半導體器件及其安裝器具和製造方法
2023-10-10 06:58:34
專利名稱：半導體器件及其安裝器具和製造方法
技術領域：
本發明涉及到半導體器件及其安裝器具和製造方法。
對儘量減小含有半導體集成電路晶片的半導體器件的尺寸或厚度的要求已急劇上升，特別在IC封裝中更是如此。已知晶片尺寸封裝件技術(CSP)是用來生產IC封裝件即用作存儲器的半導體封裝IC晶片，其尺寸已減小到幾乎等於IC元件的尺寸。日本專利No.H8-125066公開了一種CSP技術。
圖8是常規晶片尺寸封裝件的剖面圖，其中的半導體元件1在其下側面的中央部位安裝有焊點2。連接引線框4被放置並用電絕緣粘合劑3粘結於半導體元件1的下側面。鍵合引線框4用引線5連接於半導體元件1的焊點2。連接引線框4帶有例如用腐蝕方法製作的局部突起。除了必須暴露的引線框4的突起外，整個裝置用樹脂材料6密封。連接引線框4的暴露的突起用焊膠點塗覆，用作外部電極7。這就完成了晶片尺寸封裝件。
然而，這種常規的半導體器件有一些缺點，即由於連接引線框難以用衝印之類的成本低的普通衝壓技術來實現而採用腐蝕方法來製作，故成為一種錯綜複雜的任務，而且由於必須暴露特定的區域而難以用樹脂進行密封，因此在技術質量上存在問題。
本發明是為了克服常規工藝的上述缺點，其主要目的是提供一種新穎的改進了的表面安裝型的半導體器件(其結構簡單並能夠高密度安裝)、一種其上安裝有半導體器件的器具以及一種製造半導體器件的方法。
本發明的另一目的是提供一種新穎的改進了的表面安裝型的半導體器件(其中用印刷電路板技術在電路帶上製作了圖形，使其電路排列有更高的精度並更精緻，從而有利於高密度安裝)、一種其上安裝有半導體器件的器具以及一種製造半導體器件的方法。
本發明的又一目的是提供一種新穎的改進了的表面安裝型的半導體器件(其中的電路帶配備有用作防止液態樹脂材料溢出的壁壘的肋條，從而可儘量減少工藝手續並避免電路帶鍵合區向半導體元件偏離，以便有更高的鍵合強度)、一種其上安裝有半導體器件的器具以及一種製造半導體器件的方法。
本發明的再一目的是提供一種新穎的改進了的表面安裝型的半導體器件(其中的半導體元件被電路帶的二側端包蓋，從而提高了甚至安裝於電路板上之後的機械強度並確保了更高的可靠性，而且，由於元件被金屬材料製成的電路帶包蓋，故具有屏蔽作用，從而改善了電學特性)、一種其上安裝有半導體器件的器具以及一種製造半導體器件的方法。
本發明的另一目的是提供一種新穎的改進了的表面安裝型的半導體器件(它適合於電路板上安裝所要求的回流條件，並使電路帶上的圖形在完成安裝之後可用來檢查導電情況)、一種其上安裝有半導體器件的器具以及一種製造半導體器件的方法。
本發明的另一目的是提供一種新穎的改進了的表面安裝型半導體器件(它被製作成適合於塔式安排，其中二個或更多個器件彼此堆疊安裝，從而可優化其工藝性能而無需增大電路板上的安裝面積)、一種其上安裝半導體器件的器具以及一種製造半導體器件的方法。
為了達到這一目的，體現本發明第一特點的半導體器件及其製造方法的特徵是一個被製作成帶有凸出的圖形的電路帶、一個固定連接於電路帶的半導體元件、以及半導體元件上用引線分別電連接於電路帶上的相應圖形並用樹脂材料密封的焊點。
體現本發明第二特點的半導體器件安裝器具設計成其中第一特點的半導體器件安裝在電路板上。
體現本發明第三特點的半導體器件的特徵是一個在其一側上製作有電極的半導體元件、一個電路帶(其一側上製作有導電圖形的電路帶，另一側鍵合於半導體元件，以對應於暴露的電極，引線分別電連接於電極和導電圖形之間)、以及一個密封電極和引線的密封材料。
結合說明最佳實施例的附圖，本發明所涉及的領域中的熟練人員將更好地了解本發明的上述和其它的特點以及件生的優點。在這些附圖中
