專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，該器件包含裝配有一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體本體，這些半導(dǎo)體元件具有一個(gè)或多個(gè)裝配有連接導(dǎo)線的接觸區(qū)。半導(dǎo)體本體連接到絕緣基板的一個(gè)面上。在絕緣基板的這個(gè)面上裝配有由導(dǎo)線連接的第一導(dǎo)線圖形，并且在電路上接通第二導(dǎo)線圖形，第二導(dǎo)線圖形處于絕緣基板的另一個(gè)面上，并且裝配有接觸凸點(diǎn)。這一半導(dǎo)體器件體積小、價(jià)格低廉并且易于制造，被用于無線電通信等領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及到這種器件的制造方法。
該種器件在1998年3月10公布的美國專利說明書US5,726,489中被公開。該文件描述了一種器件，其中集成電路的連接區(qū)設(shè)置在絕緣薄膜的導(dǎo)線圖形上，絕緣薄膜的另一個(gè)面上有包含接觸凸點(diǎn)的導(dǎo)線圖形，接觸凸點(diǎn)連接到薄膜的另一個(gè)面的導(dǎo)線圖形上。
上述器件存在的缺陷是不太適合某些集成電路，特別不適合制造完成后需要校準(zhǔn)的集成電路。這一需要使該器件較為昂貴，并且小型化程度不夠。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種器件，非常適合于必須校準(zhǔn)的集成電路。而且，該器件體積小巧，價(jià)格低廉。
為了達(dá)到這一目的，第一段中所述本發(fā)明的器件具有如下特性該器件裝配有一個(gè)或多個(gè)熔斷器(fuse)及一個(gè)電子元件，通過熔斷器可以調(diào)節(jié)電子元件的性能，電子元件構(gòu)成半導(dǎo)體本體的一部分，熔斷器則構(gòu)成絕緣基板上導(dǎo)線圖形之一的一部分。首先，作為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明認(rèn)為各種通常采用的校準(zhǔn)方法引起了上述問題。在這些通常采用的方法中，校準(zhǔn)裝置被引入半導(dǎo)體本體，例如PROM(＝可編程序的只讀存儲(chǔ)器)、熔斷器或齊納二極管(Zebner diode)等用于調(diào)節(jié)電子元件的裝置。采用這些方法占用了半導(dǎo)體本體的一部分表面，造成器件不太小巧，價(jià)格也不太低廉。采用PROM還有另外的缺點(diǎn)，即校準(zhǔn)必須由顧客完成，因而必須提供(測(cè)試)資料。此外，采用PROM還需要專門的工序，使得集成電路的制造過程更為昂貴。采用齊納二極管或熔斷器也同樣存在這些缺點(diǎn)。而且，本發(fā)明還認(rèn)為熔斷器可以容易地設(shè)置在絕緣基板的一個(gè)導(dǎo)線圖形中。這樣做不會(huì)使器件更貴或更大，也不會(huì)存在上述已知方法的進(jìn)一步的缺點(diǎn)。此外，本發(fā)明的器件還有如下優(yōu)點(diǎn)在集成電路與連接導(dǎo)線用絕緣合成樹脂包封層包封之后，就能恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行元件調(diào)節(jié)。采用合成樹脂包封層的原因是熔斷器的熔化可能造成集成電路的污染。此外，成品的校準(zhǔn)更為可靠，因而更為精確。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，熔斷器成為第二導(dǎo)線圖形的一部分。因此，可以預(yù)見到，一方面熔斷器可裝置在半導(dǎo)體本體上，使器件非常小巧；此外，熔斷器又保持在可能存在的半導(dǎo)體本體及連接導(dǎo)線的合成樹脂包封層之外。熔斷器最好是包含集束(constriction)在一起的導(dǎo)線印制線(conductor track)，并且設(shè)置在兩個(gè)接觸凸點(diǎn)之間。這樣做可以使熔斷器的熔化簡(jiǎn)單易行，即通電就能熔化。此外，在器件的測(cè)試階段，就可以很容易地使用通常的測(cè)試設(shè)備，進(jìn)行這項(xiàng)操作。接觸凸點(diǎn)可用于接通連接熔斷器的電路。
