專利名稱：半導體裝置和半導體裝置用的引線框的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體裝置和半導體裝置用的引線框。更詳細地說，涉及一種在樹脂封裝后具有高質量和高可靠性的半導體裝置和該半導體裝置中使用的引線框，在該半導體裝置中，將其一邊的長度為模塑體外形尺寸的一邊的長度的70％的半導體芯片固定并支撐在引線框上。
在現(xiàn)有的半導體裝置中，考慮到將半導體芯片以模片接合方式接合到模片底座上時的朝向模片接合裝置的安裝精度，使引線框的模片底座的尺寸比半導體芯片的尺寸大0.2mm～0.4mm。如果用銅系列的材料來制造模片底座，則因與半導體芯片的熱膨脹率αsi=3.5×10-6相比，與銅的熱膨脹率αcu=17×10-6間存在非常大的差，故如果將半導體芯片以模片接合方式接合到模片底座，則發(fā)生熱應力的差，半導體芯片或是在水平方向上裂開，或是在進行了封裝模塑時的封裝模塑體中產生超過100μm的熱變形的翹曲，焊錫耐熱性及熱循環(huán)性等的熱殘留應力特性有時變壞。因此，通常在模片底座上安裝不大于4mm×4mm的半導體芯片。
因此，為了解決上述熱殘留應力特性，使之能安裝半導體芯片的尺寸為4mm×4mm以上的半導體芯片，將模片底座的材料變更為熱膨脹率αfe=5.5×10-6的鐵系列材料。但是，由于半導體裝置的散熱特性由模片底座的材料來決定，故在鐵系列的模片底座的情況下，相對于銅的熱傳導率γcu=0.360W/mm℃，鐵的熱傳導率較小，為γfe=0.0159W/mm℃，故所完成的半導體裝置的容許功耗降低。
另一方面，作為模片底座的例子，有例如在特開平7-202105號公報和特開平8-236685號等公報中公開的模片底座。但是，在這些公報中沒有記載下述各點(1)半導體芯片的尺寸比模片底座的外周尺寸小，(2)半導體芯片的尺寸比增強部件的外周尺寸小，(3)將半導體芯片的尺寸為封裝模塑體尺寸的30％的小的半導體芯片裝在模塑體內，或半導體芯片的尺寸等于或小于從半導體芯片的外徑至模塑體的外徑的尺寸，(4)模片底座與增強材料的間隔尺寸與半導體芯片的尺寸與模片底座的尺寸的差大致相等，或增強材料的寬度尺寸也與模片底座與增強材料的間隔尺寸大致相等地形成，(5)沒有關于模片底座的材料的記載，(6)沒有記載關于銅系列材料的模片底座的下沉量與鐵系列材料的模片底座的下沉量比較必須下沉得較深的情況，以及(7)沒有關于模片底座懸吊引線的剛性與模片底座的尺寸的關系的記載。因此，不能處理在半導體裝置的組裝工序中產生的現(xiàn)象，例如由于模片接合而產生的芯片翹曲現(xiàn)象，與此相隨的框的下沉量的變化現(xiàn)象，焊絲鍵合后的框之下沉量的變化現(xiàn)象，以及由于模塑時的樹脂流動不平衡而產生的全部現(xiàn)象，不能增大在模塑體內能容納的半導體芯片的尺寸比例。
今后，在半導體芯片向高功能化、多引腳化方向發(fā)展時，半導體芯片所占的體積相對于樹脂封裝體積將增大。與此同時，模片底座、模片底座的懸吊引線、內引線所占的體積也將增大。
因此，如果將半導體芯片以模片接合方式接合到模片底座，則由于熱膨脹系數(shù)不同的材料的接合，模片底座發(fā)生彎曲，通過支撐模片底座的懸吊引線將變形傳到閉合桿(dam bar)和引線框上。例如，如果懸吊引線的剛性與引線框的剛性接近，則由于模片底座彎曲的影響傳到引線框上，使引線框變形，故在半導體裝置的組裝工序中使設置在框上的輸送孔間距的尺寸出偏差，使得框向焊絲鍵合裝置的運送發(fā)生故障。
相反，如果懸吊引線的剛性與引線框的剛性相比小很多，則模片底座彎曲對于引線框的影響變小，不使引線框發(fā)生變形，但在焊絲鍵合工序中存在下述問題在用擠壓金屬模擠壓引線進行焊絲鍵合之后，在取下擠壓金屬模時，由于金線的張力，將半導體芯片提上來的量變大。此外，在模塑工序中，在使用成形金屬模用熔融樹脂對半導體芯片進行樹脂封裝的情況下存在下述問題在將熔融樹脂注入到該成形金屬模中時，由于該熔融樹脂的流入壓力使模片底座在上下方向上的偏移量變大。
上述現(xiàn)象在半導體芯片的體積在樹脂封裝體積中所占的比例大時，其影響變得顯著，在一些情況下，半導體裝置的生產變得困難。即使進行生產，由于半導體裝置的翹曲增大、不滿足引線的平坦度的規(guī)格，故存在成品率下降、因熱殘留應力引起的耐焊錫耐熱性、耐熱循環(huán)性、耐裂性和耐剝離性變壞等問題。
本發(fā)明是鑒于以上的問題來進行的，其目的在于提供一種具有高質量和高可靠性的半導體裝置和該半導體裝置中使用的引線框，在該半導體裝置中，由于(1)在模片接合工序時的翹曲的降低和模片底座偏移的降低，(2)在焊絲鍵合工序時的模片底座偏移的降低，和(3)在模塑工序時的模片底座偏移的降低，半導體芯片的體積在樹脂封裝體積中所占的比例增大。
與本發(fā)明的第1方面有關的半導體裝置包括引線框，該引線框包括具有多個角部的模片底座；沿該模片底座的周邊以預定的間隔排列并具有內端部的多條內引線；延伸到該內引線的外方的外引線；在上述模片底座與內引線間沿該模片底座的周邊以框狀配置的懸吊引線增強部件；將上述模片底座的角部連接到懸吊引線增強部件上的第一懸吊引線；以及將上述懸吊引線增強部件連接到上述內引線與外引線間的閉合桿上的第二懸吊引線，在該引線框上用模塑樹脂對導電性地連接通過模片接合被粘接的半導體芯片和上述多條內引線的金線進行封裝，將上述引線框的外引線的終端部、閉合桿和在連接到閉合桿的模塑體邊界附近外部的第二懸吊引線的端部切去，該半導體裝置的特征在于上述半導體芯片的一邊的長度比模塑體外徑的一邊尺寸小2.5mm，以框狀形成的懸吊引線增強部件的最外周的一邊的長度不大于半導體芯片的一邊的長度，模片底座的一邊的長度超過3mm并且不大于以框狀形成的懸吊引線增強部件的最外周的一邊的長度的50％，同時將懸吊引線增強部件連接到閉合桿的第二懸吊引線在與懸吊引線增強部件連接的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置臺階差。
