半導體裝置以及半導體裝置的制造方法

半導體裝置以及半導體裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種半導體裝置，能以較好的生產性來制造使植入基板與半導體搭載基板的半導體元件經由植入引腳相接合并電連接的半導體裝置。在該半導體裝置中，經由壓入植入引腳(20)的另一端的筒狀端子(10)，植入引腳(20)與半導體搭載基板的半導體元件(8)及/或電路圖案(5)相接合。并且，植入引腳(20)的壓入筒狀端子(10)的壓入深度L2可以調整。由此，使得處于被壓入筒狀端子(10)的狀態的植入引腳(20)與筒狀端子(10)的總長度與半導體搭載基板上的半導體元件(8)及/或電路圖案(5)和植入基板(30)之間的距離相匹配。
【專利說明】半導體裝置以及半導體裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體裝置及其制造方法，尤其涉及搭載了功率半導體元件等的半導體裝置及其制造方法。
【背景技術】
[0002]將半導體元件模塊化的半導體裝置例如采用圖9所示的封裝結構。
[0003]圖9所示的半導體裝置的樹脂殼體52的底部設置有冷卻板51。冷卻板51上設置有絕緣布線基板56。絕緣布線基板56通過在絕緣基板53的兩面接合金屬層54、55而構成，絕緣布線基板56的金屬層55與冷卻板51經由焊料層57a而接合。絕緣布線基板56上設置有半導體元件58。并且，絕緣布線基板56的金屬層54與半導體元件58經由焊料層57b而接合。此外，絕緣布線基板56上設置有外部端子59。并且，絕緣布線基板56的金屬層54與外部端子59經由焊料層57c而接合。各半導體元件58通過接合線60與外部端子59電連接。并且，樹脂殼體52的內部填充有密封樹脂61進行密封。
[0004]然而，在像IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極晶體管)等功率半導體元件等那樣發熱量較大的半導體元件的情況下，尤其需要較高的散熱性。
[0005]然而，在這種現有的半導體裝置中，半導體元件58的上表面側僅連接了例如由線徑為300 μ m?400 μ m左右的較細的鋁線等構成的接合線60。此外，伴隨著接合線60的通電會產生熱量，因此，幾乎不可能期待從半導體元件58的上表面散熱的散熱效果。
[0006]專利文獻1、2中記載了提高布線電流密度、熔斷電流耐量、接合可靠性、散熱性等的方法。在專利文獻1、2中，植入基板與半導體搭載基板的半導體元件經由植入引腳相接合，以替代引線鍵合布線結構。
[0007]利用圖10、圖11對專利文獻I所公開的半導體裝置進行說明。另外，對與圖9所示的半導體裝置實質相同的部位標注相同的標號，并省略說明。
[0008]圖10所示的半導體裝置中，在絕緣布線基板56上設置有半導體元件58。并且，絕緣布線基板56的金屬層54與半導體元件58經由焊料層57b而接合。
[0009]半導體元件58上設置有植入基板79。兩者經由植入基板79的植入引腳76進行電連接。
[0010]植入基板79由絕緣布線基板75、以及壓入到通路孔74中的植入引腳76構成。絕緣布線基板75通過在絕緣基板71的兩面接合形成印刷布線的金屬層72、73而構成。通路孔74形成為貫穿絕緣布線基板75的絕緣基板71、金屬層72、金屬層73。若同時參照圖11，則植入引腳76上設有檐部77，從植入引腳的前端到檐部77為止的一定量被壓入到通路孔74中。并且，檐部77與絕緣布線基板75經由接合材料78a相接合。此外，植入引腳76的另一端經由接合材料78b與絕緣布線基板56、半導體元件58相接合。
現有技術文獻 專利文獻
[0011]專利文獻1:日本專利特開2011 - 82303號公報 專利文獻2:國際專利申請公開2011/083737號刊物

【發明內容】

發明所要解決的技術問題
