JPH1032276A - 電力用半導体装置のパッケ−ジング方法 - Google Patents
電力用半導体装置のパッケ−ジング方法Info
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- JPH1032276A JPH1032276A JP8186270A JP18627096A JPH1032276A JP H1032276 A JPH1032276 A JP H1032276A JP 8186270 A JP8186270 A JP 8186270A JP 18627096 A JP18627096 A JP 18627096A JP H1032276 A JPH1032276 A JP H1032276A
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製品特性に障害となる“ウエルドスプラッシ
ュのキャビテイ内部への侵入”を防止する電力用半導体
装置のパッケ−ジング方法を提供すること。 【解決手段】 DOスタッド1(又はTOヘッダ−)の外
周部の溶接メタル部11内側の所定位置にウエルドスプ
ラッシュストッパ−(凸状の突起)3を形成したDOスタ
ッド1(又はTOヘッダ−)を用い、前記溶接メタル部1
1と金属キャップ7のフランジ部(リングプロジェクシ
ョン)9とを加圧し、電気抵抗溶接により金属ハ−メチ
ックシ−ルを行う。このストッパ−3を設けることで、
製品特性に障害となる“ウエルドスプラッシュのキャビ
テイ内部への侵入”が設計構造上完全に阻止されるた
め、従来技術におけるPIND試験及び樹脂キャップ被
着が不要となる。
ュのキャビテイ内部への侵入”を防止する電力用半導体
装置のパッケ−ジング方法を提供すること。 【解決手段】 DOスタッド1(又はTOヘッダ−)の外
周部の溶接メタル部11内側の所定位置にウエルドスプ
ラッシュストッパ−(凸状の突起)3を形成したDOスタ
ッド1(又はTOヘッダ−)を用い、前記溶接メタル部1
1と金属キャップ7のフランジ部(リングプロジェクシ
ョン)9とを加圧し、電気抵抗溶接により金属ハ−メチ
ックシ−ルを行う。このストッパ−3を設けることで、
製品特性に障害となる“ウエルドスプラッシュのキャビ
テイ内部への侵入”が設計構造上完全に阻止されるた
め、従来技術におけるPIND試験及び樹脂キャップ被
着が不要となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力用半導体装置
のパッケ−ジング方法に関し、特に、DO−4,TO−
3等の中央部にダイマウント用のテラス部を設けたDO
パッケ−ジまたはTOパッケ−ジを用いた電力用半導体
装置の金属ハ−メチックシ−ル方法に関する。
のパッケ−ジング方法に関し、特に、DO−4,TO−
3等の中央部にダイマウント用のテラス部を設けたDO
パッケ−ジまたはTOパッケ−ジを用いた電力用半導体
装置の金属ハ−メチックシ−ル方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電力用半導体装置のパッケ−ジン
グ方法に関する一例(以下“従来法1”という)につい
て、図6,図7を参照して説明する。なお、図6は、従
来法1を示す金属ハ−メチックシ−ル構造の断面図であ
り、図7は、図6中のA部分の溶接前における拡大部分
詳細図である。
グ方法に関する一例(以下“従来法1”という)につい
て、図6,図7を参照して説明する。なお、図6は、従
来法1を示す金属ハ−メチックシ−ル構造の断面図であ
り、図7は、図6中のA部分の溶接前における拡大部分
詳細図である。
【0003】従来法1では、図6,図7に示すように、
中央部にダイマウントテラス2を設けたDOスタッド1
であって、このダイマウントテラス2の部分を囲み、金
属キャップ7のフランジ9の接合部に対応して、溶接メ
タル部11を設けたDOスタッド1を用いている。
中央部にダイマウントテラス2を設けたDOスタッド1
であって、このダイマウントテラス2の部分を囲み、金
属キャップ7のフランジ9の接合部に対応して、溶接メ
タル部11を設けたDOスタッド1を用いている。
【0004】そして図6に示すように、前記ダイマウン
トテラス2に半導体チップ5を、Mo板4を介してダイ
マウントし、ワイヤ−ボンデイング6による配線を行
う。続いて、図7に示すように、フランジ9及びプロジ
ェクション10(前記溶接メタル部11と溶接接合を行
うためのもの)を有する金属キャップ7を被着させ、電
気抵抗溶接機を用いて、金属キャップ7のフランジ9と
前記DOスタッド1の溶接メタル部11とをプレス加圧
し、電気溶接によりフランジ9のプロジェクション10
を溶融させ封着を行う。その後、キャビテイ内部に侵入
したウエルドスプラッシュのある製品をPIND試験
[後記図10( A)参照]で除去するというパッケ−ジ
ング方法である。
トテラス2に半導体チップ5を、Mo板4を介してダイ
マウントし、ワイヤ−ボンデイング6による配線を行
う。続いて、図7に示すように、フランジ9及びプロジ
ェクション10(前記溶接メタル部11と溶接接合を行
うためのもの)を有する金属キャップ7を被着させ、電
気抵抗溶接機を用いて、金属キャップ7のフランジ9と
前記DOスタッド1の溶接メタル部11とをプレス加圧
し、電気溶接によりフランジ9のプロジェクション10
を溶融させ封着を行う。その後、キャビテイ内部に侵入
したウエルドスプラッシュのある製品をPIND試験
[後記図10( A)参照]で除去するというパッケ−ジ
