專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法，具體地，涉及在應(yīng)用于樹脂密封型半導(dǎo)體 封裝形式的半導(dǎo)體器件及其制造方法時特別有效的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件中，通過利用絕緣樹脂材料等對半導(dǎo)體芯片進行密封(封裝)來保 護半導(dǎo)體芯片，以保持其性能。例如，半導(dǎo)體器件是這樣形成的利用粘合材料將其上具有 集成電路(典型地是存儲器電路、邏輯電路、電源電路等)的半導(dǎo)體芯片附接(安裝)在引 線框的芯片安裝部分(管芯焊盤)上，并且利用絕緣樹脂來封裝部分引線框以及半導(dǎo)體芯 片。近年來，銅或者銅合金已被用作引線框的材料，因為其具有高電導(dǎo)和熱導(dǎo)并同時成本低 廉廉。例如，日本未審查專利公開No. 2005-191178 (專利文獻1)公開了一種技術(shù)，其在 熱擴散中形成具有內(nèi)突側(cè)壁的微坑(dimples)，并由此改善與絕緣樹脂的粘附性。日本未審查專利公開No. Hei5 (1993)-218275 (專利文獻2)公開了一種技術(shù)，其通 過將塑模按壓在引線框上來形成微坑，以便改善與密封材料的粘附并由此消除島的卷曲。日本未審查專利公開No. 2002-83917 (專利文獻3)公開了一種技術(shù)，其通過刻蝕 引線框表面的部分在其上選擇性地形成多個突起，來實現(xiàn)在樹脂與引線框之間具有高粘附 性的引線框。[專利文獻1]日本未審查專利公開No. 2005-191178[專利文獻2]日本未審查專利公開No. Hei5 (1993)-218275[專利文獻3]日本未審查專利公開No.2002-8391
發(fā)明內(nèi)容
作為對具有高熱輻射屬性的封裝結(jié)構(gòu)(半導(dǎo)體封裝)的研究結(jié)果，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)管 芯焊盤DPa的底表面f2a從絕緣樹脂IRa暴露出來的封裝(如圖21所示)是有效的。通 過將管芯焊盤DPa的底表面f2a從絕緣樹脂IRa暴露出來，可以將半導(dǎo)體芯片CPa中產(chǎn)生 的熱量容易地釋放到外部。在半導(dǎo)體芯片具有這種形式的情況下，暴露在外部的管芯焊盤 DPa的底表面f2a還可以用作電極。然而，發(fā)明人的進一步研究還表明在具有如圖21所示形式的封裝的半導(dǎo)體器件 中會發(fā)生下述問題。具體來說，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)以管芯焊盤DPa的底表面f2a從其暴露的封裝形 式的半導(dǎo)體器件在溫度循環(huán)測試等中具有降低的電學(xué)屬性。還發(fā)現(xiàn)如圖22所示，在管芯 焊盤DPa與絕緣樹脂IRa之間的邊界面附近的管芯鍵合材料DBa中的裂痕ck的生成與溫度循環(huán)測試中電學(xué)屬性的降低有關(guān)。圖22是圖21的半導(dǎo)體器件的主要部分PlOa的放大 視圖。發(fā)明人已經(jīng)考慮到了管芯鍵合材料DBa中生成的裂痕ck，這將在下文詳細描述。當(dāng)管芯焊盤DPa的底表面f2a暴露在外時，在半導(dǎo)體器件的存放期間，潮氣可能滲 入絕緣樹脂IRa中。請注意，由于管芯焊盤DPa與絕緣樹脂IRa之間存在熱膨脹系數(shù)的差 異，因此回流焊接等時候的加熱將導(dǎo)致其間邊界面的剝落。上述潮氣滲入這種剝落的部分 將提高剝落的部分的內(nèi)部壓力，并導(dǎo)致膨脹。在溫度循環(huán)之后，由剝落的部分附近的部件之 間的線性膨脹差異所導(dǎo)致的應(yīng)力將導(dǎo)致管芯鍵合材料DBa的裂痕ck。例如，存在這樣的半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片CPa在其背面也需要導(dǎo)電電極，因 此使用管芯焊盤DPa的底表面f2a作為電極。在這種情況下，管芯鍵合材料DBa需要在半 導(dǎo)體芯片CPa與管芯焊盤DPa之間提供導(dǎo)電性。發(fā)明人的研究表明當(dāng)這種管芯鍵合材料 DBa中出現(xiàn)裂痕時，其可能是電導(dǎo)失效的原因；因此，其可能是半導(dǎo)體器件的電學(xué)屬性和可 靠性降低的原因。本發(fā)明的一個目的是改善具有半導(dǎo)體芯片已由絕緣樹脂密封的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器 件的可靠性，特別是提供一種能夠防止管芯鍵合材料的裂痕的技術(shù)。通過這里的描述和附圖，本發(fā)明的上述以及其他目的和新穎特征將是易見的。在本發(fā)明的一個模式中，提供一種技術(shù)，在通過經(jīng)由管芯鍵合材料將半導(dǎo)體芯片 安裝在管芯焊盤部分的頂表面而獲得的半導(dǎo)體器件中，該技術(shù)對將要與絕緣樹脂接觸的 管芯焊盤部分的頂表面進行粗糙化，而不對管芯焊盤部分的底表面和外引線部分進行粗糙 化。下面將描述在此公開的多個發(fā)明中的典型示例可以獲得的優(yōu)點。簡言之，本發(fā)明可以改善具有半導(dǎo)體芯片已由絕緣樹脂密封這一結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器 件的可靠性。


圖I(A)和圖I(B)是示出按照本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的示意 圖，其中圖KA)是總體平面圖，圖I(B)是沿圖KA)的線B-B獲得的、并按箭頭方向查看的 剖面圖；圖2是按照本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件的示意圖；圖3(A)和圖3(B)是示出按照本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件的另一結(jié)構(gòu)的示 意圖，其中圖3(A)是總體平面圖，圖3(B)是沿圖3(A)的線B-B獲得的、并按箭頭方向查看 的剖面圖；圖4(A)和圖4(B)是示出按照本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件的又一結(jié)構(gòu)的示 意圖，其中圖4(A)是總體平面圖，圖4(B)是沿圖4(A)的線B-B獲得的、并按箭頭方向查看 得到的剖面圖；圖5(A)和圖5(B)是示出按照本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件的另一結(jié)構(gòu)的示 意圖，其中圖5(A)是總體平面圖，圖5(B)是沿圖5(A)的線B-B獲得的、并按箭頭方向查看 的剖面圖；圖6(A)和圖6(B)是示出按照本發(fā)明的 實施方式1的半導(dǎo)體器件的另一結(jié)構(gòu)的示 意圖，其中圖6(A)是總體平面圖，圖6(B)是沿圖6(A)的線B-B獲得的、并按箭頭方向得到的剖面圖；圖7是說明按照本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造步驟的流程圖；圖8是在與圖7的表面粗糙化步驟sl02相對應(yīng)的制造步驟期間按照本發(fā)明的實 施方式1的半導(dǎo)體器件的斷片剖面圖；