圖1示出了根據本發明第一實施例的半導體器件的製作過程的第一部分；圖2示出了第一實施例半導體器件的製作過程的第二部分；圖3示出了根據本發明第二實施例的半導體器件的製作過程；圖4示出了根據本發明第三實施例的半導體器件的製作過程的第一部分；圖5示出了第三實施例的半導體器件的製作過程的第二部分；圖6示出了根據本發明第四實施例的半導體器件安裝在電路板上的過程；圖7示出了根據本發明第五實施例的半導體器件的製作過程；以及圖8是常規晶片尺寸封裝件的剖面圖。
下面參照附圖以半導體器件的形式、在電路板上安裝半導體的設備的形式、以及半導體器件製造方法的形式來更詳細地描述本發明的最佳實施例。
第一實施例參照圖1和2來描述本發明第一實施例的半導體器件的製造過程。
(1)此過程開始於製備一個例如由金屬製成的電路帶10，如圖1(a)平面圖和圖1(a)』側面圖所示，在其一個側面上製作有一個絕緣層11和一系列圖形12。電路帶10在其中央部位製作有一個穿通的窗口13。
(2)如圖1(b)平面圖和圖1(b)』側面圖所示，電路帶10用壓制或其它方法製作有弓形凸出的圖形12。
(3)如圖1(c)平面圖和圖1(c)』側面圖所示，在安裝於電路帶10之前製備一個半導體元件14。此半導體元件14在其中央部位製作有一行用來鍵合的焊點15。
(4)如圖1(d)平面圖和圖1(d)』側面圖所示，提供了用來塗於本實施例半導體元件14上焊點15周圍的一定量的粘合劑即更具體地說是框形的粘合劑膜16。
(5)如圖2(a)平面圖和圖2(a)』側面圖所示，用粘合劑16將電路帶10和半導體元件14彼此固定連接，其中半導體元件14上的焊點15被暴露於穿通的窗口13。
(6)如圖2(b)平面圖和圖2(b)』側面圖所示，用引線17將焊點15分別電連接到電路帶10上的相應的圖形12。
(7)如圖2(c)平面圖和圖2(c)』側面圖所示，用樹脂材料18塗覆電路帶10的穿通窗口周圍的限定區域以完成一個半導體器件。其結果是，連接在焊點15和電路帶10上的圖形12之間的引線17被完全密封在樹脂材料18之中。
(8)然後如圖2(d)平面圖和圖2(d)』側面圖所示，將完成的半導體器件安裝於電路板19。更具體地說，電路帶10上的圖形12被用例如焊接的方法鍵合到製作在電路板19側面上的相應的圖形(未示出)，從而半導體器件被牢固地安裝。
如所知，用腐蝕之類高成本方法精加工成特定形狀引線框固定於半導體元件表面和之後的用引線連接、用樹脂材料覆蓋除要暴露的特定區域之外的整個裝置、以及在引線框暴露區上製造外電極的常規步驟已被第一實施例的過程(彎曲金屬製成的電路帶、將半導體元件鍵合於電路帶然後用引線連接、用樹脂覆蓋限定的區域以密封引線)所替代。這就可簡化半導體器件的結構。而且，可用熟知的印刷電路板工藝在電路帶上製作圖形，從而改善其尺寸精度，因而有助於實現更高密度的安裝。
第二實施例參照圖3來描述本發明第二實施例的半導體器件的製造過程。
(1)此過程開始於製備一個例如由金屬製成的電路帶20，如圖3(a)平面圖和圖3(a)』側面圖所示，在其一個側面上製作有一個絕緣層21和一系列圖形22。相似於第一實施例，電路帶在其中央部位製作有一個穿通的窗口23。此外，第二實施例的電路帶20在其二個縱端上製作有肋條24。
(2)如圖3(b)平面圖和圖3(b)』側面圖所示，同第一實施例那樣，電路帶20用壓制或其它方法製作有弓形凸出的圖形22。同時，第二實施例的肋條24沿相同的方向被彎曲。
(3)如圖3(c)平面圖和圖3(c)』側面圖所示，同第一實施例那樣，用粘合劑膜26將半導體元件25粘結於電路帶20。然後用引線28將電路帶20上的圖形22電連接到製作在半導體元件25上並暴露於穿通窗口23中的鍵合焊點27。
(4)如圖3(d)平面圖和圖3(d)』側面圖所示，當電路帶20被液態樹脂材料29局部地密封時，就完成了半導體器件。
第二實施例中的肋條24用作壁壘(或壩)以防止密封過程中樹脂材料29的溢出。
提供有防止樹脂材料溢出到電路帶的肋條的第二實施例在採用液態樹脂材料來簡化過程方面優越於第一實施例。而且，鍵合區被肋條加固了，可防止偏離並因而提高物理強度。
第三實施例參照圖4和5來描述本發明第三實施例的半導體器件的製造過程。
