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)明涉及一種半導(dǎo)體器件，并具體涉及LGA(Land Grid Array，島柵陣列)型半導(dǎo)體器件，其中封裝的尺寸被縮小至基本上與半導(dǎo)體芯片的尺寸相同。此外，本發(fā)明涉及一種LGA型的半導(dǎo)體器件，其中通過確保焊接的穩(wěn)定性使封裝幾乎不與連接至外電路的電極分開。另外，本發(fā)明還涉及LGA型半導(dǎo)體器件的制造方法。
本發(fā)明要求的優(yōu)先權(quán)為日本專利申請No.2003-44495，其內(nèi)容在此參照引用。
背景技術(shù)：
通常，半導(dǎo)體器件用這樣一種方法來設(shè)計(jì)，即將半導(dǎo)體芯片和它們的電極整體地封入(或封裝)樹脂外殼中，其中電極部分地暴露至外部。傳統(tǒng)上，半導(dǎo)體器件被構(gòu)成為使其電極部分地和水平地從其封裝的指定側(cè)突出來，這樣的一個(gè)例子在日本專利申請公開No.2000-286375(具體地，圖2)中公開。為了適應(yīng)最新發(fā)展和封裝小型化以及增加伸出到半導(dǎo)體芯片外部的端子數(shù)量的需求，人們使用了一種稱作“LGA”(島柵陣列)型半導(dǎo)體器件，其中許多電極設(shè)置在封裝殼體的背面(或安裝面)。
上述LGA型半導(dǎo)體芯片的典型例子按下述方法制造圖17顯示出用于制造傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件的引線框的一個(gè)例子；圖18是顯示出用引線框制造的半導(dǎo)體器件的主要部分的橫截面視圖。
圖17所示的引線框105包括一個(gè)端子支撐件151(用作其外框)，多個(gè)內(nèi)端子102a布置在其內(nèi)側(cè)，多個(gè)外端子102b布置在其外側(cè)。另外，一個(gè)臺(tái)(stage)152設(shè)置在引線框105的中央并由四個(gè)臺(tái)支撐153所支撐，臺(tái)支撐153從引線框105的四角向內(nèi)延伸。
將半導(dǎo)體芯片101安裝并固定到引線框105的臺(tái)152上。當(dāng)半導(dǎo)體芯片101以面朝上的方式安裝時(shí)，如圖18所示，半導(dǎo)體芯片101的墊101a通過連接細(xì)線103與端子102(指的是上述端子102a和102b)的背面相連。相反，當(dāng)半導(dǎo)體芯片101以面朝下的方式安裝時(shí)(沒有具體示出)，半導(dǎo)體芯片101的墊101a通過焊料凸點(diǎn)或焊料球直接與端子102相連。
如上所述，半導(dǎo)體芯片101和引線框105連接和裝配在一起以便形成一個(gè)引線框組件，該組件被以這樣一種方式封入(或封裝進(jìn))樹脂外殼104中，使得與外電路(未示出)相連的端子102的電極表面121暴露在外。接著，對端子102的電極表面121和暴露在樹脂外殼104外部的端子支撐件151的指定部分進(jìn)行拋光并在切割過程中去除；于是內(nèi)端子102a與外端子102b分開了。實(shí)際上，制造者使用所謂多重連接引線框組件，其中引線框的多個(gè)單元互連在一起。因此，對外端子102b的外周邊部分進(jìn)行切割，使得單獨(dú)的半導(dǎo)體器件彼此分開。參考標(biāo)號DG表示在對端子支撐件151進(jìn)行拋光和去除以后所留下的切槽。
在上面討論的LGA型半導(dǎo)體器件中，端子102部分地延伸到半導(dǎo)體芯片102之外。為此，半導(dǎo)體器件的總體尺寸變得比半導(dǎo)體芯片101的尺寸大。這并沒有滿足前述半導(dǎo)體器件小型化的需求。
為了在前述半導(dǎo)體器件與外電路之間建立連接，半導(dǎo)體器件的底面(或安裝面)應(yīng)被浸入焊料槽中，以便在端子102的電極121處形成圓角，并且圓角與外電路的端子緊密接觸。在該焊接期間，傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件有下列問題。
