專(zhuān)利名稱(chēng)：用于焊線降氧化的器件夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的焊線，并且更具體地講，涉及向焊線機(jī)焊點(diǎn)區(qū)提供保護(hù)氣體。
背景技術(shù)：
在各種半導(dǎo)體器件的制造中，經(jīng)常使用焊線(wire bonding)技術(shù)，以連接器件中的部件(例如，晶圓至基板/引線框的接合；晶圓至晶圓的接合等)。例如，經(jīng)常使用線材接合部(例如線環(huán))以在(1)半導(dǎo)體晶圓的晶圓焊墊與(2)其上安裝半導(dǎo)體晶圓的基板(例如，引線框)的觸頭(例如，引線)之間提供導(dǎo)電互連。代表性傳統(tǒng)焊線操作涉及(1)將第一接合部接合至晶圓上的第一接合位置(例如，使用球焊)，(2)將線材朝向引線框上的第二接合位置延伸，(3)將延伸的線材的端部接合至第二接合位置，以及(4)切斷線材。在這種球焊中，電子火焰熄滅(即EFO)棒或類(lèi)似物通常被使用，以在線材端部形成“焊球”(例如無(wú)空氣球)。
通常，金線(對(duì)于氧氣來(lái)說(shuō)基本上是非活性的)被用于焊線工藝；然而，在一些特定應(yīng)用中，更為活性的金屬(例如銅、銀、鈀、鋁等等)被使用。這些更為活性的金屬可能發(fā)生反應(yīng)，例如，在存在氧氣的情況下，并且在線材(和/或線材端部或尾部)形成氧化物/氧化作用，這對(duì)于焊線來(lái)說(shuō)是不理想的。
考慮到這樣的潛在氧化作用，一些焊線系統(tǒng)包括子系統(tǒng)，用于在利用EFO棒形成焊球的過(guò)程中向線材端部提供保護(hù)氣體。例如，整體引用于此作為參考的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)文獻(xiàn)No.6,234,376公開(kāi)了一種這樣的系統(tǒng)。遺憾的是，這種保護(hù)氣體子系統(tǒng)不能保護(hù)整個(gè)線材(或焊線工藝的整個(gè)過(guò)程)不受潛在氧化作用影響，并且，活性金屬的線材成環(huán)過(guò)程中的氧化問(wèn)題仍然存在。
半導(dǎo)體器件處理中減少氧化作用的其它措施包括美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)文獻(xiàn)No.5265788(名稱(chēng)為“具有防氧化裝置的焊線機(jī)”)；美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)文獻(xiàn)No.6866182(名稱(chēng)為“防止電子器件氧化的設(shè)備與方法”)；以及美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)文獻(xiàn)No.7182793(名稱(chēng)為“減少電子器件氧化的系統(tǒng)”)。確信這些傳統(tǒng)的系統(tǒng)使用與其它器件連接的夾具，以減少氧化作用的潛在性；然而，這些系統(tǒng)作為增加至焊線系統(tǒng)的附加的部件將是復(fù)雜且價(jià)格昂貴的。
因此，期望提供一種可降低焊線中的氧化作用的方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明示意性實(shí)施例，提供了一種被構(gòu)造成與焊線機(jī)一起使用的器件夾具。所述器件夾具包括本體部分，其限定至少一個(gè)器件開(kāi)口。所述至少一個(gè)器件開(kāi)口中的每個(gè)器件開(kāi)口被構(gòu)造成定位成鄰近所述焊線機(jī)的焊點(diǎn)區(qū)(bond site area)。所述本體部分包括進(jìn)入端口，其用于接收來(lái)自氣體供應(yīng)源(例如，諸如氣體管道等的保護(hù)氣體供應(yīng)源)的流體。本體部分限定從進(jìn)入端口至所述至少一個(gè)器件開(kāi)口的流體通道。
根據(jù)本發(fā)明另一示意性實(shí)施例，提供了一種焊線機(jī)。焊線機(jī)包括工作臺(tái)，其用于支承由焊線機(jī)所加工的器件。焊線機(jī)還包括器件夾具，其被構(gòu)造成夾持待加工的器件。器件夾具限定至少一個(gè)器件開(kāi)口。所述至少一個(gè)器件開(kāi)口中的每個(gè)器件開(kāi)口被構(gòu)造成定位成鄰近所述焊線機(jī)的焊點(diǎn)區(qū)。所述器件夾具包括進(jìn)入端口，其用于接收來(lái)自氣體供應(yīng)源的流體(例如，保護(hù)氣體)。所述器件夾具限定從進(jìn)入端口至所述至少一個(gè)器件開(kāi)口的流體通道。
