半导体装置的制作方法

1.本发明涉及半导体装置。


背景技术：

2.作为半导体装置中的后工序的加工方法，已知由密封树脂一并覆盖多个设备区域并将该密封树脂切断成产品尺寸而单片化的叫做map(mold array package，模具阵列封装)的加工方法。
3.作为map加工方法的一个示例，公开了如下的技术(参照专利文献1)：将相邻设备区域通过连接部连接的形状的引线框注型成形，沿着在连接部形成的槽照射激光来单片化。
4.另外，作为map加工方法的另一示例，公开了如下的技术(参照专利文献2)：对于从密封半导体芯片的密封体的底面露出的引线，对其周围的密封体照射激光而形成槽，使引线的侧面露出，从而提升半导体装置的安装强度。
5.专利文献专利文献1：美国专利第8017447号说明书；专利文献2：日本特开2013-143445号公报。


技术实现要素：

6.发明要解决的课题在通过这样的map加工方法制造的称为“无引线封装”的产品方式中，在引线框薄的情况下，作为单片化时的切断面的引线侧面的面积小，因而有时难以在引线侧面形成角焊缝(fillet)而与安装基板的固接强度低。
7.于是，关于本发明的一个侧面，目的在于提供能够提高与安装基板的固接强度的半导体装置。
8.用于解决课题的方案本发明的一个实施方式中的半导体装置是由密封树脂以长方体状覆盖、多个引线部从侧面和底面露出一部分的半导体装置，具有沿着前述侧面和前述底面所形成的边在前述密封树脂设置的切口部，前述引线部具备：第一露出表面，其与前述侧面是同一表面且从前述侧面露出；和第二露出表面，其是邻接于前述第一露出表面的两侧的表面，且从前述切口部露出。
9.发明的效果根据本发明的一个侧面，能够提供能够提高与安装基板的固接强度的半导体装置。
附图说明
10.图1是示出第一实施方式中的半导体装置的安装表面侧的结构的立体图。
11.图2是示出第一实施方式中的半导体装置的引线部的结构的放大立体图。
12.图3是图1中示出的iii-iii线处的概略剖视图。
13.图4是示出将第一实施方式中的半导体装置安装于基板前的状态的部分立体图。
14.图5是示出将第一实施方式中的半导体装置安装于基板后的状态的部分立体图。
15.图6是示出将第一实施方式中的半导体装置安装于基板后的图1中示出的iii-iii线处的剖面的说明图。
16.图7a是示出第一实施方式中的半导体装置的制造方法的说明图。
17.图7b是示出第一实施方式中的半导体装置的制造方法的说明图。
18.图7c是示出第一实施方式中的半导体装置的制造方法的说明图。
19.图7d是示出第一实施方式中的半导体装置的制造方法的说明图。
20.图7e是示出第一实施方式中的半导体装置的制造方法的说明图。
21.图7f是示出第一实施方式中的半导体装置的制造方法的说明图。
22.图7g是示出第一实施方式中的半导体装置的制造方法的说明图。
23.图8是示出第一实施方式的变形例中的半导体装置的安装表面侧的结构的立体图。
24.图9是示出第一实施方式的变形例中的半导体装置的制造方法的说明图。
25.图10是示出第二实施方式中的半导体装置的安装表面侧的结构的立体图。
26.图11是示出第二实施方式的变形例中的半导体装置的安装表面侧的结构的立体图。
具体实施方式
27.以下，参照附图并同时对本发明的实施方式详细地进行说明。
28.此外，在附图中，对同一构成部件赋予同一符号，有时省略重复的说明。另外，在附图中，x方向、y方向和z方向互相正交。将包含x方向和该x方向的相反的方向(-x方向)的方向称为“x轴方向”，将包含y方向和该y方向的相反的方向(-y方向)的方向称为“y轴方向”，将包含z方向和该z方向的相反的方向(-z方向)的方向称为“z轴方向”(高度方向、厚度方向)。关于这点，在以下的实施方式中，将相对于安装基板的安装表面侧的表面有时称为“底面”，并以底面的法线方向为z轴方向。
29.附图是示意性的，宽度、长度和进深的比例等不是如在附图示出那样。
30.《半导体装置》图1是示出第一实施方式中的半导体装置的安装表面侧的结构的立体图。
31.如在图1示出那样，半导体装置100通过map加工方法制造，具有6 pin的dfn(dual-flat no-leads，双扁平无引线)的无引线封装的结构。
