特許 7574753 半導体装置および半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】半導体装置および半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/48 20060101AFI20241022BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

H01L23/48 S

H01L23/48 G

H01L23/48 Q

H01L21/60 321E

【請求項の数】 26

(21)【出願番号】P 2021111610

(22)【出願日】2021-07-05

(65)【公開番号】P2023008226

(43)【公開日】2023-01-19

【審査請求日】2023-07-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮澤 雅臣

【審査官】ゆずりは 広行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１５２４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０７６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３３２１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２２０６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－３０５９０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／４８

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体チップと、
フレームと、
前記フレームから突出した突起と、
前記突起が挿入される突起挿入部が形成され、前記フレームと直接接触し、前記半導体チップと前記フレームとを電気的に接続するリードと、
前記突起と前記リードを接合する第１接合材と、
を備え、
前記第１接合材は、前記突起挿入部を形成する前記リードの側面と、前記突起との間に設けられることを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

前記第１接合材は、非導電性であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

半導体チップと、
フレームと、
前記フレームから突出した突起と、
前記突起が挿入される突起挿入部が形成され、前記フレームと直接接触し、前記半導体チップと前記フレームとを電気的に接続するリードと、
前記突起と前記リードを接合する第１接合材と、
を備え、
前記フレームと前記リードは面接触することを特徴とする半導体装置。

【請求項4】

前記リードと前記半導体チップは第２接合材で接合され、
前記リードには前記第２接合材を露出させる開口が形成されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記突起挿入部は貫通孔であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記突起挿入部は非貫通孔であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記突起挿入部は、前記リードの端部に形成された切り欠きであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の半導体装置。

【請求項8】

前記リードには、前記突起挿入部が複数形成されることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の半導体装置。

【請求項9】

前記フレームと前記突起は同一部品であり、同じ材料から形成されていることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の半導体装置。

【請求項10】

半導体チップと、
フレームと、
前記フレームから突出した突起と、
前記突起が挿入される突起挿入部が形成され、前記フレームと直接接触し、前記半導体チップと前記フレームとを電気的に接続するリードと、
前記突起と前記リードを接合する第１接合材と、
前記半導体チップを収納するケースと、
を備え、
前記突起は前記ケースの一部であることを特徴とする半導体装置。

【請求項11】

前記突起は、前記フレームを貫通して前記フレームから突出することを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。

【請求項12】

半導体チップと、
フレームと、
前記フレームから突出した突起と、
前記突起が挿入される突起挿入部が形成され、前記フレームと直接接触し、前記半導体チップと前記フレームとを電気的に接続するリードと、
前記突起と前記リードを接合する第１接合材と、
を備え、
前記突起は非導電性であることを特徴とする半導体装置。

【請求項13】

前記突起挿入部は、前記フレームから前記突起が延びる方向から見て多角形であり、
前記突起は、前記フレームから前記突起が延びる方向から見て多角形であり、前記リードが前記突起を軸に回転することを妨げるように設けられていることを特徴とする請求項１から１２の何れか１項に記載の半導体装置。

【請求項14】

前記突起の前記フレームからの高さは２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の半導体装置。

【請求項15】

前記半導体チップはワイドバンドギャップ半導体から形成されていることを特徴とする請求項１から１４の何れか１項に記載の半導体装置。

【請求項16】

前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイヤモンドであることを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置。

【請求項17】

半導体チップと、
前記半導体チップを収納するケースと、
フレームと、
前記フレームの主面と接合材で接合され、前記半導体チップと前記フレームとを電気的に接続するリードと、
を備え、
前記ケースは、前記主面から突出した凸部を有し、
前記凸部は、前記主面と前記リードとの接合部の周囲に設けられることを特徴とする半導体装置。

【請求項18】

前記接合部は、前記主面と垂直な方向から見て前記凸部に挟まれることを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置。