ング方法である。
【0005】この従来法1について、図10(A)に基づ
いて更に説明する。なお、図10(A)は、従来法1のパ
ッケ−ジング方法における製造フロ−を示す図である。
従来法1は、該図に示すように、「チップマウント」→
「ワイヤ−ボンデイング」→「キャップ被着」→「封
着」→「PIND試験」→「洗浄,乾燥」→「特性チェ
ック」というフロ−からなる。
いて更に説明する。なお、図10(A)は、従来法1のパ
ッケ−ジング方法における製造フロ−を示す図である。
従来法1は、該図に示すように、「チップマウント」→
「ワイヤ−ボンデイング」→「キャップ被着」→「封
着」→「PIND試験」→「洗浄,乾燥」→「特性チェ
ック」というフロ−からなる。
【0006】前記従来法1以外に例えば実開平4−10954
0号公報に開示されているTOパッケ−ジ方法(以下“従
来法2”という)も知られている。この従来法2につい
て、図8,図9を参照して説明する。なお、図8は、従
来法2を示すシ−ル構造の断面図であり、図9は、図8
中のB部分の拡大詳細図である。
0号公報に開示されているTOパッケ−ジ方法(以下“従
来法2”という)も知られている。この従来法2につい
て、図8,図9を参照して説明する。なお、図8は、従
来法2を示すシ−ル構造の断面図であり、図9は、図8
中のB部分の拡大詳細図である。
【0007】従来法2は、図8,図9に示すように、ワ
イヤ−ボンデイング6をしたTOヘッダ−18の半導体
チップ5の上面を覆って、金属キャップ7の内側に納ま
る樹脂キャップ19を被着する。続いて、金属キャップ
7で被着し、前記TOヘッダ−18の周辺部と金属キャ
ップ7のフランジ9とを接合封着するパッケ−ジング方
法である。
イヤ−ボンデイング6をしたTOヘッダ−18の半導体
チップ5の上面を覆って、金属キャップ7の内側に納ま
る樹脂キャップ19を被着する。続いて、金属キャップ
7で被着し、前記TOヘッダ−18の周辺部と金属キャ
ップ7のフランジ9とを接合封着するパッケ−ジング方
法である。
【0008】この従来法2について、図11(A)に基づ
いて更に説明する。なお、図11(A)は、従来法2のパ
ッケ−ジング方法における製造フロ−を示す図である。
従来法2は、該図に示すように、「チップマウント」→
「ワイヤ−ボンデイング」→「樹脂キャップ被着」→
「ベ−ク」→「金属キャップ被着」→「封着」→「特性
チェック」というフロ−からなる。
いて更に説明する。なお、図11(A)は、従来法2のパ
ッケ−ジング方法における製造フロ−を示す図である。
従来法2は、該図に示すように、「チップマウント」→
「ワイヤ−ボンデイング」→「樹脂キャップ被着」→
「ベ−ク」→「金属キャップ被着」→「封着」→「特性
チェック」というフロ−からなる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来技術において、例えば前記従来法1では“PIND試
験関連の作業工程[前掲の図10(A)参照]”を必要と
し、また、前記従来法2では“樹脂キャップ被着作業工
程[前掲の図11(A)参照]”を必要とし、いずれもこ
れら作業工程(工数)に伴う製造コストアップを含む種々
の問題点を有している。
来技術において、例えば前記従来法1では“PIND試
験関連の作業工程[前掲の図10(A)参照]”を必要と
し、また、前記従来法2では“樹脂キャップ被着作業工
程[前掲の図11(A)参照]”を必要とし、いずれもこ
れら作業工程(工数)に伴う製造コストアップを含む種々
の問題点を有している。
【0010】即ち、従来法1では、金属キャップを直接
被着し封着する方法であって、この封着時に「ウェルド
スプラッシュのキャビテイ内部への飛散」を防止するこ
とができず、そのためPIND試験の実施が不可欠であ
る。また、従来法2では、樹脂キャップで被着すること
で、従来法1の「ウェルドスプラッシュの侵入」を防止
するようにしたものであるが、このため、樹脂キャップ
の費用およびこの樹脂キャップ被着作業工程を必要とす
るという問題点を有している。
被着し封着する方法であって、この封着時に「ウェルド
スプラッシュのキャビテイ内部への飛散」を防止するこ
とができず、そのためPIND試験の実施が不可欠であ
る。また、従来法2では、樹脂キャップで被着すること
で、従来法1の「ウェルドスプラッシュの侵入」を防止
するようにしたものであるが、このため、樹脂キャップ
の費用およびこの樹脂キャップ被着作業工程を必要とす
るという問題点を有している。
【0011】更に、従来法2では、DOパッケ−ジへの
適用及び高信頼度製品への適用ができないと云う問題点
を有している。その理由は、DOパッケ−ジにおいて
は、半導体チップの上部電極面より上方向へ金属パッケ
−ジを貫く引出し電極が必要であり、樹脂キャップの被
着が困難であり、また、高信頼度製品では、信頼性上金
属キャビテイ内部への有機物質使用が不可であるからで
ある。
適用及び高信頼度製品への適用ができないと云う問題点
を有している。その理由は、DOパッケ−ジにおいて
は、半導体チップの上部電極面より上方向へ金属パッケ
−ジを貫く引出し電極が必要であり、樹脂キャップの被
着が困難であり、また、高信頼度製品では、信頼性上金
属キャビテイ内部への有機物質使用が不可であるからで
ある。
【0012】本発明は、従来技術(従来法1,2)の上記
諸問題点に鑑み成されたものであって、その目的とする
ところは、該問題点を解消する点にある。即ち、本発明
は、製品特性に障害となる“ウエルドスプラッシュのキ
