CN107204299A - 半导体装置的制造方法及半导体装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式提供一种能够抑制引线的无用的变形的半导体装置的制造方法及半导体装置。实施方式的半导体装置的制造方法具备如下步骤：对于引线框架，一边按压第1内引线，一边从引线框架的与形成着第1凹部的一面为相反侧的另一面将推压部件压抵到配线部而使其变形，以第1凹部为基点剪切第1内引线的延伸方向上的端部与配线部的连接部，并且使配线部从端部分离，所述引线框架包括第1引线、第2引线、及将第2内引线与第1内引线的延伸方向上的端部之间连接的配线部；且第1内引线的延伸方向上的端部与配线部之间的连接部在比宽度方向的端部更内侧的区域具有第1凹部。

Description

半导体装置的制造方法及半导体装置

[相关申请案]

本申请案享受以日本专利申请案2016-53321号(申请日：2016年3月17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所有内容。

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及半导体装置。

背景技术

在具备包含外引线及内引线的引线、及半导体芯片的半导体装置中，利用接合线而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，则越必须使内引线较长地从外引线延伸到电极垫附近。

较长的内引线在半导体装置的制造过程中容易变形。如果内引线变形，那么例如存在半导体芯片容易从内引线剥离的情况，或在打线接合时在接合线与内引线之间产生连接不良的情况。

发明内容

本发明的实施方式提供一种能够抑制引线的无用的变形的半导体装置的制造方法及半导体装置。

实施方式的半导体装置的制造方法具备如下步骤：对于引线框架，一边按压第1内引线，一边从引线框架的与形成着第1凹部的一面为相反侧的另一面将推压部件压抵到配线部而使其变形，以第1凹部为基点剪切第1内引线的延伸方向上的端部与配线部的连接部，并且使配线部从端部分离，所述引线框架包括：第1引线，包含第1外引线及从第1外引线延伸的第1内引线；第2引线，包含第2外引线及从第2外引线延伸的第2内引线；配线部，将第2内引线与第1内引线的延伸方向上的端部之间连接；及支撑部，连接在第1外引线及第2外引线；且第1内引线的延伸方向上的端部与配线部之间的连接部在比宽度方向的端部更内侧的区域具有第1凹部；将包含第1电极垫与第2电极垫的半导体芯片经由粘着层而搭载于引线框架的另一面上；形成将第1电极垫与第1引线电连接的第1接合线、及将第2电极垫与第2引线电连接的第2接合线；形成将第1内引线、第2内引线、配线部、半导体芯片、第1接合线、及第2接合线密封的密封树脂层；将支撑部与第1外引线及第2外引线之间的连接部切断。

附图说明

图1是表示引线框架的构造例的俯视示意图。

图2是表示引线框架的一部分的示意图。

图3是用来对引线框架加工步骤进行说明的剖视示意图。

图4是用来对引线框架加工步骤进行说明的剖视示意图。

图5是表示引线框架加工步骤后的引线框架的一部分的示意图。

图6是表示半导体装置的构造例的俯视示意图。

图7是表示半导体装置的一部分的俯视示意图。

图8是表示半导体装置的一部分的构造例的剖视示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行说明。附图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例等存在与实物不同的情况。另外，在实施方式中，对实质上相同的构成要素标注相同的符号并适当省略说明。

作为半导体装置的制造方法例，参照图1至图8，对作为TSOP(Thin SmallOutlinePackage，薄型小尺寸封装)的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具备引线框架准备步骤、引线框架加工步骤、芯片搭载步骤、打线接合步骤、树脂密封步骤、外装镀敷步骤、及修整成型(T/F)步骤。各步骤的顺序并不限定于所述列举顺序。

图1是表示引线框架的构造例的俯视示意图。图1表示包含X轴及与X轴正交的Y轴的引线框架的X-Y平面。

在引线框架准备步骤中，如图1所示，准备包含多根引线11及支撑多根引线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，例如可列举使用铜、铜合金、或42合金等铁及镍的合金等的引线框架。引线框架1利用冲切加工等而经预先加工。

