專利名稱：預(yù)制引線框架及利用其的鍵合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種引線框架及一種鍵合方法，尤其涉及一種代替?zhèn)鹘y(tǒng)的絲 球鍵合的預(yù)制引線框架以及一種利用該預(yù)制引線框架的鍵合方法。
背景技術(shù)：
引線鍵合是半導(dǎo)體器件最早使用的一種互連方法。所謂的引線鍵合是指 將半導(dǎo)體芯片焊盤與電子封裝外殼的I/O引線或基板上技術(shù)布線焊盤用金屬 細絲連接起來的工藝技術(shù)。引線鍵合的原理是采用加熱、加壓和超聲等方式 破壞被焊接表面的氧化層和污染，產(chǎn)生塑性變形，使得引線與被焊接表面緊 密接觸，達到原子間的引力范圍并導(dǎo)致界面間原子擴散而形成焊合點。引線 鍵合的焊接方式主要包括熱壓焊、超聲鍵合焊和絲球焊。
在半導(dǎo)體封裝過程中，為了實現(xiàn)芯片與基板的一級封裝，通常利用傳統(tǒng)
的絲球鍵合工藝，通過金線來實現(xiàn)芯片焊盤與基板焊盤的連接。
圖1示出了傳統(tǒng)的絲球鍵合后的封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖1所示的結(jié)構(gòu)
中，芯片2通過金線1與基底3電連接。
圖2示出了傳統(tǒng)絲球鍵合工藝的流程圖。參照圖2，步驟①為準備開始 下一次的鍵合；步驟②為球與芯片焊盤的鍵合；步驟③為引出金線的線形； 步驟④為金線與基板焊盤的鍵合；步驟⑤為切斷金線的尾部；步驟⑥為成球。 在上述絲球鍵合工藝中，球與芯片的焊盤的鍵合以及金線與基板焊盤的鍵合 通過加載超聲波、熱和壓力來實現(xiàn)。
從圖2中示出的工藝流程可知，絲球鍵合工藝是對焊盤依次鍵合，從而 導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，是封裝工藝中耗時最長的工序。此外，在傳統(tǒng)的絲球鍵合 工藝中，大多數(shù)4吏用金線，導(dǎo)致成本較高。
第JP2007067342號日本專利公布公開了 一種為了連接半導(dǎo)體器件上的 兩個電極，利用一個鍵合工具來進行鍵合的方法。在該方法中，可以同時對 一個布線區(qū)內(nèi)的多條引線進行鍵合。然而，該方法不能對多個布線區(qū)同時進 行鍵合。因此，需要一種可以同時對多個布線區(qū)進行鍵合并降低生產(chǎn)成本的鍵合工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以批量生產(chǎn)的預(yù)制引線框架。
本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種可以以低成本并且可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的絲球
鍵合工藝的預(yù)制引線框架。
本發(fā)明的又一 目的在于提供一種利用預(yù)制引線框架的鍵合方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了 一種用于鍵合芯片與基板的預(yù)制引線
框架，其特征在于所述預(yù)制引線框架具有內(nèi)環(huán)、外環(huán)和多條引線，每條引線
的內(nèi)端和外端分別連接到內(nèi)環(huán)和外環(huán)上，并且所述預(yù)制引線框架具有對應(yīng)于
所要鍵合的芯片和基板的預(yù)定線形。
優(yōu)選地，所述預(yù)制引線框架可由銅制成。內(nèi)環(huán)和外環(huán)的形狀可為方形。
另外，可以通過沖壓或蝕刻工藝來形成具有預(yù)定線形的預(yù)制引線框架。.
