專(zhuān)利名稱(chēng):一種半導(dǎo)體器件及其制造方法與一種半導(dǎo)體器件安裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體制造技術(shù),特別涉及到適于微型化和厚度降低以及減少成本的同時(shí)提高可靠性的技術(shù)。
背景技術(shù):
下面將要簡(jiǎn)要解釋的這些技術(shù)經(jīng)發(fā)明人經(jīng)過(guò)考慮后,在歸納本發(fā)明的使用研究中與公開(kāi)內(nèi)容以及要求權(quán)利一樣在此進(jìn)行命名。
進(jìn)一步微型化或現(xiàn)代電子設(shè)備“縮小”的需求導(dǎo)致尺寸減小和重量降低,而且這種需求在電子市場(chǎng)和半導(dǎo)體工業(yè)中增長(zhǎng)很快。在這種情形下,適用于大規(guī)模集成電路(LSI)芯片的安裝結(jié)構(gòu)的小型電子器件制造變得更加重要——這就是開(kāi)發(fā)具有極高集成度的LSI芯片封裝技術(shù)。
此外,隨著電子市場(chǎng)的增長(zhǎng),提高產(chǎn)量且同時(shí)減少成本的要求變得更加苛刻。
從公開(kāi)的內(nèi)容看,已公開(kāi)的第一種滿足上述技術(shù)要求的方法是采用一種樹(shù)脂封裝或密封的表面安裝半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu),例如,已公開(kāi)但未經(jīng)審查的日本專(zhuān)利申請(qǐng)(“PUJPA”)No.5-129473。該現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)如圖29所示,這種設(shè)計(jì)包括固定在同一表面上的一個(gè)電引線端33方式的引線框架35和一個(gè)芯片支持架或單元片焊點(diǎn)34,這也被熟練技術(shù)人員稱(chēng)為“基座tub”,其中現(xiàn)有技術(shù)的特征是引線端33通過(guò)連接線37實(shí)現(xiàn)從下表面到半導(dǎo)體芯片36之間的電連接。這里的所有下表面都作為外部電極起到與該半導(dǎo)體器件外圍電路連接的功能。
不幸的是,圖29所示的第一種現(xiàn)有技術(shù)存在以下問(wèn)題。由于這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因,基座34的元件安裝表面被暴露在半導(dǎo)體器件的下表面之外,當(dāng)在安裝襯底上安裝半導(dǎo)體器件時(shí)基座34可能會(huì)直接接觸到元件安裝襯底部分的引線端,使安裝襯底的對(duì)應(yīng)部分無(wú)法形成任何引出連接,這導(dǎo)致襯底設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)自由度被顯著降低。另一個(gè)問(wèn)題是由于器件結(jié)構(gòu)安排原因,基座34只在其一面封裝,這使基座34和所用封裝材料38之間接觸面積減小,使得接觸牢固性和粘合性都下降,導(dǎo)致半導(dǎo)體器件可靠性降低。
第二種已有的樹(shù)脂密封裝置可見(jiàn)于PUJPA No.10-189830(JP-A-10-189830)。這種裝置如圖30所示,包括一個(gè)由引線架39的懸掛或“懸空”引線端40支持的安裝在基座41上的半導(dǎo)體元件42,金屬細(xì)導(dǎo)線45用來(lái)實(shí)現(xiàn)位于所述半導(dǎo)體元件42上表面的電極43和相應(yīng)內(nèi)部引線端44之間的內(nèi)部電連接,一種樹(shù)脂封裝材料46用來(lái)密封半導(dǎo)體元件42外部周邊區(qū)域,其中包括位于半導(dǎo)體元件42上表面的金屬細(xì)導(dǎo)線區(qū)域,同時(shí)外部連接端47被放置在所述封裝樹(shù)脂46底部表面區(qū)域以和所述內(nèi)部引線端44連接。其中所述懸空引線端40由稱(chēng)為“上置”工藝產(chǎn)生,因而有臺(tái)階狀差48,這稱(chēng)為“臺(tái)階部分”,其中密封樹(shù)脂46也在所述基座41的底部形成相應(yīng)于上置工藝量的層。
這里展示的第二種現(xiàn)有技術(shù),由于引線架39的懸空引線端40由于上置工藝而具有臺(tái)階量48,這使封裝樹(shù)脂46能到達(dá)基座41底部,以對(duì)引線架39提供相當(dāng)雙面封裝半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)成為可能,因而和前面討論過(guò)的第一種現(xiàn)有技術(shù)相比提高了可靠性。
上述技術(shù)的另一優(yōu)點(diǎn)是從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上防止基座41的元件固定襯底側(cè)暴露于半導(dǎo)體器件更低的表面,基座41不會(huì)與固定襯底的引線端形成接觸,因而增加了元件固定設(shè)計(jì)方案的自由度。
有其它一些為本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員所知的有對(duì)應(yīng)上置工藝的基座的半導(dǎo)體器件(基座精整處理),其中之一如JP-A-11-74440所公開(kāi)內(nèi)容。
上述第一種已有技術(shù)的問(wèn)題所在是減小封裝材料和基座接觸面積會(huì)降低相應(yīng)粘合度,因而也就減少半導(dǎo)體器件的可靠性,這是因?yàn)閺钠骷Y(jié)構(gòu)上看,為減小厚度只能在基座的一面進(jìn)行封裝。
此外,雖然上述第二種已有技術(shù)和前面提到的日本文獻(xiàn)JP-A-11-74440教導(dǎo)使用對(duì)應(yīng)引線架結(jié)構(gòu)的雙面樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件,且可以提供比上述第一種已有技術(shù)更高的可靠性,但通過(guò)上置工藝形成的臺(tái)階量不可能達(dá)到和第一種已有技術(shù)相當(dāng)?shù)暮穸葴p小程度,同時(shí)也會(huì)由于上置工藝導(dǎo)致的基座位置偏移和張力影響產(chǎn)生“基座錯(cuò)位”問(wèn)題。
簡(jiǎn)言之,發(fā)明人已肯定無(wú)論上述的第一種還是第二種已有技術(shù)都會(huì)由于解決“折衷”問(wèn)題能力有限——如厚度減小和增加可靠性,而限制其有效范圍。
因而本發(fā)明的首要目標(biāo)是提供一種新型改進(jìn)的,能同時(shí)解決厚度減小和高可靠性的半導(dǎo)體器件,本發(fā)明也提供對(duì)應(yīng)元件安裝結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件制造方法。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種改進(jìn)的可在減小成本同時(shí)提高產(chǎn)量的半導(dǎo)體器件和元件安裝結(jié)構(gòu)及器件的制造方法。
本發(fā)明進(jìn)一步目標(biāo)是提供一種能防止元件安裝過(guò)程中可能發(fā)生的電短路和引線脫離的半導(dǎo)體器件以及元件和相應(yīng)安裝結(jié)構(gòu)的制造方法。
本發(fā)明這些和其它一些目標(biāo)、特征、優(yōu)點(diǎn)將在后面關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案和對(duì)應(yīng)附圖的描述中詳盡展示。發(fā)明內(nèi)容某些在這里公開(kāi)內(nèi)容和要求權(quán)利保護(hù)的本發(fā)明技術(shù)的代表性方面在下面做簡(jiǎn)要解釋。
一種半導(dǎo)體器件包括一個(gè)被多個(gè)懸空引線端支持的基座、多個(gè)引線端被安置在上述基座外圍處、一個(gè)固定在上述基座一個(gè)主表面上的半導(dǎo)體芯片且與上述多個(gè)引線端的一個(gè)主表面電連接、用于封裝上述多個(gè)引線端和半導(dǎo)體芯片以及基座的封裝樹(shù)脂,這里與多個(gè)引線端主表面相反的剩余主表面暴露在封裝樹(shù)脂外,且基座比多個(gè)引線端的厚度薄。
此外,制造一種半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟準(zhǔn)備一個(gè)引線架的陣列,里面有多個(gè)引線架,且每個(gè)都含大量引線端和一個(gè)厚度小于上述多個(gè)引線端的基座與一個(gè)支持該基座的懸空引線端;執(zhí)行單元片粘合將半導(dǎo)體芯片固定在每個(gè)引線架的基座上;相應(yīng)用導(dǎo)線將該半導(dǎo)體芯片和引線架的多個(gè)引線端連接起來(lái);用封裝樹(shù)脂密封引線架和半導(dǎo)體芯片及導(dǎo)線,以允許多個(gè)引線端暴露于下表面?zhèn)?;同時(shí)將引線架陣列切割成大量單個(gè)引線架部分,切割處在緊鄰封裝區(qū),該封裝區(qū)由密封樹(shù)脂密封步驟得到,從而得到大量半導(dǎo)體器件。
而且,本發(fā)明對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體器件的安裝結(jié)構(gòu)是包括下列元件的半導(dǎo)體器件一個(gè)安裝襯底上的電引線圖形,一個(gè)有大量懸空引線端支持的基座,大量分布在該基座周?chē)囊€端,一個(gè)固定在該基座主表面或其上的半導(dǎo)體芯片且與這些引線端一個(gè)主表面電連接,用于封裝多個(gè)引出端、半導(dǎo)體芯片和基座的封裝樹(shù)脂,這里多個(gè)引線端主表面相反側(cè)的剩余主表面暴露于封裝樹(shù)脂外,其中一種粘合材料用來(lái)將半導(dǎo)體器件多個(gè)引出端的其它主表面和薄于引出端的基座耦連起來(lái)。
此外,樹(shù)脂封裝的半導(dǎo)體器件包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片的基座,一個(gè)上述半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂封裝形成的封裝區(qū),多個(gè)基座懸空引線端,其中含一個(gè)用來(lái)支持基座的支持部分,和一個(gè)暴露部分,該部分露于上述封裝區(qū)半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面處,該支持部分比暴露部分構(gòu)成更薄,多個(gè)引線端排列在基座周?chē)衣懵队诜庋b區(qū)半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面,同時(shí)一個(gè)連接部分用來(lái)連接該半導(dǎo)體芯片表面電極和對(duì)應(yīng)引線端之一,其中所述基座懸空端是通過(guò)基座耦連在一齊的。
相應(yīng)發(fā)明中,由于在基座懸空引線端處形成的基座支持部分厚度減小,故可以將該支持部分埋入或嵌入封裝區(qū)并覆蓋上封裝樹(shù)脂,因此能提供只在封裝區(qū)背面的某個(gè)或多個(gè)拐角處才露出基座懸空引線端暴露部分的延伸結(jié)構(gòu)。
這相應(yīng)增加懸空引出端露出部分和它在封裝區(qū)背表面相鄰引線端的間隔度,同時(shí)防止電短路,否則會(huì)由于基座被埋于封裝區(qū)中的原因而在元件安裝襯底或板上或其它地方安裝半導(dǎo)體器件時(shí)產(chǎn)生這些問(wèn)題。
此外,提供了一個(gè)樹(shù)脂封裝的半導(dǎo)體器件,它包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片且比該芯片小的基座,一個(gè)該半導(dǎo)體芯片封裝樹(shù)脂形成的封裝區(qū),多個(gè)排列在上述基座周?chē)囊€端且這些引線端暴露在該封裝區(qū)的半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面,一個(gè)連接器用來(lái)連接一個(gè)以上半導(dǎo)體芯片表面電極和對(duì)應(yīng)一個(gè)引出端,這里所述的基座和半導(dǎo)體芯片在相對(duì)所涉及半導(dǎo)體芯片表面電極而言的內(nèi)側(cè)位置相互粘接在一齊。
根據(jù)本發(fā)明,能提供一個(gè)包含在加熱導(dǎo)線連接工藝中的粘合臺(tái),它支持半導(dǎo)體器件背部表面端部處或附近的特定部分。這使導(dǎo)線連接時(shí)采用合適超聲波與/或加熱技術(shù)成為可能,因此能提高這種導(dǎo)線連接的可靠性和連接強(qiáng)度。
此外,制造樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件的方法包括如下步驟準(zhǔn)備一個(gè)包含能支持一個(gè)半導(dǎo)體芯片的基座的引線架,多個(gè)基座懸空引線端都有一個(gè)支撐部分來(lái)支持基座和一個(gè)暴露部分,對(duì)此支持部分比暴露部分更薄,同時(shí)多個(gè)引線端排列在基座周?chē)?;基座和半?dǎo)體芯片牢固粘合在一起;使用一個(gè)連接器將半導(dǎo)體芯片表面電極連到相應(yīng)一個(gè)引線端;在用封裝樹(shù)脂覆蓋一個(gè)基座引線端厚度減小部分,通過(guò)使封裝樹(shù)脂流過(guò)與基座的芯片支持表面相反的表面來(lái)形成一個(gè)封裝區(qū),再在半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面處理多個(gè)引出端和基座懸空引線端的暴露部分從而模制該半導(dǎo)體芯片;從引線架的框架體上將多個(gè)引線端分離,基座懸空引線端在暴露處分離成多個(gè)部分。
圖1所示為本發(fā)明實(shí)施方案1對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體器件整體外觀透視圖。
圖2所示為圖1中的半導(dǎo)體器件平面圖(下表面?zhèn)?。
圖3是本發(fā)明實(shí)施方案1的整體引線端區(qū)域的平面圖。
圖4是圖3中沿A-A截線所得的單位引線端的橫截面圖。
圖5是圖3中沿B-B線所得的單位引出端的切面圖。
圖6是圖1所示半導(dǎo)體器件部分打開(kāi)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平面顯示圖。
圖7是圖6中的半導(dǎo)體器件沿線C-C所得的切面視圖。
圖8是圖6中的半導(dǎo)體器件沿線D-D所得的切面視圖。
圖9是圖6中的半導(dǎo)體器件沿線E-E所得的切面視圖。
