專利名稱：塑料模制的具有小平直度偏差引線的集成電路組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑料模制集成電路(IC)組件。
在第1現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件中，把半導體芯片裝配在島上并用焊接引線連接到引線。用模制樹脂密封半導體芯片、島、焊接引線和引線。從模制樹脂伸出的外引線部分被分段彎曲。以后詳細解釋它。
但是，在第1現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件中，當半導體芯片引線數(shù)增加時，則減少引線間距，即，外引線間距，它使引線平直度產(chǎn)生偏差。于是，它難于可靠地處理外引線，熱耗散效果不好。此外，從模制樹脂伸出的外引線受到機械碰撞，容易變形。此外，由于他們的彈性特性和模制樹脂的熱膨脹和收縮，引線容易變形。
在第2現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件中(見日本實用新型公開NO.2-95256)，把絕緣帶粘貼到外引線上，于是，保證了外引線的平直度。以后將詳細解釋。
但是，在第2現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件中，絕緣帶增加制造成本。并且引線容易變形。
在第3現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件中，在中間絕緣襯底上形成導電圖形。這樣，導電圖形有許多導電條，其外側(cè)間距比內(nèi)側(cè)間距大。通過焊接引線把半導體芯片連接到導電圖形的內(nèi)側(cè)上，通過焊接引線把引線連到導電圖形的外側(cè)。于是，可能增加半導體芯片導線數(shù)目。以后將詳細解釋它。
但是，在第3現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組，兩種焊接操作減少制造的合格率，增加制造成本。在組件中延遲傳輸信號，于是減少工作速度。并且，引線容易變形。
在第4現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件中，設(shè)置散熱片，其由有優(yōu)良散熱特性的金屬構(gòu)成，以后將詳細解釋它。
但是，在第4現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件中，散熱片和引線框架增加制造成本。并且，引線容易變形。
本發(fā)明的目的是提供一種塑料模制IC組件，其具有小平整度偏差特性。
按照本發(fā)明，在塑料摸制IC組件中，在絕緣層第1表面上形成金屬圖形和引線，在絕緣層第2表面上形成和半導體芯片連接的導電圖形。通過絕緣層的孔，連接導電圖形和引線。這樣，保持平整度，引線幾乎不變形。
下面參考附圖進行敘述，并和現(xiàn)有技術(shù)進行比較，將會更清楚的理解本發(fā)明，其中

圖1A是表示第1現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件的透視圖圖1B是表示如圖1A所示組件的剖視圖；圖2A是表示第2現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件的透視圖；圖2B是如圖2A所示組件的剖視圖；圖3A是表示第3現(xiàn)有技術(shù)模制IC組件的透視圖；圖3B是如圖3A所示組件的剖視圖；圖4A是第4現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件的透視圖；圖4B是如圖4A所示組件的剖視圖；圖5A是表示按照本發(fā)明塑料模制IC組件第1實施例的俯視圖；圖5B是如圖5A所示組件的后視圖；圖5C是如圖5A所示組件的剖視圖。