與本發(fā)明的第2方面有關的半導體裝置用的引線框包括具有多個角部的模片底座；多條內引線，它使假想地放置的半導體芯片的中心點與模片底座的中心點一致，它在該半導體芯片的外側經必要的間隙沿周邊以預定的間隔排列并具有內端部；在該內引線的外延部中形成的閉合桿；從閉合桿延伸、其終端部與框的圍欄部連接的多條外引線；以超過模片底座的尺寸為間隔從上述模片底座的周邊設置并沿該周邊以框狀配置的懸吊引線增強部件；將上述模片底座的角部連接到懸吊引線增強部件上的第一懸吊引線；以及將上述懸吊引線增強部件連接到閉合桿上的第二懸吊引線，該半導體裝置用的引線框的特征在于在將上述第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置臺階差。
與本發(fā)明的第3方面有關的半導體裝置用的引線框包括具有多個角部的模片底座；多條內引線，它使假想地放置的半導體芯片的中心點與模片底座的中心點一致，它在該半導體芯片的外側經必要的間隙沿周邊以預定的間隔排列并具有內端部；在該內引線的外延部中形成的閉合桿；從該閉合桿延伸、其終端部與框的圍欄部連接的多條外引線；以超過模片底座的尺寸為間隔從上述模片底座的周邊設置并沿該周邊以框狀配置的懸吊引線增強部件；將上述模片底座的角部連接到懸吊引線增強部件上的第一懸吊引線；以及將上述懸吊引線增強部件連接到閉合桿上的第二懸吊引線，該半導體裝置用的引線框的特征在于上述第一懸吊引線具有比上述第二懸吊引線的寬度尺寸大的寬度，在將上述第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置至少從模塑體的厚度尺寸中減去了半導體芯片的厚度尺寸、模片接合的厚度尺寸和模片底座的厚度尺寸的值的1/2的臺階差。
與本發(fā)明的第4方面有關的半導體裝置用的引線框包括具有多個角部的模片底座；多條內引線，它使假想地放置的半導體芯片的中心點與模片底座的中心點一致，它在該半導體芯片的外側經必要的間隙沿周邊以預定的間隔排列并具有內端部；在該內引線的外延部中形成的閉合桿；從該閉合桿延伸、其終端部與框的圍欄部連接的多條外引線；以超過模片底座的尺寸為間隔從上述模片底座的周邊設置并沿該周邊以框狀配置的懸吊引線增強部件；將上述模片底座的角部連接到懸吊引線增強部件上的第一懸吊引線；以及將上述懸吊引線增強部件連接到閉合桿上的第二懸吊引線，該半導體裝置用的引線框的特征在于第一懸吊引線具有比第二懸吊引線的寬度尺寸大的寬度，在將上述第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在第二懸吊引線中設置臺階差。
與本發(fā)明的第5方面有關的半導體裝置包括引線框，該引線框包括具有多個角部的模片底座；沿該模片底座的周邊以預定的間隔排列并具有內端部的多條內引線；延伸到該內引線的外方的外引線；在上述模片底座與內引線間沿該模片底座的周邊以框狀配置的懸吊引線增強部件；將上述模片底座的角部連接到懸吊引線增強部件上的第一懸吊引線；以及將上述懸吊引線增強部件連接到上述內引線與外引線間的閉合桿上的第二懸吊引線，在該引線框上用模塑樹脂對導電性地連接通過模片接合被粘接的半導體芯片和上述多條內引線的金線進行封裝，將上述引線框的外引線的終端部、閉合桿和在連接到閉合桿的模塑體邊界附近外部的第二懸吊引線的端部切去，該半導體裝置的特征在于上述第一懸吊引線具有比第二懸吊引線的寬度尺寸大的寬度，在將該第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置至少從模塑體的厚度尺寸中減去了半導體芯片的厚度尺寸、模片接合的厚度尺寸和模片底座的厚度尺寸的值的1/2的臺階差。
與本發(fā)明的第6方面有關的半導體裝置包括引線框，該引線框包括具有多個角部的模片底座；沿該模片底座的周邊以預定的間隔排列并具有內端部的多條內引線；延伸到該內引線的外方的外引線；在上述模片底座與內引線間沿該模片底座的周邊以框狀配置的懸吊引線增強部件；將上述模片底座的角部連接到懸吊引線增強部件上的第一懸吊引線；以及將上述懸吊引線增強部件連接到上述內引線與外引線間的閉合桿上的第二懸吊引線，在該引線框上用模塑樹脂對導電性地連接通過模片接合被粘接的半導體芯片和上述多條內引線的金線進行封裝，將上述引線框的外引線的終端部、閉合桿和在連接到閉合桿的模塑體邊界附近外部的第二懸吊引線的端部切去，該半導體裝置的特征在于上述第一懸吊引線具有比第二懸吊引線的寬度尺寸大的寬度，在將該第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置臺階差。
圖1是對與本發(fā)明的一個實施形態(tài)有關的半導體裝置用的引線框進行了模塑的局部切開的平面圖。
圖2是與本發(fā)明的一個實施形態(tài)有關的半導體裝置用的引線框的平面圖。
圖3是圖2中的引線框的主要部分的剖面圖。
圖4是使用了圖2中的引線框的半導體裝置的剖面圖。
圖5是示出將半導體芯片以模片接合方式接合到圖3中的引線框上的狀態(tài)的圖。
圖6是示出在本發(fā)明的模塑前的沒有變形的理想狀態(tài)下的模片底座下沉的圖。
圖7是示出模片底座下沉量的變化的圖。
圖8是將模片底座部分的等效彈性常數(shù)與半導體裝置用的引線框的各部分的合成等效彈性常數(shù)組合起來的模型圖。
圖9是示出模片接合、焊絲鍵合后的半導體裝置用的引線框的變形狀態(tài)的圖。
圖10是示出將半導體裝置用的引線框放置在模塑金屬模中被夾緊前的狀態(tài)的圖。
圖11是用于說明第2懸吊引線的變形的圖。
圖12是示出在現(xiàn)有的半導體裝置用的引線框中沒有框狀的懸吊引線增強部件的情況下的模片底座偏移量的圖。
圖13是示出懸吊引線增強部件與模片底座的位置關系的說明圖。
圖14是說明第二懸吊引線的斜視圖。
圖15是示出以閉合桿為基準，當模片底座和懸吊引線偏移時的尺寸關系的圖。
圖16是示出在模塑金屬模中夾住沒有變形的半導體裝置用的引線框時的狀態(tài)的圖。
圖17是示出將有變形的半導體裝置用的引線框放置在模塑金屬模中被夾緊前的狀態(tài)的圖。
圖18是示出夾住模塑金屬模后的第二懸吊引線、懸吊引線增強部件、第一懸吊引線和模片底座的變形的圖。
圖19是與實施例1、2有關的半導體裝置用的引線框的主要部分的平面圖。
圖20是示出懸吊引線增強部件與模片底座偏移的關系的說明圖。