圖9是在圖8的步驟之后并且與圖7的管芯鍵合步驟sl03相對應(yīng)的制造步驟期 間的半導(dǎo)體器件的斷片剖面圖；圖10是在圖9的步驟之后并且與圖7的管芯鍵合步驟sl04相對應(yīng)的制造步驟期 間的半導(dǎo)體器件的斷片剖面圖；圖11是在圖10的步驟之后并且與圖7的模塑步驟sl05相對應(yīng)的制造步驟期間 的半導(dǎo)體器件的斷片剖面圖；圖12是在圖11的步驟之后并且與圖7的樁線切削步驟sl06相對應(yīng)的制造步驟 期間的半導(dǎo)體器件的斷片剖面圖；圖13(A)和圖13(B)是示出了按照本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件在其制造步 驟期間的示意圖，其中圖13(A)是斷片平面圖，圖13(B)是沿圖13(A)的線B-B獲得的、并 按箭頭方向查看的斷片剖面圖；圖14是用于說明按照本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造步驟的特性的圖 示；圖15是用于說明按照本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造步驟的另一特性 的圖示；圖16(A)和圖16(B)是示出按照本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件在其另一制造 步驟中的示意圖，其中圖16(A)是斷片平面圖，圖16(B)是沿圖16(A)的線B-B獲得的、并 按箭頭方向查看的斷片剖面圖；圖17(A)和圖17(B)是示出按照本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件在其另一制造 步驟中的示意圖，其中圖17(A)是斷片平面圖，圖17(B)是沿圖17(A)的線B-B獲得的、并 按箭頭方向查看的斷片剖面圖；圖18(A)和圖18(B)是示出按照本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件在其又一制造 步驟中的示意圖，其中圖18(A)是斷片平面圖，圖18(B)是沿圖18(A)的線B-B獲得的、并 按箭頭方向查看的斷片剖面圖；圖19(A)和圖19(B)是示出按照本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件在其另一制造 步驟中的示意圖，其中圖19(A)是斷片平面圖，圖19(B)是沿圖19(A)的線B-B獲得的、并 按箭頭方向查看的斷片剖面圖；圖20是示出按照本發(fā)明的第二實施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖21是示出發(fā)明人所研究的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖22是圖21的半導(dǎo)體器件的斷片放大視圖；以及圖23是圖21的半導(dǎo)體器件的示意圖。
具體實施例方式在下文描述的實施方式中，為方便起見，描述將分為多個部分或者實施方式來進 行。除非另行特別指明，否則這些部分或?qū)嵤┓绞讲⒎潜舜藷o關(guān)，并且一個部分或?qū)嵤┓绞脚c其它或者所有部分或?qū)嵤┓绞降年P(guān)系可以是諸如修改、詳述和補充說明。在下文描述的 實施方式中，當(dāng)提及要素的數(shù)目等時(包括數(shù)目、數(shù)值、數(shù)量和范圍)，除非另行特別指明以 及這些數(shù)目在理論上明顯限于特定數(shù)目的情況之外，其并不限于特定的數(shù)目，而是可以大 于或者小于特定的數(shù)目。此外，在下文描述的實施方式中，配置要素(包括要素步驟等)顯 然未必是不可或缺的，除非另行特別指明或是從理論的角度考慮其為明顯不可或缺的情況 等。類似地，在下文描述的實施方式中，當(dāng)提及配置要素等的形狀、位置關(guān)系等時，應(yīng)當(dāng)包括 與該形狀基本上相近或類似的形狀，除非另行特別指明或是從理論的角度看其明顯不正確 的情況。這一聲明同樣適用于上面所述的數(shù)值和范圍。在用于描述下述實施方式的所有附 圖中，具有類似功能的部件將通過類似的標號來標識，并且將盡可能地省略重復(fù)的描述。此 后，將參考某些附圖來詳細描述本發(fā)明的實施方式。 (實施方式1)在實施方式1中，首先，將具體地描述具有發(fā)明人所研究結(jié)構(gòu)的半導(dǎo) 體器件及其制造方法所具有的問題。如參考圖21和圖22所描述的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在其中管芯焊盤DPa的底表面f2a從絕 緣樹脂IRa暴露出來的封裝(半導(dǎo)體封裝)結(jié)構(gòu)中，在管芯焊盤DPa與絕緣樹脂IRa之間的 邊界附近，絕緣樹脂(模塑樹脂)IRa可能容易剝落。因此，半導(dǎo)體具有其可靠性降低的問 題。作為以克服該問題為目的的進一步研究的結(jié)果，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過對管芯焊盤DPa的表 面和多個引線部分LDa進行刻蝕和粗糙化，可以改善與絕緣樹脂IRa的粘附性。絕緣樹脂 IRa填充在通過表面粗糙化形成的凹陷和凸起中，并且展現(xiàn)出了防止剝落的錨固效應(yīng)。當(dāng)絕 緣樹脂IRa是環(huán)氧樹脂時，這種效應(yīng)是顯著的。接下來將主要描述包括具有這種防止剝落效應(yīng)的引線框LFa的表面粗糙化步驟 的半導(dǎo)體器件的制造方法。首先，將已經(jīng)在其上完成了半導(dǎo)體元件形成的半導(dǎo)體晶片切割為半導(dǎo)體芯片CPa。 而且，制備引線框LFa，該引線框LFa包括，包含銅或銅合金的管芯焊盤DPa以及多個引線 部分LDa。將引線框LFa沉浸在刻蝕溶液中，并且將其刻蝕為具有粗糙的表面。繼而，利用 管芯鍵合材料DBa將半導(dǎo)體芯片CPa鍵合至引線框LFa的管芯焊盤DPa上，并且利用鍵合 布線BWa將半導(dǎo)體芯片CPa上的期望電極耦合至期望的引線部分LDa。繼而，利用絕緣樹 脂IRa來封裝這樣獲得的配置，隨后切削將管芯鍵合墊DPa固定至引線框LFa的懸掛引線 部分。繼而，去除包含絕緣樹脂IRa的無用部分的樹脂毛刺。在期望的鍍敷步驟和期望的 標印步驟之后，對已經(jīng)切削了無用部分的引線部分進行模塑，由此完成半導(dǎo)體器件的制造。如上所述，對引線框LFa的刻蝕和表面粗糙化可以改善與絕緣樹脂IRa的粘附性。 從這個角度說，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以抑制由于溫度循環(huán)而導(dǎo)致的管芯鍵合材料DBa中裂痕ck的 產(chǎn)生，并且可以改善可靠性。然而，發(fā)明人的進一步研究表明在上述表面粗糙化技術(shù)中將 出現(xiàn)另一問題。例如，在對引線框LFa的上表面和下表面二者都進行刻蝕以使其粗糙時，表面粗 糙化甚至擴展到了管芯焊盤DPa的底表面f2a。這意味著，絕緣樹脂IRa也將牢固地粘附至 粗糙的底表面f2a。在實施方式1的半導(dǎo)體器件中，管芯焊盤DPa的底表面f2a應(yīng)當(dāng)從絕 緣樹脂IRa暴露出來。然而，如圖23所示，即使在毛刺去除步驟之后，已經(jīng)牢固粘附至管芯 焊盤DPa底表面f2a的絕緣樹脂Ira仍有可能殘留下來成為樹脂毛刺BR。圖23是示出在 此研究的半導(dǎo)體器件的外觀的示意圖。殘留在管芯焊盤DPa的暴露底表面f2a上的樹脂毛刺BR可能是安裝失敗或者電學(xué)屬性失效的原因。而且，這種樹脂毛刺BR可能進入隨后的切削步驟等，并且導(dǎo)致雜質(zhì)的產(chǎn)生。為了避免這種問題，發(fā)明人已經(jīng)研究出了一種刻蝕引線框LFa的一個表面(頂表 面)而不使管芯焊盤DPa的底表面f2a粗糙化的方法。這使得能夠產(chǎn)生如上所述的抑制管 芯鍵合材料DBa中產(chǎn)生裂痕ck的效果，而不會留下如圖23所示的樹脂毛刺BR。然而，發(fā)明人的進一步研究表明對引線框LFa的一個表面(上表面)進行粗糙化 的上述方法將導(dǎo)致如下所述的問題。