專利名稱:寬引線框架半導(dǎo)體封裝制造裝置及半導(dǎo)體封裝形成方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體封裝的裝置和方法,更具體地,涉及一 種通過(guò)對(duì)寬引線框架執(zhí)行導(dǎo)線(wire)鍵合(bonding)處理從而來(lái)形成 半導(dǎo)體封裝的裝置和方法。
背景技術(shù):
隨著移動(dòng)電話和膝上電腦的使用不斷增加,這些電子設(shè)備已經(jīng)被開(kāi) 發(fā)得更加緊湊、更輕,并具有更多功能。因此,這些電子設(shè)備中所使用 的電子部件需要制造得更小,并具有更高的集成密度。為了滿足這些需 要,與高度集成半導(dǎo)體芯片以減小其尺寸的方法一起,還廣泛使用通過(guò) 多芯片封裝技術(shù)來(lái)安裝半導(dǎo)體芯片的方法。
圖1是示出了常規(guī)雙管芯封裝(DDP)結(jié)構(gòu)的截面圖。參照?qǐng)D1,在 引線框架20上安裝兩個(gè)半導(dǎo)體芯片,§卩,第一和第二半導(dǎo)體芯片ll和 13。引線框架20包括管芯墊(pad) 21和引線指(finger) 23。第一和 第二半導(dǎo)體芯片11和13分別通過(guò)第一和第二粘附層25和26附接在管 芯墊21的上、下表面上。第一和第二半導(dǎo)體芯片11和13通過(guò)導(dǎo)線鍵合 (wire bond) 27和28電連接到引線指23。第一和第二半導(dǎo)體芯片11 和13、導(dǎo)線鍵合27和28、以及它們的結(jié)合部分通過(guò)制模(molding)樹(shù) 脂15 (如環(huán)氧樹(shù)脂模塑料)密封,從而免受外部環(huán)境的影響。
圖2是示出了常規(guī)四管芯封裝(QDP)結(jié)構(gòu)的截面圖。參照?qǐng)D2,在 包括管芯墊41和引線指43的引線框架40上安裝四個(gè)半導(dǎo)體芯片。艮P, 第一和第二半導(dǎo)體芯片31和33通過(guò)附接至第一和第二粘附層45、 47, 而順序放置管芯墊41的上表面上。第三和第四半導(dǎo)體芯片35和37通過(guò)附接至第三和第四粘附層46、 48,而順序放置在管芯墊41的下表面上。 第一至第四半導(dǎo)體芯片31、 33、 35和37通過(guò)導(dǎo)線鍵合51、 53、 55和 57電連接到引線指43。第一至第四半導(dǎo)體芯片31、 33、 35和37,導(dǎo)線 鍵合51、 53、 55和57,以及它們的結(jié)合部分通過(guò)制模樹(shù)脂61 (如環(huán)氧 制模樹(shù)脂)密封。
制造單半導(dǎo)體芯片封裝,以及制造使用圖1和2中所示的DDP和QDP 結(jié)構(gòu)的引線框架的半導(dǎo)體封裝的工藝包括導(dǎo)線鍵合處理,用于從集成 電路(IC)所形成于的晶片中分離出單位半導(dǎo)體芯片,并將分離出的單 位半導(dǎo)體芯片附接至引線框架;導(dǎo)線鍵合處理,用于使用導(dǎo)電金屬線, 鍵合半導(dǎo)體芯片和引線框架,從而在它們之間進(jìn)行電連接;制模處理, 利用制模樹(shù)脂對(duì)電連接的部件進(jìn)行制模,以保護(hù)其免受外部環(huán)境影響; 修整/成形處理,用于剪切和彎曲伸出在外的引線指;以及測(cè)試處理,用 于測(cè)試成品工C芯片封裝的可靠性。
在常規(guī)半導(dǎo)體封裝制造工藝中,引線框架用來(lái)提供安裝半導(dǎo)體芯片 的場(chǎng)所,并用作進(jìn)行電連接的裝置。在這一方面,隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和半導(dǎo) 體器件技術(shù)發(fā)展的深入,產(chǎn)率以及成本降低成為更加重要的問(wèn)題。通常, 將引線框架制造成條狀,使得可同時(shí)制造八至十個(gè)半導(dǎo)體封裝。然而, 為了增加使用單個(gè)引線框架制造而成的半導(dǎo)體封裝數(shù)目,己經(jīng)開(kāi)發(fā)出寬 度較寬的寬引線框架,從而不僅可在引線框架的長(zhǎng)度方向、而且還可以 在引線框架的寬度方向制造多個(gè)半導(dǎo)體封裝。
然而,為了使用寬引線框架,必須使用半導(dǎo)體封裝制造設(shè)備,而開(kāi) 發(fā)及制造這種設(shè)備的成本很高。另外,用于多芯片封裝的半導(dǎo)體芯片封 裝制造工藝需要人工操作,從而由于處理延遲而增加處理時(shí)間,并因此 產(chǎn)率下降。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述和/或其他問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種用于使用寬引線 框架制造半導(dǎo)體芯片封裝的裝置。
