TWI221021B - Method of production of lead frame, lead frame, and semiconductor device - Google Patents

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〜川21 經濟部贊慧財產局貝工消費合作社印製 A7 ^ 脊明朗（^) ' '~~~- 發明背景 1 ·發明領域 本發明關於引線框架之製造方法、引線框架及半導體 元件。 2·相關技術說明 近年來電子設備緊密化的持續提高，造成對於安裝於 此種電子設備的半導體元件，亦要求緊密化的持續提高。 已有很多種型式的半導體元件。其中一種為具有安裝於引 線框架上的半導體晶片的型式。此型式的半導體元件的剖 面圖被顯示於作為一相關技術的第5 a圖中。 —在該相關技術的一半導體元件3〇中，半導體晶片34被 固疋到一引線框架31的晶片銲墊31&上。半導體晶片34的電 極端子（未顯示）和引線框架31的引線311)以連結線32連 結。一密封劑33被用來密封半導體晶片34和連結線32。 如所示者，引線框架131的引線31b未被彎折成鷗翼， 而只是從密封劑33的外周緣稍向外突出。設有此種引線训 的半導體元件被稱為「四側面腳端表面無引線型半導體元 件 / (quad flat non]ead type semic〇nduct〇r devi^ 型 半導體元件）。如上所述，在QFN型半導體元件卜引線未 被彎折成區鳥翼，而且亦未向外突出很多，所以有可能使元 件的尺寸縮至接近半導體晶片的尺寸。 在半導體元件30中，晶片銲墊31a的後表面，亦即半 導體晶片34中未固定的表面，係裸露於外部而未密封。此 結構的優點在於在半導體晶片34產生的熱被有效地發散到 本紙1、丄· r關冢標準（CNS)A4規格⑽χ 297公髮， 4 i — —.—--^-111 Awl ^ --------^-il —I —I ——Awl. (請^閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1221021 A7 _B7 五、發明說明（ 外邛，但是溼度容易進入晶片銲墊3 u和密封劑Μ之間，迕 成半導體晶片34停止正常運作。另外，若晶片銲塾仏接觸 到母板或其他板的端子，端子會短路，所以電路板必須被 設計成端子不會在晶片銲墊31a下面。所以，造成必須對電 路板的設計設定限制的不方便。 為了避S這樣的不方便，在過去已提出有第5B圖所示 7半導體元件。在半導體元件35中，適當連接引線框架和 晶片銲墊的支撐桿（未顯示）被彎折，以便將晶片銲墊往 上抬，並允許密封劑33進入晶片銲墊31a的後表面，因而防 止晶片銲墊31a裸露到外部。然而，此結構有新的問題產 生’在於半導體元件35的厚度增加了支撐桿彎折的深度量。 欲避免這樣的不方便，更已提出有第5€圖的半導體元 件。在此半導體元件36中，支撐桿未被變折。而是晶^銲 墊3 la的表面被半蝕刻而使晶片銲墊3U變薄，且後表被密 封劑33覆蓋，防止晶片銲墊31a裸露到外部。然而，半蝕刻 一般說來很昂貴，所以另一個產生的問題是半導體元件的 高製造成本。 所以，可考慮以壓印取代半蝕刻使晶片銲墊31a變 薄。然而以壓印方式，材料擴展了變薄的量，所以如果大 面積的晶片銲墊31a被壓印，則擴展的量會很多，另一個產 生的問題在於應變產生於整個引線框架。 本發明之總結 本發明的一目的在於提供一種引線框架之製造方 法，即使當晶片銲墊因壓印而變薄，亦能減少產生於引線 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） 秦 _ r Μ--------^---------0— (請k閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部4r慧財產局貝工消費合作社印製 1221021 A7 五、發明說明（3) 框架的應變，以及提供-引線框架和使用引線框架的半導 體元件。 欲達成上述目的，根據本發明之第一態樣，提供一種 引線框架之製造方法，包含一造型步驟，形成引線、晶片 鲜墊和多個在金屬長條中的支撑桿，該支撑桿與晶片_ 係-體成形’-切分步驟，切分出用於每個支擇桿且與支 樓桿-體成形的晶片銲塾，以便得到晶片鮮塾的多個間隔 開的切片，以及-壓印步驟，在晶片鲜塾的多個切片的每 -個的至少-主要表面上壓印，以便使晶片鋅塾的多個切 片變薄。 成型步驟和切分步驟較佳地係同時進行。 在切分步驟中，較佳地是，晶片銲塾的多個切片被定

