專利名稱：雙毛細(xì)管線接合的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子裝置芯片、制造設(shè)備及制造過(guò)程。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及可用 于制造集成電路封裝的線接合方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
線接合是用于以電子方式連接半導(dǎo)體封裝中的觸點(diǎn)的廣泛使用技術(shù)。一般地，將 貴金屬線(通常為金，直徑介于約0.0010與0.0015英寸之間的范圍內(nèi))的一端球接合到 IC上的接合墊處，且將另一端針腳(或楔形)接合到引線框上的引線處。為實(shí)現(xiàn)此目的，將 所述線饋送穿過(guò)與可移動(dòng)接合頭相關(guān)聯(lián)的毛細(xì)管。針對(duì)球接合，使用電子火焰熄滅(EFO) 機(jī)制在所述線的暴露端上形成一球。相對(duì)于所述毛細(xì)管的所述端拉動(dòng)所述球，且然后將其 按壓到經(jīng)預(yù)熱的接合墊上某處，其中使用熱量、壓力及超聲波振動(dòng)的組合來(lái)使得所述球粘 附到接合墊表面。在所述線的球端緊固到接合墊處的情況下，在所述接合頭移動(dòng)就位于適 合引線處時(shí)將所述金線放出穿過(guò)所述毛細(xì)管。在所述引線上形成針腳接合，且將尾線放出 穿過(guò)所述毛細(xì)管、夾緊并切斷。然后形成新球以準(zhǔn)備好用于下一球接合的線端，且重復(fù)所述 循環(huán)。接合頭機(jī)械通常包含固定式超聲波喇叭體，其包含毛細(xì)管且裝備用于沿ζ軸移 動(dòng)。各種周邊機(jī)械及電子系統(tǒng)支持所描述的一般線接合程序的實(shí)施。相關(guān)聯(lián)線處置機(jī)械通 常包含卷軸、張緊輪、夾具、球檢測(cè)器及用于向毛細(xì)管饋送線的氣動(dòng)文氏管。主要通過(guò)移動(dòng) 接合頭組合件來(lái)實(shí)施在X及y軸上的移動(dòng)以將所述喇叭體定位在接合目標(biāo)上方。在克服此項(xiàng)技術(shù)中的各種問(wèn)題的努力中，有時(shí)使用雙接合頭系統(tǒng)及技術(shù)。舉例來(lái) 說(shuō)，在某些應(yīng)用中，兩個(gè)單獨(dú)接合頭經(jīng)定向供用于進(jìn)行彼此垂直的接合。在這種雙接合頭配 置中，每一接合頭藉助喇叭體上的呈固定定向的毛細(xì)管獨(dú)立地執(zhí)行線接合。例如，假定20 銷IC需要在一個(gè)方向上定向的14個(gè)接合，及在相對(duì)于所述定向垂直的方向上定向的6個(gè) 接合。通過(guò)使用此項(xiàng)技術(shù)中已知的雙頭接合器，每一頭可同時(shí)執(zhí)行其接合線安裝中的前6 個(gè)。然后一個(gè)接合頭將空閑，而另一接合頭完成剩余接合線，于此情形中是8個(gè)。在雙頭接 合系統(tǒng)及使用此項(xiàng)技術(shù)中已知的設(shè)備的方法中，這種工作負(fù)荷不平衡相對(duì)較常見。因此，在 此項(xiàng)技術(shù)中當(dāng)前使用的雙接合頭方法中的一個(gè)問(wèn)題是低效。IC封裝制造成本的重要一部分是由于貴金屬的花費(fèi)，因此正不斷努力減少IC封 裝的貴金屬含量。許多IC封裝應(yīng)用的特征為具有至少兩個(gè)可明顯分離的接合線群組，所述 接合線在理論上可采用明顯不同的線規(guī)且仍維持可靠的功能。舉例來(lái)說(shuō)，可易于將緩沖功 能分成具有高電流需量的供應(yīng)及輸出階段，而輸入階段以相比較來(lái)說(shuō)非常小的電流需量操 作。盡管有機(jī)會(huì)通過(guò)在輸入側(cè)上使用較小線規(guī)來(lái)減少貴金屬，但大多數(shù)應(yīng)用通常使用由最 壞情況的電流路徑所要求的線規(guī)來(lái)在整個(gè)組合件中部署相同線號(hào)。通過(guò)使用雙頭串聯(lián)布置 來(lái)減少金含量的先前嘗試幾乎不能被接受，因?yàn)檫@些布置由于各頭之間的工作負(fù)荷不平衡 而趨于減少總產(chǎn)量。由于這些及其它技術(shù)問(wèn)題，用于使用多于一個(gè)線源進(jìn)行線接合的改良設(shè)備及方法將是此項(xiàng)技術(shù)中的有益及有利貢獻(xiàn)。