模制塑料型半导体器件及其制造工艺制造技术

一种制造树脂密封半导体器件的方法，所说半导体器件中管芯垫具有小于安装于管芯垫主表面上的半导体芯片的面积，半导体芯片和管芯垫密封在模制树脂体中。半导体芯片和管芯垫设置于模具的凹腔中，使管芯垫背面和凹腔的相对内表面间的间距比半导体芯片主表面和凹腔的相对内表面间的间距窄相当于管芯垫厚度的距离。通过中部浇口同时向凹腔内注入树脂，从而模制树脂体。于是半导体芯片不会因注入到芯片背侧空间的树脂而向上移动。因此，由于防止了半导体芯片、键合线等暴露于模制树脂体外的缺陷，所以可以提高树脂密封半导体器件的成品率。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模制塑料型半导体器件，特别涉及一种利用转移模塑法制造的模制塑料型半导体器件及可有效在应用于制造该器件的工艺技术。模制塑料型半导体器件是通过以下步骤制造的在通过支撑引线支撑于引线框框体上的管芯垫(也称为托板)的芯片安装表面上安装半导体芯片；通过键合线电连接设置于半导体芯片主表面上的外部端子与支撑于引线框框体上的引线的内段；用塑料模密封半导体芯片、管芯垫、支撑引线、引线的内段、键合线等；从引线框的框体上切割支撑引线和引线的外段；然后将引线的外段成形为预定形状。上述模制塑料型半导体器件的塑料模根据适于批量生产的转移模塑法制造。具体说，已经过前面各步骤(管芯键合步骤和引线键合步骤)的引线框设置于模具的上部和下部之间，同时在模具的凹腔内设置半导体芯片、管芯垫、支撑引线和引线的内段及键合线。然后在压力下，通过其流道和浇口从模具槽将树脂浇入到凹腔内，从而制造塑料模。在上述塑料模制造步骤中，为了抑制在凹腔内填充树脂的失效，换言之，抑制空洞的产生，已尝试通过将半导体芯片2和管芯垫3A设置于凹腔11内，如附图说明图16(示意剖面图)所示，以便使从半导体芯片2的主表面到与该主表面相对的凹腔11的内壁表面的距离L1，等于从管芯垫3A的背面到与该背面相对的凹腔11的内壁表面的距离L2，使流入到半导体芯片2的主表面侧上的填充区11A的树脂的流动性等于流到半导体芯片2的背面侧上的填充区域11B的树脂的流动性。此外，还已尝试通过采用在引线框3之上和之下延伸的中心浇口12(也称为垂直浇口)作为控制浇入凹腔2的树脂量的浇口，将树脂同时填充到半导体芯片2的主表面侧上的填充区11A和背面侧上的填充区11B内、在上述模制塑料型半导体器件中，用塑料模密封管芯垫及半导体芯片，这样塑料模中所含水趋于聚集于管芯垫的背面内。聚集于管芯垫背面的水分借温度周期试验所产生的热或封装时产生的热蒸发并膨胀，并变为塑料模龟裂(封装龟裂)的原因，其中所说温度周期试验是一种在完成了产品后进行的环境试验。为了克服这种技术问题，日本专利特许公开昭63-204753公开了一种技术，使管芯垫的面积小于半导体芯片的面积，利用该技术，可以抑制塑料模的树脂中的水聚集于管芯垫背面的现象。所以可以防止由于管芯垫背面中的水分蒸发和膨胀造成的塑料模龟裂(封装龟裂)。如图17(示意剖面图)所示，在使管芯垫3A的面积小于半导体芯片2的面积时，半导体芯片2背面侧上的填充区11B因而变得较宽，这使得在半导体芯片2背面侧上的填充区11B内流动的树脂的流动性，高于在半导体芯片2的主表面侧的填充区11A中流动的树脂的流动性。换言之，半导体芯片2背面侧上填充区11B的树脂填充早于半导体芯片2主表面侧上填充区11A的树脂填充完成。