專利名稱：具有偽鍵合線的半導(dǎo)體集成電路器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路(IC)器件，特別是本發(fā)明涉及一種帶有偽鍵合線的半導(dǎo)體集成電路器件，這種偽鍵合線用于防止在模制操作期間由于金屬線的擺動而引起短路。
半導(dǎo)體集成電路器件需要一種與外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)電連接的通信裝置，例如鍵合焊盤。這種電連接的最常用的方式是采用鍵合線將這些鍵合焊盤與基片(引線框或印刷電路板)上的相應(yīng)的引線(或有線連接的圖形)相連接。所述的鍵合線通常是用金、鋁或其合金制成。
當(dāng)前集成電路設(shè)計和制造工藝的快速發(fā)展迫切要求提高半導(dǎo)體集成電路器件的集成度和減小其尺寸。因此，隨著鍵合焊盤的尺寸和間距以及引線的寬度和間距的減小，引線和鍵合焊盤的數(shù)量呈增多趨勢。此外，由于半導(dǎo)體集成電路器件的生產(chǎn)條件所限，引線的間距的減小不可能是無限的。所以，在引線和芯片之間的空間應(yīng)增大，以使更多的引線能夠圍繞著芯片布線，而且需要增大將引線與芯片連接的鍵合線的長度。當(dāng)模制樹脂被注入模具空腔內(nèi)時，由于樹脂流前導(dǎo)的作用，長度長的鍵合線更易于被移位或被拖動，從而與相鄰的鍵合線發(fā)生接觸和造成該器件短路。這種情況的存在限制了器件尺寸的進(jìn)一步減小。
在轉(zhuǎn)化模制操作期間要防止金屬線的擺動，同時采用長金屬線是實(shí)現(xiàn)器件尺寸減小的重要途徑。減小器件尺寸，以使每個晶片上的器件數(shù)量增加，這樣可以提高生產(chǎn)力和降低生產(chǎn)成本。在各種半導(dǎo)體集成電路器件的制造過程中，金屬線的擺動是一個共同存在的問題，特別是帶有大量I/O管腳的多管腳封裝和薄封裝，金屬線的擺動更是制造中的難題。
當(dāng)前的批量生產(chǎn)允許所制造的集成電路器件帶有的鍵合線的最大尺寸是200密耳。鍵合線長度的最大值是由模制操作工藝所決定的，而與金屬線連接操作本身無關(guān)。也就是說，盡管線鍵合操作允許采用的金屬線尺寸是250密耳，但是由于在模制操作期間模制樹脂流動造成金屬線擺動，因此不可能使用200密耳長的或更大規(guī)格的金屬線。
下面將參照附

圖1-附圖4說明在現(xiàn)有的半導(dǎo)體集成電路器件中存在的金屬線擺動現(xiàn)象。圖1是描述常規(guī)的半導(dǎo)體集成電路器件的平面圖；圖2是沿圖1的Ⅱ-Ⅱ剖線剖開的斷面圖；圖3是描述由于模制樹脂流動造成的鍵合線擺動情況的平面圖，圖4是沿圖3的Ⅳ一Ⅳ剖線剖開的斷面圖，說明了在金屬線擺動之前和之后的鍵合線的位置。
圖1中所示的集成電路器件是一種通常稱為QFP(方形扁平封裝)的多針封裝。在制造這種器件進(jìn)行金屬線連接操作時，芯片10由鍵合線30連接到引線框20上，之后準(zhǔn)備進(jìn)行模制操作。芯片10安裝在引線框20的管芯焊墊22上，這種管芯焊墊22通過多個(例如4個)位于引線框20的角落上的連桿26配置在引線框20上。引線框20的引線24通過鍵合線30與相應(yīng)的鍵合焊盤12電連接。
這些器件將接受模制操作。其中的芯片、電連接和管芯焊墊將被模制樹脂所密封。在圖中虛線40所示的區(qū)域內(nèi)將被樹脂灌封。圖2是沿圖1的Ⅱ-Ⅱ剖線剖開的斷面圖，表示該器件正位于模具空腔50內(nèi)，允許模制復(fù)合體流注入的門52放置在圖1中的四個連桿26之一的附近之處。模制樹脂流通過門52注入模具空腔，其流動方向用標(biāo)號42表示，這些樹脂填滿了由上和下模具二等分50A,50B所形成的空腔54。
模制樹脂是具有高粘度的液體，鍵合線在模制樹脂流注入塑?？涨?4時朝著注入方向撓性彎曲或被拖動。圖3表示了模制樹脂流42造成金屬線擺動的情況。圖3所示的大部分鍵合線30在模制樹脂流的扭彎力作用下都存在不同幅度的擺動，特別是最靠近連桿26的金屬線30a(最外側(cè)的金屬線30a)，它承受了朝著相鄰金屬線30b接觸的最大的彎曲力的作用，造成該器件短路(圖3的S點(diǎn))。圖4是沿圖1和3的Ⅳ一Ⅳ剖線剖開的斷面圖，說明了在金屬線擺動之前和之后的鍵合線的位移情況。
在圖4中，用實(shí)線表示在模制操作之前的金屬線，用虛線表示在模制操作之后的金屬線。如圖4所示，最外側(cè)的金屬線30a的位移明顯大于其他金屬線30b和30c，以致使最外側(cè)的金屬線30a與相鄰的金屬線30b相接觸和造成短路。其余的金屬線30b和30c也經(jīng)受了一定量的位移，但不會相互間接觸和發(fā)生短路。下面將分析最外側(cè)的金屬線30a經(jīng)歷最大位移的原因。
