專利名稱：樹脂密封型半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在引線構(gòu)造上具有特征的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著VLSI等功耗的增大，對低成本且散熱性良好的塑料封裝的要求正日益增加。為應(yīng)付這種情況，從材料方面正在研究提高引線框架和密封用樹脂的熱傳導(dǎo)性，從構(gòu)造方面正在研究變更引線框架圖案以及提高附加散熱片即散熱體而構(gòu)成的散熱能。特別是在功耗為1片達(dá)2W程度的LSI中，通過附加散熱體改善封裝的散熱性能被認(rèn)為是最傳統(tǒng)的對策。
特別地，從上述散熱的觀點(diǎn)出發(fā)，本專利發(fā)明的發(fā)明者已經(jīng)提出了有關(guān)特開平6-53390號的發(fā)明。在該發(fā)明中，采取了使用熱傳導(dǎo)性高的散熱體、并使該散熱體具有替代芯片襯片的承載器件的機(jī)能的構(gòu)造。這時(shí)，從支承內(nèi)引線的觀點(diǎn)出發(fā)，采取了把絕緣材料配置在散熱體上使得通過該絕緣構(gòu)件支承引線的構(gòu)造。
另外，在邏輯VLSI等集成度高的半導(dǎo)體裝置中，由于半導(dǎo)體芯片上輸入輸出用的電極(焊接區(qū))以及電源用的電極數(shù)目多，故與這些電極連接的線及引線的布線設(shè)計(jì)就成為重要的工作。
作為減輕這種布線設(shè)計(jì)上的負(fù)擔(dān)的技術(shù)之一，有特開平4-174551號公報(bào)所公開的半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置，具有這樣的特征在半導(dǎo)體芯片的電路和形成面的上邊介以絕緣性粘合劑迭層共用內(nèi)引線，而且，在半導(dǎo)體芯片的外側(cè)設(shè)置和該半導(dǎo)體芯片電氣連接的多個(gè)信號用內(nèi)引線，并以共用內(nèi)引線支承半導(dǎo)體芯片的形式用模塑樹脂密封。
若采用這樣的半導(dǎo)體裝置，則具有如下的優(yōu)點(diǎn)因?yàn)闆]有設(shè)置搭載半導(dǎo)體芯片的接頭，故能夠防止壓焊絲與接頭之間的短路，以及通過把共用內(nèi)引線作為(例如)電源引線能夠容易地實(shí)現(xiàn)引線管腳的公共化。
然而，在該半導(dǎo)體裝置中，由于在半導(dǎo)體芯片表面上迭層有共用內(nèi)引線，因而在半導(dǎo)體芯片表面的電極焊接區(qū)的排列設(shè)計(jì)方面存在限制，還有可能由連接共用內(nèi)電極和半導(dǎo)體芯片的絕緣性粘合劑引起的芯片污染和粘合劑的軟化產(chǎn)生壓焊不良等問題。
為了解決這些問題，本專利發(fā)明的發(fā)明者已經(jīng)提出了一項(xiàng)發(fā)明。該發(fā)明是把散熱片作為元件載置部件安裝半導(dǎo)體芯片，而且，在該元件載置部件上介以絕緣性引線支承部分安裝引線。這樣一來，除省略了接頭之外還能夠避免壓焊不良，故得以形成高可靠性的絲焊。另外，以浮在包圍半導(dǎo)體芯片的元件載置部件上的狀態(tài)設(shè)置共用引線(框形引線)，能夠?qū)崿F(xiàn)引線共用。進(jìn)而，通過使用散熱片作為元件載置部件能夠提高散熱特性。
然而，實(shí)際試制的情況下，在進(jìn)行樹脂密封時(shí)發(fā)現(xiàn)了如下的問題。
即，進(jìn)行樹脂密封時(shí)，如圖13所示，用上金屬模具200和下金屬模具202夾住樹脂密封前的半導(dǎo)體裝置210的引線212，用上金屬模具200把引線212向引線支承部分214的方向壓。這樣做的理由是為了使半導(dǎo)體裝置壓向下金屬模具202并與之密切接觸，能夠按規(guī)定的配置適宜地進(jìn)行鑄模成型。
但是，這樣一來，由于引線212僅有被上金屬模具200和下金屬模具202所夾持的內(nèi)側(cè)那一點(diǎn)地方產(chǎn)生較大彎曲，再往里邊的內(nèi)側(cè)部分成為直線形狀，所以會發(fā)生與引線支承部分214之間的結(jié)合部分產(chǎn)生較大傾斜的情況，使粘接完全剝離開來。
于是，本專利的發(fā)明者進(jìn)一步進(jìn)行了研究，直至提出了解決該問題的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
另外，上述問題起因于介以引線支承部分把引線安裝到器件載置部件上這樣的結(jié)構(gòu)，器件載置部件形成為散熱片以及設(shè)置了共用引線(框形引線)并不是上述問題的直接原因。
