專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。具體而言，本發(fā)明涉及一種可有效地 應(yīng)用于減少其中多個(gè)接線電耦合到同一個(gè)引線的半導(dǎo)體器件的成本的技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為其中多個(gè)鍵合接線電耦合到同一個(gè)引線的半導(dǎo)體器件的示例，在公開號(hào)為 2007-165368的日本待審專利(專利文獻(xiàn)1)中公開了一種結(jié)構(gòu)，其中半導(dǎo)體芯片的三個(gè)電 極焊盤和一個(gè)內(nèi)弓I線通過(guò)三個(gè)鍵合接線耦合在一起。

發(fā)明內(nèi)容
作為功率型半導(dǎo)體器件的示例，已知一種安裝在用于光盤的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上的半導(dǎo) 體器件。在針對(duì)增加電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的速度倍增競(jìng)爭(zhēng)的當(dāng)前情形中，重要的是讓半導(dǎo)體器件 減少主軸電機(jī)的輸出接通電阻。可以通過(guò)加粗金接線以減少電阻值來(lái)滿足這一要求。但是可優(yōu)選的是為了減少成 本而保持除了需要粗金線的部分之外的部分的直徑為小。在討論的半導(dǎo)體器件情況下至少 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的功率晶體管部分需要粗金接線。其它控制部分無(wú)需使用金接線。在這樣的半導(dǎo)體器件中，為了電流分流而將多個(gè)金接線耦合到用于電源或者GND 的引線，該引線承擔(dān)大電流流動(dòng)于其中。用于過(guò)電流保護(hù)的感測(cè)接線也耦合到引線，并且它 與用于電源或者GND的金接線相鄰設(shè)置。也就是說(shuō)，多個(gè)金接線耦合到用于電源或者GND 的同一個(gè)引線，這些金接線之一是感測(cè)接線。感測(cè)接線對(duì)接線本身的電壓降進(jìn)行感測(cè)，因而如果它與相同引線中的另一金接線 接觸，則電壓降的數(shù)量將改變，因此造成失去感測(cè)功能。因此為了防止出現(xiàn)接線短接，使用 相同粗度的金接線作為耦合到相同引線的金接線，從而感測(cè)接線在樹脂模制步驟中注入密 封樹脂時(shí)偏轉(zhuǎn)與用于電源或者GND的金接線相同的程度。因此，由于使用與用于電源或者GND的金接線相同粗度的金接線作為感測(cè)接線， 所以存在成本增加的問(wèn)題。在專利文獻(xiàn)1 (公開號(hào)為2007-165368的日本待審專利)中描述的技術(shù)也涉及一 種結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)鍵合接線電耦合到同一個(gè)內(nèi)引線。然而鍵合接線有相同粗度，因此不可能 減少有關(guān)半導(dǎo)體器件的成本。已經(jīng)鑒于上文提到的問(wèn)題而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種能夠減 少半導(dǎo)體器件成本的技術(shù)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠提高半導(dǎo)體器件可靠性的技術(shù)。
5
本發(fā)明的又一目的在于提供一種能夠在用于制造具有多個(gè)不同類型的接線的半 導(dǎo)體器件的方法中按照受抑制的單品生產(chǎn)時(shí)間(tact)下降率獲得接線鍵合條件的技術(shù)。根據(jù)下文描述和附圖，本發(fā)明的上述和其它目的以及新穎特征將變得清楚。下文是對(duì)這里公開的發(fā)明之中的典型發(fā)明的簡(jiǎn)述。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型模式的一種半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體芯片，具有多個(gè)電極焊 盤；多個(gè)引線，布置于半導(dǎo)體芯片周圍；多個(gè)鍵合接線，用于將電極焊盤與引線相互電耦 合；以及樹脂密封體，用于密封半導(dǎo)體芯片、鍵合接線和引線的部分，引線包括用于向半導(dǎo) 體芯片供應(yīng)第一操作電勢(shì)的第一功率引線，電極焊盤包括第一電源電極焊盤，通過(guò)第一鍵 合接線電耦合到第一功率引線；以及第一監(jiān)視電極焊盤，通過(guò)第二鍵合接線電耦合到第一 功率引線以監(jiān)視第一功率引線的電勢(shì)，并且第二鍵合接線比第一鍵合接線更細(xì)。根據(jù)本發(fā)明另一典型模式的一種半導(dǎo)體器件包括以下步驟提供引線框，該引線 框具有芯片安裝區(qū)域和布置于芯片安裝區(qū)域周圍的多個(gè)引線；將具有多個(gè)電極焊盤的半導(dǎo) 體芯片安裝于引線框的芯片安裝區(qū)域之上；通過(guò)多個(gè)鍵合接線將引線與半導(dǎo)體芯片的電極 焊盤相互電耦合；并且形成樹脂密封體以密封半導(dǎo)體芯片、鍵合接線和引線的部分，鍵合接 線包括第一鍵合接線，在其一個(gè)端部耦合到電極焊盤之中的第一電極焊盤而在其相反端 部耦合到引線之中的第一引線；以及第二鍵合接線，在其一個(gè)端部耦合到電極焊盤之中的 第二電極焊盤而在其相反端部耦合到第一引線，并且比第一鍵合接線更細(xì)，并且遲于第一 鍵合接線形成第二鍵合接線。根據(jù)本發(fā)明又一典型模式的一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法是一種用于制造通 過(guò)鍵合不同類型的鍵合接線而組裝的半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟(a)提供 引線框，該引線框具有芯片安裝區(qū)域和布置于芯片安裝區(qū)域周圍的多個(gè)引線；(b)將半導(dǎo) 體芯片安裝于引線框的芯片安裝區(qū)域之上；(c)通過(guò)不同類型的鍵合接線將半導(dǎo)體芯片的 多個(gè)電極焊盤與引線相互電耦合，其中在步驟(c)中，使用鍵合條件計(jì)算手段來(lái)獲得用于 各類型的鍵合接線數(shù)目與用于各類型的接線鍵合器最佳數(shù)目的最佳比值，該鍵合條件計(jì)算 手段用于計(jì)算用于各類型的鍵合接線數(shù)目的分布和用于各類型鍵合接線的接線鍵合器所 需數(shù)目，并且在這樣獲得的條件之下進(jìn)行接線鍵合。下文是對(duì)這里公開的發(fā)明之中的典型發(fā)明所獲得的效果的簡(jiǎn)述。通過(guò)將粗度不同的鍵合接線耦合到同一個(gè)弓I線，有可能減少半導(dǎo)體器件的成本。有可能減少出現(xiàn)耦合到同一個(gè)引線的粗度不同的鍵合接線的短路和變形并且由 此提高半導(dǎo)體器件的可靠性。


圖1是穿過(guò)密封體地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)性示 例的部分平面圖；圖2是示出了沿著圖1中的線A-A取得的結(jié)構(gòu)示例的部分橫截面圖；圖3是示出了圖1所示半導(dǎo)體器件的特征部分的示意性結(jié)構(gòu)示例的部分平面圖；圖4是穿過(guò)密封體地示出了圖1所示半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)性示例的平面圖；圖5是示出了圖4所示部分B的結(jié)構(gòu)性示例的放大部分平面圖；圖6是示出了在圖4所示半導(dǎo)體器件中并入的過(guò)電流保護(hù)電路示例的電路框圖7是示出了用于圖1所示半導(dǎo)體器件的組裝過(guò)程的示例的制造流程圖；圖8是示出了在組裝圖1所示半導(dǎo)體器件時(shí)使用的引線框的結(jié)構(gòu)性示例的部分平 面圖；圖9是示出了在組裝圖1所示半導(dǎo)體器件時(shí)在管芯鍵合之后的結(jié)構(gòu)性示例的部分 平面圖；圖10是示出了在組裝圖1所示半導(dǎo)體器件時(shí)在接線鍵合步驟中的球鍵合方法的 示例的部分橫截面圖；圖11是示出了在組裝圖1所示半導(dǎo)體器件時(shí)在第一接線鍵合之后的結(jié)構(gòu)性示例 的部分平面圖；圖12是示出了在組裝圖1所示半導(dǎo)體器件時(shí)在第二接線鍵合之后的結(jié)構(gòu)性示例 的部分平面圖；圖13是示出了在組裝圖1所示半導(dǎo)體器件時(shí)在樹脂模制步驟中在樹脂注入期間 