圖6A是表示按照本發(fā)明塑料模制IC組件第2實施例的俯視圖；圖6B是如圖6A所示組件的后視圖；圖6C是如圖6A所示組件的剖視圖；圖7A是按照本發(fā)明塑料模制IC組件第3實施例的俯視圖；圖7B是如圖7A所示組件的后視圖；圖7C是如圖7A所示組件的剖視圖；圖8A是按照本發(fā)明塑料模制IC組件第4實施例的俯視圖；圖8B是如圖8A所示組件的后視圖；圖8C是如圖8A所示組件的剖視圖；圖9A是按照本發(fā)明塑料模制IC組件第5實施例的俯視圖；圖9B是如圖9A所示組件的后視圖；圖9C是如圖9A所示組件的剖視圖；圖10A是按照本發(fā)明塑料模制IC組件第6實施例的俯視圖；圖10B是如圖10A所示組件的后視圖10C是如圖10A所示組件的剖視圖；圖11A，11B和11C是分別表示如圖10A，10B，10C所示一種修改的塑料模制IC組件的俯視圖，后視圖和剖視圖；圖12A，12B和12C分別表示如圖10A，10B，10C所示另一種改形塑料模制IC組件的俯視圖，后視圖，剖視圖；圖13A是按照本發(fā)明塑料模制IC組件第7實施例的俯視圖；圖13B是如圖13A所示組件的后視圖；圖13C是如圖13A所示組件的剖視圖；圖14是按照本發(fā)明塑料模制IC組件第8實施例的剖視圖；圖15是按照本發(fā)明塑料模制IC組件第9實施例的剖視圖；圖16A到圖16G是說明如圖13A，13B，13C所示組件制造方法的剖視圖。
在敘述優(yōu)選實施例之前，將參考圖1A，1B，2A，2B，3A，3B，4A，4B解釋現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件。
圖1A和圖1B分別是透視圖和剖視圖，表示第1現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件，通過銀(Ag)膏粘含劑層102把半導體芯片101粘合到島103上。通過焊接引線104把半導體芯片101連接到引線105上。利用模制樹脂外殼106密封半導體芯片101、Au膏粘合劑層102、島103、焊接引線104和引線105。引線105的外引線105a從模制樹脂外殼106伸出，被金屬模具(未示出)分段彎曲。
但是，在圖1A和圖1B的塑料模制IC組件中，當增加半導體芯片101的引線數(shù)時，引線105的間距，即外引線105a的間距減少，使外引線105a平直度產(chǎn)生偏差。這樣，難于有保障地處理外引線105a，特別是方形扁平封裝組件(QFP)和載帶組件(TCP)，此處外引線間距小于0.5mm。而且，QFPS變得更小，要求較大的熱耗散。此外，從模制樹脂外殼106伸出的外引線105a受到機械碰撞，容易變形。還有，由于其彈性特性和模制樹脂外殼的熱膨脹和收縮，外引線105a容易變形。
圖2A和圖2B分別是透視圖和剖視圖，表示第2現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件(見日本實用新型公開NO.2-95256)，把絕緣帶107粘合到如圖1A和圖1B所示的外引線105a，這樣，保證了外引線105a的平直度。
但是，在如圖2A和2B所示的塑料模制IC組件中，絕緣帶107增加制造成本。而且，導線105仍然容易變形。
在表示第3現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件的透視圖3A和剖視圖3B中，中間絕緣襯底108形成在圖1A和圖1B所示的島103上，導電圖形109形成在中間絕緣襯底108上。導電圖形109有許多外側(cè)間距大于內(nèi)側(cè)的間距的導電條。通過焊接把引線14A連接到半導體芯片101到導電圖形109的內(nèi)側(cè)，通過地焊接引線14B連接到引線105導電圖形的外側(cè)。于是，可能增加半導體芯片101的引線數(shù)。
但是，在如圖3A和3B所示的塑料模制IC組件中，兩種引線焊接操作減少了制造合格率，于是增加了制造成本。并且，在組件中延遲傳輸信號，這就減少了工作速度。此外，引線105容易變形。
透視圖4A和剖視圖4B表示第4現(xiàn)有技術(shù)塑料模制IC組件，散熱片110由優(yōu)良散熱金屬構(gòu)成，代替圖1A和1B所示的島103。即，通過Ag膏粘合層102把散熱片110粘合到半導體芯片101上，同時，通過絕緣樹脂層111把散熱片110和引線105的內(nèi)引線部分粘合在一起，從而減少熱阻。
但是，在4A和4B塑料模制IC組件中，散熱片110和引線105的引線框架增加制造成本。而且，引線105容易變形。
俯視圖5A、后視圖5B、剖視圖5C表示本發(fā)明第1實施例，引線1和基底圖形2是由大約0.15到0.2mm厚的銅片制成，在其上設(shè)置大約20到50μm的聚酰亞胺。在聚酰亞胺上設(shè)置由約18到35μm厚的銅箔或類似物組成的導電圖形4。導電圖形4有很多條，其外側(cè)間距大于內(nèi)側(cè)間距。導電圖形4通過孔TH和引線1相連。