32.具体地，半导体装置100由密封树脂50以长方体状覆盖，具有作为沿着底面100a和侧面100c所形成的边在密封树脂50通过激光加工而设置的切口部的台阶差100b。关于该半导体装置100，多个引线部11从底面100a、台阶差100b和侧面100c露出一部分。
33.引线框10具备六个引线部11和晶片焊盘12。
34.六个引线部11从半导体装置100的底面100a露出，若俯视观察底面100a，则沿着配置在底面100a的中央附近的晶片焊盘12的两个长边分别各排列三个。引线部11具备将矩形
部11a和前端部11b作为一体且具有同一高度的结构。
35.关于矩形部11a，在俯视观察半导体装置100的底面100a时的形状是矩形状，仅矩形部11a的底面从密封树脂50露出。该矩形部11a在晶片焊盘12侧排列。
36.前端部11b配置在矩形部11a的晶片焊盘12侧的相反侧。关于该前端部11b，在俯视观察底面100a时的形状是梯形状，比该梯形的上底更长的下底与矩形部11a相接。
37.作为前端部11b中的半导体装置100的侧面100c侧的表面的第一露出表面11ba与半导体装置100的侧面100c是同一表面，且从侧面100c露出。该第一露出表面11ba还延伸设置到未设置台阶差100b的侧面100c，整个面从侧面100c露出。另外，作为邻接于第一露出表面11ba的两侧的表面的第二露出表面11bb从包含曲面的台阶差100b沿着该曲面露出。
38.晶片焊盘12配置在半导体装置100的底面100a的中央附近，晶片焊盘12的底面露出。由此，晶片焊盘12能够从底面释放搭载在其上表面的半导体芯片20的热量。
39.图2是示出第一实施方式中的半导体装置的引线部的结构的放大立体图。
40.如在图2示出那样，x方向上的矩形部11a的宽度l1、前端部11b从密封树脂50露出的部位中最宽的宽度l2和第一露出表面11ba的宽度l3按此顺序变窄(l1》l2》l3)。
41.作为第一露出表面11ba和第二露出表面11bb所形成的角，没有特别限制而能够适当地进行选择，但出于提升焊料接合部的视觉观察性的观点，优选如本实施方式那样为钝角。
42.作为台阶差100b的高度(z方向上的宽度)，没有特别限制而能够适当地进行选择，但优选为第一露出表面11ba的高度以下。
43.图3是图1中示出的iii-iii线处的概略剖视图。图1中示出的iii-iii线是不穿过第一露出表面11ba、而穿过第二露出表面11bb的直线。
44.如在图3示出那样，引线框10配置在半导体装置100的底面100a侧。
45.引线部11沿着半导体装置100的侧面100c分别配置。在引线部11的晶片焊盘12侧的侧面设置有用于防止脱落的切口。
46.晶片焊盘12以被引线部11夹着的方式配置。在晶片焊盘12的引线部11侧的侧面设置有用于防止脱落的切口。
47.作为引线框10的材质，没有特别限制而能够适当地进行选择，例如可列举cu合金、fe-ni合金等。
48.引线部11的底面和第二露出表面11bb被具有焊料浸润性的金属膜60覆盖。在若它们之中、特别是第二露出表面11bb被金属膜60覆盖、则焊料容易爬升这点上是优选的。
49.该金属膜60是例如sn、pb-sn、sn-bi、sn-ag-cu等的镀膜。
50.此外，对于第一露出表面11ba，未被该金属膜60覆盖。
51.半导体芯片20由晶片粘接材料30固接于晶片焊盘12的上表面。
52.作为半导体芯片20，没有特别限制而能够适当地进行选择，例如可列举硅设备、sic设备、化合物设备等。
53.作为晶片粘接材料30，没有特别限制而能够适当地进行选择，例如可列举ag焊剂、高熔点焊料、烧结金属、绝缘焊剂、daf(die attach film，晶片附接膜)等。另外，晶片粘接材料有时也称为晶片附接件。
54.导线40电连接设置在半导体芯片20的上表面的结合焊盘和引线部11。另外，导线
有时也称为导电性部件、布线件。
55.作为导线40的材料，没有特别限制而能够适当地进行选择，例如可列举au、cu、al、ag、或它们的合金等。
56.此外，在本实施方式中，为了电连接半导体芯片20和引线部11而使用了导线40，但不限于此，例如，也可以是使用了突起的翻转芯片安装。