也就是說，端子表面123暴露于在封裝104的指定表面上形成的切口表面141，從而‘暴露’的端子表面123設(shè)置成連續(xù)地接合電極表面121。因此，當(dāng)半導(dǎo)體器件被浸入焊料槽中時(shí)，焊料被連續(xù)地形成在連續(xù)地接合電極表面121的端子表面123的周圍，如圖19A所示，這導(dǎo)致從電極表面121連續(xù)延伸的焊料圓角F的形成。這導(dǎo)致附著在電極表面121上的焊料的量變得不定；并且這因此導(dǎo)致與外電路的結(jié)合力的不希望的離散。另外，不穩(wěn)定的焊料消耗會(huì)給生產(chǎn)管理帶來難題。在焊接期間，焊料圓角F拉長，以形成跨接內(nèi)端子102a和外端子102b的橋，如圖19B所示。可選地，由于使用了過量的焊料，可能在與半導(dǎo)體器件結(jié)合在一起的外電路端子之間形成一個(gè)焊料橋(或多個(gè)焊料橋)。此外，當(dāng)半導(dǎo)體器件在與外電路120結(jié)合后被向上拔起時(shí)，如圖19C所示，端子102容易與封裝104分開。
實(shí)際上，由于端子102由金屬制成，而封裝104由樹脂制成，因此，端子102與封裝104之間的結(jié)合力相對較弱。這產(chǎn)生了一種可能性，即由于因切割引起的沖擊，很容易出現(xiàn)端子102和封裝104之間的不希望的分離。上述日本專利申請公開No.2000-286375公開了一種解決該問題的解決方案，根據(jù)該方案，如圖19D所示，將端子支撐件(在該公開文本中稱作“耦聯(lián)體”)從封裝的背面除去，從而端子(或“連接件”)110單獨(dú)地彼此隔開，其中為了提高與封裝(或“樹脂外殼體”)的附著力，引入線部分124設(shè)置在與端子110之間的分隔區(qū)相對的端子110的指定側(cè)上。然而，由于端子的‘暴露’端面仍然與電極表面一起連續(xù)地形成，這個(gè)解決方案不能解決上述問題；因此，很難使粘結(jié)到電極表面等上的焊料圓角F的量穩(wěn)定，很難避免由于焊接而出現(xiàn)橋(或多個(gè)橋)的形成。另外，上述公開文本中沒有公開在彼此單獨(dú)分開的端子110之間的分隔區(qū)之中的切口表面141的面對面?zhèn)壬闲纬梢刖€部分124。這不能在端子110與封裝104之間產(chǎn)生足夠的結(jié)合力；因此，當(dāng)半導(dǎo)體器件在與外電路結(jié)合在一起之后被向上拔起時(shí)，很難排除端子110與封裝104之間發(fā)生分離的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體器件，其包括與外電路相連的端子和電極，其中半導(dǎo)體器件的總尺寸基本上與半導(dǎo)體芯片的尺寸相同，這樣滿足了近來對電子元件小型化的需求。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體器件，其中有可能使用來粘著端子和電極的焊料的量穩(wěn)定，有可能避免由于焊接而出現(xiàn)橋，并且有可能實(shí)現(xiàn)充分的抗分離耐用性，于是即使當(dāng)半導(dǎo)體器件在與外電路結(jié)合以后被拉起，也避免了端子分離的發(fā)生。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種制造上述半導(dǎo)體器件的制造方法。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件基本上設(shè)計(jì)如下，即與多個(gè)電極電連接的半導(dǎo)體芯片被封入(或封裝進(jìn))一個(gè)樹脂外殼中，其中形成于電極中的電極表面暴露于樹脂外殼的表面，并且從設(shè)置在半導(dǎo)體芯片的外周邊部分中的多個(gè)焊接墊處向內(nèi)設(shè)置。
前述設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)使得半導(dǎo)體器件具有與半導(dǎo)體芯片基本上相同的尺寸；因此，有可能使半導(dǎo)體器件小型化。
另外，焊料凸點(diǎn)被附著在半導(dǎo)體芯片的“暴露”電極表面，其中涂布在電極表面上的焊料的總量能夠得到穩(wěn)定；因此，有可能可靠地防止半導(dǎo)體芯片不期望地與樹脂外殼分開。
而且，可以通過執(zhí)行半切割在其上露出電極表面的樹脂外殼指定表面上形成切槽，其中，舉例來說，引線框的電極支撐件的切口表面可以暴露于切槽的側(cè)壁。
在上面的敘述中，電極支撐件的切口表面可以暴露于至少一個(gè)切槽的‘相對設(shè)置’的側(cè)壁。另外，形成于引線框的外框上的突出部和/或凹陷部的切口表面可以暴露于至少一個(gè)切槽的底面。