在一個(gè)非常重要的實(shí)施方案中，絕緣基板包含一個(gè)絕緣箔。除了使用薄箔片可使器件非常小巧這一事實(shí)之外，使用箔片還可使熔斷器應(yīng)用于非常窄的導(dǎo)線印制線，例如5～50μm之間，這是采用盡可能小的電流和功率來熔化熔斷器的必要條件。熔斷器的適宜厚度范圍為0.1～2μm。這樣做可以預(yù)防由所述熔斷器的熔化引起的對(duì)器件的損壞。箔片的適宜的厚度范圍為50μm～200μm。優(yōu)選地，接觸凸點(diǎn)最好是以二維矩陣形式裝置在基板上。這樣可以使大量熔斷器裝配在自由選定的位置上。
在一個(gè)特別適宜的實(shí)施方案中，電子元件包含一些可通過開關(guān)來短路的分元件，開關(guān)連接到一個(gè)譯碼器電路，譯碼器電路連接到熔斷器。通過熔斷器，可將二進(jìn)制信號(hào)傳送到譯碼器電路。譯碼器電路用于轉(zhuǎn)換通過熔斷器編碼的數(shù)據(jù)，以便控制校準(zhǔn)元件的開關(guān)。譯碼器電路有兩組輸入，即熔斷器的固有輸入和由測(cè)試裝置控制的信號(hào)輸入。在標(biāo)準(zhǔn)模式中，譯碼器讀取熔斷器；在測(cè)試模式中，譯碼器讀取信號(hào)輸入。舉例來說，校準(zhǔn)過程是這樣發(fā)生的譯碼器進(jìn)入測(cè)試模式，元件由測(cè)試裝備控制。能夠產(chǎn)生元件最佳值的譯碼器設(shè)置作為軟件信息存入測(cè)試裝置。這些最佳值以后用來對(duì)熔斷器編程。最后，校準(zhǔn)的結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)模式中進(jìn)行檢查。這時(shí)從熔斷器讀取校準(zhǔn)設(shè)置，其結(jié)果必須與先前在測(cè)試模式中得出的結(jié)果相吻合。
半導(dǎo)體本體的底面最好是固定在絕緣基板上，而且連接導(dǎo)線最好是用金屬絲連接。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是可以更好地保護(hù)安裝在基板上、最好是柔性基板上的集成電路和導(dǎo)線圖形之間的電氣連接，以防損壞，例如，這樣做就勝過將集成電路的工作頂面直接固定在基板上。半導(dǎo)體本體及金屬絲連接最好包裹在電氣絕緣的合成樹脂中。
一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其中有一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體元件在半導(dǎo)體本體中形成，該器件裝備有一個(gè)或多個(gè)接觸區(qū)，接觸區(qū)具備連接導(dǎo)線，半導(dǎo)體本體被固定在絕緣基板的一個(gè)面上，在該面上裝配有第一導(dǎo)線圖形，連接導(dǎo)線連接到此圖形并在電路上接通設(shè)置在絕緣基板的另一個(gè)面上的第二導(dǎo)線圖形，并且裝備有接觸凸點(diǎn)，該半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于該器件裝備有一個(gè)或多個(gè)熔斷器和一個(gè)電子元件，元件的特性可以利用熔斷器加以調(diào)節(jié)，元件在半導(dǎo)體本體中形成，熔斷器裝置在絕緣基板的導(dǎo)線圖形上形成。最好以箔片作為絕緣基板，熔斷器則采取導(dǎo)線印制線的形式，而在兩個(gè)接觸凸點(diǎn)之間集束在一起。