根據(jù)本發(fā)明另一示意性實(shí)施例，提供了一種將流體(例如，保護(hù)氣體)提供至焊線機(jī)的焊點(diǎn)區(qū)的方法。該方法包括以下步驟(1)提供器件夾具，其被構(gòu)造成夾持待加工的半導(dǎo)體器件，所述器件夾具限定至少一個(gè)器件開(kāi)口，所述至少一個(gè)器件開(kāi)口中的每個(gè)器件開(kāi)口被構(gòu)造成定位成鄰近所述焊線機(jī)的焊點(diǎn)區(qū)；(2)將來(lái)自氣體供應(yīng)源的流體流動(dòng)進(jìn)入所述器件夾具的進(jìn)入端口中；并且(3)將所述流體從所述器件夾具的進(jìn)入端口流動(dòng)經(jīng)過(guò)由所述器件夾具所限定的流體通道，以使得所述流體流至所述至少一個(gè)器件開(kāi)口。


當(dāng)參看附圖閱讀時(shí)，通過(guò)下文的詳細(xì)描述，可以更好理解本發(fā)明。應(yīng)強(qiáng)調(diào)，根據(jù)公知常識(shí)，附圖中的不同的特征并不是成比例的。相反，為清楚起見(jiàn)，不同的特征的尺寸被任意地?cái)U(kuò)大或縮小。附圖包括以下各圖圖1是根據(jù)本發(fā)明示意性實(shí)施例、用于焊線系統(tǒng)的器件夾具的頂側(cè)透視圖；圖2A是圖1中器件夾具的俯視圖；
圖2B是沿圖2A的線2B-2B的、圖1的器件夾具的側(cè)向剖視圖；圖3A是圖2B的一部分以及焊線工藝的其它示意性部件的詳細(xì)視圖；圖3B是圖2A的器件夾具的一部分與半導(dǎo)體器件的俯視圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明另一示意性實(shí)施例、用于焊線系統(tǒng)的器件夾具的俯視圖；圖4B是沿圖4A的線4B-4B的、圖4A的器件夾具的側(cè)向剖視圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明又一示意性實(shí)施例、用于焊線系統(tǒng)的器件夾具的俯視圖；圖5B是沿圖5A的線5B-5B的、圖5A的器件夾具的側(cè)向剖視圖；圖6是沿線6-6的、圖5A的器件夾具的一部分的剖視圖；圖7是依據(jù)本發(fā)明一示意性實(shí)施例、與圖5A所示類(lèi)似的另一夾具的一部分與焊線系統(tǒng)的其它部件的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)文獻(xiàn)No.5205463、No.6062462和No.6156990，以及美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)文獻(xiàn)No.20040152292和美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)文獻(xiàn)No.11/380233，均涉及焊線技術(shù)，它們?nèi)慕Y(jié)合在此引作參考。
根據(jù)本發(fā)明的特定示意性實(shí)施例，流體(例如保護(hù)氣體，諸如包含有氮?dú)?、氬氣的氣體)(其中，所述氣體可以包括、也可以不包括諸如氫氣等還原氣體)被提供于焊線機(jī)的焊點(diǎn)區(qū)附近。例如，在焊線操作中，恒定供應(yīng)量的所述流體可以被提供在焊點(diǎn)區(qū)，從而使得，在所述焊線操作中，線材氧化作用的趨勢(shì)降低。取決于所使用的流體(和溫度)，還可以降低已經(jīng)存在于線材上的氧化物/氧化作用，類(lèi)似于在形成無(wú)空氣球的過(guò)程中施加還原氣體的效果。
例如，在焊線操作中，在完成線環(huán)后(并且在形成下一個(gè)無(wú)空氣球之前)，線材尾部(例如，由毛細(xì)管末端懸掛出來(lái)的線材端部)可能會(huì)受到氧氣或類(lèi)似物作用，從而導(dǎo)致氧化物形成在線材尾部上。這種氧化物對(duì)于線焊來(lái)說(shuō)可能是不理想的，即使線材尾部隨后被形成為無(wú)空氣球。本發(fā)明提出了一種這樣的狀況，即在焊點(diǎn)區(qū)提供(在一些代表性實(shí)施例中)恒定供應(yīng)量的保護(hù)氣體，從而使得，在形成下一個(gè)無(wú)空氣球之前，保護(hù)線材尾部不被氧化。本發(fā)明還有助于在焊線周期的各種其它階段中，例如(1)在焊點(diǎn)區(qū)中形成第二接合部時(shí)，(2)在將所形成的無(wú)空氣球降低到焊點(diǎn)區(qū)時(shí)，等等，保護(hù)線材(和/或線材端部)不受氧化。
