JP2005203557A - 半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 半導体チップと電極板を接続する接着剤中にボイド発生させない製法の提供。【解決手段】 いずれも四角形体となる半導体チップまたは第１の電極板のいずれか一方の面に多点状に接着剤（Ａｇペースト）を塗布する工程と、前記接着剤を塗布した面に前記半導体チップまたは前記第１の電極板を所定の荷重を掛けて重ねかつ前記接着剤を硬化処理して前記半導体チップと前記第１の電極板を接続する工程とを有する半導体装置の製造方法であって、前記接着剤の塗布において、前記四角形体の中心に第１の接着剤を塗布し、前記第１の接着剤の周囲に複数の第２の接着剤を塗布し、前記第１の接着剤の直径は前記第２の接着剤よりも大きくすることを特徴とする。複数の第２の接着剤は第１の接着剤に対して点対称に配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は高出力半導体装置に係わり、特に、半導体チップの１面を導電性接着剤を介して電極板に固定する構成の半導体装置に適用して有効な技術に関する。
高出力半導体装置の一つとして、電源用トランジスタを形成した半導体チップを封止体内に組み込んだ半導体装置（パワートランジスタ）が知られている。電源用トランジスタとしては、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect-Transistor），ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor），バイポーラパワートランジスタ等がある。
パワーＭＯＳＦＥＴ装置は、封止体内にパワーＭＯＳＦＥＴチップを組み込んだ構造になっている。パワーＭＯＳＦＥＴ装置として、絶縁性樹脂からなる封止体の底面にドレイン端子となる金属部材からなる電極板を露出させ，封止体の一側にソース用リード端子及びゲート用リード端子を配置したＬＦＰＡＫ（Loss Free Package）が知られている。ソース用リード端子及びゲート用リード端子の内端はバンプ電極を介してソース電極及びゲート電極に接続されている。また、ソース用リード端子及びゲート用リード端子は一部で屈曲し、その先端は封止体の下面と同じ高さに位置し、表面実装が可能な構造になっている（例えば、特許文献１）。
特開２００３−８６７８７号公報
パワーＭＯＳＦＥＴ装置における半導体チップの裏面電極（ドレイン電極）と金属板とは導電性接着剤（例えば、Ａｇペースト）によって接続（固定）されている。この固定は、例えば、図２０（ａ）〜（ｃ）に示すような段階を経て行われる。図２０（ａ）〜（ｃ）において、左側の図は半導体チップ９０と電極板９１を接着剤９２によって接続する状態を示し、右側の図は２列に塗布された接着剤９２の広がり状態を示す図である。
図２０（ａ）に示すように、長方形の半導体チップ９０の１面（第２の面）に接着剤９２を２列に小分けして塗布する。この接着剤９２の塗布は、図２１（ａ），（ｂ）に示すように、シリンジ９３の先端に２列に亘って複数のニードル９４を有するディスペンサーによって行う。図では２列４行に配置された合計８本のニードル９４によって接着剤９２の塗布を行う。図２０（ａ）は、前記ディスペンサーによって半導体チップの第２の面に接着剤９２が塗布された状態を示す。点状に塗布された接着剤９２の間隔は、列間では広く、行間では狭くなっている。
図２０（ｂ）に示すように、半導体チップ９０の第２の面上に電極板９１を位置決めして重ね、ついで図２０（ｃ）に示すように電極板９１を半導体チップ９０に押し付け、さらに接着剤の硬化処理（ベーク処理）を行って半導体チップ９０と電極板９１を固定する。図２０（ｂ）に示すように、半導体チップ９０上に電極板９１を重ねた状態では、２列４行の配置の接着剤９２の各間隔はそれほど変化しないが、図２０（ｃ）に示すように電極板９１を半導体チップ９０に押し付けることによって、半球状に盛り上がっていた接着剤９２は押し潰されて広がり、隣接する接着剤９２と一体化していく。
