引線框架構(gòu)造體、引線框架構(gòu)造體的制造方法及半導體裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的實施方式提供一種能夠抑制連接時的引線框架構(gòu)造體的變形的引線框架構(gòu)造體、引線框架構(gòu)造體的制造方法及半導體裝置。實施方式的引線框架構(gòu)造體具有第1部件及第2部件，其中一個部件為引線框架，另一個部件為散熱器。第1部件具有第1面、與第1面為相反側(cè)的第2面及從第1面貫通至第2面的第1貫通孔。第2部件具有與第2面接觸的第3面及與第3面為相反側(cè)的第4面，并且具備第1部分、第2部分及第3部分。第2部件的第1部分位于第2面?zhèn)?，?部分位于第1貫通孔內(nèi)，第3部分位于第1面?zhèn)?。?部分的外側(cè)面與第1貫通孔的內(nèi)表面接觸。第3部分的外形大于第1貫通孔，第1部分的外形大于所述第3部分的外形。
【專利說明】引線框架構(gòu)造體、引線框架構(gòu)造體的制造方法及半導體裝置
[0001 ] 相關(guān)申請
[0002]本申請享有以日本專利申請2015-52663號(申請日:2015年3月16日)為基礎(chǔ)申請的優(yōu)先權(quán)。本申請通過參照該基礎(chǔ)申請而包含基礎(chǔ)申請的全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]實施方式的發(fā)明涉及一種引線框架構(gòu)造體、引線框架構(gòu)造體的制造方法及半導體
目.ο
【背景技術(shù)】
[0004]半導體封裝等半導體裝置優(yōu)選具有高散熱性以實現(xiàn)高速化、小型化等。作為提高半導體裝置的散熱性的方法之一，已知有使用例如使散熱器連接于搭載半導體芯片的引線框架的引線框架構(gòu)造體。
[0005]所述引線框架構(gòu)造體的制造步驟是例如在引線框架的一部分形成貫通孔，并通過半沖切加工等在散熱器的一部分形成突起。接著，將散熱器的突起插入到引線框架的貫通孔中，并進行壓緊加工。通過以上步驟將引線框架與散熱器連接。
[0006]然而，所述引線框架構(gòu)造體的制造方法中有于將引線框架與散熱器連接時易產(chǎn)生翹曲或變形等缺點。如果引線框架構(gòu)造體產(chǎn)生翹曲或變形，則有如下情況:內(nèi)引線的高度產(chǎn)生不均，對內(nèi)引線進行打線接合時在接合線與內(nèi)引線之間產(chǎn)生未連接，或者產(chǎn)生連接強度低的部分。這樣一來，要求在弓I線框架構(gòu)造體中抑制連接時的變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的實施方式提供一種能夠抑制連接時的引線框架構(gòu)造體的變形的引線框架構(gòu)造體、引線框架構(gòu)造體的制造方法及半導體裝置。
[0008]實施方式的引線框架構(gòu)造體具有第I部件及第2部件，其中一個部件為引線框架，另一個部件為散熱器。第I部件具有第I面、與第I面為相反側(cè)的第2面及從第I面貫通至第2面的第I貫通孔。第2部件具有與第2面接觸的第3面及與第3面為相反側(cè)的第4面，并且具備第I部分、第2部分及第3部分。第2部件的第I部分位于第2面?zhèn)?，?部分位于第I貫通孔內(nèi)，第3部分位于第I面?zhèn)?。?部分的外側(cè)面與第I貫通孔的內(nèi)表面接觸。第3部分的外形大于第I貫通孔，第I部分的外形大于所述第3部分的外形。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示引線框架構(gòu)造體的構(gòu)造例的俯視示意圖。
