は模式図であり、必ずしも実際の寸法を厳密に反映したものではない。特にはんだ層１４０、はんだ材１４２及び溶融させたはんだ材１４４については、実際よりも厚く表示している。

各図面においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれ、ｘ軸方向（各実施形態における複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３の配列方向）、ｙ軸方向（ｘ軸に直交し、かつ、図１（ａ）の紙面に直交する方向）及びｚ軸方向（ｘ軸及びｙ軸に直交する方向）で示している。また、各図面及び各実施形態においては、本発明に直接関係しない構成（具体的な電気回路の構成、電子部品の詳細、封止用の樹脂等）の記載や説明を省略する。さらに、各図面及び各実施形態においては、機能的に差異がない構成要素については同じ符号で表示し、一度説明した後は都度の説明を省略する。

［実施形態１］
まず、実施形態１に係る半導体装置１００について説明する。

実施形態１に係る半導体装置１００は、図１に示すように、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３と、リードフレーム１２０と、長尺接続子１３０とを備える。半導体装置１００は、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３とリードフレーム１２０における複数のダイパッド１２１，１２２，１２３（後述）との接続箇所、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３と接続板１３３（後述）との接続箇所及びコネクタ１２５（後述）とコネクタ側基端１３１（後述）との接続箇所が、それぞれはんだ付けによって接合されている内部接続構造を有し、各接続箇所にははんだ層１４０が形成されている。

複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３は、直線状に（図面のｘ軸方向に沿って）配列されている。複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３の厚みは全て同一である。
リードフレーム１２０は、複数のダイパッド１２１，１２２，１２３、コネクタ１２５及び延出部品１２６を有する。

複数のダイパッド１２１，１２２，１２３は、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３を個々の半導体チップごとに搭載する。
コネクタ１２５は、複数のダイパッド１２１，１２２，１２３とは離隔しかつ複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３の配列方向に沿った位置（ｘ軸に沿う直線上）にある。なお、本明細書において「コネクタが複数のダイパッドとは離隔している」とは、コネクタが複数のダイパッドの最外部の半導体チップ（実施形態１における半導体チップ１１１，１１３）の外側にあることをいう。逆にいえば、コネクタが複数のダイパッドの最外部の半導体チップの間にある場合は、コネクタが複数のダイパッドとは離隔していることに含まれない。
延出部品１２６は、複数のダイパッド１２１，１２２，１２３及びコネクタ１２５の少なくとも１つ（実施形態１においては複数のダイパッド１２１，１２２，１２３及びコネクタ１２５の全て）から複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３の配列方向とは異なる方向（実施形態１においてはｙ軸方向）に延出する。

長尺接続子１３０は、コネクタ側基端１３１、立ち上がり１３２及び接続板１３３を有する。コネクタ側基端１３１、立ち上がり１３２及び接続板１３３は、この順でｘ軸に沿う直線状に形成されている。
コネクタ側基端１３１は、コネクタ１２５に接続される。
立ち上がり１３２は、コネクタ側基端１３１と接続板１３３とを接続する部分であり、コネクタ側基端１３１側から接続板１３３側に向かうにつれて、ｚ軸順方向（上側）に向かって立ち上がる。
接続板１３３は、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３を共通接続する。

図１に示すように、半導体装置１００は、基本的には従来の半導体装置９００と同様の構成を有するが、半導体チップ１１３と接続板１３３との間の間隔と適正間隔（半導体チップ１１１と接続板１３３との間の間隔）とが同じであり、半導体チップ１１３付近のはんだ層９４０が押しつぶされていない点が従来の半導体装置９００とは異なる。

半導体装置１００は、後述するように、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３と複数のダイパッド１２１，１２２，１２３との間、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３と接続板１３３との間及びコネクタ１２５とコネクタ側基端１３１との間にそれぞれはんだ材１４２（後述）を導入した状態で、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０及び長尺接続子１３０を、下から長尺接続子１３０、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０の順に製造用治具２００（後述）上に載置し、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０及び長尺接続子１３０を製造用治具２００上に載置したままはんだ材１４２を溶融させ、溶融させたはんだ材１４４（後述）の表面張力により、リードフレーム１２０から複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３が吊り下げられるとともに複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３から長尺接続子１３０が吊り下げられる状態を経た後、溶融させたはんだ材１４４を固化させることによりはんだ付けを行うことにより製造したものである。