最外側(cè)的金屬線30a與其靠近連桿26側(cè)的相鄰的金屬線之間的距離(d1)大于金屬線30b和另一相鄰金屬線30c之間的距離(d2)。這是因?yàn)檫B桿26是處于引線框的角落上的緣故。當(dāng)模制樹脂流注入模具空腔時，最外側(cè)的金屬線30a比其他金屬線30b和30c經(jīng)受到的彎曲力大得多，朝向其他金屬線的接觸力也大得多。表示各鍵合線擺動量的擺動程度，就最外側(cè)的金屬線30a而言是4-6％，就其余的金屬線30b和30c而言是2-3％。這里，術(shù)語‘?dāng)[動的幅度’是這樣定義的金屬線中心的位移/金屬線長度×100。
關(guān)于圖1-4中所示的集成電路器件，其鍵合焊盤12的間距是75μm,引線24的間距是200μm(以金屬線的內(nèi)端為基準(zhǔn))，因此相鄰線的中心線之間的距離大約為136.5μm。此外，最外側(cè)的金屬線30a的長度是218密耳。如果最外側(cè)的金屬線30a與相鄰的金屬線30b的位移比例分別是6％和3％，則最外側(cè)的金屬線30a和相鄰金屬線30b的位移量分別是13密耳(=325μm)和6,5密耳(=162.5μm)。因此，在金屬線30a與相鄰的金屬線30b之間的位移量之差(=162.5μm)遠(yuǎn)大于它們之間的距離(136.5μm)，從而引起線間接觸短路。
為了避免金屬線擺動引起的問題，半導(dǎo)體集成電路器件的制造商增加了位于芯片角落上的鍵合焊盤的間距，以保證在相鄰金屬線之間具有足夠大的空間，這樣當(dāng)出現(xiàn)金屬線擺動現(xiàn)象時，不會造成金屬線之間的接觸或短路。但是這種方案的不可取之處在于它是與當(dāng)今減小芯片尺寸的發(fā)展趨勢背道而馳的。
美國Hara的專利US-P5,302,850提出了另一種方案，致力于模具空腔結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。也就是說，將流入口62a和62b分別設(shè)置在上和下模具部件的中心，同時已有的模具在下模具部件的范圍內(nèi)帶有一個流入口。根據(jù)USP5,302,850，樹脂流的流動方向和連接半導(dǎo)體集成電路器件引線的鍵合線的方向均為大致沿著器件中心線的徑向輻射，這樣布置是為了防止金屬線擺動。
但是，這種方案的不足之處在于，封裝當(dāng)經(jīng)過模制操作之后形成封裝體，由于流入口的存在，它的上和底表面的中心處帶有毛刺，這些毛刺有損于隨后進(jìn)行的加標(biāo)記的工藝的可靠性，在這一工藝中，需將商標(biāo)名和制造商的名稱印到有關(guān)封裝的外表面上。而且，這種方案需要添置新的模制設(shè)備。
因此，本發(fā)明的目的是解決在模制操作期間產(chǎn)生的與金屬線擺動有關(guān)的問題。
本發(fā)明允許在增加半導(dǎo)體集成電路器件內(nèi)的金屬線的長度的同時，減小該器件的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明，所提供的半導(dǎo)體集成電路器件提高了生產(chǎn)力，并且降低了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體集成電路(IC)器件，它包括一個半導(dǎo)體集成電路芯片，具有一個帶有多個側(cè)面的有源表面，和多個沿著所述側(cè)面形成于該有源表面上的鍵合焊盤；一個襯底，具有多個延伸到所述芯片并且離開所述芯片的引線；多個鍵合線，將所述引線與相應(yīng)的鍵合焊盤中的對應(yīng)的一個電連接；一個包封所述芯片、襯底和鍵合線的封裝體，由灌入模具空腔內(nèi)的液態(tài)模制樹脂構(gòu)成；其中，所述鍵合線中的一根或多根(外露線)直接暴露在注入模具空腔內(nèi)的模制樹脂流的前端處，因此它們比其他鍵合線更易于產(chǎn)生金屬線的擺動；其中所述器件還具有至少一根偽鍵合線，它保護(hù)所述外露線直接暴露在模制樹脂流的前端處。
本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體集成電路(IC)器件，它包括一個半導(dǎo)體集成電路芯片，具有一個帶有多個側(cè)面的有源表面，和多個沿著所述側(cè)面形成于該有源表面上的鍵合焊盤；一個襯底，具有多個延伸到所述芯片并且離開所述芯片的引線；
