半导体器件及其制造方法技术

安装架２固定于电路板１上，以在其上支撑二极管芯片３。形成于安装架２上的数条腿７、１２与电路板１上的电极４接触，以至少构成一个凹部１４。安装架２还有形成于面对电极４的周边部分的斜面８。焊料９充在腿７、１２之间的凹部１４中和电路板１与安装架２的斜面８之间的喇叭口形区１３中，以防止安装架从电极４上脱落或剥离下来。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件，特别涉及那种具有必然固定于电路板上的安装架用于支撑其上的半导体元件的半导体器件。已知的半导体器件包括电路板，电路板上固定着铜制的安装架，以支撑其上的半导体元件。安装架可有效地向外辐射半导体元件工作时产生的热量，这样便可以增加电流容量。然而，由于安装架的平坦表面和电路板间钎焊金属的量不均匀，所以安装架一般斜着贴在电路板上，另外，很难把安装架很垂直地固定于电路板上，并且同时使遍及整个安装架平坦表面的钎焊金属厚度均匀。而且，尽管可以很垂直地将安装架正确地固定于电路板上，但实际上仍不可能把数个安装架同样以固定厚度的钎焊金属钎焊于电路板上。一旦安装架倾斜着固定于电路板上，便无法通过管芯键合把半导体元件正确地贴在安装架上，细连线的端部无法连到半导体元件的电极上，因而导致细连线连接失败或断开。另外，钎焊金属不平整或厚度不够还导致半导体器件在如大强度热测试或热疲劳测试等的环境测试中电特性不正确或退化，有时，斜贴的安装架还会在半导体器件制造工艺中产生一些其它问题。本专利技术的目的是提供一种能避免安装架斜贴于电路板上的半导体器件。本专利技术的另一目的是提供一种有必然正确地垂直固定于电路板上的安装架的半导体器件。根据本专利技术的半导体器件包括一个支撑件，一个通过钎焊金属固定于支撑件上的安装架，和固定于安装架上的半导体元件。安装架由至少一个带有形成于面对支撑件的周边部分的斜面，和带有数条形成于斜面内的腿形成，腿之间至少构成一个凹部。斜面与支撑件叉开，腿与支撑件接触。钎焊金属置于支撑件和安装架之间的包括所述凹部及支撑件与安装架斜面之间的喇叭口形区域的间隙中。在本专利技术的一个实施例中，安装架基本形成为矩形，以构成四个斜面，腿构成从每个斜面向内延伸的十字凹部。腿形成为从安装架延伸且彼此隔开的圆柱或长突起物。支撑件包括一个电路板，电路板上至少形成有用于电连接的一个电极和电路导体。根据本专利技术制造半导体器件的方法包括以下步骤提供安装架，该安装架带有数条整体形成的腿和至少一个形成于周边部分的斜面；在形成于支撑件上的电极上依次叠置粘性焊膏、安装架、粘性焊膏和半导体芯片，以形成组件；加热该组件，使焊膏重新熔化，然后充分冷却，以同时键合支撑件上的安装架和半导体芯片。加热工艺过程中，钎焊金属所产生的气体至少通过形成于各条腿之间的凹部和斜面从钎焊金属中释放出去，从而防止了俘获其中的气泡。在安装架中形成的腿可有效地防止安装架斜贴于支撑件上，同时可使支撑件和安装架间钎焊金属的厚度均匀。另外，借助填充在各腿之间的凹部及支撑件和安装架斜面之间的喇叭口形区域中的钎焊金属，安装架牢固地键合于支撑件上，从而防止在剧烈变化的环境温度中使用该半导体器件时安装架从支撑件上脱落或剥离。这样，半导体器件便可在长时期内保持良好的电特性，并可以提高生产的成品率。因为钎焊金属所产生的气体通过凹部从钎焊金属中释放出去，所以防止了俘获其中的气泡，增强了钎焊强度，因此，彼此隔开的数条腿可防止倾斜从而稳定地贴装安装架。下面的详细说明和所附权利要求书会更清楚地显示出本专利技术的上述及其它目的。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的半导体器件的局部剖面图。图2是该半导体器件的局部平面图。图3是用于图1所示半导体器件中的安装架的侧视图。图4是该安装架的底视图。图5是根据本专利技术第二实施例的半导体器件的局部剖面图。图6是用于图5所示第二实施例的安装架的侧视图。图7是用于图5所示第二实施例的安装架的底视图。图1-4展示了根据本专利技术第一实施例的半导体器件。如图1所示，半导体器件包括一个构成如氧化铝(Al2O3)等陶瓷支撑件的电路板1，一个固定于电路板1上的安装架2，及作为半导体元件的硅(Si)二极管芯片3。虽然未示出，但安装架2包括铜底盘和形成于底盘上的金属敷层。金属敷层由形成于底盘上的第一镍(Ni)镀层和形成于第一层上的第二银(Ag)镀层构成。如图1和2所示，电极(焊盘)4及与电极4相连的电路导体5安装于电路板1的主表面1a上。电极4基本上是与安装架2相同的矩形，以便很好地将安装架2键合于电极4上。如图3和4所示，安装架2包括平板形的主体6和四条柱状腿7。斜面8在面对电路板1的主体6之第一主表面6a的环状周边部分形成。斜面8与电路板1叉开，以在电路板1和主体6的斜面8之间构成喇叭口形区域13。