專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，具體地說，涉及塑料封裝的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)及其制造方法。
近年來，在塑料封裝半導(dǎo)體器件中，芯片尺寸越來越大，而封裝邊沿之間和半導(dǎo)體元件的尺寸卻趨向于越來越小。這是因為盡管半導(dǎo)體元件的尺寸變得越來越大，但是，裝它的封裝尺寸卻已被標(biāo)準(zhǔn)化，不能增大。因此，為了解決這樣一個問題，日本專利公開6-105721所揭示的LOC型(引線在芯片上)結(jié)構(gòu)的塑料封裝半導(dǎo)體器件已被采用。
這種LOC型結(jié)構(gòu)塑料封裝半導(dǎo)體器件是這樣構(gòu)成的，使得引線用絕緣膠帶粘結(jié)在半導(dǎo)體元件表面上，借助金線把鍍在引線頂面的金線鍍層與半導(dǎo)體元件電極上的金球相連接，另外，它們都用樹脂材料密封起來。
但是，作為這種傳統(tǒng)的塑料封裝半導(dǎo)體器件的主要問題，例如，有時發(fā)生這樣的情況由于在板上安裝(on a board)時產(chǎn)生的熱量會使樹脂材料開裂，致使功能受損。如果在半導(dǎo)體器件保存在空氣中時樹脂材料吸收水分而變潮，則在板上安裝時水分受熱蒸發(fā)，由此產(chǎn)生的力導(dǎo)致開裂。絕緣膠帶吸收水分的趨勢尤為明顯，使得絕緣膠帶周圍往往開裂。另外。作為另一個問題，因為有絕緣膠帶，半導(dǎo)體器件厚度的減小受到限制。
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的。因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠防止開裂的塑料封裝半導(dǎo)體器件，并使之變薄，以及提供其制造方法。
本發(fā)明的特征在于，除了引線以外還提供芯片支架，只把芯片支架固定在半導(dǎo)體元件上，而引線則不固定在芯片上，半導(dǎo)體元件的電極與引線連接。
采用這種結(jié)構(gòu)，由于引線與半導(dǎo)體元件表面之間沒有用來固定它們的特殊的材料，所以引線和半導(dǎo)體元件的組合厚度可以減薄。因而整個半導(dǎo)體器件的厚度可以減薄。另外，絕緣膠帶只用來將半導(dǎo)體元件粘結(jié)在芯片支架上，所以要用的絕緣膠帶面積非常小。因此，絕緣膠帶所固有的開裂得以防止，因而質(zhì)量得以提高。


圖1是剖面圖，表示按本發(fā)明的塑料封裝的半導(dǎo)體器件有關(guān)部位的結(jié)構(gòu)及引線的布置；圖2是剖面圖，表示按本發(fā)明第一實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件有關(guān)部位的結(jié)構(gòu)及芯片支架的布置；圖3是頂視圖，表示在制造過程中的按本發(fā)明第一實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件；圖4是剖面圖，表示按本發(fā)明第二實施例的塑料封裝的半導(dǎo)體器件有關(guān)部位的結(jié)構(gòu)及引線的布置；圖5是按本發(fā)明第二實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件及芯片支架的布置的剖面圖；圖6是頂視圖，表示在制造過程中的按本發(fā)明第二實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件；圖7是頂視圖，表示在制造過程中的按本發(fā)明第三實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件；圖8是沿著圖7中A-A’線的剖面圖，表示按本發(fā)明第三實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件基本部分的結(jié)構(gòu)；圖9是沿著圖7中B-B’線的剖面圖，表示按本發(fā)明第三實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件基本部分的結(jié)構(gòu)；圖10A和10B是按本發(fā)明第三實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件的制造過程的示意圖；圖11是剖面圖，表示按本發(fā)明第四實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件基本部分的結(jié)構(gòu)；
