半导体装置及其制造方法.pdf

本发明的目的是防止引线与电极的接触。半导体芯片(10)，以使第一组电极(14)与第一组引线(22)相对向，第二组电极(16)与第二组引线(24)相对向的方式装载在基板(20)上。第一组引线(22)向从第二组电极(16)离开的方向引出。第二组的各引线(24)以通过第一组的电极(14)之间的方式引出，以在第1及第2直线L1、L2之间的区域(18)弯曲的方式形成而成。

1.  一种半导体装置，其特征在于，具有：
形成了第一及第二组引线的基板；和
具有分别排列在夹持了平行的第1及第2直线之间的区域两侧的第一及第二组的电极的半导体芯片，
所述半导体芯片，以使所述第一组电极与所述第一组引线相对向，使所述第二组电极与所述第二组引线相对向的方式装载在所述基板上，
所述第一组引线，向从所述第二组电极分离的方向引出，
所述第二组的各引线，以通过所述第一组电极之间的方式引出，以在所述第1及第2直线之间的所述区域弯曲的方式形成而成。

2.  如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第二组的各引线的至少与所述半导体芯片重叠的部分附着在所述基板上而成。

3.  如权利要求1所述的半导体装置，其中，在沿着所述第1及第2直线方向的所述半导体芯片的两端部中近的一方的端部方向的、所述第一组的各引线旁边，所述第二组的1根引线在所述第1及第2直线之间的所述区域内，向所述近的一方的端部方向弯曲地引出而成。

4.  如权利要求1～3中任一项所述的半导体装置，其中，
形成为在所述第一组的邻接的一对电极之间，所述第二组的2个或其以上的引线通过，
所述2个或其以上的引线中最外侧的一对引线，在所述第1及第2直线之间的所述区域内，向相互接近的方向弯曲地引出而成。

5.  一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：
(a)在对形成了第一及第二组引线的基板、以及具有分别排列在夹持平行的第1及第2直线之间的区域的两侧的第一及第二组电极的半导体芯片进行加热的同时使其膨胀的工序；
(b)将所述第一组的任何一个电极与所述第一组的各引线接合，将所述第二组的任何一个电极与所述第二组的各引线的第1部分接合的工序；以及
(c)使所述半导体芯片及所述基板在散热的同时使其收缩的工序，
在进行所述(b)工序之前，
所述第二组的各引线还包括：从所述第1部分延伸的弯曲部；和从所述弯曲部延伸的第2部分，至少所述第2部分附着在所述基板上，
在进行所述(b)工序时，
所述第一组引线配置为从与所述第一组电极的接合部，向与所述第二组电极相反的方向引出，
所述第二组的各引线配置为：所述第1部分与所述第二组的任何一个电极相对向，所述弯曲部配置在所述第1及第2直线之间的所述区域内，所述第2部分通过所述第一组电极之间，
所述(c)工序包括：
(c1)使所述半导体芯片以比所述基板还大的比率收缩，通过其收缩力，介由与所述第二组的任何一个电极接合的所述第1部分，向所述弯曲部施加收缩方向的力，以使所述弯曲部变形的步骤；以及
(c2)使所述基板以比所述半导体芯片还大的比率收缩，通过其收缩力，向附着在所述基板上的所述第2部分施加收缩方向的力，以使所述弯曲部变形的步骤。

6.  如权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其中，
在进行所述(b)工序时，
在沿着所述第1及第2直线方向的所述半导体芯片的两端部中近的一方的端部方向的、所述第一组的各引线旁边，所述第二组的1根引线的所述弯曲部从所述第1部分到第2部分，向所述近的一方的端部方向弯曲而成。

7.  如权利要求5或6所述的半导体装置的制造方法，其中，
所述(b)工序前，
所述第二组的2个或其以上的引线的最外侧的一对引线，在所述弯曲部从所述第1部分到所述第2的部分，向互相接近的方向弯曲而成，
在进行所述(b)工序时，
将所述2个或其以上的引线配置为：通过所述第一组的邻接的一对电极之间。

半导体装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及半导体装置及其制造方法。
背景技术
在COF(Chip On Film)的安装形态中，基板上装载有半导体芯片。
由于基板与半导体芯片的热膨胀系数不同，故根据其差异，形成于基板上的引线，由施加在与半导体芯片的电极接合部分上的力而产生弯曲。当半导体芯片相邻之间电极的间隙狭窄时，难以使引线不与所接合的电极相邻的电极接触。
发明内容
本发明的目的是防止引线与电极的接触。
(1)本发明的半导体装置，其中具有：
形成了第一及第二组引线的基板；
具有分别排列在夹持了平行的第1及第2直线之间的区域两侧的第一及第二组的电极的半导体芯片；
所述半导体芯片，以使所述第一组电极与所述第一组引线相对向，使所述第二组电极与所述第二组引线相对向的方式装载在所述基板上，
所述第一组引线，向从所述第二组电极分离的方向引出，
所述第二组的各引线，以通过所述第一组电极之间的方式引出，以在所述第1及第2直线之间的所述区域弯曲的方式形成而成。根据本发明，由于第二组的各引线是弯曲的，所以该弯曲部分更容易弯曲。由于已弯曲的部分位于第1及第2直线之间的区域，该区域是第一及第二组电极之间的区域，所以即使引线弯曲也难以接触电极。这样，就可以防止引线与电极的接触。
(2)在该半导体装置中，
所述第二组的各引线的至少与所述半导体芯片重叠的部分，可以附着在所述基板上。
(3)在该半导体装置中，
在沿着所述第1及第2直线方向的所述半导体芯片的两端部中近的一方的端部方向的、所述第一组的各引线旁边，所述第二组的1根引线也可以在所述第1及第2直线之间的所述区域内，向所述近的一方的端部方向弯曲并引出。
(4)在该半导体装置中，
形成为在所述第一组的邻接的一对电极之间，所述第二组的2个或其以上的引线通过，
所述2个或其以上的引线中最外侧的一对引线，可以在所述第1及第2直线之间的所述区域内，向相互接近的方向弯曲并引出。
(5)本发明的半导体装置的制造方法，其中包括：(a)在对形成了第一及第二组引线的基板、以及具有分别排列在夹持平行的第1及第2直线之间的区域的两侧的第一及第二组电极的半导体芯片进行加热的同时使其膨胀的工序；
(b)将所述第一组的任何一个电极与所述第一组的各引线接合，将所述第二组的任何一个电极与所述第二组的各引线的第1部分接合的工序；以及
(c)使所述半导体芯片及所述基板在散热的同时使其收缩的工序，
在进行所述(b)工序之前，
所述第二组的各引线还包括：从所述第1部分延伸的弯曲部；和从所述弯曲部延伸的第2部分，至少所述第2部分附着在所述基板上，
在进行所述(b)工序时，
所述第一组引线配置为从与所述第一组电极的接合部，向与所述第二组电极相反的方向引出，
所述第二组的各引线配置为：所述第1部分与所述第二组的任何一个电极相对向，所述弯曲部配置在所述第1及第2直线之间的所述区域内，所述第2部分通过所述第一组电极之间，
所述(c)工序包括：
(c₁)使所述半导体芯片以比所述基板还大的比率收缩，通过其收缩力，介由与所述第二组地任何一个电极接合的所述第1部分，向所述弯曲部施加收缩方向的力，以使所述弯曲部变形的步骤；以及
(c₂)使所述基板以比所述半导体芯片还大的比率收缩，通过其收缩力，向附着在所述基板上的所述第2部分施加收缩方向的力，以使所述弯曲部变形的步骤。根据本发明，第二组的各引线具有弯曲部，该弯曲部因基板与半导体芯片的收缩而进一步弯曲。弯曲部位于第1及第2直线之间的区域，因为该区域是第一及第二组电极之间的区域，所以即使弯曲部进一步弯曲也难以接触到电极。这样，就可以防止引线与电极的接触。
(6)在该半导体装置的制造方法中，
在进行所述(b)工序时，
在沿着所述第1及第2直线方向的所述半导体芯片的两端部中近的一方的端部方向的、所述第一组的各引线旁边，所述第二组的1根引线的所述弯曲部可以从所述第1部分到第2部分，向所述近的一方的端部方向弯曲。