圖21是示出現(xiàn)有的半導體裝置用的引線框中的模片底座與懸吊引線的平面圖。
圖22是示出現(xiàn)有的另一個半導體裝置用的引線框中的模片底座與懸吊引線的平面圖。
圖23是示出模塑前后的模片底座偏移的說明圖。
圖24是示出半導體裝置的每個加工工序中的模片底座下沉量的變化的圖。
以下，根據


本發(fā)明的半導體裝置和半導體裝置用的引線框。
圖1示出將半導體芯片以單列方式安裝在本實施形態(tài)中的模片底座上并結束了模塑時的狀態(tài)。在該圖的一部分中示出切斷了閉合桿和外部引線時的部分。在該圖中也同時示出模塑體外形尺寸與半導體芯片的尺寸的關系的一例。圖2示出省略了圖1的模塑樹脂后的本實施形態(tài)中的模片底座、框狀的懸吊引線增強部件、第一懸吊引線、第二懸吊引線和半導體芯片的尺寸關系的一例。圖3是引線框的主要部分的剖面圖。
如圖1～3中所示，與本發(fā)明的一個實施形態(tài)有關的引線框F由下述部分構成具有多個角部的的模片底座1；沿該模片底座1的周邊1a以預定的間隔排列并具有內端部2a的多條內引線2；延伸到該內引線2的外方的外引線3；在上述模片底座1與內引線2間沿該模片底座1的周邊1a以框狀配置的懸吊引線增強部件4；將上述模片底座1的角部連接到懸吊引線增強部件4上的第一懸吊引線5；以及將上述懸吊引線增強部件4連接到上述內引線2與外引線3間的閉合桿6上的第二懸吊引線7，在將該第二懸吊引線7連接到懸吊引線增強部件4的附近通過彎曲進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線7中設置了臺階差8。在上述外引線3的外周形成了框的圍欄部9。此外，上述內引線2的內端部2a，使得假想地容納的半導體芯片CP的中心點與模片底座1的中心點一致，處于在該半導體芯片CP的外側經必要的間隙沿周邊以預定的間隔排列的位置上。
再有，在模塑后產生的封裝翹曲的現(xiàn)象等與懸吊引線的剛性、模片底座與半導體芯片的粘接長度或粘接面積、模片底座下沉尺寸有密切的關系。如上述特開平7-202105號公報和特開平8-236685號公報中所述的那樣，如果只減小模片底座與半導體芯片的粘接長度或粘接面積，則模片底座的懸吊引線的長度變長。由此，模片底座的懸吊引線的剛性下降，因為在模塑樹脂注入時在半導體芯片上流動的模塑樹脂的流動特性與在模片底座下流動的模塑樹脂的流動特性的差異，通過施加到模片底座和半導體芯片上的上下方向的力，模片底座在上下方向上偏移的量變大。因而，減小模片底座和半導體芯片的粘接長度或粘接面積、減小由于半導體芯片和模片底座的熱膨脹系數(shù)的差異而產生的模片接合后的模片底座的翹曲和模片底座的下沉量的變化量的方法，以及為了利用因為模塑樹脂的流速的差異而產生的上下方向的力來減小模片底座的下沉量偏移的量而減小模片底座懸吊引線的長度來增大模片底座懸吊引線的剛性的方法，是互相對立的方法，如何來構成模片底座及其懸吊引線是一個問題。
只縮短模片底座與半導體芯片的粘接長度的方法不限于特開平7-202105號公報和特開平8-236685號公報，在實開昭57-4226號公報中已經知道該方法。問題是怎樣來增強因該方法產生的懸吊引線的長度變長而產生的懸吊引線的剛性下降。解決該問題的方法涉及本發(fā)明中的模片底座的懸吊引線增強部件的結構。
在上述的特開平7-202105號公報和特開平8-236685號公報中，在模片底座的附近設置了與本發(fā)明中的模片底座的懸吊引線增強部件很相似的梁，但在該結構中，與其說是增強懸吊引線，還不如說是增強模片底座。該方法是在特愿昭61-212090號公報及特開昭63-249341號公報等中示出的方法，在這些眾所周知的技術中，不能如本發(fā)明那樣在模片底座上容納大的半導體芯片并降低翹曲，同時將模片底座的偏移抑制得較小，不能得到半導體芯片的散熱特性好的、封裝翹曲小的、而且使熱殘留應力為最小，可靠性高的、廉價的、質量好的半導體裝置。
因而，本發(fā)明的引線框由下述部分構成與半導體芯片CP的尺寸比較是小的模片底座1；在離開模片底座1的足夠遠從而不對模片底座1造成影響的位置上配置的模片底座1的懸吊引線增強部件4；連接模片底座1與懸吊引線增強部件4的第一懸吊引線5；以及連接懸吊引線增強部件4與閉合桿6的第二懸吊引線7。
而且，與本發(fā)明的一個實施形態(tài)有關的半導體裝置，如圖4中所示，在上述的引線框F上用模塑樹脂12對導電性地連接通過模片接合材料10被粘接的半導體芯片CP和上述多條內引線2的金線11進行封裝，將上述引線框F的外引線的終端部13(參照圖1)、閉合桿6和在連接到閉合桿6的模塑體邊界附近外部的第二懸吊引線的端部14(參照圖1)切去。將與模塑體外形尺寸比較至少一邊的長度比該模塑體外形尺寸大的半導體芯片CP以模片接合方式接合到熱膨脹率αcu=17×10-6的銅框上并安裝在具有框狀的懸吊引線增強部件4的模片底座1上，減少了其后模塑時半導體裝置中產生的熱變形的翹曲。因此，在提高散熱性的同時，可得到熱殘留應力下降的、與耐熱循環(huán)性、耐熱沖擊性等的耐熱性有關的特性好的半導體裝置。
其次說明本發(fā)明中的模片底座的尺寸、第一懸吊引線、第二懸吊引線、懸吊引線增強部件為調整模片底座的翹曲及模片底座偏移而起到的各種作用。
首先，半導體裝置的熱殘留變形及熱應力是由于將熱膨脹系數(shù)不同的模片底座、模片底座材料、半導體芯片、模塑材料一體地接合并以層的方式構成的這一情況、將半導體芯片、懸吊引線、模塑材料一體地接合并以層的方式構成的這一情況和將內引線、模塑材料一體地接合并以層的方式構成的這一情況而產生的。即，在各自的一體地接合并以層的方式構成的部件部分中產生壓縮應力或拉伸應力σj，由于力學上的力的平衡關系，在各部件j中產生壓縮應力或拉伸應力σj，以便滿足∑Wj×Tj×σj=0(Wj、Tj分別是各部件j的寬度和厚度)。但是，因該熱應力而在半導體裝置的內部蓄積的能量U用下面的公式來表示，U=∑Ej×εj2×Wj×Tj×Lj/2(Ej是各部件j的縱向彈性常數(shù))，或U=∑σj2×Wj×Tj×Lj/(2×Ej)，該值不為0。由此可知，如何使內部蓄積的能量減小，就可得到散熱性高的，殘留熱應力小的，耐熱循環(huán)性、耐熱沖擊性等的耐熱性好的半導體裝置。因此，在第一懸吊引線、第二懸吊引線、懸吊引線增強部件、模片底座和在第二懸吊引線中設置的下沉起到的作用中，以下說明第二懸吊引線、懸吊引線增強部件、模片底座以及在第二懸吊引線中設置的下沉的作用。