57.密封树脂50保护引线框10的一部分、半导体芯片20、晶片粘接材料30和导线40，并且形成半导体装置100的外形。
58.作为密封树脂50，没有特别限制而能够适当地进行选择，例如可列举热固性环氧类树脂等。
59.图4是示出将第一实施方式中的半导体装置安装于基板前的状态的部分立体图。图5是示出将第一实施方式中的半导体装置安装于基板后的状态的部分立体图。图6是示出将第一实施方式中的半导体装置安装于基板后的剖面的说明图。
60.如在图4示出那样，对于配置在环氧玻璃制的安装基板b上的导体图案p，若在半导体装置100的引线部11的位置关系中通过焊料来安装，则成为在图5和图6示出那样。即，若引线部11由焊料s连接到导体图案p，则焊料s爬升到图2中示出的第一露出表面11ba和第二露出表面11bb，且从第一露出表面11ba的上方形成下摆变宽那样的良好形状的角焊缝。由此，半导体装置100与安装基板b的接合变牢固，能够提升与安装基板b的固接强度。
61.在本实施方式中，由焊料浸润性好的金属膜60覆盖第二露出表面11bb的表面，因而即使是第一露出表面11ba未被该金属膜覆盖的状态，也能够形成更良好形状的角焊缝。即使假如是导体图案p的宽度与矩形部11a的宽度l1大致同宽度的矩形状，焊料s也能够在第二露出表面11bb爬升而形成良好的角焊缝。
62.另外，如果是这样的引线部11的前端部11b的形状，即使是引线部11的宽度窄且引线部11的数量多的半导体装置，也能够容易地进行与安装基板b的接合部的外观检查。
63.(半导体装置的制造方法)图7a到图7g是示出第一实施方式中的半导体装置的制造方法的说明图。
64.《1.引线框准备》首先，如在图7a示出那样，最初准备的引线框10具有形成半导体装置100的设备区域a1和在单片化时通过切割去除的切割区域a2这两个区域：。
65.在设备区域a1包含作为能够支撑半导体芯片20的芯片搭载部的晶片焊盘12和配置在晶片焊盘12的周围的多个引线部11。设备区域a1中的引线部11是上述矩形部11a和前端部11b。切割区域a2中的引线部11是成为在通过切割单片化时的切削余量的连接部11c，将多个半导体装置100作为一体保持直至单片化。
66.《2.半导体芯片搭载工序》接下来，如在图7b示出那样，将半导体芯片20搭载在晶片焊盘12的上表面。半导体芯片20通过晶片粘接材料30固接于晶片焊盘12。
67.《3.导线粘接工序》接下来，如在图7c示出那样，通过导线40电连接设置在半导体芯片20的上表面的结合焊盘和引线部11的矩形部11a。
68.《4.树脂注型工序》
接下来，如在图7d示出那样，由密封树脂50一并覆盖引线框10的整个面。即，密封树脂50也填充在引线部11和晶片焊盘12的间隙。另一方面，引线框10的底面不由密封树脂50覆盖。
69.《5.树脂除去工序》接下来，如在图7e示出那样，对于连接部11c的附近的密封树脂50，使沿+z方向照射的激光l沿x方向扫描并同时除去，使第二露出表面11bb露出。激光l的强度使用能够除去密封树脂50且即使照射到引线部11也不能除去的程度的强度。这样，使用激光l除去密封树脂50从而成为l2》l3，如在图7f示出那样，设置图2中示出的台阶差100b。
70.作为激光l的扫描路径，可以是沿一个方向反复照射的路径，也可以是往复并同时照射的路径。
71.作为由激光l除去的密封树脂50的范围，也可以仅是连接部11c的两端附近，而不通过切割除去成为切削余量的部分。
72.作为照射激光l的角度，可以是相对于引线框10的表面的法线方向，也可以从该法线方向稍微调整角度来调整第二露出表面11bb的露出区域的范围。还可以调整激光l的强度从而调整第二露出表面11bb的露出面积。
73.在通过激光l的照射的树脂除去后，优选除去作为未除去尽的密封树脂的残余的残留树脂。
74.作为除去残留树脂的方法，在通过现有流程能够容易地实施这点上，优选喷水处理和液体珩磨处理。
75.在进行喷水处理的情况下，从喷嘴喷射液体除去残留树脂。在进行液体珩磨处理的情况下，从喷射枪喷射浆液(slurry)，喷到附着的残留树脂，除去残留树脂。
76.此外，对于残留树脂的除去，在有助于安装时焊料接合的有效尺寸范围内即可。
