專利名稱：模制塑料型半導(dǎo)體器件及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模制塑料型半導(dǎo)體器件，特別涉及一種利用轉(zhuǎn)移模塑法制造的模制塑料型半導(dǎo)體器件及可有效在應(yīng)用于制造該器件的工藝技術(shù)。
模制塑料型半導(dǎo)體器件是通過以下步驟制造的在通過支撐引線支撐于引線框框體上的管芯墊(也稱為托板)的芯片安裝表面上安裝半導(dǎo)體芯片；通過鍵合線電連接設(shè)置于半導(dǎo)體芯片主表面上的外部端子與支撐于引線框框體上的引線的內(nèi)段；用塑料模密封半導(dǎo)體芯片、管芯墊、支撐引線、引線的內(nèi)段、鍵合線等；從引線框的框體上切割支撐引線和引線的外段；然后將引線的外段成形為預(yù)定形狀。
上述模制塑料型半導(dǎo)體器件的塑料模根據(jù)適于批量生產(chǎn)的轉(zhuǎn)移模塑法制造。具體說，已經(jīng)過前面各步驟(管芯鍵合步驟和引線鍵合步驟)的引線框設(shè)置于模具的上部和下部之間，同時(shí)在模具的凹腔內(nèi)設(shè)置半導(dǎo)體芯片、管芯墊、支撐引線和引線的內(nèi)段及鍵合線。然后在壓力下，通過其流道和澆口從模具槽將樹脂澆入到凹腔內(nèi)，從而制造塑料模。
在上述塑料模制造步驟中，為了抑制在凹腔內(nèi)填充樹脂的失效，換言之，抑制空洞的產(chǎn)生，已嘗試通過將半導(dǎo)體芯片2和管芯墊3A設(shè)置于凹腔11內(nèi)，如

圖16(示意剖面圖)所示，以便使從半導(dǎo)體芯片2的主表面到與該主表面相對(duì)的凹腔11的內(nèi)壁表面的距離L1，等于從管芯墊3A的背面到與該背面相對(duì)的凹腔11的內(nèi)壁表面的距離L2，使流入到半導(dǎo)體芯片2的主表面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11A的樹脂的流動(dòng)性等于流到半導(dǎo)體芯片2的背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)域11B的樹脂的流動(dòng)性。此外，還已嘗試通過采用在引線框3之上和之下延伸的中心澆口12(也稱為垂直澆口)作為控制澆入凹腔2的樹脂量的澆口，將樹脂同時(shí)填充到半導(dǎo)體芯片2的主表面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11A和背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11B內(nèi)、在上述模制塑料型半導(dǎo)體器件中，用塑料模密封管芯墊及半導(dǎo)體芯片，這樣塑料模中所含水趨于聚集于管芯墊的背面內(nèi)。聚集于管芯墊背面的水分借溫度周期試驗(yàn)所產(chǎn)生的熱或封裝時(shí)產(chǎn)生的熱蒸發(fā)并膨脹，并變?yōu)樗芰夏｝斄?封裝龜裂)的原因，其中所說溫度周期試驗(yàn)是一種在完成了產(chǎn)品后進(jìn)行的環(huán)境試驗(yàn)。
為了克服這種技術(shù)問題，日本專利特許公開昭63-204753公開了一種技術(shù)，使管芯墊的面積小于半導(dǎo)體芯片的面積，利用該技術(shù)，可以抑制塑料模的樹脂中的水聚集于管芯墊背面的現(xiàn)象。所以可以防止由于管芯墊背面中的水分蒸發(fā)和膨脹造成的塑料模龜裂(封裝龜裂)。
如圖17(示意剖面圖)所示，在使管芯墊3A的面積小于半導(dǎo)體芯片2的面積時(shí)，半導(dǎo)體芯片2背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11B因而變得較寬，這使得在半導(dǎo)體芯片2背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11B內(nèi)流動(dòng)的樹脂的流動(dòng)性，高于在半導(dǎo)體芯片2的主表面?zhèn)鹊奶畛鋮^(qū)11A中流動(dòng)的樹脂的流動(dòng)性。換言之，半導(dǎo)體芯片2背面?zhèn)壬咸畛鋮^(qū)11B的樹脂填充早于半導(dǎo)體芯片2主表面?zhèn)壬咸畛鋮^(qū)11A的樹脂填充完成。如圖18(示意剖面圖)所示，填充于半導(dǎo)體芯片2背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11B的樹脂1A向上頂起半導(dǎo)體芯片2，導(dǎo)致半導(dǎo)體芯片2、鍵合線等從塑料模中顯現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致了模制塑料型半導(dǎo)體器件的成品率顯著下降。