圖12是按本發(fā)明第四實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件的制造過程的示意圖；圖13是按本發(fā)明第五實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件的制造過程的示意圖；以及圖14是按本發(fā)明第六實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件的制造過程的示意圖；第一實施例圖1和圖2是剖面圖，表示按本發(fā)明第一實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件有關(guān)部位的結(jié)構(gòu)。圖1是表示引線布置的圖形，而圖2是表示芯片支架(只畫出其中一個)布置的圖形。圖3是頂視圖，表示在制造過程中的按本發(fā)明第一實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件；在半導(dǎo)體元件1的電路形成面上，敷上聚酰亞胺晶片涂層9。這個半導(dǎo)體元件1裝在厚度約0.125mm的引線框架12上，后者包括引線3和芯片支架10。絕緣膠帶2厚約0.15mm，插入半導(dǎo)體元件1與芯片支架10之間，并借助于這種絕緣膠帶2，把芯片支架10和聚酰亞胺晶片涂層9粘結(jié)并固定在一起。芯片支架10在半導(dǎo)體元件1邊沿外(圖2標(biāo)以數(shù)字11處)彎曲大體上剛好一個厚度(約0.15mm)。相反，引線3與聚酰亞胺晶片涂層9僅僅彼此接觸，而不固定。芯片支架10的底面10a(彎曲部分11以外)及聚酰亞胺晶片涂層9基本上在同一個平面上。圖3表示半導(dǎo)體元件1以這樣的方法放在引線框架12上時的狀態(tài)。
接著，用金線6把鍍在引線3的頂面的金線鍍層(未示出)與半導(dǎo)體元件1上的金球5相連接，用樹脂材料7將它們密封起來，再將引線3與芯片支架10從引線框架12切離。然后，如圖1和圖2所示，塑料封裝半導(dǎo)體器件即告完成。
如上所述，在按照第一實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)中，引線3與形成半導(dǎo)體元件1表面的聚酰亞胺晶片涂層9只接觸，它們之間沒有用來固定它們的任何材料。正因為如此，引線3和半導(dǎo)體元件1的組合厚度可以減薄。因此，整個半導(dǎo)體器件的厚度可以減薄。半導(dǎo)體器件1只用粘結(jié)在芯片支架10上的絕緣膠帶2固定。因此，絕緣膠帶的面積相當(dāng)小。故此絕緣膠帶吸收的水分可以減少，因而可以避免安裝在板上時出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。因此，質(zhì)量得以提高。
第二實施例圖4和5都是剖面圖，表示按本發(fā)明第二實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件有關(guān)部位的結(jié)構(gòu)。圖4表示引線的布置。而圖5表示芯片支架(只畫出其中的一個)的布置。圖6是頂視圖，表示在制造過程中的按本發(fā)明第二實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件。參照圖4至圖6，相同或?qū)?yīng)的構(gòu)件用與圖1至圖3相同的標(biāo)號標(biāo)示。
在半導(dǎo)體元件1的電路形成面上覆有聚酰亞胺晶片涂層9。半導(dǎo)體元件1放在引線框架12上，后者包括引線3和芯片支架10。引線3與聚酰亞胺晶片涂層9只接觸，不固定。引線3在半導(dǎo)體1邊界外(在圖4中標(biāo)號21所指的部位)向下(向著半導(dǎo)體元件1)彎曲。每個引線3的頂面3a(彎曲部位以外，封裝材料以內(nèi))與聚酰亞胺晶片涂層9基本上在同一個平面上。每個芯片支架10的位置是這樣確定的，使得它的頂面10b與聚酰亞胺晶片涂層9的表面基本上在同一個平面上，其末端與半導(dǎo)體元件1的側(cè)邊界隔開預(yù)定的間隙5(圖5)。另外，粘貼絕緣膠帶2，跨在聚酰亞胺晶片涂層9的頂面與芯片支架10的頂面之間，并用這個絕緣膠帶2將聚酰亞胺晶片涂層9與芯片支架10粘結(jié)并固定。圖6表示用這樣的方法將半導(dǎo)體元件1放在引線框架12上的狀態(tài)。