(7)在该半导体装置的制造方法中，
所述(b)工序前，
所述第二组的2个或其以上的引线的最外侧的一对引线，在所述弯曲部从所述第1部分到所述第2的部分，向互相接近的方向弯曲而成，
在进行所述(b)工序时，
可以将所述2个或其以上的引线配置为：通过所述第一组的邻接的一对电极之间。
附图说明
图1是说明本发明的实施方式的半导体装置的图。
图2是图1所示的半导体装置的由点划线包围的部分的放大图。
图3是图2所示部分的III-III线剖面图。
图4是说明在本发明的实施方式中，使半导体芯片与基板散热的同时使其收缩的工艺的图。
图5是说明在本发明的实施方式中，使半导体芯片与基板散热的同时使其收缩的工艺的图。
图6是说明本发明的实施方式的半导体装置的第1变形例的图。
图7是说明本发明的实施方式的半导体装置的第2变形例的图。
图8是表示安装了本实施方式的半导体装置的电子模块的图。
图9是表示具有本实施方式的半导体装置的电子机器的图。
图10是表示具有本实施方式的半导体装置的电子机器的图。
图中：10—半导体芯片，12—集成电路，14—第一组电极，16—第二组电极，18—区域，20—基板，22—第一组引线，24—第二组引线，26—树脂，30—第一部分，32—弯曲部，34—第二部分，40—半导体芯片，42—第一组电极，44—第二组电极，50—基板，52—第一组引线，54—第二组引线，56—引线，60—半导体芯片，62—第一组电极，64—第二组电极，70—基板，72—第一组引线，74—第二组引线。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1是说明本发明的实施方式的半导体装置的图。图2是图1所示的半导体装置的由点划线包围部分的放大图。图3是图2所示部分的III-III线剖面图。
半导体装置具有半导体芯片10。半导体芯片10可以是具有长方形表面的形状(长方体)。在半导体芯片10上形成有集成电路12。也可以形成未图示的钝化膜(电绝缘膜)，以便覆盖集成电路12。
半导体芯片10具有沿第1直线L₁排列的第一组电极14。第一组电极14排成一列。第1直线L₁可以是与半导体芯片10的边缘(例如长方形表面的长边)平行的直线。第一组电极14可以排列在第1直线L₁与半导体芯片10的边缘之间。第一组电极14也可以以等间距排列。
半导体芯片10具有沿第2直线L₂排列的第二组电极16。第二组电极16排成一列。第2直线L₂可以是与半导体芯片10的边缘(例如长方形表面的长边)平行的直线。第2直线L₂也可以位于比第1直线L₁还靠近半导体芯片10的中央。第二组电极16可以排列在由第2直线L₂划分的一对区域中的靠近半导体芯片10的中央一侧。第二组电极16，也可以以不均等的间距排列。例如，如图2所示，也可以将第二组电极16排列成相邻电极之间的间距为P₁、P₂(P₁＜P₂)。将第二组电极16划分为每2个以上(图2是2个)时，划分为2个以上的电极的间距是P₁，划分为2个以上的电极与相邻的电极的间距是P₂。
第1及第2直线L₁、L₂平行延伸。第一及第二组电极14、16分别配置在夹持第1及第2直线L₁、L₂之间的区域18的两侧。第一及第二组电极14、16可以是焊盘及设置在其上的突起，也可以由金或铜等金属形成。第一及第二组电极14、16与半导体芯片10的内部电连接，第一及第二组电极14、16中2个以上的电极(所有电极或不是所有电极的多个电极)，电连接有集成电路12。第一及第二组电极14、16可以形成为从未图示的钝化膜露出。
半导体装置具有基板20。基板20可以是薄膜或平板。基板20由热膨胀率(例如线膨胀率)比半导体芯片10还大的材料形成。基板20，由于热传导率比半导体芯片10还低等原因，故散热性低也可以。基板20可以由聚酰亚胺树脂等树脂材料形成，也可以由树脂等有机材料与无机材料的混合材料形成。
在基板20上装载有半导体芯片10。半导体芯片10的安装形态可以是COF(Chip On Film)。半导体芯片10的具有第一及第二组电极14、16的面与基板20相对向。
