專利名稱：半導體裝置中的金屬線的橫向偏移量的控制的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體裝置，特別是涉及半導體裝置的引線框和控制該半導體裝置中使用的金屬線的控制方法。
在現有技術中已知將這樣的金屬線連接在引線框與半導體元件之間。假定在對該半導體裝置充填樹脂時該金屬線有橫向偏移量。因而，有必要控制該金屬線的橫向偏移量。
以下，將參照圖9至14說明在樹脂充填時控制金屬線的橫向偏移量的必要性。
在制造半導體裝置的過程中存在樹脂充填時發生金屬線橫向偏移的問題。在樹脂充填時發生金屬線橫向偏移的情況下，在鄰近的金屬線2g之間或在金屬線2g和內引線3g之間可能發生短路。
如果在樹脂充填前將鄰近的金屬線2g之間的間隔或金屬線2g和內引線3g之間的間隔設計得足夠大，則即使在樹脂充填時發生金屬線的橫向偏移，在鄰近的金屬線2g之間或在金屬線2g和內引線3g之間也不發生短路。
但是，當金屬線2g的橫向偏移發生時，應力就加在金屬線2g和在半導體元件7g上形成的電極1g之間的接合點和在金屬線2g和內引線3g的接合點上，從而使這些部分的接合力減小。因而，金屬線容易因溫度循環等引起的外部應力而斷裂。作為其對策，有必要控制金屬線的橫向偏移量a(圖9)。
在使用設置匯流條(bus bar)4g而且金屬線2g跨過相應的匯流條4g的架空引線(overlead)鍵合的半導體裝置的情況下，不可能借助于使用X射線等的二維非破壞性檢查方法以三維方式來觀察金屬線2g和匯流條4g之間的間隔。因而，基于金屬線橫向偏移量a與金屬線垂直偏移量b之間的相關性(
圖10)來控制金屬線垂直偏移量b(圖9)。因此，金屬線橫向偏移量的控制是非常重要的。
當不進行基于上述相關性的控制時，已使用下述的技術，其中，如圖13中所示，對匯流條4g進行半刻蝕工藝，以便保證在金屬線2g與相應的匯流條4g之間的較大的間隔，或者，如圖14中所示，對匯流條4g進行絕緣體涂敷工藝，以便避免在金屬線2g與相應的匯流條4g之間發生短路。
以下，將參照圖11、12和15說明常規的半導體裝置的結構。
圖11是使用架空引線鍵合的半導體裝置的平面透視圖。圖12是沿圖11的A-A’線取的剖面圖。圖15A是不使用匯流條的常規結構的半導體裝置的平面透視圖。圖15B是圖15A中示出的半導體裝置的主要部分的放大圖。
首先，參照圖11和12說明使用架空引線鍵合的半導體裝置的結構。
在圖11中，將電極1g在半導體元件7g的中心排成一直線。通過粘接帶5g將內引線3g的端部固定在半導體元件7g上。將各個匯流條4g配置在電極1g和相應的內引線3g的端部之間。用金屬線2g分別連接電極1g和內引線3g的端部。如圖12中所示，金屬線2g跨過相應的匯流條4g。
在以這種方式構成的半導體裝置中，已知其橫向偏移量在樹脂充填時變為最大的金屬線垂直于樹脂流入方向而延伸并位于樹脂入口(未示出)附近。具體地說，在圖11中，用虛線標出的金屬線13g的金屬線橫向偏移量變為最大，因此，有必要控制金屬線13g的橫向偏移量。
以下，將參照圖15A和15B說明常規結構的半導體裝置。
在這些圖中，將電極1h沿半導體元件7h的周邊配置。使用諸如銀糊劑的安裝材料(未示出)將半導體元件7h固定在半導體元件安裝部分11h上。用懸吊桿10h將半導體元件安裝部分11h連接到引線框的靠外的部分(未示出)上。通過金屬線2h分別將半導體元件7h上設置的電極1h連接到內引線3h上。