接著，用金線6將鍍在引線3頂面上的金線鍍層(未示出)與半導(dǎo)體元件1連接，用樹脂材料7將它們密封，并將引線3及芯片支架10從引線框架12切離。然后，如同4和5所述，塑料封裝半導(dǎo)體器件即告完成。
如上所述，在按照第二實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)中，引線3和在半導(dǎo)體元件1表面上形成的聚酰亞胺晶片涂層9只是接觸，它們之間沒有用來固定它們的任何材料。正因為如此，引線3和半導(dǎo)體元件1的組合厚度可以減薄。因此，整個半導(dǎo)體器件的厚度可以減薄。另外，因為半導(dǎo)體器件1只用絕緣膠帶2固定，后者跨在聚酰亞胺晶片涂層9與芯片支架10之間，所以絕緣膠帶2的面積非常小。故此絕緣膠帶2吸收的水分可以減少，因而可以避免安裝在板上時出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。因此，質(zhì)量得以提高。
第三實施例圖7至9表示按本發(fā)明第三實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。圖7是頂視圖，表示在制造過程中的按本發(fā)明第三實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件。圖8和9是剖面圖，表示有關(guān)部分的結(jié)構(gòu)。圖8是沿著圖7中線A-A’的剖面圖。圖9是沿著圖7中線B-B’的剖面圖。參照圖7至圖9，相同或?qū)?yīng)的構(gòu)件用與圖1至圖6相同的標(biāo)號標(biāo)示。
在半導(dǎo)體元件1的電路形成面上覆有聚酰亞胺晶片涂層9。芯片支架10用絕緣膠帶2粘結(jié)在聚酰亞胺晶片涂層9上。在基本上同一個平面上形成芯片支架10與引線3。如圖8所示，芯片支架10用絕緣膠帶2粘結(jié)在半導(dǎo)體元件1的表面上。另外，如圖9所示，用金線6將鍍在引線3頂面上的金線鍍層4與設(shè)置在半導(dǎo)體元件1的電極(未示出)上的金球連接，以此將引線3與半導(dǎo)體元件1的電極連接。引線3不粘結(jié)在半導(dǎo)體元件1上，而是保持分開。也就是說，引線3放置在半導(dǎo)體元件1的上面，彼此相離一個間隙31，這個間隙31用熔化的樹脂7填充。
這樣，絕緣膠帶2便不出現(xiàn)在引線3下面的部分，絕緣膠帶2只用在芯片支架10上。正因為如此，絕緣膠帶2的用量可以顯著減少，從而限制水分的吸收。另外，因為芯片支架10與引線3在同一平面形成，所以可以省去諸如彎曲等處理引線框架的步驟。
接著，參照圖10A和圖10B描述圖7至9所示的塑料封裝半導(dǎo)體器件的制造方法。首先，把已經(jīng)用絕緣膠帶2粘結(jié)上了引線框架12的芯片支架10的半導(dǎo)體元件1放在圖10A所示的熱塊13內(nèi)。這時，在引線框架12內(nèi)，引線3和芯片支架10基本上在同一平面上，而引線3在空氣中，離開半導(dǎo)體元件1剛好一個絕緣膠帶2的厚度，后者固定在芯片支架10和半導(dǎo)體元件1上。
接著，如圖10B所示，用位于引線3和熱塊13的上表面上的引線夾14夾緊引線3和半導(dǎo)體元件1，使引線3與半導(dǎo)體元件1接觸。此后，借助于利用金線6的絲焊方法把引線3的金鍍層4和半導(dǎo)體元件1上的金球5連接。然后，放開原來固定的引線夾14，引線3回到圖10A所示的位置，而半導(dǎo)體元件1、引線3、金線6、和芯片支架10在這個狀態(tài)下(參見圖8和9)被用樹脂材料7密封。用這個方法，不彎曲引線3或芯片支架10，就可以獲得只有芯片支架10固定在半導(dǎo)體元件1上的塑料封裝半導(dǎo)體器件(參見圖7至9)。
