專利名稱：用于鍵合絕緣引線的鍵合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于引線鍵合的鍵合裝置，更具體地講，涉及一種用于鍵合絕緣引線的鍵合裝置。
背景技術(shù)：
目前，在半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)過程中，需要從芯片中引線到管腳，也就是將引線的兩端焊接到引出電極和管腳上?，F(xiàn)有的芯片一般都采用鋁絲、金線等作為鍵合引線，通過超聲波進(jìn)行焊接。來自超聲波發(fā)生器的超聲波(一般為40KHz-140KHz)經(jīng)過換能器產(chǎn)生高頻振動(dòng)，通過變幅桿傳送到劈刀，當(dāng)劈刀與鍵合引線及被焊接件接觸時(shí)，在壓力和振動(dòng)的作用下，待焊金屬表面相互摩擦，氧化膜被破壞，并發(fā)生塑性變形，致使兩個(gè)純凈的金屬表面緊密接觸，達(dá)到了離子距離的結(jié)合，最終形成牢固的機(jī)械連接。圖1是示出了現(xiàn)有技術(shù)中的絕緣劈刀的結(jié)構(gòu)的示意圖，圖2是圖1中的A部分的放大圖，圖3是示出了利用現(xiàn)有技術(shù)中的劈刀的引線鍵合工藝流程的示意圖。參照圖1，現(xiàn)有的焊接設(shè)備所用的絕緣劈刀包括過線通孔101和劈刀的工作平臺 102，其中，過線通孔101設(shè)置在絕緣劈刀中間并且鍵合引線從過線通孔101中穿出。下面將參照圖3來詳細(xì)描述引線鍵合的工藝流程。具體地講，在圖3中的步驟A， 鍵合引線303垂直穿入劈刀301的過線通孔302，引線303在電火花的作用下受熱熔成液態(tài)，并由于表面張力的作用而形成球形；在圖3中的步驟B，在視覺系統(tǒng)和精密儀器的控制下，劈刀301下降，使引線303的球形部分接觸晶片的鍵合區(qū)(焊盤304)，然后對球形部分加壓，同時(shí)在超聲波的作用下使球形部分和焊盤304的金屬形成冶金結(jié)合，從而完成焊接過程；在圖3中的步驟C，劈刀301提起，然后沿著預(yù)定的軌道移動(dòng)(弧形走線)；在圖3中的步驟D，當(dāng)劈刀301到達(dá)第二個(gè)鍵合點(diǎn)(焊盤305)時(shí)，利用壓力和超聲能量形成月牙式焊點(diǎn)；在圖3中的步驟E，劈刀301垂直運(yùn)動(dòng)并截?cái)噫I合引線303的尾部，這樣就完成兩次焊接和一個(gè)弧形循環(huán)。在傳統(tǒng)的引線鍵合工藝和劈刀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，已經(jīng)提出通過對劈刀的改良來提高引線鍵合的質(zhì)量。例如，在第CN 101712097A號發(fā)明專利申請中描述了一種新型引線鍵合劈刀(如圖4所示)。該新型劈刀包括傳統(tǒng)絕緣劈刀401，該劈刀401設(shè)置有供鍵合引線 403穿過的過線通孔402 ；靜電發(fā)生裝置404，設(shè)置在該劈刀401外圍，該靜電發(fā)生裝置404 產(chǎn)生靜電并吸住劈刀401的過線通孔402內(nèi)的一段鍵合引線403。在引線鍵合的過程中，設(shè)置在劈刀外圍的靜電發(fā)生裝置404發(fā)生的靜電對鍵合引線403產(chǎn)生吸附，使鍵合引線403 與過線通孔402內(nèi)壁的摩擦力增大，可避免鍵合過程中拱絲運(yùn)功時(shí)鍵合引線403在過線通孔402內(nèi)滑動(dòng)造成拱形不穩(wěn)定的情況，從而使拱絲的成型穩(wěn)定且一致性好。此外，為了克服絕緣引線鍵合過程中第二點(diǎn)的導(dǎo)通問題，第US 7，261，230B2號美國專利公開了一種用于鍵合絕緣引線的劈刀結(jié)構(gòu)(如圖5所示)。