通過部分地切割與電極互連的電極支撐件，形成前述切槽，于是使得電極彼此電絕緣。暴露于每個(gè)切槽的側(cè)壁的電極支撐件的每個(gè)切口表面被樹脂圍繞和覆蓋，并在指定部位露出，其低于電極表面。當(dāng)在電極表面上形成焊料凸點(diǎn)時(shí)，可靠地防止了焊料不期望地導(dǎo)出并與電極支撐件的切口表面結(jié)合。也就是說，有可能可靠地防止形成跨接于電極和最靠近部分的橋。因此，有可能使要消耗的焊料總量穩(wěn)定，并因此使制造者容易進(jìn)行生產(chǎn)管理；換句話說，有可能防止在生產(chǎn)期間的焊料浪費(fèi)。在電極支撐件被切除并部分地除去以后，可用絕緣并防潮的樹脂來填充前述切槽。
制造本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法包括各種步驟；即，一個(gè)用來形成引線框的壓制成形步驟，引線框包括外框、設(shè)置在外框內(nèi)的多個(gè)電極、以及電極支撐件；一個(gè)拉制步驟，用來將電極支撐件拉制到比外框和電極表面低的位置；一個(gè)制造引線框組件的步驟，用來使與電極支撐件互連的電極與半導(dǎo)體芯片電連接；一個(gè)封入(或封裝)步驟，用來在電極表面暴露的狀態(tài)下用樹脂包封引線框組件；以及一個(gè)切割步驟，用來部分地切除電極支撐件，于是將電極彼此分開。
因此，有可能使生產(chǎn)者容易地制造出尺寸基本上與半導(dǎo)體芯片的尺寸相同的半導(dǎo)體器件，這有助于半導(dǎo)體器件的小型化。
另外，該制造方法也可以提供一個(gè)電鍍步驟，用來在‘暴露的’電極表面上進(jìn)行金屬電鍍；和一個(gè)在半導(dǎo)體器件的‘鍍覆金屬’電極表面上形成焊料凸點(diǎn)的步驟，因此，在形成焊料凸點(diǎn)后，至少一部分電極支撐件使電極彼此分開。
根據(jù)上述制造半導(dǎo)體器件的方法，有可能使要消耗的焊料總量穩(wěn)定；并因此使得生產(chǎn)者容易輕易地制造出一種半導(dǎo)體器件，其被設(shè)計(jì)用于可靠地防止半導(dǎo)體芯片與樹脂外殼的不希望的分離。
在前述的壓制成形步驟中，優(yōu)選地是每個(gè)外框包括一系列突出部和凹陷部，其中每個(gè)突出部的高度與電極表面相同，并且每個(gè)凹陷部的位置比電極表面低。另外，優(yōu)選地是在彼此相對設(shè)置的外框之間的大致中心位置處形成一個(gè)中間框。于是，有可能容易地和有效地形成引線框的基本結(jié)構(gòu)。
在拉制步驟中有可能任意選用蝕刻、拋光和壓制加工中的一種。這些方法中的每一種可輕易地實(shí)現(xiàn)電極支撐件位置的降低；因此，有可能使生產(chǎn)者任意采用這些方法中的任何一種，以便與設(shè)備相適合。
在分開電極的切割步驟中，優(yōu)選地是切掉設(shè)置在外框上的突出部的峰部。也就是說，生產(chǎn)者可以在半導(dǎo)體器件裝配好的穩(wěn)定狀態(tài)下集中地使電極彼此分開；因此，有可能有效地形成將與外電路連接的多個(gè)電極。


本發(fā)明的這些和其他目的、方面和實(shí)施例將參照下面的附圖進(jìn)行更詳細(xì)地描述，在附圖中圖1是顯示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的外觀的透視圖；圖2是沿圖1中A-A’線截取的橫截面視圖；圖3是顯示出半導(dǎo)體器件制造方法的流程圖；圖4是顯示出用于制造半導(dǎo)體器件的引線框的平面圖；圖5是將圖4中用虛線圍繞的引線框指定部分放大的放大透視圖；圖6是沿圖4中C-C’線截取的橫截面視圖；圖7A是沿圖4中D-D’線截取的橫截面視圖；圖7B是沿圖4中D-D’線截取的橫截面視圖；圖8是表示從正面看上去的圖7A和7B的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)角度的橫截面視圖；圖9是表示與半導(dǎo)體芯片結(jié)合的引線框的平面圖；圖10是將圖9中用虛線E圍繞的區(qū)域放大的放大透視圖；圖11表示正在經(jīng)受切割的半導(dǎo)體器件的指定部分的放大透視圖；圖12是切割后的半導(dǎo)體器件的指定部分的放大透視圖；圖13是沿圖9中G-G’線截取的橫截面視圖，其圖解顯示出通過圖9所示的中間框而形成的切槽的側(cè)壁；圖14是沿圖9中F-F’線截取的橫截面視圖；圖15是表示沿著圖9所示的引線框的外框形成的切槽的平面圖；
