JP6496100B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a semi-conductor device.
従来、アルミニウムからなる第1アルミニウム部材とアルミニウムからなる第2アルミニウム部材とを圧接して、第1アルミニウム部材と第2アルミニウム部材とを接合するアルミニウム部材の接合方法が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an aluminum member joining method in which a first aluminum member made of aluminum and a second aluminum member made of aluminum are press-contacted to join the first aluminum member and the second aluminum member.
図8は、従来のアルミニウム部材の接合方法を説明するために示す図である。なお、図8中、符号200はウェッジツールを示す。
FIG. 8 is a view for explaining a conventional method of joining aluminum members. In FIG. 8,
従来のアルミニウム部材の接合方法は、図8に示すように、第1アルミニウム部材910と第2アルミニウム部材920とを被接合面を対向させた状態で超音波を印加しながら圧接して、第1アルミニウム部材910と第2アルミニウム部材920とを接合する工程を含む。
As shown in FIG. 8, the conventional aluminum member joining method is a method in which a
従来のアルミニウム部材の接合方法によれば、第1アルミニウム部材910と第2アルミニウム部材920とを超音波を印加しながら圧接することから、各アルミニウム部材910,920の表面に形成された酸化膜を破壊することが可能となるため、酸化されていないアルミニウムの面を対向させた状態で圧接することとなる。その結果、アルミニウム部材同士を接合することが可能となる。
According to the conventional aluminum member joining method, the
しかしながら、従来のアルミニウム部材の接合方法において、被接合面の面積が大きい場合には、超音波を印加しながら圧接しても超音波が届かない領域が存在する場合がある。このため、被接合面の表面に酸化膜が残存する場合があり、アルミニウム部材同士を均一にかつ安定して接合することができない場合があるという問題がある。 However, in the conventional method for joining aluminum members, when the area of the surface to be joined is large, there may be a region where the ultrasonic wave does not reach even if the ultrasonic wave is applied and pressed. For this reason, an oxide film may remain on the surfaces of the surfaces to be joined, and there is a problem that the aluminum members may not be joined uniformly and stably.
そこで、本発明は、被接合面の面積が大きい場合であっても、アルミニウム部材同士を均一にかつ安定して接合することが可能なアルミニウム部材の接合方法を提供することを目的とする。 Then, even if it is a case where the area of a to-be-joined surface is large, this invention aims at providing the joining method of the aluminum member which can join aluminum members uniformly and stably.
[1]本発明のアルミニウム部材の接合方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第1アルミニウム部材とアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第2アルミニウム部材とを圧接して、前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを接合するアルミニウム部材の接合方法であって、前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを圧接するに先だって、前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材におけるそれぞれの被接合面に凹凸構造を形成する凹凸構造形成工程と、前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを、前記被接合面を対向させた状態で圧接する圧接工程とをこの順序で含むことを特徴とする。 [1] In the method for joining aluminum members of the present invention, a first aluminum member made of aluminum or an aluminum alloy and a second aluminum member made of aluminum or an aluminum alloy are press-contacted, and the first aluminum member and the second aluminum are joined. A method of joining aluminum members for joining members, wherein the first aluminum member and the second aluminum member are pressed onto the respective surfaces to be joined before the first aluminum member and the second aluminum member are pressure-welded. A concavo-convex structure forming step for forming a concavo-convex structure, and a pressure contact step for pressing the first aluminum member and the second aluminum member in a state where the surfaces to be bonded are opposed to each other are included in this order. .
[2]本発明のアルミニウム部材の接合方法においては、前記凹凸構造形成工程においては、エッチングにより前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材におけるそれぞれの被接合面に凹凸構造を形成することが好ましい。 [2] In the joining method of the aluminum member of the present invention, in the uneven structure forming step, it is preferable to form an uneven structure on each surface to be bonded in the first aluminum member and the second aluminum member by etching. .
[3]本発明のアルミニウム部材の接合方法においては、前記凹凸構造形成工程においては、凹凸構造を有する金型を前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材に押し当てることにより前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材におけるそれぞれの被接合面に凹凸構造を形成することが好ましい。 [3] In the joining method of the aluminum member of this invention, in the said uneven | corrugated structure formation process, the said 1st aluminum member is pressed by pressing the metal mold | die which has an uneven | corrugated structure against the said 1st aluminum member and the said 2nd aluminum member. And it is preferable to form an uneven | corrugated structure in each to-be-joined surface in the said 2nd aluminum member.
[4]本発明のアルミニウム部材の接合方法においては、前記圧接工程においては、加熱することなく前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを圧接することが好ましい。 [4] In the joining method of the aluminum member of this invention, it is preferable to press-contact the said 1st aluminum member and the said 2nd aluminum member, without heating in the said press-contact process.
[5]本発明のアルミニウム部材の接合方法においては、前記凹凸構造形成工程において、凸部が規則的に配列された凹凸構造を形成することが好ましい。 [5] In the joining method of the aluminum member of this invention, it is preferable in the said uneven | corrugated structure formation process to form the uneven structure in which the convex part was regularly arranged.
[6]本発明のアルミニウム部材の接合方法においては、前記凹凸構造の形状は、鋸刃形状であることが好ましい。 [6] In the joining method of the aluminum member of this invention, it is preferable that the shape of the said uneven structure is a saw blade shape.
[7]本発明のアルミニウム部材の接合方法においては、前記凹凸構造は、同じサイズの凸部を有することが好ましい。 [7] In the joining method of the aluminum member of this invention, it is preferable that the said uneven structure has a convex part of the same size.
[8]本発明のアルミニウム部材の接合方法においては、前記凹凸構造は、異なるサイズの凸部を有することが好ましい。 [8] In the joining method of the aluminum member of this invention, it is preferable that the said uneven structure has a convex part of a different size.
[9]本発明のアルミニウム部材の接合方法においては、前記第1アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチは、前記第2アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチと同じ配列ピッチであることが好ましい。 [9] In the method for joining aluminum members of the present invention, the arrangement pitch of the concavo-convex structure formed on the surface to be joined of the first aluminum member is equal to that of the concavo-convex structure formed on the surface to be joined of the second aluminum member. The arrangement pitch is preferably the same as the arrangement pitch.
[10]本発明のアルミニウム部材の接合方法においては、前記第1アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチは、前記第2アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチと異なる配列ピッチであることが好ましい。 [10] In the method for joining aluminum members of the present invention, the arrangement pitch of the concavo-convex structure formed on the surface to be joined of the first aluminum member is equal to that of the concavo-convex structure formed on the surface to be joined of the second aluminum member. It is preferable that the arrangement pitch is different from the arrangement pitch.
