DE102005011863A1 - Halbleitermikrovorrichtung - Google Patents

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DE102005011863A1
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DE102005011863A
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Hiroshi Otani
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

Eine Halbleitermikrovorrichtung ist versehen mit: einem rechteckigen Siliziummikrostrukturchip (2); einem Anschlussrahmen mit einer Chipbefestigungsstelle (31) zum Befestigen des Siliziummikrostrukturchips (2), die einen Kontaktabschnitt (4) mit dem Chip (2) aufweist; und einem Harzverkapselungsmaterial (9) zum Verkapseln des Siliziummikrostrukturchips (2) und eines Teils des Anschlussrahmens. Die Chipbefestigungsstelle (31) des Anschlussrahmens weist einen Nichtkontaktabschnitt (5, 6) auf, der niedriger liegt als der Kontaktabschnitt (4), so dass er keinen Kontakt mit dem Siliziummikrostrukturchip (2) hat, wobei der Nichtkontaktabschnitt (5, 6) zumindest an einer Stelle ausgebildet ist, die einem Diagonalabschnitt des Siliziummikrostrukturchips (2) entspricht. Ein Zwischenraum zwischen dem Nichtkontaktabschnitt (5, 6) und dem Siliziummikrostrukturchip (2) ist mit dem Harzverkapselungsmaterial (9) gefüllt, wodurch die Chipbefestigungsstelle (31) und der Siliziummikrostrukturchip (2) durch das Harzverkapselungsmaterial (9) miteinander verbunden sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf harzverkapselte Halbleitermikrovorrichtungen, von denen jede einen Siliziummikrostrukturchip aufweist, und insbesondere auf eine Mikrovorrichtung, die in der Lage ist, eventuelle auf einem Siliziumstrukturchip auftretende thermische Spannungen abzubauen.
  • Siliziummikrostrukturchips mit beweglichen Mikrobestandteilen werden beispielsweise als Beschleunigungssensoren und Winkelbeschleunigungssensoren zum Erfassen von Beschleunigen von Motorfahrzeugen, Flugzeugen und dergleichen verwendet sowie als elektrostatische Aktoren, die unter Verwendung von Mikroverarbeitungstechniken gebildet werden. Ein Sensorchip für einen Beschleunigungssensor weist beispielsweise einen auskragenden bewegbaren Abschnitt und einen feststehenden Abschnitt auf, der in der Nähe des bewegbaren Abschnitts angeordnet ist. Wenn der Betrieb in einen Beschleunigungszustand eintritt, bewegt sich der bewegbare Abschnitt des Sensorchips geringfügig, um eine kleine Abstandsänderung zwischen dem bewegbaren Abschnitt und dem feststehenden Abschnitt als Widerstandsänderung zu erfassen. In dieser Weise wird die Beschleunigung erfasst.
  • Die Siliziumstrukturchips der oben beschriebenen Art werden verwendet, in dem sie an einer Chipmontagetafel befestigt werden. Für gewöhnlich sind der Siliziumstrukturchip und die Montagetafel aus verschiedenen Materialien mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet. Wenn die Temperatur ansteigt, wird ein Unterschied der thermischen Ausdehnung zwischen dem Siliziumstrukturchip und der Montagetafel erzeugt. Der thermische Ausdehnungsunterschied bewirkt Zugspannung oder Druckspannung in dem Siliziumstrukturchip, was möglicherweise zu Verformung, d.h. thermischen Spannung des Chips führt. Bei den Fortschritten der Miniaturisierungstechnologie in dem Bereich von Siliziumstrukturchips bewirkt sogar eine geringe thermische Spannung insoweit eine kritisches Problem, dass der Siliziumstrukturchip fehlerhaft arbeitet.
  • Die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2001-208627 offenbart ein Verfahren zum Lösen eines Problems einer eventuell auf einen Chip aufgebrachten thermischen Spannung. Insbesondere ist bei einem Halbleiterdrucksensor ein aus einem Glassockel und einem Siliziumdiaphragma gebildeter Sensorchip auf einem hermetischen Glas befestigt. In dem Drucksensor ist ein kreisförmiger Vorsprungabschnitt mit einer Fläche kleiner als die Fläche einer gebondeten Seite des Sensorchips auf dem Sensorchip oder dem hermetischen Glas ausgebildet. Eine Oberfläche des Vorsprungabschnitts wird als Bondfläche verwendet. Verglichen mit einem Fall, in dem der Vorsprungabschnitt nicht ausgebildet ist, ist die Bondfläche zwischen dem Sensorchip und dem hermetischen Glas verringert. Dementsprechend wird das Ausmaß der thermischen Spannung, die über die Bondfläche des Sensorchips direkt auf den Sensorchip aufgebracht wird, verringert. Da außerdem ein nicht befestigter Chipbereich, der ein anderer ist als ein befestigter Bereich auf der Oberfläche des Vorsprungsabschnitts, nicht in Kontakt mit dem hermetischen Glas ist, wird auf den nicht befestigten Chipbereich keine thermische Spannung aufgebracht.
  • Weiterhin offenbart die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 06-289048 einen kapazitiven Beschleunigungssensor, der einen Sensorchip und eine Aluminiumgrundplatte zum Befestigen des Sensorchips enthält. Der Sensorchip ist so aufgebaut, dass eine bewegliche Siliziumelektrodenschicht zwischen zwei festen Glaselektrodenschichten liegt. Ähnlich wie oben offenbart die Veröffentlichung, dass zum Erleichtern der thermischen Spannung ein Vorsprungabschnitt mit einer kleineren Fläche als die Fläche einer gebondeten Seite des Sensorchips auf dem Sensorchip oder der Grundplatte ausgebildet ist. Außerdem kann anstelle des Vorsprungabschnitts ein Abstandshalter mit einer kleineren Fläche als die Fläche der gebondeten Seite des Sensorchips zwischen den Sensorchip und die Grundplatte eingefügt sein. Da der Vorsprungabschnitt über den Abstandshalter gebondet ist, ist die Bondfläche verkleinert, so dass die möglicherweise auf den Sensorchip aufgebrachte thermische Spannung verringert werden kann.
  • Als weitere Ausführungsform gemäß dieser Veröffentlichung wird als Bondschicht, die zwischen dem Sensorchip und der Grundplatte liegt, ein Klebematerial vom Naturgummityp verwendet. In diesem Fall dient die Bondschicht dazu, die interne Spannung abzubauen, wodurch die möglicherweise auf den Sensorchip aufgebrachte thermische Spannung verringert wird.
  • Unter dem Gesichtspunkt einer leichten Handhabung treten seit kurzem Anforderungen auf, dass die Halbleitermikrovorrichtung in Form eines harzverkapselten IC-Chips bereitgestellt wird. So eine Mikrovorrichtung vom IC-Chip-Typ wird so hergestellt, dass ein Siliziumsensorchip auf einer Chipbefestigungsstelle eines Metallanschlussrahmens befestigt wird, und die Vorrichtung wird mit einem Harzverkapselungsmaterial vergossen. Bei der Halblei termikrovorrichtung ist jedoch der gesamte Siliziumstrukturchip in Kontakt mit der Chipbefestigungsstelle oder dem Harzverkapselungsmaterial. Somit sind im Vergleich zu einer herkömmlichen nicht harzverkapselten Mikrovorrichtung der Zustand und die Verteilung der möglicherweise auf den Siliziumstrukturchip aufgebrachten thermischen Spannung komplexer. Aus diesem Grund kann durch das bekannte Verfahren die thermische Spannung bei der verkapselten Mikrovorrichtung nicht hinreichend abgebaut oder entfernt werden.
  • Bei einer gewöhnlichen harzverkapselten Mikrovorrichtung ist der Anschlussrahmen weiterhin aus einer dünnen Kupferschicht gebildet, und der Halbleiterchip ist aus Silizium gebildet. Somit ist der Unterschied zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizienten des Anschlussrahmens und dem linearen Ausdehnungskoeffizienten des Halbleiterchipsensors in etwa fünfmal so groß. Dieser Unterschied übersteigt den Unterschied der linearen Ausdehnungskoeffizienten der Chipmontagetafel und des Sensorchips in jedem in den oben beschriebenen Patentveröffentlichungen offenbarten Fall wesentlich. Demzufolge bringt es der Unterschied der verkapselten Mikrovorrichtung mit sich, dass die möglicherweise auf den Sensorchip aufgebrachte thermische Spannung wesentlich größer ist. In einem Fall, in dem ein Vorsprungabschnitt unter Verwendung der bekannten Technik verwendet wird, muss daher die Bondfläche der Oberfläche des Vorsprungabschnitts sehr klein sein, um die thermische Spannung im wesentlichen zu entfernen. Da in diesem Fall der Sensorchip nicht sicher als Chip gebondet werden kann (im folgenden als "chipbonden" bezeichnet), ist der Chip während der Herstellung wackelig und führt dadurch möglicherweise zu einem Ansteigen einer Rate des Auftretens eines fehlerhaften Produkts.
    •
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine harzverkapselte Halbleitermikrovorrichtung mit hoher Leistungsfähigkeit und hoher Zuverlässigkeit bereitzustellen, bei der die Wirkung der thermischen Spannung auf einen Sensorchip verringert ist.
  • Weiter soll eine Halbleitermikrovorrichtung mit einem Anschlussrahmen bereitgestellt werden, die ein sicheres Chipbonden während der Herstellung ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleitermikrovorrichtung gemäß Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Halbleitermikrovorrichtung enthält: einen rechteckigen Siliziummikrostrukturchip; einen Anschlussrahmen mit einer Chipbefestigungsstelle zum Befestigen des Siliziummikrostrukturchips, mit einem Kontaktabschnitt, der Kontakt mit dem Siliziummikrostrukturchip hat; und ein Harzverkapselungsmaterial zum Verkapseln zumindest von Abschnitten des Siliziummikrostrukturchips und des Anschlussrahmens. Die Chipbefestigungsstelle des Anschlussrahmens weist einen Chipbondbereich zum Anbringen des Mikrostrukturchips auf. Der Chipbondbereich weist einen Nichtkontaktabschnitt auf, der keinen Kontakt mit dem Siliziummikrostrukturchip hat.
  • Der Kontaktabschnitt ist ein Abschnitt zum Stützen des Mikrostrukturchips, und der Mikrostrukturchip ist auf den Kontaktabschnitt chipgebondet.