圖16是沿圖15中H-H’線截取的橫截面視圖；圖17是表示供半導(dǎo)體器件制造使用的引線框的一個(gè)傳統(tǒng)已知例子的平面圖；圖18是表示使用圖17的引線框制造的半導(dǎo)體器件的基本部分的橫截面視圖；圖19A是表示半導(dǎo)體器件的基本部分的橫截面視圖，其中焊料圓角形成為連續(xù)地蓋住電極表面和端子表面；圖19B是表示半導(dǎo)體器件的基本部分的橫截面視圖，其中焊料圓角形成為產(chǎn)生跨接相鄰端子的橋；圖19C是表示半導(dǎo)體器件的基本部分的橫截面視圖，其中端子與受外力拉制的封裝分開；圖19D是表示半導(dǎo)體器件的基本部分的橫截面視圖，其中為了增加端子和封裝之間的附著力，引入線部分形成為從端子的指定側(cè)突出。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖通過舉例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。此處，本發(fā)明不一定限于所示例子，這些例子被用來與附圖一起來描述本發(fā)明的概要，并且為了便利起見，附圖省略了不需要用于解釋本發(fā)明的不必要的元件。另外，附圖沒必要精確地畫出，所以指定元件的形狀、數(shù)目、比例不是必需與實(shí)際設(shè)計(jì)和產(chǎn)品相符合。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的外觀的透視圖，圖2是沿圖1中A-A’線截取的橫截面視圖。如圖1和2所示，半導(dǎo)體芯片5的焊接墊7通過焊接線8與引線框的電極相連，包括半導(dǎo)體芯片5的引線框整體結(jié)構(gòu)被封入樹脂2中，其中引線框的電極20僅僅暴露于樹脂2的指定表面。如圖1所示，多個(gè)焊料凸點(diǎn)3規(guī)則地設(shè)置在半導(dǎo)體器件1的指定表面上。另外，槽4以網(wǎng)格狀方式形成并設(shè)置在半導(dǎo)體器件1的指定表面上，電極20在該表面上露出。如圖2所示，與半導(dǎo)體芯片5的焊接墊7相比，在樹脂2的指定表面上露出的‘暴露’電極20向內(nèi)設(shè)置(朝著半導(dǎo)體芯片5的中心)。電極20的這種設(shè)置將在后面詳細(xì)地描述。這可使半導(dǎo)體器件1的總尺寸顯著地減小，該尺寸比半導(dǎo)體芯片5的尺寸略大。
根據(jù)其橫截面結(jié)構(gòu)在圖2中示出的本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件1，多個(gè)電極支撐件17設(shè)置在半導(dǎo)體芯片5之上，以伴隨電極20，其中電極支撐件17和電極20固定在樹脂2中，從而它們彼此相互絕緣，其中僅僅電極20部分地暴露于樹脂2的外表面。另外，焊料凸點(diǎn)3分別形成于電極20的表面上。
在具體描述半導(dǎo)體器件1的結(jié)構(gòu)之前，將詳細(xì)描述本發(fā)明的制造方法。也就是說，半導(dǎo)體器件由下述步驟制得，在圖3的流程圖中簡要地顯示出這些步驟，即引線框形成步驟、引線框裝配步驟、封入(或封裝)步驟、電鍍步驟、焊料凸點(diǎn)形成步驟、以及切割(或除去)步驟，這些步驟將在下面描述。
1.引線框形成步驟圖4是表示在引線框形成步驟中形成的引線框單個(gè)單元的平面圖(從半導(dǎo)體器件的安裝表面?zhèn)瓤慈?。實(shí)際上，此處提供一種多重連接引線框組件，其中多個(gè)引線框單元的每一個(gè)都具有如圖4所示的相同尺寸和形狀，在平面圖中互連。為了方便起見，將圖4所示的引線框的單個(gè)單元稱作引線框10。引線框10使用具有正方形外形的金屬板制成，其中外框11和13分別成對并彼此相對地設(shè)置在四邊。在如圖4所示的引線框10的情況下，中間框15設(shè)置成與‘成對’的外框11互連在一起。由電極支撐件17支撐的多個(gè)電極20設(shè)置在由中間框15隔開的外框13之間的區(qū)域內(nèi)。在本實(shí)施例中，外框11和13、電極支撐件17、和電極20都電連接在一起，并根據(jù)需要，總體被稱作電極部分。
前述的說明是相對于單個(gè)單元的引線框10而給出的。實(shí)際上，制造者處理的是多重連接引線框組件，其中多個(gè)引線框利用設(shè)置在每個(gè)引線框10的四角的引線框互連件18而互連在一起。
接著，引線框10經(jīng)受拉制過程(drawing process)，該過程中，電極支撐件17的表面被拉制成比外框11和13的表面以及電極20的表面低一個(gè)臺(tái)階深度。這可以通過諸如采用光刻的蝕刻、拋光、和壓制加工來實(shí)現(xiàn)。在圖4中，‘畫陰影線’部分表示‘拉制’部分，其在拉制過程中被拉制并且與其他部分相比位置較低。