圖10是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案1的半導(dǎo)體器件制造方法的截面流程圖。
圖11是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案1的半導(dǎo)體器件制造中所用引線架陣列的平面圖。
圖12是圖11所示的引線架陣列中的單個(gè)引線架主體的放大平面圖(上表面)。
圖13是圖11所示的引線架陣列中的單個(gè)引線架主體的放大平面圖(下表面)。
圖14是圖12所示單個(gè)引線架沿線F-F所得的切面視圖。
圖15是圖12所示單個(gè)引線架沿線G-G所得的切面視圖。
圖16是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案1的半導(dǎo)體器件單元片粘合工藝步驟中淀積粘合劑于基座上的方法的概念圖。
圖17是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案1的半導(dǎo)體器件單元片粘合工藝步驟中在基座上安置半導(dǎo)體芯片方法的概念圖。
圖18是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案1的半導(dǎo)體器件線連接方法的概念圖。
圖19是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案1的半導(dǎo)體器件樹(shù)脂密封工藝步驟中金屬框架結(jié)構(gòu)如金屬工具和引線架陣列相互定位狀態(tài)的概念圖。
圖20是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案1的半導(dǎo)體器件樹(shù)脂密封工藝步驟中金屬工具夾緊狀態(tài)的概念圖。
圖21是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案1的半導(dǎo)體器件樹(shù)脂密封工藝步驟中金屬工具分離狀態(tài)的概念圖。
圖22是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案1的半導(dǎo)體器件被安裝在元件固定襯底上的外觀透視圖。
圖23是圖22的器件結(jié)構(gòu)沿線H-H得到的切面圖。
圖24是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案2單個(gè)引線部分的平面視圖。
圖25是圖24所示的單個(gè)引線部分沿線I-I所得的切面視圖。
圖26是圖24所示的單個(gè)引線部分沿線J-J所得的切面視圖。
圖27是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案2的半導(dǎo)體器件的部分透視圖。
圖28是圖27所示的半導(dǎo)體器件沿線K-K所得的切面視圖。
圖29是已經(jīng)在前面介紹部分描述過(guò)的采用第一種已有技術(shù)的半導(dǎo)體器件切面視圖。
圖30是已經(jīng)在前面介紹部分描述過(guò)的采用第二種已有技術(shù)的半導(dǎo)體器件切面視圖。
圖31是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案3的示例半導(dǎo)體器件平面視圖,其中出于展示目的,部分封裝被打開(kāi),內(nèi)部結(jié)構(gòu)可見(jiàn)。
圖32是圖31所示的半導(dǎo)體器件沿線L-L所得的切面視圖。
圖33是這種半導(dǎo)體器件的一種裝配過(guò)程的工藝流程圖。
圖34中(a),(b),(c),(d),(e)為圖33中半導(dǎo)體器件裝配過(guò)程中各主要工藝步驟的結(jié)構(gòu)流程切面圖。
圖35所示為對(duì)應(yīng)本發(fā)明實(shí)施方案4的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)例子的整體外觀透視圖。
圖36是圖35中半導(dǎo)體器件的底面結(jié)構(gòu)視圖。
圖37是圖35所示的半導(dǎo)體器件沿線M-M所得的切面視圖。
圖38是圖35所示的半導(dǎo)體器件沿線N-N所得的切面視圖。
圖39是圖35所示的半導(dǎo)體器件在裝配過(guò)程中導(dǎo)線連接工藝步驟示例的部分切面視圖。
圖40是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案5的半導(dǎo)體器件完全成型時(shí)的最終結(jié)構(gòu)的局部平面視圖,其中部分結(jié)構(gòu)被打開(kāi)用來(lái)觀察內(nèi)部構(gòu)造。
圖41是圖40所示的半導(dǎo)體器件沿線P-P所得的切面視圖。
圖42是圖40所示的半導(dǎo)體器件在裝配過(guò)程中用到的引線架結(jié)構(gòu)的局部平面視圖。
圖43是圖41中“T”結(jié)構(gòu)的部分放大切面視圖。
圖44是圖41中“T”結(jié)構(gòu)中關(guān)于某引線端切割方法的部分放大切面視圖。
圖45中圖表(a),(b),(c),(d)和(e)每部分都顯示圖40中“Q”部分的一種引線端結(jié)構(gòu)視圖,其中(a)是底面視圖,(b)是平面視圖,(c)是凹槽切面視圖,(d)是(b)沿線U-U所得的截面視圖,(e)是(b)沿線V-V所得的截面視46是圖40中Q結(jié)構(gòu)中引線端結(jié)構(gòu)的改進(jìn)例子的平面視圖。
圖47是圖40中“R”結(jié)構(gòu)經(jīng)放大的局部平面視圖。
圖48中圖表(a),(b)顯示圖40中“S”結(jié)構(gòu),其中(a)是經(jīng)過(guò)放大的局部平面視圖,而(b)是(a)的沿線X-X的切面視圖。
圖49中圖表(a),(b)顯示圖48(a)中“W”結(jié)構(gòu),其中(a)是經(jīng)過(guò)放大的局部平面視圖,(b)是(a)的凹槽切面視圖。
圖50中圖表(a),(b),(c)顯示了對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案8的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu),其中(a)為平面圖,(b)為側(cè)視圖,(c)為底視圖。
圖51是圖50(c)中“Y”結(jié)構(gòu)的經(jīng)放大的局部底部平面視圖。
圖52是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案9的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)最終成型實(shí)例結(jié)構(gòu)的局部平面視圖,這里透過(guò)封裝區(qū)對(duì)結(jié)構(gòu)做了內(nèi)部描述。
圖53是圖52所示的半導(dǎo)體器件沿線Z-Z所得的切面視圖。
圖54是圖53中“AB”部分的器件結(jié)構(gòu)的局部放大平面視圖。
圖55是圖53中“AB”部分中切割引線端方法示例的局部放大視圖。
圖56中(a),(b),(c),(d)所示局部切面圖顯示的刻蝕方法用作本發(fā)明中半導(dǎo)體器件裝配所用的引線架加工方法。
圖57中(a),(b),(c),(d)所示局部切面圖顯示的刻蝕方法用作本發(fā)明中半導(dǎo)體器件裝配所用的引線架加工方法。
圖58中(a),(b),(c),(d)所示局部切面圖顯示的刻蝕方法用作本發(fā)明中半導(dǎo)體器件裝配所用的引線架加工方法。
圖59中(a),(b),(c)為擠壓方法的局部切面圖顯示,用作本發(fā)明中半導(dǎo)體器件裝配所用的引線架加工方法的示例。
圖60中(a),(b),(c)為擠壓方法的局部切面圖顯示,用作本發(fā)明中半導(dǎo)體器件裝配所用的引線架加工方法的示例。
圖61中(a),(b),(c)為擠壓方法的局部切面圖顯示,用作本發(fā)明中半導(dǎo)體器件裝配所用的引線架加工方法的示例。
圖62是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明一個(gè)變型的最終成型的半導(dǎo)體器件示例結(jié)構(gòu)的局部平面視圖,這里透過(guò)封裝區(qū)表現(xiàn)了內(nèi)部構(gòu)造。
圖63是了圖62中半導(dǎo)體器件沿線CC-CC所得的切面視圖。
圖64是對(duì)應(yīng)于另外一變型的最終成型的半導(dǎo)體器件示例結(jié)構(gòu)的局部平面視圖,這里透過(guò)封裝區(qū)表現(xiàn)了內(nèi)部構(gòu)造。
優(yōu)選實(shí)施方案描述在下面提到的幾種本發(fā)明實(shí)施方案的詳盡描述里,相同或類(lèi)似元件的解釋原則上將不再重復(fù),除非認(rèn)為有重復(fù)的必要。
也應(yīng)該注意,雖然為歸納發(fā)明的實(shí)施過(guò)程將下面實(shí)施方案的解釋分為多個(gè)部分或優(yōu)選形式,但這些部分都不是彼此無(wú)關(guān)的,而是作為經(jīng)過(guò)修改的實(shí)例、另一種方案某部分或全部的細(xì)節(jié)或額外解釋彼此聯(lián)系,除非有專(zhuān)門(mén)注明。
進(jìn)一步應(yīng)該注意的是,在下面實(shí)施方案描述里所用到的構(gòu)成部分或元件的數(shù)字(包括元件號(hào)、數(shù)值、數(shù)量、范圍等等)都僅僅是例子,本發(fā)明不應(yīng)局限于這些特定量,任何比所提到數(shù)字大或小的量都可能在不同情況下被采用,除非經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)說(shuō)明或在那些從原理角度看明顯不適合本發(fā)明的特例。
某些本發(fā)明的特定實(shí)施方案將隨對(duì)應(yīng)附圖被詳盡解釋。注意這里所有附圖中,相同功能部分采用同樣參考字符或標(biāo)號(hào),因而取消了重復(fù)解釋。
(實(shí)施方案1)圖1是與本發(fā)明實(shí)施方案1對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體器件外觀整體視圖;圖2是該半導(dǎo)體器件平面視圖(底面);圖3描述單獨(dú)引線端部分的平面視圖;其中虛線表示密封區(qū)域。圖4是圖3所示的單個(gè)引線端部分沿線A-A所得的截面視圖;圖5是圖3所示的單個(gè)引線端部分沿線B-B所得的切面視圖;圖6是為觀察而將圖1所示半導(dǎo)體器件局部打開(kāi)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平面顯示圖;圖7是圖6中的半導(dǎo)體器件沿線C-C所得的切面視圖;圖8是圖6中的半導(dǎo)體器件沿線D-D所得的切面視圖;圖9是圖6中的半導(dǎo)體器件沿線E-E所得的切面視圖;如圖1和2所示,實(shí)施方案1的半導(dǎo)體器件1結(jié)構(gòu)安排上是一種同區(qū)或“表面”安裝類(lèi)型的半導(dǎo)體器件,因此電引線端2作為外部連接端,部分暴露于半導(dǎo)體器件下表面外圍。這種半導(dǎo)體器件1包含一個(gè)由銅或鐵質(zhì)材料加工成所需形狀的薄板。如圖3-5所示,這一薄板有一個(gè)中心放芯片的支持端或單元片焊點(diǎn)(也稱(chēng)“基座”)5,它由4個(gè)和基座焊點(diǎn)5連為一體的懸空引線端4支持(此后稱(chēng)為基座懸空引線端),多個(gè)引線端2排列在基座5周?chē)?。此后稱(chēng)這一薄板為單位引線區(qū)3。
上述基座懸空引線端4(除去外部末端部分)的下表面和基座5進(jìn)行刻蝕處理,因此最終厚度大約只有其它部分厚度的一半。這樣工藝通常稱(chēng)為半刻蝕處理。這樣,實(shí)施方案1的單位引線區(qū)3下表面處由半刻蝕處理產(chǎn)生一臺(tái)階部分6。如圖6-8所示,半導(dǎo)體芯片8被固定在上述單位引線區(qū)3的基座5上表面(一個(gè)主要表面)。半導(dǎo)體芯片8可能包括某些集成電路,如微處理器、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、門(mén)陣列、大規(guī)模集成電路系統(tǒng)(LSI)、存儲(chǔ)器等,同時(shí)由鋁(Al)或其它合適導(dǎo)電材料制成用于集成電路外部連接端的大量電連接焊點(diǎn)7。半導(dǎo)體芯片8集成電路面向上由絕緣膠質(zhì)或絕緣薄膜的粘合劑9嚴(yán)格固定。
半導(dǎo)體芯片8的各個(gè)焊點(diǎn)7由金(Au)或鋁或其它材料構(gòu)成的導(dǎo)線10連接到上述引線端2主表面上。該半導(dǎo)體芯片8、導(dǎo)線10、基座5、基座懸空引出端4和引出端2(上表面和側(cè)表面部分)由封裝樹(shù)脂材料11封裝,該材料包括但不局限于環(huán)氧樹(shù)脂或硅樹(shù)脂,以提高保護(hù)能力和抗潮濕能力。然而注意,用作外部終端的引線端2下表面部分(其它主表面)暴露于半導(dǎo)體器件下表面?zhèn)取?br>
這些由封裝樹(shù)脂11封裝的部分以下將被稱(chēng)為封裝部12。從圖9可看出,各個(gè)引線端2經(jīng)特殊制造使它的上表面面積比暴露的下表面面積大,以防止從封裝部12意外脫落。
此外,為增加抗潮濕能力和將半導(dǎo)體器件1安裝在相關(guān)襯底上時(shí)的器件固定強(qiáng)度,暴露于半導(dǎo)體器件外的引出端2經(jīng)過(guò)外部包裝工藝,該工藝包含使用鉛-錫焊接工藝的焊接金屬化,且不局限于此。
通過(guò)外部包裝工藝制成的薄膜以后稱(chēng)為金屬化或金屬板部分13。該外部包裝工藝也使用金屬電鍍技術(shù),該技術(shù)使用無(wú)鉛焊接材料如錫-銀或錫-鋅材料。設(shè)計(jì)該金屬板部分為大約10微米(μm)厚度,使半導(dǎo)體器件1能遠(yuǎn)離封裝區(qū)12下表面,這對(duì)應(yīng)于金屬板部分13的厚度。圖2和4中沒(méi)有描述該板部分13只是為了圖解方便的原因。
這樣,本實(shí)施方案中的半導(dǎo)體器件1不像已有技術(shù)中由折疊加工(上置工藝)來(lái)形成臺(tái)階部分6,它的臺(tái)階部分6是由半刻蝕技術(shù)形成的,因而能允許封裝樹(shù)脂11存在于這些地方;因此,在實(shí)現(xiàn)所要的厚度減小結(jié)構(gòu)同時(shí),可用封裝樹(shù)脂11將基座5和基座懸空引出端4封裝,這樣避免由于封裝樹(shù)脂11和基座5之間接觸面積減少使接觸面或附著面減少而帶來(lái)的可靠性下降問(wèn)題。
