專(zhuān)利名稱：電極圖形以及引線接合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在半導(dǎo)體裝置或襯底等的電極上進(jìn)行引線接合的 電極圖形以及引線接合方法。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行對(duì)電極和金屬引線進(jìn)行接線的引線接合時(shí)，需要在接合裝置
中示教(teaching)接合位置。通常，在用Au球等進(jìn)行引線接合時(shí)，Au 球以充分地收容在進(jìn)行引線接合的電極內(nèi)的方式設(shè)計(jì)。在半導(dǎo)體裝置制 造時(shí)的引線接合步驟中，作為用于把握引線接合裝置應(yīng)該進(jìn)行接線的場(chǎng) 所的技術(shù)，有特開(kāi)2001-326241號(hào)公報(bào)中記栽的技術(shù)。
在對(duì)激光二極管進(jìn)行引線接合的情況下，引線接合用的電極圖形作 成細(xì)長(zhǎng)的形狀。在記錄型激光二極管中，隨著記錄時(shí)的倍速上升而激光 二極管要求的光輸出日益增大，另一方面，低價(jià)格化的要求非常強(qiáng)。為 了響應(yīng)這些要求，為了得到高輸出，使激光二極管縱向的長(zhǎng)度變長(zhǎng)，為 了低價(jià)格化，縮短激光二極管的橫向的長(zhǎng)度，使從單一晶片內(nèi)取得的芯 片數(shù)增加。由此，例如在350mW級(jí)的記錄型高輸出激光二極管的情況 下，成為縱向長(zhǎng)度超過(guò)2000nm、橫向長(zhǎng)度為150pm以下這樣的非常細(xì) 長(zhǎng)的形狀。
在記錄型高輸出激光二極管的針對(duì)封裝(package)的安裝方式中， 在眼孔(eyelet)上以AuSn焊料等連接次粘著基臺(tái)(surmount)和激光 二極管。并且，對(duì)激光二極管的電極和導(dǎo)線或眼孔進(jìn)行引線接合，但是， 為了在電極上的預(yù)定位置形成Au球，對(duì)電極端部的特征圖形進(jìn)行識(shí)別， 接下來(lái)，在激光器的長(zhǎng)度方向上錯(cuò)開(kāi)預(yù)定量的場(chǎng)所對(duì)Au球進(jìn)行接合。 可知在眼孔上粘結(jié)次粘著基臺(tái)和激光二極管時(shí)，由于組裝裝置的精度的 影響，眼孔的中心線和激光二極管的中心線最大傾斜2。左右。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1 特開(kāi)2001 - 326241號(hào)公報(bào)
在激光二極管中心和眼孔中心沒(méi)有傾斜的情況下，Au球可在電極 中心進(jìn)行接合。但是，存在傾斜時(shí)，存在Au球露出到電極外的問(wèn)題。 電極的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度較長(zhǎng)、短邊方向的長(zhǎng)度(電極寬度)較短時(shí)，針對(duì)短邊方向的4醬開(kāi)變大，AuJ求的露出量變多。如果在電極端部附近形 成Au球，則可使由傾斜誤差導(dǎo)致的Au球露出量變少，但是，在這種情 況下，存在如下問(wèn)題在與Au球附近離開(kāi)的場(chǎng)所，能夠提供給激光二 極管的電流密度改變，激光二極管難以正常地工作。由此，Au球需要 形成在激光二極管中心附近。如記錄型高輸出激光二極管那樣，在細(xì)長(zhǎng) 的電極圖形上形成Au球的情況下，該影響更顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的，提供一種能夠精度良好地進(jìn) 行引線接合的電極圖形以及引線接合方法。