另外，小凹陷部被形成在與電極支撐件17互連的外框11和13的指定位置處；于是沿著外框11和13在它們的整個(gè)長度上形成不平整處(或不同的高度部分)。此處，每個(gè)凹陷部與拉制部分相比還低一個(gè)臺(tái)階深度。因此，優(yōu)選使用壓制加工來形成沿外框11和13的凹陷部。
圖5是將用虛線包圍的區(qū)域放大的放大透視圖，于是顯示出外框13的不平整處以及離其最近的部分。具體地，外框11和13經(jīng)受壓制加工，從而它們包括一系列的突出部(或凸?fàn)铙w)14和凹陷部16，它們連續(xù)地和交替地設(shè)置。突出部14最終將被除去，從而使得電極彼此電絕緣。
電極支撐件17被設(shè)置成從凹陷部16延伸；并在電極支撐件17的指定位置處形成電極20。電極支撐件17經(jīng)受拉制，從而使得其表面略低于電極20的表面。如圖4所示，本實(shí)施例如此設(shè)計(jì)，使得在外框13之間的面積內(nèi)由中間框15隔開的每個(gè)區(qū)域中電極沿兩條線對齊，其中電極20分別由電極支撐件17對齊地固定在指定的位置，電極支撐件17在電極20的兩側(cè)延伸并且分別與外框11和13以及中間框15互連。
圖6表示沿線C-C′(見圖4)截取的橫截面結(jié)構(gòu)，該線穿過將電極20定位于中間框15兩側(cè)的電極支撐件17，其中中間框15的表面和電極20的表面定位在同一高度，同時(shí)，電極支撐件17的表面與中間框15的表面和電極20的表面相比降低了一個(gè)臺(tái)階深度。在這里，一個(gè)臺(tái)階深度’t’優(yōu)選地和粗略地設(shè)定為引線框10的初始厚度’T’的50％左右。
圖7A和7B顯示出沿線D-D’截取的橫截面結(jié)構(gòu)，該線穿過在引線框10的一角處的、將單個(gè)電極20定位并與外框11和13互連的電極支撐件17，其中突出部14的表面與電極20的表面定位于同一高度，同時(shí)電極支撐件17的表面與突出部14的表面和電極20的表面相比降低了一個(gè)臺(tái)階深度’t’。在這里，電極支撐件17在接近外框11和13處與指定凹陷部16互連。有可能如圖7A所示的一樣在電極支撐件17上設(shè)置一個(gè)斜面?？蛇x地，有可能如圖7B所示的一樣將電極支撐件17形成為曲柄形狀。
圖8顯示出前述沿D-D’線截取的橫截面結(jié)構(gòu)，其是從正面觀察得到的。它顯示出突出部14和凹陷部16連續(xù)地和交替地設(shè)置，其中電極支撐件17由凹陷部16處遠(yuǎn)離，并接著與電極20互連。順便說一句，外框11和13、電極支撐件17和電極20總體稱作電極部分。
2.引線框裝配步驟半導(dǎo)體芯片5以面朝上的方式焊接到按上面描述加工的引線框10上。圖9是表示與半導(dǎo)體芯片5結(jié)合的引線框10的平面圖，其中引線框10設(shè)置在由焊接墊7所圍繞的中心區(qū)域內(nèi)，焊接墊7設(shè)置在半導(dǎo)體芯片5的外周邊部分中。這種設(shè)置使得半導(dǎo)體器件具有與半導(dǎo)體芯片5基本上相同的尺寸，而這是開發(fā)本發(fā)明的最終目的。半導(dǎo)體芯片5的焊接墊7通過焊線8與前述引線框10的電極部分內(nèi)的相應(yīng)凹陷部16相連。于是，有可能最終制得引線框組件。
圖10是將圖9中由虛線E包圍的區(qū)域放大的放大透視圖，其包括外框13的不平整處以及它們的最接近部分。
如圖10所示，突出部14和凹陷部16連續(xù)地和交替地設(shè)置在外框13上，其中將電極20定位的電極支撐件17分別由凹陷部16延伸。在這里，凹陷部16通過焊線8分別與半導(dǎo)體芯片5的焊接墊7相連。凹陷部16的底面安裝在半導(dǎo)體芯片5上，中間插入絕緣帶19。
3.封入(或封裝)步驟前述引線框組件(實(shí)際上是多重連接引線框組件)安裝在設(shè)置有空腔的組合模中，熔化的樹脂被引入空腔中并接著硬化。于是，有可能形成分別與引線框的多個(gè)單元聯(lián)通的一系列封裝。在該包封步驟中，樹脂被填入到通過拉制電極互連件而形成的空間中，在電極互連件周圍樹脂硬化。
于是，將一系列硬化材料從組合模中取出，從而得到多單元半導(dǎo)體器件的連續(xù)體，其中各個(gè)單元的電極20的表面暴露于半導(dǎo)體器件的安裝表面。
4.電鍍步驟接著，在半導(dǎo)體器件的安裝表面上進(jìn)行金屬電鍍。實(shí)際上，優(yōu)選使用低熔點(diǎn)合金，如Sn-Pb合金、Sn-Bi合金、和Sn-Cu合金。使用這樣的合金，鍍層可在電極20的暴露表面上充分地形成。