圖1示出了被構(gòu)造成與焊線機(jī)(未示出)一起使用的器件夾具100。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所能理解，器件夾具100可設(shè)置在待焊線的半導(dǎo)體器件(例如，安裝在基板上的半導(dǎo)體晶圓)上方，從而可使用焊線工具(例如，毛細(xì)管(capillary))，以借助于器件夾具100中所限定的器件開(kāi)口102完成焊線操作。例如，焊線機(jī)包括在焊線操作中安置半導(dǎo)體器件(例如，安裝在基板/引線框上的半導(dǎo)體晶圓)的工作臺(tái)(例如，接合表面)。器件夾具100用于在焊線操作的過(guò)程中相對(duì)于工作臺(tái)將半導(dǎo)體器件夾持(固定)就位。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，加熱塊或其它加熱元件可設(shè)置作為工作臺(tái)的一部分(位于器件夾具100下方的接合表面)，以為焊線操作提供期望的加熱。
示意性的器件夾具100包括本體部分(其中所述本體部分是器件夾具100的主體結(jié)構(gòu))，其限定了10個(gè)(即，十個(gè))器件開(kāi)口102，它們被限定為5行(每行限定由橫向構(gòu)件102a分隔的兩個(gè)開(kāi)口102)。當(dāng)然，在本發(fā)明的范圍內(nèi)的任何結(jié)構(gòu)中，器件夾具內(nèi)可限定任意數(shù)量的開(kāi)口。夾具100包括位于夾具100的頂側(cè)上的上側(cè)表面100a(未在圖1中示出的夾具100的下側(cè)表面通常位于焊線機(jī)的加熱塊和/或工作臺(tái)附近)。夾具100還包括兩個(gè)流體連接器104，它們被構(gòu)造成連接至流體供應(yīng)源(例如，諸如輸氣管線或輸氣管道的氣體供應(yīng)源)的兩個(gè)流體連接器104。進(jìn)入連接器104的氣體輸送通過(guò)夾具100內(nèi)部的通道，到達(dá)與每個(gè)開(kāi)口102對(duì)應(yīng)的、焊點(diǎn)區(qū)處的出口106。
現(xiàn)在參看圖2A，提供了夾具100的俯視圖，而去除了連接器104，以示出進(jìn)入端口104a(即，開(kāi)口/口104a)。在該示意性實(shí)施例中，進(jìn)入端口104a位于夾具100的頂側(cè)表面上，從而容易地有助于實(shí)現(xiàn)連接至進(jìn)入端口104a(例如，將氣體供應(yīng)管線/源連接至進(jìn)入端口連接器)。此外，通過(guò)遠(yuǎn)離器件開(kāi)口102的進(jìn)入端口104a(也就是，在圖2A所示的示意性實(shí)施例中，進(jìn)入端口104a設(shè)置在夾具100的每側(cè)上，位于包括安裝孔108/110的、器件夾具的外側(cè)“階梯”部上)，從氣體供應(yīng)源至進(jìn)入端口104a的連接將不妨礙焊線操作及相關(guān)的部件。
圖2A還示出了孔108/110(例如，安裝/定位孔108/110)(如圖2B所示，與低于階梯部的、夾具100的較大的中央部相比，孔108/110限定在器件夾具100的每個(gè)外側(cè)階梯區(qū)域上)。進(jìn)入端口104a為氣體進(jìn)入夾具100中的入口點(diǎn)處的開(kāi)口。借助于進(jìn)入端口104a進(jìn)入夾具100的氣體沿路徑輸送至對(duì)應(yīng)的焊點(diǎn)區(qū)(其中，在器件夾具在焊線機(jī)上就位時(shí)，焊點(diǎn)區(qū)鄰近由每個(gè)器件開(kāi)口所限定的區(qū)域，以便完成焊線操作)。根據(jù)本發(fā)明，存在多個(gè)潛在的通道，它們可設(shè)置在(1)器件夾具的一個(gè)或多個(gè)的進(jìn)入端口與(2)器件夾具的一個(gè)或多個(gè)器件開(kāi)口之間。
再次參看圖2A中的實(shí)例，從每個(gè)進(jìn)入端口104a至由器件夾具100限定的器件開(kāi)口102的對(duì)應(yīng)部分設(shè)置氣體流道。更具體地講，從兩個(gè)進(jìn)入端口104a中的每個(gè)進(jìn)入端口至由器件夾具100所限定的五個(gè)器件開(kāi)口102設(shè)置對(duì)應(yīng)的氣體流經(jīng)通道。如圖2A所示，進(jìn)入左側(cè)進(jìn)入端口104a的氣體沿路徑110a輸送，然后到達(dá)路徑110b。從路徑110b開(kāi)始，限定了五個(gè)相對(duì)較短的路徑(即110c1、110c2、110c3、110c4和110c5)，以便氣體流至五個(gè)左側(cè)器件開(kāi)口102中的每一個(gè)。