[0080]電極9是將由銅或銅合金形成的厚度為0.5?2mm左右的平板，通過模具成型進行彎曲而形成的。通常，從半導體元件I的表面到外部電極的配線連接，利用鋁等金屬性的導線7進行導線接合并固相接合。本實施方式的半導體裝置設想為對大電流進行通斷控制，作為動作電流而流過大電流。因此，多個導線7并列地配置，作為導線7，采用直徑大約300?500 μ m的粗金屬導線。
[0081]另外，與實施方式I相同，在各半導體元件I和導電性基板5的接合部分，接合材料2在俯視觀察時不向半導體元件I的用于接合的面即接合面外側(cè)溢出。此外，在本實施方式中，所謂半導體元件I的用于接合的面即接合面，是指半導體元件I的底面。具體而言，例如，半導體元件I的底面的一條邊為4mm?18mm。
[0082]<制造方法>
[0083]首先，準備尺寸為例如1mmX80mmX3mm的導電性基板5。圖4是導電性基板5的俯視圖。然后，在導電性基板5頂面的接合區(qū)域5a中，配置膏狀的燒結(jié)性的接合材料2。接合材料2具有與實施方式I中所述的接合材料相同的性質(zhì)。接合材料2填充至射流器，并從射流器射出而涂敷在接合區(qū)域5a。即，接合區(qū)域5a是用于配置接合材料2的區(qū)域。在圖4中，區(qū)域5b是將半導體元件I的接合面(在本實施方式中為半導體元件I的底面)投影所得到的區(qū)域。接合材料2配置在區(qū)域5b的中央。
[0084]然后，以半導體元件I的底面與區(qū)域5b重疊的方式，在導電性基板5上安裝半導體元件I。在這里，配置有接合材料2的接合區(qū)域5a位于區(qū)域5b內(nèi)側(cè)。即，在如前所述的配置接合材料2的工序中，接合材料2配置在區(qū)域5b內(nèi)側(cè)。
[0085]然后，一邊使已安裝的半導體元件I的接合面與接合材料2加壓接觸，一邊進行接合材料2的燒結(jié)。加壓及加熱的處理是通過加熱加壓裝置而進行的。加熱溫度處于180°C?350°C范圍，加壓力處于5MPa?30MPa的范圍，通過保持該狀態(tài)30?180秒而進行接合。通過該加壓及加熱的處理，絕緣基板3和半導體元件I經(jīng)由接合材料2而接合。此外，也可以在利用加熱加壓裝置進行加熱及加壓處理的工序中，集中處理多個導電性基板5。
[0086]在加壓時，膏狀的接合材料2在半導體元件I的底面和導電性基板5之間以涂敷部位(接合區(qū)域5a)為中心擴展。此外，接合材料2的涂敷量是在加壓時不從半導體元件I的底面(即，區(qū)域5b)溢出的涂敷量。在接合材料2接合后、即加熱及加壓后的厚度為20?200 μ m左右。
[0087]如上所述，利用加熱加壓裝置，能夠同時使圖3所示的2個半導體元件I接合。不限于2個，通過集中對多個半導體元件I進行加熱加壓，從而能夠同時接合，生產(chǎn)性優(yōu)異。
[0088]然后，例如通過楔形接合，利用由Al形成的導線7將半導體元件I的頂面電極和另一半導體元件I的頂面電極之間或者半導體元件I的頂面電極和電極9之間進行配線連接。
[0089]并且，最后，利用以環(huán)氧樹脂為主要成分的封裝材料10，例如通過傳遞模塑法對導電性基板5、半導體元件1、接合材料2以及導線7進行封裝。此時，絕緣金屬層6緊貼在導電性基板5的底面。
[0090]根據(jù)本實施方式的制造方法，能夠以比塊體材料所具有的熔點溫度低的溫度(180°C?350°C )進行接合，能夠得到具有耐受至塊體材料所具有的熔點為止的耐熱性的高品質(zhì)接合。因此，能夠得到可在高溫下動作的高可靠性的半導體裝置。
[0091]< 效果 >
[0092]在本實施方式的半導體裝置的制造方法中，其特征在于，在基板(即，導電性基板5)的主面的接合區(qū)域5a中配置燒結(jié)性的接合材料2的工序中，接合材料2通過從射流器射出而配置。
[0093]因此，在進行接合時，一邊將半導體元件I向?qū)щ娦曰?加壓一邊加熱，因此如果在配置半導體元件I的區(qū)域的中央配置接合材料2，則通過加壓而以大致同心圓狀擴展。因此，即使利用射流器來配置接合材料2，也能夠進行接合。