しかし、接着剤（Ａｇペースト）の濡れ性（広がり性）が悪く、接合部分にボイド（気泡）が発生し、半導体装置の特性・信頼性劣化を引き起こすことが判明した。このボイドの発生について検討した。
電極板９１を半導体チップ９０に押し付けた場合、図２０（ｃ）の右側の図に示すように、一列目と２列目の間に空気が閉じ込められてしまう。例えば、１列目（図で上列）の左側の１番目及び２番目の接着剤９２と、２列目（図で下列）の左側の１番目及び２番目の接着剤９２は、四角形の各頂点にそれぞれ接着剤９２が配置された格好である。このため、各頂点位置の接着剤９２が潰されて周辺に広がると、列列間、行行間で隣接する接着剤の一体化が進み、四角形の中心部分の空気が外に逃げることができなくなり、四角形の中心部分に空気が閉じ込められてボイド９５が発生してしまう。
本発明の一つの目的は、半導体チップと電極板との接着剤による接続の信頼性が高い半導体装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
（１）本発明の半導体装置の製造方法は、
表裏面である上面と下面を有し、前記上面と前記下面を繋ぐ側面を有する絶縁性樹脂からなる封止体と、
前記封止体内に位置し、第１の面に第１電極及び制御電極を有し、前記第１の面の裏面になる第２の面に第２電極を有する半導体チップと、
表裏面である上面と下面を有し、下面は前記封止体の下面に露出し、前記封止体内に位置する上面は接着剤（例えば、Ａｇペースト）を介して前記半導体チップの第２電極に接続される第１の電極板と、
表裏面である上面と下面を有し、前記封止体の内外に亘って延在し、前記封止体内の前記半導体チップの第１電極に接続される第２の電極板と、
表裏面である上面と下面を有し、前記封止体の内外に亘って延在し、前記封止体内の前記半導体チップの制御電極に接続される第３の電極板とを有する半導体装置の製造方法であって、
前記第１の電極板を有する第１のリードフレーム、前記第２及び前記第３の電極板を有する第２のリードフレームを用意する工程と、
前記第２のリードフレームの前記第２及び前記第３の電極板に前記半導体チップの前記第１電極及び制御電極を電気的に接続する工程と、
前記半導体チップの前記第２電極上に接着剤を多点状に塗布した後、前記第１のリードフレームの前記第１の電極板を所定の荷重を掛けて重ね合わせ、かつ前記接着剤を硬化処理して前記第２電極を前記第１の電極板に電気的に接続する工程と、
前記半導体チップ、第１及び第２のリードフレームの所定部を絶縁性の樹脂で封止する工程と、
前記第１及び第２のリードフレームの不要部分を切断除去する工程とを有し、
前記接着剤の塗布において、前記四角形体の中心に第１の接着剤を塗布し、前記第１の接着剤の周囲であり、かつ前記四角形体の各角に対応して配置される第２の接着剤を塗布し、
前記第１の接着剤の直径は前記第２の接着剤よりも、例えば、１．２〜１．５倍程度と大きくすることを特徴とする。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
前記（１）の手段によれば、四角形体の半導体チップの第２の面に接着剤を多点状に塗布する際、前記四角形体の中心に第１の接着剤を塗布し、前記第１の接着剤の周囲に複数の第２の接着剤を塗布し、かつ前記第１の接着剤の直径は前記第２の接着剤よりも大きくしてある。従って、第１のリードフレームの第１の電極板を半導体チップに押し付けた際広がる多点状に配置される接着剤は、四角形体の中心から周囲に広がり、四角形体の中心の空気を外部に押し出すように作用する。また、前記第２の接着剤は前記四角形体の各角に対応して配置されている。従って、第１の接着剤の半径方向の広がりと相俟って第２の接着剤は各領域で円周方向に広がり、四角形体の中心から押し出される空気を各領域で３方向から押し出して空気を半径方向に押し出すことになり、接着剤内にボイドが発生し難くなる。この結果、半導体チップと第１の電極板を接続する接着剤は均一な厚さになるとともにボイドを含まないようになることから、伝熱特性も良好になり、放熱性が向上し、電気特性が安定した信頼性の高い半導体装置とすることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１乃至図１９は本発明の実施例１である半導体装置の製造方法に係わる図である。