在圖5中的步驟A，絕緣鍵合引線501經(jīng)由劈刀502壓在第二點(diǎn)焊盤503上；在圖5中的步驟B，由于劈刀502在緊密接觸焊盤503的狀態(tài)下水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以由于摩擦作用會導(dǎo)致絕緣鍵合引線501與焊盤502緊密接觸的部分的絕緣層被去除，隨后采用熱壓焊技術(shù)，使得鍵合引線501與焊盤503 完成鍵合；在圖5中的步驟乂印C，第二點(diǎn)鍵合完成后，劈刀502上抬拉斷鍵合引線501，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次第一點(diǎn)鍵合。為了增加鍵合引線501和焊盤503之間的摩擦力，劈刀502底部工作平面特意制作成粗糙平面，如圖6所示。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前芯片的引線密度越來越大，由于引線過密，或者塑封過程中線型被沖彎，所以會造成焊線的短路問題。為了引線鍵合產(chǎn)品的可靠性且減少引線短路的現(xiàn)象，在導(dǎo)電的鍵合引線外層包裹絕緣層的絕緣焊線被應(yīng)用到現(xiàn)代引線鍵合工藝。由于絕緣鍵合引線外層完全包裹絕緣層，所以采用傳統(tǒng)引線鍵合工藝時(shí)，容易造成第二點(diǎn)鍵合不導(dǎo)電。雖然第US7，261, 230B2號美國專利通過對鍵合工藝的改進(jìn)，在第二點(diǎn)鍵合前增加一個(gè)絕緣鍵合引線和第二點(diǎn)焊盤間接觸式的水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，去除部分絕緣鍵合引線的絕緣層，來滿足鍵合后的導(dǎo)電性要求，但是在使用過程中，不易控制和操作該工藝，因此，產(chǎn)品的可靠性不穩(wěn)定。因此，亟待提出一種能夠改善絕緣引線鍵合后的導(dǎo)電性能的鍵合裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠有效地避免引線短路問題的用于鍵合絕緣引線的鍵合裝置。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種還能保證鍵合后的元器件的導(dǎo)電性能的用于鍵合絕緣引線的鍵合裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于鍵合絕緣引線的鍵合裝置，所述鍵合裝置包括絕緣劈刀，內(nèi)部設(shè)置有使鍵合引線穿過的過線通孔；絕緣液體儲存裝置，用于容納絕緣液體；絕緣液體導(dǎo)出裝置，與絕緣液體儲存裝置連通并將絕緣液體噴射在鍵合引線的外表面上。所述絕緣液體導(dǎo)出裝置可包括絕緣液體導(dǎo)管，與所述絕緣液體儲存裝置連通并卷繞在絕緣劈刀的外表面上；噴霧裝置，設(shè)置在絕緣液體導(dǎo)管的尾部并與絕緣液體導(dǎo)管連
ο可選擇地，所述絕緣液體導(dǎo)出裝置可包括絕緣液體導(dǎo)槽，設(shè)置在絕緣劈刀內(nèi)且位于過線通孔外圍；絕緣液體導(dǎo)管，與所述絕緣液體儲存裝置和絕緣液體導(dǎo)槽連通。所述絕緣液體儲存裝置可包括用于儲存絕緣液體的絕緣液體儲存罐和用于使絕緣液體從絕緣液體儲存罐流入絕緣液體導(dǎo)管的微推進(jìn)器。

通過
以下結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型的上述和其它目的和特點(diǎn)將會變得更加清楚并易于理解，其中圖1是示出了現(xiàn)有技術(shù)中的絕緣劈刀的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是圖1中的A部分的放大圖；圖3是示出了利用現(xiàn)有技術(shù)中的劈刀的引線鍵合工藝流程的示意圖；圖4是示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種改進(jìn)的劈刀結