在聚酰亞胺中心部分打孔形成器件孔。穿過器件孔在基底圖形2上設(shè)置由銅片制成的島5，利用Ag(銀)膏粘合層(未表示)或諸如此類的粘合層把半導體芯片6粘接到島5上。
利用焊接引線7把半導體芯片6連到導電圖形4上。
用模制樹脂外殼8密封聚酰亞胺層3，導電圖形4、島5、半導體芯片6、焊接引線7。
在5A和5B的塑料模制IC組件中，因為引線1整體地設(shè)置在聚酰亞胺層3上，引線1的平直度幾乎沒有產(chǎn)生偏差。并且，引線1幾乎沒有變形。由于焊接引線數(shù)少，可能減少成本，抑制傳輸信號的延遲。此外，基底圖形2增強了半導體芯片6的熱耗散。
利用焊接把圖5A、5B和5C所示的塑料模制IC組件裝配到印刷電路板上(未表示)。這樣，當引線1的間距太窄的時候，在引線1之間可能產(chǎn)生焊料橋(或短路)。
圖6A、6B、6C表示本發(fā)明第2實施例，將圖5A、5B、5C所示的引線1的外部引線交錯地設(shè)置，顯著增加引線1的間距。因此，可能抑制上述的短路現(xiàn)象發(fā)生。
圖7A、7B、7C表示本發(fā)明第3實施例，不存在圖5A，5B，5C的聚酰亞胺層3的器件孔，用圖形2A和2B代替圖5A、5B、5C的基底圖形2。這樣，把圖形2A和2B作為電源電壓端和地電壓端，或者把圖形2A和2B作為地電壓端。
圖8A、8B、8C表示本發(fā)明第4實施例，圖7A、7B、7C的圖形2A和2B作為電源電壓端和地電壓端，把芯片電容9設(shè)置在圖形2A和2B之間。注意，把設(shè)置在圖形2A和2B之間50Ω或75Ω的芯片電阻代替芯片電容9。
圖9A、9B、9C表示本發(fā)明第5實施例，圖5A，5B，5C聚酰亞胺層3的器件孔不存在，利用小凸決10把半導體芯片6裝置在導電圖形4上。這樣，半導體芯片6成為倒置連接類型的芯片。注意，小凸塊10可能形成在導電圖形4的邊緣或者半導體芯片6的電極上。
圖10A、10B、10C表示本發(fā)明第6實施例，圖5A、5B、5C的引線1從聚酰亞胺層3中伸出。交錯設(shè)置引線1的外部引線1a，則顯著的增加引線1的間距。因此，抑制短路現(xiàn)象發(fā)生，引線1可能變形成如圖11A，11B，11C那樣的鷗冀形狀。引線1也可能變形成如圖12A，12B，12C所示的丁字形狀。
圖13A、13B、13C表示本發(fā)明第7實施例，環(huán)形圖形11設(shè)置在導電圖形4的外圍，并從此隔開?？赡馨央娫措妷夯虻仉妷杭釉诃h(huán)形圖形11上。當形成模制樹脂外殼時，環(huán)形圖形11阻擋樹脂。
圖14表示本發(fā)明第8實施例，用聚酰亞胺層3A和3B代替圖13C中的聚酰亞胺層3。導電圖形4A和4B形成在聚酰亞胺層3A和3B上，并通過焊接引線7A和7B與半導體芯片6相連。注意，環(huán)形圖形11形成在聚酰亞胺層3B上。
圖15表示本發(fā)明第9實施例，設(shè)置半導體芯片6A和6B代替圖15中的半導體芯片6。注意，可以把本發(fā)明用于包括3個以上半導體芯片的組件。
制造本發(fā)明第1到第9實施例半導體器件的步驟，相互間類似。下面參考附圖16A到16G，解釋如圖13A，13B，13C所示的制造組件的方法。
首先，參考圖16A，設(shè)置大約0.15到0.20mm的銅基片1601。然后，在銅基片1601上淀積大約20到50μm厚的聚酰亞胺層1602，然后在聚酰亞胺1602上淀積大約9到18μm厚的銅箔1603。
接著，參考圖16B，利用光刻工藝形成光致抗蝕劑圖形1604，利用光致抗蝕劑圖形1604作為掩模腐蝕銅箔1603。然后，除掉光致抗蝕劑圖形1604。
接著，參考圖16C，利用銅箔1603作為掩模，腐蝕聚酰亞胺層1602。這樣，獲得圖13A，13B，13C的聚酰亞胺層3。形成如圖13A、13B、13C所示的聚酰亞胺層3的通孔TH。
接著，參考圖16D，利用電鍍在整個表面上淀積大約9到17μm的銅層1605。
接著，參考圖16E，用光刻工藝形成光致抗蝕劑圖形1606，用光致抗蝕劑圖形1606作掩模，腐蝕銅層1605。
參考圖16E，利用光刻工藝形成光致抗觸劑圖形1607，然后，用光致抗蝕劑圖形1607作掩模，腐蝕銅基片1601。
參考圖16G，除掉光致抗蝕劑圖形1606和1607。結(jié)果，獲得引線1，基底圖形2，導電圖形4，環(huán)形圖形11。
