專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法和半導(dǎo)體器件制造中使用的襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體器件的制造方法和在半導(dǎo)體器件的制造中使用的襯底。
背景技術(shù)：
近年來，伴隨以手機(jī)、移動(dòng)式便攜終端等為代表的小型電子設(shè)備的普及，在樹脂密封型的半導(dǎo)體器件中，能將電極引線直接焊接到襯底上的表面安裝型的封裝體正在成為主流。
以前，已知在按下述順序?qū)盈B了Au膜、Ni膜、Au膜的電極引線的上表面上放置半導(dǎo)體芯片、將半導(dǎo)體芯片電連接到另一電極引線上、具有使電極引線的下表面露出而用樹脂進(jìn)行了模塑的封裝體的半導(dǎo)體器件。
但是，由于這樣的半導(dǎo)體器件中電極引線的Ni的熱傳導(dǎo)率低，故存在半導(dǎo)體芯片的散熱特性差的問題。
與此不同，在日本國特開2002-359459號公報(bào)(對應(yīng)的美國專利申請(公開)號US2002/0179328A1)中顯示了在基板上層疊了Cu膜、Ni膜、Au膜的印刷布線基板。
該印刷布線基板在構(gòu)成布線圖案的銅箔的表面上形成了Ni電鍍膜，在Ni電鍍膜的表面上形成了Au電鍍膜。
此外，在日本國特開2001-251041號公報(bào)中顯示了在絕緣基板的表面和背面兩面上構(gòu)圖形成了Cu電鍍膜、在Cu電鍍膜上形成了Ni電鍍膜、在Ni電鍍膜上形成了Au電鍍膜的印刷布線基板。
但是，上述印刷布線基板例如是用于安裝在封裝體中容納的電子部件的基板，沒有公開任何有關(guān)在表面安裝型的封裝體中容納半導(dǎo)體芯片時(shí)的內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)形態(tài)的半導(dǎo)體器件具有隔開配置的、按下述順序?qū)盈B了第1Au膜、第1Ni膜、Cu膜、第2Ni膜和第2Au膜的第1和第2電極引線；半導(dǎo)體芯片，在下表面上具有第1電極，在上表面上具有第2電極，放置在上述第1電極引線的主面上使得上述第1電極與上述第1電極引線的主面接觸；第1連接導(dǎo)體，將上述半導(dǎo)體芯片的第2電極電連接到上述第2電極引線的主面上；以及樹脂，分別使與上述第1和第2電極引線的上述主面對置的面露出，對上述第1和第2電極引線以及上述半導(dǎo)體芯片進(jìn)行模塑。
此外，本發(fā)明的一個(gè)形態(tài)的半導(dǎo)體器件的制造方法具有下述工序在基板的主面上制備按下述順序選擇性層疊了第1Au膜、第1Ni膜、Cu膜、第2Ni膜和第2Au膜的第1和第2電極引線的工序；在上述第1電極引線上放置在下表面上具有第1電極且在上表面上具有第2電極的半導(dǎo)體芯片使得上述第1電極與上述第1電極引線的主面接觸并將上述半導(dǎo)體芯片的第2電極電連接到上述第2電極引線的主面上的工序；用樹脂模塑上述第1和第2電極引線以及上述半導(dǎo)體芯片的工序；以及從上述基板剝離上述第1和第2電極引線的工序。


圖1A是切去了與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的半導(dǎo)體器件的封裝體的一部分的平面圖。
圖1B是沿與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的半導(dǎo)體器件的圖1A的A-A線切斷并朝箭頭方向上看時(shí)的剖面圖。
圖2是表示與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的電極引線的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖3是按順序表示與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的半導(dǎo)體器件的制造工序的剖面圖。
圖4A～4C是按順序表示與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的半導(dǎo)體器件的制造工序的剖面圖。