【請求項19】

前記リードの端部は、前記主面と垂直な方向から見て前記凸部に囲まれることを特徴とする請求項１７または１８に記載の半導体装置。

【請求項20】

前記凸部の線膨張係数は、前記フレームの線膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項１７から１９の何れか１項に記載の半導体装置。

【請求項21】

前記半導体チップはワイドバンドギャップ半導体から形成されていることを特徴とする請求項１７から２０の何れか１項に記載の半導体装置。

【請求項22】

前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイヤモンドであることを特徴とする請求項２１に記載の半導体装置。

【請求項23】

半導体チップとリードを電気的に接続し、
フレームから突出する突起を前記リードに形成された突起挿入部に挿入し、前記フレームと前記リードを直接接触させて電気的に接続した状態で、前記突起と前記リードを接合し、
前記突起と前記リードを接合する接合材は、前記突起挿入部を形成する前記リードの側面と、前記突起との間に設けられることを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項24】

前記フレームと前記突起を一体成形することを特徴とする請求項２３に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項25】

半導体チップとリードを電気的に接続し、
フレームを、前記半導体チップを収納するケースにインサート成形し、
前記フレームから突出する突起を前記リードに形成された突起挿入部に挿入し、前記フレームと前記リードを直接接触させて電気的に接続した状態で、前記突起と前記リードを接合し、
前記突起は前記ケースの一部であることを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項26】

フレームを、半導体チップを収納するケースにインサート成形して、前記ケースに前記フレームの主面から突出する凸部を形成し、
前記主面とリードとを接合材で接合して、前記リードで前記半導体チップと前記フレームとを電気的に接続し、
前記凸部は、前記主面と前記リードとの接合部の周囲に設けられることを特徴とする半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、チップ搭載面を有するダイパッド部と、ダイパッド部とは離隔しているリード部を備えた半導体装置が開示されている。チップ搭載面には、第１導電性接合材を介してチップの第１電極が接合される。また、接続子は、一方の端部が第２導電性接合材を介してチップの第２電極と接合され、他方の端部が第３導電性接合材を介してリード部と接合される。リード部は、リード部の厚さ方向に突出し、かつ先端に向かうに従って横断面積が小さくなっている凸部を有する。接続子は、他方の端部に形成された貫通孔を有する。貫通孔は、凸部の所定の高さ位置で凸部に嵌め込まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１５２４６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、リード部が有する凸部と、接続子に形成された貫通孔の内側が接している。このため、貫通孔の径が小さい場合、凸部の径が大きい場合、接続子がリード部に対して傾いて搭載された場合、あるいは接合材が少ない場合等に、接続子とリード部との間が接合材で十分に満たされず、十分な接合強度が得られない可能性がある。

【0005】

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、半導体チップとフレームとを電気的に接続するリードを、安定して接合できる半導体装置および半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の開示に係る半導体装置は、半導体チップと、フレームと、前記フレームから突出した突起と、前記突起が挿入される突起挿入部が形成され、前記フレームと直接接触し、前記半導体チップと前記フレームとを電気的に接続するリードと、前記突起と前記リードを接合する第１接合材と、を備え、前記第１接合材は、前記突起挿入部を形成する前記リードの側面と、前記突起との間に設けられる。
第１の開示に係る半導体装置は、半導体チップと、フレームと、前記フレームから突出した突起と、前記突起が挿入される突起挿入部が形成され、前記フレームと直接接触し、前記半導体チップと前記フレームとを電気的に接続するリードと、前記突起と前記リードを接合する第１接合材と、を備え、前記フレームと前記リードは面接触する。
第１の開示に係る半導体装置は、半導体チップと、フレームと、前記フレームから突出した突起と、前記突起が挿入される突起挿入部が形成され、前記フレームと直接接触し、前記半導体チップと前記フレームとを電気的に接続するリードと、前記突起と前記リードを接合する第１接合材と、前記半導体チップを収納するケースと、を備え、前記突起は前記ケースの一部である。
第１の開示に係る半導体装置は、半導体チップと、フレームと、前記フレームから突出した突起と、前記突起が挿入される突起挿入部が形成され、前記フレームと直接接触し、前記半導体チップと前記フレームとを電気的に接続するリードと、前記突起と前記リードを接合する第１接合材と、を備え、前記突起は非導電性である。