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5是示出利用現(xiàn)有技術(shù)中另一改進(jìn)的劈刀的鍵合工藝的示意圖；[0022]圖6是圖5中的劈刀的工作臺的放大圖；圖7是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的用于鍵合絕緣引線的鍵合裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8是圖7中的劈刀的工作部B的放大示意圖；圖9A是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的用于鍵合絕緣弓I線的鍵合裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖9B是劈刀結(jié)構(gòu)的平面俯視圖；圖10是圖9A中的C部分的放大示意圖；圖11是圖9A中的D部分的放大示意圖；圖12是示出了利用根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的鍵合裝置的鍵合工藝的示意圖；圖13是示出了利用根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的鍵合裝置的鍵合工藝的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。圖7是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的用于鍵合絕緣引線的鍵合裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖，圖8是圖7中的劈刀的工作部B的放大示意圖。參照圖7和圖8，根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的鍵合裝置包括絕緣劈刀701，安裝在超聲波焊接設(shè)備的變幅桿702上，劈刀701內(nèi)部開設(shè)有過線通孔703以供鍵合引線穿出； 絕緣液體儲罐704，設(shè)置有微推進(jìn)器(未示出)；絕緣液體導(dǎo)出管705，設(shè)置在絕緣液體儲罐 704下方并纏繞在劈刀701的外表面上，其中，絕緣液體導(dǎo)出管705與絕緣液體儲罐704的連接，并且在微推進(jìn)器的作用下，絕緣液體從絕緣液體儲罐704進(jìn)入絕緣液體導(dǎo)出管705。 微推進(jìn)器的作用是配合引線鍵合的速度推進(jìn)絕緣液體，然后經(jīng)由噴霧裝置801形成霧狀液體，這樣可以使涂覆更加均勻。此外，如圖8所示，在絕緣液體導(dǎo)出管705的尾部裝有噴霧裝置801，噴霧裝置801 可位于劈刀701的工作部B的下端外表面處，并將絕緣液體噴出在鍵合引線的外表面上。 噴霧裝置801的結(jié)構(gòu)與淋浴噴頭的結(jié)構(gòu)類似，只是與之相比，噴孔孔徑更小，有利于噴霧形成。噴霧裝置801與絕緣液體導(dǎo)出管705可以是一體制備，或者通過旋轉(zhuǎn)卡住?？蛇x擇地， 為了使涂覆更加均勻，可以從絕緣液體儲罐704中引出2個(gè)絕緣液體導(dǎo)管705，然后對應(yīng)的兩個(gè)噴霧裝置801分別對準(zhǔn)引線兩面進(jìn)行噴射涂覆，以使引線的外表面全部被噴涂上絕緣層。圖9A是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的用于鍵合絕緣弓I線的鍵合裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖，圖9B是劈刀結(jié)構(gòu)的平面俯視圖；圖10是圖9A中的C部分的放大示意圖，圖 11是圖9A中的D部分的放大示意圖。