半導(dǎo)體裝置及其制造方法
【專利摘要】提供與基板牢固接合的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。在扁平引腳封裝的從密封樹(shù)脂(5)露出的外引線11的末端處，設(shè)置由厚膜鍍覆層覆蓋的貫通凹部(2x)，進(jìn)而，在底面上設(shè)置由厚膜鍍覆層覆蓋的斜面部(6)，由此，使外引線末端的切斷面積變小。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體裝置及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用了引線框架的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年的便攜電子設(shè)備的小型化，要求所使用的半導(dǎo)體封裝也小型化、薄型化且確保安裝強(qiáng)度。作為使半導(dǎo)體封裝小型化的對(duì)策，已知使外部端子相對(duì)于基板安裝面平行地伸出的表面安裝型封裝。作為該類型的封裝，存在SON (Small Outline Non-LeadPackage:小外形無(wú)引線封裝)、QFN(Quad Flat Non-Lead Package:四方扁平無(wú)引腳封裝)等。與一直以來(lái)所使用的DIP(Dual Inline Package:雙列直插式封裝)或S0P(SmallOutline Package:小外形封裝)相比，這些封裝具有如下特征:安裝到基板上時(shí)的外部電極較小，因此，基板安裝后的焊腳形成較少，難以充分獲得安裝強(qiáng)度。此外，在這些封裝的制造中，大多使用沖壓?；蛲ㄟ^(guò)基于蝕刻的加工作成的引線框架。關(guān)于引線框架的材料，通常使用194合金材料或銅合金。
[0003]在使用了該引線框架的半導(dǎo)體裝置的制造中，將半導(dǎo)體芯片搭載在引線框架上，通過(guò)導(dǎo)線使半導(dǎo)體芯片與引線框架電連接，并進(jìn)行樹(shù)脂密封加工。在進(jìn)行了去毛刺處理之后，對(duì)銅表面進(jìn)行外部鍍覆處理。在進(jìn)行了外部鍍覆處理后，使半導(dǎo)體裝置以規(guī)定的尺寸從引線框架分離。這樣，由于在外部鍍覆后使半導(dǎo)體裝置從引線框架分離，因此，在外部電極切斷面上不會(huì)形成外部鍍覆皮膜。因此，在將半導(dǎo)體裝置安裝于基板時(shí)，存在焊料親和性差這樣的問(wèn)題。因此，為了提高在這樣的條件下作成的半導(dǎo)體封裝的安裝強(qiáng)度，提出了對(duì)引線末端部的平面形狀或截面形狀進(jìn)行變更，使基板安裝后的焊料親和性提高、容易形成焊腳且提高了安裝強(qiáng)度的形狀(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2006-19465號(hào)公報(bào)
[0005]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平7-45769號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]但是，隨著半導(dǎo)體裝置的小型化、薄型化的進(jìn)展，要求進(jìn)一步提高半導(dǎo)體裝置的基板安裝強(qiáng)度。本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，其能夠進(jìn)一步提高使用了表面安裝型封裝的半導(dǎo)體裝置在基板上的焊料接合強(qiáng)度。
[0007]為了解決上述問(wèn)題，使用了如下手段。
[0008]首先，半導(dǎo)體裝置由覆蓋半導(dǎo)體芯片的密封樹(shù)脂和從所述密封樹(shù)脂朝側(cè)面延伸的外引線構(gòu)成，該半導(dǎo)體裝置的特征在于，在所述延伸的外引線的底面上設(shè)置斜面部，在延伸方向的末端，設(shè)置有貫通所述外引線的上下的貫通凹部以及端面，所述斜面部以及貫通孔的內(nèi)表面被厚膜鍍覆層覆蓋，所述端面被薄膜鍍覆層覆蓋。
[0009]此外，半導(dǎo)體裝置的特征在于，所述貫通凹部的開(kāi)口端為收口形狀。
[0010]此外，半導(dǎo)體裝置的特征在于，在所述外引線中設(shè)置有多個(gè)所述貫通凹部。
[0011]此外，半導(dǎo)體裝置的特征在于，在所述貫通凹部的內(nèi)表面以及所述斜面部中，設(shè)置有比所述外引線的側(cè)面的焊料層厚的焊料層。