每個(gè)路徑110c1、110c2、110c3、110c4和110c5在對(duì)應(yīng)的器件開(kāi)口102處的各自的出口106處終止(例如，參見(jiàn)圖2B和3A)。同樣，進(jìn)入右側(cè)進(jìn)入端口104a的氣體沿路徑120a輸送，然后到達(dá)路徑120b。從路徑120b開(kāi)始，限定五個(gè)相對(duì)較短的路徑(即120c1、120c2、120c3、120c4和120c5)，以便氣體流至五個(gè)右側(cè)器件開(kāi)口102中的每一個(gè)。每一路徑120c1、120c2、120c3、120c4和120c5在對(duì)應(yīng)的器件開(kāi)口102處的各自的出口106處終止。
因而，在每個(gè)進(jìn)入端口104a與對(duì)應(yīng)的器件開(kāi)口102之間限定了器件夾具100的本體部分內(nèi)部的通道。通過(guò)在整個(gè)器件夾具100內(nèi)，提供從進(jìn)入端口104a進(jìn)入的氣體源至相應(yīng)的焊點(diǎn)區(qū)的完整通道，從而提供了清楚限定的流體通道，其中所述流體不會(huì)不期望地流向其它區(qū)域。而且進(jìn)一步，由于通道位于器件夾具的內(nèi)部，所以可以節(jié)省流體(以及流體壓力)。
從左側(cè)進(jìn)入端口104a至頂部左側(cè)器件開(kāi)口102(如圖2A所示)的一個(gè)示意性通道在進(jìn)入端口104a處開(kāi)始，沿路徑110a延伸，向上轉(zhuǎn)至路徑110b(如圖2A所示的“上”，當(dāng)然是相對(duì)而言)，沿路徑110c1向右轉(zhuǎn)(如圖2A所示的“右”，當(dāng)然是相對(duì)而言)，并在頂部左側(cè)器件開(kāi)口102處的出口106處終止。
圖2B示出了器件夾具100的側(cè)向剖視圖。該視圖示出了橫向構(gòu)件102a(同樣如圖1所示)和出口106。如圖所示，通向?qū)?yīng)焊點(diǎn)區(qū)的出口106，沿可稱(chēng)為線材接合部的軸線X延伸；然而，這樣的表述僅是相對(duì)的表達(dá)。圖2B還示出了包括孔108/110(如安裝/定位孔)的、器件夾具100的其它結(jié)構(gòu)以及器件夾具的唇部112。圖2B的細(xì)節(jié)“圖3A”參見(jiàn)圖3A。
圖3A更清楚地示出了出口106以及路徑110b、110c1、120b和120c1。圖3A還示出了焊線工藝中的各種不同的示意性部件，包括毛細(xì)管300、基板306(例如，引線框306)及安裝至基板306的半導(dǎo)體晶圓302。在焊線操作過(guò)程中，器件夾具的唇部112與基板306保持接觸。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，毛細(xì)管300中接合的線材被用于形成在兩個(gè)接合部位(例如，半導(dǎo)體晶圓302上的晶圓焊墊及基板306的觸頭/引線)之間延伸的線環(huán)。還正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，器件夾具100用來(lái)將基板306(其安裝有半導(dǎo)體晶圓302)夾持(固定)至焊線機(jī)的接合面(例如，工作臺(tái))。此外，焊線機(jī)的工作臺(tái)可以進(jìn)一步包括加熱元件(例如，加熱塊)。
圖3B是示出了兩個(gè)開(kāi)口102的器件夾具100的一部分的俯視圖。此外，通過(guò)左側(cè)器件開(kāi)口102示出了半導(dǎo)體晶圓302、一部分基板306以及線環(huán)304(它們提供半導(dǎo)體晶圓302與基板306之間的導(dǎo)電互連)。
現(xiàn)在參看圖4A，提供了另一示意性器件夾具400的俯視圖，而連接器(例如，與圖1所示的連接器104類(lèi)似的連接器)被去除，以示出進(jìn)入端口404a(也就是，孔/開(kāi)口404a)。進(jìn)入端口404a是氣體進(jìn)入夾具400的進(jìn)入點(diǎn)處的開(kāi)口。經(jīng)由進(jìn)入端口404a進(jìn)入夾具400的氣體沿通道輸送到相應(yīng)的焊點(diǎn)區(qū)(其中當(dāng)器件夾具在焊線機(jī)上就位時(shí)，焊點(diǎn)區(qū)鄰近由每個(gè)器件開(kāi)口所限定的區(qū)域，以便完成焊線操作)。