另一方面，在采用QFP結(jié)構(gòu)的樹脂模制型半導(dǎo)體器件中，在半導(dǎo)體芯片角部的外部區(qū)域設(shè)置有支撐引線，同時(shí)在半導(dǎo)體芯片每個(gè)側(cè)邊的外部區(qū)域上設(shè)置有多個(gè)引線和多個(gè)鍵合線。換言之，半導(dǎo)體芯片角部的外部區(qū)域比半導(dǎo)體芯片每個(gè)側(cè)邊的外部區(qū)域更大，所以樹脂的流動(dòng)性在半導(dǎo)體芯片角部的外部區(qū)域高于半導(dǎo)體芯片每個(gè)側(cè)邊的外部區(qū)域。因此，鍵合線因從角部的外部區(qū)域流到半導(dǎo)體芯片的每個(gè)側(cè)邊的外部區(qū)域中的樹脂而流動(dòng)，兩相鄰鍵合線間發(fā)生短路，這會(huì)引起模制塑料型半導(dǎo)體器件的成品率顯著下降。這些鍵合線間的短路在連接到與半導(dǎo)體芯片角部的外部區(qū)域最相鄰的第一級(jí)引線的鍵合線，與連接到與第一引線相鄰的第二引線的鍵合線間特別顯著。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高模制塑料型半導(dǎo)體器件的成品率的技術(shù)。
本發(fā)明另一目的是提供一種能夠提高模制塑料型半導(dǎo)體器件制造工藝中成品率的技術(shù)。
通過以下介紹和附圖，本發(fā)明的上述和其它目的及新穎特點(diǎn)將變得更清楚。
下面簡(jiǎn)要介紹本申請(qǐng)所公開的典型發(fā)明。
(1)一種制造模制塑料型半導(dǎo)體器件的工藝，所說模制塑料型半導(dǎo)體器件中，管芯墊形成為具有小于安裝于管芯墊的主表面上的半導(dǎo)體芯片的面積，半導(dǎo)體芯片和管芯墊利用塑料模密封，所說工藝包括以下步驟在通過支撐引線支撐于引線框的框體上的管芯墊的主表面上安裝半導(dǎo)體芯片；在模具的上部和下部之間設(shè)置所說引線框，并在模具的凹腔中設(shè)置半導(dǎo)體芯片和管芯墊，以便管芯墊的背面?zhèn)鹊脚c管芯背面?zhèn)认鄬?duì)的凹腔的內(nèi)壁表面間的距離，變得比半導(dǎo)體芯片主表面到與半導(dǎo)體芯片主表面相對(duì)的凹腔內(nèi)壁表面間的距離窄管芯墊的厚度那么多；從位于所說半導(dǎo)體芯片一側(cè)的所說模具的澆口澆入樹脂。該工藝還包括利用在引線框之上和之下延伸的中心澆口作模具的澆口，并同時(shí)將樹脂澆入到凹腔的上部和下部，從而形成塑料模。
(2)一種模制塑料型半導(dǎo)體器件，其中多個(gè)外部端子設(shè)置于半導(dǎo)體芯片主表面上的至少一個(gè)側(cè)邊上，并沿該至少一側(cè)邊排列，多個(gè)引線設(shè)置于所說半導(dǎo)體芯片一側(cè)邊的外部，并沿該側(cè)邊排列，多個(gè)外部端子中的每一個(gè)通過鍵合線與所說多個(gè)引線中的每一個(gè)的一端部電連接，半導(dǎo)體芯片、引線和鍵合線用樹脂密封。在該模制塑料型半導(dǎo)體器件中，至少最鄰近所說半導(dǎo)體芯片角部的第一級(jí)引線的端部與鄰近第一級(jí)引線的第二級(jí)引線間的距離形成為寬于另外兩引線端部間的距離。
根據(jù)第(1)條，半導(dǎo)體芯片主表面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)具有基本上與背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)相同的容積，每個(gè)區(qū)都設(shè)置于凹腔內(nèi)，從而可以使得流過半導(dǎo)體芯片主表面上的填充區(qū)的樹脂的流動(dòng)性幾乎與流過背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)的樹脂相等。另外，采用中部澆口可以同時(shí)將樹脂提供到半導(dǎo)體芯片的主表面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)和背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)。因此，半導(dǎo)體芯片主表面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)的樹脂填充和背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)的樹脂填充幾乎可以同時(shí)完成，這可以防止半導(dǎo)體芯片因填充到半導(dǎo)體芯片背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)的樹脂而被頂起。結(jié)果，可以防止半導(dǎo)體芯片、鍵合線等從塑料模中顯現(xiàn)，進(jìn)而可以提高模制塑料型半導(dǎo)體器件的成品率，根據(jù)本發(fā)明的上述第(2)條，由于連接到最鄰近半導(dǎo)體芯片角部的外部區(qū)域的第一級(jí)引線的一端部的鍵合線，與連接到鄰近第一級(jí)引線的第二級(jí)引線的一端部的另一鍵合線間的距離可以形成得較寬，即使鍵合線由于從半導(dǎo)體芯片角部的外部區(qū)域流到半導(dǎo)體芯片一側(cè)邊的外部區(qū)域的樹脂而移動(dòng)，也可以抑制這些鍵合線間的短路。結(jié)果，可以提高模制塑料型半導(dǎo)體器件的成品率。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的模制塑料型半導(dǎo)體器件的平面圖，其中已去掉了塑料模的上部。
