半导体装置及半导体装置的制造方法与流程

文档序号:13742801阅读:162来源:国知局
技术领域本发明涉及半导体装置及半导体装置的制造方法,例如,应用于使用了引线框架的树脂密封型半导体装置而有效的技术。

背景技术:
在日本特开平5-315525号公报(专利文献1)中,公开了如下构造:为了易于逃脱吸湿水分,较宽地确保模型外周线7的悬吊引线5的宽度的同时,为了防止发生切断基片悬吊引线5时的应力所引起的树脂剥离或破裂,在模型外周线7的外侧,在基片悬吊引线5中设置了贯通孔6。此外,在日本专利第2536184号公报(专利文献2)中,公开了如下技术:通过悬吊引线13和可拆式辅助悬吊引线110而维持支撑强度的同时,解除在悬吊引线13切断工序中的树脂损害。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平5-315525号公报专利文献2:日本专利第2536184号公报

技术实现要素:
本申请发明人正在研究在SOP(小外形封装(SmallOutlinePackage))、SSOP(缩小外形封装(ShrinkSmallOutlinePackage))等的小型封装中安装的半导体装置。为了削减成本,这样的小型封装使用各个半导体装置形成区域以矩阵状配置有多个的引线框架而制造。并且,为了增加引线框架内的半导体装置的取得数,在半导体芯片的树脂密封工序中,使用“直通模型(Throughmold)方式”。但是,由于将使用“直通模型方式”而密封了半导体芯片的密封体靠近配置,所以在将多个密封体进行单片化时的基片悬吊引线切断工序中,无法使用将管芯与基片悬吊引线的一个面接触、将冲头与另一面接触而切断基片悬吊引线的方法。即,在相邻的密封体间没有放入冲头和管芯的双方的空间。因此,在本发明人正在研究的半导体装置中,在切断基片悬吊引线的工序中,实施称为“摁着切”的方法。即,是在基片悬吊引线的一侧支撑密封体,从另一侧通过冲头(夹具)而切断基片悬吊引线的方法。但是,在该方法中,已知由于对密封体施加切断基片悬吊引线时的应力,在基片悬吊引线和密封体的界面上在密封体中产生破裂,半导体装置的可靠性降低。即,通过本发明人的研究而判明了如下情况:通过从破裂部分侵入水分等,产生在密封体内的半导体芯片中形成的布线等腐蚀而导致半导体装置误动作的问题。其它的课题和新的特征应通过本说明书的描述以及附图而变得明白。作为一实施方式的半导体装置的制造方法具有以下工序:在相邻的两个密封体间,放入具有与相邻的密封体的间隔大致相等的宽度的夹具,从与引线框架的外框相连的基片悬吊引线支撑部切断基片悬吊引线。并且,虽然在基片悬吊引线中形成有切口,但该切口配置在与密封体的边交叉的位置,在切断基片悬吊引线的工序中,基片悬吊引线在切口部分被切断。根据上述一实施方式,能够提高半导体装置的可靠性。附图说明图1是表示作为一实施方式的半导体装置的制造工序的工艺流程图。图2是一实施方式的半导体装置的制造工序中的俯视图。图3是接着图2的半导体装置的制造工序中的俯视图。图4是在一实施方式的半导体装置的制造工序中使用的树脂密封模具的俯视图。图5是接着图3的半导体装置的制造工序中的俯视图。图6是接着图5的半导体装置的制造工序中的俯视图。图7是接着图6的半导体装置的制造工序中的俯视图。图8是接着图6的半导体装置的制造工序中的剖视图。图9(a)是接着图7的半导体装置的制造工序中的剖视图。图9(b)是接着图7的半导体装置的制造工序中的侧视图。图10是变形例1的半导体装置的制造工序中的俯视图。