[0012]然而，在圖10所示的半導體裝置的情況下，若根據每個產品種類而變更元器件結構，從而導致半導體元件等的元器件高度發生改變，則需要根據接合部位的半導體元件與植入基板的距離來調整植入引腳的長度。因此，需要根據產品種類的數量來準備植入基板的數量，從而存在元器件的庫存管理費時費力的問題。此外，由于必須根據產品種類來準備多種植入基板，因此存在元器件成本上升的問題。
[0013]由此，本發明的目的在于提供一種半導體裝置及其制造方法，能以更好的生產性來制造使植入基板與半導體搭載基板的半導體元件經由植入引腳進行接合并電連接的半導體裝置。
解決技術問題所采用的技術方案
[0014]為實現上述目的，本發明的半導體裝置的特征在于，
經由壓入所述植入引腳的另一端的筒狀端子，所述植入引腳與所述半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案相接合，
所述植入引腳壓入所述筒狀端子的壓入深度可以調整，以使得處于被壓入所述筒狀端子的狀態的所述植入引腳與所述筒狀端子的總長度與所述半導體搭載基板上的半導體元件及/或電路圖案和所述植入基板之間的距離相匹配。
[0015]本發明的半導體裝置中，經由壓入植入引腳的另一端的筒狀端子，植入引腳與半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案相接合。因此，可對植入引腳壓入筒狀端子的壓入深度進行調整，以使得處于被壓入筒狀端子的狀態的植入引腳與筒狀端子的總長度與半導體搭載基板上的半導體元件及/或電路圖案和植入基板之間的距離相匹配。因此，即使半導體搭載基板上的半導體元件及/或電路圖案與植入基板的距離根據每個結合部位而不同，也無需準備長度與各個接合部位相匹配的植入引腳。即，無需根據產品種類來改變植入基板的種類，能在多個產品之間共用植入基板，因此元器件的庫存管理較為容易，并能抑制元器件成本，進而生產性較為優異。
[0016]本發明的半導體裝置中，優選在所述植入引腳的壓入所述筒狀端子的壓入部表面及/或所述筒狀端子的內周面上設有鍍層。并且，在所述植入引腳壓入所述筒狀端子的狀態下進行加熱來使所述鍍層熔融，由此利用該鍍層使所述植入引腳與所述筒狀端子的接觸部相接合。
[0017]本發明的半導體裝置中，優選在所述植入引腳的壓入所述筒狀端子的壓入部表面及/或所述筒狀端子的內周面上涂布有燒結材料。并且，在所述植入引腳壓入所述筒狀端子的狀態下進行加熱來使所述燒結材料燒結，由此使所述植入引腳與所述筒狀端子的接觸部相接合。
[0018]若采用上述各實施方式，則植入引腳與筒狀端子的接合強度較高，接合的可靠性較為優異。
[0019]本發明的半導體裝置中，優選在所述植入引腳與所述筒狀端子的內周面相接觸的接觸部中的與所述植入引腳正交的方向的剖面上，所述植入引腳與所述筒狀端子內周的40%以上相接觸。若采用該實施方式，則導電性較為優異，而且植入引腳與筒狀端子的接合強度較高，接合的可靠性較為優異。
[0020]本發明的半導體裝置中，優選在所述植入引腳壓入所述筒狀端子的壓入部設有通過擠壓拉伸加工而向外周突出的突起部，該突起部與所述筒狀端子的內周面相接觸。在該實施方式中，優選在所述壓入前的狀態下，從所述植入引腳的壓入部的最大直徑減去所述筒狀端子的內徑所得到的差值為O?0.25mm。
[0021]本發明的半導體裝置中，優選在所述植入引腳的壓入部設有未經過擠壓拉伸加工的筆直的柱狀部，該柱狀部的至少一部分與所述筒狀端子的內周面相接觸。在該實施方式中，優選在所述壓入前的狀態下，從所述植入引腳的壓入部的最大直徑減去所述筒狀端子的內徑所得到的差值為O?0.15mm。
[0022]若采用上述各實施方式，則植入引腳與筒狀端子的接合強度較高，接合的可靠性較為優異。
[0023]本發明的半導體裝置中，優選所述植入引腳的靠所述筒狀端子側的前端的直徑向前端收縮而呈錐形形狀。若采用該實施方式，則將植入引腳壓入筒狀端子的操作較為容易。
[0024]本發明的半導體裝置中，優選所述筒狀端子的內周形成為與所述植入引腳的壓入部相匹配的形狀。若采用該實施方式，則能增大植入引腳與筒狀端子內周的接觸面積，因此導電性、接合強度較為良好。
