專利名稱：半導體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將端子排列做成面積陣的球柵陣封裝的半導體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年，對電子設備、尤其對便攜設備而言，多功能化、高功能化、節(jié)省空間和降低成本的要求不斷提高，但與該動向?qū)臓顟B(tài)下，主流為縮小芯片規(guī)模、并按小間距進行配置的多引腳半導體器件。
這里，作為封裝，急需開發(fā)封裝具有上述特征的半導體元件以滿足器件要求的封裝件。針對這點，作為封裝件開發(fā)，通過在原來的QFP(方形扁平封裝)的多引腳化中縮短端子間距，也有利于節(jié)省空間。
然而，為了滿足進一步節(jié)空間的要求，如圖7所示，開發(fā)將端子TS1的排列做成面積陣的球柵陣封裝(下文簡稱為BGA)(例如參考日本國實用新型公開公報實開平1-332號公報)，并且BGA的需求不斷增大。
尤其要求這種BGA實現(xiàn)節(jié)省空間的小型化。作為實現(xiàn)這點用的一種方法，有減小內(nèi)插片具有的連接金屬絲的電極的間距。
然而，使電極減小間距時，絲焊裝置識別電極的精度降低，有可能產(chǎn)生接合錯位。因此，通過如圖8所示，在內(nèi)插片IP1上往4個方向排列的電極的隅部對角處，配置與電極形狀不同的識別圖案NP1，使設備精度提高，防止接合錯位。
然而，上述已有技術(shù)存在如下課題。
今后，BGA重要的是要求進一步降低成本來設計圖7所示那樣的1塊襯底17上保持的半導體器件數(shù)量多的內(nèi)插片。為了增多1塊襯底17保持的半導體器件數(shù)量，必須使內(nèi)插片有效節(jié)省未制作半導體器件的無用空間。
為此，不得不減小配置在未制作半導體器件的無用空間的識別圖案的尺寸。又，BGA外形本身也開展小型化，內(nèi)插片上往4個方向排列的電極邊隅空間變小，識別圖案尺寸也變小。
由于識別圖案這樣變小，絲焊裝置中的識別困難，產(chǎn)生接合錯位。這是內(nèi)插片具有的電極不能減小間距的原因，成為實現(xiàn)半導體器件小型化的課題。
再者，接合工序中，將識別圖案NP1用作定位識別標記，因而識別標記變小，使識別精度降低時，將半導體元件裝載在襯底上的精度也降低。這是不能縮短半導體元件側(cè)面至內(nèi)插片具有的電極的距離原因，成為實現(xiàn)半導體器件小型化的課題。
本發(fā)明解決上述已有問題，其目的在于提供一種能實現(xiàn)半導體器件小型化，同時還能對襯底設計增加1塊襯底保持半導體器件的數(shù)量、并且又能實現(xiàn)半導體器件低成本又能使內(nèi)插片裝載半導體元件的精度提高以進一步可靠地防止絲焊錯位的半導體器件及其制造方法。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，本發(fā)明的半導體器件，包含具有多個電極的半導體元件；具有往4個方向配置在襯底表面的電極和配置在所述襯底的背面的外部電極并將所述半導體元件裝載在表面?zhèn)鹊膬?nèi)插片；將所述半導體元件固定在所述內(nèi)插片上的粘接材料，電連接所述半導體元件具有的多個電極和內(nèi)插片具有的往所述4個方向配置的電極的金屬絲；密封包含所述半導體元件和所述金屬絲的區(qū)域的絕緣材料；以及裝載在所述內(nèi)插片具有的所述外部電極上的金屬球，其中，在所述內(nèi)插片上由所述往4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處設置至少一對形狀與往所述4個方向配置的電極不同的圖案。
由此，能按絲焊裝置和管芯鍵合裝置的識別能力可充分識別的圖案尺寸決定尺寸，而不依賴于未用作半導體器件的區(qū)域。而且，由于將圖案配置在裝載后的半導體元件附近，在半導體元件裝載位置有些偏移時，可通過確認圖案與半導體元件側(cè)面的距離，立即修正半導體元件的裝載位置。
因而，能維持并提高半導體元件安裝精度，結(jié)果能實現(xiàn)進一步小型化的半導體器件。由于在半導體器件使用的襯底區(qū)配置識別圖案，可在1塊襯底上使半導體器件數(shù)量盡量多，與識別圖案配置區(qū)域無關(guān)，從而能謀求降低成本。
