[发明专利]半导体器件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有由树脂密封的半导体元件的半导体器件，更具体地说，涉及一种具有优异散热性和焊接耐热性和不会翘曲的薄的(小断面)大规模半导体器件及其制作方法。

本发明背景

通常使用陶瓷管壳等来密封半导体器件如晶体管、IC和LSI，并且从成本和大批量生产的角度已经主要采用树脂来密封。对于这种树脂密封而言，使用环氧树脂已经获得良好的效果。然而另一方面，随着在半导体领域中由于技术的发展而取得的半导体元件集成度的增加以及大规模化，人们热切要求半导体的小型化及小断面化。因而人们已减少用于密封的树脂体积占有率以减少树脂密封部分的厚度。结果半导体器件很可能发生翘曲，并当将半导体器件安装在基片上时产生连接方面的麻烦。具体地说，少于1.5mm的超薄半导体器件将发生很明显的翘曲。此外，随着半导体器件的小断面化和大规模化，人们已要求树脂密封对在作为半导体密封树脂性能评定的加速试验的热循环试验(TCT)期间产生的热应力具有更加改善的耐龟裂性。另外，表面安装已成为半导体器件安装技术中的一种主流，因而人们也要求半导体器件具有焊接耐热性，这就意味着甚至当半导体器件在潮湿状态下浸焊时，它也不会发生龟裂或溶胀。在这种情况下也要求半导体器件比以前具有更高的焊接耐热性。此外，集成度的发展使得在半导体器件中产生的热有增加的趋势，导致操作过程中所产生的热积聚在半导体器件内。因此温度可能会超过半导体元件的结温而导致半导体器件的失灵。

为了克服以上这些缺点以改进由TCT评定的半导体器件各种特性，已有人提出通过硅化合物来改善环氧树脂作为半导体器件密封树脂或将橡胶微粒加入环氧树脂中藉以减少热应力。此外，当浸入焊剂时为了改善耐龟裂性，也有人提出改进引线框架和密封树脂之间的接触并选择具有低吸湿性的密封树脂。然而其效果仍不足够。在上述树脂密封型半导体器件中，由于密封树脂具有很低的热导率(如日本公开特许公报平5-198701中所公开)，所以已有人提出通过施用在模垫(diepad)上保护半导体元件的金属箔来散热。但在该情况中由于材料在厚度方向上的不平衡将产生翘曲。在日本公开特许公报昭63-187652号中提出将金属箔粘到半导体器件的一个或两个表面上。由于用于粘接的粘合剂或粘合剂层吸湿性高，该技术减弱了减低焊接耐热性的效果。在近年来广泛使用的小断面半导体器件中可能会出现翘曲现象。

在这种情况下，本发明准备提供一种当浸入焊剂时可以给出高的焊接耐热性和耐热应力性以及高的散热性并且当其小断面不大于1.5mm时仍不会翘曲的半导体器件。

本发明的公开

本发明涉及下述半导体器件及其制作方法：

(1)具有由树脂密封的半导体元件的树脂密封的半导体器件，其特征在于通过粘合剂将一张金属箔粘附在半导体元件安装在其上的引线框架的底部，而将另一张金属箔固定在该半导体元件一侧的密封树脂的外表面上；

(2)根据上述(1)的半导体器件，其特征在于所述引线框架由铁-镍合金做成，粘附到引线框架底部的金属箔的线膨胀系数为0.4-2.7×10^-5/℃，并且固定在半导体元件一侧的密封树脂外表面上的金属箔的线膨胀系数为0.4-0.8×10^-5/℃，厚度为在引线框架底部的金属箔厚度的2-10倍；

(3)根据上述(1)的半导体器件，其特征在于所述引线框架由铜合金做成，粘附到引线框架底部的金属箔的线膨胀系数为0.4-1.8×10^-5/℃，并且固定在半导体元件一侧的密封树脂外表面上的金属箔的线膨胀系数为1.6-2.7×10^-5/℃，厚度为在引线框架底部的金属箔厚度的0.5-3倍；

(4)根据上述(1)-(3)中任一项的半导体器件，其特征在于固定在半导体元件一侧的密封树脂外表面上的金属箔嵌入其产品识别的有机物层厚度的最外面；

(5)根据上述(1)-(4)中任一项的半导体器件，其特征在于将引线框架粘附在引线框架底部的金属箔上的粘合剂含有作为主要成分的聚碳化二亚胺；

(6)制作半导体器件的方法，其特征在于它包括以下步骤：在模的上腔体表面临时固定一张金属箔，在模下腔体表面安装涂有粘合剂(使粘合剂朝上)的另一块金属箔，固定半导体元件安置于其上的引线框架，夹紧模以将金属箔粘附到引线框架上并将树脂注入模中并将其模塑；

(7)制作上述(6)半导体器件的方法，其特征在于当将金属层临时固定于模的上腔体表面时，将所述具有产品识别功能的有机物层的金属层通过有机物层临时固定到所述腔体表面上；