專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，特別涉及的半導(dǎo)體器件包括一個(gè)半導(dǎo)體片，它粘接在布線襯底上固定半導(dǎo)體片的部位上，還包括一個(gè)半導(dǎo)體片的電極，它和布線襯底的電極相連。并且，半導(dǎo)體片，它的電極，以及布線襯底的電極都用密封材料封裝。
圖3所示的是已知的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。參看圖3，此類半導(dǎo)體器件包括一個(gè)布線襯底1，它是一個(gè)用樹脂、金屬、陶瓷等制造的基體，襯底1的表面上有一個(gè)銅箔一類的物體構(gòu)成的布線；還包括一個(gè)半導(dǎo)體片3，它由粘合劑4粘接在布線襯底1表面的半導(dǎo)體片固定部位2上；還包括一個(gè)半導(dǎo)體片3的電極5和一個(gè)布線襯底1上的電極7，它們彼此之間用一根金線8(由絲焊法)作電連接；以及包括一個(gè)由熱固樹脂(或如熱塑樹脂、紫外線固化樹脂)組成的密封材料11，用于密封半導(dǎo)體片3和絲焊部分(半導(dǎo)體片3的電極5，布線襯底1上的電極7和金線8)。互連的襯底1上的電極7和半導(dǎo)體片固定部位2都是由銅箔形成的布線。
上述的布線襯底1上的布線(如半導(dǎo)體片固定部位2、電極7等)通常由敷銅箔疊壓板的銅箔蝕刻法生成。在疊壓板上包覆一層因特殊處理表面粗糙的銅箔，就可以獲得敷銅箔疊壓板。這樣，銅箔可以刺進(jìn)銅箔和疊壓板之間的疊壓板的內(nèi)表面中。布線襯底1上裸露有不含布線的不平整表面，也就是說，從裸露面6上去除掉銅箔。
通常，上述半導(dǎo)體器件與另一個(gè)半導(dǎo)體器件或接線襯底間的電連接是用軟焊法，如用軟熔焊接。這樣，為防止焊料焊在布線襯底1表面不該焊的部分上，通常用一個(gè)保護(hù)膜10(防焊膜)把這部分包覆住。由于保護(hù)膜10防止焊料或鍍層粘接到不該焊的部分，現(xiàn)有的方法是，在布線襯底1的表面上，除半導(dǎo)體片固定部位2和電極7外，都均勻地包覆上保護(hù)膜10。
在上述參照?qǐng)D3的已有的半導(dǎo)體器件中，半導(dǎo)體片3和用布線焊接的連接部分(包括半導(dǎo)體片3的電極5，布線襯底1上的電極7和金線8)都被密封材料11包封住，使用如加熱(或冷卻、或紫外線輻照)的方法讓密封材料11硬化后密封。然而，由于互連的襯底1和密封材料11之間的熱脹系數(shù)不同，加熱后冷卻會(huì)引起接線襯底1翹變。圖4(A)是一個(gè)產(chǎn)生翹變問題的布線襯底1的橫截面圖。這種翹變使密封材料11和接線襯底1的表面分離開，在布線襯底1和密封材料11間的內(nèi)表面12上產(chǎn)生裂縫。因此，需要有一個(gè)防止翹變發(fā)生的方法。
此外，已有的半導(dǎo)體器件中，密封材料11和互連的襯底1從空氣中吸潮。當(dāng)軟熔焊接加熱時(shí)，這種被吸收的潮氣就被氣化膨脹，這樣，如圖4(B)所示，在粘合劑4和半導(dǎo)體片固定部位2之間就會(huì)使得固有低劣的粘接內(nèi)表面12a分離開。這種分離不能被忽略，因?yàn)樗赡苓M(jìn)一步導(dǎo)致密封材料11和保護(hù)膜10之間出現(xiàn)界面分離部分13，或者進(jìn)一步導(dǎo)致保護(hù)膜10出現(xiàn)粘合處裂口14。這種界面分離部分13和粘合處裂口14總起來說歸于焊裂。
為解決上述問題，日本未審查公開的實(shí)用新型申請(qǐng)Nos.Hei5-48338到Hei5-48344提出一些技術(shù)提案。
