半導(dǎo)體器件及其制造方法
【專利說明】半導(dǎo)體器件及其制造方法
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01080066405.5、申請(qǐng)日為2010年5月12日、名稱為“半導(dǎo)體器件及其制造方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造技術(shù)，尤其涉及把半導(dǎo)體芯片搭載到外形尺寸比半導(dǎo)體芯片大的芯片搭載部上的半導(dǎo)體器件的有效技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003]在日本特開2009-71154號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)的圖2中記載了從密封體露出搭載有半導(dǎo)體芯片的芯片搭載部的半導(dǎo)體器件。另外，在專利文獻(xiàn)I中，芯片搭載部的外形尺寸比半導(dǎo)體芯片的外形尺寸大。
[0004]另外，在日本特開2007-134394號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)的圖8(a)中記載了把半導(dǎo)體芯片搭載到在上表面(表面)形成了溝的芯片搭載部上的半導(dǎo)體器件。
[0005]<專利文獻(xiàn)1>日本特開2009-71154號(hào)公報(bào)
[0006]<專利文獻(xiàn)2>日本特開2007-134所述第一 394號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007](發(fā)明要解決的問題)
[0008]伴隨著電子設(shè)備的高速化(或高功能化)，被搭載的半導(dǎo)體器件的發(fā)熱量有增加的傾向。于是，本發(fā)明人分析了像上述專利文獻(xiàn)I的圖2所示的那樣的、從密封體露出搭載有半導(dǎo)體芯片的芯片搭載部(模片焊盤(die pad，裸片焊盤)、接片(tab))的結(jié)構(gòu)。如果是這樣的結(jié)構(gòu)，則由于可以把芯片搭載部的下表面(背面)與安裝襯底連接，所以與用密封體覆蓋芯片搭載部的結(jié)構(gòu)相比可以提高散熱性。另外，通過像上述專利文獻(xiàn)I的圖2那樣使芯片搭載部的外形尺寸比半導(dǎo)體芯片的外形尺寸大，可以進(jìn)一步提高散熱性。
[0009]但是，如果僅僅增大芯片搭載部的外形尺寸，則第一表面固定到芯片搭載部上的半導(dǎo)體芯片容易剝離。其原因是因?yàn)?，?gòu)成芯片搭載部的基材(引線框)由與構(gòu)成半導(dǎo)體芯片的材料不同的材料構(gòu)成。即，是因?yàn)樗鼈兊木€膨脹系數(shù)出現(xiàn)差異。因此，如果向這樣的半導(dǎo)體器件施加熱量，則基材的膨脹/收縮量與半導(dǎo)體芯片的膨脹/收縮量不同，在為了把半導(dǎo)體芯片固定到芯片搭載部上而使用的模片鍵合材料(粘接材料)中產(chǎn)生應(yīng)力。
[0010]另外，在所使用的半導(dǎo)體芯片和芯片搭載部的各自的平面形狀都是四邊形時(shí)，在芯片搭載部的角部(半導(dǎo)體芯片的角部)尤其容易發(fā)生該剝離的問題。其理由是因?yàn)?，各自的離中央部遠(yuǎn)的部分即角部處的應(yīng)力最大。而且，在芯片搭載部的角部，如果發(fā)生因應(yīng)力造成的模片鍵合材料的剝離，則剝離向芯片搭載部的中央部發(fā)展，結(jié)果，模片鍵合材料在大范圍內(nèi)剝離，成為可靠性下降的原因。
[0011]而且，在像上述專利文獻(xiàn)I的圖2所示的那樣，從密封體露出芯片搭載部的一部分(下表面)的情況下，芯片搭載部與密封體之間難以完全密封。因此，與用密封體覆蓋芯片搭載部的結(jié)構(gòu)相比，水分容易侵入半導(dǎo)體器件內(nèi)部。
[0012]像上述那樣，在芯片搭載部的外形尺寸比半導(dǎo)體芯片的外形尺寸大，且從密封體露出芯片搭載部的一部分(下表面)的結(jié)構(gòu)的情況下，如果時(shí)間長(zhǎng)的話，就成為半導(dǎo)體器件可靠性下降的原因。
[0013]于是，作為例如即使水分進(jìn)入也可以抑制模片鍵合材料的剝離的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明人分析了例如在芯片搭載部的上表面(表面)形成像上述專利文獻(xiàn)2的圖8(a)所示那樣的溝。
[0014]但是，發(fā)現(xiàn)用例如像上述專利文獻(xiàn)2的圖8 (a)所示那樣的溝不能充分降低芯片搭載部的角部處的應(yīng)力。還發(fā)現(xiàn)，在角部處發(fā)生剝離時(shí)，剝離會(huì)經(jīng)由未形成溝的區(qū)域向芯片搭載部的中央部發(fā)展，結(jié)果，模片鍵合材料會(huì)在大范圍內(nèi)剝離。
