專利名稱：半導體器件及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及到一種可用于半導體器件的技術(shù)，這種半導體器件的結(jié)構(gòu)是其引線中的內(nèi)引線被安置在包封于封裝體中的半導體芯片的電路制作面上。
有一種封裝帶有一種LOC(芯片上引線)結(jié)構(gòu)，這是一種表面安裝型LSI封裝件。此封裝件的結(jié)構(gòu)為，其引線中的內(nèi)引線經(jīng)由其上制作有多個半導體器件和鍵合焊盤的半導體芯片主表面上即電路制作面上的條形隔離膜來安置，且用金絲將半導體芯片上的內(nèi)引線與鍵合焊盤電連接起來。此隔離膜具有疊層結(jié)構(gòu)，借助于在由聚酰亞胺之類的抗熱樹脂制成的基膜的二面涂覆粘合劑而得到。在例如日本專利申請公開No.61-218139、61-236130之類中描述了這種帶有LOC結(jié)構(gòu)的封裝。
另一方面，由于近年工程用工作站和個人計算機為了高速處理大量數(shù)據(jù)而要求大容量存儲器(RAM)，故正在探討對存儲模塊進行分層的技術(shù)。
作為一個特例，已知有一種層狀存儲模塊，其中多個諸如TSOP(薄型小外廓封裝)和TSOJ(薄型小外廓J形引線封裝)的薄的LSI封裝件被堆疊起來，且用焊接方法將上下封裝件的外引線連接起來并固定于印刷線路板上。例如，在日本專利申請公開NO.5-175406中描述了一種技術(shù)，使中間部位的TSOJ外引線向上彎，且各外引線的一部分沿水平方向延伸，從而與上下封裝件的引線重疊。
在帶有LOC結(jié)構(gòu)的常規(guī)封裝件中，在半導體芯片與內(nèi)引線之間插有一個厚度約為50μm的隔離膜，這是妨礙封裝件厚度降低的原因之一。而且，在用常規(guī)LOC結(jié)構(gòu)封裝件來制造層狀存儲模塊的情況下，此原因還妨礙了模塊厚度的降低。
本發(fā)明人探討了不采用隔離膜而使內(nèi)引線與半導體芯片連結(jié)的技術(shù)。下面是一種不為人知的由本發(fā)明人探討出的技術(shù)。其概況如下。
在用粘合劑將內(nèi)引線連結(jié)到半導體芯片的電路制作面的情況下，若隔離條被粘合到引線框或半導體芯片，則需要一個連結(jié)工序。相反，在對內(nèi)引線部件涂粘合劑的情況下，必須使粘合劑從分配器涂到多個內(nèi)引線的每一個，使得涂粘合劑的工作花費時間。由于可操作性不好，在改進LOC結(jié)構(gòu)半導體器件的制造效率方面就有問題。因而考慮不將粘合劑涂于所有的內(nèi)引線而只涂于某些選定的內(nèi)引線。此時，由于半導體芯片與引線框連結(jié)面積總體上減小了，在用樹脂包封來制作封裝體時，半導體芯片就偏離引線框。已探討了一種連結(jié)方法，此法在不對所有內(nèi)引線涂粘合劑的樹脂包封時，可保持半導體芯片對引線框的連結(jié)強度。
在采用粘合劑將內(nèi)引線連結(jié)到半導體芯片的電路制作面的情況下，估計比采用隔離條將內(nèi)引線連結(jié)到電路制作面的情況，必須更多地考慮溫度循環(huán)即熱循環(huán)在粘合劑中所引起的各種因素。在采用隔離條的情況下，由于所有的內(nèi)引線由整體連續(xù)的隔離條連結(jié)，故溫度循環(huán)所造成的由內(nèi)引線、半導體芯片和隔離條熱膨脹與收縮的差值所引起的熱變形能夠被整體連續(xù)的隔離條吸收。相反，在采用熱脹系數(shù)接近隔離條的粘合劑將內(nèi)引線連結(jié)到半導體芯片的情況下，粘合劑以點狀涂于各內(nèi)引線，且所涂的粘合劑分隔開各自無關(guān)。因而可認為不能像隔離條那樣吸收熱變形。當無法吸收熱變形時，應力就集中到連結(jié)部件上并出現(xiàn)部件斷開的問題，以致無法改進半導體器件的使用壽命。
在半導體芯片的主平面即電路制作面上，在于硅片上制作半導體集成電路之后，為了保護電路免受諸如發(fā)射到電路的α射線之類的輻照而涂制一個由樹脂構(gòu)成的表面保護層。換言之，用由樹脂構(gòu)成的表面保護層將鍵合焊盤以外的電路制作面覆蓋起來。在將電路制作面連結(jié)于內(nèi)引線的情況下，若用涂于半導體芯片外邊緣附近的粘合劑將半導體芯片連結(jié)于內(nèi)引線，則可認為由樹脂構(gòu)成的表面保護層被熱變形的粘合劑和內(nèi)引線從外邊緣剝離或卷繞。當保護層從邊緣部被剝離時，可設想在樹脂構(gòu)成的封裝體中沿內(nèi)引線就出現(xiàn)破裂，即出現(xiàn)所謂樹脂破裂的麻煩。