图11(a)是变形例2的半导体装置的制造工序中的俯视图。图11(b)是变形例2的半导体装置的制造工序中的剖视图。图12(a)是变形例3的半导体装置的制造工序中的俯视图。图12(b)是变形例3的半导体装置的制造工序中的剖视图。具体实施方式(本申请中的记载方式/基本用语/用法的说明)在本申请中,实施方式的记载根据需要,为方便而分为多个部分等而记载,但除了特别明示并非如此的情况之外,它们并不是相互独立的分体,无论记载的前后,是单一例的各部分、一方为另一方的一部分详细或者一部分或者全部的变形例等。此外,原则上,同样的部分省略重复的说明。此外,实施方式中的各构成元素除了在特别明示并非如此的情况、理论上被限定于其数目的情况以及从上下文明确并非如此的情况之外,也不是必须的。同样在实施方式等的记载中,关于材料、组成等,即使是“由A构成的X”等,除了在特别明示并非如此的情况以及从上下文明确并非如此的情况之外,并不排除包括A以外的元素。例如,关于成分而言,是“将A作为主要的成分而包含的X”等的含义。例如,即使是“硅构件”等,也并不限定于纯粹的硅,理所当然还包括SiGe(硅锗)合金或其它将硅作为主要的成分的多合金、包括其它的添加物等的构件。此外,即使是镀金、Cu层、镀镍等,除了特别明示并非如此的情况之外,设为除了纯粹的之外,分别包括将金、Cu、镍等作为主要的成分的构件。进一步,在涉及到特定的数值、数量时,在特别明示并非如此的情况、理论上被限定为该数目的情况以及从上下文明确并非如此的情况之外,既可以是超过该特定的数值的数值,也可以是小于该特定的数值的数值。此外,在实施方式的各图中,相同或者同样的部分由相同或者相似的标记或者参照号表示,原则上不重复说明。此外,在附图中,反而会变得麻烦的情况下或者与空隙的区别明确的情况下,即使是剖面,也存在省略影线等的情况。与此相关,在通过说明等而清楚的情况下等,即使是俯视时关闭的孔,也存在省略背景的轮廓线的情况。进一步,即使不是剖面,为了明示不是空隙或者明示区域的边界,有时会附加影线或圆点图案。(实施方式)〈半导体装置的制造方法〉关于本实施方式的半导体装置(半导体集成电路装置)的制造方法,使用图1至图9进行说明。图1是表示本实施方式的半导体装置的制造工序的工艺流程图。图2至图9是本实施方式的半导体装置的制造工序中的俯视图或者剖视图。在俯视图中,将纸面的横向作为X方向、将纵向作为Y方向来进行说明。X方向和Y方向是相互正交的方向。图2表示在图1所示的工艺流程图的“引线框架以及半导体芯片的准备”工序(S1)中的、引线框架1的准备工序。引线框架1具有在X方向以及Y方向上以矩阵状配置的多个单位半导体装置形成区域UT。例如,单位半导体装置形成区域UT沿X方向配置有36行、沿Y方向配置有7列,在引线框架1中,配置有252个单位半导体装置形成区域UT。在图2中,表示构成1个组的3个单位半导体装置形成区域UT。即,在引线框架1的X方向上,配置有12个组,在Y方向上,沿X方向配置的12个组配置有7列。构成1个组的3个单位半导体装置形成区域UT的周围被外框2包围。在相邻的单位半导体装置形成区域UT间,基片悬吊引线支撑部6以及密封条(dambar)支撑部7从沿X方向延伸的外框2沿Y方向延伸。在单位半导体装置形成区域UT的中心,配置有用于搭载后述的半导体芯片的大致四边形的基片3。基片悬吊引线4从基片3的沿Y方向延伸的两个边分别沿X方向延伸,基片悬吊引线4与从引线框架1的外框2延伸的基片悬吊引线支撑部6连接。