還有，有關(guān)本發(fā)明特征之一的薄片部分，在特開昭63-179557號公報(bào)中公開了在引線的一部分上形成薄片部分使之能易于彎曲的結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明形成薄片部分是為解決制造新型半導(dǎo)體裝置時(shí)所產(chǎn)生的問題，與上述公報(bào)的目的不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能高可靠性密封的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置及其制造方法，在介以引線支承部分在元件載置部件上安裝引線結(jié)構(gòu)(即省略了接頭的結(jié)構(gòu))的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置中，使得在進(jìn)行樹脂密封時(shí)能夠適宜地調(diào)整。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于通過謀求引線的共用而使布線設(shè)計(jì)自由度提高的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供具有高散熱特性的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明所涉及的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置的特征在于包括半導(dǎo)體器件；具有安裝上述半導(dǎo)體器件的設(shè)置面的器件載置部件；在上述設(shè)置面上配設(shè)在避開上述半導(dǎo)體器件的區(qū)域內(nèi)的絕緣性引線支承部分；通過與上述引線支承部分粘接而固定在上述器件載置部件上的多根引線，以及使用金屬模具把上述器件載置部件、半導(dǎo)體器件以及引線的一部分用樹脂密封起來的樹脂封裝；其中，上述引線在被樹脂密封的區(qū)域形成至少一個(gè)薄片部分，以及上述引線在從與上述引線支承部分粘接的位置的外側(cè)向與該引線支承部分的粘接面的方向彎曲的狀態(tài)下被上述樹脂封裝密封。
本發(fā)明的另一種樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括半導(dǎo)體器件；具有安裝上述半導(dǎo)體器件的設(shè)置面的器件載置部件；在上述設(shè)置面上配設(shè)在避開上述半導(dǎo)體器件的區(qū)域內(nèi)的絕緣性引線支承部分；通過與上述引線支承部分粘接而固定在上述器件載置部件上的多根引線，以及使用金屬模具把上述器件載置部件、半導(dǎo)體器件以及引線的一部分用樹脂密封起來的樹脂封裝；其中，上述引線在被樹脂密封起來的區(qū)域形成多個(gè)薄片部分，以及上述多個(gè)薄片部分由形成在從上述金屬模具內(nèi)側(cè)到與緊靠上述引線支承部分的粘接位置的任一位置上的第一薄片部分、形成在與上述引線支承部分的粘接位置的交界處的第二薄片部分和形成在與上述引線支承部分的粘接位置的第三薄片部分構(gòu)成。
本發(fā)明的再一種樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括半導(dǎo)體器件；具有安裝上述半導(dǎo)體器件的設(shè)置面的器件載置部件；在上述設(shè)置面上配設(shè)在避開上述半導(dǎo)體器件的區(qū)域內(nèi)的絕緣性引線支承部分；通過與上述引線支承部分粘接而固定在上述器件載置部件上的多根引線；使用金屬模具把上述器件載置部件、半導(dǎo)體器件以及引線的一部分用樹脂密封起來的樹脂封裝，以及作為共用引線、以包圍所述半導(dǎo)體器件、并浮置在上述設(shè)置面上的狀態(tài)而設(shè)置的框形引線，其中，上述引線在被樹脂密封的區(qū)域形成至少一個(gè)薄片部分。
若采用本發(fā)明，引線在被樹脂密封的區(qū)域形成了薄片部分，則該薄片部分使引線易于彈性變形。從而，在進(jìn)行樹脂密封前，用金屬模具壓引線，并借助于對引線的壓力把被樹脂密封的部件調(diào)整到適宜位置。這樣，就能夠在適當(dāng)?shù)奈恢脿顟B(tài)下進(jìn)行樹脂密封。還有，通過這樣做，對于引線的壓力被減小后再傳遞到引線支承部分，所以能夠防止引線和引線支承部分之間的連接被斷開。
這里，薄片部分具體地說最好形成在從金屬模具的內(nèi)側(cè)到與引線支承部分的粘結(jié)位置范圍內(nèi)的任一位置，也可以形成為靠向引線支承部分與之粘結(jié)的位置。還有，最好不在引線中比引線支承部分更突向半導(dǎo)體器件的方向的位置上形成薄片部分。這是因?yàn)樵谝€中的這個(gè)位置上進(jìn)行用于金屬絲的連接，所以最好不使其降低彈性力。
若考慮到引線和引線支承部分之間粘接位置的誤差。為了使薄片部分位于從金屬模具內(nèi)側(cè)到與引線支承部分的粘結(jié)位置范圍的任一位置上，最好在引線上形成寬幅度的薄片部分。
然而，人們認(rèn)為用濕法腐蝕形成這樣大幅度的薄片部分時(shí)，因?yàn)槭歉飨蛲愿g，因而薄片部分的一部分會變得過薄。
于是，也可以形成多個(gè)寬度窄的薄片部分。若采用這種結(jié)構(gòu)，則由于能夠把各薄片部分的厚度做得較厚，所以能夠防止引線的變形、斷裂、扭曲。
本發(fā)明的第一或第三方案中的多個(gè)薄片部分最好由形成在從上述金屬模具的內(nèi)側(cè)到緊靠與上述引線支承部分連接位置的任一位置的第一薄片部分、形成在與上述引線支承部分連接位置的交接處的第二薄片部分和形成在與上述引線支承部分連接位置的第三薄片部分構(gòu)成。
若采用這種結(jié)構(gòu)，則即使第二薄片部分由于引線連接位置的誤差而從連接位置的交接處偏離，也能夠用第一或第三薄片部分來對付。
以上的薄片部分也可以由僅來自上述引線一側(cè)表面上的凹部形成。在形成有多個(gè)薄片部分的情況下，至少有一個(gè)薄片部分由來自上述引線一側(cè)表面上的凹部形成，而其余的薄片部分由來自在上述引線別的側(cè)面上的凹部形成即可；另外，作為器件載置部件，最好使用高散熱性部件以提高半導(dǎo)體器件的散熱性。