的樹脂流向的示例的平面圖；圖14是示出了在圖13所示樹脂注入期間在模制模型的腔內(nèi)部中的結(jié)構(gòu)性示例的 部分橫截面圖；圖15是示出了在圖13所示樹脂注入期間在模制模型的樹脂注入澆口與感測(cè)接線 之間的位置關(guān)系的示例的部分平面圖；圖16是示出了第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的第一變形的結(jié)構(gòu)的部分橫截面圖；圖17是示出了第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的第二變形的結(jié)構(gòu)的部分橫截面圖；圖18是示出了在第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的第三變形中在樹脂模制步驟中在 樹脂注入期間的樹脂流向的示例的平面圖；圖19是示出了在組裝根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件時(shí)在接線鍵合步驟 中使用的接線鍵合器的結(jié)構(gòu)性示例的前視圖；圖20是示出了在組裝第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件時(shí)用于獲得在接線鍵合步驟中 使用的接線鍵合條件的參考單品生產(chǎn)時(shí)間中的各種時(shí)間的示例的測(cè)量值數(shù)據(jù)圖；圖21是示出了在組裝第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件時(shí)用于獲得在接線鍵合步驟中 使用的接線鍵合條件的單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算的示例的計(jì)算值數(shù)據(jù)圖；并且圖22是示出了在組裝第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件時(shí)用于獲得在接線鍵合步驟中 使用的接線鍵合條件的考慮到單品生產(chǎn)時(shí)間下降率的單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算示例的計(jì)算值數(shù) 據(jù)圖。
具體實(shí)施例方式在以下實(shí)施方式中，除了在具體需要時(shí)之外，在原則上將不重復(fù)對(duì)相同或者相似 部分的說(shuō)明。在出于便利考慮而需要時(shí)，以下實(shí)施方式將各自以劃分成多個(gè)章節(jié)或者實(shí)施方式 的方式加以描述，但是除非另有提及，則它們并非互不相關(guān)而是具有一定關(guān)系使得一個(gè)實(shí) 施方式是對(duì)另一實(shí)施方式的部分或者全部的變形或者詳細(xì)或者補(bǔ)充說(shuō)明。在以下實(shí)施方式中，當(dāng)提及要素?cái)?shù)字(包括數(shù)目、數(shù)值、數(shù)量和范圍)時(shí)，對(duì)提及的 數(shù)字并未進(jìn)行限制，而是除非另有提及并且除了基本上清楚對(duì)提及的數(shù)字進(jìn)行限制的情況
7之外，在提及的數(shù)字以上和以下的數(shù)字也將起作用。無(wú)需贅言，在以下實(shí)施方式中，除非另有提及并且除了認(rèn)為它們基本上明顯為必 需，它們的組成要素(包括組成步驟)并非總是必需。另外無(wú)需贅言，在以下實(shí)施方式中，“包括A”、“具有A”以及“包含A”在結(jié)合組成 要素等加以描述時(shí)除了清楚地描述了僅限于提及的要素的情況之外，并未排除其它要素。 類似地，將理解當(dāng)在以下實(shí)施方式中提及組成要素的形狀和位置關(guān)系時(shí)，除非另有提及并 且除了否定答案基本上清楚的情況之外，也包括與這樣的形狀等基本上接近類似或者相似 的形狀等。這對(duì)于前述數(shù)值和范圍也成立。下文將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。在用于圖示附圖的所有附圖中，具有相 同功能的構(gòu)件由相同標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)，并且將省略其重復(fù)說(shuō)明。(第一實(shí)施方式)圖1是穿過(guò)密封體地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)性示 例的部分平面圖，圖2是示出了在沿著圖1中的線A-A取得的結(jié)構(gòu)示例的部分橫截面圖，并 且圖3是示出了圖1所示半導(dǎo)體器件的特征部分的示意性結(jié)構(gòu)示例的部分平面圖。另外， 圖4是穿過(guò)密封體地示出了圖1所示半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)性示例的平面圖。圖5是示出了圖 4所示部分B的結(jié)構(gòu)性示例的放大部分平面圖，并且圖6是示出了在圖4所示半導(dǎo)體器件中 并入的過(guò)電流保護(hù)電路示例的電路框圖。這一第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件是使用引線框來(lái)組裝的樹脂密封型半導(dǎo)體封裝 1，其中針對(duì)在半導(dǎo)體芯片與引線之間的電耦合進(jìn)行接線鍵合。假如對(duì)SOP (小輪廓封裝)并未進(jìn)行限制，這一第一實(shí)施方式的上述半導(dǎo)體器件例 如是SOP。在這一第一實(shí)施方式中，作為半導(dǎo)體封裝1的示例，將參照將在用于光盤的電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器上安裝的功率型半導(dǎo)體封裝1。然而半導(dǎo)體封裝1可以是在除了用于光盤的電機(jī)驅(qū) 動(dòng)器之外的功率型設(shè)備上安裝的半導(dǎo)體器件或者可以是在除了功率設(shè)備之外的設(shè)備上安 裝的半導(dǎo)體器件。至于用于光盤的電機(jī)，正在進(jìn)行針對(duì)增加電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的激烈速度倍增競(jìng)爭(zhēng)。關(guān) 于用于將半導(dǎo)體芯片3的電極焊盤3c與內(nèi)引線加相互電耦合的接線，有時(shí)有如下情況，其 中承擔(dān)大電流的流量并且采用一種將多個(gè)接線耦合到同一個(gè)內(nèi)引線加的技術(shù)使得電流以 分流方式流動(dòng)。也在這一第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝1中在承擔(dān)大電流的流量時(shí)采用一種 將多個(gè)鍵合接線耦合到用于電源或者GND的引線的技術(shù)。在這一情況下，用于過(guò)電流保護(hù) 的感測(cè)接線也耦合到與多個(gè)鍵合接線耦合的引線部分。這一感測(cè)接線與用于電源或者GND 的鍵合接線相鄰設(shè)置。也就是說(shuō)，多個(gè)鍵合接線耦合到用于電源或者GND的同一個(gè)引線，并 且它們之一是感測(cè)接線，該感測(cè)接線具有感測(cè)接線本身的電壓降的功能。接著參照?qǐng)D1至圖6，將關(guān)于根據(jù)這一第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝1的結(jié)構(gòu)給出描 述。半導(dǎo)體封裝1包括半導(dǎo)體芯片3，具有主表面3a和形成于主表面3a上的多個(gè)電極焊 盤3c ；多個(gè)內(nèi)引線(引線)2a，布置于半導(dǎo)體芯片3周圍；多個(gè)鍵合接線6，用于將電極焊盤 3c與內(nèi)引線加相互電耦合；樹脂密封體5，用于密封半導(dǎo)體芯片3、鍵合接線6和引線的部 分(內(nèi)引線加)；以及多個(gè)外引線2b，與內(nèi)引線加集成地形成并且從樹脂密封體5向外突 出ο如圖1和圖2中所示，半導(dǎo)體芯片3通過(guò)管芯鍵合材料4安裝到作為芯片安裝區(qū)域的管芯焊盤2c上。在這一情況下，半導(dǎo)體芯片3面向上方地安裝到管芯焊盤2c上，從而 它的主表面3a面向上方。因此，半導(dǎo)體芯片3的背表面3b和管芯焊盤2c通過(guò)管芯鍵合材 料4耦合在一起。管芯鍵合材料4例如是包含銀填充物的膏樹脂。半導(dǎo)體芯片3在其內(nèi)部 中形成有半導(dǎo)體集成電路，并且多個(gè)電極焊盤3c并排形成于主表面3a的周界邊緣部分。