JPH1032276A - Packaging method of power semiconductor device - Google Patents

Packaging method of power semiconductor device

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JPH1032276A
JPH1032276A JP8186270A JP18627096A JPH1032276A JP H1032276 A JPH1032276 A JP H1032276A JP 8186270 A JP8186270 A JP 8186270A JP 18627096 A JP18627096 A JP 18627096A JP H1032276 A JPH1032276 A JP H1032276A
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JP
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stopper
metal
weld
stud
header
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JP8186270A
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Japanese (ja)
Inventor
Takakimi Chiba
孝公 千葉
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NEC Corp
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NEC Corp
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Publication date
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    • 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of packaging a power semiconductor device, wherein weld splash is prevented from penetrating into a cavity to deteriorate the device in product characteristics. SOLUTION: A weld splash stopper (conical projection) 3 is provided at a prescribed position inside a welding metal 11 located on the outer periphery of a DO stud 1 (or TO header), the flange (rind projection) 9 of a metal cap 7 is pressed down on the above welding metal 11, and metal hermetic seal is carried out by electric resistance welding. The stopper 3 is provided, whereby weld splash is completely and structually prevented from penetrating into a cavity to deteriorate a power semiconductor device in product characteristics, so that a PIND test and a resin cap can be dispensed with.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電力用半導体装置
のパッケ−ジング方法に関し、特に、DO−4,TO−
3等の中央部にダイマウント用のテラス部を設けたDO
パッケ−ジまたはTOパッケ−ジを用いた電力用半導体
装置の金属ハ−メチックシ−ル方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for packaging a power semiconductor device, and more particularly to a method for packaging DO-4, TO-
DO with a die mount terrace at the center of 3 etc.
The present invention relates to a metal hermetic sealing method for a power semiconductor device using a package or a TO package.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電力用半導体装置のパッケ−ジン
グ方法に関する一例(以下“従来法1”という)につい
て、図6,図7を参照して説明する。なお、図6は、従
来法1を示す金属ハ−メチックシ−ル構造の断面図であ
り、図7は、図6中のA部分の溶接前における拡大部分
詳細図である。
2. Description of the Related Art An example of a conventional power semiconductor device packaging method (hereinafter referred to as "conventional method 1") will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view of a metal hermetic seal structure showing the conventional method 1, and FIG. 7 is an enlarged partial detailed view of a portion A in FIG. 6 before welding.

【0003】従来法1では、図6,図7に示すように、
中央部にダイマウントテラス2を設けたDOスタッド1
であって、このダイマウントテラス2の部分を囲み、金
属キャップ7のフランジ9の接合部に対応して、溶接メ
タル部11を設けたDOスタッド1を用いている。
In the conventional method 1, as shown in FIGS. 6 and 7,
DO stud 1 with die mount terrace 2 in the center
The DO stud 1 surrounding the die mount terrace 2 and provided with the weld metal portion 11 corresponding to the joint portion of the flange 9 of the metal cap 7 is used.

【0004】そして図6に示すように、前記ダイマウン
トテラス2に半導体チップ5を、Mo板4を介してダイ
マウントし、ワイヤ−ボンデイング6による配線を行
う。続いて、図7に示すように、フランジ9及びプロジ
ェクション10(前記溶接メタル部11と溶接接合を行
うためのもの)を有する金属キャップ7を被着させ、電
気抵抗溶接機を用いて、金属キャップ7のフランジ9と
前記DOスタッド1の溶接メタル部11とをプレス加圧
し、電気溶接によりフランジ9のプロジェクション10
を溶融させ封着を行う。その後、キャビテイ内部に侵入
したウエルドスプラッシュのある製品をPIND試験
[後記図10( A)参照]で除去するというパッケ−ジ
ング方法である。
[0006] As shown in FIG. 6, a semiconductor chip 5 is die-mounted on the die mount terrace 2 via a Mo plate 4, and wiring by wire-bonding 6 is performed. Subsequently, as shown in FIG. 7, a metal cap 7 having a flange 9 and a projection 10 (for performing welding joining with the welding metal portion 11) is attached, and the metal cap 7 is formed using an electric resistance welding machine. 7 and the weld metal portion 11 of the DO stud 1 are press-pressed, and the projection 10 of the flange 9 is formed by electric welding.
And sealing is performed. Thereafter, the packaging method is to remove products having a weld splash that has entered the interior of the cavity by a PIND test (see FIG. 10A).

【0005】この従来法1について、図10(A)に基づ
いて更に説明する。なお、図10(A)は、従来法1のパ
ッケ−ジング方法における製造フロ−を示す図である。
従来法1は、該図に示すように、「チップマウント」→
「ワイヤ−ボンデイング」→「キャップ被着」→「封
着」→「PIND試験」→「洗浄,乾燥」→「特性チェ
ック」というフロ−からなる。
The conventional method 1 will be further described with reference to FIG. FIG. 10A is a view showing a manufacturing flow in the packaging method of the conventional method 1.
In the conventional method 1, as shown in FIG.
The flow consists of "wire-bonding" → "cap attachment" → "sealing" → "PIND test" → "cleaning and drying" → "characteristic check".

