半导体装置、用于半导体装置的制造方法以及电极板制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体装置、用于半导体装置的制造方法以及电极板。半导体装置包含电极板、金属构件以及将金属构件与电极板连接的焊料。在电极板的表面上，设置了第一沟槽和第二沟槽组。第一沟槽具有第一直线部分到第四直线部分。该第二沟槽组布置在由第一沟槽包围的范围内，并且具有在与第一沟槽连接的外周侧上的端部。该第二沟槽组包含第一集合到第四集合。所述集合中的每一个包含与第一直线部分到第四直线部分连接的多个第二沟槽。当在电极板和金属构件的层压方向上看金属构件时，金属构件的与焊料连接的区域的外周边缘横穿第一集合到第四集合。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置、用于半导体装置的制造方法以及电极板
本专利技术涉及半导体装置、用于半导体装置的制造方法以及电极板。
技术介绍
日本专利申请公报No.2016-195222(JP2016-195222A)中所公开的半导体装置包含电极板、金属构件以及将电极板连接到金属构件的焊料。在电极板的表面上，设置了以环状延伸的多个环状沟槽。电极板的表面的中央部分由多个环状沟槽包围。金属构件通过焊料而与设置了多个环状沟槽的范围连接。前述多个环状沟槽被设置成停止焊料的润湿和散布。通过在电极板中设置多个环状沟槽，不同大小的各种类型的金属构件可适当地焊接到电极板。例如，下文解释设置了三个环状沟槽的情况(换句话说，设置了处于最外周侧上的第一环状沟槽、设置在第一环状沟槽的内周侧上的第二环状沟槽以及设置在第二环状沟槽的内周侧上的第三环状沟槽的情况)。当小于第三环状沟槽的金属构件被焊接到电极板时，金属构件被焊接到在第三环状沟槽的内周侧上的范围。在此情况下，从金属构件与电极板之间的位置朝向外周侧溢流的焊料朝向外周侧润湿并散布在电极板的表面上。一旦润湿且散布的焊料到达第三环状沟槽，焊料的润湿和散布便在第三环状沟槽处停止。因此，防止了焊料的不必要的润湿和散布，并且形成了具有适当形状的焊料焊脚。当大于第三环状沟槽且小于第二环状沟槽的金属构件被焊接到金属板时，金属构件被布置在第二环状沟槽的内周侧上的范围中，以使得金属构件覆盖第三环状沟槽，并且金属构件被焊接到第二环状沟槽的内周侧上的范围。在此情况下，从金属构件与电极板之间的位置朝向外周侧溢流的焊料的润湿和散布在第二环状沟槽处停止。因此，形成了具有适当形状的焊料焊脚。当大于第二环状沟槽且小于第一环状沟槽的金属构件被焊接到电极板时，金属构件被布置在第一环状沟槽的内周侧上的范围中，以使得金属构件覆盖第二环状沟槽和第三环状沟槽，并且金属构件被焊接到第一环状沟槽上的内周侧上的范围。在此情况下，从金属构件与电极板之间的位置朝向外周侧溢流的焊料的润湿和散布在第一环状沟槽处停止。因此，形成了具有适当形状的焊料焊脚。如上所述，只要金属构件小于第一环状沟槽，不同大小的各种金属构件便可被焊接到电极板。
技术实现思路
在JP2016-195222A中所述的半导体装置中，存在金属构件在环状沟槽和金属构件具有特定位置关系时无法适当地焊接到电极板的情形。下文中，作为示例来解释第三环状沟槽与金属构件之间的位置关系。然而，相同情况适用于其它环状沟槽。当金属构件具有与第三环状沟槽大体上相同的大小时，金属构件的外周边缘被布置成邻近于第三环状沟槽。在此情况下，从金属构件与电极板之间的位置朝向外周侧溢流的焊料的润湿和散布可在第三环状沟槽处停止，或可横穿第三环状沟槽并到达外周侧。焊料的润湿和散布范围取决于位置而不同，并且这可导致焊料的扭曲形状。此外，当金属构件具有与第三环状沟槽大体上相同的大小时，存在金属构件的一部分由于错误从第三环状沟槽伸出到外侧的情形。此外，例如，当长方形金属构件被用于正方形第三环状沟槽时，存在金属构件的一部分从第三环状沟槽伸出到外侧的情形。