CN1182284A - 引线框和使用该引线框的半导体装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种可防止引线框等半导体装置构成材料的变形的、使用了高成品率和高可靠性的引线框的树脂封装型半导体装置。在使用了引线框的树脂封装型半导体装置中,在与以往相比减少支撑半导体元件1的管心底座2的面积的同时,将悬吊引线3作成宽度加宽的结构。

Description

引线框和使用该引线框的半导体装置
本发明涉及引线框和使用该引线框的树脂封装型的半导体装置。
迄今为止，在半导体装置中，作为安装半导体元件和将半导体元件与外部电路连系起来的布线部件，由于考虑高生产率和低成本的缘故，主要使用引线框。
图17是使用了现有的引线框的树脂封装型的半导体装置的平面图，图18是沿图17的A-A线的部分的在树脂封装工序过程中的剖面图。在图中，1是半导体元件，2是支撑半导体元件1的引线框的管心底座，3是从两个方向支撑管心底座的引线框的悬吊引线，4是在管心底座2上固定半导体元件1的粘接材料，5是封装树脂，6是树脂封装工序过程中半导体元件1的上侧的封装树脂5的流动长度，7是树脂封装工序过程中管心底座2的下侧的封装树脂5的流动长度，8是用封装树脂5对固定在管心底座上的半导体元件1进行树脂封装而形成的半导体封装体。将半导体元件1支撑在引线框的管心底座上，用金属细线将半导体元件1上形成的电极与引线框的电极键合起来后，进行热固化性的封装树脂的注入、固化，形成半导体封装体8。在图18中，半导体元件1的上侧和下侧的封装树脂的注入流道宽度因管心底座2的部分之故存在差别，故在树脂注入时，半导体元件1的上侧的封装树脂5的流动长度6与半导体元件1的下侧的封装树脂5的流动长度7存在差别。
此外，图19是使用了现有的另一种引线框的树脂封装型的半导体装置的平面图，图20是沿图17的B  B线的部分的在树脂封装工序过程中的剖面图。在图中，9是从四个方向支撑管心底座2的引线框的悬吊引线。其他的构成与图17、图18相同。
使用了现有的引线框的树脂封装型的半导体装置的构成如以上所述，随着半导体装置的小型化、薄型化，引线框趋于薄板化，同时随着半导体装置的高功能化，半导体元件的尺寸变大，由于在半导体装置的制造时受到的各种应力，引线框以及半导体装置构成材料发生变形，存在使半导体装置的质量和制造成品率下降等的问题。
特别是在半导体装置制造时，将热固化性树脂注入成形使之热固化从而对半导体元件进行树脂封装的情况下，在热固化性树脂的注入成形工序中，随着半导体装置的薄型化，封装树脂的厚度变薄，封装树脂的流道变窄，同时在半导体元件的上侧和下侧(即，管心底座的下侧)的流道宽度方面产生因管心底座部分的差别，故半导体元件的上侧与管心底座的下侧的封装树脂的流动速度不同，如图18所示，半导体元件1的上侧的封装树脂流动长度6和管心底座2的下侧的封装树脂流动长度7中产生差别，在封装树脂注入中，半导体元件和管心底座从位于上侧和下侧的封装树脂受到的压力方面产生差别。其结果会诱发具有半导体元件和管心底座的引线框的变形。此外，即使在封装树脂的热固化工序中，也由于位于半导体元件的上侧的封装树脂量和位于半导体元件的下侧的封装树脂量因管心底座部分之故而不同，树脂固化的收缩量不同，故在封装树脂固化后在半导体封装体中产生翘曲变形。
本发明是为了解决上述的那种问题而进行的，其目的在于防止引线框等半导体装置构成材料的变形，提供高成品率和高可靠性的半导体装置。
与本发明有关的引线框具备：面积比所安装的半导体元件的底面积小的支承部分；从与该支承部分相对的侧部分别向外部方向延伸来支撑该支承部分的宽幅结构的悬吊引线部分。
此外，悬吊引线部分与支承部分的结合部分形成为圆弧状。
此外，悬吊引线部分在包含支承部分的角部的位置上进行结合。
此外，将悬吊引线部分构成为，从四个方向支撑该支承部分，联结两条互相不邻接的悬吊引线部分的线的交点与半导体封装体外形的对角线的交点一致。