[0012]此外，使用了如下半導(dǎo)體裝置的制造方法，所述半導(dǎo)體裝置由覆蓋半導(dǎo)體芯片的密封樹(shù)脂和從所述密封樹(shù)脂朝側(cè)面延伸的外引線構(gòu)成，所述半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，由以下工序構(gòu)成:在所述外引線中形成貫通孔；在所述外引線上形成外部鍍覆；在所述貫通孔的下表面上形成斜面部；以及橫穿所述貫通孔地切斷所述外引線，所述外引線上橫穿所述貫通孔的位置離開(kāi)所述貫通孔的中心。
[0013]此外，使用了具有如下特征的半導(dǎo)體裝置的制造方法:所述斜面部是利用具有直角三角形凸部的槽口加工沖頭而形成的。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，在將半導(dǎo)體裝置安裝于基板時(shí)，在外引線末端以及外引線下表面具有用于形成厚膜焊料層的區(qū)域，因此，能夠與基板之間形成牢固的接合。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第I實(shí)施例的俯視圖(以外引線為上方而示出)。
[0016]圖2是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第I實(shí)施例的側(cè)視圖(以外引線為下方而示出)。
[0017]圖3是將圖2的外引線及其附近放大的側(cè)視圖。
[0018]圖4是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第I實(shí)施例的制造方法的俯視圖。
[0019]圖5是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第I實(shí)施例的制造方法的剖視圖。
[0020]圖6是在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第I實(shí)施例中施加焊料時(shí)的俯視圖。
[0021]圖7是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第2實(shí)施例的剖視圖。
[0022]圖8是在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第2實(shí)施例中施加焊料時(shí)的俯視圖。
[0023]圖9是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第2實(shí)施例的制造方法的剖視圖。
[0024]圖10是在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第2實(shí)施例的變形例中施加焊料時(shí)的俯視圖。圖11是在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第3實(shí)施例中施加焊料時(shí)的俯視圖。
[0025]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0026]I 島
[0027]2 貫通孔
[0028]2x貫通凹部
[0029]3 半導(dǎo)體芯片
[0030]4 導(dǎo)線
[0031]5 密封樹(shù)脂
[0032]6 斜面部(槽口形狀)
[0033]7 V槽口加工模
[0034]8 V槽口加工沖頭
[0035]9 分片切斷模
[0036]10分片切斷沖頭
[0037]11外引線
[0038]12鍍覆皮膜
[0039]13V槽口加工沖頭凸部
[0040]14薄膜鍍覆層(鍍覆層上升部)
[0041]15切斷面(端面)
[0042]16厚膜焊料層
[0043]17薄膜焊料層

【具體實(shí)施方式】
[0044]以下，根據(jù)附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
[0045]圖1是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第I實(shí)施例的俯視圖。此處，以從密封樹(shù)脂5延伸而露出的外引線11為上側(cè)而示出。在作為各外引線11末端的端面上，設(shè)置有貫通凹部2x，在接近外引線11末端的底面上，形成有斜面部6。此外，外引線以外的結(jié)構(gòu)物被密封樹(shù)脂5密封。