此外，設(shè)置框形引線使之包圍半導(dǎo)體器件，如果把該框形引線作為(例如)共用電源引線使用，則通過條數(shù)不多的引線能夠穩(wěn)定地向半導(dǎo)體器件的電極部分提供規(guī)定的電壓，并能夠在降低電源噪聲的同時(shí)達(dá)到動作速度的高速化。而且，由于與借助于框形引線而共用化了的引線相應(yīng)數(shù)量的引線能夠作為例如信號引線使用，因而提高了布線設(shè)計(jì)的自由度。


圖1是根據(jù)本發(fā)明所涉及的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置制造方法的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的所涉及的半導(dǎo)體裝置制造方法的示意圖。
圖3是圖1的一部分的放大示意圖。
圖4是模式性地示出了使用本發(fā)明而制造的半導(dǎo)體裝置關(guān)鍵部分的平面圖。
圖5是模式性地示出了沿圖4中V-V線的截面圖。
圖6是放大表示出了圖4所示關(guān)鍵部分的截面圖。
圖7是顯示內(nèi)引線的絲焊工序的說明圖。
圖8是顯示圖7中絲焊完畢狀態(tài)的說明圖。
圖9是模式性地表示在圖4的半導(dǎo)體裝置的制造中所使用的引線框的平面圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變形例的半導(dǎo)體裝置制造方法的示意圖。
圖11(A)-(B)是顯示圖10的引線和散熱體安裝狀態(tài)的放大圖。
圖12是圖11(A)-(B)所示引線變形例的示意圖。
圖13用于說明成為本發(fā)明前提的鑄模技術(shù)。
具體實(shí)施例方式
圖1及圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體制造方法的示意圖，圖3是圖1的部分放大圖。
作為說明制造方法的前提，先說明采用本發(fā)明所制造的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)。
圖4是在除去樹脂封裝的狀態(tài)下模式性地顯示采用本發(fā)明所制造的半導(dǎo)體裝置的平面圖。圖5是模式性地顯示沿圖4的V-V線的截面圖。
半導(dǎo)體裝置100具有散熱體10、被接合到該散熱體10的設(shè)置面12上的半導(dǎo)體元件20、介以引線支承部分50相對于散熱體固定的多根引線30，和配設(shè)在半導(dǎo)體器件20外側(cè)的框形引線36。
如圖5所示，散熱體10由大直徑部分10a和從該大直徑部分10a突出的小直徑部分10b構(gòu)成，斷面形狀大致為凸形。而且，大直徑部分10a的下表面構(gòu)成設(shè)置面12，小直徑部分10b的上表面構(gòu)成露出面14。
如圖4所示，設(shè)置面12上形成有包含設(shè)置半導(dǎo)體器件20的區(qū)域、其表面積比該半導(dǎo)體器件設(shè)置區(qū)域大的第1導(dǎo)電層18a和形成在與該第1導(dǎo)電層18a隔開的位置上的多個(gè)點(diǎn)狀的第2導(dǎo)電層18b。而且，在除去這些導(dǎo)電層18a、18b之外的散熱體10的表面上形成絕緣層16。
散熱體10希望由具有高熱傳導(dǎo)率的導(dǎo)電性材料，例如銅、鋁、銀或金，或者以這些金屬之一為主要成分的合金構(gòu)成。如果考慮經(jīng)濟(jì)性，則銅最理想。
在導(dǎo)電層18a、18b的材質(zhì)方面沒有特別的限制，但可舉出如銀、金、鈀、鋁等例子，考慮導(dǎo)電性及與半導(dǎo)體器件20的粘結(jié)性能，則銀最理想。這些導(dǎo)電層18a、18b能夠用例如電鍍、粘結(jié)等方法形成。這些導(dǎo)電層18a、18b如后詳述，可作為接地面使用。
另外，絕緣層16除去要有良好絕緣性的要求之外，對其材質(zhì)沒有特別的限制。但最好是用例如由氧化處理構(gòu)成散熱體10的金屬而得到的金屬氧化膜。例如，散熱體10用銅構(gòu)成時(shí)，通過使用強(qiáng)堿性的處理液氧化處理表面能夠得到絕緣層16。通過設(shè)置該絕緣膜16，能夠防止引線30及框形引線36和散熱體10之間的短路。再有，例如用氧化銅構(gòu)成的絕緣層16通常呈現(xiàn)黑或茶色，因此，不僅在絲焊中的圖形識別方面引線30易于識別，而且由于和構(gòu)成樹脂封裝60的樹脂之間的粘合性好，故提高了封裝的機(jī)械性能。
半導(dǎo)體器件20例如用銀膏粘結(jié)固定在形成于散熱體10的設(shè)置面12上的第1導(dǎo)電層18a上。而且，半導(dǎo)體20的表面上，按預(yù)定的排列形成有多個(gè)電極焊接區(qū)。
另外，在設(shè)置面12上，沿其周緣通過粘接連續(xù)地固定有引線支承部分50。該引線支承部分50由具有絕緣性的樹脂，如聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂等熱硬化性樹脂等的帶狀部件構(gòu)成。
引線支承部分50可以配設(shè)為固定住一部分與散熱體10相同的引線30，也可以配置在所有與散熱體10相同的引線30上。