[11]本発明の半導体装置の接合方法(以下、本発明における第1の半導体装置の製造方法とする。)は、第1金属板と、前記第1金属板とは離間して配置された第2金属板と、一方面に形成された第1電極及び他方面に形成された第2電極を有し、前記第1電極が前記第1金属板に接続されているICチップと、前記ICチップの第2電極及び前記第2金属板に接続され、前記ICチップの第2電極と前記第2金属板とを電気的に接続する接続子とを備える半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、前記第2金属板として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第2金属板を用い、前記接続子として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる接続子を用いるとともに、前記第2金属板及び前記接続子を[1]〜[10]のいずれかに記載のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することにより、前記第2金属板と前記接続子とを接続することを特徴とする。 [11] In the semiconductor device bonding method according to the present invention (hereinafter referred to as a first semiconductor device manufacturing method according to the present invention), the first metal plate and the first metal plate are arranged apart from each other. An IC chip having a second metal plate, a first electrode formed on one surface and a second electrode formed on the other surface, wherein the first electrode is connected to the first metal plate; Semiconductor device manufacturing method for manufacturing a semiconductor device including a second electrode of a chip and a second electrode connected to the second metal plate and electrically connecting the second electrode of the IC chip and the second metal plate A second metal plate made of aluminum or an aluminum alloy is used as the second metal plate, a connector made of aluminum or an aluminum alloy is used as the connector, and the second metal plate and the connector are used. [1] to [10] The second metal plate and the connector are connected by bonding using the aluminum member bonding method according to any one of the above.
[12]本発明の半導体装置の接合方法(以下、本発明における第2の半導体装置の製造方法とする。)は、第1金属板と、前記第1金属板とは離間して配置された第2金属板と、一方面に形成され最表面がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第1電極及び他方面に形成され最表面がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第2電極を有し、前記第1電極が前記第1金属板に接続されているICチップと、前記ICチップの第2電極及び前記第2金属板に接続され、前記ICチップの第2電極と前記第2金属板とを電気的に接続する接続子とを備える半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、前記第1金属板として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第1金属板を用い、前記第2金属板として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第2金属板を用い、前記接続子として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる接続子を用い、前記ICチップとして、第1電極及び第2電極の最表面がアルミニウム又はアルミニウム合金からなるICチップを用いるとともに、前記接続子を、前記ICチップを介して前記第1金属板上に載置するとともに前記第2金属板上に直接載置した状態で、前記第1金属板と前記ICチップの第1電極、前記ICチップの第2電極と前記接続子、及び、前記第2金属板と前記接続子を、それぞれ[1]〜[10]のいずれかに記載のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することにより、前記第1金属板と前記ICチップの第1電極、前記ICチップの第2電極と前記接続子、及び、前記第2金属板と前記接続子をそれぞれ接続することを特徴とする。 [12] In the semiconductor device bonding method according to the present invention (hereinafter referred to as the second semiconductor device manufacturing method according to the present invention), the first metal plate and the first metal plate are arranged apart from each other. A second metal plate; a first electrode formed on one surface and having an outermost surface made of aluminum or an aluminum alloy; and a second electrode formed on the other surface and made of an outermost surface made of aluminum or an aluminum alloy, wherein the first electrode is An IC chip connected to the first metal plate, a second electrode of the IC chip, and a second metal plate connected to the second electrode of the IC chip and the second metal plate. A semiconductor device manufacturing method for manufacturing a semiconductor device including a connector that uses a first metal plate made of aluminum or an aluminum alloy as the first metal plate, and aluminum as the second metal plate. A second metal plate made of aluminum or an aluminum alloy, a connector made of aluminum or an aluminum alloy as the connector, and an outermost surface of the first electrode and the second electrode made of aluminum or an aluminum alloy as the IC chip. And the connector is mounted on the first metal plate and directly on the second metal plate via the IC chip, and the first metal plate and the Bonding of the aluminum member according to any one of [1] to [10], wherein the first electrode of the IC chip, the second electrode of the IC chip and the connector, and the second metal plate and the connector are respectively connected. By joining using a method, the first metal plate and the first electrode of the IC chip, the second electrode of the IC chip and the connector, and the second metal plate and the connection Characterized by connecting each.
本発明のアルミニウム部材の接合方法によれば、凹凸構造形成工程において、第1アルミニウム部材及び第2アルミニウム部材におけるそれぞれの被接合面に凹凸構造を形成するため、第1アルミニウム部材と第2アルミニウム部材とを圧接する際にそれぞれの被接合面の凹凸構造のうち少なくともいずれかの凹凸構造が大きく変形し、この過程でそれぞれの被接合面の表面に存在する酸化膜が破壊される。このため、酸化されていないアルミニウムの面を対向させた状態で圧接することが可能となる。その結果、被接合面の面積が大きい場合であっても、従来のアルミニウム部材の接合方法と比較して、接合面の表面に酸化膜が破壊されずに残る領域が存在し難くなり、アルミニウム部材同士を均一にかつ安定して接合することが可能となる。 According to the joining method of the aluminum member of the present invention, in the concavo-convex structure forming step, the concavo-convex structure is formed on each surface to be joined in the first aluminum member and the second aluminum member. At least one of the concavo-convex structures of the surfaces to be bonded is greatly deformed when the two are pressed, and in this process, the oxide film existing on the surface of each surface to be bonded is destroyed. For this reason, it becomes possible to press-contact in the state which the surface of the aluminum which is not oxidized was made to oppose. As a result, even when the area of the surface to be joined is large, compared to the conventional joining method of an aluminum member, it becomes difficult for an oxide film to remain on the surface of the joining surface without being destroyed, and the aluminum member It becomes possible to join them uniformly and stably.
また、本発明のアルミニウム部材の接合方法によれば、凹凸構造形成工程において、第1アルミニウム部材及び第2アルミニウム部材におけるそれぞれの被接合面に凹凸構造を形成し、圧接工程において、第1アルミニウム部材と第2アルミニウム部材とを圧接することから、熱を加えたり超音波を印加したりすることなく、圧力を加えるだけで第1アルミニウム部材と第2アルミニウム部材とを容易に接合することが可能となる。 Moreover, according to the joining method of the aluminum member of this invention, an uneven structure is formed in each to-be-joined surface in a 1st aluminum member and a 2nd aluminum member in an uneven | corrugated structure formation process, and a 1st aluminum member is formed in a press-contacting process. The first aluminum member and the second aluminum member can be easily joined to each other by simply applying pressure without applying heat or applying ultrasonic waves. Become.