基片悬吊引线4从基片3以相等的宽度向基片悬吊引线支撑部6延伸,但在与基片悬吊引线支撑部6连接的部分具有切口5。切口5是大致半圆形,形成有切口5的部分(窄部)的基片悬吊引线4的宽度比与基片3连接的部分的基片悬吊引线4的宽度窄(小)。此外,形成有切口5的部分的基片悬吊引线4的宽度在基片悬吊引线4的全域中最窄(小)。进一步,切口5只在沿X方向延伸的基片悬吊引线4的两个边4a以及4b内的一个边4a形成,在另一个边4b没有形成。在图2的X方向上,2条基片悬吊引线4从基片3沿相反方向延伸,但在双方的基片悬吊引线4中设置有上述的切口5。此外,基片悬吊引线4在X方向上从基片悬吊引线支撑部6左右延伸。在Y方向上,在基片3的两侧分别配置有多条引线8,多条引线8沿Y方向延伸。各引线8的一端沿基片3的沿X方向延伸的两个边配置,另一端连接到外框2。此外,多条引线8连接到沿X方向延伸的密封条9,密封条9在其两端连接到基片悬吊引线支撑部6和密封条支撑部7。多个引线8通过密封条9而相互连结,进一步,与基片悬吊引线支撑部6以及密封条支撑部7连结。引线框架例如由富铜的铜类的素材或者富铁的铁类的素材形成。接着,准备图1所示的工艺流程图的“引线框架以及半导体芯片的准备”工序(S1)中的半导体芯片10。虽然在图3中表示俯视图,但半导体芯片10由大致具有长方体的形状的硅(Si)基板构成,在硅基板的大致四边形的主面形成有多个半导体元件、多个布线以及多个焊盘11。即,在半导体芯片10的主面形成有多个半导体元件、多个布线以及多个焊盘。焊盘11经由布线而与半导体元件进行电连接。图3表示图1所示的工艺流程图的“管芯键合(diebonding)”工序(S2)以及“引线键合”工序(S3)。首先,将半导体芯片10搭载在引线框架1的基片3上,通过未图示的粘结剂而将半导体芯片10粘结到基片3。接着,将半导体芯片10的焊盘11和引线8的一端通过金属线12而连接。通常,1个焊盘11和1个引线8通过1条金属线12而连接,但也可以使用2条金属线12将两个焊盘11与1个引线8进行连接。作为金属线11,能够使用铜线或者金线。图4以及图5表示图1所示的工艺流程图的“树脂密封”工序(S4)。图4是树脂密封模具15的俯视图。在树脂密封模具15中,形成有柱塞(树脂填充部)16、流槽(Runner)部17、门(gate)部18、腔部19以及直通门(Throughgate)部20。进一步,在直通门部20的末端,腔部19以及直通门部20连续地连接有多个。即,连接有与流槽部17串联连接的多个腔部19。并且,在1个柱塞16中,由与流槽部17串联连接的多个腔部构成的列连接有3列。注入到柱塞16的密封树脂(Resin)经由流槽部17以及门部18而注入到腔部19,进一步,经由直通门部20而注入到下一个腔19。并且,密封树脂逐次地经由直通门部20而注入到腔部19,腔部通过密封树脂而被充满。密封树脂例如由环氧树脂构成。在X方向上,在连通到柱塞16的第二个以后的腔部19中,被注入通过了第一个腔部19的密封树脂。注入到第二个腔部19的密封树脂经由第一个腔部19而从柱塞16被注入。将这样的密封树脂的注入方式称为“直通模型”,具有能够增加在树脂密封模具15内能够配置的腔部19的数目的特征。换言之,能够增加在1片引线框架1中能够配置的单位半导体装置形成区域UT的数目。树脂密封模具15由上部模具和下部模具构成,在上部模具和下部模具间插入完成了“引线键合”工序(S3)的引线框架1,在腔部19中有图3的半导体芯片10、基片3、金属线12以及引线8的一部分。