JP2001237359A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
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Abstract
チップと端子金具との接続部が弱点部位であり，この接
続の最適工法がチップサイズと通電電流値によって使い
分け出来て，安定した品質に管理できることが課題であ
った。 【解決手段】 第１の電極と第２の電極を同一の端子金
具に形成することによって，ワイヤボンディング工法と
直接半田付け工法とを使い分け出来るように構成した。
Description
載した金属ベースを樹脂ケースに収容し，外部端子を導
出して形成される半導体装置に関する。
５に示す。１は金属ベースで，半導体チップ２がその上
面に半田付けによって固着されているが，絶縁層を介し
て固着される場合と，介せずに固着される場合とがあ
る。樹脂ケース枠４に埋め込まれて固着された端子金具
３は，樹脂ケース中央に向けて曲げ，伸延されて第１電
極として形成され，図４に示すように第１電極に半導体
チップ２と配線されるボンディングワイヤ７が固着され
る。図５のように端子金具３が半導体チップ２の上面に
半田８で固着される場合もあったが，この場合，半導体
チップ２の上面高さに半田８の厚みを加えた高さの水平
面と，端子金具３の下面高さが一致するように，端子金
具３が精度良く樹脂ケース枠４に埋め込まれて形成され
ることが重要であり，もしも，寸法精度が良くないもの
が無理に半導体チップ２上に押し付けられた状態で仕上
がったときは半田８の厚み不足が生じ接続不良を発生す
る。また半田不足で半導体チップ２と端子金具３との隙
間が出来ると隙間腐食が進行して損傷を促進することが
あった。また，図４のボンディングワイヤ７で接続する
場合では，大電流が集中するこの接続部分で異常発熱す
る原因となり，電力用半導体チップ２ではボンディング
ワイヤ７の直径を太くすることになるがこれにも限度が
あった。
チップの上面に対し寸法精度悪く埋め込まれて伸延され
た端子金具が，半導体チップとの半田付け不良を生じ，
接続不良や隙間腐食のため半導体チップ損傷へと進行す
る原因となっていた。又，電流値の最大限度がボンディ
ングワイヤによる接続可否を決めてしまい，限度を超え
た電流値の通電によってワイヤの発熱やワイヤ接続部で
の発熱のために接続部で断線が生じた。これらに対して
の解決が課題であった。
めに，金属ベースに設けられた半導体チップと，該半導
体チップから配線され導出される端子金具と，該端子金
具を固着する樹脂ケース枠を備えて，金属ベースと樹脂
ケース枠が固着された半導体装置において，上記端子金
具の一端は外部端子として導出され，他端は樹脂ケース
枠の内側に突出して露出し，ボンディングワイヤ接続面
として平板状の第１電極を形成し，該第１電極の先端部
を伸延し半田付け用重ね継手としての，第２電極を形成
し，半導体チップと端子金具との接続に第１電極から配
線するか，第２電極から直接，半田付けするか，１つの
端子金具で２つの工法が選択できるようにした。
上に，端子金具の先端が合致して配設されるようにする
ため，請求項２では，埋め込み固着された端子金具が曲
げられた平板状の第１電極の水平面と，半導体チップの
上面の水平面との寸法差を補正するために第１電極に折
り曲げ部分を形成し，段差を設けたり傾斜を設けて第１
電極の先端を伸延し，第２電極を形成している。
面に精度良く配設されて，半田付けされた理想状態の場
合と，製造バラツキが発生し半田付け面の状態が悪い場
合とを見分ける必要から，第２電極を穴を有する平板と
して，半田付け完了時に余った半田が該穴から上に出て
いるか，不足しているかを見分けることによって製造バ
ラツキに対して品質が管理できるように考慮されてい
る。
て，上記の半田付けの仕上がり状態を明確に確認できる
ように考慮している。
図１によって説明する。１は金属ベースであり半導体チ
ップ２が直接または絶縁層を介して固着されており，端
子金具３に配線されている。樹脂ケース枠４は端子金具
３を埋め込み又は抱き込んで固着し，同時に金属ケース
１に固着されている。該端子金具３の一方の先端部分は
外部端子として導出され，他の先端部分は埋め込まれた
樹脂ケース枠から略直角に折り曲げられ樹脂ケース内へ
突出して半導体チップ２との接続用ボンディングワイヤ
７が固着される平板状の第１電極５を形成し，該第１電
極は先端が伸延され第２電極６が形成されて，半導体チ
ップの上面に半田付け用の重ね継ぎ手として作用する。
４の内部側面から最短の寸法でボンディングできる位置
以上の突出長さが必要で，ボンディングマシンの治具先
端部が，該樹脂ケース枠４の内壁に当たらずに第１電極
の上面に到達することを条件として，長さ寸法が決定さ
れる。また該治具先端部のボンディング押圧に耐えるよ
うに樹脂ケース枠４の底部水平部を台として，その上に
接して水平に第１電極が配置されることが必要条件であ
る。
チップの上面に重ねて，その重なり部分に充分な量の半
田が充満し，半導体チップに押し圧力や引っ張り力など
のストレスを加えない空間位置に保持され，半田付け作
業性を阻害しない寸法や位置範囲内に保持されることで
ある。
６は銅板でその代表的な寸法は厚さ１ｍｍ，幅１８ｍ
ｍ，樹脂ケース枠４の内壁からケース内への突出長さ寸
法が３０ｍｍに形成され，該内壁から８ｍｍの位置で段
差又は傾斜を設ける折り曲げ部を形成し，半導体チップ
２の上面の例えばエミッタ電極層より０．２ｍｍだけ高
い水平位置に，該第２電極６の下面が来るように保持
し，半田付け工程に移行し０．２ｍｍの隙間に充満する
ように半田付けされる。
２の上面の例えばカソード電極層にボンディングされ
る。このように電流値と作業性，品質バラツキを考慮に
入れてワイヤボンディングか重ね継手半田付けか，どち