本発明の第1の半導体装置の製造方法によれば、第2金属板及び接続子を本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することから、被接合面の面積が大きい場合であっても、それぞれの被接合面に形成された酸化膜が破壊されずに残る領域が存在し難くなり、第2金属板及び接続子を均一にかつ安定して接合することが可能となる。 According to the first method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the second metal plate and the connector are bonded using the aluminum member bonding method of the present invention. However, it becomes difficult to have a region where the oxide film formed on each surface to be bonded remains without being broken, and the second metal plate and the connector can be bonded uniformly and stably.
また、本発明の第1の半導体装置の製造方法によれば、第2金属板及び接続子を本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することから、熱を加えたり超音波を印加したりすることなく、圧力を加えるだけで第2金属板と接続子とを接合することが可能となる。 Further, according to the first method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the second metal plate and the connector are bonded using the aluminum member bonding method of the present invention, so that heat is applied or ultrasonic waves are applied. It is possible to join the second metal plate and the connector by simply applying pressure.
本発明の第2の半導体装置の製造方法によれば、第1金属板とICチップの第1電極、ICチップの第2電極と接続子、及び、第2金属板と接続子を、それぞれ本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することから、それぞれの被接合面の面積が大きい場合であっても、それぞれの被接合面の表面に形成された酸化膜が破壊されずに残る領域が存在し難くなり、第1金属板とICチップの第1電極、ICチップの第2電極と接続子、及び、第2金属板と接続子を均一にかつ安定して接合することが可能となる。 According to the second method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first metal plate and the first electrode of the IC chip, the second electrode and the connector of the IC chip, and the second metal plate and the connector are respectively formed. Since the bonding is performed using the aluminum member bonding method of the invention, the oxide film formed on the surface of each bonded surface remains without being destroyed even when the surface of each bonded surface is large It is possible to bond the first metal plate and the first electrode of the IC chip, the second electrode and the connector of the IC chip, and the second metal plate and the connector uniformly and stably. Become.
また、本発明の第2の半導体装置の製造方法によれば、第1金属板とICチップの第1電極、ICチップの第2電極と接続子、及び、第2金属板と接続子を、それぞれ本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することから、熱を加えたり超音波を印加したりすることなく、圧力を加えるだけで第1金属板とICチップの第1電極、ICチップの第2電極と接続子、及び、第2金属板と接続子を接合することが可能となる。 Further, according to the second method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first metal plate and the first electrode of the IC chip, the second electrode and the connector of the IC chip, and the second metal plate and the connector, Since each of the aluminum members is bonded using the bonding method of the present invention, the first metal plate, the first electrode of the IC chip, and the IC chip can be simply applied without applying heat or applying ultrasonic waves. The second electrode and the connector, and the second metal plate and the connector can be joined.
また、本発明の第2の半導体装置の製造方法によれば、第1金属板とICチップの第1電極、ICチップの第2電極と接続子、及び、第2金属板と接続子を、それぞれ本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することから、それぞれの被接合面ごとに圧接する必要がなく、接続子と第1金属板とによってICチップを挟んだ状態で1度圧力を加えるだけで第1金属板とICチップの第1電極、ICチップの第2電極と接続子、及び、第2金属板と接続子を全て接合することが可能となり、高い生産性で半導体装置を製造することが可能となる。 Further, according to the second method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first metal plate and the first electrode of the IC chip, the second electrode and the connector of the IC chip, and the second metal plate and the connector, Since bonding is performed using the aluminum member bonding method of the present invention, it is not necessary to press-contact each surface to be bonded, and pressure is applied once with the IC chip sandwiched between the connector and the first metal plate. It is possible to join all of the first metal plate and the first electrode of the IC chip, the second electrode and the connector of the IC chip, and the second metal plate and the connector. It can be manufactured.
以下、本発明のアルミニウム部材の接合方法及び半導体装置の製造方法について、図に示す実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the aluminum member bonding method and the semiconductor device manufacturing method of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
[実施形態1]
1.実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法
まず、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法を以下に示す各工程に沿って説明する。
[Embodiment 1]
1. Method of joining aluminum members according to the first embodiment will first be described with reference to the steps shown a method of joining aluminum members according to the first embodiment below.
図1は、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法を説明するために示すフローチャートである。
図2は、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法を説明するために示す図である。図2(a)は凹凸構造形成工程の工程図を示し、図2(b)及び(c)は圧接工程の工程図を示す。
図3は、実施形態1における圧接工程を説明するために示す図である。図3(a)は、圧接工程を実施する前の被接合面の拡大図を示し、図3(b)は圧接工程実施中の被接合面の拡大図を示し、図3(c)は圧接工程実施後の被接合面の拡大図を示す。なお、図3中、符号12は、第1アルミニウム部材10の凹凸構造における凸部を示し、符号22は、第2アルミニウム部材20の凹凸構造における凸部を示す。
FIG. 1 is a flowchart for explaining a method for joining aluminum members according to the first embodiment.
FIG. 2 is a view for explaining the aluminum member joining method according to the first embodiment. FIG. 2A shows a process diagram of the concavo-convex structure forming process, and FIGS. 2B and 2C show process diagrams of the pressure contact process.
FIG. 3 is a view for explaining the pressing process in the first embodiment. 3A shows an enlarged view of the surface to be joined before performing the pressure welding process, FIG. 3B shows an enlarged view of the surface to be joined during the pressure welding process, and FIG. 3C shows the pressure welding. The enlarged view of the to-be-joined surface after process implementation is shown. In FIG. 3,
実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法は、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを圧接して第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを接合するアルミニウム部材の接合方法である。実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法は、図1に示すように、凹凸構造形成工程S1と、圧接工程S2とをこの順序で含む。
The aluminum member joining method according to the first embodiment is an aluminum member joining method in which the
(1)凹凸構造形成工程S1
まず、第1アルミニウム部材10及び第2アルミニウム部材20を準備する。第1アルミニウム部材10としては、アルミニウム製の金属板又はアルミニウム合金製の金属板を用いる。また、第2アルミニウム部材20としては、アルミニウム製の金属板又はアルミニウム合金製の金属板を用いる。
(1) Uneven structure forming step S1
First, the
次に、図2(a)に示すように、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを圧接するに先だって、第1アルミニウム部材10及び第2アルミニウム部材20におけるそれぞれの被接合面に凹凸構造を形成する。
Next, as shown in FIG. 2A, before the
具体的には、第1アルミニウム部材10及び第2アルミニウム部材20におけるそれぞれの被接合面の表面を塩酸や硫酸などの酸で溶かす(エッチングする)ことによって、それぞれの被接合面に凹凸構造を形成する。被接合面の表面に酸を付着させる方法としては、スプレーで吹きかける方法、スピナーに取り付けて酸を滴下する方法、容器に満たした酸に被接合面の表面を浸す方法等が挙げられる。なお、凹凸構造形成工程においては、被接合面の表面に酸を付着させる時間や位置を調整することで凸部が規則的に配列された凹凸構造を形成する。
Specifically, the surface of each bonded surface in the
凹凸構造の形状は、鋸刃形状であり、凹凸構造は、同じサイズの凸部を有する。凹凸構造における凹部の底部から凸部の頂点までの高さは、例えば0.1μm〜10μmである。第1アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチは、第2アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチと同じ配列ピッチである。 The shape of the concavo-convex structure is a saw blade shape, and the concavo-convex structure has convex portions of the same size. The height from the bottom of the concave portion to the top of the convex portion in the concavo-convex structure is, for example, 0.1 μm to 10 μm. The arrangement pitch of the concavo-convex structure formed on the surface to be joined of the first aluminum member is the same as the arrangement pitch of the concavo-convex structure formed on the surface to be joined of the second aluminum member.