次に、実施形態１に係る半導体装置１００を製造するための半導体装置の製造方法について詳しく説明する。

実施形態１に係る半導体装置の製造方法は、実施形態１に係る半導体装置１００を製造するための半導体装置の製造方法である。

実施形態１に係る半導体装置の製造方法は、図２に示すように、第１工程Ｓ１０（部材準備工程）と、第２工程Ｓ２０（載置工程）と、第３工程Ｓ３０（はんだ付け工程）とをこの順序で含む。
以下、各工程について説明する。

１．第１工程Ｓ１０
第１工程Ｓ１０は、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０及び長尺接続子１３０を準備する工程である。このため、第１工程Ｓ１０は、「部材準備工程」と表現することもできる。
複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０及び長尺接続子１３０は、製造・購入等任意の方法で準備することができる。

なお、第１工程Ｓ１０では、リードフレーム１２０として、複数のダイパッド１２１，１２２，１２３及びコネクタ１２５の他に、複数のダイパッド１２１，１２２，１２３及びコネクタ１２５の少なくとも１つ（実施形態１においては複数のダイパッド１２１，１２２，１２３及びコネクタ１２５の全て）から複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３の配列方向（ｘ軸方向）とは異なる方向（実施形態１においてはｙ軸方向）に延出する延出部品１２６をさらに有するものを準備する。

なお、第１工程Ｓ１０で準備する各構成要素は、図１で図示する各構成要素と同じであるため、第１工程Ｓ１０については図示を省略する。

２．第２工程Ｓ２０
第２工程Ｓ２０は、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３と複数のダイパッド１２１，１２２，１２３との間、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３と接続板１３３との間及びコネクタ１２５とコネクタ側基端１３１との間にそれぞれはんだ材１４２を導入した状態で、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０及び長尺接続子１３０を、下から長尺接続子１３０、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０の順に製造用治具２００（図３参照。）上に載置する工程である（図４参照。）。このため、第２工程Ｓ２０は、「載置工程」と表現することもできる。

はんだ材１４２の導入は、各構成要素の接続箇所にはんだ材１４２を配置し、その後各構成要素を重ね合わせることにより実施することができる。はんだ材１４２の配置は、例えばはんだ材１４２としてはんだペーストを用いる場合には、各構成要素の接続箇所にはんだ材１４２をスクリーン印刷することで実施することができる。
はんだ材１４２としては、固形（例えば帯状）のはんだ材や、半導体チップの接続部にあらかじめ付着させてあるはんだ材等を用いてもよい。

ここで、製造用治具２００について説明する。
実施形態１に係る製造用治具２００は、実施形態１に係る半導体装置の製造方法（特に第２工程Ｓ２０及び第３工程Ｓ３０）に用いるための製造用治具である。
製造用治具２００は、図３に示すように、リードフレーム１２０の一部を支持する支持台を有する。当該支持台は、第３工程Ｓ３０で延出部品１２６を支持する延出部品支持台２１０である。

延出部品支持台２１０は、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０及び長尺接続子１３０を製造用治具２００上に載置したままはんだ材１４２を溶融させたとき、溶融させたはんだ材１４４の表面張力によりリードフレーム１２０から複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３が吊り下げられるとともに複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３から長尺接続子１３０が吊り下げられる状態となるようにする（後述）ためのものである。

延出部品支持台２１０の高さは、長尺接続子１３０、溶融させたはんだ材１４４（２層分）及び半導体チップ１１１，１１２，１１３（１枚分）の厚さの合計よりも大きい（図５（ａ），（ｂ）参照。）。
なお、延出部品支持台２１０の高さは、長尺接続子１３０、はんだ材１４２（２層分）及び半導体チップ１１１，１１２，１１３（１枚分）の厚さの合計と等しくなることが好ましい（図４（ａ），（ｂ）参照。）。第１工程Ｓ１０で各構成要素を安定して載置するためである。

製造用治具２００は、他の支持台として、第２工程Ｓ２０で長尺接続子１３０を支持する接続子支持台２２０（延出部品支持台２１０の間の平面）を有する。
製造用治具２００は、例えば、カーボンからなる。

実施形態１の第２工程Ｓ２０は、各構成要素を、下から長尺接続子１３０、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０の順に製造用治具２００上に直接載置することにより実施する。