本實(shí)施方案另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是使引線端2的下表面從半導(dǎo)體器件1的封裝區(qū)12下表面暴露,來(lái)作為外連接端,這樣可以防止運(yùn)輸與/或安裝過(guò)程中的變形,提高了可靠性。此外,引線端2從封裝區(qū)12側(cè)表面凸出一點(diǎn),這樣能獲得半導(dǎo)體器件1平面尺寸“縮小”或小型化。另外,該引線端2安置中,被封裝的上表面面積比暴露的下表面面積大,能獲得足夠強(qiáng)的粘合力,因此保證可靠性增加,這里不考慮實(shí)際上相對(duì)于封裝樹(shù)脂11有效粘合表面包括上下表面。
對(duì)于本發(fā)明實(shí)施方案1中上述半導(dǎo)體器件的制造方法將參考流程圖10和以下的圖11-21在以下進(jìn)行解釋。
圖11是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案1的半導(dǎo)體器件制造中使用的陣列引線架的平面視圖;圖12顯示圖11所示的引線架陣列中的單個(gè)引線架主體的放大平面圖(上表面)(后面進(jìn)行詳盡解釋);圖13為圖11所示的引線架陣列中的單個(gè)引線架主體的放大平面圖(下表面);圖14為圖12所示單個(gè)引線架沿線F-F所得的切面視圖。圖15為圖12所示單個(gè)引線架沿線G-G所得的切面視圖。
這里顯示的引線架陣列14由銅基或鋼基金屬板通過(guò)刻蝕技術(shù)構(gòu)圖獲得。如圖11所示,引線架陣列14安排方式為每個(gè)特定區(qū)域(以后稱(chēng)為單位引線架15)對(duì)應(yīng)于其上形成的單個(gè)半導(dǎo)體器件1的表面積。作為例子,10個(gè)分離的等距區(qū)域由沿長(zhǎng)邊兩行、短邊5列組成。
單位引線架15的外圍邊緣形成縫隙(此后稱(chēng)為松緊縫),用于釋放制造工藝中可能加在引線架陣列14上的應(yīng)力。引導(dǎo)栓17用來(lái)支持并定位引線架陣列14長(zhǎng)邊上的端口。
如圖12-13所示,基座5位于單位導(dǎo)線架15中心且由4個(gè)相關(guān)基座懸空引線端4支持,這里多個(gè)引線端2緊密排列在基座5周?chē)园鼑?,這些引線端由框架支持。上述基座懸空引線端4(不包括外部端部部分)和基座5的下表面?zhèn)冉?jīng)過(guò)半刻蝕處理,因此厚度大約是引線架15其它部分厚度的一半。
這樣,如圖14-15所示,實(shí)施方案1的單位引線架15的底面有一臺(tái)階部分6。此臺(tái)階部分6不是象已有工藝那樣構(gòu)圖成型后由采用沖壓或刻蝕方法的單獨(dú)工藝步驟(此后稱(chēng)為后或過(guò)處理)形成,而是一次完成成型和刻蝕;因此,引線架陣列14大量生產(chǎn)時(shí)可以減少成本。此外,實(shí)施方案1的引線架陣列14不像已有技術(shù)那樣在完成成型后還需要折疊/彎曲加工工藝,這就防止這種折疊/粘合結(jié)構(gòu)中由于基座錯(cuò)位/應(yīng)力而產(chǎn)生的缺陷問(wèn)題。
下面給出制造圖11-15所示引線架陣列14的方法的解釋。
圖16顯示在基座上淀積粘合劑方法的概念圖;圖17顯示在基座上安置半導(dǎo)體芯片方法的概念圖;圖18顯示一種線連接方法的概念圖;圖19顯示在樹(shù)脂封裝工藝步驟中金屬框架結(jié)構(gòu)如金屬工具和引線架陣列進(jìn)行定位的概念圖;圖20顯示在樹(shù)脂封裝工藝步驟中金屬工具夾緊狀態(tài)的概念圖;圖21顯示在樹(shù)脂封裝工藝步驟中金屬工具分離狀態(tài)的概念圖。
首先,如圖10的(a)部分所示,使用一種粘合劑9,如導(dǎo)電膠或絕緣膠或絕緣薄膜或其它物質(zhì),將半導(dǎo)體芯片8粘合到導(dǎo)線架陣列14的每個(gè)基座5上。第一,如圖16所示,使用一個(gè)注射器18將粘合劑9淀積到每個(gè)基座5上;再如圖17所示,使用一個(gè)夾頭19將半導(dǎo)體芯片通過(guò)粘合劑固定到每個(gè)基座5上。這一工藝步驟以后稱(chēng)為單元片粘合步驟。
其次,如圖10的(b)部分所示,通過(guò)金或類(lèi)似材料導(dǎo)線10將半導(dǎo)體芯片8的每個(gè)引腳7和相應(yīng)引線端2電連接。如圖18所示,這一工藝開(kāi)始步驟為使有半導(dǎo)體芯片8安裝其上的導(dǎo)線架陣列14和粘合臺(tái)20牢固附著在一齊由此加熱到高溫。然后,一邊維持牢固的固定態(tài),同時(shí)通過(guò)毛細(xì)管21將半導(dǎo)體芯片8的焊點(diǎn)7和對(duì)應(yīng)單位引線架15上各個(gè)引線端2用金或其它材料導(dǎo)線10進(jìn)行電連接。這一工藝以后稱(chēng)為導(dǎo)線連接步驟。
其次,如圖10的(c)部分所示,使用轉(zhuǎn)移成型方法,用一種封裝樹(shù)脂材料封裝半導(dǎo)體芯片8的上表面和側(cè)壁區(qū)域、導(dǎo)線10、帶基座懸空引線端4(沒(méi)顯示)的基座5和引線端2。該封裝樹(shù)脂材料包括環(huán)氧樹(shù)脂和硅樹(shù)脂,但不局限于此。此工藝開(kāi)始步驟為在轉(zhuǎn)移成型器械的下側(cè)金屬模具22特定位置上,將已進(jìn)行導(dǎo)線接合的引線架陣列14安裝其上,然后將上側(cè)金屬模具23和下側(cè)金屬模具22牢固鉗合在一齊。這兩個(gè)金屬工具鉗合時(shí)有一內(nèi)部空間(以后稱(chēng)為空腔24),它決定了相應(yīng)的配合表面層級(jí),因此這一空間可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)用封裝樹(shù)脂11將半導(dǎo)體芯片8、導(dǎo)線10、帶基座懸空引線端4(沒(méi)顯示)的基座5和引線端2(上表面和側(cè)表面部分)封裝。
其次,如圖20所示,當(dāng)使金屬工具牢固鉗合在一齊時(shí),通過(guò)一流道25和門(mén)26將封裝樹(shù)脂填充到每個(gè)上述空腔24中。這里定義流道25、門(mén)26為樹(shù)脂流通通道。封裝樹(shù)脂11填充且流入半刻蝕基座5、和基座懸空引線端4(沒(méi)顯示)下表面的臺(tái)階部分6周?chē)蚨鴼夤谭庋b半導(dǎo)體芯片8、導(dǎo)線10、基座5、基座懸空引線端4(沒(méi)顯示)和引線端2(上側(cè)表面和側(cè)表面部分)。這時(shí),允許引線端2的下表面從封裝區(qū)12下側(cè)表面暴露,該引線端2的下表面和封裝區(qū)12的下側(cè)表面基本在同一平面上。
這里注意,上述引線端2的外端部分希望凸出于封裝區(qū)12側(cè)表面之外,以便利切割工藝步驟里的切割。然后,如圖21所示,金屬工具結(jié)構(gòu)被分開(kāi)。這一工藝此后稱(chēng)為樹(shù)脂封裝步驟。此外,雖然上述樹(shù)脂封裝步驟示例中采用轉(zhuǎn)移成型方法,但當(dāng)使一抗熱薄層均勻分布在上側(cè)金屬工具23和下側(cè)金屬工具22表面且維持這種狀態(tài)時(shí),可以替換使用薄片成型方法來(lái)進(jìn)行樹(shù)脂封裝。此例中,引線端2凸出于封裝區(qū)12的程度對(duì)應(yīng)于沉入上述薄層的量。
其次,如圖10的(d)部分所示,對(duì)暴露于封裝區(qū)12的那些引線端2進(jìn)行外部包裝以提高抗潮濕能力和在元件安裝襯底上固定半導(dǎo)體器件的固定強(qiáng)度。更好的上述外部包裝是采用基于鉛-錫的焊接材料的焊接金屬化技術(shù)實(shí)現(xiàn);然而,其它類(lèi)似技術(shù)也能替換使用,其中包括但不局限于使用無(wú)鉛焊料的金屬化方法,如基于錫-銀、錫-鋅的焊料。將上述金屬板部分13設(shè)計(jì)成大約10μm厚度,可以使半導(dǎo)體器件1取得遠(yuǎn)離相應(yīng)于金屬化部分13的厚度。此后,這一工藝被整體稱(chēng)為外部包裝工藝步驟。
其次,如圖10的(e)部分所示,使用一個(gè)切割金屬模具結(jié)構(gòu)(沒(méi)顯示)在每個(gè)封裝區(qū)12稍外側(cè)特定位置切割引線架陣列14,從而將它分成多個(gè)單位引線端塊3(單位引線架15的那些部分,框架由此被移走),因此得到圖1所示半導(dǎo)體器件1。此后這一工藝被整體稱(chēng)為切割步驟。
半導(dǎo)體器件1通過(guò)上述方式制造出來(lái)后,開(kāi)始產(chǎn)品篩選交貨檢查/測(cè)試工序,把合格產(chǎn)品與有缺陷產(chǎn)品區(qū)分開(kāi),前者用來(lái)出貨。和以前方法明顯不同的是,上面討論的制造方法擺脫了制造中半導(dǎo)體器件外部端口所需的折疊/彎曲制造工藝;因此,它使工藝控制變得更加容易,從而增加產(chǎn)量。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,幾乎所有工藝步驟都可以使用目前已有的半導(dǎo)體制造設(shè)備而不需要任何實(shí)質(zhì)改動(dòng),這就極大減少或避免了新廠投資風(fēng)險(xiǎn)。
應(yīng)該注意的是,雖然上述制造方法中外部包裝通過(guò)焊接金屬化技術(shù)實(shí)現(xiàn),但本發(fā)明不應(yīng)該局限于此,可以進(jìn)行有選擇的修改,如對(duì)那些暴露在半導(dǎo)體器件外的引線端區(qū)域可以事先已經(jīng)進(jìn)行鈀金屬化等外部包裝處理而制備引線架陣列14。這里,制造半導(dǎo)體器件時(shí),外部包裝工藝不再需要,從而必要工藝步驟數(shù)被減少,因此相應(yīng)增加了產(chǎn)量。
另外需要注意的是,雖然上述切割工藝中使用金屬切割模具結(jié)構(gòu),但能用類(lèi)似從圓片上切割半導(dǎo)體芯片的切塊方式來(lái)替換,當(dāng)將引線架陣列14下表面放置切塊帶時(shí),用切塊刀具可以切割出單位引線區(qū)3。與使用金屬切割模具工具進(jìn)行切割相比,可以由于沒(méi)有任何結(jié)構(gòu)限制而在封裝區(qū)12處或附近的特定位置實(shí)現(xiàn)理想切割,因而縮小相鄰單位引線架15之間距離可以提高引線架陣列14的利用效率。此外,由于這里引線端2沒(méi)有凸出于封裝區(qū)12側(cè)表面外,它能夠使獲得的半導(dǎo)體器件比用金屬切割模具工具切割的器件減小或平面尺寸“縮小”。
此外,雖然上述制造方法中帶臺(tái)階部分6的引線架陣列14由半刻蝕技術(shù)獲得,但本發(fā)明不應(yīng)該局限于此,可以改為通過(guò)盤(pán)繞構(gòu)圖成型(coilingpatterning)技術(shù)來(lái)形成臺(tái)階部分6從而制備引線架陣列14。
圖22是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案1的半導(dǎo)體器件被安裝在元件固定襯底上的外觀透視圖。圖23是圖22的器件結(jié)構(gòu)沿線H-H得到的切面圖。為在元件固定襯底27上固定半導(dǎo)體器件1,可以使用一種方法,其中包括以下步驟將經(jīng)選擇的如乳膠焊料或類(lèi)似粘合材料覆蓋或“涂抹”在固定襯底27的引線端28上,這些引線端對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體器件1的封裝區(qū)12下表面上的引線端2;臨時(shí)將半導(dǎo)體器件1貼于固定襯底27的覆蓋過(guò)粘合材料29的引線端28上,隨后在加熱爐中進(jìn)行回流工藝(沒(méi)顯示)。
如圖23所示,實(shí)施方案1的半導(dǎo)體器件1安裝后高度薄約1mm左右,同時(shí)它的平面尺寸明顯小于引線端凸出于封裝區(qū)橫側(cè)的那些包裝,這里典型包裝包括四方扁平包裝結(jié)構(gòu),因而能夠獲得高密度安裝能力。與已知技術(shù)不同的是每個(gè)基座都不暴露于相關(guān)半導(dǎo)體器件下表面外,因此能夠防止任何可能出現(xiàn)的基座和元件安裝襯底上的引線端之間發(fā)生短路的可能。
(實(shí)施方案2)圖24為對(duì)應(yīng)于發(fā)明實(shí)施方案2的單個(gè)引線部分的平面視圖。注意,圖24中所用虛線表示一個(gè)封裝區(qū)。圖25為圖24所示的單個(gè)引線端部分沿線I-I所得的切面視圖;圖26為圖24所示的單個(gè)引線端部分沿線J-J所得的切面視圖;圖27為對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案2的半導(dǎo)體器件的部分透視圖;圖28為圖27所示的半導(dǎo)體器件沿線K-K所得的切面視圖。
實(shí)施方案2和實(shí)施方案1的不同之處在于實(shí)施方案1在結(jié)構(gòu)上能夠用封裝樹(shù)脂11封裝每一基座5和基座懸空引出端4,這是因?yàn)閼铱找龆?除去外部終端部分)和基座5的下表面處臺(tái)階部分6的出現(xiàn)。實(shí)施方案2除了懸空引出端4(除外部終端部分)和基座5的下表面處以外,在引線端2的基座5側(cè)的末梢端部分(此后稱(chēng)為內(nèi)部終端部分31)有另一臺(tái)階部分6,因而可以封裝除基座5和基座懸空引線端4外還有引線2的內(nèi)部終端部分31。實(shí)施方案2的其余部分和實(shí)施方案1基本相同;因此,以下只解釋不同之處,這里對(duì)相同點(diǎn)不再解釋。
如圖24-26所示,實(shí)施方案2的單位引線端部分3有一個(gè)位于中心被4個(gè)基座懸空引線端4支持的基座5,其中基座5周?chē)帕兄鄠€(gè)引線端2。上述基座懸空引線端4(除去外部終端部分)和基座5以及多個(gè)引線端2的內(nèi)部終端部分31經(jīng)過(guò)半刻蝕處理,厚度大約為其它部分的一半。
此外,為防止引線端2和基座懸空引線端4意外接觸,對(duì)與基座懸空引線端4最相鄰引線端2的與基座懸空引線端4相對(duì)一側(cè)的拐角邊緣做了斜角加工。如圖27-28所示,半導(dǎo)體芯片8被粘合劑9牢固固定在基座5上,該粘合劑9例如為絕緣膠、絕緣涂膜或其它材料。該半導(dǎo)體芯片8上有各個(gè)焊點(diǎn)7,并通過(guò)由金或鋁等制成的導(dǎo)線10將焊點(diǎn)7與上述多個(gè)引線端2電連接起來(lái)。
這里指出,半導(dǎo)體芯片8、導(dǎo)線10、基座5、基座懸空引線端4和引出端2(上表面部分和側(cè)表面部分及內(nèi)部終端部分下表面)用封裝樹(shù)脂材料11密封,出于提高保護(hù)能力和抗潮濕能力方面考慮,該封裝樹(shù)脂材料11包括但不局限于環(huán)氧樹(shù)脂和硅樹(shù)脂。然而注意,引線端2的外部終端部分30下表面用作外部連接端,并暴露于半導(dǎo)體器件1的下表面?zhèn)?。這樣,實(shí)施方案2的半導(dǎo)體器件1安排上,使引線端2的內(nèi)部終端部分31經(jīng)過(guò)半刻蝕處理,產(chǎn)生臺(tái)階部分6,并用封裝樹(shù)脂11封裝起來(lái),因而引線端2的內(nèi)部終端部分31可以有相對(duì)自由的形狀。
