專利名稱：樹脂封包型半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種樹脂封包型半導(dǎo)體裝置及一種樹脂封包型半導(dǎo)體裝置的導(dǎo)線框，此半導(dǎo)體裝置可讓各種尺寸的半導(dǎo)體芯片載置于共用導(dǎo)線框而不需重大地改變裝配技術(shù)，且此半導(dǎo)體裝置改善了散熱。


圖15a是概要的傳統(tǒng)半導(dǎo)體裝置平面視圖，圖15b是圖15a沿A-A’線剖開的部份視圖，圖16是使用于傳統(tǒng)半導(dǎo)體裝置的具有100個管腳的導(dǎo)線框的平面視圖，圖17是圖16的局部視圖。從圖15到圖17，參考號碼1是半導(dǎo)體芯片，2是管心墊(die pad)，3是粘接劑，4是內(nèi)導(dǎo)線，5是金屬電線及6是封包樹脂。如圖所示，在傳統(tǒng)半導(dǎo)體裝置及用于此的導(dǎo)線框，管心墊2具有符合半導(dǎo)體芯片1大小的尺寸，于是導(dǎo)線框是依所使用的對應(yīng)的半導(dǎo)體芯片1而制備。換言之，在傳統(tǒng)的樹脂封包型半導(dǎo)體裝置中，許多導(dǎo)線框必須為了不同大小的各半導(dǎo)體芯片以一對一相稱的方式制備。
因此，在傳統(tǒng)技術(shù)上，用于制造半導(dǎo)體裝置所需制備的導(dǎo)線框的種類數(shù)量必須與半導(dǎo)體芯片的種類數(shù)量相等。所以，導(dǎo)線框必須由昂貴的蝕刻法制造而不能用便宜的沖壓法，造成了制造成本的增加。
并且，固然可想到將導(dǎo)線框制成長條卷帶狀，并共用一種導(dǎo)線框于多種不同大小的半導(dǎo)體芯片，然而由于目前的電線粘接技術(shù)及塑模技術(shù)很難稱心如意地達(dá)成這種構(gòu)想。再者，對于傳統(tǒng)裝置要改善散熱，它通常需要散熱器或類似物，也造成了成本增加；因為半導(dǎo)體芯片所產(chǎn)生的熱量必須經(jīng)低熱傳導(dǎo)性的封包樹脂的厚層或局部傳導(dǎo)出去。
因此，在傳統(tǒng)技術(shù)上，一種導(dǎo)線框只能用來放置一種相同尺寸的半導(dǎo)體芯片。因半導(dǎo)體芯片大小依半導(dǎo)體芯片的功能而不同。導(dǎo)線框乃為每一種特定的半導(dǎo)體芯片而設(shè)計，故實質(zhì)上只能用于該種芯片。所以導(dǎo)線框只能由昂貴的蝕刻法制造而不可能減少半導(dǎo)體裝置的價格。
日本專利公開2-28966號揭示了一種以共同采用一種種類的導(dǎo)線框于多種不同種類半導(dǎo)體芯片為目的的共用于多種不同種類的半導(dǎo)體芯片的導(dǎo)線框的傳統(tǒng)制造技術(shù)的一例，此技術(shù)為，將傳統(tǒng)的管心墊予以省略，而將半導(dǎo)體芯片以粘接劑粘接于導(dǎo)線框的內(nèi)導(dǎo)線，且在芯片與導(dǎo)線的間保留一短距離以便在制造過程中支持半導(dǎo)體芯片。
然而，此種技術(shù)不考慮使用沖壓方法于導(dǎo)線框的制造的限制來看，導(dǎo)線框可共用的范圍是狹窄的及受限的且實際的應(yīng)用范圍也有限。換言的，日本專利公開2-28966號揭示的技術(shù)，當(dāng)引線鍵合到半導(dǎo)體芯片的管腳數(shù)量大的同時粘接墊(bonding pad)很小如150μm到100μm，及當(dāng)半導(dǎo)體芯片微小時，導(dǎo)線內(nèi)尖端要完全地圍繞半導(dǎo)體芯片會太擠，而且不可能將導(dǎo)線尖端配置于半導(dǎo)體芯片輪廓的導(dǎo)線內(nèi)部而直接鍵合內(nèi)導(dǎo)線于半導(dǎo)體芯片，因而沒有實質(zhì)上的效益。
于是，本發(fā)明的目的是提供一種無上述的傳統(tǒng)裝置的缺陷的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種無上述的傳統(tǒng)導(dǎo)線框的缺陷的半導(dǎo)體裝置導(dǎo)線框。
本發(fā)明的另一目的是提供一種任何不同形狀及尺寸的半導(dǎo)體芯片均可放置于相同共用的導(dǎo)線框而無需完全改變裝配技術(shù)以及改善了散熱的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明更進(jìn)一步的目的是提供一種導(dǎo)線框，此導(dǎo)線框可共用于放置許多種不同尺寸的半導(dǎo)體芯片，特別是對半導(dǎo)體裝置的制造有用，及可由比蝕刻方法便宜的沖壓方法制造。