[0010]圖2是表示連接部的構(gòu)造例的剖視示意圖。
[0011]圖3是表示連接部的另一構(gòu)造例的剖視示意圖。
[0012]圖4是用來說明引線框架構(gòu)造體的制造方法例的示意圖。
[0013]圖5是用來說明引線框架構(gòu)造體的制造方法例的示意圖。
[0014]圖6是用來說明引線框架構(gòu)造體的制造方法例的示意圖。
[0015]圖7是表示半導體裝置的構(gòu)造例的俯視示意圖。
[0016]圖8是表示半導體裝置的構(gòu)造例的剖視示意圖。
[0017]圖9是表示半導體裝置的構(gòu)造例的剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下，參照附圖對實施方式進行說明。另外，附圖為示意圖，有例如厚度與平面尺寸的關(guān)系、各層的厚度的比率等與實物不同的情況。而且，在各實施方式中，對實質(zhì)上相同的構(gòu)成要素標注相同的符號并省略說明。
[0019](第丨實施方式)
[0020]在本實施方式中，對引線框架構(gòu)造體的構(gòu)造例進行說明。圖1是表示引線框架構(gòu)造體10的俯視構(gòu)造例的圖。圖1所示的引線框架構(gòu)造體10具備引線框架I及散熱器2。
[0021]引線框架I是供半導體芯片等元件搭載的金屬板。作為引線框架I，例如可使用利用銅、銅合金、或42合金等鐵及鎳的合金等的引線框架。
[0022]引線框架I具有第I面(引線框架I的上表面)及與第I面為相反側(cè)的第2面(引線框架I的下表面)。而且，引線框架I具備引線部la、邊框部Ib及連接部1C。第I面及第2面分別被劃分成引線部la、邊框部Ib及連接部Ic的至少三個區(qū)域。
[0023]引線部Ia是成為半導體裝置的引線的區(qū)域。引線部Ia設置在散熱器2的周邊部。圖1中，引線部Ia從邊框部Ib朝向散熱器2延伸，并且與散熱器2相隔。圖1中，僅在散熱器2的左右設置著引線部la。并不限定于此，例如也可以在圖1中的散熱器2的上下設置引線部la。
[0024]邊框部Ib是支撐引線部Ia與連接部Ic的區(qū)域。在圖1中，邊框部Ib以包圍散熱器2的方式設置。
[0025]連接部Ic是引線框架I與散熱器2的連接部。在圖1中，連接部I c從邊框部Ib朝向散熱器2延伸。而且，在圖1中，連接部Ic設置在散熱器2的上下，但并不限定于此。例如，也可以在散熱器2的左右設置連接部lc。
[0026]散熱器2具有與第2面接觸的第3面(散熱器2的上表面)及與第3面為相反側(cè)的第4面(散熱器2的下表面)。散熱器2以至少與連接部Ic重疊的方式積層于引線框架I。
[0027]散熱器2的熱導率高于引線框架I的熱導率。由此，散熱器2具有作為將由半導體芯片等產(chǎn)生的熱釋出的散熱板的功能。散熱器2例如包含銅等金屬。銅因熱導電率高且易于加工而優(yōu)選。散熱器2優(yōu)選具有比引線框架I厚的區(qū)域。由此，能夠提高散熱器2的散熱性。
[0028]進而，參照圖2對連接部Ic的構(gòu)造例進行說明。圖2是表示連接部的構(gòu)造例的剖視示意圖。
[0029]引線框架構(gòu)造體10具有從第I面貫通至第2面的貫通孔11。貫通孔11具有第I直徑。
[0030]散熱器2具有從第3面貫通至第4面并且與貫通孔11重疊的貫通孔21。在圖2中，貫通孔21具有小于第I直徑的第2直徑。此時，貫通孔21的周緣與貫通孔11重疊。
[0031]散熱器2的一部分從第3面中的貫通孔21的周緣經(jīng)由貫通孔11超出第I面而突出，并且與引線框架I的第I面連接。在圖2中，散熱器2的一部分沿著貫通孔21的側(cè)壁延伸，并且與貫通孔11的周緣連接。