在基板20上形成有第一组引线22。第一组引线22(其一部分)可以分别与第一组电极14(其一部分)相对向地进行接合。所谓接合，不仅是形成由两者的材料组成的金属共晶(体)，还包含在两者之间介入导电粒子的接合。第一组引线22，沿与成为第一组电极14排列基准的第1直线L₁交叉(例如正交)的方向延伸。第一组引线22向从第二组电极16(或第2直线L₂)分离的方向引出。
在基板20上形成有第二组引线24。第二组引线24(其一部分)可以分别与第二组电极16(其一部分)相对向地进行接合。所谓接合，不仅是形成由两者的材料组成的金属共晶(体)，还包含在两者之间介入导电粒子的接合。第二组引线24以与成为第二组电极16排列基准的第2直线L₂交叉(例如正交)的方式延伸着。第二组引线24沿接近第1直线L₁的方向从第二组电极16引出，与第1直线L₁交叉。
第二组的各引线24，以通过第一组电极14(或第一组引线22)之间的方式引出。详细来说，形成为在第一组的相邻的一对电极14之间通过第二组的2个或其以上(图2是2个)的引线24。
第二组的各引线24形成为在第1及第2直线L₁、L₂之间的区域18弯曲。在这里，所谓弯曲可以是弯曲为没有角的形状。通过没有角，从而第二组引线24即使变形，应力也不会集中在局部，所以难以断线。第二组的各引线24，除了第1及第2直线L₁、L₂之间的区域18内的部分，在设计上(与电极16接合之前)也可以形成为直线状(不弯曲)。
在图2中，在第一组各引线22的右邻，第二组的1根引线24，在区域18中，向半导体芯片10的右方向(参照图1)弯曲引出。从一般的角度来说，在第一组的各引线22的旁边(沿着第1及第2直线L₁、L₂方向的半导体芯片10的两端部中近的一方的端部方向的旁边)，第二组的1根引线24，在第1及第2直线L₁、L₂之间的区域18，向半导体芯片10的近的一方的端部方向弯曲引出。第二组的2个或其以上的引线24中最外侧的一对引线(图2例中的2根引线24)，在第1及第2直线L₁、L₂之间的区域18，向互相接近的方向弯曲引出。
第一及第二组的引线22、24的至少一方由铜等金属形成。第一组引线22(或第二组引线24)的整体附着在基板20上也可以，至少与半导体芯片10的重叠部分附着在基板20上也可以。所谓附着，不仅要介由粘接剂粘贴，还包括与基板20直接密接。
如图3所示，可以在半导体芯片10与基板20之间设置树脂(未充满材料或粘接剂)26。树脂26可以通过收缩力使第一及第二组的电极14、16以及第一及第二引线22、24相互压接。树脂26也可以在半导体芯片10与基板20之间吸收因两者热膨胀率的差而产生的应力。如果第二组引线24弯曲为没有角，则在设置树脂26时，其前驱体(液体或糊状体)的流动性或填充性好。
下面，对本实施方式的半导体装置的制造方法进行说明。在本实施方式中，准备上述的半导体芯片10及基板20。如图2所示，第二组的各引线24包括第一部分30，包括从第一部分30延伸的弯曲部32，包括从弯曲部32延伸的第二部分34。另外，第二组的各引线24的至少第二部分34(或整体)附着(例如，通过粘接剂粘接或直接密接)在基板20上。其特征是在进行后面叙述的接合或加热工序前就已经有了引线24。第二组的2个或其以上的引线24的最外侧的一对引线24可以在各自的弯曲部32，从第一部分30向第二部分34，向互相接近的方向弯曲。
在本实施方式中，将半导体芯片10与基板20加热。加热的目的，可以是为了使粘接半导体芯片10与基板20的热固化性粘接剂固化，也可以是为了接合第一及第二组电极14、16及第一及第二引线22、24，还可以为了两者。通过加热，半导体芯片10与基板20膨胀。
在本实施方式中，接合第一组的任何一个电极14(其一部分)与第一组的各引线22(其一部分)。接合第二组的任何一个电极16(其一部分)与第二组的各引线24的第一部分30(参照图2)。这些接合可以一边加热一边进行。或者也可以在接合前进行预加热，一边进行正式加热一边进行接合。
