半導體器件的內引線結構的製作方法
2023-09-20 21:09:20
專利名稱：半導體器件的內引線結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種半導體器件的內引線結構，更具體的，涉及半導體器 件的內引線結構用橋接結構。
背景技術：
內引線被廣泛用於半導體集成電路、分立元器件和模塊等半導體器件的封 裝中，以完成晶片與引線框架內引腳的連接，如圖1所示，晶片l通過內引線3與引線腳的配線區21連接，形成半導體晶片1向外部交換傳遞電信號的路徑。目前的內引線主要有金線、鋁線等材料並藉助專用設備完成晶片和引線框 架內引腳的連接。但隨著國際市場黃金價格的持續走高，金線的成本也越來越 高，而鋁線的設備投資大且工藝上有很多局限性。於是，近些年來又開發了用 銅線或合金線來替代金線和傳統的鋁線工藝。雖然銅線能明顯降低成本和提高 電性能，但在實際工藝中，凸現出銅線(《直徑2mil， lmil=0.001英寸)在直 接焊接的過程中存在很多工藝問題，使得發展直徑4mil、 5mil、 6mil…銅線焊 接技術更加困難和停滯不前。具體的，通過銅線經高壓放電形成銅球，然後銅 球和晶片表面在一定溫度下，通過金線焊接機施以壓力、超聲波能量的作用， 達到焊接目的。由於在銅球形成過程中，分子再結晶和銅球表面的氧化使得銅 球變得很硬，堅硬的銅球31在焊接過程中極易發生脫焊(如圖2A所示)，或 者擠掉被焊接晶片l表面的金屬層ll諸如鋁層(如圖2B所示)，甚至將金屬 層11和晶片1打碎或打裂，隨著線徑變粗，這種問題更加突出。而發生上述 問題的器件往往又不能在成品測試中被篩選出來，使得產品可能有潛在的可靠 性問題。雖然目前依靠增加晶片表面金屬厚度來減少發生可靠性問題的概率， 這樣又增加了晶元廠的成本、生產周期和效率等。由於上述銅線直接焊接的工 藝應用存在的局限性，至今也沒能達到大規模應用，無法替換金線。因此，為了降低封裝成本，既需要用其它金屬代替金線作為半導體器件的內引線，同時又要克服利用其它金屬作為內引線帶來的工藝上的缺陷、提高生 產效率及產品可靠性。實用新型內容為實現上述目的，本實用新型提供一種半導體器件的內引線結構，包括用 來電連接引線框架與裝載在所述引線框架上晶片的內引線，其特徵在於在所 述晶片的表面對應與內引線連接的焊接區域焊接有橋接結構，所述內引線焊接 在所述橋接結構上。所述橋接結構為金屬介質，具體的，為至少一個金球或金合金物形成的球 狀介質。通過本實用新型所述的橋接結構，在銅材料等作為內引線時，銅引線焊接在所述金球上，這樣，金球起到了很好的緩衝作用，避免了堅硬的銅球直接與晶片表面接觸，既徹底解決有現有技術細銅線直接焊接在晶片表面的缺陷，也為更粗的銅線應用提供了很好的解決方案，同時利用銅線與橋接結構連接的內引線結構，可以代替金線作為內引線，大大降低了封裝成本、提高了生產效率 及產品可靠性。以下將結合附圖對本實用新型的構思、具體結構及產生的技術效果作進一 步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特徵和效果。