更特別的是,暴露在封裝區(qū)12外部的引線端2下表面形狀局限于日本電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIAJ)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定;然而,對(duì)于引線端2在封裝區(qū)12內(nèi)的部分沒(méi)有專(zhuān)門(mén)規(guī)定限制,因此可以根據(jù)半導(dǎo)體芯片8的尺寸和所用焊點(diǎn)數(shù)目靈活設(shè)計(jì)形狀和引線端間距值,進(jìn)行優(yōu)化處理。
實(shí)施方案2提供了與實(shí)施方案1類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)i)具有臺(tái)階部分6由半刻蝕處理形成,ii)封裝樹(shù)脂11能夠存在于這些地方,iii)暴露在半導(dǎo)體器件1下表面外的引線端2下表面用作外部連接端,iv)引線端2從封裝區(qū)12側(cè)表面稍稍凸出;此外,由于引線端2內(nèi)端部分下表面處臺(tái)階部分6是由半刻蝕處理形成并被封裝樹(shù)脂11封裝,因此可以根據(jù)半導(dǎo)體芯片8尺寸和焊點(diǎn)數(shù)目設(shè)計(jì)合適的引線端2的內(nèi)部終端部分31,得到優(yōu)化設(shè)計(jì)。
(實(shí)施方案3)圖31為對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案3的示例半導(dǎo)體器件平面視圖,其中出于展示目的,部分封裝被打開(kāi),內(nèi)部結(jié)構(gòu)可見(jiàn)。圖32描述圖31所示的半導(dǎo)體器件沿線L-L所得的切面視圖。圖33是這種半導(dǎo)體器件的一種裝配過(guò)程的工藝流程圖。圖34中(a)到(e)為圖31中半導(dǎo)體器件裝配過(guò)程中各主要工藝步驟的結(jié)構(gòu)流程切面圖。
實(shí)施方案3的半導(dǎo)體器件與前面討論過(guò)的相關(guān)的實(shí)施方案2中半導(dǎo)體器件基本相同,為外圍型四方扁平無(wú)引腳(QFN)包裝49,有多個(gè)引線端2排列在其封裝區(qū)12背表面12a(半導(dǎo)體器件安裝表面一側(cè))周?chē)?br>
同樣,只有QFN包裝49的特征部分在這里解釋?zhuān)瑢?duì)其它與實(shí)施方案2相同部分的解釋不再重復(fù)。
QFN包裝49從結(jié)構(gòu)上包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片8的基座5、一個(gè)由樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體芯片8的封裝件12、支持基座5的基座懸空引線端4、排列在基座5周?chē)冶┞队诜庋b件12背表面12a的多個(gè)引線端2,引線端2包括一個(gè)厚度增加部分2a和厚度小于2a部分的厚度減小部分2b部分,相對(duì)于厚度方向構(gòu)成臺(tái)階部分、電連接芯片8的粘合焊點(diǎn)(電極)7和對(duì)應(yīng)引線端2的作為連接件的導(dǎo)線10、用來(lái)將半導(dǎo)體芯片8和基座5粘合在一齊的粘合劑9,如銀膠。
更特別處,圖31-32所示QFN包裝49中,厚度增加或“厚”部分2a和厚度減小或“薄”部分2b提供在置于封裝件12背表面12a周?chē)母鱾€(gè)引線端2,由此引線端2的厚部分2a暴露在封裝件12背表面12a周?chē)⑹贡〔糠?b被封裝樹(shù)脂材料11覆蓋或包住。
簡(jiǎn)言之,引線端每個(gè)都提供比厚部分2a薄的薄部分2b,這里兩者之一——也就是與導(dǎo)線10相連接的薄部分2b——被埋在封裝件12中,用作內(nèi)部引線端。而另外一個(gè),也就是厚部分2a,它的表面暴露在這種封裝件12的背表面12a處,這部分作為外部引線端,用做將被連接部分2c。
此外,在QFN包裝49中,基座5由基座懸空引線端4支持,對(duì)于下面描述的實(shí)施方案4如圖37所示,基座懸空引出端4設(shè)計(jì)中包括一個(gè)支持部分4a來(lái)支持基座5和與其耦合且暴露在封裝件12背表面12a處的不只一個(gè)的暴露部分4b,這里支持部分4a比暴露部分4b薄。
另外,這些多個(gè)基座懸空引線端4通過(guò)基座5耦合在一起,且基座懸空引線端4的暴露部分4b與引線端2的厚部分2a同樣厚度。
特別,每個(gè)引線端4的基本組成為一個(gè)支持部分4a,該部分與基座5耦合且厚度與基座5基本相同;一個(gè)以上的暴露部分4b,該部分與支持部分4a耦合,且厚度大于支持部分4a。這里使得多個(gè)懸空引出端4通過(guò)基座5完整耦合在一齊。多個(gè)基座懸空引出端4通過(guò)基座5連接在一齊時(shí),由于厚部分(暴露部分4b)和薄部分(支持部分4a)的出現(xiàn),每個(gè)基座懸空引出端4都提供一個(gè)臺(tái)階狀高度差。
由此,基座懸空引出端的支持部分4a被埋入和嵌入封裝件12,而暴露部分4b暴露于封裝件12的背表面12a的拐角終端部分。
這里應(yīng)該注意,由于QFN包裝49的引出端2(構(gòu)圖成型厚部分2a)厚部分2a、薄部分2b出現(xiàn)而產(chǎn)生的臺(tái)階狀差和由于基座懸空引出端4(構(gòu)圖成型支持部分4a)的支持部分4a、暴露部分4b出現(xiàn)而產(chǎn)生的臺(tái)階狀差,可以由實(shí)施方案11中的刻蝕技術(shù)(例如半刻蝕處理)或擠壓加工如盤(pán)繞工藝產(chǎn)生。方案11將在后面舉例進(jìn)行討論。
下面將參考圖33所示的工藝流程圖和相應(yīng)圖34所示的切面流程圖,對(duì)QFN包裝49的裝配方法進(jìn)行解釋。
首先,準(zhǔn)備一個(gè)引線架陣列14(見(jiàn)圖11),每個(gè)引線架包括一個(gè)能支持半導(dǎo)體芯片8的基座5、基座懸空引出端4,其中含一個(gè)支持基座5的支持部分4a和一個(gè)以上的與支持部分耦合的暴露部分4b,且暴露部分4b比支持部分4a厚、多個(gè)排列在基座5周?chē)囊€端2,每個(gè)引線端2有一個(gè)厚部分2a和比2a部分薄的一個(gè)薄部分2b,且相對(duì)于厚度方向形成臺(tái)階狀差和臺(tái)階部分(在步驟S1中)。
其次,當(dāng)覆蓋或“涂抹”一種粘合劑9后,將基座5和半導(dǎo)體芯片8粘合起來(lái),如圖34(a)所示。更特別的是,用覆蓋在基座5上的粘合劑9將半導(dǎo)體芯片8和基座5固定在一齊來(lái)進(jìn)行單元片粘合(步驟S2)。
再次,如圖34(b)所示,在步驟S3中,用導(dǎo)線10作為連接件將半導(dǎo)體芯片8的焊點(diǎn)7與對(duì)應(yīng)引線端2連接起來(lái),進(jìn)行線連接工序。
這里,采用導(dǎo)線連接技術(shù),由金或其它材料的導(dǎo)線10將半導(dǎo)體芯片8的焊點(diǎn)7和相應(yīng)引線端2的薄部分2b連接起來(lái)。
其后,進(jìn)行S4步驟的成型工序,從而形成如圖34(c)所示的密封件12。
在上述連接期間,半導(dǎo)體芯片為采用樹(shù)脂成型方法,包括以下步驟用封裝樹(shù)脂材料11覆蓋引線端2的薄部分和基座懸空引線端4的支持部分4a,同時(shí)讓封裝樹(shù)脂流到與基座5的支持表面5a相反側(cè)上的表面(此后稱(chēng)為背表面5b),多個(gè)引線端2的厚部分2a和基座懸空引線端4的暴露部分4b被置于背表面12a的周邊。
由此,半導(dǎo)體芯片8、導(dǎo)線10、基座5、支持基座5的支持部分4a及引線端2的薄部分2b都被埋在封裝件12中。
其后,如圖34(d)所示,為提高QFN包裝49在安裝襯底27(見(jiàn)圖23)上的安裝強(qiáng)度,對(duì)暴露于封裝件12的背表面12a上的引線端2進(jìn)行外部包裝工序。這能確保它離開(kāi)相應(yīng)于金屬化部分13的厚層。這里注意,雖然上述外部包裝優(yōu)選使用基于鉛-錫焊料的焊接金屬化技術(shù),但在一定需求下,其它無(wú)鉛技術(shù)如錫-銀或錫-鋅基的焊接材料也可以采用。
其后,如步驟S5所示,進(jìn)行切割。
這里,在基座懸空引線端4的暴露部分4b將基座懸空引線端4再分成幾部分,基本上同時(shí)從引線架陣列14(引線框架)的框架部分14a分出多個(gè)引線端2。如圖34(e)所示(步驟S6)完成QFN包裝49。
對(duì)應(yīng)實(shí)施方案3的QFN包裝49和它的前述制造方法,薄部分2b被嵌入封裝件12中,能夠在引線2提供臺(tái)階狀差,也就是厚部分2b和薄部分2a。它能夠防止引線端2沿QFN包裝高度方向從封裝件12偶然脫落,這也就防止了該引線端2從封裝件12意外拔出或解體。
此外,在成型時(shí)能夠?qū)⒔饘倌>叩膴A具平面放在同一平面高度上,這是因?yàn)榛€端4的暴露部分4b和引線端2的厚部分2a被形成為厚度相同。
更特別的是,如果基座懸空引線端4的暴露部分(暴露部分4b)和引線端的暴露部分(厚部分2a)厚度彼此不同,封裝樹(shù)脂材料11將能流入薄的部分一側(cè),導(dǎo)致在引線端切割工藝步驟時(shí)需要同時(shí)切割金屬和樹(shù)脂(封裝樹(shù)脂11),因而帶來(lái)產(chǎn)生缺陷的風(fēng)險(xiǎn);相反,如果基座懸空引線端4的暴露部分4b和引線端2的厚部分2a有相同厚度,那么封裝樹(shù)脂11無(wú)法在切割處分布,這使引線端切割工藝可平穩(wěn)進(jìn)行。
因而,在引線端切割工藝中可以抑制缺陷產(chǎn)生。
(實(shí)施方案4)圖35為對(duì)應(yīng)本發(fā)明實(shí)施方案4的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)例子的整體外觀透視圖;圖36顯示圖35中半導(dǎo)體器件的底面結(jié)構(gòu)視圖;圖37是圖35所示的半導(dǎo)體器件沿線M-M所得的切面視圖;圖38是圖35所示的半導(dǎo)體器件沿線N-N所得的切面視圖;圖39是圖35所示的半導(dǎo)體器件在裝配過(guò)程中導(dǎo)線連接工藝步驟示例狀態(tài)的部分切面視圖。
實(shí)施方案4的半導(dǎo)體器件是一種QFN包裝50,基本類(lèi)似于上面所解釋的實(shí)施方案3的半導(dǎo)體器件。
圖35-38中所示QFN包裝50的一個(gè)顯著特征是多個(gè)基座懸空引線端4都有一個(gè)用于支持基座5的支持部分4a和在封裝件12的背表面12a處暴露并耦合的暴露部分4b,這里形成比暴露部分4b薄的支持部分4a,并使這些基座懸空引線端4通過(guò)基座5耦合在一齊。
更特別,如圖37所示,基座懸空引線端4設(shè)計(jì)上通過(guò)基座5完全耦連在一起,同時(shí)基座懸空引出端4形成相對(duì)減小厚度的支持部分4a和相對(duì)增加厚度的暴露部分4b。這里如圖36所示,基座懸空引線端4里厚部分,即暴露部分4b被安放在封裝件12的背表面12a的四個(gè)拐角邊緣部分。
由這種安排,基座懸空引線端4里的支持部分4a被一種封裝樹(shù)脂材料11覆蓋,同時(shí)允許暴露部分4被放置在封裝件12背表面12a的拐角邊緣部分。
此外,如圖37所示,基座5的芯片支持表面5a和基座懸空引線端4的芯片安裝側(cè)表面4c被放在同一平地平面上。
簡(jiǎn)言之,實(shí)施方案4的QFN包裝50是為縮小基座懸空引線端4暴露于封裝件12的包裝表面12a的部分,因而在元件安裝襯底進(jìn)行安裝時(shí)防止基座懸空引線端4和相鄰引線端2之間發(fā)生不希望的電短路;最終,除了暴露于封裝件12拐角邊緣的暴露部分4b外,基座懸空引線端4其余部分(支持部分4a)被埋入或嵌入封裝件12內(nèi)。
相應(yīng),基座懸空引線端4里的厚部分,即暴露部分4b將具有無(wú)任何樹(shù)脂11且完全由金屬組成的部分——這里,基座懸空引線端4將隨后經(jīng)過(guò)引線端切割工序。
此外,通過(guò)刻蝕技術(shù)(半刻蝕處理)或擠壓加工如盤(pán)繞方法,使基座懸空引線端4的支持部分4a比暴露部分4b薄,這勝過(guò)使用彎曲加工的基座隆起工藝。從而確?;?的支持部分5a和基座懸空引出端4的芯片安裝側(cè)表面4c形成于同一平坦平面上;因此,如圖37所示,基座5和基座懸空引線端4的支持部分4a制成相同厚度。
一個(gè)例子當(dāng)基座懸空引線端4的暴露部分4b測(cè)量厚度大約為0.2mm時(shí),基座5和支持部分4a厚度相同,大約為0.08mm到0.1mm(切去量是0.1到0.12mm)。
另外,如圖38所示,其上支持半導(dǎo)體芯片8的基座5形成為比半導(dǎo)體芯片8的尺寸小。換句話說(shuō),QFN包裝50是一種小尺寸基座結(jié)構(gòu)。
相應(yīng),對(duì)QFN包裝50,基座5和半導(dǎo)體芯片8由粘合劑9牢固粘合在一齊(單元片粘合),粘合劑為存在于半導(dǎo)體芯片8的連接焊點(diǎn)7內(nèi)特定部分(位置)的銀膠等物質(zhì)。
因而,如圖39所示,可以通過(guò)粘合臺(tái)20在導(dǎo)線接合期間可靠支持半導(dǎo)體芯片8的背表面8b(與構(gòu)成半導(dǎo)體集成電路所在主表面8a相對(duì)的表面)周邊。
此外,實(shí)施方案4的QFN包裝50的一種制造方法和實(shí)施方案3的QFN包裝49的基本相同,除了在單元片粘合工藝中讓半導(dǎo)體芯片8和它相關(guān)的基座5粘合時(shí),半導(dǎo)體芯片8在它焊點(diǎn)7的內(nèi)部位置(區(qū)域)引入與基座5的接觸。
此外,當(dāng)在引線端切割步驟中對(duì)基座懸空引線端4進(jìn)行閘壓(切割)時(shí),該基座懸空引線端4裸露部分4b被斷裂處只有不含任何封裝樹(shù)脂11的金屬部分。
根據(jù)實(shí)施方案4的QFN包裝50,讓基座懸空引線端4處基座5的支持部分4a比暴露部分4b薄,可以成功讓支持部分4a嵌入封裝件12時(shí)被封裝樹(shù)脂11覆蓋;因此,可以獲得僅在封裝件12的背部表面12a拐角邊緣處出現(xiàn)暴露部分4b的所需器件結(jié)構(gòu)。
因而,可以在基座懸空引線端4的暴露部分4b和封裝件12背表面12a上與之相鄰的引線端2之間形成更大間隙。與此同時(shí),因?yàn)榛?被埋進(jìn)封裝件12內(nèi),而防止了會(huì)在元件安裝襯底27(如圖23)上固定QFN包裝50(半導(dǎo)體器件)時(shí)發(fā)生的電短路。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,由于基座懸空引線端4處暴露部分4b比支持部分4a厚,而使封裝樹(shù)脂不再布置于暴露部分4b處,這樣能確保切割基座懸空引線端4時(shí)只有不含任何封裝樹(shù)脂11的暴露部分4b的金屬被切掉,因而能防止任何可能產(chǎn)生的劃痕或擦傷缺陷,相應(yīng)就能提高在基座懸空引線端切割工藝步驟里的切割質(zhì)量。
