帶多行焊接焊盤的半導體芯片制造技術

一種半導體管芯（１２），具有至少三行（１６、１８、２０）帶最小間隔的焊接焊盤。在具有至少三行焊接指（２６、２８）和／或導電環（２２、２４）的封裝基板（１４）上安裝管芯（１２）。通過由換向自動點焊獲得的相對較低高度引線（４２）把在管芯最外部分（最接近管芯周邊）上的焊接焊盤（１６）連接到焊接指的最內環或行（２４）（距封裝基板的周邊最遠）。通過由焊球焊接至楔形焊接獲得的相對較高高度引線（８６）把最內行焊接焊盤（２０）連接到最外行焊接指（２６）。通過由焊球焊接至楔形焊接獲得的相對居中高度引線（８８）把中間行焊接焊盤（１８）連接到中間行焊接指（２８）。變化高度的引線可供緊密組合的焊接焊盤之用。該結構適用于層疊管芯。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本申請涉及封裝半導體，尤其涉及帶管芯的封裝半導體，該管芯具有與管芯載體相結合的多行焊接焊盤。
技術介紹
隨著由于半導體制造技術改進引起的半導體幾何尺寸的不斷縮小，管芯尺寸自身常常變得更小。隨著這些管芯尺寸變得更小，集成電路的復雜程度不但沒有減小，反而還要增加。由此，集成電路所需的引腳數不是必須改變，但如果功能實際增加，那么引腳數或許也要增加。由此，對于給定的功能，管芯尺寸變得更小，或者作為替代，對于給定管芯尺寸，功能及由此的引腳伸出數變多。在任一種情況下，存在有效實現所有引腳伸出至集成電路用戶的困難。需要許多引腳伸出常用于復雜集成電路的封裝技術，稱為球柵陣列(BGA)。實際上對給定尺寸的集成電路存在焊盤限制。如果焊盤(引腳伸出)數超出對給定管芯尺寸的限制，認為集成電路是焊盤限制的。這么做的一種方法是用引線焊接到封裝基板的頂表面，在底表面上帶焊球，并且在頂表面上有集成電路，引線焊接到頂表面。通孔從頂表面延伸到底表面，接著跡線從通孔延伸到底部上的焊球并從焊接指延伸到頂表面上的通孔。希望封裝基板盡可能得小，還希望集成電路也盡可能得小。為了通過焊接指在集成電路和頂表面之間實現所需的連接，在從集成電路管芯延伸到焊接指的引線之間必須存在足夠的空間。一種使所有互連的制造技術就是把焊接焊盤交錯排列成兩行。這在引線之間提供了更多的空間，但是，即使交錯排列的引線能夠間隔開，如何緊密地間隔開仍然存在限制。而且交錯排列需要焊接焊盤比基于制造能力獲得的最小距離更遠地隔開。由此，由于交錯排列，焊接焊盤所需的空間比可供焊接焊盤之用的最小空間要大。試圖增加提供所需引腳伸出能力的某些技術包括在襯底上使用空腔技術以使焊接指處于不同級上。這實質上增加了襯底的成本。而且，盡管如此，還是不能提供多于兩行。由此需要以如下方式在集成電路和封裝基板上的焊接指之間提供引線的能力不要求焊接間隔比所需最小間隔大，并能夠提供充足的所需引腳數量，而不必僅為了能夠實現所需引線焊接增加管芯的尺寸。附圖說明通過附圖中的實例說明本專利技術，而非限制本專利技術，其中相同的參考標號代表相似的元件，其中圖1是按照本專利技術實施例的部分封裝半導體的頂視圖；圖2是圖1的封裝半導體的側視圖；圖3是用于制造圖1和2的封裝半導體的方法流程圖；圖4是本專利技術另一實施例的側視圖；圖5是圖4的封裝半導體一部分的頂視圖；和圖6是以更簡化的形式示出圖1的整個封裝半導體的頂視圖。本領域技術人員應理解，附圖中的元件是說明性的，為了簡化和清楚，并無需按比例示出。例如，附圖中某些元件的尺寸可以相對于另一些元件被放大以增進對本專利技術實施例的理解。具體實施例方式一般使用集成電路管芯實現封裝半導體，集成電路管芯具有通過引線焊接和焊接指與封裝基板結合的至少三行焊接焊盤，引線焊接具有環繞管芯的導電供電環，焊接指在環繞供電環的行中。在集成電路上的焊接焊盤是非交錯排列的。它們以行彼此成一直線，在行中焊接焊盤不是交錯排列的且它們處于最小間隔。即，基于可用于焊接焊盤的技術，焊接焊盤可以為最大密度。這可以通過使用不同高度的引線焊接來實現。引線焊接的高度一般稱為回線高度。