DE112016006677B4 - Verfahren zum Herstellen einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Herstellen einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung, umfassend die Schritte:(a) Versiegeln eines Halbleiterelements und eines Leiterrahmens (4), der mit dem Halbleiterelement elektrisch verbunden ist, mit einem Formharz (1), um einen versiegelten Körper zu erstellen, in welchem ein Anschlusskontakt (2) und ein Aufhängungskontakt (3), die in dem Leiterrahmen (4) enthalten sind, aus einer Seite des Formharzes (1) nach außen herausragen;(b) Stanzen eines Abschnitts des Aufhängungskontakts (3), wobei der Abschnitt aus dem Formharz (1) herausragt, mit einer ersten Stanze (7) in einer ersten Richtung, die von einer Seite einer Hauptoberfläche des Formharzes (1) zu einer Seite einer anderen Hauptoberfläche, die der einen Hauptoberfläche gegenüberliegt, orientiert ist, um den Aufhängungskontakt (3) vom Formharz (1) abzutrennen; und(c) Stanzen des herausragenden Abschnitts des Aufhängungskontakts (3) mit einer zweiten Stanze in einer zweiten Richtung, die von der Seite der anderen Hauptoberfläche des Formharzes (1) zu der Seite der einen Hauptoberfläche orientiert ist, um den Aufhängungskontakt (3) von dem Leiterrahmen (4) abzutrennen.
Description
- Technisches Gebiet
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung.
- Stand der Technik
- Mit Harz versiegelte Leistungs-Halbleitervorrichtungen enthalten jeweils einen Leiter, der auf einem wärmeableitenden isolierenden Substrat gestapelt ist, ein Leistungs-Halbleiterelement, das mit dem Leiter verbunden ist, und einen Draht, der das Leistungs-Halbleiterelement und einen Anschlusskontakt miteinander elektrisch verbindet. Das isolierende Substrat, der Leiter, das Leistungs-Halbleiterelement und der Draht sind mit einem Formharz versiegelt. Der Anschlusskontakt erstreckt sich aus einer Seite des Formharzes nach außen. Der Anschlusskontakt weist ein mit dem Draht verbundenes und innerhalb des Harzes positioniertes Ende und das andere, außerhalb des Harzes positionierte Ende auf. Es wird besonders erwähnt, dass auf einen solchen Typ einer Harzversiegelung auch als Spritzpresstyp verwiesen wird.
- Das Leistungs-Halbleiterelement ist mit einem Leiterrahmen elektrisch verbunden und wird durch den Draht in der Herstellung solch einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung mit dem Anschlusskontakt verbunden. Der Leiterrahmen umfasst den Anschlusskontakt und einen Aufhängungskontakt, der mit dem Halbleiterelement nicht elektrisch verbunden ist. Der Aufhängungskontakt wird genutzt, um eine Draht-Bonding-Effizienz in einem Draht-Bonding-Schritt zum Verbinden des Drahts mit dem Leistungs-Halbleiterelement und dem Anschlusskontakt zu verbessern, oder wird genutzt, um eine Halbleitervorrichtung wie etwa eine Leistungs-Halbleitervorrichtung in einem Harzversiegelungsschritt zu fixieren. Nach dem Harzversiegelungsschritt ragt der Aufhängungskontakt aus einer Seite des Formharzes nach außen heraus; das heißt, das Formharz ist durch den Aufhängungskontakt mit den Leiterrahmen verbunden. In dem Aufhängungskontakt wird ein aus dem Formharz herausragender Abschnitt von dem Formharz und dem Leiterrahmen mit einem Werkzeug, wie etwa einer Stanze, abgetrennt.
- Eine Technik zur Abtrennung des Aufhängungskontakts von dem Formharz und dem Leiterrahmen wurde herkömmlicherweise offenbart (vgl. Patentdokument 1).
- Dokument nach dem Stand der Technik
- Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung
JP 2013 - 239 625 A - Zusammenfassung
- Durch die Erfindung zu lösendes Problem
- Patentdokument 1 beschreibt in einem Vergleichsbeispiel, dass der Aufhängungskontakt von dem Formharz und dem Leiterrahmen durch eine einmaligen Stanzschritt getrennt wird, wobei das Formharz und der Leiterrahmen mit dem Aufhängungskontakt verbunden sind (vgl. Patentdokument 1;
7 bis9 ). Diese Abtrennung erzeugt unglücklicherweise einen Schnittgrat in einem abgetrennten Abschnitt zwischen dem Leiterrahmen und dem Aufhängungskontakt. Indessen verlangt Patentdokument 1 Schlitze im Leiterrahmen, um dieses Problem im Vergleichsbeispiel zu lösen. - Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das obige Problem zu lösen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung vorzusehen, das die Abtrennung eines Aufhängungskontakts von einem Formharz und einem Leiterrahmen erleichtert.
