半导体微型器件制造技术

提供一种半导体微型器件，具有：矩形的硅微型构造物芯片；具有固定硅构造物芯片的芯片焊盘的引脚框架，包括该芯片焊盘与所说硅构造物芯片接触的接触部；以及，将所说硅构造物芯片和所说引脚框架的局部封装起来的树脂封装材料；其特征是，所说引脚框架的芯片焊盘具有低于所说接触部以避免与所说构造物芯片接触的非接触部，该非接触部至少在与硅构造物芯片的对角部位相对应的位置上形成。本发明专利技术的半导体微型器件在所说非接触部和所说硅构造物芯片之间的间隙中填充有所说树脂封装材料，芯片焊盘和构造物芯片二者通过树脂粘接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有硅微型构造物芯片的树脂封装型半导体微型器件，特别是涉及可使构造物芯片承受的热变形得到缓和的微型器件。
技术介绍
作为具有微小可动零件的硅微型构造物芯片，有可感知汽车或航空器等的加速度的加速度传感器或角加速度传感器、以及充分利用微细加工技术得到的静电驱动器等。例如，加速度传感器用的传感器芯片，具有由悬臂支承的可动部、以及靠近可动部配置的固定部，一旦处于加速状态，传感器芯片的可动部即发生微小移动，将可动部与固定部之间微小的距离变化作为电阻变化进行检测，从而测出加速度。上述这些构造物芯片是粘接在芯片安装台上使用的。通常，构造物芯片和安装台是由线膨胀系数不同的材质形成的。因此，当器件的温度升高时，构造物芯片与安装台的热膨胀产生差异，从而在构造物芯片上产生拉伸或压缩应力，有可能导致芯片发生变形即热变形。随着构造物芯片的小型化，即使构造物芯片产生微小热变形，也很可能引起误动作等重大问题的发生。特开2001-208627号公报公开了一种解决芯片热变形问题的方法。即，在将由玻璃底座和硅膜片构成的传感器芯片固定在气密玻璃上而成的半导体压力检测装置中，在传感器芯片或气密玻璃的某一个上，形成有面积比传感器芯片的粘接侧面积小的圆形凸部，将该凸部的表面作为粘接面。与不形成凸部的情况相比，传感器芯片和气密玻璃二者的粘接面积要小。因此，传感器芯片从粘接面直接接受的热变形减小。此外，芯片的除被固定在凸部表面上的区域之外的非固定区域是不与气密玻璃接触的，因而不会接受热变形。特开平6-289048号公报所公开的是下述电容式加速度传感器，其包括将硅片制成的可动电极层夹在两片玻璃制固定电极层中间而构成的传感器芯片、以及、固定该传感器芯片的氧化铝基板。该文献的传感器所公开的，也同样是为了抑制热变形，在传感器芯片或基板的某一个上，形成面积比传感器芯片的粘接侧面积小的凸部。此外，还公开了替代凸部而使面积比传感器芯片的粘接侧面积小的衬垫介于传感器芯片与基板之间的方案。由于传感器芯片是通过凸部或衬垫进行粘接的，因而粘接面积小，可减小传感器芯片承受的热变形。作为该文献所涉及的专利技术的另一种方案，公开的是使用天然橡胶类粘接剂等作为传感器芯片和基板之间的粘接层的方案，通过粘接层缓和内应力从而能够抑制传感器芯片的热变形。对于近年来的半导体微型器件，从使用的方便性考虑，人们希望能够以经过树脂封装的IC芯片的形式提供。IC芯片型微型器件，是将硅制传感器芯片固定在金属制引脚框架(lead frame)的芯片焊盘(diepad)上，以树脂封装材料进行浇铸而制成。这种半导体微型器件，由于其整个构造物芯片与芯片焊盘或树脂封装材料接触，因而与过去的非树脂封装的微型器件相比，构造物芯片承受的热变形的状况和分布更为复杂，以过去的方法无法充分消除热变形。此外，在通常的树脂封装型微型器件中，引脚框架由薄铜膜形成，半导体芯片由硅形成。因此，引脚框架的线膨胀系数和半导体芯片传感器的线膨胀系数二者之差将达到5倍左右。这种差异大大超过专利文献1和2中所使用的芯片安装台和传感器芯片的线膨胀系数之差，意味着传感器芯片上所产生的热变形更大。因此，若仿照现有技术形成凸部，则为了能够实质上消除热变形，必须使凸部表面的粘接面积非常小。而这样一来，有可能导致无法可靠地进行传感器芯片的模片接合，制造过程中芯片产生晃动，废品发生率上升。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种传感器芯片的热变形的影响小、具有高性能和高可靠性的树脂封装型半导体微型器件。此外，本专利技术提供一种具有如下形式的引脚框架的半导体微型器件，即，该引脚框架在制造过程中能够可靠地进行模片接合。本专利技术的半导体微型器件，包括矩形的硅微型构造物芯片；具有固定所说硅构造物芯片的芯片焊盘的引脚框架，包括该芯片焊盘与所说硅构造物芯片接触的接触部；至少将构造物芯片和引脚框架的局部封装起来的树脂封装材料。在引脚框架的芯片焊盘上，具有用来固定构造物芯片的模片接合区域，模片接合区域具有不与硅构造物芯片接触的非接触部。