專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在內(nèi)裝用于電力的半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體裝置中的外部電極上的配線安裝構(gòu)造。
已有技術(shù)關(guān)于已有的用于電力的半導(dǎo)體裝置，我們介紹，例如，日本平成5年公布的5-206449號專利公報中揭示的裝置。如在上述公報中記載的那樣，已有的用于電力的半導(dǎo)體裝置為了能夠適用于各種電流容量的用途準(zhǔn)備了標(biāo)準(zhǔn)尺寸的開關(guān)元件芯片。而且，采用只將與用途的電流容量相稱的個數(shù)的該開關(guān)元件芯片并聯(lián)聯(lián)結(jié)起來進(jìn)行使用的方式。
下面，我們參照圖10到圖12，簡單地說明關(guān)于用于電力的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的一個例子。又，這里，我們舍棄對上述半導(dǎo)體裝置的電路工作的說明。而且，圖10是已有的半導(dǎo)體裝置的平面圖。圖11是圖10的A-A線方向的截面圖，圖12是圖10的B-B線方向的截面圖。
如圖所示，例如，在由銅構(gòu)成的矩形狀的第1電極板1的周邊上形成電極板3。電極板3具有，例如，通過氧化鋁那樣的絕緣板2載置的口字少一豎的形狀。而且，在第1電極1的中央部分上形成第3電極板5。第3電極板5，例如，通過氧化鋁那樣的絕緣板4被載置，具有長方向與第2電極板3的大致平行的2條邊大致平行的帶狀。進(jìn)一步，在第1電極板1上形成離開第2電極板3和第3電極板5，并且包圍第3電極板5那樣地載置的緩沖板6。緩沖板6是由，例如，鉬那樣的熱膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體接近的金屬材料構(gòu)成的。
而且，分別將每3個并列地設(shè)置的矩形狀的IGBT(Insulated-Gate-Bipolar-Transistor(絕緣柵雙極晶體管))芯片7粘結(jié)在緩沖板6上。又，分別將鄰接地配置的2個矩形狀的二極管芯片8粘結(jié)在緩沖板6上的角部。IGBT芯片7具有一對主表面，分別地在一個主表面上設(shè)置收集極9，在另一個主表面上設(shè)置發(fā)射極10和柵極11。而且，將收集極9載置在緩沖板6的一側(cè)。另一方面，二極管芯片8具有一對主表面，分別地在一個主表面上設(shè)置陽極12，在另一個主表面上設(shè)置陰極13。而且，將陰極13載置在緩沖板6的一側(cè)。
而且，通過接合引線14使IGBT芯片7上的多個發(fā)射極10和第2電極板3之間電連接起來。又，通過接合引線14使IGBT芯片7的柵極11和第3電極板5之間連接起來。又，也通過接合引線15使二極管芯片8的多個陽極12與第2電極板3之間連接起來。其它，由焊料等的粘合層16，第1引出端子17，第2引出端子18，第3引出端子19等構(gòu)成。這些引出端子既可以與電極板形成一體，也可以直接或間接地與其它準(zhǔn)備好的各電極板粘合。
如上所述，在已有的半導(dǎo)體裝置上，通過接合引線14使IGBT芯片7上的發(fā)射極10與第2電極板3之間連接起來。這時，在IGBT芯片7上形成多個發(fā)射極10，分別將接合引線14焊接在各個發(fā)射極10上。而且，對于二極管芯片8也同樣地，在芯片8上形成多個陽極12。因此，分別將接合引線15焊接在各個陽極12上。又，通過變更在上述半導(dǎo)體裝置中使用的IGBT芯片7和二極管芯片8的數(shù)目，能夠發(fā)揮出各種不同的功能。
即，例如，在1塊IGBT芯片7上，為了向發(fā)射極區(qū)域供給均等的電流，與發(fā)射極10數(shù)目相同的接合引線14是必需的材料。而且，進(jìn)一步，必須進(jìn)行只與接合引線14的數(shù)目相等的焊接。因此，存在著需要很長的焊接時間，使作業(yè)效率惡化不能夠提高大量生產(chǎn)性那樣的課題。
進(jìn)一步，為了通過接合引線14使IGBT芯片7上的多個發(fā)射極10與第2電極板3連接起來，實施通過焊接機(jī)的熱壓接引線接合法，超聲波引線接合法等。這時，必然在IGBT芯片7上加上振動，在芯片7上加上很大的應(yīng)力。結(jié)果，存在著由于重復(fù)這種作業(yè)，在由硅氧化膜等構(gòu)成的層間絕緣膜中引入裂紋那樣的課題。
本發(fā)明是鑒于上述已有的課題提出來的，作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，它的特征是它具備具有至少一個主表面，并具有從設(shè)置在上述主表面上形成的絕緣層中的多個孔分別露出一部分的多個電流通過電極和控制電極的半導(dǎo)體器件，與設(shè)置在上述半導(dǎo)體器件外部的上述電流通過電極和控制電極授受電流的取出導(dǎo)電區(qū)域，和在上述主表面和上述取出導(dǎo)電區(qū)域之間具有緩沖部分，通過焊料分別粘結(jié)上述電流通過電極和控制電極，使上述電流通過電極和控制電極與上述取出導(dǎo)電區(qū)域電連接的第1和第2導(dǎo)電板。
又，鑒于上述已有的課題，作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征是它具備準(zhǔn)備具有至少一個主表面，并具有從設(shè)置在上述主表面上形成的絕緣層中的多個孔分別露出一部分的多個電流通過電極和控制電極的半導(dǎo)體器件的工序，在上述半導(dǎo)體器件外部形成分別與上述多個電流通過電極和控制電極成為一體地授受電流的取出導(dǎo)電區(qū)域的工序，準(zhǔn)備至少具有與上述多個電流通過電極和控制電極對應(yīng)的梳齒狀的安裝部分，在一端一體地支持上述安裝部分的支持部分和位于上述安裝部分和上述支持部分之間的緩沖部分的第1和第2導(dǎo)電板的工序，和通過焊料使上述第1和第2導(dǎo)電板的安裝部分分別與上述多個電流通過電極和控制電極粘結(jié)的工序。