在以這種方式構成的半導體裝置中，已知其橫向偏移量在樹脂充填時變為最大的金屬線垂直于樹脂流入方向而延伸并位于樹脂入口(未示出)附近。具體地說，在圖15A和15B中，用虛線標出的金屬線13g的金屬線橫向偏移量變為最大，因此，有必要控制金屬線13h的橫向偏移量。
以下，將說明測量金屬線橫向偏移量的常規方法。
首先，在連接到圖象處理裝置的X射線檢查儀器的監視器上顯示的圖象上，通過連接金屬線2g與電極1g之間的接合點和金屬線2g與內引線3g之間的接合點來畫出參照線段。然后，畫出平行于該參照線段的線段，使其通過該金屬線的最大的橫向偏移的一個點。其后，通過與監視器上顯示的參照物進行比較，來導出在參照線段與平行于該參照線段的線段的間隔，作為金屬線的相對橫向偏移量a。
但是，在常規技術中存在下述問題第一個問題是金屬線橫向偏移量的測量耗費很多時間。其原因是，如以上所述，金屬線橫向偏移量的測量方法是復雜的。具體地說，在連接到圖象處理裝置的X射線檢查儀器的監視器上顯示的圖象上，通過連接金屬線與電極之間的接合點和金屬線與內引線之間的接合點首先畫出參照線段。然后，畫出平行于該參照線段的線段，使其通過該金屬線的最大的橫向偏移的一個點。其后，通過與監視器上顯示的參照物進行比較，來導出在參照線段與平行于該參照線段的線段的間隔，作為金屬線的相對橫向偏移量a。
第二個問題是不能自動地進行金屬線橫向偏移的控制。其原因是，如以上所述，金屬線橫向偏移量的測量方法是復雜的，并且不能使用自動識別儀器來識別對于測量來說是必要的點，諸如金屬線與電極之間的接合點、金屬線與內引線之間的接合點以及金屬線的最大橫向偏移點。
因而，本發明的一個目的是提供一種能自動地控制金屬線橫向偏移量的半導體裝置的引線框。
本發明的另一個目的是提供一種半導體裝置的引線框，它能在不測量金屬線橫向偏移量的情況下來判斷該量是否在給定的范圍內。
本發明的另一個目的是提供一種能通過金屬線橫向偏移量的自動控制來改善生產率的控制方法。
在描述進行時，本發明的其它目的將變得很明顯。
本發明適用的引線框用于下述的半導體裝置，該半導體裝置包括半導體元件以及連接在該半導體元件和引線框之間的金屬線。在該引線框中，該引線框包括用于控制金屬線的橫向偏移量的控制裝置。
本發明適用的半導體裝置包括半導體元件、引線框以及連接在該半導體元件和引線框之間的金屬線。在該半導體裝置中，該引線框包括用于控制金屬線的橫向偏移量的控制裝置。
本發明適用的控制方法是用于控制連接在該半導體元件和引線框之間的金屬線，其中上述半導體元件和引線框包含在一個半導體裝置中。該控制方法包括，在該引線框的一個部分上設置控制裝置的步驟和通過使用該控制裝置來控制金屬線的橫向偏移量的步驟。
圖1是示出按照本發明的第1優選實施例的半導體裝置的平面透視圖；圖2A是說明在圖1中示出的半導體裝置中的金屬線橫向偏移量的控制方法的圖；圖2B是說明按照第1優選實施例的改型的金屬線橫向偏移量的控制方法的圖；圖3A是示出按照本發明的第2優選實施例的半導體裝置的平面透視圖；圖3B是圖3A中示出的半導體裝置的主要部分的放大圖；圖4是示出按照本發明的第3優選實施例的半導體裝置的平面透視圖；圖5是示出按照本發明的第4優選實施例的半導體裝置的平面透視圖；圖6A是說明在圖5中示出的半導體裝置中的金屬線橫向偏移量的控制方法的圖；圖6B是說明按照第4優選實施例的改型的金屬線橫向偏移量的控制方法的圖；圖7A是示出按照本發明的第5優選實施例的半導體裝置的平面透視圖；圖7B是圖7A中示出的半導體裝置的主要部分的放大圖；圖8是示出按照本發明的第6優選實施例的半導體裝置的平面透視圖；圖9是沿圖11中的B-B’線取的剖面圖；圖10是示出圖9中所示的金屬線橫向偏移量a和金屬線垂直偏移量b之間的相關性的圖；圖11是示出常規的半導體裝置的平面透視圖；圖12是沿圖11中的A-A’線取的剖面圖；圖13是沿圖11中的A-A’線取的剖面圖，其中對匯流條進行半刻蝕工藝；圖14是沿圖11中的A-A’線取的剖面圖，其中對匯流條進行絕緣體涂敷工藝；圖15A是示出另一個常規的半導體裝置的平面透視圖；以及圖15B是圖15A中示出的半導體裝置的主要部分的放大圖。