なお、アルミニウムは大気中で酸化されやすいことから、凹凸構造を形成した後わずかな時間で、凹凸構造の表面に酸化膜14,24が形成されることとなる(図3参照。)。
Since aluminum is easily oxidized in the atmosphere,
(2)圧接工程S2
次に、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを、被接合面を対向させた状態とし(図2(b)及び図3(a)参照。)、それぞれの被接合面に対してほぼ垂直な方向から圧力を加えて圧接する(図2(c)、図3(b)及び図3(c)参照。)。第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを圧接する圧力は、例えば1MPa〜30MPaである。
(2) Pressure welding process S2
Next, the
このとき、図3(b)に示すように、凸部の先端がつぶれたり凸部が変形したりすることで、それぞれの被接合面の凹凸構造が大きく変形する。この過程で凸部同士がこすれあって表面の酸化膜14,24が削れたり、凸部が変形して酸化膜に割れが生じたりすることによって、それぞれの被接合面の表面に存在する酸化膜14,24が破壊される。その結果、それぞれの被接合面において、酸化されていないアルミニウムの面が現れ、当該アルミニウムの面を対向させた状態で圧接することとなる。
At this time, as shown in FIG. 3B, the concavo-convex structure of each bonded surface is greatly deformed by crushing the tip of the convex portion or deforming the convex portion. In this process, the projections are rubbed and the
また、このとき、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とに加えられた圧力によって、それぞれの被接合面が加熱されることとなり、原子運動が活発化する。このため、拡散によって、酸化されていないアルミニウムの面を通して互いのアルミニウム部材間をアルミニウム原子が移動できるようになる。この後、当該アルミニウム原子がアルミニウム原子相互間の引力によって秩序ある配列となり、その結果、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを接合(固相接合)することが可能となる。
At this time, the surfaces to be joined are heated by the pressure applied to the
なお、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを圧接する過程で凸部同士がこすれあう際に発生する摩擦熱によっても、それぞれの被接合面が加熱されることとなり、原子運動が活発化することとなる。
Note that the surfaces to be joined are also heated by frictional heat generated when the projections rub against each other in the process of press-contacting the
2.実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法の効果
実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法によれば、凹凸構造形成工程S1において、第1アルミニウム部材10及び第2アルミニウム部材20におけるそれぞれの被接合面に凹凸構造を形成するため、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを圧接する際にそれぞれの被接合面の凹凸構造のうち少なくともいずれかの凹凸構造が大きく変形し、この過程でそれぞれの被接合面の表面に存在する酸化膜14,24が破壊される。このため、酸化されていないアルミニウムの面を対向させた状態で圧接することが可能となる。その結果、被接合面の面積が大きい場合であっても、従来のアルミニウム部材の接合方法と比較して、接合面の表面に酸化膜14,24が破壊されずに残る領域が存在し難くなり、アルミニウム部材同士を均一にかつ安定して接合することが可能となる。
2. Effect of Joining Method of Aluminum Member According to Embodiment 1 According to the joining method of the aluminum member according to Embodiment 1, the surfaces to be joined in the
また、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法によれば、凹凸構造形成工程S1において、第1アルミニウム部材10及び第2アルミニウム部材20におけるそれぞれの被接合面に凹凸構造を形成し、圧接工程S2において、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを圧接することから、熱を加えたり超音波を印加したりすることなく、圧力を加えるだけで第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを接合することが可能となる。
Moreover, according to the joining method of the aluminum member which concerns on Embodiment 1, in a concavo-convex structure formation process S1, a concavo-convex structure is formed in each joined surface in the
また、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法によれば、凹凸構造形成工程においては、エッチングにより第1アルミニウム部材10及び第2アルミニウム部材20におけるそれぞれの被接合面に凹凸構造を形成することから、所望の形状の凹凸構造を形成することが可能となる。
Moreover, according to the joining method of the aluminum member which concerns on Embodiment 1, in a concavo-convex structure formation process, a concavo-convex structure is formed in each joined surface in the
また、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法によれば、圧接工程においては、加熱することなく第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを圧接するため、各アルミニウム部材10,20を加熱するための加熱装置が不要となる。
Moreover, according to the joining method of the aluminum member which concerns on Embodiment 1, in the press-contacting process, in order to press-contact the
また、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法によれば、凹凸構造形成工程S1においては、凸部12,22が規則的に配列された凹凸構造を形成するため、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを圧接する際に、被接合面全体で凹凸構造を均一に変形させることが可能となり、被接合面全体において酸化膜が破壊されずに残る領域が存在することを防ぐことが可能となる。その結果、アルミニウム部材同士を均一にかつ安定して接合することが可能となる。
Moreover, according to the joining method of the aluminum member which concerns on Embodiment 1, in the uneven structure formation process S1, in order to form the uneven structure in which the
また、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法によれば、凹凸構造の形状は、鋸刃形状であるため、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを圧接する際に、凸部同士が変形しやすく、表面の酸化膜14,24を破壊しやすくなる。その結果、アルミニウム部材同士を安定して接合することが可能となる。
Moreover, according to the joining method of the aluminum member which concerns on Embodiment 1, since the shape of a concavo-convex structure is a saw blade shape, when press-contacting the
また、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法によれば、凹凸構造は、同じサイズの凸部12,22を有することから、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを圧接する際に、凹凸構造を均一に変形させることが可能となり、被接合面の表面に存在する酸化膜を均一に破壊することが可能となる。その結果、アルミニウム部材同士を均一に接合することが可能となる。
Moreover, according to the joining method of the aluminum member which concerns on Embodiment 1, since the uneven structure has the
また、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法によれば、第1アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチは、第2アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチと同じ配列ピッチであることから、第1アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材20とを圧接する際に、被接合面全体で凹凸構造を均一に変形させることが可能となり、被接合面全体において酸化膜が残存することを防ぐことが可能となる。その結果、アルミニウム部材同士を均一にかつ安定して接合することが可能となる。
Moreover, according to the joining method of the aluminum member which concerns on Embodiment 1, the arrangement pitch of the uneven structure formed in the to-be-joined surface of the 1st aluminum member is the uneven pitch structure formed in the to-be-joined surface of the 2nd aluminum member. Since the arrangement pitch is the same as the arrangement pitch, when the
[実施形態2]
図4は、実施形態2に係る半導体装置の製造方法を説明するために示すフローチャートである。
図5は、実施形態2における半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図5(a)は接続子載置工程S30終了時の様子を示し、図5(b)は圧接工程S40の様子を示し、図5(c)は圧接工程S40終了時の様子を示す。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a flowchart for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment.