圖5中示出了以模片接合方式將半導體芯片接合到圖3中的引線框上的狀態(tài)。圖6示出在模片接合時不產生熱變形的理想狀態(tài)下模片底座1、框狀的懸吊引線增強部件4、第一懸吊引線5、第二懸吊引線7和半導體芯片CP的尺寸的關系。圖7為了說明而夸張地示出了在230℃前后通過模片接合和模片接合烘烤在熱經歷后溫度下降到室溫時產生的模片底座1和半導體芯片CP的翹曲所引起模片底座下沉量的變化量的大小。
如果如圖5中所示，將半導體芯片CP放置在熱塊15上并以模片接合方式接合到圖2中示出的引線框F上，則雖然在圖6中示出的狀態(tài)下保持于模片接合之后的高溫，但如果溫度下降到室溫，則如圖7中所示，模片底座1的中心點的模片底座下沉尺寸ΔCB比圖6中示出的模片底座1的中心點的模片底座下沉尺寸ΔCB淺。相反，如圖7中所示，模片底座1的中心點的從閉合桿6到半導體芯片CP的表面的尺寸ΔAC比圖6中示出的模片底座1的中心點的從閉合桿6到半導體芯片CP的表面的尺寸ΔAC大。用圖8來說明該現(xiàn)象。該圖表示將半導體芯片CP的中心線作為變形的對稱軸的彈簧耦合模型，圖中K1表示將半導體芯片與模片底座以模片接合方式接合后的等效彈性常數(shù)，K2表示第一和第二懸吊引線的等效彈性常數(shù)，K3表示包含圖2中的上側閉合桿、框圍欄部、外引線的等效彈性常數(shù)，K4表示包含圖2中的下側閉合桿、框、外引線的等效彈性常數(shù)。在該模型中，由于在模片接合后，除K1部以外全部用具有相同的熱膨脹系數(shù)的引線框來構成，故相對于溫度變化進行自由的熱膨脹、熱收縮，但由于在K1部分中利用模片接合一體地接合半導體芯片，故只在該部分合成的等效熱膨脹系數(shù)不同，如果，使溫度從高溫的模片接合溫度下降到室溫，則在圖8的K1和K2的接合部中產生相當于該圖中示出那樣的熱膨脹系數(shù)的差與溫度差的積的差Δ。此時，由于力的平衡，下述的公式成立。
K1×Δ1=K2×Δ2+K3×Δ3+K4×Δ4該公式表示相當于模片底座和半導體芯片引起的熱膨脹系數(shù)的差與溫度差的積的位移量多半由等效彈性常數(shù)K2的位移Δ2、等效彈性常數(shù)K3的位移Δ3和等效彈性常數(shù)K4的位移Δ4來分擔。上述模片底座和半導體芯片的合成等效彈性常數(shù)K1與其它彈性常數(shù)K2、K3、K4比較，一般大2至3個數(shù)量級。
在這種情況下，重要的是，使懸吊引線的等效彈性常數(shù)K2的位移Δ2吸收最多的位移。由于Δ3、Δ4作為框的圍欄部的位移起作用，故必須盡可能減小Δ3、Δ4。這是因為，如果Δ3、Δ4變大，則由于在框的圍欄部中設置了輸送用的輸送孔，故使該輸送孔間距產生誤差，在焊絲鍵合及其后的模塑裝置的輸送系統(tǒng)中不能進行輸送，或者引起輸送卡住，造成生產率大幅度下降。
以下描述由于將半導體芯片以模片接合方式一體地接合到模片底座上而產生的單純的拉伸壓縮力(以下，只稱為拉伸力)和彎曲力矩通過懸吊引線產生模片底座偏移的現(xiàn)象和為了減少該現(xiàn)象，第一懸吊引線、懸吊引線增強部件、第二懸吊引線、和第二懸吊引線的折彎起到怎樣的作用。如上所述，這樣來構成，使得懸吊引線部中產生的變形由懸吊引線的等效彈性常數(shù)K2的位移Δ2來吸收，使得Δ3、Δ4變小、Δ2引起的變形最大。即，該變形如圖9中所示那樣起作用。在該圖中，省略了半導體芯片。圖10模型化地示出了彎曲變形。在該圖中，在將半導體芯片CP以模片接合方式一體地接合到模片底座1上的B-H部分中產生彎曲力矩M和拉伸力F。該彎曲力矩M和拉伸力F傳遞到第一懸吊引線5、懸吊引線增強部件4、第二懸吊引線7、閉合桿6間，根據各部件的剛性而產生位移。
以下說明在第二懸吊引線中設置的懸吊引線增強部件4附近的彎曲部的作用。
圖11中，在第二懸吊引線7中設置的懸吊引線增強部件4附近為了模片底座下沉而設置折彎部，在圖中為了說明起見將其放大。再有，省略了第一懸吊引線和模片底座等。此外，關于圖10中的B-C-D-E-F-G的位移，在圖12中示出只用單一的懸吊引線將模片底座1的B點與閉合桿6的G點結合時的上述各部件部分的位移放大例。在圖13(a)中示出在將圖12中示出的懸吊引線的長度一分為二的位置上設置懸吊引線增強部件4的例子。其中，省略了模片底座的下沉。
首先，在圖11中，力矩M和拉伸力F如圖示那樣通過第一懸吊引線5加到懸吊引線增強部件4時，表示變形前的狀態(tài)的G-F-E發(fā)生變形，成為G-F’-E’。拉伸力F在第二懸吊引線7中設置的模片底座下沉中起作用時，拉伸G-F-E-D，同時(模片底座下沉量1)×F的力矩在下述方向上起作用，使得角度G-F-E變寬，和角度F-E-D變窄。這樣，圖11的第二懸吊引線7中設置的模片底座下沉具有將拉伸力F變?yōu)?模片底座下沉量1)×F的力矩的作用。
如果剛性增大，使得角度G-F-E和角度F-E-D不變化則C點移動到C’點，位移量變大。因此，使第二懸吊引線7的剛性減小這一點和在第二懸吊引線7中設置的懸吊引線增強部件4附近發(fā)生角位移的折彎部起到減少模片底座下沉的偏移量的作用。
與此不同，在沒有模片底座下沉的情況下，例如在圖12中示出的變形前的直線懸吊引線中拉伸力F起作用時，由于只能在拉伸方向上進行位移，故對拉伸力F的剛性增大。因此在該圖中，位移的變化只在模片底座下沉的變化方向上是自由的。其結果，發(fā)生變化量Sd，使模片底座的偏移變大。
以下說明實際上應用本實施形態(tài)中的模片底座1、第一懸吊引線5、第二懸吊引線7、框狀的懸吊引線增強部件4的結構。
在圖2中。為了說明第一懸吊引線5、第二懸吊引線7、模片底座1、懸吊引線增強部件4的作用，省略了說明中不需要的部分，在該圖中，模片底座1的尺寸與半導體芯片CP的尺寸比較，為1/2以下。
首先，如上所述，如果不使等效彈性常數(shù)K2的位移Δ2吸收最多的位移，則必須使Δ3、Δ4多分擔位移。由于Δ3、Δ4是框的圍欄部的位移，在框中設置了輸送用的輸送孔，故使該輸送孔間距產生誤差，在焊絲鍵合裝置及其后的模塑裝置的輸送系統(tǒng)中不能進行輸送，或者引起輸送卡住，造成生產率大幅度下降。