例如，當(dāng)對將要與鍵合布線BWa耦合的內(nèi)部引線部分ILa已經(jīng)進行了鍍敷時，表面 粗糙化可能損壞鍍敷部分，雖然這取決于鍍敷類型和表面粗糙化刻蝕溶液類型的組合。對 主傳導(dǎo)部分的這種損壞可能變成電學(xué)屬性降低的原因之一，并且可能最終變成所得的半導(dǎo) 體器件的可靠性降低的原因。而且，當(dāng)表面粗糙化延伸到例如絕緣樹脂IRa外部的外引線部分OLa或者用于將 管芯焊盤固定至引線框的懸掛引線部分時，已經(jīng)牢固粘附的絕緣樹脂IRa可能殘留在這些 區(qū)域中。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)樹脂殘留在這些部分中時，特別是殘留在將要在隨后步驟中切削的區(qū) 域(例如，樁線)中時，在切削步驟中殘渣可能落下，并且變成雜質(zhì)粒子生成或者破壞切削 管芯的殘渣的原因。如上所述，發(fā)明人的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)引線框LFa的一個表面完全被粗糙化時，即 使粗糙化該一個表面也將降低半導(dǎo)體器件的可靠性。在實施方式1中，為了克服這一問題， 將描述使用通過僅對一個表面的部分進行粗糙化而獲得的引線框的半導(dǎo)體器件及其制造 方法。圖1㈧是按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的總體平面圖，圖1⑶是沿圖1㈧的線 B-B獲得的、并按箭頭方向查看的剖面圖。實施方式1的半導(dǎo)體器件具有以下配置。請注 意，圖1 (A)的總體平面圖是通過絕緣樹脂IRl查看的視圖。實施方式1的半導(dǎo)體器件具有管芯焊盤DPl和多個引線部分LD1。管芯焊盤DPl 包括主要包含銅的導(dǎo)體。如將會在稍后對其制造方法的描述中所具體描述的，管芯焊盤DPl 和多個引線部分LDl是最初配置相同引線框LFl的部件。相應(yīng)地，該多個引線部分LDl以 及管芯焊盤DPl用相同的材料制成，也就是主要包含銅的導(dǎo)體。從上向下看該半導(dǎo)體器件 的全部時，該管芯焊盤DPl是放置在半導(dǎo)體器件的中心部分的矩形平坦片部件。該具有平 坦片形式的管芯焊盤DPl具有從厚度方向看彼此相對地放置的頂表面(表面、第一主表面) fl以及底表面(第二主表面)f2。所述多個引線部分LDl放置在管芯焊盤DPI的周圍使得 其在矩形管芯焊盤DPl的水平方向上沿著兩側(cè)進行延伸并且彼此相間隔。在矩形管芯焊盤DPl的短側(cè)方向上的端部形成懸掛引線部分SL1。換句話說，該 懸掛引線部分SLl放置為在所述矩形管芯焊盤DPl的短側(cè)方向上的端部突出。與管芯焊盤 PDl以及多個引線部分LDl相似地，所述懸掛引線部分SLl也是配置相同引線框LFl的部 件。將在稍后對制造方法的描述中更為具體地的描述。管芯焊盤DPl在其頂表面fl上具有半導(dǎo)體芯片CP1，其配備有配置期望的集成電 路等的半導(dǎo)體元件。半導(dǎo)體芯片CPl位于管芯焊盤DPl的頂表面f 1之上，從而利用管芯鍵 合材料DBl將前者鍵合至后者。換言之，半導(dǎo)體芯片CPl經(jīng)由管芯鍵合材料DBl而置于管 芯焊盤DPl的頂表面fl。管芯鍵合材料DBl可以是具有導(dǎo)電性的樹脂粘合材料或者焊接材料。多個引線部分LDl和半導(dǎo)體芯片CPl經(jīng)由多個鍵合布線BWl來耦合。多個鍵合布 線BWl耦合至半導(dǎo)體芯片CPl上的焊盤電極(未示出)。通過形成于半導(dǎo)體芯片CPl上的 互連使得焊盤電極與半導(dǎo)體元件導(dǎo)通。多個引線部分LDl中每個引線部分的一部分已經(jīng)利 用主要包含銀(Ag)或Ni的導(dǎo)體進行了鍍敷，并且多個鍵合布線BWl分別耦合至經(jīng)過鍍敷 的部分。將多個引線部分LDl中每個引線部分的一部分、管芯焊盤DPl和懸掛引線部分SLl 以及半導(dǎo)體芯片CPl進行整體密封。絕緣樹脂IRl是包含環(huán)氧樹脂的樹脂材料。
上述懸掛引線部分SLl是用于在整個引線框Fl上支撐管芯焊盤DPl的部件，并且 其在利用絕緣樹脂IRl的密封步驟完成之后被切削，這將在稍后對制造方法的描述中進行 詳細描述。由此，懸掛引線部分SLl的端表面的一部分從絕緣樹脂IRl暴露出來。利用絕緣樹脂IRl對多個引線部分LDl中每個引線部分已經(jīng)鍍敷并且耦合至多個 鍵合布線BWl中每一個的部分進行封裝。多個引線部分LDl中每個引線部分的這種利用絕 緣樹脂IRl覆蓋的部分稱為“內(nèi)引線部分IL1”。多個引線部分LD 1中每個引線部分的其 他部分沒有利用絕緣樹脂IRl進行密封，并且被形成為將要抽取到絕緣樹脂IRl之外。多 個引線部分LDl中每個引線部分的、暴露并抽取在絕緣樹脂IRl外部的部分稱為“外引線部 分 0L1”。這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)從外部到半導(dǎo)體芯片CP 1的電耦合，所述電耦合通過經(jīng)由多個鍵 合布線BWl耦合至該處的多個引線部分LD1。在實施方式1的半導(dǎo)體器件中，管芯焊盤DPl的底表面f2暴露在絕緣樹脂IRl之 夕卜。通過暴露管芯焊盤DPl的底表面f2，半導(dǎo)體芯片CPl所產(chǎn)生的熱量容易地散到外部。 簡言之，實施方式1的半導(dǎo)體器件具有帶有高熱輻射屬性的封裝結(jié)構(gòu)。在實施方式1的半導(dǎo)體器件中，管芯焊盤DPI、多個引線部分LDl以及懸掛引線部 分SLl具有部分粗糙的表面。術(shù)語“粗糙表面”表示經(jīng)過粗糙化的表面。圖2是示出管芯焊盤DPI、多個引線部分LDl以及懸掛引線部分SLl的部分的示意 圖，這些部分具有粗糙表面。這里使用的術(shù)語“粗糙表面”表示如圖2所示的具有不規(guī)則的 微小凹陷和凸起的表面。在實施方式1中，術(shù)語“凹陷和凸起”表示算術(shù)平均粗糙度Ra優(yōu) 選地在0. 2到0. 5 μ m范圍內(nèi)的粗糙表面。其原因?qū)⒃谏院笤敿毭枋?，因為這與表面粗糙化 處理工藝有關(guān)。不具有粗糙表面的區(qū)域的算術(shù)平均粗糙度為0. 1 μ m或更小。術(shù)語“算術(shù)平均粗糙度Ra”表示這樣獲得的值從圖2所示的凹凸曲線上，僅對平 均線av方向上的參考長度進行采樣，將從平均線av采樣的部分相對于測量曲線的偏差的 絕對值相加，繼而對其進行平均。定性地看，凹陷和凸起之間的高度差越大并且其變化范圍 越寬，算術(shù)平均粗糙度Ra越大。下面將更為具體地描述管芯焊盤DPI、多個引線部分LDl以及懸掛引線部分SLl的 粗糙表面區(qū)域。圖1中所示的管芯焊盤DPI、多個引線部分LDl以及懸掛引線部分SLl的粗 糙表面在總體平面圖(圖1(A))中帶有陰影，而在斷片剖面圖(圖1(B))中以粗體實線示 出。在實施方式的半導(dǎo)體器件中，每個管芯焊盤DPl的一個面(頂面)、多個引線部分LDl 的內(nèi)引線部分ILl以及與絕緣樹脂IRl接觸的懸掛引線部分SDl是粗糙表面。如上所述， 這能夠改善絕緣樹脂IRl與管芯焊盤DPI、多個引線部分LDl以及懸掛引線部分SLl之間的粘附性。在實施方式1的半導(dǎo)體器件中，管芯焊盤DPl的底表面f2暴露在絕緣樹脂IRl外 部，并且管芯焊盤DPl的底表面f2不是粗糙表面。更具體地，在實施方式1的半導(dǎo)體器件中，管芯焊盤DPl的、包括其與絕緣樹脂IRl 接觸部分的頂表面f 1是粗糙表面。這能夠改善管芯焊盤DPl與絕緣樹脂IRl之間在其表 面邊界處的粘附性。這使得難以造成半導(dǎo)體芯片CP外圍的管芯焊盤DPl與絕緣樹脂IRl 之間的剝落。因此，盡管因為管芯焊盤DPl的底表面f2是暴露的而使該封裝結(jié)構(gòu)看似易受 潮氣侵害，但是至少在管芯鍵合材料DBl的外圍處，它不易受到潮氣侵害。這可以防止在管 芯鍵合材料DBl中產(chǎn)生裂痕。因此，具有利用絕緣樹脂密封的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件可 以具有進一步改善的可靠性。而且，在實施方式1的半導(dǎo)體器件中，由于管芯焊盤DPl的底表面f2暴露在外，因此管芯焊盤DPl本身可以用作電極，用于獨立于多個引線部分LDl而將管芯焊盤DPl本身 電耦合至半導(dǎo)體芯片CPl。當(dāng)管芯焊盤DPl本身被用作電極時，期望沒有樹脂毛刺殘留在管 芯焊盤DPl的底表面f2上，因為包含例如環(huán)氧樹脂的、作為絕緣體的絕緣樹脂IRl的毛刺 殘留在用作電極的管芯焊盤DPl上，可能會出現(xiàn)電學(xué)問題。在實施方式1的半導(dǎo)體器件中， 從絕緣樹脂IRl暴露出來的管芯焊盤DPl的底表面f2不是粗糙表面，并且沒有展示出與絕 緣樹脂IRl的高粘附性，從而使樹脂毛刺在毛刺去除步驟之后很難殘留。這種結(jié)構(gòu)可以實 現(xiàn)不存在電學(xué)問題的半導(dǎo)體器件。作為形成于半導(dǎo)體芯片CPl上的元件，還存在這樣的元件，其在半導(dǎo)體芯片的較 高側(cè)和較低側(cè)二者上都具有電極。換言之，存在這樣的元件，其在與多個鍵合布線BWl耦合 并且經(jīng)由管芯鍵合材料DBl與管芯焊盤DPl鍵合的表面的相對面上具有電極。在這種情況 下，使用具有導(dǎo)電性的材料作為管芯鍵合材料DB1。焊接材料是這種具有導(dǎo)電性的材料的示 例。當(dāng)使用具有導(dǎo)電性的材料作為管芯鍵合材料DBl時，使用管芯焊盤DPl作為電極允許 經(jīng)由管芯鍵合材料DBl提供與半導(dǎo)體芯片CPl的電導(dǎo)。從這個角度看，將使用耐裂痕管芯 鍵合材料的實施方式1的半導(dǎo)體器件應(yīng)用于管芯鍵合材料DBl本身被用作導(dǎo)電部件的結(jié)構(gòu) 是更為有效的，因為當(dāng)管芯鍵合材料DBl被用作導(dǎo)電部件時，其中產(chǎn)生的裂痕可能是電導(dǎo) 失效的原因。因此，具有利用絕緣樹脂密封的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以具有進一步改 善的可靠性。此外，在實施方式1的半導(dǎo)體器件中，多個引線部分LDl中每一個的外引線部分 OLl不具有粗糙表面。如上所述，外引線部分OLl從絕緣樹脂IRl暴露出來，并且實際上絕 緣樹脂IRl沒有附接至該部分。當(dāng)這種外引線部分OLl具有粗糙表面時，與絕緣樹脂IRl 的粘附性增加，使得難以去除在制造步驟期間附接的樹脂毛刺。樹脂附接至實際上不應(yīng)附 接的部分可能導(dǎo)致問題。例如，在樁線切削步驟(將在稍后具體描述)中，落下的樹脂可能 變成雜質(zhì)粒子生成或者損壞切削塑模的原因。另一方面，實施方式1的半導(dǎo)體器件不太可 能導(dǎo)致如上所述的問題，因為外引線部分OLl不具有粗糙表面，并且因此絕緣樹脂IRl不會 輕易與之附接。因此，具有利用絕緣樹脂封裝的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件可以具有進一步 改善的可靠性。圖3是示出類似于圖1中區(qū)域的實施方式1的另一半導(dǎo)體器件的區(qū)域的示意圖。 在實施方式1的半導(dǎo)體器件中，如圖3所示，較為優(yōu)選地，利用絕緣樹脂IRl密封的部分 Pll (其是多個引線部分LDl中每一個的部分)，也即內(nèi)引線部分IL1，不具有粗糙表面，因為如上所述，內(nèi)引線部分ILl有時要經(jīng)過鍍敷處理以便耦合至多個鍵合布線BW1，并且鍍敷部 分可能在稍后描述的表面粗糙化步驟中被損壞。因此，可以通過不對內(nèi)引線部分ILl的表 面進行粗糙化，來降低對鍍敷部分的損壞。因此，具有利用絕緣樹脂封裝的半導(dǎo)體芯片的半 導(dǎo)體器件可以具有進一步改善的可靠性。發(fā)明人的驗證表明將對引線框LFl的表面粗糙化步驟(將在稍后詳細描述)與 鍍Ni相結(jié)合，鍍敷部分可以特別容易受到損壞。因此，將上述結(jié)構(gòu)應(yīng)用于利用主要包含Ni 的導(dǎo)體進行鍍敷的內(nèi)引線部分ILa更為有效。 圖4是類似于圖1中區(qū)域的實施方式1的另一半導(dǎo)體器件的區(qū)域的示意圖。在實 施方式1的半導(dǎo)體器件中，較為優(yōu)選地，利用絕緣樹脂IRl密封的部分Pl2(其是懸掛引線 部分SLl的部分)不具有粗糙表面。原因如下。如上所述，懸掛引線部分SLl是最初配置 與管芯焊盤DPl和多個引線部分LDl作為整體的引線框LFl的部件，并且其在利用絕緣樹 脂IRl密封(該步驟稍后描述)之后被切削。當(dāng)牢固附接的絕緣樹脂IRl殘留在要切削的 位置時，殘渣可能在切削步驟中落下，并且變成雜質(zhì)粒子產(chǎn)生或者破壞切削塑模的原因。因 此，通過不對懸掛引線部分SLl的表面進行粗糙化并由此不增加與絕緣樹脂IRl的粘附性， 該結(jié)構(gòu)可以容易地避免這種問題。在具有參考圖3和圖4描述的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中，如果由于縮窄粗糙表面區(qū)域 而使得絕緣樹脂IRl的粘附性降低，則會擔(dān)心削弱上述優(yōu)勢。然而，發(fā)明人的進一步驗證表 明由于以下原因，不會發(fā)生對優(yōu)勢的這種削弱。在如圖3和圖4所示的實施方式1的半導(dǎo)體器件中，通過不對內(nèi)引線部分ILl或 者懸掛引線部分SLl的表面進行粗糙化，可以消除對鍍敷部分的損壞或者在切削步驟中的 問題，但是在這些部分，與絕緣樹脂IRl的粘附性降低。然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)水滲入到管芯 焊盤DPl與絕緣樹脂IRl之間的剝落中之后，在熱循環(huán)之后出現(xiàn)壓力，并且在管芯鍵合材料 DBl中出現(xiàn)裂痕。因此，半導(dǎo)體芯片CPl外圍處絕緣樹脂IRl從管芯焊盤DPl剝落是管芯鍵 合材料DBl中裂痕的原因，從這個角度看，絕緣樹脂IRl從內(nèi)引線部分ILl或者懸掛引線部 分SLl的剝落不會造成問題。換言之，當(dāng)從頂部查看時，按照實施方式1的半導(dǎo)體器件其圍 繞半導(dǎo)體芯片CPl外圍的管芯焊盤DPl的頂表面Π的部分具有粗糙表面對于抑制管芯鍵 合材料DBl中的裂痕而言是最為有效的。由此，在如圖3或圖4中所示的實施方式1的結(jié) 構(gòu)中，內(nèi)引線部分ILl或者懸掛引線部分SLl的一個表面(上表面)沒有進行粗糙化，這種 結(jié)構(gòu)不會干擾上述問題的解決，同時可以避免對鍍敷部分的損壞或者切削步驟中的問題。圖5和圖6是示出類似于圖所示區(qū)域的實施方式1的又一半導(dǎo)體器件的區(qū)域的示 意圖。具體地，在圖5(A)或者圖6(A)的整體平面圖中，為方便起見省略了半導(dǎo)體芯片CPl 和多個鍵合布線BW1。在上文描述中，管芯焊盤DPl的頂表面fl全部是粗糙的。在實施方 式1的半導(dǎo)體器件中，管芯焊盤DPl要與絕緣樹脂IRl接觸的表面是粗糙的是有效的，并且 位于半導(dǎo)體芯片CPl之下并且不與絕緣樹脂IRl接觸的部分pl3可以具有粗糙表面(如圖 5所示)或者不具有粗糙表面(如圖6所示)。然而，在實施方式1的半導(dǎo)體器件中，當(dāng)管 芯鍵合材料DBl是樹脂粘合材料時，在半導(dǎo)體芯片CPl之下并且與管芯鍵合材料DBl接觸 的管芯焊盤DPl的部分pl3優(yōu)選地具有粗糙表面，因為出于與絕緣樹脂IRl類似的錨固效 應(yīng)，樹脂粘合材料與具有粗糙表面的管芯焊盤DPl的粘附性的改善是可期的。