多個鍵合線，將所述引線與相應(yīng)的鍵合焊盤中的對應(yīng)的一個電連接；一個包封所述芯片、襯底和鍵合線的封裝體，由灌入模具空腔內(nèi)的液態(tài)模制樹脂構(gòu)成；其中，所述鍵合線包括一或多根特定的鍵合線，所述特定的鍵合線與相鄰的鍵合線之間比與其他的鍵合線之間分隔有較大的空隙，并且所述鍵合線還具有至少一根偽鍵合線，它的高度與所述特定的鍵合線的高度相同，所述偽鍵合線布置在所述特定的鍵合線和其相鄰的鍵合線之間。
本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體集成電路(IC)器件，它包括一個半導(dǎo)體集成電路芯片，具有一個帶有多個側(cè)面的有源表面，和多個沿著所述側(cè)面形成于該有源表面上的鍵合焊盤；一個襯底，具有多個延伸到所述芯片并且離開所述芯片的引線；多個鍵合線，將所述引線與相應(yīng)的鍵合焊盤中的對應(yīng)的一個電連接；一個包封所述芯片、襯底和鍵合線的封裝體，由灌入模具空腔內(nèi)的液態(tài)模制樹脂構(gòu)成；其中，所述鍵合線包括至少一根第一鍵合線和至少一根第二鍵合線，所述的第一鍵合線的高度小于第二鍵合線的高度，并且與所述第二鍵合線相鄰布置，其中所述的鍵合線還包括至少一根偽鍵合線，它的高度與所述第一鍵合線的高度相同，所述偽鍵合線布置在所述第一鍵合線和其相鄰的第二鍵合線之間。
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，相信通過以下說明，將更有助于對本發(fā)明的各特征及其優(yōu)越性的理解。各圖中類似的標(biāo)號表示這些部件具有類似的結(jié)構(gòu)。這些附圖的內(nèi)容是圖1是描述常規(guī)的半導(dǎo)體集成電路器件的平面圖；圖2是沿圖1的Ⅱ-Ⅱ剖線剖開的斷面圖；圖3是描述由于模制樹脂流造成的鍵合線擺動情況的平面圖；圖4是沿圖3的Ⅳ一Ⅳ剖線剖開的斷面圖，說明了在金屬線擺動之前和之后的鍵合線的位置；圖5是說明模具的斷面圖，其中灌入模制樹脂流的門的位置改變到圖中的防止金屬線擺動的位置；圖6是說明模制操作之前的鍵合線布線方案的示意圖，這種布線用于分析金屬線擺動現(xiàn)象的仿真設(shè)備中；圖7是模制操作之后的圖6的鍵合線布線方案的示意圖；圖8是說明本發(fā)明的第一個實(shí)施例的采用偽鍵合線的半導(dǎo)體集成電路器件封裝的局部剖開的示意圖；圖9是說明在圖8的器件的模制操作期間偽鍵合線的布線方案的局部放大平面圖；圖10是沿圖9的Ⅹ-Ⅹ線剖開的斷面圖；圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的第二個實(shí)施例在半導(dǎo)體集成電路器件中采用偽鍵合線及其布線方案的局部平面圖；圖12是沿圖11的Ⅻ一Ⅻ線剖開的斷面圖；圖13是說明本發(fā)明的采用偽鍵合線的半導(dǎo)體集成電路器件另一個封裝的平面圖；圖14是說明根據(jù)本發(fā)明的第三個實(shí)施例在半導(dǎo)體集成電路器件中采用偽鍵合線及其布線方案的局部平面圖；圖15是沿圖14的ⅩⅤ-ⅩⅤ線剖開的斷面圖；以及圖16是說明根據(jù)本發(fā)明的第四個實(shí)施例在半導(dǎo)體集成電路器件中采用偽鍵合線及其布線方案的局部平面圖。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方案，所提供的半導(dǎo)體集成電路器件包括一個半導(dǎo)體集成電路芯片，具有一個帶有多個側(cè)面的有源表面，和多個沿著所述側(cè)面形成于該有源表面上的一個襯底，具有多個延伸到所述芯片并且離開所述芯片的引線；通過鍵合線，鍵合焊盤與相應(yīng)的引線中的對應(yīng)的一根電連接；一個包封所述芯片、襯底和鍵合線的封裝體，由注入模具空腔內(nèi)的模制樹脂構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方案的這種器件具有一根或多根外露的鍵合線，術(shù)語外露的含義指在模制操作期間金屬線直接暴露在灌入模具空腔內(nèi)的模制樹脂流的前端處，因此如上所述它們比其他鍵合線承受更大的使金屬線產(chǎn)生擺動的力。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方案的這種器件還具有至少一根偽鍵合線，它保護(hù)所述外露線直接暴露在模制樹脂流的前端處。本發(fā)明的器件中所用的外露線可以是連接最外側(cè)的鍵合焊盤到相對應(yīng)的最外側(cè)金屬線的鍵合線，或是第一金屬線，它是指與具有與第一金屬線的高度不同的第二金屬線相鄰的第一金屬線。在模制時，偽鍵合線可以是連接管芯焊墊到連桿的兩根第一金屬線，或可以是連接偽鍵合焊盤到最外側(cè)引線的鍵合線。對于后者的情況，偽鍵合線可以是連接絕緣焊盤到上述外露金屬線所連接的引線的鍵合線。或者，偽金屬線可以是連接絕緣焊盤到上述偽引線的鍵合線。