圖1為現有技術的半導體器件的內引線結構圖；圖2A、 2B為現有的銅線焊接工藝的放大示意圖；圖3為本實用新型的半導體器件的內引線結構示意圖；圖4A、 4B為本實用新型內引線結構中橋接結構的放大示意圖；圖5為本實用新型的一個具體實施例的內引線結構的放大示意圖；圖6為本實用新型內引線結構裝配的俯視圖。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型的實施例。如圖3所示為本實用新型的半導體器件的內引線結構，引線框架2的配線區域21通過內引線3與晶片1形成電連接。在對應連接內引線3的晶片1表 面的焊接區域，設置有金球32，作為橋接結構，所述內引線3與金球32連接， 實現引線框架2與晶片1的電連接。在實施例中，銅線作為晶片1與引線框架2的配線區域21電連接的內引 線3，如圖4A、 4B所示，在銅線3焊接到晶片上之前，利用金線焊接設備在芯 片1表面焊接區域上對應將要焊上的銅線3的位置和數量，在相應位置上焊上 金球32。然後，再利用現有的工藝，將銅線3的端部經高壓放電形成銅球31， 在一定溫度下，通過金線焊接設備施以壓力、超聲波能量的作用，將銅球31 焊接在金球32上，這樣金球32作為銅線3和晶片l表面之間的橋介質，避免 了堅硬的銅球31直接接觸到晶片1表面，不會發生脫焊，更不會將金屬層ll 打碎或打裂，金屬層ll保持完好。因此，通過金球32作為橋接結構的緩衝作 用，徹底解決了將銅球31直接焊接到晶片l上的工藝缺陷。具體的，如圖5所示，焊接的金球32可以為一個或多個，以疊加或並列 的方式焊接在晶片1的表面焊接區域內，內引線3的銅球31焊接在並列或疊 加的金球32上，構成本實用新型的內引線結構。圖6為本實用新型內引線結構裝配的俯視圖，由圖可見，在晶片l表面對 應銅線3焊接的位置，焊接有金球32，金球32分布焊接在晶片1上，銅線3 的銅球31焊接在所述金球32上，使晶片1與引線框架2形成電連接。在具體實施例中，可以用其它金屬諸如鋁替代銅作為內引線。還可以用諸 如金合金物焊接在晶片表面作為橋接結構。所述橋接結構不限於球狀，還可為 方形或不規則形狀等任意形狀。所述的橋接結構可應用在半導體集成電路、半導體分立元器件和半導體集 成電路模塊的內引線鍵合面上，還可以用在MOSFET系列，JFET、 SCR、 IGBT、 二極體、電晶體等功率器件上。綜上所述，本說明書中所述的只是本實用新型的較佳具體實施例，以上實 施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制。凡本技術領域中技術人員依本實用新型的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可 以得到的技術方案，皆應在本實用新型的權利要求保護範圍之內。
權利要求1、一種半導體器件的內引線結構，包括用來電連接引線框架與裝載在所述引線框架上晶片的內引線，其特徵在於在所述晶片的表面對應與內引線連接的焊接區域焊接有橋接結構，所述內引線焊接在所述橋接結構上。
2、 如權利要求1所述的半導體器件的內引線結構，其特徵在於，所述橋接 結構為金屬介質。
3、 如權利要求2所述的半導體器件的內引線結構，其特徵在於，所述金屬介質為金或金合金物形成。
4、 如權利要求2所述的半導體器件的內引線結構，其特徵在於，所述金屬 介質為球狀。
專利摘要本實用新型涉及一種半導體器件的內引線結構，包括用來電連接引線框架與裝載在所述引線框架上晶片的內引線，其特徵在於，在所述晶片的表面對應與所述內引線連接處焊接有橋接結構，所述橋接結構為金屬介質，具體的，為金球或金合金球。半導體器件的內引線結構通過所述的橋接結構使內引線與所述晶片形成電連接，徹底解決了完全使用其它金屬材料如銅作為內引線的工藝上的缺陷，提高了生產效率及產品的可靠性，同時比使用金線作為半導體器件的內引線大大節省了成本。
文檔編號H01L23/485GK201112381SQ20072007434
公開日2008年9月10日 申請日期2007年9月3日 優先權日2007年9月3日
發明者施震宇, 曾小光, 羅禮雄, 褚衛兵, 陳衛東 申請人:葵和精密電子(上海)有限公司