參照圖9A和圖9B，根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的鍵合裝置包括絕緣劈刀901，安裝在超聲波焊接設(shè)備的變幅桿902上，其中，劈刀901內(nèi)部設(shè)置有過線通孔903、多個(gè)絕緣液體導(dǎo)槽906和多個(gè)橫梁907，過線通孔903位于劈刀901中間以供鍵合引線穿出，絕緣液體導(dǎo)槽906位于過線通孔903外圍并盡可能接近過線通孔903，并且絕緣液體導(dǎo)槽906通過橫梁907連接；絕緣液體儲罐904，設(shè)置在劈刀901的外圍且設(shè)有微推進(jìn)器(未示出)；絕緣液體導(dǎo)出管905，設(shè)置在絕緣液體儲罐904下方且與劈刀內(nèi)部的絕緣液體導(dǎo)槽906相連，其中，絕緣液體導(dǎo)出管905與絕緣液體儲罐904的連接，并且在微推進(jìn)器的作用下，絕緣液體從絕緣液體儲罐904進(jìn)入絕緣液體導(dǎo)槽906。此外，圖10具體示出了劈刀901內(nèi)部的絕緣液體導(dǎo)槽906，圖11示出了絕緣液體導(dǎo)槽906尾部的細(xì)節(jié)部分D。如圖11所示，過線通孔903尾部向外彎曲，所以附圖的絕緣液體導(dǎo)槽906的尾部也向外彎曲，實(shí)際上可以不用向附圖那樣向外彎曲的那么明顯，絕緣液體導(dǎo)槽906盡可能地貼合過線通孔903就好，這樣噴涂比較方便。下面將參照圖12和圖13來描述利用根據(jù)本實(shí)用新型的鍵合裝置的鍵合工藝。圖12是示出了利用根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的鍵合裝置的鍵合工藝的示意圖。如圖12所示，在圖12中的步驟A，鍵合引線1203垂直穿入劈刀1201的過線通孔 1202，引線1203在電火花的作用下受熱熔成液態(tài)，并由于表面張力的作用而形成球形。在圖12中的步驟B，在視覺系統(tǒng)和精密設(shè)備的控制下，劈刀1201下降使引線1203 的球形部分接觸晶片的鍵合區(qū)(焊盤1204)，對球形部分加壓，同時(shí)在超聲波的作用下，球形部分和焊盤1204的金屬形成冶金結(jié)合完成焊接過程。在完成焊接過程后，絕緣液體通過微推進(jìn)器(未示出)的作用，流經(jīng)絕緣液體導(dǎo)管1205，由絕緣液體導(dǎo)管1205尾部的噴霧器 1206噴出，使得引線1203表面覆蓋有絕緣層。在圖12中的步驟C，絕緣液體通過微推進(jìn)器的作用，流經(jīng)絕緣液體導(dǎo)管1205由尾部的噴霧器1206不斷噴出的同時(shí)，劈刀1201提起，沿著預(yù)定的軌道移動(dòng)(弧形走線)，使得整個(gè)弧形走線的引線1203表面均覆蓋有絕緣層。在圖12中的步驟D，當(dāng)劈刀1201到達(dá)第二個(gè)鍵合點(diǎn)(焊盤1207)時(shí)，微推進(jìn)器停止工作，絕緣液體不再由噴霧器1206噴出。然后，利用壓力和超聲能量形成月牙式焊點(diǎn)。在圖12中的步驟E，劈刀1201垂直運(yùn)動(dòng)并截?cái)噫I合引線1203的尾部，這樣就完成兩次焊接和一個(gè)弧形循環(huán)，并且在整個(gè)弧形走線的弓I線表面都覆蓋有絕緣層。圖13是示出了利用根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的鍵合裝置的鍵合工藝的示意圖。如圖13所示，在圖13中的步驟A，鍵合引線1303垂直穿入劈刀1301的過線通孔 1302，引線1303在電火花的作用下受熱熔成液態(tài)，由于表面張力的作用而形成球形部分。在圖13中的步驟B，在視覺系統(tǒng)和精密設(shè)備的控制下，劈刀1301下降使引線1303 的球形部分接觸晶片的鍵合區(qū)(焊盤1304)，對球形部分加壓，同時(shí)在超聲波的作用下，球形部分和焊盤1304的金屬形成冶金結(jié)合完成焊接過程。在完成焊接過程后，絕緣液體通過微推進(jìn)器的作用，流經(jīng)絕緣液體導(dǎo)管和絕緣液體導(dǎo)槽1305由其尾部流出，使得引線1303表面覆蓋絕緣層。