[发明专利]功率半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率半导体器件的制造方法，特别涉及封入有硅胶等的功率半导体器件的制造方法。

背景技术

在功率半导体模块等功率半导体器件中，为了保护配置于树脂壳体内的带导电图案的绝缘基板的导电图案和通过焊锡等接合在该导电图案上的功率半导体芯片，在树脂壳体内填充密封硅胶。利用该硅胶确保树脂壳体内的绝缘性能（绝缘耐压）

图11是现有的功率半导体器件的概略制造工序图。该工序图表示注入硅胶之前的概略工序。该各工序的详细说明由以下的图12～图16表示。

图12～图16是按工序顺序表示现有的功率半导体器件的制造方法的主要部分制造工序截面图。这里，功率半导体器件是指IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）、功率MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等收纳有功率半导体芯片的功率半导体模块等。

首先，在图12（工序1）中，将功率半导体芯片2接合于带导电图案的绝缘基板1上，将功率半导体芯片2与带导电图案的绝缘基板1的未图示的导电图案用接合线（bonding wire）3连接。带导电图案的绝缘基板1是将作为电路配线图案的导电图案接合于未图示的陶瓷等绝缘基板上，将背面导电层与背面接合而构成的。该导电图案通常由铜箔等形成。

接着，在图13（工序2）中，通过焊接等将带导电图案的绝缘基板1的未图示的背面导电层与散热底座4接合。

接着，在图14（工序3）中，用粘接剂将树脂壳体5的底部固定于散热底座4的侧面。粘接剂是环氧树脂类的粘接剂，作为粘接条件，温度是150℃左右，处理时间是3分钟左右。

接着，在图15（工序4）中，用接合线3等将功率半导体芯片2及导电图案与固定于树脂壳体5的外部导出端子6连接。

接着，在图16（工序5）中，向树脂壳体5内注入硅胶9。

此外，在专利文献1中公开了在半导体元件和引线的外表面的至少一部分被聚（酰）亚胺覆盖的状态下对该半导体元件和引线进行电连接，然后用密封树脂密封上述带引线半导体元件的半导体器件的制造方法，在上述带引线半导体元件的树脂密封之前，至少对聚（酰）亚胺部分进行等离子体处理。

通过该等离子体处理，与密封树脂相接的聚（酰）亚胺表面改性，与树脂的融合性提高。因此，根据该方法，能够得到聚（酰）亚胺与密封树脂的边界面上的两者的耐湿密合性优异、并且在回流焊接工序中难以产生封装体裂缝的半导体器件。

此外，在专利文献2中记载有一种电子部件的制造方法，在基板31上搭载半导体元件，通过引线接合来连接该半导体元件和基板的电极，在这样的电子部件的制造方法中，在铜电极上的镍膜上形成的金膜的表面，通过利用氩气的第一等离子体处理将通过半导体元件粘接时的热处理而生成的接合妨碍物除去，提高引线接合性。然后，通过使用氧气等离子体的第二等离子体处理，将通过第一等离子体处理降低了与树脂模型的密合性的抗蚀剂的表面改性，从而提高与密封树脂的树脂模型的密合性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-152362号公报

专利文献2：日本特开平11-145120号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述的图11的现有技术的工序和图12～图16的现有技术的制造方法中：（1）作为功率半导体器件的耐绝缘特性，与常温环境相比在高温环境下（例如150℃气氛），如图17所示，绝缘破坏电压（绝缘耐压）降低。（2）通常，功率半导体器件因功率半导体芯片2的发热而在高温状态下使用，因此高温下的绝缘耐压的降低导致可靠性降低。

上述是因带导电图案的绝缘基板1以及功率半导体芯片2与硅胶9的密合性降低而引起的现象。

为了防止这种情况，有如上述专利文献1、2所述那样的利用O2等离子体实施表面处理的方法。

但是，专利文献1、2所示的等离子体表面处理，对高温环境下使用的功率半导体模块等功率半导体器件而言是不充分的，可能产生由绝缘破坏电压的降低和绝缘强度的降低引起的可靠性降低。

图17是表示现有技术的IGBT模块温度与绝缘破坏耐压的关系的图。在常温下的绝缘破坏电压是7.0kV～8.0kV的情况下，当达到150℃的高温时会降低至5.0kV～6.0kV。

此外，在上述专利文献1、2中，IC是作为对象的半导体器件，施加的电压都是较低的数十V左右。与此相对，功率半导体器件中高达数1000V（数千V），与IC相比容易引起绝缘破坏。