半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，要解決的問(wèn)題是，降低外部電極與半導(dǎo)體芯片之間產(chǎn)生的連接電阻。本發(fā)明的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件具有：半導(dǎo)體芯片，具有電極；連接器，具有芯片連接面、中間連接部和外部電極端子連接面，把上述電極與上述芯片連接面電連接；以及第1連接部件，比上述芯片連接面的面積大，設(shè)置在上述芯片連接面與上述電極之間。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體器件
[0001](相關(guān)申請(qǐng))
[0002]本申請(qǐng)享受以日本專利申請(qǐng)2013-130030 (申請(qǐng)日:2013年6月20日)為基礎(chǔ)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)通過(guò)參照該基礎(chǔ)申請(qǐng)而包含該基礎(chǔ)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體器件。

【背景技術(shù)】
[0004]作為例如具有上下電極結(jié)構(gòu)的MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor,金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的半導(dǎo)體芯片，為了構(gòu)成半導(dǎo)體器件，用銅連接器等與引線框、外部電極端子連接。此時(shí)，如果為了提高產(chǎn)品的部件效率，使用具有相同的大小、形狀的銅連接器，則連接面積因半導(dǎo)體芯片的大小而異。如果對(duì)于半導(dǎo)體芯片的大小不能充分確保銅連接器的連接面積，則會(huì)產(chǎn)生外部電極與半導(dǎo)體芯片的連接電阻變大的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的問(wèn)題是，提供可以降低外部電極與半導(dǎo)體芯片之間產(chǎn)生的連接電阻的半導(dǎo)體器件。
[0006]實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件具有:半導(dǎo)體芯片，具有電極；連接器，具有芯片連接面、中間連接部和外部電極端子連接面，把上述電極與上述芯片連接面電連接；以及第I連接部件，比上述芯片連接面的面積大，設(shè)置在上述芯片連接面與上述電極之間。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是根據(jù)實(shí)施方式I的半導(dǎo)體器件Ia的立體圖。
[0008]圖2是示出沿圖1的A-A’線的剖面的剖面圖。
[0009]圖3是根據(jù)實(shí)施方式2的半導(dǎo)體器件Ib的立體圖。
[0010]圖4是示出沿圖3的B-B’線的剖面的剖面圖。
[0011]圖5是根據(jù)實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件Ic的立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]以下，參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。實(shí)施方式中的說(shuō)明中使用的圖，是為了使說(shuō)明容易的示意圖，圖中的各要素的形狀、尺寸、大小關(guān)系等在實(shí)際實(shí)施時(shí)不必限于圖中所示，在得到本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)可以適宜變更。
[0013]用圖1和圖2說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式I的半導(dǎo)體器件Ia的結(jié)構(gòu)。圖1示出根據(jù)實(shí)施方式I的半導(dǎo)體器件Ia的立體圖，圖2示出示出沿圖1的A-A’線的剖面的剖面圖。另外，在圖1中，示出省略了樹(shù)脂3的立體圖。
[0014]半導(dǎo)體器件Ia具有半導(dǎo)體芯片2、樹(shù)脂3、引線框100、源極端子103和連接器200。半導(dǎo)體芯片2是例如具有上下電極結(jié)構(gòu)的M0SFET。半導(dǎo)體芯片2為MOSFET時(shí)，上下電極為源極電極和漏極電極。在本實(shí)施方式中，半導(dǎo)體芯片2以MOSFET進(jìn)行說(shuō)明，但即使是絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor ;IGBT)也可以實(shí)施。
[0015]引線框100由接頭101和漏極端子102構(gòu)成。像圖2所示的那樣，多個(gè)漏極端子102從接頭101延伸設(shè)置，具有連接半導(dǎo)體芯片2和外部電源的作用。在接頭101上，以與半導(dǎo)體芯片2的漏極電極(未圖示)相接的方式，經(jīng)由焊錫10 (第I連接部件)設(shè)置半導(dǎo)體芯片2。即，露出源極電極11地把半導(dǎo)體芯片2固定在引線框100上。