由上述目的來看，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置包括半導(dǎo)體芯片，包含第一內(nèi)導(dǎo)線和第二內(nèi)導(dǎo)線的多數(shù)條導(dǎo)線，各該第一和第二內(nèi)導(dǎo)線是從半導(dǎo)體芯片中心實質(zhì)上放射狀延伸，以電性連接半導(dǎo)體芯片于內(nèi)導(dǎo)線的導(dǎo)電體及封包半導(dǎo)體芯片，導(dǎo)電體和內(nèi)導(dǎo)線的封包樹脂。每個第一內(nèi)導(dǎo)線具有第一內(nèi)端位于緊鄰中心點，每個第二內(nèi)導(dǎo)線具有第二內(nèi)端位于離中心點較第一內(nèi)端遠(yuǎn)的位置；且第一和第二內(nèi)導(dǎo)線是實質(zhì)上互相交錯排列。于是，此排列方式使得至少內(nèi)導(dǎo)線的一部分在半導(dǎo)體芯片下延伸而提供熱傳導(dǎo)路徑。
半導(dǎo)體芯片可只與第一內(nèi)導(dǎo)線重疊；或者，與第一和第二內(nèi)導(dǎo)線成為重疊關(guān)是。
內(nèi)導(dǎo)線也可包含第三內(nèi)導(dǎo)線，每個第三內(nèi)導(dǎo)線具第三內(nèi)端位于離中心點較第二內(nèi)端遠(yuǎn)的位置，且半導(dǎo)體芯片關(guān)于第一，第二及第三內(nèi)導(dǎo)線有重疊關(guān)是。
半導(dǎo)體裝置可更進(jìn)一步包括配置于半導(dǎo)體芯片和內(nèi)導(dǎo)線間的電性絕緣的良導(dǎo)熱器，半導(dǎo)體裝置還可包括配置于封包樹脂內(nèi)的散熱器。
本發(fā)明的導(dǎo)線框包括框以及由框支持的多數(shù)條導(dǎo)線，該多數(shù)條導(dǎo)線包括實質(zhì)上向框的中心呈放射狀延伸的第一內(nèi)導(dǎo)線和第二內(nèi)導(dǎo)線。每個第一內(nèi)導(dǎo)線有第一內(nèi)端緊鄰中心點，每個第二內(nèi)導(dǎo)線有第二內(nèi)端位于離中心點比該第一內(nèi)端遠(yuǎn)處，且第一和第二內(nèi)導(dǎo)線實質(zhì)上互相交錯地配置，由此該導(dǎo)線框適合共用于將不同外部尺寸的半導(dǎo)體芯片載置于導(dǎo)線框上而在導(dǎo)線間維持所需要的間隙。
導(dǎo)線可包括第三內(nèi)導(dǎo)線，每個第三內(nèi)導(dǎo)線具第三內(nèi)端位于離中心點較第二內(nèi)端遠(yuǎn)處。
每個第二內(nèi)導(dǎo)線是配置于第一內(nèi)導(dǎo)線和第三內(nèi)導(dǎo)線間，每個第三內(nèi)導(dǎo)線配置于第一和第二內(nèi)導(dǎo)線間。
導(dǎo)線框可更進(jìn)一步包括配置于框內(nèi)及第一內(nèi)端內(nèi)側(cè)的管心墊(die pad)及連接框和管心墊以支持管心墊的支撐腳(supporting pin)。管心墊可配置于包含內(nèi)導(dǎo)線的平面上。
至少一個內(nèi)導(dǎo)線可以移除，以便容許熔融的封包樹脂平滑流動。
內(nèi)導(dǎo)線可彎成曲柄狀并使內(nèi)導(dǎo)線內(nèi)部在一平面內(nèi)，該平面是平行于包括框的平面，但與包含框的平面不同。
本發(fā)明將由下面依附圖所示的實施例所作的詳細(xì)說明更加明了，其中圖1a是本發(fā)明第一實施例半導(dǎo)體裝置的概要的平面視圖。
圖1b是第1a圖沿A-A’線剖視的剖面?zhèn)纫晥D；圖2a到2c是本發(fā)明第一實施例半導(dǎo)體裝置的不同改進(jìn)的概要平面視圖；圖2d至2f是各自從圖2a至2c沿A-A’線剖視的剖面?zhèn)纫晥D；圖3a是本發(fā)明第二實施例半導(dǎo)體裝置的概要平面視圖；圖3b是圖3a沿A-A’線剖視的剖面?zhèn)纫晥D；圖4a是本發(fā)明第三實施例半導(dǎo)體裝置的概要平面視圖；圖4b是圖3a沿A-A’線剖視的剖面?zhèn)纫晥D；圖5是本發(fā)明導(dǎo)線框的放大局部視圖；圖6是本發(fā)明另一導(dǎo)線框的放大局部視圖；圖7是本發(fā)明又一導(dǎo)線框的放大局部視圖；圖8仍是本發(fā)明其它導(dǎo)線框的放大局部視圖；圖9a是本發(fā)明另一導(dǎo)線框的放大局部視圖；圖9b仍是本發(fā)明另一導(dǎo)線框的放大局部視圖；圖10a是舉例圖示于塑模(molding)具有管心支撐導(dǎo)線時的樹脂流動路徑的部分側(cè)視圖；圖10b是舉例圖示于塑模(molding)時不具有管心墊支撐導(dǎo)線的樹脂流動路徑的部分側(cè)視圖；圖11是本發(fā)明的實施例的導(dǎo)線框的局部放大視圖，顯示了導(dǎo)線的側(cè)邊部分；圖12是本發(fā)明另一實施例半導(dǎo)體裝置的概要側(cè)視圖；圖13是本發(fā)明又一實施例半導(dǎo)體裝置的概要側(cè)視圖；圖14是本發(fā)明另一實施例半導(dǎo)體裝置的概要側(cè)視圖；圖15a是傳統(tǒng)設(shè)計的半導(dǎo)體裝置的概要平面視圖；圖15b是圖15a沿A-A’線剖視的剖面?zhèn)纫晥D；圖16是傳統(tǒng)導(dǎo)線框的平面視圖17是圖16所示傳統(tǒng)導(dǎo)線框的局部視圖。