【0006】前記従来法1以外に例えば実開平4−10954
0号公報に開示されているTOパッケ−ジ方法(以下“従
来法2”という)も知られている。この従来法2につい
て、図8,図9を参照して説明する。なお、図8は、従
来法2を示すシ−ル構造の断面図であり、図9は、図8
中のB部分の拡大詳細図である。
In addition to the conventional method 1, for example, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 4-10954
The TO package method disclosed in Japanese Patent Publication No. 0 (hereinafter referred to as "conventional method 2") is also known. The conventional method 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a sectional view of a seal structure showing the conventional method 2, and FIG.
It is an enlarged detail view of B part in a middle.

【0007】従来法2は、図8,図9に示すように、ワ
イヤ−ボンデイング6をしたTOヘッダ−18の半導体
チップ5の上面を覆って、金属キャップ7の内側に納ま
る樹脂キャップ19を被着する。続いて、金属キャップ
7で被着し、前記TOヘッダ−18の周辺部と金属キャ
ップ7のフランジ9とを接合封着するパッケ−ジング方
法である。
In the conventional method 2, as shown in FIGS. 8 and 9, a resin cap 19 that fits inside the metal cap 7 is covered by covering the upper surface of the semiconductor chip 5 of the wire-bonded TO header 18 as shown in FIG. To wear. Subsequently, a packaging method is used in which a metal cap 7 is attached and the peripheral portion of the TO header 18 and the flange 9 of the metal cap 7 are joined and sealed.

【0008】この従来法2について、図11(A)に基づ
いて更に説明する。なお、図11(A)は、従来法2のパ
ッケ−ジング方法における製造フロ−を示す図である。
従来法2は、該図に示すように、「チップマウント」→
「ワイヤ−ボンデイング」→「樹脂キャップ被着」→
「ベ−ク」→「金属キャップ被着」→「封着」→「特性
チェック」というフロ−からなる。
The second conventional method will be further described with reference to FIG. FIG. 11A is a view showing a manufacturing flow in the packaging method of the conventional method 2.
In the conventional method 2, as shown in FIG.
"Wire-bonding" → "Resin cap attached" →
It consists of a flow of "bake" → "metal cap attachment" → "sealing" → "characteristic check".

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来技術において、例えば前記従来法1では“PIND試
験関連の作業工程[前掲の図10(A)参照]”を必要と
し、また、前記従来法2では“樹脂キャップ被着作業工
程[前掲の図11(A)参照]”を必要とし、いずれもこ
れら作業工程(工数)に伴う製造コストアップを含む種々
の問題点を有している。
By the way, in the above-mentioned prior art, for example, in the above-mentioned conventional method 1, "a work process related to a PIND test [see FIG. 10 (A)]" is required. 2 requires a “resin cap attaching work process [see FIG. 11 (A)]”, and all have various problems including an increase in manufacturing cost accompanying these work processes (man-hours).

【0010】即ち、従来法1では、金属キャップを直接
被着し封着する方法であって、この封着時に「ウェルド
スプラッシュのキャビテイ内部への飛散」を防止するこ
とができず、そのためPIND試験の実施が不可欠であ
る。また、従来法2では、樹脂キャップで被着すること
で、従来法1の「ウェルドスプラッシュの侵入」を防止
するようにしたものであるが、このため、樹脂キャップ
の費用およびこの樹脂キャップ被着作業工程を必要とす
るという問題点を有している。
That is, in the conventional method 1, a metal cap is directly attached and sealed, and it is impossible to prevent “weld splash from scattering into the inside of the cavity” during the sealing. Implementation is essential. Further, in the conventional method 2, the “weld splash intrusion” of the conventional method 1 is prevented by attaching with a resin cap. Therefore, the cost of the resin cap and the attachment of the resin cap are reduced. There is a problem that a work process is required.

【0011】更に、従来法2では、DOパッケ−ジへの
適用及び高信頼度製品への適用ができないと云う問題点
を有している。その理由は、DOパッケ−ジにおいて
は、半導体チップの上部電極面より上方向へ金属パッケ
−ジを貫く引出し電極が必要であり、樹脂キャップの被
着が困難であり、また、高信頼度製品では、信頼性上金
属キャビテイ内部への有機物質使用が不可であるからで
ある。
Further, the conventional method 2 has a problem that it cannot be applied to a DO package or a highly reliable product. The reason is that in the DO package, an extraction electrode that penetrates the metal package upward from the upper electrode surface of the semiconductor chip is necessary, and it is difficult to attach a resin cap, and a highly reliable product is required. In this case, it is impossible to use an organic substance inside the metal cavity for reliability.

【0012】本発明は、従来技術(従来法1,2)の上記
諸問題点に鑑み成されたものであって、その目的とする
ところは、該問題点を解消する点にある。即ち、本発明
は、製品特性に障害となる“ウエルドスプラッシュのキ
ャビテイ内部への侵入”を防止する電力用半導体装置の
パッケ−ジング方法を提供することにあり、そのため、
樹脂キャップの被着を必要としない、また、PIND試
験によるウェルドスプラッシュのある製品の除去作業を
必要としないものであり、製造コストが安価で、しか
も、DOパッケ−ジ,TOパッケ−ジ、更には、高信頼
度製品にも適用可能なパッケ−ジング方法を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art (conventional methods 1 and 2), and an object of the present invention is to eliminate the problems. That is, an object of the present invention is to provide a method of packaging a power semiconductor device for preventing "weld splash from entering a cavity" which may hinder product characteristics.
It does not require the attachment of a resin cap, and does not require the removal of a product having a weld splash by a PIND test, so that the manufacturing cost is low and the DO package, the TO package, and the It is an object of the present invention to provide a packaging method applicable to high reliability products.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】そして、本発明は、前記
目的を達成するため、 ・DOスタッド又はTOヘッダ−の外周部の溶接メタル
部内側の所定位置にウエルドスプラッシュストッパ−
(凸状の突起)を形成したDOスタッド又はTOヘッダ−
を用い、 ・前記溶接メタル部と金属キャップのフランジ部(リン
グプロジェクション)とを加圧し、電気抵抗溶接により
金属ハ−メチックシ−ルを行う、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has the following objects: A weld splash stopper is provided at a predetermined position inside a weld metal portion on the outer periphery of a DO stud or a TO header.
DO stud or TO header with (convex protrusion) formed
The method is characterized in that the welding metal portion and the flange portion (ring projection) of the metal cap are pressurized and metal hermetic sealing is performed by electric resistance welding.