【0007】

第２の開示に係る半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップを収納するケースと、フレームと、前記フレームの主面と接合材で接合され、前記半導体チップと前記フレームとを電気的に接続するリードと、を備え、前記ケースは、前記主面から突出した凸部を有し、前記凸部は、前記主面と前記リードとの接合部の周囲に設けられる。

【0008】

第３の開示に係る半導体装置の製造方法は、半導体チップとリードを電気的に接続し、フレームから突出する突起を前記リードに形成された突起挿入部に挿入し、前記フレームと前記リードを直接接触させて電気的に接続した状態で、前記突起と前記リードを接合し、前記突起と前記リードを接合する接合材は、前記突起挿入部を形成する前記リードの側面と、前記突起との間に設けられる。
第３の開示に係る半導体装置の製造方法は、半導体チップとリードを電気的に接続し、前記フレームを、前記半導体チップを収納するケースにインサート成形し、前記フレームから突出する突起を前記リードに形成された突起挿入部に挿入し、前記フレームと前記リードを直接接触させて電気的に接続した状態で、前記突起と前記リードを接合し、前記突起は前記ケースの一部である。

【0009】

第４の開示に係る半導体装置の製造方法は、フレームを、半導体チップを収納するケースにインサート成形して、前記ケースに前記フレームの主面から突出する凸部を形成し、前記主面とリードとを接合材で接合して、前記リードで前記半導体チップと前記フレームとを電気的に接続し、前記凸部は、前記主面と前記リードとの接合部の周囲に設けられる。

【発明の効果】

【0010】

第１の開示に係る半導体装置および第３の開示に係る半導体装置の製造方法では、フレームとリードを直接接触させて、突起とリードを接合できる。従って、リードと突起を安定して接合できる。
第２の開示に係る半導体装置および第４の開示に係る半導体装置の製造方法では、凸部がフレームの主面とリードとの接合部の周囲に設けられる。このため、接合材が溶融した際に接合面積を制限できる。従って、リードとフレームを安定して接合できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係る半導体装置の斜視図である。

【図2】図１をＡ－Ａ直線で切断することで得られる断面図である。

【図3】実施の形態２に係る半導体装置の斜視図である。

【図4】実施の形態３に係る半導体装置の斜視図である。

【図5】実施の形態５に係る半導体装置の斜視図である。

【図6】図５をＡ－Ａ直線で切断することで得られる断面図である。

【図7】実施の形態５に係る半導体装置の全体の構成を説明する斜視図である。

【図8】実施の形態６に係る半導体装置の斜視図である。

【図9】実施の形態７に係る半導体装置の斜視図である。

【図10】突起が傾いた状態を示す図である。

【図11】実施の形態８に係る半導体装置の斜視図である。

【図12】図１１をＡ－Ａ直線で切断することで得られる断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

各実施の形態に係る半導体装置および半導体装置の製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

【0013】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る半導体装置１００の斜視図である。図２は、図１をＡ－Ａ直線で切断することで得られる断面図である。半導体装置１００において、回路パターン１０の上面に接合材１２によって半導体チップ２０が接合される。半導体チップ２０の上面には、接合材１４でリード４０が接合される。

【0014】

リード４０は、半導体チップ２０とフレーム３０とを電気的に接続する。突起３２はフレーム３０の主面から突出する。リード４０には、突起３２が挿入される突起挿入部４４が形成される。本実施の形態の突起挿入部４４は、リード４０を上面から裏面まで貫通する貫通孔である。リード４０はフレーム３０と直接接触する。具体的には、フレーム３０の主面とリード４０の裏面が面接触する。接合材１６は、突起３２とリード４０を接合する。接合材１６は、突起挿入部４４を形成するリード４０の側面と、突起３２との間に設けられる。

【0015】

半導体チップ２０は、例えば電力用半導体チップである。回路パターン１０、フレーム３０およびリード４０は、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属から形成されることが好ましい。リード４０には接合材１４を露出させる開口４２が形成されても良い。開口４２は、接合材１４を注入するために設けられる。また、リード４０の突起挿入部４４の径は、突起３２の径よりも大きい。突起３２はフレーム３０に固定されている。突起３２はフレーム３０の一部であっても良い。

【0016】

接合材１２、１４は、はんだ等の導電性接合材である。接合材１６は、はんだでも良いし、シリコンゴム等の非導電性接合材でも良い。接合材１６は、フレーム３０と接していても良い。

【0017】

本実施の形態に係る半導体装置１００の製造方法について説明する。半導体装置１００の製造方法は、以下の第１～第３工程を含む。第１工程は、第２工程及び第３工程よりも先に実施される。第２工程と第３工程は、同時に実施されても良い。

【0018】

第１工程は、半導体チップ２０、フレーム３０、リード４０を準備する工程である。フレーム３０は、半導体チップ２０とは離れて設けられ、主面から厚さ方向に突起３２が突出している。リード４０は板状であり、一方もしくは両方の端部に開口が形成される。

【0019】

第２工程では、半導体チップ２０とリード４０を電気的に接続する。具体的には、リード４０を半導体チップ２０に接合材１４を介して接合する。接合材１４は、半導体装置１００全体を加熱すること、リード４０と半導体チップ２０を加熱すること、もしくは接合材１４にレーザ光を当て加熱することで溶融させる。これにより、リード４０と半導体チップ２０とが接合される。

【0020】

第３工程では、突起３２をリード４０に形成された突起挿入部４４に挿入し、フレーム３０とリード４０を直接接触させて電気的に接続した状態で、突起３２とリード４０を接合材１６により接合する。接合材１６は、半導体装置１００全体を加熱すること、リード４０とフレーム３０を加熱すること、もしくは接合材１６にレーザ光を当てることで溶融させる。これにより、リード４０と突起３２とが接合される。接合材１６が非導電性である場合は、接合材１６は加熱されることで硬化し、リード４０と突起３２とが接合される。

【0021】

次に本実施の形態の効果について説明する。本実施の形態では、リード４０の突起挿入部４４に突起３２が挿入されるため、リード４０の位置ずれを抑制できる。

【0022】

また、本実施の形態の比較例として、例えばフレーム３０の主面とリード４０の裏面を接合材で接合する構成を考える。この構成では、リード４０が傾いている場合または接合材が少ない場合等に、リード４０とフレーム３０との間が接合材で十分に満たされない可能性がある。このとき、十分な接合強度が得られないおそれがある。このように、部材ばらつきまたは組立ばらつきにより、製品寿命および温度サイクル耐量が大きく変わることが想定される。このため、部品管理および生産管理が困難となるおそれがある。

【0023】

これに対し本実施の形態では、フレーム３０とリード４０を直接接触させた状態で、突起３２とリード４０を接合できる。従って、リード４０と突起３２を安定して接合できる。このため、部材のばらつきまたは組立ばらつきがあった場合にも、安定した接合が可能となり、製品寿命および温度サイクル耐量を安定させることができる。従って、接合の信頼性を向上させることができる。また、部品管理および生産管理を容易に行うことができる。このように、本実施の形態では、リード４０の位置ずれを抑制しながらリード４０と突起３２との十分な接合強度を確保できる製品を安定生産できる。

【0024】

特にレーザ光で接合材１６を溶融させる際に、レーザ光の光量が多く、レーザ光の熱エネルギーでフレーム３０または接合材１６が膨張することが考えられる。また、接合材１６を溶融させて接合する際に、フレーム３０が水平ではないことが考えられる。このような場合においても、本実施の形態では、フレーム３０とリード４０が接触しているため、突起３２とリード４０とを安定的に接合することができる。従って、レーザ光の管理幅を広く確保できる。またフレーム形状および温度の管理幅を広く取ることができる。従って生産を容易にできる。また、本実施の形態ではリード４０と突起３２を接合するため、接合面積を制限できる。従って、実装の高密度化が可能になる。