此外，本發(fā)明的半導體器件，是在上述半導體器件中，設置在所述內(nèi)插片上由往所述4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的所述圖案形成L狀。
由此，作為識別裝置，容易識別電極的形狀。通過在X方向、Y方向設置線條，半導體元件產(chǎn)生裝載位置偏移時能快捷發(fā)現(xiàn)，并且容易測量半導體元件側(cè)面至圖案的距離，從而可高精度進行裝載位置偏差校正。
此外，本發(fā)明的半導體器件，是在上述半導體器件中，設置在所述內(nèi)插片上由往所述4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的所述圖案具有接地功能，并且用所述金屬細絲與所述半導體元件電連接。
由此，可以不必在內(nèi)插片上另行配置具有接地功能的布線。
其結(jié)果，以往在由往4個方向配置的電極包圍的區(qū)域配置將從電極引出的布線連接到各層用的插頭，但未配置具有接地功能的布線，因而本發(fā)明對插頭配置而言，設計自由度提高。
此外，本發(fā)明的半導體器件，是在上述半導體器件中，設置在所述內(nèi)插片上由往所述4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的所述圖案用所述金屬絲與所述半導體元件具有的帶信號功能的電極電連接。
由此，半導體元件至圖案的距離短于半導體元件至配置在內(nèi)插片的電極的距離，因而能縮短連接半導體元件具有的電極與圖案的金屬絲的長度。對信號功能中頻率高且需要高速信號的信號或希望減小噪聲的信號而言，使其連接圖案尤其有效。
此外，本發(fā)明的半導體器件，是在設置在所述內(nèi)插片上由往所述4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的所述圖案具有連接到使從所述內(nèi)插片上往4個方向配置的電極引出的布線與各層的布線結(jié)合的插頭的受插焊接區(qū)的功能。
由此，設置在內(nèi)插片上由往4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的圖案形成連接到使各層布線結(jié)合用的插頭的受插焊接區(qū)，從而除作為識別圖案的功能外，還能兼有作為來自內(nèi)插片具有的電極的布線的引入處的功能。因而，僅有受插功能的圖案減少，可增加4個方向配置的電極所包圍的區(qū)域內(nèi)的布線設計自由度。
此外，本發(fā)明的半導體器件制造方法，包含以下工序?qū)⒕哂卸鄠€電極的半導體元件裝載到具有往4個方向配置在襯底表面的電極和配置在所述襯底的背面的外部電極的內(nèi)插片的所述表面?zhèn)鹊墓ば?；用金屬絲電連接所述半導體元件具有的多個電極和內(nèi)插片具有的往所述4個方向配置的電極的工序；利用絕緣材料密封包含所述半導體元件和所述金屬絲的區(qū)域的工序；將所述金屬球裝載在所述內(nèi)插片具有的所述外部電極上的工序；以及在將所述半導體元件裝在內(nèi)插片的所述表面?zhèn)鹊臓顟B(tài)下對每一半導體元件制成單片半導體器件的工序，其中，在將所述半導體元件裝載到所述內(nèi)插片的工序中，把設置在所述內(nèi)插片上由所述往4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的所述圖案，用作識別所述內(nèi)插片上的位置用的標記進行定位。
由此，將圖案設計成用作襯底識別標記從而識別裝置容易識別的尺寸，因而識別精度提高，使半導體元件對內(nèi)插片的裝載位置穩(wěn)定，而且能防止識別差錯造成的設備停止，可謀求提高生產(chǎn)率。
綜上所述，采用本發(fā)明，則能使半導體元件裝載到內(nèi)插片的精度提高，而且也能防止絲焊錯位，又能抑制內(nèi)插片上未制作半導體器件的無用空間。
因此，能實現(xiàn)半導體器件小型化，同時作為襯底設計還能從1塊襯底增加保持半導體器件的數(shù)量，可又實現(xiàn)半導體器件降低成本，又使內(nèi)插片裝載半導體元件的精度提高，而且能可靠地防止絲焊錯位。