管芯焊盤2c如同半導(dǎo)體芯片3 —般為四邊形并且嵌入于樹脂密封體5的內(nèi)部中。 另外如圖1中所示，管芯焊盤2c由與管芯焊盤的兩個(gè)相對(duì)側(cè)的中心部分集成的懸置引線2g 支撐。也就是說(shuō)，在這一第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝1中，管芯焊盤2c由彼此相對(duì)設(shè)置的 兩個(gè)懸置引線2g支撐。如圖1中所示，各懸置引線2g在管芯焊盤2c與樹脂密封體5的外周界部分之間 的位置分叉，這兩個(gè)分支引線部分終結(jié)于密封體5的外周界部分。由于圖1中所示這一第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝1設(shè)定為S0P，所以多個(gè)外引線 2b從位于樹脂密封體5的縱向方向上的兩個(gè)相對(duì)側(cè)突出。具體而言，在由一個(gè)和另一個(gè)懸 置引線2g以及管芯焊盤2c分割的各相對(duì)兩側(cè)區(qū)域中，多個(gè)內(nèi)引線加徑向地布置于半導(dǎo)體 芯片3和管芯焊盤2c周圍。由于半導(dǎo)體封裝1是大功率消耗的功率型，所以將管芯焊盤2c設(shè)置于電源(或者 GND)電勢(shì)以便穩(wěn)定電源(或者GND)。就這一點(diǎn)而言，四個(gè)內(nèi)引線加由與管芯焊盤2c相同 的材料形成并且與管芯焊盤集成和連續(xù)。這些四個(gè)內(nèi)引線加還分別耦合到外引線加并且 作為外部端子向樹脂密封體5的外界突出。例如在將管芯焊盤2c設(shè)置于電源電勢(shì)的情況下，半導(dǎo)體芯片3的用于電源的電極 焊盤3c和四個(gè)內(nèi)引線2a(功率引線)通過(guò)用于電源的多個(gè)鍵合接線(這樣的接線鍵合也 稱為下鍵合)電耦合在一起。因而，與管芯焊盤2c集成地耦合的四個(gè)內(nèi)引線加以及外引 線2b也承擔(dān)電源電勢(shì)并且作為功率引線從樹脂密封體5暴露于外。因而管芯焊盤2c承擔(dān)廣域電源電勢(shì)，因此使得有可能達(dá)到電源的穩(wěn)定(在管芯焊 盤2c處于GND電勢(shì)的情況下有可能達(dá)到GND的穩(wěn)定)。內(nèi)引線加、外引線2b、管芯焊盤2c和懸置引線2g各自例如由薄板構(gòu)件如薄銅合 金板形成。樹脂密封體5例如由熱固環(huán)氧樹脂形成，并且它根據(jù)如后文將描述的傳遞模制 方法(該方法使用圖14中所示具有樹脂注入澆口 8d的模制模型8)通過(guò)樹脂模制來(lái)形成。在這一第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝1的一些內(nèi)引線加中，如圖1和圖3中所示， 多個(gè)鍵合接線6鍵合到同一個(gè)內(nèi)引線加。鍵合接線6 (在半導(dǎo)體封裝1中的所有鍵合接線 6，包括第一鍵合接線6a、第二鍵合接線6b、第三鍵合接線6c、第四鍵合接線6d和第五鍵合 接線6e、6f)例如是金接線。如圖4和圖5中所示，例如三個(gè)鍵合接線6電耦合到集成地耦合到管芯焊盤2c的 四個(gè)內(nèi)引線加中的各內(nèi)引線，并且例如兩個(gè)鍵合接線6電耦合到各電對(duì)應(yīng)內(nèi)引線加(在電 源-GND關(guān)系上對(duì)應(yīng))。圖5示出了在半導(dǎo)體封裝1中將管芯焊盤2c設(shè)置于GND電勢(shì)(接地電勢(shì))的情 況下的接線狀態(tài)細(xì)節(jié)。因此，作為集成地耦合到管芯焊盤2c的四個(gè)內(nèi)引線加的用于GND的引線(第一 功率引線)2d電耦合到半導(dǎo)體芯片3的電極焊盤(用于電源的第一電極焊盤)3d。另一方面，在與管芯焊盤2c分離的個(gè)別內(nèi)引線加之中。功率引線(第二功率引線)加電耦合到半導(dǎo)體芯片3的用于電源的電極焊盤(用于電源的第二電極焊盤)。用于GND的引線2d用于向半導(dǎo)體芯片3供應(yīng)作為第一操作電勢(shì)的GND電勢(shì)(接地 電勢(shì))。用于GND的引線2d各自通過(guò)第一鍵合接線6a電耦合到半導(dǎo)體芯片3的用于GND 的電極焊盤3d。在半導(dǎo)體芯片3的電極焊盤3c中提供與用于GND的電極焊盤3d相鄰的 用于GND監(jiān)視的電極焊盤(用于監(jiān)視的第一電極焊盤)3f以監(jiān)視用于GND的引線2d的電 勢(shì)。用于GND監(jiān)視的電極焊盤3f和用于GND的引線2d通過(guò)比第一鍵合接線6a更細(xì)的第 二鍵合接線6b電耦合在一起。細(xì)的第二鍵合接線6b是監(jiān)視用于GND的引線2d的電勢(shì)的 感測(cè)接線A。具體而言，感測(cè)接線A監(jiān)視在用于GND的引線2d與用于GND監(jiān)視的電極焊盤 3f之間的電壓降。在圖5所示示例中，半導(dǎo)體芯片3的三個(gè)電極焊盤3c(3d，3f)和用于GND的一個(gè) 引線2d通過(guò)三個(gè)鍵合接線6 (兩個(gè)第一鍵合接線6a和一個(gè)第二鍵合接線6b)電耦合在一 起。也就是說(shuō)，兩個(gè)粗的第一鍵合接線6a和一個(gè)細(xì)的第二鍵合接線6b (感測(cè)接線A)電耦 合到用于GND的同一個(gè)引線2d。各個(gè)粗的第一鍵合接線6a的直徑例如約為30 μ m左右，而細(xì)的第二鍵合接線6b 的直徑例如約為23 μ m。另一方面，用于電源的引線2e用于向半導(dǎo)體芯片3供應(yīng)電源電勢(shì)，該電源電勢(shì)是 比第一操作電勢(shì)(接地電勢(shì))更高的第二操作電勢(shì)。用于電源的引線加各自通過(guò)第三鍵 合接線6c電耦合到半導(dǎo)體芯片3的用于電源的電極焊盤3e0在半導(dǎo)體芯片3的電極焊盤 3c中提供與用于電源的電極焊盤!Be相鄰的用于電源監(jiān)視的電極焊盤(用于監(jiān)視的第二電 極焊盤)3g以監(jiān)視用于電源的引線加的電勢(shì)。用于電源監(jiān)視的電極焊盤3g和用于電源的 引線2e通過(guò)比第三鍵合接線6c更細(xì)的第四鍵合接線6d電耦合在一起。細(xì)的第四鍵合接 線6d是監(jiān)視用于電源的引線加的電勢(shì)的感測(cè)接線B。具體而言，感測(cè)接線B監(jiān)視在用于電 源的引線加與用于電源監(jiān)視的電極焊盤3g之間的電壓降。在圖5所示示例中，半導(dǎo)體芯片3的兩個(gè)電極焊盤3CC3e，3g)和用于電源的一個(gè) 引線2e通過(guò)兩個(gè)鍵合接線6 ( —個(gè)第三鍵合接線6c和一個(gè)第四鍵合接線6d)電耦合在一 起。也就是說(shuō)，一個(gè)粗的第三鍵合接線6c和一個(gè)細(xì)的第四鍵合接線6d(感測(cè)接線B)電耦 合到用于電源的同一個(gè)引線加。如在先前情況下一樣，粗的第三鍵合接線6c的直徑假如約為30 μ m，而細(xì)的第四 鍵合接線6d的直徑約為23 μ m。在半導(dǎo)體芯片3的電極焊盤3c中提供均用于輸出的第一輸出信號(hào)焊盤池和第二 輸出信號(hào)焊盤3i，并且用于GND的第一輸出信號(hào)焊盤池通過(guò)第五鍵合接線6e電耦合到用 于GND的第一輸出引線2f。另一方面，用于電源的第二輸出信號(hào)3i通過(guò)第五鍵合接線6f 電耦合到用于電源的第二輸出引線池。第五鍵合接線6e、6f如同第二鍵合接線6b和第四 鍵合接線6d —樣為直徑約為23 μ m的細(xì)接線。在半導(dǎo)體封裝1中有如同第一和第二輸出引線2f、》!—樣的、各自與僅一個(gè)金接 線電耦合的大量?jī)?nèi)引線2a。在這一情況下，分別與各自耦合到僅一個(gè)金接線的內(nèi)引線加耦 合的鍵合接線6是直徑約為23 μ m的細(xì)金接線。也就是說(shuō)，在圖3中所示這一第一實(shí)施方 式的半導(dǎo)體封裝1中，在耦合到同一個(gè)內(nèi)引線加的兩個(gè)或者三個(gè)鍵合接線6之中，一個(gè)或 者兩個(gè)鍵合接線是各自直徑約為30 μ m的粗金接線。