本發(fā)明的第一方案所述的半導(dǎo)體集成電路器件中的襯底可以是引線框或是一個印刷電路板，所述的器件可以選用QFP,TQFP,PLCC,SOP或TSOP。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方案，半導(dǎo)體集成電路器件包括一或多個特定的鍵合線，它們與相鄰的鍵合線之間具有比與其他的金屬線之間的間距更大的間隔。該器件還包括至少一個高度與所述特定的鍵合線相同的偽鍵合線，偽鍵合線配置在所述確定的鍵合線和它們的相鄰金屬線之間。
本發(fā)明的第二方案所述的半導(dǎo)體集成電路器件中的偽鍵合線是連接最外側(cè)鍵合焊盤到相應(yīng)的某個最外側(cè)引線的鍵合線。所述偽鍵合線是連接管芯焊墊到連桿的兩個鍵合線。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方案，半導(dǎo)體集成電路器件包括至少一個第一鍵合線和至少一個第二鍵合線，所述的第一和第二金屬線具有不同的高度。第一金屬線帶有特定的鍵合線，它們與相鄰的第一鍵合線之間具有比與其他的金屬線之間的間距更大的間隔。并且偽鍵合線高度與所述特定的鍵合線相同，偽鍵合線配置在所述特定的鍵合線和它們的相鄰金屬線之間。
本發(fā)明的第三方案所述的半導(dǎo)體集成電路器件中的第二金屬線可以是連接鍵合焊盤到電源端或地端的鍵合線。偽鍵合線可以是連接絕緣焊盤到上述特定金屬線所連接的引線的鍵合線。或者，偽鍵合線可以是連接絕緣焊盤到上述偽引線的鍵合線。
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。各附圖中的類似的和相同的部件采用類似的和相同的標(biāo)號表示。
圖6是說明在模制操作之前鍵合線如何布線的示意圖，這種布線方案用于分析金屬線擺動現(xiàn)象的仿真實(shí)驗(yàn)；圖7是說明在模制操作之后圖6的鍵合線如何布線的示意圖。影響金屬線擺動的參數(shù)是模制樹脂流的粘度和流量，金屬線的長度和高度，以及模制樹脂流相應(yīng)于鍵合線的角度等等。使最外側(cè)的金屬線擺動的最主要的和起支配作用的原因是相鄰的金屬線之間的距離或間隔。因此，金屬線擺動的程度與金屬線暴露在模制樹脂流前導(dǎo)的程度密切相關(guān)。為了證實(shí)此點(diǎn)，我們進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。
如同圖6所示，將芯片110的四個邊之一分成A、B、C、D四段。段A內(nèi)包含具有較低高度的鍵合線，段B和D內(nèi)包含具有較高高度的鍵合線，段C內(nèi)沒有金屬線。在完成如圖7所示的模制操作后，每段出現(xiàn)了最嚴(yán)重的金屬線擺動情況，使直接暴露在模制樹脂流前導(dǎo)的最外側(cè)的金屬線130a,130b,130d發(fā)生短路。
仿真實(shí)驗(yàn)的條件和結(jié)果如下·封裝類型208QFP·引線框120的引線間距200μm·芯片110的尺寸4675μm×4675μm·鍵合焊盤112的間距75μm·鍵合線130的直徑1.3密耳(=32.5μm)·鍵合線130的高度180-200μm(h1)450-470μm(h2)·鍵合線130的長度182-218μm·金屬線擺動的幅度2.6％(對于130a)1.0-1.3％(對于所有分段A的金屬線，除了最外側(cè)金屬線130b)4％(對于130d)1-2％(對于所有分段D的金屬線，除了最外側(cè)金屬線130d)這個結(jié)果表明最早接觸模制樹脂流前端的最外側(cè)金屬線130a,130b,130d承受了最嚴(yán)重的金屬線擺動，因此使集成電路器件發(fā)生短路。分段B的金屬線的相鄰金屬線之間的間隔與分段A類似，但是各相鄰金屬線具有不同的高度，分段B的金屬線所經(jīng)受的金屬線擺動的嚴(yán)重程度幾乎與分段D的金屬線擺動幅度相同。分段D位于沒有金屬線的分段C之后，因此在分段D內(nèi)的金屬線130d經(jīng)受到模制樹脂流的嚴(yán)重和直接的彎曲力的作用。另一方面，分段A內(nèi)的金屬線比其他分段內(nèi)的金屬線經(jīng)受較小的擺動。但是分段A內(nèi)的金屬線的高度太小，所提供的連接強(qiáng)度不夠，這會對集成電路器件的大批量生產(chǎn)帶來困難。