還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能提高基座5本身的表面平整度的能力,這是由于將多個(gè)基座懸空引線端4通過(guò)基座5結(jié)合時(shí),允許基座5和基座懸空引線端4耦連為一體且允許它們耦連于其芯片安裝側(cè)表面形成一個(gè)完美平坦化的平面。
結(jié)果,在提高最終芯片粘合度同時(shí),對(duì)粘合工藝中在基座5上固定半導(dǎo)體芯片8時(shí),帶來(lái)極大便利進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是,讓基座5和半導(dǎo)體芯片8在半導(dǎo)體芯片8的焊點(diǎn)7內(nèi)部位置相接觸,可使粘合臺(tái)20支持那些與半導(dǎo)體芯片8的背表面8b端部處附近的部分。
因而可以在導(dǎo)線連接工藝中對(duì)連接導(dǎo)線10采用合適的超聲波與/或加熱方法,這樣提高了這種導(dǎo)線連接的可靠性和粘合度。
(實(shí)施方案5)圖40是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案5的半導(dǎo)體器件完全成型時(shí)的最終結(jié)構(gòu)的局部平面視圖,其中部分結(jié)構(gòu)被打開(kāi)用來(lái)觀察內(nèi)部構(gòu)造;圖41描述圖40所示的半導(dǎo)體器件沿線P-P所得的切面視圖;圖42是圖40所示的半導(dǎo)體器件在裝配過(guò)程中用到的引線架結(jié)構(gòu)的局部平面視圖。圖43是圖41中“T”結(jié)構(gòu)的部分放大切面視圖;圖44是圖41中“T”結(jié)構(gòu)中關(guān)于某引線端切割方法的部分放大切面視圖;圖45中圖表(a),(b),(c),(d)和(e)每部分都顯示圖40中“Q”部分的一種引線端結(jié)構(gòu)視圖,其中(a)是底面視圖,(b)是平面視圖,(c)是凹槽切面視圖,(d)是(b)沿線U-U所得的截面視圖,(e)是(b)沿線V-V所得的截面視圖;圖46顯示圖40中Q部分中引線端結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)例子的平面視圖。
對(duì)于實(shí)施方案5,結(jié)合實(shí)施方案4給出QFN包裝50里引線端2形狀解釋或類(lèi)似部分解釋?zhuān)医o出效果和優(yōu)點(diǎn)。
注意圖40描述了成型工藝最終時(shí)封裝件12的內(nèi)部結(jié)構(gòu),這里出于觀察目的,采用透過(guò)封裝件12和半導(dǎo)體芯片8的方式。
此外,圖40中的基座5為交叉型小基座結(jié)構(gòu)(其中基座5比半導(dǎo)體芯片8尺寸小)。
在實(shí)施方案5的半導(dǎo)體器件中,多個(gè)引線端2中各個(gè)的構(gòu)成為1個(gè)暴露于封裝件12背部表面12a外圍的將被連接部分2c、一個(gè)形成于基座5側(cè)的一端,比被連接部分2c薄的厚度減小或“薄”部分2b。這里每個(gè)引線端2都在被連接部分2c特定表面(這個(gè)表面此后稱(chēng)為導(dǎo)線連接表面2d)提供一個(gè)內(nèi)部溝槽部分(溝槽)2e和外部溝槽部分(溝槽)2f,該表面位于封裝件12外露一側(cè)的相對(duì)面。
這里注意,半導(dǎo)體芯片8的焊點(diǎn)7由導(dǎo)線10連接到那些相應(yīng)引線端2的被連接部分2c的導(dǎo)線連接表面2d處,且導(dǎo)線10連接到被連接部分2c的外部溝槽2f和內(nèi)部溝槽2e之間,同時(shí)使該引線端2的薄部分2b被封裝樹(shù)脂11覆蓋。
這里,實(shí)施方案5的引線端2的薄部分2b形成刀邊緣或“劍鋒”狀,以使基座邊緣稍微凸起朝向基座5,這種形狀可以通過(guò)刻蝕處理(半刻蝕成型)與/或擠壓成型如盤(pán)繞生成。凸起量例如約為50到150μm范圍。使用這樣的薄部分2b可以防止引線端2沿QFN包裝高度方向脫落分離。
簡(jiǎn)言之,它能防止引線端2從QFN高度方向被拔出。
此外,引線端2的導(dǎo)線連接表面2d上所提供的內(nèi)部凹槽2e可作為導(dǎo)線連接時(shí)連接點(diǎn)的標(biāo)記。相應(yīng),在薄部分2b外的特定區(qū)域,引線端2導(dǎo)線連接表面2d上生成這樣的內(nèi)部凹槽2e,可以防止導(dǎo)線10被連接到該薄部分2b上。
應(yīng)該指出,如圖45所示,作為連接點(diǎn)標(biāo)記的內(nèi)部凹槽2e的凹槽,尺寸比外部凹槽2f小。
另一方面,外部凹槽2f是用來(lái)承受引線端2切割期間切割壓力的地方,如圖44所示,可以使所有切割壓力集中在這些外部凹槽2f處,以確保這些力不會(huì)加于導(dǎo)線10的連接部位。
此外,如圖43所示,外部凹槽2f在金屬化層21形成時(shí),用于阻擋引線端2的導(dǎo)線連接表面2d上金屬化用的熱融金屬流動(dòng),該金屬化層在諸如導(dǎo)線連接銀金屬化步驟中生成。
簡(jiǎn)言之,可以使外部凹槽2f的形狀從絕對(duì)距離上比平坦表面大,它能增加形成該金屬化部分時(shí)的滲漏通過(guò)距離,能防止任何不希望的所用融化金屬流過(guò)。
進(jìn)一步,能使外部凹槽2f導(dǎo)致的凹槽形狀從絕對(duì)距離上比平坦表面大,它也能防止水份部分浸入或“侵入”封裝件12中。
加之,如圖45(b)所示,外部凹槽2f形成為比內(nèi)部凹槽2e尺寸大。這樣能可靠的同時(shí)防止引線端切割時(shí)的意外壓力集中和金屬化工藝中的意外金屬流動(dòng)。
然而注意,外部凹槽2f和內(nèi)部凹槽2e大小和形狀不應(yīng)該局限于上面所討論過(guò)的,可以有選擇地改變,因此例如圖46所示,二者都具有相同尺寸的橢圓形狀。
此外,如圖45(d)和(e)所示,引線端2每一個(gè)在其側(cè)表面上提供刀刃部分2g該刀刃部分略凸出朝向其寬度方向。
使用這種刀鋒部分2g可以防止引線端2沿QFN包裝高度方向脫落。換句話說(shuō),它能防止該引線端2從QFN高度方向拔出分離。
更進(jìn)一步,在引線端2的導(dǎo)線連接表面2d上提供內(nèi)部凹槽2e和外部凹槽2f允許封裝樹(shù)脂材料進(jìn)入并填充兩個(gè)凹槽部分;因而,它能防止引線端2在相應(yīng)延長(zhǎng)方向(QFN水平方向,與QFN高度方向成直角)意外脫落分離。簡(jiǎn)言之能,防止引線端2從延伸方向拔出。
應(yīng)該注意,對(duì)應(yīng)于實(shí)施方案5的一種半導(dǎo)體器件制造方法,如圖41所示,在導(dǎo)線連接工藝中將半導(dǎo)體芯片8的焊點(diǎn)7與相應(yīng)引線端2的被連接部分2c用導(dǎo)線連接技術(shù)進(jìn)行連接時(shí),半導(dǎo)體芯片8的焊點(diǎn)7被導(dǎo)線10連到位于引線端2的被連接部分2c上內(nèi)部凹槽2e和外部凹槽2f之間的特定部分。
也注意,對(duì)于內(nèi)部凹槽2e和外部凹槽2f,二者將不需要同時(shí)提供,可以根據(jù)實(shí)際需要只采用二者之一。
一個(gè)例子是只在引線端2的導(dǎo)線連接表面2d提供外部凹槽2f這一單一凹槽;如果是此情況,導(dǎo)線10將被電連接接合到相對(duì)于外部凹槽2f位于內(nèi)側(cè)位置的被連接部分2c上。
由此,它能防止引線端切割時(shí)的壓力集中,同時(shí)如上所述,消除金屬化工藝中任何不規(guī)則金屬流。
注意,在引線端2的導(dǎo)線連接表面2d上可以只提供內(nèi)部凹槽2e時(shí),導(dǎo)線10將被連接到位于內(nèi)部凹槽2e外邊的被連接部分2c上。
這樣就可以在導(dǎo)線連接中,將內(nèi)部凹槽2e作為連接點(diǎn)標(biāo)記,在合適位置進(jìn)行預(yù)期的導(dǎo)線連接。
(實(shí)施方案6)圖47顯示圖40中“R”部分經(jīng)放大的局部平面視圖,它能解釋上面的相關(guān)實(shí)施方案5。
對(duì)實(shí)施方案6也一樣,給出結(jié)合實(shí)施方案4類(lèi)似解釋的QFN包裝50中引線端2形狀或其它部分的解釋。類(lèi)似對(duì)實(shí)施方案5進(jìn)行解釋?zhuān)o出效果和優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施方案6對(duì)應(yīng)實(shí)例中,多個(gè)引線端2中某些引線端2被安排在基座懸空引線端4附近且相對(duì)安置,在這里每個(gè)正對(duì)基座懸空引線端4的引線端選擇末端都有一個(gè)錐形部分(切去部分)2h,用來(lái)形成引線端2和基座懸空引線端4之間的間隙2i且該間隙順著該引線端4延伸。
該錐形部分2h是切去部分,用來(lái)形成間隙2i,這是通過(guò)刻蝕處理或擠壓加工技術(shù)形成引線端圖形所必須工藝的結(jié)果。例如,構(gòu)圖成型需要大約相當(dāng)80%引線板厚度的間隙。
特別,所需引腳數(shù)目增加會(huì)使分布于基座懸空引線端之間的引線端2排列密度增大,與基座懸空引線端4相鄰的引線端2靠近基座懸空引線端一邊的末梢端更加接近基座懸空引線端4,因此將該基座懸空引線端4或?qū)⑺噜徱€端2進(jìn)行加工成所需圖形時(shí)變得不可能至少或非常困難。
相應(yīng),通過(guò)用錐形部分2h在引線端2的靠近基座懸空引線端的末梢部分形成非常接近基座懸空引線端4的間隙2i,用它可以制造出與基座懸空引線端4接近的預(yù)定引線端模式,同時(shí)用它可以應(yīng)付所需引腳數(shù)目增加。
(實(shí)施方案7)圖48中圖表(a),(b)顯示圖40中“S”結(jié)構(gòu),這在實(shí)施方案5相關(guān)部分中已經(jīng)解釋?zhuān)渲?a)是經(jīng)過(guò)放大的局部平面視圖,而(b)是(a)的沿線X-X的切面視圖;圖49中圖表(a),(b)顯示圖48(a)中“W”結(jié)構(gòu),其中(a)是經(jīng)過(guò)放大的局部平面視圖,(b)是(a)的凹槽切面視圖。
對(duì)于實(shí)施方案7,如同結(jié)合實(shí)施方案4給出QFN包裝50里引線端2形狀解釋或類(lèi)似部分解釋?zhuān)医o出效果和優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施方案7對(duì)應(yīng)實(shí)例中,多個(gè)(4個(gè))用來(lái)支持基座5的基座懸空引線端4設(shè)計(jì)上為每個(gè)基座懸空引線端4都包括一個(gè)暴露于封裝件12背表面12a的末端部分的暴露部分4b和一個(gè)凹槽部分4d,該部分是連接封裝件12的成型線12b內(nèi)部和外部之間(外側(cè)外圍)跨接的厚度減小或“薄”部分。
這里注意,成型金屬框架結(jié)構(gòu)的閘26(如圖19)放置于相應(yīng)基座懸空引線端4的成型線12b附近位置;相應(yīng),封裝樹(shù)脂形成在該地方或附近會(huì)增加厚度,導(dǎo)致在引線端切割工藝包裝中的基座懸空引線端4切割時(shí)發(fā)生類(lèi)似斷裂(上拉毀壞)。
相應(yīng),該凹槽4d是一個(gè)槽口(切除),用來(lái)允許壓力集中,以確保引線端切割時(shí)基座懸空引線端4的斷裂(切割)能順利進(jìn)行。槽口在對(duì)應(yīng)封裝件12的成型線12b的預(yù)選定位置(成型線12b內(nèi)部和外部之間連接區(qū))生成,在基座懸空引線端斷裂過(guò)程中提供機(jī)會(huì)。
進(jìn)而,如圖48(a)和(b)所示,凹槽4d在位于芯片安裝側(cè)表面4c相對(duì)側(cè)的基座懸空引線端4的暴露側(cè)表面生成。
換句話說(shuō),凹槽4d形成在相應(yīng)于封裝件12的背表面12a側(cè)(背側(cè))的基座懸空引線端4的表面中。
由此,它能防止封裝樹(shù)脂11進(jìn)入凹槽4d內(nèi)部,也就可以排除由于樹(shù)脂(封裝樹(shù)脂11)垃圾碎屑部分流動(dòng)產(chǎn)生的刻痕缺陷和由于樹(shù)脂切割產(chǎn)生的沖壓磨損。
因而能使引線端切割沖壓54(如圖44)有更長(zhǎng)的壽命。
另外,如圖49(a)和(b)所示,凹槽4d制成橢圓形狀,沿基座懸空引線端4延伸方向拉長(zhǎng),進(jìn)而被側(cè)壁4e包圍。
這是考慮了所有成型時(shí)封裝件12生成位置的可能偏差,以及通過(guò)凹槽4d制成橢圓形且沿基座懸空引線端4延伸方向拉長(zhǎng)(使圖49(a)中CD>EF,可以在引線端延伸方向獲得狹長(zhǎng)的圓形)確保凹槽4d覆蓋成型線12b。
進(jìn)而,在引線端寬度方向該橢圓形凹槽4d的兩側(cè)生成的側(cè)壁4e(JK)(如圖49(a))可以防止由于樹(shù)脂廢料進(jìn)入或“侵入”凹槽4d而發(fā)生的意外。
進(jìn)一步,由于側(cè)壁4e的出現(xiàn)能防止樹(shù)脂廢料侵入凹槽4d,它也能防止由于樹(shù)脂廢料浮動(dòng)而意外產(chǎn)生的刻痕缺陷和由于樹(shù)脂切割產(chǎn)生的沖壓磨損,如同前面所述一樣。
應(yīng)該注意的是,對(duì)于實(shí)施方案7的半導(dǎo)體器件制造方法中,封裝件12是通過(guò)樹(shù)脂成型工藝制造,而在成型工藝步驟中,使基座懸空引線4的凹槽4d對(duì)應(yīng)封裝件12的成型線12b(外圍)。
更具體地,形成封裝件12以確?;鶓铱找€4上的橢圓形凹槽4d位于跨越成型線12b內(nèi)部外部之間。
由此布置,由于凹槽4d的存在,在引線切割(斷裂)期間提供引線斷裂機(jī)會(huì)。
(實(shí)施方案8)圖50為對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案8的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)實(shí)例,這里(a)是一個(gè)平面視圖,(b)是一個(gè)側(cè)視圖,(從)是一個(gè)底面視圖;圖51是圖50(c)中“Y”結(jié)構(gòu)的經(jīng)放大的局部底部平面視圖。
在實(shí)施方案8中,對(duì)圖50(a)(b)(c)中所示QFN包裝51里引線端2的被連接部分2c的長(zhǎng)度,(QFN所裝51與前面實(shí)施方案4中對(duì)應(yīng)部分類(lèi)似,暴露于封裝件12背表面12a的周?chē)牟糠?c,和暴露于封裝件12背表面12a拐角邊緣部分處的基座懸空引線端4暴露部分4b的長(zhǎng)度之間關(guān)系進(jìn)行解釋。隨之給出效果和優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施方案8對(duì)應(yīng)實(shí)例中,基座懸空引線端4的暴露部分4b的延伸線方向長(zhǎng)度比引線端2的被連接部分2c的延伸線方向長(zhǎng)度短。