本実施例１では、本発明をＬＦＰＡＫ型のパワーＭＯＳＦＥＴ装置（半導体装置）の製造に適用した例について説明する。本発明の製法によって製造されたパワーＭＯＳＦＥＴ装置は、封止体内に縦型のパワーＭＯＳＦＥＴを形成した半導体チップが組み込まれている。半導体チップの第１の面（主面）には、第１電極であるソース（Ｓ）電極と、制御電極であるゲート（Ｇ）電極が設けられ、前記第１の面の反対面となる第２の面（主面）には第２電極となるドレイン（Ｄ）電極が設けられる構造になっている。
パワーＭＯＳＦＥＴ装置（半導体装置）１は、図１８及び図１９に示すような構造になっている。図１８は平面図であり、図１９は断面図である。これらの図に示すように、偏平四角形状の絶縁性樹脂からなる封止体（パッケージ）２の右端からドレイン電極板３を突出させ、左端から３本のソースリード４と１本のゲートリード５を突出させている。ドレイン電極板３は第１の電極板で形成されている。３本のソースリード４は封止体２内で一体となり、第２の電極板で形成されている。１本のゲートリード５は第３の電極板で形成される。
ドレイン電極板３は、その一部（左側）が封止体２に埋め込まれ、下面は封止体２の下面に露出し、右端部は封止体２の側面から突出する幅広の平板からなっている。ドレイン電極板３は封止体２内において半導体チップ８を搭載するに十分な面積のチップ固定部分を有している。突出側のドレイン電極板部分には、封止体２の縁に沿ってスリット６が設けられている。このスリット６内には封止体２を形成する樹脂が充填されている。このスリット６によって、封止体２がドレイン電極板３から剥離し難くなる。封止体２とドレイン電極板３との接着強度を高めるため、図１９に示すように、ドレイン電極板３の封止体２内に埋没する上面側の周面やスリット６部分には鍔部３ａが設けられている。ドレイン電極板３は半導体チップ８で発生した熱を外部に放散させるヒートスプレッダとなる。
ソースリード４及びゲートリード５は共に平行に延在して封止体２の側面から突出している。これらのリードは途中で一段屈曲して先端をドレイン電極板３と同じ高さに位置させている。これにより、パワーＭＯＳＦＥＴ装置１は表面実装型となる。
ソースリード４及びゲートリード５は、封止体２内において半導体チップ８のソース電極及びゲート電極に金バンプ電極９を介して電気的に接続されている。図１９はソースリード４が金バンプ電極９を介して半導体チップ８の図示しないソース電極に接続される状態を示す図である。ゲートリード５は１本であり、第３の電極板で形成される。また、３本のソースリード４は封止体２内において連結される構造になっている（図７参照）。
なお、封止体２の表面には、図１８に示すように、方向識別のために円形窪みからなるインデックス１０が設けられている。
つぎに、本実施例のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１の製造方法について説明する。パワーＭＯＳＦＥＴ装置１は、図２のフローチャートで示すように、第１及び第２のリードフレーム準備（Ｓ０１）、チップボンディング（Ｓ０２）、接着剤塗布（Ｓ０３）、ヒートスプレッダ固定（Ｓ０４）、封止体形成（Ｓ０５）、切断・成形（Ｓ０６）の各工程を経て製造される。以下順次説明する。
パワーＭＯＳＦＥＴ装置１の製造においては、図５に示す第１のリードフレーム２０と、図３に示す第２のリードフレーム４０が準備される。第１のリードフレーム２０は、長手方向に沿って２０個、幅方向に２個、合計４０個のリードパターンが配列され、４０個のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１を製造できる部品になっている。図６は第１のリードフレーム２０の長手方向２個、幅方向２個、合計４個のリードパターンを示す拡大図である。