如放大圖6所示，構(gòu)成引線30一部分的內(nèi)引線32在距其頂端規(guī)定距離L的位置用粘接方法被固定在引支承部分50上。從而，內(nèi)引線32介以引線支承部分50，在其頂端自由的狀態(tài)下被固定在散熱體10上。內(nèi)引線32和半導(dǎo)體器件20的電極焊接區(qū)22用金、銀等細(xì)絲42、44a、44b、46電氣連接。
本實(shí)施例的特征在于引線30上形成有薄片部分30a，該薄片部分30a是為了在半導(dǎo)體裝置100的制造過程中進(jìn)行樹脂密封時(shí)使引線30不從引線支承部分50剝離開而形成的，詳細(xì)情況在后面與制造方法同時(shí)敘述。
圖7和圖8示出內(nèi)引線32和電極焊接區(qū)22之間絲焊的情況。首先，如圖7所示，若用引線壓板1A、1B從上方下押各內(nèi)引線32的頂端32a，則由于該頂端32a處于自由狀態(tài)，故以引線支承部分50為支點(diǎn)，頂端32a向下方變形與設(shè)置面12接觸。在這種狀態(tài)下，通過進(jìn)行絲焊就能夠確實(shí)且穩(wěn)定地進(jìn)行金屬絲42的連接。絲焊結(jié)束后，通過撤開引線壓板1A、1B，如圖8所示，各引線32依靠其彈性返回并被支承為原來的水平狀態(tài)。這樣，各內(nèi)引線32和散熱體10通過絕緣性的引線支承部分50而電絕緣。
若考慮這種絲焊工藝及內(nèi)引線的機(jī)械穩(wěn)定性，則要求內(nèi)引線32其頂端32a具有足夠的長度以便在彈性形變范圍內(nèi)使其頂端與設(shè)置面12接觸，還要求內(nèi)引線32具有能夠在絲焊結(jié)束后完全恢復(fù)到原來的水平狀態(tài)的機(jī)械強(qiáng)度。如果能把內(nèi)引線32的頂端32a設(shè)定為使其長度及機(jī)械強(qiáng)度滿足以下條件即可，這些條件就是依器件的尺寸、半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)事項(xiàng)以及引線的強(qiáng)度等而可以取各種狀態(tài)。另外，要求引線支承部分50能夠穩(wěn)定地支承內(nèi)引線32，具有能使內(nèi)引線32的頂端32a和散熱體10之間電絕緣的距離的足夠的厚度，以及熱加工時(shí)變形、變質(zhì)應(yīng)當(dāng)少等。
考慮到以上諸點(diǎn)，如圖6所示，設(shè)W表示引線支承部分50的寬度，T表示引線支承部分50的厚度，L表示內(nèi)引線32的自由端32a的長度，t表示內(nèi)引線32的厚度，則可舉出以下的數(shù)值作為設(shè)計(jì)規(guī)則的一例。
W0.5-2mmT0.025-0.125mmt0.10-0.30mmL2.0mm以上下面，參照圖4及圖6敘述接地金屬絲的連接。
散熱體10的導(dǎo)電層18a及18b起到接地面的作用。即，用接地金屬絲44a把多個(gè)接地電源焊接區(qū)22連接到一個(gè)第1導(dǎo)電層18a的露出面上，由此，能夠共用第1導(dǎo)電層18a。另外，通過用接地金屬絲44b連接第2導(dǎo)電層18b和內(nèi)引線32，能夠把第2導(dǎo)電層18b作為引線的接地面使用，這樣，導(dǎo)電層18a及18b就分別起到接地電極焊接區(qū)22以及內(nèi)引線32的個(gè)別或共用化了的接地面的功能。其結(jié)果，就能夠把與作為接地用而被共用化了的引線數(shù)量相應(yīng)的引線作為，例如，信號引線使用，增加了布線設(shè)計(jì)的自由度。
作為用于導(dǎo)電層18a以及18b進(jìn)行接地的形態(tài)有種種情況，例如，可以舉出如下的例子。
a.在不從半導(dǎo)體器件20的電極焊接區(qū)22接地時(shí)，從半導(dǎo)體器件20的背面借助散熱體使導(dǎo)電層18a、18b導(dǎo)通，對少把1個(gè)內(nèi)引線32連接到導(dǎo)電層18a、18b上。通過這樣做，能夠使半導(dǎo)體器件20背面的電位和內(nèi)引線32的電位相等。而且，如果散熱體10是接地電位，則半導(dǎo)體器件20背面的電位和內(nèi)引線32的電位就都成為接地電位。
b.把半導(dǎo)體器件20的多個(gè)電極焊接區(qū)22連接到導(dǎo)電層18a、18b，把少量的內(nèi)引線32連接到導(dǎo)電層18a、18b。這樣，如果散熱體10是接地電位，則電極焊接區(qū)22和內(nèi)引線32的電位就成為接地電位。通過這樣做，就能夠用少量的內(nèi)引線32獲得來自半導(dǎo)體器件20的多個(gè)接地點(diǎn)，且能夠得到穩(wěn)定的接地電位。
c.從半導(dǎo)體器件20的背面介以散熱體10使導(dǎo)電層18a、18b導(dǎo)通，把半導(dǎo)體器件20的一個(gè)電極焊接區(qū)22連接到導(dǎo)電層18a、18b上，把被接地的一根內(nèi)引線32連接到導(dǎo)電層18a、18b上。這樣一來，如果散熱體10是接地電位，則半導(dǎo)體器件20的背面和電極焊盤22和內(nèi)引線32的電位就都成為接地電位。通過這樣做，由于能夠把半導(dǎo)體器件20的背面、半導(dǎo)體器件20的電極焊接區(qū)22及內(nèi)引線32設(shè)定為等電位，故半導(dǎo)體器件20的電位穩(wěn)定，動作穩(wěn)定。
在半導(dǎo)體器件20和內(nèi)引線32之間，以與兩者都不接觸的狀態(tài)設(shè)置框形引線36，為防止短路，最好設(shè)在平面上看相對于導(dǎo)電層18a，18b錯開的位置。該框形引線36用4根支承引線38穩(wěn)定地支承著。而且，支承引線38分別用引線支承部分50固定著其一部分。