(1)此過程開始於製備一個例如由金屬製成的電路帶30，如圖4(a)平面圖和圖4(a)』側面圖所示，在其一個側面上製作有一個絕緣層31和一系列圖形32，並在其中有一個穿通的窗口33。
(2)如圖4(b)平面圖和圖4(b)』側面圖所示，同第一實施例那樣，用壓制或其它方法將電路帶30彎曲成弓形(J彎曲)，然後用粘合劑35粘結到半導體元件34。
(3)如圖5(a)平面圖和圖5(a)』側面圖所示，同第一實施例那樣，製作在半導體元件34上並暴露於穿通窗口33的鍵合焊點36被用引線37電連接到電路帶30的相應圖形32。
(4)如圖5(b)平面圖和圖5(b)』側面圖所示，同第一實施例那樣，用樹脂材料38塗覆電路帶30的穿通窗口33周圍的限定區域以密封引線37，並用壓制或其它方法彎曲電路帶30的二個側端，使它們包蓋住半導體元件34。
(5)結果，如圖5(c)平面圖和圖5(c)』側面圖所示，就完成了帶有J形彎曲結構的半導體器件。
由於半導體元件34被包在電路帶30之中，故當安裝在未示出的電路板上時，第三實施例的半導體器件的機械強度就得到了提高。
半導體器件被包在金屬製成的電路帶中的第三實施例的半導體器件還提高了屏蔽作用，可改善電學特性，而且提高了機械強度，當安裝在電路板上時，可提供更高的可靠性。
第四實施例參照圖6來描述本發明第四實施例的半導體器件的製造過程。
(1)如圖6(a)平面圖和圖6(a)』側面圖所示，此過程開始於用相同於第三實施例的方法製作一個半導體器件40。其圖形用40A表示。
(2)如圖6(b)所示，用焊膠42之類的鍵合方法將半導體器件40牢固地安裝到電路板41。用焊膠42之類的方法將另一個用同樣方法製作的半導體器件40安裝在半導體器件40上。如有需要，可一個疊一個地安裝一個或更多個完全相同的半導體器件，從而形成半導體器件塔。
藉助於在安裝在電路板41時將製作在電路帶30上的圖形40A焊接連接於半導體元件34，第四實施例的半導體器件40被彼此連接起來。
第四實施例使有限的電路板空間上的半導體器件的數量即加工容量能夠得到提高。這就提供了與常規雙列直插式封裝半導體器件堆垛安裝相同的效果。此實施例半導體器件的結構因而比常規半導體器件的規定的CSP結構更為優越。
第五實施例圖7示出了本發明第五實施例的半導體器件的製造過程。
(1)此過程開始於製備一個例如由金屬製成的電路帶50，如圖7(a)平面圖和圖7(a)』側面圖所示，在其一個側面上製作有一個絕緣層51和一系列圖形52以及其中的一個穿通的窗口53，並用粘合劑55連接於半導體元件54。電路帶50的圖形52用引線57電連接於製作在半導體元件54並曝露於穿通窗口53的相應的鍵合焊點56。
(2)同第一實施例一樣，用樹脂材料58塗覆電路帶50穿通窗口53周圍的限定區域以密封引線57。然後，如圖7(b)平面圖和圖7(b)』側面圖所示，同第三實施例一樣，用壓制或其它方法將電路帶50的二個側端彎成L形，使它們包住半導體元件54。
(3)如圖7(c)平面圖和圖7(c)』側面圖所示，在圖形52上製作由例如焊膠球組成的電極59之後，就完成了半導體器件。
第五實施例的由焊膠球組成的電極59被用來將器件安排在未示出的電路板上，因而使半導體器件可與安裝廣泛用作多管腳邏輯器件的熟知的球柵陣列半導體器件所要求的回流條件相匹配。
第五實施例的半導體器件因而適合於安裝到電路板所要求的回流條件，並使其電路帶的圖形可以用來檢查完工(即焊膠球已被連接)之後的電學特性，從而防止焊膠球被損傷(例如由於壓上探針而變形)。而且，圖形被用來檢查可能難以見到的半導體器件下側面(焊膠球)到電路板的鍵合條件即導電情況，從而確保更高等級的安裝。
結果，根據本發明第一、第二、第三和第五實施例的表面安裝型半導體器件能夠非常容易地安裝於任何電路板(未示出)上。
雖然根據半導體及其製造方法的最佳實施例描述了本發明，但本發明不局限於這些實施例。本技術領域的熟練人員知道，可以作出各種改變和修正而不超越所附權利要求所規定的本發明的說明和技術特點並屬於本發明的範圍。
