專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造技術(shù)，尤其是涉及一種在用于避免引線接合中的連接故障時有效的技術(shù)。
背景技術(shù)：
有這樣一種技術(shù)在第一接合點(diǎn)形成頸部(neck)之后，毛細(xì)管上升(盡管付出了預(yù)定長度的引線)，并移向第二接合點(diǎn)，從而形成第一標(biāo)記部分；毛細(xì)管下降，并向相反方向移動到第二接合點(diǎn)，從而形成第二標(biāo)記部分；以及毛細(xì)管上升，從而付出引線，直到第一標(biāo)記部分位于毛細(xì)管的尖端為止，并且毛細(xì)管在保持這種狀態(tài)的同時，移向第二接合點(diǎn)，從而形成線環(huán)(參照諸如日本待審專利公開文本2004-87747(圖2))。
還有這樣一種技術(shù)包括將引線與第一接合點(diǎn)連接起來；稍稍提升毛細(xì)管并實(shí)施第一反向操作；提升毛細(xì)管并實(shí)施第二反向操作；提升毛細(xì)管并實(shí)施第三反向操作；通過關(guān)閉夾持器，沿與第二接合點(diǎn)相反的方向水平移動毛細(xì)管；通過打開夾持器，沿第二接合點(diǎn)的方向水平移動毛細(xì)管；以及將毛細(xì)管提升到第一接合點(diǎn)的上部，從而付出引線，以便使其與第二接合點(diǎn)連接(參照諸如日本待審專利公開文本2004-319921(圖1))。

發(fā)明內(nèi)容
被稱作CSP(芯片尺寸封裝)的半導(dǎo)體器件，是作為為了滿足尺寸減小的需求而開發(fā)的半導(dǎo)體器件的一個實(shí)例而公知的，其中芯片和半導(dǎo)體封裝(布線基片)的尺寸幾乎相同。
在CSP中，半導(dǎo)體芯片的端部(端側(cè))與接線板端部(端側(cè))之間的距離大約為0.2-0.3mm那么窄(小)，從而使半導(dǎo)體芯片的端部(端側(cè))與布線基片主表面上形成的接合導(dǎo)線(端子)之間的距離，大約為0.1mm，因此非常窄(小)。當(dāng)引線接合由所謂的前接合系統(tǒng)來實(shí)施時，引線不能進(jìn)入毛細(xì)管與芯片端之間，而在前接合系統(tǒng)中，將要與半導(dǎo)體芯片電極連接的一點(diǎn)是在第一側(cè)面上，將要與布線基片主表面上形成的接合導(dǎo)線連接的一點(diǎn)是在第二側(cè)面上。
具體地說，如圖27的對照例所示，一部分毛細(xì)管18與從第一側(cè)面下拉到第二側(cè)面的引線4接觸。通過將一部分(L)從承受輔助處理的毛細(xì)管18的根部延伸到尖端，能夠避免與引線4的干擾作用。在引線接合中采用結(jié)合使用超聲波的釘頭接合系統(tǒng)，以便當(dāng)窄部L太長時，毛細(xì)管18在該窄部彎曲，從而干擾超聲波平滑傳導(dǎo)到毛細(xì)管18的尖端。
在前接合情形中，引線4在第二側(cè)面上接觸接合時從比第二側(cè)面高的位置被拖曳，從而傾向于使一部分毛細(xì)管18與引線4之間在位置A產(chǎn)生摩擦(如圖27所示)。一部分毛細(xì)管18因此容易磨損。
如上述專利文本(例如日本待審專利公開文本2004-87747和2004-319921)中所述，對于引線連接來說，通過采用所謂的反向接合系統(tǒng)能夠避免引線連接故障，在這種反向接合系統(tǒng)中，將要與在布線基片主表面上形成的接合導(dǎo)線連接的一點(diǎn)是在第一(第一接合)側(cè)面上，將要與半導(dǎo)體芯片電極連接的一點(diǎn)是在第二(第二接合)側(cè)面上。利用此系統(tǒng)，引線從存在于較低位置的第一側(cè)面垂直上升到與存在于較更高位置處的第二側(cè)面幾乎相同的高度，然后通過水平移動毛細(xì)管使其與存在于較高位置處的第二側(cè)面連接。引線的根部在第一側(cè)面上不會彎曲，從而避免了引線連接故障。
當(dāng)半導(dǎo)體器件的尺寸減小時，由于布線基片主表面上形成的接合導(dǎo)線與半導(dǎo)體芯片端部(端側(cè))之間的距離非常窄(約0.1mm)(如上所述)，利用反向接合系統(tǒng)的引線連接可導(dǎo)致引線4與芯片端部的接觸(如圖28的對照例的小封裝30中所示)，這是因?yàn)橐€的邊緣太小，從而在最后階段不能將引線向下彎曲到第二側(cè)面。
換言之，引線4從線軸的饋送速率與毛細(xì)管18的移動速度之間有一個錯配，并且毛細(xì)管18的移動速度比引線4的饋送速率快。由此造成引線饋送不足。如此形成的引線4短并且不穩(wěn)定，從而引線與芯片端部之間的縮短可導(dǎo)致引線連接故障。尤其是，當(dāng)在半導(dǎo)體芯片1的主表面1a的端部形成測試圖案時，引線4與測試圖案之間的縮短也造成問題。
本發(fā)明的一個目的是，提供一種能夠避免引線連接故障的技術(shù)。
本發(fā)明的上述和其它目的及新特征，從本文的描述和附圖中將顯而易見。
接下來將簡要描述本發(fā)明申請公開的本發(fā)明的典型概要。