以下，參照圖1至8描述本發明的優選實施例。
圖1示出按照本發明的第1優選實施例的半導體裝置。被示出的半導體裝置采用架空引線鍵合，其中以現有技術中已知的方式設置匯流條4a而且金屬線2a分別跨過相應的匯流條4a。將電極1a在半導體元件7a的中心排成一直線。通過由聚酰亞胺等制成的、厚度約為0.05mm至0.1mm的粘接帶5a將內引線3a的端部固定在半導體元件7a上。用金屬線2a分別連接電極1a和內引線3a的端部。各個金屬線2a由金或金的合金制成，直徑約為20μm至30μm。將各個匯流條4a配置在電極1a和相應的內引線3a的端部之間。匯流條4a中的一個設有凸起9a，該凸起9a用于控制金屬線橫向偏移量。按照下述的控制方法來確定該凸起9a的位置。
在以這種方式構成的半導體裝置中，金屬線的橫向偏移在樹脂充填時發生。在樹脂充填時其橫向偏移量變為最大的金屬線垂直于樹脂流入方向延伸并位于樹脂入口(未示出)附近。具體地說，在圖1中，用虛線標出的金屬線13a的金屬線橫向偏移量變為最大。控制金屬線13a的橫向偏移量最好使其不大于該金屬線的長度的5％。例如，在金屬線的長度為2mm的情況下，將金屬線橫向偏移量控制在不大于0.1mm。
圖2A示出一個使用圖1示出的凸起9a的金屬線橫向偏移量的控制方法的例子。在該方法中，如果金屬線13a在樹脂充填時到達凸起9a，則確定為不合格。在這種情況下，凸起9a位于離金屬線13a的位置間隔0.1mm處。
圖2B示出圖2A中示出的控制方法的改型。在該方法中，如果金屬線13a在樹脂充填時超過凸起9a，則確定為不合格。在這種情況下，凸起9a延伸到離金屬線13a的位置間隔0.1mm處。
圖3A示出按照本發明的第2優選實施例的不使用匯流條的常規結構的半導體裝置。圖3B以放大的尺度示出圖3A中示出的半導體裝置的主要部分。
將電極1b沿半導體元件7b的周邊配置。使用諸如銀糊劑的安裝材料(未示出)將半導體元件7b固定在半導體元件安裝部分11b上。以現有技術中已知的方式用懸吊桿10b將半導體元件安裝部分11b連接到引線框的靠外的部分(未示出)上。各個懸吊桿10b的寬度約為0.2mm至0.5mm。通過金屬線2b分別將電極1b連接到內引線3b上。各個金屬線2b由金或金的合金制成，直徑約為20μm至30μm。懸吊桿10b中的一個設有凸起9b，該凸起9b用于控制金屬線橫向偏移量。凸起9b位于能將金屬線的橫向偏移量控制在給定范圍內的位置上。
可使用懸吊桿10b的凸起9b類似地進行參照圖2A和2B已說明的控制方法。
圖4示出按照本發明的第3優選實施例的不使用匯流條的LOC結構的PKG。將電極1c在半導體元件7c的中心排成一直線。通過由聚酰亞胺等制成厚度約為0.05mm至0.1mm的粘接帶5c將內引線3c的端部固定在半導體元件7c上。用金屬線2c將電極1c和內引線3c的端部互相連接。各個金屬線2c由金或金的合金制成，直徑約為20μm至30μm。內引線3c中的一條在其端部設有凸起9c，該凸起9c用于控制金屬線橫向偏移量。凸起9c位于能將金屬線的橫向偏移量控制在給定范圍內的位置上。