圖1A是示出本發(fā)明實施方式1的半導體器件的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖1B是示出本發(fā)明實施方式1的半導體器件的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖2是本發(fā)明實施方式2的半導體器件的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明實施方式3的半導體器件的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明實施方式4的半導體器件的結(jié)構(gòu)圖；
圖5是本發(fā)明實施方式5的半導體器件的結(jié)構(gòu)圖；圖6A是示出本發(fā)明實施方式的半導體器件制造方法的工序1的剖視圖；圖6B是示出本發(fā)明實施方式的半導體器件制造方法的工序2的剖視圖；圖6C是示出本發(fā)明實施方式的半導體器件制造方法的工序3的剖視圖；圖6D是示出本發(fā)明實施方式的半導體器件制造方法的工序4的剖視圖；圖6E是示出本發(fā)明實施方式的半導體器件制造方法的工序5的剖視圖；圖7是已有半導體器件設計時的襯底上的圖案配置圖；圖8是該已有例的半導體器件的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
下面，參考附圖具體說明示出本發(fā)明實施方式的半導體器件及其制造方法。
實施方式1說明本發(fā)明實施方式1的半導體器件。
圖1A、圖1B是本發(fā)明實施方式1的半導體器件的結(jié)構(gòu)圖，圖1A是半導體器件的平面圖，圖1B是半導體器件的剖視圖。圖1A、圖1B中，1是半導體元件，2是電極，3是從電極引出的布線(圖中僅畫出1邊，實際上對4邊設計引出線)，4是與從電極引出的布線3連接而且與使各層布線結(jié)合的插頭連接的受插焊接區(qū)，5是裝載半導體元件1的內(nèi)插片，6是將半導體元件1固定在內(nèi)插片1上的粘接材料，7是使半導體元件1具有的電極與內(nèi)插片5具有的電極2電連接的金屬絲，8是密封包含半導體元件1和金屬絲7的區(qū)域的絕緣材料，9是裝載在內(nèi)插片5的外部端子上的金屬球，本實施方式1的半導體器件，其特征為在內(nèi)插片5上受往4個方向配置的電極2包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅部配置特異圖案10，作為識別圖案。
圖7所示的已有一塊襯底圖案配置中，在一塊襯底17上配置多個(圖中為4個)半導體器件電極圖案，在半導體器件的圖案區(qū)域外配置識別圖案18；此情況下，半導體器件的圖案區(qū)域外的面積狹小時，不得不使識別圖案的尺寸減小，絲焊裝置對該識別圖案18的識別困難，產(chǎn)生接合錯位。
與此相反，本實施方式中，如圖1A所示，在內(nèi)插片5上受往4個方向配置的電極2包圍的區(qū)域內(nèi)邊隅對角處配置識別圖案10，從而作為識別圖案10的尺寸，能定為管芯鍵合裝置和絲焊裝置的識別能力可充分識別的尺寸，而不依賴于未用作半導體器件的區(qū)域。
而且，由于將識別圖案10配置在裝載后的半導體元件1附近，在半導體元件1的裝載位置有些偏移時，可通過確認圖案10與半導體元件1的側(cè)面的距離，立即修正半導體元件1的裝載位置。
因此，能維持并提高半導體元件1在內(nèi)插片5上的安裝精度，結(jié)果能實現(xiàn)進一步小型化的半導體器件。由于在半導體器件的電極2的圖案包圍的區(qū)域內(nèi)配置識別圖案10，可在1塊襯底上使半導體器件數(shù)量盡量多，與識別圖案10的配置區(qū)域無關(guān)，從而能謀求降低成本。
實施方式2說明本發(fā)明實施方式2的半導體器件。
圖2是本實施方式2的半導體器件的結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，本實施方式2的半導體器件，其特征為配置在內(nèi)插片5上的往4個方向配置的電極2包圍的區(qū)域內(nèi)邊隅部的L形識別圖案11。