由此，可以改 善管芯焊盤DPl與包含樹脂粘合材料的管芯鍵合材料DBl之間的粘附性，并由此使結(jié)構(gòu)抗剝落。因此，具有利用絕緣樹脂封裝的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件可以具有進一步改善的可靠性。從另一角度看，當(dāng)絕緣樹脂IRl與管芯焊盤DPI、內(nèi)引線部分ILl或者懸掛引線部分SLl接觸之處具有較大的粗糙表面時，可以實現(xiàn)與絕緣樹脂IRl的較高粘附性。另一方 面，如上所述，諸如多個引線部分DLl和懸掛引線部分SLl等處優(yōu)選地不具有粗糙表面。因 此，在實施方式1的半導(dǎo)體器件中，與絕緣樹脂IRl接觸同時又具有粗糙表面的管芯焊盤 DPl的部分優(yōu)選地大于半導(dǎo)體芯片CPl與絕緣樹脂IRl接觸的部分。下面將描述其原因。由于隨著半導(dǎo)體芯片CPl尺寸的增加，經(jīng)由管芯鍵合材料DBl與管芯焊盤DPl的 粘附面積變得較大，因此剝落比率增加。換言之，半導(dǎo)體芯片CPl越大，在管芯鍵合材料DBl 中越傾向于出現(xiàn)裂痕。因此，在實施方式1的半導(dǎo)體器件中，有效的是對管芯焊盤DPl在半 導(dǎo)體芯片CPl外圍處的表面進行粗糙化，以改善與絕緣樹脂IRl的粘附性。術(shù)語“半導(dǎo)體芯 片CPl與絕緣樹脂IRl接觸的部分的面積”意味著管芯焊盤DPl的頂表面Π未與絕緣樹脂 IRl接觸的部分的面積。由此，通過保持粗糙表面部分大于管芯焊盤DPl的頂表面fl上的 半導(dǎo)體芯片CPl的面積，可以維持與絕緣樹脂IRl的粘附性并且可以抑制裂痕的產(chǎn)生。因 此，具有利用絕緣樹脂封裝的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件可以具有進一步改善的可靠性。如上所示，在實施方式1中，通過對管芯焊盤DPI、多個引線部分DPl以及懸掛引 線部分SLl將與絕緣樹脂IRl接觸的表面進行粗糙化，半導(dǎo)體器件可以具有改善的可靠性。 這里，通過對表面進行部分粗糙化，例如不對多個引線部分LDl需要鍍敫的表面或者懸掛 引線部分SLl需要切削的表面進行粗糙化，可以獲得有效的結(jié)構(gòu)。下面將描述實施方式1的半導(dǎo)體器件的有效制造方法，包括對管芯焊盤DPI、多個 引線部分LDl和懸掛引線部分SLl的表面進行部分粗糙化的步驟。首先，參考圖7的流程 圖和斷片剖面圖(圖8到圖12)在制造方法的組成步驟中對該方法進行總體描述。部件的 名稱對應(yīng)于參考圖1等所描述的部件名稱，并且部件的形狀和材料與其類似，除非另行特 別指明。首先，將已經(jīng)通過使用各種工藝完成了半導(dǎo)體元件形成和互連的半導(dǎo)體晶片切割 為半導(dǎo)體芯片CPl (圖1的切割步驟SlOl)。與半導(dǎo)體芯片獨立地，制備引線框LF1，其具有 管芯焊盤DPI、懸掛引線部分LDl以及多個引線部分LD1，并且由主要包含銅的導(dǎo)體制成。將 在稍后步驟(圖1的模塑步驟sl05)中利用絕緣樹脂IRl進行密封的、多個引線部分LDl 的部分稱為“內(nèi)引線部分IL1”，而從絕緣樹脂IRl中暴露出來而沒有被其密封的部分稱為 “外引線部分0L1”。引線框OFl配備有樁線tbl (也稱為阻尼器)，其用于橋接引線部分LDl 以防止其在被密封的同時在其末端部分彼此接觸。繼而，如圖8所示，在按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方法中，對引線框LFl 進行部分表面粗糙化(圖1的表面粗糙化步驟sl02)。利用化學(xué)溶液的刻蝕使引線框LFl 的表面粗糙化。在表面粗糙化期間，利用保護部件覆蓋引線框LFl未被表面粗糙化的部分， 以防止該區(qū)域中的刻蝕。保護部件例如是夾具或者掩模帶MT。備選地，其可以是通過光刻 的構(gòu)圖獲得的光抗蝕劑膜。然而，在按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方法中，使用掩模 帶MT作為保護部件更為優(yōu)選，因為使用掩模帶MT能夠在引線框LFl上精確地形成覆蓋有 保護部件的部分以及未覆蓋保護部件的部分。稍后將詳細描述用于實現(xiàn)表面粗糙化的方法 及其優(yōu)點以及將要進行表面粗糙化的特定區(qū)域及其優(yōu)點。
如圖9所示，繼而經(jīng)由管芯鍵合材料DBl將半導(dǎo)體芯片CPl鍵合在管芯焊盤DPl 的頂表面fl上(圖1的管芯鍵合步驟S103)。管芯鍵合材料DBl可以是具有導(dǎo)電性的焊接 材料或者包括環(huán)氧樹脂的樹脂粘合材料。繼而，如圖10所示，經(jīng)由鍵合布線BWl將多個引 線部分LDl與半導(dǎo)體芯片CPl彼此鍵合(圖1中的布線鍵合步驟sl04)。在此步驟中，鍵合 布線BWl與多個引線部分LDl的內(nèi)引線部分ILl耦合。內(nèi)引線部分ILl已經(jīng)經(jīng)過了鍍敷處 理。繼而，如圖11所示，利用絕緣樹脂IRl對多個引線部分LDl的內(nèi)引線部分IL1、管 芯焊盤DP 1的一部分、懸掛引線部分SLl以及半導(dǎo)體芯片CPl進行整體密封(圖1的模塑 步驟sl05)。作為管芯焊盤DPl的所述部分，利用絕緣樹脂IRl對頂表面fl進行封裝，而對 底表面f2不利用絕緣樹脂IRl進行封裝。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)管芯焊盤DPl的底表面從絕緣 樹脂IRl暴露出來的結(jié)構(gòu)。在模塑步驟之后的步驟中，切削為了防止引線框LFl中的引線接觸而放置的樁線 tbl (圖1的樁線切削步驟S106)。在此步驟中，絕緣樹脂IRl外部的懸掛引線部分SLl也 被切削 。繼而，在去除樹脂毛刺(圖1的毛刺去除步驟sl07)之后，執(zhí)行鍍敷步驟sl08和 標印步驟109。最后，在引線切削/形成步驟SllO中，如圖12所示，切削絕緣樹脂IRl外 部的多個引線部分LD1，并且使外引線部分OLl彎曲，以完成實施方式1的半導(dǎo)體器件的形 成。接下來將更為詳細地描述上述表面粗糙化步驟sl02。圖13(A)和圖13(B)是表 面粗糙化步驟sl02中的引線框LFl的斷片平面圖和斷片剖面圖，其中圖13(A)和圖13(B) 中所示的區(qū)域分別與圖1對應(yīng)。如圖13所示，在按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方法 中，對將在稍后的模塑步驟sl05中與絕緣樹脂IRl接觸的引線框LFl部分進行表面粗糙 化，如圖13所示。具體來說，對多個引線部分LDl與引線框LFl重疊的內(nèi)引線部分ILl進 行表面粗糙化。換言之，在按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方法中的表面粗糙化步驟 sl02中，對引線框LFl的背表面(包括管芯焊盤DPl的底表面f2)不進行表面粗糙化，而對 多個引線部分LDl的外引線部分OLl進行表面粗糙化。如上所述，這種表面粗糙化能夠改 善引線框LFl與絕緣樹脂IRl之間的粘附性。特別地，對管芯焊盤DPl的頂表面f 1 (包括管芯焊盤DPl將與絕緣樹脂IRl接觸 的部分)進行粗糙化。這種表面粗糙化能夠?qū)崿F(xiàn)參考圖1描述的結(jié)構(gòu)，改善其邊界面處管 芯焊盤DPl與絕緣樹脂IRl之間的粘附性，以及防止發(fā)生剝落。即使封裝允許通過從其暴 露的管芯焊盤DPl的底表面f2的水分滲入，也可以防止在管芯鍵合材料DBl中出現(xiàn)裂痕， 否則將由于邊界面處的剝落而出現(xiàn)這種情況。