更特別處,如圖51所示,使基座懸空引線端4的暴露部分4b長(zhǎng)度(LX)最短。這樣可以防止在器件安裝襯底安裝時(shí)增加產(chǎn)生短路的可能性,該短路發(fā)生源自相同尺寸包裝里要求的引線端數(shù)目增加時(shí)基座懸空引線端4的暴露部分4b到其對(duì)面相鄰排列的相關(guān)引線端2之間相互靠近。
由此,讓生成的基座懸空引線端4的暴露部分4b長(zhǎng)度(LX)比引線端2被連接部分2c長(zhǎng)度(LP)短(LX<LP)。進(jìn)而,相鄰基座懸空引線端4的引線端2被連接部分2c與該懸空引線端4的暴露部分4b之間相對(duì)距離(LY)和相鄰引線端之間距離(LZ)之間,優(yōu)選設(shè)計(jì)滿足(LY)≥(LZ)。
根據(jù)這種安排,能夠防止當(dāng)QFN包裝51的元件安裝襯底安裝時(shí)由于剩余焊接材料出現(xiàn)而導(dǎo)致的電短路(橋接)。
(實(shí)施方案9)圖52為對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施方案9的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)最終成型實(shí)例結(jié)構(gòu)的局部平面視圖,這里透過(guò)封裝區(qū)對(duì)結(jié)構(gòu)做了內(nèi)部描述;圖53為圖52所示的半導(dǎo)體器件沿線Z-Z所得的切面視圖;圖54為圖53中“AB”部分的器件結(jié)構(gòu)的局部放大平面視圖;圖55為圖53中“AB”部分中切割引線端方法示例的局部放大視圖。
在實(shí)施方案9中,對(duì)半導(dǎo)體器件中引線端2的形狀進(jìn)行解釋?zhuān)浒ǘ鄠€(gè)有朝基座5中心或其附近位置延伸且緊密排列的延伸部分2j的引出端2,隨之給出效果和優(yōu)點(diǎn)。
注意圖52描述成型后封裝部分12的內(nèi)部結(jié)構(gòu),且出于觀察目的,透過(guò)了封裝件12和半導(dǎo)體芯片8。
實(shí)施方案9的半導(dǎo)體器件安排上為排列在基座5周?chē)亩鄠€(gè)引線端2中每一個(gè)都包括一個(gè)朝該基座5中心或其附近位置延伸且緊密排列的延伸部分2j,一個(gè)暴露于封裝件12背表面12a的外圍的被連接部分2c。這里每個(gè)引線端2的延伸部分2j比被連接部分2c薄,且被封裝樹(shù)脂材料11覆蓋。而且導(dǎo)線連接表面2d上形成一個(gè)導(dǎo)線凹槽部分(凹槽)2k,該表面為排列在封裝件12里暴露一邊相反邊的被連接部分2c的表面。
此外,實(shí)施方案9的半導(dǎo)體器件從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上在每個(gè)引線端靠近基座側(cè)提供延伸部分2j,該部分用來(lái)消除當(dāng)包裝增大和半導(dǎo)體芯片縮小時(shí)引線端和半導(dǎo)體芯片8距離增加的問(wèn)題,這種變化是由于引腳數(shù)目增加導(dǎo)致引線端2和半導(dǎo)體芯片8距離增加而引起的。
對(duì)應(yīng),每個(gè)引線端2都有朝基座5中心或它附加位置延伸(朝向它相應(yīng)焊點(diǎn)7)的延伸部分2j,因而方便導(dǎo)線10的連接。
更特別是,如圖52所示,每個(gè)引線端都是從基座5外圍附近呈發(fā)射狀延伸的形狀。
因而,甚至當(dāng)包裝尺寸增大和/或半導(dǎo)體芯片8微型化或“縮小”時(shí),導(dǎo)線長(zhǎng)度都不再增加,這也相應(yīng)抑制了生產(chǎn)成本的增加。
應(yīng)該注意的是,由于如圖54所示,暴露于封裝件12背表面12a處的被連接部分2c的長(zhǎng)度(LP)由EIAJ標(biāo)準(zhǔn)限定,當(dāng)引線端提供延伸部分2j時(shí),該延伸部分必須被埋入或嵌入封裝件12中;從這個(gè)角度看,實(shí)施方案9的半導(dǎo)體器件經(jīng)過(guò)特殊安排,使延伸部分2j比被連接部分2c薄,以便在嵌入封裝件12時(shí),不在延伸部分2j位置變高(不進(jìn)行任何引線端隆起工藝)。
更特別的是,如圖53-54所示,各個(gè)引線端2上延伸部分2j比暴露于封裝件12背表面12a的被連接部分2c薄,而且同時(shí)和基座5一齊被封裝樹(shù)脂11覆蓋。
此外,延伸部分2j比被連接部分2c薄可以防止它的相關(guān)引線端2從封裝件12厚度方向上脫落分離。
進(jìn)而,由于延伸部分2j在它延伸方向上與圖41中所示的刀鋒狀薄部分2b相比長(zhǎng)度增加,因此導(dǎo)線連接期間可以在引出部分2j下特定位置放置連接臺(tái)20(如圖39),這樣就能在導(dǎo)線連接時(shí)對(duì)導(dǎo)線10和引線端2進(jìn)行最佳超聲波和加熱處理。
注意,延伸部分2j可以通過(guò)刻蝕處理(半刻蝕成型)或選擇擠壓加工如盤(pán)繞等來(lái)形成較薄。
也注意,如圖54所示,引線端凹槽部分(凹槽)2k在接近導(dǎo)線連接表面2d(暴露一側(cè)相反側(cè)的表面)外側(cè)各個(gè)引線端2的被連接部分2c的一定位置處形成,且位于封裝件12內(nèi)。
該引線端凹槽2k功能和實(shí)施方案5中對(duì)外部凹槽部分2f(如圖43)的解釋一樣;因此如圖55所示,在切割工藝中使用沖頭54切割時(shí),切割壓力被集中于該引線端凹槽2k處,因而防止這種壓力被加于導(dǎo)線10的連接部分。
此外,如圖54所示,引線端凹槽2k可以阻止形成金屬化層21時(shí)的熱融金屬流動(dòng),該層由諸如銀金屬化來(lái)生成并用來(lái)進(jìn)行導(dǎo)線連接。
進(jìn)一步,引線端凹槽2k的出現(xiàn),可以使凹槽形狀上比平坦表面絕對(duì)長(zhǎng)度更長(zhǎng);因而,可以防止水劑成分意外侵入封裝件12。
另外,由于成型時(shí),封裝樹(shù)脂11會(huì)進(jìn)入引線端凹槽2k,它可以在該引線端2延伸方向上防止引線端2脫落分離。因而,它能在延伸方向上防止引線端2拔出。
(實(shí)施方案10)圖56中(a),(b),(c),(d),圖57中(a),(b),(c),(d),圖58中(a),(b),(c),(d)所示局部切面圖顯示的使用刻蝕方法的構(gòu)圖方法用作本發(fā)明中半導(dǎo)體器件裝配所用的引線架加工方法。
實(shí)施方案10是解釋前面所述的實(shí)施方案1-9中任何一種半導(dǎo)體器件的引線端2和基座5的成型(構(gòu)圖)方法,刻蝕處理(半刻蝕構(gòu)圖成型)將被解釋。
這里必須注意實(shí)施方案10中刻蝕成型所用的刻蝕液體或蝕刻劑52為二氧化鐵(II)溶劑或其它溶劑,但刻蝕液體不局限于此。
圖56中(a),(b),(c),(d)顯示如圖45(e)中所需切面形狀或“截面”的引線端2的制造方法(程序);圖57(a),(b),(c),(d)通過(guò)例子顯示如圖45(d)中所需切面形狀或“截面”的引線端2的制造方法(過(guò)程);更特別地,在圖56和57中,通過(guò)改變或變化無(wú)光刻膠膜53的部分(部分“A”和“B”)的開(kāi)口寬度(孔面積)來(lái)適當(dāng)調(diào)節(jié)引線端2頂面和底面的刻蝕量,因此能得到相應(yīng)切面形狀。
圖56所示成型工藝中,A近似對(duì)于(≈)B和G ≈ H;因而C≈D,E≈F。
如圖57所示工藝中可作的選擇,A<B和I>J;因而C<D,E>F。
此外,圖58中(a),(b),(c),(d)示例顯示如圖53所示基座5背表面加工工藝的方法(程序),也進(jìn)行引線端2延伸部分2j的減薄過(guò)程。
更特別,如圖58(a)所示,只在基座5的加工表面?zhèn)然蝾?lèi)似地方構(gòu)成光刻膠膜53于細(xì)孔距(B)處;然后,如圖58(b)所示,只在該加工面覆蓋或“涂抹”刻蝕液體52,于是可以實(shí)現(xiàn)基座5的所需背表面工藝和引線端延伸部分2j的減薄工藝。
(實(shí)施方案11)圖59(a),(b),(c),圖60(a),(b),(c),和圖61(a),(b),(c)為擠壓方法的局部切面圖顯示,用作本發(fā)明中半導(dǎo)體器件裝配所用的引線架加工方法的示例。
實(shí)施方案11用于解釋結(jié)合前述實(shí)施方案1到9的關(guān)于半導(dǎo)體器件的引線端2和基座5制造方法的實(shí)例——這里,擠壓加工如盤(pán)繞將在下面進(jìn)行解釋。
圖59(a),(b),(c)顯示圖53例中基座5的背表面加工中進(jìn)行擠壓加工技術(shù)的方法(程序);圖60(a),(b),(c)舉例顯示圖53中引線端2的延伸部分2j通過(guò)擠壓技術(shù)進(jìn)行壓薄的方法(程序)。
換句話說(shuō),二者都是通過(guò)使用沖頭54的盤(pán)繞方法來(lái)使有承受底部或基架55支持的基座5或者引線2或者其它部分被壓薄。
這種加工方法需要注意的是,上述盤(pán)繞可以在原始材料加工開(kāi)始時(shí)進(jìn)行;或在引線架圖形制造完成后對(duì)必要部分進(jìn)行盤(pán)繞處理。
此外,圖61(a),(b),(c)顯示對(duì)圖45(d)中例子使用壓力加工技術(shù)生成該引線端剖面的方法(程序)。
更特別的是,如圖61(a)所示,當(dāng)使用沖頭54對(duì)有基架55支持的引線端2通過(guò)盤(pán)繞處理進(jìn)行壓薄后,如圖61(b)、(c)所示,不需要的部分被切去移走,因而能得到引線端2的任何理想切面形狀。
在本發(fā)明特別顯示并描述了各種優(yōu)選方案同時(shí),本發(fā)明不應(yīng)僅局限于這些實(shí)施方案,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解可以對(duì)形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行上述或其它改變,而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
例如,雖然上述實(shí)施方案1到11里,基座5為圓形和交叉形,但不應(yīng)局限于此,可以采用經(jīng)過(guò)改進(jìn)的形狀,如圖62和64所示例子。
圖62和63中所示基座5設(shè)計(jì)上為4等分的小基座結(jié)構(gòu);這里,它能在水平方向(水平方向是相對(duì)基座懸空引線端4而言)上提高該基座5的收縮能力,因而改善了半導(dǎo)體器件的溫度循環(huán)特性,從而減少發(fā)生意外芯片破裂與/包裝破裂的可能性。
此外,圖64所示基座5設(shè)計(jì)上為一框架狀小基座結(jié)構(gòu);這里,由于它能增加封裝樹(shù)脂材料11和半導(dǎo)體芯片8背表面8b的粘合面積,因而能抑制半導(dǎo)體芯片8的剝離等等。
應(yīng)該注意的是,雖然上述實(shí)施方案1到11所用引線架為引線架陣列14,但該引線架可以替換為多串結(jié)構(gòu),且單元引線架15排列為單一線性陣列。
也應(yīng)該注意的是,雖然上述實(shí)施方案1-11里所用半導(dǎo)體器件為小尺寸QFN包裝,該半導(dǎo)體器件可以根據(jù)QFN以外類(lèi)型的器件進(jìn)行更改,只要它們是使用引線架裝配的外圍型器件就可以。
工業(yè)適用性這里公開(kāi)通過(guò)本發(fā)明教導(dǎo)中典型示例得到的效果和優(yōu)點(diǎn),將在下面進(jìn)行簡(jiǎn)要解釋。
(1)由于它能通過(guò)半刻蝕成型工藝形成一個(gè)或多個(gè)臺(tái)階部分,而非通過(guò)彎曲/折疊加工(隆起工藝)產(chǎn)生這種臺(tái)階部分,由此能允許封裝樹(shù)脂材料在那里存在,因此可以在成功使用封裝樹(shù)脂封裝基座和基座懸空引線端同時(shí)得到預(yù)期厚度減小和減薄結(jié)構(gòu),這相應(yīng)避免了由于封裝樹(shù)脂和基座接觸面積減少帶來(lái)粘合強(qiáng)度下降使可靠性降低的問(wèn)題。
(2)由于引線端下表面被迫暴露于半導(dǎo)體器件下表面處且被用作外部連接終端,它能防止運(yùn)輸和/或安裝過(guò)程中該引線端的意外變形或扭曲,因而提高了可靠性。
(3)由于所用引線端可設(shè)計(jì)成從封裝部分側(cè)表面略微凸出一點(diǎn),它能使半導(dǎo)體器件平面尺寸縮小。
(4)由于引線端的封裝或密封上表面比暴露的下表面寬,它能足以增加粘合度而不管封裝樹(shù)脂最終封裝粘合表面實(shí)際上只由上表面和側(cè)表面構(gòu)成,因而能保持所需可靠性。
(5)由于引線架陣列的臺(tái)階部分生成與成型和半刻蝕處理工藝同時(shí)進(jìn)行,而不像已有技術(shù)是在金屬板沖壓或半刻蝕成型完成后由后處理得到,因此能減少這種引線架陣列的生成成本。
(6)由于引線架陣列不再象已有技術(shù)那樣在成型完成后對(duì)引線框架陣列使用彎曲/折疊工藝,所用能夠防止上述折疊工藝帶來(lái)的諸如基座錯(cuò)位等類(lèi)似缺陷。
(7)由于不像已有技術(shù),它不需要對(duì)半導(dǎo)體器件的外部終端使用彎曲/折疊工藝,所需工藝步驟數(shù)被減少,因而使工藝控制更加容易,所以提高了產(chǎn)量。
(8)對(duì)所用涉及到的工藝,現(xiàn)有半導(dǎo)體制造裝置或設(shè)備都可用來(lái)生產(chǎn)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件,而不需要任何實(shí)質(zhì)性改變,因而有利于消除或最小化新設(shè)施成本投資風(fēng)險(xiǎn)。
(9)由于臺(tái)階部分是通過(guò)對(duì)引線端內(nèi)端下表面進(jìn)行半刻蝕處理形成的,而且用封裝樹(shù)脂材料進(jìn)行封裝,所以可以根據(jù)半導(dǎo)體芯片尺寸和焊點(diǎn)數(shù)目?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)引線端形狀和間距值。
(10)由于基座懸空引線端上基座支持部分比暴露部分薄,它能得到預(yù)期結(jié)構(gòu)且暴露部分只暴露于在封裝區(qū)背表面拐角邊緣部分。由此,能夠增加或最大化基座懸空引線端暴露部分和它相鄰引線端之間間距;此外,使基座嵌入封裝區(qū)內(nèi),可以防止在元件安裝襯底上安裝半導(dǎo)體器件時(shí)發(fā)生電短路。
(11)由于基座懸空引線端的暴露部分比支持部分厚,封裝樹(shù)脂無(wú)法在暴露部分存留,所以在基座懸空引線端切割工藝中只有不含樹(shù)脂材料的暴露部分中金屬元件被切割;結(jié)果,它能提高該基座懸空引線端切割步驟中的切割性能和可靠性。