  • Der Nichtkontaktabschnitt ist ein gestufter Abschnitt, der niedriger als der Kontaktabschnitt ausgebildet ist, und er ist ein Abschnitt, der keinen Kontakt zu dem Mikrostrukturchip hat, wenn der Mikrostrukturchip auf den Kontaktabschnitt chipgebondet ist. Ein Zwischenraum zwischen dem Nichtkontaktabschnitt und dem Mikrostrukturchip wird in einem Harzverkapselungsschritt mit dem Harzmaterial gefüllt. In dem Zustand, in dem die Halbleitermikrovorrichtung in der Herstellung fertigge stellt ist, ist die Gesamtheit des Mikrostrukturchips durch den Kontaktabschnitt und das in den Zwischenraum zwischen dem Nichtkontaktabschnitt und dem Mikrostrukturchip eingefüllte Harzmaterial gestützt und befestigt.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass die thermische Spannung des Strukturchips dazu neigt, anzusteigen, wenn der Kontaktabschnitt der Chipbefestigungsstelle entlang der Richtung der Diagonallinie des rechteckigen Mikrostrukturchips ausgebildet ist. Daher ist die in der vorliegenden Erfindung verwendete Chipbefestigungsstelle des Anschlussrahmens so entworfen, dass die Fläche des Kontaktabschnitts, die an einer der Diagonallinie des Mikrostrukturchips entsprechenden Stelle auszubilden ist, verringert ist. Demzufolge ist der Nichtkontaktabschnitt bei der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Chipbefestigungsstelle in einem Abschnitt oder der Gesamtheit des Bereichs ausgebildet, der der Diagonallinie des Mikrostrukturchips entspricht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Fläche des Kontaktabschnitts, die in einer der Diagonallinie des Mikrostrukturchips entsprechenden Stelle ausgebildet ist, verringert, wodurch die möglicherweise auf den Mikrostrukturchip aufgebrachte thermische Spannung verringert wird. Dadurch kann eine Halbleitermikrovorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit gewonnen werden. Der Nichtkontaktabschnitt wird bei dem Harzverkapselungsschritt mit dem Harzverkapselungsmaterial gefüllt. In dem Zustand, in dem die Halbleitermikrovorrichtung als Endprodukt hergestellt ist, ist der Mikrostrukturchip darin demzufolge nicht nur durch den Kontaktabschnitt gestützt, sondern er ist auch durch das Harzverkapselungsmaterial gestützt. Verglichen mit einer Halbleitermikrovorrichtung, bei der ein Zwischenraum in dem Nichtkontaktabschnitt ohne Verkapselung durch Harzmaterial verbleibt, ist die Stoßfestigkeit des Mikrostrukturchips der vorliegenden Erfindung verbessert.
    •
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Von den Figuren zeigen:
  • 1A, 1B schematische Ansichten einer Halbleitermikrovorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2A eine Draufsicht auf eine Chipbefestigungsstelle und einen Sensorchip einer Mikrovorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2B eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung entlang einer Linie A-A in 2A;
  • 3A eine Draufsicht auf eine Chipbefestigungsstelle und einen Sensorchip einer Mikrovorrichtung gemäß einem Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3B eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung entlang einer Linie A-A in 3A;
  • 4A eine Draufsicht auf eine Chipbefestigungsstelle und einen Sensorchip einer Mikrovorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4B eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung entlang einer Linie A-A in 4A;
  • 5A eine Draufsicht auf eine Chipbefestigungsstelle und einen Sensorchip einer Mikrovorrichtung gemäß einem Abwandlungsbeispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5B eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung entlang einer Linie A-A in 5A;
  • 6A eine Draufsicht auf eine Chipbefestigungsstelle und einen Sensorchip einer Mikrovorrichtung gemäß einem weiteren Abwandlungsbeispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6B eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung entlang einer Linie A-A in 6A;
  • 7A eine Draufsicht auf eine Chipbefestigungsstelle und einen Sensorchip einer Mikrovorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7B eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung entlang einer Linie A-A in 7A;
  • 8A eine Draufsicht auf eine Chipbefestigungsstelle und einen Sensorchip einer Mikrovorrichtung gemäß einem Abwandlungsbeispiel der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 8B eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung entlang einer Linie A-A in 8A;
  • 9A eine Draufsicht auf eine Chipbefestigungsstelle und einen Sensorchip einer Mikrovorrichtung gemäß einem weiteren Abwandlungsbeispiel der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 9B eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung entlang einer Linie A-A in 9A;
  • 10A eine Draufsicht auf eine Chipbefestigungsstelle und einen Sensorchip einer Mikrovorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 10B eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung entlang einer Linie A-A in 10A;
  • 11A eine Draufsicht auf eine Chipbefestigungsstelle und einen Sensorchip einer Mikrovorrichtung gemäß einem Abwandlungsbeispiel der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 11B eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung entlang einer Linie A-A in 11A;
  • 12A eine Draufsicht auf eine Chipbefestigungsstelle und einen Sensorchip einer Mikrovorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 12B eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung entlang einer Linie A-A in 12A;
  • 13A eine Draufsicht auf eine Chipbefestigungsstelle und einen Sensorchip einer Mikrovorrichtung gemäß einem Abwandlungsbeispiel der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 13B eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung entlang einer Linie A-A in 13A;
  • Eine Halbleitermikrovorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält: einen rechteckigen Siliziummikrostrukturchip mit einem beweglichen Abschnitt; einen Anschlussrahmen mit einer Chipbefestigungsstelle zum Befestigen des Siliziummikrostrukturchips; und ein Harzverkapselungsmaterial zum Verkapseln des Siliziummikrostrukturchips und eines Teils des Anschlussrahmens. Die Chipbefestigungsstelle enthält einen Kontaktabschnitt, der Kontakt mit dem Siliziummikrostrukturchip hat und dadurch den Siliziummikrostrukturchip stützt, und einen Nichtkontaktabschnitt, der keinen Kontakt mit dem Siliziummikrostrukturchip hat. Bei der Halbleitermikrovorrichtung ist der Nichtkontaktabschnitt zumindest an einer Stelle ausgebildet, die einer Diagonallinie des Siliziummikrostrukturchips entspricht. Das Harzverkapselungsmaterial ist zwischen den Nichtkontaktabschnitt und den Siliziummikrostrukturchip eingefüllt.
  • Der Anschlussrahmen aus einem Bogen Kupferfolie oder dergleichen wird durch Pressformen oder Ätzen gebildet. Der Anschlussrahmen enthält eine Chipbefestigungsstelle, Innenanschlüsse und Außenanschlüsse. Ein Halbleiterchip wie z.B. der Siliziummikrostrukturchip wird auf die Chipbefestigungsstelle chipgebondet und beispielsweise durch Drahtbonden in elektrische Verbindung mit den Innenanschlüssen gebracht. Die Außenanschlüsse werden pressgeformt und gebogen entsprechend den Normen für Sockel und Elektroden, an denen die Halbleitermikrovorrichtung angebracht ist.
  • Als Harzverkapselungsmaterial wird ein Material ausgewählt, das hervorragend ist in der Isoliereigenschaft, der Hochfrequenzeigenschaft, der Stärke, der Klebestärke, der Feuchtigkeitsfestigkeit und der Formbarkeit. Insbesondere wird ein Material ausgewählt, das unter hohen Temperaturen hervorragend in den erwähnten Eigenschaften ist. Ein Epoxydharz ist als Harzverkapselungsmaterial verwendbar.
  • Der Nichtkontaktabschnitt ist vorzugsweise an einer Stelle ausgebildet, die jedem der vier Eckabschnitte des Siliziummikrostrukturchips entspricht, so dass eine möglicherweise auf die Diagonallinie des Siliziummikrostrukturchips aufgebrachte thermische Spannung noch mehr verringert werden kann.
  • Der Kontaktabschnitt ist vorzugsweise an einer Stelle ausgebildet, die dem Mittelabschnitt des Chips entspricht. Er kann verhindern, dass der Mittelabschnitt der Struktur aufgrund seines Eigengewichts absinkt und den gesamten Siliziummikrostrukturchip durchbiegt.
  • Für gewöhnlich enthält ein Siliziummikrostrukturchip Bondflächen zum Drahtbonden, wobei der Siliziummikrostrukturchip durch Drahtbonden entweder mit einem weiteren Halbleiterchip oder mit den Innenanschlüssen verbunden ist. Bei der vorliegende Erfindung ist der Nichtkontaktabschnitt der Chipbefestigungsstelle vorzugsweise nicht an einer Stelle ausgebildet, die einer Stelle entspricht, an der die Bondanschlüsse des Siliziummikrostrukturchips ausgebildet sind. Das ist so, weil der Kontaktabschnitt Belastungen aufnimmt, die während des Drahtbondens auf den Siliziummikrostrukturchip aufgebracht werden, wodurch er es ermöglicht, einen Vorgang zu verhindern, bei dem der Siliziummikrostrukturchip während des Drahtbondens verbogen wird. Außerdem ist das obige vorzuziehen, weil Effekte erwartet werden können, dass das Taumeln des Siliziummikrostrukturchips während des Drahtbonden verringert wird wodurch das Einschränken des Auftretens defekter Produkte beispielsweise aufgrund von Bondfehlern und/oder Drahtbruch ermöglicht wird.
  • Die Kontaktabschnitte und die Nichtkontaktabschnitte sollten so entworfen werden, dass sie in der Lage sind, den Siliziummikrostrukturchip nach dem Chipbonden stabil zu stützen. Vorzugsweise Ausbildungsstellen des Kontaktabschnitts sind Stellen wie beispielsweise die vier Eckabschnitte des Chips, Seitenab schnitte des Chips und Mittelabschnitte des Chips, bei denen das Balancieren leicht erreicht werden kann. Das ist so, weil der Chip stabil gestützt werden kann, auch wenn die Fläche des Kontaktabschnitts verringert ist, um die Effekte der thermischen Spannung zu verringern.
  • Der Kontaktabschnitt kann in eine beliebige Form gebracht werden wie beispielsweise in die Form eines schmalen Streifens, eine Kreisform, eine Ellipsenform, eine Dreiecksform, eine Rechtecksform, eine Punktform oder dergleichen oder eine daraus zusammengesetzte Form.
  • Der Nichtkontaktabschnitt kann ein Vertiefungsabschnitt und/oder ein ausgeschnittener Abschnitt sein. Der Vertiefungsabschnitt ist ein Abschnitt, der so ausgebildet ist, dass in der Oberfläche der Chipbefestigungsstelle auf der Seite, auf der der Siliziummikrostrukturchip chipgebondet wird, eine Vertiefung ausgebildet wird, um die Dicke der Chipbefestigungsstelle zu verringern. Der Vertiefungsabschnitt wird durch herkömmlich bekannte Techniken gebildet wie z.B. durch Ätzen einschließlich Trockenätzen oder Nassätzen und durch stempelverwendendes Pressformen. Wenn der Siliziummikrostrukturchip auf die Chipbefestigungsstelle chipgebondet ist, sind der Siliziummikrostrukturchip und der Vertiefungsabschnitt teilweise voneinander beabstandet. Wenn anschließend unter Verwendung des Harzverkapselungsmaterial Gießen durchgeführt wird, wird das Harzverkapselungsmaterial durch den Zwischenraum zwischen dem Siliziummikrostrukturchip und dem Vertiefungsabschnitt in den Vertiefungsabschnitt eingefüllt. Dadurch werden der Vertiefungsabschnitt und der Siliziummikrostrukturchip über das Harzverkapselungsmaterial miteinander verbunden.