由此，L形圖案11與電極2的形狀不同，容易識別。作為L形圖案11，如圖2所示，往X方向和Y方向設置線條，從而半導體元件1產(chǎn)生裝載位置偏移時能快捷發(fā)現(xiàn)，并且容易測量半導體元件1的側(cè)面至圖案的距離，從而可高精度進行裝載位置偏差校正。
實施方式3說明本發(fā)明實施方式3的半導體器件。
圖3是本實施方式3的半導體器件的結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，本實施方式3的半導體器件，其特征為在內(nèi)插片5上由往所述4個方向配置的電極2包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅部配置識別圖案12，這樣配置的圖案12具有接地功能，并且用金屬細絲7使設置在半導體元件1的電極與內(nèi)插片5具有的電極電連接。為了進一步強化接地功能，將識別圖案12的線條寬度設計成比襯底的布線寬度粗2～3倍。
由此，由于設置在內(nèi)插片5上由往所述4個方向配置的電極2包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的識別圖案12具有接地功能，不必在內(nèi)插片5上另行配置具有接地功能的布線。
其結(jié)果，以往在由往4個方向配置的電極包圍的區(qū)域配置將從電極引出的布線連接到各層用的插頭，但未配置具有接地功能的布線，因而本發(fā)明對插頭配置而言，設計自由度能提高。
實施方式4說明本發(fā)明實施方式4的半導體器件。
圖4是本實施方式4的半導體器件的結(jié)構(gòu)體。如圖4所示，本實施方式4的半導體器件，其特征為設置在內(nèi)插片5上由往所述4個方向配置的電極2包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的識別圖案PT4用金屬絲7連接半導體元件1具有的帶信號功能的電極。又，1個圖案PT4上連接半導體元件1具有的帶信號功能的多個電極時，如圖4所示，設置分離圖案13、14，作為圖案PT4。
由此，可通過有效利用分離圖案13、14，使連接的多個信號電極各自電分離。
實施方式5說明本發(fā)明實施方式5的半導體器件。
圖5是本實施方式5的半導體器件的結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示，本實施方式5的半導體器件，其特征為設置在內(nèi)插片5上由往所述4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的識別圖案15具有連接到使內(nèi)插片5具有的電極2的引出布線16與各層的布線結(jié)合的插頭的受插焊接區(qū)的功能。
由此，僅有受插功能的圖案減少，可增加4個方向配置的電極2所包圍的區(qū)域內(nèi)的布線設計自由度。
(制造方法)說明本發(fā)明的半導體器件制造方法。
圖6A～圖6E是示出本實施方式的半導體器件制造方法的工序圖。圖6A示出一面在內(nèi)插片5上用粘接材料6固定半導體元件1一面將半導體元件1裝載到內(nèi)插片5的工序1，圖6B示出用金屬絲7電連接半導體元件1具有的電極和內(nèi)插片5具有電極2的工序2，圖6C示出利用絕緣材料8密封包含半導體元件1和金屬絲7的區(qū)域的工序3，圖6D示出將金屬球9裝載在內(nèi)插片5的外部電極上的工序4，圖6E示出將半導體器件制成單片的工序5。
本實施方式的半導體器件制造方法，其特征是在上述工序中，在將半導體元件1裝載到內(nèi)插片5的工序1時和用金屬絲7連接半導體元件1具有的電極與內(nèi)插片5具有的電極2的工序2時，把設置在內(nèi)插片5上由往4個方向配置的電極2包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的圖案用作襯底識別標記進行定位。
