半导体装置及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体装置以及半导体装置的制造方法，其目的在于得到能够长寿命化以及小型化的半导体装置以及半导体装置的制造方法。本发明专利技术涉及的半导体装置具有：基板，其在上表面具有金属图案；半导体芯片，其设置于该金属图案之上；平板状的背面电极端子，其通过导线与该金属图案连接；平板状的表面电极端子，其在该背面电极端子的上方与该背面电极端子平行，延伸至该半导体芯片的正上方，与该半导体芯片的上表面直接接合；壳体，其将该基板包围；以及封装材料，其对该壳体的内部进行封装。

Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device

The invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method of a semiconductor device, aiming at obtaining a semiconductor device capable of long life and miniaturization and a manufacturing method of a semiconductor device. The semiconductor device of the present invention includes: a substrate having a metal pattern on the upper surface; a semiconductor chip, which is arranged on the metal pattern; a flat back electrode terminal, which is connected with the metal pattern through a wire; and a flat surface electrode terminal, which is connected with the back surface above the back electrode terminal. The electrode terminals extend parallel to the top of the semiconductor chip and directly connect with the upper surface of the semiconductor chip; the shell surrounds the substrate; and the packaging material encapsulates the inner part of the shell.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及半导体装置的制造方法
本专利技术涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。
技术介绍
在专利文献1中，作为从外部电极向功率器件芯片通电的方法，采用了导线键合。在导线键合中，使用导线将功率器件的电极部和外部电极进行连接。专利文献1：日本特开2003-224243号公报通常，就功率器件芯片而言，由于由电流平衡引起的冷热循环，导线的接合部受到应力。另外，为了实现接合部的长寿命化，有时导致封装件的大型化或高成本化。因此，特别是就具有多个功率器件芯片的大容量模块而言，得到廉价且小型、能够长寿命化的封装件成为课题。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到能够长寿命化以及小型化的半导体装置以及半导体装置的制造方法。本专利技术涉及的半导体装置具有：基板，其在上表面具有金属图案；半导体芯片，其设置于该金属图案之上；平板状的背面电极端子，其通过导线与该金属图案连接；平板状的表面电极端子，其在该背面电极端子的上方与该背面电极端子平行，延伸至该半导体芯片的正上方，与该半导体芯片的上表面直接接合；壳体，其将该基板包围；以及封装材料，其对该壳体的内部进行封装。本专利技术涉及的半导体装置的制造方法具有下述工序：将半导体芯片搭载于在基板的上表面设置的金属图案之上的工序；设置平板状的背面电极端子和将该基板包围的壳体的工序；导线键合工序，通过导线将该背面电极端子和该金属图案连接；将与该背面电极端子平行且延伸至该半导体芯片的正上方的平板状的表面电极端子设置于该背面电极端子的上方，将该半导体芯片的上表面和该表面电极端子直接接合的工序；以及封装工序，在导线键合工序之后，通过封装材料对该壳体的内部进行封装。专利技术的效果就本专利技术涉及的半导体装置而言，表面电极端子与半导体芯片的上表面直接接合。因此，与由导线进行的连接相比，能够提高表面电极端子与半导体芯片的接合部相对于热循环应力的耐受性。另外，将通常与表面电极端子侧相比温度较低的背面电极端子通过导线进行连接，从而与将背面电极端子和半导体芯片直接接合的情况相比，能够将半导体装置小型化。因此，能够将半导体装置长寿命化以及小型化。在本专利技术涉及的半导体装置的制造方法中，表面电极端子与半导体芯片的上表面直接接合。因此，与由导线进行的连接相比，能够提高表面电极端子与半导体芯片的接合部相对于热循环应力的耐受性。另外，将通常与表面电极端子侧相比温度较低的背面电极端子通过导线进行连接，从而与将背面电极端子和半导体芯片直接接合的情况相比，能够将半导体装置小型化。因此，能够将半导体装置长寿命化以及小型化。附图说明图1是实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。图2是表示实施方式1涉及的半导体装置的制造方法的流程图。图3是对比例涉及的半导体装置的剖视图。图4是实施方式2涉及的半导体装置的剖视图。图5是表示实施方式2涉及的半导体装置的制造方法的流程图。图6是表示实施方式2的变形例涉及的半导体装置的制造方法的流程图。图7是实施方式3涉及的半导体装置的剖视图。