当如上所述金属构件的一部分从第三环状沟槽伸出到外侧时，焊料的润湿和散布在金属构件从第三环状沟槽伸出到外侧的位置处达到第二环状沟槽，并且在金属构件不从第三环状沟槽伸出到外侧的位置处，焊料在第三环状沟槽处停止。因此，焊料变成扭曲形状。当焊料如上所述具有扭曲形状时，高应力倾向于在焊料内产生，从而降低焊料的可靠性。在批量生产时，焊料的形状不稳定，并且焊料的质量大幅变化。如上所述，根据JP2016-195222A中所述的技术，存在无法准确地控制焊料的润湿和散布范围的情形。在JP2016-195222A中，块状金属构件焊接到电极板。然而，在其它类型的金属构件(例如，半导体芯片的表面电极等)焊接到电极板时，发生类似问题。在本说明书中，提供一种使得可以将较广泛种类的金属构件适当地焊接到电极板的技术。本专利技术的第一方面包含电极板、金属构件以及将金属构件与电极板连接的焊料。在电极板的表面上，设置了第一沟槽和第二沟槽组。第一沟槽具有沿着矩形的各边延伸的第一直线部分、第二直线部分、第三直线部分和第四直线部分，并且以环状延伸。该第二沟槽组布置在由第一沟槽包围的范围内，并且在与第一沟槽连接的外周侧上具有端部。该第二沟槽组包含多个第二沟槽。该第二沟槽组包含：具有与第一直线部分连接的多个第二沟槽的第一集合、具有与第二直线部分连接的多个第二沟槽的第二集合、具有与第三直线部分连接的多个第二沟槽的第三集合，以及具有与第四直线部分连接的多个第二沟槽的第四集合。焊料连接该范围内的电极板的表面以及金属构件的表面，该金属构件的表面面对电极板的表面。当在电极板和金属构件的层压方向上看金属构件时，金属构件的区域的外周边缘被布置成横穿第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，该区域与焊料连接。只要第一沟槽具有其中使得沿着矩形的各边延伸的第一直线部分到第四直线部分得以设置的结构并以环状延伸，剩余部分便可呈任何形状。例如，第一沟槽可具有带有倒角的矩形。在此半导体装置中，该第一沟槽和该第二沟槽组设置在电极板的表面中。该第二沟槽组布置在由第一沟槽包围的范围内，并且其处于外周侧上的端部与第一沟槽连接。此外，金属构件的、与焊料连接的区域的外周边缘被布置成横穿该第二沟槽组(换句话说，第一集合、第二集合、第三集合和第四集合)。因此，在焊接的同时从金属构件与电极板之间的位置溢流到外周侧的焊料容易沿着该第二沟槽组润湿并散布到外周侧，并且因此容易到达第一沟槽。一旦焊料到达第一沟槽，焊料便流动到第一沟槽中，并且焊料到第一沟槽的外周侧的润湿和散布得以抑制。在此半导体装置中，在第一沟槽的内周侧上，焊料的润湿和散布通过该第二沟槽组促进，并且焊料到第一沟槽的外侧的润湿和散布由第一沟槽抑制。因此，只要金属构件的、与焊料连接的区域的外周边缘被布置成横穿该第二沟槽组，润湿且散布的焊料就以稳定方式到达第一沟槽并且焊料在第一沟槽处停止，而无关于金属构件的大小和形状。根据此结构，较广泛种类的金属构件可适当地焊接到电极板。在本专利技术的第一方面中，电极板可在该范围的中央包含平坦表面，并且平坦表面不需要具有该第二沟槽组。在本专利技术的第一方面中，第二沟槽中的每一个第二沟槽可不与其它第二沟槽连接。也就是说，第一集合的第二沟槽可不与第二集合到第四集合的第二沟槽连接。焊料可被树脂覆盖。在本专利技术的第一方面中，第二沟槽中的每一个第二沟槽可与第一沟槽垂直连接。在本专利技术的第一方面中，半导体芯片可通过焊料而与电极板的相反侧上的金属构件的表面连接。在本专利技术的第一方面中，金属构件可以是半导体芯片的表面电极。本专利技术的第二方面涉及一种用于半导体装置的制造方法。本专利技术的第二方面包含通过焊料而将金属构件与电极板连接。在电极板的表面上，设置了第一沟槽和第二沟槽组。第一沟槽具有沿着矩形的各边延伸的第一直线部分、第二直线部分、第三直线部分和第四直线部分，并且以环状延伸。