關于將半導體芯片以模片接合方式一體地接合到模片底座上而產生拉伸力和彎曲力矩，在圖8的模型中如上所述，在懸吊引線部中產生的變形以懸吊引線的等效彈性常數(shù)K2引起最大的變形量。通過該變形，如圖10中所示，在將半導體芯片CP以模片接合方式一體地接合到模片底座1上的B-H部分中產生彎曲力矩M和拉伸力F。該彎曲力矩M和拉伸力F傳遞到第一懸吊引線5、懸吊引線增強部件4、第二懸吊引線7、閉合桿6之間，根據各部件的剛性而產生位移。
由于第一懸吊引線5是簡支梁的形狀，故省略其說明，在圖11中示出上述的力矩M和拉伸力F加到第二懸吊引線7上時的變形狀態(tài)。在圖14中示出上述的力矩M和拉伸力F加到第二懸吊引線7的下沉部分的區(qū)域中時的狀態(tài)。必須使懸吊引線相對于變形產生有意識的變形。極端地說，必須將懸吊引線的剛性抑制得較低。在具有在第一懸吊引線5的懸吊引線增強部件4的附近設置的模片底座下沉的本實施形態(tài)的情況下，在施加拉伸力F時，也通過成為(下沉量×F)的力矩M’引起下沉部分的D-E-F部的角度和E-F-G部的角度的角位移。
如圖14中所示，在對于拉伸力F的該圖的X方向的變形剛性Kfx=W×T×E/L，其中W是寬度，T是厚度，E是縱向彈性系數(shù)，L是長度。與此不同，對于彎曲變形的剛性Km=C×W×T3×E/L3，其中，C是根據兩端的支撐條件的不同而不同的常數(shù)。
怎樣構成該Kfx和Km來緩和熱變形或熱應力，這對于得到容納大的尺寸的半導體芯片的塑料封裝是必要的，如上所述，Kfx/Km=L2/(C×T2)，在本實施形態(tài)中，這樣來構成模片底座1、半導體芯片CP、第一懸吊引線5、懸吊引線增強部件4、第二懸吊引線7，以便對于打算抑制變形的方向的位移使Kfx起作用，對于不打算抑制變形的方向的位移使Km起到積極的作用。
圖10中示出的δ1是因模片底座1翹曲引起的位移量，δ2是第一懸吊引線5的位移量，δ3是第二懸吊引線7的位移量。通過縮短半導體芯片CP與模片底座1的模片接合的接合長度B-H部，可減小δ1，同時也可減小所發(fā)生的熱變形的彎曲力矩M的值。如果縮短C-B部的距離Lc-b而且使寬度W變寬，則可減小第一懸吊引線5的位移量δ2。通過將從懸吊引線增強部件4到閉合桿6的第二懸吊引線7的長度形成得較短，可減小第二懸吊引線7的位移量δ3。在本實施形態(tài)中，之所以將第二懸吊引線7在與懸吊引線增強部件4連接的部分處折彎、設置模片底座下沉、結果將第二懸吊引線7的長度形成得較長，是因為要使熱變形集中于該部分處，在模塑后切開連接第二懸吊引線7與閉合桿6的模塑體外周附近部分，最終釋放引起殘留內部熱應力及殘留內部熱變形的結合部的束縛。
在本實施形態(tài)中的第二懸吊引線7中，在吸收熱變形方面起到積極的作用。在圖10和圖14中說明使得在該圖中示出的Z方向上有意識地控制第二懸吊引線7的變形方向起作用的方法。第二懸吊引線7的寬度W相對于厚度尺寸T形成為W＞T。在圖13中關于Y軸的剖面的二次力矩是1y=W×T3/12，關于Z軸的剖面的二次力矩是1z=T×W3/12，由此可知，Z軸方向的彎曲剛性與Y軸方向的彎曲剛性比較，強(W/T)2，因此，使得位移被Y軸方向的弱的彎曲剛性所支配，在相對于Y軸為直角的Z軸方向上發(fā)生位移。
以下用圖來說明由于因設置懸吊引線增強部件4的位置的不同使模片底座的下沉量變化，故通過將懸吊引線增強部件4配置在模片底座1與閉合桿6之間的間隙的哪個位置上而產生的結果起到怎樣的作用。
圖12中示出以往進行的將模片底座1連接到閉合桿6上的長度為L0的1條懸吊引線的變形量Sd。在這種情況下，相對于基于在模片接合后在模片底座部分起作用的殘留熱應力等的力矩及拉伸力，長度為L0的1條懸吊引線5的變形量Sd，如圖13(a)及圖13(b)中所示，根據設置了懸吊引線增強部件4的長度為L1的第一懸吊引線5、長度為L2的第二懸吊引線7、長度為Lr的懸吊引線增強部件4，有L0=L1+L2+Lr的關系，而且如圖15中所示，長度為Lr的懸吊引線增強部件4的寬度方向的尺寸與長度為L1的第一懸吊引線5、長度為L2的第二懸吊引線7的寬度比較，由于2條懸吊引線增強部件4、第一懸吊引線5和第二懸吊引線7交叉區(qū)域的寬度尺寸非常大，故該部分的剛性大，因此，其作用可略去在該部分中產生的位移，故其作用使L0＞L1+L2和Sd＞Sc＞Sb的關系成立。因此，如果大多只采用將懸吊引線增強部件4的寬度形成得大而略去位移的作用，則以這樣的方式將懸吊引線增強部件4封入到模塑體內，模塑后的殘留熱應力多半按原樣留在半導體裝置中。由此，耐熱循環(huán)性及耐裂性變壞。因此，在模塑體積中半導體芯片、模片底座、懸吊引線、懸吊引線增強部件和內引線所占的體積中存在最佳值。此外，關于懸吊引線增強部件的長度、厚度和寬度的各尺寸，以往是求出半導體芯片、模片底座、懸吊引線、內引線和模塑材料的長度、厚度和寬度的最佳值以維持耐熱循環(huán)性及耐裂性，與此不同，在本實施形態(tài)中，附加了懸吊引線增強部件，故求出懸吊引線增強部件的長度、厚度和寬度的各尺寸的最佳值。
另一方面，關于由設置圖13(a)及圖13(b)中示出的懸吊引線增強部件4的位置的不同而引起的作用的不同，如圖13(b)中所示，如果將設置懸吊引線增強部件4的位置定為模片底座1的附近，則懸吊引線增強部件4起到同時增強第一懸吊引線5和模片底座1的作用，減小模片底座1不能減小對半導體芯片CP進行模片接合時的翹曲。由于對其上應增強的第二懸吊引線7增強的作用較少，故將圖12中示出的L0縮短為圖13(a)中示出的L2，不過是起到這樣的作用。
由以上所述可知，將懸吊引線增強部件4設置在從模片底座1起隔開不增強模片底座1的距離處，同時設置在接近盡可能能容納半導體芯片CP的尺寸的最外周尺寸的位置上。由此可降低模片底座的偏移。
如果在圖4中這樣來進行模塑，使得從半導體芯片CP上的面到模塑體外形上表面的尺寸與從半導體芯片CP的背面到模塑體外形下表面的尺寸相等，則在模塑時不產生模片底座的偏移。但是，以這種方式模塑的半導體裝置在模塑后的封裝翹曲不總是為零。
