[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

在此通过引用并入提交于2009年4月9日的日本专利申请号2009-94648的公开内容的全部内容，包括说明书、附图和摘要。

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造方法，具体地，涉及在应用于树脂密封型半导体封装形式的半导体器件及其制造方法时特别有效的技术。

背景技术

在半导体器件中，通过利用绝缘树脂材料等对半导体芯片进行密封(封装)来保护半导体芯片，以保持其性能。例如，半导体器件是这样形成的：利用粘合材料将其上具有集成电路(典型地是存储器电路、逻辑电路、电源电路等)的半导体芯片附接(安装)在引线框的芯片安装部分(管芯焊盘)上，并且利用绝缘树脂来封装部分引线框以及半导体芯片。近年来，铜或者铜合金已被用作引线框的材料，因为其具有高电导和热导并同时成本低廉。

例如，日本未审查专利公开No.2005-191178(专利文献1)公开了一种技术，其在热扩散中形成具有内突侧壁的微坑(dimples)，并由此改善与绝缘树脂的粘附性。

日本未审查专利公开No.Hei5(1993)-218275(专利文献2)公开了一种技术，其通过将塑模按压在引线框上来形成微坑，以便改善与密封材料的粘附并由此消除岛的卷曲。

日本未审查专利公开No.2002-83917(专利文献3)公开了一种技术，其通过刻蚀引线框表面的部分在其上选择性地形成多个突起，来实现在树脂与引线框之间具有高粘附性的引线框。

[专利文献1]日本未审查专利公开No.2005-191178

[专利文献2]日本未审查专利公开No.Hei5(1993)-218275

[专利文献3]日本未审查专利公开No.2002-83917

发明内容

作为对具有高热辐射属性的封装结构(半导体封装)的研究结果，发明人发现：管芯焊盘DPa的底表面f2a从绝缘树脂IRa暴露出来的封装(如图21所示)是有效的。通过将管芯焊盘DPa的底表面f2a从绝缘树脂IRa暴露出来，可以将半导体芯片CPa中产生的热量容易地释放到外部。在半导体芯片具有这种形式的情况下，暴露在外部的管芯焊盘DPa的底表面f2a还可以用作电极。

然而，发明人的进一步研究还表明：在具有如图21所示形式的封装的半导体器件中会发生下述问题。具体来说，已经发现：以管芯焊盘DPa的底表面f2a从其暴露的封装形式的半导体器件在温度循环测试等中具有降低的电学属性。还发现：如图22所示，在管芯焊盘DPa与绝缘树脂IRa之间的边界面附近的管芯键合材料DBa中的裂痕ck的生成与温度循环测试中电学属性的降低有关。图22是图21的半导体器件的主要部分p10a的放大视图。发明人已经考虑到了管芯键合材料DBa中生成的裂痕ck，这将在下文详细描述。

当管芯焊盘DPa的底表面f2a暴露在外时，在半导体器件的存放期间，潮气可能渗入绝缘树脂IRa中。请注意，由于管芯焊盘DPa与绝缘树脂IRa之间存在热膨胀系数的差异，因此回流焊接等时候的加热将导致其间边界面的剥落。上述潮气渗入这种剥落的部分将提高剥落的部分的内部压力，并导致膨胀。在温度循环之后，由剥落的部分附近的部件之间的线性膨胀差异所导致的应力将导致管芯键合材料DBa的裂痕ck。

例如，存在这样的半导体器件，其中半导体芯片CPa在其背面也需要导电电极，因此使用管芯焊盘DPa的底表面f2a作为电极。在这种情况下，管芯键合材料DBa需要在半导体芯片CPa与管芯焊盘DPa之间提供导电性。发明人的研究表明：当这种管芯键合材料DBa中出现裂痕时，其可能是电导失效的原因；因此，其可能是半导体器件的电学属性和可靠性降低的原因。

本发明的一个目的是改善具有半导体芯片已由绝缘树脂密封的结构的半导体器件的可靠性，特别是提供一种能够防止管芯键合材料的裂痕的技术。

通过这里的描述和附图，本发明的上述以及其他目的和新颖特征将是易见的。

在本发明的一个模式中，提供一种技术，在通过经由管芯键合材料将半导体芯片安装在管芯焊盘部分的顶表面而获得的半导体器件中，该技术对将要与绝缘树脂接触的管芯焊盘部分的顶表面进行粗糙化，而不对管芯焊盘部分的底表面和外引线部分进行粗糙化。

下面将描述在此公开的多个发明中的典型示例可以获得的优点。

简言之，本发明可以改善具有半导体芯片已由绝缘树脂密封这一结构的半导体器件的可靠性。

附图说明