【0025】

また、本実施の形態では、フレーム３０の主面とリード４０の裏面は面接触する。このため、接触面積を大きく確保でき、接触抵抗を低減できる。従って、接合材１６を非導電性とすることができる。例えば接合材１６としてはんだを使用した場合、はんだは繰り返しの温度変化による応力で亀裂が発生易い。これに対し、接合材１６としてシリコンゴムを使用した場合、シリコンゴムは柔らかいため、温度変化による応力を吸収し、接合部の高寿命化を期待できる。また、一般にはんだと比較してシリコンゴムは安価である。このため、費用削減効果が期待できる。

【0026】

半導体装置１００の構造および製造方法は上述したものに限定されない。例えば突起３２は円柱では無く、円錐、角柱または角錐であってもよい。また、本実施の形態では、フレーム３０とリード４０が直接接触することで電気的な接続を確保できるため、突起３２は非導電性であっても良い。

【0027】

また、半導体チップ２０はワイドバンドギャップ半導体から形成されていても良い。ワイドバンドギャップ半導体は、例えば炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイヤモンドである。本実施の形態によれば、ワイドバンドギャップ半導体から形成された半導体チップ２０が高温で動作する場合にも、温度サイクル耐量を安定させて、半導体チップ２０を安定して動作させることができる。

【0028】

これらの変形は、以下の実施の形態に係る半導体装置および半導体装置の製造方法について適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る半導体装置および半導体装置の製造方法については実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

【0029】

実施の形態２．
図３は、実施の形態２に係る半導体装置２００の斜視図である。リード４０は、必ずしも突起３２の全周を覆う必要はない。突起挿入部２４４は、リード４０の端部に形成された切り欠きであっても良い。この場合も、リード４０の位置ずれを抑制しながらリード４０と突起３２を安定して接合できる。

【0030】

実施の形態３．
図４は実施の形態３に係る半導体装置３００の斜視図である。リード４０には、突起挿入部４４が複数形成されても良い。このとき、フレーム３０からは複数の突起３２ａ、３２ｂが突出し、複数の突起挿入部４４に挿入される。突起３２は、３つ以上設けられても良い。

【0031】

このような構成により、接合材１６が溶融した際にリード４０が突起３２を軸に回転することを抑制できる。これにより、接合材１６が設けられる部分を限定でき、実装の高密度化が可能になる。このような回転を抑制する構成は、特に接合材１４と接合材１６とが同時に溶融する場合、もしくは、半導体チップ２０とリード４０を接合するより先にフレーム３０とリード４０とを接合する場合に有効である。接合材１４と接合材１６とが同時に溶融する場合は、例えば、接合材１４、１６が同じ材質であり、半導体装置３００全体を加熱して接合材１６を溶融させる場合である。

【0032】

実施の形態４．
本実施の形態では、フレーム３０と突起３２を一体成形する。つまり、フレーム３０と突起３２は同一部品であり、同じ材料から形成されている。ここでは、フレーム３０と突起３２から構成される部品をフレーム部と呼ぶ。

【0033】

フレーム３０と突起３２とが一体化されることで、フレーム部の剛性を向上できる。また、接合材１６を溶融させる際の高温状態で、フレーム３０における突起３２の固定位置のずれを抑制できる。従って、実装の高密度化が可能となる。また、フレーム部が一体部品であることから、使用時の温度サイクルにおいて、フレーム３０と突起３２を分離し難くでき、高寿命化が期待できる。さらに、部品点数を削減でき、部品管理を容易にできる。

【0034】

実施の形態５．
図５は、実施の形態５に係る半導体装置４００の斜視図である。図６は、図５をＡ－Ａ直線で切断することで得られる断面図である。半導体装置４００は、半導体チップ２０を収納するケース４５０を備える。本実施の形態の突起４３２はケース４５０の一部である。フレーム３０には貫通孔が形成される。突起４３２は、フレーム３０を貫通してフレーム３０から突出する。本実施の形態では、フレーム３０はケース４５０にインサート成形される。