例如,柱塞形成在下部模具中,腔19形成在上部模具和下部模具的双方中。流槽部17、门部18以及直通门部20例如形成在下部模具中,但也可以形成在上部模具和下部模具的双方中。图5是完成了“树脂密封”工序(S4)的引线框架1的俯视图。密封体21覆盖半导体芯片10、基片3、基片悬吊引线4、金属线12以及引线8的一部分。沿X方向延伸的密封体21的两个边21X、21X比密封条9位于半导体芯片10侧。进一步,密封体21覆盖基片悬吊引线4,沿Y方向延伸的密封体21的两个边21Y、21Y与在基片悬吊引线4中设置的切口5交叉。在图5中,表示密封体21的外形线,但该外形线表示上部模具和下部模具的贴合面中的密封体21的外形。换言之,是密封体21接触的、基片悬吊引线4的上表面或者下表面的外形。此外,如图5所示,在相邻的密封体21间或者密封体21的两侧形成有门部树脂体22。门部树脂体22形成在与图4所示的门部18或者直通门部20对应的位置。门部树脂体22的树脂厚比腔部21的树脂厚薄。图6表示图1所示的工艺流程图的“引线分离”工序(S5)。如图6所示,将引线8间、引线8和基片悬吊引线支撑部6间、以及引线8和密封条支撑部7间的密封条9进行切断。进一步,将引线8和外框2间进行分离。若经过该“引线分离”工序(S5),则多个引线8进行电分离。另外,例如,在密封条9的切断中,能够将管芯直接与引线框架1的上表面接触、将冲头直接与下表面接触而切断。接着,虽然未图示,但实施图1所示的工艺流程图的“引线成形”工序(S6)。如图9所示,将从引线8的密封体21露出的部分以引线8的前端比密封体21的下表面位于下侧的方式,以鸥翼型(L字形)成形。图7表示图1所示的工艺流程图的“基片悬吊引线切断”工序(S7)。通过在相邻的密封体21间放入夹具(冲头)25,并按压引线框架1的基片悬吊引线支撑部6,从而将基片悬吊引线4从基片悬吊引线支撑部6分离(切断)。图8表示在通过夹具25而切断基片悬吊引线4时的剖视图。密封体21具有主面21A和背面21B。例如,主面21A对应于半导体芯片10的主面侧。密封体21的背面21B侧配置在作为支撑体的管芯(支撑台)26的上方,通过从密封体21的主面21A侧通过夹具25以按压力F按压基片悬吊引线支撑部6,从而将基片悬吊引线4从基片悬吊引线支撑部6切断(分离)。如图8所示,将在从密封体21的主面侧21A放入切断用的夹具25时,以背面侧21B不支撑基片悬吊引线支撑部6而是支撑了密封体21的背面21B的状态,从基片悬吊引线支撑部6切断基片悬吊引线4的方法称为“掠过式切断”。这里,由于需要放入夹具25,所以相邻的密封体21的间隔W1需要大于夹具25的宽度W2(W1>W2)。此外,以密封体21不会被夹具25损失的方式,还考虑夹具25和密封体21的间隙而设定密封体21的间隔W1。但是,相邻的密封体21的间隔W1缩窄到不能从密封体21的背面侧21B碰到与夹具25同样的夹具的程度。即,相邻的密封体21的间隔W1比夹具25的宽度W2的2倍窄(小)(W1<2×W2)。另外,如图7所示,在从基片悬吊引线支撑部6切断基片悬吊引线4时,通过夹具25从密封体21还切断门部树脂体22。即,在图1所示的工艺流程图的“基片悬吊引线切断”工序(S7)中,从密封体21还去除门部树脂体22。但是,两者也可以通过其它工序而实施。通过经过该“基片悬吊引线切断”工序(S7),能够将半导体装置进行单片化。