如图18(示意剖面图)所示，填充于半导体芯片2背面侧上的填充区11B的树脂1A向上顶起半导体芯片2，导致半导体芯片2、键合线等从塑料模中显现，进而导致了模制塑料型半导体器件的成品率显著下降。另一方面，在采用QFP结构的树脂模制型半导体器件中，在半导体芯片角部的外部区域设置有支撑引线，同时在半导体芯片每个侧边的外部区域上设置有多个引线和多个键合线。换言之，半导体芯片角部的外部区域比半导体芯片每个侧边的外部区域更大，所以树脂的流动性在半导体芯片角部的外部区域高于半导体芯片每个侧边的外部区域。因此，键合线因从角部的外部区域流到半导体芯片的每个侧边的外部区域中的树脂而流动，两相邻键合线间发生短路，这会引起模制塑料型半导体器件的成品率显著下降。这些键合线间的短路在连接到与半导体芯片角部的外部区域最相邻的第一级引线的键合线，与连接到与第一引线相邻的第二引线的键合线间特别显著。本专利技术的目的是提供一种能够提高模制塑料型半导体器件的成品率的技术。本专利技术另一目的是提供一种能够提高模制塑料型半导体器件制造工艺中成品率的技术。通过以下介绍和附图，本专利技术的上述和其它目的及新颖特点将变得更清楚。下面简要介绍本申请所公开的典型专利技术。(1)一种制造模制塑料型半导体器件的工艺，所说模制塑料型半导体器件中，管芯垫形成为具有小于安装于管芯垫的主表面上的半导体芯片的面积，半导体芯片和管芯垫利用塑料模密封，所说工艺包括以下步骤在通过支撑引线支撑于引线框的框体上的管芯垫的主表面上安装半导体芯片；在模具的上部和下部之间设置所说引线框，并在模具的凹腔中设置半导体芯片和管芯垫，以便管芯垫的背面侧到与管芯背面侧相对的凹腔的内壁表面间的距离，变得比半导体芯片主表面到与半导体芯片主表面相对的凹腔内壁表面间的距离窄管芯垫的厚度那么多；从位于所说半导体芯片一侧的所说模具的浇口浇入树脂。该工艺还包括利用在引线框之上和之下延伸的中心浇口作模具的浇口，并同时将树脂浇入到凹腔的上部和下部，从而形成塑料模。(2)一种模制塑料型半导体器件，其中多个外部端子设置于半导体芯片主表面上的至少一个侧边上，并沿该至少一侧边排列，多个引线设置于所说半导体芯片一侧边的外部，并沿该侧边排列，多个外部端子中的每一个通过键合线与所说多个引线中的每一个的一端部电连接，半导体芯片、引线和键合线用树脂密封。在该模制塑料型半导体器件中，至少最邻近所说半导体芯片角部的第一级引线的端部与邻近第一级引线的第二级引线间的距离形成为宽于另外两引线端部间的距离。根据第(1)条，半导体芯片主表面侧上的填充区具有基本上与背面侧上的填充区相同的容积，每个区都设置于凹腔内，从而可以使得流过半导体芯片主表面上的填充区的树脂的流动性几乎与流过背面侧上的填充区的树脂相等。另外，采用中部浇口可以同时将树脂提供到半导体芯片的主表面侧上的填充区和背面侧上的填充区。因此，半导体芯片主表面侧上的填充区的树脂填充和背面侧上的填充区的树脂填充几乎可以同时完成，这可以防止半导体芯片因填充到半导体芯片背面侧上的填充区的树脂而被顶起。结果，可以防止半导体芯片、键合线等从塑料模中显现，进而可以提高模制塑料型半导体器件的成品率，根据本专利技术的上述第(2)条，由于连接到最邻近半导体芯片角部的外部区域的第一级引线的一端部的键合线，与连接到邻近第一级引线的第二级引线的一端部的另一键合线间的距离可以形成得较宽，即使键合线由于从半导体芯片角部的外部区域流到半导体芯片一侧边的外部区域的树脂而移动，也可以抑制这些键合线间的短路。结果，可以提高模制塑料型半导体器件的成品率。图1是本专利技术第一实施例的模制塑料型半导体器件的平面图，其中已去掉了塑料模的上部。