在用隔離條連結(jié)內(nèi)引線與電路制作面的情況下，隔離條的厚度約為50μm。相反，在用粘合劑直接將內(nèi)引線連結(jié)到電路制作面的情況下，粘合劑的厚度可壓縮到約為10μm。雖然可認為能減小LSI封裝件的厚度是一個優(yōu)點，但也可認為由于內(nèi)引線靠近半導體芯片電路制作面而引起了問題。半導體芯片的制造方法是制作一個半導體晶片之后，在劃片工序中沿劃痕線切割半導體晶片。由于用在評估圖形中的偽元件(dummy element)和金屬布線被制作在劃痕線中，故在各半導體芯片襯底的周圍保留了一組由諸如鋁之類的金屬構(gòu)成的電路布線殘留物。由于半導體芯片外圍中的這種殘留物高出電路制作面約10μm，故若出現(xiàn)這種殘留物，則這些殘留物可能與內(nèi)引線相接觸，使殘留物與內(nèi)引線短路。
當采用厚度約為50μm的隔離條來連結(jié)半導體芯片與內(nèi)引線時，這種殘留物的出現(xiàn)不會造成問題。但在只使用厚度約為10μm的粘合劑來直接連結(jié)半導體芯片與內(nèi)引線的情況下，當內(nèi)引線接近電路制作面時，可設想會出現(xiàn)上述問題。
可以認為，若存在這些問題，則難以高成品率地制造高質(zhì)量的LOC結(jié)構(gòu)半導體器件。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種可快速制造LOC結(jié)構(gòu)半導體器件并有效地改善該半導體器件制造效率的技術(shù)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠高成品率地制造帶有LOC結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量半導體器件的技術(shù)。
本說明書及附圖的下列描述將使本發(fā)明的上述的和其它的目的和新穎特點變得明顯。
下面將簡要地描述本申請中公開的各個發(fā)明中有代表性的概況。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種半導體器件，其中多個內(nèi)引線被安置在用樹脂包封的半導體芯片的電路制作面上，且制作在電路制作面上的外部端子(鍵合焊盤)與內(nèi)引線電連接。在多個內(nèi)引線中只選擇性地用粘合劑將排列在半導體芯片二端的內(nèi)引線連結(jié)到半導體芯片的電路制作面。
根據(jù)本發(fā)明，半導體芯片被連接到位于半導體芯片二端部的至少四個內(nèi)引線而無需連結(jié)所有的內(nèi)引線和半導體芯片，以致可減小涂粘合劑的面積并可快速地涂粘合劑。而且，在使用樹脂來制作封裝體的情況下，半導體封裝件被引線框穩(wěn)定地保持在壓模中。因而可高成品率地制造高質(zhì)量的半導體器件。
本發(fā)明的半導體器件的特點是多個內(nèi)引線包括帶有用粘合劑連結(jié)到半導體芯片的電路制作面的連結(jié)部件以及在各帶有連結(jié)部件的內(nèi)引線中形成的溫度循環(huán)時用來吸收應力的彎曲部分的內(nèi)引線。
根據(jù)本發(fā)明，即使在應力集中于內(nèi)引線與芯片的連結(jié)部，也可由彎曲部分來吸收應力。因此，可防止在電路制作面或內(nèi)引線中出現(xiàn)大的應力或變形，而且，可防止覆蓋電路制作面的表面保護層的剝離。
而且，根據(jù)本發(fā)明的半導體器件，多個內(nèi)引線包括帶有用粘合劑連結(jié)到半導體芯片電路制作面的連結(jié)部分的內(nèi)引線。電路制作面與各帶有連結(jié)部分的內(nèi)引線部分之間在半導體芯片外圍邊緣上方的間隙被設定為大于出現(xiàn)在半導體芯片外圍中的殘留物的高度。
根據(jù)本發(fā)明，即使當用來將內(nèi)引線連結(jié)到芯片的粘合劑的厚度薄到約10μm時，也可避免可能出現(xiàn)在半導體芯片外圍邊緣中的殘留物與內(nèi)引線相接觸。
在本發(fā)明中，內(nèi)引線可以具有連結(jié)部分與彎曲部分。在連接于總線條(電源引線)的內(nèi)引線中也可制作連結(jié)部分。
本發(fā)明的制造半導體器件的方法包含下列步驟制備分別帶有多個內(nèi)引線和多個連接到內(nèi)引線的外引線的引線框；制備帶有其上制作半導體集成電路的方形電路制作面的半導體芯片；將粘合劑涂于安置在半導體芯片二端的那些內(nèi)部引線；用粘合劑將半導體芯片連結(jié)于引線框；將排列在半導體芯片電路制作面上的電極電連接到內(nèi)引線；借助于將連結(jié)有半導體芯片的引線框置于樹脂壓模中，然后在用引線框?qū)雽w芯片保持于二個端部處的情況下將熔融的包封樹脂注入樹脂壓模而制作樹脂包封體。
