半导体器件及其制造方法
【专利说明】半导体器件及其制造方法
[0001]本申请是申请号为201080066405.5、申请日为2010年5月12日、名称为“半导体器件及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及半导体器件及其制造技术，尤其涉及把半导体芯片搭载到外形尺寸比半导体芯片大的芯片搭载部上的半导体器件的有效技术。
【背景技术】
[0003]在日本特开2009-71154号公报(专利文献I)的图2中记载了从密封体露出搭载有半导体芯片的芯片搭载部的半导体器件。另外，在专利文献I中，芯片搭载部的外形尺寸比半导体芯片的外形尺寸大。
[0004]另外，在日本特开2007-134394号公报(专利文献2)的图8(a)中记载了把半导体芯片搭载到在上表面(表面)形成了沟的芯片搭载部上的半导体器件。
[0005]<专利文献1>日本特开2009-71154号公报
[0006]<专利文献2>日本特开2007-134所述第一 394号公报
【发明内容】
[0007](发明要解决的问题)
[0008]伴随着电子设备的高速化(或高功能化)，被搭载的半导体器件的发热量有增加的倾向。于是，本发明人分析了像上述专利文献I的图2所示的那样的、从密封体露出搭载有半导体芯片的芯片搭载部(模片焊盘(die pad，裸片焊盘)、接片(tab))的结构。如果是这样的结构，则由于可以把芯片搭载部的下表面(背面)与安装衬底连接，所以与用密封体覆盖芯片搭载部的结构相比可以提高散热性。另外，通过像上述专利文献I的图2那样使芯片搭载部的外形尺寸比半导体芯片的外形尺寸大，可以进一步提高散热性。
[0009]但是，如果仅仅增大芯片搭载部的外形尺寸，则第一表面固定到芯片搭载部上的半导体芯片容易剥离。其原因是因为，构成芯片搭载部的基材(引线框)由与构成半导体芯片的材料不同的材料构成。即，是因为它们的线膨胀系数出现差异。因此，如果向这样的半导体器件施加热量，则基材的膨胀/收缩量与半导体芯片的膨胀/收缩量不同，在为了把半导体芯片固定到芯片搭载部上而使用的模片键合材料(粘接材料)中产生应力。
[0010]另外，在所使用的半导体芯片和芯片搭载部的各自的平面形状都是四边形时，在芯片搭载部的角部(半导体芯片的角部)尤其容易发生该剥离的问题。其理由是因为，各自的离中央部远的部分即角部处的应力最大。而且，在芯片搭载部的角部，如果发生因应力造成的模片键合材料的剥离，则剥离向芯片搭载部的中央部发展，结果，模片键合材料在大范围内剥离，成为可靠性下降的原因。
[0011]而且，在像上述专利文献I的图2所示的那样，从密封体露出芯片搭载部的一部分(下表面)的情况下，芯片搭载部与密封体之间难以完全密封。因此，与用密封体覆盖芯片搭载部的结构相比，水分容易侵入半导体器件内部。
[0012]像上述那样，在芯片搭载部的外形尺寸比半导体芯片的外形尺寸大，且从密封体露出芯片搭载部的一部分(下表面)的结构的情况下，如果时间长的话，就成为半导体器件可靠性下降的原因。
[0013]于是，作为例如即使水分进入也可以抑制模片键合材料的剥离的结构，本发明人分析了例如在芯片搭载部的上表面(表面)形成像上述专利文献2的图8(a)所示那样的沟。
[0014]但是，发现用例如像上述专利文献2的图8 (a)所示那样的沟不能充分降低芯片搭载部的角部处的应力。还发现，在角部处发生剥离时，剥离会经由未形成沟的区域向芯片搭载部的中央部发展，结果，模片键合材料会在大范围内剥离。
[0015]本发明正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供可以抑制半导体器件的可靠性下降的技术。
[0016]另外，本发明的另一目的在于提供可以提高半导体器件的散热性的技术。
