專利名稱：具有薄板的片上引線型半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有片上引線(LOC)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
隨著大存儲容量的存儲器件，如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)的發(fā)展，這種器件的半導(dǎo)體元件在尺度上已被加大，并且與以往相比一個存儲器的封裝要占用相當(dāng)大的空間。因此近些年來，在含有封裝內(nèi)占用大空間的半導(dǎo)體元件的封裝設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，已經(jīng)提出一種LOC結(jié)構(gòu)的封裝結(jié)構(gòu)。
同時，隨著擴(kuò)散技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體元件可做得更小，使得具有同樣容量的半導(dǎo)體元件幾乎是逐年在減小尺寸。
順便說說，封裝的外尺寸是標(biāo)準(zhǔn)化的，即使所包含的半導(dǎo)體元件被減小，就外形尺寸來說，封裝幾乎不能減小尺寸。因此，當(dāng)產(chǎn)品周期進(jìn)入成熟階段后，封裝的半導(dǎo)體元件若具有LOC結(jié)構(gòu)封裝時勢必會占用減小的空間。
然而，由于半導(dǎo)體元件占用相對于封裝尺寸的小空間，生產(chǎn)量被減小，在封裝中產(chǎn)生大的翹曲，并且在這種封裝中還產(chǎn)生大的熱阻。下文將做詳細(xì)說明。
本發(fā)明之目的在于增加LOC型半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)量。
根據(jù)本發(fā)明，在LOC結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體中，一塊具有與半導(dǎo)體元件大致相同厚度的薄板被安置在半導(dǎo)體元件的外圍區(qū)域內(nèi)。其結(jié)果，在具有LOC結(jié)構(gòu)并包括一片相對于封裝尺寸僅占用一小塊空間的半導(dǎo)體元件的封裝中，在內(nèi)引線的上表面上的樹脂厚度和內(nèi)引線下表面的樹脂厚度不均衡的區(qū)域在半導(dǎo)體元件的外圍區(qū)域會被減少。
薄板可起母條作用，以通過使用一導(dǎo)電材料并通過相應(yīng)的焊絲將半導(dǎo)體元件上的電極和內(nèi)引線連接起來來發(fā)揮電源的效果。
通過下文的描述，與現(xiàn)有技術(shù)比較，并參照附圖，會對本發(fā)明有更清楚的理解。


圖1是表明LOC結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體器件的平面圖；圖2是沿圖1的Ⅱ-Ⅱ線剖取的剖面圖；圖3是表明LOC結(jié)構(gòu)的第二現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體器件的平面圖；圖4是沿圖3的Ⅳ-Ⅳ線剖取的剖面圖；圖5A-5D是解釋制造圖3和圖4的半導(dǎo)體器件的方法的剖面圖；圖6是解釋在圖3和圖4的半導(dǎo)體器件中所產(chǎn)生的問題的平面圖；圖7是表明根據(jù)本發(fā)明具有LOC結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的第1實(shí)施例的平面圖；圖8是沿圖7的Ⅷ-Ⅷ線剖取的剖面圖；圖9A-9E是解釋制造圖7和圖8的半導(dǎo)體器件的第一方法的剖面圖；圖10A-10E是解釋制造圖7和圖8的半導(dǎo)體器件的第二方法的剖面圖；以及圖11是表明根據(jù)本發(fā)明具有LOC結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的第2實(shí)施例的平面圖。
