半導(dǎo)體裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種能夠抑制半導(dǎo)體芯片的位置偏移的半導(dǎo)體裝置。實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具備第1區(qū)域與第2區(qū)域，且在第2區(qū)域具備：安裝構(gòu)件，具有沿第1區(qū)域的外周的至少一部分而設(shè)置的多個(gè)第1周邊部、及設(shè)置在多個(gè)第1周邊部的至少一者與多個(gè)第1周邊部的其他至少一者之間的多個(gè)第2周邊部；隔壁層，至少設(shè)置在第1周邊部上；及半導(dǎo)體芯片，隔著焊料材而搭載在第1區(qū)域上；且多個(gè)第2周邊部位于相對于半導(dǎo)體芯片而對稱的位置。
【專利說明】半導(dǎo)體裝置
[0001][相關(guān)申請案]
[0002]本申請案享有以日本專利申請案2015-52733號(hào)(申請日:2015年3月16日)為基礎(chǔ)申請案的優(yōu)先權(quán)。本申請案通過參照該基礎(chǔ)申請案而包含基礎(chǔ)申請案的全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種半導(dǎo)體裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]作為將半導(dǎo)體芯片安裝在引線架等安裝構(gòu)件上的芯片接合技術(shù)之一，眾所周知的是使用焊料膏來將半導(dǎo)體芯片與引線架接合的方法。
[0005]在使用焊料膏來將半導(dǎo)體芯片與引線架接合的情況下，相對于與半導(dǎo)體芯片的接合面垂直的軸而易于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向的半導(dǎo)體芯片的位置偏移(在將半導(dǎo)體芯片的接合面的一方向設(shè)為X方向，將半導(dǎo)體芯片的接合面內(nèi)的與X方向正交的方向設(shè)為Y方向，且將與XY方向正交的方向設(shè)為Z方向的情況下的以Z方向?yàn)檩S的旋轉(zhuǎn)方向的位置偏移)，從而難以提高半導(dǎo)體芯片的位置精度。
[0006]作為抑制半導(dǎo)體芯片的位置偏移的方法，例如眾所周知的是減少焊料膏的量、或在引線架的安裝面上設(shè)置溝槽而使多余的焊料流入至溝槽中的方法。然而，在所述方法中，存在將引線架與半導(dǎo)體芯片接合的焊料材變薄的情況。
[0007]此外，作為抑制半導(dǎo)體芯片的位置偏移的方法，眾所周知的是通過激光形成對引線架的潤濕性較安裝區(qū)域更低的區(qū)域來抑制焊料不必要的擴(kuò)散的方法。然而，用于引線架的銅等材料對YAG(Yttrium Aluminum Garnet，乾招石植石)激光等高頻激光的吸收率較低，此外，存在通過焊料膏中所包含的助焊劑而還原的情況。由此，在所述方法中，存在無法充分抑制焊料不必要的擴(kuò)散的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的實(shí)施方式提供能夠抑制半導(dǎo)體芯片的位置偏移的半導(dǎo)體裝置。
[0009]實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置包括第I區(qū)域與第2區(qū)域，在第2區(qū)域具備:安裝構(gòu)件，具有沿第I區(qū)域的外周的至少一部分而設(shè)置的多個(gè)第I周邊部、及設(shè)置在多個(gè)第I周邊部的至少一者與多個(gè)第I周邊部的其他至少一者之間的多個(gè)第2周邊部;隔壁層，至少設(shè)置在第I周邊部上;及半導(dǎo)體芯片，隔著焊料材而搭載在第I區(qū)域上;且多個(gè)第2周邊部位于相對于半導(dǎo)體芯片而對稱的位置。
【附圖說明】
[0010]圖1是表示半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造例的俯視示意圖。
[0011 ]圖2是表示半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造例的剖視示意圖。
[0012]圖3是表示半導(dǎo)體裝置的其他構(gòu)造例的俯視示意圖。