第２のリードフレーム４０は、図３に示すように、長手方向に沿って２０個、幅方向に４個、合計８０個のリードパターンが配列され、８０個のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１を製造できる部品になっている。図４は第２のリードフレーム４０の単一のリードパターンを示す拡大図である。
第１のリードフレーム２０は、長手方向に沿って平行に延在する２本の外枠２１と、これら２本の外枠２１を所定間隔で連結する２本の横枠２２とからなる枠体からなっている。この横枠２２はリードフレームの両端では１本になっている。図６は第１のリードフレーム２０の一部の拡大平面図であり、隣接する横枠２２間に配置される４個のリードパターンを示す。隣接する横枠２２の中間には、横枠２２に平行に細い支持片２３が設けられている。この支持片２３はそれぞれ外枠２１から延在している。また、支持片２３の中央に沿ってスリット２４が２本直列に設けられている。
また、スリット２４に沿う両側の支持片部分から四角形状の第１の電極板２５が突出している。この第１の電極板２５の付け根はその幅がわずかに狭くなっている。またこの狭くなった第１の電極板２５の部分には前述のスリット６が形成されている。第１の電極板２５及びスリット６の縁は段付き形状にされて前述のように鍔部３ａが設けられている。従って、図６では裏面側に半導体チップ８が固定されることになる。また、スリット２４の両端部分は円形となっている。これは、パワーＭＯＳＦＥＴ装置１の製造の最終に近い段階で支持片２３を切断するため、切断長さを短くするためである。支持片２３を所定箇所で切断することにより、第１の電極板２５及び支持片２３部分によって、前記ドレイン電極板３が形成されることになる。第１の電極板２５は前述のようにヒートスプレッダの一部を構成する。なお、外枠２１にはリードフレームを移送したり、位置決めする際使用されるガイド孔２７が設けられている。第１のリードフレーム２０は厚さ０．２ｍｍ程度の銅合金板で形成されている。
第２のリードフレーム４０は、長手方向に沿って平行に延在する２本の外枠４１と、これら２本の外枠４１を所定間隔で連結する横枠４２とからなる枠体からなっている。そして、一対の外枠４１間には４個のリードパターンが配置されている。図３はリードフレーム全体を示すことから図が微細となるため、単位リードパターン部分を図４にて説明する。図３に示すように、一対の外枠４１間には細いダム片４３が延在している。このダム片４３は横枠４２に平行に延在している。ダム片４３には交差するように４本のリード４ａ，５ａが連なっている。これらリード４ａ，５ａは平行に延在し、両側のリード４ａ，５ａの端末が直接横枠４２に連なっている。中央の２本のリード４ａの端末は、両側のリード４ａ，５ａ間に設けられた補助支持片に連なっている（図３参照）。
３本のリード４ａの先端側は幅広の接続部４４に連なっている。この接続部４４は半導体チップ８のゲート電極に接続される部分である。接続部４４は細い支持片４５を介して隣接する接続部４４または外枠４１に接続されている。また、接続部４４にはスリット４６が２本設けられている。このスリット４６は、封止体２を形成する際、封止体２を形成する樹脂がこのスリット４６を通過して半導体チップ８の表面に充填されるべく設けられている。
リード５ａは１本で形成され、その先端部分は半導体チップ８のゲート電極に接続される接続部５０となっている。接続部５０は接続部４４に隣接している。パワーＭＯＳＦＥＴ装置１の製造の最終段階に近い段階で行われる切断時には、ダム片４３は切断除去され、支持片４５及びリード４ａ，５ａは所定箇所で切断される。リード４ａ，５ａ及び接続部４４は、封止体２で覆われる部分は、封止体２を形成する樹脂との噛み合いを多くして抜けないようにするため、あるいは樹脂との接着強度を向上させるために所定縁部分を突出あるいは窪ませてある。また、熱の影響でリードフレームが変形しないように、例えば、支持片４５は屈曲させてある。また、外枠４１にはリードフレームを移送したり、位置決めする際使用されるガイド孔５５が設けられている。第２のリードフレーム４０は厚さ０．２５ｍｍ程度の銅合金板で形成されている。
