專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，特別涉及具有用于消散在半導(dǎo)體芯片中產(chǎn)生的熱量的散熱器(heat spearder)和用于防止帶式載體彎曲的加固部件的半導(dǎo)體器件。


圖17表示常規(guī)半導(dǎo)體器件。如圖17所示，半導(dǎo)體芯片1通過(guò)內(nèi)引線2與TAB(帶式自動(dòng)鍵合)帶3的銅箔3a相連。每個(gè)TAB帶3由聚亞酰胺3b和形成在帶3b上的銅箔3a構(gòu)成以形成所需的互連圖形。TAB帶3，和內(nèi)引線2和外部電極4一起構(gòu)成帶式載體，用于在其上安裝半導(dǎo)體芯片1。
半導(dǎo)體芯片1的各種類型的端子(未示出)通過(guò)內(nèi)引線2、銅箔3a和外部電極4與凸起電極5電連接。
散熱器7通過(guò)銅膏6固定到與將要連接內(nèi)引線2的表面相反的半導(dǎo)體芯片1的表面上。散熱器7可以把在半導(dǎo)體芯片1工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量散到外面去。在半導(dǎo)體芯片1周圍，在散熱器7和TAB帶3之間插入支撐環(huán)8用作加固部件，以防止TAB帶3彎曲，環(huán)8的厚度大于半導(dǎo)體芯片1的厚度。支撐環(huán)8的兩表面通過(guò)粘合部分9和10粘接到散熱器7和TAB帶3上。
暴露在凸起電極5周圍的外部電極4用覆蓋抗蝕劑11涂敷。半導(dǎo)體芯片1和內(nèi)引線2用封裝樹脂12密封。封裝樹脂12保持電絕緣并保護(hù)半導(dǎo)體芯片1免受外部應(yīng)力、潮濕等。
通過(guò)這種方式，在常規(guī)半導(dǎo)體器件中，粘合部分9和10用于把散熱器7和支撐環(huán)8彼此鍵合在一起。
但是，當(dāng)在封裝的制造中使用大量的粘合劑時(shí)，在安裝等過(guò)程中會(huì)由于熱量而回流引起粘附力下降，從而發(fā)生剝離。這是由于粘合劑被熱或含在粘合劑中的水升華膨脹引起的。如果使用粘合劑，很難避免這些問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種半導(dǎo)體器件，其特征在于包括由TAB(帶式自動(dòng)鍵合)帶構(gòu)成的帶式載體；安裝在所述帶式載體上的半導(dǎo)體芯片；金屬散熱器，固定在與所述帶式載體相對(duì)的所述半導(dǎo)體芯片的表面上，用于散去所述半導(dǎo)體芯片中產(chǎn)生的熱量，所述散熱器的形狀大于所述半導(dǎo)體芯片的形狀；由朝向所述帶式載體彎曲的所述散熱器的周邊部分構(gòu)成的加固部分，所述加固部分用于保證所述散熱器和所述帶式載體之間的預(yù)定間隙并防止所述帶式載體彎曲。
圖4是表示圖1中所示的半導(dǎo)體器件的改型的示意圖；圖5是表示圖1中所示的半導(dǎo)體器件的另一改型的截面圖；圖6是表示圖1中所示的半導(dǎo)體器件的又一改型的截面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖；圖8A-8C是鍵合圖7中所示的散熱器和支撐環(huán)的步驟的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖；圖11A-11B是表示制造圖10中所示的散熱器的方法中的步驟的示意圖；圖12是表示圖10中所示的散熱器的改進(jìn)的平面圖；圖13是表示圖10中所示的半導(dǎo)體器件的另一改型的截面圖；圖14是表示圖10中所示的半導(dǎo)體器件的另一改型的截面圖；圖15是表示圖10中所示的半導(dǎo)體器件的另一改型的截面圖；圖16是表示圖10中所示的半導(dǎo)體器件的另一改型的截面圖；和圖17是常規(guī)半導(dǎo)體器件的截面圖。
圖1表示本發(fā)明的第一實(shí)施例。參見圖1，半導(dǎo)體芯片101通過(guò)內(nèi)引線102與TAB帶103的銅箔103a連接。每個(gè)TAB帶103由聚亞酰胺帶103b和形成在帶103b上的銅箔103a構(gòu)成，以形成所需的互連圖形。TAB帶103，與內(nèi)引線102和外部電極104一起構(gòu)成帶式載體，用于在其上安裝半導(dǎo)體芯片101。
半導(dǎo)體芯片101的各種類型的端子(未示出)通過(guò)內(nèi)引線102、銅箔103a和外部電極104與凸起電極105電連接。
散熱器107通過(guò)銅膏106固定到與要連接內(nèi)引線102的表面相對(duì)的半導(dǎo)體芯片101的表面上。散熱器107把在半導(dǎo)體芯片101工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量散到外面。在半導(dǎo)體芯片101周圍，在散熱器107和TAB帶103之間插入用作加固部件的支撐環(huán)108以防止TAB帶103彎曲，其厚度大于半導(dǎo)體芯片101的厚度。支撐環(huán)108的一個(gè)表面通過(guò)粘合劑110粘接到TAB帶103上，而其另一表面通過(guò)填隙(caulking)方式固定到散熱器107上。