此外,本發(fā)明提供了一種使用寬引線框架形成半導(dǎo)體芯片封裝的方 法,從而降低制造成本,并改進(jìn)了產(chǎn)率。
7根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面, 一種用于制造半導(dǎo)體封裝的裝置包括引 導(dǎo)軌,沿正向和反向傳送引線框架,該引線框架具有第一表面以及與第 一表面相對(duì)的第二表面;加載部分,連接到引導(dǎo)軌的端部,向引導(dǎo)軌提 供引線框架;框架驅(qū)動(dòng)部分,連接到引導(dǎo)軌的所述端部的相對(duì)端部,繞 第一表面的法向旋轉(zhuǎn)引線框架;和導(dǎo)線鍵合部分,使用導(dǎo)線鍵合,將引 線框架與附接到提供給引導(dǎo)軌的引線框架上的半導(dǎo)體芯片電連接。
導(dǎo)線鍵合部分包括鍵合頭,具有鍵合換能器,使用導(dǎo)線,將引線 框架與附接至引線框架的半導(dǎo)體芯片連接;和傳送模塊,在引導(dǎo)軌之上 傳送鍵合頭。
傳送模塊使鍵合頭在引導(dǎo)軌的寬度方向上從引導(dǎo)軌在寬度方向的 一端至少移動(dòng)到引導(dǎo)軌的寬度中心位置。
該裝置還包括卸載部分,該卸載部分連接到框架驅(qū)動(dòng)部分,以將引 線框架取出到裝置外部,其中,框架驅(qū)動(dòng)部分根據(jù)引線框架的狀態(tài),選 擇性地將引線框架傳送到卸載部分,或?qū)⒁€框架返回引導(dǎo)軌。
為了繞第一表面的法向旋轉(zhuǎn)引線框架,框架驅(qū)動(dòng)部分包括框架加 載軌,支撐引線框架;旋轉(zhuǎn)臺(tái),支撐框架加載軌;旋轉(zhuǎn)軸,在沿第一表 面法向的方向,連接到旋轉(zhuǎn)臺(tái);和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置,向旋轉(zhuǎn)軸提供旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動(dòng)力。
框架加載軌支撐引線框架,使得框架驅(qū)動(dòng)部分一次旋轉(zhuǎn)一個(gè)引線框架。
框架驅(qū)動(dòng)部分將引線框架旋轉(zhuǎn)180。。
加載部分具有卸載功能,以將從引導(dǎo)軌傳送來(lái)的引線框架取出到裝 置外部。
框架驅(qū)動(dòng)部分還包括翻轉(zhuǎn)裝置,該翻轉(zhuǎn)裝置將引線框架翻轉(zhuǎn),使得 引線框架的第一和第二表面中朝上的一個(gè)表面朝下。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面, 一種用于制造半導(dǎo)體封裝的裝置包括第 一導(dǎo)線鍵合裝置和第二導(dǎo)線鍵合裝置,均包括沿正向和反向傳送引線框 架的引導(dǎo)軌、以及使用導(dǎo)線鍵合將引線框架與附接至引線框架的半導(dǎo)體 芯片電連接的導(dǎo)線鍵合部分,其中該引線框架具有第一表面以及與第一 表面相對(duì)的第二表面;加載部分,連接到第一導(dǎo)線鍵合裝置的端部,向
8第一導(dǎo)線鍵合裝置提供引線框架;卸載部分,連接到第二導(dǎo)線鍵合裝置 的端部,從第二導(dǎo)線鍵合裝置取出引線框架;和框架驅(qū)動(dòng)部分,連接在
第一和第二導(dǎo)線鍵合裝置的端部中相對(duì)的端部之間,繞第一表面的法向 旋轉(zhuǎn)引線框架。
框架驅(qū)動(dòng)部分根據(jù)弓I線框架的狀態(tài),選擇性地將弓I線框架傳送至第 一導(dǎo)線鍵合裝置或第二導(dǎo)線鍵合裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面, 一種制造半導(dǎo)體封裝的方法包括向?qū)Ь€ 鍵合部分提供引線框架,該引線框架具有第一表面以及與第一表面相對(duì) 的第二表面,在第一表面上附接有多個(gè)半導(dǎo)體芯片,且第一表面朝上, 其中沿第一方向移動(dòng)引線框架;在導(dǎo)線鍵合部分中,將引線框架與附接 至引線框架的第一表面的一些半導(dǎo)體芯片電連接(第一導(dǎo)線鍵合操作); 繞第一表面的法向旋轉(zhuǎn)引線框架;和在導(dǎo)線鍵合部分中,將引線框架與 附接至引線框架的第一表面、尚未進(jìn)行導(dǎo)線鍵合的半導(dǎo)體芯片電連接(第 二導(dǎo)線鍵合操作)。
該方法還包括翻轉(zhuǎn)引線框架,使得引線框架的第二表面朝上,其 中多個(gè)半導(dǎo)體芯片附接在第二表面上;在導(dǎo)線鍵合部分中,將引線框架 與附接至引線框架的第二表面的一些半導(dǎo)體芯片電連接(第三導(dǎo)線鍵合 操作);繞第二表面的法向旋轉(zhuǎn)引線框架;和在導(dǎo)線鍵合部分中,將引線 框架與附接至引線框架的第二表面、尚未進(jìn)行導(dǎo)線鍵合的半導(dǎo)體芯片電 連接(第四導(dǎo)線鍵合操作)。