圖5A～5B是按順序表示與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的半導(dǎo)體器件的制造工序的剖面圖。
圖6是按順序表示與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的半導(dǎo)體器件的制造工序的剖面圖。
圖7是按順序表示與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的半導(dǎo)體器件的制造工序的剖面圖。
圖8是按順序表示與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的半導(dǎo)體器件的制造工序的剖面圖。
圖9是按順序表示與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的半導(dǎo)體器件的制造工序的剖面圖。
圖10是表示在基板上安裝了與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的半導(dǎo)體器件的狀態(tài)的剖面圖。
圖11表示在片狀襯底上整體地形成了與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的半導(dǎo)體器件的狀態(tài)，是切去了樹脂的一部分的平面圖。
圖12是表示與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的、整體地用樹脂進(jìn)行了模塑的半導(dǎo)體器件的分離工序的剖面圖。
圖13A是切去了與本發(fā)明的實(shí)施例2有關(guān)的半導(dǎo)體器件的封裝體的一部分的平面圖。
圖13B是沿與本發(fā)明的實(shí)施例2有關(guān)的半導(dǎo)體器件的圖13A的B-B線切斷并朝箭頭方向上看時(shí)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下一邊參照附圖，一邊說明本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1參照圖1和圖2說明本發(fā)明的實(shí)施例1。圖1表示與本發(fā)明的實(shí)施例1有關(guān)的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，圖1A是切去了封裝體的一部分的平面圖，圖1B是沿圖1A的A-A線切斷并朝箭頭方向上看時(shí)的剖面圖，圖2是表示半導(dǎo)體器件的電極引線的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
本實(shí)施例是用樹脂將具有pn結(jié)的硅二極管密封在表面安裝型的封裝體中的半導(dǎo)體器件的例子。
如圖1中所示，本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件10具備隔開配置的第1和第2電極引線11、12；在第1電極引線11的第1面(主面)11a上從第1電極引線11突出地放置的半導(dǎo)體芯片13；以及將半導(dǎo)體芯片13的焊盤14電連接到第2電極引線12的第1面(主面)12a上的鍵合線15。
再者，具備分別使與第1電極引線11的第1面11a對置的第2面11b和與第2電極引線12的第1面12a對置的第2面12b露出、用樹脂16模塑第1和第2電極引線11、12、半導(dǎo)體芯片13、鍵合線15的封裝體17。
將半導(dǎo)體芯片13放置在第1電極引線11的第1面11a上，使半導(dǎo)體芯片13的一部分13a從第1電極引線11的端部11c朝向第2電極引線12一側(cè)以長度L1突出。
由此，樹脂16的一部分18進(jìn)入到半導(dǎo)體芯片13的一部分13a的下側(cè)，利用樹脂16的一部分18的固定效應(yīng)提高了樹脂16與第1和第2電極引線11、12、半導(dǎo)體芯片13的密接力。
如圖2中所示，對于第1和第2電極引線11、12來說，從第2面11b、12b一側(cè)朝向第1面11a、12a按下述順序?qū)盈B了第1Au膜21、第1Ni膜22、Cu膜23、第2Ni膜24和第2Au膜25。