[0015]本發(fā)明正是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供可以抑制半導(dǎo)體器件的可靠性下降的技術(shù)。
[0016]另外，本發(fā)明的另一目的在于提供可以提高半導(dǎo)體器件的散熱性的技術(shù)。
[0017]本發(fā)明的上述和其它的目的和新穎特征，從本說明書的描述和附圖可以清楚地看出。
[0018](用來解決問題的手段)
[0019]如果簡(jiǎn)要地說明本申請(qǐng)中公開的發(fā)明中的代表性方案的概要，則如下所述。
[0020]S卩，根據(jù)作為本發(fā)明的一方式的半導(dǎo)體器件，搭載半導(dǎo)體芯片的模片焊盤的芯片搭載區(qū)的平面形狀是比模片焊盤的外形尺寸小的四角形。另外，在上述芯片搭載區(qū)上，在上述芯片搭載區(qū)的第一角部形成第一溝；在隔著上述芯片搭載區(qū)的中央部與上述第一角部相對(duì)置的第二角部形成第二溝；在位于上述第一角部與上述第二角部之間的第三角部形成第三溝；在隔著上述芯片搭載區(qū)的上述中央部與上述第三角部相對(duì)置的第四角部形成第四溝。另外，通過模片鍵合材料把上述半導(dǎo)體芯片搭載到上述芯片搭載區(qū)。
[0021]另外，上述第一溝和上述第二溝，在平面視圖上，分別沿與連接上述芯片搭載區(qū)的上述第一角部與上述第二角部的第一對(duì)角線交叉的第一方向形成。另外，上述第三溝和上述第四溝，在平面視圖上，分別沿與上述第一對(duì)角線交叉的上述芯片搭載區(qū)的第二對(duì)角線交叉的第二方向形成。而且，上述第一溝、上述第二溝、上述第三溝和上述第四溝，在平面視圖上，在從與上述半導(dǎo)體芯片重疊的區(qū)域到與上述半導(dǎo)體芯片不重疊的區(qū)域形成。
[0022](發(fā)明的效果)
[0023]如果簡(jiǎn)要地說明由本申請(qǐng)中公開的發(fā)明中的代表性方案分別得到的效果，則如下所述。
[0024]S卩，可以抑制半導(dǎo)體器件的可靠性下降。
【附圖說明】
[0025]圖1是作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的俯視圖。
[0026]圖2是圖1所示的半導(dǎo)體器件的仰視圖。
[0027]圖3是沿圖1的A-A線的剖面圖。
[0028]圖4是示出在安裝襯底上安裝了圖3所示的半導(dǎo)體器件的安裝結(jié)構(gòu)體的放大剖面圖。
[0029]圖5是示出除去了圖1所示的密封樹脂的狀態(tài)下的半導(dǎo)體器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0030]圖6是沿圖5的B-B線的剖面圖。
[0031]圖7是放大示出圖5所示的模片焊盤周邊部的放大剖面圖。
[0032]圖8是沿圖7的C-C線的放大剖面圖。
[0033]圖9是示出用引線框準(zhǔn)備工序準(zhǔn)備的引線框的平面圖。
[0034]圖10是圖9的D部的放大平面圖。
[0035]圖11是示出在圖10所示的模片焊盤上配置了鍵合漿料的狀態(tài)的放大平面圖。
[0036]圖12是沿圖11的E-E線的放大剖面圖。
[0037]圖13是示出向圖12所示的芯片搭載部區(qū)按壓半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)的放大剖面圖。
[0038]圖14是示出在圖11所示的芯片搭載區(qū)上搭載半導(dǎo)體芯片，使鍵合漿料在整個(gè)芯片搭載區(qū)上鋪展開來的狀態(tài)的放大平面圖。
[0039]圖15是沿圖14的F-F線的放大剖面圖。
[0040]圖16是示出通過絲線(wire)把圖14所示的半導(dǎo)體芯片與多個(gè)引線(lead)電氣連接了的狀態(tài)的平面圖。
[0041]圖17是沿圖16的G-G線的放大剖面圖。
[0042]圖18是示出用成形模具夾住圖17所示的引線框形成了密封樹脂的狀態(tài)的放大剖面圖。
[0043]圖19是示出在各器件區(qū)域形成了密封樹脂的引線框的整體結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0044]圖20是示出把圖19所示的引線框的連接條(tie bar)切斷了的狀態(tài)的放大平面圖。
[0045]圖21是示出在從密封樹脂導(dǎo)出的多個(gè)引線的表面形成了外部鍍膜的狀態(tài)的放大剖面圖。
[0046]圖22是示出從引線框的框部切斷形成了外部鍍膜的多個(gè)引線，并成形了的狀態(tài)的放大平面圖。
[0047]圖23是示出在引線框的多個(gè)器件區(qū)域上分別切斷多個(gè)懸吊引線，使半導(dǎo)體器件成為單片了的狀態(tài)的平面圖。