本發(fā)明的電極圖形是具有短邊和長(zhǎng)邊的引線接合用的電極圖形，其 特征在于，
具有引線接合基準(zhǔn)圖形和引線接合識(shí)別圖形，該引線接合基準(zhǔn)圖形 表示用于確定引線接合位置的基準(zhǔn)位置，
并且，L和Lb滿足如下關(guān)系，即，L>14.3x(W-3d/4)
Lb《14.3x(W-3d/4),
其中，
L是所述基準(zhǔn)位置與下述的線之間的距離，即，該線為在粘結(jié)于 所述電極圖形上的引線接合用的金屬部位處、通過(guò)與所述短邊平行的方 向上的寬度為最大的位置且與所述短邊平行的方向上的線，
Lb:通過(guò)引線接合識(shí)別圖形的所迷長(zhǎng)邊方向的中心且與所述短邊平 行的方向上的線、和通過(guò)所述金屬部位的與所述短邊平行的方向上的寬 度為最大的位置且與所述短邊平行的方向上的線的距離，
d:在電極圖形上所粘結(jié)的引線結(jié)合用金屬部位的與所述短邊平行 的方向上的寬度的最大值，
W:電極圖形的與短邊平行的方向上的寬度。


圖1是示出本發(fā)明實(shí)施方式的電極圖形的概要圖。
圖2是示出使用本發(fā)明實(shí)施方式的電極圖形的半導(dǎo)體元件的概要圖。
圖3是示出本發(fā)明實(shí)施方式的電極圖形的概要圖。圖4是示出本發(fā)明實(shí)施方式的電極圖形的概要圖。 圖5是示出本發(fā)明實(shí)施方式的電極圖形的概要圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施方式1
圖l是示出本發(fā)明實(shí)施方式的引線接合用的電極圖形的概要圖。此 外，圖2是示出使用本發(fā)明實(shí)施方式的引線接合用的電極圖形的半導(dǎo)體 元件的概要圖。下面，使用圖1、圖2進(jìn)行說(shuō)明。在圖中，101是半導(dǎo) 體襯底，203是次粘著基臺(tái)，209是絕緣玻璃。在本發(fā)明的實(shí)施方式中， 將在細(xì)長(zhǎng)的激光二極管芯片上進(jìn)行引線接合的半導(dǎo)體元件作為例子。在
激光二極管芯片上，形成引線接合用的電極圖形103。在進(jìn)行該電極圖 形103上的引線接合的區(qū)域111內(nèi)，形成直徑為d的Au球109，進(jìn)行引 線接合。此時(shí)，在圖2中示出的眼孔201的中心和激光二極管205的中
心沒(méi)有傾斜錯(cuò)開(kāi)的狀態(tài)(e-o)時(shí)，以中心在如下的長(zhǎng)邊方向的線上的
方式形成Au球109并進(jìn)行引線接合，該長(zhǎng)邊方向的線通過(guò)與電極圖形 103的短邊平行的方向的中心。在電極圖形103上形成成為引線接合識(shí) 別圖形107的特征圖形。在本實(shí)施方式中，在電極圖形103的長(zhǎng)度方向 的一個(gè)邊上形成矩形的切口，作為引線接合識(shí)別圖形107。以如下方式 確定各尺寸。
L:電極圖形的邊緣部(電極端部105)和在引線接合區(qū)域111上所 形成的Au球109的中心之間的最短距離，
Lb:通過(guò)引線接合識(shí)別圖形107的長(zhǎng)邊方向的中心且與短邊平行的 方向的線、和在引線接合區(qū)域111上所形成的Au球109的中心之間最 短距離，
d: Au球109的直徑，
W:電極圖形103的與短邊平行的方向的寬度，
對(duì)于眼孔201中心和激光二極管205的中心的傾斜錯(cuò)開(kāi)量e來(lái)說(shuō)， 與組裝裝置精度相比，最大為2°。在引線接合區(qū)域111上形成Au球109 時(shí)，將從引線接合區(qū)域lll露出的量設(shè)為x時(shí)，x由下式表示。
x = d/2 —W/2 + L t a n 0 在此，在露出量x容許到d/8的情況下，tan2。=0.0349, L和Lb分別成為下式。
L=l 4. 3X (W—3 d/4) L b= 1 4. 3 X (W— 3 d/4)
