專利名稱：半導體裝置及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及樹脂澆鑄半導體芯片結(jié)構的半導體裝置及其制造方法。
近年來，隨著電子機器在小型化、薄型化及高性能化方面的顯著進展，電子元件的高功能化也正在迅速地發(fā)展。特別是在以存儲器為首的半導體裝置的領域中電子元件的高功能化的傾向很強，正尋求著更小型、更薄、成本更低、可靠性更高的而且適合于高密度安裝的半導體裝置。
有關半導體裝置的外殼，以前是以陶瓷制品為主，而由于上面所述的要求，現(xiàn)在則是以樹脂制品為主。其中，與插入型的相比，對于在高密度安裝方面有利的面安裝型的樹脂注模外殼的需要正在日益增加。作為面安裝型半導體外殼，根據(jù)安裝形態(tài)的不同有QFP、SOP、SOJ等許多種類。
以下參照圖21就作為現(xiàn)有的半導體裝置一例的具有SOP型樹脂制外殼的半導體裝置進行說明。
圖21是現(xiàn)有技術的第1種半導體裝置的截面圖。在圖21中，21是半導體芯片，22是由樹脂制成的外殼，23是由42合金和銅等制成的連接用引線，25是鋁電極，26是由金制成的鍵合引線，27是芯片底座，28是由銀漿等制成的管芯粘合劑。
半導體芯片21通過管芯粘合劑28固定到芯片底座27上、在連接用引線23的內(nèi)引線23a處進行銀等的電鍍。半導體芯片21的鋁電極25通過鍵合引線26連接到連接用引線23的內(nèi)引線23a上。密封樹脂22把半導體芯片21、鍵合引線26、芯片底座27及內(nèi)引線23a密封起來。連接用引線23的外部引線23b延伸到外殼22的外部?？墒牵捎谠谕ㄓ玫拇鎯ζ餮b置領域，外殼的外形按照JEDEC和EIAJ等工業(yè)標準進行了標準化，因此如何將隨著更新?lián)Q代逐步大型化的半導體芯片裝入小型的外殼中就是一個非常重要的課題。
為了解決這類課題，已提出了一種在將大面積的半導體芯片裝入小型外殼方面有利的LOC(Lead On Chip)結(jié)構。
以下參照圖22就具有LOC結(jié)構的現(xiàn)有技術的第2種半導體裝置進行說明。
圖22是現(xiàn)有技術的第2種半導體裝置的截面圖。在圖22中，21是半導體芯片，22是外殼，23是連接用引線，25是鋁電極，26是鍵合引線，29是聚酰亞胺帶。如圖22所示，連接用引線23的內(nèi)引線23a配置在半導體芯片21的主表面上。
在聚酰亞胺帶29的兩面事先涂敷聚醚酰胺等熱可塑性粘結(jié)劑。通過該粘結(jié)劑使半導體芯片21的主表面與內(nèi)引線23a粘結(jié)起來。這樣一來，在現(xiàn)有技術的第二種半導體裝置中，由于通過聚酰亞胺帶29把半導體芯片21與連接用引線23粘結(jié)在一起，故不需要圖21中所示的芯片底座27。
這樣一來，在具有LOC結(jié)構的半導體裝置中，把連接用引線23的內(nèi)引線23a轉(zhuǎn)到半導體芯片21的主表面上，通過采用鍵合引線26來連接內(nèi)引線23a與鋁電極25，削減了半導體芯片21周邊的空間，這樣一來就可把大面積的半導體芯片21裝入小型的外殼22中。
可是，按照這種具有LOC結(jié)構的半導體裝置，存在其外殼的脊部較高的問題，故為了謀求外殼的薄型化，已提出了在特開平5-235249公報中揭示的、如圖23所示結(jié)構的半導體裝置。
以下參照圖23就現(xiàn)有技術的第3種半導體裝置進行說明。
在圖23中，21是半導體芯片，22是外殼，23是連接用引線，25是鋁電極，26是鍵合引線，30是電源用匯流條(bus bar)。如圖23所示，設置電源用匯流條30使其沿半導體芯片21的側(cè)面延伸，由于以插入薄膜的方式把該匯流條30與半導體芯片21粘結(jié)起來，這樣圖21所示的芯片底座27和圖22所示的聚酰亞胺帶29就不要了。
但是，在上述的第2種半導體裝置中存在以下問題。即，①由于使用吸濕性高的聚酰亞胺帶，在回流錫焊時聚酰亞胺帶吸收的水分汽化，容易產(chǎn)生裂縫和空隙等;②由于是通過吸濕性高的聚酰亞胺帶將內(nèi)引線互相連接起來，故因聚酰亞胺帶的吸濕效應容易發(fā)生連接用引線間的漏電;③附有聚酰亞胺帶的引線框的制造成本較高;④在把半導體芯片安放在引線框內(nèi)時，通過聚酰亞胺帶兩面的熱可塑性粘結(jié)劑的溶融把半導體芯片與內(nèi)引線粘結(jié)在一起，由于有必要采用300℃-400℃高溫的加熱器具對半導體芯片與引線框進行熱壓粘結(jié)，故因加熱器具的荷重和熱效應使半導體芯片產(chǎn)生損傷。
在現(xiàn)有技術的第3種半導體裝置中存在以下問題。即，①把半導體芯片安放在互相平行的、延伸較長的匯流條之間的工序進行起來比較困難;②在由于密封樹脂的熱使半導體芯片和引線框發(fā)生膨脹時，半導體芯片受到來自匯流條的擠壓力，半導體芯片容易產(chǎn)生損傷;③由于匯流條是沿半導體芯片的側(cè)面延伸的，這樣內(nèi)引線的前端就不得不處于比匯流條更靠外側(cè)的位置，故不能采用LOC結(jié)構。