在說明優(yōu)選實(shí)施例之前，參照圖1、2、3、4、5A-5D和6來解釋采用LOC結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體器件。
圖1是表明LOC結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體器件的平面圖，而圖2是沿圖1的Ⅱ-Ⅱ線剖取的剖面圖。
在圖1和圖2中，電極2在封裝中占據(jù)大空間的半導(dǎo)體元件1A的中央被安置成單列。由內(nèi)引線31、外引線32和母條33構(gòu)成了引線框架3。
借助于粘結(jié)帶4將每根內(nèi)引線31牢固地保持在半導(dǎo)體元件1A的前端，并借助于焊絲5將內(nèi)引線31連接到相關(guān)的電極2。母條33被安置在電極2和內(nèi)引線31之間。焊絲5跨過母條33。
如圖1所示，外引線32是從偏離封裝中央的各個位置引出的引線，如剖面圖所示。
標(biāo)號6代表密封樹脂層。在內(nèi)引線31上的該密封樹脂層6的厚度T1等于在該半導(dǎo)體元件1A下邊的密封樹脂層6的厚度T2。同時，在內(nèi)引線31上的密封樹脂層6的厚度T1不等于在內(nèi)引線31下邊的密封樹脂層6厚度T3，具有非均衡厚度的密封樹脂層6的區(qū)域R很小，這是因?yàn)榘雽?dǎo)體元件1A在封裝中占據(jù)著大的空間。
在圖2中，標(biāo)號7代表懸浮引腳。
圖3是表明LOC結(jié)構(gòu)的第二現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體器件的平面圖，而圖4是沿圖3的Ⅳ-Ⅳ線剖取的剖面圖。
在圖3和圖4中，封裝包含一塊在該封裝中僅占很小空間的半導(dǎo)體。具有非均衡厚度的密封樹脂層6的區(qū)域R很大，這是因?yàn)榘雽?dǎo)體元件1B在封裝中占據(jù)一小的空間。
下面將參照圖5A-5D來說明制造如圖3和圖4的半導(dǎo)體器件的方法。
首先，參照圖5A，將具有電極2的半導(dǎo)體元件1B和具有內(nèi)引線31、外引線32和母條33的引線框架3放置入位。然后，使粘結(jié)帶4與內(nèi)引線31粘結(jié)，再使半導(dǎo)體元件1B與引線框架3粘結(jié)。
接著，參照圖5B，用各自的焊絲5將半導(dǎo)體元件1B的電極2與相對應(yīng)的內(nèi)引線31連接。
然后，參照圖5C，用密封金屬對分模81和82將已粘結(jié)了半導(dǎo)體元件1B的引線框架3夾在其間，再用壓力將樹脂6注入到密封金屬對分模81和82之間的空間。隨后，去掉密封金屬對分模81和82。
最后，參照圖5D，在切掉和去掉聯(lián)絡(luò)條(未示出)之后，用板(未示出)固定外引線32。接著，從引線框架3切下并去掉外引線32，然后整形以顯出所要求的外形，完成該半導(dǎo)體器件。
如圖3和圖4所見，因半導(dǎo)體元件1B占據(jù)該封裝尺寸中的一小空間，則在該半導(dǎo)體元件1B的外圍區(qū)域(接近該封裝的水平表面)中的內(nèi)引線31的上表面上的密封樹脂層6的厚度T1和內(nèi)引線31的下表面下邊的密封樹脂層6的厚度T3不均衡的區(qū)域是很大的，其結(jié)果是，樹脂在接近該封裝的水平表面的區(qū)域中的半導(dǎo)體元件1B的上表面比在其下表面移動得更快，這就引起一個問題，即在半導(dǎo)體元件1B的上表面上產(chǎn)生如圖6所示的彎曲空隙，使生產(chǎn)量下降。
此外，當(dāng)樹脂6a收縮時所產(chǎn)生的應(yīng)力，在該封裝的上表面和下表面是不同的，它也引起該封裝的翹曲大的問題。
而且，該封裝的樹脂的熱導(dǎo)率是低的，而半導(dǎo)體元件的金屬硅的熱導(dǎo)率是高的。所以，圖1和圖2中占據(jù)該封裝尺寸內(nèi)較大的空間的半導(dǎo)體元件1A可被用來象一個輻射器工作，把熱量散發(fā)到封裝的每個角落，圖3和圖4中占據(jù)該封裝尺寸內(nèi)較小空間的半導(dǎo)體元件1B不能把熱量散發(fā)到該封裝的每個角落，這將引起熱阻大的問題。
還有，由于母條33分別被安置在內(nèi)引線31的前端和發(fā)揮電源如VCC和GND作用的電極2之間，在一個母條33和焊絲5之間還有產(chǎn)生邊緣接觸的危險(xiǎn)。