形為大致的長方形，每個長方形的兩個對角線的一對角線 在支樓桿的虛延伸線上。 V 在切分步驟中，另-可選擇的方式為，晶片辉塾的多 個切片被定形成大致的直角三角形，每個直角三角形中形 成直角的兩邊的一邊在支撐桿的一虛延伸線上。 胃根據本發明之第二態樣，提供有一半導體元件，其被 提供有一由本發明第一態樣的引線框架的製造方法產生的 引線框架，固定到多個晶片銲墊切片的一主要表面的相對 表面的半導體晶片，電性連接半導體晶片的電極端子和 線的連結線，密封多個晶片銲墊切片的至少該主要表面 密封劑。 根據本發明第三態樣，提供有引線框架，其被提供有 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐 i! !_i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂---------AWI · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 引 的 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1221021 A7 B7 " -------- 五、發明說明（） 引線，被切分成多個切片的晶片銲墊，以及多個盥已切分 的晶片銲墊一體成形的支撐桿，晶片銲墊比支撐桿薄。 較佳地，多個晶片銲塾切片被定形成長方形，且每個 長方形的兩個對角線的-個對角線位於支撐桿的虛延伸線 上。 或者，較佳地，晶片銲墊的多個切片被定形成大致的 直角三角形，每個直角三角形中形成直角的兩邊的一邊在 支撐桿的虛延伸線上。 圖式簡要說明 本發明的這些和其他目的和特徵，將由下述關於附圖 的較佳實施例的說明而更清楚，其中： 第1A和1B圖係根據本發明一實施例的引線框架之製 造方法的平面圖，而第1C圖係沿著第1B圖之線A-A取得之 剖面圖； 第2 A圖係含有半導體晶片之半導體元件之平面圖，該 半導體晶片被安裝於由本發明方法製出的引線框架上，第 2B圖係沿著第2 A圖之線B-B所取得之剖面圖，第2C圖係沿 第2A圖之線C-C所取得之剖面圖。 第3 A圖係本發明之一實施例的平面圖，在晶片銲墊成 形為大致三角形的情況下，第3B圖係晶片銲墊的一大致三 角形切片的放大平面圖； 第4A和4B圖係解釋本發明之一實施例的優點的平面 圖，在晶片銲墊的切片成形為大致三角形的情況下； 第5 A、5B和5C圖係相關技藝的半導體元件的剖面圖。 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ---|-----I I --------訂··--I--I (請t閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1221021 A7 五、發明説明 較佳實施例的說明 根據本發明第一態樣的引線框架的製造方法，成型步 驟形成引線、晶片銲墊以及多個在金屬長條中的支撐桿， 支撐桿係與晶片銲墊一體成形。接著，在切分步驟中，切 分出用於每個支撐桿且與支撐桿一體成形的晶片銲墊，以 便得到多個分隔開的晶片銲塾切片。接著，壓印步驟厘印 晶片銲塾的多個切片的至少一個主要表面，使晶片鮮塾的 多個切片變薄。 在壓印步驟中，材料擴展變薄的量，但在本發明中， 因為晶片銲墊已在切分步驟被切分成互相隔開的多個切 片，所以即使在壓印階段中壓印晶片銲墊，晶片輝塾的擴 展1被容納在晶片銲墊的切片之間，所以在引線框架中未 產生應變。 