这里所说的接触部，是指对硅构造物芯片进行支承的部分，硅构造物芯片通过模片接合被固定在该部分上。而非接触部是指比接触部低的台阶形部分，即使硅构造物芯片被模片接合在接触部上时也不与芯片接触的部分。处于该非接触部和硅构造物芯片之间的空间，在进行树脂封装处理时将被树脂填充。在制造完毕的半导体微型器件中，硅构造物芯片通过接触部以及填充于非接触部与芯片之间的树脂封装材料使整个芯片得到支承并被固定。我们发现，若在本专利技术中，芯片焊盘的接触部在矩形硅构造物芯片的对角线方向上形成，则会出现芯片的热变形增大的倾向。为此，将本专利技术中所使用的引脚框架的芯片焊盘这样进行设计，即，减小与硅构造物芯片的对角线相对应的区域中所形成的接触部的面积。也就是说，本专利技术中使用的芯片焊盘，其非接触部在与硅构造物芯片的对角线相对应的区域的局部或整个区域形成。根据本专利技术，通过减小芯片对角线上的接触部的面积，可减小芯片承受的热变形，从而得到可靠性高的半导体微型器件。由于非接触部经树脂封装处理被填充，因此，最终制成品的半导体微型器件内的硅构造物芯片，不仅得到接触部而且得到树脂封装材料的支承。因此，与不进行树脂封装而在非接触部存在有空隙的半导体微型器件相比，硅构造物芯片的抗冲击性提高。附图说明对于本专利技术，将结合附图在下面做详细说明。图1是本专利技术所涉及的半导体微型器件的概略图。图2A是本专利技术实施方式1所涉及的微型器件的芯片焊盘和传感器芯片的俯视图。图2B是图2A所示微型器件的A-A向剖视图。图3A是本专利技术实施方式1的变型例所涉及的微型器件的芯片焊盘和传感器芯片的俯视图。图3B是图3A所示微型器件的A-A向剖视图。图4A是本专利技术实施方式2所涉及的微型器件的芯片焊盘和传感器芯片的俯视图。图4B是图4A所示微型器件的A-A向剖视图。图5A是本专利技术实施方式2的变型例所涉及的微型器件的芯片焊盘和传感器芯片的俯视图。图5B是图5A所示微型器件的A-A向剖视图。图6A是本专利技术实施方式2的另一个变型例所涉及的微型器件的芯片焊盘和传感器芯片的俯视图。图6B是图6A所示微型器件的A-A向剖视图。图7A是本专利技术实施方式3所涉及的微型器件的芯片焊盘和传感器芯片的俯视图。图7B是图7A所示微型器件的A-A向剖视图。图8A是本专利技术实施方式3的变型例所涉及的微型器件的芯片焊盘和传感器芯片的俯视图。图8B是图8A所示微型器件的A-A向剖视图。图9A是本专利技术实施方式3的另一个变型例所涉及的微型器件的芯片焊盘和传感器芯片的俯视图。图9B是图9A所示微型器件的A-A向剖视图。图10A是本专利技术实施方式4所涉及的微型器件的芯片焊盘和传感器芯片的俯视图。图10B是图10A所示微型器件的A-A向剖视图。图11A是本专利技术实施方式4的变型例所涉及的微型器件的芯片焊盘和传感器芯片的俯视图。图11B是图11A所示微型器件的A-A向剖视图。图12A是本专利技术实施方式5所涉及的微型器件的芯片焊盘和传感器芯片的俯视图。图12B是图12A所示微型器件的A-A向剖视图。图13A是本专利技术实施方式5的变型例所涉及的微型器件的芯片焊盘和传感器芯片的俯视图。图13B是图13A所示微型器件的A-A向剖视图。具体实施例方式本专利技术的半导体微型器件，包括具有可动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体微型器件，其特征在于，该微型器件包括：矩形的硅微型构造物芯片；具有固定所说硅构造物芯片的芯片焊盘的引脚框架，包括该芯片焊盘与所说硅构造物芯片接触的接触部；以及，将所说硅构造物芯片和所说引脚框架的局部封装起来的树脂封装材料；所说引脚框架的芯片焊盘具有低于所说接触部以避免与所说硅构造物芯片接触的非接触部，该非接触部至少在与硅构造物芯片的对角部位相对应的位置上形成，在所说非接触部和所说硅构造物芯片之间的间隙中填充有所说树脂封装材料，芯片焊盘和构造物芯片二者通过树脂粘接。

【技术特征摘要】
JP 2004-5-13 143035/041.一种半导体微型器件，其特征在于，该微型器件包括矩形的硅微型构造物芯片；具有固定所说硅构造物芯片的芯片焊盘的引脚框架，包括该芯片焊盘与所说硅构造物芯片接触的接触部；以及，将所说硅构造物芯片和所说引脚框架的局部封装起来的树脂封装材料；所说引脚框架的芯片焊盘具有低于所说接触部以避免与所说硅构造物芯片接触的非接触部，该非接触部至少在与硅构造物芯片的对角部位相对应的位置上形成，在所说非接触部和所说硅构造物芯片之间的间隙中填充有所说树脂封装材料，芯片焊盘和构造物芯片二者通过树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：大谷浩，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]