5.焊料凸點(diǎn)形成步驟接下來，形成于電極20暴露表面上的鍍層被加熱和融化，從而低熔點(diǎn)合金得到球化處理以形成凸點(diǎn)。可選地，將指定的溶劑涂布到鍍層表面上，在加熱條件下向著鍍層按壓焊料凸點(diǎn)，于是形成了焊料凸點(diǎn)。
6.切割步驟對于多單元半導(dǎo)體器件的連續(xù)體，切槽4沿著外框11和13以及中間框15形成，如圖9所示。圖11是顯示出正經(jīng)受切割的半導(dǎo)體器件指定部分的外觀的放大透視圖，其中沿著外框11和13進(jìn)行切割。特別是，半切割(half-dicing)進(jìn)行到由圖11中的平面S表示的程度，從而外框11和13的突出部14部分地經(jīng)受切割。
圖11沒有具體地表示出中間框15，其在半切割時(shí)被除去了，從而電極互連件彼此分開。
于是，有可能如圖12所示將凹陷部16互相隔開，由此，電極部分彼此獨(dú)立地隔開。
圖13是沿圖9中G-G′線截取的橫截面圖，其圖示出穿過中間框15形成的切槽的側(cè)壁。也就是說，電極支撐件17的切口表面連續(xù)地設(shè)置，并且暴露于穿過中間框15而形成的切槽的兩個(gè)側(cè)壁。每個(gè)電極支撐件17的切口表面的四個(gè)側(cè)面被前述樹脂2覆蓋和包圍，其中將每個(gè)電極支撐件17的上側(cè)面從樹脂2的表面降低了指定深度’t’。由于在每個(gè)電極支撐件17被樹脂2牢固地固定和圍繞的狀態(tài)下半導(dǎo)體器件與外電路相連，因此即使當(dāng)半導(dǎo)體器件受外力拉動(dòng)時(shí)，也可以可靠地防止電極20與樹脂2分離。
圖14給出與圖6相似的圖示，它是沿F-F’線截取的橫截面視圖，該線穿過將電極20定位于圖9所示的中間框15兩側(cè)的電極支撐件17，其中中間框15經(jīng)受半切割，從而相應(yīng)地形成切槽4。在這里，焊料凸點(diǎn)3形成于電極20的表面上，該電極20的表面通過鍍層22暴露于樹脂2的表面。
圖15是顯示出在每個(gè)外框11和13上形成的切槽4的平面圖。如上所述，切槽4通過半切割形成，從而外框11和13的突出部14被切掉并被除去。因此，沒有部件暴露在沿每個(gè)外框11和13形成的切槽4的側(cè)壁上，而在突出部14被切掉后僅僅剩余的切口表面14a露于切槽4的底部。所有的電極支撐件17、凹陷部16、和焊線8都嵌在樹脂2中。
圖16是沿圖15中的H-H’線截取的橫截面視圖，其顯示出前述部件嵌在樹脂2中的橫截面結(jié)構(gòu)。如圖16所示，切槽4的深度止于突出部14的切口表面14a處，從而所有的電極支撐件17、凹陷部16、和焊線8完全地嵌在樹脂2中，而僅僅電極20部分地暴露于樹脂20的表面，并且焊料凸點(diǎn)3通過鍍層22形成于電極20的表面上。
如上所述，本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件以這樣一種方式設(shè)計(jì)，即僅僅電極表面暴露于樹脂表面，其中暴露于在樹脂中形成的切槽的電極互連件的切口表面被樹脂圍繞，并防止其與電極表面連續(xù)地結(jié)合。這可靠地防止了在鍍層形成期間形成跨過電極表面和電極互連件的切口表面的焊料橋。另外，有可能使消耗的焊料總量穩(wěn)定，因此生產(chǎn)者很容易進(jìn)行生產(chǎn)管理。
順便說一句，前述在樹脂中形成的切槽可以按原樣保留?？蛇x地，在電極互連件彼此分開以后，有可能用絕緣和防潮的樹脂填充切槽。由于電極互連件的切口表面用樹脂封閉，有可能提高半導(dǎo)體器件的防塵和防潮性能；于是，有可能保證半導(dǎo)體器件的更穩(wěn)定運(yùn)行。
而且，有可能在半導(dǎo)體器件的電極表面上形成焊料凸點(diǎn)或焊料球。另外，形成凸點(diǎn)或球時(shí)所使用的材料不一定局限于焊料，其例如可以用金、銀、銅或包括從金、銀和銅中選取的至少兩種元素的合金或者導(dǎo)電性聚合物。
如前所述，本發(fā)明具有各種效果和優(yōu)點(diǎn)，這將在下面描述。
(1)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于與外電路連接的電極設(shè)置在半導(dǎo)體芯片的焊接墊的外圍配置的內(nèi)側(cè)。這使得半導(dǎo)體器件的總尺寸基本上與半導(dǎo)體芯片的尺寸相同。因此，有可能容易地實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的小型化。
