[其他]制造半導體器件的裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 101985000006110
• 申請日: 1985-08-13
• 公開（公告）號: CN85106110B
• 公開（公告）日: 1987-12-09
• 發明（設計）人: 小林三男;薄田修;佐野芳彥;渥美幸一郎
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 余剛

一個引線框在充滿還原性氣體的傳送通道中沿傳送方向傳送。在芯片焊接位置，將半導體芯片放在引線框上。銅或銅合金制做的金屬絲提供給相鄰的下一個金屬絲壓焊位置。用氣罩包圍的氫氧焰來熔化金屬絲的下部未端，以形成一個球狀體。金屬絲由一根毛細管送入到傳送通道內。球狀體被熱壓到半導體芯片的電極層上，金屬絲的另一端被熔斷并在后步壓焊位置被熱壓到引線框的外引線上，從而金屬絲被連接在半導體芯片和外引線之間。

本發明涉及一種制造半導體器件的方法。

在傳統的半導體制造技術中，半導體元件（或稱芯片）的電極層和外引線之間是靠一根金制焊線連接的。但是，當采用金絲時，會出現如下一些問題。

（1）當金制焊線在高溫下被壓焊時，在鋁電極層和金制焊線之同會形成一種金和鋁的金屬間化合物。由于這種原因，該壓焊區的導電性能降低。

（2）即使該金制焊線本身不被氧化，但由于壓焊區的電性能下降，該半導體器件的可靠性也會受到影響。

（3）由于在壓焊處理后形成了一種金和鋁的金屬間化合物，這樣就不可能制造出具有穩定電性能的半導體器件。

（4）昂貴的金制焊絲會增加半導體器件的成本。

為解決上述問題，日本專利申請NO55-88318中所提出的方法是，使預期的壓焊區部分活化，以及在電極層和銅引線框之間能用銅焊絲連通。但是，根據該技術，由于在銅焊絲上形成了一種氧化物，所以會發生壓焊失效現象。同時，難以在銅焊絲的末端形成預定大小的球狀體，從而導致虛焊。另外，每進行一次壓焊，都需對預定壓焊區進行活化，這樣勢必降低生產效率。

在日本專利申請NO57-51237中，壓焊絲穿過一根毛細管該毛細管的末端被引入裝在罩中的還原氣體里，以期得成理想的球狀體。同時，防止了金屬壓焊絲的氧化，從而完成了壓焊※據這種常規技術，需要一種包括用來容納還原氣體的外罩的復雜裝置。而且當壓焊速度在1秒或更短時，常常發生壓焊失效，因此操作不便。此外，在引線框上的氧化物不能被清除，所以銅焊線與銅引線框之間的壓焊不能達到較高的可靠性。

本發明的目的是提供一種制造半導體器件的裝置，由其制造的半導體器件的金屬焊線壓焊可靠性高，成本低，壓焊區強度高。

為達到本發明之上述目的，特提供一種制造半導體器件的裝置。其中，半導體芯片電極層和引線框的外引線之間用壓焊絲連通。該裝置包括：

一個用于沿傳送方向傳送引線框的傳送通道，該通道具有一個金屬焊線壓焊位置和一個后步壓焊位置，這兩個位置沿傳送方向是相互分離開的。

球狀體形成裝置;它在金屬絲壓焊位置加熱銅或銅合金的壓焊絲，并在該壓焊絲的兩端形成球狀體。

壓焊金屬絲的進料裝置;它用于將壓焊金屬絲的球狀體壓焊到電極層上。

壓焊裝置，它在后部壓焊位置把該壓焊金屬絲的球狀體壓焊在外引線上。

氣體供給裝置;它向金屬絲壓焊位置提供一種還原性氣體或惰性氣體，并且使上述氣體包圍該壓焊金屬絲和球狀體。

根據本發明，通過一種簡便的裝置，便可將銅或銅合金的焊絲壓焊到半導體器件的電極層和引線框的外引線而且不會導致虛焊。因此可制造出一種在熱循環試驗或高溫輻射試驗中具有高耐用性的半導體器件。由于低成本的銅合金可用來作為壓焊金屬絲和引線框的材料，因而，這種半導體器件有可能做到低價高效。進而，一種具有高可靠性的塑料封裝的大功率半導體器件也就容易制造了。

圖1表示依據本發明實施例的一種制造半導體器件的裝置全貌圖。

圖2至6是分別表示制造半導體器件各個步驟的縱向剖視圖。

圖7是裝配半導體器件的平面圖。

圖8是一個燃燒器的結構剖視圖。

圖9A表示一根壓焊金屬絲的壓焊區。

圖9B是一個坐標圖，它表示出壓焊區直徑與半導體器件失效率之間的關系。

圖10A和10B表示壓焊金屬絲延伸到電極層中的深度。