根據(jù)本發(fā)明，當位于半導體芯片二端的內(nèi)引線被連結(jié)且用樹脂制作封裝體時，包封樹脂在熔融狀態(tài)下于半導體芯片由引線框保持在二端的狀態(tài)下被注入樹脂壓模中。因此，半導體芯片不會偏離壓模中的引線框，從而可制造高質(zhì)量的半導體器件。
圖1平面圖示出了本發(fā)明第一實施例的半導體封裝件的主要部分；圖2(A)和2(B)分別是沿圖1中2-2線與2′-2′線的剖面圖；圖3是沿圖1中3-3線的剖面圖；圖4(A)是局部平面圖，放大地示出了圖1所示內(nèi)引線12Aa的周圍部分，圖4(B)是沿圖4(A)中A-A線的剖面圖，而圖4(C)剖面圖示出了圖4(B)的一個改進；圖5平面圖示出了用來制造圖1所示半導體器件的引線框的主要部分；圖6平面圖示出了粘合劑涂于位于圖5所示引線框最外側(cè)上的內(nèi)引線部分的情況；圖7平面圖示出了芯片連結(jié)于圖6所示引線框的情況；圖8平面圖示出了在鍵合焊點與圖7所示引線框中內(nèi)引線之間連接金屬絲的情況；圖9平面圖示出了用樹脂將芯片包封在圖8所示引線框中的情況；圖10平面圖示出了圖9所示引線框中切割擋桿和外引線的情況；圖11平面圖示出了在圖10所示引線框中制作引線的情況；圖12平面圖示出了在圖11所示引線框中切割懸式引線的情況；圖13剖面圖示出了用來鑄壓圖1所示封裝件的樹脂包封體的壓模；圖14平面圖示出了本發(fā)明第二實施例的半導體封裝件的主要部分；圖15(A)平面圖局部放大示出了圖14所示內(nèi)引線12Aa的周圍部分，圖15(B)是沿圖15(A)中A-A線的剖面圖；圖16(A)平面圖放大示出了本發(fā)明第二實施例一種改進的半導體封裝件的主要部分，圖16(B)是沿圖16(A)中A-A線的剖面圖；圖17平面圖示出了本發(fā)明第三實施例的半導體封裝件的主要部分；圖18平面圖局部放大示出了圖17所示內(nèi)引線12Aa周圍部分；圖19平面圖示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的半導體封裝件的主要部分；圖20平面圖局部放大示出了圖19所示內(nèi)引線12Aa的周圍部分；圖21平面圖示出了本發(fā)明第五實施例的半導體封裝件的主要部分；圖22平面圖示出了本發(fā)明第六實施例的半導體封裝件的主要部分；圖23是本發(fā)明第七實施例的半導體封裝件主要部分的剖面圖；以及圖24(A)和24(B)是本發(fā)明第八實施例的具有層狀存儲模塊結(jié)構(gòu)的半導體器件的剖面圖。
以下參照附圖來詳細描述本發(fā)明的實施例。
圖1平面圖示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的半導體器件。圖2(A)和2(B)分別是沿圖1中2-2線和2′-2′線的剖面圖。圖3是沿圖1中3-3線的剖面圖。
所示的半導體器件是一個TSOP，這是一種表面安裝型LSI封裝件。有一個由傳遞鑄壓環(huán)氧樹脂制成的樹脂包封體10中，包封了一個由其上制作有DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器)之類的存儲器LSI的單晶硅制成的半導體芯片(以下簡稱為“芯片”)11。各個芯片11和樹脂包封體10均為矩形形狀，有二個平行的長邊和二個平行的短邊。長邊與短邊互成直角。TSOP包括多個具有從樹脂包封體伸向外側(cè)的外引線部分12B和安置在主表面上亦即芯片11的電路制作面上的內(nèi)引線部分12A的引線12。引線12由銅或鐵合金制成且經(jīng)由金絲13電連接于多個制作在芯片11電路制作面14中央部位一條線中的用作外部端子的鍵合焊點15。
根據(jù)TSOP，芯片11的厚度為0.28mm，引線12的片厚為0.07-0.125mm，樹脂包封體10的厚度約為0.6-1.0mm。
內(nèi)引線部分12A安置在電路制作面14上以便從芯片11的長邊伸向鍵合焊點15，且沿平行于鍵合焊點15排列方向即沿芯片11縱向以預定的間距安置。亦即，在位于芯片11二端(即位于芯片11的最外端)的各內(nèi)引線12Aa的內(nèi)側(cè)，安置了另一個與內(nèi)引線部分12Aa以一定間隙相鄰的內(nèi)引線部分12Ab。而且，在各內(nèi)引線部分12Ab的內(nèi)側(cè)，安置了另一個與內(nèi)引線部分12Ab以一定間隙相鄰的內(nèi)引線部分12Ac。用這種方式，沿芯片11焊點排列的方向以一定間隙安置了預定數(shù)目的內(nèi)引線部分12A。內(nèi)引線部分12Aa用作電源引線(固定電位引線)，用來饋送電源電位和地電位，而內(nèi)引線部分12Ab和12Ac用作信號引線。