也就是說(shuō)，如圖5中所示，耦合到同一個(gè)內(nèi)引線加的兩個(gè)鍵合接線6之一或者耦 合到同一個(gè)內(nèi)引線加的三個(gè)鍵合接線6中的兩個(gè)鍵合接線是用于GND或者用于電源的直 徑約為30 μ m的粗金接線。包括感測(cè)接線A和B的所有其它接線是直徑約為23 μ m的細(xì)金 接線。因此在與兩個(gè)或者三個(gè)金接線耦合的同一個(gè)內(nèi)引線加的情況下，用于GND或者用于 電源的粗金接線和細(xì)的感測(cè)金接線混合地耦合到該內(nèi)引線?，F(xiàn)在關(guān)于圖6中所示過(guò)電流保護(hù)電路提供下文描述，該電路并入于半導(dǎo)體芯片3中。過(guò)電流保護(hù)電路包括用于輸出電流以驅(qū)動(dòng)作為負(fù)載的外部設(shè)備的輸出電路3j和 作為用于控制電流的控制電路的輸出控制電路3k。輸出電路3j按照分別從用于GND的電極焊盤(用于電源第一的電極焊盤)3d和 用于電源的電極焊盤(用于電源的第二電極焊盤)3e供應(yīng)的接地電勢(shì)(第一操作電勢(shì))和 電源電勢(shì)(第二操作電勢(shì))操作。輸出控制電路3k根據(jù)分別從用于GND監(jiān)視的電極焊盤3f和用于電源監(jiān)視的電極 焊盤3g提供的預(yù)定信號(hào)來(lái)控制輸出電路3 j的輸出。在過(guò)電流保護(hù)電路中，用于GND的電極焊盤3d和用于GND監(jiān)視的電極焊盤3f電耦 合到第一比較器3p，并且用于通過(guò)兩個(gè)粗的第一鍵合接線6a電耦合到用于GND的引線2d 的用于GND的電極焊盤3d電耦合到輸出電路3j中的第一輸出晶體管:3m。另夕卜，用于GND 監(jiān)視的電極焊盤3f通過(guò)細(xì)的第二鍵合接線(感測(cè)接線A)6b電耦合到用于GND的引線2d。根據(jù)這一構(gòu)造，作為感測(cè)接線A的第二鍵合接線6b監(jiān)視在粗的第一鍵合接線6a 中流動(dòng)的電流，并且當(dāng)?shù)谝槐容^器3p檢測(cè)到過(guò)電流時(shí)，關(guān)斷第一輸出晶體管3m。也就是說(shuō)， 通過(guò)輸出控制電路3k向第一輸出晶體管: 反饋第一比較器3p檢測(cè)到的結(jié)果(以接通或 者關(guān)斷第一輸出晶體管3m)。在第一比較器3p中監(jiān)視轉(zhuǎn)換的電壓值，因?yàn)椴豢赡苤苯颖O(jiān)視 電流值。另一方面，用于電源的電極焊盤!Be和用于電源監(jiān)視的電極焊盤3g電耦合到第二 比較器3q，并且通過(guò)一個(gè)粗的第三鍵合接線6c耦合到用于電源的引線2e的用于電源的電 極焊盤:3e電耦合到輸出電路3j中的第二輸出晶體管3η。用于電源監(jiān)視的電極焊盤3g通 過(guò)細(xì)的第四鍵合接線(感測(cè)接線B)6d電耦合到用于電源的引線2e。根據(jù)這一構(gòu)造，作為感測(cè)接線B的第四鍵合接線6d監(jiān)視在粗的第三鍵合接線6c 中流動(dòng)的電流，并且當(dāng)?shù)诙容^器3q檢測(cè)到過(guò)電流時(shí)，關(guān)斷第二輸出晶體管3η。也就是說(shuō)， 通過(guò)輸出控制電路3k向第二輸出晶體管3η反饋第二比較器3q檢測(cè)到的結(jié)果(以接通或 者關(guān)斷第二輸出晶體管3η)。同樣，在第二比較器3q中監(jiān)視轉(zhuǎn)換的電壓值，因?yàn)椴豢赡苤苯?監(jiān)視電流值。在半導(dǎo)體芯片3的電極焊盤3c中包括如圖5中所示的第一和第二輸出信號(hào)焊盤 !3h、3i，這兩個(gè)輸出信號(hào)焊盤均是作為輸出電路3j的輸出端子來(lái)使用的輸出信號(hào)焊盤。用 于GND的第一輸出信號(hào)焊盤池通過(guò)第五鍵合接線6e電耦合到用于GND的第一輸出引線 2f，而用于電源的第二輸出信號(hào)焊盤3i通過(guò)第五鍵合接線6f電耦合到用于電源的第二輸 出引線池。當(dāng)檢測(cè)到用于GND的第一鍵合接線6a中或者用于電源的第三鍵合接線6c中的過(guò) 電流時(shí)，有可能通過(guò)立即操作保護(hù)電路來(lái)停止輸出。
因此，在這一第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝1中，通過(guò)使感測(cè)接線A和B (第二和第 四鍵合接線6a、6d)比耦合到同一個(gè)內(nèi)引線加的其它鍵合接線6 (第一和第三鍵合接線6a、 6c)更細(xì)，有可能減少金接線的成本并且由此達(dá)到減少半導(dǎo)體封裝1的成本。在這一第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝1中使用了用作鍵合接線6的金接線，從而使 鍵合接線6的變細(xì)對(duì)減少半導(dǎo)體封裝1的成本很有效。接著，下文將參照?qǐng)D7的制造流程圖描述用于制造根據(jù)這一第一實(shí)施方式的半導(dǎo) 體封裝1的方法。圖7是示出了用于圖1中所示半導(dǎo)體器件的組裝流程示例的制造流程圖，圖8是 示出了在組裝圖1中所示半導(dǎo)體器件時(shí)使用的引線框的結(jié)構(gòu)性示例的部分平面圖，并且圖 9是示出了在組裝圖1中所示半導(dǎo)體器件時(shí)在管芯鍵合之后的結(jié)構(gòu)性示例的部分平面圖。 圖10是示出了在組裝圖1中所示半導(dǎo)體器件時(shí)在接線鍵合步驟中的球鍵合方法示例的部 分截面圖，圖11是示出了在組裝圖1中所示半導(dǎo)體器件時(shí)在第一接線鍵合之后的結(jié)構(gòu)性示 例的部分平面圖，并且圖12是在組裝圖1中所示半導(dǎo)體器件之后在第二接線鍵合之后的結(jié) 構(gòu)性示例的部分平面圖。另外，圖13是示出了在組裝圖1中所示半導(dǎo)體器件時(shí)在樹脂模制 步驟中在樹脂注入期間的樹脂流向示例的平面圖，圖14是在圖13中所示樹脂注入期間在 模制模型的腔內(nèi)部中的結(jié)構(gòu)性示例的部分截面圖，并且圖15是示出了在圖13中所示樹脂 注入期間在模制模型的樹脂注入澆口與感測(cè)接線之間的位置關(guān)系的示例的部分平面圖。首先在圖7中所示步驟Sl中提供引線框。在這一步驟中提供圖8中所示的引線 框2，該引線框2具有作為芯片安裝區(qū)域的管芯焊盤2c和布置于管芯焊盤2c周圍的多個(gè)內(nèi) 引線加。引線框2是例如由銅合金形成的薄板構(gòu)件。管芯焊盤2c具有矩形形狀并且由居中于其相對(duì)的短側(cè)的懸置引線2g支撐并且也 由在各相對(duì)的長(zhǎng)側(cè)的兩個(gè)位置的內(nèi)引線加支撐。也就是說(shuō)，作為與管芯焊盤2c集成地耦 合的內(nèi)引線2a，管芯焊盤2c具有四個(gè)這樣的內(nèi)引線加。隨后進(jìn)行圖7中的步驟S2的管芯鍵合。在這一步驟中，如圖9中所示，半導(dǎo)體芯 片3安裝到引線框2的管芯焊盤2c上，該半導(dǎo)體芯片3具有圖2所示的主表面3a和在主 表面3a的周界邊緣部分的多個(gè)電極焊盤3c。在這一情況下，半導(dǎo)體芯片3通過(guò)管芯鍵合材 料4(例如包含銀填充物的膏樹脂)正面向上地安裝到管芯焊盤2c上。隨后進(jìn)行圖7中所示步驟S3的接線鍵合。如圖10中所示通過(guò)球鍵合方法來(lái)進(jìn)行 接線鍵合，該方法在作為鍵合工具的毛細(xì)管7的頂端形成球狀電極6g并且在這一狀態(tài)中進(jìn) 行球鍵合。根據(jù)球鍵合方法，半導(dǎo)體芯片3的多個(gè)電極焊盤3c和對(duì)應(yīng)于電極焊盤3c的多 個(gè)引線(內(nèi)引線2a)通過(guò)多個(gè)鍵合接線6電耦合在一起。例如，鍵合接線6是金接線。首先進(jìn)行圖7中的步驟S3-1的第一接線鍵合。在這一步驟中，作為第一接線鍵合， 粗的第一鍵合接線6a和第三鍵合接線6c首先接受如圖11中所示的接線鍵合。在第一接 線鍵合結(jié)束之后，作為步驟S302的第二接線鍵合，比第一鍵合接線6a更細(xì)的第二接線鍵合 (感測(cè)接線A) 6b、第四鍵合接線(感測(cè)接線B)6d和第五鍵合接線6e、6f接受如圖12中所 示的接線鍵合。在第一接線鍵合中，如圖3中所示，各第一鍵合接線6a的一個(gè)端部他電耦合到電 極焊盤3c之中的用于GND的電極焊盤(第一電極焊盤、用于電源的第一電極焊盤)3d，而其 相對(duì)端部6i電耦合到內(nèi)引線加之中的用于GND的引線(第一引線、第一功率引線)Od)。