本發(fā)明的目的是提供一種一舉解決上述問題的半導體裝置及其制造方法，這種半導體裝置的特點是不發(fā)生吸濕性的問題、制造成本不太高、半導體芯片幾乎不受到損傷、容易進行把半導體芯片安放在引線框內(nèi)的工序和可采用LOC結(jié)構。
為了達到上述目的，本發(fā)明在引線框中除了設置與半導體芯片的電極進行電連接的連接用引線之外，還設置具有彎曲了的前端部的固定用引線，通過該固定用引線的前端部來支撐半導體芯片。
本發(fā)明的半導體裝置具備以下各個部分半導體芯片;在設置成從引線框本體向內(nèi)側(cè)延伸之后從上述引線框本體切斷分離的、與上述半導體芯片的電極進行電連接的多根連接用引線;在設置成從引線框本體向內(nèi)側(cè)延伸之后從上述引線框本體切斷分離的、在上述半導體芯片一側(cè)具有彎曲了的前端部、并通過該前端部支撐上述半導體芯片的多根固定用引線，以及把上述半導體芯片、多根連接用引線和多根固定用引線密封起來的樹脂制外殼。
據(jù)以上所述，由于各固定用引線的前端部是彎曲的，故對于固定用引線本體具有彈性，半導體芯片通過彈性力由固定用引線來支撐。因此，半導體芯片從固定用引線處受到的損傷較少，與此同時半導體芯片由引線框確實可靠地支撐起來。此外，由于可在固定用引線的前端部相互間的間隔展寬的狀態(tài)下把半導體芯片安放在引線框內(nèi)，故容易進行把半導體芯片安放到引線框內(nèi)的工序。
由于把多根連接用引線和多根固定用引線各自設置成從引線框本體向內(nèi)側(cè)延伸，故不存在連接用引線與固定用引線間交叉的問題，因而容易采用LOC結(jié)構。
由于固定用引線因具有彎曲的前端部而與內(nèi)引線為直線狀的連接用引線的形狀不同，故不易產(chǎn)生圖象識別方面的差錯，因此，能確實可靠地進行連接用引線與半導體芯片的電極間的電連接。
由于能在不使用聚酰亞胺帶的情況下由引線框來支撐半導體芯片，故可回避因使用聚酰亞胺帶而產(chǎn)生的上述的弊病。
連接用引線的內(nèi)引線能做成在半導體芯片的上側(cè)延伸并與該半導體芯片的電極進行電連接的LOC結(jié)構。
象這樣，由于不需要在半導體芯片的側(cè)面設置鍵合引線，可以使半導體芯片一側(cè)端面與外殼的外表面間的密封樹脂的厚度減少到最低限度，這樣就可謀求外殼的小型化。由于共用電極可從連接用引線的內(nèi)引線處在半導體芯片上延伸，這樣就可分散配置共用電極，同時，可在半導體芯片的內(nèi)部區(qū)域配置電極，因而可使電阻成分和噪聲減少。由于半導體芯片中的信號傳送路徑可比現(xiàn)有技術縮短，故可實現(xiàn)半導體芯片的高速化和低功耗化。
用固定用引線的前端部來支撐半導體芯片側(cè)面的話，由于因前端部對半導體芯片的支撐是確實可靠的，故可減少把半導體芯片安放到引線框內(nèi)的工序中的差錯。
在這個場合，使固定用引線的前端部與半導體芯片的側(cè)面進行面接觸是比較理想的。這樣做的話，由于前端部與半導體芯片側(cè)面的接觸面積較大，由前端部對半導體芯片產(chǎn)生的支撐就更確實可靠，把半導體芯片安放在引線框內(nèi)的工序中的差錯就會更加減少。
如果固定用引線的前端部支撐半導體芯片的角部，則由于可把固定用引線設置在不妨礙引線框中連接用引線的位置上，而可確保引線框設計的自由度。
要是在固定用引線的前端部與半導體芯片的側(cè)面間介入軟金屬或彈性體，由于半導體芯片從固定用引線的前端部受到的機械應力將減少，因而半導體芯片從固定用引線受到的損傷也可減少。
若用樹脂或低熔點金屬使固定用引線的前端部與半導體芯片的側(cè)面相互結(jié)合，由于可以以固定用引線的前端部與半導體芯片的側(cè)面間有一定間隔的狀態(tài)將半導體芯片安放在引線框內(nèi)，因而可減少在安放半導體芯片的工序中使半導體芯片在固定用引線處受到的損傷。
如用具有粘結(jié)性的絕緣膜把固定用引線的前端部與半導體芯片的側(cè)面相互結(jié)合的話，則固定用引線的前端部與半導體芯片間的結(jié)合是容易的，同時，固定用引線與半導體芯片間的絕緣也確實可靠。
由于即使接地用引線與作為電氣接地的半導體芯片的側(cè)面相接觸也沒有妨礙，因而可讓固定用引線兼作接地用引線。這樣就沒有必要另外設置接地引線。
如在固定用引線的前端部處設置支撐半導體芯片拐角部的、具有L狀平面視圖的支撐部，則由前端部產(chǎn)生的對半導體芯片的支撐是確實可靠的。
本發(fā)明的半導體裝置的制造方法包括以下4個工序①設置具有引線框本體、多根連接用引線和多根固定用引線的引線框，連接用引線從該引線框本體向內(nèi)側(cè)延伸、用于電連接，多根固定用引線從該引線框本體向內(nèi)側(cè)延伸、并具有彎曲的前端部;②通過上述多根固定用引線的前端部支撐半導體芯片;③把上述半導體芯片、多根連接用引線和多根固定用引線用樹脂密封從而形成樹脂制的外殼;以及④把上述多根連接用引線和多根固定用引線從上述引線框本體處切斷分離開。
這樣，就可確實可靠地制造出上述半導體裝置。
在上述第2工序和第3工序之間還可包括把半導體芯片的電極與連接用引線的內(nèi)引線用鍵合引線進行電連接的工序，這樣就能實現(xiàn)將半導體芯片與連接用引線的內(nèi)引線被引線鍵合起來的結(jié)構。