(12)由于基座懸空引線端通過(guò)基座耦合使基座和基座懸空引線端成為整體連接,且允許對(duì)它芯片安裝側(cè)表面耦合形成一個(gè)扁平平面,所以基座本身表面平整度被提高。結(jié)果,使在基座上安裝半導(dǎo)體芯片過(guò)程更加容易且同時(shí)提高芯片粘合度。
(13)由于基座和它相關(guān)半導(dǎo)體芯片在該半導(dǎo)體芯片表面電極陣列內(nèi)選定位置被粘合,通過(guò)連接合可以短線支持半導(dǎo)體芯片背表面上終端部分或附近位置。因而,導(dǎo)線連接時(shí)能使用超聲波和/或加熱連接導(dǎo)線,從而能提高導(dǎo)線連接工藝的可靠性和粘合度。
權(quán)利要求
1.一半導(dǎo)體器件包括一個(gè)被多個(gè)懸空引線端支持的基座、多個(gè)排列包圍該基座外圍的引線端、一個(gè)安裝在該基座一個(gè)主表面處且電連接到上述多個(gè)引線端主表面上的半導(dǎo)體芯片、用于封裝上述多個(gè)引線端和半導(dǎo)體芯片及基座的封裝樹(shù)脂,特征為與上述多個(gè)引線端主表面相對(duì)的另外一個(gè)主表面被從封裝樹(shù)脂暴露且上述基座厚度比上述多個(gè)引線端小。
2.一半導(dǎo)體器件包括一個(gè)被多個(gè)懸空引線端支持的基座、多個(gè)排列包圍該基座外圍的引線端、一個(gè)安裝在該基座上且電連接到上述多個(gè)引線端的半導(dǎo)體芯片、用于封裝該多個(gè)引線端和半導(dǎo)體芯片及基座的封裝樹(shù)脂,同時(shí)使多個(gè)引線端暴露于它的下表面?zhèn)?。特征在于上述基座比上述引線端薄,因而允許該基座下表面?zhèn)缺簧鲜龇庋b樹(shù)脂覆蓋。
3.一半導(dǎo)體器件包括一個(gè)安裝在一基座上的半導(dǎo)體芯片、用于封裝該基座和該半導(dǎo)體芯片的封裝樹(shù)脂、電連接到該半導(dǎo)體芯片且部分地從該封裝樹(shù)脂暴露的不只一個(gè)引線端。特征在于該基座形成為比該引線端薄。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件,特征在于上述引線端是扁平的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件,特征在于上述基座由半刻蝕技術(shù)形成為薄的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件,特征在于上述基座由盤(pán)繞工藝形成為薄的。
7.一半導(dǎo)體器件包括一安裝在一基座上的半導(dǎo)體芯片、用于封裝該基座和半導(dǎo)體芯片的封裝樹(shù)脂、一個(gè)從該封裝樹(shù)脂底部暴露的且電連接到該半導(dǎo)體芯片的引線端,特征在于該基座和該引線端的基座側(cè)末端比該引線端另一末端薄。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件,特征在于上述引線端的基座側(cè)末端比另一末端薄。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體器件,特征在于上述基座和上述引線端的基座側(cè)末端由半刻蝕形成為薄的。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體器件,特征在于上述基座和上述引線端的基座側(cè)末端由盤(pán)繞形成為薄的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件,特征在于從上述封裝樹(shù)脂暴露的引線端經(jīng)過(guò)使用鉛-錫或錫-銀或錫-鋅或基于鉛的材料進(jìn)行金屬化。
12.一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括步驟為準(zhǔn)備一個(gè)引線架陣列,含多個(gè)引線架,每個(gè)引線架都有多個(gè)引線端和一個(gè)比上述多個(gè)引線端厚度小的基座及一個(gè)用于支持該基座的懸空引線端;進(jìn)行單元片粘合,將一個(gè)半導(dǎo)體芯片安裝于每個(gè)上述引線架的基座上或上面;進(jìn)行導(dǎo)線連接,用導(dǎo)線將上述半導(dǎo)體芯片和引線架的多個(gè)引線端之間連接起來(lái);用封裝樹(shù)脂封裝上述引線架和半導(dǎo)體芯片及導(dǎo)線,且允許多個(gè)引線端在其下表面?zhèn)壬媳┞?;將上述引線架陣列從緊靠封裝區(qū)的部分切割成多個(gè)單一引線端部分,從而獲得多個(gè)半導(dǎo)體器件,封裝區(qū)由封裝樹(shù)脂封裝時(shí)的封裝步驟得到。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的半導(dǎo)體器件制造方法,其中上述引線端陣列的引線端經(jīng)歷外部包裝工藝。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的半導(dǎo)體器件制造方法,其中這里所述外部包裝工藝是一種鈀金屬電鍍工藝。
15.一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括步驟為準(zhǔn)備一個(gè)引線架陣列,含多個(gè)引線架,每個(gè)引線架都有多個(gè)引線端和一個(gè)比上述多個(gè)引線端厚度小的基座及一個(gè)用于支持該基座的懸空引線端;進(jìn)行單元片粘合,將一個(gè)半導(dǎo)體芯片安裝于每個(gè)上述引線架的基座上或上面;進(jìn)行導(dǎo)線連接,用導(dǎo)線將上述半導(dǎo)體芯片和引線架的多個(gè)引線端之間連接起來(lái);用封裝樹(shù)脂封裝上述引線架和半導(dǎo)體芯片及導(dǎo)線,且允許多個(gè)引線端暴露于它的下表面?zhèn)?;?duì)多個(gè)暴露于封裝區(qū)外的引線端使用外部包裝,該封裝區(qū)由封裝樹(shù)脂封裝時(shí)形成;以及將上述引線架陣列從緊靠封裝區(qū)的部分切割成多個(gè)單一引線端部分,從而獲得多個(gè)半導(dǎo)體器件,該封裝區(qū)由封裝樹(shù)脂封裝時(shí)的封裝步驟得到。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的半導(dǎo)體器件制造方法,其中上述封裝樹(shù)脂封裝的步驟由一種轉(zhuǎn)移成型方法完成。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的半導(dǎo)體器件制造方法,其中上述切割引線架陣列的步驟由一種金屬切割模具結(jié)構(gòu)來(lái)完成。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的半導(dǎo)體器件制造方法,其中上述切割引線架陣列的步驟由一種切塊刀具來(lái)完成。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的半導(dǎo)體器件制造方法,其中該應(yīng)用外部包裝的步驟是一種金屬電鍍工藝,使用鉛-錫或錫-銀或錫-鋅或基于鉛的材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件,其中該引線端的剩余主表面被一種粘合材料連接到安裝襯底上的一個(gè)引線端圖形。
21.一種樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件包括一個(gè)用于支持半導(dǎo)體芯片的基座;一個(gè)由該半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂封裝時(shí)形成的封裝部分;多個(gè)基座懸空引線端包括一個(gè)用于支持該基座的支持部分和一個(gè)與其耦連并暴露于該封裝部分的半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面的暴露部分,該支持部分比暴露部分?。欢鄠€(gè)排列于該基座周?chē)冶┞队谏鲜龇庋b部分的半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面的引線端;一個(gè)用于該半導(dǎo)體芯片表面電極和相應(yīng)一個(gè)引線端之間的連接的連接件;該基座懸空引線端通過(guò)該基座耦接在一起。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件,其中上述基座懸空引線端的暴露部分布置在上述封裝部分的所述器件安裝側(cè)表面一端。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件,其中上述基座懸空引線端的支持部分被封裝樹(shù)脂覆蓋,同時(shí)暴露部分布置在上述封裝部分的器件安裝側(cè)表面外圍,而且該基座的芯片支持表面和基座懸空引線端的芯片安裝側(cè)表面形成在同一平面上。
24.一個(gè)樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片且比該芯片小的基座;一個(gè)由該半導(dǎo)體芯片樹(shù)脂封裝構(gòu)成的封裝部分;一個(gè)支持該基座的支持部分;多個(gè)排列在該基座周?chē)冶┞队谠摲庋b部分的半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面的引線端;一個(gè)用于該半導(dǎo)體芯片的一個(gè)以上表面電極和一個(gè)對(duì)應(yīng)引線端之間的連接的連接件,該基座和該半導(dǎo)體芯片彼此接觸于相對(duì)于該半導(dǎo)體芯片的所述表面電極內(nèi)部的位置。
25.一種樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片的基座;一個(gè)由該半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂封裝構(gòu)成的封裝部分;一個(gè)支持該基座的支持部分;多個(gè)排列在該基座周?chē)冶┞队谠摲庋b部分的半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面的引線端,該引線端有一個(gè)厚度增加部分和一個(gè)比厚度增加部分薄的厚度減小部分,以在厚度方向上形成一個(gè)臺(tái)階狀差;一個(gè)用于該半導(dǎo)體芯片的表面電極和一個(gè)對(duì)應(yīng)引線端之間的連接的連接件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的半導(dǎo)體器件,其中上述引線端厚度增加部分暴露于上述封裝部分的半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面外圍,而厚度減小部分被一層封裝樹(shù)脂覆蓋。
27.一種樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片的基座;一個(gè)由該半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂封裝構(gòu)成的封裝部分;多個(gè)基座懸空引線端,每個(gè)都包括一個(gè)用于支持該基座的支持部分和一個(gè)相耦連且暴露于上述封裝部分的半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面的暴露部分,所述支持部分形成為比所述暴露部分??;多個(gè)排列在該基座周?chē)冶┞队谠摲庋b部分半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面的引線端,該引線端有一個(gè)厚度增加部分和一個(gè)比厚度增加部分薄的厚度減小部分,在厚度方向上形成一個(gè)臺(tái)階狀差;一個(gè)用于該半導(dǎo)體芯片的表面電極和一個(gè)對(duì)應(yīng)引線端之間的連接的連接件;上述多個(gè)基座懸空引線端通過(guò)基座耦連在一起。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的半導(dǎo)體器件,其中上述基座懸空引線端暴露部分和上述厚度增加部分一樣厚。
29.一種樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片的基座;一個(gè)由該半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂封裝構(gòu)成的封裝部分;一個(gè)支持該基座的基座懸空引線端;多個(gè)排列在該基座周?chē)冶┞队谠摲庋b部分半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面的引線端;一個(gè)用于連接該半導(dǎo)體芯片的表面電極和一個(gè)對(duì)應(yīng)引線端的連接件;其中該多個(gè)引線端包括一個(gè)相鄰于該基座懸空引線端且有一個(gè)位于基座懸空引線端側(cè)的末梢端的引線端,該末端有一切去部分用于形成在該引線端和該基座引線端之間延伸的縫隙。
30.一種樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片的基座;一個(gè)由該半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂封裝構(gòu)成的封裝部分;一個(gè)支持該基座的基座懸空引線端且有一個(gè)暴露于上述封裝部分半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面一端的暴露部分;多個(gè)排列于該基座周?chē)冶┞队谠摲庋b部分半導(dǎo)體器件安裝表面?zhèn)戎苓叺囊€端;一個(gè)用于連接該半導(dǎo)體芯片的表面電極和一個(gè)對(duì)應(yīng)引線端的連接件;該基座懸空引線端暴露部分順延伸方向的長(zhǎng)度比被連接部分短。
31.一種樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片的基座;一個(gè)由該半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂封裝構(gòu)成的封裝部分;一個(gè)支持該基座的基座懸空引線端;多個(gè)排列于該基座周?chē)囊€端,該引線端有一個(gè)延伸部分且該部分緊鄰基座朝向靠近該基座中心的特定部分,還有一個(gè)暴露于上述封裝部分半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面外圍的被連接部分;一個(gè)用于連接該半導(dǎo)體芯片的表面電極和一個(gè)對(duì)應(yīng)引線端的連接件;該引線端延伸部分比要被連接部分薄且被一層封裝樹(shù)脂覆蓋,同時(shí)在被連接部分暴露側(cè)的相反側(cè)的表面形成一個(gè)位于該封裝部分內(nèi)的凹槽。