參照下文所描述的實(shí)施方案，本發(fā)明的這些特性及其他方面的特性就能明顯地表示出來，并且能夠解釋清楚。
在附圖中

圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的器件的一個(gè)實(shí)施方案的截面視圖，截面與厚度方向成直角。
圖2和圖3分別示意性地示出圖1所示器件的俯視圖和底視圖。
圖4示意性地示出圖1中所示器件的部分電路。
附圖只是示意，沒有按比例畫。為了表示清楚，特別加大了厚度方向尺寸的比例。只要有可能，對(duì)應(yīng)的區(qū)域或零件都標(biāo)上了相同的參考編號(hào)。
圖1是本發(fā)明器件的一個(gè)實(shí)施方案的截面示意圖，截面與厚度方向成直角。圖2和圖3分別是圖1所示器件的俯視和底視示意圖。器件10包含半導(dǎo)體本體1，在此方案中為硅集成電路1，它包含一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體元件2，半導(dǎo)體元件上裝配有一個(gè)或多個(gè)接觸區(qū)3，而接觸區(qū)上設(shè)置有連接導(dǎo)線4。集成電路1通過粘結(jié)層21固定在絕緣基板11上?；?1的兩個(gè)面上配置有導(dǎo)線圖形12、13，兩個(gè)面上的導(dǎo)線圖形通過穿通連線14互相連接，并且分別和集成電路1的連接導(dǎo)線4與接觸凸點(diǎn)5相連接。通過接觸凸點(diǎn)5，該器件固定在印刷電路板30上，印刷電路板30上設(shè)置有互相連接的導(dǎo)線圖形31、32。
本發(fā)明的器件包含一個(gè)或多個(gè)熔斷器6和一個(gè)電子元件7，在此實(shí)例中為電阻7。電子元件7有一項(xiàng)性能，即尺寸，可以通過熔斷器6加以調(diào)節(jié)。電子元件7構(gòu)成半導(dǎo)體本體1的一部分，熔斷器6設(shè)置在基板11上的導(dǎo)線圖形12、13中。帶有可調(diào)元件7的集成電路1合乎多種用途的需要。因此，集成電路1可滿足嚴(yán)格的技術(shù)要求。本實(shí)例采用可調(diào)電阻7，可非常精確地設(shè)定基準(zhǔn)電壓，即比僅僅在集成電路1本身制造工序的精度和再現(xiàn)性的基礎(chǔ)上可能達(dá)到的更為精確。舉例來說，這一點(diǎn)在必須饋送非常精確的電壓的電路中是必要的，比如用于移動(dòng)電話的集成電路1。大家都知道，通過裝置于半導(dǎo)體本體1的PROM或者通過裝置于該半導(dǎo)體本體的熔斷器或齊納二極管，可以進(jìn)行這一校準(zhǔn)。但是，這樣存在嚴(yán)重的不利情況，例如集成電路1變得不太小巧并且更為昂貴。在本發(fā)明的器件中，這些缺點(diǎn)被克服了，或者說至少基本上被克服。導(dǎo)線圖形12、13中引入的熔斷器6已經(jīng)安裝在基板11上，不會(huì)增加成本，因而器件10仍然小巧，半導(dǎo)體本體1也不會(huì)變得更加昂貴。電子元件7，此例中為電阻7，能夠很容易地與半導(dǎo)體本體1結(jié)合起來，無需特別的工序步驟。
在本實(shí)例中，熔斷器6設(shè)置在基板11下面的導(dǎo)線圖形13上。因此，可以預(yù)見到，熔斷器6可設(shè)置在基板11的位置，這樣可以使器件10體積小巧，并且免受熔斷器6和半導(dǎo)體本體11間的干擾。熔斷器6包含導(dǎo)線印制線，導(dǎo)線印制線在兩個(gè)接觸凸點(diǎn)5之間有集束部分，在這種情況下，這兩個(gè)接觸凸點(diǎn)5成為接觸凸點(diǎn)5二維矩陣的一部分。這些接觸凸點(diǎn)可用來在器件10的測(cè)試階段熔化熔斷器6，所用測(cè)試設(shè)備為所述測(cè)試階段通常使用的設(shè)備。此處所用基板11是厚度為0.1mm～2mm的箔片。采用這種薄箔的重要優(yōu)點(diǎn)在于薄箔之上的導(dǎo)線圖形12、13可以具有非常精細(xì)的幾何形狀，這對(duì)于熔斷器6的制備十分有利，熔斷器可以迅速熔化，而無(由于電的或熱的)損壞器件10以及半導(dǎo)體本體1的危險(xiǎn)。