上述第1工序可包括把多根固定用引線設置成其前端部相互間的間隔比半導體芯片的尺寸小一些的工序。上述第2工序可包括把多根固定用引線的前端部向外側(cè)展寬以使該前端部相互間的間隔比半導體芯片的尺寸大的前端部展寬工序、把半導體芯片安放在引線框內(nèi)的半導體芯片安放工序，以及將多根固定用引線的前端部向內(nèi)側(cè)復原從而使該前端部支撐半導體芯片的半導體芯片支撐工序。
這樣做的話，由于是在可把固定用引線的前端部相互間的間隔向外側(cè)展寬以使它比半導體芯片的尺寸大的狀態(tài)下把半導體芯片安放到引線框內(nèi)的，因而可減小半導體芯片在固定用引線處受到損傷。
這時，上述第1工序中最好包括把多根固定用引線設置成各固定用引線對引線框本體是有彈性力的工序，上述第2工序中的支撐半導體芯片工序最好包括利用多根固定用用引線對引線框具有的彈性力使固定用用引線的前端部支撐半導體芯片的工序。
如此，由于可利用多根固定用引線對引線框本體具有的彈性力使固定用引線的前端部支撐半導體芯片，因而半導體芯片從固定用引線框處受到的損傷就更少，同時，半導體芯片也更確實可靠地被引線支撐。此外，在把固定用引線的前端部相互間的間隔展寬的狀態(tài)下將半導體芯片安放在引線框內(nèi)的操作也變得更加容易。
此外，上述第1工序中最好包括把多根固定用引線設置成其前端部對固定用引線本體具有彈性力的工序，上述第2工序中的支撐半導體芯片工序中最好包括利用固定用引線的前端部對固定用引線本體的彈性力使固定用引線的前端部支撐半導體芯片的工序。
這樣，由于可利用固定用引線的前端部相對于固定用引線本體具有的彈性力來支撐半導體芯片，因而半導體芯片從固定用引線處受到的損傷就更少，同時，半導體芯片由固定用引線更確實可靠地進行支撐。此外，在把固定用引線前端部的相互間間隔展寬的狀態(tài)下將半導體芯片安放在引線框內(nèi)的操作也更加容易。
上述第2工序中的前端部展寬工序中最好包括通過對引線框加熱使多根固定用引線的前端部向外側(cè)展寬的工序。
如此，則由于可以在不對引線框施加機械變形的情況下將前端部向外側(cè)展寬，因而可順利地進行第2工序中的前端部展寬工序和半導體芯片支撐工序。
上述第2工序中的半導體芯片支撐工序中還可包括通過介入在固定用引線的前端部與半導體芯片間設置比半導體芯片柔軟的物體，使固定用引線的前端部夾持半導體芯片的工序。
如果這樣，半導體芯片從固定用引線處受到的損傷就更少。這時，比半導體芯片柔軟的物體若為彈性體，半導體芯片從固定用引線處受到的損傷就進一步減少。
上述第1工序中可以包括把多根固定用引線設置成前端部相互間的間隔比半導體芯片的尺寸大一些的工序。上述第2工序中可以包括把半導體芯片安放在引線框內(nèi)的半導體芯片安放工序和把固定用引線的前端部與半導體芯片結(jié)合起來從而使前端部支撐半導體芯片的半導體芯片支撐工序。
由于這樣做能在半導體芯片與固定用引線的前端部間設置有間隔的狀態(tài)下把半導體芯片安放在引線框內(nèi)，因而可減少在半導體芯片安放工序中半導體芯片從固定用引線處受到的損傷。
上述第2工序中的半導體芯片支撐工序中還可包括通過低熔點金屬將固定用引線的前端部與半導體芯片結(jié)合在一起的工序。這樣做的話，可減少半導體芯片受到的熱損傷從而可使固定用引線的前端部與半導體芯片確實可靠地結(jié)合在一起。
上述第2工序中的半導體芯片支撐工序中亦可包括通過絕緣性樹脂將固定用引線的前端部與半導體芯片結(jié)合在一起的工序。這樣，可以在半導體芯片完全不受到熱損傷的情況下使固定用引線的前端部與半導體芯片結(jié)合在一起，同時可以確保固定用引線與半導體芯片間的絕緣性。
上述第2工序中的半導體芯片支撐工序中還可包括通過具有粘結(jié)性的絕緣性薄膜將固定用引線的前端部與半導體芯片結(jié)合在一起的工序。這樣做的話，固定用引線的前端部與半導體芯片間的結(jié)合較容易，同時可以確保固定用引線與半導體芯片間的絕緣性。
上述第2工序可以包括使半導體芯片的側(cè)面被固定用引線的前端部支撐住的工序。這樣就可以確實可靠地支撐半導體芯片。
此外，上述第2工序可以包括使多根固定用引線的前端部支撐半導體芯片拐角部的工序。由于可以把固定用引線設置在對引線框中的連接用引線沒有妨礙的位置上，因而可確保引線框設計的自由度。


圖1是本發(fā)明第1實施例的半導體裝置的截面圖。
圖2(A)是第1實施例的半導體裝置的平面圖，圖2(B)是沿圖2(A)中B-B線的截面圖。
圖3(A)-(E)是表示第1實施例的半導體裝置制造方法中各工序的截面圖。
圖4(A)-(C)是說明第1實施例的半導體裝置中的固定用引線的前端部相對于引線框的角度的截面圖。
圖5(A)-(C)是說明第1實施例的半導體裝置中由固定用引線的前端部夾持半導體芯片的方法的截面圖。
圖6(A)-(F)是說明第1實施例的半導體裝置中固定用引線的前端部與半導體芯片的高度關系的截面圖。
圖7(A)-(C)是說明第1實施例的半導體裝置中固定用引線的前端部的下端位置與半導體芯片的背面位置間關系的截面圖。
圖8是本發(fā)明第2實施例的半導體裝置的截面圖。