【0014】即ち、本発明は、「電力半導体用DOパッ
ケ−ジまたはTOパッケ−ジのDOスタッドまたはTO
ヘッダ−の外周部に溶接メタル部を形成し、かつ、該溶
接メタル部の内側にウエルドスプラッシュストッパ−を
形成したDOスタッドまたはTOヘッダ−であって、前
記DOスタッドまたはTOヘッダ−に被着する金属キャ
ップのフランジ円弧と前記ストッパ−の外周テ−パ面と
の最小距離が、ダイチップの電極間最小寸法より小さく
なる位置に前記ストッパ−を形成してなるDOスタッド
またはTOヘッダ−を用い、前記溶接メタル部と金属キ
ャップのフランジ部とを加圧し、溶接により金属ハ−メ
チックシ−ルを行うことを特徴とする電力用半導体装置
のパッケ−ジング方法。」(請求項1)を要旨とする。
That is, the present invention relates to a power semiconductor DO package or TO package DO stud or TO package.
A DO stud or a TO header in which a weld metal portion is formed on an outer peripheral portion of a header and a weld splash stopper is formed inside the weld metal portion, and is attached to the DO stud or the TO header. Using a DO stud or a TO header in which the stopper is formed at a position where the minimum distance between the flange arc of the metal cap and the outer tapered surface of the stopper is smaller than the minimum dimension between the electrodes of the die chip, A packaging method for a power semiconductor device, comprising: pressing a weld metal portion and a flange portion of a metal cap to perform a metal hermetic seal by welding. (Claim 1).

【0015】[0015]

【作用】本発明に係るパッケ−ジング方法によれば、 ・DOスタッドまたはTOヘッダ−の溶接メタル部に
“ウェルドスプラッシュストッパ−”を有するので、即
ち、 ・上記溶接メタル部と接合する「金属キャップのフラン
ジ部に設けたプロジェクション」と「ダイテラスマウン
ト部」との間に“ウェルドスプラッシュストッパ−”を
有するので、抵抗溶接時に発生する“ウェルドスプラッ
シュ”がキャビテイ内へ飛散するのを前記ストッパ−で
遮り、更に、 ・金属キャップのフランジ円弧と前記ストッパ−の外周
面との距離が、ダイチップの電極間最小寸法より小さい
ので、このダイチップの電極間最小寸法より大きい“ウ
ェルドスプラッシュ”は、キャビテイ内のダイテラスマ
ウント部への侵入が遮断される作用が生じる。
According to the packaging method of the present invention, a "weld splash stopper" is provided at a weld metal portion of a DO stud or a TO header, that is, a "metal cap" to be joined to the above weld metal portion. Since a “weld splash stopper” is provided between the “projection provided on the flange portion” and the “daiterasu mount”, the “weld splash” generated at the time of resistance welding is scattered into the cavity by the stopper. Since the distance between the flange arc of the metal cap and the outer peripheral surface of the stopper is smaller than the minimum dimension between the electrodes of the die chip, the "weld splash" larger than the minimum dimension between the electrodes of the die chip is caused in the cavity. The effect of blocking intrusion into the die terrace mount is produced.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るパッケ−ジン
グ方法について、図1〜図3(後記実施例1参照)に基づ
き具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a packaging method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0017】本発明に係るパッケ−ジング方法は、図1
〜図3に示すように、具体的には、DOスタッド1(ま
たはTOヘッダ−)の外周部に設けた溶接メタル部11
の内側に、ウェルドスプラッシュのストッパ−4とし
て、高さ0.1〜2.5mm程度の凸状の突起を、このDOス
タッド1(またはTOヘッダ−)に被着する金属キャップ
7のフランジ円弧13と、このストッパ−4の外周テ−
パ面12(テ−パ角度2〜30度)との最大距離がダイチッ
プの電極間最小寸法(10〜200μm)より小さくなる位置
に形成し、このDOスタッド1(またはTOヘッダ−)を
用いて、電気抵抗溶接により金属ハ−メチックシ−ルを
行う方法である。そして、前記ストッパ−4は、ウェル
ドスプラッシュのストッパ−としての機能を有するもの
である。
FIG. 1 shows a packaging method according to the present invention.
As shown in FIG. 3, specifically, a weld metal portion 11 provided on the outer peripheral portion of the DO stud 1 (or the TO header) is provided.
A convex projection having a height of about 0.1 to 2.5 mm as a weld splash stopper -4 is formed inside the DO stud 1 (or the TO header-). Outer peripheral tape of stopper-4
The DO stud 1 (or TO header) is formed at a position where the maximum distance from the die surface 12 (taper angle 2 to 30 degrees) is smaller than the minimum dimension (10 to 200 μm) between the electrodes of the die chip. And metal hermetic sealing by electric resistance welding. The stopper-4 has a function as a weld splash stopper.