第一實施例從圖1a及1b與圖2a到2f可見，本發(fā)明半導(dǎo)體裝置包括，設(shè)置于具有多條導(dǎo)線L的導(dǎo)線框(lead frame)LF上的半導(dǎo)體芯片1。導(dǎo)線L包含內(nèi)導(dǎo)線4及外導(dǎo)線9，且內(nèi)導(dǎo)線4包含第一內(nèi)導(dǎo)線4a，第二內(nèi)導(dǎo)線4b及第三內(nèi)導(dǎo)線4c，每一個內(nèi)導(dǎo)線從框F中心點CP實質(zhì)上放射狀延伸(參閱圖5)。導(dǎo)線框LF也包括設(shè)置在中心部位而具支撐腳2a的方塊管心墊(die pad)2。半導(dǎo)體裝置也包括導(dǎo)電體5如鍵合電線(bonding wire)以電性連接半導(dǎo)體芯片1于內(nèi)導(dǎo)線4，也包括封包半導(dǎo)體芯片1，導(dǎo)電體5和內(nèi)導(dǎo)線4的封包樹脂6。
每個第一內(nèi)導(dǎo)線4a有第一內(nèi)端15a位于緊鄰導(dǎo)線框LF或半導(dǎo)體芯片1的中心點CP。每個第二內(nèi)導(dǎo)線4b有第二內(nèi)端15b位于離中心點CP較第一內(nèi)端15a遠(yuǎn)處，而每個第三內(nèi)導(dǎo)線4c有第三內(nèi)端15c離中心點CP最遠(yuǎn)處。第一、第二及第三內(nèi)導(dǎo)線實質(zhì)上相互交錯排列使各自的內(nèi)導(dǎo)線4間維持需要的間隙。
圖1a及1b所示的半導(dǎo)體芯片1為第一種尺寸，而管心墊2與半導(dǎo)體芯片1比較盡可能做成較小的尺寸，其一邊的尺寸為2mm到3mm，于是內(nèi)導(dǎo)線4內(nèi)端能在半導(dǎo)體芯片1下面的位置。從圖1b可見，管心墊2的平面在內(nèi)導(dǎo)線4平面的上方大約100μm處，以使他們不在同一平面。
此實施例中，小管心墊2為方形且內(nèi)導(dǎo)線4包含第一種內(nèi)導(dǎo)線4a具內(nèi)端15a位于靠近且圍繞管心墊2處?？捎蓤D看出，內(nèi)端15a沿著環(huán)或圓配置，該圓的中心與管心墊2的中心符合。內(nèi)導(dǎo)線4也包含第二種內(nèi)導(dǎo)線4b，該第二內(nèi)導(dǎo)線4b有沿著第二個環(huán)配置的內(nèi)端15b，該第二個環(huán)大于第一個環(huán)而且與第一個環(huán)同中心。內(nèi)導(dǎo)線4另外還包含第三種內(nèi)導(dǎo)線4c，該第三種內(nèi)導(dǎo)線4c是在第一種內(nèi)導(dǎo)線4a及第2種內(nèi)導(dǎo)線4b間的位置，其內(nèi)端15c在離管心墊2最遠(yuǎn)之處而與第二個環(huán)同中心的圍繞著第二個環(huán)。
在圖2c與2f所示的實施例，標(biāo)準(zhǔn)尺寸的半導(dǎo)體芯片1a載置于本發(fā)明的導(dǎo)線框LF上。在制造過程中，半導(dǎo)體芯片1a借一層絕緣粘接劑3附著且由升起的管心墊2支撐。在完整的半導(dǎo)體裝置，半導(dǎo)體芯片1a和內(nèi)導(dǎo)線4a，4b，4c的相對地小的間隙由一層固化的封包樹脂填充。當(dāng)需要時，半導(dǎo)體芯片1a可由鍵合電線5以電性連接于所有第一內(nèi)導(dǎo)線4a，第二內(nèi)導(dǎo)線4b和第三內(nèi)導(dǎo)線4c。所以，半導(dǎo)體芯片1a與所有的第一、第二和第三內(nèi)導(dǎo)線4a，4b，4c形成重疊關(guān)是。
然而，如圖1a，1b，2b和2e所示，當(dāng)希望裝設(shè)中型尺寸的半導(dǎo)體芯片1b時，半導(dǎo)體芯片1b只可由鍵合電線5以電性連接于第一和第二內(nèi)導(dǎo)線4a和4b，不包括第三內(nèi)導(dǎo)線4c，以便經(jīng)導(dǎo)線4建立對外連接的電路。在此例中，半導(dǎo)體芯片1b只與第一及第二導(dǎo)線4a及4b呈重疊關(guān)是。
如圖2a及2b所示，當(dāng)要裝載最小尺寸的半導(dǎo)體芯片1c時，只有第一內(nèi)導(dǎo)線4a可經(jīng)鍵合電線5以電連接半導(dǎo)體芯片1造成對外的電路。在此例中，半導(dǎo)體芯片1c只與第一內(nèi)導(dǎo)線4a有重疊關(guān)是。