可以認(rèn)為，特定的金屬線(最早受到流入模具空腔的模制樹脂流的沖擊)的擺動是非常有意義的，可以減少上述的金屬線外部受力問題，能夠防止或有效地減少金屬線的擺動。而且，所有接觸樹脂流前端的金屬線具有相類似的程度，使每根線的擺動幅度相同或相類似。此外，該器件的設(shè)計使金屬線的擺動和短路不會影響器件的正常功能。下面介紹本發(fā)明的特定的實(shí)施例。
圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的采用偽鍵合線的半導(dǎo)體集成電路封裝的局部斷面圖；圖9是在圖8的器件模制操作期間說明偽鍵合線的布線方案的局部放大的平面圖；圖10是沿圖9的剖線Ⅹ-Ⅹ剖開的斷面圖。參照圖8-10，半導(dǎo)體集成電路器件包括一個半導(dǎo)體芯片110，它帶有一個包括多個(例如四個)側(cè)邊的有源表面114，和多個形成于所述有源表面上的沿著側(cè)邊的鍵合焊盤112。芯片110裝在引線框120的管芯焊墊122上。連桿126從管芯焊墊122的角落延伸，在封裝組裝過程中支撐管芯焊墊122和芯片110。引線框120的引線124從芯片110向外引出，并且圍繞該芯片布線，引線124從四面徑向朝芯片110延伸。
引線124通過鍵合線130與相應(yīng)的某個鍵合焊盤112實(shí)現(xiàn)電連接。芯片110、引線124和鍵合線130被密封在圖示的封裝體140中，引線124向140外延伸的局部形成了適于安裝到外部的印刷電路板PCB(圖中未示出)上的構(gòu)形，從而制成了一個封裝100。圖8所示的封裝是QFP的一個實(shí)施例。除了最外部的金屬線130e,130f以外，每根金屬線130在相鄰的金屬線之間具有相同的間隔或間距。在連桿126兩側(cè)的最外部的金屬線130e,130f的間距比其他金屬線的間距要大。當(dāng)模制樹脂流入模具空腔時，最早接觸樹脂流前端的最外部的金屬線130e出現(xiàn)最強(qiáng)的擺動和使相鄰的金屬線發(fā)生短路。為了避免金屬線擺動和發(fā)生短路，多個(例如兩個)偽鍵合線132(132a,132b)安裝在連桿126附近，以便減小最外部的金屬線130e,130f的間隔，使最外部的金屬線130e擺動的幅度接近于其他的金屬線，防止了短路的發(fā)生。
偽鍵合線132可以通過將連桿126與未裝有芯片110的管芯焊墊的其余部分耦連而形成。為了減小模制樹脂流施加到最外部的金屬線130e上的作用力，最好使偽鍵合線132的高度與最外部的金屬線130e的高度相同。作為一個實(shí)際問題，很容易將偽鍵合線132的高度控制到恰好是一個耦合點(diǎn)，因?yàn)榫€鍵合操作完全是自動完成的。
非常重要的是應(yīng)當(dāng)配置偽鍵合線132，使偽鍵合線132和最外側(cè)金屬線130e之間的間隔幾乎相同或與其他金屬線130相同。相反，在偽鍵合線132和相對面的最外側(cè)金屬線130f之間的間隔不具有上述特點(diǎn)。采用這種布線方案，即使最早面對模制樹脂流的偽鍵合線132a經(jīng)受了最強(qiáng)烈的擺動和與相鄰的偽鍵合線132b短接，也不會造成集成電路器件的短路問題，因?yàn)閭捂I合線132a和132b是與連桿126耦連的，不帶電。這說明了為什么應(yīng)當(dāng)采用偽鍵合線132a和132b的原因。
圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的第二個實(shí)施例在半導(dǎo)體集成電路器件中如何布置偽鍵合線的局部平面圖。圖12是沿圖11的Ⅻ一Ⅻ剖線剖開的斷面圖。根據(jù)圖11和12，該半導(dǎo)體集成電路器件具有與上述第一個實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)，不同點(diǎn)在于偽鍵合線134的結(jié)構(gòu)不同。根據(jù)第二個實(shí)施例，一個偽鍵合焊盤116形成在芯片110的有源表面上，它位于最外側(cè)的鍵合焊盤112e以外，并且朝向芯片110的角落布線。偽鍵合焊盤116具有與最外側(cè)的鍵合焊盤112e相同的功能。偽鍵合焊盤116通過偽鍵合線134與最外層的引線124e相連接。因此，最外層的引線124e連接到最外側(cè)的鍵合焊盤112e和偽鍵合焊盤116上。當(dāng)模制樹脂流流入所述模具空腔時，偽鍵合線134最早接觸該樹脂流前端，因此承受最大的擺動?？墒?，由于最外層金屬線130e連接到偽鍵合焊盤116以及最外側(cè)的鍵合焊盤112e，除了位置不同以外，該金屬線也具有同樣的功能，因此最外層金屬線130e與偽鍵合線134的接觸和短路還會帶來問題。