圖4為圖1所示器件10的半導(dǎo)體本體1的部分示意圖。電阻7被分成可通過晶體管18進(jìn)行短路的分電阻17。晶體管18與一個(gè)譯碼器開關(guān)8耦合，譯碼器開關(guān)8在圖中僅有簡(jiǎn)略表示，該開關(guān)8被連接到屬于導(dǎo)線圖形12的連接區(qū)12A、12B和12C。這樣做可以在測(cè)試階段通過純電子方式探索電阻7的最佳設(shè)定，而無需采取不可逆措施，例如熔斷器6的熔化。在找到該最佳設(shè)定后，相應(yīng)的熔斷器6就可以熔化了。其后，器件的最終使用者可以簡(jiǎn)單地引用這一最佳設(shè)定，而不必參考專門資料。所有這些將參照?qǐng)D2和圖3進(jìn)行說明。
譯碼器電路9，見圖2，經(jīng)金屬絲9連接至連接區(qū)12A到12E。導(dǎo)線印制線15從該連接區(qū)一直延伸到饋通14。饋通14借助于其他導(dǎo)線印制線16連接到基板11另一面的接觸凸點(diǎn)5上，見圖3；接觸凸點(diǎn)設(shè)置為矩陣形式，各圖中所表示的只是接觸凸點(diǎn)的一部分。在有些接觸凸點(diǎn)之間有束集在一起的導(dǎo)線印制線6，這些印制線就構(gòu)成熔斷器6。在本實(shí)例中，有些接觸凸點(diǎn)與通過“普通”導(dǎo)線印制線19互相連接。按此方式，三個(gè)連接區(qū)12B、12C、12D連接到熔斷器6B、6C、6D，熔斷器可以有8種熔化方式，與下列8個(gè)二進(jìn)制代碼000、100、010、001、110、011、101、111相對(duì)應(yīng)。于是，代碼實(shí)際上存儲(chǔ)在熔斷器6中。當(dāng)器件100通電連接時(shí)，例如為了在該器件中存儲(chǔ)軟件，校準(zhǔn)元件7所必須要的正確代碼就可由(最終)使用者自動(dòng)傳遞到譯碼器電路8。在本實(shí)例中，連接區(qū)12E起信號(hào)連接區(qū)的作用，通過一個(gè)電阻，例如100kΩ，接地，此電阻未在附圖中表示出來。由此得出熔斷器6B、6C、6D如已熔化，就對(duì)應(yīng)于0；熔斷器6B、6C、6D如未熔化，則對(duì)應(yīng)于1。
本實(shí)例中的器件100按如下方式制備。半導(dǎo)體本體1按通常方式裝備所需電路。在這種情況下，電路包含晶體管2、可調(diào)電阻7、譯碼器電路8。其次，通過粘結(jié)層將半導(dǎo)體本體粘結(jié)到箔片11上，粘結(jié)層應(yīng)是良好的熱導(dǎo)體，可以是也可以不是電導(dǎo)體。箔片11已預(yù)先裝備了所需的導(dǎo)線圖形12、13和饋通14，下面的導(dǎo)線圖形13裝備了接觸凸點(diǎn)5的矩陣，在接觸凸點(diǎn)5之間的所需位置上安裝了熔斷器6。之后，例如通過熱壓的方式，在集成電路1和導(dǎo)線圖形12之間形成金屬絲連接4、9。然后，把裝備有集成電路1的箔片11放入一個(gè)澆鑄設(shè)備，在此設(shè)備中集成電路1和金屬絲4、9被包裹上合成樹脂包封層20，在這種情況下為環(huán)氧合成樹脂20。然后把箔片11鋸成小片，每一片包含一個(gè)集成電路1。在以后的測(cè)試階段期間，使用晶體管18，可以確定元件7的最佳校準(zhǔn)方式。與此相對(duì)應(yīng)，以后熔斷器6就會(huì)熔化或不熔化。然后，裝配有集成電路1的每一個(gè)箔片11就準(zhǔn)備就緒，可以最終裝配了，例如裝配在PCB30上。