因此，具有利用絕緣樹脂封裝的半導(dǎo)體芯片 的半導(dǎo)體器件可以具有進一步改善的可靠性。僅僅出于改善引線框LFl與絕緣樹脂IRl之間粘附性的目的，對引線框LFl的頂 表面和底表面二者都進行粗糙化而不論其是否將與絕緣樹脂IRl接觸是比較容易的，因為 這可以省去針對部分曲面粗糙化而形成掩模帶MT等的步驟，該步驟已在上文的曲面粗糙 化步驟sl02中參考圖8進行了描述。然而，在按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方法中， 為了實現(xiàn)上文參考圖1描述的優(yōu)點，采用部分曲面粗糙化步驟。下面將具體描述其原因。如參考圖1所述，在實施方式1的半導(dǎo)體器件中，管芯焊盤DPl的底表面f2從絕 緣樹脂IRl暴露出來，從而使管芯焊盤DPl的底表面f2可被用作電極。在將要用作電極的管芯焊盤DPI的頂表面f2上殘留樹脂毛刺(其是絕緣體)是不推薦的。從這個角度看，使 用按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方法是較為有效的。管芯焊盤DPl的底表面f2不 進行表面粗糙化，使得即使在模塑步驟sl05中絕緣樹脂IRl離開底表面f2并且變成樹脂 毛刺，也不會牢固地粘貼并且可以容易地去除。此外，在按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方法中，多個引線部分LDl的外引線 部分OLl不進行表面粗糙化。由于上文所述的那些原因，即使絕緣樹脂IRl附接至外部引 線部分OLl或者樁線tbl，其不會牢固地粘貼，并且可以容易地去除。例如，當(dāng)絕緣樹脂IRl 牢固地附接至外引線部分OLl和樁線tbl并且由于對其進行了表面粗糙化而無法去除時， 在稍后將要進行的樁線切削步驟sl06或者引線切削/形成步驟SllO中，可能發(fā)生諸如由 于絕緣樹脂IRl落下而導(dǎo)致的雜質(zhì)粒子生成或者切削塑模損壞等問題。在按照實施方式1 的制造方法中，對外引線部分OLl沒有進行表面粗糙化，從而可以避免這種問題。盡管對多 個引線部分LDl中每一個的一部分沒有進行表面粗糙化，并且添加了形成掩模帶MT等的步 驟從而增加了制造步驟的數(shù)目，但是這種方法對于獲得具有改善的可靠性的半導(dǎo)體器件而 言是有效的。
由于上文所述的原因，按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方法采用部分表面粗 糙化步驟，其中，只對引線框LFl的一部分進行表面粗糙化，而不對其他部分進行表面粗糙 化。存在多種刻蝕方法使用化學(xué)溶液用于銅制引線框LFl的表面粗糙化。上文所述的 效果對于這些方法而言分別是可期的。然而，在按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方法 中，基于發(fā)明人的下述驗證，優(yōu)選地通過使用主要包含雙氧水和硫酸的混合物的刻蝕溶液 來進行表面粗糙化步驟s 102。圖14是相對于溫度循環(huán)數(shù)目來說明絕緣樹脂剝落率的改變對表面粗糙程度的依 賴關(guān)系的圖示。在此使用的術(shù)語“溫度循環(huán)數(shù)目”表示應(yīng)用于待測試的半導(dǎo)體器件的加熱 或者冷卻循環(huán)的數(shù)目。表面粗糙化程度按照框在上述雙氧水和硫酸的混合溶液中的沉浸時 間(刻蝕時間)而改變。該圖包括刻蝕時間為0秒(沒有進行表面粗糙化)、15秒、30秒和 60秒的表面粗糙程度。發(fā)明人已經(jīng)驗證，當(dāng)刻蝕時間為15秒時，銅制的框具有約為0.2μπι 的算術(shù)平均粗糙度Ra ；當(dāng)刻蝕時間為30秒時，其具有約為0. 3μπι的算術(shù)平均粗糙度Ra ；當(dāng) 刻蝕時間為60秒時，其具有約為0. 45 μ m的算術(shù)平均粗糙度Ra。進一步的驗證表明，當(dāng)刻 蝕時間增加并且達到約60秒時，算術(shù)平均粗糙度Ra的增加達到飽和。因此，實施方式1中 的刻蝕可以在引線框LFla上形成算術(shù)平均粗糙度Ra從0. 2 μ m到0. 5 μ m的具有凹陷和凸 起的粗糙表面。而且，發(fā)明人已經(jīng)確認，引線框LFl中未被刻蝕因此不具有粗糙表面的區(qū)域 的算術(shù)平均粗糙度Ra為0. 1 μ m或更小。在不執(zhí)行表面粗糙化時，如圖14所示，在溫度循環(huán)約為500時，絕緣樹脂剝落率超 過80%。另一方面，在執(zhí)行表面粗糙化時，在相同的條件下絕緣樹脂剝落率在40%之下，這 表明其是有效的。對于進行了 60秒刻蝕并因此具有約為0. 45 μ m的算術(shù)平均粗糙度Ra的 樣本，幾乎從其觀察不到剝落。圖15是用于相對于溫度循環(huán)數(shù)目來說明由于存在或者不存在表面粗糙化處理而 導(dǎo)致的熱導(dǎo)變化率的差異。在此使用的術(shù)語“熱導(dǎo)變化率”表示例如圖1所示的半導(dǎo)體器 件中的半導(dǎo)體芯片CPl與管芯焊盤DPl之間的熱導(dǎo)的變化率。管芯鍵合材料中裂痕數(shù)目的增加將導(dǎo)致分別位于管芯鍵合材料之上和之下的半導(dǎo)體芯片CPl與管芯焊盤DPl之間的熱 導(dǎo)降低。簡言之，熱導(dǎo)變化率可以認為是管芯鍵合材料DBl中的裂痕產(chǎn)生率。
如圖15所示，當(dāng)不執(zhí)行表面粗糙化時，在溫度循環(huán)數(shù)目超過500處可以觀察到熱 導(dǎo)率變化率，表明在管芯鍵合材料DBl中出現(xiàn)了裂痕。另一方面，當(dāng)執(zhí)行表面粗糙化時，即 使溫度循環(huán)數(shù)目超過750，熱導(dǎo)變化率也幾乎保持為0%，這表明管芯鍵合材料DBl中裂痕 的出現(xiàn)得到了抑制。通過上述驗證已經(jīng)確認，在按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方法中，通過刻 蝕對引線框LFl進行表面粗糙化對于抑制管芯鍵合材料DBl中裂痕的出現(xiàn)而言是有效的。 特別地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用主要包含雙氧水和硫酸的混合溶液的刻蝕溶液對引線框LFl進行 部分表面粗糙化是更為有效的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用這種混合溶液進行那個刻蝕的引線框LFl 具有算術(shù)平均粗糙度Ra約為0. 2 μ m到0. 5 μ m的粗糙表面。換言之，已經(jīng)確認，當(dāng)引線框 LFl具有算術(shù)平均粗糙度Ra約為0. 2 μ m到0. 5 μ m的、具有凹陷和凸起的粗糙表面時，可以 實現(xiàn)上文描述的效果。接下來將具體描述將要進行曲面粗糙化的區(qū)域。圖16(A)、圖17(A)和圖18(A)以 及圖16 (B)、圖17(B)和圖18(B)分別是圖7的表面粗糙化步驟sl02中的半導(dǎo)體器件的斷 片平面圖和斷片剖面圖，其中㈧和⑶中所示的區(qū)域類似于圖13中所示的區(qū)域。在按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方法的表面粗糙化步驟S102中，較為優(yōu)選 地，利用掩模帶MT來覆蓋多個引線部分LDl中每一個的、將要在稍后執(zhí)行的模塑步驟sl05 中利用絕緣樹脂IRl進行密封的部分Pll (也即，內(nèi)引線部分ILl)，并且不對該部分執(zhí)行表 面粗糙化。這種選擇性表面粗糙化能夠形成具有參考圖3描述的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。