由此，將設置在內(nèi)插片5上由往4個方向配置的電極2包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的圖案，設計成用作襯底識別標記從而識別裝置容易識別的尺寸，因而識別精度提高，使半導體元件對內(nèi)插片的裝載位置穩(wěn)定，而且能防止識別差錯造成的設備停止，可謀求提高生產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1.一種半導體器件，其特征在于，包含具有多個電極的半導體元件；具有往4個方向配置在襯底表面的電極和配置在所述襯底的背面的外部電極，并將所述半導體元件裝載在表面?zhèn)鹊膬?nèi)插片；將所述半導體元件固定在所述內(nèi)插片上的粘接材料，電連接所述半導體元件具有的多個電極和內(nèi)插片具有的往所述4個方向配置的電極的金屬絲；密封包含所述半導體元件和所述金屬絲的區(qū)域的絕緣材料；以及裝載在所述內(nèi)插片具有的所述外部電極上的金屬球，在所述內(nèi)插片上由所述往4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處設置至少一對形狀與往所述4個方向配置的電極不同的圖案。
2.如權(quán)利要求1中所述的半導體器件，其特征在于，設置在所述內(nèi)插片上由往所述4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的所述圖案形成L狀。
3.如權(quán)利要求1中所述的半導體器件，其特征在于，設置在所述內(nèi)插片上由往所述4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的所述圖案具有接地功能，并且用所述金屬細絲與所述半導體元件電連接。
4.如權(quán)利要求1中所述的半導體器件，其特征在于，設置在所述內(nèi)插片上由往所述4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的所述圖案用所述金屬絲與所述半導體元件具有的帶信號功能的電極電連接。
5.如權(quán)利要求1中所述的半導體器件，其特征在于，設置在所述內(nèi)插片上由往所述4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的所述圖案，具有連接到使從所述內(nèi)插片上往4個方向配置的電極引出的布線與各層的布線結(jié)合的插頭的受插焊接區(qū)的功能。
6.一種半導體器件制造方法，其特征在于，包含以下工序?qū)⒕哂卸鄠€電極的半導體元件裝載到具有往4個方向配置在襯底表面的電極和配置在所述襯底的背面的外部電極的內(nèi)插片的所述表面?zhèn)鹊墓ば?；用金屬絲電連接所述半導體元件具有的多個電極和內(nèi)插片具有的往所述4個方向配置的電極的工序；利用絕緣材料密封包含所述半導體元件和所述金屬絲的區(qū)域的工序；將所述金屬球裝載在所述內(nèi)插片具有的所述外部電極上的工序；以及在將所述半導體元件裝在內(nèi)插片的所述表面?zhèn)鹊臓顟B(tài)下，對每一半導體元件制成單片半導體器件的工序，在將所述半導體元件裝載到所述內(nèi)插片的工序中，把設置在所述內(nèi)插片上由所述往4個方向配置的電極包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處的所述圖案，用作識別所述內(nèi)插片上的位置用的標記進行定位。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種半導體器件及其制造方法，半導體器件包含半導體元件(1)、具有往4個方向配置的電極(2)和處在有電極(2)的面的背面的外部電極(4)并裝載半導體元件(1)的內(nèi)插片(5)、將半導體元件(1)固定在內(nèi)插片(5)上的粘接材料(6)、電連接半導體元件(1)具有的電極和內(nèi)插片(5)具有的電極(2)的金屬絲(7)、密封包含半導體元件(1)和金屬絲(7)的區(qū)域的絕緣材料(8)、以及裝載在內(nèi)插片(5)具有的外部電極(4)上的金屬球(9)，在內(nèi)插片(5)上由往4個方向配置的電極(2)包圍的區(qū)域內(nèi)的邊隅對角處設置圖案(10)。
文檔編號H01L21/60GK1959973SQ20061012853
公開日2007年5月9日 申請日期2006年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月2日
發(fā)明者船越正司 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社