又，鑒于上述已有的課題，作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征是它具備準(zhǔn)備具有至少一個主表面，并具有從設(shè)置在上述主表面上形成的絕緣層中的多個孔分別露出一部分的多個電流通過電極和控制電極的半導(dǎo)體器件的工序，在上述半導(dǎo)體器件外部形成分別與上述多個電流通過電極和控制電極成為一體地授受電流的取出導(dǎo)電區(qū)域的工序，和準(zhǔn)備至少具有與上述多個電流通過電極和控制電極對應(yīng)的梯子狀的安裝部分，在兩端一體地支持上述安裝部分的支持部分和位于上述安裝部分和上述支持部分之間的緩沖部分的導(dǎo)電板的工序，和通過焊料使上述導(dǎo)電板的安裝部分分別與上述多個電流通過電極和控制電極粘結(jié)后，余留所要的上述緩沖部分，切斷其它的上述緩沖部分及其附近區(qū)域的工序。


圖1是說明本發(fā)明的實施形態(tài)中的半導(dǎo)體裝置的斜視圖。
圖2是用于本發(fā)明的實施形態(tài)中的半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體器件的平面圖。
圖3是本發(fā)明的實施形態(tài)中的圖1所示的半導(dǎo)體裝置的X-X線方向的截面圖。
圖4是說明本發(fā)明的實施形態(tài)中的半導(dǎo)體裝置的導(dǎo)電板連接部分的截面圖。
圖5是本發(fā)明的實施形態(tài)中的圖1所示的半導(dǎo)體裝置的Y-Y線方向的截面圖。
圖6是說明本發(fā)明的實施形態(tài)中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的斜視圖。
圖7是說明本發(fā)明的實施形態(tài)中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的斜視圖。
圖8是說明本發(fā)明的實施形態(tài)中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的斜視圖。
圖9是說明本發(fā)明的實施形態(tài)中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的斜視圖。
圖10是說明已有的半導(dǎo)體裝置的平面圖。
圖11是說明已有的半導(dǎo)體裝置的截面圖。
圖12是說明已有的半導(dǎo)體裝置的截面圖。
具體實施例方式
下面，我們參照圖1～圖9說明作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置及其制造方法的實施形態(tài)。
首先，我們說明作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的實施形態(tài)。圖1是用于說明作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的基本構(gòu)造的斜視圖，圖2是圖1所示的半導(dǎo)體器件表面的平面圖，圖3是圖1所示的斜視圖的X-X線方向的截面圖，圖4是在導(dǎo)電板與電極部分的連接部分上的截面圖，圖5是圖1所示的斜視圖的Y-Y線方向的截面圖。而且，圖6～圖9是用于說明半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖。
如圖1所示，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置主要是由絕緣基片31，與由將半導(dǎo)體器件32粘結(jié)在絕緣基片31上的導(dǎo)電箔構(gòu)成的收集極對應(yīng)的粘結(jié)區(qū)域33，在粘結(jié)區(qū)域33的兩側(cè)由絕緣材料構(gòu)成的1組臺座34，35，在臺座34，35上與由導(dǎo)電箔構(gòu)成的發(fā)射極和柵極對應(yīng)的連接區(qū)域36，37，與在半導(dǎo)體器件32表面上形成的多個發(fā)射極或柵極中在紙面上形成1行的所有發(fā)射極或柵極電連接的導(dǎo)電板38，39，和分別使連接區(qū)域36，37與外部導(dǎo)線連接的發(fā)射極端子40，柵極端子41和與粘結(jié)區(qū)域33連接的收集極端子42構(gòu)成的。
其次，我們說明構(gòu)成本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的各構(gòu)成要素。
首先，說明基片31。在本實施形態(tài)中，在基片31上，例如，安裝具有電流密度300A/cm2等的特性的IGBT芯片那樣的用于電力的半導(dǎo)體器件32。因此，考慮到從半導(dǎo)體器件32產(chǎn)生的熱的散熱性，用散熱性優(yōu)良的陶瓷基片作為基片31。而且，作為構(gòu)成基片31的其它材料，也能夠采用對AlN(氮化鋁)或銅基片，鐵基片，F(xiàn)e-Ni基片等的合金表面進(jìn)行絕緣處理后的金屬基片。進(jìn)一步，也能夠用在上述金屬基片表面上粘合陶瓷基片的基片。