ャビテイ内部への侵入”を防止する電力用半導体装置の
パッケ−ジング方法を提供することにあり、そのため、
樹脂キャップの被着を必要としない、また、PIND試
験によるウェルドスプラッシュのある製品の除去作業を
必要としないものであり、製造コストが安価で、しか
も、DOパッケ−ジ,TOパッケ−ジ、更には、高信頼
度製品にも適用可能なパッケ−ジング方法を提供するこ
とにある。
諸問題点に鑑み成されたものであって、その目的とする
ところは、該問題点を解消する点にある。即ち、本発明
は、製品特性に障害となる“ウエルドスプラッシュのキ
ャビテイ内部への侵入”を防止する電力用半導体装置の
パッケ−ジング方法を提供することにあり、そのため、
樹脂キャップの被着を必要としない、また、PIND試
験によるウェルドスプラッシュのある製品の除去作業を
必要としないものであり、製造コストが安価で、しか
も、DOパッケ−ジ,TOパッケ−ジ、更には、高信頼
度製品にも適用可能なパッケ−ジング方法を提供するこ
とにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】そして、本発明は、前記
目的を達成するため、 ・DOスタッド又はTOヘッダ−の外周部の溶接メタル
部内側の所定位置にウエルドスプラッシュストッパ−
(凸状の突起)を形成したDOスタッド又はTOヘッダ−
を用い、 ・前記溶接メタル部と金属キャップのフランジ部(リン
グプロジェクション)とを加圧し、電気抵抗溶接により
金属ハ−メチックシ−ルを行う、ことを特徴とする。
目的を達成するため、 ・DOスタッド又はTOヘッダ−の外周部の溶接メタル
部内側の所定位置にウエルドスプラッシュストッパ−
(凸状の突起)を形成したDOスタッド又はTOヘッダ−
を用い、 ・前記溶接メタル部と金属キャップのフランジ部(リン
グプロジェクション)とを加圧し、電気抵抗溶接により
金属ハ−メチックシ−ルを行う、ことを特徴とする。
【0014】即ち、本発明は、「電力半導体用DOパッ
ケ−ジまたはTOパッケ−ジのDOスタッドまたはTO
ヘッダ−の外周部に溶接メタル部を形成し、かつ、該溶
接メタル部の内側にウエルドスプラッシュストッパ−を
形成したDOスタッドまたはTOヘッダ−であって、前
記DOスタッドまたはTOヘッダ−に被着する金属キャ
ップのフランジ円弧と前記ストッパ−の外周テ−パ面と
の最小距離が、ダイチップの電極間最小寸法より小さく
なる位置に前記ストッパ−を形成してなるDOスタッド
またはTOヘッダ−を用い、前記溶接メタル部と金属キ
ャップのフランジ部とを加圧し、溶接により金属ハ−メ
チックシ−ルを行うことを特徴とする電力用半導体装置
のパッケ−ジング方法。」(請求項1)を要旨とする。
ケ−ジまたはTOパッケ−ジのDOスタッドまたはTO
ヘッダ−の外周部に溶接メタル部を形成し、かつ、該溶
接メタル部の内側にウエルドスプラッシュストッパ−を
形成したDOスタッドまたはTOヘッダ−であって、前
記DOスタッドまたはTOヘッダ−に被着する金属キャ
ップのフランジ円弧と前記ストッパ−の外周テ−パ面と
の最小距離が、ダイチップの電極間最小寸法より小さく
なる位置に前記ストッパ−を形成してなるDOスタッド
またはTOヘッダ−を用い、前記溶接メタル部と金属キ
ャップのフランジ部とを加圧し、溶接により金属ハ−メ
チックシ−ルを行うことを特徴とする電力用半導体装置
のパッケ−ジング方法。」(請求項1)を要旨とする。
【0015】
【作用】本発明に係るパッケ−ジング方法によれば、 ・DOスタッドまたはTOヘッダ−の溶接メタル部に
“ウェルドスプラッシュストッパ−”を有するので、即
ち、 ・上記溶接メタル部と接合する「金属キャップのフラン
ジ部に設けたプロジェクション」と「ダイテラスマウン
ト部」との間に“ウェルドスプラッシュストッパ−”を
有するので、抵抗溶接時に発生する“ウェルドスプラッ
シュ”がキャビテイ内へ飛散するのを前記ストッパ−で
遮り、更に、 ・金属キャップのフランジ円弧と前記ストッパ−の外周
面との距離が、ダイチップの電極間最小寸法より小さい
ので、このダイチップの電極間最小寸法より大きい“ウ
ェルドスプラッシュ”は、キャビテイ内のダイテラスマ
ウント部への侵入が遮断される作用が生じる。
“ウェルドスプラッシュストッパ−”を有するので、即
ち、 ・上記溶接メタル部と接合する「金属キャップのフラン
ジ部に設けたプロジェクション」と「ダイテラスマウン
ト部」との間に“ウェルドスプラッシュストッパ−”を
有するので、抵抗溶接時に発生する“ウェルドスプラッ
シュ”がキャビテイ内へ飛散するのを前記ストッパ−で
遮り、更に、 ・金属キャップのフランジ円弧と前記ストッパ−の外周
面との距離が、ダイチップの電極間最小寸法より小さい
ので、このダイチップの電極間最小寸法より大きい“ウ
ェルドスプラッシュ”は、キャビテイ内のダイテラスマ
ウント部への侵入が遮断される作用が生じる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るパッケ−ジン
グ方法について、図1〜図3(後記実施例1参照)に基づ
き具体的に説明する。
グ方法について、図1〜図3(後記実施例1参照)に基づ
き具体的に説明する。
【0017】本発明に係るパッケ−ジング方法は、図1
〜図3に示すように、具体的には、DOスタッド1(ま
たはTOヘッダ−)の外周部に設けた溶接メタル部11
の内側に、ウェルドスプラッシュのストッパ−4とし
て、高さ0.1〜2.5mm程度の凸状の突起を、このDOス
タッド1(またはTOヘッダ−)に被着する金属キャップ