３．第３工程Ｓ３０
第３工程Ｓ３０は、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０及び長尺接続子１３０を製造用治具２００上に載置したままはんだ材１４２を溶融させ、溶融させたはんだ材１４４の表面張力により、リードフレーム１２０から複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３が吊り下げられるとともに複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３から長尺接続子１３０が吊り下げられる状態（図５参照。）を経た後、溶融させたはんだ材１４４を固化させる（図６参照。）ことによりはんだ付けを行う工程である。このため、第３工程Ｓ３０は、「はんだ付け工程」と表現することもできる。

はんだ材を溶融させるためには、各構成要素、はんだ材１４２及び製造用治具２００の全体を加熱することが好ましい。当該加熱には、例えば、いわゆるリフロー炉を用いることができる。
図６に示す状態から、製造用治具２００を除去して上下をひっくり返すことにより、第３工程Ｓ３０を完了することができる（図１に相当する状態となる。）。

以下、実施形態１に係る半導体装置の製造方法、半導体装置１００及び製造用治具２００の効果について記載する。

実施形態１に係る半導体装置の製造方法によれば、上記第２工程Ｓ２０と、上記第３工程Ｓ３０とをこの順序で含むため、はんだ付けを行うときに複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３及び複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３と接触するはんだ材１４２に接続板１３３の重さが加わらない。このため、実施形態１に係る半導体装置の製造方法によれば、はんだ層１４０は押しつぶされず、はんだが半導体チップ１１３の外周に回り込むのを防ぐことが可能となり、その結果、はんだと他の部品や配線との絶縁距離が不足して放電や短絡が生じるのを抑制することが可能となる。

また、実施形態１に係る半導体装置の製造方法によれば、上記第２工程Ｓ２０及び上記第３工程Ｓ３０をこの順序で含むため、はんだ層１４０の厚みが薄くなるのを防ぐことが可能となり、その結果、温度サイクル等により半導体装置１００の耐候性が劣化するのを抑制することが可能となる。

その結果、実施形態１に係る半導体装置の製造方法は、片側支持の長尺接続子１３０を用いて直線状に配列された複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３をはんだ付けにより共通接続する場合において、各構成要素間のはんだ付けの状態を適切なものとすることができる半導体装置の製造方法となる。

また、実施形態１に係る半導体装置の製造方法によれば、溶融させたはんだ材１４４の表面張力により半導体チップ１１１，１１２，１１３が力学的に適正な位置（ダイパッド１２１，１２２，１２３の中央付近）に移動するため、半導体チップ１１１，１１２，１１３の位置ずれ（はんだ付け時の位置ずれ及び配置時の位置ずれの両方）を抑制することが可能となる。

また、実施形態１に係る半導体装置の製造方法によれば、第１工程Ｓ１０では、延出部品１２６を有するリードフレーム１２０を準備し、第２工程Ｓ２０及び第３工程Ｓ３０では、第３工程Ｓ３０で延出部品１２６を支持する延出部品支持台２１０を有する製造用治具２００を用いるため、第３工程Ｓ３０においてもリードフレーム１２０を安定して支持し、半導体装置の品質を十分に安定させることが可能となる。

また、実施形態１に係る半導体装置の製造方法によれば、第２工程Ｓ２０及び第３工程Ｓ３０では、第２工程Ｓ２０で長尺接続子１３０を支持する接続子支持台２２０を有する製造用治具２００を用いるため、第２工程Ｓ２０で各構成要素を十分安定して載置することが可能となり、その結果、第２工程Ｓ２０を円滑に実施することが可能となる。

実施形態１に係る半導体装置１００は、実施形態１に係る半導体装置の製造方法によって製造されたものであるため、実施形態１に係る半導体装置１００は、はんだと他の部品や配線との絶縁距離が不足して放電や短絡が生じるのを抑制することが可能な半導体装置となる。

実施形態１に係る製造用治具２００によれば、実施形態１に係る半導体装置の製造方法に用いることにより、第２工程Ｓ２０及び第３工程Ｓ３０を適切に実施することが可能となる。

［実施形態２］
実施形態２に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様の方法であるが、第２工程が実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と異なる。すなわち、実施形態２に係る半導体装置の製造方法は、図７に示すように、第２工程Ｓ４０が第１副工程Ｓ４２、第２副工程Ｓ４４及び第３副工程Ｓ４６をこの順序で含む。
なお、以下で説明する実施形態２に係る半導体装置の製造方法は、実施形態１と同様に半導体装置１００を製造するための方法である。