而且，若同時進行造型步驟和切分步驟，其優點在於 可縮短引線框架的製造程序。 而且，晶片銲墊的多個切片可被定形為大致的直角三 角形，每個直角三角形中形成直角的兩邊的一邊在支樓桿 的-虛延伸線。藉此，gj遷印步驟造成的晶片鲜塾擴展發 生在晶片銲塾切片中未互相緊靠的方向，所以晶片鲜塾切 片因擴展而互相干涉的危險降低。因此不再需要嚴格控制 壓印步驟中的加工精確度。 根據本發明之第二態樣的半導體元件，在如此製出的 引線框架中提供有被結合到晶片鲜塾的多個切片的—主要 表面的相對表面的半導體晶片，電性連接半導體晶片的電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂| ^1021 Α7

五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 極端子和引線的連結線，以及密封至少晶片銲墊的該主要 表面的密封劑。以此結構，晶片銲墊未裸露於半導體元件 的外°卩’所以沒有溼氣進入晶片銲墊和密封劑之間的危 險，且對於板子的設計沒有設定限制。 本發明的較佳實施例將參考附圖在下面詳細描述。 第1A和ιΒ圖係根據本發明之一實施例的一引線框架 之製造方法的平面圖。 首先，如第1A圖所示，引線12、晶片銲墊13以及與晶 片銲塾13 一體成形的支撐桿11係形成於金屬長條10中。此 步驟由衝床衝印而達成。金屬長條1 〇由例如銅所製成。 如圖所示’晶片銲塾13被切分成多個用於每個支撑桿 11且與之一體成形的切片。切分晶片銲墊13的步驟可與上 述造型步驟同時進行，或可在造型步驟後用衝床分別進 行。若同時進行，其優點在於可縮短製造程序。 在所示的例子中，晶片銲墊13的多個切片的每一個係 成形為一大致長方形。每個長方形的兩個對角線的其中一 個對角線13a位於支撐桿u的虛延伸線上。 接下來，如第1B圖所示，剖面線所示的壓印區域被壓 印。在此，模頭（未顯示）抵靠著整個壓印區域推壓，因而 晶片銲墊13變得比支撐桿11薄。進行此壓印步驟使晶片銲 墊13變薄，所壓印區域僅需要涵蓋整個已切開的晶片銲墊 13。如圖所示，支撐桿η的前端位置亦可被壓印。 壓印區域確實地擴展因壓印所變薄的量，但是因為晶 片銲墊13已被切分且切片互相分開，所以擴展部可被容納 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公楚） _ 9 - 五、發明説明（7 ) 在晶片銲墊13的切片之間的空間s，應變將不會發生在晶 片銲墊13或支撐桿η中。 一而且，因為晶片銲墊13以不昂貴的壓印，而非以昂貴 的半蝕刻變薄，優點在於引線框架的製造成本可降低。 第1C圖為沿著第丨Β圖之線Α-Α所取得之剖面圖。最初 為約0.2mm厚度的壓印區域因壓印而變薄成約〇.〇5至 0.1mm。然而，本發明不被限制在此數值。金屬長條⑺的 厚度以及壓印的加工深度可考慮情況而自由設定。 而且在所示的例子中，模頭靠著晶片銲墊13的切片的 兩個主要表面13c和13d中的一個主要表面13c推壓，但有時 可壓印兩個主要表面1孔和13d。 接下來，根據本實施例，必要位置被鍍層或另外以習 知的程序處理，以便完成引線框架。 切分晶片銲墊13的方法不限於上述之方法。若為了每 個支撐桿而切分，晶片銲墊13可製成任何形狀。例如，可 為第3A圖所示的形狀。在第3A圖的例子中，晶片銲墊13 的多個切片的每一個被定形為大致的直角三角形。每個直 角三角形中形成直角的兩邊1儿和ne的一邊13b大約位於 支撐桿11的虛延伸線上。在此，參考第3B圖來解釋「一邊 i3b大約位於支撐桿n的虛延伸線上」的意義。第3B圖為 第3 A圖的晶片銲墊13的一切片在壓印步驟之後的放大平 面圖。如圖所示，晶片銲墊13的切片由於壓印而擴展開。 而且，由於這樣的展開，晶片銲墊13的每個切片的一邊Ub 從支撐桿π的虛延伸線偏位。然而，偏位量很小。