從每個(gè)進(jìn)入端口404a至由器件夾具400所限定的器件開(kāi)口402的對(duì)應(yīng)部分，設(shè)置氣流通道。更具體地講，從兩個(gè)進(jìn)入端口404a中的每個(gè)進(jìn)入端口至由器件夾具400所限定的五個(gè)器件開(kāi)口402，設(shè)置氣流通道。如圖4A所示，進(jìn)入左側(cè)進(jìn)入端口404a的氣體沿路徑410a輸送，然后到達(dá)每個(gè)路徑410b1、410b2、410b3、410b4和410b5。每個(gè)路徑410b1、410b2、410b3、410b4和410b5在對(duì)應(yīng)的器件開(kāi)口402處的相應(yīng)出口406處終止(例如，見(jiàn)圖4B)。同樣，進(jìn)入右側(cè)進(jìn)入端口404a的氣體沿路徑420a輸送，然后到達(dá)每個(gè)路徑420b1、420b2、420b3、420b4和420b5。每個(gè)路徑420b1、420b2、420b3、420b4和420b5在對(duì)應(yīng)的器件開(kāi)口402處的相應(yīng)出口406處終止。
因而，在每個(gè)進(jìn)入端口404a與對(duì)應(yīng)的器件開(kāi)口402之間限定器件夾具400的本體部分內(nèi)部的通道。從左側(cè)進(jìn)入端口404a至頂側(cè)左側(cè)器件開(kāi)口402的一個(gè)示意性通道(如圖4A所示)在進(jìn)入端口404a處開(kāi)始，沿路徑410a延伸，沿路徑410b1向右轉(zhuǎn)(如圖4A所示的“右”，當(dāng)然只是相對(duì)而言)，在頂部左側(cè)器件開(kāi)口402處的出口406處終止。
圖4B示出了器件夾具400的側(cè)向剖視圖。該視圖示出了橫向構(gòu)件402a、出口406、一部分路徑410a、路徑410b1、一部分路徑420a以及路徑420b1。通向?qū)?yīng)焊點(diǎn)區(qū)的出口406如圖所示，沿可稱(chēng)為線材接合部的x軸線延伸；然而，這樣的表述僅是相對(duì)的表達(dá)。圖4A至4B還示出孔408/410(例如，安裝/定位孔408/410)，而且圖4B示出了器件夾具的唇部412。
現(xiàn)在參看圖5A，提供了另一示意性器件夾具500的俯視圖，而連接器(例如，如圖1所示的連接器104的連接器)被去除，以示出進(jìn)入端口504a(也就是，孔/開(kāi)口504a)。進(jìn)入端口504a是氣體進(jìn)入器件夾具500中的進(jìn)入點(diǎn)處的開(kāi)口。經(jīng)由進(jìn)入端口504a進(jìn)入夾具500的氣體沿通道輸送至相應(yīng)的焊點(diǎn)區(qū)(其中當(dāng)器件夾具在焊線機(jī)上就位時(shí)，焊點(diǎn)區(qū)鄰近由每個(gè)器件開(kāi)口所限定的區(qū)域，以便完成焊線操作)。
從每個(gè)進(jìn)入端口504a至由器件夾具500所限定的器件開(kāi)口502的一部分，設(shè)置了氣流通道。更具體地講，從兩個(gè)進(jìn)入端口504a的每個(gè)進(jìn)入端口至由器件夾具500所限定的五個(gè)器件開(kāi)口502，設(shè)置了氣流通道。如圖5A所示，進(jìn)入左側(cè)進(jìn)入端口504a的氣體沿路徑510a輸送，然后到達(dá)每個(gè)路徑510b1、510b2、510b3、510b4和510b5。從這些路徑(例如，路徑510b1、510b2、510b3、510b4和510b5)中的每個(gè)路徑開(kāi)始，氣體輸送至路徑510c1、510c2、510c3、510c4和510c5(這些路徑，也就是510c1、510c2、510c3、510c4和510c5，除了510c1以外，在圖5A中并未標(biāo)出；然而，路徑510c2和510c3在圖6中標(biāo)出并示出)中對(duì)應(yīng)較短的一個(gè)路徑。每個(gè)路徑510c1、510c2、510c3、510c4和510c5在對(duì)應(yīng)的器件開(kāi)口502處的相應(yīng)出口506處終止(例如，見(jiàn)圖5B)。
同樣，進(jìn)入右側(cè)進(jìn)入端口504a的氣體沿路徑520a輸送，然后到達(dá)每個(gè)路徑520b1、520b2、520b3、520b4和520b5。從這些路徑(即路徑520b1、520b2、520b3、520b4和520b5)中的每個(gè)路徑，氣體輸送至路徑520c1、520c2、520c3、520c4和520c5中對(duì)應(yīng)較短的一個(gè)路徑。每個(gè)路徑520c1、520c2、520c3、520c4和520c5在對(duì)應(yīng)的器件開(kāi)口502處的相應(yīng)出口506處終止(例如，見(jiàn)圖5B)。