FIG. 5 is a view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment. FIG. 5A shows a state at the end of the connector placement step S30, FIG. 5B shows a state at the press contact step S40, and FIG. 5C shows a state at the end of the press contact step S40.
まず、実施形態2に係る半導体装置100について説明する。
実施形態2における半導体装置100は、第1金属板110と、第2金属板120と、ICチップ130と、ICチップ130の第2電極134及び第2金属板120に接続され、ICチップ130の第2電極134と第2金属板120とを電気的に接続する接続子140とを備える(図5(c)参照。)。
First, the
The
実施形態2においては、第1金属板110として、アルミニウムからなる第1金属板110を用いる。また、第2金属板120として、アルミニウムからなる第2金属板を用いる。さらにまた、接続子140として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる接続子を用いる。
In the second embodiment, a
なお、本明細書中、金属板とは、金属製の板のみならず、金属製の膜(金属膜)や金属製の層(金属層)を含む。 In the present specification, the metal plate includes not only a metal plate but also a metal film (metal film) and a metal layer (metal layer).
第1金属板110は、被接合面112(以下、ダイパッド112と呼ぶ。)において、ICチップ130の一方面に形成された第1電極132と接続されている。
The
第2金属板120は、第1金属板110とは離間して配置されており、被接合面122において、接続子140と接続されている。
The
ICチップ130は、一方面に形成された第1電極132及び他方面に形成された第2電極134を有し、第1電極132が第1金属板110に接続されている。第1電極132及び第2電極134の最表面は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる。具体的には、第1電極132及び第2電極134の最表面は、それぞれアルミニウムによって被覆されている。第1電極132及び第2電極134の最表面をアルミニウムによって被覆する方法は適宜の方法を用いることができるが、例えば、蒸着法を用いることができる。
The
接続子140は、ICチップ130を介して第1金属板110上に載置するとともに第2金属板120上に直接載置されている。接続子140は、ICチップ130の第2電極134及び第2金属板120に接続され、ICチップ130の第2電極134と第2金属板120とを電気的に接続する。
The
接続子140は、長尺状の金属板を屈曲した形状をしており、ボンディングワイヤと比較して、ICチップ130及び第2金属板120との接触面積が大きい。このため、接続子140は、第2電極134と第2金属板120との接合の場合のように被接合面の面積が大きい場合でも、ボンディングワイヤを用いる場合のように複数本配設する必要がなく、1の接続子によって第2電極134と第2金属板120とを接合することが可能となる。
The
次に、実施形態2に係る半導体装置の製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment will be described.
実施形態2における半導体装置の製造方法は、図4に示すように、凹凸構造形成工程S10と、ICチップ配設工程S20と、接続子載置工程S30と、圧接工程S40とを含む。 As shown in FIG. 4, the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment includes an uneven structure forming step S10, an IC chip disposing step S20, a connector placing step S30, and a pressure contacting step S40.
(1)凹凸構造形成工程S10
まず、第1金属板110と、第2金属板120と、ICチップ130と、接続子140とを準備する。
次に、第2金属板120と接続子140とを接合するに先だって、第2金属板120の接続子140との接合面122及び接続子140の第2金属板120との被接合面142に凹凸構造を形成する。凹凸構造形成工程S10においては、第2金属板及び接続子のうち被接合面122,142のみに凹凸構造を形成する。それぞれの被接合面122,142に凹凸構造を形成する具体的な方法は、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法における凹凸構造形成工程と同様の方法である。
(1) Uneven structure forming step S10
First, the
Next, prior to joining the
(2)ICチップ配設工程S20
次に、第1金属板110と、第1金属板110とは離間した位置に第2金属板120とを配置するとともに、第1金属板110におけるダイパッド112に、第1電極132が第1金属板110側となるようにICチップ130を配設する(図5(a)参照。)。なお、ダイパッド112と第1電極132とははんだを介して接合する。
(2) IC chip placement step S20
Next, the
(3)接続子載置工程S30
次に、接続子140を、ICチップ130を介して第1金属板110上に載置するとともに第2金属板120上に直接載置する(図5(a)参照。)。
(3) Connector placement step S30
Next, the
(4)圧接工程S40
次に、第2金属板120と接続子140とを、それぞれの被接合面122,142を対向させた状態でそれぞれの被接合面122,142に対してほぼ垂直な方向から圧力を加えて圧接する(図5(b)参照。)。また、第2電極134と接続子140とははんだを介して接合する。このようにして、接続子140をICチップ130の第2電極134及び第2金属板120に接続することで、ICチップ130の第2電極134と第2金属板120とを電気的に接続することが可能となる。
(4) Pressure welding process S40
Next, the
以上のようにして半導体装置100を製造することができる(図5(c)参照。)。
The
実施形態2に係る半導体装置の製造方法によれば、第2金属板120及び接続子140を本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することから、それぞれの被接合面122,142の面積が大きい場合であっても、それぞれの被接合面122,142に形成された酸化膜が破壊されずに残る領域が存在し難くなり、第2金属板120及び接続子140を均一にかつ安定して接合することが可能となる。
According to the manufacturing method of the semiconductor device according to the second embodiment, the
また、実施形態2に係る半導体装置の製造方法によれば、第2金属板120及び接続子140を本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することから、熱を加えたり超音波を印加したりすることなく、圧力を加えるだけで第2金属板120と接続子140とを接合することが可能となる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, the
[実施形態3]
図6は、実施形態3における半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図6(a)はICチップ配設工程S20及び接続子載置工程S30の様子を示し、図6(b)は圧接工程S40の様子を示し、図6(c)は圧接工程S40終了時の様子を示す。
[Embodiment 3]
FIG. 6 is a view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment. 6A shows the state of the IC chip placement step S20 and the connector placement step S30, FIG. 6B shows the state of the pressure contact step S40, and FIG. 6C shows the state at the end of the pressure contact step S40. Show the state.