圖7是表明根據(jù)本發(fā)明具有LOC結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的第1實(shí)施例的平面圖，而圖8是沿圖7的Ⅷ-Ⅷ線剖取的剖面圖。
在圖7和圖8中，將一薄板9加至圖3和圖4的元件上。具體地講，借助于半導(dǎo)體元件1B的外圍區(qū)域中的粘結(jié)帶4將薄板9與內(nèi)引線31粘結(jié)。在本案中，薄板9具有大體上與半導(dǎo)體元件1B相同的厚度。其結(jié)果，密封樹脂層6的厚度非均衡的區(qū)域R被做得很小。
對被安置在半導(dǎo)體元件1B的外圍區(qū)域的薄板9，在形狀、厚度和材料方面都沒有什么限制，但最好是使薄板9具有比該封裝的外形至少小1mm的外形，或每邊有大于0.5mm的裕度，容收薄板9的開口具有比該封裝的外形至少大1mm的外形，或每邊有大于0.5mm的裕度，而且該薄板9具有大體上與半導(dǎo)體元件1B相同的厚度，一般在200和400μm之間，而且是由與引線框架3相同的材料制成的，引線框架3是由鋁合金、銅合金或塑料、陶瓷材料制成。此外，該薄板9最好具有例如直徑為0.5mm的通孔(未示出)，以改善薄板9和密封樹脂層6的粘結(jié)性。
現(xiàn)在，接著參照圖9A～9E解釋制造圖7和圖8所示的半導(dǎo)體器件的第1方法。
首先，參照圖9A，將一具有電極2和厚度在250～400μm之間的半導(dǎo)體元件1B和具有內(nèi)引線31、外引線32和母條33的引線框架3放置入位。然后，將厚度在50～100μm之間的由聚酰亞胺帶膜制成的粘結(jié)帶4與內(nèi)引線31粘結(jié)，然后將半導(dǎo)體元件1B與與引線框架3粘結(jié)。
然后，參照圖9B，借助于粘結(jié)帶4將薄板9與內(nèi)引線31和母條33粘結(jié)。該薄板9的厚度比半導(dǎo)體元件1B大50～100μm，以防止半導(dǎo)體元件1B的背面被損傷。
接著，參照圖9C，用各自的直徑為23～30μm的焊絲5將半導(dǎo)體元件1B的電極2和相對應(yīng)的內(nèi)引線31連接。如需要，用焊絲5將薄板9和電極2和1或?qū)⒈“?和內(nèi)引線31連接。
然后，參照圖9D，用加熱至160～190℃的密封金屬對分模81和82將已與半導(dǎo)體元件1B粘結(jié)了的引線框架3夾在其間，在減壓下將樹脂6a注入到密封金屬對分模81和82之間的空間。注意，由于在半導(dǎo)體元件1B的外圍區(qū)域安置了薄板，密封樹脂層6的厚度不均衡的區(qū)域?qū)嶋H上是不存在的。因此，在接近該封裝水平表面的區(qū)域內(nèi)的半導(dǎo)體元件1B的上表面和下表面，樹脂以大體上相同的速率移動。那么密封樹脂的流圖應(yīng)不被擾動。
最后，參照圖9E，在切斷和去掉連絡(luò)條(未示出)之后，電鍍引線32(未示出)。然后，切斷外引線32并去掉引線框架3，然后整形以得到所要求的外形，完成該半導(dǎo)體器件。
接著參照圖10A～10E解釋制造圖7和圖8所示的半導(dǎo)體器件的第2個方法。
首先，參照圖10A，將一具有電極2和厚度在250～400μm之間的半導(dǎo)體元件1B和具有內(nèi)引線31、外引線32和母條33的引線框架3放置入位。然后，將厚度在50～100μm之間的由聚酰亞胺帶膜制成的粘結(jié)帶4與內(nèi)引線31粘結(jié)，然后將薄板9與引線框架3的內(nèi)引線31和母條33粘結(jié)。
然后，參照圖10B，借助于粘結(jié)帶4將半導(dǎo)體元件1B與引線框架3粘結(jié)。該薄板9的厚度比半導(dǎo)體元件1B小50～100μm，以使半導(dǎo)體元件1B和引線框架3相互可靠粘結(jié)。
接著，參照圖10C，用各自的直徑為23～300μm的焊絲5，與圖9C的情況相同，將半導(dǎo)體元件1B的電極2和相對應(yīng)的內(nèi)引線31連接。
然后，參照圖10D，用加熱至160～190℃的密封金屬對分模81和82將已與半導(dǎo)體元件1B粘結(jié)了的引線框架3夾在其間，在減壓下將樹脂6a注入到密封金屬對分模81和82之間的空間，與圖9A的情況相同。