本發(fā)明一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，其包括具有沿主表面周邊布置的多個端子的布線基片、安裝在布線基片主表面上的端子陣列內(nèi)側(cè)的半導(dǎo)體芯片、以及將半導(dǎo)體芯片電極與布線基片上的端子連接起來的多個引線，布線基片上的端子是作為第一接頭連接的，半導(dǎo)體芯片電極是作為第二接頭連接的，其中每個引線的一部分設(shè)置在比布線基片的每個端子處的引線連接部更靠近周邊的一側(cè)上。
本發(fā)明另一方面，還提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟使半導(dǎo)體芯片與布線基片連接、使引線尖端與布線基片的端子連接、將毛細(xì)管移動到遠(yuǎn)離半導(dǎo)體芯片的方向以便將引線從端子拉出、將毛細(xì)管設(shè)置在半導(dǎo)體芯片電極上、以及使一部分引線與半導(dǎo)體芯片電極連接，其中一部分引線設(shè)置在比布線基片端子處的引線連接部更靠近周邊的一側(cè)上。
接下來將簡要描述本發(fā)明申請公開的本發(fā)明的典型優(yōu)點(diǎn)。
由于一部分引線設(shè)置在除布線基片端子處的第一接頭的引線連接部之外的一側(cè)上，因此引線在引線連接部之外繞路而行。這使得有可能增大將用于布線基片端子與半導(dǎo)體芯片電極之間的連接的引線長度。將用于此目的的引線邊緣因此增大，并且饋送速率能夠遵循毛細(xì)管的移動速率，由此引線的環(huán)形形狀得以穩(wěn)定。結(jié)果，芯片端子與引線之間的縮短可減小，引線連接故障的發(fā)生機(jī)率也得以減小。由此，能夠避免引線連接故障。


圖1是按照本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例的平面圖，是穿過密封體示出的；圖2是圖1所示半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例的剖面圖；圖3是圖2所示位置A的結(jié)構(gòu)的放大部分剖面圖；圖4是圖3所示引線接合部結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例的放大部分剖面圖；圖5是毛細(xì)管在圖4所示布線時的運(yùn)動軌跡的一個實(shí)例的剖面圖；圖6是毛細(xì)管在圖4所示布線時的運(yùn)動軌跡的一個實(shí)例的剖面圖；圖7是毛細(xì)管在圖4所示布線時的運(yùn)動軌跡的一個實(shí)例的剖面圖；圖8是毛細(xì)管在圖4所示布線時的運(yùn)動軌跡的一個實(shí)例的剖面圖；圖9是將要并入圖1所示半導(dǎo)體器件的布線基片主表面?zhèn)壬系牟季€圖案的一個實(shí)例的平面圖；圖10是圖9所示布線基片背面?zhèn)壬系牟季€圖案的一個實(shí)例的后側(cè)視圖；圖11是圖9所示布線基片結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例的剖面圖；圖12是圖11所示位置A的結(jié)構(gòu)的放大部分剖面圖；圖13是制造工藝流程圖，表示出在圖1所示半導(dǎo)體器件的制造中一直到樹脂模制的制造步驟實(shí)例；圖14是制造工藝流程圖，表示出在圖1所示半導(dǎo)體器件的制造中樹脂模制之后的制造步驟實(shí)例；
圖15是制造工藝流程圖，表示出在圖1所示半導(dǎo)體器件的制造中樹脂模制之后的制造步驟修改例；圖16是本發(fā)明實(shí)施例1的修改例中的在布線基片主表面?zhèn)壬系牟季€圖案的平面圖；圖17是圖16所示布線基片的背面?zhèn)壬系牟季€圖案的后側(cè)視圖；圖18是圖16所示布線基片結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖19是圖18所示位置A的結(jié)構(gòu)的放大部分視圖；圖20是本發(fā)明實(shí)施例1的另一修改例的布線基片主表面?zhèn)壬系牟季€圖案的平面圖；圖21是圖20所示布線基片結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖22是圖21所示位置A的結(jié)構(gòu)的放大部分剖面圖；圖23是穿過密封體示出的按照本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例的平面圖；圖24是圖23所示半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例的剖面圖；圖25是圖24所示位置A的結(jié)構(gòu)的放大部分剖面圖；圖26是圖24所示位置B的結(jié)構(gòu)的放大部分剖面圖；圖27是在對照例的引線接合過程中壓靠接合導(dǎo)線的毛細(xì)管實(shí)例的放大部分剖面圖；圖28是在對照例中引線接合之后連接故障的剖面圖；具體實(shí)施方式
在下述實(shí)施例中，對任何相同或相似部分的描述原則上都不重復(fù)進(jìn)行，除非有其它特定的需要。
在下述實(shí)施例中，為了方便起見，描述將在分成多個部分之后進(jìn)行或者在多個實(shí)施例中進(jìn)行(如果必要的話)。這些多個部分或?qū)嵤├舜瞬⒉皇仟?dú)立的，而是一種一個是另一個的部分或全部的修改例、細(xì)節(jié)或補(bǔ)充描述的關(guān)系，除非另外具體表明。