[0046]圖2是本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第I實(shí)施例的側(cè)視圖。此處，以從密封樹(shù)脂5延伸出的外引線11為下側(cè)而示出，被安裝到基板上的情況下的安裝面為本圖的下表面。各外引線11的下表面從密封樹(shù)脂5露出，底面形成為大致同一形狀。此外，從密封樹(shù)脂5的側(cè)面露出的外引線11的接近末端的底面的一部分成為斜面部6。
[0047]圖3是將圖2的外引線以及附近放大的側(cè)視圖。圖3的(a)是從與圖2相同的方向觀察外引線以及附近時(shí)的放大圖，外引線11的表面(上表面、側(cè)面、底面)被鍍覆皮膜12覆蓋。而且，引線底面的斜面部6也被鍍覆皮膜12覆蓋。該鍍覆皮膜用于提高進(jìn)行焊料安裝時(shí)的焊料親和性。圖3的(b)是從圖2的B方向觀察外引線以及附近而得到的。在從B方向觀察的情況下，在矩形的外引線11的端面上形成有貫通凹部2x，該貫通凹部2x以從上表面起直到斜面部的方式上下貫通外引線11，外引線11的底面成為斜面部6，貫通凹部2x的內(nèi)壁以及斜面部6被厚膜的鍍覆皮膜12覆蓋。成為端面的貫通凹部2x的兩側(cè)為引線切斷時(shí)的切斷面15，在此，部分地形成有薄膜鍍覆層14。其在進(jìn)行引線切斷時(shí)成為從下方上升的鍍覆層。
[0048]接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0049]圖4是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第I實(shí)施例的制造方法的俯視圖。
[0050]圖4的(a)是示出本實(shí)施例的引線框架的俯視示意圖。存在對(duì)半導(dǎo)體芯片進(jìn)行搭載的島1，在島I的周圍，設(shè)置有外引線11，在外引線上設(shè)置有上下貫通的貫通孔2。此外，通常，外引線是指引線中的從密封樹(shù)脂中露出的部分，但此處是指引線整體。貫通孔2在俯視圖中以圓形示出，但不限于圓形，也可以是橢圓或多邊形。圖4的(b)是示出如下?tīng)顟B(tài)的圖:將半導(dǎo)體芯片3鍵合(die bonding)于島1，使半導(dǎo)體芯片3的電極和引線經(jīng)由導(dǎo)線4連接。圖4的(c)是示出如下?tīng)顟B(tài)的俯視圖:利用密封樹(shù)脂5對(duì)島1、半導(dǎo)體芯片3、導(dǎo)線4以及引線的一部分進(jìn)行密封。外引線11和貫通孔2從密封樹(shù)脂5露出。在該時(shí)刻，引線框架的表面被銅或其氧化物覆蓋，但是，之后要實(shí)施用于提高基板安裝時(shí)的焊料親和性的外部鍍覆。圖4的(d)是如下?tīng)顟B(tài)的仰視圖:在外部鍍覆后，在外引線11上形成橫穿貫通孔2的槽口形狀6。由于設(shè)置了貫通凹部2x和斜面部6，沿著槽口形狀6的切斷面的截面積變?yōu)楝F(xiàn)有的同型外引線的截面積的1/3左右，因此，大幅降低了施加給外引線以及密封樹(shù)脂5的切斷壓力，并減輕了外引線與密封樹(shù)脂之間的接合界面處的剝離。
[0051]圖5是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第I實(shí)施例的制造方法的剖視圖。
[0052]圖5的(a)對(duì)應(yīng)于圖4的(C)，是示出利用密封樹(shù)脂5對(duì)島、半導(dǎo)體芯片、導(dǎo)線以及引線的一部分進(jìn)行密封的狀態(tài)的剖視圖。設(shè)置有上下貫通的貫通孔2的外引線11從密封樹(shù)脂5露出。在該時(shí)刻，引線框架的表面被銅或其氧化物覆蓋。
[0053]圖5的(b)是示出對(duì)外引線11實(shí)施了外部鍍覆的狀態(tài)的圖，不僅外引線11的上表面、下表面、側(cè)面，貫通孔2內(nèi)部也被鍍覆皮膜覆蓋。
[0054]圖5的(C)是示出進(jìn)行了在外引線11中設(shè)置槽口形狀的加工的狀態(tài)的圖。在利用V槽口加工模7按壓外引線11的上表面，并以使V槽口加工沖頭凸部13與貫通孔2的下表面的中心附近抵接的方式用V槽口加工沖頭8進(jìn)行按壓時(shí)，在下表面形成槽口形狀的斜面部6。此處，示出了由V槽口形狀的凸部按壓出的實(shí)施例，但是，只要至少在外引線11中以接近密封樹(shù)脂5的方式設(shè)置出斜面部即可，可以是任意凸部。