圖2是沿圖1的A-A線取的剖面圖。
圖3是沿圖1的B-B線取的剖面圖。
圖4是用于制造上述模制塑料型半導(dǎo)體器件的引線框的平面圖。
圖5是展示制造上述模制塑料型半導(dǎo)體器件的工藝的部分剖面圖。
圖6是展示制造上述模制塑料型半導(dǎo)體器件的工藝的另一部分剖面圖。
圖7是展示樹脂流動(dòng)的示意剖面圖。
圖8是展示樹脂流動(dòng)的另一示意剖面圖。
圖9是用于制造上述模制塑料型半導(dǎo)體器件的另一引線框的平面圖。
圖10是用于制造上述模制塑料型半導(dǎo)體器件的再一引線框的平面圖。
圖11是本發(fā)明第二實(shí)施例的模制塑料型半導(dǎo)體器件的平面圖，其中去掉了塑料模的上部。
圖12是圖11的部分放大剖面圖。
圖13是用于制造上述模制塑料型半導(dǎo)體器件的引線框的平面圖。
圖14是展示上述模制塑料型半導(dǎo)體器件的變形的部分平面圖。
圖15是展示上述模制塑料型半導(dǎo)體器件的變形的半導(dǎo)體芯片的平面圖。
圖16是展示常規(guī)問題的示意剖面圖。
圖17是展示常規(guī)問題的另一示意剖面圖。
圖18是展示常規(guī)問題的再一示意剖面圖。
下面結(jié)合各實(shí)施例介紹本發(fā)明的構(gòu)成。
在任何一幅展示實(shí)施例的附圖中，功能相同的元件用相同的參考數(shù)字表示，將省略對(duì)它們的重復(fù)介紹。
(第一實(shí)施例)在本實(shí)施例的模制塑料型半導(dǎo)體器件中，半導(dǎo)體芯片2安裝于管芯墊3A的芯片安裝表面(主表面)上，如圖1和2所示。
半導(dǎo)體芯片2具有平面形，例如，外部尺寸為9[mm]×9[mm]的方形平面。例如，其主要由單晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體襯底和形成于襯底主表面上的互連層構(gòu)成。
在半導(dǎo)體芯片2上，例如安裝有邏輯電路系統(tǒng)或組合有邏輯電路系統(tǒng)和存儲(chǔ)電路系統(tǒng)的混合電路系統(tǒng)。此外，在半導(dǎo)體芯片2的主表面上，沿主表面的每側(cè)邊設(shè)置有多個(gè)外部端子(鍵合焊盤)2A。每個(gè)外部端子2A都形成于半導(dǎo)體芯片2的互連層中的上互連層上，并由鋁(Al)膜或鋁合金膜構(gòu)成。
在半導(dǎo)體芯片2每個(gè)側(cè)邊的外部，沿每個(gè)側(cè)邊設(shè)置有多個(gè)引線3C。這多個(gè)引線3C的每個(gè)內(nèi)段3C1通過鍵合線5與設(shè)置于半導(dǎo)體芯片2主表面上的多個(gè)外部端子2A中的每一個(gè)電連接。
鍵合線5例如使用金(Au)絲?；蛘?，可以采用具有被絕緣樹脂覆蓋的如鋁(Al)絲或銅(Cu)絲等金屬絲的線。鍵合線5的連接通過采用熱壓鍵合和超聲振動(dòng)結(jié)合的鍵合法進(jìn)行。
四個(gè)支撐引線3B耦合到管芯墊3A上。在引線框的情況下，四個(gè)支撐引線3B中的每一個(gè)都用于將管芯墊3A支撐于引線框的框體上。四個(gè)支撐引線3B在其四個(gè)點(diǎn)上支撐管芯3A，以便與管芯墊3A形成符號(hào)X作為交叉。支撐引線3B的寬度例如設(shè)置為0.4[mm]。
半導(dǎo)體芯片2、管芯墊3A、支撐引線3B、引線3C的內(nèi)段3C1及鍵合線5等被轉(zhuǎn)移模塑法形成的塑料模1密封。塑料模1例如由加有苯酚硬化劑、硅酮橡膠、填料等的聯(lián)苯樹脂形成以降低應(yīng)力。轉(zhuǎn)移模塑法是這樣一種方法，利用備有槽、流道、澆口、凹腔等的模具，在壓力下，通過流道和澆口從槽將樹脂澆入凹腔內(nèi)，從而形成塑料模。
塑料模1的平面形狀例如是外部尺寸為14[mm]×14[mm]的方形。塑料模1每個(gè)側(cè)邊的外部排列有多個(gè)引線3C的外段3C2。多個(gè)引線3C的外段3C2例如以鷗翼形式沿塑料模1的每個(gè)側(cè)邊排列。簡(jiǎn)言之，根據(jù)本發(fā)明的模制塑料型半導(dǎo)體器件制造成具有QFP(方形扁平封裝)結(jié)構(gòu)。
管芯3A的平面形狀例如為外部尺寸是直徑為2-4[mm]的圓形。換言之，本實(shí)施例的管芯墊3A形成為具有小于半導(dǎo)體芯片2的面積。通過使管芯墊3A形成為具有小于半導(dǎo)體芯片2的面積，可以抑制含于塑料模1的樹脂中的水分聚集于管芯墊3A的背面的現(xiàn)象，進(jìn)而防止因水分蒸發(fā)和膨脹引起的塑料模1龜裂。