[0017]本发明的上述和其它的目的和新颖特征，从本说明书的描述和附图可以清楚地看出。
[0018](用来解决问题的手段)
[0019]如果简要地说明本申请中公开的发明中的代表性方案的概要，则如下所述。
[0020]S卩，根据作为本发明的一方式的半导体器件，搭载半导体芯片的模片焊盘的芯片搭载区的平面形状是比模片焊盘的外形尺寸小的四角形。另外，在上述芯片搭载区上，在上述芯片搭载区的第一角部形成第一沟；在隔着上述芯片搭载区的中央部与上述第一角部相对置的第二角部形成第二沟；在位于上述第一角部与上述第二角部之间的第三角部形成第三沟；在隔着上述芯片搭载区的上述中央部与上述第三角部相对置的第四角部形成第四沟。另外，通过模片键合材料把上述半导体芯片搭载到上述芯片搭载区。
[0021]另外，上述第一沟和上述第二沟，在平面视图上，分别沿与连接上述芯片搭载区的上述第一角部与上述第二角部的第一对角线交叉的第一方向形成。另外，上述第三沟和上述第四沟，在平面视图上，分别沿与上述第一对角线交叉的上述芯片搭载区的第二对角线交叉的第二方向形成。而且，上述第一沟、上述第二沟、上述第三沟和上述第四沟，在平面视图上，在从与上述半导体芯片重叠的区域到与上述半导体芯片不重叠的区域形成。
[0022](发明的效果)
[0023]如果简要地说明由本申请中公开的发明中的代表性方案分别得到的效果，则如下所述。
[0024]S卩，可以抑制半导体器件的可靠性下降。
【附图说明】
[0025]图1是作为本发明的一实施方式的半导体器件的俯视图。
[0026]图2是图1所示的半导体器件的仰视图。
[0027]图3是沿图1的A-A线的剖面图。
[0028]图4是示出在安装衬底上安装了图3所示的半导体器件的安装结构体的放大剖面图。
[0029]图5是示出除去了图1所示的密封树脂的状态下的半导体器件的内部结构的平面图。
[0030]图6是沿图5的B-B线的剖面图。
[0031]图7是放大示出图5所示的模片焊盘周边部的放大剖面图。
[0032]图8是沿图7的C-C线的放大剖面图。
[0033]图9是示出用引线框准备工序准备的引线框的平面图。
[0034]图10是图9的D部的放大平面图。
[0035]图11是示出在图10所示的模片焊盘上配置了键合浆料的状态的放大平面图。
[0036]图12是沿图11的E-E线的放大剖面图。
[0037]图13是示出向图12所示的芯片搭载部区按压半导体芯片的状态的放大剖面图。
[0038]图14是示出在图11所示的芯片搭载区上搭载半导体芯片，使键合浆料在整个芯片搭载区上铺展开来的状态的放大平面图。
[0039]图15是沿图14的F-F线的放大剖面图。
[0040]图16是示出通过丝线(wire)把图14所示的半导体芯片与多个引线(lead)电气连接了的状态的平面图。
[0041]图17是沿图16的G-G线的放大剖面图。
[0042]图18是示出用成形模具夹住图17所示的引线框形成了密封树脂的状态的放大剖面图。
[0043]图19是示出在各器件区域形成了密封树脂的引线框的整体结构的平面图。
[0044]图20是示出把图19所示的引线框的连接条(tie bar)切断了的状态的放大平面图。
[0045]图21是示出在从密封树脂导出的多个引线的表面形成了外部镀膜的状态的放大剖面图。
[0046]图22是示出从引线框的框部切断形成了外部镀膜的多个引线，并成形了的状态的放大平面图。
[0047]图23是示出在引线框的多个器件区域上分别切断多个悬吊引线，使半导体器件成为单片了的状态的平面图。
[0048]图24是示出作为针对图5所示的半导体器件的变形例的半导体器件的平面图。
[0049]图25是沿图24的H-H线的剖面图。
[0050]图26是示出作为针对图7所示的半导体器件的变形例的半导体器件的放大平面图。
[0051]图27是示出作为针对图6所示的半导体器件的变形例的半导体器件的剖面图。