多根引线11各自包含外引线及从该外引线延伸的内引线。内引线是在树脂密封步骤后由密封树脂层支撑的部分。在内引线，在引线框架1的上表面侧的进行打线接合的区域设置着银等镀层。外引线是在树脂密封步骤后从密封树脂层突出的部分。多根引线11的外引线各自例如沿Y轴而并列设置在X-Y平面。

作为多根引线11，例如可列举输入输出信号(IO)、数据选通信号(DQS)、引线使能信号(RE)、待命/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)、或零商信号(ZQ)等信号用引线，或电源(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。多根引线11的至少一根也可为未连接(NC)的引线。各种引线的排列顺序根据半导体装置的规格或标准等设定。

支撑部12是以包围多根引线11的方式设置。支撑部12与多根引线11的外引线的一端的各自连结。此外，支撑部12除支撑多根引线11以外，也可支撑用于另一半导体装置的引线。

图2是表示从引线框架1的下表面侧观察时的图1所示的引线框架的一部分(区域100的一部分)的示意图。在图2中，将引线框架1的下表面图示于上表面侧，将引线框架1的上表面图示于下表面侧。图2中的Z轴与X轴及Y轴正交，相当于引线框架1的厚度方向。在图2中，作为多根引线11的内引线，图示内引线111、内引线112、内引线113、及内引线114。

内引线111及内引线112例如为输入输出信号(IO)或数据选通信号信号(DQS)用引线。内引线113及内引线114例如为电源(VSS)用引线。这时，通过在内引线111与内引线112之间设置内引线113而能够抑制内引线111的信号与内引线112的信号之间的干涉。

图1所示的引线框架具有将内引线111至内引线113的延伸方向上的端部与内引线114的一部分连接的配线部115。即，内引线111至内引线113是利用支撑部12及配线部115而固定。配线部115的形状只要是能够将内引线111至内引线113与内引线114连接的形状则并无特别限定。另外，也可将配线部115视为内引线114的一部分。

内引线111至内引线114及配线部115具有设置在引线框架1的上表面侧(图2的下表面侧)的镀层20。镀层20例如是通过使用包含银等的镀敷材料的镀敷处理而形成。为了在下述打线接合时确保内引线111至内引线114与接合线之间的接合强度，或使与半导体芯片的连接电阻变小，镀层20设置在进行打线接合的区域。

内引线111至内引线113的延伸方向(Y轴方向)上的端部与配线部115的连接部在引线框架1的上表面侧具有凹部(凹槽)116a。凹部116a设置在内引线111至内引线113各自的比宽度方向(X轴方向)的端部更内侧的区域。

内引线114与配线部115的连接部在引线框架1的上表面侧具有凹部(凹槽)116b。图2所示的凹部116b从内引线114在宽度方向上的一端延伸到另一端，但并不限定于此，也可与凹部116a同样地设置在比内引线114与配线部115的连接部在宽度方向上的端部更内侧的区域。另外，凹部116b可设置多个。

在图2中，凹部116a及凹部116b在包含Y-Z平面的截面上具有V字形状，也可为其他形状。另外，凹部116b的引线框架1的厚度方向上的深度优选小于凹部116a的引线框架1的厚度方向上的深度。

凹部116a及凹部116b例如是通过压印加工、激光加工、或刀片加工等而形成。凹部116a及凹部116b优选在冲切步骤之前形成。如果在冲切加工之后形成凹部116a及凹部116b，则存在引线框架1产生无用的变形的情况。

凹部116a及凹部116b设置在引线框架1的下表面侧、即具有镀层20的面的相反侧的面。镀层20是在形成凹部116a及凹部116b后形成。因此，如果在具有凹部116a及凹部116b的面形成镀层20，则存在镀敷材料在凹部116a及凹部116b堆积，因电场集中等而使可靠性降低的情况。

图3及图4是用来对引线框架加工步骤进行说明的剖视示意图。图3及图4表示引线框架1的包含Y轴与Z轴的Y-Z截面。在图3及图4中，作为一例，图示包含内引线113的截面。

在引线框架加工步骤中，在包含凹部51a的平台51上，以使凹部116a及凹部116b处于下侧(平台51侧)的方式载置引线框架1，利用按压部件52按压配线部115的两端。这时，使配线部115与凹部51a重叠。