本發(fā)明旨在克服或至少減少出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn) 題，且還有利于由本文所指示的此前未預(yù)見到的一個(gè)或一個(gè)以上的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供有益于使用具有單接合頭的兩個(gè)或兩個(gè)以上單獨(dú)線形成接合線的設(shè) 備及方法。所述單獨(dú)線可以是相同的，或可在大小及/或組成上不同。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于在IC封裝中進(jìn)行線接合的一種優(yōu)選方法包含用于 使雙毛細(xì)管接合頭中的第一毛細(xì)管壓在接合目標(biāo)上、從第一毛細(xì)管分配一線、及將接合線 附接到選定接合目標(biāo)的步驟。于進(jìn)一步的步驟中，使所述雙毛細(xì)管接合頭中的第二毛細(xì)管 壓在接合目標(biāo)上，且從第二毛細(xì)管分配第二線及將第二線附接到選定接合目標(biāo)以形成接合 線。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于IC線接合的方法包含提供具有兩個(gè)毛細(xì)管的 接合頭，所述兩個(gè)毛細(xì)管適于分配用于接合到IC組合件上的接合目標(biāo)的線。所述毛細(xì)管中 的每一者可以接合模式及空閑模式操作。在進(jìn)一步的步驟中，所述毛細(xì)管中的一者可以接 合模式操作，且另一毛細(xì)管同時(shí)地維持為空閑模式。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)例中，雙毛細(xì)管接合頭設(shè)備包含定位 于接合工作臺(tái)上的可水平移動(dòng)接合頭組合件。超聲波喇叭體在接合工作臺(tái)上延伸，其具有 用于可選擇地分配線的單獨(dú)股線及用于在接合目標(biāo)上形成接合線的一對(duì)毛細(xì)管。 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，優(yōu)選實(shí)施例中的雙毛細(xì)管接合頭組合件包含定位在接合 工作臺(tái)上的可水平移動(dòng)接合頭組合件，其具有如上文所描述在所述接合工作臺(tái)上方延伸的 超聲波喇叭體。在超聲波喇叭體上提供以銳角彼此偏移的一對(duì)毛細(xì)管，所述超聲波喇叭體 適于將所述毛細(xì)管中的任一者旋轉(zhuǎn)就位供用于在接合目標(biāo)上進(jìn)行線接合。根據(jù)本發(fā)明的再一方面中，一種用于雙毛細(xì)管IC線接合的方法包含用于使用兩 個(gè)雙毛細(xì)管接合頭以同時(shí)地將接合線附接到一個(gè)或一個(gè)以上IC封裝組合件上的選定接合 目標(biāo)的步驟。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，使用本發(fā)明的設(shè)備及方法制造的IC組合件包含絕緣及 非絕緣接合線兩者。本發(fā)明具有包含但不限于下述中的一者或一者以上的優(yōu)勢(shì)改良的線接合方法及 設(shè)備；改良的線部署設(shè)備及技術(shù)，特別是在需要使用具有不同特性的兩個(gè)或兩個(gè)以上線的 應(yīng)用中；改良的線接合過(guò)程產(chǎn)量；貴金屬節(jié)約；及降低成本。


下文參照附圖描述若干實(shí)例性實(shí)施例，其中圖1是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施雙毛細(xì)管線接合的方法及設(shè)備的實(shí)例性實(shí)施例 的示意圖；圖2是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)施方案中的設(shè)備實(shí)例的部分側(cè)剖視圖；圖3A及圖3B是圖2中所顯示設(shè)備的一部分的示意性側(cè)視圖；圖4A及圖4B是圖2中所顯示設(shè)備的另一部分的示意性側(cè)視圖；圖5是圖2的設(shè)備的另一部分的示意性側(cè)視圖6A至圖6C是描繪本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例的實(shí)施方案實(shí)例的簡(jiǎn)化俯視圖；及圖7是描繪本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例的實(shí)施方案的組合簡(jiǎn)化仰視圖及過(guò)程流圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供用于進(jìn)行IC線接合的新穎及有益方法及設(shè)備，藉以可使用單個(gè)接合 頭分配及安裝兩個(gè)單獨(dú)線。