[0025]此外，本發明的半導體裝置的制造方法使用:在絕緣布線基板上搭載有半導體元件的半導體搭載基板；以及
植入基板，該植入基板通過在具有印刷布線的絕緣基板上設置用于電連接的通路孔，并將植入引腳的一端壓入到該通路孔中而形成，
通過使所述植入基板的植入引腳的另一端與所述半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案相接合，從而對所述半導體搭載基板的半導體元件進行電連接，該半導體裝置的制造方法的特征在于，
通過將所述植入引腳的另一端壓入筒狀端子，并調整其壓入深度，來使所述植入引腳的長度與所述半導體搭載基板上的半導體元件及/或電路圖案和所述植入基板之間的距離相匹配，并隔著所述筒狀端子使所述植入引腳與所述半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案相接合。
[0026]本發明的半導體裝置的制造方法中，優選在所述植入引腳壓入所述筒狀端子的壓入部表面及/或所述筒狀端子的內周面上預先形成鍍層。并且，隔著所述筒狀端子使所述植入基板的植入引腳的另一端與所述半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案相抵接，并在該狀態下放入回流爐進行加熱。由此進行所述半導體元件與所述絕緣布線基板的連接、以及所述植入引腳的筒狀端子與半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案的連接。與此同時，通過使所述鍍層熔融來使所述植入引腳與所述筒狀端子相連接。
[0027]本發明的半導體裝置的制造方法中，優選在所述植入引腳壓入所述筒狀端子的壓入部表面及/或所述筒狀端子的內周面上預先涂布燒結材料。并且，隔著所述筒狀端子使所述植入基板的植入引腳的另一端與所述半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案相抵接，并在該狀態下放入回流爐進行加熱。由此進行所述半導體元件與所述絕緣布線基板的連接、以及所述植入引腳的筒狀端子與半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案的連接。與此同時，通過使所述燒結材料燒結來使所述植入弓I腳與所述筒狀端子相連接。 發明的效果
[0028]根據本發明，能在多個產品之間使用通用的植入基板，因此可使得元器件的庫存管理較為容易，并能抑制元器件成本，從而能以較好的生產性來制造通過植入基板使半導體元件進行電連接的半導體裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是表示本發明的半導體裝置的一個實施方式的簡要剖視圖。
圖2是圖1的A部分的放大圖。
圖3是能用于同一半導體裝置的外部端子的簡圖，圖3(a)為側視圖，圖3(b)為圖3(a)的C-C線處的剖視圖。
圖4是能用于同一半導體裝置的外部端子的簡圖，圖4(a)為側視圖，圖4(b)為圖4(a)的D-D線處的剖視圖。
圖5是能用于同一半導體裝置的外部端子的簡圖，圖5(a)為側視圖，圖5(b)為圖5(a)的E-E線處的剖視圖。
圖6是能用于同一半導體裝置的外部端子的簡圖，圖6 (a)為側視圖，圖6 (b)為圖6 (a)的F-F線處的剖視圖。
圖7是表示本發明的半導體裝置的其它實施方式的主要部分放大剖視圖。
圖8是表示本發明的半導體裝置的另一其它實施方式的主要部分放大剖視圖。
圖9是表示現有的半導體裝置的一個示例的簡要剖視圖。
圖10是表示現有的半導體裝置的其它示例的簡要剖視圖。
圖11是圖10的G部分的放大圖。
【具體實施方式】
[0030]參照【專利附圖】

【附圖說明】本發明的半導體裝置。圖1示出本發明的半導體裝置的一個實施方式。
[0031]該半導體裝置中，在樹脂殼體2的底部設置有冷卻板I。冷卻板I由散熱性較高的材料構成。例如可以舉出銅、鋁、銅合金、鋁合金等。