まず、実施形態２で用いる製造用補助治具３００及び製造用治具４００について説明する。
製造用補助治具３００は、後述する第１副工程Ｓ４２で用いる治具であって、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０及び長尺接続子１３０を、下からリードフレーム１２０、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、長尺接続子１３０の順に載置するものである。製造用補助治具３００は、図８に示すように、基台３１０及び前記基台３１０の両端にある２つの位置決めピン用穴３２０を備える。
基台３１０は、各構成要素を載置するためのものである。
位置決めピン用穴３２０は、後述する治具用位置決めピン４１０に対応する穴である。なお、実施形態１における位置決めピン用穴３２０は底のある穴であるが、位置決めピン用穴は貫通孔であってもよい。位置決めピン用穴３２０は、治具用位置決めピン４１０とともに製造用治具４００及び製造用補助治具３００の位置決めをするための位置決め手段を構成する。
製造用補助治具３００は、例えば、カーボンからなる。

実施形態２に係る製造用治具４００は、基本的には実施形態１に係る製造用治具２００と同様の構成を有するが、図９に示すように、治具用位置決めピン４１０及びピン支持台４２０を備える点で実施形態１に係る製造用治具２００とは異なる。
製造用治具４００は、２つの延出部品支持台２１０と、前記延出部品支持台２１０の間にある接続子支持台２２０と、前記延出部品支持台２１０の両端にある２つの治具用位置決めピン４１０と、前記治具用位置決めピン４１０の基端側にあるピン支持台４２０を備える。

治具用位置決めピン４１０は、製造用補助治具３００の位置決めピン用穴３２０に対応するピンである。
なお、位置決め手段の構成要素は実施形態２に記載したものに限られない。位置決め手段の構成要素は、嵌合等により製造用治具と製造用補助治具とを位置決めすることが可能なものであればよい。例えば、ピン及び穴の代わりに板状の部材及びスリット状の溝を位置決め手段の構成要素として用いることもできる。
ピン支持台４２０は、治具用位置決めピン４１０の高さを調節するためのものである。

次に、実施形態２における第２工程Ｓ４０（第１副工程Ｓ４２、第２副工程Ｓ４４及び第３副工程Ｓ４６）について説明する。
第１副工程Ｓ４２は、図１０に示すように、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３と複数のダイパッド１２１，１２２，１２３との間、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３と接続板１３３との間及びコネクタ１２５とコネクタ側基端１３１との間にそれぞれはんだ材１４２を導入した状態で、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０及び長尺接続子１３０を、下からリードフレーム１２０、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、長尺接続子１３０の順に製造用補助治具３００上に載置する工程である。このため、第１副工程Ｓ４２は、「副載置工程」と表現することもできる。

第２副工程Ｓ４４は、図１１，１２に示すように、製造用補助治具３００に上下を逆にした状態の製造用治具４００を接近させて製造用補助治具３００と製造用治具４００とを組み合わせる工程である。このため、第２副工程Ｓ４４は、「治具組み合わせ工程」と表現することもできる。第２副工程Ｓ４４では、製造用治具４００及び製造用補助治具３００の位置決めをするための位置決め手段（治具用位置決めピン４１０及び位置決めピン用穴３２０）を用いて製造用治具４００及び製造用補助治具３００の位置決めを行う。具体的には、製造用治具４００を、治具用位置決めピン４１０が位置決めピン用穴３２０に嵌合するように製造用補助治具３００の直上から垂直に降ろしていく。

第３副工程Ｓ４６は、図１３に示すように、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０、長尺接続子１３０、製造用補助治具３００及び製造用治具４００の上下をひっくり返して複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０及び長尺接続子１３０を製造用補助治具３００上から製造用治具４００上に移し替え、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０及び長尺接続子１３０を下から長尺接続子１３０、複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３、リードフレーム１２０の順に製造用治具４００上に載置する工程である。このため、第３副工程Ｓ４６は、「反転工程」と表現することもできる。

図１３に示す状態から、製造用補助治具３００を除去することにより、第２工程Ｓ４０を完了することができる（実施形態１の図４に相当する状態となる。）。

このように、実施形態２に係る半導体装置の製造方法は、第２工程が実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合とは異なるが、実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様に、第２工程及び第３工程をこの順序で含むため、片側支持の長尺接続子１３０を用いて直線状に配列された複数の半導体チップ１１１，１１２，１１３をはんだ付けにより共通接続する場合において、各構成要素間のはんだ付けの状態を適切なものとすることができる半導体装置の製造方法となる。