12各第一鍵合接線6a的一個(gè)端部他是位于圖10中所示球狀電極6a這一側(cè)上的部分。另一 方面，相對(duì)端部6i是位于與球狀電極6g相對(duì)的一側(cè)上的部分。也就是說(shuō)，各第一鍵合接線 6a的一個(gè)端部Mi在與半導(dǎo)體芯片3的相關(guān)聯(lián)電極焊盤3c耦合的一側(cè)上，而相對(duì)端部6i在 耦合到相關(guān)聯(lián)內(nèi)引線加的一側(cè)上。同樣對(duì)于第三鍵合接線6c進(jìn)行如同第一鍵合接線6a 的接線鍵合。在第一接線鍵合結(jié)束之后，從有關(guān)的接線鍵合裝置取出(處置)和運(yùn)送引線框2 并且交付至另一接線鍵合裝置。然后在另一接線鍵合裝置上進(jìn)行第二接線鍵合。在第二接線鍵合中，如圖3中所示，比第一鍵合接線6a更細(xì)的第二鍵合接線(感 測(cè)接線A)6b的一個(gè)端部6j電耦合到電極焊盤3c之中的用于GND監(jiān)視的電極焊盤(第二 電極焊盤、用于監(jiān)視的第一電極焊盤)3f，而第二鍵合接線6b的相對(duì)端部故電耦合到用于 GND的引線(第一引線、第一功率引線)2d。如同第一鍵合接線6a，第二鍵合接線6b的一個(gè) 端部6j也是位于球狀電極6g這一側(cè)上的部分，并且相對(duì)端部故是位于與球狀電極6g相 對(duì)的一側(cè)上的部分。也就是說(shuō)，如同第一鍵合接線6a，第二鍵合接線6b的一個(gè)端部6j也在 與半導(dǎo)體芯片3的電極焊盤3c耦合的一側(cè)上，并且相對(duì)端部故在耦合到內(nèi)引線加的一側(cè) 上。同樣對(duì)于第四鍵合接線6d進(jìn)行如同第二鍵合接線6b的接線鍵合。在對(duì)第二鍵合接線6b進(jìn)行接線鍵合時(shí)，如圖3中所示，第二鍵合接線6b的相對(duì)端 部故在比第一鍵合接線6a的相對(duì)端部6i更遠(yuǎn)離半導(dǎo)體芯片3的位置上電耦合到用于GND 的引線2d。也就是說(shuō)，當(dāng)將多個(gè)鍵合接線6耦合到同一個(gè)內(nèi)引線加時(shí)，將稍后接受接線鍵合 (在第二接線鍵合步驟中)的鍵合接線6的接合位置(耦合到引線的位置)設(shè)置在如下位 置，該位置相對(duì)于首先耦合(在第一接線鍵合步驟)的鍵合接線6的接合位置而言與內(nèi)引 線的頂端隔開(更遠(yuǎn))。例如在如圖3中首先將粗的第一鍵合接線6a接線鍵合(在第一接線鍵合步驟 中)、隨后將細(xì)的第二鍵合接線6b鍵合(在第二接線鍵合步驟中)到同一個(gè)內(nèi)引線加的情 況下，將第二鍵合接線6b的接合位置設(shè)置在如下位置，該位置相對(duì)于第一鍵合接線6a的接 合位置而言與內(nèi)引線的頂端隔開(更遠(yuǎn)離內(nèi)引線頂端的位置或者相對(duì)于內(nèi)引線頂端的向 外位置)。以這一方式可以防止或者減少首先通過(guò)接線鍵合而形成(在第一接線鍵合步驟 中)的第一鍵合接線6a的如下移位或者變形，該移位或者變形的出現(xiàn)歸因于在稍后進(jìn)行 (在第二接線步驟中)第二鍵合接線6a的接線鍵合時(shí)第一鍵合接線6a干擾毛細(xì)管7的操 作。具體而言，在這一第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝1的情況下，如圖5中所示，在用于 GND的引線(第一功率引線)2d中的耦合到細(xì)的第二鍵合接線6b(感測(cè)接線A)的位置與在 用于GND的引線2d中的耦合到粗的第一鍵合接線6a的位置(接合位置)相較而言遠(yuǎn)離半 導(dǎo)體芯片3的外周界部分(從該外周界部分更向外)。另外，在用于電源的引線(第二功率引線) 中的耦合到細(xì)的第四鍵合接線 6d(感測(cè)接線B)的位置(接合位置)與在用于電源的引線加中的耦合到粗的第三鍵合接 線6c的位置(接合位置)相較而言遠(yuǎn)離用于電源的引線加的芯片側(cè)頂端(從該芯片側(cè)頂 端更向外)。
通過(guò)這樣做，有可能減少或者防止稍后接受接線鍵合(在第二接線鍵合步驟中) 的細(xì)的第二鍵合接線6b或者第四鍵合接線6d的移位或者變形。在如同組裝這一第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝1的、對(duì)半導(dǎo)體器件的內(nèi)部中的具有 不同粗度的鍵合接線6進(jìn)行接線鍵合的情況下，通過(guò)首先對(duì)粗的鍵合接線6 (第一和第三鍵 合接線6a、6c)進(jìn)行接線鍵合、隨后對(duì)細(xì)的鍵合接線6(第二和第四鍵合接線6b、6d)進(jìn)行接 線鍵合，有可能使鍵合接線6的變形難以出現(xiàn)。具體而言，當(dāng)鍵合接線6的粗度改變時(shí)，所用接線鍵合裝置也改變，因而操作者在 從一個(gè)接線鍵合裝置改變成另一接線鍵合裝置時(shí)進(jìn)行對(duì)引線框2的運(yùn)送和處置。因而，在 初始接線鍵合裝置中已經(jīng)接受接線鍵合(在第一接線鍵合步驟中)的鍵合接線6更可能變 形，因?yàn)闉榱嗽诮泳€鍵合之后將引線框2移向第二接線鍵合步驟而進(jìn)行了對(duì)引線框2的運(yùn) 送和處置。因此，通過(guò)首先耦合粗的鍵合接線6(在第一接線鍵合步驟中)、之后耦合細(xì)的鍵 合接線6 (在第二接線鍵合步驟中)，有可能使所有鍵合接線6的變形難以出現(xiàn)。因此根據(jù)組裝這一第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝1的方式，有可能通過(guò)減少耦合到 同一個(gè)內(nèi)引線加的粗度不同的鍵合接線6的變形來(lái)提高半導(dǎo)體封裝1的可靠性。在接線鍵合結(jié)束之后進(jìn)行圖7中所示步驟S4的樹脂模制。在這一步驟中，通過(guò)樹 脂模制來(lái)用樹脂密封半導(dǎo)體芯片3、鍵合接線6和引線的部分(內(nèi)引線2a)以形成圖2中所 示樹脂密封體5。在樹脂模制步驟中，首先如圖14中所示，將已經(jīng)接受接線鍵合的作為工件的引線 框2放置于模制模型8的由上模具8a和下模具8b形成的腔8c內(nèi)，并且在這一狀態(tài)中向腔 8c中充入密封樹脂9。如圖15中所示，在比粗的第一鍵合接線6a的位置更為遠(yuǎn)離模制模型8的樹脂注 入澆口 8d的細(xì)的第二鍵合接線6b的位置處進(jìn)行密封樹脂9的注入。也就是說(shuō)，就全部耦 合到同一個(gè)內(nèi)引線加的粗的第一鍵合接線6a和細(xì)的第二鍵合接線6b而言，在比第一鍵合 接線6a更遠(yuǎn)離樹脂注入澆口 8d的第二鍵合接線6b的位置處注入密封樹脂9。因而在樹脂注入期間，細(xì)的第二鍵合接線6b在從耦合到同一個(gè)內(nèi)引線加的第一 鍵合接線6a偏離的方向上偏轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)，由于在樹脂注入時(shí)密封樹脂9的阻力，細(xì)的鍵 合接線6比粗的鍵合接線6更易于偏轉(zhuǎn)，從而通過(guò)將細(xì)的鍵合接線6 (第二鍵合接線6b)設(shè) 置于遠(yuǎn)離樹脂注入澆口 8d的一側(cè)上，有可能減少由于接線偏轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的電短路的出現(xiàn)。圖13示出了在半導(dǎo)體封裝1的模制步驟中在樹脂注入期間的樹脂偏轉(zhuǎn)方向。就 全部耦合到同一個(gè)內(nèi)引線加的各組細(xì)的第二鍵合接線6b和粗的第一鍵合接線6a而言，細(xì) 的第二鍵合接線6b相對(duì)于粗的第一鍵合接線6a而言設(shè)置于相關(guān)聯(lián)的樹脂偏轉(zhuǎn)方向9a的 前進(jìn)方向這一側(cè)上。因而在樹脂注入期間，細(xì)的第二鍵合接線6b由于密封樹脂9的偏轉(zhuǎn)阻 力而在偏離粗的第一鍵合接線6a的方向上偏轉(zhuǎn)，從而有可能減少在樹脂注入時(shí)的接線偏 轉(zhuǎn)而引起的電短路的發(fā)生。因此，由于可以減少在組裝半導(dǎo)體封裝1時(shí)出現(xiàn)鍵合接線6的電短路，所以有可能 提高半導(dǎo)體封裝1的可靠性。在圖13中，在封裝體的一側(cè)上接近居中地提供樹脂注入澆口 8d，并且示出了在從 封裝體一側(cè)的中心部分附近注入密封樹脂9時(shí)的樹脂流向9a。