如图7以及图8中所说明,由于在基片悬吊引线4中加入切口5,所以该部分作为切口而作用,能够通过与切口5对应的部分(窄部)而从基片悬吊引线支撑部6切断基片悬吊引线4。即,能够以小的应力而将基片悬吊引线4从基片悬吊引线支撑部6分离(切断)。此外,由于密封体21的边21Y与切口5交叉,所以基片悬吊引线4沿边21Y而被切断。因此,在俯视图中,能够作为基片悬吊引线4不从边21Y突出的构造。换言之,能够降低基片悬吊引线4的突出量。这样,由于能够以小的按压力来切断基片悬吊引线4,所以能够防止在密封体21中发生破裂,能够防止(降低)水分侵入密封体21内部,能够提供可靠性高的半导体装置。图9(a)是进行了单片化的半导体装置的Y方向上的剖视图,图9(b)是X方向上的半导体装置的侧视图。如图9(a)所示,半导体装置具有半导体芯片10、基片3、多个引线8、多个金属线12以及密封体21。半导体芯片10通过未图示的粘结剂而被粘结在基片3上,在半导体芯片10的主面形成的多个焊盘11通过金属线12而与引线8进行电连接。基片3、半导体芯片10、多个金属线12以及多个引线8通过密封体21而被密封。图9(b)所示的基片悬吊引线4从密封体21的侧面露出。在露出部中,基片悬吊引线4大致具有四边形。这意味着基片悬吊引线4的俯视形状是通过冲压(Press)加工而被加工,而不是通过蚀刻加工而被加工。即,基片悬吊引线4沿厚度方向具有两个平坦的侧面。<变形例1>图10是表示图2所示的引线框架的变形例的俯视图。与上述实施方式的引线框架1相比,虽然切口5的构造不同,但其它的部分是同样的,标注与上述实施方式同样的标记,省略其说明。在图10中,将变形例1的引线框架的标记记载为“1A”。此外,仅图示了相当于引线框架1A的单位半导体装置形成区域UT的部分。如图10所示,从基片3沿X方向延伸的基片悬吊引线4具有两个边4a以及4b,在基片悬吊引线4与基片悬吊引线支撑部6连接的部分设置有两个切口5a以及5b。两个切口5a以及5b大致为半圆形,在边4a中设置有切口5a,在边4b中设置有切口5b。两个切口5a以及5b在Y方向上配置在对应的位置,该部分(窄部)的基片悬吊引线4的宽度比与基片3相连的部分的基片悬吊引线4的宽度窄(小)。当然,在X方向上,在从基片部3延伸的2条基片悬吊引线4中形成有上述的切口5a以及5b。此外,在图10中表示密封体21的外形,与上述实施方式同样地,沿Y方向延伸的密封体21的两个边21Y、21Y与切口5a以及5b交叉。换言之,密封体21的两个边21Y、21Y与基片悬吊引线4的窄部交叉。由于在基片悬吊引线4的两个边4a以及4b中分别加入切口5a以及5b,所以与上述实施方式相比,能够以更小的应力而切断基片悬吊引线4,能够防止在密封体21中发生破裂。<变形例2>图11(a)以及图11(b)是表示图2所示的引线框架的变形例的俯视图以及剖视图。与上述实施方式的引线框架1相比,虽然切口5的构造不同,但其它的部分是同样的,标注与上述实施方式同样的标记,省略其说明。在图11(a)以及图11(b)中,将变形例1的引线框架的标记记载为“1B”。此外,仅图示了相当于引线框架1B的单位半导体装置形成区域UT的部分。如图11(a)以及图11(b)所示,从基片3沿X方向延伸的基片悬吊引线4具有两个边4a以及4b,在基片悬吊引线4与基片悬吊引线支撑部6连接的部分,从边4a遍及至边4b而设置有大致具有半圆形的剖面的槽5c。此外,基片悬吊引线4具有主面4c和背面4d,槽5c形成在主面4c。在槽5c的形成部中基片悬吊引线4的厚度比与基片3相连的部分的基片悬吊引线4的厚度薄(小)。