所以，根據(jù)此發(fā)明，即使是半導(dǎo)體芯片1，如半導(dǎo)體芯片1a，1b及1c等不同尺寸的半導(dǎo)體芯片，同一個共用的導(dǎo)線框LF可用于裝載這些半導(dǎo)體芯片1a，1b 1c而不需顯著修正制造程序，并且可維持內(nèi)導(dǎo)線4間的絕緣所需要的間隙。
另外在此實施例，因為多條的內(nèi)導(dǎo)線4在半導(dǎo)體芯片1下面，半導(dǎo)體芯片1產(chǎn)生的熱量可經(jīng)封包樹脂薄層很容易地傳導(dǎo)到內(nèi)導(dǎo)線4且直接到外導(dǎo)線9將熱量散到外界，結(jié)果改善了散熱。
而且，較小半導(dǎo)體芯片1只連接于第一內(nèi)導(dǎo)線4a，對半導(dǎo)體芯片1提供電路連接的內(nèi)導(dǎo)線4的數(shù)量隨著半導(dǎo)體芯片1的尺寸增大而增加；同時，如半導(dǎo)體芯片1尺寸加大，則對引導(dǎo)半導(dǎo)體芯片1所產(chǎn)生的熱提供傳導(dǎo)作用的導(dǎo)線數(shù)量也增加，結(jié)果成為適當(dāng)且有效率的配置。
由圖1b及2d到2f可見，不同尺寸的半導(dǎo)體芯片1a，1b及1c等可設(shè)置于導(dǎo)線框而不需要將鍵合線設(shè)成延長環(huán)路。
第二實施例圖3a及3b表示本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的另一實施例。圖3b是圖3a沿A-A’線剖視的剖視圖。在此實施例，相框(picture frame)形態(tài)的絕緣膜7裝著于緊鄰半導(dǎo)體芯片1底面周圍部分的內(nèi)導(dǎo)線4，使得半導(dǎo)體芯片1底面和內(nèi)導(dǎo)線4間的電絕緣更為可靠。絕緣膜7可由任何已知適當(dāng)?shù)碾娊^緣材料制做。絕緣材料最好有良好的熱傳導(dǎo)性。半導(dǎo)體芯片1以管心墊2經(jīng)由未圖示的粘接劑支持。
第三實施例圖4a及4b表示本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的第三實施例。圖4b是圖4a沿A-A’線剖視的剖視圖。在此實施例，以電絕緣和具高熱傳導(dǎo)性的吸震材料，如陶瓷，作成的方形電絕緣片8，以粘接劑3貼著于半導(dǎo)體芯片1底面和管心墊2的間。絕緣片8延伸越過內(nèi)導(dǎo)線4且超過半導(dǎo)體芯片1的四周。所以，該絕緣片有一部分配置于半導(dǎo)體芯片1和內(nèi)導(dǎo)線4間。以此配置，半導(dǎo)體芯片1和管心墊2以及內(nèi)導(dǎo)線4間的絕緣、吸震特性和熱傳導(dǎo)性都明顯地改善了。
第四實施例圖5表示本發(fā)明半導(dǎo)體裝置第四實施例長方形導(dǎo)線框LF的四分之一。在此實施例中，導(dǎo)線框LF包含框F(僅表示一小部分)，管心墊2，管心墊支撐腳(supporting pin)11和第一、第二及第三種內(nèi)導(dǎo)線12，13，14。支撐腳11以及內(nèi)導(dǎo)線12，13及14由框F支撐。每個內(nèi)導(dǎo)線在每一個間距或多數(shù)的間距處有不同的長度。另外，至少一種內(nèi)導(dǎo)線12，13或14以實質(zhì)上放射狀向中心點CP延伸至管心墊2圓周部分。
在此實例中，管心墊2是圓形的且第1種內(nèi)導(dǎo)線12有內(nèi)端12a位在靠近且環(huán)繞管心墊2處。第二種內(nèi)導(dǎo)線13位在第一種內(nèi)導(dǎo)線12間而其內(nèi)端13a是在離圓形管心墊2周圍稍遠(yuǎn)的位置而且以與管心墊2呈同心圓繞著管心墊2。第三種內(nèi)導(dǎo)線14位在第一內(nèi)導(dǎo)線12和第二內(nèi)導(dǎo)線13間且其內(nèi)端14a離管心墊2更遠(yuǎn)，并以與管心墊2同心圓繞著管心墊2。所以，第一種內(nèi)導(dǎo)線12和第二種內(nèi)導(dǎo)線13位在圓形管心墊2的圓周方向的每第五導(dǎo)線或在每第五導(dǎo)線間距(lead pitch)處。然而，第三種內(nèi)導(dǎo)線14位于每隔一個導(dǎo)線間距的位置。