盡管上述的第一和第二實(shí)施例均以QFP多針封裝為例，但是本發(fā)明的器件也可以采用其他類型的封裝。實(shí)際上，例如多針封裝可以采用PLCC(塑料引線芯片載流子)，薄型封裝可以采用SOP(小輪廓線封裝),TSOP(薄型小輪廓線封裝)或TQFP(薄型方扁平封裝)以及BGA封裝(球珊格陣列)。
圖13是說明BGA封裝的平面圖，作為另一種封裝，它包括本發(fā)明的偽鍵合線。在該BGA封裝200中，印刷電路板(PCB)220用作電連接裝置，這一點(diǎn)與QFP封裝不同，后者的引線框用作電連接裝置。PCB220包括一個安裝在芯片110上的管芯焊墊222，引線224(或代連線的圖形)通過金屬線與芯片110連線，類似于QFP的引線框。PCB220與引線框是不同的，管芯焊墊222和引線224形成在一個絕緣樹脂體221上，并且通過絕緣樹脂體221上的孔225與焊球228電連接。圖13中的標(biāo)號240代表一個封裝體。
這種BGA封裝200也會由于金屬線的擺動發(fā)生短路。BGA封裝可以用在上述本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例中。BGA封裝的管芯焊墊和引線之間可以配置電源端子或接地端子。這些端子通常圍繞管芯焊墊環(huán)形布置，并且電連接到芯片上的有關(guān)的一個或多個鍵合焊盤上。
連接到電源端或接地端上的鍵合線的高度一般比其他鍵合線的高度低，具有較低高度的金屬線產(chǎn)生的效果就象在具有較高的高度的金屬線上沒有金屬線一樣。因此，在這種情況下，還會發(fā)生金屬線擺動和使器件短路的問題。本發(fā)明的第三和第四實(shí)施例對此提出了對策。
圖14是說明根據(jù)本發(fā)明的第三個實(shí)施例在半導(dǎo)體集成電路器件中采用偽鍵合線及其布線方案的局部平面圖；圖15是沿圖14的ⅩⅤ-ⅩⅤ剖線剖開的斷面圖。參見圖14和15，電源端子或接地端子223位于芯片110所在的管芯焊墊222和引線224之間。鍵合焊盤之一112g通過鍵合線130g電連接到電源端子223上，鍵合線130g的高度為‘h1’，它比其他金屬線的高度‘h2’要低。因此，與鍵合線130g相鄰的金屬線130h(外露金屬線)直接暴露在模制樹脂流前導(dǎo)142面前，承受最大的擺動力和發(fā)生短路。
為了避免金屬線由于金屬線的高度不同產(chǎn)生擺動，在外露金屬線130h和較短的金屬線130g之間具有一個偽鍵合線136。偽鍵合線136將絕緣焊盤222a與引線224h相連接，其中引線224h與外露線130h相連接。偽鍵合線136的高度與外露金屬線130h的高度‘h2’相同，因此，偽鍵合線136發(fā)生擺動和短路不會帶來問題。
圖16是說明根據(jù)本發(fā)明的第四個實(shí)施例在半導(dǎo)體集成電路器件中采用偽鍵合線及其布線方案的局部平面圖。這個模制實(shí)施例與第三個實(shí)施例的不同在于偽鍵合線138從絕緣焊盤222a連接到偽引線224i，偽引線224i是一個絕緣引線，它不與外部電觸點(diǎn)例如焊球(圖13中228)電連接。
本發(fā)明可以防止在模制操作期間發(fā)生金屬線擺動和使半導(dǎo)體集成電路器件短路，因此能夠有效地放松對增加鍵合線長度的限制程度。而且還減少了芯片的尺寸，增加了每個晶片上的芯片的數(shù)量，提高了產(chǎn)量，降低了生產(chǎn)成本。
此外，本發(fā)明的優(yōu)越性在于可以利用已有的設(shè)備，只需對涉及金屬線布線操作的程序稍作改進(jìn)，就能夠?qū)嵤┖蛻?yīng)用在各種不同的封裝制造上。
以上對本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員在本發(fā)明的基本發(fā)明概念的啟示下，可以作出許多改進(jìn)和/或完善，顯然，這些改進(jìn)和/或完善將依然不違背在權(quán)利要求書中所定義的精神和落入權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種半導(dǎo)體集成電路器件(IC)，包括一個半導(dǎo)體集成電路芯片，具有一個帶有多個側(cè)面的有源表面，和多個沿著所述側(cè)面的形成于所述有源表面上的鍵合焊盤；一個襯底，具有多個延伸到所述芯片并且離開所述芯片的引線；多個鍵合焊盤，用于將所述引線與所述相應(yīng)的鍵合線中的對應(yīng)的一根電連接；一個包封所述芯片、襯底和鍵合線的封裝體，由注入模具空腔內(nèi)的液態(tài)模制樹脂構(gòu)成；其中，一根或多根(外露金屬線)所述的鍵合線直接暴露在灌入模具空腔內(nèi)的模制樹脂流的前端處，因此它們比其他鍵合線承受更大的使金屬線產(chǎn)生擺動的力；而且其中所述的器件還具有至少一根偽鍵合線，它保護(hù)所述外露線直接暴露在模制樹脂流的前端處。