還有，如圖4所示，框形引線36在規(guī)定位置上形成有多個(gè)識別用突起36a。該識別用突起36a在絲焊之際使壓焊位置的識別變得容易。
即，絲焊如下進(jìn)行。首先，預(yù)先存儲半導(dǎo)體器件20上的電極焊接區(qū)22的基準(zhǔn)坐標(biāo)和框形引線36的壓焊位置的基準(zhǔn)坐標(biāo)。接著，借助于圖形識別，檢測出與實(shí)際要進(jìn)行壓焊的電極焊接區(qū)22與框形引線36的各位置坐標(biāo)之差，并以此為基礎(chǔ)計(jì)算修正坐標(biāo)。于是，絲焊可自動且連續(xù)進(jìn)行。在這里，識別用突起36a起到借助于圖形識別進(jìn)行壓焊位置檢測時(shí)的標(biāo)記作用。
該框形引線36例如可作為電源電壓(Vcc)引線或基準(zhǔn)電壓(Vss)引線使用。例如，在把該框形引線36作為Vcc引線使用時(shí)，通過電源連接絲46分別連接多個(gè)電源電極焊接區(qū)22及少量內(nèi)引線32和框形引線36。由此，能夠大幅度減少電源的引線數(shù)。從而，能夠相對地增加可作為信號引線的引線數(shù)，能夠提高半導(dǎo)體元件20的電極焊接區(qū)22和內(nèi)引線32的金屬絲布線的自由度，有利于設(shè)計(jì)。
還有，由于具有框形引線36，在半導(dǎo)體器件20的任何位置的電極焊接區(qū)22上都能提供給規(guī)定電壓或基準(zhǔn)電壓，能夠在降低電源噪聲的狀態(tài)下謀求動作速度的高速化。
再者，由于框形引線36位于半導(dǎo)體器件20的外側(cè)，空間制約較少，所以能夠充分地加大框形引線36的寬度。從而，在把框形引線36作為電源管腳使用時(shí)，能夠減少其電阻，在任何位置都能夠供給穩(wěn)定的電壓。
還有，在把框形引線36作為電源引線使用時(shí)，由于導(dǎo)電層18a及導(dǎo)電層18b與框形引線36為面對面的狀態(tài)而成為和電容同樣的狀態(tài)，所以，能夠在減少電源噪聲的同時(shí)進(jìn)行高速動作。
半導(dǎo)體裝置100的主要功能或作用可概括如下。
(1)在該半導(dǎo)體裝置100中，由半導(dǎo)體器件20發(fā)出的熱經(jīng)由高熱傳導(dǎo)性散熱體10高效率地分散，且經(jīng)過從樹脂封裝60露出的露出面14釋放到外部。而且，通過把散熱體10的形狀做成截面大致凸形的形狀，能夠增大散熱體10的表面積，提高散熱效果。
此外，通過把搭載半導(dǎo)體器件20的設(shè)置面12和其相反的表面做成階梯構(gòu)造，能夠加大從露出面14至設(shè)置面12的距離，能夠抑制因來自外部的氣體或水分等的侵入引起的器件性能惡化。
還有，通過使之在散熱體10的表面上具有絕緣層16的辦法，能夠防止內(nèi)引線32以及框形引線36和散熱體10間的短路。而且，由于絕緣層16呈現(xiàn)暗色，則不僅能夠在絲焊時(shí)易于識別引線，還具有提高與樹脂封裝60緊密粘接性的效果。
(2)，在半導(dǎo)體器件20和內(nèi)引線32之間設(shè)置框形引線36，通過把該框形引線36作為例如電源引線(Vcc或Vss引線)使用，能夠用少量的內(nèi)引線32向形成于半導(dǎo)體器件20任意位置的電源用電極焊接區(qū)22穩(wěn)定地提供給規(guī)定電壓，能夠使電源噪聲降低，達(dá)到動作速度的高速化。
此外，能夠用框形引線36共用電源引線，由于能夠把與被共用了的引線數(shù)量相當(dāng)?shù)囊€用作，例如，信號引線，所以提高了布線設(shè)計(jì)的自由度。
還有，在框形引線36中，由于形成有識別用突起36a，從而絲焊時(shí)基于圖形識別的壓焊位置的識別變得確實(shí)且容易。
(3)通過在散熱體10的設(shè)置面12上設(shè)置與具有導(dǎo)電性的散熱體10的本體電氣連接的導(dǎo)電層18a或18b，半導(dǎo)體器件20的接地用電極焊接區(qū)22或內(nèi)引線32分別通過經(jīng)由接地金屬絲44a、44b和導(dǎo)電層18a或18b連接，用這種辦法，能夠在任何區(qū)域進(jìn)行接地。其結(jié)果是，由于可減少接地用引線，故能夠把相應(yīng)數(shù)量的引線作為例如信號引線使用，從這一點(diǎn)說也提高了引線布線設(shè)計(jì)的自由度。
接著，說明半導(dǎo)體裝置100的制造方法。
首先，參照圖9說明引線框架1000。引線框架1000例如在底板框70上，按規(guī)定的圖形把由內(nèi)引線32和外引線34構(gòu)成的引線30、框形引線36以及支承引線38支承為一體而形成。而且，外引線34用阻塞條72相互連接而得到加強(qiáng)，內(nèi)引線32從外線線34延伸設(shè)置，留出中央的規(guī)定區(qū)域(器件孔)。而且，在該區(qū)域內(nèi)配置框形引線36，該框形引線36的四角用支承引線38支承，各支承引線38均連接到阻塞條72上。
另外，框形引線36雖然用4根支承引線38支承，但支承引線38只要能夠穩(wěn)定地支承框形引線36就可以，其根數(shù)和配置不限于該例，也可以在相對的位置上僅配置兩根等等。