标号的说明100、300、400半导体装置，16、416基板，20、420金属图案，22半导体芯片，28背面电极端子，30导线，32表面电极端子，26、326、426壳体，44封装材料具体实施方式参照附图对本专利技术的实施方式涉及的半导体装置及半导体装置的制造方法进行说明。对相同或对应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复的说明。实施方式1.图1是实施方式1涉及的半导体装置100的剖视图。半导体装置100具有基座板10。基座板10由铜或铝等形成。在基座板10之上设置基板16。在基板16的背面设置金属图案18。基板16经由金属图案18通过焊料14与基座板10接合。基板16在上表面具有金属图案20。基板16以及金属图案18、20构成绝缘基板。半导体装置100具有多个半导体芯片22。多个半导体芯片22包含开关元件和二极管。在本实施方式中，开关元件是IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)。多个半导体芯片22设置在金属图案20之上。半导体装置100所具有的半导体芯片22的数量只要是大于或等于1个即可。另外，也可以将开关元件和二极管设置于1个半导体芯片22。各个半导体芯片22通过焊料24与金属图案20接合。在基座板10之上设置壳体26。壳体26设置于基座板10的外周部。基板16被壳体26包围。壳体26由树脂形成。半导体装置100具有背面电极端子28。背面电极端子28埋入于壳体26。背面电极端子28呈平板状。背面电极端子28具有与基板16的上表面平行地延伸的水平部39。水平部39的一端从壳体26露出。水平部39的一端以与基板16的端部相邻的方式设置。背面电极端子28在水平部39的一端，通过导线30与金属图案20连接。导线30由铜或铝等形成。与基板16的上表面垂直的垂直部38从水平部39的另一端延伸出。垂直部38的上端从壳体26露出。在垂直部38的上端设置外部连接部40。外部连接部40是用于将外部的装置和背面电极端子28连接的部分。在壳体26的设置背面电极端子28的那一侧设置与基板16的上表面平行地延伸的底座部分27。底座部分27将背面电极端子28的水平部39的一部分覆盖。在底座部分27之上设置表面电极端子32。表面电极端子32呈平板状。表面电极端子32在背面电极端子28的上方，与背面电极端子28平行。表面电极端子32具有与基板16的上表面平行地延伸的水平部43。表面电极端子32的水平部43延伸至半导体芯片22的正上方。表面电极端子32通过焊料34与半导体芯片22的上表面直接接合。与基板16的上表面垂直的垂直部42从水平部43的与半导体芯片22相反侧的端部延伸出。垂直部42埋入于壳体26。垂直部42的上端从壳体26露出。垂直部42的上端与外部的装置连接。另外，水平部43从壳体26露出。表面电极端子32具有引线框。引线框与多个半导体芯片22的上表面接合。即，通过1个表面电极端子32向多个半导体芯片22的上表面通电。表面电极端子32和背面电极端子28构成半导体装置100的主端子电极。主端子电极具有平行平板构造。背面电极端子28以及导线30被表面电极端子32覆盖。壳体26的内部由封装材料44进行封装。封装材料44也称为绝缘材料。基板16、金属图案20、半导体芯片22、背面电极端子28以及表面电极端子32被封装材料44封装。封装材料44例如是凝胶或树脂。在这里，在半导体芯片22是由硅或碳化硅形成的功率器件芯片的情况下，有时与引线框之间的线膨胀差变大。为了使由线膨胀差产生的热应力分散，优选采用比凝胶硬的树脂作为封装材料44。由此，能够提高可靠性。在壳体26之上设置盖46。通过盖46，将由壳体26包围的区域盖住。壳体26的对盖46进行设置的部分形成为以盖46的厚度的量降低。由此，能够使盖46的上表面的高度和壳体26的不设置盖46的部分的高度一致。此外，外部连接部40延伸至盖46之上。下面，对本实施方式涉及的半导体装置100的制造方法进行说明。图2是表示实施方式1涉及的半导体装置100的制造方法的流程图。首先，将半导体芯片22搭载于在基板16的上表面设置的金属图案20之上。在这里，预先将焊料24设置于金属图案20之上。由此，通过焊料24将金属图案20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，具有：基板，其在上表面具有金属图案；半导体芯片，其设置于所述金属图案之上；平板状的背面电极端子，其通过导线与所述金属图案连接；平板状的表面电极端子，其在所述背面电极端子的上方与所述背面电极端子平行，延伸至所述半导体芯片的正上方，与所述半导体芯片的上表面直接接合；壳体，其将所述基板包围；以及封装材料，其对所述壳体的内部进行封装。

【技术特征摘要】
2017.04.17 JP 2017-0814461.一种半导体装置，其特征在于，具有：基板，其在上表面具有金属图案；半导体芯片，其设置于所述金属图案之上；平板状的背面电极端子，其通过导线与所述金属图案连接；平板状的表面电极端子，其在所述背面电极端子的上方与所述背面电极端子平行，延伸至所述半导体芯片的正上方，与所述半导体芯片的上表面直接接合；壳体，其将所述基板包围；以及封装材料，其对所述壳体的内部进行封装。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述背面电极端子与所述壳体一体化，所述表面电极端子通过安装于所述壳体之上而设置于所述背面电极端子的上方。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，具有多个所述半导体芯片，所述表面电极端子具有引线框，所述引线框与所述多个半导体芯片的上表面接合。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述壳体无间隙地将所述基板包围。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体芯片由宽带隙半导体形成。6.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下哲生，稗田智宏，宫泽雅臣，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP