專利名稱：具有樹脂封殼的元件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及具有樹脂封殼的元件(如半導(dǎo)體元件)，本發(fā)明尤其涉及無引線安裝面型的樹脂封裝式半導(dǎo)體元件(這種結(jié)構(gòu)適宜于提高安裝密度)。本發(fā)明還涉及此類半導(dǎo)體元件的制作方法。
近來，電子元件的小型化趨勢提出了樹脂封裝式封殼的引出線以更小間距布置的要求。因此，有必要提出可使引線間距進一步減小的樹脂封裝式封殼新結(jié)構(gòu)及其制作方法。


圖1A、1B和1C是具有傳統(tǒng)樹脂封裝式封殼的半導(dǎo)體元件示意圖。該元件包含樹脂1、芯片2、外引線3、連線4(由銅鋁(Au-Al)合金制成)，以及沖模墊5。圖1A、1B及1C所示封殼被稱為SSOP(熱裝式小輪廓封殼)。接在電路板上的外引線3呈鷗翼形。
圖2是另一種型式半導(dǎo)體元件的剖視圖。該元件包含焊球6和安裝基座7，被樹脂封裝的芯片2和焊球6裝在安裝基座7上。圖2所示封殼被稱為BGA(焊球網(wǎng)陣)型，其中的焊球6起著安裝基座7上的端子的作用。
圖1A、1B及1C所示SSOP型封殼的缺點在于其內(nèi)引線8的所需布線面積較大(內(nèi)引線與外引線一體)，而且外引線3也需要較大的布線面積。因此，SSOP型封殼需要較大的安裝面積。
由于需要設(shè)置安裝基座7，所以圖2所示GBA型封殼的成本較高。
本發(fā)明的基本目標是設(shè)法消除上述缺點，并提出相應(yīng)的樹脂封裝式元件及其制造方法。
本發(fā)明的特定目標是提出安裝面較小的低成本樹脂封裝式元件及其制造方法。
本發(fā)明的上述目標可由如下元件達到，該元件包括芯片(111)；封裝芯片的樹脂封殼(112，151，314)，該樹脂封殼的安裝面上設(shè)有樹脂凸部(117，154，318)；設(shè)在各樹脂凸部處的金屬膜(113，155，315)；以及將芯片電極焊盤與金屬膜接通的連接部分(118，101，163，245，313，341，342)。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各金屬膜由單層金屬材料膜(113A)構(gòu)成。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各金屬膜由相互疊合的多層金屬膜(113B-113D，213E-213G)構(gòu)成。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各連接部分相應(yīng)地包括連線(118)，該連線被接在電極焊盤和金屬膜上。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各連接部分相應(yīng)地包括連線118)和連接頭(101，245)，該連接頭設(shè)在相應(yīng)的金屬膜上；且連線被接在電極焊盤和連接頭上。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是樹脂封殼為封殼模制件，因此樹脂凸部在樹脂封殼本體上形成。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是樹脂封殼包含放置芯片的第一樹脂部分(153)和覆蓋芯片的第二樹脂部分(152)。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各連接部分相應(yīng)地包括連線(118)和連接電極(156)，位于第一樹脂部分中的該連接電極通過進入樹脂凸部而伸至金屬膜上；且連線被接在電極焊盤和連接電極上。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各樹脂凸部(154)上相應(yīng)地設(shè)有通孔(157)，連接電極通過該通孔而伸至金屬膜上。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各金屬膜(315)相應(yīng)地具有伸向芯片下側(cè)并被樹脂封殼封裝的引導(dǎo)部分(3151)；且連接部分含有接在引導(dǎo)部分上的連線。
該元件的結(jié)構(gòu)還可包括被樹脂封殼封裝的散熱元件(340)，芯片被裝在散熱元件上；該元件的結(jié)構(gòu)可以是各連接元件相應(yīng)地包括介于芯片(311)電極焊盤(312)與金屬膜(315)之間的凸塊(342)。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各金屬膜(315)相應(yīng)地具有伸向芯片下側(cè)并被樹脂封殼封裝的引導(dǎo)部分(3151)；且連接部分含有介于芯片(311)電極焊盤(312)與金屬膜引導(dǎo)部分(3151)之間的凸塊(342)。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各金屬膜(315)相應(yīng)地具有伸向芯片下側(cè)并被樹脂封殼封裝的引導(dǎo)部分(3151)，引導(dǎo)部分(3151)具有凹部(343)；且連接部分含有凸塊(342)，該凸塊介于芯片(311)電極焊盤(312)與金屬膜引導(dǎo)部分(3151)之間并被設(shè)置在凹部(343)中。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是芯片(311)電極焊盤安裝面的背面外露在與樹脂封殼安裝面相對的另一表面上。
該元件的結(jié)構(gòu)還可包括接在芯片背面上的散熱元件(345)。
該元件的結(jié)構(gòu)還可包括設(shè)在芯片之電極焊盤安裝面上的絕緣元件。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是連接部分包括含有導(dǎo)電顆粒(348)并可在給定壓力下凝結(jié)起來的導(dǎo)電樹脂。
本發(fā)明的上述目標還可由如下元件達到，該元件包括芯片(111)；封裝芯片的樹脂封殼(151)，其上設(shè)有第一樹脂部分(153)和第二樹脂部分(152)，芯片被置于第一樹脂部分(153)上并由第二樹脂部分(152)覆蓋；具有連線(118)和連接電極(172)的連接部分(118，172)，連接電極被置于第一樹脂部分(153)上并從其上突出；以及設(shè)在連接部分的連接電極上的相應(yīng)金屬膜(155)。
本發(fā)明的上述目標還可由如下元件達到，該元件包括芯片(111)；封裝芯片的樹脂封殼(181)，其上設(shè)有第一樹脂部分(183)和第二樹脂部分(182)，芯片被置于第一樹脂部分(183)上并由第二樹脂部分(182)覆蓋，第一樹脂部分中設(shè)有通孔(184)；設(shè)在第一樹脂部分(182)上的電極部分(185)，它可覆蓋相應(yīng)的通孔；以及將芯片電極焊盤與電極部分(185)接通的連接部分(118)。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是第一樹脂部分包括樹脂膠帶(183)。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各連接部分相應(yīng)地包括連線，該連線被接在電極焊盤和電極部分(185)上。
本發(fā)明的上述目標還可由如下元件達到，該元件包括芯片(211)；封裝芯片的樹脂封殼(212)，該樹脂封殼的安裝面上設(shè)有樹脂凸部(217，217B)，該樹脂凸部伸至安裝面以下，并從樹脂封殼的至少一個側(cè)面處橫向外伸；設(shè)在各樹脂凸部處的金屬膜(213)；以及將芯片電極焊盤與金屬膜接通的連接部分(218)。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各金屬膜由單層金屬材料膜(113A)構(gòu)成。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各金屬膜由疊合的多層金屬膜(113B-113D，213E-213G)構(gòu)成。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各連接部分相應(yīng)地包括連線(218)，該連線被接在電極焊盤和金屬膜上。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各連接部分相應(yīng)地包括連線(218)和設(shè)在金屬膜上的連接頭(101，245)；且連線被接在電極焊盤和連接頭上。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是樹脂封殼為封殼模制件，因此樹脂凸部在樹脂封殼本體上形成。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是樹脂凸部(217)從樹脂封殼的多個側(cè)面處橫向外伸。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是樹脂凸部(217B)僅從樹脂封殼的一個側(cè)面處橫向外伸。
該元件的結(jié)構(gòu)還可包括為樹脂封殼(212)而設(shè)的支承元件(253)，該支承元件(253)對于垂直安裝在電路板上的元件起支承作用。
本發(fā)明的上述目標還可由如下元件達到，該元件包括芯片(211)；封裝芯片的樹脂封殼(212)，該樹脂封殼的安裝面上設(shè)有樹脂凸部(291A，291B)，該樹脂凸部伸至安裝面以下，并與樹脂封殼的某一側(cè)面大體齊平；設(shè)在各樹脂凸部處的金屬膜(290A，290B)；以及將芯片電極焊盤與金屬膜接通的連接部分(218)。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是樹脂凸部包括第一凸部(291A)和橫向長度長于第一凸部的第二凸部(291B)，由此可使第二凸部伸在芯片下側(cè)；且金屬膜包括設(shè)在第一凸部上的第一金屬膜(290A)和設(shè)在第二凸部上的第二金屬膜(290B)。
該元件的結(jié)構(gòu)還可包括設(shè)在樹脂封殼安裝面上的隔離體(293)，其特征在于當元件被支承在電路板上時，隔離體將與另一元件相接觸，從而使樹脂封殼的側(cè)面對著電路板。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是隔離體是散熱元件。
本發(fā)明的上述目標還可由如下制作方法達到，該方法用來制作芯片由樹脂封殼封裝的元件，該方法包括a)制作引線架(120)，該引線架的基底(121)上設(shè)有含相應(yīng)金屬膜(113)的凹部122；b)在引線架上安裝芯片(111)；c)設(shè)置連接部分(118，101，163，245)，使之接通金屬膜與芯片的電極焊盤；d)進行樹脂的模制加工，使各個樹脂封殼模制件分別覆蓋相應(yīng)的芯片及金屬膜(金屬膜由引線架支承)；以及e)使樹脂封殼模制件及樹脂凸部(該樹脂凸部對應(yīng)著凹部)上的金屬膜一同從引線架上分離下來。
該方法的形式可以是工序(e)包括蝕刻并溶解引線架的工序。
該方法的形式可以是工序(e)包括以機械方法將引線架從樹脂封殼模制件上分離下來的工序。
該方法的內(nèi)容還可包括在樹脂封殼模制件上設(shè)置膠帶的工序，該工序排在工序(e)之前。
該方法的形式可以是工序(c)包括在金屬膜上設(shè)置連接頭的第一工序，以及將連線接在芯片電極焊盤和連接頭上的第二工序，連接頭及連線相當于連接部分。
該方法的形式可以是對樹脂進行模制加工的工序(d)使各個樹脂封殼模制件結(jié)為一體。
該方法的形式可以是對樹脂進行模制加工的工序(d)使各個樹脂封殼模制件相互分離。
本發(fā)明的上述目標可由如下元件達到，該元件包括芯片(311)；封裝芯片的樹脂封殼(314)，該樹脂封殼具有其安裝面；設(shè)在各樹脂封殼中的相應(yīng)金屬膜(315)，該金屬膜與安裝面齊平并外露于其上；以及將芯片電極焊盤與金屬膜接通的連接部分(313，101，342)。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各連接部分相應(yīng)地包括連線(313)和設(shè)在各金屬膜上的相應(yīng)連接頭(101)；且連線被接在電極焊盤和連接頭上。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各金屬膜是由一種金屬材料制成的單層膜(315A)。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各金屬膜包括疊合起來的多層金屬膜(315B-315D)。
該元件的結(jié)構(gòu)可以是各連接部分相應(yīng)地包括介于芯片(311)電極焊盤(312)與金屬膜(315)之間的凸塊(342)。
本發(fā)明的上述目標可由如下制作方法達到，該方法用來制作芯片由樹脂封殼封裝的元件，該方法包括a)制作引線架(320)，該引線架的基底(321)上設(shè)有金屬膜(315)；b)在引線架上安裝芯片(311)；c)設(shè)置連接部分(313，101)，使之接通金屬膜與芯片的電極焊盤；d)進行樹脂的模制加工，使各個樹脂封殼模制件分別覆蓋相應(yīng)的芯片及金屬膜(金屬膜由引線架支承)；以及e)使樹脂封殼模制件和金屬膜一同從引線架上分離下來，從而使芯片外露在樹脂封殼模制件的安裝面上。
該方法的形式可以是工序(e)包括蝕刻并溶解引線架的工序。
該方法的形式可以是工序(e)包括以機械方法將引線架從樹脂封殼模制件上分離下來的工序。