[0032]冷卻板I上設置有絕緣布線基板3。絕緣布線基板3通過在絕緣基板4的兩面接合金屬層5、6而形成，利用金屬層5在絕緣基板4上形成有規定的電路圖案。并且，絕緣布線基板3的金屬層6與冷卻板I經由焊料或燒結材料層7a而接合。
[0033]絕緣布線基板3沒有特別限定。例如可以舉出，在陶瓷基板上直接接合銅板而得到的直接覆銅(Direct Bonding Copper)基板、經由纖焊材料將陶瓷與銅板接合而得到的活性金屬釬焊銅(Active Metal Brazed Copper)基板等。
[0034]外部端子9經由焊料或燒結材料層7b接合在絕緣布線基板3的構成電路圖案的金屬層5的規定部位上。此外，多個半導體元件8a、8b經由焊料或燒結材料層7c接合在同一金屬層5上。半導體元件8a、8b根據用途的不同而不同，例如可以舉出IGBT等功率半導體元件、FffD等整流元件等。
[0035]半導體元件8的上方設置有植入基板30。植入基板30由絕緣布線基板34、以及壓入到通路孔35中的植入引腳20構成。絕緣布線基板34通過在絕緣基板31的兩面接合形成印刷布線的金屬層32、33而構成。通路孔35形成為貫穿絕緣布線基板34的金屬層32、絕緣基板31、金屬層33。通路孔35的內表面形成有與金屬層32及/或金屬層33導通的未圖示的金屬層，該內表面的金屬層與植入引腳20導通。
[0036]植入基板30的某幾個植入引腳20的下端被壓入到筒狀端子10中。并且，在該實施方式中，不具有筒狀端子10的植入引腳20經由焊料或燒結材料層7e與半導體元件8a相連接。此外，具有筒狀端子10的植入引腳20的筒狀端子10經由焊料或燒結材料層7d與半導體元件Sb、以及金屬層5相連接。
[0037]若同時參照圖2，則植入引腳20上設有檐部26，從植入引腳的前端27開始到檐部26為止的一定量LI被壓入到通路孔35中。并且，檐部26與絕緣布線基板34經由接合材料36接合。
[0038]對于各筒狀端子中的每一個，調整植入引腳20壓入到筒狀端子10中的壓入深度L2,以與半導體元件Sb和植入基板30之間的距離、金屬層5和植入基板30之間的距離相匹配。
[0039]S卩，本發明中，不使用根據半導體元件8與植入基板30的距離、金屬層5與植入基板30的距離而具備不同長度的植入引腳的植入基板。在本發明中，通過根據各個距離來改變植入引腳20壓入到筒狀端子10中的壓入深度，由此使植入基板30與半導體元件8和金屬層5進行接合，進而使各半導體元件電連接。因此，無需根據每個產品種類變更植入基板，從而能在多個產品之間使用共用的植入基板。
[0040]另外，在植入基板30與半導體元件8或金屬層5之間的距離與從植入基板30伸出的植入引腳20的長度相匹配的情況下，可以不經由筒狀端子10來使植入引腳20與半導體元件8、金屬層5相接合。該實施方式中，由于植入基板30與半導體元件8a之間的距離、與從植入基板30伸出的植入引腳20的長度相匹配，因此植入引腳20與半導體元件8a經由焊料或燒結材料7e直接接合。
[0041]本發明的半導體裝置優選為在圖2的B-B剖面上，植入引腳20與筒狀端子10內周的40%以上相接觸。圖2的B-B剖面是植入引腳20與筒狀端子10的內周面相接觸的部分中與植入引腳20正交的方向上的剖面。若植入引腳20與筒狀端子10的接觸面積不足40%，則接合強度、導電性可能會不夠。若接觸面積在40%以上，則能獲得足夠的接合強度和導電性。
[0042]在本發明的半導體裝置中，植入引腳20的形狀未作特別限定。可以采用圓柱形、棱柱形等任意的形狀。此外，植入引腳20壓入到筒狀端子10的壓入部的形狀例如可以優選使用圖3?圖6所示的形狀等。
[0043]圖3所示的植入引腳20a包括由未進行擠壓拉伸加工的筆直的柱狀部21構成的壓入部、以及直徑從該壓入部向前端25收縮而呈錐形形狀的直徑收縮部23。將該植入引腳20a壓入筒狀端子10后，柱狀部21與筒狀端子10的內周面相接觸，從而將兩者接合。此夕卜，由于前端25的直徑收縮而呈錐形形狀，因此在將植入引腳20a壓入筒狀端子10時容易調整中心位置，便于壓入。
[0044]對于植入引腳20的壓入部的最大外徑Rmax，優選為在壓入前的狀態下，該最大外徑Rmax與筒狀端子10的內徑R的差分(Rmax-R)為O?0.15mm。此夕卜，該最大外徑Rmax與筒狀端子10的內徑R的差分(Rmax-R)更優選為0.05?0.15mm，尤其優選為0.05?0.10mm。通過設定最大外徑Rmax，使得上述差分在上述范圍內，能在不會產生植入引腳20a的破損、筒狀端子10的破損等的情況下，將植入引腳20a壓入到筒狀端子10中，使兩者牢固接合。
[0045]圖4?圖6所示的植入引腳20b?20d包括具有通過擠壓拉伸加工而向外周突出的突起部22的壓入部、以及直徑從該壓入部向前端25收縮而呈錐形形狀的直徑收縮部23。圖4所示的植入引腳20b中，突起部22的截面呈十字形。圖5所示的植入引腳20c中，突起部22的截面呈Y字形(三個突出部以相同角度呈輻射狀突出的形狀)。圖6所示的植入引腳20d中，突起部22呈平板狀。將該植入引腳壓入筒狀端子10后，突起部22與筒狀端子10的內周面接觸，從而將兩者接合。此外，由于前端25的直徑收縮而呈錐形形狀，因此在將植入引腳20壓入筒狀端子10時容易調整中心位置，便于壓入。另外，通過擠壓拉伸加工而形成的突起部的形狀不限于圖4?圖6所示的形狀。
[0046]植入引腳20b?20d中，對于壓入部的最大外徑Rniax，優選為在壓入前的狀態下，該最大外徑Rmax與筒狀端子10的內徑R的差分(Rmax-R)為O?0.25mm。此外,該最大外徑Rmax與筒狀端子10的內徑R的差分(Rmax-R)更優選為0.05?0.25mm，尤其優選為0.10?
0.20mm。通過設定最大外徑Rmax，使得上述差分在上述范圍內，能在不會產生植入引腳的破損、筒狀端子10的破損等的情況下，將植入引腳壓入到筒狀端子10中，使兩者牢固接合。
[0047]筒狀端子10的內周優選形成為與植入引腳20的壓入部相匹配的孔形狀。通過使筒狀端子10的內周形成為與植入引腳20的壓入部相匹配的形狀，能增大植入引腳20與筒狀端子10內周的接觸面積。此外，突起部22的各前端與筒狀端子10的內周卡合以防止發生旋轉。
[0048]另外，本發明的半導體裝置中，樹脂殼體2的內部填充有凝膠、環氧樹脂等密封樹脂15來進行密封。
[0049]接著，對作為上述半導體裝置的制造方法的、本發明的半導體裝置的制造方法的一個實施方式進行說明。
[0050]首先，對植入基板30的制造方法進行說明。植入基板30通過以下方式來進行制造，即:在絕緣布線基板34的規定位置上形成貫穿金屬層32、絕緣基板31、以及金屬層33的用于電連接的通路孔35。將植入引腳20的前端27壓入到該通路孔35中后，利用接合材料36將該植入引腳20的檐部26與絕緣布線基板34接合。
[0051]接著，對半導體裝置的制造方法進行說明。
[0052]經由焊料或燒結材料層7a在冷卻板I上配置絕緣布線基板3，使得冷卻板I與絕緣布線基板3的金屬層6 —側接觸。此外，經由焊料或燒結材料層7c在絕緣布線基板3的金屬層5的規定的電路圖案上配置半導體兀件8a、8b。
[0053]接著，將從植入基板30延伸出的植入引腳20壓入到筒狀端子10中，并調整其壓入深度，使得植入引腳20的長度與半導體元件Sb和植入基板30之間的距離、金屬層5和植入基板30之間的距離相匹配。
[0054]然后，將植入基板30配置在絕緣布線基板3上，并經由焊料或燒結材料層7d將筒狀端子10配置在半導體元件Sb、金屬層5的規定位置。與此同時，經由焊料或燒結材料層7e將從植入基板30延伸出的植入引腳20配置在半導體元件8a上。
[0055]然后，在該狀態下投入到回流爐中，使焊料或燒結材料層7a、7c、7d、7e分別熔融或燒結，從而使冷卻板I與絕緣布線基板3的金屬層6接合。同時進行半導體元件8a、8b與絕緣布線基板3的金屬層5的接合、筒狀端子10與絕緣布線基板3的金屬層5的接合、筒狀端子10與半導體元件Sb的接合、以及植入引腳20與半導體元件8a的接合。