此外，引线框具有用于识别半导体元件的安装位置的记号。
此外，用于识别半导体元件的安装位置的记号是在悬吊引线部分上形成的缺口部分、通孔、凹部和电镀产生的图形中的任一种。
此外，用于识别半导体元件的安装位置的记号是在引线框形成时形成的凸起形状、台阶形状和弯曲形状中的任一种。
与本发明有关的半导体装置具备：具有面积比所安装的半导体元件的底面积小的支承部分，以及从与该支承部分相对的侧部分别向外部方向延伸来支撑该支承部分的宽幅结构的悬吊引线部分的引线框；在该引线框的支承部分上安装的半导体元件；和包含该半导体元件而构成半导体封装体的封装树脂。
图1是示出本发明的实施例1的半导体装置的平面图。
图2是示出本发明的实施例1的半导体装置的剖面图。
图3是示出本发明的实施例2的半导体装置的平面图。
图4是示出本发明的实施例2的半导体装置的平面图。
图5是示出本发明的实施例2的半导体装置的剖面图。
图6是示出用于说明本发明的实施例3的半导体装置的平面图。
图7是示出将半导体元件安装在本发明的实施例3的引线框上的状态的平面图。
图8是示出将半导体元件安装在本发明的实施例4的引线框上的状态的平面图。
图9是示出将半导体元件安装在本发明的实施例4的引线框上的状态的平面图。
图10是示出将半导体元件安装在本发明的实施例4的引线框上的状态的平面图。
图11是示出将半导体元件安装在本发明的实施例5的引线框上的状态的平面图。
图12是示出将半导体元件安装在本发明的实施例6的引线框上的状态的平面图。
图13是示出将半导体元件安装在本发明的实施例7的引线框上的状态的平面图。
图14是示出将半导体元件安装在本发明的实施例8的引线框上的状态的平面图。
图15是示出将半导体元件安装在本发明的实施例9的引线框上的状态的平面图。
图16是示出将半导体元件安装在本发明的实施例10的引线框上的状态的平面图。
图17是示出现有的一种半导体装置的平面图。
图18是示出现有的半导体装置的剖面图。
图19是示出现有的另一种半导体装置的平面图。
图20是示出现有的另一种半导体装置的剖面图。
实施例1
以下，参照附图说明作为本发明的一个实施例的半导体装置。图1是示出本发明的实施例1的半导体装置的剖面图，图2是沿图1的CC线的部分的树脂封装工序过程中的剖面图。在图中，1是半导体元件，2是支撑半导体元件1的引线框的管心底座，形成该管心底座使之比现有的管心底座小。3是从两个方向悬吊管心底座2的引线框的悬吊引线，该悬吊引线具有比现有的悬吊引线的宽度宽的结构。4是将半导体元件1固定在管心底座2上的粘接材料，5是封装树脂，6是树脂封装工序过程中的半导体元件1的上侧的封装树脂5的流动长度，7是树脂封装工序过程中的管心底座2的下侧的封装树脂5的流动长度，8是用封装树脂5对固定在管心底座2上的半导体元件1进行树脂封装而形成的半导体封装体。
通过使支撑半导体元件1的管心底座2部分比现有的管心底座小，使得在对安装在半导体装置上的半导体元件1进行树脂封装时的封装树脂5的注入成形工序中，半导体元件1的上侧和管心底座2的下侧的注入封装树脂5的流道宽度不同的范围变小，能减少半导体元件1上的封装树脂流动长度6和管心底座2下的封装树脂流动长度7的差别，因此在封装树脂5的注入中，半导体元件1和管心底座2受到来自位于上侧和下侧的封装树脂5的压力差变小，故可抑制半导体元件1和管心底座2的变形，与此同时，由于扩大了封装树脂5的注入流道，使封装树脂的注入速度加快，生产率得到提高。此外，即使在封装树脂5的热固化工序中，由于使位于半导体元件1的上侧的封装树脂量5与位于半导体元件1的下侧的封装树脂量5的差减少，故也可抑制因固化收缩量的差而引起的半导体封装8的变形。
此外，通过使悬吊引线3的宽度加宽，可提高引线框的刚性，可抑制变形。
根据本发明，通过在减少半导体元件1的面积的同时将悬吊引线3作成宽幅结构，在半导体元件1的树脂封装工序中可抑制引线框等的半导体装置构成材料的变形，同时可提高生产率，可以高的成品率形成生产率和可靠性都高的半导体装置。