実施形態3に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施形態2に係る半導体装置の製造方法と同様の工程を含むが、第2金属板と接続子だけでなく、第1金属板とICチップの第1電極、及び、ICチップの第2電極と接続子も本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合する点が実施形態2に係る半導体装置の製造方法の場合とは異なる。すなわち、実施形態3に係る半導体装置の製造方法においては、図6に示すように、第1金属板110とICチップ130の第1電極132a、ICチップ130の第2電極134aと接続子140、及び、第2金属板120と接続子140を、それぞれ本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することにより、第1金属板110とICチップ130の第1電極132a、ICチップ130の第2電極134aと接続子140、及び、第2金属板120と接続子140をそれぞれ接続する。
The manufacturing method of the semiconductor device according to the third embodiment basically includes the same steps as the manufacturing method of the semiconductor device according to the second embodiment, but not only the second metal plate and the connector but also the first metal plate. The first electrode of the IC chip and the second electrode of the IC chip and the connector are also bonded using the aluminum member bonding method of the present invention, which is different from the semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment. That is, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment, as shown in FIG. 6, the
凹凸構造形成工程S10においては、第1金属板110とICチップ130の第1電極132a、ICチップ130の第2電極134aと接続子140、及び、第2金属板120と接続子140をそれぞれ接合するに先だって、第1金属板110のダイパッド112a、第2金属板120の被接合面122a、ICチップ130の第1電極132a及び第2電極134a、接続子140における第2金属板120との被接合面142a及びICチップとの被接合面144aにそれぞれ凹凸構造を形成する。凹凸構造形成工程S10においては、それぞれの被接合面のみに凹凸構造を形成する。凹凸構造を形成する具体的な方法は、実施形態1に係るアルミニウム部材の接合方法における凹凸構造形成工程と同様の方法である。
In the uneven structure forming step S10, the
圧接工程S40においては、第1金属板110とICチップ130とを、ダイパッド112a及び第1電極132aを対向させた状態で、ICチップ130と接続子140とを、第2電極134a及びICチップとの被接合面144aを対向させた状態で圧力を加えて圧接する。圧接工程S40においては、接続子140と第1金属板110とによってICチップ130を挟んだ状態で圧接する。
In the press-contact process S40, the
実施形態3に係る半導体装置の製造方法によれば、第1金属板110とICチップ130の第1電極132a、ICチップ130の第2電極134aと接続子140、及び、第2金属板120と接続子140を、それぞれ本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することにより、第1金属板110とICチップ130の第1電極132a、ICチップ130の第2電極134aと接続子140、及び、第2金属板120と接続子140をそれぞれ接続することから、それぞれの被接合面の面積が大きい場合であっても、それぞれの被接合面の表面に形成された酸化膜が破壊されずに残る領域が存在し難くなり、第1金属板110とICチップ130の第1電極132a、ICチップ130の第2電極134aと接続子140、及び、第2金属板120と接続子140を均一にかつ安定して接合することが可能となる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment, the
また、実施形態3に係る半導体装置の製造方法によれば、第1金属板110とICチップ130の第1電極132a、ICチップ130の第2電極134aと接続子140、及び、第2金属板120と接続子140を、それぞれ本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することから、熱を加えたり超音波を印加したりすることなく、圧力を加えるだけで第1金属板110とICチップ130の第1電極132a、ICチップ130の第2電極134aと接続子140、及び、第2金属板120と接続子140をそれぞれ接合することが可能となる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment, the
また、実施形態3に係る半導体装置の製造方法によれば、第1金属板110とICチップ130の第1電極132a、ICチップ130の第2電極134aと接続子140、及び、第2金属板120と接続子140を、それぞれ本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することから、それぞれの被接合面ごとに圧接する必要がなく、接続子140と第1金属板110とによってICチップ130を挟んだ状態で1度圧力を加えるだけで第1金属板110とICチップ130の第1電極132a、ICチップ130の第2電極134aと接続子140、及び、第2金属板120と接続子140を全て接合することが可能となり、高い生産性で半導体装置を製造することが可能となる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment, the
なお、実施形態3に係る半導体装置の製造方法は、第2金属板と接続子だけでなく、第1金属板とICチップの第1電極、及び、ICチップの第2電極と接続子も本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合する点以外の点においては実施形態2に係る半導体装置の製造方法と同様の工程を含むため、実施形態2に係る半導体装置の製造方法が有する効果のうち該当する効果を有する。 The semiconductor device manufacturing method according to the third embodiment includes not only the second metal plate and the connector, but also the first metal plate and the first electrode of the IC chip, and the second electrode and the connector of the IC chip. The points other than the point of joining using the joining method of the aluminum member of the invention include the same steps as the manufacturing method of the semiconductor device according to the second embodiment, and thus the effect of the manufacturing method of the semiconductor device according to the second embodiment is obtained. Of which, it has a corresponding effect.
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on said embodiment, this invention is not limited to said embodiment. The present invention can be implemented in various modes without departing from the spirit thereof, and for example, the following modifications are possible.
(1)上記実施形態1においては、凹凸構造形成工程においては、エッチングにより第1アルミニウム部材及び第2アルミニウム部材におけるそれぞれの被接合面に凹凸構造を形成する場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、凹凸構造形成工程においては、凹凸構造を有する金型を第1アルミニウム部材及び第2アルミニウム部材に押し当てることにより第1アルミニウム部材及び第2アルミニウム部材におけるそれぞれの被接合面に凹凸構造を形成する場合であっても本発明を適用可能である。 (1) In the first embodiment, the present invention has been described by taking as an example the case where the concavo-convex structure forming step forms the concavo-convex structure on the bonded surfaces of the first aluminum member and the second aluminum member by etching. However, the present invention is not limited to this. For example, in the concavo-convex structure forming step, a concavo-convex structure is formed on each bonded surface of the first aluminum member and the second aluminum member by pressing a mold having the concavo-convex structure against the first aluminum member and the second aluminum member. Even in this case, the present invention can be applied.