在以下結(jié)合附圖所做的詳細描述中，本發(fā)明的其它目標、特征及優(yōu)點將得到更明確的介紹，其中圖1A是普通SSOP型半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖1B是圖1A所示半導(dǎo)體元件的仰視圖；圖1C是圖1A所示半導(dǎo)體元件的俯視圖；圖2是普通BGA型半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖3是如本發(fā)明第一實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖4是圖3所示半導(dǎo)體元件制作方法中某一工序的側(cè)視圖；圖5是某一引線架的平面圖，該引線架用于制作如本發(fā)明第一實施例所述的半導(dǎo)體元件；圖6是圖3所示半導(dǎo)體元件制作方法中另一工序的剖視圖；圖7是圖6所示工序完成時的樹脂封殼仰視圖；圖8是如本發(fā)明第二實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖9是用于圖8所示半導(dǎo)體元件的樹脂凸部的放大透視圖；圖10是用于圖8所示半導(dǎo)體元件的另一種樹脂凸部的放大透視圖；圖11是如本發(fā)明第二實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中某一工序的剖視圖；圖12是如本發(fā)明第二實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中另一工序的剖視圖；圖13是圖12所示工序完成后的封殼仰視圖；圖14是如本發(fā)明第三實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖15是用于如本發(fā)明第三實施例所述半導(dǎo)體元件的樹脂凸部的放大透視圖；圖16是如本發(fā)明第三實施例所述半導(dǎo)體元件的樹脂凸部的放大透視圖；圖17是某一引線架的平面圖，該引線架用于制作如本發(fā)明第三實施例所述的半導(dǎo)體元件；圖18是如本發(fā)明第三實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中另一工序的剖視圖；圖19是如本發(fā)明第四實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖20是圖19所示半導(dǎo)體元件制作方法中某一工藝的側(cè)視圖；圖21是如本發(fā)明第五實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖22是如本發(fā)明第六實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖23是圖22所示半導(dǎo)體元件制作方法中某一工序的剖視圖；圖24是如本發(fā)明第七實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖25是某一引線架的平面圖，該引線架用于制作如本發(fā)明第八實施例所述的半導(dǎo)體元件；圖26是另一引線架的平面圖，該引線架用于制作圖24所示的半導(dǎo)體元件；圖27是如本發(fā)明第八實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中某一工序的剖視圖；圖28是如本發(fā)明第八實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖29是如本發(fā)明第九實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖30是某一引線架的平面圖，該引線架用于制作如本發(fā)明第九實施例所述的半導(dǎo)體元件；圖31是圖30所示引線架的剖視圖32是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖33是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件的仰視圖；圖34是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件的平面圖；該圖表示了樹脂封殼的內(nèi)部形態(tài)；圖35是單層結(jié)構(gòu)金屬膜的剖視圖；圖36是雙層結(jié)構(gòu)金屬膜的剖視圖；圖37是三層結(jié)構(gòu)金屬膜的剖視圖；圖38是四層結(jié)構(gòu)金屬膜的剖視圖；圖39是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中保護層制作工序的剖視圖；圖40是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中保護層模樣成形工序的剖視圖；圖41是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中蝕刻工序的剖視圖；圖42A是引線架上接電部分的平面圖；圖42B是沿圖42A中A-A線所做的剖視圖；圖43是某一引線架組件的平面圖，該組件用于制作如本發(fā)明第十實施例所述的半導(dǎo)體元件；圖44是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中金屬膜成形工序的剖視圖；圖45是已完成引線架的剖視圖；圖46是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中芯片安裝工序的剖視圖；圖47是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中連接工序的剖視圖；圖48是圖47所示連接工序變化型的剖視圖；圖49是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中封裝工序的平面圖；圖50是封裝工序結(jié)束時的引線架剖視圖；圖51A是封裝工序結(jié)束時的引線架平面圖51B封裝工序結(jié)束時的引線架側(cè)視圖；圖52A是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中膠帶安裝工序的平面圖；圖52B是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中膠帶安裝工序的側(cè)視圖；圖53是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中分離工序的剖視圖；圖54A是封裝工序結(jié)束時的半導(dǎo)體元件平面圖；圖54B是封裝工序結(jié)束時的半導(dǎo)體元件側(cè)視圖；圖55A是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中封裝工序第一變化型的平面圖；圖55B是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中封裝工序第二變化型的平面圖；圖55C是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中封裝工序第三變化型的平面圖；圖56是圖55A所示引線架的膠帶安裝工序完成時的平面圖；圖57A是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中封裝工序第四變化型的平面圖；的第四變化型的平面圖；圖57B是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中封裝工序第四變化型的側(cè)視圖；圖58是圖57A及57B所示第四變化型完成時的引線架剖視圖；圖59是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中另一分離工序的剖視圖；圖60是如本發(fā)明第十一實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖61是如本發(fā)明第十一實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中金屬膜基底成形工序的剖視圖；圖62是如本發(fā)明第十一實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中保護層成形工序的剖視圖63是如本發(fā)明第十一實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中局部蝕刻工序的剖視圖；圖64是如本發(fā)明第十一實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中鍍覆工序的剖視圖；圖65是如本發(fā)明第十一實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中保護層去除工序的剖視圖；圖66是如本發(fā)明第十一實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中光敏樹脂涂覆工序的剖視圖；圖67是如本發(fā)明第十一實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中通孔成形工序的剖視圖；圖68是如本發(fā)明第十一實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中鍍覆工序的剖視圖；圖69是如本發(fā)明第十一實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中保護層成形工序的剖視圖；圖70是如本發(fā)明第十一實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中蝕刻及保護層去除工序的剖視圖；圖71是如本發(fā)明第十二實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖72是如本發(fā)明第十二實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中金屬膜基底成形工序的剖視圖；圖73是如本發(fā)明第十二實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中保護層成形工序的剖視圖；圖74是如本發(fā)明第十二實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中局部蝕刻工序的剖視圖；圖75是如本發(fā)明第十二實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中局部蝕刻工序的剖視圖；圖76是如本發(fā)明第十二實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中保護層去除工序的剖視圖；圖77是如本發(fā)明第十二實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中光敏樹脂涂覆工序的剖視圖；圖78是如本發(fā)明第十二實施例所核實地導(dǎo)體元件制作方法中窗口成形工序的剖視圖；圖79是如本發(fā)明第十二實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中鍍覆工序的剖視圖；圖80是如本發(fā)明第十二實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中保護層成形工序的剖視圖；圖81是如本發(fā)明第十二實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中蝕刻及保護層分離工序的剖視圖；圖82是如本發(fā)明第十三實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖83是如本發(fā)明第十四實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖84A是圖83所示半導(dǎo)體元件的平面圖；圖84B是圖83所示半導(dǎo)體元件的側(cè)視圖；圖84C是圖83所示半導(dǎo)體元件的仰視圖；圖85是如本發(fā)明第十四實施例所述半導(dǎo)體元件(安裝在電路板上)的剖視圖；圖86是五層結(jié)構(gòu)金屬膜的剖視圖；圖87是六層結(jié)構(gòu)金屬膜的剖視圖；圖88是七層結(jié)構(gòu)金屬膜的剖視圖；圖89A，89B，89C及89E分別是表示連接工序變化型的剖視圖；圖90A，90B，90C，90D，90E，90F，90G，90H及90I分別是表示釘形凸塊成形方法的側(cè)視圖；圖91是模制工序中所用沖模的剖視圖；圖92是圖91所示沖模的上沖橫截面圖；圖93是封裝工序結(jié)束時的引線架剖視圖；圖94是表示分離工序某一變化型的側(cè)視圖；圖95是表示分離工序另一變化型的剖視圖；圖96是表示引線架上通孔的剖視圖；圖97是表示澆道框架上通孔的放大透視圖；圖98A及98B分別是表示澆道框架上通孔的平面放大圖；圖99A，99B及99C分別是表示分離工序又一變化型的剖視圖；圖100A是表示澆道框架上分離槽的側(cè)視圖100B是圖100A所示分離槽的平面圖；圖101是表示澆道框架上分離槽的放大透視圖；圖102A，102B，102C，102D及102E分別是表示另一分離工序的剖視圖；圖103A及103B是表示封裝工序的剖視圖；圖104是如本發(fā)明第十五實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖105是如本發(fā)明第十六實施例所述半導(dǎo)體元件的仰視圖；圖106是圖105所示半導(dǎo)體元件的剖視圖，該圖中的半導(dǎo)體元件裝在電路板上；圖107是如本發(fā)明第十七實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖108是圖107所示半導(dǎo)體元件的仰視圖；圖109是圖107所示半導(dǎo)體元件的平面圖，該圖表示了樹脂封殼的內(nèi)部形態(tài)；圖110是如本發(fā)明第十八實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖111是圖110所示半導(dǎo)體元件的仰視圖；圖112是如本發(fā)明第十八實施例所述半導(dǎo)體元件(布置在電路板上)的剖視圖；圖113是某一不同于圖112所示情形的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖114是某一不同于圖112及113所示情形的配置剖視圖，該圖中的半導(dǎo)體元件斜裝在電路板上。
圖115是如本發(fā)明第十八實施例所述半導(dǎo)體元件(安裝在電路板上)的剖視圖；圖116是如本發(fā)明第十九實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖117是圖116所示半導(dǎo)體元件的俯視圖，該圖表示了樹脂封殼的內(nèi)部形態(tài)；圖118是單層結(jié)構(gòu)金屬膜的剖視圖；圖119是雙層結(jié)構(gòu)金屬膜的剖視圖；圖120是三層結(jié)構(gòu)金屬膜的剖視圖；圖121是四層結(jié)構(gòu)金屬膜的剖視圖；圖122是如本發(fā)明第十九實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中保護層涂覆工序的剖視圖；圖123是如本發(fā)明第十九實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中保護層模樣成形工序的剖視圖；圖124是如本發(fā)明第十九實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中金屬膜成形工序的剖視圖；圖125是已完成引線架的剖視圖；圖126是如本發(fā)明第十九實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中芯片安裝工序的剖視圖；圖127是如本發(fā)明第十九實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中連接工序的剖視圖；圖128是圖127所示連接工序的變化型剖視圖；圖129是封裝工序結(jié)束時的引線架剖視圖；圖130是如本發(fā)明第十九實施例所述半導(dǎo)體元件制作方法中分離工序的剖視圖；圖131是圖130所示分離工序的變化型剖視圖；圖132A是如本發(fā)明第十二實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖132B是圖132A所示半導(dǎo)體元件的俯視圖，該圖表示了樹脂封殼的內(nèi)部形態(tài)；圖133是如本發(fā)明第二十一實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖134是如本發(fā)明第二十二實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖135是如本發(fā)明第二十三實施例所述半導(dǎo)體元件的剖視圖；圖136A是圖133所示半導(dǎo)體元件的變化型剖視圖，該元件中使用了圖135中元件所使用的凸塊。
圖136B是圖136A所示結(jié)構(gòu)的變化型剖視圖；圖137是圖134所示半導(dǎo)體元件的變化型剖視圖，該元件中使用了圖135中元件所使用的凸塊。
圖138是圖137所示結(jié)構(gòu)的變化型剖視圖；圖139A是某一半導(dǎo)體元件的剖視圖，該元件將散熱元件裝在圖138所示元件的芯片外露表面上；圖139B是某一半導(dǎo)體元件的剖視圖，該元件將含散熱片的散熱元件裝在圖138所示元件中的芯片外露表面上；圖140是某一半導(dǎo)體元件的剖視圖，該元件將絕緣元件配置在圖138所示結(jié)構(gòu)中；且圖141A，141B及141C分別表示幾種采用了非均質(zhì)導(dǎo)電樹脂的半導(dǎo)體元件的剖視圖；優(yōu)選實施例詳細說明圖3是如本發(fā)明第一實施例所述的半導(dǎo)體元件。圖3所示元件包含芯片11、電極焊盤12、連線13、樹脂封殼14、導(dǎo)線外露部分15、和焊球16。芯片11可以是半導(dǎo)體芯片、表面超聲波(SAW)芯片，或多芯片模塊等等。在本說明書中，芯片(含有下文所述的芯片)為半導(dǎo)體芯片。不過，如果封裝的是SAW芯片，那么這種樹脂封裝元件應(yīng)稱為SAW元件等等。
連線13的一端由導(dǎo)線連接器接在芯片11上的電極焊盤12上，其另一端暴露在樹脂封殼14底面的導(dǎo)線外露部分15處。導(dǎo)線外露部分15的直徑大于連線13的直徑。連線13的外露端與樹脂封殼的底面齊平。連線13端部是在導(dǎo)線外露部分15處從樹脂封殼14中露出的，焊球16在此處與連線13相連。
上述結(jié)構(gòu)不象SSOP那樣必須設(shè)置內(nèi)導(dǎo)線和外導(dǎo)線，因此無需為布置內(nèi)導(dǎo)線而設(shè)置布線區(qū)域，也不需要留出外導(dǎo)線的占用空間。此外，圖3所示結(jié)構(gòu)不象BGA型結(jié)構(gòu)那樣必須為焊球設(shè)置安裝座。因此，如本發(fā)明第一實施例所述的半導(dǎo)體元件具有安裝面較小，成本較低等特點。
以下介紹圖3所示半導(dǎo)體元件的制作方法。
如圖4所示，芯片11由模片連接劑18粘在引線架17上。引線架17由銅合金之類的合金材料制成，厚度為0.1～0.2mm。然后，將連線13接至芯片11的電極焊盤12及引線架17上的預(yù)定區(qū)域。該預(yù)定區(qū)域覆有Au、Ag、Pd或其它材料。
其后，如圖5所示，將粘有芯片11的引線架17放入沖模(圖中未示出)中并用模制樹脂將其封住。在該工序中，模制樹脂的分布應(yīng)足以覆蓋型線19所示區(qū)域，該區(qū)域包容了導(dǎo)線外露部分15。
此后，如圖6所示，使樹脂封殼14從引線架17上分離。該分離工序所采用的工序原理基于樹脂封14與引線架17之間線膨脹系數(shù)的差異，也可以考慮以弱親合力粘接性實現(xiàn)樹脂封 殼14與引線架17的接合。例如，可采用表面覆有鍍層或光潔度高的引線架17。上述技術(shù)將會簡化分離工藝。
圖7是分離工藝完成之后的封殼仰視圖。導(dǎo)線外露部分被設(shè)置在芯片11周圍。在接線工藝中，線端經(jīng)碾壓并被做成釘頭形，因此各個導(dǎo)線外露部分15的面積大于各個連線13的截面積。
可以在圖7所示狀態(tài)下實施接線工藝，也可以如圖3所示在導(dǎo)線外露部分15設(shè)置焊球16。焊球16的制作方法是預(yù)先將焊料做成球狀(直徑約為φ0.5～φ0.8)，將球放在導(dǎo)線外露部分15處并施以焊劑，再進行軟熔處理，這樣便制成了球形的焊球16。
第二實施例以下結(jié)合圖8至13介紹如本發(fā)明第二實施例所述的半導(dǎo)體元件及其制作方法。在這些圖中，已在前述附圖中出現(xiàn)過的同樣元件仍采用原來的標號。
圖8表示如本發(fā)明第二實施例所述的半導(dǎo)體元件，該元件具有從封殼底面(安裝側(cè))突出(例如，突出量可為0.05～1.00mm)的樹脂凸部21。各個地線外露部分15的面積大于各個連線13的截面積。
樹脂凸部21可以如圖9所示呈矩形平行六面體狀、也可以如圖10所示為圓柱體，還可以是其它任意形狀。
焊球16接在導(dǎo)線外露部分15。樹脂凸部21的存在使得焊球16未與封殼底面齊平，這種結(jié)構(gòu)不受封殼屈曲或變形的影響。此外，該結(jié)構(gòu)還降低了發(fā)生焊點橋接(即若干個焊球相連)現(xiàn)象的可能性。
以下介紹如本發(fā)明第二實施例所述半導(dǎo)體元件的制作方法。
如圖11所示，用模片連接劑18將芯片11粘在引線架17上。然后用連線13將芯片11的電極焊盤與設(shè)在引線架17上的凹部22連接起來。在引線架17上的凹部22的底面覆有為接線而設(shè)的鍍層。
其后，如本發(fā)明第一實施例所述方法，將粘有芯片11的引線架17放入沖模(圖中未示出)中并用模制樹脂將其封住。在該工藝中，樹脂的分布區(qū)域應(yīng)象本發(fā)明第一實施例所述情形那樣包容導(dǎo)線外露部分15。
此后，如圖12，按本發(fā)明第一實施例所述方法將樹脂封殼14從引線架17上分離下來。
圖13是分離工藝完成之后的封殼仰視圖。樹脂凸部15中的導(dǎo)線外露部分15設(shè)在芯片11周圍。各個導(dǎo)線外露部分15的面積大于各個連線13的截面積。
在圖13所示狀態(tài)下，可將焊膏涂在電路板上的焊盤處，然后便可將封殼裝在電路板上。還可以如圖8所示為導(dǎo)線外露部分15設(shè)置焊球16。焊球16的制作方法仍如本發(fā)明第一實施例所用方法。
第三實施例以下結(jié)合圖14至18介紹如本發(fā)明第三實施例所述的半導(dǎo)體元件及其制作方法。在這些圖中，已在前述附圖中出現(xiàn)過的同樣元件仍采用原來的標號。
圖14表示如本發(fā)明第三實施例所述的半導(dǎo)體元件，它具有設(shè)在封殼14中的凹部23及焊料填埋部分24。焊球16經(jīng)由焊料填埋部分24而與連線13相接。
圖15表示封殼在設(shè)置焊球16和焊料填埋部分24形成之前時的形態(tài)。凹部23底面低于封殼底面0.05～0.2mm。連線13的某一端暴露在凹部23的底面。各個導(dǎo)線外露部分的面積大于各個連線13的截面積。凹部23可以是矩形平行六面體形、圓柱形或其它任意形狀。
與本發(fā)明第一和第二實施例中的情形相比，在焊球16與導(dǎo)線外露部分24之間設(shè)置焊料填埋部分24可以增強焊球16與導(dǎo)線外露部分24之間的連接強度。這是因為連線13的較粗一端13C可與焊料填埋部分24相接，而焊球16又可與焊料填埋部分24的整個外露表面相接。
以下介紹圖14所示半導(dǎo)體元件的制作方法。
如圖16所示，用模片連接劑18將芯片11粘在引線架17上。然后用連線13將芯片11的電極焊盤與引線架17上的凸部25連接起來。設(shè)在引線架上的凸部覆有為接線而設(shè)的鍍層。
接著對引線架17進行除凸部25以外的局部蝕刻加工以形成凸部25，如圖17中斜線所示。也可以用沖壓工藝形成凸部25。在沖壓工藝中，端子成形處設(shè)有沖頭，引線架17在沖壓過程中將產(chǎn)生塑性變形。
其后，如本發(fā)明第一實施例所述方法，將粘有芯片11的引線架17放入沖模(圖中未示出)中并用模制樹脂將其封住。在該工藝中，樹脂的分布區(qū)域應(yīng)象本發(fā)明第一實施例所述情形那樣包容導(dǎo)線外露部分15。
此后，如圖18所示，按本發(fā)明第一實施例所述方法將樹脂封殼14從引線架17上分離下來。
圖13是分離工藝完成之后的封殼仰視圖。需要說明，圖13曾被用來描述上文的本發(fā)明第二實施例。還需說明，在用來描述第二和第三實施例的封殼仰視圖中，凹部與凸部是無法區(qū)分的。暴露在凹部23中的導(dǎo)線外露部分15是圍繞芯片11布置的。仍如本發(fā)明第一實施例所述情形，各個導(dǎo)線外露部分15的面積大于各個連線的截面積。
導(dǎo)線外露部分15應(yīng)設(shè)置焊球16，如圖14所示，其作用是使半導(dǎo)體元件裝在電路板上。焊球16的成形方法是將其直接放入凹部23內(nèi)并經(jīng)軟熔處理使之成為球形。該工序中的焊料填埋部分24中裝有焊料。也可以采用網(wǎng)板印刷技術(shù)將焊膏填入焊料填埋部分24中，并將焊球放至此處加熱處理，從而使焊球變?yōu)榍蛐巍?br> 第四實施例以下結(jié)合圖19至20介紹如本發(fā)明第四實施例所述的半導(dǎo)體元件。在這些圖中，已在前述附圖中出現(xiàn)過的同樣元件仍采用原來的標號。
與本發(fā)明的第一實施例相比，其第四實施例的不同之處在于連線13端部與焊球16之間設(shè)有連接頭(突出體)26。各個導(dǎo)線外露部分15的面積大于各個連線的截面積。因此，連線13與焊球16可以實現(xiàn)可靠的接觸。
圖19所示元件的制作方法如下。如圖20所示，將芯片11粘在引線架17上，然后用導(dǎo)線連接器將連線13接至芯片11的電極焊盤及引線架17的連接球26上。在芯片11粘在引線架17上之后以及連線13被接好之前，連接頭26被設(shè)置在引線架17上的給定位置處。
此后，按本發(fā)明第一實施例所述方法，將粘有芯片11的引線架放入沖模(圖中未示出)中并用模制樹脂將其封住。然后，仍按本發(fā)明第一實施例所述介法將樹脂封殼從引線架17上分離下來。在這種狀態(tài)下，元件便可裝在電路板上。也可以如圖19所示在導(dǎo)線外露部分15設(shè)置焊球16。焊球16的制作方法與本發(fā)明第一實施例所述方法相同。
第五實施例以下結(jié)合圖21介紹如本發(fā)明第五實施例所述的半導(dǎo)體元件。圖21所示半導(dǎo)體元件相當于圖8所示本發(fā)明第二實施例與圖19所示本發(fā)明第四實施例的綜合型。在圖21中，已在前述附圖中出現(xiàn)過的同樣元件仍采用原來的標號。
本發(fā)明的第五實施例具有這樣一個特點連接頭26從樹脂凸部21的底面上外露，且焊球16與外露的連接頭26相接。這種結(jié)構(gòu)不受封殼屈曲的影響，它還可以降低發(fā)生焊點橋接現(xiàn)象(即某些焊球連通)的可能性。此外，連接頭26比連線13端部大，因此，元件在電路板上的安裝具有更好的接觸可靠性。
第六實施例以下結(jié)合圖22和23介紹如本發(fā)明第六實施例所述的半導(dǎo)體元件。在這些圖中，已在前述附圖中出現(xiàn)過的同樣元件仍采用原來的標號。
本發(fā)明第六實施例具有這樣一個特點上述焊球16被作為安裝端子的圖22所示連接頭27所代替。每個連接頭具有從樹脂封殼14底面突出的凸部。凸部的長度不妨定為10微米。因此，連接頭27不需要類似于焊球16的任何型式焊球。也就是說，連接頭27可以直接裝在電路板上。
以下是圖22所示半導(dǎo)體芯片的制作方法。
如圖23所示，按本發(fā)明第一至第五實施例所述方法，用模片連接劑18將芯片11粘在引線架17上。然后將連13接至芯片11的電極焊盤及引線架17的凹部28。凹部28的直徑小于連接頭27的直徑。連接頭27被壓在凹部28上時將會局部地嵌入其中，這使得它們二者呈現(xiàn)出圖23所示的裝配關(guān)系。引線架17上凹部28的底面覆有為接線而設(shè)的鍍層。
此后，按本發(fā)明第一實施例所述方法將粘有芯片11的引線架17放入沖模(圖中未加表示)中并用模制樹脂將其封住。其后，仍按本發(fā)明第一實施例所述方法將樹脂封殼從引線架17上分離下來。
第七實施例以下結(jié)合圖24介紹如本發(fā)明第七實施例所述的半導(dǎo)體元件，除采用了連接頭29以外，該元件與第三實施例所述元件在結(jié)構(gòu)上幾乎完全相同。
如圖24所示，焊球16通過焊料填埋部分24與連線13相連。此外，焊料填埋部分24中線13之間還設(shè)有連接頭29。連接頭29的尺寸大于連線13線端，這會提高接觸可靠性。此外，焊料填埋部分24的存在也增大了焊球16的接合強度。
第八實施例以下結(jié)合圖25至28介紹如本發(fā)明第八實施例所述的半導(dǎo)體元件及其制作方法。在上述的本發(fā)明第一至第七實施例中，芯片11暴露在樹脂封殼14底面上。在本發(fā)明第八實施例中，芯片11粘在某一沖模臺32上，該沖模臺32暴露在樹脂封殼14的底面上，如圖26和28所示。
以下是圖28所示半導(dǎo)體元件的制作方法。
用模片連接劑將芯片11粘在引線架31的沖模臺32上。然后將引線架31疊在引線架30上并用點焊將其固定。再將連線13接至芯片11的電極焊盤及引線架30上的給定位置處。引線架30的給定位置處或整個引線架30覆有為接線而設(shè)的鍍層。
如圖25所示，將引線架30和31放入沖模(圖中未加表示)中并將其用模制樹脂封住。在該工藝中，模制樹脂的分布區(qū)域包容了導(dǎo)線外露部分15。然后，用機械方法僅將引線架30從樹脂封殼14上分離下來。此后，按本發(fā)明第一實施例所述方法設(shè)置焊球16。
第九實施例以下結(jié)合圖29至31介紹如本發(fā)明第九實施例所述的半導(dǎo)體元件及其制作方法。在這些圖中，已在前述附圖中出現(xiàn)過的同樣元件仍采用原來的標號。
如圖29所示，將主要成分為Pb-Sn的焊絲34接在芯片11的電極焊盤12上，以此形成第一球端35。焊絲34穿過引線架33，并在引線架33上芯片11安裝面的反面處形成第二球端36。
將第二球端36焊接在電路板的印制基腳上，以此實現(xiàn)圖29所示半導(dǎo)體元件在電路板上的裝配。由于焊線34的端部形成了與電路板接通的第二球端36，所以接線工序及接線端子(用來接通電路板)的成形工序是同時進行的。
以下介紹圖29所示半導(dǎo)體元件的制作方法。
如圖30所示，對引線架33中部進行局部蝕刻以保留各沖模臺的周邊部分，這樣便形成了局部蝕刻區(qū)37。引線架33具有圖30和31所示的通孔38。其后，用模片連接劑將芯片11粘在引線架33的沖模臺上。
然后，先將焊線34接在芯片11的電極焊盤12上，再將它接在引線架33上的給定位置。在第二步接線工序中，用毛細管(圖中未示出)的端部將由電火花形成的焊球壓在通孔38上，從而將焊球推出通孔38。這樣，引線架33上芯片安裝面的反面處便形成了第二球端。
此后，將粘有芯片11的引線架33放入沖模中并用模制樹脂將其封住。在該工藝中，模制樹脂應(yīng)分布至第二球端36周圍的區(qū)域中。然后，將樹脂封殼14從引線架33上分離下來。
第十實施例以下介紹如本發(fā)明第十實施例所述的半導(dǎo)體元件及其制作方法。
圖32是如本發(fā)明第十實施例所述半導(dǎo)體元件110的截面圖，圖33是半導(dǎo)體元件110的仰視圖。圖34是含在樹脂封殼112(下文將述及)內(nèi)的半導(dǎo)體元件110平面透視圖。
半導(dǎo)體元件110主要由芯片111、樹脂封殼112及金屬膜113構(gòu)成。芯片粘在芯片定位樹脂115上，芯片111上表面設(shè)有多個電極焊盤114。該芯片111可以是半導(dǎo)體芯片，SAW芯片，多芯片模塊等等。
樹脂封殼112由模制環(huán)氧樹脂一類的材料制成，如下文所述。封料腔可用來制作樹脂封殼112。與樹脂封殼112一體的樹脂凸部117位于樹脂封殼112底面(安裝面)上的某給定位置處。樹脂凸部117的間距不妨設(shè)定為0.8mm。
用金屬膜113相應(yīng)地覆蓋各個樹脂凸部117。在金屬膜113與電極座之間設(shè)置連線118以使金屬膜與芯片111接通。采用類似于前述連接頭26的連接頭101來改善連線118在金屬膜113上的連接性能。以后將詳細介紹金屬膜113。
如此制成的半導(dǎo)體元件110無需任何在SSOP中所使用的內(nèi)、外導(dǎo)線，因此也無需專為內(nèi)、外導(dǎo)線設(shè)置布線區(qū)域和空間。這將減小半導(dǎo)體元件的體積。此外，半導(dǎo)體元件110無需任何在BGA中所用的焊球，因而其成本較低。樹脂凸部110和金屬膜113還共同地起著類似于BGA型元件中焊接凸起的作用，因而具有較高的安裝密度。而且，半導(dǎo)體元件110不受樹脂封殼112變形或屈曲的影響。
以下結(jié)合圖35至38介紹金屬膜113。這些圖是某一金屬膜113的放大視圖。
如上所述，金屬膜113覆蓋樹脂凸部117并經(jīng)連線118接通至芯片11。該金屬膜113還起外接端子的作用，它經(jīng)焊接而接通至電路板上的電極元件。
金屬膜113可由單層金屬膜或多層疊合金屬膜制成。圖35表示由單層膜制成的金屬膜，而圖36至38分別表示由多層膜制成的金屬膜113B、113C及113D。
以下內(nèi)容涉及金屬膜113(113A-113D)的一種或幾種備選材料。金屬膜118內(nèi)部接在連線118上，而其外部則焊在電路板的電極上。因此要求金屬膜內(nèi)部(最內(nèi)層)附著性好且其外部(最外層)焊接性好。以下材料可滿足上述性能要求(下文中專指金屬膜性能要求)。
圖35所示的單層金屬膜113A材料應(yīng)同時具備良好的附著性及焊接性。這樣的材料有銀(Ag)或鈀(Pd)等。
圖36所示金屬膜113B由內(nèi)、外層113B-2、113B-1構(gòu)成。舉例來說，由鈀(Pd)制成的外層113B-1和由金(Au)制成的內(nèi)層113-2即可滿足金屬膜性能要求。
圖37所示金屬膜113C由外層113C-1、中間層113C-2和內(nèi)層113C-3構(gòu)成。舉例來說，由金(Au)制成的外層113C-1、由鎳(Ni)制成的中間層113C-2、以及由金(Au)制成的內(nèi)層113C-3即可滿足金屬膜性能要求。
還可采用如下材料組合。
113C-1 113C-2 113C-3鈀(Pd) 鎳(Ni) 鈀(Pd)金(Au) 鈀(Pd) 金(Au)焊料鎳(Ni) 金(Au)焊料鎳(Ni) 鈀(Pd)
由于引入了中間層113C-2，上述組合可在滿足金屬膜性能要求的同時改善外層113C-1和內(nèi)層113C-3之間的連接特性。
圖38所示金屬膜113D由外層113D-1、第一中間層113D-2、第二中間層113D-3和內(nèi)層113D-4構(gòu)成。各層用料如下。
113D-1 113D-2 113D-3 113D-4焊料鎳(Ni) 鈀(Pd) 金(Au)鈀(Pd) 鎳(Ni) 鈀(Pd) 金(Au)由于中間層113D-2和113D-3的存在，上述配方可在滿足金屬膜性能要求的同時改善外層113D-1和內(nèi)層113D-4之間的連接特性。
以下介紹如本發(fā)明第十實施例所述的半導(dǎo)體元件110制作方法。作為范例，下文的描述將針對設(shè)有三層結(jié)構(gòu)金屬膜113C的半導(dǎo)體元件110，該金屬膜113C由外層113C-1、中間層13C-2及內(nèi)層113C-3構(gòu)成。
半導(dǎo)體元件110是借用圖45所示引線架120制成的。引線架120上的金屬導(dǎo)電元件121具有多個凹部122。各凹部122中設(shè)有金屬膜113C。凹部122的位置對應(yīng)著樹脂凸部117的成形位置。成形的金屬膜113C應(yīng)嵌入樹脂凸部。
下文所述引線架120的結(jié)構(gòu)可用來制作多個半導(dǎo)體元件110。因此，金屬膜元件121上配有多處凹部122和多個金屬膜113C，如圖42A所示，圖中標號123所示工裝孔中可嵌入引線架120的裝拆工具。
在介紹半導(dǎo)體元件110的制作方法之前，先結(jié)合圖39至45對引線架120的制作方法加以描述。
如圖39所示，先備好由銅之類導(dǎo)電材料制成的覆層形金屬元件121。在金屬元件121的上下表面設(shè)置抗蝕膜124(保護層涂敷工序)?？刮g膜124由光敏樹脂制成并由旋涂器涂敷至給定厚度。此外，所用金屬元件的工裝孔123還可在設(shè)置抗蝕膜124之前由沖壓等方法制成。
此后，用設(shè)在抗蝕膜上的掩模(圖中未示出)進行曝光工序。接著實施顯影工序以去除凹部122及工裝孔123處的相應(yīng)抗蝕膜124部分。這樣便制成了圖40所示的保護層模樣(保護層成樣工序)。在保護層成樣工序中，用于設(shè)置接電端125(圖42A或圖42B所示)的那部分抗蝕膜124也應(yīng)被除去。接電部分125是在下述金屬膜成形工序中涂敷而成的。若采用上述含沖壓工裝孔的金屬元件，工裝孔123的對應(yīng)窗口便無需設(shè)置。
在上述保護層成樣工序之后，應(yīng)對保護層模樣已成形的金屬元件121進行蝕刻(蝕刻工序)。在蝕刻工序中，應(yīng)從金屬元件121的上表面對其相應(yīng)的凹部122及接電部分125處進行局部蝕刻。還應(yīng)從金屬元件121上下表面蝕刻對應(yīng)于工裝孔123的部分。對于銅制金屬元件121來說，蝕刻工序中應(yīng)采用諸如氯化鐵之類的蝕刻劑。
這樣便在金屬元件121上的給定位置處制成了凹部122和工裝孔123，如圖41所示。接電部分125也如圖42A和42B所示在金屬元件121上制成。用局部蝕刻工藝將凹部122深度控制為金屬元件厚度的60％。
接電部分125位于金屬元件121縱向的端部。金屬元件121在接電部分125處是外露的。通過對接電部分125進行鍍覆即可將金屬元件121的電勢控制在給定值上。需要指出，圖42B是沿圖42A中A-A線所做的剖面圖。
圖42A中各虛框所示區(qū)域表示半導(dǎo)體元件110的成形位置。該圖中的金屬元件121上可做出34個半導(dǎo)體元件110。每個半導(dǎo)體元件110都相應(yīng)地設(shè)有多個凹部122。
用圖43所示引線架組件128可在一個金屬元件上做出更多的半導(dǎo)體元件110。引線架組件128具有框架126，多個金屬元件121分別由分置于其縱向相對兩側(cè)的連接部分127接在框架126上。引線架組件128上還應(yīng)設(shè)置接電部分125。接電部分125可設(shè)置在框架126上，這樣便可經(jīng)由連接部分127向所有金屬元件121饋電。
采用引線架組件128有助于提高半導(dǎo)體元件110制作方法的效率。此外，與圖42A所示結(jié)構(gòu)相比，保護層成樣工序及蝕刻工序也將更為簡單。
蝕刻工序之后是制作金屬膜113C的金屬膜制作工序(前文已簡要述及)。本發(fā)明第十實施例中的金屬膜113C是鍍覆而成的。例如，可將金屬元件121置入電鍍室中進行電解鍍覆。在該工序中，上述接電部分125也應(yīng)同時鍍成。
由于金屬膜113C由外層113C-1、中間層113C-2和內(nèi)層113C-3構(gòu)成，因此這三層膜均應(yīng)由鍍層工序制成。如果外層113C-1、中間層113C-2和內(nèi)層113C-3分別由金(Au)、鈀(Pd)和金(Au)制成，那么鍍層工序?qū)⒂慑兏步鹬苾?nèi)層113C-3開始，接下來是用鈀(Pd)鍍覆中間層113C-2，然后再用金(Au)鍍覆外層113C-1?？梢酝ㄟ^調(diào)整鍍覆時間來控制各層膜113C-1至113C-3的厚度。圖44表示金屬膜113C已制成后的金屬元件121。
金屬膜113C和樹脂封殼112必須一同從引線架120上分離下來，下文將對此加以詳述。因此，金屬膜113C應(yīng)具備可從金屬元件121上平滑分離下來的特性。有鑒于此，在制作金屬膜之前，凹部122中設(shè)置了一種有助于分離工藝的材料，如導(dǎo)電膏。因此，金屬膜113C是在上述材料上制成的。
需要指出，金屬膜113C的制作可采用除鍍層技術(shù)以外的薄膜制作方法，如蒸鍍法和濺射法。
除凹部122外，工裝孔123處的金屬元件121也是外露的，因此，在金屬膜鍍覆工序中，各工裝孔123中也形成了與金屬膜113C結(jié)構(gòu)相同的薄膜。不過這無關(guān)緊要，因為工裝孔123的作用僅在工具的裝卡及金屬元件的裝拆定位。
此后進行的保護層去除工序?qū)⒊ケＷo層模樣124a(抗蝕膜124)。因此形成了圖45所示的引線架120。如上所述，引線架120的制作工藝序列較為簡單，它包含保護層涂覆工序、保護層成樣工序、蝕刻工序、金屬膜制作工序及保護層去除工序。
以下結(jié)合圖46至59介紹半導(dǎo)體元件110的制作方法，該方法采用了由上述工藝制成的引線架120。
如圖46所示，將芯片固定樹脂115置于芯片111在引線架120上的設(shè)定位置處。然后將芯片111粘在芯片固定樹脂115上(芯片粘接工序)。芯片固定樹脂具有絕緣性及粘接性。因此芯片111可由芯片固定樹脂115的粘接力固定在引線架120上。
在芯片粘接工序之后，將引線架120裝在某一接線裝置上。如圖47所示，芯片111電極焊盤114與金屬膜113C(確指內(nèi)層113C-3)之間的連線118將接通芯片111與金屬膜113C。在接線工序中，可先將連線118一端接至電極焊盤114(第一接線工序)，然后將其另一端接至金屬膜113C。
也可以如圖48所示，先將連線118的一端接至金屬膜113C，然后再將其另一端接至電極座114。這一改變有助于降低連線118的高度，從而減小半導(dǎo)體元件110的厚度。
還可以采用上文提及的圖32所示連接頭101。這時連線118接至連接頭101上。
所設(shè)定的電極焊盤114間距小于金屬膜113C設(shè)定間距。此外，第一接線工序的接線區(qū)大于第二接線工序的接線區(qū)。因此，如果采取先金屬膜113C后電極焊盤114的接線順序，那么連線118的布線密度將可提高。
接線工序之后將進行封裝工序，此時，在引線架120上制成的樹脂129將封住芯片111并由此形成樹脂封殼112。下文所述樹脂封殼是模制而成的。當然，也可以采用封料腔技術(shù)。
圖49所示示意圖表示樹脂129模制完成之后且沖模上仍裝有引線架120時的狀態(tài)。在圖49中，標號130表示卷邊壓模，標號131表示澆道，且標號132表示澆口。如圖49所示，在引線架120上制作了多個樹脂封殼112。在封裝工序之后的當時狀態(tài)下，各樹脂封殼112是由澆口132處的樹脂部分129連接起來的。在下文中，該樹脂部分將被稱為帶澆口樹脂部分。
圖50是對應(yīng)著其半導(dǎo)體元件110的某一樹脂封殼放大截面圖。如圖50所示，樹脂129是由沖模(上模)型腔(圖中未示出)的設(shè)定形狀成形的，此時的引線架120起下模的作用。將樹脂129充入凹部122(確指由金屬膜113C構(gòu)成的凹部)，如此便制成了與凹部122匹配的前述樹脂凸部117。此時，樹脂封殼112是浸漬在引線架120上的。
制成樹脂封殼112之后便除去澆口樹脂、澆道殘留樹脂131及卷邊模130。因此，各樹脂封殼112會在導(dǎo)架120彼此分離，如圖51A和51B所示。如上所述，樹脂封殼112是浸漬在導(dǎo)架120上的，因此相互分離的各個樹脂封殼112尚不能從導(dǎo)架120上分離下來。
封裝工序之后實施膠帶裝配工序。在該工序中，膠帶133被裝在樹脂封殼112的頂部。膠帶的某一表面涂有膠粘劑，其基帶可在后續(xù)分離工序中不受蝕刻劑的損壞。膠帶133將各個樹脂封殼112連在一起，因此，樹脂封殼112即使從引線架120上分離下來也會被膠帶133支承住。
膠帶133的裝配是在樹脂封殼112制成之前的某一適當時刻進行的。例如，可在封裝工序之前將膠帶133裝入沖模內(nèi)。此時，樹脂封殼112在制作時便已由膠帶133連接起來。
膠帶裝配工序之后進行的分離工序可使樹脂封殼112從引線架120上分離下來。在圖53所示分離工序中，引線架120被置入蝕刻劑中并因此溶解。分離工序所用的蝕刻劑必須只能溶解引線架120而不應(yīng)溶解金屬膜113C。在引線架120被完全溶解之后，樹脂封殼112便脫離引線架120。上述分離工序可以可靠并方便地使樹脂封殼112脫離引線架120。
圖54A和54B表示分離完成之后的半導(dǎo)體元件110。此時的半導(dǎo)體元件110由膠帶支承。因此，分離工序之后的芯片便于處理。在膠帶被卷繞并運輸后，在電路板上便可自動安裝半導(dǎo)體元件110，一如普通的芯片和電子元件。
上述制作方法不象普通制作工藝那樣需要引入導(dǎo)線切割工序和導(dǎo)線成形工序(即做成鷗翼形)，因此它較為簡單。
以下介紹上述半導(dǎo)體元件110制作方法的變化型。
圖55A表示封裝工序的第一變化型。在上述方法中，樹脂封殼是由澆口樹脂部分112連在一起的，見圖49。澆口樹脂部分的去除方法如圖51A和51B所示，而膠帶133的裝配方法如圖52A和52B所示。如上所述，膠帶133的作用在于保護各個已分離樹脂封殼112的初始位置。
在第一變化型中，澆口樹脂部分及澆道131內(nèi)殘留樹脂129取代膠帶133而成為各個樹脂封殼112之間的樹脂連接體。在下文中，該樹脂連接體將被稱為澆道框架134。這將提高澆口樹脂部分及澆道131內(nèi)殘留樹脂129的利用率。半導(dǎo)體元件110運輸之前應(yīng)除去澆道框架134。在該變化型中，運輸之前可如圖56所示設(shè)置膠帶133并除去澆道框架134(樹脂連接體去除工序)。
在運輸之前設(shè)置膠帶133有助于避免膠帶在分離工序及半導(dǎo)體元件110測試工序中受到損壞。其優(yōu)點還在于半導(dǎo)體元件110可以在將其粘附的膠帶之卷繞狀態(tài)下運輸。
圖55B是圖55A所示封裝工序的變化型，其中的澆道框架134沿縱、橫方向分布。
圖55C是圖55A所示封裝工序的另一變化型，其中的樹脂框架112受到澆道框架134的縱向及橫向支承。待去除的樹脂可以有效地用做澆口樹脂部分及澆道框架。
圖57A、57B和58是封裝工序的第四變化型。在上述的本發(fā)明第十實施例中，樹脂封殼112在封裝工序完成之后便彼此分離。而在第四變化型中，樹脂封殼112在封裝工序之后仍彼此相連。
圖57A和57B表示第四變化型中封裝工序完成之后的引線架120。這些圖中的樹脂封殼112象板式巧克力那樣彼此相連。相鄰樹脂封殼112的邊界處設(shè)有槽135。因此，無需膠帶也可保持各個樹脂封殼112的初始位置。各個樹脂封殼112在槽135處彼此分離，這將有助于分離工序。
圖58表示圖57A和57B所示樹脂封殼的成形沖模136。如圖58所示，沖模136上模的型腔中含有與槽135匹配的凸部138。沖模136的下模含有放置引線架120的凹部140。用結(jié)構(gòu)簡單的沖模136便可制作出圖57A和圖57B所示的樹脂封殼112連接體。
圖59表示分離工序的變化型。上述分離工序采用了蝕刻加工。本變化型代之以機械方法將樹脂封殼112從引線架120上分離下來，而不是將引線架120溶解掉。該變化型的分離工序不需要蝕刻劑而且耗時較少。另一方面，需要考慮所采用的機械分離方法是否會使金屬膜113C產(chǎn)生向樹脂凸部117的轉(zhuǎn)移。消除這一可能性的方法是在凹部122中預(yù)先設(shè)置可以增強機械分離特性的部件。
第十一實施例以下介紹如本發(fā)明第十一實施例所述的半導(dǎo)體元件。
圖50表示如本發(fā)明第十一實施例所述的半導(dǎo)體元件150。在該圖中，已在前述關(guān)于半導(dǎo)體元件110的附圖中出現(xiàn)過的相同元件仍采用原來的標號。
半導(dǎo)體元件150的一個特點在于其樹脂封殼151是由上樹脂層152和下樹脂層153構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)。下樹脂層153上的若干給定位置處設(shè)有樹脂凸部154。各個樹脂凸部154上覆有由鈀(Pd)之類材料制成的單層結(jié)構(gòu)金屬膜155。
下樹脂層153上設(shè)有連接電極156，該電極的下部延伸部分162伸過下樹脂層153上的通孔157。下部延伸部分162的端部接至相應(yīng)的金屬膜155。各連接電極156的相應(yīng)上部接線部分163位于下樹脂層153上。連線118便接在這個上部接線部分163上。
上、下樹脂層152、152可由相同或不同的材料制成。例如，裝有芯片111的下樹脂層153可由隔熱和機械強度較好的樹脂制成。而上樹脂層152的材料應(yīng)具有較好的散熱性。這樣便改善了芯片111的性能。
也可以采用由三層或三層以上樹脂構(gòu)成的樹脂封殼。
以下結(jié)合圖61至70介紹如本發(fā)明第十一實施例所述的半導(dǎo)體元件150制作方法。半導(dǎo)體元件150的制作方法中含有半導(dǎo)體元件110制作方法中沒有的金屬膜155及連接電極156成形工序。對于其它部分的制作工序來說，上述兩種元件的制作方法可以是相同的。因此，下文的介紹將集中在金屬膜155及連接電極156的制作方法。
如圖61所示，先備好銅(Cu)之類材料制成金屬板料121。在該金屬板121的上下表面設(shè)置由光敏樹脂制成的抗蝕膜(保護層涂覆工序)。然后用設(shè)在抗蝕膜上的掩模實施曝光處理。此后進行顯影處理，從而除去抗蝕膜上對應(yīng)于凹部的部分。這樣便得到了圖62所示的保護層模樣124a(保護層成樣工序)。
在保護層成樣工序之后，應(yīng)對已形成保護層模樣124a的金屬板121做蝕刻處理(蝕刻工序)。該工序只對金屬板上表面做局部蝕刻。這樣便在由上側(cè)保護層模樣124a界定的凹部成形區(qū)域制成了凹部158，如圖63所示(該圖是圖62中B處的局部放大圖)。
接續(xù)蝕刻工序的是鍍覆金屬膜155的金屬膜成形工序。將金屬板121置入電鍍腔內(nèi)進行電解鍍敷。用于所述本發(fā)明實施例的各金屬膜165具有鈀(Pd)制單層結(jié)構(gòu)。因此，金屬膜155成形僅需一次鍍覆工序。圖64表示了含有鍍覆在23部158中金屬膜155的金屬板121。
需要指出，金屬膜155的制作方法可以是除電鍍法之外的其它薄膜制作方法，如蒸鍍法和濺射法。
在金屬膜155制成之后，可進行保護層去除工序以除去保護層模樣124a。這樣便制成了圖65所示的引線架159。
其后，用上述已制成的引線架159制作半導(dǎo)體元件150。先在具有鍍層凹部155的表面上制作下樹脂層153。凹部155中的那部分下樹脂層153便構(gòu)成了樹脂凸部154，如圖66所示。
此后，如圖67所示，在下樹脂層153的樹脂凸部154中做出通孔157。這樣，金屬膜155便通過通孔157暴露出來。
接著便在下樹脂層153的整個表面上制成具有預(yù)定厚度的導(dǎo)電金屬膜160，如圖68所示。上述連接電極156使得自金屬膜160。金屬膜160是由非電解鍍敷法、蒸鍍法或濺射法制成的。金屬膜160在其制作過程中充入通孔157中，由此便制成了下部延伸部分162，如圖69所示。因此，金屬膜160與金屬膜155之間是接通的。
此后，將抗蝕膜涂敷在金屬膜160上并實施曝光和顯影工序。于是，連接電極156的設(shè)定位置處便形成了保護層模樣161，如圖69所示。然后，以保護層模樣161為掩模對金屬膜160做蝕刻處理。這樣，除連接電極156設(shè)定區(qū)域以外的所有金屬膜160便被除去。
在圖70所示已制成連接電極156的結(jié)構(gòu)中，其下部延伸部分162與金屬膜155相接，其用來連接連線118的上部接線部分163則分布在下樹脂層153上側(cè)。
連接電極156成形工序的其它后續(xù)工序類似于參照圖46至54B所做描述中的相應(yīng)部分，在此不再贅述。
第十二實施例以下介紹如本發(fā)明第十二實施例所述的半導(dǎo)體元件。
圖71表示如本發(fā)明第十二實施例所述的半導(dǎo)體元件170。在圖71中，已在半導(dǎo)體元件150中出現(xiàn)過的相同部分仍采用原來的標號。
半導(dǎo)體元件170的樹脂封殼151具有含上樹脂層152和下樹脂層153的雙層結(jié)構(gòu)，其金屬凸部171由連接電極172本體延伸而成。該金屬凸部171可替代樹脂凸部154。各金屬凸部171上設(shè)有由鈀(Pd)之類材料制成的單層金屬膜155。
加接電極172設(shè)在下樹脂層153上。金屬凸部171通過下樹脂層153上的窗口(通孔)173與相應(yīng)的金屬膜155相接。連線118接在連接電極172上部的接線部分174上，該接線部分174分布在下樹脂層153的上表面上。
半導(dǎo)體元件170具有與半導(dǎo)體元件150相似的雙層結(jié)構(gòu)樹脂封殼151，這將改善半導(dǎo)體元件170的特性。此外，金屬膜155與金屬凸部171之間因直接相接而可以具有較低的阻抗。這樣就使半導(dǎo)體元件170的電特性得以進一步改善。需要指出，樹脂封殼151并不限于雙層結(jié)構(gòu)，它可以采取由三層或三層以上薄膜組成的結(jié)構(gòu)。
以下結(jié)合圖72至81介紹半導(dǎo)體元件170的制作方法。該方法的特殊之處在于其金屬膜155和連接電極172的成形工序，而其其它工序則與半導(dǎo)體元件150的相應(yīng)制作工序大致相同。因此，以下的描述僅涉及金屬膜155和連接電極172的成形工序。
如圖72所示，先備好由銅(Cu)之類材料制成的金屬板料121。然后在金屬板料121的相對兩表面上設(shè)置由光敏樹脂制成的抗蝕膜。接著便對抗蝕膜做曝光和顯影處理，這樣便制成了具有窗口的保護層模樣124a，上述窗口位于凹部158的設(shè)定位置處，如圖73所示。
對已做成保護層模樣124a的金屬板121進行蝕刻處理(蝕刻工序)。該工序僅對金屬板121上表面做局部蝕?？踢@樣便在金屬板121上制成了凹部158，如圖74所示，該圖是圖73中C部分的截面放大圖。