(2)該半導(dǎo)體器件被設(shè)計(jì)來防止電極表面與電極互連件的切口表面連續(xù)地結(jié)合。這可靠地防止了形成跨接于電極和電極互連件之間的焊料橋。因此，有可能使要消耗的焊料總量穩(wěn)定；并因此使得制造者容易進(jìn)行生產(chǎn)管理。
(3)由于所有的電極互連件都嵌在用來封裝包括半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件的基本部件的樹脂中，因此有可能顯著地提高電極與樹脂外殼之間的結(jié)合力；因此，即使在半導(dǎo)體器件被向上/向下拔或拉時(shí)，也有可能可靠地防止電極與樹脂外殼分開。
由于本發(fā)明可以實(shí)施為多種形式而不背離其精神或基本特征，因此本實(shí)施例是示例性的而非限制性的，由于本發(fā)明的范圍由附加的權(quán)利要求而非由前面的說明來限定，因此落在權(quán)利要求邊界和范圍之內(nèi)的所有變化或該邊界和范圍的等價(jià)物都將被權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括一半導(dǎo)體芯片(5)；和多個(gè)電極(20)，其與所述半導(dǎo)體芯片連接并且被包封在樹脂外殼(2)中，使得所述電極的表面從所述樹脂外殼的表面露出，其中所述電極的表面設(shè)置在由所述半導(dǎo)體芯片的多個(gè)焊接墊(7)包圍的預(yù)定區(qū)域的內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中多個(gè)凸點(diǎn)(3)或球分別粘接到所述電極的露出表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)凸點(diǎn)或球均由焊料、金、銀、銅或者包括從金、銀和銅中選取的至少兩種元素的合金或者導(dǎo)電聚合物制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中通過半切割在其上露出所述電極表面的所述樹脂外殼表面上形成多個(gè)切槽(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)電極被與引線框(10)互連并隱埋在所述樹脂外殼中的多個(gè)電極支撐件(17)所支撐。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)電極被與引線框(10)互連并隱埋在所述樹脂外殼中的多個(gè)電極支撐件(17)所支撐。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的半導(dǎo)體器件，其中所述電極支撐件被部分切除，使得其切口表面從至少一個(gè)切槽中露出。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的半導(dǎo)體器件，其中所述電極支撐件被部分切除，使得其切口表面從至少一個(gè)切槽的兩個(gè)側(cè)壁露出。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件，其中所述引線框包括多個(gè)外框(11，13)，每一外框包括多個(gè)不平整處(14，16)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的半導(dǎo)體器件，其中所述引線框包括多個(gè)外框(11，13)，每一外框包括多個(gè)不平整處(14，16)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體器件，其中至少一個(gè)外框被切割，使得所述不平整處的切口表面從至少一個(gè)切槽的底部露出。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一權(quán)利要求所述的半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)不平整處包括沿所述外框連續(xù)地和交替地設(shè)置的一系列突出部(14)和凹陷部(16)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件，其中所述引線框還包括用于分割由所述多個(gè)外框定義的區(qū)域的中間框(15)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體器件，其中所述引線框還包括用于分割由所述多個(gè)外框定義的區(qū)域的中間框(15)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)電極支撐件分別與所述多個(gè)不平整處中的多個(gè)凹陷部(16)連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)電極支撐件分別與所述多個(gè)不平整處中的多個(gè)凹陷部(16)連接。