- Mittel, um das Problem zu lösen
- Um das obige Problem zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung vor, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Versiegeln eines Halbleiterelements und eines Leiterrahmens, der mit dem Halbleiterelement elektrisch verbunden ist, mit einem Formharz, um einen versiegelten Körper zu präparieren, in welchem ein Anschlusskontakt und ein Aufhängungskontakt, die in dem Leiterrahmen enthalten sind, aus einer Seite des Formharzes nach außen herausragen; (b) Stanzen eines Abschnitts des Aufhängungskontakts, wobei der Abschnitt aus dem Formharz herausragt, mit einer ersten Stanze in einer ersten Richtung, die von einer Seite einer Hauptoberfläche des Formharzes zu einer Seite einer anderen Hauptoberfläche, die der einen Hauptoberfläche gegenüberliegt, orientiert ist, um den Aufhängungskontakt vom Formharz abzutrennen; und (c) Stanzen des herausragenden Abschnitts des Aufhängungskontakts mit einer zweiten Stanze in einer zweiten Richtung, die von der Seite der anderen Hauptoberfläche des Formharzes zu der Seite der einen Hauptoberfläche orientiert ist, um den Aufhängungskontakt vom Leiterrahmen abzutrennen.
- Effekte der Erfindung
- Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren zum Herstellen einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung die folgenden Schritte: (a) Versiegeln eines Halbleiterelements und eines Leiterrahmens, der mit dem Halbleiterelement elektrisch verbunden ist, mit einem Formharz, um einen versiegelten Körper zu präparieren, in welchem ein Anschlusskontakt und ein Aufhängungskontakt, die in dem Leiterrahmen enthalten sind, aus einer Seite des Formharzes nach außen herausragen; (b) Stanzen eines Abschnitts des Aufhängungskontakts, wobei der Abschnitt aus dem Formharz herausragt, mit einer ersten Stanze in einer ersten Richtung, die von einer Seite einer Hauptoberfläche des Formharzes zu einer Seite einer anderen Hauptoberfläche, die der einen Hauptoberfläche gegenüberliegt, orientiert ist, um den Aufhängungskontakt vom Formharz abzutrennen; und (c) Stanzen des herausragenden Abschnitts des Aufhängungskontakts mit einer zweiten Stanze in einer zweiten Richtung, die von der Seite der anderen Hauptoberfläche des Formharzes zu der Seite der einen Hauptoberfläche orientiert ist, um den Aufhängungskontakt von dem Leiterrahmen abzutrennen. Das Verfahren erleichtert die Abtrennung des Aufhängungskontakts von dem Formharz und dem Leiterrahmen.
- Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.