因而，在每個(gè)進(jìn)入端口504a與對(duì)應(yīng)的器件開(kāi)口502之間限定器件夾具500的本體部分內(nèi)部的通道。從左側(cè)進(jìn)入端口504a至頂部左側(cè)器件開(kāi)口502的一個(gè)示意性通道(如圖5A所示)在進(jìn)入端口504a處開(kāi)始，沿路徑510a延伸，向右轉(zhuǎn)至路徑510b1(如圖5A所示的“右”，當(dāng)然只是相對(duì)而言)，沿路徑510c1向下轉(zhuǎn)(如圖5A所示的“下”，當(dāng)然只是相對(duì)而言)，并終止于頂部左側(cè)器件開(kāi)口502處的出口506處。
圖5B示出了器件夾具500的側(cè)向剖視圖。該視圖示出了橫向構(gòu)件502a和出口506。通向?qū)?yīng)焊點(diǎn)區(qū)的出口506如圖所示，沿可稱(chēng)為線材接合部的y軸線延伸；然而，這樣的表述僅是相對(duì)的表達(dá)。圖5B還示出了連接器504(類(lèi)似于圖1所示的連接器104)。圖5A至5B還示出了孔508/510(例如，安裝/定位孔508/510)，并且圖5B示出了器件夾具的唇部512。
圖6是沿圖5A中的線6-6的、夾具500的剖視圖。圖6的剖視圖相對(duì)于圖5B的側(cè)向剖視圖旋轉(zhuǎn)90度。圖6示出了出口506、路徑510c2和510c3以及一部分路徑510b2和510b3。還示出了示意性毛細(xì)管300。
圖7是器件夾具700的一部分的視圖(與圖6中夾具500的視圖類(lèi)似)，其中，與圖5A至5B和圖6所示的夾具500類(lèi)似，示意性?shī)A具700限定了用于氣體的通道。圖7還示出了基板752(例如，引線框752)、半導(dǎo)體晶圓750、和在基板752與半導(dǎo)體晶圓750之間設(shè)置的線環(huán)754。線環(huán)754用毛細(xì)管756形成。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所清楚，電子火焰熄滅棒760用來(lái)在延伸通過(guò)毛細(xì)管756的線材的端部上形成無(wú)空氣球712。氣體管道758可以用來(lái)提供氣體，以減少無(wú)空氣球712形成過(guò)程中可能的氧化作用。還示出了焊線機(jī)的一部分工作臺(tái)762(在焊線過(guò)程中，基板752坐靠在其上)。這些示意性焊線機(jī)的部件(毛細(xì)管、電子火焰熄滅棒、氣體管道、工作臺(tái))在圖7中僅用方塊形式(而不是以焊線機(jī)上的安裝的結(jié)構(gòu))示出，并且實(shí)際上是示意性的，僅用于說(shuō)明目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚各種不同的焊線機(jī)平臺(tái)的細(xì)節(jié)。
圖7中所示的夾具700限定了出口706(與圖6中的出口506類(lèi)似)、路徑710c2和710c3(與圖6中的路徑510c2和510c3類(lèi)似)以及一部分路徑710b2和710b3(與圖6中路徑510b2和510b3類(lèi)似)。如圖7所示，氣體714通過(guò)開(kāi)口706流至對(duì)應(yīng)的焊點(diǎn)區(qū)，以減少焊點(diǎn)區(qū)中氧化作用的可能性。
流至焊點(diǎn)區(qū)的氣體可以被稱(chēng)作“保護(hù)氣體”，其將在焊線操作中防止線材(和/或線材端部)的潛在氧化作用。例如，由于無(wú)空氣球(例如，圖7中的無(wú)空氣球712)接合(例如，第一接合)至半導(dǎo)體器件(例如，晶圓750)，保護(hù)氣體(例如，氣體714)減少焊點(diǎn)區(qū)中的潛在氧化作用。減少焊點(diǎn)區(qū)中的氧化作用潛在性可應(yīng)用至焊線循環(huán)中的不同的其它部分，例如，在取出(pay out)線材的過(guò)程中，在第二接合的過(guò)程中，在無(wú)空氣球形成的過(guò)程中，在成環(huán)加工的過(guò)程中等。
保護(hù)氣體(例如，氣體714)通過(guò)夾具至焊點(diǎn)區(qū)的流可以是整個(gè)焊線操作過(guò)程中的保護(hù)氣體的連續(xù)流?？蛇x地，流可以是例如在最有可能存在潛在氧化作用的時(shí)間段的過(guò)程中所設(shè)置的受控的流(例如，利用與焊線機(jī)集成的控制器被控制)。