【0035】

図７は、実施の形態５に係る半導体装置４００の全体の構成を説明する斜視図である。ケース４５０は、例えば、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ）などの合成樹脂から形成される。ケース４５０は、複数の半導体チップ２０および複数のリード４０を収納しても良い。フレーム３０は、例えばケース４５０の外周部の台座部分に配置される。半導体チップ２０はフレーム３０を介して、半導体装置４００を外部と電気的に接続するための外部接続端子４５２と電気的に接続される。

【0036】

本実施の形態では、ケース４５０の成形時に突起４３２を作るので、突起４３２を容易に形成できる。また、フレーム３０とケース４５０は異なる材質で形成されている。このため、リード４０を搭載する際に、画像認識などで突起４３２を判別することができる。従って、組立を容易にできる。

【0037】

なお、本実施の形態のケース４５０の構造は、他の実施の形態にも適用できる。

【0038】

実施の形態６．
図８は、実施の形態６に係る半導体装置５００の斜視図である。突起挿入部５４４は、フレーム３０から突起５３２が延びる方向から見て多角形である。また、突起５３２は、フレーム３０から突起５３２が延びる方向から見て多角形である。突起５３２は、リード４０が突起５３２を軸に回転することを妨げるように設けられている。つまり、突起５３２の角が突起挿入部５４４を形成するリード４０の側面に接触することで、リード４０の回転が妨げられる。

【0039】

このような構成により、接合材１６が溶融したことでリード４０が突起５３２を軸に回転することを抑制することができる。これにより、実装の高密度化が可能になる。回転を抑制する構成は、特に接合材１４と接合材１６とを同時に溶融する場合、もしくは、半導体チップ２０とリード４０を接合するより先にフレーム３０とリード４０とを接合する場合に有効である。

【0040】

図８の例では、突起５３２は平面視で正方形の角柱である。これに限らず、突起５３２は、平面視で長方形、四角形、または四角形以外の多角形であっても良い。また、突起５３２は角錐であっても良い。突起挿入部５４４についても、突起５３２の形状に応じて、リード４０の回転が妨げられるような形状であれば良い。

【0041】

実施の形態７．
図９は、実施の形態７に係る半導体装置６００の斜視図である。本実施の形態において、突起６３２のフレーム３０からの高さは２ｍｍ以下である。また、突起挿入部６４４は非貫通孔である。リード４０は突起６３２を覆う。

【0042】

図１０は、突起６３２が傾いた状態を示す図である。突起６３２の高さをｈ、フレーム３０の主面に対する突起６３２の傾きをθとする。このとき、突起６３２の傾きによる、リード４０の接合位置の目標位置からのずれは、最大ｈ×ｃｏｓθとなる。このとき、突起６３２の高さｈを２ｍｍ以下とすることで、接合位置のずれを制限して、生産を容易にできる。

【0043】

実施の形態８．
図１１は、実施の形態８に係る半導体装置７００の斜視図である。図１２は、図１１をＡ－Ａ直線で切断することで得られる断面図である。リード４０の一方の端部は半導体チップ２０に接合され、他方の端部はフレーム３０の主面と接合材１６で接合される。リード４０は、半導体チップ２０とフレーム３０を電気的に接続する。本実施の形態では、接合材１６はリード４０の裏面とフレーム３０の主面との間に設けられる。また、図１１に示されるように、リード４０に形成された貫通孔７４６に接合材１６が設けられても良い。なお、図１２において貫通孔７４６は省略されている。

【0044】

半導体装置７００は図示しないケース４５０を備える。本実施の形態のケース４５０は、例えば図７に示されるケース４５０と同様の構造である。フレーム３０は、ケース４５０と一体化されている。フレーム３０は、ケース４５０にインサート成形されている。ケース４５０は、フレーム３０の主面から突出した凸部７５２を有する。凸部７５２はケース４５０の一部である。凸部７５２は、フレーム３０の主面とリード４０との接合部の周囲に設けられる。リード４０の端部は、フレーム３０主面と垂直な方向から見て、凸部７５２に囲まれる。