即，為了使模塑后的封裝翹曲為零的從半導體芯片CP上的面到模塑體外形上表面的尺寸與從半導體芯片CP的背面到模塑體外形下表面的尺寸，根據半導體芯片CP的尺寸、模片底座1的材料、模片底座1的尺寸、框狀的懸吊引線增強部件4的尺寸和材料、模片接合材料10的尺寸和材料的組合而變化。例如，在圖4中示出的半導體裝置中，在使用了在外形尺寸為24mm的正方形、厚度為1.4mm的模塑體中形成了一邊為4mm的正方形的模片底座的銅框的情況下，從在模塑時成為最小翹曲的半導體芯片(厚度為0.45mm)上的面到模塑體外形上表面的尺寸為0.568mm，從半導體芯片的背面到模塑體外形下表面的尺寸為0.382mm，與此不同，在使用銅框的情況下，從成為最小翹曲的半導體芯片CP上的面到模塑體外形上表面的尺寸為0.531mm，從半導體芯片CP的背面到模塑體外形下表面的尺寸為0.419mm。該尺寸在模塑時相對于不產生模片底座的偏移的0.475((1.4-0.45)/2)發(fā)生了變化。因而，為了減小該差，必須變更模片底座1的一邊的尺寸來確定最佳尺寸。
在半導體裝置的制造工序中，由于在模片接合工序中產生框的模片底座偏移，在焊絲鍵合工序中還由焊絲使之增大，故需要這樣下沉了的框，在將框投入到制造工序時的模片底座下沉量比在模塑工序中在進行模塑之前的模片底座下沉量深上述偏移的量。
因此，使投入到制造工序時的模片底座下沉量深引線框的板厚的1.5倍以上這一點，在模塑時使模片底座偏移不發(fā)生，同時在模塑后盡可能使半導體裝置的封裝翹曲為零。
再有，圖16示出在理想的沒有熱變形的狀態(tài)下將引線框F安裝到模塑上金屬模16和下金屬模17中時的狀態(tài)。
圖17中為了說明在圖7中示出的那種實際情況下將產生了熱變形的引線框F安裝到模塑金屬模中時在金屬模內部的半導體芯片CP表面到上金屬模16的間隙尺寸、模片底座1到下金屬模17的間隙尺寸和半導體芯片CP背面到下金屬模的間隙尺寸中產生不平衡的情況而示出金屬模內部的間隙尺寸的差異。
圖18中省略了半導體芯片，只示出經過圖7的熱變形的引線框F。關于強制位移，產生了通過將模片底座與半導體芯片一體地以模片接合方式接合后在模片接合部分的等效熱膨脹系數(shù)與以包圍模片底座的形狀而受到束縛的引線框的熱膨脹系數(shù)的差產生的熱變形量。圖18示出從圖17中示出的位置開始在模塑金屬模中以消除間隙的方式夾住圖10的引線框后的注入熔融模塑樹脂前的狀態(tài)。該狀態(tài)下的模片底座下沉的位置決定模塑后的半導體裝置的翹曲。此外，圖18示出了使用實際的產生了熱變形的框F、在進行模塑時在由上金屬模和下金屬模夾住的框的閉合桿部分和引線框的端部中承受金屬模的重量，對模片底座部分和懸吊引線部分施加金屬模的彎曲應力的情況。
以下根據實施例說明本發(fā)明，但本發(fā)明不只限定于這些實施例。
實施例1如圖19中所示，第二懸吊引線7的寬度尺寸定為W2=0.2mm，板厚尺寸定為T2=0.125mm，長度定為L2=3.658mm，在與框狀的懸吊引線增強部件4的連接位置上進行產生0.3mm的臺階差的模片底座下沉。此外，框狀的懸吊引線增強部件4的寬度尺寸定為Wr=0.4mm，外形尺寸形成為14mm×9mm的框狀。第一懸吊引線5的寬度尺寸定為W1=1mm，厚度定為T1=0.125mm，連接到模片底座1與懸吊引線增強部件4間，在第一懸吊引線5的寬度W1=1mm的中心線上形成2個寬度為0.4mm的長孔20。半導體芯片CP的尺寸為14.2mm×10mm，模塑樹脂的外形尺寸是20mm×14mm×1.4mm。模片底座1是一邊為5mm的正方形，而且以0.8mm的相等間距形成了13個0.8mm的貫通孔21。雖然形成了2個上述長孔20，但可以形成1個或3個以上上述長孔20，此外，上述貫通孔21的數(shù)目不限于13個，可適當?shù)剡x定，可作成十字狀的貫通孔來代替貫通孔21。
圖15是圖2的懸吊引線增強部件4、第一懸吊引線5、閉合桿6和第二懸吊引線7的放大圖，模片底座1例如向下偏移時(在該圖中使上下相反)，在使第一懸吊引線5的長度伸長的同時，如圖15和圖20中所示，懸吊引線增強部件4的外周尺寸WO1在模片底座1的偏移為H1時伸長到WO2，在模片底座1的偏移為H2時伸長到WO3。用相對于懸吊引線增強部件4的拉伸負載的位移的剛性來支撐從該WO1到WO2的位移。由于第一懸吊引線5的兩端與模片底座1連接，另一端與懸吊引線增強部件4連接，故相對于與模片底座1的面成直角的Z方向的位移，兩端的邊界條件可定為固定端。這樣，可在懸吊引線增強部件4中形成拉伸負載剛性，以便在第一懸吊引線5中相對于彎曲力矩彎曲剛性大的兩端的邊界條件成為固定端。
在該模片底座1的周圍以設有預定的間隔的方式設置懸吊引線增強部件4，關于將懸吊引線增強部件4配置在模片底座1與閉合桿6的哪個位置上是有效的這一點，在本實施形態(tài)中，在從模片底座1至閉合桿6的距離的中間點附近處形成了懸吊引線增強部件4。一般來說，如果成為多引腳的話，則第一懸吊引線5的寬度尺寸變窄并變長，但在本實施例中，如圖19中所示，在第二懸吊引線7的長度和寬度尺寸與第一懸吊引線5的長度和寬度尺寸不同的情況下，通過形成細而短的第二懸吊引線7和寬而長的第一懸吊引線5，可得到對于模片底座偏移的最佳效果。
在圖15和圖20中示出了為說明模片底座向下偏移的情況的一例，但模片底座向上偏移的情況的作用和效果也是相同的。但是，在模片底座向下偏移時，與向上偏移時相比，條件變得較好。其原因如下，由于半導體芯片CP的尺寸比懸吊引線增強部件4的外周尺寸大，故在第一懸吊引線5的位移H1大的情況下，半導體芯片CP與懸吊引線增強部件4碰在一起，懸吊引線增強部件4限制了懸吊引線的位移H1。
由此可知，在焊絲鍵合工序后，可這樣來形成模塑前的模片底座的下沉量，使其因模塑樹脂的注入而向下側偏移，此外，在如TQFP、TSOP那樣的模塑體外形的厚度尺寸薄至1mm的封裝的情況下，也可在不因模塑樹脂的注入時而使模片底座發(fā)生偏移的位置上形成。
用樹脂接合材料10以模片接合方式將其在圖19中示出的一邊的長度為模塑體外形尺寸的一邊的長度的70％的半導體芯片CP接合到在該圖中示出的模片底座1上，其后用鍵合焊絲連接半導體芯片的各電極和分別與其對應的內引線2的內端部2a，接著將固定了該半導體芯片CP的引線框安裝在模塑體用的成形金屬模中，之后注入熔融模塑樹脂，進行樹脂封裝，結果可得到高質量的、可靠性高的半導體裝置。