圖9(A)和(B)是表示第2實施例的變形例的半導體裝置中固定用引線的前端部形狀的截面圖。
圖10(A)和(B)是表示本發(fā)明第3實施例的半導體裝置中固定用引線的前端部形狀的斜視圖。
圖11是本發(fā)明第4實施例的半導體裝置的截面圖。
圖12是第4實施例的變形例的半導體裝置的截面圖。
圖13是本發(fā)明第5實施例的半導體裝置中引線框的平面圖。
圖14是本發(fā)明第6實施例的半導體裝置的截面圖。
圖15是第6實施例的第1變形例的半導體裝置的截面圖。
圖16是第6實施例的第2變形例的半導體裝置的截面圖。
圖17(A)-(C)是表示第6實施例或第6實施例的第1變形例的半導體裝置的制造方法中的在固定用引線的前端部涂敷低熔點金屬或絕緣性樹脂的工序的截面圖。
圖18(A)是本發(fā)明第7實施例的半導體裝置省略了外殼的平面圖，圖18(B)是第7實施例中的引線框的斜視圖。
圖19是第7實施例的半導體裝置省略了外殼和引線框的斜視圖。
圖20(A)-(E)是表示第7實施例的半導體裝置中固定用引線的前端部形狀的斜視圖。
圖21是現(xiàn)有技術的第1半導體裝置的截面圖。
圖22是現(xiàn)有技術的第2半導體裝置的截面圖。
圖23是現(xiàn)有技術的第3半導體裝置的截面圖。
以下參照附圖來說明本發(fā)明的實施例。
圖1和圖2(A)、(B)顯示本發(fā)明的第1實施例的半導體裝置。圖1是該半導體裝置的截面圖，圖2(A)是上述半導體裝置中的半導體芯片和引線框的平面圖，圖2(B)是沿圖2(A)中B-B線的截面圖。
在圖1和圖2(A)、(B)中，1是半導體芯片，2是由樹脂制成的外殼，3是連接用引線，4是固定用引線，5是設置在半導體芯片1中央部位的鋁電極，6是由金制成的鍵合引線。引線框由42合金和銅等形成，它具有引線框本體15和從該引線框本體15開始各自向內(nèi)側(cè)延伸的多根連接用引線3與多根固定用引線4，但沒有芯片底座。
連接用引線3的內(nèi)引線3a延伸到半導體芯片1的內(nèi)部區(qū)域之上，并在該內(nèi)部區(qū)域由鍵合引線6與鋁電極5進行電連接。
固定用引線4的前端部4a向下側(cè)也就是半導體芯片1的一側(cè)彎曲，利用彎曲部的彈性力把半導體芯片1從它的兩側(cè)面夾持住。
上述的半導體芯片1、連接用引線3、固定用引線4和鍵合引線6由外殼2密封起來。此外，連接用引線3的外引線3b位于外殼2的外側(cè)，按預定的形狀成形加工。在圖2(A)中，16是設置在半導體芯片1上的“接地”或電源用共用電極，以便將處于兩端的連接用引線3的內(nèi)引線3a相互間連接起來。
以下參照圖3(A)-(E)說明第1實施例的半導體裝置的制造方法。
首先，如圖3(A)所示，設置一個引線框，該引線框具有引線框本體15(圖3(A)中省略了圖示)、從引線框本體15向內(nèi)側(cè)延伸的多根連接用引線3和從引線框本體15向內(nèi)側(cè)延伸并具有彎曲的前端部4a的多根固定用引線4。在這個場合，把相對方向上的固定用引線4的前端部4a相互間的距離設置成比半導體芯片1的尺寸小一些。其后，把半導體芯片1放置在圖中未示出的夾具上，與此同時在使用圖中未示出的針等工具將固定用引線4的前端部4a向外側(cè)展開的狀態(tài)下把引線框安放在上述夾具內(nèi)。這樣，把半導體芯片1安放在引線框內(nèi)。
其次，把上述針等工具從固定用引線4上取下。這樣就使已向外側(cè)展開的固定用引線4的前端部4a恢復到原來位置。如此，如圖3(B)所示，固定用引線4的前端部4a通過其彎曲部具有的彈性力把半導體芯片1從其兩側(cè)面夾持住，這樣一來，半導體芯片1就由引線框支撐住了。
其次，如圖3(C)所示，通過采用鍵合引線6把連接用引線3的內(nèi)引線3a與半導體芯片1的鋁電極5鍵合在一起來實現(xiàn)連接用引線3與鋁電極5的電連接。在第1實施例中，連接用引線3與鋁電極5的鍵合是在半導體芯片1上的中空部分進行的。通過提高超聲波的輸出功率和減少加在內(nèi)引線3a上的載荷即可容易地實現(xiàn)在中空部分的鍵合。在希望降低超聲波輸出功率時，可在內(nèi)引線3a上設置彎曲的前端部，在使該前端部與半導體芯片1接觸的狀態(tài)下進行連接。
其次，如圖3(D)所示，將半導體芯片1、連接用引線3的內(nèi)引線3a、固定用引線4和鍵合引線6用樹脂制成的外殼2密封起來。
然后，如圖3(E)所示，把連接用引線3的內(nèi)引線3a和固定用引線4從引線框本體15處切斷分離開來，同時對連接用引線3的外引線3b進行彎曲加工，從而就得到第1實施例的半導體裝置。
根據(jù)第1實施例的半導體裝置，由于采用因彎曲而對固定用引線本體具有彈性的固定用引線4的前端部4a將半導體芯片1夾持住，半導體芯片1很少受到固定引線4的損傷，同時，半導體芯片1也由引線框確實可靠地支撐著。此外，由于是在將相對的固定用引線4的前端部4a相互間的間隔展寬的狀態(tài)下把半導體芯片1安放到引線框內(nèi)的，故易于將半導體芯片1安放到引線框內(nèi)。