【0018】本発明の実施の形態について、図1〜図3
を参照して更に詳細に説明する。図1に示すように、D
Oスタッド1は、ダイマウントテラス2の外周にウェル
ドスプラッシュストッパ−3が設けられている。このD
Oスタッド1のダイマウントテラス2にMo板4を敷
き、半導体チップ5をダイマウント後ワイヤ−ボンデイ
ング6を行い、金属キャップ7を被着し、更にピンチウ
エルドを行って引出し電極8を形成する構造となってい
る。
1 to 3 show an embodiment of the present invention.
This will be described in more detail with reference to FIG. As shown in FIG.
The O stud 1 is provided with a weld splash stopper -3 on the outer periphery of the die mount terrace 2. This D
A structure in which a Mo plate 4 is spread on a die mount terrace 2 of an O stud 1, a semiconductor chip 5 is die-mounted, wire bonding 6 is performed, a metal cap 7 is applied, and a pinch weld is further performed to form a lead electrode 8. It has become.

【0019】次に、図2を参照して説明する。なお、図
2は、図1のA部分の拡大詳細図であって、封着前にお
けるキャップ被着時の拡大部分詳細図である。図2に示
すように、DOスタッド1のダイマウントテラス2及び
Mo板4を囲むように、かつ、金属キャップ7のフラン
ジ9に設けられたプロジェクション10が接合される溶
接メタル部11の内側に、ウェルドスプラッシュストッ
パ−3(以降、単に“ストッパ− 3”と記す)が形成さ
れている。このストッパ−3の外周部には、テ−パ加工
が施され、 ストッパ−テ−パ面12が形成されてお
り、金属キャップ7による封着時に、キャップ内面のフ
ランジ円弧13との距離が出来るだけ小さくなる構造と
なっている。
Next, a description will be given with reference to FIG. FIG. 2 is an enlarged detailed view of a portion A in FIG. 1 and is an enlarged partial detailed view when a cap is attached before sealing. As shown in FIG. 2, around the die mount terrace 2 of the DO stud 1 and the Mo plate 4, and inside the weld metal part 11 to which the projection 10 provided on the flange 9 of the metal cap 7 is joined. A weld splash stopper-3 (hereinafter simply referred to as "stopper-3") is formed. A taper process is applied to the outer peripheral portion of the stopper 3 to form a stopper taper surface 12, and a distance from the flange arc 13 on the inner surface of the cap is formed at the time of sealing with the metal cap 7. It has a structure that is only small.

【0020】なお、このストッパ−3は、ダイマウント
テラス2(以降、単に“テラス2”と記す)及び溶接メタ
ル部11と同一面側に設けられ、DOスタッド1の製造
加工において、プラス金型の変更のみで容易に加工する
ことができ、従来のDOスタッドとコスト的には、ほぼ
同じになる。
The stopper 3 is provided on the same surface as the die mount terrace 2 (hereinafter simply referred to as "terrace 2") and the weld metal portion 11. Can be easily processed only by changing the above, and the cost is almost the same as the conventional DO stud.

【0021】次に、本発明の実施形態の動作について、
図3を参照して説明する。なお、図3は、図1のA部分
の拡大詳細図であって、封着後の拡大部分詳細図であ
る。図3に示すように、DOスタッド1と金属キャップ
7の理想的な嵌合は、キャップ内壁面14がストッパ−
3のテ−パ加工起点15の外周と一致する状態での封着
であり、このときストッパ−3のテ−パ面12と金属キ
ャップ7のフランジ円弧13の面との距離“a”は最小
となる。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged detailed view of the portion A in FIG. 1 and is an enlarged partial detailed view after sealing. As shown in FIG. 3, the ideal fitting of the DO stud 1 and the metal cap 7 is such that the inner wall surface 14 of the cap is a stopper.
The sealing is performed in a state in which the outer periphery of the taper processing starting point 15 of FIG. 3 coincides with the outer circumference of the taper processing start point 15. Becomes

【0022】封着時のウェルドスプラッシュの発生につ
いて考えると、金属キャップ7のフランジ9とDOスタ
ッド1の溶接メタル部11をつき合わせる状態で、電気
抵抗溶接機を用いてプレス加圧し、フランジ9に設けた
プロジェクション10(図2参照)を潰すと同時にこの部
分に所定の電圧印加を行い、溶接電流を流してプロジェ
クション10を溶融させ、フランジ9の外周側と溶接メ
タル11とを接合させる。
Considering the occurrence of weld splash at the time of sealing, when the flange 9 of the metal cap 7 and the weld metal portion 11 of the DO stud 1 are brought into contact with each other, press-pressing is performed using an electric resistance welding machine. At the same time as the provided projection 10 (see FIG. 2) is crushed, a predetermined voltage is applied to this portion, a welding current is applied to melt the projection 10, and the outer peripheral side of the flange 9 and the weld metal 11 are joined.