本發(fā)明不局限在此處所描述的實(shí)例，因?yàn)?，在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員可提出很多工藝上的變化和修改。例如，可能采用其它尺寸和材料，還可能采用不同的幾何形狀。對(duì)于此處所描述的制造方法來說，也可能有變化和修改。舉例來說，對(duì)本發(fā)明中提到的電子元件，也可以用可調(diào)電容代替可調(diào)電阻。部分電子元件可能用并聯(lián)代替串聯(lián)。更進(jìn)一步來說，絕緣基板上的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線圖形可能是多層圖形，這樣可以使導(dǎo)線圖形交叉布置。熔斷器和接觸凸點(diǎn)的數(shù)量可能少于本實(shí)例所提出的數(shù)量。
此處所提的實(shí)例中，由三個(gè)熔斷器、四個(gè)接觸區(qū)及接觸凸點(diǎn)、以及譯碼器電路中所謂“拉倒(pull down)”電阻形成三個(gè)校準(zhǔn)位。另一項(xiàng)重要修改和所謂的“小鍵盤(key pad)”譯碼電路有關(guān)。例如，在該小鍵盤譯碼電路中，四個(gè)校準(zhǔn)位可由四個(gè)熔斷器以及僅僅四個(gè)接觸區(qū)和接觸凸點(diǎn)構(gòu)成。在這種情況下，兩個(gè)這樣的區(qū)域構(gòu)成信號(hào)輸入，另外兩個(gè)構(gòu)成熔斷器輸入。熔斷器輸入中的每一個(gè)都通過兩個(gè)并列的熔斷器與信號(hào)輸入中的一個(gè)相連接。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件(10)，該器件包含半導(dǎo)體本體(1)，半導(dǎo)體本體(1)裝備有一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體元件(2)，半導(dǎo)體元件(2)具有裝備著連接導(dǎo)線(4)的一個(gè)或多個(gè)接觸區(qū)(3)，半導(dǎo)體本體(1)連接到絕緣基板(11)的一個(gè)面上，該面上設(shè)置有第一導(dǎo)線圖形(12)，此導(dǎo)線圖形(12)和連接導(dǎo)線(4)相連接，并與設(shè)置在絕緣基板(11)的另一面上的第二導(dǎo)線圖形(13)電連接，導(dǎo)線圖形(13)裝備有接觸凸點(diǎn)(5)；其特征在于該器件裝備有一個(gè)或多個(gè)熔斷器(6)和一個(gè)電子元件(7)，電子元件(7)的特性可以通過熔斷器(6)進(jìn)行調(diào)節(jié)，元件(7)構(gòu)成半導(dǎo)體本體的一部分，并且熔斷器(6)構(gòu)成絕緣基板(11)上導(dǎo)線圖形(12、13)之一的部分。
2.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件(10)，其特征在于熔斷器(6)形成第二導(dǎo)線圖形(13)的部分。
3.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件(10)，其特征在于熔斷器(6)包含導(dǎo)線印制線(6)，導(dǎo)線印制線(6)在兩個(gè)接觸凸點(diǎn)之間有集束部分。
4.權(quán)利要求1、權(quán)利要求2或權(quán)利要求3的半導(dǎo)體器件(10)，其特征在于絕緣基板(11)包含一個(gè)絕緣箔(11)。
5.前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求的半導(dǎo)體器件(10)，其特征在于接觸凸點(diǎn)(5)以接觸凸點(diǎn)(5)矩陣的形式存在。