Cu膜23是第1和第2電極引線11、12的主要構(gòu)成材料，由于其熱傳導(dǎo)率高達(dá)394W/mK，故半導(dǎo)體芯片的發(fā)熱容易發(fā)散到外部。
第1和第2Au膜21、25防止Cu膜23的氧化，容易進(jìn)行鍵合線15的鍵合和與外部基板(未圖示)的焊接。
第1和第2Ni膜22、24起到阻止Au和Cu因鍵合和安裝時(shí)的加熱而擴(kuò)散并導(dǎo)致第1和第2Au膜21、25分別與Cu膜23合金化的阻擋層的功能，防止了鍵合和安裝不良。
因而，第1和第2Au膜21、25的膜厚例如約為0.2～2μm、Ni膜22、24的膜厚例如約為1～5μm、Cu膜23的膜厚例如約為10～50μm是適當(dāng)?shù)摹?br> 由此，由于經(jīng)放置了半導(dǎo)體芯片13的第1電極引線11的Cu膜23將半導(dǎo)體芯片13的發(fā)熱的大部分發(fā)散到外部，此外，經(jīng)鍵合線15和第2電極引線12的Cu膜23將發(fā)熱的一部分發(fā)散到外部，故可得到充分的散熱特性。
即，Cu的熱傳導(dǎo)率(～394W/mK)比Au的熱傳導(dǎo)率(～317W/mK)和Ni的熱傳導(dǎo)率(～92W/mK)大。
此外，Cu的比熱(～0.385J/g·K)比較大，比Au的比熱(～0.128J/g·K)大，接近于Ni的比熱(～0.439J/g·K)。
因而，由于Cu膜23的膜厚越厚，Cu膜23的體積越增加，Cu膜23的熱容量成比例地增加，故在半導(dǎo)體芯片13中局部產(chǎn)生的熱在Cu膜23的內(nèi)部很快地被吸收、擴(kuò)散。
在Cu膜23的內(nèi)部被吸收、擴(kuò)散的熱從擴(kuò)散端起經(jīng)Ni膜22、再經(jīng)Au膜21高效地分散到外部進(jìn)行散熱而不會(huì)集中于一部分上。
通過實(shí)驗(yàn)已確認(rèn)，利用預(yù)先在作為半導(dǎo)體芯片13的硅二極管中流過規(guī)定的矩形正向電流且在正向電流截止期間內(nèi)測定硅二極管的反向電流的方法求出的硅二極管的結(jié)溫與以前相比減少了約20～30％。
其次，說明半導(dǎo)體器件10的制造方法。圖3至圖9是按順序表示半導(dǎo)體器件10的制造工序的剖面圖，圖10是表示在基板上安裝了半導(dǎo)體器件10的狀態(tài)的剖面圖。
開始，如圖3中所示，在導(dǎo)電性的基板30、例如厚度約150μm的不銹鋼板上形成保護(hù)膜31、例如抗蝕劑膜，利用光刻法構(gòu)圖用于形成第1和第2電極引線11、12的第1開口32和第2開口33。
將保護(hù)膜31的厚度設(shè)定為與第1Au膜21、第1Ni膜22、Cu膜23、第2Ni膜24和第2Au膜25的膜厚之和相等的厚度、例如約為30～40μm。
其次，如圖4A中所示，例如利用電鍍法在第1和第2開口32、33內(nèi)的基板30上形成厚度約為0.2～2μm的第1Au膜21。
其次，如圖4B中所示，例如利用電鍍法在第1和第2開口32、33內(nèi)的第1Au膜21上形成厚度約為1～5μm的第1Ni膜22。
其次，如圖4C中所示，例如利用電鍍法在第1和第2開口32、33內(nèi)的第1Ni膜22上形成厚度約為10～50μm的Cu膜23。
其次，如圖5A中所示，例如利用電鍍法在第1和第2開口32、33內(nèi)的Cu膜23上形成厚度約為1～5μm的第2Ni膜24。
其次，如圖5B中所示，例如利用電鍍法在第1和第2開口32、33內(nèi)的第2Ni膜24上形成厚度約為0.2～2μm的第2Au膜25。
其次，如圖6中所示，通過除去保護(hù)膜31，可得到在具備按下述順序?qū)盈B了第1Au膜21、第1Ni膜22、Cu膜23、第2Ni膜24和第2Au膜25的第1和第2電極引線11、12的半導(dǎo)體器件的制造中使用的基板35。
其次，如圖7中所示，在第1電極引線11的第1面11a上從第1電極引線11突出地放置半導(dǎo)體芯片13，將鍵合線15鍵合到半導(dǎo)體芯片13的焊盤14和第2電極引線12的第1面12a上。