[0013]圖4是表示半導(dǎo)體裝置的其他構(gòu)造例的俯視示意圖。
[0014]圖5是表示半導(dǎo)體裝置的其他構(gòu)造例的俯視示意圖。
[0015]圖6是表示半導(dǎo)體裝置的其他構(gòu)造例的俯視示意圖。
[0016]圖7是表示半導(dǎo)體裝置的其他構(gòu)造例的俯視示意圖。
[0017]圖8是表示半導(dǎo)體裝置的其他構(gòu)造例的俯視示意圖。
[0018]圖9是表示半導(dǎo)體裝置的其他構(gòu)造例的俯視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下，參照圖式對實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，圖式為示意性的圖，例如厚度與俯視尺寸的關(guān)系、各層的厚度的比率等存在與現(xiàn)實(shí)情況不同的情況。此外，在各實(shí)施方式中，對實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成要素附上相同符號(hào)并省略說明。
[0020]圖1及圖2是表不半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造例的圖，圖1為俯視不意圖，圖2為視不意圖。圖1及圖2所示的半導(dǎo)體裝置10具備安裝構(gòu)件1、半導(dǎo)體芯片2、隔壁層3、焊料材4、接合線5及樹脂層6。另外，圖1中為方便起見而省略樹脂層6。
[0021]安裝構(gòu)件I具有第I面(安裝構(gòu)件I的上表面)、及相對于第I面為相反側(cè)的第2面(安裝構(gòu)件I的下表面)。作為安裝構(gòu)件I，例如能夠使用包含銅、銅合金、或42合金等鐵及鎳的合金等的引線架等金屬板。例如，通過采用具有使用銅的第I面的引線架，能夠提高半導(dǎo)體裝置的散熱性。圖1中，第I面及第2面分別劃分成芯片搭載部la、引線部lb、及懸引腳部Ic的至少3個(gè)區(qū)域。
[0022]芯片搭載部Ia為搭載半導(dǎo)體芯片2的區(qū)域。芯片搭載部Ia的平面具有四邊形狀，但并不限定于此。芯片搭載部Ia具有區(qū)域11、及包圍區(qū)域11的區(qū)域12。
[0023]區(qū)域11為芯片搭載區(qū)域(第I區(qū)域)，區(qū)域12為芯片搭載區(qū)域的周邊區(qū)域(第2區(qū)域)。區(qū)域12具有沿區(qū)域11的外周的至少一部分而設(shè)置的多個(gè)周邊部(第I周邊部)12a、及設(shè)置在周邊部12a的至少一者與周邊部12a的其他至少一者之間的多個(gè)周邊部(第2周邊部)12b。周邊部12a為能夠圍堵焊料材4的區(qū)域。周邊部12b為能夠使焊料材逃散的區(qū)域。
[0024]多個(gè)周邊部12b較理想的是位于相對于半導(dǎo)體芯片2而對稱的位置。但是，不必處于完全點(diǎn)對稱、線對稱的關(guān)系，只要處于實(shí)質(zhì)上對稱的位置即可。多個(gè)周邊部12a具有沿區(qū)域11的外周以相互分離的方式設(shè)置的多個(gè)第I單位區(qū)域121。圖1所示的多個(gè)周邊部12a包含相對于半導(dǎo)體芯片2的一邊而分別設(shè)置I個(gè)的4個(gè)第I單位區(qū)域121。此時(shí)，也可將I個(gè)第I單位區(qū)域121視為I個(gè)周邊部12a。
[0025]此外，周邊部12b包含設(shè)置在多個(gè)第I單位區(qū)域121之間的多個(gè)第2單位區(qū)域122。圖1所示的周邊部12b包含相對于半導(dǎo)體芯片2的角部而分別設(shè)置I個(gè)的4個(gè)第2單位區(qū)域122。周邊部12b接觸于樹脂層6，或接觸于焊料材4。
[0026]引線部Ib是成為半導(dǎo)體裝置的引線的區(qū)域。引線部Ib設(shè)置在芯片搭載部Ia的周邊部。引線部Ib與芯片搭載部Ia分離。圖1中，引線部Ib在芯片搭載部Ia的上下左右設(shè)置有多個(gè)，但并不限定于此。
[0027]懸引腳部Ic具有在制造時(shí)支撐芯片搭載部Ia的功能。圖1中，懸引腳部Ic從芯片搭載部Ia的角部向外側(cè)延伸，但并不限定于此。例如，也能以從芯片搭載部Ia的周緣的一邊向外側(cè)延伸的方式設(shè)置懸引腳部lc。另外，也可在制造時(shí)去除懸引腳部Ic的一部分。