7のフランジ円弧13と、このストッパ−4の外周テ−
パ面12(テ−パ角度2〜30度)との最大距離がダイチッ
プの電極間最小寸法(10〜200μm)より小さくなる位置
に形成し、このDOスタッド1(またはTOヘッダ−)を
用いて、電気抵抗溶接により金属ハ−メチックシ−ルを
行う方法である。そして、前記ストッパ−4は、ウェル
ドスプラッシュのストッパ−としての機能を有するもの
である。
〜図3に示すように、具体的には、DOスタッド1(ま
たはTOヘッダ−)の外周部に設けた溶接メタル部11
の内側に、ウェルドスプラッシュのストッパ−4とし
て、高さ0.1〜2.5mm程度の凸状の突起を、このDOス
タッド1(またはTOヘッダ−)に被着する金属キャップ
7のフランジ円弧13と、このストッパ−4の外周テ−
パ面12(テ−パ角度2〜30度)との最大距離がダイチッ
プの電極間最小寸法(10〜200μm)より小さくなる位置
に形成し、このDOスタッド1(またはTOヘッダ−)を
用いて、電気抵抗溶接により金属ハ−メチックシ−ルを
行う方法である。そして、前記ストッパ−4は、ウェル
ドスプラッシュのストッパ−としての機能を有するもの
である。
【0018】本発明の実施の形態について、図1〜図3
を参照して更に詳細に説明する。図1に示すように、D
Oスタッド1は、ダイマウントテラス2の外周にウェル
ドスプラッシュストッパ−3が設けられている。このD
Oスタッド1のダイマウントテラス2にMo板4を敷
き、半導体チップ5をダイマウント後ワイヤ−ボンデイ
ング6を行い、金属キャップ7を被着し、更にピンチウ
エルドを行って引出し電極8を形成する構造となってい
る。
を参照して更に詳細に説明する。図1に示すように、D
Oスタッド1は、ダイマウントテラス2の外周にウェル
ドスプラッシュストッパ−3が設けられている。このD
Oスタッド1のダイマウントテラス2にMo板4を敷
き、半導体チップ5をダイマウント後ワイヤ−ボンデイ
ング6を行い、金属キャップ7を被着し、更にピンチウ
エルドを行って引出し電極8を形成する構造となってい
る。
【0019】次に、図2を参照して説明する。なお、図
2は、図1のA部分の拡大詳細図であって、封着前にお
けるキャップ被着時の拡大部分詳細図である。図2に示
すように、DOスタッド1のダイマウントテラス2及び
Mo板4を囲むように、かつ、金属キャップ7のフラン
ジ9に設けられたプロジェクション10が接合される溶
接メタル部11の内側に、ウェルドスプラッシュストッ
パ−3(以降、単に“ストッパ− 3”と記す)が形成さ
れている。このストッパ−3の外周部には、テ−パ加工
が施され、 ストッパ−テ−パ面12が形成されてお
り、金属キャップ7による封着時に、キャップ内面のフ
ランジ円弧13との距離が出来るだけ小さくなる構造と
なっている。
2は、図1のA部分の拡大詳細図であって、封着前にお
けるキャップ被着時の拡大部分詳細図である。図2に示
すように、DOスタッド1のダイマウントテラス2及び
Mo板4を囲むように、かつ、金属キャップ7のフラン
ジ9に設けられたプロジェクション10が接合される溶
接メタル部11の内側に、ウェルドスプラッシュストッ
パ−3(以降、単に“ストッパ− 3”と記す)が形成さ
れている。このストッパ−3の外周部には、テ−パ加工
が施され、 ストッパ−テ−パ面12が形成されてお
り、金属キャップ7による封着時に、キャップ内面のフ
ランジ円弧13との距離が出来るだけ小さくなる構造と
なっている。
【0020】なお、このストッパ−3は、ダイマウント
テラス2(以降、単に“テラス2”と記す)及び溶接メタ
ル部11と同一面側に設けられ、DOスタッド1の製造
加工において、プラス金型の変更のみで容易に加工する
ことができ、従来のDOスタッドとコスト的には、ほぼ
同じになる。
テラス2(以降、単に“テラス2”と記す)及び溶接メタ
ル部11と同一面側に設けられ、DOスタッド1の製造
加工において、プラス金型の変更のみで容易に加工する
ことができ、従来のDOスタッドとコスト的には、ほぼ
同じになる。
【0021】次に、本発明の実施形態の動作について、
図3を参照して説明する。なお、図3は、図1のA部分
の拡大詳細図であって、封着後の拡大部分詳細図であ
る。図3に示すように、DOスタッド1と金属キャップ
7の理想的な嵌合は、キャップ内壁面14がストッパ−
3のテ−パ加工起点15の外周と一致する状態での封着
であり、このときストッパ−3のテ−パ面12と金属キ
ャップ7のフランジ円弧13の面との距離“a”は最小
となる。
図3を参照して説明する。なお、図3は、図1のA部分
の拡大詳細図であって、封着後の拡大部分詳細図であ
る。図3に示すように、DOスタッド1と金属キャップ
7の理想的な嵌合は、キャップ内壁面14がストッパ−
3のテ−パ加工起点15の外周と一致する状態での封着
であり、このときストッパ−3のテ−パ面12と金属キ
ャップ7のフランジ円弧13の面との距離“a”は最小
となる。
【0022】封着時のウェルドスプラッシュの発生につ
いて考えると、金属キャップ7のフランジ9とDOスタ
ッド1の溶接メタル部11をつき合わせる状態で、電気
抵抗溶接機を用いてプレス加圧し、フランジ9に設けた
プロジェクション10(図2参照)を潰すと同時にこの部
分に所定の電圧印加を行い、溶接電流を流してプロジェ
クション10を溶融させ、フランジ9の外周側と溶接メ
タル11とを接合させる。
いて考えると、金属キャップ7のフランジ9とDOスタ
ッド1の溶接メタル部11をつき合わせる状態で、電気