本發(fā)明的替代實(shí)施例可使用相同的線或具有各種組成的線來(lái)實(shí) 施。本發(fā)明的方法及設(shè)備亦可經(jīng)組合以提供在生產(chǎn)率及成本節(jié)省方面具有有利增益的多接 合頭線接合。關(guān)于第一毛細(xì)管102及第二毛細(xì)管104在圖1中顯示本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例的總 操作。如圖1中其兩個(gè)相應(yīng)回路所指示，第一或第二毛細(xì)管102、104中任一者可以是有效 的，而另一者是空閑的，如毛細(xì)管選擇回路110的可替代狀態(tài)106、108分別指示。如所述圖 式的有效回路102、104中任一者中顯示，將線120固持到位(a)，其中通過(guò)暴露于球形成機(jī) 制(例如電子火焰熄滅(EFO)電極124)下而在其端處形成球122。將球122接合(b)到 IC上的第一接合目標(biāo)表面，例如接合墊126。在球接合128緊固的情況下，移動(dòng)(c)毛細(xì)管 102,104以形成(d)橫跨于球接合128與第二接合目標(biāo)(例如封裝引線框上的引線130)之 間的接合線。在第二接合目標(biāo)130處形成(e)針腳接合132，將線120放出(f)穿過(guò)毛細(xì)管 102、104、被夾緊及拉動(dòng)(g)。所述拉動(dòng)(g)切斷針腳接合132與毛細(xì)管102、104之間的線 120，且然后將從毛細(xì)管102、104伸出(h)的線尾提供到EFO電極124以在線120的端處形 成新球122 (i)，以便可重復(fù)循環(huán)100。個(gè)別步驟(a)至(i)可能大體上為所屬技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員已知，然而，如通過(guò)毛細(xì)管選擇回路110而聯(lián)結(jié)的兩個(gè)交叉過(guò)程回路102、104所指 示，在使用一齊執(zhí)行的兩個(gè)毛細(xì)管來(lái)執(zhí)行所述步驟的能力中所固有的細(xì)節(jié)及優(yōu)勢(shì)具有額外 說(shuō)明及圖解。圖2圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的接合頭組合件200的實(shí)例。接合頭組合件外殼202(優(yōu) 選地可在χ-y軸上移動(dòng))位于接合工作臺(tái)204上。接合工作臺(tái)204還優(yōu)選地支撐例如部分 地裝配有IC封裝206 (具有附加到引線框210的IC 208)的工件。IC 208及引線框210各 自具有接合目標(biāo)，例如接合墊及引線。超聲波喇叭體212連同吊桿214 —起從外殼202延 伸。提供用于升高及降低喇叭體212的機(jī)構(gòu)，優(yōu)選地為檢流計(jì)臂216及樞軸218，但也可使 用適合的替代物。喇叭體212具有兩個(gè)毛細(xì)管102、104，用于定位在工件206的接合目標(biāo)上 方。優(yōu)選地提供例如線夾220、文氏管222、繞線卷軸(未顯示)等適合的復(fù)式接合系統(tǒng)組 件及可能的其它相關(guān)聯(lián)組件，以涵蓋對(duì)所述線(例如，圖1，120)中每一者的獨(dú)立饋送控制。 圖2描繪提供用以支持獨(dú)立毛細(xì)管102、104中每一者的操作的這些周邊組件的大致安置的 實(shí)例。應(yīng)了解，可相依于所考慮應(yīng)用的需求而以各種組合形式使用各種材料、尺寸及配置的 毛細(xì)管。舉例來(lái)說(shuō)，在某些示例中，可能期望使用相同的毛細(xì)管，而在其它示例中，可優(yōu)選地 使用具有不同孔直徑、輪緣直徑、倒圓直徑等等的標(biāo)準(zhǔn)、細(xì)間距、超細(xì)間距、寬吻、陶瓷、紅寶 石、及或氧化鋁毛細(xì)管的組合?？苫诶缃雍蠅|間距、線直徑、可用空間及耐久性等因素 來(lái)進(jìn)行毛細(xì)管選擇。在線接合操作期間對(duì)毛細(xì)管的選擇(優(yōu)選地通過(guò)旋轉(zhuǎn)超聲波喇叭體， 如進(jìn)一步描述)提供此前在此項(xiàng)技術(shù)中不可用的優(yōu)勢(shì)。圖3A至圖3B及圖4A至圖4B顯示此實(shí)例中的喇叭體212的若干方面的額外細(xì)節(jié)。 