第四實施例圖11是剖面圖，表示按本發(fā)明第四實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件有關(guān)部分的結(jié)構(gòu)。圖12表示圖11所示塑料封裝半導(dǎo)體器件的制造方法。參照圖11和圖12，相同或?qū)?yīng)的構(gòu)件用與圖1至圖10相同的標(biāo)號標(biāo)示。
一般說來，按本發(fā)明第四實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件與上述第三實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件相同，但差別在于下述幾個方面。亦即，圖11所示的塑料封裝半導(dǎo)體器件中引線3的末端15從半導(dǎo)體元件1的表面向上彎曲。因此，在制造過程中當(dāng)引線夾14和熱塊13夾緊引線3和半導(dǎo)體元件1時，引線3的末端并不直接接觸半導(dǎo)體元件1上的聚酰亞胺晶片涂層9，已經(jīng)彎曲的引線3末端15的底面與聚酰亞胺晶片涂層9接觸。正因為如此，就能夠防止引線3在半導(dǎo)體元件1上造成表面缺陷。
第五實施例圖13表示按本發(fā)明第五實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件的制造方法。參照圖13，相同或?qū)?yīng)的構(gòu)件用與圖1至圖12相同的標(biāo)號標(biāo)示。假定，按本發(fā)明這個第五實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)與上述第三實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件相同。
在按本發(fā)明這個第五實施例的這種塑料封裝半導(dǎo)體器件的制造過程中，利用含有電磁鐵的引線夾16，在不使引線3與半導(dǎo)體元件1的表面接觸的情況下，把引線3上金線鍍層4與半導(dǎo)體元件1上的金球5連接起來。參照圖13，首先把已經(jīng)用絕緣膠帶2粘結(jié)上了芯片支架10的半導(dǎo)體元件1放置在熱塊13內(nèi)。在這時刻，引線3在空氣中，離開半導(dǎo)體元件1，相隔一個將芯片支架10粘結(jié)在半導(dǎo)體元件1上的絕緣膠帶2的厚度。
接著，將含有電磁鐵的引線夾16放在引線3的頂面上，并借助于含有電磁鐵的引線夾16的磁力，將引線3固定在含有電磁鐵的引線夾16的底面上，并在這種狀態(tài)下，利用金線6對引線3和半導(dǎo)體元件1上的金球5進(jìn)行絲焊。用這樣的方法連接金球5與引線3，就能夠防止半導(dǎo)體元件1的表面缺陷和引線3的變形。
按照第五實施例的制造方法同樣適宜于上述按照第四實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件。
第六實施例圖14表示按本發(fā)明第六實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件的制造方法。參照圖14，相同或?qū)?yīng)的構(gòu)件用與圖1至圖13相同的標(biāo)號標(biāo)示。假定，按本發(fā)明這個第六實施例的這種塑料封裝半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)與上述圖7至9所示的第三實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件相同。
在按本發(fā)明第六實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件的制造過程中，利用含有電磁鐵的熱塊17使引線3與半導(dǎo)體元件1的表面接觸。參照圖14，首先把已經(jīng)用絕緣膠帶2粘結(jié)上了芯片支架10的半導(dǎo)體元件1放置在含有電磁鐵的熱塊17內(nèi)。然后，使含有電磁鐵的熱塊17工作，并借助于這個磁力，將引線3拉向半導(dǎo)體元件1的表面，并與之接觸。在這種狀態(tài)下，利用金線6連接金球5與引線3。用這樣的方法連接金球5與引線3，不用引線夾就能夠把引線3穩(wěn)定地固定起來。
按照第六實施例的制造方法同樣適宜于上述圖11所示按照第四實施例的塑料封裝半導(dǎo)體器件。