在塑料模1的制造步驟中，即使鍵合線5的中部懸下，也可以防止管芯墊3A與鍵合線5接觸，這是由于管芯墊3A不存在于半導(dǎo)體芯片2外圍以外的緣故。鍵合線5越長(zhǎng)，鍵合線5的中部懸下越顯著。
另一方面，在半導(dǎo)體芯片2的面積減小到管芯墊3A的面積時(shí)，管芯墊3A也不存在于半導(dǎo)體芯片2外圍以外。因此，即使鍵合線5的中部懸下，也不會(huì)使管芯墊3A與鍵合線5接觸，所以可以安裝具有不同外部尺寸的半導(dǎo)體芯片2。
與半導(dǎo)體芯片2的主表面相反的背面的中心區(qū)通過粘合劑4粘附并固定到管芯墊3A的芯片安裝表面上。粘合劑4例如由環(huán)氧樹脂基銀(Ag)膏材料構(gòu)成。在半導(dǎo)體芯片2的鍵合步驟，粘合劑4利用多點(diǎn)涂敷法施加在管芯墊3A的芯片安裝表面上。
支撐引線3B由引線部分3B1和引線部分3B2構(gòu)成，如圖3所示。引線部分3B1設(shè)置在模具厚度方向(垂直方向)上與圖2所示引線3C的內(nèi)段3C1相同的位置，而引線部分3B2設(shè)置在模具厚度方向(垂直方向)上與管芯墊3A相同的位置。在本實(shí)施例的模制塑料型半導(dǎo)體器件中，管芯墊3A的芯片安裝表面，在模具的厚度方向上，從引線3C的內(nèi)段3C1的上表面(鍵合表面)下降。
在塑料模1中，如圖2和3所示，半導(dǎo)體芯片2主表面上樹脂的厚度L1，比管芯墊3A背面上樹脂的厚度厚相當(dāng)于管芯墊3A厚度那么多。換言之，半導(dǎo)體芯片2幾乎設(shè)置在塑料模1厚度方向上塑料模1的中心處。
具有上述結(jié)構(gòu)的模制塑料型半導(dǎo)體器件通過采用引線框3的工藝制造，如圖4所示。
引線框3具有每一個(gè)都設(shè)置在由框體3E限定的區(qū)域內(nèi)的管芯墊3A、四個(gè)支撐引線3B、多個(gè)引線3C等。管芯墊3A通過四個(gè)支撐引線3B耦合到框體3E上。多個(gè)引線3C與框體3E連接，同時(shí)通過連桿(阻擋條)3D彼此連接。
引線3C由將被塑料模1密封的內(nèi)段3C1和形成為預(yù)定形狀的外段3C2構(gòu)成。支撐引線3B由引線部分3B1和引線部分3B2構(gòu)成。引線部分3B1設(shè)置在模具的厚度方向(垂直方向)上與引線3C的內(nèi)段3C1相同的位置，而引線部分3B2設(shè)置在模具的厚度方向(垂直方向)上與管芯墊3A相同的位置。
引線框3例如由鐵(Fe)-鎳(Ni)基合金、銅(Cu)或銅基合金構(gòu)成。這種引線框通過將板材腐蝕或沖壓成預(yù)定圖形，然后沖壓支撐引線3B形成。
在靠近支撐引線3B連接到引線框3的框體3E的區(qū)域，為了注入樹脂，形成通孔3F。在塑料模1制造期間，這種通孔將通過流道從模具的槽供應(yīng)的樹脂流分成兩股，即，引線框3之上和之下的兩股。
管芯墊3A的外徑越小，支撐引線3B變得越長(zhǎng)，這容易在垂直方向上移動(dòng)管芯墊。另外，隨著管腳數(shù)的增加，支撐引線3B變窄，管芯墊3A會(huì)更容易在垂直方向上移動(dòng)。另外，塑料模1越薄，支撐引線3B越薄，這可以容易在垂直方向移動(dòng)管芯墊3A。
下面介紹上述模制塑料型半導(dǎo)體器件的制造方法。
首先，制備如圖4所示引線框3。
然后，利用多點(diǎn)涂敷法將粘合劑4涂敷在通過支撐引線3B支撐于引線框3的框體3E上的管芯墊3A的芯片安裝表面(主表面)上。
通過粘合劑4將半導(dǎo)體芯片2安裝于管芯墊3A的芯片安裝表面上。粘附半導(dǎo)體芯片2，從而通過粘合劑4將之固定到管芯墊3A的芯片安裝表面上。
通過鍵合線5電連接半導(dǎo)體芯片2的外部端子2A與支撐到引線框3的框體上的引線3C的內(nèi)段3C1。
如圖5和6所示，將引線框3設(shè)置于模具10的上部10A和下部10B之間，同時(shí)將半導(dǎo)體芯片2和管芯墊3設(shè)置于模具10的凹腔11內(nèi)，使從管芯墊3A的背面?zhèn)鹊脚c該背面?zhèn)认鄬?duì)的凹腔11的內(nèi)壁表面間的距離L2，比從半導(dǎo)體芯片2的主表面到與該主表面相對(duì)的凹腔11的內(nèi)壁表面間的距離L1窄相當(dāng)于管芯墊3A的厚度的長(zhǎng)度。通過以使從管芯墊3A的背面?zhèn)鹊脚c該背面?zhèn)认鄬?duì)的凹腔11的內(nèi)壁表面間的距離L2，比從半導(dǎo)體芯片2的主表面到與該主表面相對(duì)的凹腔11的內(nèi)壁表面間的距離L1窄相當(dāng)于管芯墊3A的厚度的長(zhǎng)度的方式設(shè)置半導(dǎo)體芯片2和管芯墊3A，半導(dǎo)體芯片2主表面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11A具有幾乎與其背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11B相同的容積，從而可以使在半導(dǎo)體芯片2主表面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11A中流動(dòng)的樹脂的流動(dòng)性幾乎與流過背面?zhèn)壬咸畛鋮^(qū)11B的樹脂的流動(dòng)性相等。