在蝕刻工序之后實施金屬膜制作工序，亦即用鍍敷方法在凹部158中做出金屬膜155，如圖75所示。除鍍敷方法外，還可以采用蒸鍍法或濺射法。在此之后，由保護層去除工序除去保護層模樣，由此便制成了圖76所示的引線架159。
然后在引線架159上做出半導(dǎo)體元件170。如圖77所示，將下樹脂層153置于金屬板121上具有凹部158的一側(cè)表面上。其后，如圖78所示，將下樹脂層153上對應(yīng)于凹部158的那一部分除去，由此便形成了窗口或通孔173。金屬板121便通過窗口173暴露出來。
接著便在下樹脂層153的整個表面上做出具有預(yù)定厚度的導(dǎo)電金屬膜160。金屬膜160的制作方法可以是非電解鍍敷法、蒸鍍法或濺射法。金屬膜160在其制作過程中充入通孔158中，由此便制成了金屬凸部171，如圖79所示。這樣，金屬膜160便與金屬膜155相接通。
窗口173的尺寸大于通孔157的直徑，因此，金屬凸部171與金屬膜155之間將具有更大的接觸面積。這樣，金屬凸部171與金屬膜155之間的電接觸將具有較低的阻抗。
在已制成的金屬膜160上沉積出抗蝕膜并進行曝光和顯影處理。這樣便在連接電極172的設(shè)定位置處制作出保護層模樣161。接著，以保護層模樣161為掩模對金屬膜160進行蝕刻。這樣，金屬膜160上除被掩模覆蓋的部分便會被除去。
因此，如圖81所示，在已制成連接電極172的結(jié)構(gòu)中，金屬凸部171與金屬膜155是相接的，而且用來與連線118相接的接線部分174則分布在下樹脂層153的上側(cè)。
連接電極172制作工序的其它后續(xù)工序類似于參照圖46至53B所描述的相應(yīng)情況，在此不再贅述。
第十三實施例以下結(jié)合圖82介紹如本發(fā)明第十三實施例所述的半導(dǎo)體元件180。圖82中與半導(dǎo)體元件150相同的部分仍采用相同的標號。
半導(dǎo)體元件180具有由上樹脂層182和下樹脂層183構(gòu)成的樹脂封殼181，其下樹脂層183由帶狀絕緣樹脂制成。窗口184設(shè)在帶狀樹脂183上的預(yù)定位置處，設(shè)在帶狀樹脂183底面(安裝面)上的外部電極膜185可覆蓋窗口184。連線118通過窗口184接至電極膜185。
半導(dǎo)本元件180具有因采用雙層封殼結(jié)構(gòu)而帶來的性能優(yōu)點，而且其制作成本也因樹脂帶183對引線架120或159的替代而降低。
第十四實施例以下介紹如本發(fā)明第十四實施例所述的半導(dǎo)體元件。圖83是如本發(fā)明第十四實施例所述半導(dǎo)體元件210的剖視圖。圖84A是半導(dǎo)體元件210的平面圖，圖84B是其正視圖，圖84C是其仰視圖。
半導(dǎo)體元件210結(jié)構(gòu)簡單，它含有芯片211，樹脂封殼212和金屬膜213。芯片211的上表面上設(shè)有若干個電極焊盤214，而芯片211則粘在芯片固定樹脂215上。芯片211可以是半導(dǎo)體芯片、SAN芯片、多芯片模塊等。
樹脂封殼212是由環(huán)氧樹脂模制(或罐封)而成的，其上設(shè)有與其它部分一體的樹脂凸部217。樹脂凸部217的位置是預(yù)定的。各個樹脂凸部217從樹脂封殼212的底面(安裝面一側(cè))向下伸，同時也從其側(cè)面212a橫向伸出。樹脂217的配置間距不妨定為約0.8mm。
各個樹脂凸部217由金屬膜213覆蓋。金屬膜213與電極焊盤214由其間的連線218接通。金屬膜213的結(jié)構(gòu)如圖35至38所示，下文將對此加以介紹。
如此制成的半導(dǎo)體元件不象SSOP那樣需采用內(nèi)、外引線，因此無需設(shè)置內(nèi)、外引線的布線區(qū)域和空間，這樣將縮小半導(dǎo)體元件的尺寸。另外，半導(dǎo)體元件210不象BGA型元件那樣需采用焊球，因此成本較低。此外，樹脂凸部217和金屬膜213共同地起著BGA型元件中焊接凸部所起的作用，這將提高安裝密度。而且，半導(dǎo)體元件210也不受樹脂封殼212屈曲或變形的影響。
現(xiàn)結(jié)合圖85介紹半導(dǎo)體元件210的另一優(yōu)點。如圖85所示，裝有半導(dǎo)體元件210的電路板250上設(shè)有連接電極251，該電極對應(yīng)著金屬膜213所處的位置。金屬膜213被焊接在連接電極251上，標號219表示其焊區(qū)。焊區(qū)219沿金屬膜213橫向分布，而且橫向伸至樹脂封殼212以外。因此，可對焊區(qū)219進行目檢，如圖85所示。這一特點有助于測試半導(dǎo)體元件210在電路板250上的安裝及焊接合格性。
各金屬膜213可如圖86、87及88所示采取多層結(jié)構(gòu)，從而滿足上述薄膜性能要求。
圖86所示五層結(jié)構(gòu)的金屬膜213E是由外層213E-1、第一中間層213E-2、第二中間層213E-3，第三中間層213E-4，及內(nèi)層213E-5構(gòu)成的。各層的用料組合如下。
213E-1 213E-2213E-3213E-4213E-5Au PdNiPdAu焊料 NiAuPdAuPd NiAuPdAuPd NiCuNiPdAu NiCuNiAuAu PdNiAuPd圖87所示六層結(jié)構(gòu)的金屬膜213F由外層213F-1，第一中間層213F-2，第二中間層213F-3、第三中間層213F-4、第四中間層213F-5及內(nèi)層213F-6構(gòu)成的。各層的用料組合如下。
213F-1213F-2213F-3213F-4213F-5213F-6AuPdNiAuPdAuAuPdNiCuNiPdPdNiCuNiPdAu圖88所示七層結(jié)構(gòu)的金屬膜213G由外層213G-1，第一中間層213G-2，第二中間層213G-3、第三中間層213G-4、第四中間層213G-5、第五中間層213G-6及內(nèi)層213G-7構(gòu)成。各層的用料組合如下。
213G-1 213G-2 213G-3 213G-4 213G-5 213G-6 213G-7Au Pd Ni Cu Ni Pd Au圖86、87和88中示出了前述連接頭101。該連接頭101可被采用，也可略去，如圖83所示。
半導(dǎo)體元件210的制作可采用參照圖39至59所描述的方法。
連接頭101可由下文所述的螺栓頭或釘式凸部替代。
圖89A表示芯片安裝工序(已參照圖46做過介紹)完成后的狀態(tài)。引線架220由前述方法制成，其凹部222中設(shè)有呈圖37所示三層結(jié)構(gòu)的金屬膜213C。帶有電極焊盤214的芯片211被粘在芯片連接樹脂215上。
圖89B表示金屬膜213C內(nèi)壁上設(shè)有釘式凸部245時的狀態(tài)。制成釘式凸部245后，將毛細管246移至預(yù)定電極焊盤214上方，如圖89C所示。連線218便在這種狀態(tài)下被接至電極焊盤上(第一次接線)。然后將毛細管246移至預(yù)定釘式凸部245上方。這樣的移動將使連線218延伸至釘式凸部245上方。
其后，如圖89D所示，使毛細管246受到釘式凸部245的擠壓，由此使連線218接在釘式凸部245上(第二次接線)。重復(fù)上述過程，從而使電極座214與釘式凸部245(金屬膜213C)被連線218接通，如圖89E所示。
象使用連接頭101一樣，使用釘式凸部245可改善接線可靠性。亦即，連線218可被可靠地接在釘式凸部245上，從而提高了接線218與金屬膜213C之間的線路連接可靠性。
釘式凸部的制作方法如圖90A至90I所示。下文所述連線218采用金線。出于簡化考慮，圖90A至90I僅表示了金屬膜及其附近的情形。
首先，如圖90A所示，將毛細管245移至金屬膜213C上方。其次，用接線裝置上的打火棒(圖中未示出)產(chǎn)生火花，由此在連線218端部形成球端(直徑不妨取90μm)。
然后，如圖90B所示，降下毛細管245并使之擠壓球端247。在該狀態(tài)下，不妨用超聲波焊接法將球端247接在金屬膜213C上。球端247因毛細管245的擠壓而產(chǎn)生較大變形，因此其直徑為10～120μm，而高度則為30～40μm。
在上述接線工序之后，將毛細管246從球端247處升起約300μm，如圖90C所示。然后，如圖90D所示，將毛細管246橫移約40～50μm，由此使毛細管處于橫向偏離球端247中心的位置。
其后，如圖90E所示，在維持毛細管246偏移位置的同時使其下降并壓擠球端247。接著，在連線218被夾緊的狀態(tài)(此時不進行連線218的進給)下升起毛細管246，如圖90F所示。這樣便使連線218斷開并形成釘式凸部。
在上述釘式凸部245的制作方法中，毛細管246對球端247的壓擠將使釘式凸部245與金屬膜213C之間形成緊密接觸。而且球端247的展面也較大。因此，如圖90G至90I所示，球端247的較大展面將保證接線工藝的可靠性。連線218和釘式凸部245的材料(金)相同，其焊接性很好，這樣便使連線218與釘式凸部245之間的連接可靠性大為改善。
如圖90F的說明內(nèi)容所述，連線218是在毛細管246壓擠球端247后的上升過程中被其斷開的。此時的毛細管246仍處于偏移位置。因此，由于從球端247向上伸出的凸部248(殘留連線)的存在，接線將不受影響。
除金以外，連線218還可以采用覆有絕緣層的鍍覆金線。采用這種鍍覆金線可以防止連線218與其它部分的短路。因此，在布線密度要求較高的場合中應(yīng)推薦使用鍍覆金線。
如上所述，半導(dǎo)體元件210可由半導(dǎo)體元件110的制作方法制成。但二者在其模制工序中所用沖模的形狀卻略有不同。這是由于各樹脂凸部217是沿橫向伸至封殼212以外的，如圖85所示。
圖91表示樹脂封殼212模制工藝所用的上模256和下模257。上模256的型腔258中設(shè)有拐角部分258a。拐角部分258位于凹部222上方，這使凹部222的局部被上模256所覆蓋。這樣，所制成的各個樹脂凸部217便具有位于圖91中D處的橫向延伸部分。
如圖92所示，上模256中設(shè)有澆口232，如圖中箭頭所示，樹脂穿過澆口232而被澆入。因此，樹脂封殼212便如圖93(對應(yīng)于圖50)所示而被制成。需要指出，引線架220上可制作多個樹脂封殼212。標號223表示工裝部分，它對應(yīng)圖50所示的工裝部分。
圖53所示分離工序可由圖94所示的另一種分離工序來代替。圖94所示蝕刻裝置260包含進給盤261、蝕刻室262和接收盤263。附有樹脂封殼212的引線架220被粘在膠帶233上，膠帶233被卷在進給盤261上。蝕刻腔262內(nèi)設(shè)有噴散蝕刻劑的噴嘴264。膠帶233從進給盤261上輸送至蝕刻腔262中，面朝噴嘴264的引線架220便在蝕刻腔262中受到蝕刻。蝕刻工藝將溶解引線架220上除金屬膜231C以外的部分。這樣便將樹脂封殼212從引線架220上分離下來。
膠帶233是由不受蝕刻劑影響的材料制成的，因此，樹脂封殼212在引線架220溶解后仍受到膠帶233的支承。支承封殼212的膠帶233在離開蝕刻腔262后便被接收盤263卷起。因此，上述蝕刻裝置可以自動地使封殼212脫離引線架220。
圖94所示蝕刻裝置也可用來制作如本發(fā)明其它實施例所述的半導(dǎo)體元件。
可以使用圖95中分離工序來代替圖53或圖59中分離工序。在圖95所示分離工序的引線架220蝕刻過程中，樹脂封殼212由卡具294支承。如圖95所示，卡具294由板式基座295和垂立的定位銷296構(gòu)成。引線架220和澆道框架234具有圖96所示的通孔297和298。確切地說，通孔297設(shè)在引線架220上，而通孔298則設(shè)在澆道框架234上。如圖96所示，相通的通孔297和298構(gòu)成了相應(yīng)的單個孔?？ň?94上的定位銷296可被插入通孔297和298中。
圖97表示設(shè)在澆道框架234中的通孔298。圖98A和98B也表示設(shè)在澆道框架234中的通孔298。澆道框架234中設(shè)有環(huán)形部分299，而通孔298是在環(huán)形部分299中成形的。在環(huán)形部分299中設(shè)置通孔298的做法將使?jié)驳揽蚣?34獲得設(shè)定的機械強度。因此，不存在澆道框架234在通孔298處發(fā)生斷裂的可能性，這樣便可使樹脂封殼212在分離工序中被分離下來。
又如圖95所示，在通孔297和298中插入定位銷時須使樹脂封殼212朝向基座295。這樣可以避免引線架220與卡具294之間的相對運動。在這種狀態(tài)下，將樹脂封殼212，澆道框架234、引線架220連同卡具294一起插入圖94所示的蝕刻腔262中。蝕刻劑以較高壓力被噴散出來并使引線架220溶解。此時，高壓蝕刻劑也會作用在樹脂封殼212和澆道框架234上。但定位銷294對樹脂封殼212和澆道框架234的支承是牢固的，因此蝕刻劑的噴射作用不會導(dǎo)致上述各部件發(fā)生位移。假中上述各部件發(fā)生位移，就必須使它們回復(fù)至原位。定位銷294的制作材料不受蝕刻劑影響，因而可重復(fù)使用。
圖99A、99B和99C表示另一種分離工序。如前所述，運輸之前須除去澆道框架234。圖99A、99B和99C所示分離工序具有專門的澆道框架234去除工序。用定位工具294A維持樹脂封殼212與澆道框架234的固有間距。定位工具294A具有垂立在基座295上的隔層部分2100。這些隔層部分2100隔出了多個容腔2101和2102。如圖99A所示，樹脂封殼212面對著相應(yīng)的樹脂封殼容腔2101，而澆道框架234則面對著相應(yīng)的澆道框架容腔2102。
在樹脂封殼212(連同澆道框架234)和引線架220被定位工具294A支承的狀態(tài)下，隔層部分2100將對著樹脂封殼212與澆道框架234的結(jié)合部。該結(jié)合部要比其它部分薄，因此其機械強度也將弱于其它較厚部分。不過，這些較薄部分的機械強度可以保證它們在高壓蝕刻劑的噴射作用下不發(fā)生斷裂。