第２のリードフレーム４０において、３本のリード４ａや接続部４４は第２の電極板を構成し、切断後はソースリード４を形成する。また、リードフレーム状態において、１本のリード５ａ及びその先端の接続部５０は第３の電極板を構成し、切断後はゲートリード５を形成する。
上記の第１のリードフレーム２０及び第２のリードフレーム４０を準備した（Ｓ０１）後、図７に示すように、第２のリードフレーム４０上に半導体チップ８を固定する（チップボンディング：Ｓ０２）。図７では、半導体チップ８は透過状態で模式的に示してある。また、図８には第２のリードフレーム４０に固定された半導体チップ８を示してある。半導体チップ８は、例えば、主面にｎ−型のエピタキシャル層を有するｎ＋型のシリコン半導体基板を基に形成され、平面的に多数のセル（トランジスタ）を整列配置した構造になっている。そして、半導体チップ８の第１の主面に各セルに繋がるソース電極及びゲート電極を有し、裏面にドレイン電極を有する構造になっている。
そこで、図７に示すように、リード５ａの接続部５０は金バンプ電極９を介して半導体チップ８のゲート電極が接続される。また、リード４ａに連なる接続部４４は金バンプ電極９を介して半導体チップ８のソース電極に接続される。
つぎに、図８及び図９に示すように、第２のリードフレーム４０に固定された半導体チップ８の第２の面（主面）に接着剤を多点状に塗布する（Ｓ０３）。接着剤は、例えばＡｇペーストである。半導体チップ８は四角形体、即ち、長方形となっている。そこで、図８及び図９に示すように、長方形である半導体チップ８の中心上に第１の接着剤６０を塗布するとともに、この第１の接着剤６０の周囲に第２の接着剤６１を４個塗布する。第１の接着剤６０は第２の接着剤６１に比較して直径が大きい。従って、半導体チップ８の第２の面に半球状に塗布される第１の接着剤６０の量も第２の接着剤６１よりも多いことになる。例えば、第１の接着剤６０の直径は第２の接着剤６１の直径の１．２〜１．５倍程度の大きさになっている。
また、半導体チップ８が長方形であることから、第２の接着剤６１は長辺に沿って配置され、かつ四角形体の各辺に対応している。また、第２の接着剤６１は第１の接着剤６０に対して点対称に配置されている。一例を挙げるならば、長さ３．９ｍｍ、幅２．８ｍｍの半導体チップ８の場合、第１の接着剤６０は直径０．４９ｍｍであり、第２の接着剤６１の直径は０．３９ｍｍである。また、第１の接着剤６０と第２の接着剤６１との間隔は１．３２ｍｍであり、隣接する第２の接着剤６１同士の間隔は２．４ｍm及び１．１ｍｍである。
接着剤の多点状塗布は、例えば、図１０に示すディスペンサー６５を用いて行う。ディスペンサー６５のコントロールボックス６６から延在するチューブ６７にはシリンジ６８が接続されている。シリンジ６８の先端のニードル６９に本発明による補助のシリンジ７０を取り付ける。この補助のシリンジ７０の底の中心には第１のニードル７１が設けられている。また、この第１のニードル７１の周囲には第２のニードル７２が設けられている。第１のニードル７１と第２のニードル７２の配置関係は、図８に示す半導体チップ８に塗布された第１の接着剤６０及び第２の接着剤６１の関係に対応している。即ち、図１１は補助のシリンジ７０の底部を示す模式図であり、中心には太い第１のニードル７１が位置し、その周囲に４本の第２のニードル７２が配置されている。従って、この補助のシリンジ７０を使用して、Ａｇペーストを塗布することによって、図８に示すような第１の接着剤６０及び第２の接着剤６１の塗布が可能になる。図１２（ａ）は多点状塗布の状態を示す模式図である。
つぎに、図１、図１２（ｂ）及び図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、半導体チップ８の第２の面に第１のリードフレーム２０のヒートスプレッダの一部を構成する第１の電極板２５を接着剤によって固定する。図１は半導体チップ８の第２の面に第１のリードフレーム２０の第１の電極板２５を矢印に示すように移動して位置決めして重ねることを示す模式図である。これ以降、第１のリードフレーム２０は模式図で示す。図１２（ｂ）は、ヒートスプレッダを構成する第１の電極板２５を半導体チップ８の第２の面にヒートスプレッダ押さえ用コレット７５で押さえた状態を示す。そして、この状態で半導体チップ８と第１の電極板２５との間に均一に広がった接着剤７を硬化処理（ベーク処理）して接着剤７を硬化させる。これにより、ヒートスプレッダが半導体チップ８に固定される（Ｓ０４）。