- Figurenliste
-
-
1 ist eine Draufsicht eines Beispiels einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
2 ist eine Draufsicht eines Beispiels eines Schritts zum Herstellen der mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
3 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines Schritts zum Herstellen der mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
4 ist eine Draufsicht eines Beispiels eines Schritts zum Herstellen der mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
5 ist eine Draufsicht eines Beispiels eines Schritts zum Herstellen der mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
6 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines Aufhängungskontakts in der mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
7 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels des Aufhängungskontakts in der mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
8 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels des Aufhängungskontakts in der mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
9 ist eine Draufsicht eines Beispiels einer herkömmlichen, mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung. - Beschreibung der Ausführungsform(en)
- Das Folgende beschreibt unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
1 ist eine Draufsicht eines Beispiels einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - Die mit Harz versiegelte Leistungs-Halbleitervorrichtung enthält ein (nicht dargestelltes) Halbleiterelement, das mit einem Kupfer-Leiterrahmen elektrisch verbunden ist und ein PW-Chip ist, ein (nicht dargestelltes) Halbleiterelement, das mit dem Kupfer-Leiterrahmen elektrisch verbunden ist und ein IC-Chip ist, und eine Vielzahl (nicht dargestellter) Drähte, die Anschlusskontakte
2 des Leiterrahmens und jedes Halbleiterelement elektrisch miteinander verbinden. Diese Komponenten sind mit einem Formharz1 versiegelt. Die Anschlusskontakte2 ragen aus den Seiten des Formharzes1 nach außen heraus. Die Vielzahl von Drähten umfasst dicke Drähte und dünne Drähte. Es wird besonders erwähnt, dass der Leiterrahmen einem Leiterrahmen4 in2 entspricht, der später beschrieben wird. -
2 bis5 veranschaulichen Beispiele von Prozessschritten zum Herstellen der mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform. Es wird besonders erwähnt, dass die Schritte in2 bis5 über einen gut bekannten Tie-Bar-Schneideprozess (T/C-Prozess) (engl. tie-bar cut process) oder einen gut bekannten Kontakt-Schneideprozesse (L/C-Prozess) (engl. lead cut process) durchgeführt werden. - Wie in
2 veranschaulicht ist, sind die Halbleiterelemente und der Leiterrahmen4 , der mit den Halbleiterelementen elektrisch verbunden ist, mit dem Formharz1 versiegelt, um einen versiegelten Körper zu präparieren, in welchem der Anschlusskontakt2 und ein Aufhängungskontakt3 , die im Leiterrahmen4 enthalten sind, aus der Seite des Formharzes1 nach außen herausragen. - Wie in
3 veranschaulicht ist, erfährt ein Abschnitt des Aufhängungskontakts3 , wobei der Abschnitt aus dem Formharz1 herausragt, als Nächstes eine Stanzung mit einer Stanze7 , die eine erste Stanze ist, in einer ersten Richtung, die von einer Seite einer Wärmeableitungsoberfläche5 , die eine Hauptoberfläche des Formharzes1 ist, zu einer Seite einer oberen Oberfläche6 orientiert ist, die die andere Hauptoberfläche ist, die der Wärmeableitungsoberfläche gegenüberliegt, um von dem Formharz1 agetrennt zu werden. Wie in4 veranschaulicht ist, ist der Aufhängungskontakt3 mit dem Leiterrahmen4 verbunden, während er zu dieser Zeit vom Formharz1 abgetrennt ist. Es wird besonders erwähnt, dass die erste Richtung einer durch einen Pfeil in3 angegebenen Richtung entspricht. - Der Aufhängungskontakt
3 , der mit dem Leiterrahmen4 verbunden ist, erfährt als Nächstes eine Stanzung mit einer (nicht dargestellten) zweiten Stanze in einer zweiten Richtung, die von der Seite der oberen Oberfläche6 des Formharzes1 zur Seite der Wärmeableitungsfläche5 orientiert ist, um vom Leiterrahmen4 abgetrennt zu werden.5 veranschaulicht den Aufhängungskontakt3 als vom Leiterrahmen4 abgetrennt. - Der Leiterrahmen
4 , der die einzelnen Anschlusskontakte2 zusammen koppelt, wird dann abgetrennt, gefolgt von einem Prozess wie einem Abschneiden der Anschlusskontakte2 , während ihre Längen eingestellt werden. Dies komplettiert die in1 veranschaulichte, mit Harz versiegelte Leistungs-Halbleitervorrichtung. -
6 und7 sind jeweils eine Querschnittsansicht eines Beispiels des Aufhängungskontakts3 in der mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung. - Wenn der Aufhängungskontakt
3 vom Formharz1 mit der Stanze7 wie in3 veranschaulicht abgetrennt wird, wird er, wie in6 veranschaulicht ist, aus dem Inneren des Formharzes1 herausgezogen; das heißt eine Spitze des Kontakts3 ist innerhalb des Formharzes1 positioniert. Alternativ dazu ist, wie in7 veranschaulicht ist, die Spitze des Aufhängungskontakts3 in der Nähe einer seitlichen Oberfläche des Formharzes1 nach oben orientiert und weist auf der Seite der Wärmeableitungsoberfläche5 eine durchhängende bzw. abgesackte (engl. sagging) Form auf. Die abgesackte Form meint hierin eine Form, in der die Spitze des Aufhängungskontakts3 wie in7 veranschaulicht in einer bestimmten Richtung gebogen ist. - Auf diese Weise ist die mit Harz versiegelte Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform so strukturiert, dass der Aufhängungskontakt
3 nicht aus dem Formharz1 herausragt. Die Struktur, in welcher der Aufhängungskontakt3 aus dem Formharz1 nicht herausragt, meint hier, wie in8 veranschaulicht ist, eine Struktur, in welcher die Spitze des Aufhängungskontakts3 bezüglich einer gestrichelten Linie, die sich von einer der Wärmeableitungsoberfläche des Formharzes1 benachbarten seitlichen Oberfläche aus erstreckt, auf einer Seite des Formharzes1 positioniert ist. - Wie oben beschrieben wurde, ist der Aufhängungskontakt vorgesehen, um eine Draht-Bonding-Effizienz ohne eine Ablenkung des Leiterrahmens
4 in einem Draht-Bonding-Schritt, um die dünnen Drähte mit den Halbleiterelementen und den Anschlusskontakten2 miteinander zu verbinden, zu verbessern, wenn die mit Harz versiegelte Leistungs-Halbleitervorrichtung hergestellt wird. - Wie in
9 veranschaulicht ist, wird ein Aufhängungskontakt11 herkömmlicherweise durch einen Tie-Bar-Schneideprozess oder einen Kontakt-Schneideprozess abgeschnitten, nachdem ein Formharz9 ausgebildet ist, und nach dem Abschneiden ragt der Aufhängungskontakt11 aus dem Formharz9 weiter heraus. - Naturgemäß sind Aufhängungskontakte mit Halbleiterelementen nicht elektrisch verbunden und sind folglich von ihnen isoliert. In den letzten Jahren wurden jedoch die Halbleiterelemente so entwickelt, dass sie gegen hohe Spannung widerstandsfähiger sind; insbesondere wurden kleinere Produkte entwickelt. Diese Entwicklungen bringen eine Reduzierung einer Kriechdistanz zwischen Kühlern, die auf Wärmeableitungsoberflächen von mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtungen montiert sind, und den Aufhängungskontakten mit sich, wodurch leicht eine schlechte Isolierung erzeugt wird. Ferner kann der Aufhängungskontakt, falls er aus einem Formharz herausragt, durch eine Handhabung nach der Bearbeitung oder während der Montage der mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung verformt werden. Dies bewirkt unglücklicherweise, dass der Aufhängungskontakt unter Spannung gesetzt bzw. erregt wird, oder reduziert die Isolierleistung der mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung.
- Die vorliegende Erfindung verhindert eine Konzentration eines elektrischen Feldes an der Spitze des Aufhängungskontakts
3 , welche scharf ist, wenn die Spitze des Aufhängungskontakts3 nach einer Abtrennung innerhalb des Formharzes1 , wie in6 veranschaulicht, positioniert ist. Ferner ragt, wie in6 und7 veranschaulicht ist, die Spitze des Aufhängungskontakts3 nicht aus dem Formharz1 heraus. Dies vermeidet eine aus der Verformung resultierende Erregung. - Ferner ist noch, wie in
7 veranschaulicht ist, die Spitze des Aufhängungskontakts3 nach einer Abtrennung in der Nähe der seitlichen Oberfläche des Formharzes1 nach oben orientiert und weist auf der Seite der Wärmeableitungsoberfläche5 eine zurückgesetzte Form auf. Dies ermöglicht, dass die Spitze des Aufhängungskontakts3 , die scharf ist, von der Wärmeableitungsoberfläche5 entfernt ist, wodurch eine Durchschlagsfestigkeit gegen die Wärmeableitungsoberfläche5 verbessert wird. Wie in8 veranschaulicht ist, wird in diesem Fall zum Beispiel ein Zwischenraum8 , der eine Distanz zwischen der Wärmeableitungsoberfläche5 und einer Oberfläche des Aufhängungskontakts3 auf der Seite der Wärmeableitungsoberfläche5 ist, auf 1,6 mm oder größer festgelegt. Dies ermöglicht, dass die Durchschlagsfestigkeit ein Niveau von 2,0 kVrms oder größer aufweist. - Ferner erfährt der Aufhängungskontakt