提供旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)300供用于旋轉(zhuǎn)超聲波喇叭體212，以根據(jù)需要使得毛細(xì)管102、104與工件206對(duì)準(zhǔn)?？墒褂美绮竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或其它機(jī)械、電動(dòng)機(jī)械、氣動(dòng)、或其它構(gòu)件用于 旋轉(zhuǎn)喇叭體212以對(duì)準(zhǔn)毛細(xì)管102、104。在圖3A及圖3B中描繪的實(shí)例中，使用具有4個(gè) 極304的定子繞組302來(lái)實(shí)現(xiàn)喇叭體212旋轉(zhuǎn)，所述4個(gè)極可用于施加轉(zhuǎn)矩到永磁體306， 使喇叭體212旋轉(zhuǎn)到所需位置中。定子繞組304及開關(guān)308布置經(jīng)配置以使得一次僅給一 對(duì)相對(duì)極通電，且所述有效對(duì)在一側(cè)產(chǎn)生北極而在另一側(cè)產(chǎn)生南極。這一配置使得永磁體 306將其自身與電磁場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)，且因此使得喇叭體212將毛細(xì)管旋轉(zhuǎn)到所需位置。電磁極304 的定位使得每一對(duì)可將其相應(yīng)毛細(xì)管102、104旋轉(zhuǎn)到接合位置，優(yōu)選地針對(duì)兩個(gè)可能的靜 止對(duì)準(zhǔn)來(lái)提供超聲波喇叭體212旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)范圍足以使毛細(xì)管102、104定位，從而避免在 接合期間彼此干擾，同時(shí)避免過(guò)度旋轉(zhuǎn)以防止線過(guò)度變形。毛細(xì)管102、104的軸彼此形成 銳角，優(yōu)選地約45°。在操作中，超聲波喇叭體212的旋轉(zhuǎn)使得將一個(gè)毛細(xì)管移動(dòng)到有效接 合位置中(例如圖4A，102)，而另一者104同時(shí)旋轉(zhuǎn)到空閑位置。所述旋轉(zhuǎn)優(yōu)選地在喇叭體 212由適合機(jī)構(gòu)提升而處于“上”狀態(tài)的情況下執(zhí)行。圖4A及圖4B中顯示實(shí)例性毛細(xì)管配置。在此實(shí)例中，第一毛細(xì)管102及第二毛細(xì) 管104以銳角定向，優(yōu)選地彼此分離約45°。超聲波喇叭體212的旋轉(zhuǎn)致使毛細(xì)管102、104 中的一者或另一者與接合目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明的可旋轉(zhuǎn)超聲波喇叭體212還能夠在將毛細(xì)管 102、104中任一者用于接合形成期間被鎖定就位。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，可在 本發(fā)明范圍內(nèi)使用各種旋轉(zhuǎn)及鎖定機(jī)構(gòu)。舉例來(lái)說(shuō)，如圖5的軸承鎖定機(jī)構(gòu)500中顯示，可 使用螺線管502、或液壓驅(qū)動(dòng)的止動(dòng)器銷、或電磁體機(jī)構(gòu)來(lái)在線接合期間將喇叭體212穩(wěn)固 地固持于所需位置處。優(yōu)選地將超聲波喇叭體212裝配于雙座圈504、506軸承508中。將 此軸承508裝配于接合頭組合體外殼202中，以使得喇叭體212被橫向固定，但在內(nèi)部座圈 504上圍繞其軸自由旋轉(zhuǎn)。毛細(xì)管的軸優(yōu)選地彼此形成銳角，如圖4A及圖4B中顯示。在操 作中，超聲波喇叭體212的旋轉(zhuǎn)使得將一個(gè)毛細(xì)管移動(dòng)到有效接合位置，而將另一毛細(xì)管 移動(dòng)到空閑位置中。一旦選定有效毛細(xì)管且進(jìn)行初始喇叭體212對(duì)準(zhǔn)，則軸承鎖定機(jī)構(gòu)500 優(yōu)選地經(jīng)嚙合以準(zhǔn)備用于進(jìn)行線接合。軸承508優(yōu)選地包含在內(nèi)部及外部座圈504、506兩 者的中心圓周周圍的對(duì)稱孔陣列，以接納用于將內(nèi)部及外部軸承座圈504、506 —起鎖定的 止動(dòng)器銷510，從而在嚙合時(shí)穩(wěn)固地使喇叭體212旋轉(zhuǎn)固定不動(dòng)。