抵抗溶接機を用いてプレス加圧し、フランジ9に設けた
プロジェクション10(図2参照)を潰すと同時にこの部
分に所定の電圧印加を行い、溶接電流を流してプロジェ
クション10を溶融させ、フランジ9の外周側と溶接メ
タル11とを接合させる。
【0023】このとき、プロジェクション10の潰れ状
態が一定とならず、過渡的に接合溶融部16に過溶融が
部分的に起こり、ウェルドスプラッシュ17が飛散す
る。このウェルドスプラッシュ17は、ストッパ−3で
遮られ、ストッパ−テ−パ面12と接合溶融部16との
隙間に閉じ込められる。更には、封着以降の製造,検
査,実使用での機械的ストレスにおいて、半導体チップ
5がマウントされているダイマウントテラス2方向への
「ウェルドスプラッシュのキャビテイ内部への侵入」
は、前記ストッパ−3のストッパ−テ−パ面12とフラ
ンジ円弧13との最小距離“a”で阻止される。
態が一定とならず、過渡的に接合溶融部16に過溶融が
部分的に起こり、ウェルドスプラッシュ17が飛散す
る。このウェルドスプラッシュ17は、ストッパ−3で
遮られ、ストッパ−テ−パ面12と接合溶融部16との
隙間に閉じ込められる。更には、封着以降の製造,検
査,実使用での機械的ストレスにおいて、半導体チップ
5がマウントされているダイマウントテラス2方向への
「ウェルドスプラッシュのキャビテイ内部への侵入」
は、前記ストッパ−3のストッパ−テ−パ面12とフラ
ンジ円弧13との最小距離“a”で阻止される。
【0024】ここで、図10(A),同(B)を参照して、
前記従来法1と本発明の方法との製造フロ−を対比して
説明する。なお、図10の(A)は、従来法1による製造
フロ−を示す図であり、(B)は、この従来法1との対比
による本発明の方法の製造フロ−を示す図である。
前記従来法1と本発明の方法との製造フロ−を対比して
説明する。なお、図10の(A)は、従来法1による製造
フロ−を示す図であり、(B)は、この従来法1との対比
による本発明の方法の製造フロ−を示す図である。
【0025】従来法1では、図10(A)に示すように、
「チップマウント」→「ワイヤ−ボンデイング」→「キ
ャップ被着」→「封着」→「PIND試験」→「洗浄,
乾燥」→「特性チェック」というフロ−からなる。これ
に対して、本発明に係る方法では、図10(B)に示すよ
うに、上記従来法1における“「PIND試験」→「洗
浄,乾燥」”の工程を省略することができるものであ
る。
「チップマウント」→「ワイヤ−ボンデイング」→「キ
ャップ被着」→「封着」→「PIND試験」→「洗浄,
乾燥」→「特性チェック」というフロ−からなる。これ
に対して、本発明に係る方法では、図10(B)に示すよ
うに、上記従来法1における“「PIND試験」→「洗
浄,乾燥」”の工程を省略することができるものであ
る。
【0026】また、図11(A),同(B)を参照して、前
記従来法2と本発明の方法との製造フロ−を対比して説
明する。なお、図11の(A)は、従来法2による製造フ
ロ−を示す図であり、(B)は、この従来法2との対比に
よる本発明の方法の製造フロ−を示す図である。
記従来法2と本発明の方法との製造フロ−を対比して説
明する。なお、図11の(A)は、従来法2による製造フ
ロ−を示す図であり、(B)は、この従来法2との対比に
よる本発明の方法の製造フロ−を示す図である。
【0027】従来法2では、図11(A)に示すように、
「チップマウント」→「ワイヤ−ボンデイング」→「樹
脂キャップ被着」→「ベ−ク」→「金属キャップ被着」
→「封着」→「特性チェック」というフロ−からなる。
これに対して、本発明に係る方法では、図11(B)に示
すように、上記従来法2における“「樹脂キャップ被
着」→「ベ−ク」”の工程を伴わないものである。
「チップマウント」→「ワイヤ−ボンデイング」→「樹
脂キャップ被着」→「ベ−ク」→「金属キャップ被着」
→「封着」→「特性チェック」というフロ−からなる。
これに対して、本発明に係る方法では、図11(B)に示
すように、上記従来法2における“「樹脂キャップ被
着」→「ベ−ク」”の工程を伴わないものである。
【0028】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例によって
限定されるものではなく、前記した本発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々の変更,変形が可能である。
て詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例によって
限定されるものではなく、前記した本発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々の変更,変形が可能である。
【0029】(実施例1:本発明の第1の実施形態)図
1は、本発明の第1の実施形態(実施例1)を示す電力用
ダイオ−ドのDO−4型パッケ−ジ構造を示す断面図で
ある。また、図2,図3は、図1中のA部分の拡大詳細
図であって、図2は封着前の、図3は封着後の各拡大部
分詳細図である。
1は、本発明の第1の実施形態(実施例1)を示す電力用
ダイオ−ドのDO−4型パッケ−ジ構造を示す断面図で
ある。また、図2,図3は、図1中のA部分の拡大詳細
図であって、図2は封着前の、図3は封着後の各拡大部
分詳細図である。
【0030】本実施例1では、銅素材より、ダイマウン
トテラス2,ストッパ−3,電極を兼ねた実装用のネジ
20を、それぞれプレス加工または切削加工してDOス