【0023】このとき、プロジェクション10の潰れ状
態が一定とならず、過渡的に接合溶融部16に過溶融が
部分的に起こり、ウェルドスプラッシュ17が飛散す
る。このウェルドスプラッシュ17は、ストッパ−3で
遮られ、ストッパ−テ−パ面12と接合溶融部16との
隙間に閉じ込められる。更には、封着以降の製造,検
査,実使用での機械的ストレスにおいて、半導体チップ
5がマウントされているダイマウントテラス2方向への
「ウェルドスプラッシュのキャビテイ内部への侵入」
は、前記ストッパ−3のストッパ−テ−パ面12とフラ
ンジ円弧13との最小距離“a”で阻止される。
At this time, the crushed state of the projection 10 does not become constant, and over-melting occurs partially in the joint melting portion 16 transiently, and the weld splash 17 scatters. The weld splash 17 is blocked by the stopper 3, and is confined in a gap between the stopper taper surface 12 and the welded portion 16. Further, in the mechanical stress during manufacturing, inspection, and actual use after sealing, “penetration of weld splash into cavity” toward die mount terrace 2 on which semiconductor chip 5 is mounted.
Is prevented by the minimum distance "a" between the stopper taper surface 12 of the stopper 3 and the flange arc 13.

【0024】ここで、図10(A),同(B)を参照して、
前記従来法1と本発明の方法との製造フロ−を対比して
説明する。なお、図10の(A)は、従来法1による製造
フロ−を示す図であり、(B)は、この従来法1との対比
による本発明の方法の製造フロ−を示す図である。
Here, referring to FIGS. 10A and 10B,
The production flow of the conventional method 1 and the method of the present invention will be described in comparison. FIG. 10A is a diagram illustrating a manufacturing flow according to the conventional method 1, and FIG. 10B is a diagram illustrating a manufacturing flow according to the method of the present invention in comparison with the conventional method 1.

【0025】従来法1では、図10(A)に示すように、
「チップマウント」→「ワイヤ−ボンデイング」→「キ
ャップ被着」→「封着」→「PIND試験」→「洗浄,
乾燥」→「特性チェック」というフロ−からなる。これ
に対して、本発明に係る方法では、図10(B)に示すよ
うに、上記従来法1における“「PIND試験」→「洗
浄,乾燥」”の工程を省略することができるものであ
る。
In the conventional method 1, as shown in FIG.
“Chip mount” → “Wire-bonding” → “Cap attachment” → “Sealing” → “PIND test” → “Cleaning,
It consists of the flow of "dry" → "characteristic check". On the other hand, in the method according to the present invention, as shown in FIG. 10B, the step of “PIN test” → “washing and drying” in the conventional method 1 can be omitted. .

【0026】また、図11(A),同(B)を参照して、前
記従来法2と本発明の方法との製造フロ−を対比して説
明する。なお、図11の(A)は、従来法2による製造フ
ロ−を示す図であり、(B)は、この従来法2との対比に
よる本発明の方法の製造フロ−を示す図である。
Referring to FIGS. 11 (A) and 11 (B), the manufacturing flow of the conventional method 2 and the method of the present invention will be described in comparison. FIG. 11A is a diagram showing a manufacturing flow according to the conventional method 2, and FIG. 11B is a diagram showing a manufacturing flow according to the method of the present invention in comparison with the conventional method 2.

【0027】従来法2では、図11(A)に示すように、
「チップマウント」→「ワイヤ−ボンデイング」→「樹
脂キャップ被着」→「ベ−ク」→「金属キャップ被着」
→「封着」→「特性チェック」というフロ−からなる。
これに対して、本発明に係る方法では、図11(B)に示
すように、上記従来法2における“「樹脂キャップ被
着」→「ベ−ク」”の工程を伴わないものである。
In the conventional method 2, as shown in FIG.
"Chip mount" → "Wire-bonding" → "Resin cap attached" → "Bake" → "Metal cap attached"
→ "Seal" → "Characteristic Check"
On the other hand, in the method according to the present invention, as shown in FIG. 11 (B), the process of "attaching a resin cap" → "bake" in the above-mentioned conventional method 2 is not involved.

【0028】[0028]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例によって
限定されるものではなく、前記した本発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々の変更,変形が可能である。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments and does not depart from the gist of the present invention. Various changes and modifications are possible.

【0029】(実施例1:本発明の第1の実施形態)図
1は、本発明の第1の実施形態(実施例1)を示す電力用
ダイオ−ドのDO−4型パッケ−ジ構造を示す断面図で
ある。また、図2,図3は、図1中のA部分の拡大詳細
図であって、図2は封着前の、図3は封着後の各拡大部
分詳細図である。
(Embodiment 1: First Embodiment of the Present Invention) FIG. 1 shows a DO-4 type package structure of a power diode according to a first embodiment (Example 1) of the present invention. FIG. 2 and 3 are enlarged detailed views of a portion A in FIG. 1. FIG. 2 is an enlarged partial detailed view before sealing, and FIG. 3 is an enlarged partial detailed view after sealing.

【0030】本実施例1では、銅素材より、ダイマウン
トテラス2,ストッパ−3,電極を兼ねた実装用のネジ
20を、それぞれプレス加工または切削加工してDOス
タッド1の素材を作製する。このDOスタッド1の素材
上に、抵抗溶接のため電気抵抗が銅よりも高いキュ−プ
ニッケルを用いて溶接メタル11を形成し、更に、Si
素材からなる半導体チップ5と熱膨張率が近いMo板4
を、ダイマウントテラス2に銀ロウ等により貼り付け加
工し、DOスタッド(DO−14用スタッド)1を作製す
る。
In the first embodiment, the material of the DO stud 1 is manufactured by pressing or cutting each of the die mount terrace 2, the stopper 3, and the mounting screw 20 also serving as an electrode from a copper material. A welding metal 11 is formed on the material of the DO stud 1 by using cup nickel having a higher electric resistance than copper for resistance welding.
Mo board 4 whose thermal expansion coefficient is close to that of semiconductor chip 5 made of material
Is stuck on a die mount terrace 2 with a silver braze or the like to produce a DO stud (a stud for DO-14) 1.