暴露在凸起電極105周圍的外部電極104用覆蓋抗蝕劑111涂敷。半導(dǎo)體芯片101和內(nèi)引線102用封裝樹脂112密封。封裝樹脂112保持電絕緣并保護(hù)半導(dǎo)體芯片101和免受外部應(yīng)力、潮濕等。
本實(shí)施例的特征在于，散熱器107和支撐環(huán)108通過(guò)填隙方式彼此連接在一起。圖2表示鍵合之前的散熱器107和支撐環(huán)108。
如圖2所示，預(yù)先在支撐環(huán)108的所要求位置上形成多個(gè)突起114。在對(duì)應(yīng)于突起114的位置上，在散熱器107中形成稍小于突起114的凹槽116。
下面參照?qǐng)D3A-3C說(shuō)明鍵合散熱器107和支撐環(huán)108的步驟。
如圖3A中所示，散熱器107的凹槽116和支撐環(huán)108的突起114彼此對(duì)準(zhǔn)。如圖3B所示，突起114在凹槽116中嚙合并從散熱器107一邊被壓緊。因此，如圖3C所示，突起114和凹槽116彼此配合，金屬被塑性流化在配合部分以將散熱器107和支撐環(huán)108彼此鍵合在一起。
如圖4中所示，可以形成具有能通過(guò)散熱器107延伸的長(zhǎng)度的突起114’，從散熱器107突出的突起114’的末端可以被擠壓以鍵合散熱器107。
如圖5或6所示，可以在散熱器107上形成突起115或115’。在圖5中，形成在散熱器107上的突起115的長(zhǎng)度小于支撐環(huán)108的厚度。在圖6中，突起115’具有能通過(guò)支撐環(huán)108延伸的長(zhǎng)度。
突起114、114’、115和115’和凹槽116的數(shù)量和位置可以任意選擇以得到所需強(qiáng)度。
下面說(shuō)明使用粘合劑將散熱器107和支撐環(huán)108彼此鍵合在一起的第二實(shí)施例。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。參見圖7，與圖1中相同的元件使用了與圖1相同的參考標(biāo)記表示，并省略了它們的詳細(xì)說(shuō)明。圖7和圖1的區(qū)別在于，在圖7中，散熱器207和支撐環(huán)208的鍵合(通過(guò)熔焊)采用了點(diǎn)焊。參考標(biāo)記217表示點(diǎn)焊部分。
下面參照?qǐng)D8A-8C說(shuō)明散熱器207和支撐環(huán)208彼此鍵合的步驟。
首先，如圖8A所示，散熱器207和支撐環(huán)208彼此對(duì)準(zhǔn)。如圖8B所示，散熱器207放置在支撐環(huán)208上。如圖8C所示，散熱器207和支撐環(huán)208的配合表面在所需部分點(diǎn)焊，以得到足夠高的強(qiáng)度。更詳細(xì)地說(shuō)，施加電壓，同時(shí)從散熱器207施加壓力，從而在每一邊上形成兩個(gè)點(diǎn)焊部分217，由此使散熱器207和支撐環(huán)208彼此鍵合在一起。
下面說(shuō)明使用樹脂形成支撐環(huán)308的情況，其與采用金屬的情況不一樣。
圖9表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。參見圖9，與圖1中相同的元件使用與圖1相同的參考標(biāo)記表示，并省略了它們的詳細(xì)說(shuō)明。圖9和1的區(qū)別在于，在圖9中，支撐環(huán)308是用耐熱樹脂制造的，例如含硅石的環(huán)氧樹脂，氧化鋁等。參考標(biāo)記308表示支撐環(huán)；318表示多個(gè)突起。
下面說(shuō)明散熱器307和支撐環(huán)308彼此鍵合的步驟。
為了提高粘附力，在散熱器307上預(yù)先形成多個(gè)突起318。把具有流動(dòng)性的熔化環(huán)氧樹脂裝入模子中，散熱器307放置在環(huán)氧樹脂上，同時(shí)在環(huán)氧樹脂中掩埋突起318。然后，通過(guò)冷卻固化環(huán)氧樹脂，以形成固定到散熱器307上的支撐環(huán)308。
根據(jù)本例，采用了由環(huán)氧樹脂的固化產(chǎn)生的固定力。支撐環(huán)308可以不用粘合劑而鍵合到散熱器307上。
除了環(huán)氧樹脂以外的其它樹脂也可以使用，只要它作為支撐環(huán)能達(dá)到足夠的強(qiáng)度并具有足夠高的耐熱能力即可。突起318的數(shù)量和形狀可以任意設(shè)置以得到所需的鍵合力。
圖10表示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。參見圖10，與圖1中相同的元件使用與圖1中相同的參考標(biāo)記表示，并省略了它們的詳細(xì)說(shuō)明。圖10和1的區(qū)別在于，在圖10中，散熱器407的周邊部分407a彎過(guò)180°，并使用彎曲的周邊部分407a形成支撐環(huán)。
因而，不必形成專用的支撐環(huán)，并且元件的數(shù)量減少了，從而可以以低成本提供半導(dǎo)體器件。
下面參照?qǐng)D11A和11B說(shuō)明散熱器407的制造步驟。