在此實施例中，在制造時，最小尺寸的半導(dǎo)體芯片1c，如圖2a所示，粘接于管心墊2而由管心墊2支持，并且經(jīng)鍵合電線5以電性連接于第一內(nèi)導(dǎo)線12。中等尺寸的半導(dǎo)體芯片1b，如圖2b所示，由第一內(nèi)導(dǎo)線支持以外，也可由第二內(nèi)導(dǎo)線13支撐。最大尺寸的半導(dǎo)體芯片1a，如圖2c所示，由第一和第二內(nèi)導(dǎo)線12、13支持以外，也可由第三內(nèi)導(dǎo)線14支撐。所以，較小的半導(dǎo)體芯片1c只能由第一內(nèi)導(dǎo)線12支撐，而制造時用以支持半導(dǎo)體芯片的內(nèi)導(dǎo)線的數(shù)量隨著半導(dǎo)體芯片尺寸的增大而增加，此種方式為一種很適合的配置。
第五實施例圖6表示本發(fā)明第五實施例。其中，導(dǎo)線框LF的基本結(jié)構(gòu)與圖5所示者相似。即是半導(dǎo)體裝置導(dǎo)線框包括管心墊2，管心墊支撐腳21和第一、第二及第三種內(nèi)導(dǎo)線22、23及24，每個內(nèi)導(dǎo)線在每一個或多數(shù)個間距處有不同的長度。另外，至少一種內(nèi)導(dǎo)線22，23或24延伸到導(dǎo)線框LF中心點CP以及到半導(dǎo)體芯片圓周部分。
圖6與圖5比較，可見第一和第二內(nèi)導(dǎo)線22，23具有一或二個三角形延伸的增加擴(kuò)大區(qū)域22b及23b填入放射狀延伸相鄰內(nèi)導(dǎo)線間的空間。擴(kuò)大區(qū)域22b和23b大多位于內(nèi)導(dǎo)線的內(nèi)端部分。所以，這些擴(kuò)大部分22b和23b與半導(dǎo)體芯片1接觸，因而從半導(dǎo)體芯片1到內(nèi)導(dǎo)線22及23的熱傳導(dǎo)性被改善，結(jié)果改進(jìn)了半導(dǎo)體裝置的散熱作用。
第六實施例圖7表示本發(fā)明第六實施例的半導(dǎo)體裝置，其導(dǎo)線框LF的基本結(jié)構(gòu)與圖5所示者相似。然而，管心墊和管心墊支撐腳則從本實施例導(dǎo)線框LF免除且本實施例導(dǎo)線框LF包括第一、第二及第三種內(nèi)導(dǎo)線32，33及34，與圖5所示者相似。這些內(nèi)導(dǎo)線32，3334在每一個或多數(shù)間距處有不同的長度。另外，第一內(nèi)導(dǎo)線32延伸到相當(dāng)于接近環(huán)繞移除的圓形管心墊位置。在此實施例中，圖5所示的管心墊支撐腳11于相當(dāng)?shù)谌齼?nèi)導(dǎo)線34內(nèi)端的位置切斷變成增加的第三內(nèi)導(dǎo)線34。
根據(jù)此實施例，在制造時，半導(dǎo)體芯片1不需管心墊即可支撐及電性連接，由于不具備管心墊，在塑模時熔融樹脂流入模穴處無模墊及支撐腳的防礙而能平滑流入。并且，由于不均勻的封包樹脂的分布使管心墊位置偏移的問題也消除了。
第七實施例圖8表示本發(fā)明第六實施例，其中半導(dǎo)體裝置導(dǎo)線框LF的基本結(jié)構(gòu)與圖5所示者相似。然而，管心墊和管心墊支撐腳從本實施例的導(dǎo)線框LF免除，且本實施例的導(dǎo)線框LF包括第一、第二及第三種內(nèi)導(dǎo)線42，43及44，與于圖5所示者相似。這些內(nèi)導(dǎo)線42，43及44在每一個或多數(shù)個間距處有不同的長度。另外，第一內(nèi)導(dǎo)線42延伸到相當(dāng)于接近環(huán)繞移除的圓形管心墊位置。在此實施例中，圖5所示的管心墊支撐腳11從相當(dāng)于第三內(nèi)導(dǎo)線33的內(nèi)端位置完全移除而指定塑模時供熔融樹脂流通的路徑40。
根據(jù)此實施例，半導(dǎo)體芯片1不需要管心墊即可支撐及電性連接。由于沒有具備管心墊，在塑模時熔融樹脂流入模穴處無管心墊及支撐腳的防礙，而能平滑流入。另外，由于不均勻的封包樹脂的分布而使管心墊位置偏移的問題也消除了。
圖9a表示使用具有管心墊支撐腳150的導(dǎo)線框LF以載置半導(dǎo)體芯片1于導(dǎo)線框上的半導(dǎo)體裝置。此導(dǎo)線框LF可為如圖5-7所示的一種。
圖9b表示使用不具備管心墊支撐腳的導(dǎo)線框LF以載置半導(dǎo)體芯片1于導(dǎo)線框上的半導(dǎo)體裝置，此導(dǎo)線框具有相當(dāng)于支撐腳150的空間50。此導(dǎo)線框LF可為如圖8所示者。
圖10a中以箭頭表示當(dāng)如圖9a所示的導(dǎo)線框LF與半導(dǎo)體芯片1載置于塑模模具M(jìn)D內(nèi)時模穴(molding cavity)MC中的熔融樹脂的流動狀態(tài)，該導(dǎo)線框具有管心墊支撐腳。圖10b中以箭頭表示當(dāng)如圖9b所示的導(dǎo)線框LF與半導(dǎo)體芯片1載置于塑模模具M(jìn)D內(nèi)時模穴(molding cavity)MC中的融熔樹脂的流動狀態(tài)，該導(dǎo)線框不具備管心墊支撐腳。