[0028]半導(dǎo)體芯片2搭載在第I面上。圖1中，半導(dǎo)體芯片2搭載在區(qū)域11上。圖1中，半導(dǎo)體芯片2的平面具有四邊形狀，但并不限定于此。
[0029]隔壁層3設(shè)置在第I面上。圖1中，隔壁層3至少接觸于周邊部12a而設(shè)置。隔壁層3具有設(shè)置在多個(gè)第I單位區(qū)域121上的多個(gè)單位層30。半導(dǎo)體芯片2與隔壁層3的間隔例如能夠設(shè)為0.05mm以上且0.4mm以下。
[0030]隔壁層3的厚度優(yōu)選厚于焊料材4的厚度。由此，能夠抑制焊料材4超過隔壁層3而流出。作為隔壁層3，能夠使用例如油墨或阻焊劑等熱固化樹脂、或紫外線固化樹脂等。例如，作為隔壁層3，能夠使用聚酰亞胺樹脂或環(huán)氧樹脂等。此外，隔壁層3也可具有排斥焊料的功能。例如，能夠通過進(jìn)行隔壁層3的表面加工而對隔壁層3賦予排斥焊料的功能。
[0031]隔壁層3是在通過焊料材4將安裝構(gòu)件I與半導(dǎo)體芯片2接合之前形成。例如，也可通過使用印寫、壓印、或噴墨等方法形成涂布層，并利用熱或紫外線使涂布層固化而形成隔壁層3。
[0032]焊料材4將安裝構(gòu)件I與半導(dǎo)體芯片2接合。圖1中，焊料材4設(shè)置在區(qū)域11與半導(dǎo)體芯片2之間，并固定在區(qū)域11及半導(dǎo)體芯片2。即，半導(dǎo)體芯片2隔著焊料材4而搭載在區(qū)域11上。作為焊料材4，例如能夠使用錫-銀系、錫-銀-銅系的無鉛焊料等。
[0033]焊料材4也可在半導(dǎo)體芯片2的周圍擴(kuò)散。圖1中，焊料材4接觸于隔壁層3，但未必限定于此。此外，焊料材4也可接觸于周邊部12b。焊料材4是通過例如在隔壁層3的形成步驟之后，利用分配器等涂布焊料膏，并在載置半導(dǎo)體芯片2之后使焊料膏熔融而形成。
[0034]接合線5將安裝構(gòu)件I與半導(dǎo)體芯片2電性連接。在圖1及圖2中，接合線5的一端接合于引線部lb，且另一端接合于半導(dǎo)體芯片2的連接墊。接合線5是例如在利用焊料材4將安裝構(gòu)件I與半導(dǎo)體芯片2接合之后形成。
[0035]樹脂層6以密封半導(dǎo)體芯片2的方式設(shè)置在第I面及第2面。圖1中，樹脂層6以覆蓋半導(dǎo)體芯片2、隔壁層3、焊料材4及接合線5的方式設(shè)置在安裝構(gòu)件I的第I面及第2面。此時(shí)，引線部Ib的一部分從樹脂層6露出。樹脂層6是在接合線5的形成步驟之后形成。也可例如通過以密封半導(dǎo)體芯片2的方式在第I面形成第I樹脂層，且在第2面形成第2樹脂層而形成樹脂層6。
[0036]樹脂層6至少包含Si02等無機(jī)填充材。例如，能夠使用無機(jī)填充材與環(huán)氧樹脂等有機(jī)樹脂的混合物來構(gòu)成樹脂層6。無機(jī)填充材的含量優(yōu)選為全體的80%以上且95%以下。此種樹脂層6與安裝構(gòu)件I的密接性較高，故而優(yōu)選。
[0037]在本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置中，通過沿半導(dǎo)體芯片的外周在安裝構(gòu)件上設(shè)置隔壁層而抑制焊料不必要的擴(kuò)散，因此能夠一面相對于與半導(dǎo)體芯片的接合面垂直的軸抑制旋轉(zhuǎn)方向的半導(dǎo)體芯片的位置偏移(在將半導(dǎo)體芯片的接合面的一方向設(shè)為X方向，將半導(dǎo)體芯片的接合面內(nèi)的與X方向正交的方向設(shè)為Y方向，且將與XY方向正交的方向設(shè)為Z方向的情況下的以Z方向?yàn)檩S的旋轉(zhuǎn)方向的位置偏移)，一面將安裝構(gòu)件與半導(dǎo)體芯片之間的焊料材的厚度控制為固定值以上的值。
[0038]在安裝構(gòu)件I上形成隔壁層3之后，將半導(dǎo)體芯片2隔著焊料膏而載置在安裝構(gòu)件I上，并進(jìn)行熱處理而使安裝構(gòu)件I與半導(dǎo)體芯片2接合。此時(shí)，焊料膏中的助焊劑偏向于半導(dǎo)體芯片側(cè)，半導(dǎo)體芯片2易于偏移。針對此，通過設(shè)置隔壁層3而使得焊料膏從區(qū)域11流動(dòng)至區(qū)域12為止，由隔壁層3圍堵焊料。由此，控制焊料膏的流量或流速。因此，抑制焊料不必要的擴(kuò)散。