(2)上記実施形態1においては、第1アルミニウム部材10として、アルミニウム製の金属板又はアルミニウム合金製の金属板を用いる場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第1アルミニウム部材の被接合面がアルミニウム又はアルミニウム合金に覆われていればよく、例えば、第1アルミニウム部材として、アルミニウム板以外の金属板にアルミニウム膜が被覆されている第1アルミニウム部材や、アルミニウム板以外の金属板にアルミニウム層が形成されている第1アルミニウム部材であっても本発明を適用可能である。
(2) In the first embodiment, the present invention has been described by taking as an example the case where an aluminum metal plate or an aluminum alloy metal plate is used as the
(3)上記実施形態1においては、第2アルミニウム部材20として、アルミニウム又はアルミニウム合金製の金属板を用いる場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第2アルミニウム部材20の被接合面がアルミニウム又はアルミニウム合金に覆われていればよく、例えば、第2アルミニウム部材として、アルミニウム板以外の金属板にアルミニウム膜が被覆されている第2アルミニウム部材や、アルミニウム板以外の金属板にアルミニウム層が形成されている第2アルミニウム部材であっても本発明を適用可能である。
(3) In the first embodiment, the present invention has been described by taking as an example the case where a metal plate made of aluminum or an aluminum alloy is used as the
(4)上記実施形態1においては、凹凸構造は、同じサイズの凸部を有する場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図7は、変形例に係るアルミニウム部材の接合方法を説明するために示す図である。例えば、凹凸構造が、異なるサイズの凸部を有する場合(図7(a)参照。)であっても本発明を適用可能である。 (4) In the first embodiment, the concavo-convex structure has been described by taking the case where the concavo-convex structure has convex portions of the same size as an example, but the present invention is not limited to this. FIG. 7 is a view for explaining the joining method of the aluminum member according to the modification. For example, the present invention can be applied even when the concavo-convex structure has convex portions of different sizes (see FIG. 7A).
(5)上記実施形態1においては、第1アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチが、第2アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチと同じ配列ピッチである場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第1アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチが、第2アルミニウム部材の被接合面に形成された凹凸構造の配列ピッチと異なる配列ピッチである場合(図7(b)参照。)であっても本発明を適用可能である。 (5) In the first embodiment, the arrangement pitch of the concavo-convex structure formed on the surface to be joined of the first aluminum member is the same as the arrangement pitch of the concavo-convex structure formed on the surface to be joined of the second aluminum member. However, the present invention is not limited to this example. For example, when the arrangement pitch of the concavo-convex structure formed on the surface to be bonded of the first aluminum member is different from the arrangement pitch of the concavo-convex structure formed on the surface to be bonded of the second aluminum member (FIG. 7B). The present invention can also be applied to the above.
(6)上記実施形態1においては、凹凸構造の形状が鋸刃形状である場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、凹凸構造の形状が、凸部がT字形状である凹凸構造の形状である場合(図7(c)参照。)や鋸刃形状の凸部を構成する辺にさらに鋸刃形状の凸部が形成されている場合(図7(d)参照。)であっても本発明を適用可能である。 (6) In the first embodiment, the present invention has been described taking the case where the shape of the concavo-convex structure is a saw blade shape as an example, but the present invention is not limited to this. For example, when the shape of the concavo-convex structure is the shape of a concavo-convex structure in which the convex portion has a T-shape (see FIG. 7C), or the side that forms the convex portion of the saw blade-shaped convex shape The present invention can be applied even when the portion is formed (see FIG. 7D).
(7)上記実施形態1においては、圧接工程において、加熱することなく第1アルミニウム部材と第2アルミニウム部材とを圧接する場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、圧接工程において、加熱しながら第1アルミニウム部材と第2アルミニウム部材とを圧接する場合であっても本発明を適用可能である。 (7) In the first embodiment, the present invention has been described by taking as an example the case where the first aluminum member and the second aluminum member are pressed without heating in the pressing process, but the present invention is limited to this. It is not a thing. For example, the present invention can be applied even when the first aluminum member and the second aluminum member are pressure-welded while being heated in the pressure-welding step.
(8)上記実施形態2においては、第2金属板120と接続子140とを本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合する場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ICチップ130の第2電極134と接続子140を本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合する場合や、第1金属板120とICチップ130の第1電極132とを本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合する場合や、第2金属板120とICチップ130の第1電極132、及び、ICチップ130の第2電極134と接続子140を本発明のアルミニウム部材の接合方法を用いて接合する場合であっても本発明を適用可能である。
(8) In the second embodiment, the present invention has been described by taking as an example the case where the
(9)上記実施形態2及び3においては、凹凸構造形成工程S10においては、それぞれの被接合面のみに凹凸構造を形成する場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第1金属板、第2金属板、ICチップ及び接続子の全面に凹凸構造を形成する場合であっても本発明を適用可能である。 (9) In the second and third embodiments, the present invention has been described by taking the case where the concavo-convex structure is formed only on each surface to be joined in the concavo-convex structure forming step S10. However, the present invention is not limited to this. It is not something. For example, the present invention is applicable even when a concavo-convex structure is formed on the entire surface of the first metal plate, the second metal plate, the IC chip, and the connector.
10,10a,10b,10c,10d…第1アルミニウム部材、12,22…凸部、14,24…酸化膜、20,20a,20b,20c,20d…第2アルミニウム部材、100,102,…半導体装置、110…第1金属板、112,112a…ダイパッド、120…第2金属板、122,122a…被接合面、130…ICチップ、132,132a…第1電極、134,134a…第2電極、140…接続子、142,142a…(第2金属板との)被接合面、144,144a…(ICチップとの)被接合面
10, 10a, 10b, 10c, 10d ... 1st aluminum member, 12, 22 ... convex part, 14, 24 ... oxide film, 20, 20a, 20b, 20c, 20d ... 2nd aluminum member, 100, 102, ...