澆道框架234上設(shè)有槽2103。如圖100A、100B和101所示，這些槽2103沿澆道框架234的心分布。開有槽2103的部分將具有弱于其它部分的機械強度，不過該強度可以保證澆道框架234不發(fā)生斷裂。
在上述分離工序中，定位工具294A的位置如圖99A所示。樹脂封殼212和澆道框架234因高度不同而使其組合結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)臺階部分。隔層2100可嵌入臺階部分中的凹部，因而使樹脂封殼212不致偏離其原位。
如圖99A所示，在引線架220的澆道框架234成形面的背面上設(shè)有網(wǎng)格件2104。該網(wǎng)格件2104不妨礙蝕刻劑穿過其中，因而不影響引線架220的蝕刻工序。此外，網(wǎng)格件2104因受力而將引線架220壓向定位工具294A。因此，樹脂封殼212，澆道框架234和引線架220將得到定位工具294A的可靠支承。這樣，導(dǎo)呆220在蝕刻過程就不會發(fā)生任何定位誤差。
圖99B表示引線架220和網(wǎng)格件2104已由蝕刻工藝除去。圖99B中的樹脂封殼212和澆道框架234是連接在一起的。而且，樹脂封殼212面對著容腔2101，而澆道框架234則面對著容腔2102。
接著對樹脂封殼212和澆道框架施加壓力，由此使隔層2100接觸到樹脂封殼212與澆道框架234之間的結(jié)合部。結(jié)合部要比其它部分薄，如圖99C所示，它可以輕易地被斷開而不致對樹脂封殼212產(chǎn)生附加應(yīng)力。
需要指出，樹脂封殼212(半導(dǎo)體元件210)可由容腔2101容納，而斷開的澆道框架234則由容腔2102容納。這種方法可以自動分檢半導(dǎo)體元件210和澆道框架234，因而使制作過程得以簡化。
圖102A至102E表示另一分離工序。圖102A表示樹脂封殼212由引線架220支承的情形。其中未設(shè)澆道框架234。在完成封裝工序之后及除去引線架220之前，將某一片狀構(gòu)件2105覆蓋在樹脂封殼212上，如圖102B所示。片狀構(gòu)件2105無需附設(shè)膠粘劑，而前述膠帶233則使用了膠粘劑。
其后，如圖102C所示，用真空吸附法使片狀構(gòu)件2105附著在樹脂封殼212上(片狀構(gòu)件吸附工序)。此時，片狀構(gòu)件2105將發(fā)生與樹脂封殼212外形相匹配的變形并附接在其上。這樣樹脂封殼212由片狀構(gòu)件2105支承。需要指出，片狀構(gòu)件2105對樹脂封殼212的支承并沒有使用膠粘劑。
此后，將由引線架220和片狀構(gòu)件2105支承的封殼212置入蝕刻腔262中并對引線架220做蝕刻處理。圖102D表示了蝕刻處理結(jié)束之后的情形。此時的樹脂封殼212由片狀構(gòu)件2105支承。
最后，如圖102E所示，將由片狀構(gòu)件2105支承的樹脂封殼212盛入樹脂封殼收納容器2106中，驅(qū)動某一收納工具，使樹脂封殼212逐個落下。于是，各個樹脂封殼212便從片狀構(gòu)件2105上脫落并被盛入容器2106中(樹脂封殼收納工序)。
需要指出，片狀構(gòu)件2105對樹脂封殼212的支承并沒有使用膠粘劑，因此，上述封殼收納過程的進行將比較容易。
可以用圖103A和103B所示的封裝方法代替容器2106的使用。在圖102D所示裝配完成之后，將第二個片狀構(gòu)件2108裝在樹脂封殼212上，這樣，樹脂封殼212便被第一個和第二個片狀構(gòu)件2105及2108包住(包裝工序)。這樣圖103A和103B所示的組件便可作為已包裝的產(chǎn)品處理。
第十五實施例以下結(jié)合圖104介紹如本發(fā)明第十五實施例所述的半導(dǎo)體元件。在圖104中，與本發(fā)明第十四實施例所述相同的部分仍由原號表示。
圖104所示半導(dǎo)體元件210A具有這樣一個特點其樹脂封殼212的某一側(cè)邊上設(shè)有樹脂凸部217A。這種樹脂凸部217A的設(shè)置可以通過在引線架220上適當選定凹部222的位置來實現(xiàn)。
半導(dǎo)體元件210A在電路板250上的安裝方法如下。如圖104所示，電路板250上設(shè)有配備導(dǎo)電體的通孔252，該通孔對應(yīng)著樹脂凸部217A。半導(dǎo)體元件210A因其樹脂凸部217A插入通孔252中而被豎立起來。其后，將各樹脂凸部217A上的相應(yīng)金屬膜213焊接在通孔252中的導(dǎo)電體上。由于半導(dǎo)體元件210A被垂直安裝，所以上述方法的安裝密度較高。此外，該方法也便于從半導(dǎo)體元件210A外側(cè)檢查金屬膜213與通孔252中導(dǎo)電體之間的焊接質(zhì)量。
第十六實施例圖105是如本發(fā)明第十六實施例所述半導(dǎo)體元件210B的平面圖，圖106表示安裝在電路板250上的半導(dǎo)體元件210B。在這些圖中，與前述附圖中相同的部分仍由原標號表示。
半導(dǎo)體元件210B具有這樣一個特點樹脂封殼212的某一側(cè)邊上設(shè)有支承元件253。支承元件253對樹脂封殼212的支承作用可使半導(dǎo)體之件210B豎立在電路板250上。象半導(dǎo)體元件210A一樣，半導(dǎo)體元件210B也有一個設(shè)在樹脂封殼212某一側(cè)邊上的樹脂凸部217B基準。
半導(dǎo)體元件210B的安裝方法是使樹脂凸部217B位于電路板250上的連接電極251處，并通過焊區(qū)219焊接在其上。上述焊接可采用軟熔焊接法，因此較為簡便。本發(fā)明第十六實施例也具有第十五實施例的同樣優(yōu)點。
第十七實施例以下結(jié)合圖107至109介紹如本發(fā)明第十七實施例所述的半導(dǎo)體元件210C。在這些圖中，與前述附圖中相同的部分的仍采用原標號表示。
半導(dǎo)體元件210C的特點之一是其上設(shè)有橫向長度不等的樹脂凸部291A和291B。確切地說，第一樹脂凸部291A較短而第二樹脂凸部291B較長。第一、第二樹脂凸部291A和291B分別設(shè)有相應(yīng)的金屬膜290A和290B。金屬膜290A橫向尺寸較小，而金屬膜290B橫向尺寸較大。第二樹脂凸部291B和第二金屬膜290B伸在芯片211下側(cè)。
上述樹脂凸部291A和291B的設(shè)置簡化了連線218至金屬膜290A、290B的線路。如圖107所示，連線218從芯片211的兩側(cè)伸至金屬膜290A和290B。另一方面，在圖104中，連線218是通過芯片211的某一側(cè)放線的。因此，有必要使圖104所示芯片211上的電極焊盤214排在芯片211的某一側(cè)。在圖107至109所示結(jié)構(gòu)中，電極焊盤214被置于芯片211的四側(cè)。即便如此，連線218對樹脂封殼212某一側(cè)部金屬膜290A、290B的定線也是簡單的。
如果元件210C與元件210A具有相同數(shù)量的電極焊盤214，那么元件210C上電極焊盤214的布置間距將大于元件210A上的相互間距。換言之，在同樣間距下，元件210C上的電極焊盤214數(shù)目將可多于元件210A。此外，電極焊盤214與金屬膜290A、290B之間可由較短的連線218接通。因此，連線218的短路及連線218阻抗的增加等現(xiàn)象將得以避免。
第十八實施例圖110是如本發(fā)明第十八實施例所述半導(dǎo)體元件210D的剖視圖，且圖111是半導(dǎo)體元件210D的仰視圖。在這些圖中，與前述附圖中相同的部分仍用原標號表示。
半導(dǎo)體元件210D具有這樣一個特點樹脂凸部291A與樹脂封殼212的側(cè)面212a大體齊平。樹脂凸部291A排在樹脂封殼212的一側(cè)并具有相同的橫向長度。因此，金屬膜290A便排在樹脂封殼212的一側(cè)。
在樹脂凸部291A與側(cè)面212a大致齊平的情況下，仍可以從樹脂封殼212一側(cè)目檢金屬膜290A與電路板之間的焊接質(zhì)量。
半導(dǎo)體元件210D的安裝如圖112所示。多個半導(dǎo)體元件210D并排地豎直排列，并以這種狀態(tài)被焊接在電路板250上。半導(dǎo)體元件210D配有對其起支承作用的支承元件292。該支承元件292不妨由樹脂(膠粘劑)制成，但它不同于圖105和106所示的支承元件253。也就是說，支承元件292是與樹脂封殼212異體的分離元件。因此，支承元件292的位置可在任意時刻任意選定。
并排豎直排列的各半導(dǎo)體元件210D之間會形成間隙?？梢栽诎雽?dǎo)體元件210D被安裝并固定在電路板250上之前將隔離體293設(shè)置在上述間隙中。隔離體293的作用在于加強半導(dǎo)體元件210D在電路板250上的豎立狀態(tài)及其安裝可靠性。
圖113所示安裝方法的特征在于圖112所示隔離體293被散熱元件293A所代替。散熱元件293A除起隔離體作用外還可擴散半導(dǎo)體元件210D產(chǎn)生的熱量。散熱元件293A可推薦使用導(dǎo)熱性好的材料，以便于實現(xiàn)良好的導(dǎo)熱性能。對于并排緊密排列的半導(dǎo)體元件210D來說，其熱量可以由散熱元件293A可靠并高效地擴散掉。因此，半導(dǎo)體元件210D的工作可靠性便得以改進。
圖114表示又一種安裝方法。各半導(dǎo)體元件210D彼此接觸。這是通過將半導(dǎo)體元件斜裝在電路板250上而實現(xiàn)的。半導(dǎo)體元件210D以一定角度θ斜裝在電路板250上并由支承元件292支承。圖114所示安裝方法不需要隔離體，用于安裝半導(dǎo)體元件210D的附件也較少。但圖114所示安裝方法在散熱性能上不如圖113所示安裝方法。
多個半導(dǎo)體元件210C也可如圖115所示并排豎立在電路板250上。此時，第二樹脂凸部291B起著隔離體及散熱元件的作用，因此無需再設(shè)任何隔離體及散熱元件。
第十九實施例以下結(jié)合圖116和117介紹如本發(fā)明第十九實施例所述的半導(dǎo)體元件。圖116是沿圖117中虛線所做的該半導(dǎo)體元件剖視圖，而圖117則是其樹脂封殼內(nèi)部的俯視圖。
圖116所示半導(dǎo)體元件310包含芯片311，電極焊盤312、連線313、樹脂封殼314及金屬膜315。芯片311可以是半導(dǎo)體元件、SAW芯片、多芯片模塊等。連線313端部接至芯片311上的電極焊盤312，其另一端接至金屬膜315，金屬膜315暴露在由模制樹脂制成的樹脂封殼314的底面上。金屬膜315與樹脂封殼314底面大體齊平。各金屬膜315的尺寸不妨定為寬0.4mm，長0.75mm，高10μm，其排列間距也不妨定為0.65mm。
上述結(jié)構(gòu)不象SSOP結(jié)構(gòu)那樣必須設(shè)置內(nèi)、外引線，因此無需設(shè)置內(nèi)，外引線所需的相應(yīng)布線區(qū)域和空間。此外，圖3所示結(jié)構(gòu)不象BGA型結(jié)構(gòu)那樣需為焊球設(shè)置基座。因此，如本發(fā)明第一實施例所述的半導(dǎo)體元件僅需較小的安裝面積，而且其成本也較低。
金屬膜315與芯片311由連線313接通。金屬膜315起著半導(dǎo)體元件310外接端子的作用。在半導(dǎo)體元件310被裝在電路板(圖中未示出)上時，金屬膜315將被焊接在電路板上的電極部分中。
金屬膜315可以象前述金屬膜113和213那樣為單層或多層結(jié)構(gòu)。金屬膜315也需滿足前述的薄膜性能要求。
圖118是單層結(jié)構(gòu)金屬膜315A的截面放大圖。金屬膜315A不妨由銀(Ag)或鈀(Pd)制作。
圖119是雙層結(jié)構(gòu)金屬膜315B的截面放大圖，該結(jié)構(gòu)由外層315B-1和內(nèi)層315B-2構(gòu)成。舉例來說，外層315B-1可以是0.05～2μm厚的鈀材料層，內(nèi)層315B-2可以是10?！?.5μm厚的金材料層。也可以采取外層315B-1為金、內(nèi)層315B-2為鈀的方案。
圖120是三層結(jié)構(gòu)金屬膜315C的截面放大圖。該結(jié)構(gòu)由外層315C-1、中間層315C-2及內(nèi)層315C-3構(gòu)成。以下是該層狀結(jié)構(gòu)的某一范例。外層315C-1為10?！?.5μm厚的金材料層，中間層315C-2為0.5～20μm厚的鎳材料層，且內(nèi)層為0.1～0.5μm厚的金材料層。
另可選取以下組合315C-1315C-2315C-3AuNiAuPdNiPdAuPdAu焊料 NiAu焊料 NiPd圖121是四層結(jié)構(gòu)金屬膜315D的截面放大圖，該層狀結(jié)構(gòu)由外層315D-1、第一中間層315D-2、第二中間層315D-3及內(nèi)層315D-4構(gòu)成。以下是該四層結(jié)構(gòu)的一個型式范例。外層315D-1是5～20μm厚的焊料層，第一中間層315D-2是1～20μm厚的鎳層。第二中間層315D-3是0.05～2μm厚的鈀層，且內(nèi)層315D-4是10?！?.5μm厚的金層。
作為另一范例，外層315D-1是0.05～2μm厚的鈀層、第一中間層315D-2是1～20μm的鎳層，第二中間層315D-3是10?！?.5μm的鈀層，且內(nèi)層315D-4是10埃～0.5μm的金層。
另可選取以下組合315D-1 315D-2 315D-3 315D-4Au Pd Ni PdPd Ni Au Pd焊料Ni Au Pd此外，五層結(jié)構(gòu)金屬膜315也可采用圖86說明中所介紹的相應(yīng)材料組合，而六層結(jié)構(gòu)金屬膜315可采用圖87說明中所介紹的相應(yīng)材料組合。