在本實(shí)施方式中，將電極端部105作為成為確定引線結(jié)合位置用的 基準(zhǔn)的引線接合基準(zhǔn)圖形。該引線接合基準(zhǔn)圖形和引線接合區(qū)域lll內(nèi) 的直徑為d的Au球109的中心的距離L為L(zhǎng)> 14.3 x(W-3d/4)的位置 進(jìn)行引線接合。此時(shí)，通過(guò)形成在電極圖形103上的引線接合識(shí)別圖形 107的長(zhǎng)度方向的中心且與短邊平行的方向的線和Au球109的中心之 間的距離Lb為L(zhǎng)b《14.3x(W-3d/4) (pm)的方式進(jìn)行定位。將記錄 型高輸出激光二極管作為例子時(shí)，激光二極管的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度為 2000nm,寬度為120nm，使電極的寬度為80nm,Au球直徑為80± 10 pm, L為286pm左右，沒(méi)有引線接合識(shí)別圖形時(shí)，Au球只能夠形成在細(xì)長(zhǎng) 的電極的端部，所注入的電流密度在電極上端部和下端部改變，激光二 極管的工作不穩(wěn)定。在所希望的位置上形成本發(fā)明的引線接合識(shí)別圖 形，由此，可簡(jiǎn)單地消除所注入的電流密度的不均勻。
在本實(shí)施方式中，使用電極端部105作為引線接合基準(zhǔn)圖形，但是， 除了電極端部以外，也能夠?qū)㈦姌O內(nèi)的特征圖形作為引線接合基準(zhǔn)圖 形。例如，在電極圖形103的四角之一，形成確認(rèn)芯片前后等用的缺口， 也可將該缺口作為引線接合基準(zhǔn)圖形。在本實(shí)施方式中，該缺口成為組 合矩形后的形狀，但是，圓形或三角形等其他形狀也可以。此外，在本 實(shí)施方式中，形成Au球109來(lái)進(jìn)行引線接合，但是，在楔形接合的情 況下不形成Au球，而是對(duì)引線前端進(jìn)行超聲波壓焊，并進(jìn)行接線。
實(shí)施方式2
在圖3以及圖4中示出本發(fā)明實(shí)施方式2的引線接合用的電極圖形 的概要圖。在實(shí)施方式l中，如圖1所示，將引線接合識(shí)別圖形107作 成矩形的缺口圖形，但是，在本實(shí)施方式中，將引線接合識(shí)別圖形作成 如圖3中所示的圓形的識(shí)別圖形形狀或如圖4所示的三角形狀。在圓形 的引線接合識(shí)別圖形307中，在使該引線接合識(shí)別圖形307較小的情況 或使用加工精度較低的刻蝕法的情況下，即使產(chǎn)生刻蝕塌邊，形狀仍為 圓形不變，可防止識(shí)別錯(cuò)誤。此外，在三角形狀的引線接合識(shí)別圖形407 的情況下，與相同大小的四角形狀相比，可使直線部的長(zhǎng)度變長(zhǎng)，所以，具有能夠使由刻蝕塌邊等導(dǎo)致的圖形破壞的影響變小的效果。
引線接合識(shí)別圖形307、 407形成在電極圖形303、 403的長(zhǎng)度方向 的一邊的側(cè)部，由此，可以由剝離法(lift-off)容易地形成。此外，在 使用刻蝕等方法的情況下，如圖5所示，可以將引線接合識(shí)別圖形507 形成在電極圖形503的內(nèi)部。
實(shí)施方式3
本實(shí)施方式涉及識(shí)別引線接合識(shí)別圖形并進(jìn)行引線結(jié)合的方法。 參考圖1以及圖2，識(shí)別眼孔201的外形，由此，可得知引線接合 識(shí)別圖形107的大致位置。接下來(lái)，識(shí)別形成在電極圖形103上的引線 接合識(shí)別圖形107。此時(shí)，若需要，則改變照相機(jī)(camera)放大率， 來(lái)識(shí)別引線接合識(shí)別圖形107。最后，以引線211、 213進(jìn)行引線接合， 進(jìn)行針對(duì)導(dǎo)線207、 GND的接線。