タッド1の素材を作製する。このDOスタッド1の素材
上に、抵抗溶接のため電気抵抗が銅よりも高いキュ−プ
ニッケルを用いて溶接メタル11を形成し、更に、Si
素材からなる半導体チップ5と熱膨張率が近いMo板4
を、ダイマウントテラス2に銀ロウ等により貼り付け加
工し、DOスタッド(DO−14用スタッド)1を作製す
る。
トテラス2,ストッパ−3,電極を兼ねた実装用のネジ
20を、それぞれプレス加工または切削加工してDOス
タッド1の素材を作製する。このDOスタッド1の素材
上に、抵抗溶接のため電気抵抗が銅よりも高いキュ−プ
ニッケルを用いて溶接メタル11を形成し、更に、Si
素材からなる半導体チップ5と熱膨張率が近いMo板4
を、ダイマウントテラス2に銀ロウ等により貼り付け加
工し、DOスタッド(DO−14用スタッド)1を作製す
る。
【0031】得られたDOスタッド1を用い、半導体チ
ップ5を、AgPbSn等のソルダ−を使用してMo板
4の上面にマウントする。次に、半導体チップ5の上部
電極(引出し電極8)にAlワイヤ−等でボンデイング6
の配線を行う。
ップ5を、AgPbSn等のソルダ−を使用してMo板
4の上面にマウントする。次に、半導体チップ5の上部
電極(引出し電極8)にAlワイヤ−等でボンデイング6
の配線を行う。
【0032】その後、図2に示すように、金属キャップ
7を、そのフランジ9とプロジェクション10とがスト
ッパ−3の外周部に設けられている溶接メタル11の位
置に合致するように被着し、続いて、電気抵抗溶接機に
よりフランジ9と溶接メタル11に対して所定のプレス
加圧を行い、プロジェクション10を潰すと同時に所定
の電圧印加を行い、プロジェクション10に溶接電流を
流すことで、プロジェクション10を溶融させ、DOス
タッド1と金属キャップ7を気密封止する。
7を、そのフランジ9とプロジェクション10とがスト
ッパ−3の外周部に設けられている溶接メタル11の位
置に合致するように被着し、続いて、電気抵抗溶接機に
よりフランジ9と溶接メタル11に対して所定のプレス
加圧を行い、プロジェクション10を潰すと同時に所定
の電圧印加を行い、プロジェクション10に溶接電流を
流すことで、プロジェクション10を溶融させ、DOス
タッド1と金属キャップ7を気密封止する。
【0033】この実施例1によるストッパ−3は、次の
ように形成される。即ち、図3に示すように、DOスタ
ッド1のダイマウントテラス2の外周に、金属キャップ
7の内壁面14とストッパ−3の外周部テ−パ加工起点
15とが鉛直方向に一致するような位置で、しかも、金
属キャップ7のフランジ円弧13とストッパ−テ−パ面
12との最大距離“a”が、半導体チップ5の電極間最
小寸法“b”(電力用半導体チップ20〜400μm)より小
さくなるように、高さ0.1〜2.5mm程度,テ−パ角2〜3
0度,上記最大距離“a”の寸法10〜100μmの凸状の突
起を設けることで、ストッパ−3が形成される。
ように形成される。即ち、図3に示すように、DOスタ
ッド1のダイマウントテラス2の外周に、金属キャップ
7の内壁面14とストッパ−3の外周部テ−パ加工起点
15とが鉛直方向に一致するような位置で、しかも、金
属キャップ7のフランジ円弧13とストッパ−テ−パ面
12との最大距離“a”が、半導体チップ5の電極間最
小寸法“b”(電力用半導体チップ20〜400μm)より小
さくなるように、高さ0.1〜2.5mm程度,テ−パ角2〜3
0度,上記最大距離“a”の寸法10〜100μmの凸状の突
起を設けることで、ストッパ−3が形成される。
【0034】次に、本実施例1の機能について、図3を
参照して詳細に説明する。図3を参照すると、ストッパ
−3のテ−パ面12と金属キャップ7のフランジ円弧1
3との最大距離“a”(10〜100μm)がチップ電極間の
最小寸法“b”(20〜400μm)より小さくなるように、
金属キャップ7の内壁面14とストッパ−3のテ−パ面
12が嵌合され、封着が起こなわれているため、電気抵
抗溶接時に発生する上記最大距離“a”の寸法より大き
なウエルドスプラッシュ17のキャビテイ内部への侵入
が阻止される。
参照して詳細に説明する。図3を参照すると、ストッパ
−3のテ−パ面12と金属キャップ7のフランジ円弧1
3との最大距離“a”(10〜100μm)がチップ電極間の
最小寸法“b”(20〜400μm)より小さくなるように、
金属キャップ7の内壁面14とストッパ−3のテ−パ面
12が嵌合され、封着が起こなわれているため、電気抵
抗溶接時に発生する上記最大距離“a”の寸法より大き
なウエルドスプラッシュ17のキャビテイ内部への侵入
が阻止される。
【0035】なお、ストッパ−3のテ−パ角が2度未満
では、金属キャップ7の嵌合許容寸法が厳しく自動機に
よる被着が困難となり、逆に、この角が30度より大き
い場合、ストッパ−3の幅が大きくなり、パッケ−ジ寸
法が大きくなるという不都合が生じるので好ましくな
い。
では、金属キャップ7の嵌合許容寸法が厳しく自動機に
よる被着が困難となり、逆に、この角が30度より大き
い場合、ストッパ−3の幅が大きくなり、パッケ−ジ寸
法が大きくなるという不都合が生じるので好ましくな
い。
【0036】(実施例2:本発明の第2の実施形態)図
4は、本発明の第2の実施形態(実施例2)を示す電力用
トランジスタのTO−3型パッケ−ジング構造を示す断
面図であり、図5は、図4中のB部分(溶接部)の拡大詳
細図である。
4は、本発明の第2の実施形態(実施例2)を示す電力用