一邊13b 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 1221021 A7 _______B7_ 五、發明説明（8 ) 位於虛延伸線的附近，所以「大約」在虛延伸線上。亦即， 上述「一邊13b大約位於支撐桿11的虛延伸線上」不代表一 邊13b必須準確地在支撐桿11的虛延伸線上，而是可因壓印 而從虛延伸線上偏位某種程度。 若晶片銲塾13的切片為第3A圖所示的大致直角三角 形，相較於第1B圖所示的形狀，所得到的優點在於不再需 要嚴格控制在壓印步驟中加工的精確度。這點將關於第4a 和4B圖來解釋。 第4 A圖顯示晶片銲墊13切片被定形為大致長方形的 情況，亦即第1B圖所示的形狀。在此情況下，壓印步驟造 成晶片銲墊13在圖中箭頭的方向上擴展。由圖可清楚看 出’晶片銲墊13的切片在互相靠近的方向上擴展。 另一方面，第4B圖顯示晶片銲墊13的切片被定形為大 致直角三角形的情況，亦即第3A圖所示的形狀。在此情況 下，壓印步驟造成晶片銲墊13在圖中箭頭A、的方向 上擴展。其中，箭頭B和C顯示在晶片銲墊13的切片互相逼 近的方向，箭頭A顯示晶片銲墊13切片不互相逼近的方 向。以此方式，晶片銲蟄13的部份擴展包括晶片銲墊13切 片在箭頭A所示之不互相逼近的方向上的擴展。因此，晶 片銲墊切片目擴展而互相干涉的危險性降低，所以不再需 要在壓印步驟中嚴格控制加工的精確度。 在完成引線框架之後，利用習知的程序來完成第2八圖 所示的半導體元件14。第2八圖為半導體元件14的平面圖， 其包含安裝於引線框架上的半導體晶片15，該引線框架係 本紙張尺度適财s Η家鲜（CNS) Α4規格（210X297^57 11 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、一-T— 圖 面 主 製 1221021 五、發明説明（9 ) 由上述製造方法製成。 如第2A圖所示’在半導體元件13中，半導體晶片Μ 被連結到已切分的晶片銲墊13β此透過例如銀糊劑等而達 成。 -第2Β圖為沿著第2Α圖之線Β·Β取得之剖面圖。如圖所 不半導體Β曰片15的電極端子（未顯示）透過連結線顺電 性連接到引線12的前端。連結線16由例如金屬線製成。半 導體晶片15和連結線16被密封劑17密封，以防止他們暴露 於外邛二軋。咎封劑17為例如樹脂、陶瓷等等。 而且，注意引線12部份，他們的一個主要表面在半導 體元件14的後表面處，在無彎折的情況下裸露出。此裸露 出的主要表面用來作為半導體元件14的外部連接端子。 於此特徵’半導體元件14被稱為卿型半導體元件，當紛 本發明不限於QFN型，本發明亦可應用於例如四側面腳端 表面安裝型封裝體（quad flat package; QFp)型半導體元件 第2C圖為沿著第2A圖之線c-c所取得之剖面圖。如 所示，半導體晶片15被固定到晶片銲墊3的兩個主要表 13c和13d中未壓印側的一主要表面Ud。而且，壓印側的一 要表面13c被密封劑17密封，所以晶片銲墊未裸露到半導體 元件14的外部。此結構的優點在於溼氣將不會從晶片銲墊 13和密封劑17之間進入，以及對於母板和其他板（未顯 的設計沒有設定限制。 如上所解釋者，根據本發明第一態樣之引線框架的 造方法，造型步驟形成引線、晶片銲墊以及多個與晶片銲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 12 由 然 示）

、可I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1221021 A7 - ---—--—_ B7 五、發明説明（10 ) '~ — 墊-體成形且在金屬長條中的支撑桿。接著，切分步驟為 每個支撐桿切分與支樓桿一體成形的晶片薛墊，以得到多 個互相隔開的晶片銲墊切片。接著’壓印步驟壓印多個晶 片銲塾切片的每個切片的至少一個主要表面，以便使晶片 銲墊的多個切片變薄。 據此’因為在切分步驟中晶片鲜塾已經被切分成多個 互相隔開的切片，即使在壓印步驟中壓印晶片鲜塾，晶片 銲墊的擴展被容納於晶片鮮塾的切片之間的空間，所以在 引線框架中不產生應變。 