また、実施形態２に係る半導体装置の製造方法によれば、第２工程Ｓ４０は、上記第１副工程Ｓ４２と、上記第２副工程Ｓ４４と、上記第３副工程Ｓ４６とをこの順序で含むため、各構成要素を製造用補助治具３００上に配置した後に各構成要素を製造用治具４００に移し替えることで、各構成要素の位置決めを容易なものとすることが可能となる。

また、実施形態２に係る半導体装置の製造方法によれば、第２副工程Ｓ４４では、製造用治具４００及び製造用補助治具３００の位置決めをするための位置決め手段（治具用位置決めピン４１０及び位置決めピン用穴３２０）を用いて製造用治具４００及び製造用補助治具３００の位置決めを行うため、製造用補助治具３００と製造用治具４００とを正確な位置で組み合わせ、各構成要素を製造用治具上の正確な位置に載置することが可能となる。

なお、実施形態２に係る半導体装置の製造方法は、第２工程以外の点においては実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様の方法であるため、実施形態１に係る半導体装置の製造方法が有する効果のうち該当する効果を有する。

実施形態２に係る製造用治具４００によれば、実施形態２に係る半導体装置の製造方法に用いることにより、第２工程Ｓ４０及び第３工程Ｓ３０を適切に実施することが可能となる。

［実施形態３］
実施形態３では、実施形態１又は実施形態２の製造工程を適用可能な半導体装置の例について説明する。

実施形態３に係る半導体装置５００は、３相ブリッジダイオードである。半導体装置５００は、図１４に示すように、リードフレーム１２０のダイパッド１２１，１２２，１２３に搭載された３個のダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３と、リードフレーム１２０のダイパッド１２７，１２８，１２９に搭載された３個のダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６とを有している。なお、実施形態３においては、ダイオードが半導体チップに相当する。

ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３は、それぞれのカソード側がそれぞれ対応するダイパッド１２１，１２２，１２３に接続されており、ダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６は、それぞれのアノード側がそれぞれ対応するダイパッド１２７，１２８，１２９に接続されている。
そして、ダイオードＤ１を搭載しているダイパッド１２１とダイオードＤ４を搭載しているダイパッド１２７は一体となっており、ここから交流端子Ｒとしてのリードが延出している。
また、ダイオードＤ２を搭載しているダイパッド１２２とダイオードＤ５を搭載しているダイパッド１２８も一体となっており、ここから交流端子Ｓとしてのリードが延出している。
また、ダイオードＤ３を搭載しているダイパッド１２３とダイオードＤ６を搭載しているダイパッド１２９も一体となっており、ここから交流端子Ｔとしてのリードが延出している。

一方、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３のアノード側は長尺接続子１３０Ａの接続板１３３Ａによって共通接続され、当該長尺接続子１３０Ａのコネクタ側基端１３１Ａは、リードフレーム１２０のコネクタ１２５Ａに接続されている。また、ダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６のカソード側は長尺接続子１３０Ｂの接続板１３３Ｂによって共通接続され、当該長尺接続子１３０Ｂのコネクタ側基端１３１Ｂは、リードフレーム１２０のコネクタ１２５Ｂに接続されている。これらコネクタ１２５Ａ，１２５Ｂからは、直流端子としてのリードがそれぞれ延出している。

このように構成された半導体装置５００（３相ブリッジダイオード）は、実施形態１又は実施形態２において説明したのと同様の半導体装置の製造方法により製造することができる。

なお、図３における製造用治具２００、図８における製造用補助治具３００及び図９における製造用治具４００においては、各治具は３個の半導体チップ１１１，１１２，１１３（１個の３相ブリッジダイオード）１組に対応するものとして説明した。しかし、実際の半導体装置においては、図１４に示すように、複数の半導体チップの組が複数存在し、複数の半導体チップの各組に対応する複数のリードフレームが繋がった状態となっていることもある。このため、各治具も実際の半導体装置に対応した形状及び大きさとすることが可能である。
また、半導体装置が複数の半導体チップの組を複数備える場合には、複数の半導体チップの組ごとに個別の各治具を用いるようにしてもよい。

以上、本発明を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態において記載した構成要素の数、材質、形状、位置、大きさ、角度等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

（２）上記各実施形態においては、半導体装置の製造方法として、第１工程Ｓ１０、第２工程Ｓ２０，Ｓ４０及び第３工程Ｓ３０しか説明しなかったが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の半導体装置の製造方法は、製造する半導体装置の種類に応じて、上記第１工程〜第３工程以外の工程を含んでもよい。