[0032]也就是說，散熱器2具備位于引線框架I的第2面?zhèn)鹊牡贗部分、位于貫通孔11內(nèi)的第2部分及位于引線框架I的第I面?zhèn)鹊牡?部分。并且，第2部分的外側(cè)面與貫通孔11的內(nèi)表面接觸。而且，第3部分的外形大于貫通孔11，第I部分的外形大于第3部分的外形。
[0033]在連接部突出的所述散熱器2的一部分具有例如包含圓筒形狀等的所謂的孔眼(eyelet或grommet)形狀。這樣一來，因在連接部突出的散熱器2的一部分具有中空構(gòu)造，而突出部的體積小，能夠降低引線框架構(gòu)造體10中的殘留應力。
[0034]圖3是表示連接部的另一構(gòu)造例的剖視示意圖。也可以如圖3所示，引線框架I的一部分從第2面中的貫通孔11的周緣經(jīng)由貫通孔21超出第4面而突出，并且與散熱器2的第4面連接。在圖3中，貫通孔21的第2直徑大于貫通孔11的第I直徑。貫通孔11的周緣與貫通孔21重疊。引線框架I的一部分沿著貫通孔11的側(cè)壁延伸至散熱器2的第4面，并且與貫通孔21的周緣連接。
[0035]也就是說，引線框架I具備位于散熱器2的第3面?zhèn)鹊牡贗部分、位于貫通孔11內(nèi)的第2部分及位于散熱器2的第4面?zhèn)鹊牡?部分。并且，第2部分的外側(cè)面與貫通孔21的內(nèi)表面接觸。而且，第3部分的外形大于貫通孔21，第I部分的外形大于第3部分的外形。
[0036]接著，參照圖4至圖6對引線框架構(gòu)造體的制造方法例進行說明。圖4至圖6是用來說明引線框架構(gòu)造體的制造方法例的示意圖。另外，在圖4至圖6中，方便起見僅示意性地圖示了引線框架I及散熱器2的一部分的區(qū)域。
[0037]如圖4所示，準備引線框架I及散熱器2。接著，以貫通孔21與貫通孔11重疊的方式將引線框架I與散熱器2重合。在第2直徑小于第I直徑的情況下，優(yōu)選為以貫通孔21的周緣與貫通孔11重疊的方式將引線框架I與散熱器2重合。
[0038]接著，如圖5所示，例如通過沖緣(burring)加工使第3面的貫通孔21的周緣的散熱器2的一部分突出直到經(jīng)由貫通孔11從第I面伸出，由此形成突出部22。所謂沖緣加工是指通過形成開口并將開口的周緣立起而形成突起等的加工方法。
[0039 ]接著，如圖6所示，例如通過卷曲(cur I i ng)加工使突出的散熱器2的一部分(突出部22)與第I面連接。所謂卷曲加工是指將突起等卷邊彎曲的加工方法。在圖6中，將突出的散熱器2的一部分(突出部22)呈放射狀擴展，并使其與第I面中的貫通孔11的周緣連接。通過以上步驟，能夠制造引線框架構(gòu)造體10。
[0040]另外，在圖3所示的構(gòu)造的情況下，以貫通孔11的周緣與貫通孔21重疊的方式將引線框架I與散熱器2重合。接著，使第2面的貫通孔11的周緣的引線框架I的一部分突出直到經(jīng)由貫通孔21從第4面伸出。接著，使突出的引線框架I的一部分與第4面連接。通過以上步驟，能夠制造引線框架構(gòu)造體10。
[0041]通過進行以上步驟而制造本實施方式的引線框架構(gòu)造體，與例如使用壓緊加工將引線框架與散熱器連接的情況相比，能夠抑制連接時的引線框架構(gòu)造體的變形。
[0042]在使用壓緊加工將引線框架與散熱器連接的方法中，首先準備具有貫通孔的引線框架及具有使用半沖切加工等而設置的突起的散熱器。接著，以將突起插入到貫通孔中的方式將引線框架與散熱器重合。接著，通過使用壓緊加工按壓突起，使引線框架與散熱器連接而形成連接部。
[0043]在使用所述壓緊加工的引線框架構(gòu)造體的制造方法中，突起的與引線框架的上表面連接的部分的體積根據(jù)突起的高度或位置精度而變化。因此，引線框架構(gòu)造體易產(chǎn)生翹曲或變形。尤其是引線框架的熱膨脹率與散熱器不同，因此易變形。而且，由半沖切加工而形成的突起的體積大，引線框架構(gòu)造體中易產(chǎn)生殘留應力。