在接合时，第一组引线22配置为从与第一组电极14的接合部，向与第二组电极16相反的方向引出。第二组各引线24的第一部分30与第二组的任何一个电极16相对向。第二组的各引线24的弯曲部32配置在第1及第2直线L₁、L₂之间的区域18内。第二组的各引线24的第二部分34，通过第一组的电极14之间。
在接合时，在沿着第1及第2直线L₁、L₂方向的半导体芯片10的两端部中近的一方的端部方向(图1及图2中的右方向)的、第一组的各引线22的旁边，第二组的1根引线24的弯曲部32，从第一部分30向第二部分34，向半导体芯片10的近的一方的端部方向(图1及图2中的右方向)弯曲。另外，第二组的2个或其以上的引线24配置为通过与第一组的相邻的一对电极14之间。其他的详细内容，就其构成相当于上述的内容。
通过包含以上工艺的方法，可以制造本实施方式的半导体装置。而且，当半导体芯片10与基板20的热膨胀率(例如线膨胀率)有差异时，半导体装置的制造方法可以还包括使半导体芯片10与基板20在散热的同时使其收缩。
图4与图5是说明在本发明的实施方式中，使半导体芯片与基板在散热的同时使其收缩的工艺的图。基板20由线膨胀率比半导体芯片10还大的材料形成。例如基板20由树脂形成，半导体芯片10主要由硅形成。另外，半导体芯片10的散热性比基板20还高。
在本实施方式中，使半导体芯片10以比基板20还大的比率收缩。该收缩可以在半导体芯片10的散热性比基板20还高时，通过使半导体芯片10比基板20提前散热(或冷却)来使其发生。
如图4所示，通过收缩力，介由接合了第二组的任何一个电极16的第1部分30，向弯曲部32施加收缩方向的力，使该弯曲部32变形。所谓收缩方向的力，是从半导体芯片10的两端部向中心方向的力。即，在第1部分30上，施加从半导体芯片10的端部(详细来说，就是沿着第1及第2直线L₁、L₂方向的半导体芯片10的两端部中近的一方的端部)向半导体芯片10的中心方向的力。因此，由于第1部分30相对介由弯曲部32而连接的第2部分34，从半导体芯片10的端部向其中心方向移动，所以弯曲部32随之变形。
在图4中，位于第一组的各引线22的右邻(一般来说，就是引线22的、沿着第1及第2直线L₁、L₂方向的半导体芯片10的两端部中近的一方的端部方向的旁边)的第二组引线24变形为其弯曲部32的弯曲更大。
另一方面，在图4中，位于第一组的各引线22的左邻(一般来说，就是引线22的、沿着第1及第2直线L₁、L₂方向的半导体芯片10的两端部中近的一方的端部方向的旁边)的第二组引线24变形为其弯曲变小。
同样，通过收缩力，可以介由第一组的各引线22的、与第一组的任何一个电极14的接合部，从其接合部向延伸部分施加收缩方向的力，使其变形。第一组的各引线22沿半导体芯片10的端部(确切地说，就是沿着第1及第2直线L₁、L₂方向的半导体芯片10的两端部中近的一方的端部)方向，从电极14弯曲。
然后，使基板20以比半导体芯片10还大的比率收缩。该收缩，在半导体芯片10的散热性比基板20还高时，也可以使半导体芯片10及基板20散热(或冷却)，在半导体芯片10先收缩之后再使其发生。
如图5所示，通过收缩力，向附着在基板20上的第2部分34施加收缩方向的力，使弯曲部32变形。所谓收缩方向的力，就是从基板20的两端部向中心方向的力。即，在第2部分34上施加从基板20的端部(详细来说，就是沿着第1及第2直线L₁、L₂方向的基板20的两端部中近的一方的端部)向基板20的中心方向的力。因此，由于第2部分34相对介由弯曲部32而连接的第1部分30，从基板20的端部向其中心方向移动，所以弯曲部32随之变形。
在图5中，位于第一组的各引线22的右邻(一般来说，就是引线22的、沿着第1及第2直线L₁、L₂方向的基板10的两端部中近的一方的端部)的第二组的引线24变形为：其弯曲部32向返回的方向弯曲。其结果，可以在弯曲部32上形成向第一组的各引线22的右方向(一般来说，就是引线22的、沿着第1及第2直线L₁、L₂方向的基板20的两端部中近的一方的端部)的凸部(或突起)。