換言 之，通過不對內(nèi)引線部分ILl的表面進行粗糙化，可以降低對鍍敷部分的損壞。因此，具有 利用絕緣樹脂封裝的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件可以具有進一步改善的可靠性。發(fā)明人的驗證表明當(dāng)如實施方式1中那樣利用雙氧水和硫酸的混合溶液來執(zhí)行 用于引線框LFl的表面粗糙化的刻蝕時，取決于鍍敷材料的類型，損壞程度有所不同。例 如，在利用Ag鍍敷的情況下，由刻蝕溶液造成的損壞沒有嚴重到對電學(xué)屬性產(chǎn)生不利影 響。另一方面，在利用Ni鍍敷的情況下，由刻蝕溶液造成的損壞嚴重到了對電學(xué)屬性產(chǎn)生 不利影響。因此，如上所述，當(dāng)應(yīng)用于具有利用主要包含Ni的導(dǎo)體進行鍍敷的內(nèi)引線部分 ILl的引線框LFl時，對內(nèi)引線部分ILl不執(zhí)行表面粗糙化的方法是更為有效的。如圖17所示，在按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方法中的表面粗糙化步驟 sl02中，較為優(yōu)選的是不對懸掛引線部分SLl的表面進行粗糙化，而是利用掩模帶MT來覆 蓋它。原因在于，由于已經(jīng)附接至懸掛引線部分SLl的絕緣樹脂IRl沒有牢固地殘留于其 上并且可以容易地去除，因此可以避免諸如由于在切削懸掛引線部分SLl時落入絕緣樹脂 IRl而引起的切削塑模損傷和雜質(zhì)粒子生成等問題。因此，可以形成如圖4所示的半導(dǎo)體器 件。按照上述，管芯焊盤DPl的頂表面fl是粗糙的。當(dāng)將要與絕緣樹脂IRl接觸的管 芯焊盤DPl的表面是粗糙的時，按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方式是有效的。位于 半導(dǎo)體芯片CPl之下并且未與絕緣樹脂IRl接觸的部分pl3可以如圖18所示也具有粗糙 表面，或者如圖19所示不具有粗糙表面。然而，在按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方 法中，較為優(yōu)選地，當(dāng)使用絕緣粘合材料作為管芯鍵合材料DBl時，對管芯焊盤DPl與半導(dǎo)體芯片CPl之下的管芯鍵合材料DBl相接觸的部分P13進行表面粗糙化。原因在于，可能 還期望粘合材料展現(xiàn)出與絕緣樹脂IRl類似的錨固效應(yīng)，以改善與具有粗糙表面的管芯焊 盤DPl的粘附性。以這種方式，可以改善由絕緣粘合材料制成的管芯鍵合材料DBl與管芯 焊盤DPl之間的粘附性，并且形成抗其剝落的結(jié)構(gòu)。因此，具有利用絕緣樹脂封裝的半導(dǎo)體 芯片的半導(dǎo)體器件可以具有進一步改善的可靠性。從另一個角度看，在引線框LFl與絕緣樹脂IRl彼此接觸之處，隨著將要進行粗糙化的表面面積越大，可以實現(xiàn)與絕緣樹脂IRl的越高的粘附性。另一方面，如上所述，存在 不適于進行表面粗糙化之處，諸如多個引線部分LDl和懸掛引線部分SL1。在按照實施方式 1的半導(dǎo)體器件的制造方法中，優(yōu)選地，管芯焊盤DPl將與絕緣樹脂IRl接觸以及將進行表 面粗糙化的部分的面積大于半導(dǎo)體芯片CPl與絕緣樹脂IRl接觸的部分的面積。下面將描 述其原因。由于隨著半導(dǎo)體芯片CPl尺寸的增加，半導(dǎo)體芯片CPl經(jīng)由管芯鍵合材料DBl與 管芯焊盤DPl的粘附面積增加，這導(dǎo)致了剝落率的增加。換言之，半導(dǎo)體芯片CPl的面積越 大，管芯鍵合材料DBl中越容易出現(xiàn)裂痕。如圖19所示，在實施方式1的半導(dǎo)體器件的制 造方法中，有效的是對半導(dǎo)體芯片CPl周圍的管芯焊盤DPl的表面進行粗糙化，由此改善與 絕緣樹脂IRl的粘附性。這里使用的術(shù)語“半導(dǎo)體芯片CPl與絕緣樹脂IRl相接觸部分的 面積”表示管芯焊盤DPl未與絕緣樹脂IRl接觸的頂表面Π的部分的面積。由此，通過在 管芯焊盤DPl的頂表面Π上保持具有粗糙表面的部分的面積大于半導(dǎo)體芯片CPl的面積， 可以保持與絕緣樹脂IRl的粘附性，并且防止裂痕的產(chǎn)生。因此，具有利用絕緣樹脂封裝的 半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件可以具有進一步改善的可靠性。在按照實施方式1的半導(dǎo)體器件的制造方法中，如上所述，通過在模塑步驟sl05 中對引線框LFl將要與絕緣樹脂IRl接觸的部分的表面進行粗糙化，而不對管芯焊盤PFl 的底表面f2或者外引線部分OLl的表面進行粗糙化，可以獲得具有改善的可靠性的半導(dǎo)體 器件。這里，不對需要鍍敷的內(nèi)引線部分ILl的表面或者需要切削的懸掛引線部分SLl的 表面進行粗糙化是較為有效的。(實施方式2)圖20是按照實施方式2的半導(dǎo)體器件的剖面圖。實施方式2的半 導(dǎo)體器件具有多個引線部分LD2和管芯焊盤DP2。半導(dǎo)體芯片CP2利用管芯鍵合材料DB2 鍵合到管芯焊盤DP2的頂表面Π。這些部件利用絕緣樹脂IR2進行密封。多個引線部分 LD2中每一個的利用密封樹脂IR2密封的部分是內(nèi)引線部分IL2，而外引線部分0L2從樹脂 中暴露出來。內(nèi)引線部分IL2和半導(dǎo)體芯片CP2經(jīng)由多個鍵合布線BW2耦合。上述配置通 過內(nèi)引線部分IL2和多個鍵合布線BWE而在外引線部分0L2與半導(dǎo)體芯片CP2之間提供了 導(dǎo)電性。多個引線部分LD2和管芯焊盤DP2是最初配置相同引線框LF2的部件，并且由類 似的銅材料制成。而且，實施方式2的半導(dǎo)體器件具有與實施方式1中描述的類似部件，這 些部分未在圖中示出。實施方式2的半導(dǎo)體器件與實施方式1的半導(dǎo)體器件的不同之處如 下。簡言之，在實施方式2的半導(dǎo)體器件中，利用絕緣樹脂IR2對整個管芯焊盤DP2進行密 封。與實施方式1的底面暴露類型的封裝相比，在實施方式2的半導(dǎo)體器件中采用的 全塑模封裝具有高防潮性，盡管其具有低熱輻射屬性。換言之，全塑模封裝不允許輕易的潮 氣滲入，因為管芯焊盤DP2沒有暴露在絕緣樹脂IR2外部。因此，在全模式封裝中，即使在管芯焊盤DP2與絕緣樹脂IR2之間的邊界面發(fā)生剝落，管芯鍵合材料DB2中也不會輕易出 現(xiàn)由應(yīng)力引起的裂痕。然而，從防止機械強度降低(否則將會由于封裝裂痕而發(fā)生)的角 度來看，在管芯焊盤DP2與絕緣樹脂IR2之間的邊界面處改善二者之間的粘附性是有效的。而且，在實施方式2的半導(dǎo)體器件中，按照類似于實施方式1中采用的方式，對管 芯焊盤DP2的期望部分、多個引線部分LD2以及懸掛引線部分進行表面粗糙化。如圖20所 示，管芯焊盤DP2將與絕緣樹脂IR2接觸的頂表面f 1和底表面f2的部分(在此圖中以粗 體實線指示)進行表面粗糙化，以改善其間的粘附性。這抑制了絕緣樹脂IR2中裂痕的出 現(xiàn)。因此，具有利用絕緣樹脂封裝的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件可以具有改善的可靠性。而且，在實施方式2的半導(dǎo)體器件中，由于與上文在權(quán)利要求1中描述的類似原 因，對多個引線部分LD2中的每一個的外引線部分0L2、多個引線部分LD2中的每一個的內(nèi) 引線部分IL2的鍍敷部分(當(dāng)利用M來鍍敷時)或者懸掛引線部分不進行表面粗糙化的結(jié) 構(gòu)是較為優(yōu)選的。類似地，當(dāng)使用樹脂粘合材料作為管芯鍵合材料DB2時，對管芯焊盤DP2 在半導(dǎo)體芯片CP2之下的部分進行表面粗糙化的結(jié)構(gòu)是較為優(yōu)選的。因此，具有利用絕緣 樹脂封裝的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件可以具有更為改善的可靠性。