  • Wenn ein Grundabschnitt des Vertiefungsabschnitts durch thermische Ausdehnung ausgedehnt wird, überträgt sich die thermische Spannung über das Harzverkapselungsmaterial zu dem Siliziummik rostrukturchip. Da das Harzmaterial weicher ist als Metall, wird die thermische Spannung jedoch abgebaut, während sie durch das Harzverkapselungsmaterial übertragen wird. Wenn die thermische Spannung an dem Siliziummikrostrukturchip ankommt, ist sie hinreichend verringert. Dementsprechend wird der Effekt der thermischen Spannung bei der Halbleitermikrovorrichtung mit der Vertiefung im Vergleich zu einer Halbleitermikrovorrichtung ohne den Vertiefungsabschnitt augenscheinlich verringert. Bei einem Anschlussrahmen, bei dem der Vertiefungsabschnitt in der Oberfläche der Chipbefestigungsstelle ausgebildet ist, kann eine Festigkeit beibehalten werden, die im wesentlichen dieselbe ist wie bei einem herkömmlichen Anschlussrahmen.
  • Der ausgeschnittene Abschnitt ist eine Durchgangsöffnung, die beispielsweise durch Stanzen oder Ätzen in der Chipbefestigungsstelle bereitgestellt ist. Der ausgeschnittene Abschnitt wird gebildet durch Entfernen eines Metallabschnitts, der die thermische Spannung bewirkt. Demzufolge ist der ausgeschnittene Abschnitt wirkungsvoll, um die möglicherweise auf den Siliziummikrostrukturchip aufgebrachte thermische Spannung einzuschränken. Da der Anschlussrahmen aus einem sehr dünnen Metallbogen gebildet ist, kann jedoch ein unerwünschter Fall eintreten, bei dem die Festigkeit des Anschlussrahmens durch Bereitstellen der ausgeschnittenen Abschnitte in der Chipbefestigungsstelle übermäßig verringert ist. Bei dem Aufbau, bei dem Vergießen durchgeführt wird zum Füllen des ausgeschnittenen Abschnitts mit dem Harzverkapselungsmaterial kann die sich aus dem ausgeschnittenen Abschnitt ergebende Verringerung der Festigkeit jedoch durch das Harz kompensiert werden. Demzufolge treten in der Stufe eines Endprodukts keine Probleme auf. Unter diesem Gesichtspunkt wird der Entwurf vorzugsweise so durchgeführt, dass eine Festigkeit bereitgestellt wird, die während der Herstellungsschritte vor dem Vergießen keine Verformung bewirkt. Ein solches Problem der Festigkeit einer Chipbefestigungsstelle kann beispielsweise so gelöst werden, dass ein Verstärkungsab schnitt bereitgestellt ist, damit eine Verformung des ausgeschnittenen Abschnitts nicht leicht bewirkt werden kann, und dass der Anschlussrahmen vor dem Vergießen durch eine Unterplatte gestützt ist. Wenn ein Anschlussrahmen eine große Dicke hat oder aus einem Material mit hoher Festigkeit gebildet ist, kann auch bei dem Aufbau, bei dem der ausgeschnittene Abschnitt ausgebildet ist, eine hinreichende Festigkeit beibehalten werden. Somit ist der Anschlussrahmen geeignet zum Bilden des ausgeschnittenen Abschnitts.
  • 1A und 1B zeigen schematische Ansichten einer harzverkapselten Halbleitermikrovorrichtung 1. Ein Sensorchip 2 als Siliziumstrukturchip mit einem beweglichen Abschnitt und ein Halbleiterchip 7 (anwendungsspezifische integrierte Schaltung ASIC) sind auf einer Chipbefestigungsstelle 31 eines Anschlussrahmens chipgebondet. Der Sensorchip 2 und der Halbleiterchip 7 sind durch Drähte über Bondanschlüsse 21 und 71, die jeweils auf den Oberflächen des Sensorchips 2 und des Halbleiterchips 7 bereitgestellt sind, elektrisch miteinander verbunden. Weiter ist der Halbleiterchip 7 durch Drähte 33 mit Innenanschlüssen 32 des Anschlussrahmens verbunden. Der Sensorchip 2, der Halbleiterchip 7, die Chipbefestigungsstelle 31 und die Innenanschlüsse 32 sind mit einem Harzverkapselungsmaterial 9 vergossen und damit hermetisch von dem Äußeren abgeschirmt.
  • 2A ist eine Ansicht einer ersten Ausführungsform der Halbleitermikrovorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt 2 hauptsächlich die Aufbauten eines Sensorchips 2 und einer Chipbefestigungsstelle 31, wobei ein Halbleiterchip 7 und Innenanschlüsse 32 nicht dargestellt sind.
  • Auf einer Oberfläche der Chipbefestigungsstelle 31 sind ein Kontaktabschnitt 4 zum Stützen des Sensorchips 2 und Vertiefungsabschnitte 5 ausgebildet, die durch Ätzen etwa der halben Dicke der Chipbefestigungsstelle 31 gebildet werden.
  • Der Kontaktabschnitt ist gebildet aus einem kreisförmigen Mittelstützabschnitt 41, der in der Mitte des Sensorchips 2 liegt, und aus vier Streifenstützabschnitten 42, die sich von dem Mittelstützabschnitt 41 aus in vier Richtungen erstrecken. Auch wenn der Mittelstützabschnitt 41 in dem dargestellten Beispiel kreisförmig ausgebildet ist, kann der Mittelstützabschnitt 41 in einer beliebigen Form wie z.B. in einer polygonalen Form wie einer rechteckigen Form oder in einer elliptischen Form ausgebildet sein. Auch wenn sich die Streifenstützabschnitte 42 in dem dargestellten Beispiel in vier im wesentlichen senkrechten Richtungen auf zwei Seiten des Sensorchips 2 erstrecken, können sie so ausgebildet sein, dass jeder sich in einer beliebigen Richtung außer einer Diagonalrichtung des Sensorchips 2 erstreckt. Als Abwandlungsbeispiel können drei Streifenstützabschnitte 42 einzeln so ausgebildet sein, dass sie sich von dem Mittelstützabschnitt 41 aus in drei Richtungen erstrecken.
  • Mit Bezug auf 2A sind die im wesentlichen rechteckförmigen Vertiefungsabschnitte 5 in vier Abschnitten bereitgestellt (2 vertikal x 2 horizontal), wobei die Streifenstützabschnitte 42 jeweils zwischen zwei Vertiefungsabschnitten 5 angeordnet sind. Der Mittelstützabschnitt 41 ist im wesentlichen in der Mitte der Bereiche angeordnet, in denen die vier Vertiefungsabschnitte 5 ausgebildet sind, so dass ein Eckabschnitt des jeweiligen Vertiefungsabschnitts 5 in der Form eines ausgeschnittenen Sektors ausgebildet ist.
  • Die Maximalgröße des Bereichs, in dem die vier Vertiefungsabschnitte 5 ausgebildet sind, ist vorzugsweise größer als die Größe des Sensorchips 2. Mit dem so ausgebildeten Aufbau kann ein Abstand oder Zwischenraum zwischen einem Kantenabschnitt des Sensorchips 2 und der Chipbefestigungsstelle 31 groß eingestellt werden, wodurch die auf den Sensorchip 2 aufgebrachte thermische Spannung weiter verringert wird. Wie in 2 dar gestellt sind von oberhalb des Sensorchips 2 aus gesehen Teile des Vertiefungsabschnitts 5 zu sehen, wie sie den Rand des Sensorchips 2 umgeben. Beim Vergießen wird das Harzverkapselungsmaterial 9 von den Zwischenräumen zwischen den Vertiefungsabschnitten 5 und dem Sensorchip 2 aus in die Vertiefungsabschnitte 5 eingefüllt, um die Bereiche zwischen den Vertiefungsabschnitten 5 und dem Sensorchip 2 zu füllen.
  • Die Vertiefungsabschnitte 5 können unter Verwendung einer bekannten Technik wie z.B. Trockenätzen oder Nassätzen gebildet werden.
  • 2B ist eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung 1 entlang der Linie A-A in 2A nach der Harzverkapselung. In dem gezeigten Schnitt ist der Sensorchip 2 auf den Mittelstützabschnitt 41 der Chipbefestigungsstelle 31 gebondet, und die Vertiefungsabschnitte 5 sind mit dem Harzverkapselungsmaterial 9 gefüllt.
  • Wenn die Tiefe der jeweiligen Vertiefungsabschnitte 5 größer ist, ist mit Bezug auf 2B die Dicke des Harzverkapselungsmaterials 9, das zwischen dem Grundabschnitt 51 des jeweiligen Vertiefungsabschnitts 5 und dem Sensorchip 2 liegt, proportional größer. Wenn die Dicke des Harzverkapselungsmaterial 9 größer ist, wird das Ausmaß des Abbauens der thermischen Spannung, die möglicherweise von einem Grundabschnitt 51 zu dem Sensorchip 2 übertragen wird, proportional größer. Dementsprechend wird, wenn die Tiefe des Vertiefungsabschnitts 5 größer ist, die Wirkung der Verringerung der möglicherweise darauf aufgebrachten thermischen Spannung proportional verbessert. Bei einer erhöhten Tiefe des Vertiefungsabschnitts 5 sind jedoch die für das Ätzen erforderliche Zeit und Kosten höher. Vorzugsweise wird die Tiefe des jeweiligen Vertiefungsabschnitts 5 so eingestellt, dass sie innerhalb eines tolerierbaren Bereichs der möglicherweise auf den Chip aufgebrachten thermischen Spannung liegt.
  • Ein Herstellungsverfahren für die Halbleitermikrovorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: das Bilden vorbestimmter Vertiefungsabschnitte 5 und eines vorbestimmten Stützabschnitts 4 auf einer Chipbefestigungsstelle 31 eines Anschlussrahmens; das Chipbonden eines Sensorchips 2 auf einen Teil oder die Gesamtheit des Kontaktabschnitts 4 der Chipbefestigungsstelle 31; und das Vergießen des Sensorchips 2, der Chipbefestigungsstelle 31 und eines Teils der inneren Anschlüsse 32 unter Verwendung des Harzverkapselungsmaterials 9.
  • Bei dem Schritt des Chipbondens des Sensorchips 2 kann der Sensorchip 2 lediglich auf den Mittelstützabschnitt gebondet sein. In diesem Fall sind die vier Streifenstützabschnitte 42 so eingestellt, dass sie einen Grundabschnitt des Sensorchips 2 stützen, um den Sensorchip 2 horizontal auszurichten.
  • Bei dem Schritt des Vergießens wird das Harzverkapselungsmaterial 9 in die einzelnen Zwischenräume zwischen den Vertiefungsabschnitten 5 und den Sensorchip 2 gefüllt. Nach dem Vergießen sind auch die einzelnen Zwischenräume zwischen den Streifenstützabschnitten 42 und dem Sensorchip 2 mit dem Harzverkapselungsmaterial 9 befestigt.
  • 3A zeigt eine Mikrovorrichtung 1 als Abwandlungsbeispiel der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform, wobei in der Chipbefestigungsstelle 31 anstelle der Vertiefungsabschnitte 5 ausgeschnittene Abschnitte 6 ausgebildet sind. Bei diesem Abwandlungsbeispiel ist der Kontaktabschnitt 4 in derselben Form wie der in 2A gezeigte Kontaktabschnitt 4 ausgebildet. Die ausgeschnittenen Abschnitte 6, von denen jeder im wesentlichen rechtwinklig ist, sind einzeln an vier Stellen der Oberfläche der Chipbefestigungsstelle 31 ausgebildet. Die aus geschnittenen Abschnitte 6 können durch eine bekannte Technik gebildet sein wie z.B. Stanzen, Schneiden, Trockenätzen oder Nassätzen.
  • 3B ist eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung 1 entlang der Linie A-A von 3A nach der Harzverkapselung. Bei dem Aufbau der gezeigten Schnittansicht ist der Sensorchip 2 auf den Mittelstützabschnitt 41 der Chipbefestigungsstelle 31 chipgebondet. Die ausgeschnittenen Abschnitte 6 sind mit dem Harzverkapselungsmaterial 9 gefüllt.
  • Wie aus 3B ersichtlich üben die ausgeschnittenen Abschnitte 6 keine thermische Spannung auf den Sensorchip 2 aus, wodurch die Leistungsfähigkeit des Sensorchips 2 stabiler gemacht wird als in der in 2 dargestellten Ausführungsform.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kontaktabschnitt 4 jedoch vollständig wie ein Gitterwerk ausgebildet, wodurch die Festigkeit des Anschlussrahmens verringert wird. Somit sollte in einem Schritt wie dem Schritt des Chipbondens, bei dem eine Last auf den Anschlussrahmen aufgebracht wird, bei der Handhabung vorsichtig umgegangen werden.
  • 4A ist eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Halbleitermikrovorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt 4A hauptsächlich Aufbauten eines Sensorchips 2 und einer Chipbefestigungsstelle 31, wobei ein Halbleiterchip 7 und Innenanschlüsse 32 nicht gezeigt sind. Der in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Sensorchip 2 ist so ausgebildet, dass er durch Drahtbonden elektrisch mit einem weiteren Halbleiterchip 7 verbunden werden kann. Bei dem dargestellten Sensorchip 2 sind vier Bondflächen 21 zum Drahtbonden auf der Deckfläche des Sensorchips 2 entlang einer Seite des Rechtecks angebracht, auf dem der Sensorchip 2 beruht.
  • Ein Kontaktabschnitt 4 zum Stützen des Sensorchips 2 und ein Vertiefungsabschnitt 5, der durch Ätzen etwa der halben Dicke der Chipbefestigungsstelle 31 gebildet ist, sind an der Oberfläche der Chipbefestigungsstelle 31 ausgebildet.
  • Der Kontaktabschnitt 4 besteht aus zwei Abschnitten. Der eine ist ein Anschlussflächenstützabschnitt 43, der einen Grundabschnitt auf der einen Seite aus den vier den Kantenabschnitt des Sensorchips 2 bildenden Seiten, entlang derer die Bondflächen 21 ausgebildet sind (in 4A auf der rechten Seite), stützt. Der andere ist ein Gegenseitenstützabschnitt 44 zum Stützen eines Grundabschnitts einer Gegenseite (in 4A der linken Seite des Chips), die der oben beschriebenen einen Seite des Sensorchips 2 gegenüberliegt.
  • Der Anschlussflächenstützabschnitt 43 ist in der Lage, Belastungen auszuhalten, die auf die Bondflächen 21 des Sensorchips 2 aufgebracht werden, und ermöglicht es daher, einen Vorgang zu unterdrücken, bei dem der Chip durch während des Drahtbondens auftretende Belastungen kippt.
  • In Zusammenwirken mit dem Anschlussflächenstützabschnitt 43 stützt der Gegenseitenstützabschnitt 44 den Sensorchip 2 stabil in der Zeitdauer von dem Chipbonden des Sensorchips 2 bis zu dem Vergießen.
  • Bei dem in 4A gezeigten Aufbau ist ein im wesentlichen rechtwinkliger Vertiefungsabschnitt 5 ausgebildet. Die Formweite (horizontale Weite in 4A) des Vertiefungsabschnitts 5, d.h. der Abstand zwischen dem Anschlussflächenstützabschnitt 43 und dem Gegenseitenstützabschnitt 44, ist kleiner eingestellt als die Formweite des Sensorchips 2. Dadurch können der rechte und der linke Kantenabschnitt des Sensorchips 2 auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Gegenseitenstützabschnitt 44 chipgebondet und dadurch befestigt werden. Eine Formlänge (vertikale Länge in 4A) des Vertiefungsabschnitts 5 ist vorzugsweise größer eingestellt als eine Formlänge des Sensorchips 2. In dem so gebildeten Aufbau können die oberen und unteren Seiten des Sensorchips 2 und die Zwischenräume zu der Chipbefestigungsstelle 31 vergleichsweise größer eingestellt sein, so dass die möglicherweise auf den Sensorchip 2 aufgebrachte thermische Spannung noch mehr verringert werden kann.
  • Wie in 4A dargestellt, sind von oberhalb der Chipbefestigungsstelle 31 betrachtet Teile des Vertiefungsabschnitts 5 in Außenbereichen der oberen und unteren Seiten des Sensorchips 2 zu sehen. Beim Vergießen wird das Harzverkapselungsmaterial 9 von dem Zwischenraum zwischen dem Vertiefungsabschnitt 5 und dem Sensorchip 2 aus in den Vertiefungsabschnitt 5 eingefüllt, wodurch der Bereich zwischen dem Vertiefungsabschnitt 5 und dem Sensorchip 2 gefüllt wird.
  • Der Vertiefungsabschnitt 5 kann gebildet werden unter Verwendung einer bekannten Technik wie z.B. Trockenätzen oder Nassätzen.
  • 4B ist eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung 1 entlang einer Linie A-A in 4A nach der Harzverkapselung. In dem gezeigten Schnitt ist der Sensorchip 2 auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Gegenseitenstützabschnitt 44 der Chipbefestigungsstelle 31 chipgebondet. Der Vertiefungsabschnitt 5 ist mit dem Harzverkapselungsmaterial 9 gefüllt.
  • Wenn die Tiefe des jeweiligen Vertiefungsabschnitts 5 größer ist, ist mit Bezug auf 4B die Dicke des Harzverkapselungsmaterials 9, das zwischen dem Grundabschnitt 51 des Vertiefungsabschnitts 5 und dem Sensorchip 2 liegt, proportional größer. Wenn die Dicke des Harzverkapselungsmaterials 9 größer ist, ist das Ausmaß des Abbauens der thermischen Spannung, die möglicherweise von einem Grundabschnitt 51 zu dem Sensorchip 2 übertragen wird, proportional größer. Wenn die Tiefe des Vertiefungsabschnitts 5 größer ist, wird dementsprechend der Effekt der Verringerung der möglicherweise darauf aufgebrachten thermischen Spannung proportional verbessert. Bei erhöhter Tiefe des Vertiefungsabschnitts 5 sind jedoch die Zeit und die Kosten, die für das Ätzen erforderlich sind, höher. Vorzugsweise wird die Tiefe des jeweiligen Vertiefungsabschnitts 5 so eingestellt, dass sie in einen tolerierbaren Bereich der möglicherweise auf den Chip aufgebrachten thermischen Spannung fällt.
  • Ein Herstellungsverfahren für die Halbleitermikrovorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: das Bilden eines vorbestimmten Vertiefungsabschnitts 5 und eines vorbestimmten Stützabschnitts 4 auf einer Chipbefestigungsstelle 31 eines Anschlussrahmens; das Chipbonden eines Sensorchips 2 auf einen Teil oder die Gesamtheit des Kontaktabschnitts 4 der Chipbefestigungsstelle 31; das Drahtbonden des Sensorchips 2 beispielsweise zu einem anderen Halbleiterchip 7; und das Vergießen des Sensorchips 2, der Chipbefestigungsstelle 31 und der Innenanschlüsse 32 unter Verwendung des Harzverkapselungsmaterials 9.
  • Bei dem Schritt des Chipbondens des Sensorchips 2 wird der Sensorchip 2 in der Regel auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Gegenseitenstützabschnitt 44 gebondet. Dadurch wird der Sensorchip 2 bis zu dem Schritt des Vergießens stabil gestützt.
  • Bei dem Schritt des Vergießens wird das harzverkapselungsmaterial 9 in den Zwischenraum zwischen dem Vertiefungsabschnitt 5 und dem Sensorchip 2 eingefüllt.
  • 5A zeigt eine Mikrovorrichtung 1 als Abwandlungsbeispiel der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform, wobei in der Chipbefestigungsstelle 31 anstelle des Vertiefungsabschnitts 5 ein ausgeschnittener Abschnitt 6 ausgebildet ist. In diesem Abwandlungsbeispiel ist der Kontaktabschnitt 4 in derselben Form ausgebildet wie der in 4A gezeigte Kontaktabschnitt 4. Der ausgeschnittene Abschnitt 6 in einer rechteckigen Form ist auf der Oberfläche der Schnittanschlussstelle 31 ausgebildet. Der ausgeschnittene Abschnitt 6 kann durch eine bekannte Technik gebildet werden wie z.B. Stanzen, Schneiden, Trockenätzen oder Nassätzen.
  • 5B ist eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung 1 entlang der Linie A-A in 5A nach der Harzverkapselung. In dem gezeigten Schnitt ist der Sensorchip 2 auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Gegenseitenstützabschnitt 44 der Chipbefestigungsstelle 31 chipgebondet. Der ausgeschnittene Abschnitt 6 ist mit dem Harzverkapselungsmaterial 9 gefüllt.
  • Wie aus 5B ersichtlich bringt der ausgeschnittene Abschnitt 6 keine thermische Spannung auf den Sensorchip 2 auf und macht daher die Leistungsfähigkeit des Sensorchips 2 stabiler als die in 4A gezeigte Ausführungsform. Der ausgeschnittene Abschnitt 6 verringert jedoch die Festigkeit des Anschlussrahmens. Somit sollte bei einem Schritt wie z.B. dem Schritt des Chipbondens, bei dem eine Last auf den Anschlussrahmen aufgebracht wird, bei der Handhabung vorsichtig vorgegangen werden.
  • 6A und 6B zeigen ein weiteres Abwandlungsbeispiel der Mikrovorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform. Bei dem Abwandlungsbeispiel weist ein Nichtkontaktabschnitt ein Kombinationsmerkmal eines Vertiefungsabschnitts 5 und eines ausgeschnittenen Abschnitts 6 auf. In dem Nichtkontaktabschnitt sind obere und untere Abschnitte ausgeschnittene Abschnitte 6, und der Vertiefungsabschnitt 5 ist zwischen den ausgeschnittenen Abschnitten 6 ausgebildet. Ähnlich wie bei den in 4A und 5A gezeigten Aufbauten ist der Kontaktabschnitt 4 gebildet aus dem Anschlussflächenstützabschnitt 43 und dem Gegenseitenstützabschnitt 44. Unter anderem besteht eine Eigenschaft des Abwandlungsbeispiels darin, dass verglichen mit dem Aufbau in 4A der Effekt der Verringerung der thermischen Spannung hoch ist, da die ausgeschnittenen Abschnitte 6 bereitgestellt sind. Eine weitere Eigenschaft besteht darin, dass verglichen mit dem in 5A gezeigten Aufbau die Festigkeit des Anschlussrahmens hoch ist, da der Vertiefungsabschnitt 5 bereitgestellt ist.