Claims (7)
前記第1金属板とは離間して配置された第2金属板と、
一方面に形成された第1電極及び他方面に形成された第2電極を有し、前記第1電極が前記第1金属板に接続されているICチップと、
前記ICチップの第2電極及び前記第2金属板に接続され、前記ICチップの第2電極と前記第2金属板とを電気的に接続する接続子とを備える半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記第2金属板として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第2金属板を用い、前記接続子として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる接続子を用いるとともに、前記第2金属板及び前記接続子を接合する接合方法として、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第1アルミニウム部材とアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第2アルミニウム部材とを圧接して、前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを接合するアルミニウム部材の接合方法であって、
前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを圧接するに先だって、前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材におけるそれぞれの被接合面に鋸刃形状の凹凸構造を形成する凹凸構造形成工程と、
前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを前記被接合面を対向させた状態で圧接する圧接工程とをこの順序で含み、
前記凹凸構造形成工程においては、エッチングにより前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材におけるそれぞれの前記被接合面に凸部が規則的に配列された前記凹凸構造を形成し、
前記圧接工程において、前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材を圧接する圧力は、1MPa〜30MPaであり、
前記圧接工程においては、前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを圧接する際にそれぞれの前記被接合面の前記凹凸構造のうち少なくともいずれかの凹凸構造が変形し、前記凹凸構造が変形する過程でそれぞれの前記被接合面の表面に存在する酸化膜が破壊されるアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することにより、前記第2金属板と前記接続子とを接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A first metal plate;
A second metal plate disposed apart from the first metal plate;
An IC chip having a first electrode formed on one side and a second electrode formed on the other side, wherein the first electrode is connected to the first metal plate;
A semiconductor device for manufacturing a semiconductor device comprising a second electrode of the IC chip and a second metal plate connected to the second electrode of the IC chip and electrically connecting the second metal plate to the second metal plate. A manufacturing method comprising:
A second metal plate made of aluminum or an aluminum alloy is used as the second metal plate, a connector made of aluminum or an aluminum alloy is used as the connector, and the second metal plate and the connector are joined. As a way,
A method for joining aluminum members, wherein a first aluminum member made of aluminum or an aluminum alloy and a second aluminum member made of aluminum or an aluminum alloy are press-contacted to join the first aluminum member and the second aluminum member. ,
Prior to press-contacting the first aluminum member and the second aluminum member, a concavo-convex structure forming step of forming a sawtooth-shaped concavo-convex structure on each surface to be joined in the first aluminum member and the second aluminum member; ,
A pressure welding step in which the first aluminum member and the second aluminum member are pressure-welded in a state where the surfaces to be bonded are opposed to each other, in this order,
In the concavo-convex structure forming step, the concavo-convex structure in which convex portions are regularly arranged on the bonded surfaces of the first aluminum member and the second aluminum member by etching is formed,
In the pressure welding step, the pressure for pressure-contacting the first aluminum member and the second aluminum member is 1 MPa to 30 MPa,
In the pressing step, when pressing the first aluminum member and the second aluminum member, at least one of the concavo-convex structures of the surface to be joined is deformed, and the concavo-convex structure is deformed. The second metal plate and the connector are connected by bonding using an aluminum member bonding method in which an oxide film existing on the surface of each bonded surface is destroyed in the process of A method for manufacturing a semiconductor device.
前記第1金属板とは離間して配置された第2金属板と、
一方面に形成された第1電極及び他方面に形成された第2電極を有し、前記第1電極が前記第1金属板に接続されているICチップと、
前記ICチップの第2電極及び前記第2金属板に接続され、前記ICチップの前記第2電極と前記第2金属板とを電気的に接続する接続子とを備える半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記第1金属板として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第1金属板を用い、前記第2金属板として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第2金属板を用い、前記接続子として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる接続子を用い、前記ICチップとして、前記第1電極及び前記第2電極の最表面がアルミニウム又はアルミニウム合金からなるICチップを用いるとともに、前記接続子を、前記ICチップを介して前記第1金属板上に載置するとともに前記第2金属板上に直接載置した状態で、前記第1金属板と前記ICチップの前記第1電極、前記ICチップの前記第2電極と前記接続子、及び、前記第2金属板と前記接続子を、それぞれ接合する接合方法として、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第1アルミニウム部材とアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第2アルミニウム部材とを圧接して、前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを接合するアルミニウム部材の接合方法であって、
前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを圧接するに先だって、前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材におけるそれぞれの被接合面に鋸刃形状の凹凸構造を形成する凹凸構造形成工程と、
前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを前記被接合面を対向させた状態で圧接する圧接工程とをこの順序で含み、
前記凹凸構造形成工程においては、エッチングにより前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材におけるそれぞれの前記被接合面に凸部が規則的に配列された前記凹凸構造を形成し、
前記圧接工程において、前記第1アルミニウム部材及び前記第2アルミニウム部材を圧接する圧力は、1MPa〜30MPaであり、
前記圧接工程においては、前記第1アルミニウム部材と前記第2アルミニウム部材とを圧接する際にそれぞれの前記被接合面の前記凹凸構造のうち少なくともいずれかの凹凸構造が変形し、前記凹凸構造が変形する過程でそれぞれの前記被接合面の表面に存在する酸化膜が破壊されるアルミニウム部材の接合方法を用いて接合することにより、前記第1金属板と前記ICチップの前記第1電極、前記ICチップの前記第2電極と前記接続子、及び、前記第2金属板と前記接続子をそれぞれ接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A first metal plate;
A second metal plate disposed apart from the first metal plate;
An IC chip having a first electrode formed on one side and a second electrode formed on the other side, wherein the first electrode is connected to the first metal plate;
A semiconductor device for manufacturing a semiconductor device comprising: a second electrode of the IC chip; and a connector connected to the second metal plate and electrically connecting the second electrode of the IC chip and the second metal plate. A manufacturing method of
A first metal plate made of aluminum or an aluminum alloy is used as the first metal plate, a second metal plate made of aluminum or an aluminum alloy is used as the second metal plate, and aluminum or an aluminum alloy is used as the connector. As the IC chip, an IC chip in which the outermost surfaces of the first electrode and the second electrode are made of aluminum or an aluminum alloy is used, and the connector is connected to the first via the IC chip. The first metal plate, the first electrode of the IC chip, the second electrode of the IC chip, and the connector, in a state of being placed on the metal plate and directly placed on the second metal plate, And as a joining method for joining the second metal plate and the connector, respectively,
A method for joining aluminum members, wherein a first aluminum member made of aluminum or an aluminum alloy and a second aluminum member made of aluminum or an aluminum alloy are press-contacted to join the first aluminum member and the second aluminum member. ,
Prior to press-contacting the first aluminum member and the second aluminum member, a concavo-convex structure forming step of forming a sawtooth-shaped concavo-convex structure on each surface to be joined in the first aluminum member and the second aluminum member; ,
A pressure welding step in which the first aluminum member and the second aluminum member are pressure-welded in a state where the surfaces to be bonded are opposed to each other, in this order,
In the concavo-convex structure forming step, the concavo-convex structure in which convex portions are regularly arranged on the bonded surfaces of the first aluminum member and the second aluminum member by etching is formed,
In the pressure welding step, the pressure for pressure-contacting the first aluminum member and the second aluminum member is 1 MPa to 30 MPa,
In the pressing step, when pressing the first aluminum member and the second aluminum member, at least one of the concavo-convex structures of the surface to be joined is deformed, and the concavo-convex structure is deformed. The first metal plate and the first electrode of the IC chip, the IC by bonding using an aluminum member bonding method in which an oxide film existing on the surface of each bonded surface is destroyed in the process of A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the second electrode of the chip and the connector, and the second metal plate and the connector are connected to each other.
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