提出的技術(shù)包括把布線襯底上半導(dǎo)體片固定部位的電極和布線襯底的電極連在一起，在連接部分的外部提供一個(gè)框狀或條狀的突起、凹槽，或其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以便圍住半導(dǎo)體片，并把半導(dǎo)體片連同這種突起、凹槽等之類的部位密封。提供這種使潮氣進(jìn)入半導(dǎo)體器件的通道延長(zhǎng)了的凹槽，就拖延了潮氣到達(dá)半導(dǎo)體片的時(shí)間。另外，突起增加了密封材料和布線襯底間的粘性，防止了在它們間產(chǎn)生分離。這樣，總的來說，延長(zhǎng)了半導(dǎo)體器件的壽命。
然而，在上述半導(dǎo)體器件的制造中，需要增加一道框狀或條狀的凹槽或突起的步驟。增加的這一道步驟是十分不利的，因?yàn)樗罱K要增加產(chǎn)品的制造工序和費(fèi)用。并且，它對(duì)于防止焊裂產(chǎn)生是無效的。
已實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明為了克服上面所提到的問題的目的。因此，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，它包括一個(gè)粘接在布線襯底的半導(dǎo)體片固定部位上的半導(dǎo)體片；一個(gè)半導(dǎo)體片的電極和一個(gè)布線襯底上的電極，它們相互連接；以及密封半導(dǎo)體片及其電極、并密封布線襯底上的電極的密封材料。在這種器件中，熱焊時(shí)因密封材料或布線襯底吸收的潮氣膨脹所產(chǎn)生的焊裂，如密封材料和布線襯底間界面的分離或密封材料的粘接失效，就被防止產(chǎn)生。并且，增加了可靠性和延長(zhǎng)了壽命。
本發(fā)明的頭一種形式是提供一種至少有一個(gè)通孔的半導(dǎo)體器件。通孔是在互連的襯底上的半導(dǎo)體片固定部位中的水蒸汽排出孔。
當(dāng)軟熔焊接時(shí)，布線襯底上的通孔把水蒸汽排引到外部，因而可以防止因膨脹力所產(chǎn)生的焊裂，這樣，可消除焊裂問題。
本發(fā)明的第二種形式是提供一種在環(huán)繞水蒸汽排出孔周圍形成突起的半導(dǎo)體器件，以便防止當(dāng)把半導(dǎo)體片粘到半導(dǎo)體片固定部位時(shí)粘合劑進(jìn)到孔中。這樣，水蒸汽排出孔可以用這種方法構(gòu)成而不會(huì)引起任何問題。
本發(fā)明的第三種形式是提供一種里面有一層保護(hù)膜的半導(dǎo)體器件。這層保護(hù)膜不僅防止焊料或鍍層從被焊或被鍍敷的部分脫落，而且也防止焊料或鍍層從圍繞半導(dǎo)體片固定部位的周圍部分脫落。有了這層保護(hù)膜，器件所包含的密封材料和布線膜被除掉的布線襯底部分就可以緊緊接觸在一起。
這種器件在圍繞半導(dǎo)體片固定部位的周圍沒有形成保護(hù)膜，以便這個(gè)沒有布線膜的周圍部分不平整表面能和密封材料直接接觸。這樣，密封材料和布線襯底之間被牢固地粘合，于是能防止焊裂的產(chǎn)生。


圖1(A)是本發(fā)明一個(gè)半導(dǎo)體器件的實(shí)施例的平面視圖。
圖1(B)是沿圖1(A)中B-B線的半導(dǎo)體器件的橫向剖視圖。
圖2(A)是本發(fā)明另一個(gè)半導(dǎo)體器件的實(shí)施例的平面圖。
圖2(B)是沿圖2(A)中B-B線的半導(dǎo)體器件的橫向剖視圖。
圖3是一個(gè)已有類型的半導(dǎo)體器件的橫向剖視圖。
圖4(A)是圖3中所示的已有類型的半導(dǎo)體器件碰到的典型問題的橫向剖視圖。和圖4(B)是圖3中所示的已有類型的半導(dǎo)體器件碰到的另一個(gè)典型問題的橫向剖視圖。
下面參照實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1(A)和圖1(B)所示的是本發(fā)明半導(dǎo)體器件的一個(gè)實(shí)施例。圖1(A)是一個(gè)接線襯底的平面圖，圖1(B)是圖1(A)中沿B-B線剖視的半導(dǎo)體器件的橫截面圖。