其次，散熱體10如圖4及圖5所示，在由大直徑部分10a和小直徑部分10b構(gòu)成的本體規(guī)定區(qū)域上，用例如鍍銀等方法形成導(dǎo)電層18a、18b。接著，在掩蔽了這些導(dǎo)電層18a、18b的狀態(tài)下把散熱體10在例如メルテツクス株式會社生產(chǎn)的“エボノ-ル(商品名)”中浸漬幾秒鐘氧化處理表面，以形成絕緣層16。已經(jīng)確認(rèn)，這樣形成的絕緣層16具有例如2-3μm的膜厚，其電阻率大于1013Ωcm，具有良好絕緣性。
此外，當(dāng)然也可以與上述方法相反，在形成了絕緣層16之后形成導(dǎo)電層18a、18b。
在這樣得到的散熱體10的設(shè)置面12的規(guī)定位置上用銀膏等導(dǎo)電性粘合劑粘接半導(dǎo)體器件20。然后，把散熱體10、引線支承部分50以及引線框1000位置對準(zhǔn)后重迭在一起，用例如環(huán)氧樹脂等粘合劑熱壓三者，使相互之間固定。接著，用一般的方法，用絲焊裝置按照規(guī)定圖形壓焊信號細(xì)絲42、接地細(xì)絲44a、44b以及電源細(xì)絲46。
在這種絲焊中，例如，像先進(jìn)行接地細(xì)絲44b的壓焊、再進(jìn)行電源細(xì)絲46的壓焊、接著進(jìn)行信號細(xì)絲42的壓焊那樣，從壓焊距離短的位置開始進(jìn)行壓焊，以使得在壓焊工藝中可以防止例如和相鄰線的接觸，其結(jié)果是，能夠進(jìn)行可靠的絲焊。
接著，如圖1所示，把已設(shè)置了半導(dǎo)體器件20以及引線30的散熱體10配置在上金屬模具200及下金屬模具202內(nèi)，用環(huán)氧系樹脂等進(jìn)行模壓處理，以形成樹脂封裝60(參照圖5)。這時(shí)，最好在使散熱體10的露出面14從樹脂封裝60露出來的狀態(tài)下進(jìn)行模壓。
為此，要把散熱體10緊密地配置在下金屬模具202上以防止樹脂在散熱體10和下金屬模具202之間擴(kuò)展進(jìn)去。
在此，如圖2所示，用上金屬模具200把引線30壓向和引線支承部分50的粘接面方向，使散熱體10緊密接觸下金屬模具202。此外，作為其前提，如圖1所示，要先設(shè)計(jì)好下金屬模具，使得引線30成為從下金屬模具202的夾持部分202a浮起來的狀態(tài)。
詳細(xì)地講，設(shè)計(jì)要使散熱體10的高度h與引線支承部分50的厚度t之和h+t大于下金屬模具202的深度h1(即h+t＞h1)。例如，在取下金屬模具202的度h1＝1.6mm、散熱體10的高度h＝1.635mm、h的誤差為±0.035mm時(shí)，最好取引線支承部分50的厚度t＝0.1mm。這樣，即使h的誤差為-0.035mm時(shí)，也會變?yōu)閔+t＝1.635-0.035+0.1＝1.7mm＞h1維持h+t＞h1的關(guān)系。
這樣一來，通過把引線30配置為從下金屬模具202浮起的狀態(tài)，從上金屬模具200施加到引線30的外力就成為也可施加到散熱體10上。這樣一來，從上金屬模具200施加的外力起到經(jīng)引線30連鎖地壓入散熱體10的作用，其結(jié)果是，散熱體10被固定成也能承受樹脂流入壓力。
而且，本實(shí)施例中的特征在于在引線30上形成薄片部分30a。即，若用同一厚度形成引線30，則由于如圖13所示那樣引線30有時(shí)會從引線支承部分50剝離，所以，形成薄片部分30a，使引線易于進(jìn)行彈性形變防止脫離。另外，放大了該薄片部分30a的附近情況，并示于圖3。
詳細(xì)地講，薄片部分30a是在引線30中與引線支承部分50的粘接面相反的面上用濕法刻蝕形成的。從而，通過使頭部形成剜成圓頭形狀的凹部的辦法形成薄片部分30a。這樣，由于以頭部為圓形的下凹形成薄片部分30a，所以，使其產(chǎn)生彈性形變時(shí)裂縫難于進(jìn)入。
此外，薄片部分30a的形成區(qū)域是從距上金屬模具200和下金屬模具202所夾持的位置1mm左右的內(nèi)側(cè)開始形成的。這樣，就可以避開用上金屬模具200和下金屬模具202夾持薄片部分30a，使被注入的樹脂不會沿薄片部分30a流出。
還有，該薄片部分30a最好形成某種程度的長度使得易于產(chǎn)生彈性形變的區(qū)域較大。所以，在本實(shí)施形態(tài)中，薄片部分30a被形成為直至到達(dá)引線支承部分50上方的位置。不過，實(shí)際上該薄片部分30a的長度為1mm左右。
若把上述情況以被一體化為引線框1000的階段(參照圖9)來顯示，則從阻塞條72到0.2mm的內(nèi)側(cè)是由上金屬模具200及下金屬模具202夾持的區(qū)域，而以間隔1mm的間隔形成長1mm的薄片部分30a。
另外，若把引線30的厚度取為0.15mm左右，則薄片部分的厚度為其1/2，即0.075mm。
既可以在全部引線30上形成這樣的薄片部分30a，也可以僅在當(dāng)施加來自上金屬模具200的壓力時(shí)沿從引線支承部分50剝離的方向施加最大力的引線上形成。
具體地講，在引線30的數(shù)目總共為208根時(shí)，矩形引線框1000的每邊形成52根引線30，這時(shí)只要在各邊中央部分的30根左右的引線上形成薄片部分30a即可。
之所以限定這樣的部分是由于引線是從各邊向中心方向形成，因此，中央部分的引線30比角隅部分的引線30短而難于產(chǎn)生彈性形變，易于發(fā)生從引線支承部分50的剝離。
詳細(xì)地講，如圖9中部分放大圖所示，若以任意兩條點(diǎn)劃線間的長度比較中央部分引線30的長度l和角隅部分的引線30的長度l’，則可知l＜l’。這樣一來，中央部分的引線30中長度l的部分就比角隅部分的引線30中長度l’的部分難于產(chǎn)生彈性形變而易于從引線支承部分50剝離。