其次，考慮到加工性，散熱性等，設(shè)置在這個基片31上的臺座34，35由陶瓷構(gòu)成。而且，在半導(dǎo)體器件32的兩側(cè)相對地配置臺座34，35，使臺座34，35的表面處于比半導(dǎo)體器件32的表面高的位置那樣地形成臺座34，35。而且，在本實施形態(tài)中，與為了使在臺座34上在半導(dǎo)體器件32表面上形成的發(fā)射極43(請參照圖2)與外部裝置電連接的發(fā)射極43對應(yīng)的連接區(qū)域36是，例如，由銅箔形成的。另一方面，在臺座35一側(cè)，與臺座34相同，形成與柵極44(請參照圖2)對應(yīng)的連接區(qū)域37。
而且，用于使與發(fā)射極43對應(yīng)的連接區(qū)域36與外部端子連接的發(fā)射極端子42與連接區(qū)域36形成一體。另一方面，同樣地，用于使與柵極44對應(yīng)的連接區(qū)域37與外部端子連接的柵極端子41與連接區(qū)域37形成一體。又，也可以具有省略臺座34，35自身，在絕緣基片31上形成連接區(qū)域36，37的構(gòu)造。又，不限定于半導(dǎo)體器件32粘結(jié)在絕緣基片31上的情形，即便在粘結(jié)在引線架，印刷電路基片上等的情形中也能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明中的外部配線構(gòu)造。
其次，我們說明如圖2所示的半導(dǎo)體器件32的表面構(gòu)造。在半導(dǎo)體器件32的表面上形成絕緣層45，通過設(shè)置在這個絕緣層45上的孔46露出多個發(fā)射極43和柵極44。這時，設(shè)置在絕緣層45上的孔46大致在紙面左右方向具有1行地開口，而在紙面上下方向形成多個這樣的孔46。而且，在紙面上下方向大致平行的位置上形成多個孔46，發(fā)射極43和柵極44交互地從孔46露出來。又，圖中未畫出，但是在發(fā)射極43和柵極44的下部區(qū)域中形成例如硅氧化膜作為層間絕緣膜。
其次，如圖3所示，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，具有通過焊料47(請參照圖4)將例如由銅或銅合金構(gòu)成的導(dǎo)電板38，39粘結(jié)在從半導(dǎo)體器件32表面的絕緣層45露出的發(fā)射極43和柵極44上的特征。對于1個發(fā)射極43或柵極44用1塊導(dǎo)電板38，39。
具體地說，如圖1和圖5所示，我們用用于發(fā)射極的導(dǎo)電板38和用于柵極的導(dǎo)電板39。各個導(dǎo)電板38，39分別由支持部分381，391，安裝部分382，392，緩沖部分383，393構(gòu)成。
而且，首先，支持部分381，391在一端與安裝部分382，392成為一體，例如通過焊料粘結(jié)在連接區(qū)域36，37上。通過這樣做，與這個支持部分381，391成為一體地授受來自半導(dǎo)體器件32表面的多個發(fā)射極43的到電極和柵極44的電流。
其次，安裝部分382，392與半導(dǎo)體器件32表面的發(fā)射極43和柵極44相對應(yīng)，分別從支持部分381，391等間隔地形成梳齒狀。而且，通過這個安裝部分382，392，例如用焊料使導(dǎo)電板38，39和半導(dǎo)體器件32表面的發(fā)射極43和柵極44連接起來。而且，安裝部分382，392與具有能夠大致完全覆蓋各個發(fā)射極43和柵極44的大小的安裝面積。又，絕緣層45由沒有焊料沾潤性的材料構(gòu)成。因此，如圖4所示，作為粘結(jié)材料的焊料通過由焊料表面張力引起的自調(diào)整性效果能夠確實地將發(fā)射極43和柵極44與安裝部分382，392粘結(jié)起來。結(jié)果，在本實施形態(tài)中，在半導(dǎo)體器件32表面上在紙面上下方向大致等間隔地并交互地而且大致平行地配置10行安裝部分382，392。通過這種構(gòu)造，因為與鄰接的發(fā)射極43和柵極44對應(yīng)的導(dǎo)電板38，39不會接觸發(fā)生短路，所以能夠進(jìn)一步提高制品品質(zhì)的可靠性。又，當(dāng)將導(dǎo)電板38，39粘結(jié)在發(fā)射極43和柵極44上時，通過利用焊料的自調(diào)整性效果，能夠使導(dǎo)電板38，39的粘結(jié)作業(yè)性變得容易。又，為了與使用的半導(dǎo)體器件32相應(yīng)，并且應(yīng)對與使用用途相應(yīng)的電流容量，能夠每次變更導(dǎo)電板38，39的寬度，厚度等的尺寸。
最后，在支持部分381，391和安裝部分382，392之間形成緩沖部分383，393。即，位于半導(dǎo)體器件32和連接區(qū)域36，37之間那樣地形成。而且，在本發(fā)明中，緩沖部分383，393的特征是具有彎曲的形狀。這里，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，具有上述的導(dǎo)電板構(gòu)造，即便在臺座34，35上等發(fā)生振動等時，由于在半導(dǎo)體器件32和連接區(qū)域36，37之間的導(dǎo)電板38，39的緩沖部分383，393，也能夠防止這個振動傳到半導(dǎo)體器件32的表面。
進(jìn)一步，緩沖部分383，393的特征是也在安裝部分382，392的延展部分上形成某種梳齒狀部分。即，緩沖部分383，393的寬度與安裝部分382，392的寬度相同地形成緩沖部分383，393。通過這樣做，也能夠?qū)Ω陡〉恼駝?，能夠大幅度地減少傳到半導(dǎo)體器件32表面的振動。又，通過使緩沖部分383，393的寬度比安裝部分382，392的寬度窄，能夠進(jìn)一步得到上述效果。