在TSOP中，如圖2(A)和2(B)所示用粘合劑21連結(jié)位于最外側(cè)的四個內(nèi)引線部分12Aa和芯片11而不采用隔離條來將所有的內(nèi)引線12A連結(jié)到芯片的電路制作面14。例如采用熱塑性聚酰亞胺樹脂作為粘合劑21。
內(nèi)引線部分12Aa以粘合劑21鍵合于芯片11的位置在芯片11邊緣的稍內(nèi)側(cè)。亦即，四個內(nèi)引線部分12Aa的各端點用作待要用粘合劑21連結(jié)于電路制作面14的連結(jié)部分22。在圖1中用陰影部分示出了連結(jié)部分22。各個金屬絲13連接于內(nèi)引線部分12Aa與涂有粘合劑21的一面相反的那面上。
因此，如圖3所示，芯片11被連結(jié)于位于最外側(cè)的四個內(nèi)引線部分12A，而位于內(nèi)側(cè)的其它內(nèi)引線部分12Aa未連結(jié)于芯片11上。雖然圖中所示的芯片11被鍵合到位于二端的總共四個內(nèi)引線部分12Aa，但也可以將芯片11連接到包括四個內(nèi)引線12Aa內(nèi)側(cè)上的四個內(nèi)引線部分12Ab在內(nèi)的總共8個內(nèi)引線。雖然在所示情況下粘合劑21被涂于點上，但也可在與電路制作面14重疊的內(nèi)引線部分12Aa的較寬范圍或整個部位涂粘合劑21。
如上所述，由于涂粘合劑21的部位數(shù)目是4或8而不是將所有內(nèi)引線部分12A連結(jié)于芯片11，故可減小連結(jié)面積。由于用諸如涂粘合劑21的分配器之類的設備能夠快速地執(zhí)行涂粘合劑的工作并可減少粘合劑所吸收的水量，故可改善半導體器件的制造效率。由于芯片11被連結(jié)于最外側(cè)的內(nèi)引線部分12Aa，故在采用形成樹脂包封體10的傳遞模塑設備的樹脂形成步驟中，能夠形成所需的樹脂形狀，且芯片11不會偏離引線框，亦即，即使在連結(jié)于引線框的芯片11被安置于樹脂壓模的狀態(tài)下樹脂被注入壓模腔中時，芯片也不會因樹脂的注入壓力而偏傾。
圖4(A)放大示出了各帶有圖1所示的連結(jié)部分22的四個內(nèi)引線部分12Aa中的一個。內(nèi)引線部分12Aa有一個彎曲部分23，它沿芯片11的電路制作面14彎成與連結(jié)部分22成幾乎直角。當所示的半導體器件TSOP被采用時，半導體器件由于環(huán)境溫度的改變而承受熱負載。此時，由于組成半導體器件的芯片11、內(nèi)引線部分12A、粘合劑21以及包封體10的材料不同，它們的熱膨脹系數(shù)也相應地不同。因而可認為在整個半導體器件中不會均勻地出現(xiàn)熱膨脹或熱收縮，而是由于溫度改變即溫度循環(huán)而使熱應力集中在連結(jié)部分22上。
但由于每個帶有連結(jié)部分22的內(nèi)引線部分12Aa包括彎曲部分23，故熱應力被彎曲部分23吸收了。因此可防止內(nèi)引線部分12Aa的斷裂。結(jié)果就能夠在提高半導體器件制造效率的同時，獲得具有優(yōu)異使用壽命的高質(zhì)量的半導體器件。
在用粘合劑21將內(nèi)引線部分12Aa連結(jié)于芯片11的情況下，粘合劑21的厚度可定為約10μm，這比隔離條更薄。另一方面，在制造芯片11的情況下，在晶片上制作相應于芯片預定數(shù)目的半導體集成電路之后，在劃片工序中以芯片為單位切割晶片。但有時在劃片工序中進行切割時，在芯片11的外圍邊緣E的部分中會出現(xiàn)殘留物。此殘留物幾乎從電路制作面14上的邊緣E垂直地形成。已發(fā)現(xiàn)此殘留物的高度約為10μm。
當包括連結(jié)部分22的內(nèi)引線12A在電路制作面14上平行延伸時，若出現(xiàn)殘留物，則內(nèi)引線部分12Aa會與殘留物相接觸。若殘留物是金屬制成的電路引線的殘留物，則殘留物與內(nèi)引線12之間短路。若殘留物是芯片11襯底部分的殘留物，則殘留物與襯底之間短路。
如圖4(B)所示，芯片11的電路制作面14與芯片11外緣E上方的帶有連結(jié)部分22的內(nèi)引線部分12Aa的一部分之間的尺寸被設定為大于芯片外圍上可能出現(xiàn)的殘留物的高度。為了設定此尺寸，在內(nèi)引線部分12Aa中的外緣E上方形成了一個沿離開電路制作面14向外引線部分12B傾斜的臺階24。所示的臺階24位于芯片11邊緣E的內(nèi)側(cè)上。借助于以這種方式形成臺階24，即使當用薄粘合劑21將內(nèi)引線部分12Aa連結(jié)到芯片11時，也可以避免內(nèi)引線部分12Aa與殘留物相接觸。于是能以高的成品率獲得高質(zhì)量的半導體器件。