順便提及，在凹腔11內(nèi)，除設(shè)置有半導(dǎo)體芯片2和管芯墊3A外，還設(shè)置有支撐引線3B、引線3C的內(nèi)段3C1、鍵合線5等。除凹腔11外，模具10還備有槽、流道、中部澆口12。中部澆口12存在于引線框3之上和之下，以便樹脂可以同時(shí)提供到設(shè)置于凹腔11內(nèi)的半導(dǎo)體芯片2的主表面?zhèn)壬咸畛鋮^(qū)11A及半導(dǎo)體芯芯片背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11B。中部澆口12設(shè)置在支撐引線3B與引線框3的框體3E連接的區(qū)域附近。
然后，在壓力下，通過存在于引線框3之上和之下的中部澆口12將樹脂澆入凹腔11中。樹脂通過流道從模具10的槽提供到中部澆口12。圖7和8示出了該步驟中樹脂的流動(dòng)。從中部澆口12注入的樹脂1A幾乎同時(shí)送入半導(dǎo)體芯片2主表面上的填充區(qū)11A和其背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11B。樹脂1A在填充區(qū)11A的填充與在填充區(qū)11B的填充幾乎同時(shí)完成，如圖8所示。換言之，半導(dǎo)體芯片2沒有被填充到半導(dǎo)體芯片2背面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11A的樹脂1A向上頂起。
從引線框3的框體3E上切割支撐引線3B及引線3C的外段3C2，然后將引線3C的外段3C2成形為鷗翼形，從而同時(shí)完成圖1、2和3所示的模制塑料型半導(dǎo)體器件。
該實(shí)施例中介紹了制造模制塑料型半導(dǎo)體器件的工藝，所說半導(dǎo)體器件中，管芯墊3A的面積形成為小于將于其主表面上安裝的半導(dǎo)體芯片2的面積，并且半導(dǎo)體芯片2和管芯墊3A由塑料模密封。該工藝包括以下步驟在通過支撐引線3B支撐于引線框3的框體3E上的管芯墊3A的主表面上安裝半導(dǎo)體芯片2；在模具10的上部10A和下部10B之間設(shè)置所說引線框3；設(shè)置半導(dǎo)體芯片2和管芯墊3A，使從管芯墊3A的背面?zhèn)鹊脚c該背面?zhèn)认鄬?duì)的凹腔11的內(nèi)壁表面間的距離L2，變得比從半導(dǎo)體芯片2主表面到與該主表面相對(duì)的凹腔11內(nèi)壁表面間的距離L1窄相當(dāng)于管芯墊3A厚度的長(zhǎng)度；從半導(dǎo)體芯片一側(cè)將樹脂澆入凹腔11。另外，樹脂澆入步驟包括從存在于引線框3之上和之下的中部澆口12將樹脂澆入到凹腔11，從而形成塑料模1。
根據(jù)上述工藝，設(shè)置于凹腔11的半導(dǎo)體芯片2主表面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11A的容積幾乎與背面?zhèn)壬咸畛鋮^(qū)11B的容積相等，因而流過半導(dǎo)體芯片2主表面?zhèn)壬咸畛鋮^(qū)11A的樹脂的流動(dòng)性幾乎與流過其背面?zhèn)壬咸畛鋮^(qū)11B的樹脂的流動(dòng)性相等。采用中部澆口12可以同時(shí)將樹脂提供到主表面?zhèn)壬系奶畛鋮^(qū)11A和背面?zhèn)壬咸畛鋮^(qū)11B。因此，半導(dǎo)體芯片2主表面?zhèn)壬咸畛鋮^(qū)11A的樹脂填充和半導(dǎo)體芯片2背面?zhèn)壬咸畛鋮^(qū)11B的樹脂填充可以幾乎同時(shí)完成，所以防止了半導(dǎo)體芯片2被填充到半導(dǎo)體芯片2的背面?zhèn)壬咸畛鋮^(qū)的樹脂頂起。于是，可以防止半導(dǎo)體芯片2、鍵合線5等從塑料模1顯現(xiàn)，并可以提高模制塑料型半導(dǎo)體器件的成品率。
通過將管芯墊3A設(shè)置成在塑料模厚度方向低于由引線框3的框體3E支撐的引線3C的內(nèi)段3C1，可以使在半導(dǎo)體芯片2主表面?zhèn)壬咸畛鋮^(qū)中流動(dòng)的樹脂的流動(dòng)性基本上等于在背面?zhèn)壬咸畛鋮^(qū)11B中流動(dòng)的樹脂的流動(dòng)性。
順便提及，可通過利用具有形成為方形的管芯墊3A的引線框3的制造工藝制備模制塑料型半導(dǎo)體器件，如圖9所示。通過采用這種引線框3的工藝可以得到類似的優(yōu)點(diǎn)。
還可以通過采用具有形成為X形平面的管芯墊3A的引線框3的制造工藝制備模制塑料型半導(dǎo)體器件，如圖10所示。通過采用這種引線框3的工藝可以得到類似的優(yōu)點(diǎn)。