  • Die Anordnungen der ausgeschnittenen Abschnitte 6 und des Vertiefungsabschnitts 5 in dem Nichtkontaktabschnitt sind nicht auf die in 6A gezeigten eingeschränkt. Der Aufbau kann beispielsweise so sein, dass die ausgeschnittenen Abschnitte 6 in der Horizontalrichtung in dem linken und rechten Abschnitt ausgebildet sind und der Vertiefungsabschnitt 5 zwischen den ausgeschnittenen Abschnitten 6 ausgebildet ist. Alternativ kann der Aufbau so sein, dass die ausgeschnittenen Abschnitte 6 und der Vertiefungsabschnitt 5 in einem Streifenzustand angeordnet sind. Als weitere Alternative kann der Aufbau so sein, dass die Vertiefungsabschnitte 5 in der vertikalen und horizontalen Richtung in einem Gitterzustand ausgebildet sind, wobei ein von den Vertiefungsabschnitten 5 umgebener Bereich als ausgeschnittener Abschnitt 6 verwendet wird.
  • 7A ist eine Ansicht einer dritten Ausführungsform der Halbleitermikrovorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt 7A hauptsächlich Aufbauten eines Sensorchips 2 und einer Chipbefestigungsstelle 31, wobei ein Halbleiterchip 7 und Innenanschlüsse 32 nicht gezeigt sind. Der in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Sensorchip 2 ist so ausgebildet, dass er wie in dem Fall von 1A elektrisch mit einem weiteren Halbleiterchip 7 verbunden werden kann. In dem Sensorchip 2 sind vier Anschlussflächen 21 zum Drahtbonden an der Deckfläche des Sensorchips 2 entlang einer Seite des Rechtecks ausgebildet, auf dem der Sensorchip 2 beruht.
  • Ein Kontaktabschnitt 4 zum Stützen des Sensorchips 2 und ein Vertiefungsabschnitt 5, der durch Ätzen etwa der Hälfte der Dicke der Chipbefestigungsstelle 31 gebildet wird, sind auf der Oberfläche der Chipbefestigungsstelle 31 ausgebildet.
  • Der Kontaktabschnitt 4 besteht aus zwei Abschnitten. Der eine ist ein Anschlussflächenstützabschnitt 43, der einen Grundabschnitt der einen Seite aus den vier den Kantenabschnitt des Sensorchip 2 bildenden Seiten, entlang derer die Bondanschlüsse 21 ausgebildet sind (der rechten Seite des Chips in 7A), stützt. Der andere ist ein Gegenseitenstützabschnitt 44 zum Stützen eines Grundabschnitts einer Gegenseite (der linken Seite des Chips in 7A), die der oben beschriebenen Seite des Sensorchips 2 gegenüberliegt. Verglichen mit den in 4A und 4B gezeigten Ausführungsform hat der Gegenseitenstützabschnitt 44 eine andere Form.
  • Der Anschlussflächenstützabschnitt 43 ist in der Lage, Belastungen auszuhalten, die auf die Bondflächen 21 des Sensorchips 2 aufgebracht werden, und ermöglicht daher das Verhindern eines Vorgangs, bei dem der Chip durch während des Drahtbondens auftretende Belastungen kippt.
  • In Zusammenwirken mit dem Anschlussflächenstützabschnitt 43 stützt der Gegenseitenstützabschnitt 44 den Sensorchip 2 stabil während der Zeitdauer von dem Chipbonden des Sensorchips 2 bis zu dem Vergießvorgang. Der Gegenseitenstützabschnitt 44 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so ausgebildet, dass er verglichen mit der in 4A und 4B gezeigten Ausführungsform eine kleinere Fläche hat. Während die Fähigkeit des stabilen Stützens etwas verringert ist, kann jedoch die möglicherweise auf den Sensorchip 2 aufgebrachte thermische Spannung verringert werden.
  • Bei dem in 7A gezeigten Aufbau ist der Vertiefungsabschnitt 5 so ausgebildet, dass ein kleiner, im wesentlichen rechteckiger Vorsprungabschnitt (Gegenseitenstützabschnitt 44) auf der linken Seite einer im wesentlichen rechtwinkligen Form ausgebildet ist. Eine minimale Formweite (minimale horizontale Weite in 7A) des Vertiefungsabschnitts 5, d.h. der Abstand zwischen dem Anschlussflächenstützabschnitt 43 und dem Gegenseitenstützabschnitt 44, ist kleiner eingestellt als die Formweite des Sensorchips 2. Dadurch können der linke und rechte Kantenabschnitt des Sensorchips 2 auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Gegenseitenstützabschnitt 44 chipgebondet und dadurch befestigt werden. Eine maximale Formweite des Vertiefungsabschnitts 5 ist eine Formweite in dem Fall, in dem der Gegenseitenstützabschnitt 44 ausgeschlossen ist. In dem in 7A gezeigten Beispiel ist eine maximale Formweite des Vertiefungsabschnitts 5 im wesentlichen gleich der Chipformweite eingestellt. Die maximale Formweite ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Im Fall des Chipbondens des Sensorchips 2 kann die maximale Formweite so geändert werden, dass ein Abschnitt des linken Seitenabschnitts des Vertiefungsabschnitts 5, in dem der Gegenseitenstützabschnitt 44 nicht ausgebildet ist, von dem Sensorchip 2 entfernt ist. In dem so gebildeten Aufbau können die linke Seite des Sensorchips 2 und die Chipbefestigungsstelle 31 teilweise voneinander entfernt sein, so dass die eventuell auf den Sensorchip 2 aufgebrachte thermische Spannung weiter verringert werden kann.
  • Die Formlänge (vertikale Länge in 7A) des Vertiefungsabschnitts 5 ist vorzugsweise größer eingestellt als die Formlänge des Sensorchips 2. Bei dem so gebildeten Aufbau kann an der oberen und unteren Seite des Sensorchips 2 der Abstand zu der Chipbefestigungsstelle 31 relativ groß eingestellt werden, so dass die möglicherweise aufgebrachte thermische Spannung weiter verringert werden kann.
  • Wie in 7A dargestellt sind von oberhalb der Chipbefestigungsstelle 31 aus betrachtet Teilabschnitte des Vertiefungsabschnitts 5 in Außenabschnitten der oberen und unteren Seiten des Sensorchips 2 und einem Teilaußenabschnitt seiner linken Seite zu sehen (in Abschnitten, in denen der Gegenseitenstützabschnitt 44 nicht in Kontakt ist). Beim Vergießen wird das Harzverkapselungsmaterial 9 von dem Zwischenraum zwischen dem Vertiefungsabschnitt 5 und dem Sensorchip 2 aus in den Vertiefungsabschnitt 5 eingefüllt, wodurch der Bereich zwischen dem Vertiefungsabschnitt 5 und dem Sensorchip 2 gefüllt wird.
  • Der Vertiefungsabschnitt 5 kann gebildet werden unter Verwendung einer bekannten Technik wie z.B. Trockenätzen oder Nassätzen.
  • 7B ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der Mikrovorrichtung von 7A nach der Harzverkapselung. In dem gezeigten Schnitt ist der Sensorchip 2 auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Gegenseitenstützabschnitt 44 der Chipbefestigungsstelle 31 chipgebondet. Der Vertiefungsabschnitt 5 ist mit dem Harzverkapselungsmaterial 9 gefüllt.
  • Wenn die Tiefe des jeweiligen Vertiefungsabschnitts 5 größer ist, ist mit Bezug auf 7B die Dicke des Harzverkapselungsmaterials 9, das zwischen dem Grundabschnitt 51 des Vertiefungsabschnitts 5 und dem Sensorchip 2 liegt, proportional größer. Wenn die Dicke des Harzverkapselungsmaterials 9 größer ist, ist das Ausmaß des Abbauens der möglicherweise von einem Grundabschnitt 51 auf den Sensorchip 2 übertragenen thermischen Spannung proportional größer. Wenn die Tiefe des Vertiefungsabschnitts 5 größer ist, wird dementsprechend der Effekt der Verringerung der möglicherweise darauf aufgebrachten thermischen Spannung proportional verbessert. Bei einer erhöhten Tiefe des Vertiefungsabschnitts 5 werden jedoch die Zeit und die Kosten, die für das Ätzen erforderlich sind, höher. Vorzugsweise ist die Tiefe des jeweiligen Vertiefungsabschnitts 5 so eingestellt, dass sie in einen tolerierbaren Bereich der möglicherweise auf den Chip ausgeübten thermischen Spannung fällt.
  • Ein Herstellungsverfahren für die Halbleitermikrovorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: das Bilden eines vorbestimmten Vertiefungsabschnitts 5 und eines vorbestimmten Stützabschnitts 4 auf einer Chipbefestigungsstelle 31 eines Anschlussrahmens; das Chipbonden eines Sensorchips 2 auf einen Teilabschnitt oder die Gesamtheit des Kontaktabschnitts 4 der Chipbefestigungsstelle 31; das Drahtbonden des Sensorchips 2 beispielsweise zu einem anderen Halbleiterchip 7; und das Vergießen des Sensorchips 2, der Chipbefestigungsstelle 31 und der Innenanschlüsse 32 unter Verwendung des Harzverkapselungsmaterials 9.
  • Bei dem Schritt des Chipbondens des Sensorchips 2 wird der Sensorchip 2 in der Regel auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Gegenseitestützabschnitt 44 chipgebondet. Dadurch wird der Sensorchip 2 bis zu dem Schritt des Vergießens stabil gestützt.
  • Bei dem Schritt des Vergießens wird das Harzverkapselungsmaterial in den Zwischenraum zwischen dem Vertiefungsabschnitt 5 und dem Sensorchip 2 eingefüllt.
  • 8A zeigt eine Mikrovorrichtung 1 als Abwandlungsbeispiel der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform, bei dem in der Chipbefestigungsstelle 31 anstelle des Vertiefungsabschnitts 5 ein ausgeschnittener Abschnitt 6 ausgebildet ist. Bei diesem Abwandlungsbeispiel ist der Kontaktabschnitt 4 in derselben Form ausgebildet wie der in 7A gezeigte Kontakt abschnitt 4. Der ausgeschnittene Abschnitt 6 ist somit an der Oberfläche der Chipbefestigungsstelle 31 ausgebildet. Der ausgeschnittene Abschnitt 6 kann durch eine bekannte Technik gebildet werden wie z.B. Stanzen, Schneiden, Trockenätzen oder Nassätzen.
