[发明专利]制造半导体设备的方法、半导体设备以及使用该半导体设备的点火器

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造半导体设备的方法，该半导体设备包括诸如功率半导体装置的电子部件、包括用于控制功率半导体装置的半导体装置的控制电路以及被动装置，它们都安装在引线框上并借助于模压树脂(mold resin)来密封。本发明还涉及半导体设备。本发明还涉及使用该半导体设备的点火器。

背景技术

用于点燃例如汽车上的发动机的点火线圈设置有点火器。在点火器中使用功率半导体装置。功率半导体装置使电流流经点火线圈内的主线圈以及中断流经主线圈的电流，以电子控制点火定时。

在传统的点火器中，使用混合集成电路(混合IC)。为了获得更多功能，混合IC包括陶瓷基线板、通过烧结导电材料而形成于陶瓷基线板上的电路以及诸如安装在电路上的IC和电容器的电子部件。在下述专利文献1中公开的另一传统点火器中，引线框被分成电配线电路部分，功率半导体装置安装在对应的配线电路部分上，且电子部件安装在配线电路部分上，从而该电子部件桥接配线电路部分之间的间隙。

在采用诸如绝缘栅双极晶体管(下文称为“IGBT”)的功率半导体装置的点火器中，电流路径有必要具有高热容量，这是因为大电流流经IGBT，从而引起高热值。为了满足获得更多功能的要求，有必要将许多电子部件安装在点火器封装体上。然而，如果在许多电子部件安装在封装体上的同时要确保所需的热容量，则点火器封装体的外部形状将不可避免地大。为了解决上述问题，下述专利文献2公开了将电子部件安装在引线框的两面上以减小电子部件安装到其上的相当大的面积的技术。

功率半导体装置包括直接接合到配线电路部分的部件安装表面的第一主端子。功率半导体装置还包括第二主端子和借助于导线接合到分开的配线电路部分的控制端子。一般来说，配线通过将例如铝导线通过超声接合而直接接合到作为引线框材料的铜来进行。在接合时，铜铝合金层形成于铜和铝的接合平面上。如果暴露于高温，则铜铝合金层将增大，从而产生脆化层。因此，铜铝合金层将几乎不能耐受由温度变化引起的热应力并将断裂。对于抵抗断裂的一般对策，含有镍(Ni)作为其主要成分的金属材料的电镀物(下文称为“镀镍”或“镀Ni”)预先形成于将要将导线接合至引线框的区域内。形成镀镍以防止镍导线和铜引线框之间的接合部内造成有缺陷的接合。

[描述现有技术的文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本待审查的专利申请公开第2009-129952号

[专利文献1]日本待审查的专利申请公开第2004-119676号

由于制造成本，镀镍不仅形成于至将导线接合至引线框所进行的区域内，还沿连续设置引线框的方向横跨接合区，从而带状镀镍薄膜彼此平行延伸。上述镀镍造成如下所述的问题。

一般来说，镀镍与焊料的粘附性、镀镍与导电粘合剂的粘附性以及镀镍与模压树脂的粘附性并不太好。镀镍所形成的区域是用作接合区。然而，镀镍所形成的区域是无用区域，该区域是无法用作电子部件用焊料或导电粘合剂而进行接合的区域。因此，可安装于引线框上的电子部件数将受限制。

由于带状电镀物应形成为不覆盖电子部件所安装到的区域，所以用导线的接合区的数目也受限制。由于镀镍与模压树脂的较差粘附性，在由从功率半导体装置中产生的热量而引起的热循环中，模压树脂与引线框的热膨胀系数之间的差异将热应力反复施加到导线，最后在其接合部附近切断导线。

在将电子部件安装到引线框的两面上以防止封装体外部形状增大的情况下，电子部件会从其预定位置移位，这是因为在制造过程中有必要引线倾斜或翻转引线框。为了防止电子部件从其预定位置移位，暂时用绝缘薄膜或绝缘树脂来保持一个引线框表面上的电子部件。然后，借助于熔化焊料和诸如此类的接合材料通过回流技术和诸如此类的技术，将其它的电子部件安装在另一引线框表面上并电气连接到另一引线框表面。将电子部件暂时保持在一个引线框表面上的技术不适用于桥接被划分的配线电路部分之间的间隙的电子部件，这是因为在电子部件下方产生有空间并且不可能将任何薄膜粘附至其。因为用树脂暂时保持电子部件的技术引出许多附加的步骤，所以用树脂暂时保持电子部件的技术并不适用。

鉴于上述内容，本发明的第一个目的是解决上述问题。本发明的第二个目的是提供一种制造半导体设备的方法，该方法便于将半导体装置和电子部件安装到被划分以形成配线电路的引线框的两面上，而不通过复杂的制造步骤。本发明的第三个目的是提供如上所述的半导体设备。本发明的第四目的是提供使用上述半导体设备的点火器。

发明内容