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在密封樹脂9的注入結(jié)束之后，固化密封樹脂9以形成樹脂密封體5。在樹脂模制結(jié)束之后，進(jìn)行圖7中所示的步驟5中的切割和成形。在這一步驟中， 在形成有樹脂密封體5的引線框2中，在相應(yīng)端部切割并且以希望的形狀形成外引線2b以 完成半導(dǎo)體封裝1的組裝?，F(xiàn)在關(guān)于第一實(shí)施方式的一種變形提供以下描述。圖16是示出了第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的第一變形的結(jié)構(gòu)的部分截面圖，圖 17是示出了第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的第二變形的結(jié)構(gòu)的部分截面圖，并且圖18是示 出了根據(jù)第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的第三變形在樹脂模制步驟中的樹脂流向示例的平 面圖。圖16中所示第一變形為如下結(jié)構(gòu)，其中在與管芯焊盤2c的芯片裝配安裝側(cè)相對(duì) 的一側(cè)上的表面(背表面)從樹脂密封體5的較下表面暴露，由此有可能增強(qiáng)半導(dǎo)體封裝 1的散熱性質(zhì)。因此，當(dāng)從并入于半導(dǎo)體封裝1中的半導(dǎo)體芯片3生成的熱量大時(shí)，有可能 進(jìn)一步提高半導(dǎo)體封裝1的可靠性。接著根據(jù)圖17中所示第二變形，相對(duì)于全部耦合到同一個(gè)內(nèi)引線加的粗的第一 鍵合接線6a和細(xì)的第二鍵合接線(感測(cè)接線A)而言，使第二鍵合接線6b的回路高度大于 各第一鍵合接線6a的回路高度。也就是說(shuō)，將細(xì)鍵合接線6b的回路高度設(shè)置成大于各粗鍵合接線6的回路高度。 通過(guò)這樣做，在樹脂模制步驟中可以使回路高度更大的鍵合接線6比回路高度小的鍵合接 線6更易于相抵于樹脂流動(dòng)而偏轉(zhuǎn)。因而，細(xì)的第二鍵合接線(感測(cè)接線A)6b在偏離粗的 第一鍵合接線6a的方向上偏轉(zhuǎn)，因此有可能減少在樹脂注入時(shí)由于接線偏轉(zhuǎn)而引起的電 短路。因此，使回路高度在細(xì)鍵合接線6與粗鍵合接線6之間不同，但是這對(duì)于圖5中所 示細(xì)的第四鍵合接線(感測(cè)接線B) 6d和粗的第三鍵合接線6c也成立。通過(guò)使第四鍵合接 線6d的回路高度大于第三鍵合接線6c的回路高度，有可能減少在樹脂注入時(shí)由于接線偏 轉(zhuǎn)而引起的電短路。接著，圖18中所示第三變形示出了在半導(dǎo)體器件是QFP(四邊扁平封裝)10的情 況下在樹脂模制步驟中的樹脂流向9a。由于是QFP 10，用于樹脂注入的樹脂注入澆口 8d 設(shè)置于封裝體的對(duì)角線上。也在這一情況下，在均耦合到同一個(gè)內(nèi)引線加的細(xì)的第二鍵合 接線6b和粗的第一鍵合接線6a中，相較于粗的第一鍵合接線6a而言，細(xì)的第二鍵合接線 6b定位于相關(guān)聯(lián)樹脂流向9a的前進(jìn)方向上。通過(guò)這樣做，在樹脂注入時(shí)，細(xì)的第二鍵合接 線6b由于密封樹脂9的流動(dòng)阻力而在偏離粗的第一鍵合接線6a的方向上偏轉(zhuǎn)，從而有可 能減少在樹脂注入時(shí)由于接線偏轉(zhuǎn)而引起的電短路。(第二實(shí)施方式)圖19是示出了在組裝根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件時(shí)在接線鍵合步驟 中使用的接線鍵合器的結(jié)構(gòu)性示例的前視圖，并且圖20是示出了在組裝第二實(shí)施方式的 半導(dǎo)體器件時(shí)用于獲得在接線鍵合步驟中使用的接線鍵合條件的參考單品生產(chǎn)時(shí)間中的 各種時(shí)間的示例的測(cè)量值數(shù)據(jù)圖。另外，圖21是示出了在組裝第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件 時(shí)用于獲得在接線鍵合步驟中使用的接線鍵合條件的單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算的示例的計(jì)算值 數(shù)據(jù)圖，并且圖22是示出了在組裝第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件時(shí)用于獲得在接線鍵合步驟中使用的接線鍵合條件的考慮到單品生產(chǎn)時(shí)間下降率的單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算的示例的計(jì) 算值數(shù)據(jù)圖。這一第二實(shí)施方式涉及在組裝如同第一實(shí)施方式中所述半導(dǎo)體封裝1的具有多 個(gè)不同種類的接線(在第一實(shí)施方式中為粗度不同的兩種接線)(下文也稱為“多接線”) 的半導(dǎo)體器件時(shí)的接線鍵合步驟。例如，在作為多接線封裝的圖案設(shè)計(jì)(在封裝中的接線選擇以及對(duì)粗和細(xì)接線的 選擇)中考慮到將制造的多接線半導(dǎo)體器件的類型，但是當(dāng)使用多接線類型作為接線鍵合 器組的流水線時(shí)，在組裝時(shí)的單品生產(chǎn)時(shí)間與單個(gè)接線類型相比必然惡化。鑒于這一點(diǎn)，根據(jù)這一第二實(shí)施方式，在進(jìn)行多接線半導(dǎo)體器件的接線鍵合時(shí)，獲 得用于抑制單品生產(chǎn)時(shí)間下降率的單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算公式(鍵合條件計(jì)算手段)，并且在 這樣使用單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算公式而獲得的接線鍵合條件之下進(jìn)行接線鍵合。圖19示出了在這一第二實(shí)施方式中使用的接線鍵合器(接線鍵合裝置)11。接線 鍵合器11包括鍵合頭11a，具有鍵合工具，例如圖10中所示毛細(xì)管7 ；主運(yùn)送軌11c，用于 接收和遞送已經(jīng)接受管芯鍵合的作為工件的引線框2 (見圖8)；以及饋送器11b，在裝置內(nèi) 引導(dǎo)引線框2。在這一第二實(shí)施方式中，將參照如下情況作為示例給出描述，其中如在第一實(shí)施 方式中描述的半導(dǎo)體封裝1中的粗接線(第一鍵合接線6a)和細(xì)接線(第二鍵合接線6b) 接受接線鍵合。圖20示出了用于發(fā)現(xiàn)與多接線封裝對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式(鍵合條件計(jì)算手段)的參 考值(使用單個(gè)類型來(lái)測(cè)量處理時(shí)間)。在圖20中，饋送時(shí)間是從在饋送器lib內(nèi)接收引 線框2時(shí)直至進(jìn)行運(yùn)送至鍵合點(diǎn)的時(shí)間，識(shí)別時(shí)間是在鍵合之前用于位置糾正的時(shí)間，并 且鍵合時(shí)間是接線鍵合的處理時(shí)間。圖21示出了通過(guò)利用這一第二實(shí)施方式中獲得的計(jì)算公式并且按照第一組(粗 接線組)中的接線數(shù)目和第二組(細(xì)接線組)中的接線數(shù)目(這些數(shù)目指定為不考慮單品 生產(chǎn)時(shí)間下降率的當(dāng)前數(shù)目)而已經(jīng)獲得的單品生產(chǎn)時(shí)間和單品生產(chǎn)時(shí)間下降率計(jì)算值 的結(jié)果。另外，圖22示出了已經(jīng)獲得的接線鍵合器以及第一組接線和第二組接線的最佳數(shù) 目的結(jié)果。在圖20中^代表接線鍵合時(shí)間(秒)，b代表一個(gè)框的加熱等待時(shí)間(秒)，c代 表一個(gè)框的饋送時(shí)間(秒)，d代表在一個(gè)框中處理的識(shí)別時(shí)間(秒)，N代表一個(gè)周期中處 理的框數(shù)目(60個(gè)框作為接線鍵合器數(shù)目的最小公倍數(shù))，并且T代表一個(gè)周期中的框數(shù)目 (60個(gè)框)，時(shí)間g至d均為測(cè)量值。在圖21和圖22中，A代表第一組(粗接線組)中的接線數(shù)目，B代表第二組中的 接線數(shù)目(細(xì)接線組)，χ代表第一組(粗接線組)中的接線鍵合器數(shù)目，Y代表第二組(細(xì) 接線組)的接線鍵合器數(shù)目，C代表一個(gè)框中的芯片數(shù)目，Tl代表基于這時(shí)獲得的單品生產(chǎn) 時(shí)間計(jì)算公式的單品生產(chǎn)時(shí)間(秒)，并且D代表通過(guò)在參考單品生產(chǎn)時(shí)間T與單品生產(chǎn)時(shí) 間Tl之間的比較而獲得的單品生產(chǎn)時(shí)間下降率(％ )。在多接線中，一條流水線中的接線鍵合器總數(shù)為X+Y。當(dāng)接線鍵合器數(shù)目之比等于 接線數(shù)目之比時(shí)獲得一種平衡良好的偏轉(zhuǎn)方式(一種抑制單品生產(chǎn)時(shí)間下降率的偏轉(zhuǎn)方 式)O