(第二實(shí)施例)根據(jù)該實(shí)施例的模制塑料型半導(dǎo)體器件具有安裝于管芯墊3A的芯片安裝表面(主表面)上的半導(dǎo)體芯片2，如圖11和12所示。
半導(dǎo)體芯片2具有平面形，例如外部尺寸為9[mm]×9[mm]的方形。在半導(dǎo)體芯片2的主表面上，沿主表面的每個(gè)側(cè)邊設(shè)置有多個(gè)外部端子(鍵合焊盤)2A。
半導(dǎo)體芯片2每個(gè)側(cè)邊的外部區(qū)域中，設(shè)置有沿每個(gè)側(cè)邊排列的多個(gè)引線3C。設(shè)置于半導(dǎo)體芯片2主表面上的多個(gè)外部端子2A通過鍵合線電連接到多個(gè)引線3C的內(nèi)段3C1。
四個(gè)支撐引線3B耦合到管芯墊3A。在引線框的條件下，這四個(gè)支撐引線3B用于將管芯墊3A支撐于引線框的框體上。這四個(gè)支撐引線3B分別設(shè)置于半導(dǎo)體芯片2的四個(gè)角部的外部區(qū)域上。
半導(dǎo)體芯片2、管芯墊3A、支撐引線3B、引線3C的內(nèi)段3C1、鍵合線5等由利用轉(zhuǎn)移模塑法形成的塑料模1密封。
塑料模1的平面形狀例如是外部尺寸為14[mm]×14[mm]的方形。塑料模1每個(gè)側(cè)邊的外部排列有多個(gè)引線3C的外段3C2。多個(gè)引線3C的外段3C2例如以鷗翼形沿塑料模1的每個(gè)側(cè)邊排列。于是將根據(jù)本實(shí)施例的模制塑料型半導(dǎo)體器件制造成具有QFP(方形扁平封裝)結(jié)構(gòu)。
管芯墊3A的平面形狀例如為外部尺寸是直徑為2-4[mm]的圓形。換言之，管芯墊3A形成為具有小于半導(dǎo)體芯片2的面積。
每個(gè)支撐引線3B與上述第一實(shí)施例類似，由一個(gè)引線部分(3B1)和另一個(gè)引線部分(3B2)構(gòu)成。
關(guān)于排列在半導(dǎo)體芯片2每個(gè)側(cè)邊的外部區(qū)域中的多個(gè)引線3C，從與半導(dǎo)體芯片2角部的外部區(qū)域鄰近的第一級(jí)引線3CA的一端部到與第一級(jí)引線3CA鄰近的第二級(jí)引線3CB間的距離P寬于任何其它兩個(gè)引線3C間的距離。通過如上所述使從最鄰近半導(dǎo)體芯片2角部的外部區(qū)域的第一級(jí)引線3CA的一端部到鄰近第一級(jí)引線3CA的第二級(jí)引線3CB間的距離P形成為寬于任何其它兩個(gè)引線3C間的距離，可以拓寬連接到最鄰近半導(dǎo)體芯片2角部的外部區(qū)域的第一級(jí)引線3CA的一端部的鍵合線5，與連接到鄰近第一級(jí)引線3CA的第二級(jí)引線3CB的一端部的另一鍵合線5間的間距。
如上構(gòu)成的模制塑料型半導(dǎo)體器件可通過利用如圖13所示的引線框3的工藝制造。
引線框3具有排列于由框體3E限定的區(qū)域內(nèi)的管芯墊3A、四個(gè)支撐引線3B和多個(gè)引線3C。管芯墊3A通過四個(gè)支撐引線3B耦合到框體3E。多個(gè)引線3C與框體3E連接，同時(shí)通過連桿(阻擋條)3D彼此連接。
框體3E是方形平面。引線3C的每一個(gè)沿框體3E的每個(gè)側(cè)邊排列，這四個(gè)支撐引線3B沿框體3E的對(duì)角線排列。
關(guān)于沿框體3E的每個(gè)側(cè)邊排列的多個(gè)引線3C。最鄰近支撐引線3B的第一級(jí)引線3CA的一端部到鄰近第一級(jí)引線3CA的第二級(jí)引線3CB的一端部間的距離形成為寬于任何其它兩引線3C端部間的距離。
下面介紹上述模制塑料型半導(dǎo)體器件的制造工藝。
首先，制備如圖13所示引線框3。
然后，通過粘合劑4將半導(dǎo)體芯片2安裝于通過支撐引線3B支撐于引線框3的框體3E上的管芯墊3A的芯片安裝表面上。
通過鍵合線5電連接半導(dǎo)體芯片2的外部端子2A與支撐到引線框3的框體上的引線3C的一個(gè)端部(內(nèi)段3C1的一個(gè)端部)。
與第一實(shí)施例相同，將引線框3設(shè)置于模具10的上部10A和下部10B之間，同時(shí)將半導(dǎo)體芯片2、管芯墊3A、支撐引線3B、引線3C的內(nèi)段3C1、鍵合線等設(shè)置于模具的凹腔內(nèi)。
然后，通過流道和澆口從模具10的槽注入樹脂，從而形成塑料模1。在該步驟，支撐引線3B設(shè)置于半導(dǎo)體芯片2角部的外部區(qū)域，多個(gè)引線3C和多個(gè)鍵合線5設(shè)置在半導(dǎo)體芯片2每個(gè)側(cè)邊的外部區(qū)域。換言之，半導(dǎo)體芯片2一個(gè)角部的外部區(qū)域比半導(dǎo)體芯片2一側(cè)邊的外部區(qū)域更大，以便半導(dǎo)體芯片2一個(gè)角部的外部區(qū)域內(nèi)的樹脂的流動(dòng)性高于半導(dǎo)體芯片2一側(cè)邊的外部區(qū)域。因此，鍵合線5由于從一個(gè)角部的外部區(qū)域流到半導(dǎo)體芯片2一側(cè)邊的外部區(qū)域的樹脂趨于流動(dòng)。由于連接到最鄰近半導(dǎo)體芯片2角部的外部區(qū)域的第一級(jí)引線3CA的一個(gè)端部的鍵合線5，與連接到鄰近第一級(jí)引線3CA的第二級(jí)引線3CB的一個(gè)端部的另一鍵合線5間的間距形成得寬，即使鍵合線由于從其角部的外部區(qū)域流到半導(dǎo)體芯片2一側(cè)邊的外部區(qū)域的樹脂流動(dòng)，也可以抑制這些鍵合線間的短路。
