[其他]制造半导体器件的装置及其使用方法

说明书

本发明涉及一种制造半导体器件的方法。

在传统的半导体制造技术中，半导体元件（或称芯片）的电极层和外引线之间是靠一根金制焊线连接的。但是，当采用金丝时，会出现如下一些问题。

（1）当金制焊线在高温下被压焊时，在铝电极层和金制焊线之同会形成一种金和铝的金属间化合物。由于这种原因，该压焊区的导电性能降低。

（2）即使该金制焊线本身不被氧化，但由于压焊区的电性能下降，该半导体器件的可靠性也会受到影响。

（3）由于在压焊处理后形成了一种金和铝的金属间化合物，这样就不可能制造出具有稳定电性能的半导体器件。

（4）昂贵的金制焊丝会增加半导体器件的成本。

为解决上述问题，日本专利申请NO55-88318中所提出的方法是，使预期的压焊区部分活化，以及在电极层和铜引线框之间能用铜焊丝连通。但是，根据该技术，由于在铜焊丝上形成了一种氧化物，所以会发生压焊失效现象。同时，难以在铜焊丝的末端形成预定大小的球状体，从而导致虚焊。另外，每进行一次压焊，都需对预定压焊区进行活化，这样势必降低生产效率。

在日本专利申请NO57-51237中，压焊丝穿过一根毛细管该毛细管的末端被引入装在罩中的还原气体里，以期得成理想的球状体。同时，防止了金属压焊丝的氧化，从而完成了压焊※据这种常规技术，需要一种包括用来容纳还原气体的外罩的复杂装置。而且当压焊速度在1秒或更短时，常常发生压焊失效，因此操作不便。此外，在引线框上的氧化物不能被清除，所以铜焊线与铜引线框之间的压焊不能达到较高的可靠性。

本发明的目的是提供一种制造半导体器件的装置，由其制造的半导体器件的金属焊线压焊可靠性高，成本低，压焊区强度高。

为达到本发明之上述目的，特提供一种制造半导体器件的装置。其中，半导体芯片电极层和引线框的外引线之间用压焊丝连通。该装置包括：

一个用于沿传送方向传送引线框的传送通道，该通道具有一个金属焊线压焊位置和一个后步压焊位置，这两个位置沿传送方向是相互分离开的。

球状体形成装置;它在金属丝压焊位置加热铜或铜合金的压焊丝，并在该压焊丝的两端形成球状体。

压焊金属丝的进料装置;它用于将压焊金属丝的球状体压焊到电极层上。

压焊装置，它在后部压焊位置把该压焊金属丝的球状体压焊在外引线上。

气体供给装置;它向金属丝压焊位置提供一种还原性气体或惰性气体，并且使上述气体包围该压焊金属丝和球状体。

根据本发明，通过一种简便的装置，便可将铜或铜合金的焊丝压焊到半导体器件的电极层和引线框的外引线而且不会导致虚焊。因此可制造出一种在热循环试验或高温辐射试验中具有高耐用性的半导体器件。由于低成本的铜合金可用来作为压焊金属丝和引线框的材料，因而，这种半导体器件有可能做到低价高效。进而，一种具有高可靠性的塑料封装的大功率半导体器件也就容易制造了。

图1表示依据本发明实施例的一种制造半导体器件的装置全貌图。

图2至6是分别表示制造半导体器件各个步骤的纵向剖视图。

图7是装配半导体器件的平面图。

图8是一个燃烧器的结构剖视图。

图9A表示一根压焊金属丝的压焊区。

图9B是一个坐标图，它表示出压焊区直径与半导体器件失效率之间的关系。

图10A和10B表示压焊金属丝延伸到电极层中的深度。

图10C是一个坐标图，它表示延伸到电极层中的压焊金属丝长度与半导体器件产品失效率之间的关系。

图11是一个坐标图，它表示电极层厚度与半导体器件失效率之间的关系。

图12是一个坐标图，它表示高温辐射试验的结果。