[0039]此外，通過設(shè)置周邊部12b而能夠在熔融時(shí)使一部分焊料膏逃散。由此，在將焊料熔融時(shí)，即便在焊料中的助焊劑突然沸騰的情況下，也能夠抑制由焊料的偏向所致產(chǎn)生焊料球。當(dāng)所述焊料球附著在其他電路等上時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生連接不良或誤動(dòng)作等。
[0040]進(jìn)而，通過設(shè)置隔壁層而抑制焊料的擴(kuò)散的方法與通過利用激光對安裝構(gòu)件表面的一部分進(jìn)行加工來抑制焊料的擴(kuò)散的方法相比，能夠使用的安裝構(gòu)件的種類更多。
[0041 ]例如，具有露出銅的表面的引線架如上所述般對YAG激光等高頻激光的吸收率較低，且存在通過焊料膏中所包含的助焊劑而還原的情況，因此不適合通過利用所述激光對安裝構(gòu)件表面的一部分進(jìn)行加工來抑制焊料的擴(kuò)散的方法。相對于此，在通過設(shè)置隔壁層而抑制焊料的擴(kuò)散的方法中，即便在將具有露出銅的表面的引線架用作安裝構(gòu)件I的情況下，也能夠充分獲得抑制焊料不必要的擴(kuò)散的效果。
[0042]隔壁層3的形狀不限定于圖1及圖2所示的形狀。圖3至圖9是表示半導(dǎo)體裝置10的一部分的其他構(gòu)造例的俯視不意圖。另外，在圖3至圖9中，為方便起見而未圖不引線部lb、懸引腳部Ic及接合線5。
[0043]圖3中，多個(gè)周邊部12a包含相對于半導(dǎo)體芯片2的角部而分別設(shè)置I部位的4部位的第I單位區(qū)域121。周邊部12b包含設(shè)置在4部位的第I單位區(qū)域121之間的4部位的第2單位區(qū)域122。隔壁層3具有設(shè)置在4部位的第I單位區(qū)域121上、且包含L字狀的俯視形狀的4個(gè)單位層30。
[0044]圖4中，多個(gè)周邊部12a包含相對于半導(dǎo)體芯片2的一邊及角部而分別設(shè)置I部位的8部位的第I單位區(qū)域121。周邊部12b包含設(shè)置在8部位的第I單位區(qū)域121之間的8部位的第2單位區(qū)域122。隔壁層3具有設(shè)置在8部位的第I單位區(qū)域121上、且包含長方形狀的俯視形狀的4個(gè)單位層30、及包含L字狀的俯視形狀的4個(gè)單位層30。
[0045]圖5中，多個(gè)周邊部12a包含相對于半導(dǎo)體芯片2的一邊而分別設(shè)置2部位的8部位的第I單位區(qū)域121。周邊部12b包含設(shè)置在8部位的第I單位區(qū)域121之間的8部位的第2單位區(qū)域122。隔壁層3具有設(shè)置在8部位的第I單位區(qū)域121上、且包含長方形狀的俯視形狀的8個(gè)單位層30。
[0046]圖6中，多個(gè)周邊部12a包含相對于半導(dǎo)體芯片2的一邊而分別設(shè)置4部位的16部位的第I單位區(qū)域121。周邊部12b包含設(shè)置在16部位的第I單位區(qū)域121之間的16部位的第2單位區(qū)域122。隔壁層3具有設(shè)置在16部位的第I單位區(qū)域121上、且包含圓形的俯視形狀的16個(gè)單位層30。
[0047]如圖3至圖6所示，能夠通過增大周邊部12b的面積而使焊料材4容易逃散，且能夠通過增大隔壁層3的比例而容易圍堵焊料材4。
[0048]圖7中，區(qū)域12還具有至少沿周邊部12b的外周而設(shè)置的多個(gè)周邊部12c(第3周邊部)。多個(gè)周邊部12a包含相對于半導(dǎo)體芯片2的角部而分別設(shè)置I部位的4部位的第I單位區(qū)域121。周邊部12b包含設(shè)置在4部位的第I單位區(qū)域121之間的4部位的第2單位區(qū)域122。多個(gè)周邊部12c包含相對于半導(dǎo)體芯片2的一邊而分別設(shè)置I部位的4部位的第3單位區(qū)域123。此時(shí)，也可將I個(gè)第3單位區(qū)域123視為I個(gè)周邊部12c。隔壁層3具備:隔壁層3a，具有設(shè)置在4部位的第I單位區(qū)域121上、且包含L字狀的俯視形狀的4個(gè)單位層30a;及隔壁層3b，具有設(shè)置在4部位的第3單位區(qū)域123上、且包含長方形狀的俯視形狀的4個(gè)單位層30b。隔壁層3b(圖7中各個(gè)單位層30b)沿周邊部12b(圖7中各個(gè)單位區(qū)域122)的外周延伸。