在下述實(shí)施例中，當(dāng)參考是針對元件數(shù)目(包括數(shù)目、值、量和范圍)做出的時候，元件數(shù)目并不局限于具體數(shù)目，而是可以大于或小于該具體數(shù)目，除非另外具體指明或者是在大體明顯看出該數(shù)目局限于具體數(shù)目的情形中。
隨后將按照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。在用于描述下述實(shí)施例的所有附圖中，具有相似功能的元件將用相同的附圖標(biāo)記來表示，并且重疊描述將省略。
圖1是按照本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例的平面圖，是穿過密封體示出的；圖2是圖1所示半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例的剖面圖；圖3是圖2所示位置A的結(jié)構(gòu)的放大部分剖面圖；圖4是圖3所示引線接合部結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例的放大部分剖面圖；以及圖5-8每個是毛細(xì)管在圖4所示布線時的運(yùn)動軌跡的一個實(shí)例的剖面圖。圖9是并入圖1所示半導(dǎo)體器件的布線基片主表面?zhèn)壬系牟季€圖案的一個實(shí)例的平面圖；圖10是圖9所示布線基片背面?zhèn)壬系牟季€圖案的一個實(shí)例的后側(cè)視圖；圖11是圖9所示布線基片結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例的剖面圖；以及圖12是圖11所示位置A的結(jié)構(gòu)的放大部分剖面圖。圖13是制造工藝流程圖，表示出在圖1所示半導(dǎo)體器件的制造中一直到樹脂模制的制造步驟實(shí)例；以及圖15是制造工藝流程圖，表示出在圖1所示半導(dǎo)體器件的制造中樹脂模制之后的制造修改例。
圖16是本發(fā)明實(shí)施例1的修改例中的在布線基片主表面?zhèn)壬系牟季€圖案的平面圖；圖17是圖16所示布線基片的背面?zhèn)壬系牟季€圖案的后側(cè)視圖；圖18是圖16所示布線基片結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖19是圖18所示位置A的結(jié)構(gòu)的放大部分視圖；圖20是本發(fā)明實(shí)施例1的另一修改例的布線基片主表面?zhèn)壬系牟季€圖案的平面圖；圖21是圖20所示布線基片結(jié)構(gòu)的剖面圖；以及圖22是圖21所示位置A的結(jié)構(gòu)的放大部分剖面圖。
按照實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件是具有安裝在布線基片上的半導(dǎo)體芯片1的樹脂密封的小半導(dǎo)體封裝。作為實(shí)施例1的一個實(shí)例，此處描述CSP7(如圖1-3所示)。
在CSP7中，將作為外部端子的多個焊料凸塊8布置成一個柵格圖案，并安裝在布線基片的背面3b上，因此CSP7是BGA(球形柵格陣列)型半導(dǎo)體封裝。
參照圖1-3，將對CSP7的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。CSP7配有作為布線基片的封裝基片3和半導(dǎo)體芯片1，封裝基片3具有主表面3a、與主表面3a相反的背面3b、以及布置在主表面3a周邊的多個接合導(dǎo)線(端子)3h，半導(dǎo)體芯片1安裝在封裝基片3的主表面3a上的那行接合導(dǎo)線內(nèi)側(cè)(多個接合導(dǎo)線3h內(nèi)側(cè)的區(qū)域)，并具有集成電路。CSP7還配有用于使作為半導(dǎo)體芯片1電極的焊盤1c與封裝基片3的接合導(dǎo)線3h之間電連接的導(dǎo)電引線4、作為設(shè)置在封裝基片3的主表面3a與半導(dǎo)體芯片1之間的電路片接合材料的電路片接合膜2(提前附著到半導(dǎo)體芯片1的背面上)、以及作為設(shè)置在封裝基片3的背面3b上的多個焊接區(qū)(land)3d上的外端子(外部連接端子)的多個焊料凸塊8。CSP7進(jìn)一步配有用樹脂密封半導(dǎo)體芯片1和多個引線4的密封體6。半導(dǎo)體芯片1經(jīng)電路片接合膜2固定到耐焊接膜3f上，耐焊接膜3f是封裝基片3的主表面3a的保護(hù)膜。
CSP7是小半導(dǎo)體封裝，其中的半導(dǎo)體芯片1與封裝基片3的尺寸也相同，封裝基片3稍大些。例如，如圖4所示，從半導(dǎo)體芯片1的端部到封裝基片3的端部的距離(T1)，大約為0.2-0.3mm，非常窄(小)。
據(jù)此，半導(dǎo)體芯片1的端部(端側(cè))與在封裝基片3的主表面3a的周邊(周圍)形成的用于引線連接的接合導(dǎo)線3h之間的距離(T2)，也非常窄(小)，大約為0.1mm。
在CSP7中，如圖1-3所示，多個接合導(dǎo)線3h布置在芯片以外的區(qū)域中的以及在基片周邊處的封裝基片3上。設(shè)置在半導(dǎo)體芯片1的主表面1a上并用作電極的焊盤1c和在封裝基片3上的接合導(dǎo)線3h，分別經(jīng)諸如金線之類的導(dǎo)電引線4進(jìn)行電連接。