図１３（ａ）〜（ｄ）は半導体チップ８の第２の面に多点状に接着剤を塗布した後、ヒートスプレッダとなる第１の電極板２５を半導体チップ８に接着剤７によって固定する状態を示す模式図である。図１３（ａ）〜（ｄ）において、左側の図は半導体チップ８と第１の電極板２５を接着剤７（第１・第２の接着剤６０，６１）によって接続する状態を示し、右側の図は多点状塗布された第１・第２の接着剤６０，６１の広がり状態を示す図である。
図１３（ａ）に示すように、長方形の半導体チップ８第２の面に第１・第２の接着剤６０，６１を小分けして塗布する。
つぎに、図１３（ｂ）に示すように、半導体チップ８の第２の面上に第１の電極板２５を位置決めして重ね、ついで図１３（ｃ）に示すように第１の電極板２５を半導体チップ８に押し付けて、図１３（ｄ）に示すように第１・第２の接着剤６０，６１を一体化して接着剤７とさせ、さらに接着剤の硬化処理（ベーク処理）を行って半導体チップ８と第１の電極板２５を固定する。これにより、図１４及び図１５に示すように、半導体チップ８に接着剤７を介して第１の電極板２５を固定することができる。図１４及び図１５は半導体チップ８に接着剤７を介して第１の電極板２５が固定された状態の模式的平面図及び模式的断面図である。
この間の多点状塗布による接着剤（Ａｇペースト）は、図１３（ａ）〜（ｄ）と進むにつれて順次押し潰されて広がり、半導体チップ８と第１の電極板２５の間で一体化する。この一体化の段階において、従来のように空気を巻き込むことがなく、接着剤７内には気泡（ボイド）が発生しなくなる。
即ち、本実施例によれば、四角形体の半導体チップ８の第２の面に接着剤を多点状に塗布する際、前記四角形体の中心に第１の接着剤６０を塗布し、前記第１の接着剤６０の周囲に複数の第２の接着剤６１を塗布し、かつ第１の接着剤６０の直径は第２の接着剤６１よりも大きくしてある。従って、第１のリードフレーム２０の第１の電極板２５を半導体チップ８に押し付けた際広がる多点状に配置される接着剤（第１・第２の接着剤６０，６１）は、四角形体の中心から周囲に広がり、四角形体の中心の空気を外部に押し出すように作用する。また、第２の接着剤６１は半導体チップ８の四角形体の各角に対応して配置されている。従って、第１の接着剤６０の半径方向の広がりと相俟って第２の接着剤６１は各領域で円周方向に広がり、四角形体の中心から押し出される空気を各領域で３方向から押し出して空気を半径方向に押し出すことになり、接着剤７内にボイドが発生し難くなる。この結果、半導体チップ８と第１の電極板２５を接続する接着剤７は均一な厚さになるとともにボイドを含まないようになる。
つぎに、図１６及び図１７に示すように、半導体チップ８等を含む部分を覆うように封止体２を形成する（Ｓ０５）。封止体２の形成は、例えば、トランスファモールディング装置によって形成する。図１６は封止体２を含む部分の模式的平面図であり、図１７は裏返し状態の模式的断面図である。封止体２は第２のリードフレーム４０のダム片４３よりも先端側に設けられる。また、封止体２の縁は第１のリードフレーム２０のスリット６に沿って延在するように形成される。封止体２の表面には、図１６に示すように、方向識別用の円形窪みからなるインデックス１０が設けられる。
つぎに、第１のリードフレーム２０及び第２のリードフレーム４０の不要部分を切断除去するとともに、所定のリードの成形を行って図１８及び図１９に示すようなパワーＭＯＳＦＥＴ装置１を製造する（Ｓ０６）。即ち、第１のリードフレーム２０においては支持片２３を所定箇所で切断し、第２のリードフレーム４０においてはダム片４３を切断除去するとともに支持片４５及びリード４ａ，５ａを所定箇所で切断する。また成形においてはリード４ａ，５ａを階段状に折り曲げ加工して表面実装型の半導体装置に形成する。