【0031】得られたDOスタッド1を用い、半導体チ
ップ5を、AgPbSn等のソルダ−を使用してMo板
4の上面にマウントする。次に、半導体チップ5の上部
電極(引出し電極8)にAlワイヤ−等でボンデイング6
の配線を行う。
Using the obtained DO stud 1, the semiconductor chip 5 is mounted on the upper surface of the Mo plate 4 using a solder such as AgPbSn. Next, the upper electrode (lead electrode 8) of the semiconductor chip 5 is bonded to the upper electrode (lead electrode 8) with an Al wire or the like.
Wiring.

【0032】その後、図2に示すように、金属キャップ
7を、そのフランジ9とプロジェクション10とがスト
ッパ−3の外周部に設けられている溶接メタル11の位
置に合致するように被着し、続いて、電気抵抗溶接機に
よりフランジ9と溶接メタル11に対して所定のプレス
加圧を行い、プロジェクション10を潰すと同時に所定
の電圧印加を行い、プロジェクション10に溶接電流を
流すことで、プロジェクション10を溶融させ、DOス
タッド1と金属キャップ7を気密封止する。
After that, as shown in FIG. 2, the metal cap 7 is attached so that the flange 9 and the projection 10 thereof coincide with the position of the weld metal 11 provided on the outer peripheral portion of the stopper-3. Subsequently, a predetermined press pressure is applied to the flange 9 and the weld metal 11 by an electric resistance welding machine, and a predetermined voltage is applied at the same time as the projection 10 is crushed. Is melted, and the DO stud 1 and the metal cap 7 are hermetically sealed.

【0033】この実施例1によるストッパ−3は、次の
ように形成される。即ち、図3に示すように、DOスタ
ッド1のダイマウントテラス2の外周に、金属キャップ
7の内壁面14とストッパ−3の外周部テ−パ加工起点
15とが鉛直方向に一致するような位置で、しかも、金
属キャップ7のフランジ円弧13とストッパ−テ−パ面
12との最大距離“a”が、半導体チップ5の電極間最
小寸法“b”(電力用半導体チップ20〜400μm)より小
さくなるように、高さ0.1〜2.5mm程度,テ−パ角2〜3
0度,上記最大距離“a”の寸法10〜100μmの凸状の突
起を設けることで、ストッパ−3が形成される。
The stopper 3 according to the first embodiment is formed as follows. That is, as shown in FIG. 3, the inner wall surface 14 of the metal cap 7 and the outer peripheral taper starting point 15 of the stopper 3 coincide with the outer periphery of the die mount terrace 2 of the DO stud 1 in the vertical direction. The maximum distance “a” between the flange arc 13 of the metal cap 7 and the stopper-taper surface 12 is smaller than the minimum distance “b” between the electrodes of the semiconductor chip 5 (power semiconductor chip 20 to 400 μm). To reduce the size, height is about 0.1 to 2.5 mm, taper angle is 2 to 3
The stopper 3 is formed by providing a convex protrusion having a dimension of 10 to 100 μm at the maximum distance “a” of 0 °.

【0034】次に、本実施例1の機能について、図3を
参照して詳細に説明する。図3を参照すると、ストッパ
−3のテ−パ面12と金属キャップ7のフランジ円弧1
3との最大距離“a”(10〜100μm)がチップ電極間の
最小寸法“b”(20〜400μm)より小さくなるように、
金属キャップ7の内壁面14とストッパ−3のテ−パ面
12が嵌合され、封着が起こなわれているため、電気抵
抗溶接時に発生する上記最大距離“a”の寸法より大き
なウエルドスプラッシュ17のキャビテイ内部への侵入
が阻止される。
Next, the function of the first embodiment will be described in detail with reference to FIG. Referring to FIG. 3, the taper surface 12 of the stopper 3 and the flange arc 1 of the metal cap 7 are shown.
3 so that the maximum distance “a” (10 to 100 μm) with respect to 3 is smaller than the minimum dimension “b” (20 to 400 μm) between chip electrodes.
Since the inner wall surface 14 of the metal cap 7 and the taper surface 12 of the stopper 3 are fitted and sealed, a weld splash larger than the maximum distance "a" generated at the time of electric resistance welding is generated. 17 is prevented from entering the interior of the cavity.

【0035】なお、ストッパ−3のテ−パ角が2度未満
では、金属キャップ7の嵌合許容寸法が厳しく自動機に
よる被着が困難となり、逆に、この角が30度より大き
い場合、ストッパ−3の幅が大きくなり、パッケ−ジ寸
法が大きくなるという不都合が生じるので好ましくな
い。
If the taper angle of the stopper 3 is less than 2 degrees, the fitting tolerance of the metal cap 7 is so severe that it becomes difficult to attach the metal cap 7 by an automatic machine. Conversely, if the angle is larger than 30 degrees, It is not preferable because the width of the stopper 3 becomes large and the package dimension becomes large.