通過具有不同的回線高度，一個引線連接可以與另一個引線連接在一條直線，但是也可以比與它成一直線的那個引線高或低。這在平面基板上實現，無需封裝基板高度的任何變化。參照附圖可以更好地理解本專利技術的實施例。圖1中示出了包括半導體管芯(集成電路)12和封裝基板(管芯載體)14的封裝半導體10。管芯12在它的周邊具有三行焊接焊盤。自邊緣不同的距離、起始于最外行(外行)的三行是16、18和20。導電環22和導電環24在基板14上。與行16、18和20完全環繞集成電路12一樣，環22和24完全環繞集成電路12。而且最外行焊接指26和最內行(內行)焊接指28也在基板14上。焊接焊盤行16具有其最終與環22和24結合的焊接焊盤。焊接焊盤行18連接到焊接指行28，焊接焊盤行20連接到焊接指行16。例如，行16、18和20的示例焊接焊盤是彼此成一直線的焊接焊盤30、32和34。相似地，在焊接指行28中的示例焊接指是焊接指36，在焊接指行26中的示例焊接指是焊接指38。在該實例中，焊接指36通過引線焊接由引線連接到焊接焊盤32。焊接焊盤30由引線焊接連接到焊接指38。焊接焊盤34連接到環24。環22和24用于供電連接，例如提供正電壓和接地。僅示出了實際完成的封裝10和管芯12的一部分。存在更多的焊接焊盤和焊接指。示出了焊接指，在該焊接指中稱其為放射狀成一直線，因為它們分散成圍繞角部，而不是直的與它們連接的焊接焊盤成一直線。如圖1所示，行16、18和20沿著邊緣(側邊)21和邊緣23。對于行16-20的一部分，它們與邊緣21平行，另一部分與邊緣23平行。由此關于邊緣21，行16的一部分沿著平行于邊緣21的第一軸，行18的一部分沿著平行于邊緣21的第二軸，行20的一部分沿著平行于邊緣21的第三軸。自每行的三個焊接焊盤的位置與沿著垂直于邊緣21的每個軸成一直線。例如30-34垂直于邊緣21成一直線。存在這樣的情況對于沿著平行于管芯的一個或多個邊緣而不是從各方面圍繞管芯延伸的像行16-18這樣的焊接焊盤行是有利的。如圖1所示，如從頂視圖中看到的那樣，連接到焊接指36和38的引線和從焊接焊盤30、32和34連接到環24的引線非常靠近。它們甚至在同一直線上。但是，它們自集成電路12和封裝基板14間隔開不同的垂直距離。在該特定結構中，焊接焊盤為三行，焊接指為兩行，附帶兩個環。由此，存在有效四行的連接深度。在另外的情況中，供電連接可以不在完整環中，由焊接指行占據圖1中環22和24所在的位置。這些焊接指可以是供電連接或信號連接。這表示在連接到封裝基板上的至少三行焊接指的集成電路上可能存在三行焊接焊盤的情況。圖2所示的是圖1所示的封裝半導體10的側視圖。這示出具有頂表面40的管芯12，在頂表面40上具有焊接焊盤30、32和34。在共用平面上是焊接焊盤30、32和34，這被認作封裝半導體10的共用層。同樣，在基板14上示出了環22、環24、焊接指36和焊接指38。環22和24以及焊接指36和38在基板14的頂表面42上。頂表面42可以認為是平面，還可以認為是封裝半導體10的層。由此，焊接焊盤30和34在一個共用的層上，環22、24和焊接指36和38在另一個共用的層上。由已知的換向自動點焊技術實現焊接焊盤34和環24之間的引線連接。這使用標準引線焊接實現，其中在用引線與其連接的焊接焊盤34上形成焊球。接著焊接機相對于焊接焊盤34橫向移動破壞該引線。隨后的動作是在環24上形成焊球，向它安裝引線，并使那個引線自環24垂直向上提升，接著橫向把它移動到焊接焊盤34與先前在焊接焊盤34頂部上形成的焊球連接。結果是引線在它的最高點基本上與在焊接焊盤34上的焊球一樣高。通過在焊接焊盤32上首先形成焊球，使引線垂直向上延伸，接著水平延伸，并接著向下延伸到焊接指36，從而制得焊接焊盤32和焊接指36之間的引線連接。通過稱為楔形焊接的技術制得與焊接指36的連接。在引線焊接上通常可以利用這種類型的焊接。在這種情況中，如圖2所示的環24和環36之間存在的距離為Y1。