其次，如圖8中所示，用樹脂16覆蓋基板30上的第1和第2電極引線11、12、半導(dǎo)體芯片13、鍵合線15。由此，用樹脂16模塑第1和第2電極引線11、12、半導(dǎo)體芯片13。
其次，如圖9中所示，例如吸附固定樹脂16的上表面，卷起基板30一側(cè)，從基板30剝離第1和第2電極引線11、12。
由此，可得到第1電極引線11的第2面11b和第2電極引線12的第2面12b從圖1中表示的封裝體17露出的半導(dǎo)體器件10。
如圖10中所示，將半導(dǎo)體器件10放置成使得第1電極引線11的第2面11b與在布線基板40上的布線圖案41的一端上設(shè)置的連接端子43接觸，第2電極引線12的第2面12b與在布線圖案42的一端上設(shè)置的連接端子44接觸。
布線基板40例如是玻璃環(huán)氧基板，布線圖案41、42例如是用厚度約為20μm的粘接材料(未圖示)粘貼的厚度約為20μm的銅箔，連接端子43、44例如是約100μm見方的焊錫(膏)。
通過在布線基板40上放置并加熱半導(dǎo)體器件10，將第1和第2電極引線11、12焊接到連接端子43、44上，將半導(dǎo)體器件10安裝在布線基板40上。
圖11表示在片狀基板30上整體地形成了半導(dǎo)體器件10的狀態(tài)，是切去了模塑樹脂16的一部分的平面圖，圖12是表示整體地用樹脂16進(jìn)行了模塑的半導(dǎo)體器件10的分離工序的剖面圖。
如圖11中所示，在尺寸例如約為50mm見方的片狀基板30上利用電鍍法整體地形成隔開配置的多條第1和第2電極引線11、12。
其次，在各第1電極引線11上分別放置半導(dǎo)體芯片13，分別將各半導(dǎo)體芯片13電連接到第2電極引線上。
其次，通過整體地用樹脂16模塑片狀基板30上的第1和第2電極引線11、12、半導(dǎo)體芯片13、鍵合線15，整體地形成例如約幾千個(gè)半導(dǎo)體器件10。
其次，如圖12中所示，在剝離了片狀基板30后，將整體地模塑半導(dǎo)體器件10的樹脂16粘貼到片51上，通過用刀片52沿劃片區(qū)域53切斷樹脂16，從而分離為各個(gè)半導(dǎo)體器件10。
如以上已說明的那樣，由于本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件10具有按下述順序?qū)盈B了第1Au膜21、第1Ni膜22、Cu膜23、第2Ni膜24和第2Au膜25的第1和第2電極引線11、12，故經(jīng)Cu膜23將半導(dǎo)體芯片13的發(fā)熱發(fā)散到外部。
其結(jié)果，可得到散熱特性好且小型的例如長度約0.8mm、寬度約0.4mm、高度約0.4mm的半導(dǎo)體器件10。
在此，雖然對使用了與利用電鍍法形成的第1和第2電極引線11、12之間的剝離性良好的不銹鋼板作為基板30的情況進(jìn)行了說明，但也可使用不銹鋼以外的金屬材料。
此外，說明了用電鍍法形成第1和第2電極引線11、12的情況，但也可利用無電場電鍍法來形成。
如果是無電場電鍍法，則可使用具有可塑性的絕緣膜、例如聚酰亞胺等作為基板。
但是，在第1和第2電極引線11、12的膜厚厚的情況下，從處理時(shí)間或費(fèi)用等方面來看，電鍍速度快的電鍍法是更為理想的。此外，也可組合電鍍法和無電場電鍍法來形成。
此外，說明了利用電鍍法形成第1和第2電極引線11、12的情況，但只要是能得到目標(biāo)厚度的范圍內(nèi)，則也可使用另外的方法、例如真空蒸鍍法或?yàn)R射法等來形成。
實(shí)施例2圖13表示與本發(fā)明的實(shí)施例2有關(guān)的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，圖13A是切去了封裝體的一部分的平面圖，圖13B是沿圖13A的B-B線切斷并朝箭頭方向上看時(shí)的剖面圖。
在本實(shí)施例中對與上述實(shí)施例1相同的構(gòu)成部分附以相同符號并省略其說明，只說明不同的部分。本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同點(diǎn)在于具有3條電極引線。
即，如圖13中所示，與實(shí)施例2有關(guān)的半導(dǎo)體器件60具備與第1電極引線61互相隔開配置的第2和第3電極引線62、63。