6.前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求的半導(dǎo)體器件(10)，其特征在于元件(7)包含若干分元件(17)，分元件(17)可通過連接到譯碼器電路(8)的開關(guān)(18)短路，譯碼器電路通過其他連接導(dǎo)線(9)連接到熔斷器(6)，通過熔斷器(6)可將二進(jìn)制信號(hào)傳送到譯碼器電路。
7.前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求的半導(dǎo)體器件(10)，其特征在于半導(dǎo)體本體(1)的底面固定在絕緣基板(11)上，并且連接導(dǎo)線(4、9)包含導(dǎo)電金屬絲(4、9)。
8.前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求的半導(dǎo)體器件(10)，其特征在于半導(dǎo)體本體(1)和連接導(dǎo)線(4、9)被包裹在電氣絕緣的合成樹脂包封層(20)中。
9.一種制造半導(dǎo)體器件(10)的方法，其中裝置有一個(gè)或多個(gè)接觸區(qū)(3)的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體元件(2)形成于半導(dǎo)體本體(1)中，接觸區(qū)(3)上裝置有連接導(dǎo)線(4)，半導(dǎo)體本體(1)固定在絕緣基板(11)的一個(gè)面上，在該面上有第一導(dǎo)線圖形(12)，連接導(dǎo)線(4)連接到此圖形(12)，此圖形(12)與設(shè)置在絕緣基板(11)的另一面上的第二導(dǎo)線圖形(13)電連接，圖形(13)裝備有接觸凸點(diǎn)(5)，其特征在于該器件裝備有一個(gè)或多個(gè)熔斷器(6)和一個(gè)電子元件(7)，通過熔斷器(6)可以調(diào)節(jié)元件(7)的特性，元件(7)在半導(dǎo)體本體(1)中形成，熔斷器(6)在絕緣基板(11)上導(dǎo)線圖形(12、13)中的一個(gè)中形成。
10.權(quán)利要求1的方法，其特征在于箔片(11)被用作絕緣基板(11)，熔斷器(6)以導(dǎo)線印制線(6)的形式提供，并在兩個(gè)接觸凸點(diǎn)(5)之間有集束部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含集成電路(1)的半導(dǎo)體器件(10),集成電路(1)連接到絕緣基板(11)的一個(gè)面上。在該面上配置有第一導(dǎo)線圖形(12),集成電路(1)的連接導(dǎo)線(4)連接到此導(dǎo)線圖形(12)上,圖形(12)與配置在基板(11)的另一面上的第二導(dǎo)線圖形(13)電連接,圖形(13)上配置有接觸凸點(diǎn)5。本發(fā)明的器件(10)配置有一個(gè)或多個(gè)熔斷器(6)及一個(gè)電子元件(7)。通過熔斷器(6)可以調(diào)節(jié)元件(7)的特性,元件(7)構(gòu)成集成電路(1)的一部分,熔斷器(6)構(gòu)成絕緣基板(11)上導(dǎo)線圖形(12)和(13)的一部分。這種器件體積很小,易于制造,價(jià)格低廉。無需對(duì)最終使用者提供有關(guān)校準(zhǔn)器件(10)的任何資料。熔斷器(6)優(yōu)選采用有集束部分的導(dǎo)線印制線(6),集束部分的優(yōu)選位置是在以矩陣形式的接觸凸點(diǎn)(5)之間?；?11)優(yōu)選采用箔片(11)。
文檔編號(hào)H01L23/12GK1386303SQ01801959
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2001年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月11日
發(fā)明者H·J·埃芬格, A·R·哈斯特拉 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司