即，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，除了上述效果外，通過用焊料粘結(jié)導(dǎo)電板38，39，能夠?qū)崿F(xiàn)在半導(dǎo)體器件32的表面上完全不用引線接合法的構(gòu)造。通過這樣做，能夠?qū)⒃诎雽?dǎo)體器件表面上的振動抑制到最小限度，也能夠抑制在半導(dǎo)體器件32的電極43，44的下部區(qū)域上形成的層間絕緣膜中引入裂紋等的惡劣影響。
進(jìn)一步，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，由于具有上述的導(dǎo)電板構(gòu)造，即便連接區(qū)域36，37和半導(dǎo)體器件32的粘結(jié)位置關(guān)系以及它們的高度關(guān)系相對于設(shè)計來說多少具有誤差，因為導(dǎo)電板38，39具有緩沖部分383，393，所以也能夠靈活地應(yīng)付該誤差。通過這樣做，也能夠提高擴(kuò)大在表面上形成連接區(qū)域36，37的臺座34，35的厚度允許范圍等的半導(dǎo)體裝置的制造上的作業(yè)性和大量生產(chǎn)性。
又，如上所述，我們說明了在半導(dǎo)體器件32和連接區(qū)域36，37之間的緩沖部分383，393具有彎曲形狀的情形，但是并沒有特別的限定，例如，在具有角狀的情形等，如果是能夠得到上述效果的形狀就沒有問題。
最后，在基片31上，例如，形成與由銅箔構(gòu)成的收集極對應(yīng)的粘結(jié)區(qū)域33。而且，如上所述，在半導(dǎo)體器件32的里面形成收集極(圖中未畫出)，例如通過焊料使這個收集極與粘結(jié)區(qū)域33電連接。從粘結(jié)區(qū)域33，形成與粘結(jié)區(qū)域33成為一體的收集極端子44，通過這個收集極端子44與外部導(dǎo)線連接。
其次，我們參照圖6～圖9說明作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的實施形態(tài)。又，在本實施形態(tài)中，我們說明下面的第1和第2實施形態(tài)。這里，關(guān)于用于說明半導(dǎo)體裝置構(gòu)造的圖形和用于各個構(gòu)成要素的標(biāo)號，在相同的情況下用相同的圖形和標(biāo)號。
第1實施形態(tài)首先，作為本發(fā)明的第1工序，如圖6所示，準(zhǔn)備絕緣基片31，在這個基片31上配置并形成與由用于粘結(jié)半導(dǎo)體器件32的導(dǎo)電箔構(gòu)成的收集極對應(yīng)的粘結(jié)區(qū)域33，在粘結(jié)區(qū)域33的兩端配置并形成由絕緣材料構(gòu)成的1組臺座34，35，在臺座34，35上配置并形成與由導(dǎo)電箔構(gòu)成的發(fā)射極和柵極對應(yīng)的連接區(qū)域36，37，在粘結(jié)區(qū)域33上配置并形成半導(dǎo)體器件32。
在本工序中，如圖6所示，首先，準(zhǔn)備絕緣基片31。而且，在基片31上，例如，粘結(jié)具有電流密度為300A/cm2等特性的IGBT芯片那樣的用于電力的半導(dǎo)體器件32。因此，考慮到從半導(dǎo)體器件32產(chǎn)生的熱的散熱性，用散熱性優(yōu)良的陶瓷基片作為基片31。而且，作為構(gòu)成基片31的其它材料，也能夠采用對AlN(氮化鋁)或銅基片，F(xiàn)e基片，F(xiàn)e-Ni基片等的合金表面進(jìn)行絕緣處理后的金屬基片。進(jìn)一步，也能夠用在上述金屬基片表面上粘合陶瓷基片的基片。
其次，如圖所示，將導(dǎo)電箔壓接在基片31的中央部分，與半導(dǎo)體器件32的大小相應(yīng)地形成與收集極對應(yīng)的粘結(jié)區(qū)域33。而且，在半導(dǎo)體器件32的里面形成收集極(圖中未畫出)，在以后的工序中，通過焊料使這個收集極與粘結(jié)區(qū)域33電連接。因此，從粘結(jié)區(qū)域33，形成與粘結(jié)區(qū)域33成為一體的收集極端子44，通過這個收集極端子44與外部導(dǎo)線連接。
這時，考慮到焊料的粘合性，焊接性等選擇作為導(dǎo)電箔的材料。而且，作為材料，能夠利用用銅作為主材料的導(dǎo)電箔，用Al作為主材料的導(dǎo)電箔，或用Fe-Ni等合金構(gòu)成的導(dǎo)電箔等，但是在本實施形態(tài)中采用銅作為主材料的導(dǎo)電箔。
其次，在基片31上在粘結(jié)區(qū)域33的兩側(cè)設(shè)置1組臺座34，35?？紤]到加工性，散熱性等由陶瓷形成這些臺座34，35。而且，在這些臺座34，35上，與粘結(jié)區(qū)域33的情形相同，例如，準(zhǔn)備銅箔等的導(dǎo)電箔，為了覆蓋臺座34，35上面部分那樣地形成與發(fā)射極43對應(yīng)的連接區(qū)域36和與柵極44對應(yīng)的連接區(qū)域37。這時，在與發(fā)射極43對應(yīng)的連接區(qū)域36上與連接區(qū)域36一體地形成用于與外部端子連接的發(fā)射極端子40。另一方面，同樣地，在與柵極44對應(yīng)的連接區(qū)域37上與連接區(qū)域37一體地形成用于與外部端子連接的柵極端子41。又，能夠與使用用途相應(yīng)地省略臺座34，35和絕緣基片31。
其次，作為本發(fā)明的第2工序，如圖7所示，如作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征那樣地，形成分別覆蓋半導(dǎo)體器件32表面的發(fā)射極43(請參照圖2)和柵極44(請參照圖2)上的電極板38，39，并將它們粘結(jié)在半導(dǎo)體器件32上。