此外，由于固定用引線4具有彎曲的前端部4a，它與具有直線狀延伸的內(nèi)引線3a的連接用引線3在形狀上不同，故在由鍵合引線6對連接用引線3和鋁電極5進行連接的工序中易于圖象識別，因而能夠正確地進行引線鍵合。
再有，由于用固定用引線4的前端部4a來支撐半導體芯片1，因而能省去芯片底座。因此，由于芯片底座的背面與外殼2不發(fā)生剝離，同時，降低了外殼2內(nèi)部的應力，外殼2的可靠性提高了。此外，因為能省掉芯片底座，也可實現(xiàn)外殼2的薄型化。再者，由于不采用芯片粘結(jié)劑，則芯片粘結(jié)劑的硬化工序就不要了，因而可實現(xiàn)低成本和高可靠性。
此外，由于把連接用引線3的內(nèi)引線3a配置在半導體芯片1的內(nèi)部區(qū)域上，則可以在半導體芯片1的內(nèi)部區(qū)域進行引線鍵合，因而半導體芯片1的側(cè)端部與外殼2的外表面之間的密封樹脂的厚度可以降到最低限度，例如降低到0.5mm的程度。由于可以在半導體芯片1上從連接用引線3的內(nèi)引線3a延伸共用電極16故可在半導體芯片1的內(nèi)部區(qū)域配置“接地”和電源電極，因而由于電阻成分的減小而降低了噪聲。再有，由于能夠把鋁電極5集中地配置在半導體芯片1的中央部分而使半導體芯片1的信號傳送路徑縮短到現(xiàn)有技術的1/2的程度，因而可實現(xiàn)半導體芯片1的高速化和低功耗。此外，由于能夠在提高半導體芯片1的設計自由度的同時使布線寬度變窄，因而可以縮小半導體芯片1的面積。還可以預期設置在半導體芯片1上的內(nèi)引線3a有散熱的效果。
在上述第1實施例中，是用針等工具把固定用引線4的前端部4a向外側(cè)展開，其后再把它們從固定用引線4處取走，而使向外側(cè)展開的固定用引線4的前端部4a恢復到原來的位置，從而把半導體芯片1安放在引線框內(nèi)。也可采用另外的替代方法。例如，通過對引線框加熱使固定用引線4的前端部4a相對于半導體芯片1向外側(cè)展開，其后冷卻引線框，使固定用引線4的前端部4a把半導體芯片1夾持住。
關于固定用引一4的前端部4a相對于引線框本體15的彎曲角度θ，如圖4(A)所示那樣彎成銳角或如圖4(B)所示那樣彎成直角都是比較理想的。彎曲角度θ可根據(jù)由固定用引線4的前端部4a產(chǎn)生的夾持方法和固定用引線4的形狀等進行選擇?？墒?，若如圖4(C)所示那樣彎曲角度是鈍角的話，要通過固定用引線4的前端部4a來夾持半導體芯片1就困難了。
關于通過固定用引線4的前端部4a來夾持半導體芯片1側(cè)面的方法，用圖5(A)所示的線接觸支撐、圖5(B)所示的表面支撐和圖5(C)所示的前端面支撐都是可以的。對圖5(C)的情況，有必要預先按照半導體芯片1側(cè)面的形狀來加工固定用引線4的前端部4a的前端面形狀，如按圖5(A)所示的線接觸支撐，雖可以以較強的力夾持半導體芯片1，但在另一方面半導體芯片1受到的損傷也變大。如按圖5(B)、(C)所示的面接觸支撐，則因接觸面積大，夾持比較穩(wěn)定，同時，半導體芯片1受到的損傷也減少。
關于與固定用引線4的前端部4a進行線接觸的半導體芯片1的側(cè)面的位置高度，可選擇如圖6(A)所示的靠近半導體芯片1主表面的位置、如圖6(B)所示的半導體芯片1的中央部分附近的位置，以及如圖6(C)所示的靠近半導體芯片1的背面的位置。此外，與固定用引線4的前端部4a面接觸的半導體芯片1側(cè)面的位置高度，可選擇如圖6(D)所示的從半導體芯片1的主表面到中央部分附近的區(qū)域、如圖6(E)所示的從半導體芯片1的中央分部附近到背面的區(qū)域，和如圖6(F)所示的從半導體芯片1的主表面到背面的區(qū)域。關于夾持位置，可考慮半導體芯片1和引線框的形狀、半導體芯片1將受到的損傷的大小、對半導體芯片1的支撐的確實可靠性，以及外殼2的結(jié)構等因素來選擇最適宜的夾持位置，這樣做是比較理想的。
關于固定用引線4的前端部4a的下端位置與半導體芯片1的背面位置的關系，如圖7(A)所示，使前端部4a的下端處于比半導體芯片1更靠下側(cè)的位置也行，如圖7(B)所示，使前端部4a的下端處于半導體芯片1的側(cè)面大致中央的位置也行，以及如圖7(C)所示，前端部4a的下端處于與半導體芯片1的背面相同的位置也行?？墒?，如象圖7(A)所示那樣前端部4a的下端處于比半導體芯片1的背面更靠下側(cè)位置的話，在把芯片支撐臺上的半導體芯片1安放在引線框內(nèi)時前端部4a就會碰上了芯片支承臺。若象圖7(B)所示那樣使前端部4a的下端處于半導體芯片1側(cè)面的大致中央時，可以不必擔心前端部4a碰上芯片支承臺，不過要決定高度位置是困難的。如象圖7(C)所示那樣，前端部4a的下端處于與半導體芯片1的背面相同的位置處，則既不必擔心前端部4a碰上芯片支承臺，要決定高度位置也很容易。
半導體芯片1的主表面與內(nèi)引線3a間的距離在50-200μm的范圍內(nèi)是適當?shù)?。其理由是要減少從內(nèi)引線3a放出的α射線和內(nèi)引線3a的電容量產(chǎn)生的影響，內(nèi)引線3a與半導體芯片1的主表面的距離必須在50μm以上;而為了實現(xiàn)外殼2的薄型化和得到內(nèi)引線3a的散熱效果，希望內(nèi)引線3a與半導體芯片1主表面間的距離在200μm以下。