因此，如果僅對各邊中央部分的規(guī)定根數(shù)在引線30上形成薄片部分30a，就能夠?qū)τ谶@部分的引線30防止從引線支承部分50剝離。另外，關(guān)于角隅部分的引線30，由于原來引線30較長，比較易于彈性形變，所以沒有必要一定形成薄片部分30a。當(dāng)然，在對所有的引線30都形成薄片部分30a簡單易行時(shí)，也可以在所有引線上都形成。
這樣一來，在引線30上先形成有薄片部分30a。在進(jìn)行樹脂密封時(shí)，如圖1所示，把具有半導(dǎo)體器件20和引線30等的散熱體10配置在下金屬模具202內(nèi)。這時(shí)，引線30就變成為從下金屬模具202的夾持部分202a浮起來的狀態(tài)。
接著如圖2所示，在使上金屬模具200封住下金屬模具202的同時(shí)，上金屬模具200的夾持部分200a壓住引線30。于是，引線30特別是在薄片部分30a的形成區(qū)域中將產(chǎn)生彈性形變，并借助于其彈性力，使散熱體10緊密接觸下金屬模具202的內(nèi)表面。
接著，在這種狀態(tài)下，進(jìn)行現(xiàn)有技術(shù)所用的模壓工藝。這樣，能夠防止樹脂進(jìn)入到散熱體10的下方，能夠使露出面14適當(dāng)露出地形成樹脂管殼60(參照圖5)。
然后，切斷底板框架70(參照圖9)及阻塞條72，根據(jù)需要還要進(jìn)行外引線34的彎曲成型。
用以上的工序，能夠制造樹脂密封型半導(dǎo)體裝置。
圖10示出了上述實(shí)施例變形例的半導(dǎo)體裝置的制造方法。該圖中所用的引線300具有3個(gè)薄片部分300a、300b、300c。除此之外，圖10中所用部件由于與圖1中所用部件相同，故標(biāo)注相同的符號省略說明。還有，圖11(A)-(B)是表示圖10的引線300和散熱體10安裝狀態(tài)的放大圖。
引線300的薄片部分300a、300b、300c形成寬度比較窄的槽形，具體如圖11(A)所示那樣以0.2mm的間隔形成0.1mm的寬度。
一般認(rèn)為在用濕法腐蝕形成圖1所示那樣寬幅的薄片部分30a時(shí)，由于是各向同性腐蝕，所以薄片部分30a的一部分過薄。所以，在本實(shí)施例中，在引線300上形成3個(gè)窄的薄片部分300a、300b、300c。這樣一來，就能夠防止各薄片部分300a、300b、300c的厚度過薄，能夠防止引線300的變形、斷裂、扭曲。
還有，如圖11(A)所示，在本實(shí)施例中，第2個(gè)薄片部分300b設(shè)計(jì)為靠近引線支承部分50的外端。如上所述，形成薄片部分的目的在于防止引線300和引線支承部分50的剝離。從而，如圖11(A)所示，形成薄片部分時(shí)最好使引線300從兩者粘接位置的交接處彎曲。
還有，本實(shí)施例是在薄片部分300b的兩側(cè)形成薄片部分300a、300c。從而，即使引線300和引線支承部分50的粘接位置錯開，使薄片部分300b配置在與引線支承部分50粘接的位置上不能起作用，也能夠用薄片部分300a、300c進(jìn)行處理。
例如，如圖11(B)所示，即使薄片部分300b向圖中右方向偏離，在左側(cè)的引線支承部分50的外端還配置有薄片部分300a，右側(cè)的引線支承部分50的外端還配置有薄片部分300c。
在這里，把各薄片部分300a、300b、300c之間的間隔取為0.2mm是因?yàn)樵O(shè)想引線300和引線支承部分50的粘接位置的誤差為±0.3mm。即，由于各薄片部分寬度為0.1mm，各薄片部分的間隔為0.2mm，故各薄片部分的中心至中心的長度為0.3mm，能夠與產(chǎn)生±0.3mm的誤差相對應(yīng)。
圖12示出圖11(A)-(B)所示的引線300的變形例。
圖12中，在引線400上，一側(cè)的面上形成薄片部分400a、400b、400c，在另一側(cè)的面上還形成薄片部分400d、400e、400f。詳細(xì)地講，一側(cè)面上的薄片部分和另一側(cè)面上的薄片部分相互錯開配置。從而，在把引線400安裝到引線支承部分50上時(shí)，無論正、反面都能夠作為安裝面。但應(yīng)該講，背面薄片部分400f和引線支承部分50之間形成間隙，粘著力差。
還有，上述實(shí)施例把半導(dǎo)體器件20粘接在散熱體10上，但并不限于此，也可以把半導(dǎo)體器件安裝在低散熱性的僅用于載置器件的構(gòu)件上。
此外，即使沒有框形引線36，通過應(yīng)用本發(fā)明，也能夠經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整進(jìn)行樹脂密封。
權(quán)利要求
1.一種樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括半導(dǎo)體器件；具有安裝上述半導(dǎo)體器件的設(shè)置面的器件載置部件；在上述設(shè)置面上配設(shè)在避開上述半導(dǎo)體器件的區(qū)域內(nèi)的絕緣性引線支承部分；通過與上述引線支承部分粘接而固定在上述器件載置部件上的多根引線，以及使用金屬模具把上述器件載置部件、半導(dǎo)體器件以及引線的一部分用樹脂密封起來的樹脂封裝；其中，上述引線在被樹脂密封的區(qū)域形成至少一個(gè)薄片部分，以及上述引線在從與上述引線支承部分粘接的位置的外側(cè)向與該引線支承部分的粘接面的方向彎曲的狀態(tài)下被上述樹脂封裝密封。