如圖顯示，每一止動(dòng)器銷 510優(yōu)選地為延伸螺線管502插棒鐵芯，能充分行進(jìn)以完全嚙合內(nèi)部座圈504。在每一釘扎 位置處，止動(dòng)器銷510優(yōu)選地穿過(guò)軸承508到內(nèi)部座圈底座512中。每一螺線管插棒鐵芯 510受到輕型彈簧514的加載，以使得在去激活狀態(tài)下，每一彈簧514使止動(dòng)器銷510完全 解除與內(nèi)部座圈504的壓縮并完全從內(nèi)部座圈504回縮，從而允許喇叭體212自由旋轉(zhuǎn)。優(yōu) 選地，每一止動(dòng)器銷510逐漸變細(xì)以使得對(duì)初始喇叭體212定向的約束不那么嚴(yán)格，且在激 活旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)時(shí)(例如圖3A至圖3B，300)，出現(xiàn)精確的毛細(xì)管對(duì)準(zhǔn)。一旦螺線管502通電，克 服彈簧514力且嚙合止動(dòng)器銷510，則去激活定子繞組304的電流源，因此定子302對(duì)在進(jìn) 行線接合期間的超聲波喇叭體212性能無(wú)影響。軸承鎖定件500螺線管502在整個(gè)接合循 環(huán)期間保持激活，且接著球與針腳操作以類似于與常規(guī)線接合機(jī)械設(shè)備一起使用的方式的 方式針對(duì)選定毛細(xì)管而繼續(xù)。應(yīng)了解，在線接合循環(huán)期間交換毛細(xì)管的能力可用于提供工作負(fù)荷效率的顯著提 高。所揭示的可旋轉(zhuǎn)超聲波喇叭體使得在單個(gè)喇叭體中安裝根據(jù)需要定向的雙毛細(xì)管。當(dāng) 然，本發(fā)明的雙毛細(xì)管布置具有在其設(shè)計(jì)上固有的靈活性。舉例來(lái)說(shuō)，其可用于單線接合，如在常規(guī)接合頭的情況下。于此操作模式下，將可旋轉(zhuǎn)喇叭體鎖定于單個(gè)位置中且將第二 個(gè)線固持于空閑狀態(tài)下。考慮到某些線接合應(yīng)用并不需要使用雙毛細(xì)管，此能力在某些示 例中可能是重要特征。在這些應(yīng)用中使用本發(fā)明仍可實(shí)現(xiàn)效能方面的某些重要優(yōu)勢(shì)。舉例 來(lái)說(shuō)，從一個(gè)毛細(xì)管改變到另一個(gè)提供補(bǔ)充線供給的快速構(gòu)件，或在需要不同規(guī)線的封裝 之間交換生產(chǎn)時(shí)改變線號(hào)的快速構(gòu)件。通過(guò)使用本發(fā)明，產(chǎn)量中斷僅發(fā)生在有效毛細(xì)管的 選擇期間，伴隨有短的χ-y工作臺(tái)移動(dòng)以對(duì)準(zhǔn)接合目標(biāo)。改變有效毛細(xì)管僅需要“ζ-向上” 操作，優(yōu)選地伴隨有此順序解鎖喇叭體；旋轉(zhuǎn)喇叭體；鎖定喇叭體；去激活定子。在單個(gè)接 合頭操作中，此選擇循環(huán)可在從一個(gè)IC組合件到另一個(gè)的接合進(jìn)展期間發(fā)生兩次，但為了 最小化中斷，可在運(yùn)輸指數(shù)循環(huán)期間進(jìn)行毛細(xì)管改變中的一者。本發(fā)明的一方面是用于節(jié)約在IC封裝的線接合中使用的貴金屬的可能性。在圖 6A至圖6C中顯示一實(shí)例，其中IC組合件600具有附加到引線框604的16位驅(qū)動(dòng)器IC 602， 其中48個(gè)銷606需要線接合到引線框604的引線608。IC 602包含12個(gè)供給銷610，16個(gè) 輸出銷612及20個(gè)輸入銷614。通過(guò)使用本發(fā)明，如圖6A中顯示，所述20個(gè)輸入銷614優(yōu) 選地使用接合頭的一個(gè)毛細(xì)管來(lái)線接合，在此情形中使用直徑約0.6密耳(mil)的金接合 線616來(lái)提供攜載高達(dá)約18mA電流的能力。如圖6B中顯示，于此實(shí)例中需要180mA容量 的輸出銷612及供給銷610優(yōu)選地使用接合頭的另一毛細(xì)管線接合有1. 3密耳直徑的金接 合線618。因此，與使用一個(gè)線規(guī)的方法相比，在圖6C中顯示為準(zhǔn)備用于囊封到IC封裝中 的所得經(jīng)線接合的IC組合件620實(shí)現(xiàn)幾乎三分之一的金接合線含量減少。這僅僅是代表 本發(fā)明有利的貴金屬節(jié)約方面的一個(gè)實(shí)例。當(dāng)然，存在大量其它實(shí)例，但不能全部顯示。