通過從引線框3的框體3E上切割支撐引線3B和引線3C的外段3C2，然后將引線3C的外段3C2成形為鷗翼形，從而同時(shí)完成圖11所示的模制塑料型半導(dǎo)體器件。
該實(shí)施例中介紹了制造模制塑料型半導(dǎo)體器件的工藝，所說半導(dǎo)體器件中，多個(gè)外部端子2A設(shè)置于半導(dǎo)體芯片、主表面的至少一側(cè)邊上，并至少沿該至少一側(cè)邊排列；多個(gè)引線3C設(shè)置于半導(dǎo)體芯片2一側(cè)邊外，并沿該側(cè)邊排列；多個(gè)引線3C每一個(gè)的一端部通過鍵合線5與多個(gè)外部端子2A電連接；半導(dǎo)體芯片2各引線和鍵合線等由塑料模1密封。在該模制塑料型半導(dǎo)體器件中，最鄰近半導(dǎo)體芯片2角部的外部區(qū)域的第一級(jí)引線3CA的一端部到鄰近第一級(jí)引線3CA的第二級(jí)引線3CB間的距離P，形成為寬于任何其它兩個(gè)引線3C間端部的距離。
上述結(jié)構(gòu)可以拓寬連接到最鄰近半導(dǎo)體芯片2角部的外部區(qū)域的第一級(jí)引線3CA的一端部的鍵合線5，與連接到鄰近第一級(jí)引線3CA的第二級(jí)引線3CB的一端部的另一鍵合線5間的間距。因此，在塑料模的制造步驟中，即使鍵合線由于從半導(dǎo)體芯片2角部的外部區(qū)域流到一側(cè)邊的外部區(qū)域的樹脂而發(fā)生流動(dòng)，也可以防止鍵合線5之間發(fā)生短路。所以可以提高模制塑料型半導(dǎo)體器件的成品率。
在減小半導(dǎo)體芯片2的外部尺寸時(shí)，這種減小伴隨著鍵合線5長(zhǎng)度的增大。即使第一級(jí)引線3CA的一端部到第二級(jí)引線3CB的一端部間的距離P拓寬，并且鍵合線5因半導(dǎo)體芯片2的外部尺寸減小而變得較長(zhǎng)，也可以防止與第一級(jí)引線3CA的一端部連接的鍵合線5和與第二級(jí)引線3CB的一端部連接的另一鍵合線5間的短路。
順便提及，在設(shè)置于半導(dǎo)體芯片2主表面的一側(cè)邊上并沿該側(cè)邊排列的多個(gè)外部端子2A中，如圖14所示，還可以與任何其它兩個(gè)外部端子間的距離相比，拓寬最鄰近半導(dǎo)體芯片2角部的外部端子2A1和鄰近外部端子2A1的外部端子2A2間的距離P。另外，這種情況下，與第一級(jí)引線3CA的一端部連接的鍵合線5和與第二級(jí)引線3CB連接的另一鍵合線5間的距離可以拓寬，從而可以抑制這些鍵合線5間的短路。
另外，從半導(dǎo)體芯片2角部的外部區(qū)域流到半導(dǎo)體芯片一側(cè)邊的外部區(qū)域的樹脂的流動(dòng)性向著半導(dǎo)體芯片2一側(cè)邊的外部區(qū)域的中心逐漸變低。如圖15所示，就設(shè)置于半導(dǎo)體芯片2主表面一側(cè)邊上且沿該側(cè)邊排列的外部端子2A而言，因此可以拓寬從半導(dǎo)體芯片2一側(cè)邊的中心順時(shí)針向著其角部的兩相鄰?fù)獠慷俗?A間的每個(gè)距離。這種情況下，可以在不明顯增大半導(dǎo)體芯片的外部尺寸的情況，抑制任何兩相鄰鍵合線5間的短路，這是因?yàn)楦鶕?jù)樹脂的流動(dòng)性兩鍵合線5間的距離從半導(dǎo)體芯片2一側(cè)邊的中心向著其角部可以逐漸變寬的緣故。
上面結(jié)合上述實(shí)施例具體介紹了本發(fā)明人完成的發(fā)明。然而，應(yīng)理解，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例或不受這些實(shí)施例的限制，在不背離其本質(zhì)的情況下可以進(jìn)行變形。
本發(fā)明可以提高模制塑料型半導(dǎo)體器件的成品率。
權(quán)利要求