在使用該方法的情況下，在眼孔201 上的激光二極管205由于設(shè)定錯(cuò)誤、預(yù)對(duì)準(zhǔn)的不良等或定位夾具的不良 等而從預(yù)定的位置錯(cuò)開(kāi)時(shí)，能夠馬上發(fā)現(xiàn)。即，在識(shí)別眼孔外形后，在 預(yù)想位置沒(méi)有引線接合識(shí)別圖形，所以，裝置因此停止。這能夠使激光 二極管粘結(jié)步驟中的位置錯(cuò)開(kāi)次品的生產(chǎn)為最低限度，所以，具有抑制 由繼續(xù)產(chǎn)生次品而導(dǎo)致的損失的效果。
實(shí)施方式4
本實(shí)施方式涉及識(shí)別引線接合識(shí)別圖形并進(jìn)行引線結(jié)合的其他方法。
與實(shí)施方式3相同地，識(shí)別眼孔的外形，由此，可以得知引線接合 識(shí)別圖形的大致位置。接下來(lái)，識(shí)別成為引線接合基準(zhǔn)的引線接合基準(zhǔn) 圖形。在本實(shí)施方式中，使用電極端部105作為引線接合基準(zhǔn)圖形。接 下來(lái)，識(shí)別形成在電極圖形103上的引線接合識(shí)別圖形107。此時(shí)，若 需要，則改變照相機(jī)放大率，識(shí)別引線接合識(shí)別圖形107。最后，進(jìn)行 引線接合。在使用該方法的情況下，暫時(shí)確認(rèn)芯片的位置，所以，與實(shí) 施方式3相比，能夠準(zhǔn)確地識(shí)別引線接合識(shí)別圖形107的位置。此外， 也可以將在電極圖形103的四角之一所形成的缺口作為引線接合基準(zhǔn)圖 形而在位置確認(rèn)中使用。在本實(shí)施方式中，該缺口成為組合矩形后的形 狀，但是，也可以是圓形或三角形等其他形狀。實(shí)施方式5本實(shí)施方式涉及識(shí)別引線接合識(shí)別圖形并進(jìn)行引線結(jié)合的其他方法。首先，參考圖1，識(shí)別眼孔的外形，由此，能夠得知引線接合識(shí)別 圖形107的大致位置。接下來(lái)，識(shí)別形成在電極圖形103上的引線接合 識(shí)別圖形107。此時(shí)，若需要，則改變照相機(jī)放大率，從而識(shí)別引線接 合識(shí)別圖形107。接下來(lái)，識(shí)別位于預(yù)想位置的電極端部105的圖形， 最后進(jìn)行引線接合。在使用該方法的情況下，如實(shí)施方式3那樣，除了 能夠檢測(cè)粘結(jié)步驟中的位置錯(cuò)開(kāi)以外，還能夠立刻檢測(cè)粘結(jié)了不同種類(lèi) 的激光二極管芯片時(shí)的不良。根據(jù)激光二極管芯片能夠輸出的光功率， 激光二極管長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度不同，所以，在不同種類(lèi)的芯片的情況下， 不能夠識(shí)別電極端部的圖形，裝置停止，所以，具有抑制繼續(xù)產(chǎn)生不同 種類(lèi)芯片搭栽不良引起的損失的效果。此外，也可以將在電極圖形103 的四角之一上所形成的缺口用于電極端部的確認(rèn)。在本實(shí)施方式中，該缺口成為組合矩形后的形狀，但是，也可以是圓形或三角形等其他形狀。 并且，本發(fā)明涉及具有短邊和長(zhǎng)邊的電極圖形，但是，電極圖形的 短邊方向的寬度W越小，激光二極管的中心線相對(duì)于眼孔的中心線的 的傾斜錯(cuò)開(kāi)引起的影響越大。在W較大的情況下，針對(duì)錯(cuò)開(kāi)的容限變 大，但是，W成為100nm以下時(shí)，該容限幾乎不存在。因此，本發(fā)明 在W為100nm以下的情況下特別有效。并且，本發(fā)明對(duì)記錄型高輸出激光二極管進(jìn)行了說(shuō)明，但是，除此 以外，也可應(yīng)用于進(jìn)行紅色激光二極管或藍(lán)紫色激光二極管、通信用激 光二極管、LED、其他半導(dǎo)體裝置、或者封裝或襯底上等的布線圖形等 的引線接合的電極圖形。