图2是沿图1的A-A线取的剖面图。图3是沿图1的B-B线取的剖面图。图4是用于制造上述模制塑料型半导体器件的引线框的平面图。图5是展示制造上述模制塑料型半导体器件的工艺的部分剖面图。图6是展示制造上述模制塑料型半导体器件的工艺的另一部分剖面图。图7是展示树脂流动的示意剖面图。图8是展示树脂流动的另一示意剖面图。图9是用于制造上述模制塑料型半导体器件的另一引线框的平面图。图10是用于制造上述模制塑料型半导体器件的再一引线框的平面图。图11是本专利技术第二实施例的模制塑料型半导体器件的平面图，其中去掉了塑料模的上部。图12是图11的部分放大剖面图。图13是用于制造上述模制塑料型半导体器件的引线框的平面图。图14是展示上述模制塑料型半导体器件的变形的部分平面图。图15是展本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造模制塑料型半导体器件的工艺，所说模制塑料型半导体器件中，管芯垫形成为具有小于安装于管芯垫的主表面上的半导体芯片的面积，所说半导体芯片和所说管芯垫用塑料模密封，所说工艺包括以下步骤： （Ａ）在通过支撑引线支撑于引线框的框体上的管芯垫的主表面上安装半导体芯片； （Ｂ）在模具的上部和下部之间设置所说引线框，并在模具的凹腔中设置所说半导体芯片和所说管芯垫，以便管芯垫的背面侧到与管芯背面侧相对的凹腔的内壁表面间的距离，变得比半导体芯片主表面到与半导体芯片主表面相对的凹腔内壁表面间的距离窄； （Ｃ）从位于所说半导体芯片一侧的所说模具的浇口浇入树脂，从而用树膜密封所说半导体芯片和所说管芯垫。

【技术特征摘要】
1.一种制造模制塑料型半导体器件的工艺，所说模制塑料型半导体器件中，管芯垫形成为具有小于安装于管芯垫的主表面上的半导体芯片的面积，所说半导体芯片和所说管芯垫用塑料模密封，所说工艺包括以下步骤(A)在通过支撑引线支撑于引线框的框体上的管芯垫的主表面上安装半导体芯片；(B)在模具的上部和下部之间设置所说引线框，并在模具的凹腔中设置所说半导体芯片和所说管芯垫，以便管芯垫的背面侧到与管芯背面侧相对的凹腔的内壁表面间的距离，变得比半导体芯片主表面到与半导体芯片主表面相对的凹腔内壁表面间的距离窄；(C)从位于所说半导体芯片一侧的所说模具的浇口浇入树脂，从而用树膜密封所说半导体芯片和所说管芯垫。2.根据权利要求1的工艺，其中所说浇口由所说引线框的上部和下部限定。3.根据权利要求1的工艺，其中所说管芯垫定位成在塑料模的厚度方向上低于支撑于所说引线框的框体上的所说引线的内段。4.根据权利要求1的工艺，其中所说管芯垫形成为具有圆形平面、方形平面或X形平面。5.根据权利要求1的工艺，其中所说浇口设置在支撑引线与所说引线框体连接的区域附近。6.一种模制塑料型半导体器件，其中多个外部端子设置于半导体芯片主表面的至少一个侧边上并沿该至少一侧边排列，多个引线设置于所说半导体芯片一侧边的外部，并沿该侧边排列，所说多个外部端子中的每一个通过键合线与所说多个引线中的每一个的一端部电连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫木美典，铃木博通，铃木一成，西田隆文，伊藤富士夫，坪崎邦宏，龟冈昭彦，西邦彦，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，日立超大规模集成电路系统株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]