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體IC器件，其特征在于，所述偽鍵合線的高度與所述外露金屬線的高度相同。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體IC器件，還包括布置在所述芯片的角落上的最外側(cè)的鍵合焊盤，其特征在于，所述外露金屬線是將所述最外側(cè)的鍵合焊盤與相關(guān)的最外側(cè)的引線連接的鍵合線。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體IC器件，其特征在于，所述襯底還包括一個其上安裝芯片的管芯焊墊和沿著所述管芯焊墊的各角落延伸的與所述管芯焊墊的角落整體形成的連桿，其中所述偽鍵合線是兩根相鄰的金屬線，連接所述管芯焊墊到所述連桿之一，所述的一個連桿是指位于布置有外露鍵合線的那個角落上的連桿。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體IC器件，還包括相鄰于所述最外側(cè)的焊盤的偽焊盤，它具有與所述最外側(cè)的焊盤相同的功能，并且其特征在于，所述偽鍵合線將所述偽焊盤與所述最外端引線中的相應(yīng)的一根相連接。
6．根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體IC器件，還包括第一和第二金屬線，所述第一金屬線的高度與所述第二金屬線的高度不同，并且與第二金屬線相鄰布置，其特征在于，所述第一金屬線是指外露金屬線。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體IC器件，其特征在于，所述襯底還包括一個其上安裝芯片的管芯焊墊和位于所述的管芯焊墊的一個表面上的絕緣焊盤，其中所述偽鍵合線連接所述絕緣焊盤到連接所述外露金屬線的引線上。
8．根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體IC器件，其特征在于，所述襯底還包括一個其上安裝芯片的管芯焊墊，絕緣焊盤位于所述的管芯焊墊的一個表面上，偽引線與外部設(shè)備沒有電相連，其中所述偽鍵合線連接所述絕緣焊盤到所述偽引線。
9．根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體IC器件，其特征在于，所述襯底是一個引線框。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體IC器件，其特征在于，所述襯底是QFP,TQFP,PLCC,SOP或TSOP之一。
11．根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體IC器件，其特征在于，所述襯底是一個印刷電路板，所述印刷電路板包括一個絕緣樹脂襯底，在所述絕緣樹脂襯底上的一個管芯焊墊，在所述樹脂襯底上的引線從所述樹脂襯底的通孔中穿出。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體IC器件，它是一種BGA封裝。
13．一種半導(dǎo)體集成電路器件(IC)，包括一個半導(dǎo)體集成電路芯片，具有一個帶有多個側(cè)面的有源表面，和多個沿著所述側(cè)面形成于所述有源表面上的鍵合焊盤；一個襯底，具有多個延伸到所述芯片并且離開所述芯片的引線；多個鍵合線，用于將所述引線與所述相應(yīng)的鍵合焊盤中的對應(yīng)的一個電連接；一個包封所述芯片、襯底和鍵合線的封裝體，由注入模具空腔內(nèi)的液態(tài)模制樹脂構(gòu)成；其特征在于，所述鍵合線包括一或多個特定的鍵合線，所述特定的鍵合線與相鄰的鍵合線之間具有比與其他的金屬線之間的間距更大的間隔，并且所述鍵合線還包括至少一個高度與所述特定的鍵合線相同的偽鍵合線，所述偽鍵合線配置在所述確定的鍵合線和它們的相鄰鍵合線之間。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體集成電路器件，包括布置在所述芯片角落上的最外側(cè)鍵合焊盤，所述的特定的鍵合線是連接所述最外側(cè)鍵合焊盤到相應(yīng)的某個最外側(cè)引線的鍵合線，所述的最外側(cè)引線是最早接觸注入模具空腔內(nèi)的模制樹脂流前端的引線。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體集成電路器件，其特征在于，所述襯底還包括一個其上安裝芯片的管芯焊墊和沿著所述管芯焊墊的各角落延伸的與所述管芯焊墊的角落整體形成的連桿，其中所述偽鍵合線是兩根相鄰的金屬線，連接所述管芯焊墊到所述連桿之一，金屬線連接所述偽鍵合焊盤到相關(guān)的一根最外側(cè)的引線，所述的一個連桿是指位于布置有確定的鍵合線的那個角落上的連桿。