如上所述，本發明提供了一種新穎的改進了的表面安裝型半導體器件(其結構簡單並可高密度安裝)、一種安裝半導體器件的器具、以及一種製造半導體器件的方法。
此處將1997年2月12日提出的日本專利申請No.9-27424的整個公開，包括說明書、權利要求、附圖和概述，都完整地在此處用作參考文獻。
權利要求
1.一種半導體器件，其特徵是製成帶有其凸出圖形的電路帶；固定連接於電路帶的半導體元件；以及用引線分別將半導體元件上的焊點電連接於電路帶上相應圖形且用樹脂材料密封。
2.根據權利要求1的半導體器件，其中的電路帶在其一個區域中有穿通的窗口，半導體元件上的焊點在連接中被暴露於其中。
3.根據權利要求1的半導體器件，其中的電路帶配備有肋條。
4.根據權利要求1的半導體器件，其中的半導體元件被電路帶的二個側端包蓋。
5.根據權利要求4的半導體器件，其中的半導體元件被電路帶的二個側端包蓋，且電極製作在圖形上。
6.一種半導體器件安裝器具，它包含一個其上安裝半導體器件的電路板，上述半導體器件的特徵是製成帶有其凸出的圖形的電路帶；固定連接於電路帶的半導體器件；以及用引線分別將半導體上的焊點電連接於電路帶上相應圖形且用樹脂材料密封。
7.根據權利要求6的半導體器件安裝器具，其中的電路帶在其一個區域中有穿通的窗口，半導體元件上的焊點在連接中被暴露於其中。
8.根據權利要求6的半導體器件安裝器具，其中的電路帶配備有肋條。
9.根據權利要求1的半導體器件，其中的半導體元件被電路帶的二個側端包蓋。
10.根據權利要求6的半導體器件安裝器具，其中的半導體元件被電路帶的側端包蓋，且電極製作在圖形上。
11.一種半導體器件安裝器具，它包含一個電路板，利用將一個半導體器件的圖形連接到另一個半導體器件而將權利要求5中定義的多個半導體器件一個疊在另一個上地安裝在電路板上。
12.一種半導體器件，它包含其一個側面上製作有電極的半導體元件；電路帶，其一個側面上製作有導電圖形，另一側鍵合於半導體元件以對應於暴露的電極；分別電連接於電極與導電圖形之間的引線；以及密封這些電極和引線的密封材料。
13.根據權利要求12的半導體器件，其中的導電圖形延伸於電路帶的凸出區和電極連接區之間。
14.根據權利要求12的半導體器件，其中的電路帶延伸過半導體元件的二個側端和內側，而其各個導電圖形從電路帶的電極連接區延伸到半導體元件的內側。
15.一種半導體器件的製造方法，它包含下列步驟使電路帶的圖形凸出；將半導體元件粘結到電路帶；以及用引線將半導體元件上的焊點電連接到電路帶上相應的圖形上，且用樹脂材料進行密封。
16.根據權利要求15的半導體器件的製造方法，還包含用電路帶的二個側端包蓋半導體元件的步驟。
17.根據權利要求16的半導體器件的製造方法還包含在電路帶的圖形上製作電極的步驟。
18.根據權利要求15的半導體器件的製造方法還包含一個疊一個地安裝用同樣方法製得的多個半導體器件的步驟。
19.一種半導體器件，它包含在晶片表面上帶有多個焊點的半導體晶片；固定於表面上的電路帶，此表面上在焊點處帶有暴露區，並帶有多個與焊點對應而與焊點連接的電極；以及使焊點暴露一部分電極的密封材料。
20.根據權利要求19的半導體器件，其中所述的電路帶包含金屬、製作在金屬上的絕緣層、以及製作在絕緣層上的導電圖形。
全文摘要
一種表面安裝型半導體器件,它包含一個製成有凸出的圖形12的電路帶10、一個固定連接於電路帶10的半導體元件14、以及半導體元件上的焊點15用引線17電連接於電路帶10上相應的圖形12且用樹脂材料密封。表面安裝型半導體器件的結構簡單且可高密度安裝,還提供了一種其上安裝半導體器件的器具和一種製造半導體器件的方法。
文檔編號H01L21/60GK1191389SQ98104089
公開日1998年8月26日 申請日期1998年2月10日 優先權日1997年2月12日
發明者山口忠士 申請人:衝電氣工業株式會社