本半導(dǎo)體器件的實(shí)施例和圖3所示的已有半導(dǎo)體器件相似，但最大的區(qū)別在于，本半導(dǎo)體器件的實(shí)施例包括一個(gè)水蒸汽排出孔9，并且，由于保護(hù)膜10沒有在半導(dǎo)體片固定部位2上形成，因此襯底的表面是裸露的。本發(fā)明和已有的半導(dǎo)體器件所共有的結(jié)構(gòu)已在上文中作了說明，因此下文中省略不再說明。圖上所畫的相同的部分都由同樣的符號(hào)表示。
參看圖1(A)和1(B)，布線襯底1上制備有水蒸汽排出通孔9。后面的工序是在通孔上面的區(qū)域里構(gòu)成半導(dǎo)體片固定部位2。本半導(dǎo)體器件實(shí)施例的特征在于它有水蒸汽排出孔9。
這樣，當(dāng)使用軟熔焊接作電連接把本發(fā)明的半導(dǎo)體器件安裝在另一個(gè)半導(dǎo)體器件或一個(gè)布線襯底上時(shí)，雖然密封材料11或接線襯底1中所含的水份加熱時(shí)被氣化，但通過水蒸汽排出孔9排出而不必考慮膨脹問題。因此，即使半導(dǎo)體片3和半導(dǎo)體片固定部位2的內(nèi)表面間因粘接不牢先有分離，分離的擴(kuò)散也會(huì)被停止。這樣，焊接裂隙的產(chǎn)生，如參照?qǐng)D4(B)所述的密封材料11和布線襯底1間的內(nèi)表面分離處13，或參照?qǐng)D4(B)以上所述的密封材料11或布線襯底1的粘接失效處14，就可以被避免。
此外，在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，保護(hù)膜10還和銅箔一起從半導(dǎo)體片固定部位2的周圍被去除掉，使基體不平整的表面敞露。這是本發(fā)明半導(dǎo)體器件的又一個(gè)特征。銅箔被去除掉的敞露面6位于半導(dǎo)體片3的四周。
這就是說，在加工的初始階段，需要焊接或鍍敷的部分上沒有形成防止焊接或鍍敷的保護(hù)膜10(見圖3)，但是，在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，不平整的基體的表面6同樣是敞露的。這樣，在密封材料11和布線襯底1的不平整的表面之間就會(huì)有一個(gè)緊密的粘合來防止密封材料11和布線襯底1之間出現(xiàn)裂隙。這樣就提供了一個(gè)高可靠性和長(zhǎng)壽的半導(dǎo)體器件。
圖2(A)和圖2(B)是本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的一個(gè)改進(jìn)的實(shí)施例。其中，圖2(A)是一個(gè)布線襯底的平面視圖，圖2(B)是沿圖2(A)中B-B線的半導(dǎo)體器件的橫剖視圖。
在上述半導(dǎo)體器件中，每一個(gè)水蒸汽排出孔9的周圍都構(gòu)成一個(gè)框狀突起15。在把半導(dǎo)體片3粘接到半導(dǎo)體片固定部位2上的工序中，突起15防止粘合劑進(jìn)到水蒸汽排出孔9里。這樣，半導(dǎo)體器件就可以不受任何問題干擾順利地制造出來。
這個(gè)改進(jìn)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件除突起15是新提供的以外，本質(zhì)上和圖1中所示的半導(dǎo)體器件相同。
最后總括說來，本發(fā)明第一種形式的半導(dǎo)體器件在布線襯底上至少提供了一個(gè)孔來排除水蒸汽。然后，當(dāng)焊接時(shí)膨脹的氣化的水就可以通過孔排到外邊，因而由于膨脹力所產(chǎn)生的焊裂就可以被防止，于是能夠消除焊裂的問題。