【0036】(実施例2:本発明の第2の実施形態)図
4は、本発明の第2の実施形態(実施例2)を示す電力用
トランジスタのTO−3型パッケ−ジング構造を示す断
面図であり、図5は、図4中のB部分(溶接部)の拡大詳
細図である。
(Embodiment 2: Second Embodiment of the Present Invention) FIG. 4 shows a TO-3 type packaging structure of a power transistor according to a second embodiment (Example 2) of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view, and FIG. 5 is an enlarged detailed view of a portion B (welded portion) in FIG.

【0037】本実施例2では、図4,図5に示すよう
に、TO−3用ヘッダ−18のダイマウントテラス2の
面であって、半導体チップ5及びワイヤ−ボンデイング
6を囲む外周部に、ストッパ−3が設けられている。こ
のTO−3用ヘッダ−18を用い、中央部に半導体チッ
プ5をAgPbSn等のソルダ−でマウントした後、半
導体チップ5の上部電極と引出し電極8間をワイヤ−ボ
ンデイング6による配線を行い、更に、金属キャップ7
を用い、電気抵抗溶接により気密封着している。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, on the surface of the die mount terrace 2 of the header 18 for the TO-3, the outer periphery surrounding the semiconductor chip 5 and the wire-bonding 6 is formed. , Stopper-3. Using the TO-18 header 18, the semiconductor chip 5 is mounted at the center with a solder such as AgPbSn, and then the wiring between the upper electrode and the lead electrode 8 of the semiconductor chip 5 is performed by wire bonding 6, and , Metal cap 7
And hermetically sealed by electric resistance welding.

【0038】この実施例2による機能に関しては、前記
実施例1と同様である。即ち、図5に示すように、スト
ッパ−3は、金属キャップ7のフランジ9とヘッダ−1
8との電気抵抗溶接で生じるウエルドスプラッシュのキ
ャビテイ内部への侵入を阻止する機能を有している。
The function of the second embodiment is the same as that of the first embodiment. That is, as shown in FIG. 5, the stopper-3 is provided between the flange 9 of the metal cap 7 and the header-1.
8 has a function of preventing weld splash generated by electric resistance welding with the inside 8 from entering the inside of the cavity.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、 ・DOスタッド又はTOヘッダ−の外周部の溶接メタル
部内側の所定位置にウエルドスプラッシュストッパ−
(凸状の突起)を形成したDOスタッド(又はTOヘッダ
−)を用い、 ・前記溶接メタル部と金属キャップのフランジ部(リン
グプロジェクション)を加圧し、電気抵抗溶接により金
属ハ−メチックシ−ルを行う、ことを特徴とし、これに
より、従来のパッケ−ジングにおいて行われていた“P
IND試験関連作業(前記従来法1参照)”が不要とな
り、また、“樹脂キャップ被着(前記従来法2参照)”が
不要となり、製造コストの低減が可能となる効果が生じ
る。その理由は、ウエルドスプラッシュストッパ−を設
けることで、製品特性に障害となるウエルドスプラッシ
ュのキャビテイ内部への侵入が設計構造上完全に阻止さ
れるため、PIND試験及び樹脂キャップ被着が不要と
なるからである。
As described in detail above, the present invention has the following advantages: a weld splash stopper is provided at a predetermined position inside the weld metal portion on the outer periphery of the DO stud or the TO header.
Using a DO stud (or a TO header) with (convex protrusions) formed, pressurize the welding metal part and the flange part (ring projection) of the metal cap, and form a metal hermetic seal by electric resistance welding. And thus, the “P” which has been performed in the conventional packaging.
The "IND test-related work (refer to the conventional method 1)" becomes unnecessary, and the "resin cap attachment (refer to the conventional method 2)" becomes unnecessary, thereby producing an effect of reducing the manufacturing cost. This is because the provision of the weld splash stopper completely prevents the weld splash, which is an obstacle to the product characteristics, from entering the interior of the cavity due to the design structure, so that the PIND test and the attachment of the resin cap are not required.

【0040】また、本発明によれば、DOパッケ−ジ及
び高信頼度製品においても、適用が可能となり、そのた
め、高範囲な製品に対して、パッケ−ジング構造上のウ
エルドスプラッシュ対策が可能となる効果が生じる。そ
の理由は、本発明によるウエルドスプラッシュストッパ
−は、パッケ−ジ内のフランジ周辺部に設けられている
ことによる。また、スタッド又はヘッダ−母材で形成さ
れるため、パッケ−ジ構造及び製品用途の制限を受けな
いからである。
Further, according to the present invention, the present invention can be applied to a DO package and a highly reliable product. Therefore, it is possible to take measures against a weld splash on a packaging structure for a wide range of products. The following effects occur. The reason is that the weld splash stopper according to the present invention is provided around the flange in the package. In addition, since it is formed of a stud or a header-base material, there is no restriction on the package structure and product use.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態(実施例1)を示す電力
用ダイオ−ドのDO−4型パッケ−ジ構造を示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing a DO-4 type package structure of a power diode according to a first embodiment (Example 1) of the present invention.

【図2】図1のA部分の拡大詳細図であって、封着前の
拡大部分詳細図である。
FIG. 2 is an enlarged detailed view of a portion A in FIG. 1 and is an enlarged partial detailed view before sealing.

【図3】図1のA部分の拡大詳細図であって、封着後の
拡大部分詳細図である。
FIG. 3 is an enlarged detailed view of a portion A in FIG. 1 and is an enlarged partial detailed view after sealing.