2.一種樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括半導(dǎo)體器件；具有安裝上述半導(dǎo)體器件的設(shè)置面的器件載置部件；在上述設(shè)置面上配設(shè)在避開上述半導(dǎo)體器件的區(qū)域內(nèi)的絕緣性引線支承部分；通過與上述引線支承部分粘接而固定在上述器件載置部件上的多根引線，以及使用金屬模具把上述器件載置部件、半導(dǎo)體器件以及引線的一部分用樹脂密封起來的樹脂封裝；其中，上述引線在被樹脂密封起來的區(qū)域形成多個(gè)薄片部分，以及上述多個(gè)薄片部分由形成在從上述金屬模具內(nèi)側(cè)到與緊靠上述引線支承部分的粘接位置的任一位置上的第一薄片部分、形成在與上述引線支承部分的粘接位置的交界處的第二薄片部分和形成在與上述引線支承部分的粘接位置的第三薄片部分構(gòu)成。
3.一種樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括半導(dǎo)體器件；具有安裝上述半導(dǎo)體器件的設(shè)置面的器件載置部件；在上述設(shè)置面上配設(shè)在避開上述半導(dǎo)體器件的區(qū)域內(nèi)的絕緣性引線支承部分；通過與上述引線支承部分粘接而固定在上述器件載置部件上的多根引線；使用金屬模具把上述器件載置部件、半導(dǎo)體器件以及引線的一部分用樹脂密封起來的樹脂封裝，以及作為共用引線、以包圍所述半導(dǎo)體器件、并浮置在上述設(shè)置面上的狀態(tài)而設(shè)置的框形引線，其中，上述引線在被樹脂密封的區(qū)域形成至少一個(gè)薄片部分。
4.如權(quán)利要求1或3所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述薄片部分形成在從上述金屬模具的內(nèi)側(cè)到與上述引線支承部分的粘接位置的范圍內(nèi)的任何一個(gè)位置上。
5.如權(quán)利要求1或3所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述薄片部分與上述引線支承部分的粘接位置交迭地形成。
6.如權(quán)利要求1或3所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于形成有多個(gè)所述薄片部分。
7.如權(quán)利要求6所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述多個(gè)薄片部分由形成在從上述金屬模具內(nèi)側(cè)到與緊靠上述引線支承部分的粘接位置的任一位置上的第一薄片部分、形成在與上述引線支承部分的粘接位置的交界處的第二薄片部分，以及形成在與上述引線支承部分的粘接位置的第三薄片部分構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求6所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述多個(gè)薄片部分中至少有1個(gè)由形成在上述引線一側(cè)面上的下凹部分構(gòu)成，其余的上述薄片部分由形成在上述引線的另一側(cè)面上的下凹部分構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求2或3所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述引線在從與上述引線支承部分粘接的位置的外側(cè)向與該引線支承部分粘接面的方向彎曲的狀態(tài)下被上述樹脂封裝密封。
10.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于使用高散熱性能的部件作為上述器件載置部件。
11.如權(quán)利要求1或2所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于以包圍上述半導(dǎo)體器件并浮置在上述設(shè)置面上的狀態(tài)設(shè)置作為共用引線的框形引線。
全文摘要
一種樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，包括半導(dǎo)體器件；具有安裝上述半導(dǎo)體器件的設(shè)置面的器件載置部件；在上述設(shè)置面上配設(shè)在避開上述半導(dǎo)體器件的區(qū)域內(nèi)的絕緣性引線支承部分；通過與上述引線支承部分粘接而固定在上述器件載置部件上的多根引線，以及使用金屬模具把上述器件載置部件、半導(dǎo)體器件以及引線的一部分用樹脂密封起來的樹脂封裝；其中，上述引線在被樹脂密封的區(qū)域形成至少一個(gè)薄片部分，以及上述引線在從與上述引線支承部分粘接的位置的外側(cè)向與該引線支承部分的粘接面的方向彎曲的狀態(tài)下被上述樹脂封裝密封。由于在引線上形成薄片部分，所以不會從引線支承部分剝離。
文檔編號H01L21/56GK1574312SQ200310124589
公開日2005年2月2日 申請日期1996年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月17日
發(fā)明者大槻哲也, 伊藤忠美 申請人:精工愛普生株式會社