其次，使推压部件53沿Z轴向平台51侧下降，将推压部件53从引线框架1的形成着凹部116a及凹部116b的一面的相反侧的另一面压抵到配线部115而使配线部115的至少一部分变形，以凹部116a为基点剪切内引线113的延伸方向上的端部与配线部115之间的连接部。具有凹部116a的部分比其他区域更容易被剪切。另外，由于凹部116a设置在比内引线113在宽度方向上的端部更内侧，所以与凹部116a延伸到内引线113的宽度方向上的端部的情况相比，抑制因剪切产生的毛边。

配线部115以将凹部116b作为基点从内引线113的延伸方向上的端部分离的方式弯曲。具有凹部116b的部分比其他区域容易弯曲。因此，能够抑制无用的变形。

图5是表示引线框架1的从上表面侧观察的变形后的区域100的构造例的示意图。在图5中，将引线框架1的上表面图示于上表面侧，将引线框架1的下表面图示于下表面侧。

剪切连接部后的配线部115包含：第1端部，连接在内引线114；及第2端部，从与X-Y平面垂直的方向(Z轴方向)观察时，与内引线111至内引线113的延伸方向上的端部相邻。第2端部是以当从与Y-Z截面垂直的方向观察时沿内引线114的包含厚度方向的截面而与内引线111至内引线113分离的方式，以凹部116b为基点向规定方向弯曲。

内引线111至内引线113的延伸方向上的端部及配线部115的第2端部各自通过剪切凹部116a而在比宽度方向的端部更内侧的区域具有凹部117。变形后的配线部115的形状并无特别限定，也可如图5所示，配线部115包含与内引线111至内引线113的延伸方向平行的区域。通过以上步骤，使内引线111的一部分至内引线114的一部分相互分离。同样地，使其他连结的内引线的一部分也通过所述步骤而相互分离。

通过使内引线111至内引线113与配线部115之间的连接部变薄，而可使剪切所必需的荷重变小。由此，作为推压部件53，可应用设置在芯片搭载步骤中搭载半导体芯片时所使用的芯片接合装置的多个接合头之一。

为了使内引线111至内引线114电分离，考虑利用冲切加工来去除所述连接部的一部分的方法。在利用冲切加工来去除所述连接部的一部分的情况下，内引线111至内引线113中的一根所必需的剪切部位为两个部位以上。因此，冲切所必需的荷重大于所述连接部的剪切所必需的荷重。所以，为了进行冲切加工，必须设置与剪切所述连接部的机构不同的、能够施加更高荷重的推压机构。因此，加工装置的构成变得复杂。另外，在进行冲切加工时，当对引线框架的一部分进行冲切时会产生切屑(被去除的部分)。引线的切屑会成为制造环境的污染源，而且需要用来排出引线的切屑的机构，因此优选不产生切屑。

在利用冲切加工来加工引线框架的情况下，是在加工后将引线框架搬送到芯片接合装置并搭载半导体芯片，因热引线容易在搬送中变形。因此，必需设置固定多根引线的固定带。由于固定带容易吸收水分，所以容易从引线或后续设置的密封半导体芯片的树脂剥离。另外，如果具有固定带则引线框架实质上变厚。因此，收容壳体能够收容的引线框架数减少，所以输送成本增大。进而，固定带容易发生枝晶状的迁移。存在如果发生迁移，则会引起引线间的短路等的情况。

针对于此，在使用芯片接合装置剪切所述连接部并且使各内引线的一部分分离的情况下，可在引线框架加工步骤后使用相同的芯片接合装置来搭载半导体芯片。因此，能够使引线框架的搬送变少。由此，即便不设置固定带也能够抑制引线的无用的变形。另外，能够削减固定带的材料费及加工费，从而能够削减制造成本。进而，由于能够保留配线部而使各内引线的一部分分离，因此与冲切加工相比能够使引线的切屑变少。

图6是表示能够使用所述半导体装置的制造方法例制造的半导体装置的构造例的俯视示意图。图6表示半导体装置的X-Y平面。图7是表示从引线11的上表面侧观察的图6所示的半导体装置的一部分(区域101的一部分)的俯视示意图。图8是图6所示的半导体装置的一部分(区域101的一部分)的剖视示意图。图8表示包含内引线113的截面作为一例。此外，在图7及图8中，出于方便而透视地图示密封树脂层4的内部。对于与图1至图5共通的部分适当引用图1至图5的说明。

