半导体装置的制造方法、半导体装置、及引线框架与流程

本申请案享受以日本专利申请2015-181479号(申请日：2015年9月15日)为基础申请案的优先权。本申请案通过参照该基础申请案而包含基础申请案的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及一种半导体装置的制造方法、半导体装置、及引线框架。

背景技术：

在具有包含外引线和内引线的引线、及半导体芯片的半导体装置中，利用接合线将半导体芯片的电极垫与内引线之间电连接。因此，电极垫与外引线之间的距离越长则越须要使内引线从外引线较长地延伸到电极垫附近。

长的内引线在半导体装置的制造过程中容易变形。如果内引线发生变形，那么会出现如下情况：例如，半导体芯片容易从内引线剥落，或者在进行线接合时接合线与内引线之间发生连接不良。

技术实现要素：

本发明的实施方式提供一种能抑制引线的多余变形的半导体装置的制造方法、半导体装置、及引线框架。

实施方式的半导体装置的制造方法包括如下步骤：一面挤压引线框架的第1内引线一面将推压构件压抵于布线部的上表面而使布线部的至少一部分变形，将端部与布线部之间的连结部切断且使布线部与端部相离，该引线框架包含包括第1外引线和从第1外引线延伸的第1内引线的第1引线、包括第2外引线和从第2外引线延伸的第2内引线的第2引线、及连结于第1外引线及第2外引线的支撑部，第2内引线包含与第1内引线的延伸方向上的端部连结的布线部；将包括第1电极垫和第2电极垫的半导体芯片搭载于引线框架上；形成将第1电极垫与第1引线电连接的第1接合线和将第2电极垫与第2引线电连接的第2接合线；形成对第1内引线、第2内引线、半导体芯片、第1接 合线、及第2接合线进行密封的密封树脂层；及将支撑部与第1外引线及第2外引线之间的连结部切断。

附图说明

图1是表示引线框架的构造例的平面示意图。

图2是表示图1所示的引线框架的一部分的放大图。

图3是用于说明引线框架加工步骤的截面示意图。

图4是用于说明引线框架加工步骤的截面示意图。

图5是表示半导体装置的构造例的平面示意图。

图6是表示图5所示的半导体装置的一部分的放大图。

图7是表示图5所示的半导体装置的一部分的构造例的截面示意图。

具体实施方式

以下，参照图式对实施方式进行说明。图式中记载的各构成要素的厚度与平面尺寸的关系、各构成要素的厚度的比率等有时会与实物不同。而且，实施方式中，对于实质性相同的构成要素标注相同符号且适当省略说明。

作为半导体装置的制造方法例，参照图1至图7针对TSOP(Thin Small Outline Packeage：TSOP，薄型小尺寸安装)型半导体装置的制造方法例进行说明。半导体装置的制造方法例包括引线框架准备步骤、引线框架加工步骤、芯片搭载步骤、线接合步骤、树脂密封步骤、镀敷步骤、修整成型(T/F)步骤。各步骤的顺序并不限于所述列举顺序。

图1是表示引线框架的构造例的平面示意图。图1表示包含X轴和与X轴正交的Y轴的引线框架的X-Y平面。

引线框架准备步骤中，如图1所示，准备具有多个引线11和支撑多个引线11的支撑部12的引线框架1。引线框架1是搭载半导体芯片等元件的金属板。作为引线框架1，可列举例如采用铜、铜合金、或者42合金等铁与镍的合金等的引线框架。引线框架1预先由冲压加工等得到加工。

多个引线11各自包含外引线和从该外引线延伸的内引线。内引线是在树脂密封步骤后支撑于密封树脂层的部分。外引线是在树脂密封步骤后从密封树脂层突出的部分。多个引线11的外引线各自例如沿着Y轴并排设置于X-Y平面。

作为多个引线11，可列举例如输入输出信号(IO)、数据选通信号(DQS)、引线使能 信号(RE)、就绪/忙碌信号(RB)、芯片使能信号(CE)、地址锁存使能信号(ALE)、写入使能信号(WE)、写入保护信号(RP)、或者零商信号(ZQ)等信号用引线、或者电源(VCC)、电源(VPP)、电源(VSS)等电源用引线等。作为所述信号，也可使用差动信号。多个引线11也可具有未连接(NC)的引线。各种引线的排列顺序可根据半导体装置的规格或样式等设定。

支撑部12是以包围多个引线11的方式设置。支撑部12分别连结于多个引线11的外引线。另外，支撑部12也可支撑多个半导体装置的引线。

图2是表示图1所示的引线框架的一部分(区域100的一部分)的放大图。图2中，作为多个引线11的内引线，图示出内引线111、内引线112、内引线113、内引线114。

内引线111及内引线112例如是信号用引线。内引线113及内引线114例如是电源用引线。此时，在内引线111与内引线112之间设有内引线113，由此，能抑制内引线111的信号与内引线112的信号之间的干扰。

内引线114具有与内引线111至内引线113的延伸方向上的端部连结的布线部115。即，内引线111至内引线113是由内引线114及支撑部12固定。布线部115的形状只要为能将内引线111至内引线113与内引线114连结的形状则无特别限制。