本 發(fā)明可與許多類型的IC組合件一起使用，其中在組合件中具有需要使用具有不同大小或 組成的線的特定優(yōu)勢(shì)。為引用再多幾個(gè)實(shí)例，還可以進(jìn)一步通過(guò)根據(jù)應(yīng)用需求使用具有不 同組成(例如金及銅、或各種合金(例如，不同的金純度等級(jí))或絕緣及非絕緣線的組合) 的線來(lái)開發(fā)本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)了解，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，可將IC封裝組合件分割成 兩個(gè)接合線群組，例如小接合線群組及大接合線群組，或一個(gè)合金群組及另一個(gè)合金群組， 或絕緣接合線及非絕緣接合線。與常用的單接合頭技術(shù)相比，可在不明顯減緩產(chǎn)量的情況 下進(jìn)行不同線接合，且可在降低貴金屬含量方面實(shí)現(xiàn)明顯優(yōu)勢(shì)。在IC尺寸由最小接合墊大 小影響的封裝中可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步優(yōu)勢(shì)。在某些情形中，使用本發(fā)明減小某些接合墊的接合線 號(hào)可實(shí)現(xiàn)使用間隔更接近的較小接合墊。結(jié)果，又可以通過(guò)實(shí)施本發(fā)明來(lái)實(shí)現(xiàn)較小IC及較 小封裝。回顧本發(fā)明的工作負(fù)荷效率方面，用于產(chǎn)生圖6C的IC組合件620的常規(guī)雙接合 頭方法將引起工作負(fù)荷不平衡；安裝20個(gè)較小接合線的接合頭將連續(xù)運(yùn)行，而安裝較大接 合線的接合頭將在接合小接合線中的四個(gè)小接合線的時(shí)間期間保持空閑。在常規(guī)方法的情 況下，所需的每一類型接合線的數(shù)量懸殊越大，低效性越顯著。通過(guò)使用如此單接合頭實(shí)例 中所述的本發(fā)明，不考慮每一類型的接合線的數(shù)量，將非生產(chǎn)性接合頭時(shí)間限定到旋轉(zhuǎn)喇 叭體以改變有效毛細(xì)管所需的最小時(shí)間。本發(fā)明提供在線接合過(guò)程中的改良工作流的新穎方面，例如本文所命名的“交錯(cuò)” 線接合。已確定在開發(fā)本發(fā)明的過(guò)程期間，通過(guò)在雙接合頭配置中使用兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)超聲波 喇叭體接合頭組合件，可獲得額外優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在主要參照?qǐng)D7，顯示根據(jù)本發(fā)明的雙毛細(xì)管、 雙接合頭、交錯(cuò)線接合的實(shí)例。根據(jù)三個(gè)時(shí)隙702、704、706顯示交錯(cuò)接合方法的優(yōu)選實(shí)施例中的工作流700，以顯示所述過(guò)程的進(jìn)展。兩個(gè)雙毛細(xì)管接合頭708、710的活動(dòng)如下可 見。出于本實(shí)例的目的，假設(shè)將使用兩個(gè)不同規(guī)格的接合線大量生產(chǎn)特定類型的IC引線框 組合件。如本文進(jìn)一步描述，由于每一雙毛細(xì)管接合頭擁有安裝兩種線規(guī)的能力，每一雙毛 細(xì)管接合頭優(yōu)選地用于在從一個(gè)IC組合件轉(zhuǎn)位到另一個(gè)(例如從IC組合件712到IC組 合件714)時(shí)執(zhí)行交替的小線接合與大線接合。除第一時(shí)隙702中的初始開動(dòng)(在一個(gè)接 合頭(例如本實(shí)例中的710)空閑時(shí))外，兩個(gè)接合頭708、710皆在任一給定時(shí)間處執(zhí)行相 同的接合操作。如圖所示，從第一時(shí)隙702開始，使第一接合頭708壓在第一 IC組合件712 上。第一接合頭708最初在第一 IC芯片718上安裝第一線規(guī)716的接合線(例如大輸出 線)，然后在下一 IC 722上安裝第二線規(guī)720的接合線(例如具有單個(gè)小線的參考引腳接 合)，且其后交替地重復(fù)這一順序。最初，如第一時(shí)隙702中顯示，第二接合頭710保持空 閑。在第二時(shí)隙704中，第一接合頭708在第二 IC組合件714上交替地安裝兩種線規(guī)的接 合線716、720，但在這一實(shí)例中，以與在第一時(shí)隙702中使用的順序相比相反的次序。