在本工序中，如圖7(A)，(B)所示，首先，準(zhǔn)備1塊面積比半導(dǎo)體器件表面大的導(dǎo)電性金屬板。金屬板例如由銅板構(gòu)成，厚度需要在50μm～100μm左右，但是與流過半導(dǎo)體器件的電流容量等的使用用途相應(yīng)地決定厚度。而且，作為形成導(dǎo)電板38，39的方法，具有用刻蝕和壓制成型的方法及鑿孔和壓制成型的方法這樣2種方法。
首先，我們說明用刻蝕和壓制成型形成導(dǎo)電板38，39的方法。
如圖所示，從1塊金屬板形成由與半導(dǎo)體器件32表面的發(fā)射極43和柵極44對應(yīng)的支持部分381，391，安裝部分382，392，緩沖部分383，393構(gòu)成的導(dǎo)電板38，39。在本實施形態(tài)中，分別形成與發(fā)射極43對應(yīng)的導(dǎo)電板38和與柵極44對應(yīng)的導(dǎo)電板39。首先，在金屬板上形成光敏電阻(耐刻蝕掩模)，為了露出除了成為支持部分381，391，安裝部分382，392和緩沖部分383，393的區(qū)域的金屬板那樣地使光敏電阻形成圖案。而且，通過光敏電阻選擇地對金屬板進(jìn)行刻蝕。又，刻蝕液主要采用氯化鐵，氯化銅。又，通過在成為支持部分381，391和安裝部分382，392的區(qū)域中，預(yù)先實施選擇的鍍敷，能夠在以后的工序中，達(dá)到提高焊料沾潤性的目的。
其次，通過上述的刻蝕工序，通過壓制成型加工在余留支持部分381，391，安裝部分382，392和緩沖部分383，393的形成區(qū)域的金屬板上形成緩沖部分383，393。在這個工序中，在支持部分381，391和安裝部分382，392之間，在支持部分381，391近旁形成緩沖部分383，393的形成位置。具體地說，在粘結(jié)后，使緩沖部分383，393位于半導(dǎo)體器件32和連接區(qū)域36，37之間那樣地形成緩沖部分383，393。又，使安裝部分382，392能夠覆蓋半導(dǎo)體器件32表面的發(fā)射極43和柵極44那樣地維持平坦部分地形成安裝部分382，392。
其次，我們說明用鑿孔和壓制成型形成導(dǎo)電板38，39的方法。
首先，準(zhǔn)備具有50μm～100μm左右厚度，至少具有半導(dǎo)體器件32的寬度的卷成滾筒狀的金屬板。而且，圖中未畫出，但是將金屬板設(shè)置在臺座上。這時，例如，在臺座上在支持部分381，391，安裝部分382，392和緩沖部分383，393的形成區(qū)域以外的部分上設(shè)置孔。而且，用鑿孔機(jī)在金屬板上鑿出孔，形成圖7(A)，(B)所示形狀的導(dǎo)電板38，39。但是，在這個階段，還沒有形成緩沖部分383，393。
其次，在本實施形態(tài)中，因為緩沖部分383，393具有彎曲形狀，所以將導(dǎo)電板38，39設(shè)置在構(gòu)成這種形狀的臺座上。此后，從臺座上面向?qū)щ姲?8，39的緩沖部分383，393施加壓力，形成緩沖部分383，393。又，如上所述，緩沖部分383，393的形狀不需要限定于彎曲形狀，也可以是角狀的，只要是能夠緩沖在臺座34，35上等的振動的形狀就可以。
而且，其次，與安裝部分382，392位置重合地將在上面工序中形成的導(dǎo)電板38，39粘結(jié)在半導(dǎo)體器件32表面的發(fā)射極43和柵極44上。而且，作為這個安裝部分382，392的粘合方法，是預(yù)先，在安裝部分382，392的粘合面上實施焊料鍍敷后，粘結(jié)在半導(dǎo)體器件32表面上的方法。又，相反地，也可以是在半導(dǎo)體器件32表面的發(fā)射極43和柵極44上實施焊料鍍敷后，粘結(jié)安裝部分382，392的方法。而且，發(fā)射極43和柵極44從設(shè)置在沒有焊料沾潤性的絕緣層45中的孔46露出來。因此，在用無論哪種方法粘結(jié)安裝部分382，392和電極43，44的情形中，都能夠利用焊料的自調(diào)整性效果。結(jié)果，能夠提高安裝部分382，392的粘結(jié)位置精度，又，能夠使導(dǎo)電板38，39的安裝作業(yè)變得容易。
而且，如圖1所示，對于連接區(qū)域36，37也是同樣地，例如通過焊料將支持部分381，391粘結(jié)在連接區(qū)域36，37上。而且，通過這些工序，完成圖1所示的半導(dǎo)體裝置。
如上所述，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，即便連接區(qū)域36，37和半導(dǎo)體器件32的粘結(jié)位置關(guān)系以及它們的高度關(guān)系相對于設(shè)計來說多少具有誤差，由于在導(dǎo)電板38，39上形成的緩沖部分383，393，也能夠靈活地應(yīng)付該誤差。結(jié)果，也能夠通過擴(kuò)大在表面上形成連接區(qū)域36，37的臺座34，35的厚度允許范圍等，提高半導(dǎo)體裝置的作業(yè)性和大量生產(chǎn)性。又，通過在從安裝部分382，392延展的梳齒狀部分上形成緩沖部分383，393，能夠進(jìn)一步提高上述靈活性。又，在本實施形態(tài)中，與電極對應(yīng)分別形成緩沖部分383，393，但是既可以是多個緩沖部分成為一體的形狀，也可以是全部緩沖部分成為一體的形狀。