[0016]然后，在源極電極11上經(jīng)由焊錫10連接連接器200。連接器200像圖1和圖2所示的那樣，例如以芯片連接面201、引線框連接面202和中間連接部203相連的形狀構(gòu)成。中間連接部203位于芯片連接面201和引線框連接面202之間，把芯片連接面201和引線框連接面202電連接。與源極電極11連接的是芯片連接面201。
[0017]芯片連接面201與源極電極11連接時(shí)，焊錫10的涂敷面積在源極電極11上設(shè)置成比芯片連接面201的面積大。即，在源極電極11的大致整個(gè)表面上設(shè)置有焊錫10。
[0018]連接器200的引線框連接面202經(jīng)由焊錫10與源極端子103連接。引線框連接面202具有連接半導(dǎo)體芯片2和外部電源的作用。
[0019]然后，除去漏極端子102和源極端子103的一部分，通過(guò)例如環(huán)氧樹(shù)脂等的樹(shù)脂3把半導(dǎo)體芯片2、引線框100、連接器200和源極端子103封裝起來(lái)。此時(shí)，像圖2所示的那樣，以例如露出引線框100和源極端子103的下表面的方式進(jìn)行封裝。半導(dǎo)體器件Ia具有以上那樣的結(jié)構(gòu)。
[0020]弓丨線框100和連接器200中使用例如銅(Cu)等，但即使是金(Au)、與其它金屬的合金也可以實(shí)施。另外，焊錫10以鉛(Pb)和錫(Sn)為主要成分，但即使該焊錫10是無(wú)鉛焊錫也可以實(shí)施。在無(wú)鉛焊錫的情況下，使用銀(Ag)與錫的合金、銀與銅的合金、或銀與金的合金等。
[0021]說(shuō)明實(shí)施方式I的效果。作為使用半導(dǎo)體器件Ia時(shí)產(chǎn)生的電阻，可舉出封裝電阻。封裝電阻由與半導(dǎo)體芯片2連接的連接部件(以后，稱為連接器200)自身具有的電阻分量、電流從半導(dǎo)體芯片2流到連接器200時(shí)產(chǎn)生的電阻分量構(gòu)成。
[0022]連接器200自身的電阻分量由連接器200的材質(zhì)、形狀決定。而電流從半導(dǎo)體芯片2流到連接器200時(shí)產(chǎn)生的電阻分量取決于電流的路徑。詳細(xì)地說(shuō)，從連接器200正下方的半導(dǎo)體芯片2流動(dòng)時(shí)電流路徑為最短距離，而在除了連接器200正下方以外，電流通過(guò)源極電極11的表面層從半導(dǎo)體芯片2流向連接器200。另外，源極電極11是在半導(dǎo)體芯片2的表面上設(shè)置的5μ m左右的薄的鋁(Al)。因此，通過(guò)源極電極11的薄的表面層流到連接器200的電流路徑具有比從連接器200正下方的半導(dǎo)體芯片2流動(dòng)的電流更大的電阻分量。
[0023]在此，如果增大連接器200的芯片連接面201自身的面積，與源極電極11的大致整個(gè)表面接觸，則可以降低上述的電阻分量。但是，對(duì)具有各種各樣的芯片尺寸的半導(dǎo)體芯片2使用連接器200時(shí)，不能用于源極電極11的面積比芯片連接面200的面積小的半導(dǎo)體芯片2，可能會(huì)產(chǎn)生半導(dǎo)體器件Ia的生產(chǎn)效率變差等的問(wèn)題。
[0024]在根據(jù)實(shí)施方式I的半導(dǎo)體器件Ia的情況下，通過(guò)在源極電極11的大致整個(gè)表面上設(shè)置焊錫10，不僅薄的源極電極11的表面，連焊錫10也成為電流路徑。因此，可以降低除連接器200正下方以外的、從半導(dǎo)體芯片2流到連接器200的電流的電阻分量。S卩，可以降低半導(dǎo)體器件Ia的封裝電阻。
[0025]另外，由于調(diào)整對(duì)源極電極11涂敷的焊錫10的涂敷量，所以無(wú)須改變芯片連接面201的面積。因此，可以對(duì)具有各種各樣的芯片尺寸的半導(dǎo)體芯片2使用共同的連接器200，所以可以維持半導(dǎo)體器件Ia的生產(chǎn)效率。
[0026]而且，由于在與芯片連接面200接觸的源極電極11以外的位置設(shè)置有焊錫10，所以從半導(dǎo)體芯片2產(chǎn)生的使用熱也可以分散。通過(guò)把使用熱分散到源極電極10的大致整個(gè)表面上，可以高效地把使用半導(dǎo)體器件Ia時(shí)產(chǎn)生的熱發(fā)散。即，可以提高半導(dǎo)體器件Ia的熱耐量，可以抑制流過(guò)大電流時(shí)容易發(fā)生的半導(dǎo)體器件Ia的熱擊穿。
[0027]下面，用圖3和圖4說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式2的半導(dǎo)體器件Ib的結(jié)構(gòu)。圖3示出根據(jù)實(shí)施方式2的半導(dǎo)體器件Ib的立體圖，圖4示出沿圖3的B-B’線的剖面的剖面圖。
[0028]像圖3和圖4所示的那樣，根據(jù)實(shí)施方式2的半導(dǎo)體器件Ib與根據(jù)實(shí)施方式I的半導(dǎo)體器件Ia的不同之處在于，在半導(dǎo)體芯片2與芯片連接面201之間設(shè)置有第I金屬板
12。其它的構(gòu)成與半導(dǎo)體器件Ia相同，所以省略。
[0029]第I金屬板12經(jīng)由焊錫10設(shè)置在接頭101上，連接器200的芯片連接面201經(jīng)由焊錫10與第I金屬板12連接。第I金屬板12的面積比芯片連接面201大即可，無(wú)需與在源極電極11的大致整個(gè)表面上設(shè)置的焊錫10的面積相同。