在第1電極引線61的第1面61a上從第1電極引線61突出地放置半導(dǎo)體芯片64、例如縱向MOS晶體管，經(jīng)鍵合線65將半導(dǎo)體芯片64的第1電極S電連接到第2電極引線62的第1面62a上，經(jīng)鍵合線66將半導(dǎo)體芯片64的控制電極G電連接到第3電極引線63的第1面63a上。
再者，具備分別使與第1電極引線61的第1面61a對置的第2面61b、與第2電極引線62的第1面62a對置的第2面62b和與第3電極引線63的第1面63a對置的第2面(未圖示)露出、用樹脂67模塑第1至第3電極引線61、62、63、半導(dǎo)體芯片64、鍵合線65、66的封裝體68。
由此，由于經(jīng)放置了半導(dǎo)體芯片64的第1電極引線61的Cu膜23將半導(dǎo)體芯片64的發(fā)熱的大部分發(fā)散到外部，此外，經(jīng)鍵合線65、66以及第2和第3電極引線62、63的Cu膜23將發(fā)熱的一部分發(fā)散到外部，故可得到良好的散熱特性。
如以上已說明的那樣，由于在與實(shí)施例2有關(guān)的半導(dǎo)體器件60中具有第2和第3電極引線62、63，故具有提高比晶體管等的發(fā)熱量更大的半導(dǎo)體芯片的散熱特性的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于具備隔開配置的、按下述順序?qū)盈B了第1Au膜、第1Ni膜、Cu膜、第2Ni膜和第2Au膜的第1和第2電極引線；半導(dǎo)體芯片，在下表面上具有第1電極，在上表面上具有第2電極，放置在上述第1電極引線的主面上使得上述第1電極與上述第1電極引線的主面接觸；第1連接導(dǎo)體，將上述半導(dǎo)體芯片的第2電極電連接到上述第2電極引線的主面上；以及封裝體，分別使與上述第1和第2電極引線的上述主面對置的面露出，用樹脂模塑了上述第1和第2電極引線以及上述半導(dǎo)體芯片。
2.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于上述Cu膜的厚度比上述第1和第2Au膜的厚度以及上述第1和第2Ni膜的厚度厚。
3.如權(quán)利要求2中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于上述Cu膜的厚度是10至50μm，上述第1和第2Au膜的厚度是0.2至2μm，上述第1和第2Ni膜的厚度是1至5μm。
4.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于上述半導(dǎo)體芯片的一部分從上述第1電極引線的主面突出。
5.如權(quán)利要求4中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于上述半導(dǎo)體芯片的突出方向是上述第2電極引線一側(cè)。
6.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于上述半導(dǎo)體芯片是二極管。
7.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于還具備與上述第1和第2電極引線隔開配置的、按下述順序?qū)盈B了第1Au膜、第1Ni膜、Cu膜、第2Ni膜和第2Au膜的第3電極引線；在上述半導(dǎo)體芯片的上表面上、與上述第2電極隔開形成的第3電極；以及將上述半導(dǎo)體芯片的第3電極電連接到上述第3電極引線的主面上的第2連接導(dǎo)體。
8.如權(quán)利要求7中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于上述Cu膜的厚度是10至50μm，上述第1和第2Au膜的厚度是0.2至2μm，上述第1和第2Ni膜的厚度是1至5μm。
9.如權(quán)利要求7中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于與上述第1電極引線的一邊對置地配置了上述第2和第3電極引線。