如图2所示，内引线111的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部的宽度优选的是比内引线111的最大宽度窄。同样，优选的是内引线112的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部的宽度比内引线112的最大宽度窄。优选的是内引线113的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部的宽度比内引线113的最大宽度窄。所述连结部也可为连结着的内引线的宽度最窄的区域。所述连结部的宽度例如可通过利用压制加工或者激光加工等在所述连结部形成凹口116而进行调整。

图3是用于对引线框架加工步骤进行说明的截面示意图。图3表示包含引线框架1的Y轴和与X轴及Y轴正交的Z轴的Y-Z截面。Z轴相当于引线框架1的厚度方向。图3中，作为一例而图示出包含内引线113在内的截面。

在引线框架加工步骤中，将引线框架1载置于具有沟槽51a的平台51上，利用挤压构件52对于内引线113的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部的两端(内引线113及内引线114)进行挤压。此时，使布线部115重叠于沟槽51a。

接着，使推压构件53沿着Z轴向平台51侧下降，使推压构件53压抵布线部115的上表面而使布线部115的至少一部分变形。内引线113的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部比内引线113的最大宽度窄，所以比其他区域更易切断。因此，如果使布线部115变形，那么能将内引线113的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结 部切断并且能使布线部115与内引线113的延伸方向上的端部相离。同样，将内引线111及内引线112与布线部115之间的连结部切断并且使布线部115与内引线111及内引线112的延伸方向上的端部相离。

就切断连结部后的布线部115而言，设成为当从与X-Y平面垂直的方向观察时邻接于内引线111至内引线113的延伸方向上的端部。而且，就切断连结部后的布线部115而言，当从与Y-Z截面垂直的方向观察时以沿着包含内引线114的厚度方向在内的截面而与内引线111至内引线113相离的方式弯曲。变形后的布线部115的形状并无特别限定，可如图3所示，布线部115具有与内引线111至内引线113的延伸方向平行的区域。利用以上步骤，使内引线111的一部分至内引线114的一部分彼此分离。同样，仍利用所述步骤使其他连结着的内引线的一部分彼此分离。

通过使内引线111至内引线113与布线部115之间的连结部的宽度变窄，能减小切断时所需的负载。由此，作为推压构件53，可采用在芯片搭载步骤中搭载半导体芯片时使用的芯片接合装置上所设的多个接合头中的一个接合头。

当利用冲压加工对引线框架进行加工时，冲压时所需的负载大于切断所述连结部时所需的负载。因此，为了使用用于进行冲压加工的加工装置来切断所述连结部，除了冲压机构之外，须要设置能赋予小于冲压的负载的推压机构。因此，加工装置的构成变得复杂。而且，如果使用用于进行冲压加工的加工装置来对引线框架进行加工，那么当对引线框架的一部分进行冲压时容易产生切断屑。引线的切断屑会成为制造环境的污染源，所以优选的是切断屑较少。

当利用冲压加工对引线框架进行加工时，加工后要将引线框架搬送至芯片接合装置而搭载半导体芯片，所以引线容易在搬送过程中发生变形。因此，须要设置对多个引线进行固定的固定带。固定带容易吸收水分，因此容易从引线剥落。而且，如果具有固定带，那么引线框架会实质性变厚。因此，可收容于收容盒内的引线框架数量减少，因此，输送成本增大。而且，固定带容易引起树枝状结晶状的迁移。如果引起迁移，那么有时会引起引线间的短路等。

对此，当使用芯片接合装置切断所述连结部且使各内引线的一部分分离时，在引线框架加工步骤后能使用相同的芯片接合装置来搭载半导体芯片。因此，能减少引线框架的搬送。由此，即使未设置固定带，也能抑制引线发生多余变形。而且，固定带的材料费及加工费削减，从而能削减制造成本。另外，能保留布线部而使各内引线的一部分分离，因此，与冲压加工相比，能减少引线的切断屑。

内引线111至内引线113的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部的形状并 不限于图2所示的形状。图4是用于对引线框架加工步骤的其他示例进行说明的截面示意图。图4与图3同样表示引线框架1的Y-Z截面。

如图4所示，内引线113的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部的厚度也可比内引线113的最大厚度薄。同样，内引线111的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部的厚度也可比内引线111的最大厚度薄。内引线112的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部的厚度也可比内引线112的最大厚度薄。所述连结部的厚度可通过例如利用压印加工、激光加工、或者刮刀加工等沿着所述连结部的深度方向形成凹口116而进行调整。所述连结部也可为连结着的内引线上的最薄的区域。所述连结部的宽度及厚度中的至少一个如上所述得到调整即可。

如图4所示，当内引线113的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部的厚度比内引线113的最大厚度薄时，所述连结部比其他区域更容易切断。因此，能将内引线113的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部切断，且能使布线部115与内引线113的延伸方向上的端部相离。同样，能将内引线111的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部、及内引线112的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部切断。