如圖10a所示，使用具支撐腳150(圖9a)的導(dǎo)線框LF時，熔融樹脂一部分從塑模MD的閘口50a經(jīng)由形成于導(dǎo)線框LF下面的通道P進(jìn)入導(dǎo)線框LF下面的下面空間，而另一部分經(jīng)導(dǎo)線4及支撐腳150間的狹窄間隙(參閱圖9a)流過支撐腳150周圍各邊而填充導(dǎo)線框LF上面的上面空間。因此，朝上方流動的樹脂或多或少受導(dǎo)線4及支撐腳150的阻礙，而使注入于上面空間的樹脂量少于注入于下面空間的樹脂量。這在熔融樹脂中產(chǎn)生壓力差，而此壓力差將使管心墊2與半導(dǎo)體芯片1一齊在模穴MC內(nèi)上升。因為近來多腳封包型(multi-pin package type)的半導(dǎo)體裝置有非常小的厚度而要求小模穴高度，管心墊2及半導(dǎo)體芯片1在塑模MD內(nèi)的向上偏移將使鍵合電線5由封包樹脂6外表面暴露出來，這當(dāng)然造成半導(dǎo)體裝置致命性的缺陷。
如圖9b及10b所示導(dǎo)線框LF不具備管心墊與管心墊支撐腳時，熔融樹脂(圖10b箭頭所指)流經(jīng)閘口50進(jìn)入模穴MC充分自由地均勻擴(kuò)散到上面及下面空間并且以均勻壓力填滿模穴MC，結(jié)果正如以上所述不會使管心墊2及半導(dǎo)體芯片1在模穴MC內(nèi)偏移，于是半導(dǎo)體裝置的產(chǎn)率提高。
第八實施例圖11表示本發(fā)明半導(dǎo)體裝置導(dǎo)線框LF的第八實施例。此實施例的導(dǎo)線框LF基本結(jié)構(gòu)與圖5所示者相似。此實施例結(jié)構(gòu)與圖5所示者不同處在于其內(nèi)導(dǎo)線104，105，106全都有微彎部分104b，105b及106b或在離管心墊1或離中心點CP的位置向相反方向直角彎曲兩次相同的距離，使得端部104a，105a及106a一齊與模墊2在不同放射狀位置比導(dǎo)線框LF的平面降低。換言的，管心墊2及內(nèi)導(dǎo)線104到106的環(huán)繞部分形成陷凹狀(counter-sank)。該內(nèi)導(dǎo)線104到106的淺彎從繪制在圖11導(dǎo)線框LF平面視圖的下的內(nèi)導(dǎo)線104到106側(cè)視圖可顯而易見的。此陷凹的目的是為了將外導(dǎo)線9接近半導(dǎo)體芯片1的中心平面放置。該陷凹宜具有相當(dāng)于半導(dǎo)體芯片1厚度一半的深度并使半導(dǎo)體芯片1于即使使用對稱的塑模MD時可定位于封包樹脂6內(nèi)的厚度方向中心位置。
第九實施例圖12表示本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的第九實施例，其所例示的QFP型半導(dǎo)體裝置包括半導(dǎo)體芯片61，如以42合金(商標(biāo)名)制造的具多條直的多數(shù)不同長度內(nèi)導(dǎo)線的導(dǎo)線框62，如銅制的散熱片63和將設(shè)置于導(dǎo)線框62的半導(dǎo)體芯片61封包的塑模樹脂64。在此實施例中，半導(dǎo)體芯片61由具有與圖7及8所示的不具備管心墊的結(jié)構(gòu)相似的導(dǎo)線框62的內(nèi)導(dǎo)線內(nèi)端部分支撐。平板狀的散熱片63埋設(shè)于封包樹脂64內(nèi)的導(dǎo)線框62下面以便更改善半導(dǎo)體裝置的散熱。其實本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中半導(dǎo)體芯片61因具有多數(shù)的熱傳導(dǎo)路徑經(jīng)由多數(shù)的內(nèi)導(dǎo)線而本來已將散熱特性顯著改善。散熱片63可為任何熟悉的形式，與從導(dǎo)線框62同高度懸吊散熱片63的支撐腳65支撐其四個角落。
第十實施例圖13表示本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的第十實施例，其所例示的QFP型半導(dǎo)體裝置包括半導(dǎo)體芯片71，如由42合金(商標(biāo)名)制造的具有多條彎曲的多數(shù)不同長度的內(nèi)導(dǎo)線的導(dǎo)線框72，如銅制的散熱片73和將半導(dǎo)體芯片71與導(dǎo)線框72封包的樹脂膜74。在此實施例中，半導(dǎo)體芯片71是由具備與圖11所示者相似的構(gòu)造的導(dǎo)線框72的內(nèi)導(dǎo)線的內(nèi)端部所支持，該導(dǎo)線框72不具備管心墊且內(nèi)導(dǎo)線內(nèi)端于72a處彎曲而形成環(huán)繞半導(dǎo)體芯片71的陷凹(countersink)。具支撐腳75的散熱片73埋設(shè)于封包樹脂74內(nèi)以便更改善半導(dǎo)體裝置的散熱，該半導(dǎo)體裝置由于本發(fā)明的構(gòu)造中半導(dǎo)體芯片71具有經(jīng)過多數(shù)內(nèi)導(dǎo)線的多數(shù)熱傳導(dǎo)路徑而本來已經(jīng)將半導(dǎo)體裝置的散熱性予以顯著改善。