10.如權(quán)利要求7中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于上述半導(dǎo)體芯片的一部分從上述第1電極引線的主面突出。
11.如權(quán)利要求10中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于上述半導(dǎo)體芯片的突出方向是上述第2和第3電極引線一側(cè)。
12.如權(quán)利要求7中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于上述半導(dǎo)體芯片是縱向絕緣柵場效應(yīng)晶體管。
13.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于具備下述工序在基板的主面上制備按下述順序選擇性層疊了第1Au膜、第1Ni膜、Cu膜、第2Ni膜和第2Au膜的第1和第2電極引線的工序；在上述第1電極引線上放置在下表面上具有第1電極且在上表面上具有第2電極的半導(dǎo)體芯片使得上述第1電極與上述第1電極引線的主面接觸并將上述半導(dǎo)體芯片的第2電極電連接到上述第2電極引線的主面上的工序；用樹脂模塑上述第1和第2電極引線以及上述半導(dǎo)體芯片的工序；以及從上述基板剝離上述第1和第2電極引線的工序。
14.如權(quán)利要求13中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于通過在上述基板的主面上形成具有開口圖案的保護(hù)膜并且以上述保護(hù)膜為掩模、在上述基板上分別利用電鍍法形成上述第1和第2Au膜、上述第1和第2Ni膜以及上述Cu膜來形成上述第1和第2電極引線。
15.如權(quán)利要求13中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于還具備將在上述半導(dǎo)體芯片的上表面上、與上述第2電極隔開形成的第3電極電連接到與上述第1和第2電極引線隔開配置的、按下述順序?qū)盈B了上述第1Au膜、第1Ni膜、Cu膜、第2Ni膜和第2Au膜的第3電極引線的主面上的工序。
16.如權(quán)利要求13中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于通過吸附上述樹脂的上表面來撕下上述基板，進(jìn)行從上述基板剝離上述電極引線的工序。
17.一種在半導(dǎo)體器件的制造中使用的襯底，其特征在于具備基板；以及在上述基板的主面上隔開配置的、按下述順序?qū)盈B了第1Au膜、第1Ni膜、Cu膜、第2Ni膜和第2Au膜的多條電極引線。
18.如權(quán)利要求17中所述的在半導(dǎo)體器件的制造中使用的襯底，其特征在于上述基板是導(dǎo)電性基板。
19.如權(quán)利要求17中所述的在半導(dǎo)體器件的制造中使用的襯底，其特征在于上述基板是絕緣膜。
20.如權(quán)利要求17中所述的在半導(dǎo)體器件的制造中使用的襯底，其特征在于上述多條電極引線是第1至第3電極引線，與上述第1電極引線的一邊對置地配置了上述第2和第3電極引線。
全文摘要
公開了散熱特性良好的半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體器件的制造方法和在半導(dǎo)體器件的制造中使用的襯底。為了提高散熱性，將半導(dǎo)體芯片放置在按下述順序?qū)盈B了第1Au膜、第1Ni膜、Cu膜、第2Ni膜和第2Au膜的第1電極引線的主面上，使與第1電極引線的主面相反的面露出，用樹脂模塑了第1電極引線和半導(dǎo)體芯片。經(jīng)Cu膜將半導(dǎo)體芯片的發(fā)熱高效地發(fā)散到外部。再者，公開了通過從第1電極引線突出地放置半導(dǎo)體芯片的一部分，從而既維持散熱性又提高樹脂與第1電極引線、半導(dǎo)體芯片的密接力的情況。
文檔編號H01L23/373GK1959974SQ20061014393
公開日2007年5月9日 申請日期2006年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月4日
發(fā)明者中尾淳一 申請人:株式會(huì)社東芝