该实施例中，斜面8形成为有一定曲率半径的弧形。四条腿7靠近四个角6b并在紧邻斜面8内侧处形成，以在从第一主表面6a的延伸长度基本相同的所有腿7之间形成十字凹部14。图2中虚线示出的安装架2的两个角6b与电路导体5相连。在该实施例中，电极4的表面积稍大于安装架2的平面面积。第二主表面6c的周边没有斜面。安装架2的第一主表面6a借助如钎焊金属等焊料9固定于电路板1的电极4上，焊料填充在凹部14和喇叭口形区域13中。由于使腿7的每个底面7a与电极4接触，所以，由于四条腿7的延伸长度相同，可以将安装架2固定在电极4上，使主体6的第一主表面6a保持基本与电极4的表面平行。焊料9充分填充于包括形成于安装架2和电极4之间的喇叭口形区13和凹部14的空隙中，以便键合主体6的第一主表面6a、腿7的侧壁、斜面8和电极4表面。焊料9遍布于电极4表面和部分电路导体5上。由于电极4的表面积稍大于主体6的平面面积，所以焊料9的外表面形成为向电极4张开的倒漏斗形。二极管芯片3借助焊料10贴在主体6的第二主表面6c上。在该实施例中，用已知的回流焊方法将焊料9和10分别施加到安装架2和电极4之间及安装架2和二极管芯片3之间。具体地，在电极4上依次叠置粘性焊膏、安装架2、粘性焊膏和二极管芯片3，以制造组件。将该组件穿过加热器或加热炉，以使焊膏重新熔化，然后进行充分冷却，同时在电极4上键合安装架2和二极管芯片3。这种组件也可以使用其它的键合方法。本专利技术的该实施例具有以下效果1.靠近安装架2的四个角6b处形成的腿7与电极4接触，从而定位安装架2，由此防止安装架2斜贴在电极4上。另外，主体6通过腿7与电极4隔开并基本上平行于电极4，且电极4和安装架2之间的焊料9厚度基本均匀。2.安装架2可借助焊料9牢固地键合于电极4上，焊料9填充在腿7之间凹部及电极4和安装架2的斜面8之间的喇叭口形区域13中。3.焊料9的外表面形成为向电极4张开的倒漏斗形，其表面积稍大于主体6的平面面积，以通过焊料9充分地键合。4.其上涂有焊料9的部分电路导体5可作为附加键合区。5.彼此隔开的数条腿7可使安装架2进行稳定地贴装，以避免安装架2的斜贴。6.焊料9中产生气体通过凹部14从焊料9中释放出来，以防止俘获焊膏中所含焊剂蒸发形成的气泡，从而增强键合强度。7.即使在剧烈变化的环境温度中使用该半导体器件，也可以避免安装架2从电极4上脱落或剥离下来。8.所得半导体器件能在长时期内有效地保持良好的电特性，并可以提高生产成品率。图5-7展示了有安装架11的本专利技术第二实施例，安装架11带有延伸出的突起物的腿12。图5-7中用与图1-4中相同的参考标记表示相同的部件。每条腿12有V形截面，两排腿12彼此隔开，其间是两相对侧壁。显然，第二实施例具有与上述实施例相同的效果。可以根据实际需要改变本专利技术的上述实施例。例如，尽管有圆形截面的腿7对促进焊料9中气泡的释放较好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，该器件中包括：支撑件；借助钎焊金属固定于所述支撑件上的安装架；及固定于所述安装架上的半导体元件；其特征在于，形成的所述安装架至少有形成于周边部分的一个斜面，该斜面面对所述支撑件，还有数条形成于所述斜面内的腿，以在所述腿之 间至少构成凹部；所述斜面与所述支撑件叉开；所述腿与所述支撑件接触；所述钎焊金属置于形成于所述支撑件和安装架之间的间隙中；所述间隙包括所述凹部及所述支撑件和所述安装架的所述斜面之间的喇叭口形区。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，该器件中包括支撑件；借助钎焊金属固定于所述支撑件上的安装架；及固定于所述安装架上的半导体元件；其特征在于，形成的所述安装架至少有形成于周边部分的一个斜面，该斜面面对所述支撑件，还有数条形成于所述斜面内的腿，以在所述腿之间至少构成凹部；所述斜面与所述支撑件叉开；所述腿与所述支撑件接触；所述钎焊金属置于形成于所述支撑件和安装架之间的间隙中；所述间隙包括所述凹部及所述支撑件和所述安装架的所述斜面之间的喇叭口形区。2.根据权利要求1的半导体器件，其特征在于，所述安装架基本形成为矩形，以形成四个斜面；所述腿构成从每个斜面向内延伸的凹部。3.根据权利要求1的半导体器件，其特征在于，使所述腿从所述安装架延伸形成为彼此隔开的圆柱。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：富泽久夫，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，产垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]