らかを選択し工法を使い分け出来るように構成されてい
るので，品質が安定し信頼性を向上させることができ，
作業性の向上によって製品不良率が減ったので安価に提
供できるようになった。
する。図２は第２電極６の平面図である。例えば銅板で
厚さ１ｍｍ，幅１８ｍｍ内壁から突出長さ３０ｍｍの内
１８ｍｍ長さ部分に直径１．２ｍｍ穴を設けているの
で，これの下面の半田付け後に，該穴から半導体チップ
上面の半田付着量の適否が確認でき，半田付け品質のバ
ラツキを管理することが容易になった。
する。図３は第２電極の平面図で，平板状の金属板に櫛
形の切り込み部を形成し，半導体チップ上面に半田付け
される。半田付けの仕上がり状態が一層明確に点検でき
るようになった。
同一の端子金具に形成し，第１電極にはワイヤボンディ
ング工法を，第２電極には半田付け工法を用いて，それ
ぞれの半導体チップ上面の形状，寸法にあわせて選択し
た工法を使い分けできる構成にしたので，作業性が，よ
り有利な工法を用いることによって，品質のバラツキ，
断線など信頼性の低下が改善された。例えば電流ランク
によって寸法別に５シリーズの端子金具を製作する場
合，従来の各２通りで１０種類の寸法の金具を作るため
に必要とした金型が５種類に集約できたので，金型に要
する資材を半減できて，製品を安価に提供することが可
能となり工業的価値が大きい。
置の構造説明図。
置の要部拡大図。
置の要部拡大図。
Claims (4)
- 【請求項１】 金属ベースに設けられた半導体チップ
と，該半導体チップから配線され導出される端子金具
と，該端子金具を固着する樹脂ケース枠を備えて，金属
ベースと樹脂ケース枠が固着された半導体装置におい
て，上記端子金具の一端は外部端子として導出され，他
端は樹脂ケース枠の内側に突出して露出し，ボンディン
グワイヤ接続面として平板状の第１電極を形成し，該第
１電極の先端部を伸延し半田付け用重ね継手としての，
第２電極を形成し，第１電極から配線するか，第２電極
から直接，半田付けするか，半導体チップと端子金具と
の接続に，１つの端子金具で２つの工法が選択できる構
成を特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 第１電極の先端を段差または傾斜を設け
て伸延し，第１電極と異なる平面上に第２電極を形成し
た，請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項３】 第２電極の形状を，穴を有する平板とし
た，請求項１，請求項２記載の半導体装置。 - 【請求項４】 第２電極の形状を，櫛形とした，請求項
１，請求項２記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
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| JP2000044913A JP3469840B2 (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000044913A JP3469840B2 (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001237359A true JP2001237359A (ja) | 2001-08-31 |
| JP3469840B2 JP3469840B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009105267A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| US7723846B2 (en) | 2004-09-22 | 2010-05-25 | Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. | Power semiconductor module and method of manufacturing the same |
| WO2018180580A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置および電力変換装置 |
-
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- 2000-02-22 JP JP2000044913A patent/JP3469840B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US8158458B2 (en) | 2004-09-22 | 2012-04-17 | Fuji Electric Co., Ltd. | Power semiconductor module and method of manufacturing the same |
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| WO2018180580A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置および電力変換装置 |
| JPWO2018180580A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2019-04-04 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置および電力変換装置 |
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| JP3469840B2 (ja) | 2003-11-25 |
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