实施例2
图3和图4是示出本发明的实施例2的半导体装置的平面图，图5是沿图3的D-D线的部分的树脂封装工序过程中的剖面图。在图中，9是从四个方向悬吊管心底座2的引线框的悬吊引线，具有比现有的悬吊引线宽度要宽的结构。10是联结互相不邻接的两条悬吊引线9的线，11是半导体封装体8的对角线，12是具有四角形状的管心底座的角部，12a是管心底座2的一边与从该处引出的悬吊引线9构成的角部。再有，由于其他的构成与实施例1相同，故省略其说明。
通过这样来形成悬吊引线9，使得联结从四个方向悬吊管心底座2的四条悬吊引线9内的互不邻接的两条悬吊引线9的线的交点与半导体封装体8的对角线11的交点一致，可提高半导体封装体8的刚性，可抑制在半导体制造工艺过程时受到应力而引起的变形。此外，如图4所示，形成四条悬吊引线9使之包含具有四角形状的管心底座2的角部12，又形成悬吊引线9使得在悬吊引线9和管心底座2的连接部分中，管心底座2的一边与从该处引出的悬吊引线9构成的角部12a成为曲率半径大的圆弧形状，也可提高引线框的刚性，并抑制变形。
根据本实施例，通过在减少管心底座2的面积的同时将悬吊引线9作成宽幅结构，可得到与实施例1相同的效果，同时通过改进管心底座2和悬吊引线9的形状，由于可提高引线框和半导体封装体的刚性，故可得到进一步抑制引线框等的半导体装置构成材料的变形的效果。
实施例3
图7是示出在本发明的实施例3中所示的引线框中安装了半导体元件的状态的平面图。在图中，13是用于识别在悬吊引线9中形成的，半导体元件1相对于引线框的安装位置的缺口部分。再有，由于其他的构成与实施例2相同，故省略其说明。
缺口部分13是在将半导体元件1安装在引线框的预定位置上并在与悬吊引线9相交的部分形成，相对于一条悬吊引线9，在其单侧或两侧处形成，同时，在一个引线框中，至少设置在两条悬吊引线9上。
根据本实施例，在管心底座2比半导体元件1小的情况下，如图6所示，由于管心底座2被半导体元件1所遮盖，难以正确地识别半导体元件1与引线框接合后的相对的位置关系，故通过在引线框的悬吊引线9上设置缺口部分13，使得该缺口部分13在将半导体元件1接合到引线框上的工序中，成为安装半导体元件1到引线框上时的标记，同时可正确地识别半导体元件1偏离引线框的预定的安装位置的偏移量，可与提高半导体装置的生产率的同时提高可靠性。
实施例4
在实施例3中，为了识别半导体元件1相对于引线框的安装位置而形成了缺口部分13，但通过在将半导体元件1安装在引线框的预定的位置上与悬吊引线9相交的部分，形成如图8中所示的通孔14，或如图9所示的由半刻蚀作成的沟部15，或如图10所示的由机械加工作成的凹部16，也可得到与实施例3相同的效果。
在一个引线框中，至少在两条悬吊引线9中设置通孔14、沟部15、或凹部16即可。
实施例5
在实施例3中，为了识别半导体元件1相对于引线框的安装位置而形成了缺口部分13，但如图11中所示，通过在将半导体元件1安装在引线框的预定的位置上与悬吊引线9相交的部分，形成电镀图形17，也可得到与实施例3相同的效果。
再有，对图形17部分以外的区域进行电镀，即去掉图形17部分而形成图形，由此来代替形成电镀图形17，也可得到相同的效果。
实施例6
在实施例3中，为了识别半导体元件1相对于引线框的安装位置而在悬吊引线9中形成了缺口部分13，但如图12中所示，通过在引线框形成时从管心底座2延长而形成伸出到半导体元件1安装在引线框的预定的位置上时不被半导体元件1遮盖的部位的凸起部分18，也可得到与实施例3相同的效果。
在一个引线框中，至少在两个部位设置凸起部分18即可。
实施例7
在实施例3中，为了识别半导体元件1相对于引线框的安装位置而在悬吊引线9中形成了缺口部分13，但如图13中所示，通过在将半导体元件1安装在引线框的预定的位置上与悬吊引线9相交的部分，在引线框形成时从悬吊引线9延长而形成凸起部分19，也可得到与实施例3相同的效果。