在圖16G的器件孔中裝配島5和半導體芯片6，在半導體芯片6和導電圖形4之間焊接引線7。最后，用金屬模具夾住器件注入樹脂，于是制成如圖13A，13B，13C所示的半導體器件。
如上所述，按照本發(fā)明，因為在絕緣層上形成引線，并使引線穿過絕緣層的通孔和連接半導體芯片的導電圖形相連，結(jié)果沒有引起引線的平直度引起偏差，引線幾乎沒有變形。
權(quán)利要求
1，一種半導體組件，其包括具有第1和第2表面的絕緣層(3)；形成在所述絕緣層第1表面上的基底圖形(2)；形成在所述絕緣層第1表面上的引線(1)；形成在所述絕緣層第2表面上的導電圖形(4)，穿過所述絕緣層的通孔(TH)和所述引線相連；和所述導電層相連的半導體芯片(6)；密封所述半導體芯片的模制樹脂外殼(8)。
2，按照權(quán)利要求1的組件，其特征是，交錯設(shè)置所述引線的外段。
3，按照權(quán)利要求1的組件，還包括穿過所述絕緣層的器件孔形成在所述基底圖形上的島(5)，形成在所述島上的所述半導體芯片。
4，按照權(quán)利要求3的組件，其特征是，利用焊接引線(7)把所述半導體芯片連到所述導電圖形上。
5，按照權(quán)利要求1的組件，其特征是，利用小凸塊(10)把所述半導體芯片連到所述導電層上。
6，按照權(quán)利要求1的組件，其特征是，所述引線從所述絕緣層處伸出。
7，按照權(quán)利要求6的組件，其特征是，所述引線的外段制成鷗翼形狀。
8，按照權(quán)利要求6的組件，其特征是，所述引線的外段形成丁字形狀。
9，按照權(quán)利要求1的組件，還包括環(huán)狀圖形(11)，其形成在所述絕緣層第2表面的外部。
10，按照權(quán)利要求4的組件，還包括另一絕緣層(3B)，其形成在所述絕緣層上；另一導電圖形(4B)，其形成在所述的其它絕緣層上；所述半導體芯片，其通過另一焊接引線(7B)和所述另一導電層相連。
11，按照權(quán)利要求1的組件，還包括與所述導電圖形相連的其它半導體芯片(6A，6B)。
12，一種半導體組件，其包括有第1和第2表面的絕緣層(3)；形成在所述絕緣層的第1表面上的隔離的第1和第2金屬圖形(A，2B)；形成在所述絕緣層第1表面上的引線(1)；導電圖形(4)，其形成在所述絕緣層的第2表面上，并穿過所述絕緣層的通孔(TH)和所述引線相連；半導體芯片(6)，其形成所述絕緣層的第2表面上并和所述導電層相連；模制樹脂外殼(8)，其密封所述半導體芯片。
13，按照權(quán)利要求12的組件，還包括島(5)，其形成在所述半導體芯片和所述絕緣層之間。
14，按照權(quán)利要求12的組件，其特征是，通過焊接引線(7)把半導體芯片連接到所述導電圖形上。
15，按照權(quán)利要求12的組件，還包括芯片電容器(9)，其設(shè)置在所述金屬層之間。
16，按照權(quán)利要求12的組件，還包括設(shè)置在所述金屬圖形之間的芯片電阻。
17，一種制造塑料模制IC組件的方法，其包括下列步驟在絕緣層(1602)的第1表面上形成第1金屬層(1601)；在所述絕緣層的第2表面上形成第2金屬層(1603)把所述第2金屬層刻成圖形；利用所述的形成圖形的第2金屬層作掩模，腐蝕所述的絕緣層，以便在所述絕緣層中形成器件孔和通孔；在所述絕緣層的第2表面上淀積第3金屬層(1605)，通過所述器件孔和所述通孔中的所述第3導電層使所述第1金屬層和所述第2金屬層接觸；使所述第3金屬層形成圖形，以除掉所述器件孔中的所述第3金屬層；把所述第1金屬層形成圖形，以便形成基底圖形(2)和引線(1)，所述基底圖形面對所述器件孔，所述引線通過所述通孔和所述第2和第3金屬層相連；通過所述器件孔，把半導體芯片(6)設(shè)置在所述的基底圖形上；連接所述半導體芯片和所述第3金屬層；用樹脂密封所述半導體芯片。
18，按照權(quán)利要求17的方法，其特征是，所述第3金屬層形成步驟在所述絕緣層第2表面外部上形成一環(huán)形圖形(11)。
全文摘要
在塑料模制IC組件中，在絕緣層(3)的第1表面上形成金屬圖形(2)的引線(1)，在絕緣層的第2表面上，形成與半導體芯片(6)相連的導電圖形(4)。穿過絕緣層的通孔，把導電圖形連到引線上。
文檔編號H01L23/31GK1148733SQ96112259
公開日1997年4月30日 申請日期1996年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月31日
發(fā)明者鈴木克信, 羽賀彰 申請人:日本電氣株式會社