發(fā)明人已經(jīng)基于某些實施方式描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限于這些實施方式 或者被這些實施方式限制，顯然，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以進行多種修改。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體器件，包括包括導(dǎo)體的管芯焊盤；多個引線部分，其位于所述管芯焊盤的外圍，并且具有內(nèi)引線部分和外引線部分；半導(dǎo)體芯片，其經(jīng)由管芯鍵合材料而被安裝在所述管芯焊盤的頂表面上；絕緣樹脂，用于密封所述內(nèi)引線部分、所述管芯焊盤的一部分以及所述半導(dǎo)體芯片，其中所述管芯焊盤的、位于所述頂表面相對側(cè)的底表面暴露在所述絕緣樹脂之外，其中對所述管芯焊盤所述頂表面的、將要與所述絕緣樹脂相接觸的部分進行表面粗糙化，以及其中對所述管芯焊盤所述底表面和所述外引線部分不進行表面粗糙化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中對所述內(nèi)引線部分不進行表面粗糙化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述管芯焊盤包括具有銅作為其主要成分 的導(dǎo)體，并且對所述內(nèi)引線部分利用具有鎳作為其主要成分的導(dǎo)體進行鍍敷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，進一步包括懸掛引線部分，其中所述懸掛引線部分與所述管芯焊盤作為整體來放置，并且被放置為從頂部查看時 所述懸掛引線部分從所述管芯焊盤突出，其中所述懸掛引線部分利用所述絕緣樹脂進行密封， 其中所述懸掛引線部分的表面從所述絕緣樹脂暴露出來，以及 其中對所述懸掛弓I線部分不進行表面粗糙化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述管芯焊盤的、與所述絕緣樹脂相接觸 并且進行了表面粗糙化的部分的面積大于所述半導(dǎo)體芯片與所述絕緣樹脂接觸的部分的 面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述管芯焊盤的所述頂表面的將與所述絕 緣樹脂相接觸的部分具有算術(shù)平均粗糙度從0. 2 μ m到0. 5 μ m的凹陷和凸起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述管芯鍵合材料是具有導(dǎo)電性的焊接材料，以及 其中所述管芯焊盤的所述底表面充當(dāng)電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述管芯鍵合材料是樹脂粘合材料。
9.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括步驟(a)制備具有管芯焊盤和多個引線部分的引線框；(b)對所述引線框部分地進行表面粗糙化；(c)經(jīng)由管芯鍵合材料將半導(dǎo)體芯片鍵合到所述管芯焊盤的頂表面上；(d)利用絕緣樹脂來密封每個所述引線部分的內(nèi)引線部分、所述管芯焊盤的一部分以 及所述半導(dǎo)體芯片，其中在步驟(b)中，在利用保護部件覆蓋所述引線框的一部分的同時執(zhí)行刻蝕，以便 對所述保護部件未覆蓋的另一部分的表面進行粗糙化，其中在步驟(b)中，對所述管芯焊盤的將要與步驟(d)中用于密封的所述絕緣樹脂相 接觸的部分進行表面粗糙化，其中在步驟(b)中，對所述管芯焊盤的位于第一主表面在厚度方向上的相對側(cè)的第二 主表面不進行表面粗糙化，其中在步驟(b)中，對每個所述引線部分的外引線部分不進行表面粗糙化，以及 其中在步驟(d)中，執(zhí)行利用所述絕緣樹脂的密封，從而暴露出所述管芯焊盤的底表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在步驟(b)中，對所述內(nèi)引線部分不進行表面粗糙化。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在步驟(a)中，所述引線框包括具有銅作為其主要成分的導(dǎo)體，以及 其中在步驟(a)中，利用具有鎳作為其主要成分的導(dǎo)體對所述內(nèi)引線部分進行鍍敷。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在步驟(a)中制備的所述引線框具有懸掛引線部分，用于支持所述管芯焊盤， 其中在步驟(b)中，利用保護部件覆蓋所述懸掛引線部分，以防止表面粗糙化， 其中在步驟(d)中，利用所述絕緣樹脂對所述懸掛引線部分進行封裝，以便暴露其一 部分，以及其中所述制造方法進一步包括在步驟(d)之后的切削所述懸掛引線部分未被所述絕 緣樹脂密封的部分的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在步驟(b)中，對所述引線框部分地進行表面粗糙化，使得經(jīng)過表面粗糙化的所 述管芯焊盤的、將要與在步驟(d)中用于密封的所述絕緣樹脂相接觸的部分的面積大于所 述半導(dǎo)體芯片將要與所述絕緣樹脂相接觸的部分的面積。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在步驟(b)中，通過利用具有雙氧水和硫酸的混合溶液作為其主要成分的刻蝕溶 液進行刻蝕，來對所述引線框部分地進行表面粗糙化。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件的制造方法， 其中在步驟(b)中使用的所述保護部件是掩模帶。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件制造方法，其中將要在步驟(c)中鍵合至所述管芯焊盤的第一主表面的所述半導(dǎo)體芯片在表面 上具有電極，所述管芯焊盤經(jīng)由所述管芯鍵合材料而鍵合至所述電極，以及 其中將在步驟(c)中使用的所述管芯鍵合材料是具有導(dǎo)電性的焊接材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中將要在步驟(c)中使用的所述管芯鍵合材料是樹脂粘合材料，以及 其中在步驟(b)中，對所述半導(dǎo)體芯片所鍵合至的、并且在步驟(c)中與所述管芯鍵合 材料接觸的所述管芯焊盤的部分進行表面粗糙化。
18.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在步驟(b)之后，所述管芯焊盤的上表面在其上具有算術(shù)平均粗糙度從0. 2 μ m到 0. 5μπι的凹陷和凸起。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。更具體地，在樹脂密封型半導(dǎo)體封裝中，為了防止在用于安裝半導(dǎo)體芯片的管芯鍵合材料中產(chǎn)生裂痕。經(jīng)由管芯鍵合材料將半導(dǎo)體芯片安裝在管芯焊盤的上表面上，而后利用絕緣樹脂進行密封。對管芯焊盤將要與絕緣樹脂相接觸的頂表面進行表面粗糙化，而不對管芯焊盤的底表面以及外引線部分進行表面粗糙化。
文檔編號H01L21/60GK101866901SQ201010155948
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者中村弘幸, 佐藤幸弘, 小池信也, 武藤晃, 船津勝彥, 錦澤篤志 申請人:瑞薩電子株式會社