[0052]图28是示出图8所示的模片焊盘的第一比较例的放大平面图。
[0053]图29是沿图28的J-J线的剖面图。
[0054]图30是示出图8所示的模片焊盘的第二比较例的放大平面图。
[0055]图31是沿图30的K-K线的剖面图。
[0056](附图标记说明)
[0057]1:半导体器件；2:模片键合材料(粘接材料)；2a:键合浆料(粘接材料)；3:半导体芯片；3a:上表面(主面、表面)；3b:下表面(主面、背面)；3c:电极焊盘(键合焊盘)；4:引线；4a:内部引线；4b:外部引线；4c:外部镀膜；5:丝线(导电性部件)；6:密封树脂(密封体);6a:上表面；6b:下表面；6c:侧面；7:悬吊引线；7a:倾斜部；8:连接条(堤坝条);10:模片焊盘(芯片搭载部);10a:上表面(芯片搭载面);10b:下表面；10c:外部镀膜；1d:芯片搭载区；10e:芯片搭载区；11:角部；lla:第一角部；llb:第二角部；llc:第三角部:lld:第四角部；12:中央部;13:沟部(沟);13a:第一沟;13b:第二沟；13c:第三沟:13d:第四沟；14:沟部(沟)；20:安装衬底；22:锡焊材料(接合材料)；23:端子；30:引线框；30a:器件区域；30b:框部；35:成形模具；36:上模；36a:模具面；36b:空腔；37:下模；37a:模具面；37b:空腔;40:半导体器件；41:半导体芯片；41a:上表面(主面、表面)；41b:下表面(主面、背面)；41c:电极焊盘(键合焊盘)；42:模片键合材料(粘接材料)；45:半导体器件；100:半导体器件；101:模片焊盘；102:中央部；102:半导体器件；103:模片焊盘；104:沟部；105:非沟区域
【具体实施方式】
[0058]在本申请中，实施方式的描述，根据需要，为了方便而分成多个部分等进行描述，但除了特别明示不是这样的情形以外，它们不是相互独立无关的，不管描述在前还是在后，一个例子的各部分，一个是另一个的一部分细节或一部分或全部的变形例等。另外，原则上对相同的部分省略重复说明。另外，实施方式中的各构成要素，除了特别明示不是这样的情形、从原理上看限定于该数目的情形和从上下文看很显然不是这样的情形以外，也不是必需的，
[0059]同样地，在实施方式等的描述中，关于材料、组成等，“由A构成的X”等也是，除了特别明示不是这样的情形和从上下文看很显然不是这样的情形以外，并不排除包含A以外的要素。例如，关于成分，意味着“以A为主要成分而包含A的X”等。例如，“硅部件”等，也不限定于是纯硅，还包含SiGe(硅锗)合金、其它以硅为主要成分的多元合金、包含其它添加物的部件。关于镀金、Cu层、镀镍等，除了特别明示不是这样的情形以外，不仅是纯的物质，还包含分别以金、Cu、镍等为主要成分的部件。
[0060]而且，在提到特定的数值、数量时也是，除了特别明示不是这样的情形、从原理上看限定于该数目的情形和从上下文看很显然不是这样的情形以外，可以是超过该特定数值的数值，也可以是小于该特定数值的数值。
[0061 ] 另外，在实施方式的各附图中，对相同的部分赋予相同或类似的记号或附图标记，原则上省略重复说明。
[0062]另外，在附图中，在复杂时或与空隙的区别明确时，有时即使是剖面也会省略阴影线等。与此相关，在从说明等中明显可知的情况下，有时即使是在平面上封闭的孔也会省略背景的轮廓线。而且，即使不是剖面，也会为了明示不是空隙而加上阴影线。
[0063](实施方式I)
[0064]在本实施方式中，作为半导体器件的一例，选取QFP (Quad Flat Package)型的半导体器件进行说明。图1是本实施方式的半导体器件的俯视图。图2是图1所示的半导体器件的仰视图。图3是沿图1的A-A线的剖面图。另外，图4是示出在安装衬底上安装了图