在此所提供的附圖示出了通過(guò)夾具結(jié)構(gòu)的示意性流通道，以便將保護(hù)氣體引至焊點(diǎn)區(qū)；然而，本發(fā)明并不限于此。本發(fā)明考慮了通過(guò)夾具結(jié)構(gòu)的各種不同的流通道，以便將保護(hù)氣體提供至焊點(diǎn)區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明，可以制造特定的夾具，以便限定用于氣流的通道。可選地，可使用傳統(tǒng)的夾具，并且通道可被鉆制或者以其它的方式限定在其中。
當(dāng)本發(fā)明被用于由活性金屬(例如銅、鋁等等)形成的線材時(shí)，期望保護(hù)氣體是對(duì)于金屬非活性的，并且可以是還原性的。例如，保護(hù)氣體可以是有效的惰性氣體，例如氮?dú)饣驓鍤狻＿€原氣體(例如氫氣)可以被添加，以與存在的任何氧氣發(fā)生反應(yīng)(例如，示意性氣體是95％氮?dú)夂?％氫氣)；然而，本發(fā)明的氣體保護(hù)系統(tǒng)可以被用于從焊點(diǎn)區(qū)排除空氣，而不需要在保護(hù)氣體中具有氫氣。這是本發(fā)明的另一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槭褂么罅康母咭兹細(xì)錃獯嬖诜N種困難。
因而，與用于減少焊點(diǎn)區(qū)處的氧化的傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，本發(fā)明提供了簡(jiǎn)單卻耐用的結(jié)構(gòu)，附加部件也很少(且非常低的附加成本和相應(yīng)復(fù)雜度很低)。
本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)還可以被用于非活性接合線材，例如金線。例如，保護(hù)氣體可以被用于在焊點(diǎn)區(qū)提供清潔氣體屏障，從而提供出形成金線環(huán)所需的理想環(huán)境。
盡管主要針對(duì)保護(hù)氣體例如氮?dú)夂蜌鍤?帶有或不帶有組成氣體例如氫氣)描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于此。只要不與用作接合線材的金屬發(fā)生不理想的反應(yīng)，任何氣體可以被使用。
盡管這里特定實(shí)施例顯示和描述了本發(fā)明，但不能認(rèn)為本發(fā)明局限于所示細(xì)節(jié)。相反，在權(quán)利要求所涵蓋的范圍內(nèi)，并且在不脫離本發(fā)明的前提下，可以對(duì)這些細(xì)節(jié)做出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種被構(gòu)造成與焊線機(jī)一起使用的器件夾具，所述器件夾具包括本體部分，其限定至少一個(gè)器件開(kāi)口，所述至少一個(gè)器件開(kāi)口中的每個(gè)開(kāi)口被構(gòu)造成鄰近焊線機(jī)的焊點(diǎn)區(qū)，所述本體部分包括進(jìn)入端口，其用于接收來(lái)自氣體供應(yīng)源的流體，所述本體部分限定從所述進(jìn)入端口至所述至少一個(gè)器件開(kāi)口的流體通道。
2.如權(quán)利要求1所述的器件夾具，其特征在于，所述本體部分限定多個(gè)器件開(kāi)口。
3.如權(quán)利要求2所述的器件夾具，其特征在于，所述本體部分包括多個(gè)進(jìn)入端口，以使得在每個(gè)所述進(jìn)入端口與所述多個(gè)器件開(kāi)口中的一部分之間限定流體通道。
4.如權(quán)利要求2所述的器件夾具，其特征在于，所述本體部分包括兩個(gè)進(jìn)入端口，以使得在每個(gè)所述進(jìn)入端口與所述多個(gè)器件開(kāi)口的對(duì)應(yīng)一部分之間限定流體通道。
5.如權(quán)利要求4所述的器件夾具，其特征在于，所述本體部分限定十個(gè)器件開(kāi)口，所述兩個(gè)進(jìn)入端口中的每個(gè)進(jìn)入端口被構(gòu)造成借助于由所述器件夾具所限定的流體通道將流體提供至所述十個(gè)器件開(kāi)口中的五個(gè)器件開(kāi)口。
6.如權(quán)利要求1所述的器件夾具，其特征在于，所述器件夾具包括下側(cè)表面，其被構(gòu)造成鄰近焊線機(jī)的工作臺(tái)，以及與所述下側(cè)表面相反的上側(cè)表面，所述進(jìn)入端口限定在所述器件夾具的上側(cè)表面中。
7.如權(quán)利要求6所述的器件夾具，其特征在于，所述器件夾具包括限定在所述器件夾具的上側(cè)表面中的多個(gè)進(jìn)入端口。
8.如權(quán)利要求7所述的器件夾具，其特征在于，流體通道從所述多個(gè)進(jìn)入端口中的每個(gè)進(jìn)入端口延伸至所述器件開(kāi)口中的至少一個(gè)器件開(kāi)口。