17.一種制造半導(dǎo)體器件(1)的方法，包括步驟壓制金屬材料以制備引線框(10)，所述引線框包括多個(gè)外框(11，13)、與所述多個(gè)外框連接的多個(gè)電極支撐件(17)以及分別被所述多個(gè)電極支撐件所支撐的多個(gè)電極(20)；拉制所述多個(gè)電極支撐件，使得其位置低于所述電極和至少一部分所述外框的表面；形成引線框組件，其中半導(dǎo)體芯片(5)與所述多個(gè)電極電連接；將所述引線框組件包封在樹脂外殼(2)內(nèi)，使得所述電極的表面從所述樹脂外殼的表面露出；以及切割所述電極支撐件的至少預(yù)定部分，使得所述多個(gè)電極彼此分開。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的制造半導(dǎo)體器件的方法，還包括步驟在所述電極的露出表面上分別實(shí)施金屬鍍覆；和在所述電極的鍍覆表面上形成多個(gè)凸點(diǎn)(3)或球。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中當(dāng)在所述電極的鍍覆表面上形成多個(gè)凸點(diǎn)或球后，切除所述電極支撐件的預(yù)定部分使得所述多個(gè)電極彼此分開。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述多個(gè)凸點(diǎn)或球均由焊料、金、銀、銅、或者包括從金、銀和銅中選取的至少兩種元素的合金、或者導(dǎo)電聚合物制成。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中對所述引線框?qū)嵤褐萍庸ぃ沟醚刂辽僖粋€(gè)外框形成包括一系列突出部(14)和凹陷部(16)的多個(gè)不平整處，并且其中每個(gè)突出部位于與每個(gè)電極表面大致匹配的高度，并且每個(gè)凹陷部位于低于每個(gè)電極表面的高度；
22.根據(jù)權(quán)利要求17的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述引線框還包括大致位于由所述外框定義的區(qū)域的中心處的中間框(15)。
23.根據(jù)權(quán)利要求17的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中按照蝕刻、拋光和壓制加工中的一種將所述多個(gè)電極支撐件拉到適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 24.根據(jù)權(quán)利要求21的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中對所述電極支撐件實(shí)施切割，使得沿所述外框設(shè)置的所述突出部的峰部被切除。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。利用一個(gè)尺寸小于由半導(dǎo)體芯片的焊接墊(7)所圍繞的半導(dǎo)體芯片的指定中央?yún)^(qū)域的引線框(10)制成一種半導(dǎo)體器件(1)，焊接墊與由電極支撐件(17)支撐的電極(20)相連，并通過焊線(8)與外框(11、13)和中間框(15)互連。在外框上形成一系列突出部(14)和凹陷部(16)，其中電極支撐件分別與外框的凹陷部互連。與引線框結(jié)合的半導(dǎo)體芯片被整體地封入樹脂(2)中，僅僅電極表面暴露于外部，于是形成一個(gè)樹脂封裝。接著，將定位電極的電極支撐件切掉并部分地除去，從而電極彼此電絕緣。
文檔編號H01L21/56GK1523666SQ20041000594
公開日2004年8月25日 申請日期2004年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月21日
發(fā)明者齊藤博 申請人:雅馬哈株式會(huì)社