如上所述，在所有內(nèi)引線部分12A都有連結(jié)部分22以及芯片11和所有內(nèi)引線部分12A被連接的情況下，也可獲得在內(nèi)引線部分12A與殘留物之間避免接觸的效果。
圖4(C)剖面圖示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導體器件的相當于圖4(B)的一部分。此時，以相似于隔離條情況的方式，粘合劑21被加厚涂覆成厚度高達約50μm。此時，由于內(nèi)引線部分12A與電路制作面14之間的間隙充分地大于可能出現(xiàn)的殘留物的高度，即使粘合劑21以這種方式加厚涂覆，也可獲得避免內(nèi)引線部分12A與殘留物相接觸的效果而無需形成上述的臺階24。
在圖1所示的半導體器件中，雖然用作電極的鍵合焊點15制作成芯片11中央部分的一條線，此鍵合焊點15也可以制作成芯片11中央部分的二條線。此時，內(nèi)引線部分12Aa連結(jié)部分22位于靠近芯片11的長邊，而四個內(nèi)引線部分12Aa的連結(jié)部分22位于芯片11的四個角處，以致在制作包封體10時能夠肯定地防止芯片11在壓模中的偏離或傾斜。即使如圖所示鍵合焊點15被制作成一條線，也可能將連結(jié)部分22置于芯片11的四個角處。
下面描述作為上述半導體器件的TSOP的制造過程。首先制備一個圖5所示形狀的引線框LF。引線框LF包括外框12E和12F、連接引線12的擋桿12C以及懸式引線12D。實際使用了大約5或6個引線框LF連續(xù)的結(jié)構(gòu)。圖5只示出了相當于一個封裝件的部分。臺階24只制作在引線框LF最外側(cè)上的各個內(nèi)引線部分12Aa的端部處以便調(diào)整。
如相當于圖5背面的圖6所示，用分配器之類將粘合劑21以點的形式涂于引線框LF中內(nèi)引線部分12A之中最外側(cè)上四個內(nèi)引線部分12Aa的背面，亦即面對芯片11的表面。也可以將粘合劑21涂于重疊內(nèi)引線部分12Aa中芯片11電路制作面14的整個部分，或?qū)⒄澈蟿┮灶A先切成相當于重疊部分大小的片狀連結(jié)到連結(jié)部分22，而不使用分配器。
用預定工序制備了芯片11且具有矩形形狀。如圖7所示，芯片11被置于引線框LF的預定位置，使芯片11的電路制作面亦即主表面面對內(nèi)引線部分12A的背面。使連結(jié)部分22與電路制作面14接觸并用粘合劑21連結(jié)。芯片11被連接到以每二個連結(jié)部分22對應于芯片11二端之一的方式而安置的四個連結(jié)部分22。
圖8示出了引線鍵合工序中由金絲13鍵連芯片11的鍵合焊點15與內(nèi)引線部分12A并使之電連接的情況。芯片11以這種方式鍵合并固定，引線13所連接的引線框LF被轉(zhuǎn)送至包封工序，并用傳遞模塑設備制作樹脂包封體10，從而包封圖9所示的芯片11。然后如圖10所示，相繼切去連接引線框LF中外引線部分12B以及從圖10所示樹脂包封體10露出的外引線部分12B的擋桿12的端部。隨后如圖11所示，例如在G線處將外引線12B彎成預定形狀。懸式引線12D保留不切割以便在制作引線時封裝件不會從引線框LF分離。然后如圖12所示，切去懸式引線12D，這就完成了圖1-3所示的TSOP。
圖13示出了用傳遞模塑設備制作樹脂包封體10的情況。用模塑設備的第一壓模31和第二壓模32制作了對應于樹脂包封體10的形狀的空腔33。從制作在壓模31和32中對應于芯片11一個短邊中央部分的鑄口35，將熔融的環(huán)氧樹脂34注入腔33中。此時，由于芯片11被引線框LF二側(cè)各二個位置處的總共四個位置支持，故即使注入的樹脂34以不同的時刻注入引線框LF的芯片側(cè)和反側(cè)，芯片11也不會從引線框LF偏離或傾斜。因此，芯片11被包封在引線框LF中的所需位置，以致能夠高成品率地制造高質(zhì)量的半導體器件。
實施例2圖14和圖15(A)與15(B)示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導體器件。雖然前述實施例中連結(jié)部分22是沿芯片11的寬度方向定位，但在此半導體器件中都沿芯片11的縱向定位。以這種方式，連結(jié)部分22或彎曲部分23可根據(jù)內(nèi)引線12A的布局定為任何方向。此時形成在內(nèi)引線部分12Aa中的臺階24被制作在芯片11的區(qū)域中。只要芯片11與可能出現(xiàn)在芯片外圍邊緣E處的殘留物之間有足夠大的間隙不致于與內(nèi)引線部分12Aa相接觸，就可得到可能制作在任何位置的臺階24。圖15(B)是沿圖15(A)中A-A線的剖面圖。