本実施例１の半導体装置の製造方法によれば、四角形体の半導体チップ８の第２の面に接着剤を多点状に塗布する際、前記四角形体の中心に第１の接着剤６０を塗布し、前記第１の接着剤６０の周囲に複数の第２の接着剤６１を塗布し、かつ第１の接着剤６０の直径は第２の接着剤６１よりも大きくしてある。従って、第１のリードフレーム２０の第１の電極板２５を半導体チップ８に押し付けた際広がる多点状に配置される接着剤（第１・第２の接着剤６０，６１）は、四角形体の中心から周囲に広がり、四角形体の中心の空気を外部に押し出すように作用する。また、第２の接着剤６１は半導体チップ８の四角形体の各角に対応して配置されている。従って、第１の接着剤６０の半径方向の広がりと相俟って第２の接着剤６１は各領域で円周方向に広がり、四角形体の中心から押し出される空気を各領域で３方向から押し出して空気を半径方向に押し出すことになり、接着剤７内にボイドが発生し難くなる。この結果、半導体チップ８と第１の電極板２５を接続する接着剤７は均一な厚さになるとともにボイドを含まないようになることから、伝熱特性も良好になり、放熱性が向上し、電気特性が安定した信頼性の高い半導体装置１とすることができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。実施例では、パワーＭＯＳＦＥＴを半導体チップに組み込んだ例を示したが、組み込む素子としてはＭＩＳＦＥＴ，パワーバイポーラトランジスタ，ＩＧＢＴ等のトランジスタ、あるいはトランジスタを含むＩＣでもよい。
本発明の実施例１である半導体装置の製造方法の一部を示す模式的平面図である。 実施例１の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。 実施例１の半導体装置の製造に用いる第２のリードフレームの平面図である。 前記第２のリードフレームの一部を示す拡大平面図である。 実施例１の半導体装置の製造に用いる第１のリードフレームの平面図である。 前記第１のリードフレームの一部を示す拡大平面図である。 前記第２のリードフレームに第１の面を介して半導体チップを固定する状態を示す模式的拡大平面図である。 前記第２のリードフレームに固定された半導体チップの第２の面に接着剤を塗布した状態を示す模式的拡大平面図である。 前記第２のリードフレームに固定された半導体チップの第２の面に接着剤を塗布した状態を示す模式的拡大断面図である。 前記接着剤の塗布を行うディスペンサーを示す模式的斜視図である。 前記ディスペンサーのノズル端を示す模式的平面図である。 前記ディスペンサーによる半導体チップへの接着剤の塗布作業状態と、半導体チップの第２の面に第２のリードフレームを固定する作業状態を示す模式図である。 前記半導体チップへの接着剤の塗布から、半導体チップに第２のリードフレームを固定するまでの間における接着剤の広がり変化を示す模式図である。 前記半導体チップに第２のリードフレームが固定された状態を示す一部の模式的拡大平面図である。 前記半導体チップに第２のリードフレームが固定された状態を示す一部の模式的拡大断面図である。 前記半導体チップや前記リードフレームの一部等を封止体で封止した状態を示す一部の模式的拡大平面図である。 図１６の裏返し状態の模式的拡大断面図である。 前記リードフレームの不要部分の切断除去と、リードの成形を行って実施例１の半導体装置を製造した状態を示す模式的拡大平面図である。 前記リードフレームの不要部分の切断除去と、リードの成形を行って実施例１の半導体装置を製造した状態を示す模式的拡大断面図である。 本発明に先立って検討した半導体装置の製造における半導体チップの第２の面への接着剤による第２のリードフレームの固定方法と、前記固定時の接着剤の広がり変化を示す模式図である。 前記接着剤の塗布を行うディスペンサーのノズル端部分と、ノズル端面を示す模式図である。
符号の説明