[0056]回流焊時的加熱溫度優選為350°C以下，更優選為250?330°C。若加熱溫度超過350°C，則半導體元件等可能會受到熱損傷。
[0057]接著，經由焊料或燒結材料層7b在金屬層5的規定位置配置外部端子9，并通過使焊料或燒結材料層7b熔融或燒結來使兩者接合。然后，用樹脂殼體2包圍冷卻板I的周圍，在由樹脂殼體2包圍的內部填充密封樹脂15，并使密封樹脂固化，由此來制造本發明的半導體裝置。
[0058]圖7示出本發明的半導體裝置的其它實施方式。該半導體裝置中，在植入引腳20的壓入筒狀端子10的壓入部的表面設有鍍層28，通過使該鍍層28熔解來使植入引腳20的壓入部與筒狀端子10的內周面接合。另外，在該實施方式中，鍍層形成在植入引腳20的壓入部的表面，但也可以形成在筒狀端子10的內周面，還可以同時形成在植入引腳20的壓入部的表面與筒狀端子10的內周面這兩者上。
[0059]鍍層28的厚度在壓入前的狀態下優選為5 μ m以下。
[0060]鍍層28可以是單層，也可以由多個鍍層層疊而成，但優選使用至少最表面層的熔融溫度在350°C以下的鍍層。作為熔融溫度在350°C以下的鍍層材料，可以舉出鍍Sn、鍍SnAg類焊料、鍍SnBi類焊料、鍍SnSb類焊料、鍍SnCu類焊料、鍍SnIn類焊料等。若熔融溫度在350°C以下，則能在焊接半導體元件等時的回流焊工序中進行熔融。
[0061]接著，對作為上述半導體裝置的制造方法的、本發明的半導體裝置的制造方法的其它實施方式進行說明。
[0062]在該實施方式中也與上述實施方式同樣，將從植入基板30延伸出的植入引腳20壓入到筒狀端子10中，并調整其壓入深度。由此，能使植入引腳20的長度與半導體元件Sb和植入基板30之間的距離、金屬層5和植入基板30之間的距離相匹配。并且，經由焊料或燒結材料層7d將筒狀端子10配置在半導體元件Sb、金屬層5的規定位置。此外，經由焊料或燒結材料層7e將從植入基板30延伸出的植入引腳20配置在半導體元件8a上。
[0063]然后，在該狀態下投入到回流爐中，使焊料或燒結材料層7a、7c、7d、7e、鍍層28分別熔融或燒結，從而經由焊料或燒結材料層7a、7c、7d、7e使冷卻板I與絕緣布線基板3的金屬層6接合。同時進行半導體元件8a、8b與絕緣布線基板3的金屬層5的接合、筒狀端子10與絕緣布線基板3的金屬層5的接合、筒狀端子10與半導體元件Sb的接合、以及植入引腳20與半導體元件8a的接合。與此同時，經由鍍層28進行植入引腳20與筒狀端子10的接合。
[0064]回流焊時的加熱溫度優選為350°C以下，更優選為250?330°C。若加熱溫度超過350°C，則半導體元件等可能會受到熱損傷。
[0065]接著，經由焊料或燒結材料層7b在金屬層5的規定位置配置外部端子9，并使焊料或燒結材料層7b熔融或燒結，來使兩者接合。并且，用樹脂殼體2包圍冷卻板I的周圍，在由樹脂殼體2包圍的內部填充密封樹脂15，并使密封樹脂固化，由此來制造半導體裝置。
[0066]圖8示出本發明的半導體裝置的另一其它實施方式。在該半導體裝置中，植入引腳20被壓入到筒狀端子10中。并且，在植入引腳20的壓入筒狀端子10的壓入部的表面及/或筒狀端子10的內周面上涂布有燒結材料29，通過使該燒結材料燒結來使植入引腳20的壓入部與筒狀端子10的內周面接合。
[0067]優選使用燒結溫度在350°C以下的材料作為燒結材料29。例如可以舉出Ag類、Cu類的燒結材料等。若燒結溫度在350°C以下，則能在焊接半導體元件等時的回流焊工序中進行燒結。
[0068]接著，對作為上述半導體裝置的制造方法的、本發明的半導體裝置的制造方法的其它實施方式進行說明。