第十一實施例圖14表示本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的第十一實施例，其所例示的QFP型半導(dǎo)體裝置包括半導(dǎo)體芯片81，如42合金(商標(biāo)名)制造的具有多條彎曲的多數(shù)不同長度內(nèi)導(dǎo)線的導(dǎo)引框82，如銅制的散熱片83和將半導(dǎo)體芯片81與導(dǎo)線框82封包的樹脂模84。在此實施例中，半導(dǎo)體芯片81由具備與圖11所示者相似的構(gòu)造的導(dǎo)線框82的內(nèi)導(dǎo)線的內(nèi)端部所支持，該導(dǎo)線框82不具備管心墊，且內(nèi)導(dǎo)線內(nèi)端于82a處彎曲而形成環(huán)繞半導(dǎo)體芯片81的陷凹(countersink)。由支撐腳85支持的散熱片73埋設(shè)于封包樹脂74內(nèi)以便更改善半導(dǎo)體裝置的散熱；該半導(dǎo)體裝置由于本發(fā)明結(jié)構(gòu)中半導(dǎo)體芯片81具有經(jīng)過在半導(dǎo)體芯片81下深處延伸的內(nèi)導(dǎo)線而形成的多數(shù)的熱傳導(dǎo)路徑而本來已將半導(dǎo)體裝置的散熱性顯著改善。在此實施例中，83有熱塊83a，該熱塊的一個表面從封包樹脂84底面暴露于外，由此更改善半導(dǎo)體裝置的散熱性。
如前所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置包括半導(dǎo)體芯片，包含由半導(dǎo)體芯片中心實質(zhì)上放射狀延伸的第一內(nèi)導(dǎo)線及第二內(nèi)導(dǎo)線的多數(shù)導(dǎo)線以電性連接半導(dǎo)體芯片于內(nèi)導(dǎo)線的導(dǎo)電體，以及封包半導(dǎo)體芯片、導(dǎo)電體和內(nèi)導(dǎo)線的封包樹脂。每一個第一內(nèi)導(dǎo)線有第一內(nèi)端位于中心點附近；每個第二內(nèi)導(dǎo)線有第二內(nèi)端位于離中心點較第一內(nèi)端遠(yuǎn)處，且第一及第二內(nèi)導(dǎo)線是實質(zhì)上相互交錯排列。所以，該排列方式使至少一些內(nèi)導(dǎo)線在半導(dǎo)體芯片下面延伸而形成熱傳導(dǎo)路徑。于是，可獲得一種半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體中任何不同形狀及尺寸的半導(dǎo)體芯片可載置于相同而共用的導(dǎo)線框而不需實質(zhì)上改變裝配技術(shù)，而且當(dāng)中的散熱性也改善了。另外，本發(fā)明的導(dǎo)線框部分用于半導(dǎo)體裝置制造且使較蝕刻加工更便宜的沖壓過程能夠制造。
本發(fā)明的導(dǎo)線框包括框，及由框支持的多數(shù)條導(dǎo)線，該導(dǎo)線包括實質(zhì)上以放射狀向框中心點延伸的第一內(nèi)導(dǎo)線及第二內(nèi)導(dǎo)線。每個第一內(nèi)導(dǎo)線有第一內(nèi)端位于中心點附近。每個第二內(nèi)導(dǎo)線有第二內(nèi)端位于離中心點較第一內(nèi)端遠(yuǎn)處，且第一及第二內(nèi)導(dǎo)線實質(zhì)上相互交錯配置，由此，該導(dǎo)線框即適合其用于將不同外部尺寸的半導(dǎo)體芯片安裝于其上，而在導(dǎo)線間維持必要的間隙。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括一個半導(dǎo)體芯片；多數(shù)導(dǎo)線，包含從該半導(dǎo)體芯片中心點實質(zhì)上放射狀延伸的第一內(nèi)導(dǎo)線及第二內(nèi)導(dǎo)線；多數(shù)導(dǎo)電體，以電性連接該半導(dǎo)體芯片與該內(nèi)導(dǎo)線；以及一個用來封包該半導(dǎo)體芯片，該導(dǎo)電體及該內(nèi)導(dǎo)線的封包樹脂；該第一內(nèi)導(dǎo)線每個具有第一內(nèi)端位于該中心點附近，該第二內(nèi)導(dǎo)線每個具有第二內(nèi)端位于從該中心點較該第一內(nèi)端遠(yuǎn)處；且該第一和第二內(nèi)導(dǎo)線實質(zhì)上相互交錯排列；由此至少一些該內(nèi)導(dǎo)線于該半導(dǎo)體芯片下延伸而形成熱傳導(dǎo)路徑。