將具有圖19的那樣結構的引線框F用于體尺寸為14mm×20mm的、模塑體外形為長方形的半導體裝置和體尺寸從12mm×12mm至24mm×24mm的、模塑體外形為正方形的半導體裝置，在哪一種情況下都可得到良好的結果。特別是可大幅度改善下述的封裝翹曲、耐吸濕破裂性和框的強度。
封裝翹曲將半導體芯片CP安裝在具有圖19中示出的模片底座的框上的半導體裝置與將半導體芯片CP安裝在具有圖21中示出的大的模片底座的框F1上的現(xiàn)有的半導體裝置相比，可將翹曲從80微米減少到40微米。再有，關于將半導體芯片安裝在具有圖22中示出的無懸吊引線增強部件的模片底座的框F2上的現(xiàn)有的半導體裝置，在模塑時芯片露出。
耐吸濕破裂性將半導體芯片安裝在具有圖19中示出的模片底座的框上的半導體裝置與將半導體芯片安裝在具有圖21中示出的現(xiàn)有的模片底座的框上的半導體裝置相比，耐吸濕破裂性可從現(xiàn)有的30℃/70％R.H.96小時提高到336小時。
框的強度如表1中所示，將大、中、小尺寸的半導體芯片安裝在具有圖19中示出的模片底座的框上的半導體裝置的封裝翹曲與將相同的大、中、小尺寸的半導體芯片安裝在具有圖21中示出的模片底座的框和圖22中示出的無懸吊引線增強部件的小的模片底座結構的框上的半導體裝置的封裝翹曲(PKG翹曲)相比，可確認，本實施例的封裝翹曲與芯片的大小的依賴性小，框的強度好。
表1
實施例2本實施例使用在模片底座為一邊長度是3mm的正方形這一點上與實施例1不同的引線框，同時半導體芯片的尺寸為14mm×10mm、模塑樹脂的外形尺寸為20mm×14mm×1.4mm。
使用本框、示出無懸吊引線增強部件的小的模片底座結構的圖22的框和比圖21中示出的半導體芯片的尺寸大的模片底座的框，用樹脂接合材料將相同的大小的半導體芯片以模片接合方式接合到模片底座上，其后，用鍵合焊絲連接半導體芯片的各電極和分別與其對應的內引線的內端部，用模塑樹脂進行封裝。關于圖23中示出的本框F和圖22的框F2的封裝后的各規(guī)格的懸吊引線A’、A”和模片底座B’、B”的變形量的差異。在表2中示出用剖面研磨測定的實測值。表2中的A和B是圖23中示出的框的角部和模片底座的角部。但是，在現(xiàn)有例(圖21)的情況下，A、B是相同位置。在圖24中同時地示出從各規(guī)格的原始框F、F1和F2開始，測定了模片接合前(S)、模片接合后(S1)、焊絲鍵合后(S2)和模塑后(S3)的模片底座的下沉量的變化的結果。根據試制的結果，可以確認，現(xiàn)有的具有圖22中示出的長的懸吊引線的小的模片底座的框，利用圖19的那樣的框狀的增強部件，在用熔融樹脂注入到模塑成形金屬模中時，可抑制因該樹脂的注入不平衡而產生的懸吊引線的位移和模片底座偏移。關于圖21中示出的框F1，在模塑后發(fā)生模片底座的露出。再有，根據增強部件的位置的不同，可較大地改變在模塑時的模片底座的偏移量。
表2<
由于本發(fā)明如以上說明的那樣來構成，故可起到以下示出的效果。
按照本發(fā)明的第1方面，由于半導體芯片的一邊的長度比模塑體外徑的一邊的長度小2.5mm，以框狀形成的懸吊引線增強部件的最外周的一邊的長度不大于半導體芯片的一邊的長度，模片底座的一邊的長度超過3mm并且不大于以框狀形成的懸吊引線增強部件的最外周的一邊的長度的50％，同時將懸吊引線增強部件連接到閉合桿的第二懸吊引線在與懸吊引線增強部件連接的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置臺階差，按照本發(fā)明的第5方面，上述第一懸吊引線具有比第二懸吊引線的寬度尺寸大的寬度，在將上述第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置至少從模塑體的厚度尺寸中減去了半導體芯片的厚度尺寸、模片接合的厚度尺寸和模片底座的厚度尺寸的值的1/2的臺階差，按照本發(fā)明的第6方面，上述第一懸吊引線具有比第二懸吊引線的寬度尺寸大的寬度，在將第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置臺階差，故在半導體裝置的組裝工序、即將半導體芯片固定并支撐于模片底座上的模片接合工序、用全線連接在半導體芯片上設置的電極與多條內引線的焊絲鍵合工序和對上述半導體芯片、模片底座、多條內引線進行樹脂封裝使其成為規(guī)定的外形尺寸的模塑工序中，可維持上述模片接合工序實施前的模片底座的縱方向的預定位置而不使上述模片底座上下移動(偏移)。因此，可提高半導體裝置的組裝工序的成品率，同時可使半導體裝置的縱方向結構部的應力平衡變得均勻，可降低和防止半導體裝置外形的翹曲。此外，因為可實現(xiàn)半導體裝置的可靠性試驗、特別是耐吸濕破裂性等的大幅度的提高，故可提高半導體裝置在實際使用中的耐久性。其結果，可得到高質量和高可靠性的半導體裝置。
此外，按照本發(fā)明的第2方面，由于在將上述第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置臺階差，按照本發(fā)明的第3方面，上述第一懸吊引線具有比第二懸吊引線的寬度尺寸大的寬度，在將該第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置至少從模塑體的厚度尺寸中減去了半導體芯片的厚度尺寸、模片接合的厚度尺寸和模片底座的厚度尺寸的值的1/2的臺階差，按照本發(fā)明的第4方面，第一懸吊引線具有比第二懸吊引線的寬度尺寸大的寬度，在將上述第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在第二懸吊引線中設置臺階差，故可降低模片底座的偏移。
權利要求