1.一種制造模制塑料型半導(dǎo)體器件的工藝，所說模制塑料型半導(dǎo)體器件中，管芯墊形成為具有小于安裝于管芯墊的主表面上的半導(dǎo)體芯片的面積，所說半導(dǎo)體芯片和所說管芯墊用塑料模密封，所說工藝包括以下步驟(A)在通過支撐引線支撐于引線框的框體上的管芯墊的主表面上安裝半導(dǎo)體芯片；(B)在模具的上部和下部之間設(shè)置所說引線框，并在模具的凹腔中設(shè)置所說半導(dǎo)體芯片和所說管芯墊，以便管芯墊的背面?zhèn)鹊脚c管芯背面?zhèn)认鄬?duì)的凹腔的內(nèi)壁表面間的距離，變得比半導(dǎo)體芯片主表面到與半導(dǎo)體芯片主表面相對(duì)的凹腔內(nèi)壁表面間的距離窄；(C)從位于所說半導(dǎo)體芯片一側(cè)的所說模具的澆口澆入樹脂，從而用樹膜密封所說半導(dǎo)體芯片和所說管芯墊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其中所說澆口由所說引線框的上部和下部限定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其中所說管芯墊定位成在塑料模的厚度方向上低于支撐于所說引線框的框體上的所說引線的內(nèi)段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其中所說管芯墊形成為具有圓形平面、方形平面或X形平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其中所說澆口設(shè)置在支撐引線與所說引線框體連接的區(qū)域附近。
6.一種模制塑料型半導(dǎo)體器件，其中多個(gè)外部端子設(shè)置于半導(dǎo)體芯片主表面的至少一個(gè)側(cè)邊上并沿該至少一側(cè)邊排列，多個(gè)引線設(shè)置于所說半導(dǎo)體芯片一側(cè)邊的外部，并沿該側(cè)邊排列，所說多個(gè)外部端子中的每一個(gè)通過鍵合線與所說多個(gè)引線中的每一個(gè)的一端部電連接，所說半導(dǎo)體芯片、各引線和鍵合線用樹脂密封，其中，至少最鄰近所說半導(dǎo)體芯片角部的引線的一端部與鄰近該引線的引線的一端部間的距離形成為寬于另外兩引線端部間的距離。
7.一種模制塑料型半導(dǎo)體器件，其中多個(gè)外部端子設(shè)置于半導(dǎo)體芯片主表面的至少一個(gè)側(cè)邊上并沿該至少一側(cè)邊排列，多個(gè)引線設(shè)置于所說半導(dǎo)體芯片一側(cè)邊的外部，并沿該側(cè)邊排列，所說多個(gè)外部端子中的每一個(gè)通過鍵合線與所說多個(gè)引線中的每一個(gè)的一端部電連接，所說半導(dǎo)體芯片、各引線和鍵合線用樹脂密封，其中，至少最鄰近所說半導(dǎo)體芯片角部的外部端子與鄰近該外部端子的另一外部端子間的距離形成為寬于另外兩外部端子間的距離。
8.一種模制塑料型半導(dǎo)體器件，其中多個(gè)外部端子設(shè)置于半導(dǎo)體芯片主表面的至少一個(gè)側(cè)邊上并沿該至少一側(cè)邊排列，多個(gè)引線設(shè)置于所說半導(dǎo)體芯片一側(cè)邊的外部，并沿該側(cè)邊排列，所說多個(gè)外部端子中的每一個(gè)通過鍵合線與所說多個(gè)引線中的每一個(gè)的一端部電連接，所說外部端子、各引線和鍵合線用樹脂密封，其中，所說多個(gè)外部端子間的距離從所說半導(dǎo)體芯片一側(cè)邊的中心向著所說半導(dǎo)體芯片的角部逐漸變寬。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的模制塑料型半導(dǎo)體器件，其中所說半導(dǎo)體芯片角部的外部設(shè)置有從所說角部向著其外部延伸，且與半導(dǎo)體芯片將安裝于其上的管芯墊連接的支撐引線。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的模制塑料型半導(dǎo)體器件，其中所說管芯墊形成為具有比所說半導(dǎo)體芯片小的面積。
全文摘要
一種制造樹脂密封半導(dǎo)體器件的方法,所說半導(dǎo)體器件中管芯墊具有小于安裝于管芯墊主表面上的半導(dǎo)體芯片的面積,半導(dǎo)體芯片和管芯墊密封在模制樹脂體中。半導(dǎo)體芯片和管芯墊設(shè)置于模具的凹腔中,使管芯墊背面和凹腔的相對(duì)內(nèi)表面間的間距比半導(dǎo)體芯片主表面和凹腔的相對(duì)內(nèi)表面間的間距窄相當(dāng)于管芯墊厚度的距離。通過中部澆口同時(shí)向凹腔內(nèi)注入樹脂,從而模制樹脂體。于是半導(dǎo)體芯片不會(huì)因注入到芯片背側(cè)空間的樹脂而向上移動(dòng)。因此,由于防止了半導(dǎo)體芯片、鍵合線等暴露于模制樹脂體外的缺陷,所以可以提高樹脂密封半導(dǎo)體器件的成品率。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1242105SQ96180555
公開日2000年1月19日 申請(qǐng)日期1996年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月26日
發(fā)明者宮木美典, 鈴木博通, 鈴木一成, 西田隆文, 伊藤富士夫, 坪崎邦宏, 龜岡昭彥, 西邦彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所, 日立超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)株式會(huì)社