在按照實(shí)施例1的CSP7中，如圖1所示，多個引線4將半導(dǎo)體芯片1的焊盤1c與封裝基片3上的相應(yīng)接合導(dǎo)線3h電連接起來，并同時使基片側(cè)上的接合導(dǎo)線3h作為第一接頭進(jìn)行連接，而使芯片側(cè)上的焊盤1c作為第二接頭進(jìn)行連接。
在第一接頭，毛細(xì)管18通過將由電焊槍在引線尖端上形成的球形體壓靠到導(dǎo)線上，而將接合導(dǎo)線每個連接起來，同時在第二接頭，通過在第一接合之后從上述端子中拖拉引線4、將毛細(xì)管18設(shè)置在另一端子上、毛細(xì)管18將一部分引線4壓到另一端子上，而將焊盤每個連接起來。
在按照實(shí)施例1的CSP7中，對封裝基片3上的接合導(dǎo)線3h實(shí)施第一接合，而對半導(dǎo)體芯片1上的焊盤1c實(shí)施第二接合。換言之，通過在半導(dǎo)體芯片1的焊盤1c與封裝基片3的接合導(dǎo)線3h之間的連接中采用反向接合來使引線接合，而制造CSP7。
由于下述原因采用這樣的引線接合系統(tǒng)。CSP7是小半導(dǎo)體封裝，其中的半導(dǎo)體芯片1和封裝基片3的尺寸幾乎相等；從芯片端部到基片端部的距離非常窄，大約為0.2-0.3mm；以及每個接合導(dǎo)線3h與芯片端部之間的距離也非常窄，大約為0.1mm，從而在使毛細(xì)管18滑動并設(shè)置在基片上的區(qū)域中(但是在半導(dǎo)體芯片1的外部)時，很難同時完成第二接合。
簡言之，毛細(xì)管18在引線連接過程中從接合導(dǎo)線3h向上移動，由此在基片側(cè)(在該基片側(cè)，為了導(dǎo)線接合僅固定一個窄區(qū)域)上實(shí)施第一接合，在芯片側(cè)上實(shí)施第二接合。
在按照實(shí)施例1的CSP7中，如圖1所示，通過反向接合連接的每個導(dǎo)電引線4的一部分設(shè)置(形成)在封裝基片3的主表面3a上接合導(dǎo)線3h上的第一接頭處的引線連接部4a之外(朝向封裝基片3周邊的外部)。
具體地說，作為引線4一部分的環(huán)的頂部4b，存在于第一接頭處引線連接部4a的外部。這意味著，每個引線4的環(huán)的最高位置(圖中的4b)存在于引線連接部4a沿引線傳送方向的中心線13的外部(在遠(yuǎn)離半導(dǎo)體芯片1的方向上)。
接下來根據(jù)圖5-8來描述圖4所示引線4的環(huán)的形成過程。首先，對封裝基片3上的接合導(dǎo)線3h實(shí)施第一接合。具體地說，借助于毛細(xì)管18將球形引線4尖端壓靠在封裝基片3上的如圖4所示接合導(dǎo)線3h上(如圖4和5所示)，并由此將它們連接起來。
如圖6所示，毛細(xì)管18然后沿能夠使其遠(yuǎn)離半導(dǎo)體芯片1的方向移動，并且從接合導(dǎo)線3h拖拉引線4。換言之，引線4沿離開半導(dǎo)體芯片1的方向(朝向封裝基片3的周邊)從接合導(dǎo)線3h被拖拉，并同時沿傾斜向上的方向，由此從接合導(dǎo)線3h傾斜向上地拖拉引線4。
毛細(xì)管18的傾斜向上運(yùn)動然后終止于預(yù)定位置，隨后毛細(xì)管18直接在上方(垂直上方)移動，以便將引線4向上拉(如圖7所示)。
當(dāng)引線4的高度超過芯片的高度時，毛細(xì)管18的向上移動就終止，隨后毛細(xì)管18在半導(dǎo)體芯片1的焊盤1c上基本水平地移動(如圖8所示)，由此將引線4設(shè)置在半導(dǎo)體芯片1的焊盤1c上。
一部分引線4被毛細(xì)管18壓在焊盤1c上，從而將引線4與半導(dǎo)體芯片1上的焊盤1c連接起來，由此完成將引線4與半導(dǎo)體芯片1上的焊盤1c連接起來的第二接合，并同時將每個引線4的環(huán)的頂部4設(shè)置在引線連接部4a的外部。
提前在半導(dǎo)體芯片1的焊盤1c上形成金塊(填充塊)19。在第二接合時刻將引線4與焊盤1c上的金塊19連接起來。以下是為什么提前形成金塊的原因。在引線接合步驟的第二接合時，通過移動毛細(xì)管18(似乎在摩擦)而使引線4與焊盤1c(或者接合導(dǎo)線3h)接觸接合，因此為了在焊盤1c上保持足夠的空間以便在其上滑動毛細(xì)管，形成相當(dāng)大尺寸的焊盤1c是必要的。當(dāng)象在實(shí)施例1中那樣采用反向接合時，在半導(dǎo)體芯片1的主表面上形成相當(dāng)大尺寸的焊盤1c，可導(dǎo)致半導(dǎo)體芯片1的尺寸很難減小。而且，當(dāng)在半導(dǎo)體芯片1的主表面上實(shí)施上述接觸接合時，接觸接合之后的壓力將應(yīng)力傳遞到半導(dǎo)體芯片1上，這可導(dǎo)致芯片破裂，尤其是在半導(dǎo)體芯片1薄且芯片的彎曲強(qiáng)度低的時候。因此在第二接合之前形成金塊19。由于金塊19具有比焊盤1c低的硬度，因此一部分引線4容易在弱接觸接合壓力下發(fā)生接觸接合。此外，金塊19在第一接合之前的形成能夠在第一接合之前的第二接合時刻識別接合點(diǎn)。在用于引線接合的固定坐標(biāo)下，能夠完成穩(wěn)定的引線接合步驟。當(dāng)半導(dǎo)體芯片1具有相當(dāng)大面積且厚時，其具有高的彎曲強(qiáng)度，從而金塊19在焊盤1c上的形成是不必要的。在這種情形中，將引線4與焊盤1c直接連接起來。
接下來，描述如圖9-12所示的將要并入CSP7的封裝基片3的結(jié)構(gòu)。