1．一種半導體裝置，包括引線框，該引線框包括具有多個角部的模片底座；沿該模片底座的周邊以預定的間隔排列并具有內端部的多條內引線；延伸到該內引線的外方的外引線；在上述模片底座與內引線間沿該模片底座的周邊以框狀配置的懸吊引線增強部件；將上述模片底座的角部連接到懸吊引線增強部件上的第一懸吊引線；以及將上述懸吊引線增強部件連接到上述內引線與外引線間的閉合桿上的第二懸吊引線，在該引線框上用模塑樹脂對導電性地連接通過模片接合被粘接的半導體芯片和上述多條內引線的金線進行封裝，將上述引線框的外引線的終端部、閉合桿和在連接到閉合桿的模塑體邊界附近外部的第二懸吊引線的端部切去，該半導體裝置的特征在于上述半導體芯片的一邊的長度比模塑體外徑的一邊尺寸小2.5mm，以框狀形成的懸吊引線增強部件的最外周的一邊的長度不大于半導體芯片的一邊的長度，模片底座的一邊的長度超過3mm并且不大于以框狀形成的懸吊引線增強部件的最外周的一邊的長度的50％，同時將懸吊引線增強部件連接到閉合桿的第二懸吊引線在與懸吊引線增強部件連接的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置臺階差。
2．一種半導體裝置用的引線框，包括具有多個角部的模片底座；多條內引線，它使假想地放置的半導體芯片的中心點與模片底座的中心點一致，它在該半導體芯片的外側經必要的間隙沿周邊以預定的間隔排列并具有內端部；在該內引線的外延部中形成的閉合桿；從閉合桿延伸、其終端部與框的圍欄部連接的多條外引線；以超過模片底座的尺寸為間隔從上述模片底座的周邊設置并沿該周邊以框狀配置的懸吊引線增強部件；將上述模片底座的角部連接到懸吊引線增強部件上的第一懸吊引線；以及將上述懸吊引線增強部件連接到閉合桿上的第二懸吊引線，該半導體裝置用的引線框的特征在于在將上述第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置臺階差。
3．一種半導體裝置用的引線框，包括具有多個角部的模片底座；多條內引線，它使假想地放置的半導體芯片的中心點與模片底座的中心點一致，它在該半導體芯片的外側經必要的間隙沿周邊以預定的間隔排列并具有內端部；在該內引線的外延部中形成的閉合桿；從該閉合桿延伸、其終端部與框的圍欄部連接的多條外引線；以超過模片底座的尺寸為間隔從上述模片底座的周邊起設置并沿該周邊以框狀配置的懸吊引線增強部件；將上述模片底座的角部連接到懸吊引線增強部件上的第一懸吊引線；以及將上述懸吊引線增強部件連接到閉合桿上的第二懸吊引線，該半導體裝置用的引線框的特征在于上述第一懸吊引線具有比上述第二懸吊引線的寬度尺寸大的寬度，在將上述第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在第二懸吊引線中設置至少從模塑體的厚度尺寸中減去了半導體芯片的厚度尺寸、模片接合的厚度尺寸和模片底座的厚度尺寸的值的1/2的臺階差。
4．一種半導體裝置用的引線框，包括具有多個角部的模片底座；多條內引線，它使假想地放置的半導體芯片的中心點與模片底座的中心點一致，它在該半導體芯片的外側經必要的間隙沿周邊以預定的間隔排列并具有內端部；在該內引線的外延部中形成的閉合桿；從該閉合桿延伸、其終端部與框的圍欄部連接的多條外引線；以超過模片底座的尺寸為間隔從上述模片底座的周邊設置并沿該周邊以框狀配置的懸吊引線增強部件；將上述模片底座的角部連接到懸吊引線增強部件上的第一懸吊引線；以及將上述懸吊引線增強部件連接到閉合桿上的第二懸吊引線，該半導體裝置用的引線框的特征在于第一懸吊引線具有比第二懸吊引線的寬度尺寸大的寬度，在將上述第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在第二懸吊引線中設置臺階差。
5．一種半導體裝置，包括引線框，該引線框包括具有多個角部的模片底座；沿該模片底座的周邊以預定的間隔排列并具有內端部的多條內引線；延伸到該內引線的外方的外引線；在上述模片底座與內引線間沿該模片底座的周邊以框狀配置的懸吊引線增強部件；將上述模片底座的角部連接到懸吊引線增強部件上的第一懸吊引線；以及將上述懸吊引線增強部件連接到上述內引線與外引線間的閉合桿上的第二懸吊引線，在該引線框上用模塑樹脂對導電性地連接通過模片接合被粘接的半導體芯片和上述多條內引線的金線進行封裝，將上述引線框的外引線的終端部、閉合桿和在連接到閉合桿的模塑體邊界附近外部的第二懸吊引線的端部切去，該半導體裝置的特征在于上述第一懸吊引線具有比第二懸吊引線的寬度尺寸大的寬度，在將該第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置至少從模塑體的厚度尺寸中減去了半導體芯片的厚度尺寸、模片接合的厚度尺寸和模片底座的厚度尺寸的值的1/2的臺階差。
6．一種半導體裝置，包括引線框，該引線框包括具有多個角部的模片底座；沿該模片底座的周邊以預定的間隔排列并具有內端部的多條內引線；延伸到該引線的外方的外引線；在上述模片底座與內引線間沿該模片底座的周邊以框狀配置的懸吊引線增強部件；將上述模片底座的角部連接到懸吊引線增強部件上的第一懸吊引線；以及將上述懸吊引線增強部件連接到上述內引線與外引線間的閉合桿上的第二懸吊引線，在該引線框上用模塑樹脂對導電性地連接通過模片接合被粘接的半導體芯片和上述多條內引線的金線進行封裝，將上述引線框的外引線的終端部、閉合桿和在連接到閉合桿的模塑體邊界附近外部的第二懸吊引線的端部切去，該半導體裝置的特征在于上述第一懸吊引線具有比第二懸吊引線的寬度尺寸大的寬度，在將該第二懸吊引線連接到懸吊引線增強部件的附近進行模片底座的下沉，在該第二懸吊引線中設置臺階差。
全文摘要
一種半導體裝置,由引線框、半導體芯片和金線構成,其中該引線框包括模片底座、多條內引線、外引線、懸吊引線增強部件、第一懸吊引線以及第二懸吊引線。上述半導體芯片的一邊的長度比模塑體外徑的一邊尺寸小2.5mm,懸吊引線增強部件的最外周的一邊的長度不大于半導體芯片的一邊的長度,在與懸吊引線增強部件連接的附近進行模片底座的下沉,在該第二懸吊引線中設置了臺階差?？山档桶雽w裝置外形的翹曲,可得到高質量和高可靠性的半導體裝置。
文檔編號H01L23/50GK1230783SQ9812238
公開日1999年10月6日 申請日期1998年12月1日 優(yōu)先權日1998年3月27日
發(fā)明者秦志康, 川下浩, 高橋良治 申請人:三菱電機株式會社