[发明专利]半导体封装和形成半导体封装的导线环的方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及半导体封装。更具体而言，本发明涉及形成半导体封装的导线环的方法。

背景技术

为了将半导体芯片的内部电路连接到外部电路，进行导线结合工艺。在导线结合工艺期间，半导体芯片的上表面上的电极垫通过导线连接到引线框的引线。更详细而言，进行导线结合工艺，以在将导线压靠电极垫和引线的同时，通过施加热、超声波等将导线结合到电极垫和引线。

如现有技术中已知的，将设有一根或多根导线的毛细管向着电极垫降低，而将导线的一端压在结合表面上以进行第一结合。之后，将毛细管移动到引线框的引线，由此伸长导线，以将导线的相反端压靠到引线上来进行第二结合。通常，在进行第一结合之前，在待结合的导线端部处形成圆形的球。图1示出在其端部处形成有球11的导线10的一部分。

为了形成球11，例如通过在导线10的端部与和导线10的端部相邻的放电电极之间施加高电压产生火花放电，来使导线10的端部熔融。因为当形成球11时通过火花放电产生高热，所以与球11相邻的导线10的一部分受到不利影响(例如由于高热产生退火或以其它方式硬化)。标号“HAZ”表示在形成球11期间产生的热影响区域。导线材料的物理值(例如延展性)由于热变形而变化。于是，难以弯曲导线10的HAZ部分。

图2是示意性示出在其端部处形成有球11并结合到电极垫12的导线10的视图。

在导线10的端部处形成的球11被压到电极垫12上并结合到其(例如在预定的热和合适的压力下)。在将球11结合到电极垫12之后，导线10在向前方向上(例如向着引线框的引线)延伸，使得导线10具有预定的环形。如图2所示，标号H_L1表示颈部高度。颈部高度H_L1是导线10从电极垫12向上直立的高度或者从球11的底表面到导线10的顶部的环高度的度量。可以认识到，可能难以减小颈部高度H_L1的值，因为导线的HAZ部分的典型值约100μm或更大并且因为难以弯曲HAZ部分。在此情况下，半导体封装的高度或厚度增大。另外，在此情况下，在多层多芯片的情况下可能在上下导线之间发生短路。

所以，为了尝试解决以上挑战，已经开发了具有如图3所示的无颈球环(BNL)形状的导线环。

图3是示意性示出包括具有BNL形状的传统导线环的半导体封装的视图。如图3所示，在其上表面上包括电极垫21a的半导体芯片21布置在引线框22的管芯垫22a上。

将包括球23a的导线的端部压到电极垫21a上。然后将靠近球23a的导线的一部分压成折叠或交叠其一部分，以在球23a上形成受压部分23b。导线向着引线框22的引线22b延伸，并且导线的另一端连接到引线22b以完成导线环23的结构。

但是，如果电极垫21a与引线22之间的高度差很小或者引线22b的状态不良，则在结合期间在引线22b处产生的排斥力可能施加在导线环23上。于是，导线环23在竖直方向上受到排斥。结果，环的高度不均匀且难以保持较低。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体封装，其包括：至少一个半导体芯片，其包括多个电极垫；包括多根引线的引线框；和多个导线环，其中多个导线环可以包括：结合到多个电极垫中一个电极垫的球；位于球的上表面上的受压部分；从受压部分基本水平延伸并与半导体芯片的上表面接触的第一导线部分；从第一导线部分向下延伸的第二导线部分；和从第二导线部分延伸并具有连接到多根引线中一根引线的端部的第三导线部分。第三导线部分可以包括水平向上延伸的第一部分、以及水平向下延伸的第二部分(例如第四导线部分)。

可以在半导体芯片的上表面的至少一部分上形成绝缘体，以在半导体芯片的上表面与第一导线部分之间提供电绝缘。

可以在第一和第二导线部分之间形成第一弯曲部分或弯曲部。可以在第二和第三导线部分之间形成第二弯曲部分或弯曲部。可以可选地在第三导线部分的第一和第二部分之间形成第三弯曲部分或弯曲部。

根据本发明的另一方面，提供了一种形成半导体封装的导线环的方法，所述半导体封装包括具有多个电极垫的至少一个半导体芯片和具有多根引线的引线框，所述方法包括：将球结合到多个电极垫中的一个电极垫；在所述球的上表面上形成受压部分；在距所述受压部分第一预定距离处形成第一弯曲部分；在距第一弯曲部分第二预定距离处形成第二弯曲部分；使导线从第二弯曲部分延伸第三预定距离；以及将导线端部连接到多根引线中的一根引线。该方法可以还包括在半导体芯片的上表面与导线的一部分之间构造绝缘体的步骤，该部分位于受压部分和第一弯曲部分之间。