可使用內引線3c的凸起9c類似地進行參照圖2A和2B已說明的控制方法。
圖5示出按照本發明的第4優選實施例的使用架空引線鍵合的半導體裝置。將電極1d在半導體元件7d的中心排成一直線。通過由聚酰亞胺等制成的、厚度約為0.05mm至0.1mm的粘接帶5d將內引線3d的端部固定在半導體元件7d上。通過金屬線2d分別將電極1d和內引線3d的端部互相連接。各條金屬線2d由金或金的合金制成，直徑約為20μm至30μm。將各個匯流條4d配置在電極1a和相應的內引線3d的端部之間。金屬線2d跨過相應的匯流條4d。匯流條4d中的一個在其端部設有缺口12d，該缺口12d用于控制金屬線橫向偏移量。按照下述的控制方法來確定缺口12d的位置。
圖6A示出一個使用圖5示出的缺口12d對金屬線橫向偏移量的控制方法的例子。在該方法中，如果金屬線13d在樹脂充填時到達缺口12d，則確定為不合格。在這種情況下，缺口12d位于離金屬線13d的位置間隔0.1mm處。
圖6B示出圖6A中所示的控制方法的改型。在該方法中，如果金屬線13d在樹脂充填時超過，則確定為不合格。在這種情況下，缺口12d延伸到離金屬線13d的位置間隔0.1mm處。
圖7A示出按照本發明的第5優選實施例的不使用匯流條的常規結構的半導體裝置。圖7B以放大的尺度示出圖7A中示出的半導體裝置的主要部分。
將電極1e沿半導體元件7e的周邊配置。使用諸如銀糊劑的安裝材料(未示出)將半導體元件7e固定在半導體元件安裝部分11e上。用寬度約為0.2mm至0.5mm的懸吊桿10e將半導體元件安裝部分11e連接到引線框的靠外的部分(未示出)上。通過金屬線2e分別將電極1e連接到內引線3e上。各條金屬線2a由金或金的合金制成，并具有約20μm至30μm的直徑。懸吊桿10e中的一個設有缺口12e，該缺口12e用于控制金屬線橫向偏移量。缺口12e位于能將金屬線的橫向偏移量控制在給定范圍內的位置上。
可使用懸吊桿10e的缺口12e類似地進行參照圖6A和6B已說明的控制方法。
圖8示出按照本發明的第6優選實施例的不使用匯流條的LOC結構的PKG。將電極1f在半導體元件7f的中心排成一直線。通過由聚酰亞胺等制成的、厚度約為0.05mm至0.1mm的粘接帶5f將內引線3f的端部固定在半導體元件7f上。用金屬線2f分別連接電極1f和內引線3f的端部。各條金屬線2f由金或金的合金制成，直徑約為20μm至30μm。內引線3f中的一條在其端部設有缺口12f，該缺口12f用于控制金屬線橫向偏移量。缺口12f位于能將金屬線的橫向偏移量控制在給定范圍內的位置上。
在圖1-8中，各個凸起9a-9h和缺口12a-12h起到控制各條金屬線2a-2h的橫向偏移量的控制裝置的作用。
可使用內引線3f的缺口12f類似地進行參照圖6A和6B已說明的控制方法。
如上所述，在上述的優選實施例中，基于金屬線是否到達或超過凸起或缺口來進行不合格和合格的確定。因而，這兩者間的確定只需要使用自動識別儀器等進行簡單的操作，就能自動地控制金屬線的橫向偏移量。
作為例子，將說明使用圖6A中示出的控制方法的自動控制。
通常，在由X射線提供的圖象中，諸如金屬線和內引線由金屬制成的部分被顯示為黑色，這是由于它們不透過X射線，而諸如模壓樹脂、半導體元件(硅)和粘接帶的部分被顯示為白色，這是由于它們透過X射線。具體地說，上述的缺口被顯示為白色，而金屬線被顯示為黑色。