圖16(A)是圖14所示內(nèi)引線部分12Aa改進的放大圖。雖然在圖14的實施例中，位于芯片11最外側(cè)且?guī)в墟I合部分22的內(nèi)引線部分12Aa的彎曲部分23與芯片11的短邊SE相交，在圖16(A)中彎曲部分23卻與長邊LE相交。當如鍵合焊點15制作在沿芯片11寬度方向的中央部分的二行中那樣，各行鍵合焊點15位于較近于長邊時，鍵合部分22也位于長邊附近，以致內(nèi)引線部分12Aa與長邊相交。
圖16(B)是沿圖16(A)中A-A線的剖面圖，其中略去了包封體10。
如圖16(A)所示，粘合劑21被涂于半導體器件中芯片11外圍邊緣E附近。內(nèi)引線部分12Aa連結(jié)于電路制作面14上芯片外圍邊緣E附近。為了防止發(fā)射到電路上的諸如α射線之類的輻照的影響，芯片11的電路制作面14由涂在芯片襯底上的樹脂構(gòu)成的表面保護層來制作。當施加強的剝離力時，此表面保護層被剝離。特別是如圖16(A)所示，在粘合劑21涂于邊緣E附近的情況下，可以認為當應力因溫度循環(huán)而集中在連結(jié)部分22上時，表面保護層被從外圍部分剝離。當在內(nèi)引線部分12Aa中制作有彎曲部分23時，彎曲部分23可吸收由于溫度循環(huán)而出現(xiàn)在連結(jié)部分22中的應力。結(jié)果，即使在粘合劑21涂于邊緣E附近時，也可防止表面保護層的剝離。若出現(xiàn)剝離，則在樹脂包封體10中沿內(nèi)引線部分12Aa發(fā)生破裂，外部的空氣和水就可能通過裂縫進入樹脂包封體10。在所示的半導體器件中可避免這種情況。
粘合劑21可涂在芯片11的最外側(cè)同時防止裂紋的發(fā)生，從而獲得樹脂包封過程中更穩(wěn)定地支持芯片11的效果。
實施例3圖17和18示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導體器件。此半導體器件帶有總線桿16?？偩€桿16連接多個安置在芯片11長邊上的內(nèi)引線部分12A中的位于芯片11二端的內(nèi)引線部分12Aa。四個帶有總線桿16的內(nèi)引線部分12Aa中的每一個包括連結(jié)部分22和與連結(jié)部分22成直角的彎曲部分23。內(nèi)引線部分12Aa在連結(jié)部分22與彎曲部分23所構(gòu)成的平面內(nèi)有一個U形部分。圖18是四個帶有總線桿16的內(nèi)引線部分12Aa中的一個的放大圖。
實施例4圖19和20示出了根據(jù)又一實施例的半導體器件。以相似于圖17所示情況的方式，此半導體器件帶有總線桿16。此時，連結(jié)部分22與內(nèi)引線部分12Aa成直角形成。連結(jié)部分22所連接的內(nèi)引線12Aa的一部分用作彎曲部分23。連結(jié)部分22和連結(jié)部分22的延續(xù)部分在平面圖中成一U形。
關(guān)于帶有總線桿16的半導體器件，如圖17-20所示，雖然示出的例子在內(nèi)引線部分12Aa中制作有臺階24，但如圖4(C)所示，借助于加厚涂覆粘合劑21而不制作臺階24，也可避免與殘留物相接觸。在使用總線桿16的情況下，總線桿16也可帶有連結(jié)部分22。
實施例5圖21示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導體器件。此時，四個位于芯片11二端的內(nèi)引線部分12Aa中的每一個都帶有連結(jié)部分22，但不帶有彎曲部分。在溫度循環(huán)造成的應力集中所引起的粘合劑21中的變形可以忽略的情況下，這種類型的半導體器件是有效的。雖然最外側(cè)的四個內(nèi)引線部分12Aa帶有連結(jié)部分22，它們內(nèi)側(cè)上的四個內(nèi)引線部分12Ab也可分別帶有連結(jié)部分。
實施例6圖22示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的半導體器件。雖然圖21所示的連結(jié)部分22是沿芯片11的寬度方向定向，但此情況下連結(jié)部分22卻沿縱向定向且內(nèi)引線部分12Aa的端部被安排在芯片11的邊緣E的上方。此時可獲得相似于圖21所示情況的效果。
實施例7圖23示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導體器件。此時，不用金屬絲，引線12的內(nèi)引線部分12Aa被直接電連接到制作在芯片11電路制作面14上的金凸電極15a。凸塊電極15a的位置與涂粘合劑21的位置偏離。其它引線12Ab和12Ac連接于金凸電極且不涂粘合劑。