也就是說(shuō)，存在4作=乂八仏、83、￥為整數(shù))這一關(guān)系(第一計(jì)算公式)。按照接線鍵合器數(shù)目與第一組(粗的接線組)和第二組(細(xì)的接線組)中的接線 數(shù)目的某些比值，在第一或者第二組中出現(xiàn)鍵合結(jié)束等待時(shí)間，因此通用單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì) 算公式不恰當(dāng)。出于這一原因，這里使用第二組中的接線鍵合器數(shù)目來(lái)獲得單品生產(chǎn)時(shí)間 計(jì)算公式。下文將描述這一第二實(shí)施方式中獲得的單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算公式和單品生產(chǎn)時(shí)間 下降率。首先，如果第一組接線處理時(shí)間假設(shè)為tl，則tl =b+C+d+&XAXC)，而如果第二 組接線處理時(shí)間假設(shè)為t2，則t2 = b+c+d+(aXBXC)。與單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算公式有關(guān)，單品生產(chǎn)時(shí)間基本上取決于第一或者第二組中的 較長(zhǎng)接線處理時(shí)間，從而當(dāng)?shù)诙M接線鍵合器的數(shù)目為三或者四時(shí)，單品生產(chǎn)時(shí)間變?yōu)槿?決于第二組接線處理時(shí)間的Tl = t2X (Ν/Υ)(第二計(jì)算公式)。當(dāng)?shù)诙M接線鍵合器的數(shù)目為五時(shí)，T = tl X N (第三計(jì)算公式)，這取決于第一組 接線處理時(shí)間。如果根據(jù)參考單品生產(chǎn)時(shí)間T和按照上述單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算公式獲得的單 品生產(chǎn)時(shí)間來(lái)確定單品生產(chǎn)時(shí)間下降率，則按照以下計(jì)算公式計(jì)算它D = 100-(T/ Tl) X 100(%)(第四計(jì)算公式)。圖21示出了已經(jīng)使用第二、第三和第四計(jì)算公式來(lái)確定單品生產(chǎn)時(shí)間和單品生 產(chǎn)時(shí)間下降率的具體示例，并且圖22示出了已經(jīng)使用第一、第二、第三和第四計(jì)算公式來(lái) 確定單品生產(chǎn)時(shí)間和單品生產(chǎn)時(shí)間下降率的具體示例。在圖21中，在假設(shè)一個(gè)周期的框數(shù)目為60并且按照當(dāng)前指定的第一組接線數(shù)目 和第二組接線數(shù)目(第一組16件，第二組47件)而不考慮抑制下降率時(shí)，基于第一組接 線鍵合器的數(shù)目和第二組接線鍵合器的數(shù)目來(lái)確定單品生產(chǎn)時(shí)間Tl (秒)和單品生產(chǎn)時(shí)間 下降率D(%)。在這一單品生產(chǎn)時(shí)間的情況下，出現(xiàn)鍵合等待時(shí)間而未獲得平衡良好的偏轉(zhuǎn)，因 此造成單品生產(chǎn)時(shí)間下降率惡化。為了解決這一問(wèn)題，如圖22中所示，使用前述第一計(jì)算公式來(lái)確定用于第一組和 第二組中的接線鍵合器數(shù)目的接線數(shù)目，并且使用這樣確定的接線數(shù)目來(lái)進(jìn)行單品生產(chǎn)時(shí) 間計(jì)算以確定單品生產(chǎn)時(shí)間下降率。從圖21和圖22可見可以通過(guò)組合A和B以便逼近Α/Β = X/Y來(lái)保持單品生產(chǎn)時(shí) 間下降率為低。根據(jù)這一第二實(shí)施方式，在組裝多接線封裝時(shí)，可以通過(guò)僅輸入第一組中的接線 (粗接線)數(shù)目和第二組中的接線(細(xì)接線)數(shù)目來(lái)自動(dòng)計(jì)算單品生產(chǎn)時(shí)間和單品生產(chǎn)時(shí) 間下降率。另外，可以按照用于多個(gè)接線鍵合器11的計(jì)算公式來(lái)確定單品生產(chǎn)時(shí)間。另外，通過(guò)根據(jù)單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算公式來(lái)計(jì)算單品生產(chǎn)時(shí)間，有可能獲得粗接線 組中的接線數(shù)目與細(xì)接線組中的接線數(shù)目的最佳比值。另外，通過(guò)利用單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算公式來(lái)計(jì)算單品生產(chǎn)時(shí)間，有可能獲得接線鍵 合器11的最佳數(shù)目。以這一方式，有可能在接線鍵合時(shí)抑制單品生產(chǎn)時(shí)間下降率。
也就是說(shuō)，在組裝具有直徑不同(多個(gè)粗度)的鍵合接線6的半導(dǎo)體封裝1時(shí)，有 可能獲得單品生產(chǎn)時(shí)間下降率受抑制的接線鍵合條件。具體而言，在組裝具有粗度不同的接線的半導(dǎo)體器件時(shí)，可以使用如下單品生產(chǎn) 時(shí)間計(jì)算公式(鍵合條件計(jì)算手段)來(lái)獲得用于各類型(粗度)的鍵合接線6的數(shù)目與用 于各類型(粗度)的接線鍵合器11的最佳數(shù)目的最佳比值，該單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算公式用于 根據(jù)鍵合接線6的粗度(類型)來(lái)計(jì)算鍵合接線數(shù)目的分布并且用于根據(jù)鍵合接線6的粗 度(類型)來(lái)計(jì)算接線鍵合器11的所需數(shù)目。另外，通過(guò)在按照上述單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算公式的獲得的條件之下進(jìn)行接線鍵合， 可以在將直徑(粗度)不同的多個(gè)鍵合接線6耦合到多個(gè)內(nèi)引線加之中的同一個(gè)內(nèi)引線 2a時(shí)完成接線鍵合而又保持單品生產(chǎn)時(shí)間下降率為低。雖然上文已經(jīng)通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施方式描述本發(fā)明，但是無(wú)需贅言本發(fā)明并不限于 上述實(shí)施方式并且可以在并不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變。例如雖然第一和第二實(shí)施方式中所用鍵合接線(第一至第五鍵合接線)6是金接 線，但是它們可以是銅接線。銅接線比金接線更硬，因而在如在組裝第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝1時(shí)在粗接線 與細(xì)接線之間單獨(dú)地進(jìn)行兩次接線鍵合(在兩個(gè)步驟中)的情況下，有可能減少由于在后 一個(gè)鍵合步驟中的鍵合振動(dòng)對(duì)第一步驟中耦合的接線的不良影響而引起出現(xiàn)接線位移或 者位置偏離。另外由于銅接線成本低于金接線，所以有可能達(dá)到進(jìn)一步減少半導(dǎo)體封裝1的成 本。另外雖然在上述實(shí)施方式中已經(jīng)參照SOP型半導(dǎo)體器件作為示例，但是半導(dǎo)體器 件并不限于SOP類型。本發(fā)明也適用于其它半導(dǎo)體器件，例如S0J(小輪廓J引線封裝)、 QFP和QFN(四邊扁平無(wú)引線封裝)，只要它們是使用引線框2而組裝的類型并且其中不同 類型(粗度)的多個(gè)接線被接線鍵合到同一個(gè)內(nèi)引線加。本發(fā)明適合于其中粗度不同的接線電耦合到同一個(gè)引線的電子器件。