因此，能以下述方式來自動地確定金屬線2d是否因金屬線橫向偏移量而到達缺口12d具體地說，在自動地識別缺口12d(檢驗區域)的位置后，該檢驗區域是帶有白色和黑色的兩值區域。然后，如果在檢驗區域中檢測到黑色(金屬線)，則自動地確定為不合格，如果在檢驗區域中檢測不到黑色，則自動地確定為合格。
如上所述，引線框上設有用于控制金屬線橫向偏移的凸起或缺口，從而可在不測量金屬線橫向偏移量的情況下容易地判斷該量是否在給定的范圍內，即，該量是否在標準值以上。這樣就可縮短檢驗時間和使用自動識別儀器等進行自動控制。
權利要求
1．一種用于半導體裝置的引線框，所述半導體裝置包括半導體元件和連接在所述半導體元件和所述引線框之間的金屬線，其特征在于所述引線框包括用于控制所述金屬線的橫向偏移量的控制裝置。
2．如權利要求1中所述的引線框，其特征在于所述引線框還包括匯流條，所述控制裝置包括在所述匯流條上形成的凸起。
3．如權利要求1中所述的引線框，其特征在于所述引線框還包括懸吊桿，所述控制裝置包括在所述懸吊桿上形成的凸起。
4．如權利要求1中所述的引線框，其特征在于所述控制裝置包括在所述引線框的一部分上形成的凸起。
5．如權利要求1中所述的引線框，其特征在于所述引線框還包括匯流條，所述控制裝置包括在所述匯流條上形成的缺口。
6．如權利要求1中所述的引線框，其特征在于所述引線框還包括懸吊桿，所述控制裝置包括在所述懸吊桿上形成的缺口。
7．如權利要求1中所述的引線框，其特征在于所述控制裝置包括在所述引線框的一部分上形成的缺口。
8．一種半導體裝置，包括半導體元件、引線框以及連接在所述半導體元件和所述引線框之間的金屬線，其特征在于所述引線框包括用于控制所述金屬線的橫向偏移量的控制裝置。
9．如權利要求8中所述的半導體裝置，其特征在于所述引線框還包括匯流條，所述控制裝置包括在所述匯流條上形成的凸起。
10．如權利要求8中所述的半導體裝置，其特征在于所述引線框還包括懸吊桿，所述控制裝置包括在所述懸吊桿上形成的凸起。
11．如權利要求8中所述的半導體裝置，其特征在于所述控制裝置包括在所述引線框的一部分上形成的凸起。
12．如權利要求8中所述的半導體裝置，其特征在于所述引線框還包括匯流條，所述控制裝置包括在所述匯流條上形成的缺口。
13．如權利要求8中所述的半導體裝置，其特征在于所述引線框還包括懸吊桿，所述控制裝置包括在所述懸吊桿上形成的缺口。
14．如權利要求8中所述的半導體裝置，其特征在于所述控制裝置包括在所述引線框的一部分上形成的缺口。
15．一種控制連接在半導體元件和引線框之間的金屬線的控制方法，其中所述半導體元件和引線框被包括在一個半導體裝置中，所述方法的特征在于，包括下述步驟在所述引線框的一部分上設置控制裝置；以及通過使用所述控制裝置來控制所述金屬線的橫向偏移量。
16．如權利要求15中所述的控制方法，其特征在于所述方法還包括通過使用自動識別儀器來實現控制步驟的自動化的步驟。
17．如權利要求15中所述的控制方法，其特征在于所述控制裝置包括在引線框的所述部分上形成的凸起。
18．如權利要求15中所述的控制方法，其特征在于所述控制裝置包括在引線框的所述部分上形成的缺口。
全文摘要
在半導體裝置中,匯流條(4a)上設有凸起(9a)。鑒于樹脂充填時產生橫向偏移,利用該凸起和金屬線(13a)之間的位置關系來控制金屬線的橫向偏移量。可將該凸起設置在懸吊桿或引線框的另一部分上。可設置缺口來代替凸起。
文檔編號H01L21/56GK1215230SQ9812153
公開日1999年4月28日 申請日期1998年10月22日 優先權日1997年10月22日
發明者稻葉健仁 申請人:日本電氣株式會社