凸起部分19相对于一条悬吊引线9在其一侧或两侧形成，同时在一个引线框中，至少在两条悬吊引线9中设置该凸起部分19即可。
实施例8
在实施例3中，为了识别半导体元件1相对于引线框的安装位置而在悬吊引线9中形成了缺口部分13，但如图14中所示，通过在将半导体元件1安装在引线框的预定的位置上时，在不被半导体元件1遮盖的位置上，在互相邻接的两条悬吊引线9之间设置架桥部分20，再在架桥部分20的一侧或两侧处形成凸起部分21，也可得到与实施例3相同的效果。
再有，在一个引线框中，在不同的悬吊引线9之间在两个部位处设置架桥部分20即可。此外，即使在被半导体元件1遮盖的部分处形成架桥部分20，但如在从半导体元件1伸出的位置上形成凸起部分21，也可得到相同的效果。
实施例9
在实施例3中，为了识别半导体元件1相对于引线框的安装位置而在悬吊引线9中形成了缺口部分13，但如图15中所示，通过在引线框形成时，在将半导体元件1安装在引线框的预定的位置上与悬吊引线9相交的部分的悬吊引线9处形成弯曲部分22，也可得到与实施例3相同的效果。
再有，关于弯曲部分22的弯曲角度，只要在悬吊引线9上能识别弯曲部分22即可。
实施例10
图16是示出在本发明的实施例10所示的引线框中安装了半导体元件的状态的平面图。本实施例的引线框的悬吊引线9以台阶形状来形成。再有，由于其他的构成与实施例2相同，故省略其说明。
根据本实施例，由于悬吊引线具有台阶形状23，故即使对于尺寸不同的半导体元件1，也可识别半导体元件1对于引线框的安装位置，对于尺寸不同的半导体元件1，可得到与实施例3相同的效果。
如以上所述，根据本发明，通过缩小支撑半导体元件的管心底座的面积，可缓和在半导体元件的树脂封装工序中加到引线框等半导体装置构成材料上的应力，同时可加快封装树脂注入速度、提高生产率，此外，通过在将悬吊引线作成宽幅结构的同时，调整管心底座与悬吊引线的位置关系，由于可提高引线框和半导体封装体的刚性，故可抑制引线框等的半导体装置构成材料的变形，能以高的成品率形成可靠性高的半导体装置。
此外，在将半导体元件接合到引线框的工序中，通过在引线框上形成安装半导体元件的位置的标记，由于可正确地识别半导体元件偏离预定的安装位置的偏移量，故在提高半导体装置的生产率的同时，可提高可靠性。

Claims (8)

1.一种引线框，其特征在于，具备：面积比所安装的半导体元件的底面积小的支承部分；从与该支承部分相对的侧部，分别向外延伸来支撑该支承部分的宽幅结构的悬吊引线部分。
2.权利要求1所述的引线框，其特征在于：悬吊引线部分与支承部分的结合部分形成为圆弧状。
3.权利要求1所述的引线框，其特征在于：悬吊引线部分在包含支承部分的角部的位置上进行结合。
4.权利要求1所述的引线框，其特征在于：将悬吊引线部分构成为，从四个方向支撑该支承部分，联结两条互相不邻接的悬吊引线部分的线的交点与半导体封装体外形的对角线的交点一致。
5.权利要求1～4的任一项所述的引线框，其特征在于：引线框具有用于识别半导体元件的安装位置的记号。
6.权利要求5所述的引线框，其特征在于：用于识别半导体元件的安装位置的记号是在悬吊引线部分上形成的缺口部分、通孔、凹部和电镀产生的图形中的任一种。
7.权利要求5所述的引线框，其特征在于：用于识别半导体元件的安装位置的记号是在引线框形成时形成的凸起形状、台阶形状和弯曲形状中的任一种。
8.一种半导体装置，其特征在于具备：具有面积比所安装的半导体元件的底面积小的支承部分，以及从与该支承部分相对的侧部分别向外延伸来支撑该支承部分的宽幅结构的悬吊引线部分的引线框；在该引线框的支承部分上安装的半导体元件；和包含该半导体元件而构成半导体封装体的封装树脂。
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