封裝基片3具有芯材料3c、在基片的主表面3a和背面3b上形成的多個導(dǎo)體部分、分別用于將主表面3a上的導(dǎo)體部分和背面3b上的導(dǎo)體部分連接起來的通孔3e、以及用于覆蓋至少一部分導(dǎo)體部分的耐焊接膜3f。在封裝基片3的主表面3a上，一行多個接合導(dǎo)線3h沿每一側(cè)設(shè)置在基片的周邊(周圍)，如圖9所示。
接合導(dǎo)線3h經(jīng)銅線3g分別與通孔3e電連接。與接合導(dǎo)線3h相連的分別是朝向外部的電力饋線3j。
封裝基片3在其背面3b上具有形成柵格圖案的多個焊接區(qū)3d(如圖10所示)。與這些焊接區(qū)3d相連的是作為外部端子的焊料凸塊8(參照圖3)。多個焊接區(qū)3d分別與通孔3e相連。
如上所述，在封裝基片3的主表面3a和背面3b上，形成導(dǎo)體部分例如接合導(dǎo)線3h、銅線3g、電力饋線3j、焊接區(qū)3d和通孔3e。這些導(dǎo)體部分是用諸如銅合金(Cu)制成的。利用Ni/Au或Ni/Pd/Au對多個焊接區(qū)3d和接合導(dǎo)線3h的銅合金進(jìn)行表面處理，以便提高與導(dǎo)電引線4的連接強(qiáng)度。
封裝基片3在其主表面3a和背面3b上具有作為絕緣膜的耐焊接膜3f(如圖12所示形成的)。在主表面3a上，多個接合導(dǎo)線3h從耐焊接膜3f的細(xì)長開口部分3i(參照圖9)成一直線暴露出來。另一方面，在背面3b上，僅暴露焊接區(qū)3d。換言之，耐焊接膜3f覆蓋導(dǎo)體部分例如銅線3g、電力饋線3i和通孔3e，而不是接合導(dǎo)線3h和焊接區(qū)3d。
接下來對并入CSP7的多種組成元件的材料進(jìn)行描述。半導(dǎo)體芯片1是用諸如硅制成的，并且在其主表面1a上具有集成電路。在半導(dǎo)體芯片1的主表面周邊，形成用作電極的多個焊盤1c(如圖1所示)。用于使這些焊盤1c與設(shè)置在封裝基片3主表面3a周邊(周圍)的接合導(dǎo)線3h電連接的導(dǎo)電引線4，諸如是金線。
半導(dǎo)體芯片1，如圖2和3所示，在其背面1b經(jīng)電路片接合膜2固定到封裝基片3上，并且通過主表面1a向上安裝在封裝基片3上。
用于將半導(dǎo)體芯片1和多個導(dǎo)電引線4進(jìn)行樹脂密封的密封體6，是用諸如熱固環(huán)氧樹脂制成的。
接下來根據(jù)圖13和14描述按照實(shí)施例1的CSP7的制造方法，這兩個圖是制造工藝流程圖。
首先，在圖13的步驟S1如圖所示制備基片。在此處制備的具有多產(chǎn)品區(qū)域的基片9，具有分割和布置在其上的多個區(qū)域，每個區(qū)域?qū)?yīng)于封裝基片3的形成區(qū)域。在封裝基片3的每個形成區(qū)域中，制備具有多個接合導(dǎo)線3h的基片，這些接合導(dǎo)線在每個區(qū)域的周邊(周圍)布置成一行。
半導(dǎo)體芯片1然后通過步驟S2的電路片接合經(jīng)電路片接合膜2(如圖3所示)固定到基片9上。電路片接合膜2諸如是遺留在晶片背面上的切割帶元件的粘合層，該切割帶元件用于通過切割將半導(dǎo)體晶片分成每一片。
在對應(yīng)于封裝基片3的每個區(qū)域中，多個接合導(dǎo)線3h在區(qū)域周邊布置成一行。半導(dǎo)體芯片1因此安裝在該周邊的這行接合導(dǎo)線的內(nèi)側(cè)。
然后，實(shí)施步驟S3的引線接合。如圖3和4所示，半導(dǎo)體芯片1的主表面1a上的焊盤1c，經(jīng)導(dǎo)電引線4(例如金線)分別與對應(yīng)于封裝基片3的基片9的一個區(qū)域的接合導(dǎo)線3h電連接。
在實(shí)施例1中，利用反向接合，經(jīng)引線4將基片上的接合導(dǎo)線3h與半導(dǎo)體芯片1上的焊盤1c連接起來。在每個引線4中，實(shí)施引線接合，以便作為一部分引線4的環(huán)的頂部4b設(shè)置在第一接頭處的引線連接部4a之外。換言之，實(shí)施引線接合，以便每個引線4的環(huán)的最上部位置存在于引線連接部4a沿引線傳送方向的中心線13外部(在封裝基片3的周邊側(cè)面上)。
在引線接合步驟中，對與封裝基片3相對應(yīng)的基片9的區(qū)域中的接合導(dǎo)線3h實(shí)施第一接合。具體地說，毛細(xì)管18將引線4的球形尖端壓靠到基片上的每個接合導(dǎo)線3h上(如圖4所示)。
如圖6所示，毛細(xì)管18沿離開半導(dǎo)體芯片1的方向移動，由此將引線4從接合導(dǎo)線3h中拉出。換言之，通過使毛細(xì)管18沿離開半導(dǎo)體芯片1的方向移動并同時沿傾斜向上的方向移動，而從接合導(dǎo)線3h傾斜向上地拖拉引線4。
毛細(xì)管的移動終止于預(yù)定位置，隨后毛細(xì)管18在正上方(垂直上方)移動(如圖7所示)，以便將引線4向上拉。
當(dāng)引線4的高度超過芯片高度時，毛細(xì)管18的向上移動就終止，隨后毛細(xì)管18在半導(dǎo)體芯片1的焊盤1c上基本上水平地移動(如圖8所示)，由此將引線4設(shè)置在半導(dǎo)體芯片1的焊盤1c上。
一部分引線4被毛細(xì)管18壓到焊盤1c上，從而將引線4與半導(dǎo)體芯片1上的焊盤1c連接起來，由此完成用于將引線4與半導(dǎo)體芯片1上的焊盤1c連接起來的第二接合，并且同時將每個引線4的環(huán)的頂部4設(shè)置在引線連接部4a之外。