在芯片搭载步骤中，在内引线111至内引线114等多根引线11的内引线上搭载半导体芯片2。如图7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在半导体芯片2的表面露出。多个电极垫21也可沿半导体芯片2的一边设置。通过沿半导体芯片2的一边设置多个电极垫21，而能够使芯片尺寸变小。作为半导体芯片2，例如可列举NAND(Not AND，与非)型闪存等存储器元件或存储器控制器等所使用的半导体芯片。

半导体芯片2是使用例如内引线111至内引线113的延伸方向上的端部与配线部115之间的连接部的剪切所使用的芯片接合装置而搭载。

半导体芯片2是利用与推压部件53不同的多个接合头中的另一个而搭载于内引线111至内引线114上。半导体芯片2经由具有绝缘性的晶粒接附膜(die attach film)等有机粘着层6而搭载于内引线111至内引线114等多根引线11的内引线中的形成着凹部116a及凹部116b的一面的相反侧的另一面。这时，多根引线11的内引线粘着于有机粘着层6。由此，由于固定了多根引线11的内引线，所以在其后的步骤中能够抑制引线的无用的变形。

半导体芯片2优选在将内引线111至内引线113与配线部115之间的连接部剪切后搭载。如果在搭载半导体芯片后剪切所述连接部，则存在对半导体芯片造成损伤的情况。例如在将引线框架1配置(装载)于芯片接合装置后，剪切连接部。其后，不从芯片接合装置去除(卸载)引线框架1，而将下述半导体芯片2搭载于引线框架1。搭载半导体芯片2后，将引线框架1从芯片接合装置去除(卸载)，执行后续步骤、例如下述打线接合步骤。

在打线接合步骤中，形成将多个电极垫21与多根引线11电连接的多根接合线3。在图7中，图示将内引线111与电极垫211经由镀层20而电连接的接合线31、将内引线112与电极垫212经由镀层20而电连接的接合线32、将内引线113与电极垫213经由镀层20而电连接的接合线33、将内引线114与电极垫214经由镀层20而电连接的接合线34、及将内引线114与电极垫215经由镀层20而电连接的接合线35。

作为接合线3，例如可列举金线、银线、铜线等。铜线的表面可利用钯膜被覆。接合线3通过打线接合而电连接于引线及电极垫。

在树脂密封步骤中，形成将内引线111至内引线114等多根引线11的内引线、半导体芯片2、及接合线31至接合线35等多根接合线3密封的密封树脂层4。密封树脂层4是以覆盖多根引线的内引线的上表面及下表面的方式设置。另外，如图8所示，密封树脂层4也填充在内引线111至内引线113的延伸方向上的端部与配线部115之间。

密封树脂层4含有SiO₂等无机填充材。另外，无机填充材除包含SiO₂以外，也可包含例如氢氧化铝、碳酸钙、氧化铝、氮化硼、氧化钛、或钛酸钡等。无机填充材例如为粒状，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％以上且90％以下。作为密封树脂层4，例如可使用无机填充材与绝缘性的有机树脂材料的混合物。作为有机树脂材料，例如可列举环氧树脂。

作为密封树脂层4的形成法，例如可列举使用无机填充材与有机树脂等的混合物的转注成形法、压缩成形法、射出成形法、板材成形法、或树脂滴涂法等。

在镀敷步骤中，对多根引线11的表面实施镀敷加工。例如使用包含锡等的焊接材料而进行电镀等镀敷加工。通过实施镀敷加工，而能够抑制例如多根引线11的氧化。

修整成型(T/F)步骤包含切断多根引线11与支撑部12之间的连接部而切出半导体装置10的步骤(修整步骤)、及使多根引线11的外引线根据半导体装置10的最终形状而变形的步骤(成型步骤)。