[0069]該實施方式中，在筒狀端子10的內周面及/或植入引腳20的壓入筒狀端子10的壓入部上涂布燒結材料29后，將從植入基板30延伸出的植入引腳20壓入筒狀端子10，并調整其壓入深度。由此，能使植入引腳20的長度與半導體元件Sb和植入基板30之間的距離、金屬層5和植入基板30之間的距離相匹配。并且，經由焊料或燒結材料層7d將筒狀端子10配置在半導體元件Sb、金屬層5的規定位置。此外，經由焊料或燒結材料層7e將從植入基板30延伸出的植入引腳20配置在半導體元件8a上。
[0070]然后，在該狀態下投入到回流爐中，使焊料或燒結材料層7a、7c、7d、7e、燒結材料29分別熔融或燒結，從而經由焊料或燒結材料層7a、7c、7d、7e使冷卻板I與絕緣布線基板3的金屬層6接合。同時進行半導體元件8a、8b與絕緣布線基板3的金屬層5的接合、筒狀端子10與絕緣布線基板3的金屬層5的接合、筒狀端子10與半導體元件Sb的接合、以及植入引腳20與半導體元件8a的接合。與此同時，通過燒結材料29的燒結進行植入引腳20與筒狀端子10的接合。
[0071]回流焊時的加熱溫度優選為350°C以下，更優選為250?330°C。若加熱溫度超過350°C，則半導體元件等可能會受到熱損傷。
[0072]接著，經由焊料或燒結材料層7b在金屬層5的規定位置配置外部端子9，并使焊料或燒結材料層7b熔融或燒結，來使兩者接合。并且，用樹脂殼體2包圍冷卻板I的周圍，在由樹脂殼體2包圍的內部填充密封樹脂15，并使密封樹脂固化，由此來制造半導體裝置。
標號說明
[0073]1:冷卻板
2:樹脂殼體
3:絕緣布線基板
4:絕緣基板
5、6:金屬層
7a，7b，7c，7d, 7e:焊料或燒結材料層 8,8a,8b:半導體元件
9:外部端子
10:筒狀端子 15:密封樹脂 20:植入引腳
28:鍍層
29:燒結材料
30:植入基板31:絕緣基板32,33:金屬層
34:絕緣布線基板
35:通路孔
36:接合材料
51:冷卻板
52:樹脂殼體
53:絕緣基板54, 55:金屬層
56:絕緣布線基板
58:半導體元件
59:外部端子
60:接合線
61:密封樹脂71:絕緣基板72,73:金屬層
74:通路孔
75:絕緣布線基板
76:植入引腳79:植入基板。
【權利要求】
1.一種半導體裝置，包括:在絕緣布線基板上搭載有半導體元件的半導體搭載基板；以及 植入基板，該植入基板通過在具有印刷布線的絕緣基板上設置用于電連接的通路孔，并將植入引腳的一端壓入到該通路孔中而形成， 通過使所述植入基板的植入引腳的另一端與所述半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案相接合，從而對所述半導體搭載基板的半導體元件進行電連接，該半導體裝置的特征在于， 經由壓入所述植入引腳的另一端的筒狀端子，所述植入引腳與所述半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案相接合， 所述植入引腳的壓入所述筒狀端子的壓入深度可以調整，以使得處于被壓入所述筒狀端子的狀態的所述植入引腳與所述筒狀端子的總長度與所述半導體搭載基板上的半導體元件及/或電路圖案和所述植入基板之間的距離相匹配。
2.如權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于， 在所述植入引腳的壓入所述筒狀端子的壓入部表面及/或所述筒狀端子的內周面上設有鍍層，在將所述植入引腳壓入所述筒狀端子的狀態下進行加熱，使所述鍍層熔融，從而利用該鍍層使所述植入引腳與所述筒狀端子的接觸部相接合。
3.如權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于， 在所述植入引腳的壓入所述筒狀端子的壓入部表面及/或所述筒狀端子的內周面上涂布有燒結材料，在將所述植入引腳壓入所述筒狀端子的狀態下進行加熱，使所述燒結材料燒結，從而使所述植入引腳與所述筒狀端子的接觸部相接合。
4.如權利要求1至3的任一項所述的半導體裝置，其特征在于， 在所述植入引腳與所述筒狀端子的內周面相接觸的接觸部中的與所述植入引腳正交的方向的剖面上，所述植入引腳與所述筒狀端子內周的40%以上相接觸。