１００，５００…半導体装置、１１１，１１２，１１３…半導体チップ、１２０…リードフレーム、１２１，１２２，１２３，１２７，１２８，１２９…ダイパッド、１２５，１２５Ａ，１２５Ｂ…コネクタ、１２６…延出部品、１３０，１３０Ａ，１３０Ｂ…長尺接続子、１３１，１３１Ａ，１３１Ｂ…コネクタ側基端、１３２…立ち上がり、１３３，１３３Ａ，１３３Ｂ…接続板、１４０…はんだ層、１４２…はんだ材、１４４…溶融されたはんだ材、２００，４００…製造用治具、２１０…延出部品支持台、２２０…接続子支持台、３００…製造用補助治具、３１０…基台、３２０…位置決めピン用穴、４１０…治具用位置決めピン、４２０…ピン支持台、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６…ダイオード、Ｒ，Ｓ，Ｔ…交流端子

Claims (6)

1. 直線状に配列された複数の半導体チップと、
   前記複数の半導体チップを個々の半導体チップごとに搭載する複数のダイパッド、及び、前記複数のダイパッドとは離隔しかつ前記複数の半導体チップの配列方向に沿った位置にあるコネクタを有するリードフレームと、
   前記コネクタに接続されるコネクタ側基端及び前記複数の半導体チップを共通接続する接続板を有する長尺接続子とを備え、
   前記複数の半導体チップと前記複数のダイパッドとの接続箇所、前記複数の半導体チップと前記接続板との接続箇所及び前記コネクタと前記コネクタ側基端との接続箇所が、それぞれはんだ付けによって固定されている内部接続構造を有する半導体装置の製造方法であって、
   前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を準備する第１工程と、
   前記複数の半導体チップと前記複数のダイパッドとの間、前記複数の半導体チップと前記接続板との間及び前記コネクタと前記コネクタ側基端との間にそれぞれはんだ材を導入した状態で、前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を、下から前記長尺接続子、前記複数の半導体チップ、前記リードフレームの順に製造用治具上に載置する第２工程と、
   前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を前記製造用治具上に載置したまま前記はんだ材を溶融させ、溶融させたはんだ材の表面張力により、前記リードフレームから前記複数の半導体チップが吊り下げられるとともに前記複数の半導体チップから前記長尺接続子が吊り下げられる状態を経た後、前記溶融させたはんだ材を固化させることによりはんだ付けを行う第３工程とをこの順序で含むこと特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第２工程は、
   前記複数の半導体チップと前記複数のダイパッドとの間、前記複数の半導体チップと前記接続板との間及び前記コネクタと前記コネクタ側基端との間にそれぞれはんだ材を導入した状態で、前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を、下から前記リードフレーム、前記複数の半導体チップ、前記長尺接続子の順に製造用補助治具上に載置する第１副工程と、
   前記製造用補助治具に上下を逆にした状態の前記製造用治具を接近させて前記製造用補助治具と前記製造用治具とを組み合わせる第２副工程と、
   前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム、前記長尺接続子、前記製造用治具及び前記製造用補助治具の上下をひっくり返して前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を前記製造用補助治具上から前記製造用治具上に移し替え、前記複数の半導体チップ、前記リードフレーム及び前記長尺接続子を下から前記長尺接続子、前記複数の半導体チップ、前記リードフレームの順に製造用治具上に載置する第３副工程とをこの順序で含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第２副工程では、前記製造用治具及び前記製造用補助治具の位置決めをするための位置決め手段を用いて前記製造用治具及び前記製造用補助治具の位置決めを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第１工程では、前記リードフレームとして、前記複数のダイパッド及び前記コネクタの少なくとも１つから前記複数の半導体チップの配列方向とは異なる方向に延出する延出部品をさらに有するリードフレームを準備し、
   前記第２工程及び前記第３工程では、前記製造用治具として、前記第３工程で前記延出部品を支持する延出部品支持台を有する製造用治具を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第２工程及び前記第３工程では、前記製造用治具として、前記第２工程で前記長尺接続子を支持する接続子支持台を有する製造用治具を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法に用いるための製造用治具であって、
   前記製造用治具は、複数の半導体チップ、リードフレーム及び長尺接続子を前記製造用治具上に載置したままはんだ材を溶融させたとき、溶融させたはんだ材の表面張力により前記リードフレームから前記複数の半導体チップが吊り下げられるとともに前記複数の半導体チップから前記長尺接続子が吊り下げられる状態となるようにするために、前記リードフレームの一部を支持する支持台を有することを特徴とする製造用治具。

Images