  • 8B ist eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung 1 entlang der Linie A-A in 8A nach der Harzverkapselung. In dem gezeigten Schnitt ist der Sensorchip 2 auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Gegenseitenstützabschnitt 44 der Chipbefestigungsstelle 31 chipgebondet. Der ausgeschnittene Abschnitt 6 ist mit dem Harzverkapselungsmaterial 9 gefüllt.
  • Wie aus 8B ersichtlich übt der ausgeschnittene Abschnitt 6 keine thermische Spannung auf den Sensorchip 2 aus, wodurch die Leistungsfähigkeit des Sensorchips 2 stabiler gemacht wird als bie der in 7A gezeigten Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kontaktabschnitt 4 jedoch vollständig wie ein Gitterwerk ausgeführt, wodurch die Festigkeit des Anschlussrahmens verringert wird. Somit sollte bei einem Schritt wie dem Schritt des Chipbondens, bei dem eine Last auf den Anschlussrahmen aufgebracht wird, bei der Handhabung vorsichtig vorgegangen werden.
  • 9A und 9B zeigen ein weiteres Abwandlungsbeispiel der Mikrovorrichtung 1 der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform. Bei dem Abwandlungsbeispiel weist ein Nichtkontaktabschnitt ein Kombinationsmerkmal aus einem Vertiefungsabschnitt 5 und ausgeschnittenen Abschnitten 6 auf. In dem Nichtkontaktabschnitt sind obere und untere Abschnitte die ausgeschnittenen Abschnitte 6, und der Vertiefungsabschnitt 5 ist zwischen den ausgeschnittenen Abschnitten 6 ausgebildet. Ähnlich zu den in 7A und 8A gezeigten Aufbauten ist der Kontaktabschnitt 4 aus dem Anschlussstellenstützabschnitt 43 und dem Gegenseitenstützabschnitt 44 gebildet. Unter anderem be steht ein Merkmal des Abwandlungsbeispiels darin, dass verglichen mit dem Aufbau in 7A der Effekt der Verringerung der thermischen Spannung groß ist, da die ausgeschnittenen Abschnitte 6 bereitgestellt sind. Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass verglichen mit dem in 8A gezeigten Aufbau die Festigkeit des Anschlussrahmens groß ist, da der Vertiefungsabschnitt 5 bereitgestellt ist. Insbesondere ist der Vertiefungsabschnitt 5 vorzugsweise so geformt, dass er sich an den Gegenseitenstützabschnitt 44 anschließt. Der Gegenseitenstützabschnitt 44 ist als vorspringendes Schnittteil ausgebildet, so dass der Gegenseitenstützabschnitt 44 dazu neigt, eine geringe Festigkeit zu haben. Die Festigkeit kann jedoch kompensiert werden durch Bilden des Gegenseitenstützabschnitts 44 als Fortführung des Vertiefungsabschnitts 5.
  • Die Anordnungen der ausgeschnittenen Abschnitte 6 und des Vertiefungsabschnitts 5 in dem Nichtkontaktabschnitt sind nicht auf die in 9A gezeigten eingeschränkt. Der Aufbau kann beispielsweise so sein, dass die ausgeschnittenen Abschnitte 6 in der Horizontalrichtung in dem linken und rechten Abschnitt ausgebildet sind und das der Vertiefungsabschnitt 5 zwischen den ausgeschnittenen Abschnitten 6 ausgebildet ist. Alternativ kann der Aufbau so sein, dass die ausgeschnittenen Abschnitte 6 und der Vertiefungsabschnitt 5 in einem Streifenzustand ausgebildet sind. Als weitere Alternative kann der Aufbau so sein, dass die Vertiefungsabschnitte 5 entlang der Vertikal- und Horizontalrichtung in einem Gitterzustand ausgebildet sind, wobei ein Bereich, der von den Vertiefungsabschnitten 5 umgeben ist, als ausgeschnittener Abschnitt 6 verwendet wird.
  • 10A ist eine Ansicht einer vierten Ausführungsform der Halbleitermikrovorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt 10A hauptsächlich Aufbauten eines Sensorchips 2 und eine Chipbefestigungsstelle 31, wobei ein Halbleiterchip 7 und Innenanschlüsse 32 nicht dargestellt sind. Der in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Sensorchip 2 ist so ausgebildet, dass er wie in dem Fall von 1A durch Drahtbonden elektrisch mit einem weiteren Halbleiterchip 7 verbunden werden kann. Bei dem dargestellten Sensorchip 2 sind vier Bondflächen 21 zum Drahtbonden auf der Deckfläche des Sensorchips 2 entlang einer Seite des Rechtecks ausgebildet, auf dem der Sensorchip 2 beruht.
  • Ein Kontaktabschnitt 4 zum Stützen des Sensorchips 2 und ein Vertiefungsabschnitt 5, der durch Ätzen etwa der Hälfte der Dicke der Chipbefestigungsstelle 31 gebildet wird, sind auf der Oberfläche der Chipbefestigungsstelle 31 ausgebildet. Der Kontaktabschnitt 4 besteht aus drei Abschnitten. Ein erster Abschnitt ist ein Anschlussflächenstützabschnitt 43, der einen Grundabschnitt der einen Seite aus den vier den Kantenabschnitt des Sensorchips 2 bildenden Seiten, entlang derer die Bondflächen 21 ausgebildet sind (der rechten Seite des Chips in 10A), stützt. Ein zweiter Abschnitt ist ein Gegenseitenstützabschnitt 44 zum Stützen eines Grundabschnitts einer Gegenseite (der linken Seite des Chips in 10A), die der oben beschriebenen Seite des Sensorchips 2 gegenüberliegt. Ein dritter Abschnitt ist ein kreisförmiger Mittelstützabschnitt 41, der in der Mitte des Sensorchips 2 liegt.
  • Der Anschlussflächenstützabschnitt 43 ist in der Lage, Belastungen auszuhalten, die auf die Bondflächen 21 des Sensorchips 2 aufgebracht werden, und ermöglicht daher das Unterdrücken eines Vorgangs, bei dem der Chip durch während des Drahtbondens auftretende Belastungen gekippt wird.
  • In Zusammenwirken mit dem Anschlussflächenstützabschnitt 43 stützen der Gegenseitenstützabschnitt 44 und der Mittelstützabschnitt 41 den Sensorchip 2 stabil während der Zeitdauer von dem Chipbonden des Sensorchips 2 bis zu dem Vergießvorgang.
  • Der Mittelstützabschnitt 41 ist wirkungsvoll, um zu verhindern, dass der Sensorchip 2 durchgebogen wird. Die vorliegende Ausführungsform ist besonders geeignet zur Verwendung in einem Fall, bei dem der Sensorchip 2 eine relativ große Größe aufweist und der Sensorchip 2 leicht zum Durchbiegen neigt, weil seine Dicke klein ist. Auch wenn der Mittelstützabschnitt 41 in der vorliegenden Ausführungsform kreisförmig ausgebildet ist, kann der Mittelstützabschnitt 41 in einer beliebigen Form ausgebildet sein wie z.B. in einer polygonalen Form wie einer rechteckigen Form oder in einer elliptischen Form.
  • Der Vertiefungsabschnitt 5 ist in einem den Kontaktabschnitt 4 ausnehmenden Bereich zwischen dem Anschlussflächenstützabschnitt 43 und dem Gegenseitenstützabschnitt 44 der Chipbefestigungsstelle 31 ausgebildet. Der Vertiefungsabschnitt 5 kann gebildet werden durch Verwenden einer bekannten Technik wie z.B. Trockenätzen oder Nassätzen.
  • In dem in 10A gezeigten Aufbau sind der Vertiefungsabschnitt 5 mit einem im wesentlichen rechteckigen Profil und der Mittenstützabschnitt 41 ausgebildet, der im wesentlichen in der Mitte des Vertiefungsabschnitts 5 ausgebildet ist. Die Formweite des Vertiefungsabschnitts 5, d.h. der Abstand zwischen dem Anschlussflächenstützabschnitt 43 und dem Gegenseitenstützabschnitt 44 ist kleiner eingestellt als die Formweite des Sensorchips 2. Dadurch können der linke und rechte Kantenabschnitt des Sensorchips 2 auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Gegenseitenstützabschnitt 44 chipgebondet und dadurch befestigt werden. Die Formlänge des Vertiefungsabschnitts 5 ist vorzugsweise größer eingestellt als die Formlänge des Sensorchips 2. Bei dem so gebildeten Aufbau können die oberen und unteren Seiten des Sensorchips 2 und der Zwischenraum zu der Chipbefestigungsstelle 31 relativ groß eingestellt werden, so dass die möglicherweise auf den Sensorchip 2 aufgebrachte thermische Spannung weiter verringert werden kann.
  • Wie in 10A dargestellt sind von oberhalb der Chipbefestigungsstelle 31 aus betrachtet Teilabschnitte des Vertiefungsabschnittes 5 in Außenbereichen der oberen und unteren Seiten des Sensorchips 2 zu sehen. Beim Vergießen wird das Harzverkapselungsmaterial 9 von dem Zwischenraum zwischen dem Vertiefungsabschnitt 5 und dem Sensorchip 2 aus in den Vertiefungsabschnitt 2 eingefüllt, wodurch der Bereich zwischen dem Vertiefungsabschnitt 5 und dem Sensorchip 2 gefüllt wird.
  • Der Vertiefungsabschnitt 5 kann unter Verwendung einer bekannten Technik wie z.B. Trockenätzen oder Nassätzen gebildet werden.
  • Auch wenn der einzelne Mittelstützabschnitt 41 in der vorliegenden Ausführungsform in der Mitte des Vertiefungsabschnitts 5 ausgebildet ist, sind keinerlei Beschränkungen auferlegt. Es können beispielsweise eine Mehrzahl von Mittelstützabschnitten 41 mit einer kleinen Fläche getrennt voneinander ausgebildet sein. Diese Mittelstützabschnitte 41 sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie das Balancieren des Sensorchips 2 erleichtern.
  • 10B ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der Mikrovorrichtung von 10A nach der Harzverkapselung. In dem gezeigten Schnitt ist der Sensorchip 2 auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43, den Gegenseitenstützabschnitt 44 und den Mittelstützabschnitt 41 der Chipbefestigungsstelle 31 chipgebondet. Der Vertiefungsabschnitt 5 ist mit dem Harzverkapselungsmaterial 9 gefüllt.
  • Wenn die Dicke des jeweiligen Vertiefungsabschnitts 5 größer ist, ist mit Bezug auf 10B die Dicke des Harzverkapselungsmaterials 9, das zwischen dem Grundabschnitt 51 des Vertiefungsabschnitts 5 und dem Sensorchip 2 liegt, proportional größer. Wenn die Dicke des Harzverkapselungsmaterials 9 größer ist, ist das Ausmaß des Abbauens der möglicherweise von einem Grundabschnitt 51 zu dem Sensorchip 2 übertragenen thermischen Spannung proportional größer. Wenn die Tiefe des Vertiefungsabschnitts 5 größer ist, ist dementsprechend der Effekt der Verringerung der möglicherweise darauf aufgebrachten thermischen Spannung verbessert. Bei einer erhöhten Tiefe des Vertiefungsabschnitts 5 sind jedoch die Zeit und die Kosten, die für das Ätzen erforderlich sind, höher. Vorzugsweise ist die Tiefe des jeweiligen Vertiefungsabschnitts 5 so eingestellt, dass sie innerhalb eines tolerierbaren Bereichs der möglicherweise auf den Chip aufgebrachten thermischen Spannung liegt.
