引线框架及树脂密封型半导体器件制造技术

本发明专利技术公开了一种引线框架及树脂封装型半导体器件。功率ＱＦＮ包括：信号用引线（１）、芯片垫（２）、悬吊引线（３）以及垫焊接用粘接剂（７）。这些被封装在封装树脂（６）内。信号用引线（１）的下部从封装树脂（６）露出来，起外部电极（９）的作用。芯片垫（２）的中央部分（２ａ）高出周边部分（２ｂ），便能够在芯片垫（２）的薄部分（２ｃ）形成通孔（１１）不仅能够提高半导体芯片（４）的尺寸选择性，还能提高耐湿性。因此，本发明专利技术能够提供一种采用了防止芯片垫和封装树脂剥离的机构，能够搭载各种尺寸的半导体芯片的树脂封装型半导体器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用封装树脂将半导体芯片和引线框架封装起来而 形成的树脂封装型半导体器件。特别是，涉及一种为了散发来自功率半导 体元件的热而使芯片垫的下面露出的树脂封装型半导体器件。
技术介绍
近年来，为了适应电子机器的小型化发展，要求高密度地安装搭载于 电子机器上的半导体部件。伴随于此，半导体部件之一，即用封装树脂将 半导体芯片和引线框架封装起来的树脂封装型半导体器件的小型化、薄型 化在不断地深入。实现了小型化和薄型化的树脂封装型半导体器件之一， 就是取消朝着封装体的侧面突出的外部引线，在下面一侧设置有和安装基 板保持电气连接的外部电极的封装体，即所谓的QFN (Quad Flatpack Non-Leaded package)型圭寸装体。这里，因为功率半导体元件的发热量比通常的半导体元件大，所以在 在半导体芯片内设置功率半导体元件的情况下，需要边考虑散热性，边谋 求封装体的小型化、薄型化。这里，到目前为止，作为功率半导体元件用 QFN (以下称其为功率QFN)，采用的是不用封装树脂覆盖已搭载有半导体 芯片的芯片垫的下面，而是让下面露出的下面露出型构造。下面，对现有 的功率半导体元件用QFN的构造和制造方法进行说明。图8 (a)、图8 (b)分别是从上方和下方看现有的功率QFN时看到的 立体图。图8 (c)是以图8 (a)所示的VIIIc-VIIIc线切割现有的功率 QFN时得到的剖面图。如图8 (a)到图8 (c)所示，现有功率QFN包括芯片垫102;搭载在芯片垫102的上面上，形成有电极垫和功率半导体元件的半导体芯片 104;将芯片垫102包围起来的多条信号用引线101;支承芯片垫102的悬吊引线103;将信号用引线101或者芯片垫102与半导体芯片104上的电 极垫(未示)连接起来的金属细线105;将芯片垫102的上面、金属细线 105、悬吊引线103和信号用引线101的上面封装起来的封装树脂106。 信号用引线101、芯片垫102以及悬吊引线103构成引线框架。半导体芯片104，在使功率半导体元件的形成面朝上的状态下用粘结 剂107接合在芯片垫102上。封装树脂106将芯片垫102和信号用引线101封装起来，但让芯片垫 102的下面和信号用引线101的下面露出来。通过让芯片垫102的下面露 出，芯片垫102便能够起散热板的作用。通过将该芯片垫102接触安装基 板的散热部，便能让从功耗大的功率半导体元件放出的热放出到外部，从 而能够抑制封装体内的温度上升。而且，含有露出面的信号用引线101下 部成为外部电极109。在现有的功率QFN中，因为芯片垫102外周部分的下部被除去，成为 厚度很薄的薄部分102c，所以封装树脂106能够进入薄部分102c之下， 从而能够使芯片垫102和封装树脂106的粘着性提高。这样的功率QFN，是用例如以下工序形成。首先，准备具有信号用引线101、芯片垫102、悬吊引线103等的引 线框架。补充说明一下，该引线框架上经常设置在进行树脂封装时使封装 树脂不流出来的阻挡块(dam bar)。其次，用粘结剂107将所准备的引线框架的芯片垫102上面和半导体 芯片104背面粘结起来。该工序是所谓的垫焊接工序。其次，用金属细线105将搭载在芯片垫102上的半导体芯片104的电 极垫和信号用引线101或者是电极垫和芯片垫102电连接起来。该工序是 所谓的引线接合工序。适当地使用铝细线、金(Au)线等作金属细线105。