在基片悬吊引线4中,与基片3相连的部分能够称为“厚部”,槽5c的形成部称为“薄部”。当然,在X方向上,在从基片部3延伸的2条基片悬吊引线4中形成有上述的槽5c。另外,槽5c的剖面构造也可以是V字型或者U字型等。此外,在图11(a)中表示密封体21的外形,与上述实施方式同样地,沿Y方向延伸的密封体21的两个边21Y、21Y与槽5c交叉。换言之,密封体21的两个边21Y、21Y与基片悬吊引线4的薄部交叉。由于在基片悬吊引线4和基片悬吊引线支撑部6的边界部分,在基片悬吊引线4中形成有槽5c,所以能够以小的应力而切断基片悬吊引线4,能够防止在密封体21中发生破裂。<变形例3>图12(a)以及图12(b)是表示图2所示的引线框架的变形例的俯视图以及剖视图。与上述实施方式的引线框架1相比,虽然切口5的构造不同,但其它的部分是同样的,标注与上述实施方式同样的标记,省略其说明。在图10中,将变形例1的引线框架的标记记载为“1C”。此外,仅图示了相当于引线框架1B的单位半导体装置形成区域UT的部分。变形例3的引线框架1C成为将变形例1和变形例2进行了组合的构造。如图12(a)以及图12(b)所示,从基片3沿X方向延伸的基片悬吊引线4具有两个边4a以及4b,在基片悬吊引线4与基片悬吊引线支撑部6连接的部分设置有两个切口5a以及5b。两个切口5a以及5b大致为半圆形,在边4a中设置有切口5a,在边4b中设置有切口5b。两个切口5a以及5b在Y方向上配置在对应的位置,该部分(窄部)的基片悬吊引线4的宽度比与基片3相连的部分的基片悬吊引线4的宽度窄(小)。进一步,在基片悬吊引线4与基片悬吊引线支撑部6连接的部分,从边4a遍及至边4b而设置有大致具有半圆形的剖面的槽5c。此外,基片悬吊引线4具有主面4c和背面4d,槽5c形成在主面4c。在槽5c的形成部中基片悬吊引线4的厚度比与基片3相连的部分的基片悬吊引线4的厚度薄(小)。在基片悬吊引线4中,与基片3相连的部分能够称为“厚部”,槽5c的形成部称为“薄部”。当然,在X方向上,在从基片部3延伸的2条基片悬吊引线4中形成有上述的槽5c。另外,槽5c的剖面构造也可以是V字型或者U字型等。此外,槽5c和切口5a以及5b配置在对应的位置。此外,在图12(a)中表示密封体21的外形,与上述实施方式同样地,沿Y方向延伸的密封体21的两个边21Y、21Y与切口5a及5b以及槽5c交叉。换言之,密封体21的两个边21Y、21Y与基片悬吊引线4的窄部以及薄部交叉。切口部5a或者5b也可以只形成一方。由于在基片悬吊引线4的两个边4a以及4b中分别加入切口5a以及5b,进一步,在形成有切口5a以及5b的部分还形成槽5c,所以与上述实施方式相比,能够以更小的应力而切断基片悬吊引线4,能够防止在密封体21中发生破裂。以上,基于实施方式具体说明了由本申请发明人所完成的发明,但本发明并不限定于所述实施方式,在不脱离其要旨的范围内能够进行各种变更是理所当然的。附图标记说明1引线框架2外框3基片4基片悬吊引线4a、4b边4c主面4d背面5、5a、5b切口5c槽6基片悬吊引线支撑部7密封条支撑部8引线9密封条10半导体芯片11焊盘12金属线15树脂密封模具16柱塞17流槽部18门部19腔部20直通门部21密封体21A主面21B背面21Y边22门部树脂体25夹具(冲头)26管芯(支撑台)UT单位半导体装置形成区域。
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