该第二沟槽组布置在由第一沟槽包围的范围内，并且在与第一沟槽连接的外周侧上具有端部。该第二沟槽组包含多个第二沟槽，并且该第二沟槽组包含：具有与第一直线部分连接的多个第二沟槽的第一集合、具有与第二直线部分连接的多个第二沟槽的第二集合、具有与第三直线部分连接的多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于包括：电极板，在所述电极板的表面上，设置了具有环状的第一沟槽和第二沟槽组，所述第一沟槽具有沿着矩形的各边延伸的第一直线部分、第二直线部分、第三直线部分和第四直线部分，所述第二沟槽组被布置在由所述第一沟槽包围的范围内，并且具有与所述第一沟槽连接的外周侧上的端部，所述第二沟槽组包含多个第二沟槽，并且所述第二沟槽组包含具有与所述第一直线部分连接的所述多个第二沟槽的第一集合、具有与所述第二直线部分连接的所述多个第二沟槽的第二集合、具有与所述第三直线部分连接的所述多个第二沟槽的第三集合以及具有与所述第四直线部分连接的所述多个第二沟槽的第四集合；金属构件；以及焊料，所述焊料连接所述范围内的所述电极板的表面和所述金属构件的表面，所述金属构件的表面面对所述电极板的表面，其中当在所述电极板和所述金属构件的层压方向上看所述金属构件时，所述金属构件的区域的外周边缘被布置成横穿所述第一集合、所述第二集合、所述第三集合和所述第四集合，所述区域与所述焊料连接。

【技术特征摘要】
2017.03.21 JP 2017-0548151.一种半导体装置，其特征在于包括：电极板，在所述电极板的表面上，设置了具有环状的第一沟槽和第二沟槽组，所述第一沟槽具有沿着矩形的各边延伸的第一直线部分、第二直线部分、第三直线部分和第四直线部分，所述第二沟槽组被布置在由所述第一沟槽包围的范围内，并且具有与所述第一沟槽连接的外周侧上的端部，所述第二沟槽组包含多个第二沟槽，并且所述第二沟槽组包含具有与所述第一直线部分连接的所述多个第二沟槽的第一集合、具有与所述第二直线部分连接的所述多个第二沟槽的第二集合、具有与所述第三直线部分连接的所述多个第二沟槽的第三集合以及具有与所述第四直线部分连接的所述多个第二沟槽的第四集合；金属构件；以及焊料，所述焊料连接所述范围内的所述电极板的表面和所述金属构件的表面，所述金属构件的表面面对所述电极板的表面，其中当在所述电极板和所述金属构件的层压方向上看所述金属构件时，所述金属构件的区域的外周边缘被布置成横穿所述第一集合、所述第二集合、所述第三集合和所述第四集合，所述区域与所述焊料连接。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述电极板在所述范围的中央包含平坦表面，所述平坦表面不具有所述第二沟槽组。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述第一集合的所述第二沟槽不与所述第二集合到所述第四集合的所述第二沟槽连接，并且所述焊料被树脂覆盖。4.根据权利要求1到3中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述第二沟槽中的每一个第二沟槽均与所述第一沟槽垂直地连接。5.根据权利要求1到4中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，半导体芯片通过焊料与在所述电极板的相反侧上的所述金属构件的表面连接。6.根据权利要求1到4中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述金属构件是半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：高萩智，舟野祥，门口卓矢，花木裕治，岩崎真悟，川岛崇功，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP