[发明专利]用于细铝线的铝凸块接合

说明书

技术领域

本发明涉及将铝线接合施加到表面，例如引线框或半导体装置上的触点。

背景技术

常规上，在半导体封装中将半导体电路小片的特征连接到引线框的引线的铝接合线被直接接合到引线框。当使用这种方法时与细铝接合线(直径小于约3密耳)相关联的常见问题包括跟部断裂和接合升离。当接合参数设置过高且接合线在接合处断裂时发生跟部升离，从而可能会导致丧失半导体特征与引线之间的电通信。通常当接合参数设置过低且接合脱离引线时发生接合升离。因此，存在将产生弹性接合的较窄范围的接合参数。另外，用于将细铝线直接接合到引线框的接合参数对铝线的材料成分和引线框的表面情况非常敏感。

用于将金线接合到引线框的凸块上接合缝合方法使用所述引线框上的金凸块作为接合线与引线框之间的接口。这放宽了用于金接合线的接合参数范围。其它方法可以类似方式使用焊料凸块。然而，这些方法均不适用于接合铝线。

存在许多针对于在半导体封装中进行线接合的美国专利，包括在2002年7月2日颁发给奥卡(Oka)等人的第6,413,797号美国专利。奥卡教示一种具有电极的半导体装置，所述电极具有在镀金过程中设置在其上的金凸块。所述金凸块有助于将金线接合到所述电极。奥卡并未教示一种提供用于将细铝线接合到表面的铝凸块的廉价且简单的方法。

因此，需要一种接合细铝线的方法，其具有宽松的接合参数，在减少跟部断裂和接合升离情形中展示改进的可靠性，且较廉价。

发明内容

在本发明的一种形式中，本发明包含一种经封装半导体装置，其中使用铝凸块接合将接合线接合到引线。所述半导体装置安装在具有带镍镀层的引线的引线框上。为了在细铝线(例如直径为2密耳的线)与引线之间形成凸块接合，将铝凸块接合到镍镀层且将所述线接合到所述凸块。所述凸块是掺杂有镍的铝，且由大直径线(例如直径为6密耳的线)形成。

在另一形式中，本发明包含一种用于封装半导体装置的方法。所述方法包含以下步骤：提供附接有半导体装置的引线框，其中所述引线框具有多个引线；在所述引线中的一者或一者以上的表面上构建凸块；以及将铝接合线线接合到所述凸块中的每一者。所述接合线具有细直径(例如直径为约2密耳)，且所述凸块具有大直径(例如直径为约6密耳)。所述凸块包含铝，且其可掺杂有镍。所述引线可具有镍镀层。所述方法还可包含将引线框、半导体装置和接合线囊封在非导电囊封聚合物中的进一步步骤。

本发明的优点在于，通过大直径凸块实现铝到镍的接合，且细铝线能够接合到铝表面。尽管细线铝到镍的接合已展示为不可靠的且对表面情况和接合参数特别敏感，但大直径线铝到镍的接合已展示为稳固的且对表面情况和接合参数较不敏感。另外，本发明展示接合升离和跟部断裂情况显著减少。

附图说明

参看附图揭示本发明，其中：

图1是根据本发明的使用铝凸块接合的半导体封装的横截面图；

图2是根据图1的线到引线的铝凸块接合的侧视图；

图3A是用于形成根据图2的铝凸块的楔形工具的尖端的正面图；

图3B是图3A的楔形工具尖端的横截面图；以及

图4是本发明的铝凸块接合过程的流程图。

在所述若干视图中，相应参考符号始终指示相应部分。本文所陈述的实例说明本发明的一个实施例，但其不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

参看图1，其中展示本发明的具有铝凸块接合的半导体封装。所述封装10包括半导体装置12、引线框14、若干铝接合线16和若干凸块接合18。

引线框14包括若干引线20和用于支撑半导体装置12的电路小片垫22。所述半导体装置包括若干电极，以用于通过接合线16连接到引线20。在特定实施例中，接合线16具有约2密耳(50μm)的直径以及约99％的铝和约1％的硅的成分。然而，在不同实施例中，线16可具有替代性特征。出于此描述的目的，细线是直径为3密耳或更小的线，且大直径线具有大于3密耳的直径。