[0030]在半導(dǎo)體器件Ib中也是，與半導(dǎo)體器件Ia同樣地，可以降低封裝電阻、維持生產(chǎn)效率和抑制熱擊穿。尤其是，通過(guò)設(shè)置第I金屬板12，可以使源極電極11的厚度大幅地加厚，可以進(jìn)一步降低從半導(dǎo)體芯片2流到連接器200的電流路徑中的電阻分量。
[0031]另外，通過(guò)使第I金屬板12的面積比焊錫10或半導(dǎo)體芯片2大，更能得到使從半導(dǎo)體芯片2產(chǎn)生的使用熱分散的效果。即，可以提高半導(dǎo)體器件Ib的耐熱量，可以進(jìn)一步抑制流過(guò)大電流時(shí)容易發(fā)生的半導(dǎo)體器件Ib的熱擊穿。
[0032]而且，由于通過(guò)增大第I金屬板12的面積而增加熱容量，可以在使用半導(dǎo)體器件Ia時(shí)延長(zhǎng)到達(dá)熱飽和的時(shí)間。
[0033]下面，用圖5說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件Ic的結(jié)構(gòu)。圖5示出根據(jù)實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件Ic的立體圖。
[0034]像圖5所示的那樣，根據(jù)實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件Ic與根據(jù)實(shí)施方式I的半導(dǎo)體器件Ia的不同之處在于，以比半導(dǎo)體器件Ia中的引線框連接面202與源極端子103的接觸面積大的方式設(shè)置引線框接觸面302。其它的構(gòu)成與半導(dǎo)體器件Ia相同，所以省略。
[0035]連接器200具有芯片連接面201、中間連接部203和引線框連接面202連結(jié)起來(lái)的形狀。在半導(dǎo)體器件Ia的情況下，與其連結(jié)方向正交的方向上的連接器200的寬度為恒定。另一方面，在半導(dǎo)體器件Ic的情況下，為了增加與源極端子103的接觸面積，使引線框接觸面302的寬度比芯片接觸面201和中間連接部203的寬度大。其結(jié)果，與半導(dǎo)體器件Ia的情況相比，半導(dǎo)體器件Ic可以使引線框接觸面302與源極端子103的接觸面積增加。
[0036]半導(dǎo)體器件Ic也可以與半導(dǎo)體器件Ia同樣地降低封裝電阻、維持生產(chǎn)效率和抑制熱擊穿。尤其是，通過(guò)增加引線框接觸面302與源極端子103的接觸面積，可以大幅地加寬從連接器200流向源極端子103的電流的路徑。因此，可以降低從連接器200流向源極端子103的電流的電阻分量。即，可以降低半導(dǎo)體器件Ic的封裝電阻。
[0037]另外，在實(shí)施方式3的說(shuō)明中，說(shuō)明了引線框接觸面302的寬度比芯片接觸面201和中間連接部203的寬度大的例子，但即使涂敷到源極端子11的焊錫10的涂敷量比引線框接觸面302的面積寬也是可以實(shí)施的。或者，即使在引線框接觸面302與源極端子11之間設(shè)置比引線框接觸面302的面積大的第2金屬板400 (未圖示)也是可以實(shí)施的。
[0038]雖然說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式都是作為例子提出的，并非用來(lái)限定發(fā)明的范圍。這些實(shí)施方式可以以其它的各種各樣的方式實(shí)施，在不脫離發(fā)明的主要構(gòu)思的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種省略、替換、變更。這些實(shí)施方式及其變形都包含在發(fā)明的范圍和主要構(gòu)思內(nèi)，且包含在權(quán)利要求書(shū)記載的發(fā)明及其等價(jià)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，具有: 半導(dǎo)體芯片，具有電極； 連接器，具有芯片連接面、中間連接部和外部電極端子連接面，把上述電極與上述芯片連接面電連接；以及 第I連接部件，比上述芯片連接面的面積大，設(shè)置在上述芯片連接面與上述電極之間。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于: 在上述芯片連接面與上述第I連接部件之間還具有比上述芯片連接面的面積大的第I金屬板。
3.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于: 在與上述中間連接部和上述外部電極端子連接面的連結(jié)方向正交的方向上，上述外部電極端子連接面的寬度比上述中間連接部的寬度大。
4.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于: 還具有經(jīng)由比上述外部電極端子連接面的面積大的第2金屬板與上述外部電極端子連接面電連接的外部電極端子。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK104241362SQ201310536204
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月20日
【發(fā)明者】宮川毅 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