9.一種焊線機(jī)，其包括工作臺(tái)，其用于支承由所述焊線機(jī)加工的器件；以及器件夾具，其被構(gòu)造成夾具待加工的器件，所述器件夾具限定至少一個(gè)器件開(kāi)口，所述至少一個(gè)器件開(kāi)口中的每個(gè)器件開(kāi)口被構(gòu)造成鄰近所述焊線機(jī)的焊點(diǎn)區(qū)，所述器件夾具包括進(jìn)入端口，其用于接收來(lái)自氣體供應(yīng)源的流體，所述器件夾具限定從所述進(jìn)入端口至所述至少一個(gè)器件開(kāi)口的流體通道。
10.如權(quán)利要求9所述的焊線機(jī)，其特征在于，所述工作臺(tái)包括對(duì)待加工的器件進(jìn)行加熱的加熱元件。
11.如權(quán)利要求9所述的焊線機(jī)，其特征在于，所述器件夾具限定多個(gè)所述器件開(kāi)口。
12.如權(quán)利要求11所述的焊線機(jī)，其特征在于，所述器件夾具包括多個(gè)所述進(jìn)入端口，以使得在每個(gè)所述進(jìn)入端口與所述多個(gè)器件開(kāi)口的一部分之間限定流體通道。
13.如權(quán)利要求11所述的焊線機(jī)，其特征在于，所述器件夾具包括兩個(gè)進(jìn)入端口，以使得在每個(gè)所述進(jìn)入端口與所述多個(gè)器件開(kāi)口的對(duì)應(yīng)一部分之間限定流體通道。
14.如權(quán)利要求13所述的焊線機(jī)，其特征在于，所述器件夾具限定十個(gè)器件開(kāi)口，所述兩個(gè)進(jìn)入端口中的每個(gè)進(jìn)入端口被構(gòu)造成借助于由所述器件夾具所限定的流體通道將流體提供至所述十個(gè)器件開(kāi)口中的五個(gè)器件開(kāi)口。
15.如權(quán)利要求9所述的焊線機(jī)，其特征在于，所述器件夾具包括下側(cè)表面，其被構(gòu)造成鄰近焊線機(jī)的工作臺(tái)，以及與所述下側(cè)表面相反的上側(cè)表面，所述進(jìn)入端口限定在所述器件夾具的上側(cè)表面中。
16.如權(quán)利要求15所述的焊線機(jī)，其特征在于，所述器件夾具包括限定在所述器件夾具的上側(cè)表面中的多個(gè)進(jìn)入端口。
17.如權(quán)利要求16所述的焊線機(jī)，其特征在于，流體通道從所述多個(gè)進(jìn)入端口中的每個(gè)進(jìn)入端口延伸至所述器件開(kāi)口中的至少一個(gè)器件開(kāi)口。
18.一種將流體提供至焊線機(jī)的焊點(diǎn)區(qū)的方法，所述方法包括以下步驟(1)提供器件夾具，其被構(gòu)造成夾持待加工的半導(dǎo)體器件，所述器件夾具限定至少一個(gè)器件開(kāi)口，所述至少一個(gè)器件開(kāi)口中的每個(gè)器件開(kāi)口被構(gòu)造成鄰近所述焊線機(jī)的焊點(diǎn)區(qū)；(2)將來(lái)自氣體供應(yīng)源的流體流動(dòng)至所述器件夾具的進(jìn)入端口；并且(3)將所述流體從所述器件夾具的進(jìn)入端口流動(dòng)經(jīng)過(guò)由所述器件夾具所限定的流體通道，以使得所述流體流至所述至少一個(gè)器件開(kāi)口。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，步驟(1)包括提供所述器件夾具，其中所述器件夾具限定多個(gè)器件開(kāi)口；并且步驟(2)包括將所述流體流入所述器件夾具的多個(gè)進(jìn)入端口中；并且步驟(3)包括將所述流體從所述多個(gè)進(jìn)入端口中的每個(gè)進(jìn)入端口流至所述多個(gè)器件開(kāi)口的一部分。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述流體包括還原氣體。
全文摘要
提供了一種被構(gòu)造成與焊線機(jī)一起使用的器件夾具。所述器件夾具包括本體部分，其限定至少一個(gè)器件開(kāi)口。所述至少一個(gè)器件開(kāi)口的每個(gè)器件開(kāi)口被構(gòu)造成定位成鄰近所述焊線機(jī)的焊點(diǎn)區(qū)。所述本體部分包括進(jìn)入端口，其用于接收來(lái)自氣體供應(yīng)源的流體。所述本體部分限定從所述進(jìn)入端口至所述至少一個(gè)器件開(kāi)口的流體通道。
文檔編號(hào)B23K101/40GK101075572SQ200710126620
公開(kāi)日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月15日
發(fā)明者G·吉洛蒂, E·W·弗拉施, K·拉馬, 張信吉 申請(qǐng)人:庫(kù)利克和索夫工業(yè)公司