還在 第二時(shí)隙704期間，第二接合頭710優(yōu)選地在第一 IC組合件712上執(zhí)行相同的操作，在在前 一時(shí)隙702期間由第一接合頭708避開的接合目標(biāo)處交替地接合大線716'及小線720'。 如第三時(shí)隙706中顯示，第一 IC組合件712現(xiàn)在已完成且可被彈出供用于例如囊封等進(jìn)一 步的制造過(guò)程，如箭頭722所揭示，且第二 IC組合件714針對(duì)第二接合頭710的進(jìn)一步接 合而就位。同時(shí)，將第三IC組合件724移動(dòng)到第一接合頭708可到達(dá)的位置中。第一接合 頭708完成在第三IC組合件724上的大線716及小線720接合。同時(shí)第二接合頭710在 第二 IC組合件714上完成線接合716' ,720'，但以與先前(即第二)時(shí)隙704順序相反 的次序?？梢?，在第二及第三時(shí)隙702、704中發(fā)生的操作可周期性地重復(fù)數(shù)次，直到已線接 合所需數(shù)量個(gè)IC組合件。因此，本發(fā)明的交錯(cuò)線接合方法提供卓越及新穎的過(guò)程流，其中 工作負(fù)荷幾乎均勻地分布在雙接合頭之間。已發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用在本發(fā)明范圍內(nèi)的所揭示設(shè) 備及方法的修正，可借助不同線號(hào)、線組成及銷計(jì)數(shù)的任一組合使用交錯(cuò)線接合來(lái)提供平 衡產(chǎn)量線接合工作負(fù)荷。應(yīng)注意，優(yōu)選地在輸送轉(zhuǎn)位、或x_y工作臺(tái)移動(dòng)到相鄰IC期間執(zhí) 行在所述雙毛細(xì)管接合頭的毛細(xì)管之間的改變，使得這種改變對(duì)產(chǎn)量顯而易見。
本文意欲涵蓋具有在具有全部或僅某些此類特征或步驟的實(shí)例性實(shí)施例的上下 文中所述的一個(gè)或一個(gè)以上特征或步驟的不同組合的實(shí)施例。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了 解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可能存在許多其它實(shí)施例及變化形式。
權(quán)利要求
一種用于例如集成電路的微電子裝置的線接合的方法，其包括以下步驟使雙毛細(xì)管接合頭的第一毛細(xì)管壓在微電子裝置封裝組合件上的多個(gè)接合目標(biāo)上；從所述第一毛細(xì)管分配第一線且將一個(gè)或一個(gè)以上第一接合線附接到選定接合目標(biāo)；且接著使所述雙毛細(xì)管接合頭的第二毛細(xì)管壓在所述微電子裝置封裝組合件上的多個(gè)接合目標(biāo)上；及從所述第二毛細(xì)管分配第二線且將一個(gè)或一個(gè)以上第二接合線附接到選定接合目標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括選擇性地旋轉(zhuǎn)所述雙毛細(xì)管接合頭的一 部分以使所述第一及第二毛細(xì)管壓在其相應(yīng)接合目標(biāo)上的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一及第二接合線具有不同特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述線中的一者包括絕緣線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括用于使用第二雙毛細(xì)管接合頭組合件以 用于從第三毛細(xì)管分配第三線及用于將一個(gè)或一個(gè)以上第三接合線附接到所述微電子裝 置封裝組合件上的選定接合目標(biāo)的步驟；及從所述第二雙毛細(xì)管接合頭組合件的第四毛細(xì)管分配第四線且將一個(gè)或一個(gè)以上第 四接合線附接到所述微電子裝置封裝組合件上的選定接合目標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其進(jìn)一步包括以交錯(cuò)接合格式操作所述第一及第二雙 毛細(xì)管接合頭組合件，其中同時(shí)地操作所述第一及第二雙毛細(xì)管接合頭組合件以用于在兩 個(gè)個(gè)別微電子封裝組合件上進(jìn)行線接合。