其次，用由环氧树脂形成的封装树脂106将芯片垫102的除下面的部 分、半导体芯片104、信号用引线101的除下面的部分、悬吊引线103以 及金属细线105封装起来。在该工序中，将搭载有半导体芯片104的引线 框架收放到封装模具内，进行递模塑法(transfer molding)加工。其次，树脂封装后，将从封装树脂106突出到外部的信号用引线101 的前端部分切断。通过该切断工序，切断后的信号用引线101的前端面和 封装树脂106侧面便基本上处于同一个面上。也就是说，现有的功率QFN， 采用的是无起外部端子之作用的外部引线的结构。而且，未由封装树脂覆 盖而是露出的外部电极109和芯片垫102的下面安装在安装基板上。《专利文献1》特开2001 — 77278号公报《专利文献2》特开平5 — 136320号公报
技术实现思路
但是，在所述图8 (a)到图8 (c)所示的现有功率QFN中，因为让芯 片垫102的下面露出，所以仅仅靠形成薄部102c来防止芯片垫102和封 装树脂106的粘着性下降是很难的。若芯片垫102和封装树脂106剥离， 则有连接在芯片垫102上的金属细线105也从芯片垫102上剥离下来之虞。 这会使功率QFN的动作不良。在半导体芯片104的平面尺寸比芯片垫102 的上面及下面的平面尺寸小的情况下，通过在芯片垫102的周缘部分形成 裂缝(线状的沟)、通孔以后，便能够改善封装树脂106和芯片垫102之 间的粘着性。但是，为使封装体小型化而让半导体芯片104的尺寸大于芯片垫102 的情况在不断地增加。在这种情况下，若半导体芯片104的平面尺寸大于 芯片垫102的平面尺寸，便不能在芯片垫102的薄部分102c设置通孔， 也不能在薄部分102c的上面部分形成裂缝。这样一来，在现有的功率QFN 中，为确保动作的可靠性，能够搭载在芯片垫102的半导体芯片104的尺 寸便不得不受到制约。在现有的QFN结构中，树脂封装后，由于封装树脂的变形，该变形会 通过悬吊引线扩大到芯片垫中，产生芯片垫和封装树脂的剥离，损害可靠 性。本专利技术的目的在于提供一种包括防止芯片垫和封装树脂剥离的机 构，能够搭载各种尺寸的半导体芯片的树脂封装型半导体器件。本专利技术的引线框架，包括框架框、芯片垫、信号用引线以及悬吊 引线，所述芯片垫设置在所述框架框内、具有中央部分和将所述中央部分信号用引线布置在所述芯片垫周围、连接在所 述框架框上，所述悬吊引线支承所述芯片垫，用来安装半导体芯片。所述 中央部分的上面布置在比所述周边部分的上面高的位置上；在所述周边部 分的外缘部分，设置有具有咬合部分、上部比下部朝着外侧突出的薄部分。根据该结构，因为在芯片垫的薄部分形成有咬合部分，所以在将半导 体芯片安装到本专利技术的引线框架上之后，便能够经过树脂封装工序等制作 芯片垫和封装树脂的粘着性得以提高的树脂封装型半导体器件。因此，若 利用本专利技术的引线框架，则能够抑制芯片垫和封装树脂的剥离，而且能够 实现耐湿性得以提高的高可靠性树脂封装型半导体器件。所述咬合部分，可以是形成在所述薄部分的通孔，还可以是含有裂缝 的沟。该咬合部分还可以是形成在薄部分的外端部的凹部。在引线框架中，可以是这样的。所述芯片垫的下部具有四角形的平面外形；所述芯片垫的上部的平面外形，或者是圆形，或者是所述芯片垫的 下部和角部位置错开了的n角形，n是大于或者等于4的整数。这样一来， 在利用引线框架制造的树脂封装型半导体器件中，便能够将加在芯片垫的 角部的应力分散。通过在所述悬吊引线和所述芯片垫的连接部分的上面部分形成有沟， 则在利用本专利技术的引线框架制造的树脂封装型半导体器件中，便能由沟将 加在引线的应力和加在芯片垫的应力切断。本专利技术的一种树脂封装型半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种引线框架，包括：　框架框；　设置在所述框架框内的芯片垫；和　布置在所述芯片垫的周围、并支承所述芯片垫的悬吊引线，　其特征在于：　在所述悬吊引线和所述芯片垫之间的连接部分的上面部分上形成有槽。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大森弘治，迫田英树，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]