如上所述，按照本發(fā)明的塑料封裝半導(dǎo)體器件及其制造方法，就能使整個半導(dǎo)體器件更薄。另外，能夠防止粘結(jié)用的絕緣膠帶所固有的產(chǎn)生開裂的現(xiàn)象，從而能夠提高質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于包括在其表面上有電極的半導(dǎo)體元件；與所述電極連接的引線；伸展在半導(dǎo)體元件表面上的芯片支架；以及絕緣膠帶，設(shè)置在芯片支架與所述半導(dǎo)體元件之間，用來將芯片支架粘結(jié)在半導(dǎo)體元件上。
2.權(quán)利要求1提出的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述芯片支架在半導(dǎo)體元件邊界以外、按照基本上剛好一個絕緣膠帶的厚度的行程、向半導(dǎo)體元件方向彎曲。
3.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于包括在其表面上有電極的半導(dǎo)體元件；與所述電極連接的引線；芯片支架，其上表面位于半導(dǎo)體元件邊沿以外、與半導(dǎo)體元件的表面基本上在同一個平面上；以及絕緣膠帶，跨在芯片支架與所述半導(dǎo)體元件之間，用來將芯片支架粘結(jié)在半導(dǎo)體元件上，其中，所述引線在半導(dǎo)體元件邊沿外面向半導(dǎo)體元件方向彎曲。
4.權(quán)利要求1提出的半導(dǎo)體器件，其特征在于引線和半導(dǎo)體元件用絲焊方法連接。
5.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于包括在其表面上有電極的半導(dǎo)體元件；位于與半導(dǎo)體元件表面分開的位置的引線；粘結(jié)在半導(dǎo)體元件的表面上的芯片支架；以及連接所述電極與所述引線的導(dǎo)線。
6.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于包括下列步驟制備在其表面上有電極的半導(dǎo)體元件和包含基本上在同一個平面上形成的引線和芯片支架的引線框架；將芯片支架粘結(jié)在半導(dǎo)體元件的表面上，把引線設(shè)置在半導(dǎo)體元件表面之上又離開所述表面的位置；以及在使所述引線與所述半導(dǎo)體元件表面接觸的情況下，將所述引線與所述電極連接起來。
7.權(quán)利要求6提出的方法，其特征在于所述引線的端部向上彎曲，離開半導(dǎo)體元件的表面。
8.權(quán)利要求6提出的方法，其特征在于將引線和電極連接的步驟包括用位于半導(dǎo)體元件下表面的熱塊和位于引線上表面的引線夾夾緊半導(dǎo)體元件和引線，使引線與半導(dǎo)體元件接觸。
9.權(quán)利要求6提出的方法，其特征在于將引線和電極連接的步驟包括用含有電磁鐵的位于半導(dǎo)體元件下表面的熱塊使引線與半導(dǎo)體元件接觸。
10.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于包括下列步驟制備在其表面上有電極的半導(dǎo)體元件和包含基本上在同一個平面上形成的引線和芯片支架的引線框架；將芯片支架粘結(jié)在半導(dǎo)體元件的表面上，把引線設(shè)置在半導(dǎo)體元件表面之上又離開所述表面的位置；以及將含有電磁鐵的引線夾放在引線的上表面，使這些引線與所述電極連接起來。
全文摘要
在塑料封裝的半導(dǎo)體器件中，在同一個引線框架上形成芯片支架與引線，將芯片支架放在半導(dǎo)體元件(1)表面以上的位置，彎曲芯片支架，并用絕緣膠帶將其固定在半導(dǎo)體元件(1)上聚酰亞胺晶片涂層(9)的表面上，使引線(3)與半導(dǎo)體元件(1)上聚酰亞胺晶片涂層(9)的表面接觸，但不固定，用金線(6)連接引線(3)與半導(dǎo)體元件(1)的電極，用封裝材料(7)將它們都封裝起來。以此防止密封材料產(chǎn)生縫裂，并減小塑料封裝半導(dǎo)體器件的厚度。
文檔編號H01L21/52GK1166053SQ9711116
公開日1997年11月26日 申請日期1997年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月9日
發(fā)明者大內(nèi)伸仁, 河野博, 山田悅夫, 白石靖 申請人:沖電氣工業(yè)株式會社