最后，參照圖10E，在切斷和去掉連絡(luò)條(未示出)之后，電鍍引線32(未示出)。然后，切斷外引線32并去掉引線框架3，然后整形以得到所要求的外形，完成該半導(dǎo)體器件。
圖11是表明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的第2實(shí)施例的平面圖。此處，圖7的薄板9被一對薄板9A和9B替代，借助于各自的焊絲5將分別形成在薄板9A和9B上的銀板(未示出)與相對應(yīng)的電極2和相對應(yīng)的內(nèi)引線31連接，以使9A和9B可作為圖7的母條33工作。因而，對于第2實(shí)施例，則不需要用于制作跨過母條33的焊絲5的如圖8所示的引線-上焊結(jié)工藝。
請注意，制造圖7所示的半導(dǎo)體器件的任意一個上述方法可用于制造圖11所示的半導(dǎo)體器件。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于采用薄板可避免產(chǎn)生彎曲空隙的問題，而提高了生產(chǎn)量。此外，由于當(dāng)樹脂收縮時所產(chǎn)生的應(yīng)力在該封裝的上表面和下表面大體上是均衡的，可避免該封裝的大翹曲的問題。還有，由于薄板被安置在半導(dǎo)體元件的外圍區(qū)域，通過使用高熱導(dǎo)率的材料如金屬做薄板以減小其熱阻，熱量可被散發(fā)到該封裝的每個角落。最后被安置在半導(dǎo)體元件外圍區(qū)域的薄板可被用作母條，從而不必在內(nèi)引線的前端和發(fā)揮電源如VCC和GND作用的電極之間安置母條，可避免母條和焊絲之間產(chǎn)生邊緣接觸的危險(xiǎn)，從而提高生產(chǎn)量和改善半導(dǎo)體器件的可靠性。
權(quán)利要求
1．具有片上引線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其包括一被安置在半導(dǎo)體元件(1B)的外圍區(qū)域并具有與所述半導(dǎo)體元件厚度大體上相同的薄板(9)。
2．如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述薄板被分成多塊(9A、9B)。
3．如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，形成多個通過所述薄板的通孔。
4．一種半導(dǎo)體器件，其包括一具有內(nèi)引線(31)和外引線(32)的引線框架(3)；一借助于粘結(jié)帶(4)與所述內(nèi)引線粘結(jié)的半導(dǎo)體元件(1B)；以及一被安置在所述半導(dǎo)體元件的外圍區(qū)域并借助于所述粘結(jié)帶與所述內(nèi)引線粘結(jié)的薄板(9)。
5．如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述薄板被分成多塊(9A、9B)。
6．如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，形成多個通過所述薄板的通孔。
7．如權(quán)利要4所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述薄板是導(dǎo)電的，并借助于焊絲(5)與所述內(nèi)引線和所述半導(dǎo)體元件的電極(2)焊結(jié)。
8．一種半導(dǎo)體器件，其包括一具有內(nèi)引線(31)，外引線(32)和母條(33)的引線框架(3)；一借助于粘結(jié)帶(4)與所述內(nèi)引線和所述母條粘結(jié)的半導(dǎo)體元件(1B)；以及一被安置在所述半導(dǎo)體元件的外圍區(qū)域并借助于所述粘結(jié)帶與所述內(nèi)引線和所述母條粘結(jié)的薄板(9)。
9．如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述薄板被分成多塊(9A、9B)。
