专利名称：球栅阵列型半导体器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及球栅阵列型半导体器件，特别涉及具有引线框架的球栅阵列型半导体器件。
随着半导体芯片的高度集成，封装的管脚数增加。在外围部分具有外引线的QFP(方形扁平封装)和QFJ(方形扁平J形引线封装)已逐渐由外部端子形成平面形的BGA(球栅阵列)封装代替。通常，BGA封装具有一个印制电路板作为布线基板。印制电路板具有分别补充电源电路和GND电路的电源层和GND层。此外，布线图形为多层并通过通孔连接，以便高度集成电路。由此，BGA比具有引线框架的QFP和QFJ昂贵得多。
为了解决这种不足，现已开发并使用了具有引线框架作为布线基板的另一种BGA封装。下面参考图5A、5B和5C介绍具有引线框架的常规BGA型半导体器件。如图5A所示，制备具有岛2和带焊球安装部分4并且内周边面向岛2外周边的内引线3的引线框架。半导体芯片1安装在岛2上。除了焊球安装部分4，半腐蚀内引线3以减少内引线3的厚度。为了防止内引线3的变形，将固定胶带5粘附到已被半腐蚀的内引线3的边缘部分。如图5B所示，半导体芯片1用粘接剂安装在岛2上。半导体芯片1的电极焊盘通过线焊6与内引线3的内边缘部分连接。此后，如图5C所示，通过转移模塑法将半导体芯片1、岛2、内引线3和焊线6用密封树脂8密封。最后，焊料球7安装在内引线3的焊球安装部分4。由此，完成了常规BGA型半导体器件的制备过程。
具有引线框架的BGA型半导体器件公开在例如图6所示的JPA-8-139259中。在该半导体器件中，内引线的外周边沿引线形成表面二维排列。
现有技术的第一个问题是键合特性显著变坏，导致裂口和键合强度不够。第一个问题的原因解释如下防止内引线变形的固定胶带粘附到内引线边缘部分的下表面。固定胶带的材料通常为聚酰亚胺。由于固定胶带的弹性模量低，它吸收了键合工艺期间施加的超声波和荷重(weight)。当超声波和荷重增加时，超声波的振动会使线变形或弯曲。
现有技术的第二个问题是封装的可靠性下降。第二个问题的原因解释如下由于具有高吸水特性的固定胶带(聚酰亚胺带)暴露到封装的前表面，抗湿性下降。由此，湿气很容易地穿透封装。因此，发生封装龟裂、湿气渗透和铝图形被腐蚀。
本发明的一个目的是提供一种BGA型半导体器件，配备有引线框架，并且提高了键合特性和封装的可靠性。
根据本发明的一个方案，提供一种球栅阵列型半导体器件，包括引线框架，具有岛和带焊球安装部分的内引线，内引线的内周边面向岛的外周边；安装在岛上并具有焊盘的半导体芯片；连接内引线和电极焊盘的焊线；密封至少半导体芯片和焊线的树脂；安装在焊球安装部分上的导电球；以及支撑引线框架的固定胶带，设置在连接焊线的内引线的边沿上。
连接焊线的内引线边沿的高度与安装半导体芯片的岛的边沿高度相同。
至少部分固定胶带设置在连接焊线那部分内引线的内侧。
在用于BGA型半导体器件的引线框架中，支撑引线框架的固定胶带设置在焊球安装部分的相反面。由此，抑制了内引线的变形。此外，由于固定胶带没有粘附到键合区域，因此提高了键合特性。而且，由于固定胶带没有暴露到封装的前表面，因此提高了抗温性。由此提高了封装的可靠性。
通过下面示出在附图中本发明实施例的优选方式的详细介绍，本发明的这些和其它目的、特性和优点将变得很显然。
图1为示出根据本发明的实施例的球栅阵列型半导体器件结构的剖面图；图2为示出根据本发明的实施例球的栅阵列型半导体器件的平面图；图3A、3B和3C为示出根据本发明的实施例的球栅阵列型半导体器件制备步骤的剖面图；图4为示出常规球栅阵列型半导体器件结构的剖面图；图5A、5B和5C为示出常规球栅阵列型半导体器件制备步骤的剖面图；图6为示出另一常规球栅阵列型半导体器件结构的平面图。
下面参考附图介绍本发明的实施例。