圖8是本發(fā)明第2實施例的半導體裝置的截面圖。
在第2實施例中，固定用引線4的前端部4a通過形成U字狀使其對固定用引線本體具有彈性力，由該彈性力把半導體芯片1夾持住。這時，也使固定用引線4的前端部4a相互間的距離比半導體芯片1的尺寸小一些。在采用針等工具把固定用引線4的前端部4a向外側(cè)展開的狀態(tài)下把半導體芯片1安放在引線框內(nèi)。這樣一來，半導體芯片1就由固定用引線4的前端部4a相對于固定用引線本身所具有的彈性力而夾持住。
圖9(A)、(B)示出了第2實施例的變形例。圖9(A)所示的把前端部4a作成彎曲的形狀和圖9(B)所示的在前端部4a處設置圓弧狀部分的方法都可用來代替第2實施例中把固定用引線4的前端部4a做成U字狀的方法。在這些變形例中也是由固定用引線4的前端部4a對固定用引線本身所具有的彈性力來夾持半導體芯片1的。
圖10(A)、(B)示出了本發(fā)明第3實施例的半導體裝置中固定用引線4的前端部4a的形狀。在第3實施例中，使固定用引線4的前端部4a在其朝向半導體芯片1的一側(cè)彎曲后形成沿半導體芯片1的側(cè)面直線延伸的形狀。在這個場合，可以如圖10(A)所示那樣，在使固定用引線4的前端部4a相對于半導體芯片1的拐角部彎曲后形成沿半導體芯片1的側(cè)面延伸的形狀;或可以如圖10(B)所示那樣，在使固定用引線4的前端部4a在相對于半導體芯片1的側(cè)方大致中央部分的位置彎曲后形成沿半導體芯片1的側(cè)面向兩側(cè)延伸的形狀。
這樣，由于固定用引線4的前端部4a與半導體芯片1側(cè)面的接觸面積增大，故摩擦力也增大，因而可約束固定用引線4的前端部4a與半導體芯片1之間的位置滑動和半導體芯片1的移動。
圖11示出了本發(fā)明第4實施例的半導體裝置的截面結(jié)構。在第4實施例中，在固定用引線4的前端部4a與半導體芯片1的側(cè)面間插入了比半導體芯片1柔軟的軟金屬7。為了制造第4實施例的半導體裝置，在固定用引線4的前端部4a預先裝上軟金屬7，再與第1實施例同樣地在把固定用引線4的前端部4a展開的狀態(tài)下把半導體芯片1安放到引線框內(nèi)。
由于這樣做能夠緩解在把半導體芯片1安放到引線框內(nèi)時半導體芯片1從固定用引線4的前端部4a處受到的應力以及為形成外殼2而充填的樹脂所產(chǎn)生的熱使半導體芯片1從固定用引線4的前端部4a處受到的應力，因而可以減輕半導體芯片1受到的損傷。
圖12示出第4實施例的變形例。在該變形例中，介入了具有絕緣性的樹脂制成的彈性體8來代替軟金屬7。根據(jù)該變形例，也可以減輕半導體芯片1受到的損傷。
圖13示出了本發(fā)明第5實施例的半導體裝置中的引線框的平面結(jié)構。
在第5實施例中，在引線框本體15中設置固定用引線4的部位設置了矩形狀的開口部分15a。通過這樣的設置，固定用引線4相對于引線框本體15具有彈性力，固定用引線4的前端部4a通過該彈性力把半導體芯片1夾持住。在這個場合，也是先使固定引線4的前端部4a相互間的距離比半導體芯片1的尺寸小一些，之后再用針等工具把前端部4a展開以使其相互間的距離比半導體芯片1的尺寸大一些，在此狀態(tài)下把半導體芯片1安放到引線框內(nèi)。因此，通過固定用引線4對引線框15具有的彈性力來夾持半導體芯片1。
圖14示出了本發(fā)明第6實施例的半導體裝置的截面結(jié)構。
在第6實施例中，固定用引線4的前端部4a與半導體芯片1通過焊錫等低熔點金屬結(jié)合在一起。在制造第6實施例的半導體裝置時與第1-第5實施例不同的是，要使固定用引線4的前端部4a相互間的距離比半導體芯片1的尺寸大一些，同時，在固定用引線4的前端部4a靠半導體芯片1的一側(cè)預先涂敷低熔點金屬9。在這種狀態(tài)下，把半導體芯片1安放到引線框內(nèi)。其后讓低熔點金屬熔融從而使固定用引線4的前端部4a與半導體芯片1結(jié)合在一起。為了減少半導體芯片1受到的損傷，低熔點金屬的熔點最好在400℃以下。
圖15示出了第6實施例的第1變形例。該第1變形例采用具有熱可塑性、光硬化性或熱硬化性的絕緣樹脂10來代替第6實施例的低熔點金屬9。為了制造該第1變形例的半導體裝置，在固定用引線4的前端部4a處預先涂敷具有熱可塑性、光硬化性或熱硬化性的絕緣樹脂10，在這個狀態(tài)下把半導體芯片1安放到引線框內(nèi)，其后加熱或光照射絕緣樹脂10，從而使固定用引線4的前端部4a與半導體芯片1結(jié)合在一起。
圖16示出了第6實施例的第2變形例。在該第2變形例中，采用在其兩面涂敷了熱可塑性、光硬化性或熱硬化性樹脂的絕緣薄膜11來代替第6實施例中的低熔點金屬9。第2變形例的半導體裝置的制造方法和第1變形例的半導體裝置的制造方法是相同的。
如圖6實施例，第6實施例的第1或第2變形例那樣，使固定用引線4的前端部4a相互間的距離比半導體芯片1的尺寸要大一些，故在將固定用引線4的前端部4a與半導體芯片1結(jié)合在一起時，可以使固定用線4的前端部4a只與半導體芯片1的一個面結(jié)合。