進(jìn)一步，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在將安裝部分382，392粘結(jié)在半導(dǎo)體器件32表面上的作業(yè)中，各個安裝部分382，392的尺寸是很微小的，但是當(dāng)粘結(jié)到半導(dǎo)體器件32時，能夠在由支持部分381，391一體地支持的狀態(tài)下進(jìn)行。又，因為用焊料將電極43，44與安裝部分382，392粘結(jié)起來，所以能夠得到由焊料表面張力引起的自調(diào)整性效果。通過這樣做，在將安裝部分382，392粘結(jié)在半導(dǎo)體器件32表面上的工序中，能夠在一次作業(yè)中一次地粘結(jié)多個安裝部分382，392。結(jié)果，能夠提高粘結(jié)導(dǎo)電板的作業(yè)性和半導(dǎo)體裝置的大量生產(chǎn)性。
第2實施形態(tài)其次，我們說明在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中的第2實施形態(tài)。這里，首先，述說本發(fā)明中的第1實施形態(tài)和第2實施形態(tài)的不同點。兩者的不同點是在第1實施形態(tài)中，分別準(zhǔn)備與發(fā)射極43對應(yīng)的導(dǎo)電板38和與柵極44對應(yīng)的導(dǎo)電板39，粘結(jié)在半導(dǎo)體器件32表面上的制法。另一方面，在第2實施形態(tài)中，準(zhǔn)備與發(fā)射極43和柵極44一體地對應(yīng)的共同的導(dǎo)電板。而且，是在將導(dǎo)電板粘結(jié)在半導(dǎo)體器件32表面上后，除去不要的部分，形成與各個電極對應(yīng)的導(dǎo)電板的半導(dǎo)體裝置的制法。從而，因為其它的構(gòu)成半導(dǎo)體裝置的構(gòu)成要素和半導(dǎo)體裝置的效果等與第1實施形態(tài)相同，所以關(guān)于這些對應(yīng)的地方，可以參照第1實施形態(tài)，這里不再進(jìn)行說明。
首先，作為本發(fā)明的第1工序，如圖6所示，準(zhǔn)備絕緣基片31，在這個基片31上配置并形成與由用于粘結(jié)半導(dǎo)體器件32的導(dǎo)電箔構(gòu)成的收集極對應(yīng)的粘結(jié)區(qū)域33，在粘結(jié)區(qū)域33的兩端配置并形成由絕緣材料構(gòu)成的1組臺座34，35，在臺座34，35上配置并形成與由導(dǎo)電箔構(gòu)成的發(fā)射極和柵極對應(yīng)的連接區(qū)域36，37，在粘結(jié)區(qū)域33上配置并形成半導(dǎo)體器件32。
在本工序中的說明中，因為與第1實施形態(tài)中的第1工序相同，所以可以參照上述第1實施形態(tài)，這里不再進(jìn)行說明。
其次，作為本發(fā)明的第2工序，如圖8所示，如作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征那樣地，形成分別覆蓋在半導(dǎo)體器件32表面的發(fā)射極43(請參照圖2)和柵極44(請參照圖2)上的共同的導(dǎo)電板71，并將它粘結(jié)在半導(dǎo)體器件32上。
在本工序中，如圖8所示，首先，準(zhǔn)備1塊面積比半導(dǎo)體器件表面大的導(dǎo)電性金屬板。金屬板例如由銅板構(gòu)成，厚度需要在50μm～100μm左右，但是與流過半導(dǎo)體器件的電流容量等的使用用途相應(yīng)地決定厚度。
其次，如圖所示，從1塊金屬板形成由與半導(dǎo)體器件32表面的發(fā)射極43和柵極44對應(yīng)的支持部分721，731，安裝部分722，732和緩沖部分723，733構(gòu)成的共同的導(dǎo)電板71。在本實施形態(tài)中，形成與發(fā)射極43和柵極44對應(yīng)的共同的導(dǎo)電板71，但是在共同的導(dǎo)電板71中形成全部10個安裝部分722，732。這時，因為安裝部分722，732與半導(dǎo)體器件32表面的發(fā)射極43和柵極44對應(yīng)，所以各個安裝部分722，732相互分離地形成。但是，安裝部分722，732因為由兩端的支持部分721，731一體地支持所以成為梯子型形狀。又，作為形成導(dǎo)電板71的方法，具有用刻蝕和壓制成型的方法及鑿孔和壓制成型的方法這樣2種方法。
因為在本工序中的說明中，也與第1實施形態(tài)中的第2工序相同，所以可以參照上述第1實施形態(tài)，這里不再進(jìn)行說明。
其次，使安裝部分722，732位置重合地粘結(jié)在半導(dǎo)體器件32表面的發(fā)射極43和柵極44上。而且，作為這個安裝部分722，732的粘合方法，是預(yù)先，在安裝部分722，732的粘合面一側(cè)上實施焊料鍍敷后，粘結(jié)在半導(dǎo)體器件32表面上的方法。又，相反地，也可以是在半導(dǎo)體器件32表面的發(fā)射極43和柵極44上實施焊料鍍敷后，粘結(jié)安裝部分722，732的方法。而且，發(fā)射極43和柵極44從設(shè)置在沒有焊料沾潤性的絕緣層45中的孔46露出來。因此，在用無論哪種方法粘結(jié)安裝部分722，732和電極43，44的情形中，都能夠利用焊料的自調(diào)整性效果。結(jié)果，能夠提高安裝部分722，732的粘結(jié)位置精度，又，能夠使導(dǎo)電板71的安裝作業(yè)變得容易。
而且，如圖8所示，分別將安裝部分722，732粘結(jié)在每個半導(dǎo)體器件32表面的發(fā)射極43和柵極44上。這時，同樣也能夠通過焊料將支持部分721，731粘結(jié)在連接區(qū)域36，37上。