本發(fā)明還提供了 一種利用預(yù)制引線框架鍵合芯片與基板的方法，所述預(yù)
制引線框架具有內(nèi)環(huán)、外環(huán)和多條引線，每條引線的內(nèi)端和外端分別連接到
內(nèi)環(huán)和外環(huán)上，并且所述預(yù)制引線框架具有對應(yīng)于所要^:合的芯片和基板的
預(yù)定線形，所述方法包括的步驟有在耐熱基板上形成凸點，所述凸點的分 布對應(yīng)于所述預(yù)制引線框架的多條引線的內(nèi)端和外端的位置；將所述多條引 線的內(nèi)端和外端與所述凸點對準，將所述凸點轉(zhuǎn)移到所述多條引線的內(nèi)端和 外端上；將轉(zhuǎn)移到所述預(yù)制？ 1線框架上的凸點與所要鍵合的芯片和基板上的 焊盤對準，通過焊接來完成鍵合；切除所述預(yù)制引線框架的內(nèi)環(huán)和外環(huán)。
優(yōu)選地，所述凸點可由Au形成?？赏ㄟ^熱壓焊將所述凸點從耐熱基板 轉(zhuǎn)移到所述多條引線的內(nèi)端和外端上。所述凸點與所述焊盤的4建合可通過超 聲熱壓焊來完成。


圖1示出了傳統(tǒng)的絲球鍵合后的封裝結(jié)構(gòu)的示意圖2示出了傳統(tǒng)絲球^l建合工藝的流程圖3是示出了才艮據(jù)本發(fā)明實施例的預(yù)制引線框架的立體結(jié)構(gòu)圖;'
圖4示出了在耐熱基板上形成凸點的示意圖；圖5示出了預(yù)制引線框架與耐熱基板結(jié)合的示意圖6示出了凸點轉(zhuǎn)移到預(yù)制引線框架上的示意圖7示出了利用預(yù)制引線框架將芯片與基板4建合的示意圖。
具體實施方式
以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的預(yù)制引線框架的立體結(jié)構(gòu)圖。參照圖3， 根據(jù)本發(fā)明實施例的預(yù)制引線框架具有外環(huán)1、內(nèi)環(huán)2和連接在外環(huán)1與內(nèi) 環(huán)2之間的多條引線3。外環(huán)1和內(nèi)環(huán)2用于固定并支撐引線3，便于裝卡和 傳輸。引線3的內(nèi)端和外端分別連接到外環(huán)1和內(nèi)環(huán)2上。
預(yù)制的引線框架具有對應(yīng)于所要鍵合的芯片和基板的預(yù)定線形(即，內(nèi) 環(huán)、外環(huán)和多條引線的形狀)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，預(yù)制引線框架的預(yù)定線 形取決于所要鍵合的芯片和基板的形狀以及芯片和基板的布置。
如圖3所示，多條引線3彎曲成預(yù)定的形狀，以適合于芯片和基板的布 置。具體地講，在一些實施例中，引線3的內(nèi)端用于與芯片上的焊盤鍵合， 引線3的外端用于與基板上的焊盤鍵合，并且芯片被布置在基板上。因此， 在預(yù)制引線框架的立體結(jié)構(gòu)中，內(nèi)環(huán)和外環(huán)不在同一平面上并且引線彎曲成 對應(yīng)于芯片和基板布置的預(yù)定形狀。
另外，內(nèi)環(huán)和外環(huán)的形狀取決于芯片和基板的形狀。在一些實施例中， 當芯片和基板為方形時，外環(huán)1和內(nèi)環(huán)2可為方形，但本發(fā)明并不限于此。
在一些實施例中，引線3可由銅制成，但本發(fā)明并不限于此。
在一些實施例中，可以通過沖壓或蝕刻工藝來形成具有預(yù)定線形的預(yù)制 引線框架。
圖4至圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的利用預(yù)制引線框架鍵合芯片和基 板的方法。具體地講，圖4示出了在耐熱基板上形成凸點的示意圖，圖5示 出了預(yù)制引線框架與耐熱基板結(jié)合的示意圖，圖6示出了凸點轉(zhuǎn)移到預(yù)制引 線框架上的示意圖，圖7示出了利用預(yù)制引線框架將芯片與基板鍵合的示意圖。
參照圖4,在易于剝離的耐熱基板10 (例如，玻璃基板)上形成凸點4 (bump),形成凸點4的位置與預(yù)制引線框架的引線的內(nèi)端和外端的位置一 一對應(yīng)。具體地講，可以通過光刻、電鍍等方法在易于剝離的耐熱基板10上形成凸點4。
在一些實施例中，凸點4可由Au形成，^f旦是本發(fā)明并不限于此。
如圖5所示，將預(yù)制引線框架放置在形成有凸點4的耐熱基板10上，并 將預(yù)制引線框架的引線的內(nèi)端和外端與基板10上的凸點4——對準。具體地 講，在一些實施例中，耐熱基板具有與將要鍵合的芯片和基板的形狀相同的 形狀，即，耐熱基板可具有對應(yīng)于所要鍵合的芯片和基板立體結(jié)構(gòu)。因此， 對應(yīng)于預(yù)制引線框架的預(yù)定線形，對應(yīng)于引線內(nèi)端和外端的凸點可不在同一 平面內(nèi)，但是本發(fā)明不限于此。在對準之后，通過將凸點4與引線的內(nèi)端和 外端進行焊接而將凸點4轉(zhuǎn)移到引線3上(如圖6所示)。具體地講，可以通 過熱壓焊將所述凸點從耐熱基板轉(zhuǎn)移到引線3上。