[0055]圖5的⑷和圖5的(e)是示出以橫穿外引線11的貫通孔2的方式進(jìn)行切斷的工序的圖。利用分片切斷模9固定密封樹(shù)脂5的上部，使分片切斷沖頭10從外引線11的下表面朝上方移動(dòng)，由此，能夠切斷外引線11。在該工序中，覆蓋外引線11的斜面部6的鍍覆層隨著分片切斷沖頭10的移動(dòng)，沿切斷面延伸而再次附著于切斷面。在進(jìn)行使小型薄型的半導(dǎo)體裝置的引線殘留而使引線框架分離的切斷時(shí)，通常將引線固定而進(jìn)行切斷，為了避免切斷時(shí)的壓力向引線部傳遞而破壞密封樹(shù)脂，大多鉗夾引線上表面。另一方面，由于近年的半導(dǎo)體裝置的小型化，引線的殘留量已逐漸達(dá)到0.2mm以下，難以進(jìn)行引線鉗夾。但是，在本實(shí)施例的切斷工序中，切斷時(shí)的截面積變?yōu)楸緛?lái)的截面積的1/3左右，因此能夠大幅降低施加于外引線以及密封樹(shù)脂5的切斷壓力，并減輕外引線與密封樹(shù)脂之間的接合界面處的剝離。
[0056]圖6是在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第I實(shí)施例中施加焊料時(shí)的俯視圖。在外引線11的周圍，形成有薄膜焊料層17，在末端的貫通凹部2x中，保持有厚膜的焊料層16。在圖3中，雖然沒(méi)有圖示出焊料層，但是在斜面部6下方也形成有厚膜的焊料層16，經(jīng)由該部分向貫通凹部2x提供大量焊料，在貫通凹部2x中形成厚膜焊料層16。因此，即使外引線11變短、基板的接觸面積變小，如果設(shè)為本發(fā)明的外引線形狀，也能夠使半導(dǎo)體裝置牢固地與基板連接。
[0057]圖7是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第2實(shí)施例的剖視圖。
[0058]與圖3的(a)所示的第I實(shí)施例相比，外引線11變長(zhǎng)，斜面部6也變長(zhǎng)。其成為使外引線11中的貫通凹部的位置沒(méi)有變化、而使斜面部6延長(zhǎng)的形狀。通過(guò)按以下說(shuō)明那樣來(lái)變更槽口形狀以及形成槽口的位置，可容易地實(shí)施該方式。
[0059]圖8是在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第2實(shí)施例中施加焊料時(shí)的俯視圖。外引線11的末端不在貫通孔2的中心而在比貫通孔2的中心稍靠外側(cè)處進(jìn)行橫穿。因此，在俯視時(shí)，貫通孔2成為如下形狀:缺少小于圓形的一半，殘留圓形的一半以上。通過(guò)設(shè)為這樣的形狀，使得貫通凹部2x處的焊料保持性變得更好，半導(dǎo)體裝置與基板之間的連接變得更為牢固。
[0060]圖9是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第2實(shí)施例的制造方法的剖視圖。
[0061]第2實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法是按照?qǐng)D5的(a)?圖5的(b)、進(jìn)而圖9的(a)?圖9的(b)這樣的流程的工序，因此，省略圖5的(a)?圖5的(b)的說(shuō)明，僅說(shuō)明圖9。
[0062]圖9的(a)是示出進(jìn)行對(duì)外引線11設(shè)置槽口形狀的加工的狀態(tài)的圖。利用V槽口加工模7按壓外引線11的上表面，以使一邊垂直立起的直角三角形的凸部13與貫通孔2的下表面抵接的方式利用V槽口加工沖頭8進(jìn)行按壓。使凸部13的末端不位于貫通孔2的中心而位于外側(cè)，來(lái)對(duì)外引線11進(jìn)行加工。其結(jié)果是，在外引線11下表面，形成斜面部6和由垂直部構(gòu)成的槽口形狀。
[0063]圖9的(b)是示出以橫穿外引線11的貫通孔2的方式進(jìn)行切斷的工序的圖。與圖5的(d)的不同之處在于，在貫通孔2的中心的稍靠外側(cè)切斷外引線11。與通過(guò)先前的設(shè)置槽口形狀的加工形成的垂直部相比，該切斷面設(shè)置在稍靠近密封樹(shù)脂5而比貫通孔2的中心遠(yuǎn)的位置。更詳細(xì)而言，切斷面形成在貫通孔2的中心與其外側(cè)的貫通孔端部之間。在該工序中，覆蓋外引線11的斜面部6的鍍覆層隨著分片切斷沖頭10的移動(dòng)，沿切斷面延伸而再次附著于切斷面。在進(jìn)行使小型薄型的半導(dǎo)體裝置的引線殘留而使引線框架分離的切斷時(shí)，通常將引線固定而進(jìn)行切斷，為了避免切斷時(shí)的壓力向引線部傳遞而破壞密封樹(shù)月旨，大多鉗夾引線上表面，但是，由于近年的半導(dǎo)體裝置的小型化，引線的殘留量已逐漸達(dá)到0.2mm以下，難以進(jìn)行引線鉗夾。但是，在該切斷工序中，切斷時(shí)的截面積變?yōu)楸緛?lái)的截面積的1/3左右，因此能夠大幅降低施加于外引線以及密封樹(shù)脂5的切斷壓力，并減輕外引線與密封樹(shù)脂之間的接合界面處的剝離。