10．如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，形成多個通過所述薄板的通孔。
11．如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述薄板是導(dǎo)電的，并借助于焊絲(5)與所述內(nèi)引線和所述半導(dǎo)體元件的電極(2)焊結(jié)。
12．一種制造半導(dǎo)體器件方法，其包括以下各步驟借助于粘結(jié)帶(4)使半導(dǎo)體元件(1B)和引線框架(3)的內(nèi)引線(31)粘結(jié)；借助于所述粘結(jié)帶使薄板(9)與所述內(nèi)引線粘結(jié)，在粘結(jié)后，使其設(shè)置在所述半導(dǎo)體元件的外圍區(qū)域；以及在粘結(jié)所述薄板之后，借助于焊絲(5)使所述半導(dǎo)體元件的電極(2)與所述內(nèi)引線連接。
13．如權(quán)利要求12所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述薄板的厚度大于所述半導(dǎo)體元件的厚度。
14．一種制造半導(dǎo)體器件方法，其包括以下各步驟借助于粘結(jié)帶(4)使半導(dǎo)體元件(1B)和引線框架(3)的內(nèi)引線(31)粘結(jié)；在粘結(jié)半導(dǎo)體元件之后，借助于所述粘結(jié)帶使導(dǎo)電的薄板(9A、9B)與所述內(nèi)引線粘結(jié)，使其設(shè)置在所述半導(dǎo)體元件的外圍區(qū)域；以及在粘結(jié)所述薄板之后，借助于焊絲(5)使所述半導(dǎo)體元件的電極(2)與所述內(nèi)引線和所述導(dǎo)電的薄板連接。
15．如權(quán)利要求14所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述薄板的厚度大于所述半導(dǎo)體元件的厚度。
16．一種制造半導(dǎo)體器件方法，其包括以下各步驟借助于粘結(jié)帶(4)使薄板(9)和引線框架(3)的內(nèi)引線(31)粘結(jié)；在粘結(jié)所述薄板之后，借助于所述粘結(jié)帶使半導(dǎo)體元件(1B)與所述內(nèi)引線粘結(jié)，使所述薄板被設(shè)置在所述半導(dǎo)體元件的外圍區(qū)域中；以及在粘結(jié)所述半導(dǎo)體元件之后，借助于焊絲(5)使所述半導(dǎo)體元件的電極(2)與所述內(nèi)引線連接。
17．如權(quán)利要求16所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述薄板的厚度小于所述半導(dǎo)體元件的厚度。
18．一種制造半導(dǎo)體器件方法，其包括以下各步驟借助于粘結(jié)帶(4)使導(dǎo)電薄板(9A,9B)和引線框架(3)的內(nèi)引線(31)粘結(jié)；在粘結(jié)所述導(dǎo)電的薄板之后，借助于所述粘結(jié)帶使半導(dǎo)體元件(1B)與所述內(nèi)引線粘結(jié)，使所述薄板被設(shè)置在所述半導(dǎo)體元件的外圍區(qū)域中；以及在粘結(jié)所述半導(dǎo)體元件之后，借助于焊絲(5)使所述半導(dǎo)體元件的電極(2)與所述內(nèi)引線和所述導(dǎo)電薄板連接。
19．如權(quán)利要求18所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述薄板的厚度小于所述半導(dǎo)體元件的厚度。
全文摘要
在具有片上引線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中,一薄板(9)被安置在半導(dǎo)體元件(1B)的外圍區(qū)域,其厚度大體上與半導(dǎo)體元件的厚度相同。
文檔編號H01L21/02GK1224241SQ99100229
公開日1999年7月28日 申請日期1999年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月19日
發(fā)明者稻葉健仁 申請人:日本電氣株式會社