實施例8圖24(A)和24(B)示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的半導體器件。圖24(A)示出了一種帶有層狀存儲模塊結(jié)構(gòu)的半導體器件，此層狀存儲模塊結(jié)構(gòu)借助于將二個TSOP層疊并將外引線部分12B焊接到印刷電路板17上的電極18而得到。
圖24(A)的每個TSOP與圖2和3所示的相同。上部TSOP外引線部分12B的傾斜部分比下部TSOP的長。為了將TSOP安裝于印刷電路板17上，預先將焊料鍍于外引線部分12B，焊膠被預先印在電極18表面上，并用焊膠構(gòu)成的粘合劑將外引線部分12B暫時連結(jié)于電極18。借助于在將外引線部分12B定位于電極18之后預熱而熔化外引線部分12B的表面焊料鍍層，也可實行這一暫時固定。借助于在暫時固定之后使焊料鍍層回流，就完成了安裝操作。在將一個TSOP安裝于印刷電路板17的情況下，采用相似的方法。
圖24(B)示出了帶有存儲模塊結(jié)構(gòu)的層狀半導體器件，其中二個TSOJ型半導體器件被層疊并安置在印刷電路板17上。下部的TSOJ是用相似于圖24(A)所示情況的方式，借助于將外引線12B連結(jié)于印刷電路板17而安裝的。上部的TSOJ借助于將外引線12B連接于下部TSOJ的外引線12B而安裝。
雖然用實施例已在上面具體描述了本發(fā)明人所完成的本發(fā)明，但顯然本發(fā)明不局限于上述各實施例，而是能夠在不偏離其主旨的范圍內(nèi)做出各種改變。
例如，外引線12B的形狀不局限于所示的TSOP和TSOJ型。本發(fā)明可應用于諸如TQFP之類其它類型的半導體器件，只要內(nèi)引線部分安置在電路制作面上即可。此時，內(nèi)引線被連結(jié)于方形芯片的四個角。本發(fā)明不僅可應用于其中包封有存儲器LSI的封裝件，而且還可應用于其中包封有微計算機和邏輯LSI的封裝件以及采用這種封裝件的層狀多芯片模塊。在包封體10制得很薄的情況下，借助于在包封體10表面上制作一個諸如鋁箔的光反射層，可防止光引起的諸如數(shù)據(jù)保持之類的特性退化。
下面簡述一下由本申請所公開的本發(fā)明中的代表性發(fā)明所獲得的效果。
由于位于安排在芯片電路制作面上的內(nèi)引線部分中最外側(cè)的內(nèi)引線部分帶有連結(jié)部分且此連結(jié)部分被鍵合于芯片，故減小了涂粘合劑的部分，從而可在短的時間內(nèi)快速制造半導體器件且制造效率得到改善。
由于僅僅鍵合內(nèi)引線部分中位于二端的內(nèi)引線部分，故防止了制作樹脂包封體時芯片從引線框偏離，以致在改善制造效率的同時，可獲得高質(zhì)量的半導體器件。
由于每個鍵合于芯片的內(nèi)引線部分都有用來吸收溫度循環(huán)時的應力的彎曲部分，故可防止鍵合于芯片的內(nèi)引線發(fā)生破裂。因而可獲得具有優(yōu)異使用壽命的高質(zhì)量半導體器件。
由于借助于制作彎曲部分而防止了應力集中于連結(jié)部分，故防止了電路制作面的表面保護層由于在連結(jié)部分出現(xiàn)應力而剝離，從而可防止剝離所造成的樹脂包封體中裂紋的出現(xiàn)，以致能夠獲得具有優(yōu)異使用壽命的半導體器件。
在用粘合劑鍵合于芯片的內(nèi)引線的相應于芯片外圍邊緣的部分與電路制作表面之間形成有一個間隙。此間隙大于邊緣部分處可能出現(xiàn)的殘留物的高度。因此，即使當用粘合劑來鍵合內(nèi)引線時，也可避免殘留物與內(nèi)引線之間發(fā)生接觸。
權(quán)利要求
1.一種半導體器件，它包含一個在其主面上帶有多個半導體元件和多個鍵合焊點的半導體芯片；各帶有內(nèi)引線和外引線的第一引線和第二引線，上述各第一和第二引線的內(nèi)引線的一部分安置在上述半導體芯片的主面上；用來連接上述第一和第二引線的內(nèi)引線與上述多個相應鍵合焊點的金屬絲；以及用來包封上述半導體芯片、上述第一和第二引線的內(nèi)引線以及上述金屬絲的樹脂包封體，其中所述的第一引線用插入其與半導體芯片之間的粘合劑連結(jié)于上述半導體芯片的主面上，而所述的第二引線不用粘合劑連結(jié)到上述半導體芯片的主面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導體器件，其中上述第一引線的內(nèi)引線有一個用上述粘合劑連結(jié)于上述半導體芯片主面的第一部分和一個安置在上述半導體芯片主面上方高于上述第一部分位置處的第二部分，而上述第二引線的內(nèi)引線被安置在幾乎與上述第一引線內(nèi)引線第二部分高度相同的位置處。