本發(fā)明第二種形式的半導(dǎo)體器件在圍繞水蒸汽排孔的周圍提供了一個(gè)突起。然后，在半導(dǎo)體片被粘接到半導(dǎo)體片固定部位的情況下也可以防止粘合劑進(jìn)到通孔中。這樣，水蒸汽排出孔可以在加工中制成而不會(huì)引起任何問題。
本發(fā)明的第三種形式的半導(dǎo)體器件是在圍繞半導(dǎo)體片固定部位的周圍地方不加保護(hù)膜。然后，上面沒有導(dǎo)線膜的周圍部分的不平整表面可以和密封材料緊密接觸，這樣，在密封材料和布線襯底間產(chǎn)生一個(gè)牢固的粘接，從而防止了焊裂的產(chǎn)生。
在參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明后，很明顯，一個(gè)熟練的技術(shù)人員不超出本發(fā)明的精神和范圍可以對(duì)本發(fā)明作出改變和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括一個(gè)半導(dǎo)體片；一個(gè)含有一個(gè)半導(dǎo)體片固定部位的接線襯底；一個(gè)在接線襯底上的、并和半導(dǎo)體片的一個(gè)電極相連的電極；并且一層包括了密封半導(dǎo)體片的密封材料和在接線襯底上的電極的膜；其特征是，在接線襯底上至少提供了一個(gè)形成于半導(dǎo)體片固定部位中的通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征是，在通孔邊上圍繞著通孔的周圍形成一個(gè)突起，用于固定半導(dǎo)體片。
3.一種半導(dǎo)體器件，包括一個(gè)基體；形成于基體上的一個(gè)布線圖和一個(gè)半導(dǎo)體片的固定部位；一個(gè)固定在半導(dǎo)體片固定部位上的半導(dǎo)體片，是由一個(gè)夾在它們之間的粘合劑層固定；一根金屬接線，把半導(dǎo)體片上的一個(gè)電極和互連的圖形相連；一層形成于圍繞著金屬接線連接布線圖的周圍部分上的保護(hù)膜；以及一層位于基體上用于覆蓋半導(dǎo)體片和金屬接線的密封材料；其特征是，基體直接和圍繞著被固定的半導(dǎo)體片周圍部分的密封材料接觸。
4.一種半導(dǎo)體器件，包括一個(gè)基體；一個(gè)形成在基體上的布線圖；一個(gè)固定在布線圖的一個(gè)部位上的半導(dǎo)體片，由夾在它們之間的粘合劑層固定；一根金屬接線，使半導(dǎo)體片上的一個(gè)電極和布線圖上的另一部分相連；一層形成于圍繞著金屬接線連接布線圖一個(gè)部位的周圍部分上的保護(hù)膜；以及一層位于基體上用于覆蓋半導(dǎo)體片和金屬接線的密封材料；其特征是，在基體固定半導(dǎo)體片的部位，布線圖，以及粘合劑層上，至少在它們里邊形成了一個(gè)通孔，并且保護(hù)膜從固定半導(dǎo)體片部位的周圍部分被去除掉。
全文摘要
一種延長(zhǎng)了壽命的高可靠性半導(dǎo)體器件，它包括一個(gè)含有一個(gè)固定半導(dǎo)體片部位的布線襯底；一個(gè)半導(dǎo)體片固定在這個(gè)半導(dǎo)體片的固定部位上；一個(gè)布線襯底上的電極連接到半導(dǎo)體片的一個(gè)電極上；一層密封半導(dǎo)體片和布線襯底上的電極的密封材料；特征是在布線襯底上固定半導(dǎo)體片的部位至少有一個(gè)用于排出水蒸汽的通孔，并且用于防止焊料或鍍敷粘接的保護(hù)膜不僅從焊接或鍍敷部分，而且也從固定半導(dǎo)體片周圍的部分去除掉。
文檔編號(hào)H01L21/56GK1132412SQ95121580
公開日1996年10月2日 申請(qǐng)日期1995年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月9日
發(fā)明者鶴園公博 申請(qǐng)人:索尼公司