[0044]相對于此，在本實施方式的引線框架構(gòu)造體中，通過使貫通孔的周緣突出并連接，突出部成為中空構(gòu)造而能夠減小體積。由此，施加于引線框架構(gòu)造體的負荷降低。從而能夠抑制連接時的變形，提尚引線框架構(gòu)造體的品質(zhì)。
[0045](第2實施方式)
[0046]在本實施方式中，對使用了第I實施方式的引線框架構(gòu)造體的半導體裝置進行說明。圖7至圖9是表示使用了引線框架構(gòu)造體的半導體裝置的構(gòu)造例的圖。圖7是俯視示意圖，圖8是圖7中的線段Xl-Yl的剖視示意圖，圖9是圖7中的線段X2-Y2的剖視示意圖。
[0047]圖7至圖9所示的半導體裝置100具備引線框架1、散熱器2、半導體芯片3、接合線4及樹脂層5。另外，在圖7中，方便起見省略了樹脂層5。
[0048]引線框架I具備圖1所示的引線框架I中的引線部Ia及連接部lc。圖7中，通過將引線框架I的引線部Ia與邊框部Ib之間、邊框部Ib與連接部Ic之間切斷而能夠形成圖7所示的引線框架I。關(guān)于其他說明，因與第I實施方式的引線框架構(gòu)造體10相同，因此可以適當引用第I實施方式的說明。
[0049]作為散熱器2，可以應用第I實施方式中的散熱器2。由此，關(guān)于散熱器2的說明，可以適當引用第I實施方式的說明。
[0050]半導體芯片3搭載在散熱器2的第3面上。半導體芯片3的上表面具有連接墊。作為半導體芯片3，也可以將半導體芯片3例如積層多個。此時，也可以在半導體芯片3中設置TSV(Through Silicon Via，娃穿孔)等貫通電極。而且，也可以設置凸塊等外部連接端子作為半導體芯片3。
[0051]接合線4將引線框架I與半導體芯片3之間電連接。在圖7中，接合線4的一端與引線部Ia連接，另一端與半導體芯片3的連接墊連接。
[0052]樹脂層5以將半導體芯片3與包含第3面的散熱器2的一部分密封的方式設置在第I面、第2面及第4面上。例如，也可以通過以密封半導體芯片3的方式形成第I樹脂層，以密封散熱器2的一部分的方式形成第2樹脂層，而形成樹脂層5。此時，以第4面的至少一部分從樹脂層5露出的方式形成第2樹脂層。在圖9中，樹脂層5的一部分被填充于貫通孔11及貫通孔21中。通過在貫通孔11及貫通孔21中填充樹脂層5，而能夠抑制樹脂層5從引線框架構(gòu)造體10剝離。另外，此處的“填充”包含填充至貫通孔11及貫通孔21的一部分即貫通孔11及貫通孔21的深度方向的途中的情況。而且，包含如下情況:當存在多個貫通孔11及貫通孔21時，在一部分貫通孔11及貫通孔21的至少一部分填充樹脂層5。只要將樹脂層5填充至因固定效應而可抑制樹脂層5剝離的程度的深度便足夠，無需在貫通孔11及貫通孔21的深度方向上完全填充樹脂層5，且無需在所有貫通孔11及貫通孔21中填充樹脂層5。
[0053]樹脂層5支撐引線部la。此時，引線部Ia的一部分從樹脂層5突出。將引線部Ia的被樹脂層5支撐的部分稱為內(nèi)引線，將引線部Ia的從樹脂層5突出的部分稱為外引線。接合線4的一端與例如內(nèi)引線的一部分連接。
[0054]樹脂層5至少包含S12等無機填充材料。例如，可以使用無機填充材料與環(huán)氧樹脂等有機樹脂的混合物而構(gòu)成樹脂層5。無機填充材料的含量優(yōu)選為整體的80%以上且95%以下。這種樹脂層5因與引線框架I的密接性高而優(yōu)選。
[0055]如上所述，通過在半導體裝置中使用引線框架構(gòu)造體，而能夠抑制半導體芯片的變形或翹曲。而且，能夠提供因散熱器而具有高散熱性的半導體裝置。