如圖11A所示，預(yù)先將用于形成散熱器的銅板(厚度大約0.2-0.4m)切割成八邊形。周邊部分407a彎過(guò)180°，以制造正方形散熱器407，如圖11B所示。
當(dāng)采用本例時(shí)，不必制備用于形成支撐環(huán)的專用的元件，元件的數(shù)量可以相應(yīng)減少，以小于常規(guī)例子中的數(shù)量。由于可以只通過(guò)彎曲形成支撐環(huán)部件，所以制造工藝非常簡(jiǎn)單。當(dāng)彎曲的周邊部分407a的面積設(shè)置為等于或大于要形成凸起電極105的區(qū)域的面積時(shí)，在形成凸起電極105時(shí)周邊部分407a可以用作支撐。
當(dāng)在半導(dǎo)體芯片101上安裝散熱器時(shí)，和半導(dǎo)體芯片101一起密封的空氣有時(shí)膨脹，使封裝破裂。這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)下面的措施解決。
圖12表示圖10中所示的散熱器407。如圖12所示，當(dāng)在彎曲的周邊部分407a中形成間隙413時(shí)，被密封的空氣和外部空氣相通，從而膨脹的空氣可以被釋放到外面。
圖13-16表示圖10中所示半導(dǎo)體器件的改型。
在圖13中，散熱器407的周邊部分407a被彎曲得使它們的邊緣表面對(duì)著TAB帶103，從而它們具有S形/倒S形(成數(shù)字5或倒5的形狀)截面。
在圖14中，散熱器407的周邊部分407a從圖11的狀態(tài)進(jìn)一步向半導(dǎo)體芯片101彎曲，從而它們具有成數(shù)字9或倒9形狀的截面。
在圖15中，散熱器407的周邊部分407a被彎曲得使它們的邊緣表面處于與TAB帶103相反的方向中，從而它們具有O形截面。
在圖16中，散熱器407的周邊部分407a被彎曲得使它們的邊緣表面指向TAB帶103，從而它們具有L形截面。此時(shí)，散熱器407和TAB帶103之間的間隔用封裝樹脂112填充。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，散熱器和支撐環(huán)不用粘合劑就可以彼此鍵合在一起。因此，可以防止散熱器隨著時(shí)間的推移而從支撐環(huán)上分離開。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于包括由TAB(帶式自動(dòng)鍵合)帶構(gòu)成的帶式載體(103)；安裝在所述帶式載體上的半導(dǎo)體芯片(101)；金屬散熱器(107，207，307)，固定在與所述帶式載體相對(duì)的所述半導(dǎo)體芯片的表面上，用于散去所述半導(dǎo)體芯片中產(chǎn)生的熱量，所述散熱器的形狀大于所述半導(dǎo)體芯片的形狀；由朝向所述帶式載體彎曲的所述散熱器的周邊部分構(gòu)成的加固部分(407a)，所述加固部分用于保證所述散熱器和所述帶式載體之間的預(yù)定間隙并防止所述帶式載體彎曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述加固部分由從帶式載體一邊向所述半導(dǎo)體芯片彎曲大約180°的所述散熱器的周邊部分構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述加固部分由朝向所述帶式載體彎曲以具有S形/倒S形截面的所述散熱器的所述周邊部分構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述加固部分由朝向所述帶式載體彎曲以具有數(shù)字9/倒9形狀的截面的所述散熱器的所述周邊部分構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述加固部分由朝向所述帶式載體彎曲以具有O形截面的所述散熱器的所述周邊部分構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述加固部分由通過(guò)在所述散熱器的所述周邊部分形成的多個(gè)彎曲部分構(gòu)成，所述相鄰的彎曲部分形成間隙(413)。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件，其特征在于包括由TAB(帶式自動(dòng)鍵合)帶構(gòu)成的帶式載體；安裝在所述帶式載體上的半導(dǎo)體芯片；金屬散熱器，固定在與所述帶式載體相對(duì)的所述半導(dǎo)體芯片的表面上，用于散去所述半導(dǎo)體芯片中產(chǎn)生的熱量，所述散熱器的形狀大于所述半導(dǎo)體芯片的形狀；由朝向所述帶式載體彎曲的所述散熱器的周邊部分構(gòu)成的加固部分，所述加固部分用于保證所述散熱器和所述帶式載體之間的預(yù)定間隙并防止所述帶式載體彎曲。
文檔編號(hào)H01L21/60GK1433068SQ0214270
公開日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2002年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月8日
發(fā)明者丹羽康一郎 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社