3 noch eine Stanzung mit der Stanze7 in der Richtung, die von der Wärmeableitungsoberfläche5 in Richtung der oberen Oberfläche6 orientiert ist, um von dem Formharz1 abgetrennt zu werden. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Abschnitt des Formharzes1 auf der Seite der Wärmeableitungsoberfläche5 bezüglich des Aufhängungskontakts3 absplittert. Dies senkt die Wahrscheinlichkeit, dass die Kriechdistanz aufgrund eines Defekts wie etwa Absplittern nicht länger aufrechterhalten wird. - Der Aufhängungskontakt
3 erfährt zuerst eine Stanzung mit der Stanze7 in der Richtung, die von der Wärmeableitungsoberfläche5 in Richtung der oberen Oberfläche6 , d.h. von unten nach oben, orientiert ist, um von dem Formharz1 abgetrennt zu werden. Der Aufhängungskontakt3 erfährt dann eine Stanzung mit der Stanze in der Richtung, die von der oberen Oberfläche6 in Richtung der Wärmeableitungsoberfläche5 , d.h. von oben nach unten, orientiert ist, um vom Leiterrahmen4 abgetrennt zu werden. Diese Abfolge von Prozessschritten erleichtert die Abtrennung des Aufhängungskontakts von dem Formharz und dem Leiterrahmen und ermöglicht, dass der Aufhängungskontakt3 , der nun unnötig ist, problemlos nach unten entsorgt wird. - Die Ausführungsform beschreibt die mit Harz versiegelte Leistungs-Halbleitervorrichtung in
1 als ein Beispiel. Die mit Harz versiegelte Leistungs-Halbleitervorrichtung kann irgendeine andere Konfiguration aufweisen. Die Ausführungsform ist ungeachtet der Form des Formharzes oder der Position des Aufhängungskontakts im Leiterrahmen anwendbar. - Es wird besonders erwähnt, dass in der vorliegenden Erfindung die einzelnen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der Erfindung frei kombiniert oder wie jeweils anwendbar modifiziert und weggelassen werden können.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Formharz,
- 2
- Anschlusskontakt,
- 3
- Aufhängungskontakt,
- 4
- Leiterrahmen,
- 5
- Wärmeableitungsoberfläche,
- 6
- obere Oberfläche,
- 7
- Stanze,
- 8
- Zwischenraum,
- 9
- Formharz,
- 10
- Anschlusskontakt,
- 11
- Aufhängungskontakt.
Claims (5)
- Verfahren zum Herstellen einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung, umfassend die Schritte: (a) Versiegeln eines Halbleiterelements und eines Leiterrahmens (4), der mit dem Halbleiterelement elektrisch verbunden ist, mit einem Formharz (1), um einen versiegelten Körper zu erstellen, in welchem ein Anschlusskontakt (2) und ein Aufhängungskontakt (3), die in dem Leiterrahmen (4) enthalten sind, aus einer Seite des Formharzes (1) nach außen herausragen; (b) Stanzen eines Abschnitts des Aufhängungskontakts (3), wobei der Abschnitt aus dem Formharz (1) herausragt, mit einer ersten Stanze (7) in einer ersten Richtung, die von einer Seite einer Hauptoberfläche des Formharzes (1) zu einer Seite einer anderen Hauptoberfläche, die der einen Hauptoberfläche gegenüberliegt, orientiert ist, um den Aufhängungskontakt (3) vom Formharz (1) abzutrennen; und (c) Stanzen des herausragenden Abschnitts des Aufhängungskontakts (3) mit einer zweiten Stanze in einer zweiten Richtung, die von der Seite der anderen Hauptoberfläche des Formharzes (1) zu der Seite der einen Hauptoberfläche orientiert ist, um den Aufhängungskontakt (3) von dem Leiterrahmen (4) abzutrennen.
- Verfahren zum Herstellen einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei die eine Hauptoberfläche eine Wärmeableitungsoberfläche (5) des Formharzes (1) ist. - Verfahren zum Herstellen einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung nach
Anspruch 2 , wobei der Schritt (c) nach dem Schritt (b) durchgeführt wird. - Verfahren zum Herstellen einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei in dem Schritt (b) eine innerhalb des Formharzes (1) gelegene Spitze des Aufhängungskontakts (3), wobei die Spitze auf einer Abtrennseite gelegen ist, abgetrennt wird, so dass sie aus dem Formharz (1) nicht herausragt. - Verfahren zum Herstellen einer mit Harz versiegelten Leistungs-Halbleitervorrichtung nach
Anspruch 2 , wobei eine Distanz zwischen der einen Hauptoberfläche des Formharzes (1) und einer Oberfläche des Aufhängungskontakts (3) auf der Seite der einen Hauptoberfläche 1,6 mm oder mehr beträgt.
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