該Y1尺寸制得足夠大以在引線42和44之間存在距離。同樣，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體封裝，包括：具有帶多行焊接焊盤的至少一面的管芯，多行焊接焊盤的每行距管芯邊緣的距離不同；用于支撐管芯的管芯載體，管芯載體具有多個焊接指，所有焊接指在同一層上，多個焊接指環繞管芯分布，第一部分位于管芯載體內部區，第二 部分位于管芯載體外部區；和多個焊接引線，多個焊接引線中的每個把預定的一個焊接焊盤連接到多個焊接指的預定的一個，多個焊接引線的第一部分把焊接焊盤自多行焊接焊盤的外行連接到多個焊接指的第一部分并具有最大高度，多個焊接引線的第二部分把焊接 焊盤自多行焊接焊盤的內行連接到多個焊接指的第二部分并具有最小高度，最小高度大于最大高度。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 2001-9-28 09/966,5841.一種半導體封裝，包括具有帶多行焊接焊盤的至少一面的管芯，多行焊接焊盤的每行距管芯邊緣的距離不同；用于支撐管芯的管芯載體，管芯載體具有多個焊接指，所有焊接指在同一層上，多個焊接指環繞管芯分布，第一部分位于管芯載體內部區，第二部分位于管芯載體外部區；和多個焊接引線，多個焊接引線中的每個把預定的一個焊接焊盤連接到多個焊接指的預定的一個，多個焊接引線的第一部分把焊接焊盤自多行焊接焊盤的外行連接到多個焊接指的第一部分并具有最大高度，多個焊接引線的第二部分把焊接焊盤自多行焊接焊盤的內行連接到多個焊接指的第二部分并具有最小高度，最小高度大于最大高度。2.如權利要求1所述的半導體封裝，其中，外行焊接焊盤用不同于內行焊接焊盤焊接到各自焊接引線的引線焊接外形類型焊接到各自的焊接引線。3.如權利要求1所述的半導體封裝，其中，外行焊接焊盤借助換向自動點焊焊接到焊接指，內行焊接焊盤焊接到焊接指，焊接指具有焊球，從而獲得多個不同高度的焊接引線并分別符合最大高度和最小高度。4.如權利要求1所述的半導體封裝，其中，自多行焊接焊盤每行的焊接焊盤基本上沿著垂直于管芯邊緣的軸成一直線，以使在管芯上的焊接焊盤是非交錯排列的。5.如權利要求1所述的半導體封裝，其中，多個焊接引線的第一個在不同高度橫穿多個焊接引線的第二個，由此彼此不電接觸。6.一種半導體封裝，包括具有帶多行焊接焊盤的至少一面的管芯，多行焊接焊盤的每行距管芯邊緣的距離不同；用于支撐管芯的管芯載體，管芯載體具有多個焊接指，所有焊接指在同一層上，多個焊接指環繞管芯分布，第一部分位于管芯載體內部區，第二部分位于管芯載體外部區；和多個焊接引線，多個焊接引線中的每個把預定的一個焊接焊盤連接到多個焊接指的預定的一個，其中作為使用不同引線焊接工藝焊接第一焊接焊盤和第二焊接焊盤的結果，多行焊接焊盤第一行的第一焊接焊盤具有不同于多行焊接焊盤第二行的第二焊接焊盤的焊接外形。7.如權利要求6所述的半導體封裝，其中，第一焊接焊盤具有換向自動點焊外形，第二焊接焊盤具有焊球焊接外形。8.如權利要求6所述的半導體封裝，其中，第一焊接焊盤和第二焊接焊盤基本上沿著垂直于管芯邊緣的軸成一直線，以使在管芯上的第一焊接焊盤和第二焊接焊盤是非交錯排列的。9.如權利要求8所述的半導體封裝，其中，多行焊接焊盤還包括成一直線的至少三行焊接焊盤，多行焊接焊盤的每行具有借助與管芯邊緣垂直的軸與所有剩余行每行的預定焊接焊盤成一直線的焊接焊盤。10.如權利要求6所述的半導體封裝，還包括位于管芯上并具有多個第二管芯焊接焊盤的第二管芯，至少多個第二管芯焊接焊盤的第一個連接到多行焊接焊盤第一行的第一焊接焊盤，并且至少多個第二管芯焊接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖恩M奧康納，馬克艾倫格伯，讓德西雷米勒，
申請(專利權)人：飛思卡爾半導體公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]