在半導(dǎo)體芯片1的焊盤1c上，提前形成金塊19。在第二接合時引線4與焊盤1c上的金塊19相連。金塊19在焊盤1c上的形成并不總是必要的。如果不形成金塊19，則引線4就與焊盤1c直接相連。
然后實(shí)施步驟4的樹脂模制。在用樹脂模制模子20的一個洞腔20a覆蓋基片9上的所有多個區(qū)域(對應(yīng)于封裝基片3的多個區(qū)域)的同時，實(shí)施樹脂密封，由此形成全場密封體5。用于形成全場密封體5的密封樹脂諸如是熱固環(huán)氧樹脂。
在圖14所示步驟S5的球安裝之后，將焊料凸塊8連接到焊接區(qū)3d上(分別如圖3所示)。
然后是步驟S6的標(biāo)記。利用激光標(biāo)記法等實(shí)施對全場密封體5的標(biāo)記10。諸如可利用墨水標(biāo)記法實(shí)施標(biāo)記10。
然后，實(shí)施步驟S7，以便將基片9分成每個器件。在此步驟中，將切割帶12粘附到全場密封體5的表面上，然后在用切割帶12固定的同時利用切割刀11切成每個CSP7。
如步驟S8中所示完成CSP7的制造，由此獲得目標(biāo)產(chǎn)品。
圖15是制造工藝流程圖，表示出由全場密封實(shí)施的樹脂模制之后的制造修改例。在此修改例的制造工藝中，實(shí)施標(biāo)記之后進(jìn)行球安裝。
在球安裝步驟中，將焊料施加于封裝基片3的焊接區(qū)3d上，隨后利用回流處理形成焊料凸塊8。在此球安裝步驟中，封裝基片3由于回流處理而翹曲。在標(biāo)記步驟中，諸如利用激光標(biāo)記工藝進(jìn)行標(biāo)記。當(dāng)封裝基片3翹曲時，很難將全場密封體5的表面垂直暴露到激光中，并且在全場密封體5的表面上的標(biāo)記失敗。
在圖15所示的修改例中，在回流處理之前實(shí)施標(biāo)記步驟，以便形成焊料凸塊8，否則將導(dǎo)致封裝基片3發(fā)生翹曲。這樣能夠避免標(biāo)記失敗。
按照實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件及其制造方法，作為通過反向接合而連接的每個引線的一部分的環(huán)的頂部4b，設(shè)置在封裝基片3的接合導(dǎo)線3h上的第一接合處的引線連接部4a之外。引線4因此經(jīng)歷迂回過程，從而引線長度在封裝基片3的接合導(dǎo)線3h與半導(dǎo)體芯片1的焊盤1c之間的連接中增大。
這使得布線邊緣增大，引線的饋送速率因此能夠遵循毛細(xì)管18的移動速率，由此引線4具有穩(wěn)定的環(huán)形形狀。
結(jié)果，芯片端部與引線4之間的縮短得以減小，引線連接故障的出現(xiàn)機(jī)率減小，并且能夠避免引線連接故障。
即使測試圖案是在半導(dǎo)體芯片1的主表面1a的端部形成的，也能夠減小測試圖案與引線4之間的縮短。
通過使引線4經(jīng)歷迂回過程，從封裝端部到封裝基片3端子(接合導(dǎo)線3h)的距離，得以增大，泄漏通路延長，從而使得用于避免惡劣濕度吸收的邊緣得以維持。
為了使引線4經(jīng)歷迂回過程，引線長度即使在環(huán)的頂部4b增高時也得以增大。然而，在這種情形中，密封體6必須增厚，以免一部分引線4從密封體6的表面?zhèn)缺┞丁＿@樣干擾了半導(dǎo)體器件的變薄。在本實(shí)施例1中，另一方面，引線4經(jīng)歷迂回和橫向延伸路線，以免一部分引線4從密封體的表面?zhèn)缺┞?。換言之，低高度環(huán)的形成和引線長度的增大，能夠同時實(shí)現(xiàn)，因此能夠?qū)⒈緦?shí)施例應(yīng)用于CSP7的進(jìn)一步變薄中。
而且，由于當(dāng)對半導(dǎo)體變薄的要求不那么嚴(yán)格時通過形成低高度環(huán)能夠增大引線長度，因此通過形成具有低高度環(huán)的引線4，可使引線4的環(huán)的頂部4b與密封體6表面之間保持足夠的厚度。因此，即使將激光標(biāo)記賦予密封體6的表面，也能夠減小引線4從通過激光標(biāo)記形成的溝槽中暴露的危險以及一部分引線4被激光熔化的危險。
此外，通過在引線接合中采用反向接合系統(tǒng)，能夠避免毛細(xì)管18在第二接合時下降到極低側(cè)。這樣能夠減少引線4進(jìn)入毛細(xì)管18與半導(dǎo)體芯片1端部之間的故障；從第一次下降到第二側(cè)的、毛細(xì)管18與引線4的部分接觸；以及引線4在毛細(xì)管18尖端處的磨損。毛細(xì)管18的壽命因此能夠延長。
接下來描述按照本實(shí)施例1的修改例的封裝基片3。
在圖16-19所示修改例的封裝基片3中，通過無電鍍在導(dǎo)體部分形成包覆金屬。象圖9所示的封裝基片3那樣，在每個接合導(dǎo)線3h外部沒有電力饋線3j形成。在主表面3a上形成的耐焊接膜3f因此設(shè)置在接合導(dǎo)線3h上的引線連接部4a內(nèi)側(cè)。
按照圖20-22所示修改例的封裝基片3具有在每個接合導(dǎo)線3h外部形成的電力饋線3j，同時沒有形成覆蓋電力饋線3j的耐焊接膜3f，并且接合導(dǎo)線3h和電力饋線3j暴露出來。
由于在CSP7中，從半導(dǎo)體芯片1的端部到封裝基片3的端部之間的距離大約為0.2-0.3mm，非常窄；并且耐焊接膜3f的位置準(zhǔn)確度有±0.05mm那么大，因此考慮到當(dāng)耐焊接膜3f在電力饋線3j之上形成時另外出現(xiàn)的位移，在不形成耐焊接膜3f的情況下暴露出電力饋線3j。
