JP6496100B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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1.実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法
まず、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法を以下に示す各工程に沿って説明する。
図2は、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法を説明するために示す図である。図2(a)は凹凸構造形成工程の工程図を示し、図2(b)及び(c)は圧接工程の工程図を示す。
図3は、実施形態1における圧接工程を説明するために示す図である。図3(a)は、圧接工程を実施する前の被接合面の拡大図を示し、図3(b)は圧接工程実施中の被接合面の拡大図を示し、図3(c)は圧接工程実施後の被接合面の拡大図を示す。なお、図3中、符号12は、第1アルミニウム部材10の凹凸構造における凸部を示し、符号22は、第2アルミニウム部材20の凹凸構造における凸部を示す。
まず、第1アルミニウム部材10及び第2アルミニウム部材20を準備する。第1アルミニウム部材10としては、アルミニウム製の金属板又はアルミニウム合金製の金属板を用いる。また、第2アルミニウム部材20としては、アルミニウム製の金属板又はアルミニウム合金製の金属板を用いる。
次に、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを、被接合面を対向させた状態とし(図2(b)及び図3(a)参照。)、それぞれの被接合面に対してほぼ垂直な方向から圧力を加えて圧接する(図2(c)、図3(b)及び図3(c)参照。)。第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを圧接する圧力は、例えば1MPa〜30MPaである。
実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法によれば、凹凸構造形成工程S1において、第1アルミニウム部材10及び第2アルミニウム部材20におけるそれぞれの被接合面に凹凸構造を形成するため、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを圧接する際にそれぞれの被接合面の凹凸構造のうち少なくともいずれかの凹凸構造が大きく変形し、この過程でそれぞれの被接合面の表面に存在する酸化膜14,24が破壊される。このため、酸化されていないアルミニウムの面を対向させた状態で圧接することが可能となる。その結果、被接合面の面積が大きい場合であっても、従来のアルミニウム部材の接合方法と比較して、接合面の表面に酸化膜14,24が破壊されずに残る領域が存在し難くなり、アルミニウム部材同士を均一にかつ安定して接合することが可能となる。
図4は、実施形態2に係る半導体装置の製造方法を説明するために示すフローチャートである。
図5は、実施形態2における半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図5(a)は接続子載置工程S30終了時の様子を示し、図5(b)は圧接工程S40の様子を示し、図5(c)は圧接工程S40終了時の様子を示す。
実施形態2における半導体装置100は、第1金属板110と、第2金属板120と、ICチップ130と、ICチップ130の第2電極134及び第2金属板120に接続され、ICチップ130の第2電極134と第2金属板120とを電気的に接続する接続子140とを備える(図5(c)参照。)。
まず、第1金属板110と、第2金属板120と、ICチップ130と、接続子140とを準備する。
次に、第2金属板120と接続子140とを接合するに先だって、第2金属板120の接続子140との接合面122及び接続子140の第2金属板120との被接合面142に凹凸構造を形成する。凹凸構造形成工程S10においては、第2金属板及び接続子のうち被接合面122,142のみに凹凸構造を形成する。それぞれの被接合面122,142に凹凸構造を形成する具体的な方法は、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法における凹凸構造形成工程と同様の方法である。
次に、第1金属板110と、第1金属板110とは離間した位置に第2金属板120とを配置するとともに、第1金属板110におけるダイパッド112に、第1電極132が第1金属板110側となるようにICチップ130を配設する(図5(a)参照。)。なお、ダイパッド112と第1電極132とははんだを介して接合する。
次に、接続子140を、ICチップ130を介して第1金属板110上に載置するとともに第2金属板120上に直接載置する(図5(a)参照。)。
次に、第2金属板120と接続子140とを、それぞれの被接合面122,142を対向させた状態でそれぞれの被接合面122,142に対してほぼ垂直な方向から圧力を加えて圧接する(図5(b)参照。)。また、第2電極134と接続子140とははんだを介して接合する。このようにして、接続子140をICチップ130の第2電極134及び第2金属板120に接続することで、ICチップ130の第2電極134と第2金属板120とを電気的に接続することが可能となる。
図6は、実施形態3における半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図6(a)はICチップ配設工程S20及び接続子載置工程S30の様子を示し、図6(b)は圧接工程S40の様子を示し、図6(c)は圧接工程S40終了時の様子を示す。
Claims (7)
- 第1金属板と、
前記第1金属板とは離間して配置された第2金属板と、
一方面に形成された第1電極及び他方面に形成された第2電極を有し、前記第1電極が前記第1金属板に接続されているICチップと、
前記ICチップの第2電極及び前記第2金属板に接続され、前記ICチップの第2電極と前記第2金属板とを電気的に接続する接続子とを備える半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記第2金属板として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第2金属板を用い、前記接続子として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる接続子を用いるとともに、前記第2金属板及び前記接続子を接合する接合方法として、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第1アルミニウム部材とアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第2アルミニウム部材とを圧接して、前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを接合するアルミニウム部材の接合方法であって、