トランジスタのTO−3型パッケ−ジング構造を示す断
面図であり、図5は、図4中のB部分(溶接部)の拡大詳
細図である。
【0037】本実施例2では、図4,図5に示すよう
に、TO−3用ヘッダ−18のダイマウントテラス2の
面であって、半導体チップ5及びワイヤ−ボンデイング
6を囲む外周部に、ストッパ−3が設けられている。こ
のTO−3用ヘッダ−18を用い、中央部に半導体チッ
プ5をAgPbSn等のソルダ−でマウントした後、半
導体チップ5の上部電極と引出し電極8間をワイヤ−ボ
ンデイング6による配線を行い、更に、金属キャップ7
を用い、電気抵抗溶接により気密封着している。
に、TO−3用ヘッダ−18のダイマウントテラス2の
面であって、半導体チップ5及びワイヤ−ボンデイング
6を囲む外周部に、ストッパ−3が設けられている。こ
のTO−3用ヘッダ−18を用い、中央部に半導体チッ
プ5をAgPbSn等のソルダ−でマウントした後、半
導体チップ5の上部電極と引出し電極8間をワイヤ−ボ
ンデイング6による配線を行い、更に、金属キャップ7
を用い、電気抵抗溶接により気密封着している。
【0038】この実施例2による機能に関しては、前記
実施例1と同様である。即ち、図5に示すように、スト
ッパ−3は、金属キャップ7のフランジ9とヘッダ−1
8との電気抵抗溶接で生じるウエルドスプラッシュのキ
ャビテイ内部への侵入を阻止する機能を有している。
実施例1と同様である。即ち、図5に示すように、スト
ッパ−3は、金属キャップ7のフランジ9とヘッダ−1
8との電気抵抗溶接で生じるウエルドスプラッシュのキ
ャビテイ内部への侵入を阻止する機能を有している。
【0039】
【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、 ・DOスタッド又はTOヘッダ−の外周部の溶接メタル
部内側の所定位置にウエルドスプラッシュストッパ−
(凸状の突起)を形成したDOスタッド(又はTOヘッダ
−)を用い、 ・前記溶接メタル部と金属キャップのフランジ部(リン
グプロジェクション)を加圧し、電気抵抗溶接により金
属ハ−メチックシ−ルを行う、ことを特徴とし、これに
より、従来のパッケ−ジングにおいて行われていた“P
IND試験関連作業(前記従来法1参照)”が不要とな
り、また、“樹脂キャップ被着(前記従来法2参照)”が
不要となり、製造コストの低減が可能となる効果が生じ
る。その理由は、ウエルドスプラッシュストッパ−を設
けることで、製品特性に障害となるウエルドスプラッシ
ュのキャビテイ内部への侵入が設計構造上完全に阻止さ
れるため、PIND試験及び樹脂キャップ被着が不要と
なるからである。
部内側の所定位置にウエルドスプラッシュストッパ−
(凸状の突起)を形成したDOスタッド(又はTOヘッダ
−)を用い、 ・前記溶接メタル部と金属キャップのフランジ部(リン
グプロジェクション)を加圧し、電気抵抗溶接により金
属ハ−メチックシ−ルを行う、ことを特徴とし、これに
より、従来のパッケ−ジングにおいて行われていた“P
IND試験関連作業(前記従来法1参照)”が不要とな
り、また、“樹脂キャップ被着(前記従来法2参照)”が
不要となり、製造コストの低減が可能となる効果が生じ
る。その理由は、ウエルドスプラッシュストッパ−を設
けることで、製品特性に障害となるウエルドスプラッシ
ュのキャビテイ内部への侵入が設計構造上完全に阻止さ
れるため、PIND試験及び樹脂キャップ被着が不要と
なるからである。
【0040】また、本発明によれば、DOパッケ−ジ及
び高信頼度製品においても、適用が可能となり、そのた
め、高範囲な製品に対して、パッケ−ジング構造上のウ
エルドスプラッシュ対策が可能となる効果が生じる。そ
の理由は、本発明によるウエルドスプラッシュストッパ
−は、パッケ−ジ内のフランジ周辺部に設けられている
ことによる。また、スタッド又はヘッダ−母材で形成さ
れるため、パッケ−ジ構造及び製品用途の制限を受けな
いからである。
び高信頼度製品においても、適用が可能となり、そのた
め、高範囲な製品に対して、パッケ−ジング構造上のウ
エルドスプラッシュ対策が可能となる効果が生じる。そ
の理由は、本発明によるウエルドスプラッシュストッパ
−は、パッケ−ジ内のフランジ周辺部に設けられている
ことによる。また、スタッド又はヘッダ−母材で形成さ
れるため、パッケ−ジ構造及び製品用途の制限を受けな
いからである。
【図1】本発明の第1の実施形態(実施例1)を示す電力
用ダイオ−ドのDO−4型パッケ−ジ構造を示す断面図
である。
用ダイオ−ドのDO−4型パッケ−ジ構造を示す断面図
である。
【図2】図1のA部分の拡大詳細図であって、封着前の
拡大部分詳細図である。
拡大部分詳細図である。
【図3】図1のA部分の拡大詳細図であって、封着後の
拡大部分詳細図である。
拡大部分詳細図である。
【図4】本発明の第2の実施形態(実施例2)を示す電力
用トランジスタのTO−3型パッケ−ジング構造を示す
断面図である。
用トランジスタのTO−3型パッケ−ジング構造を示す
断面図である。
【図5】図4中のB部分(溶接部)の拡大詳細図である。
【図6】従来法1を示す金属ハ−メチックシ−ル構造の
断面図である。
断面図である。
【図7】図6中のA部分の溶接前における拡大部分詳細
図である。
図である。
【図8】従来法2を示すシ−ル構造の断面図である。
【図9】図8中のB部の拡大詳細図である。
【図10】従来法1と本発明の方法との製造フロ−を対
比して示した図であって、そのうち(A)は、従来法1に
よる製造フロ−を示す図であり、(B)は、この従来法1