77.《6.金属膜形成工序》接下来，对于引线部11和晶片焊盘12的底面以及通过树脂除去而露出的引线部11的一部分，通过镀覆等形成焊料浸润性好的金属膜60。
78.此外，如果引线部11自身的焊料浸润性良好，也可以不进行该金属膜形成工序。
79.《7.单片化工序》接下来，如在图7g示出那样，利用切割锯(dicing saw)d将连接部11c切断而单片化，从而能够得到如在图2示出那样的具有引线部11的半导体装置100。因此，第一露出表面11ba是利用切割锯d的切断面，因而不由金属膜60覆盖。
80.进行上述工序从而能够制造半导体装置100。
81.这样，半导体装置100由密封树脂50以长方体状覆盖，多个引线部11从侧面100c和底面100a露出一部分。即，半导体装置100具有沿着侧面100c和底面100a所形成的边在密封树脂50设置的台阶差100b，引线部11具备与侧面100c是同一表面且从侧面100c露出的第一露出表面11ba、和作为邻接于第一露出表面11ba的两侧的表面且从台阶差100b露出第二露出表面11bb。
82.由此，半导体装置100能够提高与安装基板的固接强度。
83.(第一实施方式的变形例)图8是示出第一实施方式的变形例中的半导体装置的安装表面侧的结构的立体
图。
84.如在图8示出那样，第一实施方式的变形例的半导体装置100除了在第一实施方式的半导体装置100中矩形部11a的侧面11ab露出以外，与第一实施方式的半导体装置100同样。
85.由此，第一实施方式的变形例的半导体装置100在引线部11处焊料s接合的面积变大，因而能够更加提高与安装基板b的固接强度。
86.作为第一实施方式的变形例的半导体装置100的制造方法，如在图9示出那样，除了在第一实施方式的树脂除去工序中拓宽台阶差100b的宽度除去密封树脂50来使矩形部11a的侧面11ab露出、在金属膜形成工序中在侧面11ab也形成金属膜60以外，与第一实施方式的半导体装置100的制造方法同样。
87.(第二实施方式)图10是示出第二实施方式中的半导体装置的安装表面侧的结构的立体图。
88.如在图10示出那样，第二实施方式的半导体装置100除了在第一实施方式中在引线部11的上表面侧具备加强结构部11bd以外，与第一实施方式的半导体装置100同样。
89.这样，第二实施方式的半导体装置100具备加强结构部11bd，从而能够提升引线部11的机械强度。
90.进而，作为第二实施方式的变形例，如在图11示出那样，将密封树脂50较深地除去直至加强结构部11bd露出的状态，使加强结构部11bd露出，从而在露出的加强结构部11bd也形成角焊缝，因而能够提高固接强度。
91.以上，基于本发明的实施方式具体地进行了说明，但本发明不限定于至此已记载的实施方式，当然能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。
92.例如，在上述各实施方式中，作为无引线类型的半导体装置的一个示例是6 pin的dfn，但不限于此，例如，也可以是qfn(quad-flat non-leaded，方形扁平无引脚)。
93.另外，在上述各实施方式中是晶片焊盘从半导体装置的底面露出的结构，但也可以是晶片焊盘不从半导体装置的底面露出的结构。
94.进而，在上述各实施方式中，作为引线部的形状，是在俯视观察半导体装置的底面时的形状是将矩形状的矩形部和梯形的前端部作为一体的形状，但不限于此，只要是可具备第一露出表面和第二露出表面的形状即可。
95.另外，进而，在上述各实施方式中，作为切口部的形状是具有曲面的台阶差100b，但不限于此，只要是可具备第一露出表面和第二露出表面的切口形状即可。
96.符号说明10 引线框11 引线部11a 矩形部11b 前端部11ba 第一露出表面11bb 第二露出表面11bd 加强结构部11c 连接部
12 晶片焊盘(芯片搭载部)20 半导体芯片30 晶片粘接材料40 导线50 密封树脂100 半导体装置100a 半导体装置的底面100b 台阶差(切口部)100c 半导体装置的侧面a1 设备区域a2 切割区域b 安装基板d 切割锯l 激光p 导体图案s 焊料。