在第6實施例及其第1或第2變形例中，把低熔點金屬9、絕緣樹脂10或絕緣薄膜11預先設置在固定用引線4的前端部4a上;不過也可以采用另一種方法，即，在把半導體芯片1安放在引線框內(nèi)時，把上述的低熔點金屬9、絕緣樹脂10或絕緣薄膜11插入固定用引線4的前端部4a與半導體芯片1之間。
圖17(A)-(C)示出了把低熔點金屬9或絕緣樹脂10預先涂敷在固定用引線4的前端部4a上的工序。如圖17(A)所示，先設置引線框，使固定用引線4的前端部4a成彎曲狀，又如圖17(B)所示，把固定用引線4的前端部4a浸漬在設置于涂敷用支承臺13上的低熔點金屬9或絕緣樹脂內(nèi)，如圖17(C)所示那樣，使固定用引線4的前端部4a附著上低熔點金屬9或絕緣樹脂10。在本發(fā)明中，由于固定用引線4的前端部4a是彎曲的，因而只把固定用引線4的前端部4a浸漬在低熔點金屬9或絕緣樹脂10中是容易做到的。
圖18(A)、(B)及圖19示出了本發(fā)明第7實施例的半導體裝置。圖18(A)是省略了外殼2的平面圖，圖18(B)是引線框的斜視圖，圖19是省略了外殼2和引線框本體15的斜視圖。
在第7實施例中，把固定用引線4設置與半導體芯片1的4個拐角部相對的部位，固定用引線4的前端部4a在半導體芯片1的各個拐角部把半導體芯片1夾持住。在半導體芯片1的大致中央部分設置鋁電極5，連接用引線3的內(nèi)引線3a與鋁電極5通過鍵合引線6進行電連接等方面與第1-第6實施例是相同的。
在第7實施例中，使在斜方向上相對的兩固定用引線4前端部4a相互間的距離比半導體芯片1的對角線尺寸小一些，在用針等工具使用固定用引線4的前端部4a朝外側(cè)展開的狀態(tài)下把半導體芯片1安放到引線框內(nèi)。按照以上所述，通過固定用引線4的前端部對固定用引線本體具有的彈性力來夾持半導體芯片1。
圖20(A)-(E)分別示出了固定用引線4的前端部4a的形狀。圖20(A)示出的結(jié)構在把前端部4a彎曲成90°的同時分成二股，分成二股的各部分通過面接觸來夾持半導體芯片1拐角部的側(cè)面。圖20(B)示出的結(jié)構在把前端部4a彎曲成鈍角的同時制出一個切口部分，通過線接觸來夾持半導體芯片1的拐角部。圖20(C)示出的結(jié)構在把前端部4a彎曲成90°的同時形成平面視圖為L的形狀，L狀部分通過面接觸來夾持半導體芯片1拐角部的側(cè)面。圖20(D)示出的結(jié)構是把前端部4a彎曲成90°，通過線接觸來夾持半導體芯片1的拐角部。圖20(E)示出的結(jié)構把前端部4a在彎曲成90°，同時將其分成沿半導體芯片1側(cè)面延伸的二股，通過面接觸來夾持半導體芯片1拐角部的側(cè)面。最好根據(jù)加工成本、支撐半導體芯片1的強度及設計引線框時的布置圖等因素來選定固定用引線4的前端部4a最適宜的形狀。
再有，在上述各實施例中，固定用引線4只具有支撐半導體芯片1的功能，不過也可以把固定用引線4用作接地引線。
此外，在上述各實施例中，通過鍵合引線6來連接連接用引線3的引線3a與半導體芯片1的鋁電極5，也可以采用以下方法來代替上述的連接方法。如通過焊錫進行連接;設置金凸點等進行電極之間的直接連接;通過各向異性的導電性樹脂進行連接。
還有，在上述各實施例中，連接用引線3的內(nèi)引線3a為在半導體芯片1上延伸的LOC結(jié)構，不過連接用引線3的內(nèi)引線3a也可以做成位于半導體芯片1的周邊的普通結(jié)構。
權利要求
1.一種半導體裝置，其特征在于包括一個半導體芯片；與上述半導體芯片的電極進行電連接的多根連接用引線，設置成使其從引線框本體向內(nèi)側(cè)延伸、之后能從上述引線框本體切斷分離的形式；具有彎曲的前端部并通過該前端部在上述半導體芯片一側(cè)支撐該芯片的多根固定用引線，將其設置成從上述引線框本體向內(nèi)側(cè)延伸、之后能從上述引線框本體切斷分離的形式；以及把上述半導體芯片、多根連接用引線和多根固定用引線密封起來的樹脂制外殼。
2.如權利要求1的半導體裝置，其特征在于上述連接用引線的內(nèi)引線在上述半導體芯片上側(cè)延伸并與該半導體芯片的電極進行電連接。
3.如權利要求1的半導體裝置，其特征在于上述固定用引線的前端部支撐著上述半導體芯片的側(cè)面。
4.如權利要求3的半導體裝置，其特征在于上述固定用引線的前端部與上述半導體芯片的側(cè)面接觸。
5.如權利要求3的半導體裝置，其特征在于上述固定用引線的前端部與上述半導體芯片的側(cè)面間介入有軟金屬或彈性體。
6.如權利要求3的半導體裝置，其特征在于上述固定用引線的前端部與上述半導體芯片的側(cè)面通過樹脂或低熔點金屬相互接合。
7.如權利要求3的半導體裝置，其特征在于上述固定用引線的前端部與上述半導體芯片的側(cè)面通過具有粘結(jié)性的絕緣薄膜相互結(jié)合。
8.如權利要求3的半導體裝置，其特征在于上述固定用引線為接地用引線。
9.如權利要求1的半導體裝置，其特征在于上述固定用引線的前端部支撐著上述半導體芯片的拐角部分。