7.一種用于線接合集成電路的方法，所述方法包括以下步驟提供具有適于分配用于接合到集成電路組合件上的接合目標(biāo)的線的兩個(gè)毛細(xì)管的接 合頭，其中所述毛細(xì)管中的每一者可以接合模式及空閑模式操作；選擇性地以所述接合模式操作所述毛細(xì)管中的一者同時(shí)維持另一毛細(xì)管處于所述空 閑模式中，以所述接合模式的所述操作包括將在所述線的端處形成的球保持在所述毛細(xì)管上；然后 接著將所述球接合到所述集成電路組合件上的接合目標(biāo)； 移動(dòng)所述毛細(xì)管以形成接合線跨度； 將所述線接合到另一接合目標(biāo)；移動(dòng)所述毛細(xì)管且切斷所述線，從而形成完整的接合線；及 在所述毛細(xì)管中的剩余線的端處形成球。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其進(jìn)一步包括選擇性地以所述接合模式操作所述另一 毛細(xì)管同時(shí)維持所述一個(gè)毛細(xì)管處于所述空閑模式中。
9.一種雙毛細(xì)管接合頭組合件，其包括定位于接合工作臺(tái)上的可水平移動(dòng)的接合頭組合件；在所述接合工作臺(tái)上方延伸的超聲波喇叭體；所述超聲波喇叭體包括可操作用于分配 接合線的單獨(dú)股線及用于在接合目標(biāo)上形成接合的一對(duì)毛細(xì)管；所述超聲波喇叭體適于選 擇性地使所述毛細(xì)管中的任一者就位以用于在接合目標(biāo)上進(jìn)行線接合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合件，其中所述毛細(xì)管對(duì)在所述超聲波喇叭體上相對(duì)于 彼此呈銳角偏移，且所述超聲波喇叭體適于使所述毛細(xì)管旋轉(zhuǎn)穿過(guò)等于或大于所述偏移角度的旋轉(zhuǎn)角度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合件，其進(jìn)一步包括適于旋轉(zhuǎn)所述超聲波喇叭體的旋轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)電磁體及至少一個(gè)永磁體。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合件，其進(jìn)一步包括用于鎖定所述超聲波喇叭體的鎖定 機(jī)構(gòu)，所述鎖定機(jī)構(gòu)包括安置于軸承周圍的多個(gè)止動(dòng)器銷。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合件，其進(jìn)一步包括適于旋轉(zhuǎn)所述超聲波喇叭體的旋轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電磁步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
14.一種集成電路組合件，其包括附加到引線框的集成電路芯片，所述集成電路芯片具有多個(gè)接合墊且所述引線框具有 多個(gè)引線；一個(gè)或一個(gè)以上非絕緣接合線，其可操作地耦合所述接合墊中的一者或一者以上與所 述引線中的一者或一者以上；及一個(gè)或一個(gè)以上絕緣接合線，其可操作地耦合所述接合墊中的一者或一者以上與所述 引線中的一者或一者以上。
全文摘要
本發(fā)明揭示用于通過(guò)使用雙毛細(xì)管接合頭(102、104)附接兩個(gè)單獨(dú)線而在集成電路組合件中形成接合線的設(shè)備及方法。所述單獨(dú)線優(yōu)選地是不同的，例如具有不同線規(guī)及/或材料組成。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，雙毛細(xì)管接合頭設(shè)備包含具有一對(duì)毛細(xì)管的可旋轉(zhuǎn)超聲波喇叭體，其用于可選擇地分配接合線的單獨(dú)股線且用于在接合目標(biāo)(130)上形成接合。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于進(jìn)行雙毛細(xì)管IC線接合的方法，其包含用于使用兩個(gè)雙毛細(xì)管接合頭以用于同時(shí)地將不同的接合線附接到一個(gè)或一個(gè)以上IC封裝組合件上的選定接合目標(biāo)的步驟。
文檔編號(hào)H01L21/60GK101925990SQ200880125308
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者戴維·約瑟夫·邦, 肖恩·邁克爾·馬洛萊普西, 雷克斯·沃倫·皮爾克萊 申請(qǐng)人:德州儀器公司