當(dāng)電力饋線3j暴露時，就能夠避免耐焊接膜3f的位移，但是濕度吸收的影響不能忽視。當(dāng)電力饋線3j在每個接合導(dǎo)線3h之外形成時，覆蓋電力饋線3j的耐焊接膜3f是否形成就不重要了。如果考慮到從芯片端部到基片端部的距離，形成耐焊接膜3f，那么此膜的形成是優(yōu)選的。
(實(shí)施例2)圖23是穿過密封體示出的按照本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例的平面圖；圖24是圖23所示半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例的剖面圖；圖25是圖24所示位置A的結(jié)構(gòu)的放大部分剖面圖；以及圖26是圖24所示位置B的結(jié)構(gòu)的放大部分剖面圖；按照圖23-26所示實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件，具有經(jīng)電路片接合膜2固定到半導(dǎo)體芯片1上的第二半導(dǎo)體芯片17(它是另一個半導(dǎo)體芯片)。與實(shí)施例1的CSP7類似，CSP14是樹脂密封型、小且具有芯片堆疊結(jié)構(gòu)。
如圖25和26所示，第一層面(下層)的半導(dǎo)體芯片1是經(jīng)電路片接合膜2面朝上安裝在封裝基片3的主表面3a上的耐焊接膜3f上的，并且半導(dǎo)體芯片的主表面1a朝上。在此半導(dǎo)體芯片1上，第二層面(上層)的第二半導(dǎo)體芯片17是面朝上安裝的，并且其主表面17b朝上。此時，第二半導(dǎo)體芯片17其背面17b經(jīng)電路片接合膜2固定到半導(dǎo)體芯片1的主表面上。
CSP14是與實(shí)施例1的CSP7一樣小的半導(dǎo)體封裝。具體地說，其中的半導(dǎo)體芯片1與封裝基片3的尺寸幾乎相等，并且封裝基片3稍大些。例如，從半導(dǎo)體芯片1的端部到封裝基片3的端部的距離大約為0.2-0.3mm，與CSP7類似，非常窄。
如圖25和26所示，上層和下層的芯片因此都是通過按照反向接合系統(tǒng)的引線接合制造的。
關(guān)于第一層面的半導(dǎo)體芯片1的引線接合，通過第一接合來實(shí)現(xiàn)接合導(dǎo)線3h在基片側(cè)上的引線連接，而通過第二接合，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片1的焊盤1c的引線連接。與實(shí)施例1的CSP7類似，作為每個引線4一部分的環(huán)的頂部4b，設(shè)置在引線連接部4a之外。換言之，每個引線4的環(huán)的最高點(diǎn)(此處為4b)設(shè)置在沿引線傳送方向的引線連接部4a的中心線13之外。
在第二層面第二半導(dǎo)體芯片17的引線連接的、用于使第一層面半導(dǎo)體芯片1的焊盤1c與上層(第二層面)第二半導(dǎo)體芯片17的焊盤17c相連的第二引線15(另一引線)的引線連接中，作為第二引線15一部分的環(huán)的頂部15b，與引線4類似，設(shè)置在引線連接部15a之外，這是因?yàn)楹副P1c與焊盤17c之間的距離短。換言之，每個引線15的環(huán)的最高位置(此處為15b)設(shè)置在沿引線傳送方向的引線連接部15a的中心線13外部。
在第二層面第二半導(dǎo)體芯片17的引線連接中、用于使封裝基片3的接合導(dǎo)線3h與上層(第二層面)第二半導(dǎo)體芯片17的焊盤17c相連的第三引線16的引線連接，是通過普通反向接合實(shí)現(xiàn)的(如圖25所示)。換言之，接合導(dǎo)線3h與焊盤17c之間的距離長，并且長引線因此能夠形成在封裝基片3的接合導(dǎo)線3h與上層第二半導(dǎo)體芯片17的焊盤17c之間的引線連接中，從而使引線形成的環(huán)的形狀穩(wěn)定。
據(jù)此，在第二層面第二半導(dǎo)體芯片17的引線連接中，用于將第二引線15的環(huán)的頂部15b設(shè)置在引線連接部15a之外的引線連接，僅應(yīng)用于以下的引線接合，即使第一層面半導(dǎo)體芯片1的焊盤1c與第二層面第二半導(dǎo)體芯片17的焊盤17c相連的引線接合。
還是在按照實(shí)施例2的CSP14中，作為部分引線的環(huán)的頂部4b和15b，分別位于第一接合處的引線連接部4a和15a之外，引線4和第二引線15在迂回路線中在外部傳送，從而使引線長度得以增大。
由于引線4和第二引線15的連接邊緣的增大，因此引線饋送速率能夠遵循毛細(xì)管18的移動速率，由此每個引線4和第二引線15能夠具有穩(wěn)定的環(huán)形形狀。
結(jié)果，芯片端部與引線4或第二引線15之間的縮短得以減小，引線連接故障的出現(xiàn)機(jī)率減少，并且避免了引線連接故障。
按照實(shí)施例2的CSP14的另一結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)，與按照實(shí)施例1的CSP7相似，因此省略其重復(fù)的描述。