  • Ein Herstellungsverfahren für die Halbleitermikrovorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: das Bilden eines vorbestimmten Vertiefungsabschnitts 5 und eines vorbestimmten Stützabschnitts 4 auf einer Chipbefestigungsstelle 31 eines Anschlussrahmens; das Chipbonden eines Sensorchips 2 auf einen Teil oder die Gesamtheit des Kontaktabschnitts 4 der Chipbefestigungsstelle 31; das Drahtbonden des Sensorchips 2 beispielsweise zu einem weiteren Halbleiterchip 7; und das Vergießen des Sensorchips 2, der Chipbefestigungsstelle 31 und der Innenanschlüsse 32 unter Verwendung des Harzverkapselungsmaterials 9.
  • Bei dem Schritt des Chipbonden des Sensorchips 2 sind zumindest zwei der drei Stützabschnitte 4 mit einem Chipanschluss ausgebildet. Insbesondere ist der Anschlussflächenstützabschnitt 43 vorzugsweise mit einem Chipanschluss ausgebildet. Dadurch kann der Sensorchip 2 bei dem Schritt des Drahtbondens stabiler gehalten werden.
  • Als ein Beispiel für eine Kombination der Stützabschnitte, die chipgebondet werden sollen, kann gewählt werden aus einem Verfahren zum Chipbonden auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Mittelstützabschnitt 41, einem Verfahren zum Chipbonden auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Mittelstütz abschnitt 41, und einem Verfahren zum Chipbonden auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43, den Gegenseitenstützabschnitt 44 und den Mittelstützabschnitt 41. In einem beliebigen der Verfahren der Kombinationen wird der Sensorchip 2 während der Zeitdauer bis zu dem Schritt des Vergießens stabil gestützt.
  • Bei dem Schritt des Vergießens wird das Harzverkapselungsmaterial 9 in den Zwischenraum zwischen dem Vertiefungsabschnitt und dem Sensorchip 2 eingefüllt.
  • 11A zeigt ein Abwandlungsbeispiel der Mikrovorrichtung 1 der oben beschriebenen Ausführungsform. Bei diesem Abwandlungsbeispiel weist ein Nichtkontaktabschnitt ein Kombinationsmerkmal aus einem Vertiefungsabschnitt 5 und ausgeschnittenen Abschnitten 6 auf. Ein Mittelstützabschnitt 41 ist in einem Teil des Vertiefungsabschnitts 5 ausgebildet. In einem Nichtkontaktbereich sind die oberen und unteren Abschnitte die einzelnen ausgeschnittenen Abschnitte 6, und der Vertiefungsabschnitt 5 ist zwischen den ausgeschnittenen Abschnitten 6 ausgebildet. Die ausgeschnittenen Abschnitte 6 können durch eine bekannte Technik wie z.B. Stanzen, Schneiden, Trockenätzen oder Nassätzen gebildet werden. Ähnlich wie in dem in 10A und 10B gezeigten Fall ist der Kontaktabschnitt 4 gebildet aus dem Anschlussflächenstützabschnitt 43, dem Gegenseitenstützabschnitt 44 und dem Mittelstützabschnitt 41.
  • 11B ist eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung 1 entlang der Linie A-A von 11A nach der Harzverkapselung. In dem gezeigten Schnitt ist der Sensorchip 2 auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43, den Gegenseitenstützabschnitt 44 und den Gegenseitenstützabschnitt 44 der Chipbefestigungsstelle 31 chipgebondet. Die ausgeschnittenen Abschnitte 6 sind mit dem Harzverkapselungsmaterial 9 gefüllt.
  • Unter anderem besteht ein Merkmal des in 11A gezeigten Abwandlungsbeispiel darin, dass verglichen mit dem in 10A gezeigten Aufbau der Effekt der Verringerung der thermischen Spannung groß ist, da die ausgeschnittenen Abschnitte 6 ausgebildet sind.
  • Die Anordnungen der ausgeschnittenen Abschnitte 6 und des Vertiefungsabschnitts 5 in dem Nichtkontaktabschnitt sind nicht auf die in 11A gezeigten eingeschränkt. Der Aufbau kann beispielsweise so sein, dass die ausgeschnittenen Abschnitte 6 in der Horizontalrichtung in dem linken und rechten Abschnitt ausgebildet sind und dass der Vertiefungsabschnitt 5 zwischen den ausgeschnittenen Abschnitten 6 ausgebildet ist. Alternativ dazu kann der Aufbau so sein, dass die ausgeschnittenen Abschnitte 6 und der Vertiefungsabschnitt 5 in einem Streifenzustand ausgebildet sind. Als weitere Alternative kann der Aufbau so sein, dass Vertiefungsabschnitte 5 entlang der vertikalen und horizontalen Richtung in einem Gitterzustand ausgebildet sind, wobei ein von den Vertiefungsabschnitten 5 umgebener Bereich als ausgeschnittener Abschnitt 6 verwendet wird.
  • 12A ist eine Ansicht einer fünften Ausführungsform der Halbleitermikrovorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt 12A hauptsächlich die Aufbauten eines Sensorchips 2 und einer Chipbefestigungsstelle 31, wobei ein Halbleiterchip 7 und Innenanschlüsse 32 nicht gezeigt sind. Der in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Sensorchip 2 ist so ausgebildet, dass er wie in dem Fall von 1A durch Drahtbonden elektrisch mit einem weiteren Halbleiterchip 7 verbunden werden kann. Bei dem dargestellten Sensorchip 2 sind vier Bondflächen 21 zum Drahtbonden auf der Deckfläche des Sensorchips 2 entlang einer Seite des Rechtecks ausgebildet, auf dem der Sensorchip 2 beruht.
  • Ein Kontaktabschnitt 4 zum Stützen des Sensorchips 2 und ein Vertiefungsabschnitt 5, der durch Ätzen etwa der Hälfte der Dicke der Chipbefestigungsstelle 31 gebildet wird, sind auf der Oberfläche der Chipbefestigungsstelle 31 ausgebildet.
  • Der Kontaktabschnitt 4 besteht aus drei Abschnitten. Ein erster Abschnitt ist ein Anschlussflächenstützabschnitt 43, der einen Grundabschnitt der einen Seite aus den vier den Kantenabschnitt des Sensorchips 2 bildenden Seiten, entlang derer die Bondflächen 21 ausgebildet sind (der rechten Seite des Chips in 12A), stützt. Ein zweiter Abschnitt ist ein Gegenseitenstützabschnitt 44 zum Stützen lediglich eines hauptsächlich mittleren Abschnitts eines Grundabschnitts einer Gegenseite (der linken Seite des Chips in 12A), die der oben beschriebenen Seite des Sensorchips 2 gegenüberliegt. Ein dritter Abschnitt ist ein kreisförmiger Mittelstützabschnitt 41, der in der Mitte des Sensorchips 2 angeordnet ist.
  • Der Anschlussflächenstützabschnitt 43 ist in der Lage, Belastungen auszuhalten, die auf die Bondflächen 21 des Sensorchips 2 ausgeübt werden, und somit einen Vorgang zu unterdrücken, bei dem der Chip durch während des Drahtbondens auftretende Belastungen gekippt wird.
  • In Zusammenwirken mit dem Anschlussstellenstützabschnitt 43 stützen der Gegenseitenstützabschnitt 44 und der Mittelstützabschnitt 41 den Sensorchip 2 stabil während der Zeitdauer von dem Chipbonden des Sensorchips 2 bis zu dem Vergießvorgang.
  • Der Mittelstützabschnitt 41 ist wirkungsvoll, um zu verhindern, dass der Sensorchip 2 sich durchbiegt. Die vorliegende Ausführungsform ist besonders geeignet zur Verwendung in einem Fall, in dem der Sensorchip 2 eine relativ große Größe hat und der Sensorchip 2 leicht zum Durchbiegen neigt, wenn seine Dicke klein ist. Auch wenn der Mittelstützabschnitt 41 in der vorlie genden Ausführungsform kreisförmig ausgebildet ist, kann der Mittelstützabschnitt 41 in einer beliebigen Form ausgebildet sein wie z.B. in einer polygonalen Form wie einer rechteckigen Form oder in einer elliptischen Form.
  • Der Gegenseitenstützabschnitt 44 gemäß der vorliegenden Ausführung ist so ausgebildet, dass er verglichen mit der in 10A gezeigten Ausführungsform eine kleinere Fläche aufweist. Während die Fähigkeit des stabilen Stützens etwas verringert ist, kann die möglicherweise auf den Sensorchip 2 aufgebrachte thermische Spannung jedoch verringert werden.
  • In dem in 12A gezeigten Aufbau hat der Vertiefungsabschnitt 5 ein Profil bei dem ein kleiner, im wesentlicher rechtwinkliger Vorsprungabschnitt (der Gegenseitenstützabschnitt 44) auf der linken Seite einer im wesentlichen rechteckigen Form ausgebildet ist. Eine minimale Formweite (minimale horizontale Weite in 12A) des Vertiefungsabschnitts 5, d.h. der Abstand zwischen dem Anschlussflächenstützabschnitt 43 und dem Gegenseitenstützabschnitt 44, ist kleiner eingestellt als die Formweite des Sensorchips 2. Dadurch können der linke und der rechte Kantenabschnitt des Sensorchips 2 auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Gegenseitenstützabschnitt 44 chipgebondet und dadurch befestigt werden. Die maximale Formweite des Vertiefungsabschnitts 5 ist eine Formweite in dem Fall, in dem der Gegenseitenstützabschnitt 44 ausgeschlossen ist. Bei dem in 12A dargestellten Beispiel ist eine maximale Formweite des Vertiefungsabschnitts 5 im wesentlichen identisch zu der Chipformweite eingestellt. Eine maximale Formweite ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Im Fall des Chipbondens des Sensorchips 2 kann die maximale Formweite so geändert werden, dass ein Abschnitt des linken Seitenabschnitts des Vertiefungsabschnitts 5, bei dem der Gegenseitenstützabschnitt 44 nicht ausgebildet ist, von dem Sensorchip 2 entfernt ist. In dem so gebildeten Aufbau können die linke Seite des Sensorchips 2 und die Chipbefestigungsstelle 31 teilweise voneinander entfernt sein, so dass die möglicherweise auf den Sensorchip 2 aufgebrachte thermische Spannung noch mehr verringert sein kann.
  • Die Formlänge (Vertikallänge in 12A) des Vertiefungsabschnitts 5 ist vorzugsweise größer eingestellt als die Formlänge des Sensorchips 2. In dem so gebildeten Aufbau kann an der Ober- und Unterseite des Sensorchip 2 der Abstand von der Chipbefestigungsstelle 31 relativ groß eingestellt werden, so dass die thermische Spannung, die möglicherweise aufgebracht wird, noch mehr verringert werden kann.