[0056]另外，各實施方式是作為示例而提出的，并非意圖限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實施方式能以其他多種方式加以實施，能在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進行各種省略、替換、變更。這些實施方式或其變化包含在發(fā)明的范圍或主旨內(nèi)，并且包含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明及其均等的范圍內(nèi)。
[0057][符號的說明]
[0058]1:引線框架
[0059]Ia:引線部
[0060]Ib:邊框部
[0061]Ic:連接部
[0062]2:散熱器
[0063]3:半導體芯片
[0064]4:接合線
[0065]5:樹脂層
[0066]10:引線框架構(gòu)造體
[0067]11:貫通孔
[0068]21:貫通孔
[0069]22:突出部
[0070]100:半導體裝置
【主權(quán)項】
1.一種引線框架構(gòu)造體，其特征在于具備: 第I部件，具有第I面、與所述第I面為相反側(cè)的第2面及從所述第I面貫通至所述第2面的第I貫通孔；以及 第2部件，具有與所述第2面接觸的第3面及與所述第3面為相反側(cè)的第4面，并且具備第I部分、第2部分及第3部分； 所述第2部件的所述第I部分位于所述第2面?zhèn)龋龅?部分位于所述第I貫通孔內(nèi)，所述第3部分位于所述第I面?zhèn)龋?所述第2部分的外側(cè)面與所述第I貫通孔的內(nèi)表面接觸，所述第3部分的外形大于所述第I貫通孔，所述第I部分的外形大于所述第3部分的外形， 所述第I部件與所述第2部件的其中一個部件為引線框架，另一個部件為散熱器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線框架構(gòu)造體，其特征在于:在所述第2部件的所述第2部分具有第2貫通孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的引線框架構(gòu)造體，其特征在于:所述散熱器具有比所述引線框架厚的區(qū)域。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的引線框架構(gòu)造體，其特征在于:所述散熱器包含銅。5.—種引線框架構(gòu)造體的制造方法，其特征在于:在具有第I面、與所述第I面為相反側(cè)的第2面及從所述第I面貫通至所述第2面的第I貫通孔的引線框架上，將具有第3面、與所述第3面為相反側(cè)的第4面及從所述第3面貫通至所述第4面的第2貫通孔的散熱器以所述第3面與所述第2面接觸且所述第2貫通孔與所述第I貫通孔重疊的方式重合，并且 使所述第3面中的所述第2貫通孔的周緣的所述散熱器的一部分突出直到經(jīng)由所述第I貫通孔從所述第I面伸出，且將所述引線框架與所述散熱器連接，或者使所述第2面中的所述第I貫通孔的周緣的所述引線框架的一部分突出直到經(jīng)由所述第2貫通孔從所述第4面伸出，且將所述引線框架與所述散熱器連接。6.一種半導體裝置，其特征在于具備: 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的引線框架構(gòu)造體； 半導體芯片，被搭載于所述第3面；以及 樹脂層，以密封所述半導體芯片與包含所述第3面的所述散熱器的一部分的方式設置； 至少所述第4面的一部分從所述樹脂層露出， 所述樹脂層的一部分被填充于所述第I貫通孔的至少一部分中。
【文檔編號】H01L21/60GK105990301SQ201510994310
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年12月25日
【發(fā)明人】琴川哲健
【申請人】株式會社東芝