との対比による本発明の方法の製造フロ−を示す図であ
る。
比して示した図であって、そのうち(A)は、従来法1に
よる製造フロ−を示す図であり、(B)は、この従来法1
との対比による本発明の方法の製造フロ−を示す図であ
る。
【図11】従来法2と本発明の方法との製造フロ−を対
比して示した図であって、そのうち(A)は、従来法2に
よる製造フロ−を示す図であり、(B)は、この従来法2
との対比による本発明の方法の製造フロ−を示す図であ
る。
比して示した図であって、そのうち(A)は、従来法2に
よる製造フロ−を示す図であり、(B)は、この従来法2
との対比による本発明の方法の製造フロ−を示す図であ
る。
1 DOスタッド 2 ダイマウントテラス 3 ウエルドスプラッシュストッパ− 4 Mo板 5 半導体チップ 6 ワイヤ−ボンデイング 7 金属キャップ 8 引出し電極 9 フランジ 10 プロジェクション 11 溶接メタル部 12 ストッパ−テ−パ面 13 フランジ円弧 14 金属キャップ内壁面 15 テ−パ加工起点 16 接合溶融部 17 ウェルドスプラッシュ 18 TOヘッダ− 19 樹脂キャップ 20 ネジ
Claims (3)
- 【請求項1】 電力半導体用DOパッケ−ジまたはTO
パッケ−ジのDOスタッドまたはTOヘッダ−の外周部
に溶接メタル部を形成し、かつ、該溶接メタル部の内側
にウエルドスプラッシュストッパ−を形成したDOスタ
ッドまたはTOヘッダ−であって、前記DOスタッドま
たはTOヘッダ−に被着する金属キャップのフランジ円
弧と前記ストッパ−の外周テ−パ面との最小距離が、ダ
イチップの電極間最小寸法より小さくなる位置に前記ス
トッパ−を形成してなるDOスタッドまたはTOヘッダ
−を用い、前記溶接メタル部と金属キャップのフランジ
部とを加圧し、溶接により金属ハ−メチックシ−ルを行
うことを特徴とする電力用半導体装置のパッケ−ジング
方法。 - 【請求項2】 前記ウエルドスプラッシュストッパ−と
して、該ストッパ−の外周面のテ−パ角度が2〜30度
であることを特徴とする請求項1に記載の電力用半導体
装置のパッケ−ジング方法。 - 【請求項3】 前記ウエルドスプラッシュストッパ−と
して、該ストッパ−の外周テ−パ面と金属キャップのフ
ランジ円弧面との距離が10〜100μmであることを
特徴とする請求項1または2に記載の電力用半導体装置
のパッケ−ジング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8186270A JPH1032276A (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 電力用半導体装置のパッケ−ジング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8186270A JPH1032276A (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 電力用半導体装置のパッケ−ジング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032276A true JPH1032276A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16185361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8186270A Pending JPH1032276A (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 電力用半導体装置のパッケ−ジング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1032276A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014091758A1 (ja) | 2012-12-13 | 2014-06-19 | パナソニック株式会社 | 無線モジュール及び無線通信装置 |
| JP2016509678A (ja) * | 2013-02-07 | 2016-03-31 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | 加速度センサの製造方法 |
-
1996
- 1996-07-16 JP JP8186270A patent/JPH1032276A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014091758A1 (ja) | 2012-12-13 | 2014-06-19 | パナソニック株式会社 | 無線モジュール及び無線通信装置 |
| US9319494B2 (en) | 2012-12-13 | 2016-04-19 | Panasonic Corporation | Wireless module and wireless communication apparatus |
| JP2016509678A (ja) * | 2013-02-07 | 2016-03-31 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | 加速度センサの製造方法 |
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