另一方面，在图5中，位于第一组的各引线22的左邻(一般来说，就是引线22的、沿着第1及第2直线L₁、L₂方向的基板22的两端部中远的一方的端部方向的旁边)的第二组引线24变形为其弯曲变大。
同样，通过收缩力，可以介由第一组的各引线22的、与第一组的任何一个电极14的接合部，向从其接合部延伸的部分施加收缩方向的力，使其变形。第一组的各引线22的、在上述工艺中已经弯曲的部分(参照图4)向返回方向变形。其结果，也可以在已弯曲的部分上形成向第一组的各引线22的右方向(一般来说，就是引线22的、沿着第1及第2直线L₁、L₂方向的基板20的两端部中近的一方的端部方向)的凸部(或突起)。
本发明的半导体装置也可以包含经过上述工艺而得到的结构。另外，本实施方式的半导体装置的制造方法也可以包含可以从上述半导体装置的说明导出的工艺。
根据本实施方式，由于第二组的各引线24是弯曲着的，所以其弯曲部32更容易进行弯曲。由于弯曲部32位于第1及第2直线L₁、L₂之间的区域18，该区域18是第一及第二组电极14、16之间的区域，所以即使引线24弯曲，也难以与电极14、16接触。这样，就可以防止引线24与电极14、16的接触。
(变形例)
图6是说明本实施方式的半导体装置的第1变形例的图。半导体芯片40具有第一及第二组电极42、44(这些分别相当于上述第一及第二组电极14、16的内容)。基板50具有第一及第二组引线52、54(这些分别相当于上述第一及第二组的引线22、24的内容)。在本变形例中，至少一根(图6是1根)引线56排列在第二组的一对引线54之间。引线56也可以是一直延长的。关于这一点以外，本变形例相关的半导体装置，相当于上述实施方式所说明的内容。
另外，即使在本变形例中，也适用参照图4与图5所说明的内容，也可以使引线52、54、56变形。再者，引线56的变形相当于参照了图4与图5的引线22的变形相关的内容。
图7是说明本发明的实施方式的半导体装置的第2变形例的图。半导体芯片60具有第一及第二组的电极62、64(这些分别相当于上述第一及第二组电极14、16的内容)。但是，第一及第二组电极62、64排列成锯齿状。基板70具有第一组引线72(这相当于上述第一组引线22的内容)。
基板70具有第二组引线74(这相当于上述第二组引线24的内容)。1根引线74排列在一对引线72之间，1根引线72排列在一对引线74之间。引线74是弯曲的，其详细内容相对于参照图2所说明的引线24相关的内容。但是，在本变形例中，全部引线24向沿着第1及第2直线L₁、L₂方向的半导体芯片10的两端部中近的一方的端部方向弯曲地引出而成。这一点，与图2中一对引线22之间的2根引线24互相接近是不同的。关于这一点以外，本变形例的半导体装置，相当于上述实施方式所说明的内容。
另外，即使在本变形例中，也适用参照图4与图5所说明的内容，也可以使引线72、74变形。再者，引线72的变形，相当于参照图4与图5的引线22的变形相关的内容。另一方面，引线74的变形，相当于图2中，位于引线22的右邻(一般来说，就是沿着第1与第2直线L₁、L₂方向的半导体芯片10的两端部内近的一方的端部方向的、第一组的各引线22的旁边)的引线24的变形的内容。
图8中示出安装了上述实施方式所说明的半导体装置1的电子模块(例如液晶模块)1000。作为具有该半导体装置的电子机器，图9表示笔记本型个人电脑2000，图10中表示移动电话3000。
本发明并不限于上述实施方式，能进行各种变形。例如，本发明包含与实施方式说明的构成实质相同内容的构成(例如，功能、方法以及结果相同的构成，或目的及结果相同的构成)。另外，本发明包含将不是实施方式所说明的构成本质的部分进行了置换的构成。此外，本发明包含达到与实施方式说明的构成相同的作用效果的构成或能达到同样目的构成。再有，本发明包含在实施方式说明的构成上附加了公知技术的构成。而且，本发明包含将实施方式说明的技术事项的任何一项限定性地除外的内容。或者，本发明包含从上述实施方式将公知的技术限制性地除外的内容。