32.一種樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片的基座;一個(gè)由該半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂封裝構(gòu)成的封裝部分;一個(gè)支持該基座的基座懸空引線端;多個(gè)引線端,該引線端具有一個(gè)暴露于上述封裝部分半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面外圍的被連接部分和一個(gè)位于該基座側(cè)端比被連接部分薄的厚度減小部分,同時(shí)在被連接部分暴露側(cè)的相反側(cè)的表面提供一個(gè)位于該封裝部分內(nèi)的凹槽;一個(gè)用于連接該半導(dǎo)體芯片的表面電極和一個(gè)對(duì)應(yīng)引線端的連接件,其中該引線端厚度減小部分被封裝樹(shù)脂覆蓋,同時(shí)該連接件和被連接部分在相對(duì)于凹槽而言的內(nèi)部位置相接觸。
33.一種樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片的基座;一個(gè)由該半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂封裝構(gòu)成的封裝部分;一個(gè)支持該基座的基座懸空引線端;多個(gè)引線端,該引線端具有一個(gè)暴露于上述封裝部分半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面外圍的被連接部分和一個(gè)位于該基座側(cè)端比被連接部分薄的厚度減小部分,同時(shí)在被連接部分暴露側(cè)的相反側(cè)的表面提供一個(gè)位于該封裝部分內(nèi)的凹槽;一個(gè)用于連接該半導(dǎo)體芯片的表面電極和一個(gè)對(duì)應(yīng)引線端的連接件,其中該引線端厚度減小部分被封裝樹(shù)脂覆蓋,同時(shí)該連接件和被連接部分在相對(duì)于凹槽而言的外部位置相接觸。
34.一種樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片的基座;一個(gè)由該半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂封裝構(gòu)成的封裝部分;一個(gè)支持該基座的基座懸空引線端;多個(gè)引線端,該引線端具有一個(gè)暴露于上述封裝部分半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面外圍的被連接部分和一個(gè)位于該基座側(cè)端比被連接部分薄的厚度減小部分,同時(shí)在被連接部分暴露側(cè)的相反側(cè)的表面提供位于該封裝部分內(nèi)的內(nèi)部和外部凹槽;一個(gè)用于連接該半導(dǎo)體芯片的表面電極和一個(gè)對(duì)應(yīng)引線端的連接件,其中該引線端厚度減小部分被封裝樹(shù)脂覆蓋,同時(shí)該連接件和被連接部分在位于內(nèi)部凹槽和外部凹槽之間的位置相接觸。
35.一種樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片的基座;一個(gè)由該半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂封裝構(gòu)成的封裝部分;一個(gè)支持該基座的基座懸空引線端;多個(gè)引線端,該引線端具有一個(gè)暴露于上述封裝部分半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面外圍的具有一金屬化層的被連接部分,和一個(gè)與暴露側(cè)相反側(cè)的被連接部分的表面處形成的位于該封裝部分內(nèi)的凹槽;一個(gè)用于連接該半導(dǎo)體芯片的表面電極和一個(gè)對(duì)應(yīng)引線端的連接器,其中該凹槽能在該金屬化層形成時(shí)能阻止噴鍍金屬的流動(dòng)。
36.一個(gè)樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片的基座;一個(gè)由該半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂封裝構(gòu)成的封裝部分;一個(gè)支持該基座的基座懸空引線端,包括一個(gè)暴露于上述封裝部分半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面一端的暴露部分和一個(gè)用于上述封裝部分外圍內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間連接的厚度減小部分;多個(gè)置于所述基座周?chē)囊€端,該引線端具有一個(gè)暴露于上述封裝部分半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面外圍的被連接部分;一個(gè)用于連接該半導(dǎo)體芯片的表面電極和一個(gè)對(duì)應(yīng)引線端的連接件。
37.一種樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件包括一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片的基座;一個(gè)由該半導(dǎo)體芯片的樹(shù)脂封裝構(gòu)成的封裝部分;一個(gè)支持該基座的基座懸空引線端,包括一個(gè)暴露于上述封裝部分半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面一端的暴露部分和一個(gè)跨接該封裝部分外圍的內(nèi)部和外部之間的凹槽;多個(gè)排列在該基座周?chē)囊€端,該引線端具有一個(gè)暴露于上述封裝部分半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面外圍的被連接部分;一個(gè)用于連接該半導(dǎo)體芯片的表面電極和一個(gè)對(duì)應(yīng)引線端的連接件。
38.根據(jù)權(quán)利要求36的半導(dǎo)體器件,其中上述厚度減小的部分和上述凹槽中的一個(gè)形成在上述基座懸空引線端的芯片安裝側(cè)的相反側(cè)的暴露側(cè)表面處。
39.根據(jù)權(quán)利要求36的半導(dǎo)體器件,其中上述厚度減小的部分和上述凹槽中的一個(gè)形成為上述基座懸空引線端延伸方向延伸的橢圓形。
40.根據(jù)權(quán)利要求36的半導(dǎo)體器件,其中在上述基座懸空引線端里,上述厚度減小的部分和上述凹槽中的一個(gè)被側(cè)壁包圍。
41.一種制造樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件的方法,包括步驟為準(zhǔn)備一個(gè)含一個(gè)基座的引線架,該基座能支持一個(gè)半導(dǎo)體芯片,多個(gè)基座懸空引線端,其包括一個(gè)用于支持該基座的支持部分和一個(gè)與支持部分相耦連的暴露部分,所述支持部分比暴露部分薄,以及多個(gè)位于該基座周?chē)囊€端;將該基座和上述半導(dǎo)體芯片粘合固定在一齊。使用一個(gè)連接件連接該半導(dǎo)體芯片一個(gè)表面電極和對(duì)應(yīng)一個(gè)引線端。通過(guò)使封裝樹(shù)脂流到該基座的芯片支持表面的對(duì)面表面上來(lái)形成一個(gè)封裝部分,同時(shí)用封裝樹(shù)脂覆蓋該基座懸空引線端的厚度減小部分,然后通過(guò)在半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面安排上述多個(gè)引線端和該基座懸空引線端的暴露部分,從而樹(shù)脂模制該半導(dǎo)體芯片;將基座懸空引線端在該基座懸空引線端暴露部分處分成幾部分,同時(shí)從上述引線架的框架體上分離上述多個(gè)引線端。
42.一種制造樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件的方法,包括步驟為準(zhǔn)備一個(gè)引線架,含一個(gè)基座,該基座能支持該半導(dǎo)體芯片,且該基座比該半導(dǎo)體芯片小,一個(gè)基座懸空引線端,包括一個(gè)用于支持該基座的支持部分和一個(gè)與支持部分相耦連的暴露部分,上述支持部分比暴露部分薄,以及多個(gè)位于該基座周?chē)囊€端;在相對(duì)該半導(dǎo)體芯片表面電極的內(nèi)部位置處,將該基座和上述半導(dǎo)體芯片牢固粘合在一齊;使用一個(gè)連接件連接該半導(dǎo)體芯片一個(gè)表面電極和對(duì)應(yīng)一個(gè)引線端;通過(guò)使封裝樹(shù)脂流到該基座的芯片支持表面的對(duì)面表面上來(lái)形成一個(gè)封裝部分,同時(shí)用封裝樹(shù)脂覆蓋該基座懸空引線端的厚度減小部分,然后通過(guò)在半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面安排上述多個(gè)引線端和該基座懸空引線端的暴露部分,從而樹(shù)脂模制該半導(dǎo)體芯片;將基座懸空引線端在該基座懸空引線端暴露部分處分成幾部分,同時(shí)從上述引線架的框架體上分離上述多個(gè)引線端。
43.一種制造樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件的方法,包括步驟為準(zhǔn)備一個(gè)引線框架,它包含一個(gè)基座,該基座能支持一個(gè)半導(dǎo)體芯片,一個(gè)基座懸空引線端,包括一個(gè)支持該基座的支持部分和一個(gè)與支持部分相耦連的暴露部分,多個(gè)位于該基座周?chē)囊€端,以及具有一個(gè)厚度增加部分和一個(gè)比該厚度增加部分薄的厚度減小部分,以在厚度方向上形成一個(gè)臺(tái)階狀差;將該基座和上述半導(dǎo)體芯片粘合在一齊。使用一個(gè)連接件連接該半導(dǎo)體芯片一個(gè)表面電極和對(duì)應(yīng)一個(gè)引線端;通過(guò)使封裝樹(shù)脂流到該基座的芯片支持表面的對(duì)面表面上來(lái)形成一個(gè)封裝部分,同時(shí)用封裝樹(shù)脂覆蓋該引線端的厚度減小部分和該基座懸空引線端支持部分,然后通過(guò)在半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面外圍處安排該多個(gè)引線端的厚度增加部分和該基座懸空引線端的暴露部分,從而樹(shù)脂模制該半導(dǎo)體芯片;將基座懸空引線端在該基座懸空引線端暴露部分處分成幾部分,同時(shí)從上述引線架的框架體上分離上述多個(gè)引線端。
44.一種制造樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件的方法,包括步驟為準(zhǔn)備一個(gè)引線架,它包括一個(gè)能支持半導(dǎo)體芯片的基座,一個(gè)支持該基座的一個(gè)基座懸空引線端,多個(gè)位于該基座周?chē)囊€端,且在被連接部分暴露側(cè)的對(duì)面表面提供內(nèi)部和外部凹槽;將該基座和上述半導(dǎo)體芯片粘合在一齊。使用一個(gè)連接件在位于該被連接部分內(nèi)部和外部凹槽之間位置連接該半導(dǎo)體芯片一個(gè)表面電極和對(duì)應(yīng)的一個(gè)引線端;通過(guò)使封裝樹(shù)脂移入到該基座的芯片支持表面的對(duì)面表面上來(lái)形成一個(gè)封裝部分,同時(shí)在半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面安排該多個(gè)引線端,從而樹(shù)脂模制該半導(dǎo)體芯片;從上述引線架的框架體上分離該基座懸空引線端和多個(gè)引線端。
45.一種制造樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體器件的方法,包括步驟為準(zhǔn)備一個(gè)引線架,包括一個(gè)能支持半導(dǎo)體芯片的基座,一個(gè)支持該基座的一個(gè)基座懸空引線端,且具有一個(gè)暴露部分和一個(gè)限定在其中的凹槽,以及多個(gè)位于該基座周?chē)囊€端,且有一個(gè)暴露于封裝部分半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面外圍的被連接部分;將該基座和上述半導(dǎo)體芯片粘合在一齊;使用一個(gè)連接件連接該半導(dǎo)體芯片一個(gè)表面電極和對(duì)應(yīng)一個(gè)引線端;通過(guò)使封裝樹(shù)脂移入到該基座的芯片支持表面的對(duì)面表面上來(lái)形成一個(gè)封裝部分,同時(shí)在半導(dǎo)體器件安裝側(cè)表面安排該多個(gè)引線端和該基座懸空引線端的暴露部分,從而樹(shù)脂澆鑄該半導(dǎo)體芯片,同時(shí)讓該基座懸空引線端的凹槽對(duì)應(yīng)于該封裝部分的外圍;將基座懸空引線端在該基座懸空引線端暴露部分處分成幾部分,同時(shí)從上述引線架的框架體上分離上述多個(gè)引線端。
全文摘要
該半導(dǎo)體器件組成包括:一個(gè)支持半導(dǎo)體芯片(8)的基座(5),一個(gè)由樹(shù)脂密封半導(dǎo)體芯片(8)構(gòu)成的封裝部分(12),支撐基座(5)的基座懸空引出端(4),多個(gè)引線端(2)且具有暴露于封裝部分(12)背部外圍處的被連接部分,在基座邊的邊緣區(qū)域提供比被連接部分薄的薄部分,而且在封裝部分(12)內(nèi)每個(gè)被連接部分在導(dǎo)線連接面(2d)都安排有一個(gè)內(nèi)部凹痕(2e)和一個(gè)外部凹痕(2f),導(dǎo)線(10)連接半導(dǎo)體芯片(8)的焊點(diǎn)(7)和引出端(2),這里引出端(2)的薄部分上覆蓋有用于封裝的樹(shù)脂,導(dǎo)線(10)被連接到位于外部凹痕(2f)和內(nèi)部凹痕(2e)之間位置的被連接部分上,而且引出端(2)薄部分上的外部凹痕(2f)和內(nèi)部凹痕(2e)用于防止引出端脫落。
文檔編號(hào)H01L23/495GK1359539SQ00809679
公開(kāi)日2002年7月17日 申請(qǐng)日期2000年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月30日
發(fā)明者嶋貫好彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所, 日立米沢電子株式會(huì)社