前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを圧接するに先だって、前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材におけるそれぞれの被接合面に鋸刃形状の凹凸構造を形成する凹凸構造形成工程と、
前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを前記被接合面を対向させた状態で圧接する圧接工程とをこの順序で含み、
前記凹凸構造形成工程においては、エッチングにより前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材におけるそれぞれの前記被接合面に凸部が規則的に配列された前記凹凸構造を形成し、
前記圧接工程において、前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材を圧接する圧力は、1MPa〜30MPaであり、
前記圧接工程においては、前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを圧接する際にそれぞれの前記被接合面の前記凹凸構造のうち少なくともいずれかの凹凸構造が変形し、前記凹凸構造が変形する過程でそれぞれの前記被接合面の表面に存在する酸化膜が破壊されるアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することにより、前記第2金属板と前記接続子とを接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 第1金属板と、
前記第1金属板とは離間して配置された第2金属板と、
一方面に形成された第1電極及び他方面に形成された第2電極を有し、前記第1電極が前記第1金属板に接続されているICチップと、
前記ICチップの第2電極及び前記第2金属板に接続され、前記ICチップの前記第2電極と前記第2金属板とを電気的に接続する接続子とを備える半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記第1金属板として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第1金属板を用い、前記第2金属板として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第2金属板を用い、前記接続子として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる接続子を用い、前記ICチップとして、前記第1電極及び前記第2電極の最表面がアルミニウム又はアルミニウム合金からなるICチップを用いるとともに、前記接続子を、前記ICチップを介して前記第1金属板上に載置するとともに前記第2金属板上に直接載置した状態で、前記第1金属板と前記ICチップの前記第1電極、前記ICチップの前記第2電極と前記接続子、及び、前記第2金属板と前記接続子を、それぞれ接合する接合方法として、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第1アルミニウム部材とアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第2アルミニウム部材とを圧接して、前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを接合するアルミニウム部材の接合方法であって、
前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを圧接するに先だって、前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材におけるそれぞれの被接合面に鋸刃形状の凹凸構造を形成する凹凸構造形成工程と、
前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを前記被接合面を対向させた状態で圧接する圧接工程とをこの順序で含み、
前記凹凸構造形成工程においては、エッチングにより前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材におけるそれぞれの前記被接合面に凸部が規則的に配列された前記凹凸構造を形成し、
前記圧接工程において、前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材を圧接する圧力は、1MPa〜30MPaであり、
前記圧接工程においては、前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを圧接する際にそれぞれの前記被接合面の前記凹凸構造のうち少なくともいずれかの凹凸構造が変形し、前記凹凸構造が変形する過程でそれぞれの前記被接合面の表面に存在する酸化膜が破壊されるアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することにより、前記第1金属板と前記ICチップの前記第1電極、前記ICチップの前記第2電極と前記接続子、及び、前記第2金属板と前記接続子をそれぞれ接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記圧接工程においては、加熱装置によって加熱することなく前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを圧接することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記凹凸構造は、同じサイズの凸部を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記凹凸構造は、異なるサイズの凸部を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチは、前記第2アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチと同じであることを特徴とする請求項4又は5に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチは、前記第2アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチと異なることを特徴とする請求項4又は5に記載の半導体装置の製造方法。
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