【図4】本発明の第2の実施形態(実施例2)を示す電力
用トランジスタのTO−3型パッケ−ジング構造を示す
断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a TO-3 type packaging structure of a power transistor according to a second embodiment (Example 2) of the present invention.

【図5】図4中のB部分(溶接部)の拡大詳細図である。FIG. 5 is an enlarged detailed view of a portion B (welded portion) in FIG. 4;

【図6】従来法1を示す金属ハ−メチックシ−ル構造の
断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a metal hermetic seal structure showing a conventional method 1.

【図7】図6中のA部分の溶接前における拡大部分詳細
図である。
FIG. 7 is an enlarged partial detailed view of a portion A in FIG. 6 before welding.

【図8】従来法2を示すシ−ル構造の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a seal structure showing a conventional method 2.

【図9】図8中のB部の拡大詳細図である。FIG. 9 is an enlarged detailed view of a portion B in FIG. 8;

【図10】従来法1と本発明の方法との製造フロ−を対
比して示した図であって、そのうち(A)は、従来法1に
よる製造フロ−を示す図であり、(B)は、この従来法1
との対比による本発明の方法の製造フロ−を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a comparison between the production flow of the conventional method 1 and the method of the present invention, in which (A) is a diagram showing the production flow by the conventional method 1, and (B). This conventional method 1
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing flow of the method of the present invention in comparison with FIG.

【図11】従来法2と本発明の方法との製造フロ−を対
比して示した図であって、そのうち(A)は、従来法2に
よる製造フロ−を示す図であり、(B)は、この従来法2
との対比による本発明の方法の製造フロ−を示す図であ
る。
11 is a diagram showing the production flow of the conventional method 2 and the method of the present invention in comparison, in which (A) is a diagram showing the production flow by the conventional method 2, and (B) This conventional method 2
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing flow of the method of the present invention in comparison with FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 DOスタッド 2 ダイマウントテラス 3 ウエルドスプラッシュストッパ− 4 Mo板 5 半導体チップ 6 ワイヤ−ボンデイング 7 金属キャップ 8 引出し電極 9 フランジ 10 プロジェクション 11 溶接メタル部 12 ストッパ−テ−パ面 13 フランジ円弧 14 金属キャップ内壁面 15 テ−パ加工起点 16 接合溶融部 17 ウェルドスプラッシュ 18 TOヘッダ− 19 樹脂キャップ 20 ネジ Reference Signs List 1 DO stud 2 Die mount terrace 3 Weld splash stopper 4 Mo plate 5 Semiconductor chip 6 Wire bonding 7 Metal cap 8 Lead electrode 9 Flange 10 Projection 11 Weld metal part 12 Stopper taper surface 13 Flange arc 14 Inside metal cap Wall 15 Starting point of taper processing 16 Joint fusion part 17 Weld splash 18 TO header 19 Resin cap 20 Screw

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電力半導体用DOパッケ−ジまたはTO
パッケ−ジのDOスタッドまたはTOヘッダ−の外周部
に溶接メタル部を形成し、かつ、該溶接メタル部の内側
にウエルドスプラッシュストッパ−を形成したDOスタ
ッドまたはTOヘッダ−であって、前記DOスタッドま
たはTOヘッダ−に被着する金属キャップのフランジ円
弧と前記ストッパ−の外周テ−パ面との最小距離が、ダ
イチップの電極間最小寸法より小さくなる位置に前記ス
トッパ−を形成してなるDOスタッドまたはTOヘッダ
−を用い、前記溶接メタル部と金属キャップのフランジ
部とを加圧し、溶接により金属ハ−メチックシ−ルを行
うことを特徴とする電力用半導体装置のパッケ−ジング
方法。
A DO package or TO for a power semiconductor.
A DO stud or a TO header in which a weld metal portion is formed on an outer peripheral portion of a DO stud or a TO header of a package and a weld splash stopper is formed inside the weld metal portion, wherein the DO stud is provided. Alternatively, a DO stud formed with the stopper at a position where the minimum distance between the flange arc of the metal cap attached to the TO header and the outer peripheral taper surface of the stopper is smaller than the minimum dimension between the electrodes of the die chip. Alternatively, a method for packaging a power semiconductor device, comprising pressing a welded metal portion and a flange portion of a metal cap using a TO header and performing metal hermetic sealing by welding.
【請求項2】 前記ウエルドスプラッシュストッパ−と
して、該ストッパ−の外周面のテ−パ角度が2〜30度
であることを特徴とする請求項1に記載の電力用半導体
装置のパッケ−ジング方法。
2. The packaging method for a power semiconductor device according to claim 1, wherein the taper angle of the outer peripheral surface of the weld splash stopper is 2 to 30 degrees. .
【請求項3】 前記ウエルドスプラッシュストッパ−と
して、該ストッパ−の外周テ−パ面と金属キャップのフ
ランジ円弧面との距離が10〜100μmであることを
特徴とする請求項1または2に記載の電力用半導体装置
のパッケ−ジング方法。
3. The weld splash stopper according to claim 1, wherein a distance between an outer peripheral taper surface of the stopper and a flange arc surface of the metal cap is 10 to 100 μm. A packaging method for a power semiconductor device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014091758A1 (en) 2012-12-13 2014-06-19 パナソニック株式会社 Wireless module and wireless communication device
JP2016509678A (en) * 2013-02-07 2016-03-31 キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト Method for manufacturing acceleration sensor

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