10.如權利要求9的半導體裝置，其特征在于在上述固定用引線的前端部處設置有支撐上述半導體芯片拐角部的平面視圖為L形狀的支撐部分。
11.如權利要求9的半導體裝置，其特征在于在上述固定用引線的前端部和半導體芯片的拐角部分之間介入軟金屬或彈性體。
12.如權利要求9的半導體裝置，其特征在于上述固定用引線的前端部與上述半導體芯片的拐角部分通過樹脂或低熔點金屬相互結(jié)合。
13.如權利要求9的半導體裝置，其特征在于上述固定用引線是接地用引線。
14.一種半導體裝置的制造方法，其特征在于包括下列工序1)設置具有引線框本體、從該引線框本體向內(nèi)側(cè)延伸的用于電連接的多根連接用引線、從上述引線框本體向內(nèi)側(cè)延伸且具有彎曲的前端部的多根固定用引線的引線框;2)通過上述多根固定用引線的前端部來支撐上述半導體芯片;3)用樹脂把上述半導體芯片，多根連接用引線以及多根固定用引線密封起來形成樹脂制外殼;以及4)把上述多根連接用引線以及多根固定用引線從上述引線框本體切斷分開。
15.如權利要求14的半導體裝置的制造方法，其特征在于在上述第2工序和上述第3工序之間還包括下列工序由鍵合引線電連接上述半導體芯片的電極與上述連接用引線的內(nèi)引線。
16.如權利要求14的半導體裝置的制造方法，其特征在于上述第1工序包括把上述多根固定用引線設置成其前端部相互間的間隔比上述半導體芯片的尺寸小一些的工序;上述第2工序包括把上述多根固定用引線的前端部向外側(cè)展開以使該前端部相互間的間隔比上述半導體芯片的尺寸大的前端部展寬工序、把上述半導體芯片安放在上述引線框內(nèi)的半導體芯片安放工序、使上述多根固定用引線的前端部向內(nèi)側(cè)復原從而使該前端部夾持住上述半導體芯片的半導體芯片支撐工序。
17.如權利要求16的半導體裝置的制造方法，其特征在于上述第1工序中包括把上述多根固定用引線設置成各固定用引線本體具有彈性力的工序;上述第2工序中的上述半導體芯片支撐工序包括通過上述前端部對上述固定用引線本體具有的彈性力使上述前端部夾持住上述半導體芯片的工序。
18.如權利要求16的半導體裝置的制造方法，其特征在于上述第1工序包括把上述多根固定用引線設置成其前端部對固定用引線本體具有彈性力的工序;上述第2工序中的上述半導體芯片支撐工序包括通過上述前端部對上述固定用引線本體具有彈性力使上述前端部夾持住上述半導體芯片的工序。
19.如權利要求中16的半導體裝置的制造方法，其特征在于上述第2工序中的上述前端部展寬工序包括通過加熱上述引線框而使上述多根固定用引線的前端部向外側(cè)展開的工序。
20.如權利要求16中的半導體裝置的制造方法，其特征在于上述第2工序中的上述半導體芯片支撐工序包括以介入設置在上述固定用引線的前端部與上述半導體芯片間的、比上述半導體芯片柔軟的物體的方式使上述前端部夾持住上述半導體芯片的工序。
21.如權利要求20的半導體裝置的制造方法，其特征在于比上述半導體芯片柔軟的物體是彈性體。
22.如權利要求14的半導體裝置的制造方法，其特征在于上述第1工序包括把上述多根固定用引線設置成其前端部相互間的間隔比上述半導體芯片的尺寸大一些的工序;上述第2工序包括把上述半導體芯片安放在上述引線框內(nèi)的半導體芯片安放工序、把上述固定用引線的前端部與半導體芯片結(jié)合起來從而使上述前端部支撐半導體芯片的半導體芯片支撐工序。
23.如權利要求22的半導體裝置的制造方法，其特征在于上述第2工序中的上述半導體芯片支撐工序包括通過低熔點金屬把上述固定用引線的前端部與上述半導體芯片結(jié)合起來的工序。
24.如權利要求22的半導體裝置的制造方法，其特征在于上述第2工序中的上述半導體芯片支撐工序包括通過絕緣樹脂把上述固定用引線的前端部與上述半導體芯片結(jié)合起來的工序。
25.如權利要求22中的半導體裝置的制造方法，其特征在于上述第2工序中的上述半導體芯片支撐工序包括通過有粘結(jié)性的絕緣薄膜把上述固定用引線的前端部與上述半導體芯片結(jié)合起來的工序。
26.如權利要求14的半導體裝置的制造方法，其特征在于上述第2工序包括使上述固定用引線的前端部支撐上述半導體芯片的側(cè)面的工序。
27.如權利要求14的半導體裝置的制造方法，其特征在于上述第2工序包括使上述多根固定用引線的前端部支撐上述半導體芯片的側(cè)面的工序。
全文摘要
由內(nèi)引線和外引線構成的許多條連接用引線設置成從引線框本體向內(nèi)側(cè)延伸，之后從引線框本體切斷分離開的形式，它們與半導體芯片的鋁電極電連接。具有彎曲的前端部的許多條固定用引線設置成從引線框本體向內(nèi)側(cè)延伸，之后從引線框本體切斷分離開的形式，通過上述前端部來夾持半導體芯片。用樹脂制的外殼把半導體芯片、許多條連接用引線以及許多條固定用引線密封起來。
文檔編號H01L23/495GK1109217SQ9411989
公開日1995年9月27日 申請日期1994年12月5日 優(yōu)先權日1993年12月8日
發(fā)明者越智岳雄, 船越久士, 畑田賢造, 若林巍 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社