由本發(fā)明人做出的發(fā)明是基于一些實(shí)施例具體描述的。不必說，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，并且在不脫離本發(fā)明的范圍和精髓的前提下能夠進(jìn)行修改。
在實(shí)施例1和2中，例如，BGA小半導(dǎo)體封裝(CSP7和14)是作為半導(dǎo)體器件的實(shí)例給出的。半導(dǎo)體器件并不局限于此，可以是LGA(接點(diǎn)柵格陣列)或QFN(方型扁平無引線封裝)。
對于半導(dǎo)體芯片1和第二半導(dǎo)體芯片17的固定，不僅可采用電路片接合膜2，而且也可以采用糊狀形式的粘合材料。
對于球安裝，不僅可以采用將焊料應(yīng)用于封裝基片3的焊接區(qū)3d、然后通過回流處理形成焊料凸塊8的方法，而且還可以采用提前形成球并將其轉(zhuǎn)錄到焊接區(qū)3d上的方法或者經(jīng)掩模印制焊料的方法。
本發(fā)明適合于具有布線基片的電子器件及其制造技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括布線基片，所述布線基片具有主表面、與所述主表面相反的背面、以及沿所述主表面的周邊設(shè)置在所述主表面上的多個端子；安裝在所述布線基片主表面上的一行端子內(nèi)側(cè)的半導(dǎo)體芯片；分別將所述半導(dǎo)體芯片的電極與所述布線基片的端子電連接起來的多個引線，所述布線基片的端子是作為第一接頭連接的，所述半導(dǎo)體芯片的電極是作為第二接頭連接的；以及設(shè)置在所述布線基片背面上的多個外部連接端子，其中每個引線的一部分設(shè)置在比所述端子的引線連接部更靠近所述周邊的那一側(cè)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，每個引線形成的環(huán)的頂部設(shè)置在比所述第一接頭的引線連接部更靠近所述周邊的那一側(cè)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，在比所述第一接頭的引線連接部更向內(nèi)的那一側(cè)上設(shè)置覆蓋所述布線基片主表面上的互連件的耐焊接膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，設(shè)置在比所述布線基片的端子更靠近所述周邊的那一側(cè)上的互連件被暴露出來。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，進(jìn)一步包括堆疊在所述半導(dǎo)體芯片之上的另一半導(dǎo)體芯片；以及使所述半導(dǎo)體芯片的電極與所述另一半導(dǎo)體芯片的電極相連的另外多個引線，下層半導(dǎo)體芯片的電極是作為第一接頭連接的，上層的另一半導(dǎo)體芯片的電極是作為第二接頭連接的，其中所述另外多個引線的每一個的一部分設(shè)置在比所述第一接頭的引線連接部更靠近所述周邊的那一側(cè)上。
6.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟(a)制備布線基片，所述基片具有主表面、與所述主表面相反的背面、以及沿所述主表面的周邊設(shè)置在所述主表面上的多個端子；(b)使半導(dǎo)體芯片與所述布線基片主表面上的一行端子的內(nèi)側(cè)相連；(c)使球形的引線尖端與所述布線基片的端子相連，將毛細(xì)管傳送到遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體芯片的方向以便將所述引線從所述端子拉出，將所述毛細(xì)管設(shè)置在所述半導(dǎo)體芯片的電極上，并壓所述引線的一部分以便使所述引線一部分與引線半導(dǎo)體芯片的電極連接；以及(d)密封所述半導(dǎo)體芯片和引線，其中在步驟(c)中，使引線相連，以便將每個引線的一部分設(shè)置在比所述布線基片端子處的引線連接部更靠近周邊的那一側(cè)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在步驟(c)中，使引線相連，以便將每個引線形成的環(huán)的頂部設(shè)置在比所述布線基片端子處的引線連接部更靠近周邊的那一側(cè)上。
全文摘要
本發(fā)明避免了半導(dǎo)體器件中的引線連接故障。一種半導(dǎo)體器件包括具有沿其主表面周邊設(shè)置成一行的多個接合導(dǎo)線的封裝基片、安裝在封裝基片主表面上的那行接合導(dǎo)線內(nèi)側(cè)的半導(dǎo)體芯片、用于使半導(dǎo)體芯片的焊盤與基片的接合導(dǎo)線相連的引線、用于樹脂密封半導(dǎo)體芯片和多個引線的密封體、以及設(shè)置在封裝基片背面上的多個焊料凸塊。每個引線形成的環(huán)的頂部設(shè)置在引線連接部的外部，以便使引線長度在接合導(dǎo)線與半導(dǎo)體芯片焊盤之間的連接中增大。結(jié)果，引線具有穩(wěn)定的環(huán)形形狀，并且能夠避免引線連接故障。
文檔編號H01L21/60GK1996584SQ200610156240
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月6日
發(fā)明者島貫好彥 申請人:株式會社瑞薩科技