3.一種半導體器件，它包含一個在其主面上帶有多個半導體元件和多個鍵合焊點的矩形半導體芯片，上述多個鍵合焊點沿上述半導體芯片的長邊方向排列；多個各帶有內(nèi)引線和外引線的引線，各上述多個引線的內(nèi)引線的一部分安置在上述半導體芯片的主面上，而上述多個引線沿上述長邊方向以預定間距安置；用來連接上述多個引線的內(nèi)引線與上述多個相應鍵合焊點的金屬絲；以及用來包封上述半導體芯片、上述多個引線的內(nèi)引線以及上述金屬絲的樹脂包封體，其中上述多個引線中的一對排列在上述半導體芯片主面上最外側(cè)上的第一引線用插入其與半導體芯片之間的粘合劑連結(jié)于上述半導體芯片的主面，而其中上述多個引線中排列在上述第一引線對之間的第二引線不用粘合劑連結(jié)到上述半導體芯片的主面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的半導體器件，其中上述第一引線的內(nèi)引線有一個用上述粘合劑連結(jié)到上述半導體芯片主面的第一部分以及一個安置在上述半導體芯片主面上方高于上述第一部分的位置處的第二部分，而上述第二引線的內(nèi)引線安置在與上述第一引線內(nèi)引線第二部分幾乎相同高度處。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的半導體器件，其中提供有四個安置在上述半導體芯片的四個角附近的上述第一引線。
6.一種制造半導體器件的方法，它包含下列步驟a)制備一個在其主面上帶有多個半導體元件和多個鍵合焊點的半導體芯片以及帶有各包括內(nèi)引線和外引線的第一引線和第二引線的一個引線框；b)將上述引線框安置在上述半導體芯片的主面上，使上述第一和第二引線的各個內(nèi)引線的一部分排列在上述半導體芯片的主面上；c)用粘合劑將上述第一引線的內(nèi)引線固定到上述半導體芯片的主面，并將上述第二引線的內(nèi)引線安置成離上述半導體芯片的主面有一定間隙；d)用金屬絲將上述第一和第二引線的內(nèi)引線連接到上述多個相應的鍵合焊點；以及e)用樹脂包封上述半導體芯片、上述第一和第二引線的內(nèi)引線以及上述金屬絲。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中步驟a)包括只將粘合劑選擇性地涂于上述第一引線內(nèi)引線的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述的樹脂被注入到上述第二引線的內(nèi)引線與上述半導體芯片的主面之間。
9.一種制造半導體器件的方法，它包含下列步驟制備一個帶有多個內(nèi)引線部分和多個連續(xù)到內(nèi)引線部分的外引線部分的引線框；制備一個帶有其上制作有半導體集成電路和多個鍵合焊點的主面的方形半導體芯片；將粘合劑涂于上述內(nèi)引線部分中對應于上述半導體芯片二端的位置處的內(nèi)引線部分；用上述粘合劑將上述半導體芯片連結(jié)到上述引線框；用金屬絲對排列在上述半導體芯片主面上的鍵合焊點與上述內(nèi)引線進行電連接；以及借助于將上述半導體芯片所連結(jié)的上述引線框安置在樹脂壓模中，然后將包封樹脂注入上述樹脂壓模而制作樹脂包封體。
10.一種制造半導體器件的方法，它包含下列步驟分別制備一個帶有多個內(nèi)引線部分和多個連續(xù)到內(nèi)引線部分的外引線部分的引線框；制備一個帶有其上制作有半導體集成電路和多個鍵合焊點的主面的方形半導體芯片；將粘合劑涂于排列在上述半導體芯片主面四個角附近的內(nèi)引線部分；用上述粘合劑連結(jié)上述引線框和上述半導體芯片的主面；用金屬絲對排列在上述半導體芯片主面上的鍵合焊點和上述內(nèi)引線部分進行電連接；以及借助于將上述半導體芯片所連結(jié)的上述引線框安置在樹脂壓模中，然后將包封樹脂注入上述樹脂壓模而制作樹脂包封體。
全文摘要
一種半導體器件,其中多個引線中的內(nèi)引線安置在用樹脂包封體包封的半導體芯片的電路制作面上,而制作在芯片的電路制作面上的鍵合焊點和內(nèi)引線電連接。粘合劑只選擇性地涂于多個內(nèi)引線中的排列在芯片二端的最外側(cè)上的內(nèi)引線。芯片的電路制作面與選定引線的內(nèi)引線用粘合劑連結(jié)。每個選定的引線在半導體芯片的主面上有一個臺階,而選定引線之外的引線具有幾乎筆直的形狀而無需加工成臺階。
文檔編號H01L25/10GK1194462SQ98105698
公開日1998年9月30日 申請日期1998年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月25日
發(fā)明者巖谷昭彥, 和田環(huán), 增田正親, 坪崎邦宏, 西村朝雄 申請人:株式會社日立制作所, 日立超愛爾, 愛斯, 愛工程股份有限公司