特別是，若晶片銲塾的多個切片被定形成大致的直角 三角形，每個直角三角形中形成直角的兩邊的一邊被做成 在支撐杯的虛延伸線上，則不再需要在壓印步驟中嚴袼控 制加工精確性。 而且，根據本發明第二態樣的半導體元件，在如此製 出的引線框架中提供有被結合到晶片鮮塾的多個切片的一 主要表面的相對表面的半導體晶片，電性連接半導體晶片 的電極端子和引線的連結線，以及密封至少晶片鮮塾的該 要表面的达封劑。以此結構，晶片銲墊未裸露於半導體 元件的外部，所以沒有溼氣進入晶片銲塾和密封劑之間的 危險，且對於板子的設計沒有設定限制。 雖然本發明已關於為說明目的選出的特定實施例來 描述，應該瞭解的是，熟於此技者可在不背離本發明的基 本概念和範圍下，做出很多關於本發明的變化形式。 本發明揭示内容係關於2000年5月25曰申請的曰本專 本紙張尺度適用中國國家標準（QVS) A4規格（21〇χ297公着）

、可丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1221021 A7 ----- B7 五、發明説明（11 ) 參考形式 利申請案第2001-156789的内容，其揭示内容以 顯地全部合併於本文中。 元件標號對照表 10 · · ·金屬長條 11…支撐桿 12…引線 13···晶片銲墊 13a···對角線 13b、13e···邊 13c、13d··.主要表面 14…半導體元件 15…半導體晶片 16…連結線 17…密封劑 30…半導體元件 31···引線框架 31a···晶片銲塾 31b…引線 33…密封劑 34…半導體晶片 35…半導體元件 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 申Μ專利範圍 】·-種引線框架之製造方法，其特徵包含·· 4型步称’形成引線、一晶片輝塾和多個在金 2長條中的切桿，該支撐桿與該晶片銲墊一體成 口 切77步驟’切分出用於該每個支撐桿且與該支 撐桿一體成形的該晶片料，以便得到該晶片銲墊 的多個間隔開的切片，及 -壓印步驟’在該晶片銲墊的該等多個切片的每 —個的至少—主要表面上壓印，以便使該晶片銲墊 的該等多個切片變薄。 2.如申請專利範圍第ί項之引線框架之製造方法，包含 同時進行該造型步驟和該切分步驟。 3·如申請專利範圍第1項之引線框架之製造方法，其中 在該切分步驟中，該晶片銲墊的該等多個切片被定 形成大致的長方形，且每個長方形的兩個對角線的 其中一個對角線在該支撐桿的一虛延伸線上。 4·如申請專利範圍第1項之引線框架之製造方法，其中 在切分步驟中，該晶片銲墊的該等多個切片被定形 成大致直角三角形，且每個直角三角形中形成直角 的兩邊的一邊在該支撐桿的一虛延伸線上。 5·—種半導體元件，其特徵包含： 一引線框架，由申請專利範圍第丨至4項其中任 一項的引線框架之製造方法製成， 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS) Α4規格（210X297公釐） l^W2l

   一半導體晶片，固定到該等多個晶片銲墊切片 的一主要表面的一相對表面，及 連結線，電性連接半導體晶片的電極端子和引 線，及 一密封劑，密封該等多個晶片銲墊切片的至少 該主要表面。 6·一種引線框架，其特徵包含： 引線， 一晶片銲墊，被切分成多個切片，及 多個支撐桿，其與已切分晶片銲墊一體成形， 該晶片銲墊係比支撐桿薄。 7·如申請專利範圍第6項之引線框架，其中該等多個晶 片銲墊切片被定形成大致長方形，且每個長方形的 兩個對角線的一個對角線位於該支撐桿的虛延伸線 上。 8·如申請專利範圍第6項之引線框架，其中該等多個晶 片銲墊切片被定形成大致的直角三角形，每個直角 三角形中形成直角的兩邊的一邊在支撐桿的虛延伸 線上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4·規格（2ΐυχ297公复y