参考图1，根据实施例的球栅阵列型半导体器件有一个引线框架。引线框架有岛2和内引线3。半导体芯片1安装在岛2上。内引线3具有焊球安装部分4。除了岛2和焊球安装部分4之外，半腐蚀引线框架。半导体器件以下面的方法制备。以图2所示预定的布线图形腐蚀内引线。此后，电镀腐蚀后的表面。接下来，将固定胶带5粘附到焊球安装部分4相对面上，即内引线3的线键合侧，的内边缘部分和键合区域外的区域，以防止内引线3的变形。由此，可以得到根据本发明的实施例用于BGA型半导体器件如图3A所示的引线框架。根据本发明，虽然没有限制引线框架的材料，但考虑高电/热特性，优选铜型金属。根据本发明，除了内引线的焊球安装部分4，半腐蚀引线框架，以便精确地制造引线框架。为了制备稳定的引线框架，电镀厚度优选约0.125mm。引线框架优选半腐蚀约80μm。其余布线部分的厚度优选约40μm。将厚度选择为这些值是由于如果厚度增加，半腐蚀量的增加导致腐蚀难以控制，如果厚度减少直接导致腐蚀难以控制，并且如果厚度减少将引起引线框架的变形。
如图3B所示，用如Ag焊膏的粘接剂将半导体芯片1安装在引线框架的岛2上。半导体芯片1的焊盘和排列在岛2周边的内引线3用焊线6连接。此后，如图3C所示，半导体芯片1、岛2、内引线3和焊线6用树脂8密封。焊料球7安装在内引线3的焊球安装部分4上。在该处，焊线6的外端键合到内引线3的边缘上的固定胶带5外侧的那部分内引线上。由此得到根据本发明BGA型半导体器件。
本发明的第一效果是当焊线键合到内引线3时，由于固定胶带没有粘附到内引线3的键合区域，所以超声波和荷重可以充分施加到其上。由此可以得到稳定的键合强度，提高了键合特性。
本发明的第二个效果是提供了封装的可靠性。根据本发明，固定胶带没有暴露到封装的前表面，提高了封装的抗湿性。由此，当进行回流工艺时，可以防止封装龟裂、湿气的渗透和腐蚀铝布线图形。因此，如上所述提供了封装的可靠性。
此外，根据本发明，可以抑制焊线的变形。其原因解释如下当进行键合工艺时，由于在键合区域没有粘附吸收超声波和荷重的固定胶带，因此不会对内引线过量地施加超声波和荷重。由此，可以抑制焊线的变形或弯曲。此外，由于固定胶带粘附到内引线的边缘部分，并且焊线连接到固定胶带外的内引线，胶带可以固定焊线。由此，当用树脂密封封装时，可以防止树脂流动引起的焊线的变形。
虽然参考本发明实施例的最好方式显示并介绍了本发明，但本领域的技术人员应该明白可以对以上内容的形式或详细内容作出不同的变化、删节和填加，并且不脱离本发明的实质和范围。
权利要求
1．一种球栅阵列型半导体器件，包括引线框架，具有岛和带焊球安装部分的内引线，所述内引线的内周边面向所述岛的外周边；安装在岛上并具有焊盘的半导体芯片；连接所述内引线和所述电极焊盘的焊线；密封至少所述半导体芯片和所述焊线的树脂；安装在所述焊球安装部分上的导电球；以及支撑所述引线框架的固定胶带，设置在所述内引线的连接所述焊线的边沿上。
2．根据权利要求1的球栅阵列型半导体器件，其中连接所述焊线的所述内引线边沿放置的高度与安装所述半导体芯片的所述岛的边沿高度相同。
3．根据权利要求1的球栅阵列型半导体器件，其中至少部分所述固定胶带设置在所述焊线连接的那部分内引线的内侧。
4．一种球栅阵列型半导体器件，包括引线框架，具有岛和带焊球安装部分的内引线，所述内引线的内周边面向所述岛的外周边；安装在所述岛上并具有焊盘的半导体芯片；连接所述内引线和所述电极焊盘的焊线；密封至少所述半导体芯片和所述焊线的树脂；安装在所述焊球安装部分上的导电球；以及用于支撑所述引线框架的固定胶带，设置在所述焊球安装部分相对面的所述内引线的边沿上。
5．根据权利要求4的球栅阵列型半导体器件，其中连接所述焊线的所述内引线边沿放置的高度与安装所述半导体芯片的所述岛的边沿高度相同。
6．根据权利要求1的球栅阵列型半导体器件，其中至少部分所述固定胶带设置在所述焊线连接的那部分内引线的内侧。
全文摘要
一种球栅阵列型半导体器件,包括:引线框架,具有岛和带焊球安装部分的内引线,内引线的内周边面向岛的外周边;安装在岛上并具有焊盘的半导体芯片;连接内引线和电极焊盘的焊线;密封至少半导体芯片和焊线的树脂;安装在焊球安装部分上的导电球;以及支撑引线框架的固定胶带,设置在焊线连接的内引线的边沿上。
文档编号H01L23/50GK1222762SQ98122940
公开日1999年7月14日 申请日期1998年11月27日 优先权日1998年11月27日
发明者田渊浩司 申请人:日本电气株式会社