16．根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體IC器件，還包括相鄰于所述最外側(cè)的鍵合焊盤的偽鍵合焊盤，它具有與所述最外側(cè)的鍵合焊盤相同的功能，并且其特征在于，所述偽鍵合線將所述偽焊盤與所述最外端引線中的相應(yīng)的一根相連接。
17．根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體IC器件，其特征在于，所述襯底是一個引線框。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體IC器件，其特征在于，該器件是QFP,TQFP,PLCC,SOP或TSOP中的一個。
19．根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體IC器件，其特征在于，所述襯底是一個印刷電路板，所述印刷電路板包括一個絕緣樹脂襯底，在所述絕緣樹脂襯底上的一個管芯焊墊，在所述樹脂襯底上的引線從所述樹脂襯底的通孔中穿出。
20．根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體IC器件，它是一種BGA封裝。
21．一種半導(dǎo)體集成電路器件(IC)，包括一個半導(dǎo)體集成電路芯片，具有一個帶有多個側(cè)面的有源表面，和多個沿著所述側(cè)面形成于所述有源表面上的鍵合焊盤；一個襯底，具有多個延伸到所述芯片并且離開所述芯片的引線；多個鍵合線將所述引線與所述相應(yīng)的鍵合焊盤中的對應(yīng)的一個電連接；一個包封所述芯片、襯底和鍵合線的封裝體，由注入模具空腔內(nèi)的液態(tài)模制樹脂構(gòu)成；其特征在于，所述鍵合線包括至少一根第一鍵合線和至少一根第二鍵合線，所述的第一鍵合線的高度小于第二鍵合線的高度，并且與所述第二鍵合線相鄰布置，其中所述的鍵合線還包括至少一根偽鍵合線，它的高度與所述第一鍵合線的高度相同，所述偽鍵合線布置在所述第一鍵合線和其相鄰的第二鍵合線之間。
22．根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體集成電路器件，其特征在于，所述襯底還包括一個其上安裝芯片的管芯焊墊和至少一個位于所述管芯焊墊附近的電源端或接地端，其中所述第二鍵合線連接所述管芯焊墊到所述的端子。
23．根據(jù)權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體集成電路器件，其特征在于，所述第一鍵合線還包括特定的鍵合線，它們與相鄰的第一鍵合線之間的間隔大于與其他的第一鍵合線之間的間隔，其中所述管芯焊墊的一個表面上帶有絕緣焊盤，其中所述偽鍵合線連接絕緣焊盤到上述特定金屬線所連接的引線。
24．根據(jù)權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體集成電路器件，其特征在于，所述管芯焊墊的一個表面上還帶有絕緣焊盤，并且在所述引線之間還包括偽引線，所述偽引線不與外部設(shè)備電連接；和其中所述偽鍵合線將所述絕緣焊盤與所述偽引線中相應(yīng)的一根相連接。
全文摘要
本文提供一種帶有偽鍵合線的半導(dǎo)體集成電路器件。偽鍵合線將器件中的鍵合線與注入模具空腔內(nèi)的液態(tài)模制樹脂流前端隔開,避免后者與金屬線直接接觸,防止了鍵合線的擺動現(xiàn)象。本發(fā)明通過放松對增加器件內(nèi)的金屬線的長度的限制,可以減小該半導(dǎo)體集成電路器件的尺寸,提高了產(chǎn)量和降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L21/56GK1218290SQ98100138
公開日1999年6月2日 申請日期1998年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月21日
發(fā)明者姜帝鳳, 宋永僖, 成始燦 申請人:三星電子株式會社