在圖13中的步驟C，絕緣液體通過微推進(jìn)器的作用，不斷由絕緣液體導(dǎo)槽1305的尾部流出，同時(shí)劈刀1301提起，沿著預(yù)定的軌道移動(dòng)(弧形走線)，使得整個(gè)弧形走線的引線1303表面均覆蓋有絕緣層。在圖13中的步驟D，當(dāng)劈刀1301到達(dá)第二個(gè)鍵合點(diǎn)(焊盤1306)時(shí)，微推進(jìn)器停止工作，絕緣液體不再由絕緣液體導(dǎo)槽1305的尾部流出。然后利用壓力和超聲能量形成月牙式焊點(diǎn)。在圖13中的步驟E，劈刀1301垂直運(yùn)動(dòng)并且截?cái)噫I合引線1303的尾部，這樣就完成兩次焊接和一個(gè)弧形循環(huán)，并且在整個(gè)弧形走線的弓I線表面都覆蓋有絕緣層。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例可知，在引線鍵合工藝過程中，當(dāng)?shù)谝缓更c(diǎn)完成后，外設(shè)絕緣液體儲罐的微推進(jìn)器開始推出絕緣液體，通過導(dǎo)出管或者導(dǎo)槽等部件噴出，使得鍵合引線外表面覆蓋一層絕緣層，直至弧形走線完成，第二點(diǎn)鍵合開始之前，關(guān)閉絕緣液體推出，完成第二點(diǎn)鍵合。整個(gè)工藝流程，能夠保證引線鍵合過程中，第一焊點(diǎn)和第二焊點(diǎn)鍵合時(shí)，無絕緣液體流出，保證了元器件良好的導(dǎo)電性，而在整個(gè)引線弧形都被絕緣層覆蓋，能有效地避免引線短路的問題。本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變形和修改。
權(quán)利要求1.一種用于鍵合絕緣引線的鍵合裝置，其特征在于所述鍵合裝置包括 絕緣劈刀，內(nèi)部設(shè)置有使鍵合引線穿過的過線通孔；絕緣液體儲存裝置；絕緣液體導(dǎo)出裝置，與絕緣液體儲存裝置連通并將絕緣液體噴射在鍵合引線的外表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鍵合絕緣引線的鍵合裝置，其特征在于所述絕緣液體導(dǎo)出裝置包括絕緣液體導(dǎo)管，與所述絕緣液體儲存裝置連通并卷繞在絕緣劈刀的外表面上； 噴霧裝置，設(shè)置在絕緣液體導(dǎo)管的尾部并與絕緣液體導(dǎo)管連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鍵合絕緣引線的鍵合裝置，其特征在于所述絕緣液體導(dǎo)出裝置包括絕緣液體導(dǎo)槽，設(shè)置在絕緣劈刀內(nèi)且位于過線通孔外圍；絕緣液體導(dǎo)管，與所述絕緣液體儲存裝置和絕緣液體導(dǎo)槽連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于鍵合絕緣引線的鍵合裝置，其特征在于所述絕緣液體儲存裝置包括絕緣液體儲存罐和微推進(jìn)器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于鍵合絕緣引線的鍵合裝置，所述鍵合裝置包括絕緣劈刀，內(nèi)部設(shè)置有使鍵合引線穿過的過線通孔；絕緣液體儲存裝置，用于容納絕緣液體；絕緣液體導(dǎo)出裝置，與絕緣液體儲存裝置連通并將絕緣液體噴射在鍵合引線的外表面上。使用根據(jù)本實(shí)用新型的鍵合裝置在整個(gè)弧形引線的表面上形成絕緣層，從而有效地避免引線短路的問題，并能夠保證元器件良好的導(dǎo)電性。
文檔編號B23K20/26GK201997845SQ20112004126
公開日2011年10月5日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月16日
發(fā)明者婁敏毅 申請人:三星半導(dǎo)體(中國)研究開發(fā)有限公司, 三星電子株式會社