【0045】

本実施の形態に係る半導体装置７００の製造方法について説明する。本実施の形態に係る半導体装置７００の製造方法は、第１～第３工程を含む。第１工程は、第２工程及び第３工程よりも先に実施する工程である。第２工程と第３工程は、同時に実施しても良い。

【0046】

第１工程は、回路パターン１０に搭載される半導体チップ２０と、半導体チップ２０と離れたフレーム３０と、板状のリード４０を準備する工程である。第１工程では、フレーム３０をケース４５０にインサート成形して、ケース４５０にフレーム３０の主面から突出する凸部７５２を形成する。

【0047】

第２工程は、リード４０を半導体チップ２０に接合材１４を介して接合する工程である。接合材１４は、半導体装置７００全体を加熱すること、リード４０と半導体チップ２０を加熱すること、もしくは接合材１４にレーザ光を当て加熱することで溶融させる。これにより、リード４０と半導体チップ２０とが接合される。

【0048】

第３工程は、フレーム３０の主面のうち凸部７５２に囲まれた部分に、リード４０の端部を接合材１６により接合する工程である。接合材１６は、半導体装置７００全体を加熱すること、リード４０とフレーム３０を加熱すること、もしくは接合材１６にレーザ光を当て加熱することで溶融させる。これにより、リード４０とフレーム３０とが接合される。第２、第３工程により、リード４０で半導体チップ２０とフレーム３０とが電気的に接続される。

【0049】

凸部７５２は、フレーム３０の主面とリード４０との接合部の周囲に設けられる。このため、リード４０の接合面が周囲より低く、フレーム３０とリード４０との接合面積は凸部７５２により制限される。つまり、接合材１６が溶融した際に凸部７５２により接合面積を制限できる。従って、リード４０とフレーム３０を安定して接合できる。また、実装の高密度化が可能になる。

【0050】

また、本実施の形態のフレーム３０とケース４５０は、一体部品である。このため、組立時に管理する部品点数を削減でき、部品管理を容易にできる。また、フレーム３０と凸部７５２とは異なる材質で形成される。このため、リード４０を搭載する際に画像認識などで接合面を判別でき、組立を容易にできる。

【0051】

本実施の形態では、リード４０の３辺が凸部７５２に覆われる。これに限らず、凸部７５２は、フレーム３０の主面とリード４０との接合部の周囲に設けられれば良い。例えば、凸部７５２は、リード４０の１辺以上を覆っていれば良い。フレーム３０の主面とリード４０との接合部は、フレーム３０の主面と垂直な方向から見て凸部７５２に挟まれても良い。また、リード４０と凸部７５２は接していても良く、離れていても良い。また、リード４０の貫通孔７４６は無くても良い。

【0052】

実施の形態９．
凸部７５２の線膨張係数は、フレーム３０の線膨張係数よりも小さくても良い。これにより、接合材１６が溶融する際にフレーム３０が高温になった場合においても、目的とする接合面積を確保することができる。

【0053】

なお、各実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いても良い。

【符号の説明】

【0054】

１０ 回路パターン、１２ 接合材、１４ 接合材、１６ 接合材、２０ 半導体チップ、３０ フレーム、３２ 突起、３２ａ、３２ｂ 突起、４０ リード、４２ 開口、４４ 突起挿入部、１００ 半導体装置、２００ 半導体装置、２４４ 突起挿入部、３００ 半導体装置、４００ 半導体装置、４３２ 突起、４５０ ケース、４５２ 外部接続端子、５００ 半導体装置、５３２ 突起、５４４ 突起挿入部、６００ 半導体装置、６３２ 突起、６４４ 突起挿入部、７００ 半導体装置、７４６ 貫通孔、７５２ 凸部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】