權(quán)利要求
1. 一種具有短邊和長(zhǎng)邊的引線接合用的電極圖形，其特征在于，具有引線接合基準(zhǔn)圖形和引線接合識(shí)別圖形，該引線接合基準(zhǔn)圖形表示用于確定引線接合位置的基準(zhǔn)位置，并且，L和Lb滿足如下關(guān)系，即，L≥14.3×(W-3d/4)Lb≤14.3×(W-3d/4)其中，L是所述基準(zhǔn)位置與下述的線之間的距離，即，該線為在粘結(jié)于所述電極圖形上的引線接合用的金屬部位處、通過(guò)與所述短邊平行的方向上的寬度為最大的位置且與所述短邊平行的方向上的線，Lb通過(guò)引線接合識(shí)別圖形的所述長(zhǎng)邊方向的中心且與所述短邊平行的方向上的線、和通過(guò)所述金屬部位的與所述短邊平行的方向上的寬度為最大的位置且與所述短邊平行的方向上的線的距離，d在電極圖形上所粘結(jié)的引線結(jié)合用金屬部位的與所述短邊平行的方向上的寬度最大值，W電極圖形的與短邊平行的方向上的寬度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的電極圖形，其特征在于， 所述引線接合基準(zhǔn)圖形是電極圖形端部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的電極圖形，其特征在于， 粘結(jié)在所迷電極圖形上的所迷引線接合用金屬部位是Au球。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的電極圖形，其特征在于， 粘結(jié)在所迷電極圖形上的所述引線接合用金屬部位是用于楔形接合而擠壓后的引線端部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的電極圖形，其特征在于， 所述W為10(Him以下。
6. —種對(duì)權(quán)利要求1或2的電極圖形進(jìn)行引線接合的引線接合方法， 其特征在于，在對(duì)封裝外形進(jìn)行識(shí)別之后，識(shí)別所述引線接合用識(shí)別圖形，確定 引線接合位置，進(jìn)行引線接合。
7. —種對(duì)權(quán)利要求1或2的電極圖形進(jìn)行引線接合的引線接合方法， 其特征在于，在對(duì)封裝外形進(jìn)行識(shí)別之后，識(shí)別所述引線接合基準(zhǔn)圖形，并且，在識(shí)別所述引線接合用識(shí)別圖形之后，進(jìn)行引線接合。
8.—種引線接合方法，其是權(quán)利要求1或者2的引線接合用識(shí)別圖 形的識(shí)別方法，其特征在于，在對(duì)封裝外形進(jìn)行識(shí)別之后，識(shí)別所述引線接合用識(shí)別圖形，并且， 在識(shí)別電極端的圖形之后，進(jìn)行引線接合。
全文摘要
在針對(duì)在眼孔上粘結(jié)次粘著基臺(tái)和半導(dǎo)體芯片的封裝件的安裝方式中，由于組裝裝置的精度的影響，眼孔的中心線和激光二極管的中心線傾斜，并且用于引線接合的Au球露出到電極外。引線接合用電極圖形具有引線接合基準(zhǔn)圖形和引線接合識(shí)別圖形，將從引線接合基準(zhǔn)圖形到引線接合位置的距離和從引線接合識(shí)別圖形到引線接合位置的距離設(shè)定為預(yù)定的值，由此，能夠精度良好地進(jìn)行引線接合。
文檔編號(hào)H01S5/022GK101272034SQ20081008303
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者久義浩, 山口勉, 松尾和則, 田中秀幸 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社