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權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括 半導(dǎo)體芯片，具有多個(gè)電極焊盤；多個(gè)引線，布置于所述半導(dǎo)體芯片周圍；多個(gè)鍵合接線，用于將所述電極焊盤與所述弓I線相互電耦合；以及 樹脂密封體，用于密封所述半導(dǎo)體芯片、所述鍵合接線和所述引線的部分， 其中所述引線包括用于向所述半導(dǎo)體芯片供應(yīng)第一操作電勢(shì)的第一功率引線， 其中所述電極焊盤包括第一電源電極焊盤，通過(guò)第一鍵合接線電耦合到所述第一功 率引線；以及第一監(jiān)視電極焊盤，通過(guò)第二鍵合接線電耦合到所述功率引線以監(jiān)視所述第 一功率引線的電勢(shì)，并且其中所述第二鍵合接線比所述第一鍵合接線更細(xì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一鍵合接線和第二鍵合接線是金接線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一鍵合接線和第二鍵合接線是銅接線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述引線包括用于向所述半導(dǎo)體芯片供應(yīng)高于所述第一操作電勢(shì)的第二操作電 勢(shì)的第二功率引線，其中所述電極焊盤包括第二電源電極焊盤，通過(guò)第三鍵合接線電耦合到所述第二功 率引線；以及第二監(jiān)視電極焊盤，通過(guò)第四鍵合接線電耦合到所述第二功率引線以監(jiān)視所 述第二功率引線的電勢(shì)，并且其中所述第四鍵合接線比所述第三鍵合接線更細(xì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一操作電勢(shì)是接地電勢(shì)而所述第二 操作電勢(shì)是電源電勢(shì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體芯片包括輸出電路，用于輸出電流以驅(qū)動(dòng)作為負(fù)載的外部設(shè)備；以 及控制電路，用于控制從所述輸出電路輸出的電流，其中所述電極焊盤包括作為所述輸出電路的輸出端子來(lái)使用的輸出信號(hào)焊盤，并且 其中用從所述第一電源電極焊盤和第二電源電極焊盤供應(yīng)的所述第一電勢(shì)和第二電 勢(shì)操作所述輸出電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其中所述控制電路根據(jù)從所述第一監(jiān)視電極焊 盤和第二監(jiān)視電極焊盤提供的預(yù)定信號(hào)來(lái)控制所述輸出電路的輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其中所述引線包括通過(guò)第五鍵合接線電耦合到 所述輸出信號(hào)焊盤的輸出引線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體芯片安裝于由與所述引線相同 材料形成的芯片安裝區(qū)域之上，并且所述第一功率引線與所述芯片安裝區(qū)域連續(xù)和集成地 形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中通過(guò)使用具有樹脂注入澆口的模制模型的傳遞模制方法來(lái)形成所述樹脂密封體，并且其中所述第二鍵合接線設(shè)置較之于所述第一鍵合接線的位置而言更遠(yuǎn)離所述樹脂注 入澆口的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一功率引線耦合到所述第二鍵合 接線的位置較之于所述第一功率引線耦合到所述第一鍵合接線的位置而言遠(yuǎn)離所述第一 功率引線的芯片側(cè)頂端或者遠(yuǎn)離半導(dǎo)體芯片的外周界部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二鍵合接線的回路高度大于所述 第一鍵合接線的回路高度。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二功率引線耦合到所述第四鍵合 接線的位置遠(yuǎn)離所述第二功率引線的芯片側(cè)頂端或者遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體芯片的外周界部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第四鍵合接線的回路高度大于所述 第三鍵合接線的回路高度。
15.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟提供引線框，所述引線框具有芯片安裝區(qū)域和布置于所述芯片安裝區(qū)域周圍的多個(gè)引線.一入 ，將具有多個(gè)電極焊盤的半導(dǎo)體芯片安裝于所述引線框的所述芯片安裝區(qū)域之上； 通過(guò)多個(gè)鍵合接線將所述弓丨線與所述半導(dǎo)體芯片的所述電極焊盤相互電耦合；并且 形成樹脂密封體以密封所述半導(dǎo)體芯片、所述鍵合接線和所述引線的部分， 其中所述鍵合接線包括第一鍵合接線，在其一個(gè)端部耦合到所述電極焊盤之中的第 一電極焊盤而在其相反端部耦合到所述引線之中的第一引線；以及第二鍵合接線，在其一 個(gè)端部耦合到所述電極焊盤之中的第二電極焊盤而在其相反端部耦合到所述第一引線并 且比所述第一鍵合接線更細(xì)，并且其中遲于所述第一鍵合接線形成所述第二鍵合接線。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中通過(guò)在毛細(xì)管的頂端形成球狀電極的球鍵合方法來(lái)形成包括所述第一鍵合接線 和第二鍵合接線的所述鍵合接線，其中所述第一鍵合接線和第二鍵合接線的相對(duì)端部是位于與所述球狀電極相對(duì)的一 側(cè)上的部分，并且其中所述第二鍵合接線的相對(duì)端部在較之于所述第一鍵合接線的相對(duì)端部而言更遠(yuǎn) 離所述半導(dǎo)體芯片的位置耦合到所述第一引線。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一鍵合接線和第二鍵合接線是金接線。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一鍵合接線和第二鍵合接線是銅接線。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中通過(guò)使用具有樹脂注入澆口的模制模型的傳遞模制方法來(lái)形成所述樹脂密封體，并且其中所述第二鍵合接線設(shè)置于較之于所述第一鍵合接線的位置而言更遠(yuǎn)離所述樹脂 注入澆口的位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一引線是用于向所述半導(dǎo)體芯片供應(yīng)操 作電勢(shì)的功率引線，所述第一電極焊盤是用于電源的電極焊盤，并且所述第二電極焊盤是 用于監(jiān)視所述功率弓I線的電勢(shì)的用于監(jiān)視的電極焊盤。
21.一種用于制造通過(guò)鍵合不同類型的鍵合接線而組裝的半導(dǎo)體器件的方法，包括以 下步驟(a)提供引線框，所述引線框具有芯片安裝區(qū)域和布置于芯片安裝區(qū)域周圍的多個(gè)引線.一入 ，(b)將半導(dǎo)體芯片安裝于所述引線框的所述芯片安裝區(qū)域之上；并且(c)通過(guò)所述不同類型的鍵合接線將所述半導(dǎo)體芯片的多個(gè)電極焊盤與所述引線相互 電耦合；其中在所述步驟(c)中，使用鍵合條件計(jì)算手段來(lái)獲得用于各類型的鍵合接線數(shù)目與 用于各類型的接線鍵合器最佳數(shù)目的最佳比值，所述鍵合條件計(jì)算手段用于計(jì)算用于各類 型鍵合接線的鍵合接線數(shù)目的分布和用于各類型鍵合接線的接線鍵合器所需數(shù)目，并且在 這樣獲得的條件之下進(jìn)行接線鍵合。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述鍵合條件計(jì)算手段是用于獲得接線鍵合時(shí) 的單品生產(chǎn)時(shí)間的單品生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算公式。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述不同類型的鍵合接線是不同直徑的鍵合接線。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述不同直徑的鍵合接線在通過(guò)所述單品生產(chǎn) 時(shí)間計(jì)算公式而導(dǎo)出的所述條件之下接線鍵合到所述引線中的同一個(gè)引線。
全文摘要
公開了一種允許減少成本的半導(dǎo)體器件。在半導(dǎo)體芯片的電極焊盤和對(duì)應(yīng)內(nèi)引線通過(guò)多個(gè)鍵合接線相互電耦合的半導(dǎo)體封裝中，使感測(cè)接線(第二和第四鍵合接線)比其它鍵合接線(第一和第三鍵合接線)更細(xì)，這些其它鍵合接線耦合到與感測(cè)接線耦合到的內(nèi)引線相同的內(nèi)引線，由此減少金接線的成本以達(dá)到減少半導(dǎo)體封裝的成本。
文檔編號(hào)H01L23/49GK102097409SQ20101053691
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者吉富清敬, 川副祐二朗, 池上武彥, 福原和矢 申請(qǐng)人:瑞薩電子株式會(huì)社