[0064]圖10是在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第2實(shí)施例的變形例中施加焊料時(shí)的俯視圖。圖10的(a)是缺少三角形的一部分、而成為梯形的貫通凹部2x。將梯形的平行的2個(gè)邊的長(zhǎng)邊側(cè)設(shè)置在凹部?jī)?nèi)，使其短邊側(cè)為外引線末端。圖10的(b)是缺少六邊形的一部分的貫通凹部2x。外引線11末端的凹部的開(kāi)口短于六邊形的對(duì)角線。圖10的(c)是缺少矩形的角的形狀的貫通凹部2x。此處，外引線11末端的凹部的開(kāi)口也形成為短于矩形的對(duì)角線。
[0065]如上所述，這些貫通凹部在外引線端面處具有比凹部?jī)?nèi)的最大長(zhǎng)度小的開(kāi)口、SP成收口形狀，因此，貫通孔內(nèi)的焊料保持性良好。
[0066]圖11是在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第3實(shí)施例中施加焊料時(shí)的俯視圖。與示出第2實(shí)施例的圖8的不同之處在于，在一個(gè)外引線11中設(shè)置有多個(gè)貫通凹部2x。作為貫通凹部2x，在圖11的(a)中,排列有兩個(gè)三角形,在圖11的(b)中,排列有兩個(gè)六邊形,在圖11的(C)中，排列有兩個(gè)矩形。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，也能夠縮短外引線的長(zhǎng)度，形成更小的半導(dǎo)體裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體裝置，其由覆蓋半導(dǎo)體芯片的密封樹(shù)脂和從所述密封樹(shù)脂朝側(cè)面延伸的外引線構(gòu)成，其特征在于， 該半導(dǎo)體裝置具有: 斜面部，其設(shè)置在所述延伸的外引線的底面上； 貫通凹部，其設(shè)置在作為所述外引線的末端的端面上，貫通所述外引線的上下方； 厚膜鍍覆層，其覆蓋所述斜面部以及所述貫通凹部的內(nèi)表面；以及 薄膜鍍覆層，其覆蓋所述端面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述貫通凹部的開(kāi)口端為收口形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 在所述外引線中設(shè)置有多個(gè)所述貫通凹部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 在所述貫通凹部的內(nèi)表面以及所述斜面部中，設(shè)置有比所述外引線的側(cè)面的焊料層厚的焊料層。
5.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，所述半導(dǎo)體裝置由覆蓋半導(dǎo)體芯片的密封樹(shù)脂和從所述密封樹(shù)脂朝側(cè)面延伸的外引線構(gòu)成，其特征在于，所述半導(dǎo)體裝置的制造方法具有如下工序: 在所述外引線中形成貫通孔； 在形成所述貫通孔之后，在所述外引線上形成外部鍍覆； 在形成所述外部鍍覆之后，在所述貫通孔的下表面上形成斜面部； 在形成所述斜面部之后，橫穿所述貫通孔地切斷所述外引線，同時(shí)在所述外引線的末端形成貫通凹部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 所述外引線上橫穿所述貫通孔的位置離開(kāi)所述貫通孔的中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 所述斜面部的形成利用槽口加工沖頭形成，該槽口加工沖頭具有一邊垂直立起的直角三角形的凸部。
【文檔編號(hào)】H01L23/495GK104517927SQ201410513520
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月1日
【發(fā)明者】田口康祐 申請(qǐng)人:精工電子有限公司