也可使用連接連線313端部的前述連接頭101。
可以用圖125所示引線架320制作上述半導(dǎo)體元件310。為達到同時制作多個半導(dǎo)體元件310的目的，可采用具有圖42A所示結(jié)構(gòu)的引線架320、或采用圖42所示多個引線架組件，如圖43所示。
引線架320也可取如下結(jié)構(gòu)。如圖122所示，通過實施保護層涂覆工序，在具有工裝孔323(對應(yīng)于圖42A中的孔123)的金屬元件321的兩個相對表面上設(shè)置抗蝕膜324。
接著，由曝光及顯影工序獲得具有圖123所示保護層模樣324a的結(jié)構(gòu)。在曝光工序中，抗蝕膜324上所設(shè)的掩模具有對應(yīng)于金屬膜315位置的窗口。抗蝕膜324的暴露部分將由顯影工序除去。曝光及顯影工序也將除去抗蝕膜34上對應(yīng)于圖42A所示接電部分125的區(qū)域。
其后，由金屬膜成形工序形成圖124所示結(jié)構(gòu)。該工序(可以是鍍覆過程)使圖42A所示接電部分125形成鍍膜電極、并將金屬元件321置入鍍覆腔中。圖124所示結(jié)構(gòu)是由外層315C-1、中間層315C-2及內(nèi)層315C-3構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。這時，金屬元件321上鍍有金質(zhì)內(nèi)層351C-3、內(nèi)層351C-3上又鍍有鈀質(zhì)中間層351C-2，而中間層351C-g上又鍍有金質(zhì)外層351C-1。上述三層膜的厚度均可由鍍覆時間的控制而得到調(diào)整。
后續(xù)的分離工序必須使金屬膜351C與樹脂封殼312一起從引線架320上分離下來。因此，須使金屬膜351C具有可從金屬元件321上平滑脫落下來的特性。為此，在金屬膜351C制成之前，金屬元件321的外露部分中設(shè)有可促進分離過程的某種材料，如導(dǎo)電膏等。因此，金屬膜351C實際上是在上述材料上形成的。
需要指出，金屬膜351C的制作還可選用除鍍覆法之外的其它薄膜制作方法，如蒸鍍法和濺射法。
此后，由保護層去除工序?qū)⒈Ｗo層模樣324a(抗蝕膜324)除去，從而形成圖125所示的引線架320。
半導(dǎo)體元件310可用圖125所引線架來制作。
如圖126所示，在芯片安裝工序中，將芯片固定樹脂316置于引線架320上的預(yù)定位置處，并將芯片311置于芯片固定樹脂316之上。芯片固定樹脂316起著隔離和粘接作用。因此，芯片311可以借芯片固定樹脂316的粘接作用而被安裝在引線架320上。
接著將引線架320裝在接線裝置上，同時按圖127所示方式設(shè)置連線313。確切地說，連線313是被接在電極焊盤312和金屬膜315上的。前述的接線順序(第一次及第二次接線)仍適用于連線313的連接。具體來說，如果先將連線313的一端接至金屬膜315C，然后才將另一端接至電極焊盤312，那么所形成的連線313高度(如圖128所示)小于由上述接線順序的逆序所形成的連線313高度(如圖127所示)。
后繼的模制工序與結(jié)合圖49所介紹的方法相同。在該模制工序中，各個芯片311都設(shè)有圖129所示的樹脂封殼314。模制工序之后的引線架320形態(tài)如前述的圖51A及51B所示。
接下來的膠帶粘接工序與先前參照圖52A及52B所介紹的方法相同。
其后便是與前述圖53所示分離工序相當?shù)姆蛛x(蝕刻)工序，如圖130所示，其中，標號333所示膠帶相當于前述圖53中的膠帶133。
在引線架320被蝕刻掉之后，半導(dǎo)體元件由膠帶333支承，其形態(tài)如前述的圖54A及54B所示。
也可以采用如前述圖59所示的分離工序，見圖131。
以上便是半導(dǎo)體元件310的制作過程。
第二十實施例圖132A和132B表示如本發(fā)明第二十實施例所述的半導(dǎo)體元件310B。在這些圖中，與半導(dǎo)體元件310中相同部分的標號不變。半導(dǎo)體元件310B與半導(dǎo)體元件310的不同之處如下。金屬膜315被做在樹脂封殼314本身的樹脂凸部318上，而且樹脂封殼314的底面設(shè)有絕緣膜317。此外，金屬膜315具有伸向芯片311的引導(dǎo)部分3151。在將半導(dǎo)體元件310B裝在電路板上時，樹脂凸部318對樹脂封殼314的屈曲起著減緩作用，該樹脂凸部318還可以防止相鄰金屬膜發(fā)生橋接。由于伸至芯片311的引導(dǎo)部分3151的存在，各金屬膜315間具有較大間距。
對于樹脂凸部318分布在樹脂封殼整個底面上的凸面式半導(dǎo)體元件來說，上述優(yōu)點是尤為顯著的。這時，無需采用小的接線凹部間距就可縮減各凸起部分的間距。在半導(dǎo)體元件310B被裝到電路板上時，絕緣膜317便界定出了焊接區(qū)域。此外，絕緣膜317還可以防止因引導(dǎo)部分3151氧化而出現(xiàn)的半導(dǎo)體元件310B老化現(xiàn)象，它也可以防止發(fā)生橋接現(xiàn)象。
半導(dǎo)體元件310B的制作方法近似于半導(dǎo)體元件310的制作方法。樹脂凸部310是通過對設(shè)有保護層模樣324a(見圖123)的金屬元件321加以局部蝕刻而形成的。局部蝕刻所形成凹部類似于圖41所示凹部122。設(shè)置在上述凹部(圖44)中的金屬膜315可在樹脂凸部318上形成。接線方法如圖47所示。剩余的保護膜形狀構(gòu)成了絕緣膜317部分，由此界定出引導(dǎo)部分3151。
第二十一實施例圖133表示如本發(fā)明第二十一實施例所述的半導(dǎo)體元件310C。在圖133中，與圖132A及132B所示半導(dǎo)體元件310B中相同的部分仍用相同的標號表示。半導(dǎo)體元件310B上設(shè)有由強導(dǎo)熱性材料制成的散熱元件340。作為推薦方案，可取消圖132A所示的絕緣膜317，因為絕緣膜317不利于散熱。
散熱元件340被粘在引線架上的某給定位置處，而其上又固接著芯片311。使用散熱元件340將滿足較大功耗芯片的安裝要求。
第二十二實施例圖134表示如本發(fā)明第二十二實施例所述的半導(dǎo)體元件310D。在圖134中，與半導(dǎo)體元件310B及310C中相同的部分仍由相同的標號表示。半導(dǎo)體元件310D中的凸塊或連接頭341取代了金屬膜315的引導(dǎo)部分3151。凸塊341位于凸部中并與金屬膜315相接。圖134所示結(jié)構(gòu)適用于樹脂凸部318排列間距不太狹窄的場合，凸塊341可以增強連線313在金屬膜315上的連接可靠性。同圖133所示情形一樣，半導(dǎo)體元件310D中也可使用散熱元件340。
第二十三實施例圖135表示如本發(fā)明第二十三實施例所述的半導(dǎo)體元件310E。在圖135中，與前述附圖中相同的部分仍由相同的標號表示。半導(dǎo)體元件31E中沒有設(shè)置將電極焊盤312與金屬膜315的連線，取代該連線的是凸塊342。使用凸塊342可以降低半導(dǎo)體元件310E的高度，進而獲得較薄的封殼。凸塊342可被用來進行倒裝式接線，這種方法比接線法快捷，因而可以縮短電極焊盤312與金屬膜315之間的連接工時。
半導(dǎo)體元件310E的制作方法類似于半導(dǎo)體元件310的制作方法，但以下部分除外。在芯片311被安裝在引線架320上時，倒裝式接線使得電極焊盤312與金屬膜315由凸塊342接通，該凸塊343可以預(yù)先設(shè)置在電極座312或金屬膜315上。
在圖136A所示半導(dǎo)體元件310F中，凸塊342取代了圖132所示半導(dǎo)體元件310B中的連線313。倒裝接線實施于金屬膜315的引導(dǎo)部分3151。這樣可以增大設(shè)在樹脂凸部318上的金屬膜315的排列間距。
圖136B所示半導(dǎo)體元件310G是圖136A所示結(jié)構(gòu)的變化型。在圖136B中，金屬膜315的引導(dǎo)部分3151中設(shè)有凹部343，而某一凸塊342又以倒裝式接線嵌在凹部343中。設(shè)置凹部343將有利于凸塊342的定位。
圖136A及136B所示結(jié)構(gòu)中未設(shè)置絕緣膜317。
圖137半導(dǎo)體元件310H中的凸塊342被設(shè)置在樹脂凸部318中。為保證電焊盤312與凸塊342的直接接觸，樹脂凸部318的高度應(yīng)小于凸塊342的高度。凸塊342與引線架上的凹部嵌接，因此凸塊342的定位將易于實現(xiàn)。
在圖138所示半導(dǎo)體元件310I中，芯片311的背面暴露在樹脂封殼314之外。這種結(jié)構(gòu)使得芯片311產(chǎn)生的熱量易于擴散至半導(dǎo)體元件310I之外。圖138所示結(jié)構(gòu)也適用于圖135、136A及136B所示的半導(dǎo)體元件。
圖139A所示半導(dǎo)體元件310J中設(shè)有由粘接劑344粘在芯片311背面的散熱元件345。散熱元件345可增強元件的散熱性能。
圖139B所示半導(dǎo)體元件310K的散熱元件345具有若干個散熱片346。這將進一步改善散熱性能。
圖140半導(dǎo)體元件310L中設(shè)有與樹脂封殼314底面齊平的絕緣元件347。該絕緣元件347可由絕緣膠帶或粘結(jié)劑之類的材料構(gòu)成。設(shè)置絕緣元件347是基于如下考慮由于芯片311與引線架320之間的間隙很小，因此模制樹脂在樹脂模制工序中將難以進入上述間隙中，從而無法實現(xiàn)合格的密封性能。如果事先在芯片311的元件成形表面上設(shè)置絕緣元件347，那么該絕緣元件347的防泄漏作用將相當于上述間隙中完全充有模制樹脂的效果。絕緣元件347可在進行倒裝式接線之前裝在芯片311或引線架320上。
在圖141A所示半導(dǎo)體元件310M中，非均質(zhì)導(dǎo)電樹脂348起著凸塊342與金屬膜315之間的電及機械連接作用。凸塊342被置于芯片311的電極焊盤上。而在圖141C中，凸塊被置于金屬膜315上。也可以采用電極焊盤上設(shè)置凸塊342a且金屬膜315上設(shè)置凸塊342b的方案。各個凸塊342、342a、342b均應(yīng)由樹脂348覆蓋。
在樹脂348受壓時，其中的微導(dǎo)體(導(dǎo)電顆粒)將在凸塊342與金屬膜315之間結(jié)成一體，由此使線路接通。
圖141B所示凸塊342被置于引線架320的金屬膜315側(cè)面。而在圖141C中，凸塊342a和342b被分別置于芯片311電極焊盤和金屬膜315上。
使用非均質(zhì)導(dǎo)電樹脂342可以防止相鄰?fù)箟K之間發(fā)生短接，這種現(xiàn)象往往會在半導(dǎo)體元件被裝上電路板時發(fā)生。
本發(fā)明并不僅限于已提出的幾個特定實施例，在本發(fā)明的范圍內(nèi)還存在其它變化型及改進型。
權(quán)利要求
1.一種關(guān)于芯片由樹脂封殼封裝的元件的制作方法，該方法包括a)制作引線架(120)，該引線架的基底(121)上設(shè)有含相應(yīng)金屬膜(113)的凹部；b)在引線架上安裝芯片(111)；c)設(shè)置連接部分(118，101，163，245)，使之接通金屬膜與上述芯片的電極焊盤；d)進行樹脂的模制加工，使各個樹脂封殼模制件分別覆蓋相應(yīng)的芯片及金屬膜(金屬膜由引線架支承)；以及e)使樹脂封殼模制件及樹脂凸部上的金屬膜一同從引線架上分離下來，該樹脂凸部對應(yīng)著上述凹部。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述工序(e)包括蝕刻并溶解引線架的工序。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述工序(e)包括以機械方法將引線架從樹脂封殼模制件及金屬膜上分離下來的工序。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在樹脂封殼模制件上設(shè)置膠帶的工序，該工序排在上述工序(e)之前。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述工序(c)包括在金屬膜上設(shè)置連接頭的第一工序，以及將連線接在芯片電極焊盤和上述連接頭上的第二工序，上述連接頭及上述連線相當于上述連接部分。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述對樹脂進行模制加工的工序(d)使各個樹脂封殼模制件結(jié)為一體。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述對樹脂進行模制加工的工序(d)使各個樹脂封殼模制件相互分離。
全文摘要
一種元件，它包含以下部分芯片(111)；封裝芯片的樹脂封殼(112，151，314)，該樹脂封殼的安裝面上設(shè)有樹脂凸部(117，154，318)，樹脂凸部上設(shè)有相應(yīng)的金屬膜(113，155，315)。芯片的電極焊盤與金屬膜由連接部分(118，101，163，245，313，343，342)電連接，每個所述樹脂凸部都被所述金屬膜整體地覆蓋。
文檔編號H01L21/00GK1549317SQ20041004763
公開日2004年11月24日 申請日期1996年11月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月8日
發(fā)明者米田義之, 一, 辻和人, 治, 織茂政一, 司, 迫田英治, 正德, 野本隆司, 小野寺正德, 河西純一 申請人:富士通株式會社