[0094]此外，本發(fā)明在其發(fā)明的范圍內(nèi)，能夠自由地對各實施方式進行組合，或適當?shù)貙Ω鲗嵤┓绞竭M行變形、省略。
【主權(quán)項】
1.一種半導體裝置的制造方法，其特征在于， 具備以下工序: (a)準備絕緣性或者導電性的基板； (b)在所述基板的主面的接合區(qū)域中配置燒結(jié)性的接合材料；以及 (C)通過一邊使半導體元件的用于接合的面即接合面與所述接合材料加壓接觸，一邊對所述接合材料進行燒結(jié)，從而經(jīng)由所述接合材料將所述基板和所述半導體元件接合， 所述工序(b)中的所述接合區(qū)域，在俯視觀察時處于所述半導體元件的接合面內(nèi)側(cè)，在所述工序(c)之后，所述接合材料在俯視觀察時也沒有向所述半導體元件的接合面外側(cè)溢出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述工序(c)之后，所述接合材料是以Ag、Cu、Pd、Au中的某一種為主要成分的導電性金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述工序(b)中，所述接合材料由直徑大于或等于Inm而小于或等于10 μ m的金屬顆粒構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述工序(b)中，所述接合材料為膏狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述工序(b)中，所述接合材料是通過印刷而配置的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述工序(b)中，所述接合材料是通過從射流器射出而配置的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述工序(b)中，所述接合區(qū)域為多個， 在所述工序(c)中，所述半導體元件為多個，各所述半導體元件在各所述接合區(qū)域中分別接合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述工序(c)之后，燒結(jié)后的所述接合材料的厚度小于或等于1000 μ m。
9.一種半導體裝置，其特征在于， 具備: 絕緣性或者導電性的基板； 半導體元件，其與所述基板的表面接合；以及 燒結(jié)性的接合材料，其將所述半導體元件的用于接合的面即接合面與所述基板接合，所述接合材料是一邊使所述半導體元件的所述接合面與所述接合材料加壓接觸一邊進行燒結(jié)而得到的， 所述接合材料在俯視觀察時沒有向所述半導體元件的所述接合面外側(cè)溢出。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種半導體裝置及其制造方法，該半導體裝置利用燒結(jié)性接合材料，使半導體元件和基板之間的接合部的高溫耐久性、品質(zhì)以及可靠性提高。本發(fā)明的半導體裝置制造方法的特征在于，具備以下工序：(a)準備絕緣性或?qū)щ娦曰澹?b)在基板(即，絕緣基板)主面的接合區(qū)域(3a)配置燒結(jié)性接合材料；(c)一邊使半導體元件的用于接合的面即接合面與接合材料加壓接觸，一邊對接合材料進行燒結(jié)，從而經(jīng)由接合材料將基板(即，絕緣基板)和半導體元件接合，工序(b)中的接合區(qū)域在俯視觀察時位于半導體元件的接合面(即，區(qū)域(3b))內(nèi)側(cè)，并且，在工序(c)后，接合材料在俯視觀察時也沒有向半導體元件的接合面外側(cè)溢出。
【IPC分類】H01L21-603, H01L23-488
【公開號】CN104637832
【申請?zhí)枴緾N201410645110
【發(fā)明人】日野泰成
【申請人】三菱電機株式會社
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年11月12日
【公告號】DE102014222993A1, US20150130085