其次，切斷在半導(dǎo)體器件32和連接區(qū)域36，37之間不要的導(dǎo)電板71的緩沖部分723，733及其附近區(qū)域，分離各個與發(fā)射極43對應(yīng)的導(dǎo)電板和與柵極44對應(yīng)的導(dǎo)電板。具體地說，如圖7所示的第1實施形態(tài)中說明的那樣，成為具有與準(zhǔn)備并形成與發(fā)射極43對應(yīng)的導(dǎo)電板38和與柵極44對應(yīng)的導(dǎo)電板39的半導(dǎo)體裝置同一構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置。而且，通過這個作業(yè)，如圖1所示，完成確實地分離與發(fā)射極43和柵極44對應(yīng)的導(dǎo)電板的半導(dǎo)體裝置。
如上所述，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，也能夠得到與上述第1實施形態(tài)中得到的效果相同的效果。
又，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，不需要限定于上述實施形態(tài)，當(dāng)用MOS晶體管芯片那樣地在芯片表面上形成不同種類的電極的半導(dǎo)體器件時，也能夠得到同樣的效果。此外，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行種種的變更。
本發(fā)明的效果是第一，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，具有用在半導(dǎo)體器件和連接區(qū)域之間備有緩沖部分的導(dǎo)電板的構(gòu)造。通過這樣做，即便在臺座上等發(fā)生振動時，也能夠通過半導(dǎo)體器件和連接區(qū)域之間的導(dǎo)電板的緩沖部分，防止這個振動傳到半導(dǎo)體器件表面。又，因為通過焊料使上述導(dǎo)電板粘結(jié)在半導(dǎo)體器件表面上，所以能夠?qū)崿F(xiàn)不用引線接合法的構(gòu)造。結(jié)果，能夠?qū)鞯桨雽?dǎo)體器件表面的振動抑制到最小限度，能夠抑制引入半導(dǎo)體器件的電極下部區(qū)域的層間絕緣膜中的裂紋等的惡劣影響。
第二，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，具有在半導(dǎo)體器件和連接區(qū)域之間用備有緩沖部分的導(dǎo)電板的構(gòu)造。通過這樣做，即便連接區(qū)域與半導(dǎo)體器件的粘結(jié)位置關(guān)系以及它們的高度關(guān)系相對于設(shè)計來說多少具有誤差，因為導(dǎo)電板具有緩沖部分，所以也能夠靈活地應(yīng)付該誤差。結(jié)果，能夠通過擴(kuò)大在表面上形成連接區(qū)域的臺座厚度的允許范圍等提高半導(dǎo)體裝置的制法上的作業(yè)性和大量生產(chǎn)性。
第三，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在將導(dǎo)電板的安裝部分粘結(jié)在半導(dǎo)體器件表面上的作業(yè)中，各個安裝部分很微小，但是當(dāng)粘結(jié)到半導(dǎo)體器件上時能夠作為一體地被支持的導(dǎo)電板進(jìn)行處理。通過這樣做，在將安裝部分粘結(jié)在半導(dǎo)體器件表面上的工序中，能夠一次地將許多各個安裝部分粘結(jié)在1塊導(dǎo)電板上。這時，由于在導(dǎo)電板上形成緩沖部分，由于這個緩沖部分能夠靈活地應(yīng)付設(shè)計誤差。又，因為通過焊料將導(dǎo)電板的安裝部分粘結(jié)在半導(dǎo)體器件表面上，所以能夠利用焊料的自調(diào)整性效果。結(jié)果，能夠提高本制造方法中的粘結(jié)位置精度，作業(yè)性和大量生產(chǎn)性。
第四，如果根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，則具有加工金屬板，準(zhǔn)備由支持部分，安裝部分和緩沖部分構(gòu)成的導(dǎo)電板，將這個導(dǎo)電板用作半導(dǎo)體器件上的外部配線的特征。通過這樣做，因為能夠完全省略在半導(dǎo)體器件表面上的引線接合法工序，所以，沒有由引線接合法引起的沖擊對半導(dǎo)體器件的惡劣影響，能夠大幅度地提高制品品質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，它的特征是它具備具有至少一個主表面，并具有從設(shè)置在上述主表面上形成的絕緣層中的多個孔分別露出一部分的多個電流通過電極和控制電極的半導(dǎo)體器件，與設(shè)置在上述半導(dǎo)體器件外部的上述電流通過電極和控制電極授受電流的取出導(dǎo)電區(qū)域，和在上述主表面和上述取出導(dǎo)電區(qū)域之間具有緩沖部分，通過焊料分別與上述電流通過電極和控制電極粘結(jié)，使上述電流通過電極和控制電極與上述取出導(dǎo)電區(qū)域電連接的第1和第2導(dǎo)電板。
2.權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體裝置，它的特征是上述第1和第2導(dǎo)電板至少具有安裝部分，在一端一體地支持上述安裝部分的支持部分和位于上述安裝部分和上述支持部分之間的緩沖部分，使上述安裝部分分別與上述多個電流通過電極和控制電極粘結(jié)，并且具有梳齒狀。
3.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2記載的半導(dǎo)體裝置，它的特征是上述第1和第2導(dǎo)電板的上述緩沖部分形成彎曲的形狀。
4.權(quán)利要求3記載的半導(dǎo)體裝置，它的特征是上述緩沖部分形成在從上述安裝部分延展地形成的上述梳齒狀部分上。