  • Wie in 12A dargestellt sind von oberhalb der Chipbefestigungsstelle 31 aus betrachtet Teilabschnitte des Vertiefungsabschnitts 5 (Abschnitte, die nicht in Kontakt mit dem Gegenseitenstützabschnitt 44 sind) in Außenbereichen der oberen und unteren Seiten des Sensorchips 2 zu sehen. Beim Vergießen wird das Harzverkapselungsmaterial 9 von den Zwischenräumen zwischen dem Vertiefungsabschnitt 5 und dem Sensorchip 2 in den Vertiefungsabschnitt 5 eingefüllt, wodurch der Bereich zwischen dem Vertiefungsabschnitt 5 und dem Sensorchip 2 gefüllt wird.
  • Der Vertiefungsabschnitt 5 kann durch eine bekannte Technik gebildet werden wie z.B. Trockenätzen oder Nassätzen.
  • Auch wenn der einzelne Mittelstützabschnitt 41 in der Mitte des Vertiefungsabschnitts 5 ausgebildet ist, sind keine Einschränkungen auferlegt. Es können beispielsweise eine Mehrzahl von Mittelstützabschnitten 41, von denen jeder eine kleine Fläche hat, getrennt voneinander ausgebildet sein. Diese Mittelstützabschnitte 41 sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie das Balancieren des Sensorchips 2 erleichtern.
  • 12B ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der Mikrovorrichtung von 12A nach der Harzverkapselung. In dem dargestellten Schnitt ist der Sensorchip 2 auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43, den Gegenseitenstützabschnitt 44 und den Mittelstützabschnitt 41 der Chipbefestigungsstelle 31 gebondet. Der Vertiefungsabschnitt 5 ist mit dem Harzverkapselungsmaterial 9 gefüllt.
  • Wenn die Tiefe des jeweiligen Vertiefungsabschnitts 5 größer ist, ist mit Bezug auf 12B die Dicke des Harzverkapselungsmaterials 9, das zwischen dem Grundabschnitt 51 des Vertiefungsabschnitts 5 und dem Sensorchip 2 liegt, proportional größer. Wenn die Dicke des Harzverkapselungsmaterials 9 größer ist, ist das Ausmaß des Abbauens der möglicherweise von einem Grundabschnitt 51 zu dem Sensorchip 2 übertragenen thermischen Spannung proportional größer. Wenn die Tiefe des Vertiefungsabschnitts 5 größer ist, ist dementsprechend der Effekt der Verringerung der möglicherweise darauf aufgebrachten thermischen Spannung proportional verbessert. Bei einer erhöhten Tiefe des Widerstandsabschnitts 5 sind jedoch die Zeit und die Kosten, die für das Ätzen erforderlich sind, höher. Vorzugsweise ist die Tiefe des jeweiligen Vertiefungsabschnitts 5 so eingestellt, dass sie innerhalb eines tolerierbaren Bereichs der möglicherweise auf den Chip ausgeübten thermischen Spannung liegt.
  • Ein Herstellungsverfahren für die Halbleitermikrovorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: das Bilden eines vorbestimmten Vertiefungsabschnitts 5 und eines vorbestimmten Stützabschnitts 4 auf einer Chipbefestigungsstelle 31 eines Anschlussrahmens; das Chipbonden eines Sensorchips 2 auf einen Teil oder die Gesamtheit des Kontaktabschnitts 4 der Chipbefestigungsstelle 31; das Drahtbonden des Sensorchips 2 beispielsweise zu einem weiteren Halbleiterchip 7; und das Vergießen des Sensorchips 2, der Chipbefestigungsstelle 31 und der Innenanschlüsse 32 unter Verwendung des Harzverkapselungsmaterials 9.
  • Bei dem Schritt des Chipbondens des Sensorchips 2 sind zumindest zwei der drei Stützabschnitte 4 jeweils mit einem Chipanschluss ausgebildet. Insbesondere ist der Anschlussflächenstützabschnitt 43 vorzugsweise mit einem Chipanschluss ausgeführt. Dadurch kann der Sensorchip 2 bei dem Schritt des Drahtbondens stabiler gehalten werden.
  • Als ein Kombinationsbeispiel der Stützabschnitte, die chipgebondet werden sollen, kann gewählt werden aus einem Verfahren des Chipbondens auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Mittelstützabschnitt 41, einem Verfahren des Chipbondens auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43 und den Mittelstützabschnitt 41, und einem Verfahren des Chipbondens auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43, den Gegenseitenstützabschnitt 44 und den Mittelstützabschnitt 41. Bei jedem der Verfahren der Kombinationen wird der Sensorchip 2 während der Zeitdauer bis zu dem Schritt des Vergießens stabil gehalten.
  • Bei dem Schritt des Vergießens wird das Harzverkapselungsmaterial 9 in den Zwischenraum zwischen dem Vertiefungsabschnitt 5 und dem Sensorchip 2 eingefüllt.
  • 13A zeigt ein Abwandlungsbeispiel der Mikrovorrichtung 1 der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform. Bei diesem Abwandlungsbeispiel weist ein Nichtkontaktabschnitt eine Merkmalskombination aus einem Vertiefungsabschnitt 5 und ausgeschnittenen Abschnitten 6 auf. Ein Mittelstützabschnitt 41 ist in einem Teil des Vertiefungsabschnitts 6 ausgebildet. In einem Nichtkontaktabschnitt sind die oberen und unteren Abschnitte die einzelnen ausgeschnittenen Abschnitte 6, und der Vertiefungsabschnitt 5 ist zwischen den ausgeschnittenen Abschnitten 6 ausgebildet. Die ausgeschnittenen Abschnitte 6 können durch eine bekannte Technik gebildet werden wie z.B. Stanzen, Schneiden, Trockenätzen oder Nassätzen. Ähnlich wie bei dem in
  • 12A und 12B gezeigten Beispiel ist der Kontaktabschnitt 4 gebildet aus dem Anschlussflächenstützabschnitt 43, dem Gegenseitenstützabschnitt 44 und dem Mittelstützabschnitt 41.
  • 13B ist eine Schnittansicht der Mikrovorrichtung 1 entlang der Linie A-A in 13A nach der Harzverkapselung. In dem gezeigten Schnitt ist der Sensorchip 2 auf den Anschlussflächenstützabschnitt 43, den Gegenseitenstützabschnitt 44 und den Gegenseitenstützabschnitt 44 der Chipbefestigungsstelle 31 gebondet. Die ausgeschnittenen Abschnitte 6 sind mit dem Harzverkapselungsmaterial 9 gefüllt.
  • Unter anderem besteht ein Merkmal des in 13A gezeigten Abwandlungsbeispiel darin, dass verglichen mit dem in 12A gezeigten Aufbau der Effekt der Verringerung der thermischen Spannung hoch ist, da die ausgeschnittenen Abschnitte 6 bereitgestellt sind. Insbesondere ist der Vertiefungsabschnitt 5 vorzugsweise so ausgebildet, dass er in den Gegenseitenstützabschnitt 44 übergeht. Der Gegenseitenstützabschnitt 44 ist als vorspringendes geschnittenes Teil ausgebildet, so dass der Gegenseitenstützabschnitt 44 dazu neigt, eine geringe Festigkeit zu haben. Die Festigkeit kann jedoch kompensiert werden durch Bilden des Gegenseitenstützabschnitts 44 als Verlängerung des Vertiefungsabschnitts 5.
  • Die Anordnungen der ausgeschnittenen Abschnitte 6 und des Vertiefungsabschnitts 5 in dem Nichtkontaktabschnitt sind nicht auf diejenige in 13A eingeschränkt. Der Aufbau kann beispielsweise so sein, dass die ausgeschnittenen Abschnitte 6 in der Horizontalrichtung in den rechten und linken Abschnitten ausgebildet sind, und dass der Vertiefungsabschnitt 5 zwischen den ausgeschnittenen Abschnitten 6 ausgebildet ist. Alternativ dazu kann der Aufbau so sein, dass die ausgeschnittenen Ab schnitte 6 und der Vertiefungsabschnitt 5 in einem Streifenzustand ausgebildet sind. Als weitere Alternative kann der Aufbau so sein, dass Vertiefungsabschnitte 5 entlang der vertikalen und horizontalen Richtung in einem Gitterzustand ausgebildet sind, wobei ein von den Vertiefungsabschnitten 5 umgebener Abschnitt als ausgeschnittener Abschnitt 6 verwendet wird.

Claims (6)

  1. Halbleitermikrovorrichtung mit einem rechteckigen Siliziummikrostrukturchip (2), einem Anschlussrahmen mit einer Chipbefestigungsstelle (31) zum Befestigen des Siliziummikrostrukturchips (2), wobei die Chipbefestigungsstelle (31) einen Kontaktabschnitt (4) aufweist, der Kontakt mit dem Siliziummikrostrukturchip (2) hat, und einem Harzverkapselungsmaterial (9), zum Verkapseln des Siliziummikrostrukturchips (2) und eines Teils des Anschlussrahmens; wobei die Chipbefestigungsstelle (31) des Anschlussrahmens einen Nichtkontaktabschnitt (5, 6) aufweist, der niedriger liegt als der Kontaktabschnitt (4), so dass er keinen Kontakt mit dem Siliziummikrostrukturchip (2) hat, der Nichtkontaktabschnitt (5, 6) zumindest an einer Stelle ausgebildet ist, die einem Diagonalabschnitt des Siliziummikrostrukturchips (2) entspricht, und ein Zwischenraum zwischen dem Nichtkontaktabschnitt (5, 6) und dem Siliziummikrostrukturchip (2) mit dem Harzverkapselungsmaterial (9) gefüllt ist, wodurch die Chipbefestigungsstelle (31) und der Siliziummikrostrukturchip (2) durch das Harzverkapselungsmaterial (9) miteinander verbunden sind.
  2. Halbleitermikrovorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Nichtkontaktabschnitte (5, 6) zumindest an Stellen ausgebildet sind, die jedem der vier Eckabschnitte des Siliziummikrostrukturchips (2) entsprechen.
  3. Halbleitermikrovorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Nichtkontaktabschnitt (5, 6) zumindest an einer Stelle ausgebildet ist, die einem Mittelabschnitt des Siliziummikrostrukturchips (2) entspricht.
  4. Halbleitermikrovorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Nichtkontaktabschnitt (5, 6) einen Vertiefungsabschnitt (5) enthält, der in der Chipbefestigungsstelle (31) ausgebildet ist.
  5. Halbleitermikrovorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Nichtkontaktabschnitt (5, 6) einen ausgeschnittenen Abschnitt (6) enthält, der in der Chipbefestigungsstelle (31) ausgebildet ist.
  6. Halbleitermikrovorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Siliziummikrostrukturchip (2) eine Bondfläche (21) zum Drahtbonden aufweist und der Nichtkontaktabschnitt (5, 6) nicht in einem der Bondfläche (21) entsprechenden Abschnitt ausgebildet ist.
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