[0049]圖8中，區(qū)域12還具有包圍區(qū)域11、周邊部12a及周邊部12b的周邊部12c。多個(gè)周邊部12a包含相對于半導(dǎo)體芯片2的角部而分別設(shè)置I部位的4部位的第I單位區(qū)域121。周邊部12b包含設(shè)置在4部位的第I單位區(qū)域121之間的4部位的第2單位區(qū)域122。隔壁層3具備:隔壁層3a，具有設(shè)置在4部位的第I單位區(qū)域121上、且包含L字狀的俯視形狀的4個(gè)單位層30;及隔壁層3b，以包圍半導(dǎo)體芯片2的方式設(shè)置在周邊部12c上，包含環(huán)狀的俯視形狀。隔壁層3b與隔壁層3a分離。
[0050]如圖7及圖8所示，通過也在周邊部12c上設(shè)置隔壁層3b，即便在焊料材4經(jīng)由周邊部12b向外側(cè)流動(dòng)的情況下，也能夠抑制焊料不必要的擴(kuò)散。
[0051 ]圖9中，周邊部12a以包圍區(qū)域11的方式延伸。換言之，多個(gè)周邊部12a以包圍區(qū)域11的方式連續(xù)延伸。隔壁層3具有環(huán)狀的俯視形狀，且具有內(nèi)壁，該內(nèi)壁以包圍區(qū)域11的方式延伸，包含沿延伸方向以相互分離的方式設(shè)置的多個(gè)凸部。凸部的形狀并未特別限定。周邊部12b具有位于多個(gè)凸部之間的間隙的多個(gè)第2單位區(qū)域122。即，周邊部12b重疊于多個(gè)凸部之間的區(qū)域。通過在內(nèi)壁設(shè)置凸部，能夠進(jìn)一步提高半導(dǎo)體芯片2的位置精度。
[0052]另外，各實(shí)施方式是作為示例而提出者，并未意圖限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實(shí)施方式能以其他各種形態(tài)實(shí)施，能夠在不脫離發(fā)明的主旨的范圍進(jìn)行各種省略、替換、變更。這些實(shí)施方式及其變形包含在發(fā)明的范圍及主旨中，并且包含在權(quán)利要求書的范圍中所記載的發(fā)明及其均等的范圍中。
[0053][符號(hào)的說明]
[0054]I安裝構(gòu)件
[0055]Ia芯片搭載部
[0056]Ib引線部
[0057]Ic懸引腳部
[0058]11區(qū)域
[0059]12區(qū)域
[0060]12a 周邊部
[0061]12b 周邊部
[0062]12c 周邊部
[0063]2半導(dǎo)體芯片
[0064]3隔壁層
[0065]3a隔壁層
[0066]3b隔壁層
[0067]4焊料材
[0068]5接合線
[0069]6樹脂層
[0070]10半導(dǎo)體裝置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于具備第I區(qū)域與第2區(qū)域，且在所述第2區(qū)域具備:安裝構(gòu)件，具有沿所述第I區(qū)域的外周的至少一部分而設(shè)置的多個(gè)第I周邊部、及設(shè)置在所述多個(gè)第I周邊部的至少一者與所述多個(gè)第I周邊部的其他至少一者之間的多個(gè)第2周邊部； 隔壁層，至少設(shè)置在所述第I周邊部上;及 半導(dǎo)體芯片，隔著焊料材而搭載在所述第I區(qū)域上;且 所述多個(gè)第2周邊部位于相對于所述半導(dǎo)體芯片而對稱的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述第2區(qū)域還具有至少沿所述第2周邊部的外周而設(shè)置的第3周邊部，且 所述隔壁層也設(shè)置在所述第3周邊部上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述第I周邊部以包圍所述第I區(qū)域的方式延伸，且 所述隔壁層具有以包圍所述第I區(qū)域的方式延伸、且包含沿延伸方向以相互分離的方式設(shè)置的多個(gè)凸部的內(nèi)壁， 所述第2周邊部重疊于所述多個(gè)凸部之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述安裝構(gòu)件具有露出銅的面，且 所述隔壁層接觸于所述面。
【文檔編號(hào)】H01L23/495GK105990300SQ201510854707
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年11月30日
【發(fā)明人】岡田史朗
【申請人】株式會(huì)社東芝