參照圖7,將形成有凸點4的引線框架放置在將要進行鍵合的芯片20和 基板30的結(jié)構(gòu)上。具體地講，將引線框架上的凸點4與芯片20和基板30上 的焊盤一一對準，通過焊接來實現(xiàn)芯片與基板的鍵合，即，實現(xiàn)芯片與基板 之間的電連接。引線3上的凸點4與芯片20和基板30上的焊盤的鍵合可以 通過超聲熱壓焊來實現(xiàn)。
在完成引線上的凸點與芯片和基板上的焊盤的鍵合之后，切除預(yù)制S1線 框架的內(nèi)環(huán)和外環(huán)，得到芯片和基板通過引線鍵合的結(jié)構(gòu)。
因此，本發(fā)明提供了一種封裝集成度高、成本低的預(yù)制引線框架，利用 該預(yù)制引線框架的鍵合工藝可以提高成產(chǎn)效率并且降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進行各 種變形和》f改。
權(quán)利要求
1、一種用于鍵合芯片與基板的預(yù)制引線框架，其特征在于所述預(yù)制引線框架具有內(nèi)環(huán)、外環(huán)和多條引線，每條引線的內(nèi)端和外端分別連接到內(nèi)環(huán)和外環(huán)上，并且所述預(yù)制引線框架具有對應(yīng)于所要鍵合的芯片和基板的預(yù)定線形。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制引線框架，其中，所述預(yù)制引線框架由銅制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制引線框架，其中，內(nèi)環(huán)和外環(huán)的形狀為方形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制引線框架，其中，通過沖壓或蝕刻工藝來 形成具有預(yù)定線形的預(yù)制引線框架。
5、 一種利用預(yù)制引線框架4建合芯片與基板的方法，所述預(yù)制引線框架具 有內(nèi)環(huán)、外環(huán)和多條引線，每條引線的內(nèi)端和外端分別連接到內(nèi)環(huán)和外環(huán)上， 并且所述預(yù)制引線框架具有對應(yīng)于所要鍵合的芯片和基板的預(yù)定線形，所述 方法包括的步驟有在耐熱基板上形成凸點，所述凸點的分布對應(yīng)于所述預(yù)制引線框架的多 條引線的內(nèi)端和外端的位置；將所述多條引線的內(nèi)端和外端與所述凸點對準，將所述凸點轉(zhuǎn)移到所述 多條引線的內(nèi)端和外端上；將轉(zhuǎn)移到所述預(yù)制引線框架上的凸點與所要^t合的芯片和基板上的坪盤 對準，通過焊接來完成鍵合；切除所述預(yù)制引線框架的內(nèi)環(huán)和外環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5述的鍵合方法，其中，所述凸點由Au形成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6述的鍵合方法，其中，通過熱壓焊將所述凸點從耐熱 基板轉(zhuǎn)移到所述多條引線的內(nèi)端和外端上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5述的鍵合方法，其中，所述凸點與所述焊盤的鍵合通 過超聲熱壓焊來完成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5述的鍵合方法，其中，所述預(yù)制引線框架由銅制成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5述的鍵合方法，其中，所述耐熱基板為玻璃基板。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種預(yù)制引線框架以及一種利用該預(yù)制引線框架的鍵合方法。一種用于鍵合芯片與基板的預(yù)制引線框架，其特征在于所述預(yù)制引線框架具有內(nèi)環(huán)、外環(huán)和多條引線，每條引線的內(nèi)端和外端分別連接到內(nèi)環(huán)和外環(huán)上，并且所述預(yù)制引線框架具有對應(yīng)于所要鍵合的芯片和基板的預(yù)定線形。該預(yù)制引線框架可以批量生產(chǎn)，從而提高了生產(chǎn)效率，并且該預(yù)制引線框架可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的絲球鍵合。
文檔編號H01L21/60GK101609825SQ20081011021
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者李宰星, 磊 王, 謙 王, 趙振清 申請人:三星電子株式會社;三星半導(dǎo)體(中國)研究開發(fā)有限公司