5.權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體裝置，它的特征是上述第1和第2導(dǎo)電板是由銅板構(gòu)成的。
6.半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是它具備準(zhǔn)備具有至少一個主表面，并具有從設(shè)置在上述主表面上形成的絕緣層中的多個孔分別露出一部分的多個電流通過電極和控制電極的半導(dǎo)體器件的工序，在上述半導(dǎo)體器件外部形成分別與上述多個電流通過電極和控制電極成為一體地授受電流的取出導(dǎo)電區(qū)域的工序，準(zhǔn)備至少具有與上述多個電流通過電極和控制電極對應(yīng)的梳齒形狀的安裝部分，在一端一體地支持上述安裝部分的支持部分和位于上述安裝部分和上述支持部分之間的緩沖部分的第1和第2導(dǎo)電板的工序，和通過焊料使上述第1和第2導(dǎo)電板的安裝部分分別與上述多個電流通過電極和控制電極粘結(jié)的工序。
7.權(quán)利要求6記載的半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是上述緩沖部分形成在從上述安裝部分延展地形成的上述梳齒狀部分上。
8.權(quán)利要求6記載的半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是將焊料被覆在上述第1和第2導(dǎo)電板的安裝部分的粘合面上后，使上述安裝部分分別與上述電流通過電極和控制電極粘結(jié)。
9.權(quán)利要求7記載的半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是將焊料覆蓋在上述電流通過電極和控制電極上后，使上述第1和第2導(dǎo)電板分別與上述電流通過電極和控制電極粘結(jié)。
10.權(quán)利要求6記載的半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是上述第1和第2導(dǎo)電板的上述緩沖部分形成彎曲的形狀。
11.權(quán)利要求6記載的半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是上述第1和第2導(dǎo)電板是由銅板構(gòu)成的。
12.半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是它具備準(zhǔn)備具有至少一個主表面，并具有從設(shè)置在上述主表面上形成的絕緣層中的多個孔分別露出一部分的多個電流通過電極和控制電極的半導(dǎo)體器件的工序，在上述半導(dǎo)體器件外部形成分別與上述多個電流通過電極和控制電極成為一體地授受電流的取出導(dǎo)電區(qū)域的工序，和準(zhǔn)備至少具有與上述多個電流通過電極和控制電極對應(yīng)的梯子狀的安裝部分，在兩端一體地支持上述安裝部分的支持部分和位于上述安裝部分和上述支持部分之間的緩沖部分的導(dǎo)電板的工序，和通過焊料使上述導(dǎo)電板的安裝部分分別與上述多個電流通過電極和控制電極粘結(jié)后，余留所要的上述緩沖部分，切斷其它的上述緩沖部分及其附近區(qū)域的工序。
13.權(quán)利要求12記載的半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是將焊料被覆在上述導(dǎo)電板的安裝部分的粘合面上后，使上述安裝部分分別與上述電流通過電極和控制電極粘結(jié)。
14.權(quán)利要求12記載的半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是將焊料被覆在上述電流通過電極和控制電極上后，使上述導(dǎo)電板的安裝部分分別與上述電流通過電極和控制電極粘結(jié)。
15.權(quán)利要求12記載的半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是上述導(dǎo)電板的緩沖部分形成彎曲的形狀。
16.權(quán)利要求12記載的半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是上述導(dǎo)電板是由銅板構(gòu)成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法。在已有的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，因為用引線接合法使導(dǎo)線與半導(dǎo)體器件表面的電極連接，所以存在著由引線接合法引起的沖擊對半導(dǎo)體器件產(chǎn)生惡劣影響的課題。在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，將具有在一端共同支持與半導(dǎo)體器件32表面的電極對應(yīng)的多個安裝部分382，392的支持部分381，391的導(dǎo)電板38，39作為外部配線進(jìn)行粘結(jié)。通過這樣做，能夠完全省略在半導(dǎo)體器件32表面上的引線接合法作業(yè)，能夠消除由于引線接合法引起的對半導(dǎo)體器件32的沖擊。又，在導(dǎo)電板上形成緩沖部分，由于這個緩沖部分能夠靈活地應(yīng)付設(shè)計誤差等，從而能夠提高作業(yè)性。
文檔編號H01L23/488GK1441490SQ03103349
公開日2003年9月10日 申請日期2003年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者青野勉, 岡田喜久雄 申請人:三洋電機(jī)株式會社