[發明專利]使用分立導電層重新選擇鍵合線路徑的半導體器件封裝

有效

• 申請號: 200910164716.4
• 申請日: 2009-07-16
• 公開（公告）號: CN101673723A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 魯軍;安荷·叭剌;王曉彬;張艾倫;胡滿升;張曉天
• 申請（專利權）人: 萬國半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495;H01L23/49;H01L21/50;H01L21/60
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張靜潔;王敏杰

技術領域

本發明涉及半導體器件封裝，具體來說，是為了避免在半導體器件封裝中導線鍵合所產生的問題。?

背景技術

半導體器件一般被封裝在引線框架的芯片襯墊上。引線框架提供引腳以實現器件封裝與該器件或系統的其它組件之間的電連接。通過鍵合線實現了從引線框架的引腳到半導體器件的導電襯底之間的電連接。有大量影響鍵合線路徑選擇的規則。規則之一是兩個鍵合線不能交叉。另外一個規則是鍵合線必須短于預定的最大長度。一般情況下，鍵合線的最大長度是200～300mils。當半導體器件封裝由一個制造商制造且所使用兩個或兩個以上不同制造商制造的半導體器件組件時，這些規則會產生問題。而電池控制電路就是會產生此種問題的一個例子。?

用于便攜式電子裝置的典型電池包中具有若干裸電池(bare?cells)、一個保護電路模塊(PCM)，在該保護電路模塊中形成一個控制裸電池充電和放電的保護電路，一個終端線，該終端線使裸電池和保護電路彼此電連接。裸電池、PCM、終端線可在預設的情況下調節。?

電荷管理系統和電池保護集成電路提供了廣泛的電池過電壓和過電流保護，電池預先調整和百分之一的充電電壓精確度(charger?voltage?accuracy)。他們被放置在一個小的熱增強引線框架封裝包中，該封裝包是一個小的表面安裝器件(SMD)。?

現有技術在進一步減少電池保護集成電路(IC)的尺寸上受到一些技術上的困難和限制。傳統的電池保護集成電路一般包含一個功率控制集成電路和集成的雙通道共漏金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)，其封裝在具有尺寸為2×5毫米的小型引腳(foot?print)的引線框架封裝包中。包括一個功率控制集成電路的合成物或者組合封裝器件用來貼附安裝所有配置的?MOSFET，該功率控制集成電路堆棧在集成雙信道共漏MOSFET的頂部上方或者交叉重迭在兩個具有共同芯片襯墊的分立MOSFET上。圖1A是一個現有技術中的封裝器件100的俯視圖。?

如圖1A所示，雙通道共漏MOSFE106和108，由單一的半導體芯片制造，可具有同樣的源極和柵極尺寸，且貼附在位于引線框架104上的芯片襯墊101上。芯片襯墊101可與引線框架104分離，或者也可是引線框架的整個平面部分。雙通道共漏MOSFET?106、108可以是由一個包含單一雙信道共漏MOSFET芯片的單一半導體芯片制造的。雙通道共漏MOSFET的源極和柵極可沿著這2個MOSFET的中心線對稱排列。功率控制集成電路102堆棧在雙信道共漏MOSFET106和108的頂部上方。在一個優選實施例中，功率控制集成電路102非傳導地堆棧在雙信道MOSFET106和108的頂部上方。功率控制集成電路102的襯底電絕緣于雙通道共漏MOSFET?106和108的頂部。功率控制集成電路102的電壓監視VM和供應電壓VDD的輸入襯墊分別通過鍵合線112和113電連接于引線框架104上的VM引腳和VCC引腳。在圖1所示的例子中，輸入襯墊DP(縮短延遲時間的測試引腳)通過鍵合線109電連接到引線框架104上相應的DP引腳上。功率控制集成電路102的輸出CO和DO襯墊分別通過鍵合線114和115電連接于MOSFET106和108的柵極襯墊G1和G2。功率控制集成電路102的VSS襯墊通過鍵合線116電連接于VSS引腳。MOSFET?106的源極襯墊S1和MOSFET?108的源極襯墊S2分別通過多個鍵合線110和122電連接于OUTM引腳以及VSS引腳和VSS1引腳。?

然而，作為電池PCM的部分應用需要，PCM的制造商通常使用一個特殊布局來設置控制集成電路102和MOSFET?106、108，且MOSFET?106、108與集成電路制造商提供的標準控制集成電路102的引腳是不兼容的。例如，在如圖1A所示的情形中，在控制集成電路102的引腳分布上，DP襯墊位于VM和OUTM襯墊之間。此種引腳分布以及在芯片襯墊101和引線框架104上的集成電路102以及MOSFET106、108的布局結果，如圖1A所示，會造成鍵合線109和112的交叉。此種鍵合線交叉在標準導線鍵合規則中是被禁止的，因為其會導致短路的風險。此規則同樣也適用于一個鍵合線在另外一個鍵合線的下方選擇路徑，以避免兩個鍵合線相接觸情況。?