5.如權利要求1至3的任一項所述的半導體裝置，其特征在于， 在所述植入引腳的壓入所述筒狀端子的壓入部設有通過擠壓拉伸加工而向外周突出的突起部，該突起部與所述筒狀端子的內周面相接觸。
6.如權利要求5所述的半導體裝置，其特征在于， 在所述壓入前的狀態下，從所述植入引腳的壓入部的最大直徑減去所述筒狀端子的內徑所得的差值為O~0.25mm。
7.如權利要求1至3的任一項所述的半導體裝置，其特征在于， 在所述植入引腳的壓入部設有未經過擠壓拉伸加工的筆直的柱狀部，該柱狀部的至少一部分與所述筒狀端子的內周面相接觸。
8.如權利要求7所述的半導體裝置，其特征在于， 在所述壓入前的狀態下，從所述植入引腳的壓入部的最大直徑減去所述筒狀端子的內徑所得的差值為O~0.15mm。
9.如權利要求1至3的任一項所述的半導體裝置，其特征在于， 所述植入引腳的靠所述筒狀端子側的前端的直徑向前端收縮而呈錐形形狀。
10.如權利要求1至3的任一項所述的半導體裝置，其特征在于， 所述筒狀端子的內周形成為與所述植入引腳的壓入部相匹配的形狀。
11.一種半導體裝置的制造方法，在該半導體裝置的制造方法中使用:在絕緣布線基板上搭載有半導體元件的半導體搭載基板；以及 植入基板，該植入基板通過在具有印刷布線的絕緣基板上設置用于電連接的通路孔，并將植入引腳的一端壓入到該通路孔中而形成， 通過使所述植入基板的植入引腳的另一端與所述半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案相接合，從而對所述半導體搭載基板的半導體元件進行電連接，該半導體裝置的制造方法的特征在于， 通過將所述植入引腳的另一端壓入筒狀端子，并調整其壓入深度，來使得所述植入引腳的長度與所述半導體搭載基板上的半導體元件及/或電路圖案和所述植入基板之間的距離相匹配，并隔著所述筒狀端子使所述植入引腳與所述半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案相接合。
12.如權利要求11所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述植入引腳的壓入所述筒狀端子的壓入部表面及/或所述筒狀端子的內周面上預先形成鍍層，通過隔著所述筒狀端子使所述植入基板的植入引腳的另一端與所述半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案相抵接，并在該狀態下放入回流爐進行加熱，來進行所述半導體元件與所述絕緣布線基板的連接、以及所述植入引腳的筒狀端子與半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案的連接，并通過使所述鍍層熔融來使所述植入引腳與所述筒狀端子相連接。
13.如權利要求11所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述植入引腳的壓入所述筒狀端子的壓入部表面及/或所述筒狀端子的內周面上預先涂布燒結材料，通過隔著所述筒狀端子使所述植入基板的植入引腳的另一端與所述半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案相抵接，并在該狀態下放入回流爐進行加熱，來進行所述半導體元件與所述絕緣布線基板的連接、以及所述植入引腳的筒狀端子與半導體搭載基板的半導體元件及/或電路圖案的連接，并通過使所述燒結材料燒結來使所述植入引腳與所述筒狀端子相連接。
【文檔編號】H01L21/60GK103930990SQ201280055469
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年12月14日 優先權日:2011年12月14日
【發明者】西澤龍男, 多田慎司, 木下慶人, 池田良成, 望月英司 申請人:富士電機株式會社