[0048]圖24是示出作為針對(duì)圖5所示的半導(dǎo)體器件的變形例的半導(dǎo)體器件的平面圖。
[0049]圖25是沿圖24的H-H線的剖面圖。
[0050]圖26是示出作為針對(duì)圖7所示的半導(dǎo)體器件的變形例的半導(dǎo)體器件的放大平面圖。
[0051]圖27是示出作為針對(duì)圖6所示的半導(dǎo)體器件的變形例的半導(dǎo)體器件的剖面圖。
[0052]圖28是示出圖8所示的模片焊盤的第一比較例的放大平面圖。
[0053]圖29是沿圖28的J-J線的剖面圖。
[0054]圖30是示出圖8所示的模片焊盤的第二比較例的放大平面圖。
[0055]圖31是沿圖30的K-K線的剖面圖。
[0056](附圖標(biāo)記說明)
[0057]1:半導(dǎo)體器件；2:模片鍵合材料(粘接材料)；2a:鍵合漿料(粘接材料)；3:半導(dǎo)體芯片；3a:上表面(主面、表面)；3b:下表面(主面、背面)；3c:電極焊盤(鍵合焊盤)；4:引線；4a:內(nèi)部引線；4b:外部引線；4c:外部鍍膜；5:絲線(導(dǎo)電性部件)；6:密封樹脂(密封體);6a:上表面；6b:下表面；6c:側(cè)面；7:懸吊引線；7a:傾斜部；8:連接條(堤壩條);10:模片焊盤(芯片搭載部);10a:上表面(芯片搭載面);10b:下表面；10c:外部鍍膜；1d:芯片搭載區(qū)；10e:芯片搭載區(qū)；11:角部；lla:第一角部；llb:第二角部；llc:第三角部:lld:第四角部；12:中央部;13:溝部(溝);13a:第一溝;13b:第二溝；13c:第三溝:13d:第四溝；14:溝部(溝)；20:安裝襯底；22:錫焊材料(接合材料)；23:端子；30:引線框；30a:器件區(qū)域；30b:框部；35:成形模具；36:上模；36a:模具面；36b:空腔；37:下模；37a:模具面；37b:空腔;40:半導(dǎo)體器件；41:半導(dǎo)體芯片；41a:上表面(主面、表面)；41b:下表面(主面、背面)；41c:電極焊盤(鍵合焊盤)；42:模片鍵合材料(粘接材料)；45:半導(dǎo)體器件；100:半導(dǎo)體器件；101:模片焊盤；102:中央部；102:半導(dǎo)體器件；103:模片焊盤；104:溝部；105:非溝區(qū)域
【具體實(shí)施方式】
[0058]在本申請(qǐng)中，實(shí)施方式的描述，根據(jù)需要，為了方便而分成多個(gè)部分等進(jìn)行描述，但除了特別明示不是這樣的情形以外，它們不是相互獨(dú)立無關(guān)的，不管描述在前還是在后，一個(gè)例子的各部分，一個(gè)是另一個(gè)的一部分細(xì)節(jié)或一部分或全部的變形例等。另外，原則上對(duì)相同的部分省略重復(fù)說明。另外，實(shí)施方式中的各構(gòu)成要素，除了特別明示不是這樣的情形、從原理上看限定于該數(shù)目的情形和從上下文看很顯然不是這樣的情形以外，也不是必需的，
[0059]同樣地，在實(shí)施方式等的描述中，關(guān)于材料、組成等，“由A構(gòu)成的X”等也是，除了特別明示不是這樣的情形和從上下文看很顯然不是這樣的情形以外，并不排除包含A以外的要素。例如，關(guān)于成分，意味著“以A為主要成分而包含A的X”等。例如，“硅部件”等，也不限定于是純硅，還包含SiGe(硅鍺)合金、其它以硅為主要成分的多元合金、包含其它添加物的部件。關(guān)于鍍金、Cu層、鍍鎳等，除了特別明示不是這樣的情形以外，不僅是純的物質(zhì)，還包含分別以金、Cu、鎳等為主要成分的部件。
[0060]而且，在提到特定的數(shù)值、數(shù)量時(shí)也是，除了特別明示不是這樣的情形、從原理上看限定于該數(shù)目的情形和從上下文看很顯然不是這樣的情形以外，可以是超過該特定數(shù)值的數(shù)值，也可以是小于該特定數(shù)值的數(shù)值。
[0061 ] 另外，在實(shí)施方式的各附圖中，對(duì)相同的部分賦予相同或類似的記號(hào)或附圖標(biāo)記，原則上省略重復(fù)說明。
[0062]另外，在附圖中，在復(fù)雜時(shí)或與空隙的區(qū)別明確時(shí)，有時(shí)即使是剖面也會(huì)省略陰影線等。與此相關(guān)，在從說明等中明顯可知的情況下，有時(shí)即使是在平面上封閉的孔也會(huì)省略背景的輪廓線。而且，即使不是剖面，也會(huì)為了明示不是空隙而加上陰影線。
[0063](實(shí)施方式I)
[0064]在本實(shí)施方式中，作為半導(dǎo)體器件的一例，選取QFP (Quad Flat Package)型的半導(dǎo)體器件進(jìn)行說明。圖1是本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的俯視圖。圖2是圖1所示的半導(dǎo)體器件的仰視圖。圖3是沿圖1的A-A線的剖面圖。另外，圖4是示出在安裝襯底上安裝了圖