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該半導(dǎo)體芯片只與該第一內(nèi)導(dǎo)線成為重疊關(guān)系。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該半導(dǎo)體芯片只與該第一及第二內(nèi)導(dǎo)線成為重疊關(guān)系。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該內(nèi)導(dǎo)線包含第三內(nèi)導(dǎo)線，每個第三內(nèi)導(dǎo)線具第三內(nèi)端位于離該中心點較第二內(nèi)端遠(yuǎn)處，且該半導(dǎo)體芯片與該第一、第二及第三內(nèi)導(dǎo)線成為重疊關(guān)系。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，另外包括設(shè)在該半導(dǎo)體芯片與該內(nèi)導(dǎo)線間的具有絕緣性與良好導(dǎo)熱性的導(dǎo)熱體。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，另外包括散熱片配置與該封包樹脂內(nèi)。
7.一種導(dǎo)線框，包括一個框，和多數(shù)導(dǎo)線，由該框支撐，且包含朝該框中心點實質(zhì)上放射狀延伸的第一內(nèi)導(dǎo)線及第二內(nèi)導(dǎo)線；該第一內(nèi)導(dǎo)線每個具有第一內(nèi)端位于該中心點處附近，該第二內(nèi)導(dǎo)線每個具有第二內(nèi)端位于離該中心點較該第一內(nèi)端遠(yuǎn)處，且該第一及第二內(nèi)導(dǎo)線實質(zhì)上相互交錯排列；由此，該導(dǎo)線框適合共用于將不同外部尺寸的半導(dǎo)體芯片載置于該導(dǎo)線框，在該導(dǎo)線間維持必要的間隙。
8.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)線框，其中該導(dǎo)線包含第三內(nèi)導(dǎo)線，每個第三內(nèi)導(dǎo)線具第三內(nèi)端離該中心點較該第二內(nèi)端更遠(yuǎn)。
9.如權(quán)利要求8所述的導(dǎo)線框，其中該第二內(nèi)導(dǎo)線每個配置于該第一內(nèi)導(dǎo)線和該第三內(nèi)導(dǎo)線間且該第三內(nèi)導(dǎo)線每個配置于該第一及第二內(nèi)導(dǎo)線間。
10.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)線框，另外包括一管心墊(die pad)配置于該框和該第一內(nèi)端的內(nèi)側(cè)，以及連接該框與該管心墊間以支撐該管心墊的支撐腳。
11.如權(quán)利要求10所述的導(dǎo)線框，其中該管心墊是配置于包含該內(nèi)導(dǎo)線的平面的上。
12.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)線框，其中至少一個該內(nèi)導(dǎo)線被移除以使熔融封包樹脂平滑流動。
13.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)線框，其中該內(nèi)導(dǎo)線被彎成曲柄狀以使該內(nèi)導(dǎo)線內(nèi)段在與包含該框的平面平行的平面內(nèi)，但該平面與包含該框的平面的同。
全文摘要
半導(dǎo)體裝置，包括芯片，連接芯片于導(dǎo)線框的導(dǎo)電體，和封包樹脂。導(dǎo)線框包括框及其支撐的包括實質(zhì)朝框中心點放射狀延伸的第一內(nèi)導(dǎo)線群和第二內(nèi)導(dǎo)線群的多數(shù)導(dǎo)線。每個第一內(nèi)導(dǎo)線有第一內(nèi)端緊鄰中心點，每個第二內(nèi)導(dǎo)線有第二內(nèi)端離中心點較遠(yuǎn)；且第一及第二內(nèi)導(dǎo)線交錯排列。該排列方式為至少一些內(nèi)導(dǎo)線在半導(dǎo)體芯片下面延伸而提供熱傳導(dǎo)路徑。導(dǎo)線框適用在共用于設(shè)置不同外形尺寸的半導(dǎo)體芯片且在該導(dǎo)線的間保持著必要的間隙。
文檔編號H01L23/433GK1162193SQ9710349
公開日1997年10月15日 申請日期1997年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月22日
發(fā)明者日下健一, 高橋良治 申請人:三菱電機(jī)株式會社