１…半導体装置（パワーＭＯＳＦＥＴ装置）、２…封止体（パッケージ）、３…ドレイン電極板、３ａ…鍔部、３ｂ…第１の電極板、４…ソースリード、４ａ…リード、５…ゲートリード、５ａ…リード、６…スリット、７…接着剤、８…半導体チップ、９…金バンプ電極、１０…インデックス、２０…第１のリードフレーム、２１…外枠、２２…横枠、２３…支持片、２４…スリット、２５…電極版、２７…ガイド孔、４０…第２のリードフレーム、４１…外枠、４２…横枠、４３…ダム片、４４…接続部、４５…支持片、４６…スリット、５０…接続部、５５…ガイド孔、６０…第１の接着剤、６１…第２の接着剤、６５…ディスペンサー、６６…コントロールボックス、６７…チューブ、６８…シリンジ、６９…ニードル、７０…補助のシリンジ、７１…第１のニードル、７２…第２のニードル、７５…ヒートスプレッダ押さえ用コレット、９０…半導体チップ、９１…電極板、９２…接着剤、９３…シリンジ、９４…ニードル、９５…ボイド

Claims (5)

  1. いずれも四角形体となる半導体チップまたは第１の電極板のいずれか一方の面に多点状に接着剤を塗布する工程と、
    前記接着剤を塗布した面に前記半導体チップまたは前記第１の電極板を所定の荷重を掛けて重ねかつ前記接着剤を硬化処理して前記半導体チップと前記第１の電極板を接続する工程とを有する半導体装置の製造方法であって、
    前記接着剤の塗布において、前記四角形体の中心に第１の接着剤を塗布し、前記第１の接着剤の周囲に複数の第２の接着剤を塗布し、
    前記第１の接着剤の直径は前記第２の接着剤よりも大きくすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 前記第２の接着剤は前記四角形体の各角に対応して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記複数の第２の接着剤は前記第１の接着剤に対して点対称に配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 前記接着剤としてＡｇペーストを用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 表裏面である上面と下面を有し、前記上面と前記下面を繋ぐ側面を有する絶縁性樹脂からなる封止体と、
    前記封止体内に位置し、第１の面に第１電極及び制御電極を有し、前記第１の面の裏面になる第２の面に第２電極を有する半導体チップと、
    表裏面である上面と下面を有し、下面は前記封止体の下面に露出し、前記封止体内に位置する上面は接着剤を介して前記半導体チップの第２電極に接続される第１の電極板と、 表裏面である上面と下面を有し、前記封止体の内外に亘って延在し、前記封止体内の前記半導体チップの第１電極に接続される第２の電極板と、
    表裏面である上面と下面を有し、前記封止体の内外に亘って延在し、前記封止体内の前記半導体チップの制御電極に接続される第３の電極板とを有する半導体装置の製造方法であって、
    前記第１の電極板を有する第１のリードフレーム、前記第２及び前記第３の電極板を有する第２のリードフレームを用意する工程と、
    前記第２のリードフレームの前記第２及び前記第３の電極板に前記半導体チップの前記第１電極及び制御電極を電気的に接続する工程と、
    前記半導体チップの前記第２電極上に接着剤を多点状に塗布した後、前記第１のリードフレームの前記第１の電極板を所定の荷重を掛けて重ね合わせ、かつ前記接着剤を硬化処理して前記第２電極を前記第１の電極板に電気的に接続する工程と、
    前記半導体チップ、第１及び第２のリードフレームの所定部を絶縁性の樹脂で封止する工程と、
    前記第１及び第２のリードフレームの不要部分を切断除去する工程とを有し、
    前記接着剤の塗布において、前記四角形体の中心に第１の接着剤を塗布し、前記第１の接着剤の周囲に複数の第２の接着剤を塗布し、
    前記第１の接着剤の直径は前記第２の接着剤よりも大きくすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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