利用以上的步骤而能够制造半导体装置10。如图6至图8所示，半导体装置10具备：多根引线11，分别包含外引线及从外引线延伸的内引线；半导体芯片2，经由有机粘着层6而搭载于多根引线11上(例如内引线114的与弯曲的规定方向为相反侧的面的至少一部分之上)，且具有多个电极垫21；多根接合线3，将多个电极垫21与多根引线11连接；及密封树脂层4，将多根引线11的内引线、半导体芯片2、及多根接合线3密封。另外，内引线111至内引线113的延伸方向上的端部及与该端部相邻的配线部115的第2端部各自包含作为经剪切的凹部116a的一部分的凹部117。此外，半导体芯片2也可搭载于图8所示的半导体芯片2的与搭载面为相反侧的多根引线11的面。另外，图6至图8所示的半导体装置10为TSOP，也可具有其他封装构造。

所述实施方式是作为例而提出的，并不意在限定发明的范围。这些新颖的实施方式可以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变化包含在发明的范围或主旨内，并且包含在权利要求书所记载的发明及其均等范围内。

[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 有机粘着层

10 半导体装置

11 引线

12 支撑部

20 镀层

21 电极垫

31～35 接合线

51 平台

51a 凹部

52 按压部件

53 推压部件

100 区域

101 区域

111～114 内引线

115 配线部

116a 凹部

116b 凹部

211～215 电极垫

Claims (5)

1.一种半导体装置的制造方法，其特征在于具备如下步骤：对于引线框架，一边按压第1内引线，一边从所述引线框架的与形成着第1凹部的一面为相反侧的另一面将推压部件压抵到配线部而使其变形，以所述第1凹部为基点剪切所述第1内引线的延伸方向上的端部与所述配线部的连接部，并且使所述配线部从所述端部分离，所述引线框架包括：第1引线，包含第1外引线及从所述第1外引线延伸的所述第1内引线；第2引线，包含第2外引线及从所述第2外引线延伸的第2内引线；所述配线部，将所述第2内引线与所述第1内引线的延伸方向上的端部之间连接；及支撑部，连接在所述第1外引线及所述第2外引线；且所述第1内引线的延伸方向上的端部与所述配线部之间的连接部在比宽度方向的端部更内侧的区域具有所述第1凹部；

将包含第1电极垫与第2电极垫的半导体芯片经由粘着层而搭载于所述引线框架的所述另一面上；

形成将所述第1电极垫与所述第1引线电连接的第1接合线、及将所述第2电极垫与所述第2引线电连接的第2接合线；

形成将所述第1内引线、所述第2内引线、所述配线部、所述半导体芯片、所述第1接合线、及所述第2接合线密封的密封树脂层；

将所述支撑部与所述第1外引线及所述第2外引线之间的连接部切断。

2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：所述推压部件是设置在将所述半导体芯片搭载于所述引线框架上的芯片接合装置的多个接合头之一。

3.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：所述第2内引线与所述配线部之间的连接部具有深度小于所述第1凹部的第2凹部，且

在所述分离步骤中，所述配线部是以将所述第2凹部作为基点而与所述第1内引线的延伸方向上的端部分离的方式弯曲。

4.根据权利要求3所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：

所述第1内引线包含设置在所述另一面侧的第1镀层，

所述第2内引线包含设置在所述另一面侧的第2镀层，

所述第2凹部设置在所述一面侧，

第1接合线经由所述第1镀层而电连接于所述第1引线，且

第2接合线经由所述第2镀层而电连接于所述第2引线。

5.一种半导体装置，其特征在于包括：

第1引线，包含第1外引线及从所述第1外引线延伸的第1内引线；

第2引线，包含第2外引线及从所述第2外引线延伸的第2内引线；

配线部，包含连接于所述第2内引线的一部分的第1端部、及与所述第1内引线的延伸方向上的端部相邻的第2端部，且所述第2端部以在所述第2内引线的包含厚度方向的截面上与所述第1内引线的延伸方向上的端部分离的方式向规定方向弯曲；

半导体芯片，具有第1电极垫及第2电极垫，且经由粘着层而搭载于所述第1及所述第2内引线的至少一个的与所述规定方向为相反侧的面的至少一部分之上；

第1接合线，将所述第1引线与所述第1电极垫之间电连接；

第2接合线，将所述第2引线与所述第2电极垫之间电连接；及

密封树脂层，将所述第1内引线、所述第2内引线、所述配线部、所述半导体芯片、所述第1接合线、及所述第2接合线密封；且

所述第1内引线的延伸方向上的端部及所述配线部的第2端部各自在比宽度方向的端部更内侧的区域具有凹部。