图5是表示能使用半导体装置的制造方法制造的半导体装置的构造例的平面示意图。图5表示半导体装置的X-Y平面。图6是表示图5所示的半导体装置的一部分(区域101的一部分)的放大图。图7是图5所示的半导体装置的一部分(区域101的一部分)的截面示意图。图7中作为一例而表示包含内引线113在内的截面。另外，图5及图6中，为了方便，透过密封树脂层4的内部进行图示。对于与图1至图4共通的部分适当沿用图1至图4的说明。

在芯片搭载步骤中，将半导体芯片2搭载于内引线111至内引线114等多个引线11的内引线上。如图6所示，半导体芯片2具有包含电极垫211至电极垫215的多个电极垫21。多个电极垫21露出于半导体芯片2的表面。多个电极垫21也可沿着半导体芯片2的一边而设。通过沿着半导体芯片2的一边设置多个电极垫21，能减小芯片尺寸。作为半导体芯片2，可列举例如NAND型闪存等存储元件或存储控制器等中使用的半导体芯片。

作为半导体芯片2，可使用例如当将内引线111至内引线113的延伸方向上的端部与布线部115之间的连结部切断时使用的芯片接合装置而进行搭载。例如，半导体芯片2可利用不同于推压构件53的多个接合头中的另一个接合头而搭载于内引线111至内引线114上。半导体芯片2可经由具有绝缘性的粘片膜等有机粘接层6而搭载于内引线111至内引线114等多个引线11的内引线上。此时，多个引线11的内引线粘接于有机粘接 层6。由此，多个引线11的内引线得到固定，所以能抑制此后的步骤中引线发生多余变形。

半导体芯片2优选的是在将内引线111至内引线113与布线部115之间的连结部切断之后搭载。如果在搭载半导体芯片之后切断所述连结部，那么有时会损害半导体芯片。

在线接合步骤中，形成将多个电极垫21与多个引线11电连接的多个接合线3。图6中，图示出将内引线111与电极垫211电连接的接合线31、将内引线112与电极垫212电连接的接合线32、将内引线113与电极垫213电连接的接合线33、将内引线114与电极垫214电连接的接合线34、及将内引线114与电极垫215电连接的接合线35。

作为接合线3，可列举例如金线、银线、铜线等。铜线的表面也可覆盖钯膜。接合线3利用线接合而电连接于引线及电极垫。

在树脂密封步骤中，形成对内引线111至内引线114等多个引线11的内引线、半导体芯片2、及接合线31至接合线35等多个接合线3进行密封的密封树脂层4。密封树脂层4是以覆盖多个引线的内引线的上表面及下表面的方式设置。而且，如图7所示，密封树脂层4也填充于内引线111至内引线113的延伸方向上的端部与布线部115之间。

密封树脂层4含有SiO₂等无机填充材。而且，作为无机填充材，除了SiO₂之外，还可包含例如氢氧化铝、碳酸钙、氧化铝、氮化硼、氧化钛、或者钛酸钡等。无机填充材例如为粒状，且具有调整密封树脂层4的粘度或硬度等的功能。密封树脂层4中的无机填充材的含量例如为60％以上90％以下。作为密封树脂层4，可使用例如无机填充材与绝缘性有机树脂材料的混合物。作为有机树脂材料，可列举例如环氧树脂。

作为密封树脂层4的形成法，可列举例如使用无机填充材与有机树脂等的混合物的、传递模塑法、压缩模塑法、注射模塑法、片状模塑法、或者树脂分配法等。

在镀敷步骤中，对多个引线11的表面实施镀敷加工。可例如使用含锡等的焊接材料进行电镀等镀敷加工。通过实施镀敷加工，能例如抑制多个引线11的氧化。

修整成型(T/F)步骤包括将多个引线11与支撑部12之间的连结部切断而切取半导体装置10的步骤(修整步骤)、及使多个引线11的外引线配合半导体装置10的最终形状而变形的步骤(成型步骤)。

通过以上步骤能制造半导体装置10。如图5至图7所示，半导体装置10包括：多个引线11，分别包含外引线和从外引线延伸的内引线；半导体芯片2，搭载于多个引线11上，且具有多个电极垫21；多个接合线3，将多个电极垫21与多个引线11连接；及密封树脂层4，对多个引线11的内引线、半导体芯片2、及多个接合线3进行密封。另外，半导体芯片2也可搭载于与图7所示的半导体芯片2的搭载面为相反侧的多个引线 11的面。而且，图5至图7所示的半导体装置10为TSOP型，但也可具有其他封装构造。

所述实施方式是作为示例而提出，但并非旨在限定发明的范围。这些新颖的实施方式可由其他各种形态实施，且能在未脱离发明宗旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形属于发明的范围或宗旨，也属于权利要求书中记载的发明及与其同等的范围。

[符号的说明]

1 引线框架

2 半导体芯片

3 接合线

4 密封树脂层

6 有机粘接层

10 半导体装置

11 引线

12 支撑部

21 电极垫

31～35 接合线

51 平台

51a 沟槽

52 挤压构件

53 推压构件

100 区域

101 区域

111～114 内引线

115 布线部

116 凹口

211～215 电极垫