在第一導(dǎo)線鍵合操作中,使用導(dǎo)線鍵合,將引線框架與引線框架第 一表面上相對(duì)于第一表面中心線的至少一半部分中所附接的所有半導(dǎo)體 芯片電連接,其中該中心線沿第一方向延伸。在第二導(dǎo)線鍵合操作中, 使用導(dǎo)線鍵合,將引線框架與引線框架第一表面上相對(duì)于第一表面中心 線的至少一半部分中所附接的所有半導(dǎo)體芯片電連接,其中該中心線沿 第一方向延伸。
在第三導(dǎo)線鍵合操作中,使用導(dǎo)線鍵合,將引線框架與引線框架第 二表面上相對(duì)于第二表面中心線的至少一半部分中所附接的所有半導(dǎo)體 芯片電連接,其中該中心線沿第一方向延伸。在第四導(dǎo)線鍵合操作中, 使用導(dǎo)線鍵合,將引線框架與引線框架第二表面上相對(duì)于第二表面中心線的至少一半部分中所附接的所有半導(dǎo)體芯片電連接,其中該中心線沿 第一方向延伸。
通過(guò)參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述,本發(fā)明的以 上和其他特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯,其中
圖l是示出了常規(guī)雙管芯封裝(DDP)結(jié)構(gòu)的截面圖; 圖2是示出了常規(guī)四管芯封裝(QDP)結(jié)構(gòu)的截面圖; 圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于制造半導(dǎo)體封裝的寬引線框架的平面
圖4和5分別是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于制造半導(dǎo)體封裝的裝置的平 面圖和截面圖6和7分別是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的平面圖和截面圖8 11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)線鍵合處理;
圖12和13示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的導(dǎo)線鍵合處理;以及
圖14是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例用于制造半導(dǎo)體封裝的裝置的平面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖更為全面地描述本發(fā)明,在附圖中示出了本發(fā)明的 示例性實(shí)施例。然而,本發(fā)明可以多種不同形式來(lái)實(shí)現(xiàn),而不應(yīng)解釋為
局限于此處所述的實(shí)施例;相反,提供這些實(shí)施例,只是為了使得本公 開(kāi)充分和完整,并向本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的思想。在附圖 中,為清楚的目的,對(duì)層和區(qū)域的厚度進(jìn)行了放大。還應(yīng)理解的是,當(dāng) 一層被稱作在另一層或襯底"上"時(shí),這一層可直接位于該另一層或襯 底之上,或者也可存在中間層。附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。這 里所使用的術(shù)語(yǔ)僅用于解釋本發(fā)明的目的,而不是為了限制由所附權(quán)利 要求限定的本發(fā)明的意義或范圍。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于制造半導(dǎo)體封裝的寬引線框架70的平 面圖。參照?qǐng)D3,在寬引線框架70上沿其長(zhǎng)度方向L和寬度方向W均重復(fù)設(shè)
10置多個(gè)單位引線框架80。寬引線框架70的長(zhǎng)度方向L意味著在導(dǎo)線鍵合處 理中寬引線框架70沿著移動(dòng)的方向。半導(dǎo)體芯片210附接至每個(gè)單位引線 框架80。要制造多個(gè)半導(dǎo)體封裝的寬引線框架70經(jīng)歷與半導(dǎo)體芯片210 的電連接處理,以及在制模區(qū)域72上堆積制模樹(shù)脂的處理。然后,寬引 線框架70被分離為單獨(dú)的半導(dǎo)體封裝,從而制造出多個(gè)半導(dǎo)體封裝。因 此,由于寬引線框架70包括更多數(shù)目的單位引線框架80,所以將被丟棄 的寬引線框架70的邊緣部分的尺寸減小,從而制造成本降低,且產(chǎn)率增 加。
如隨后將詳細(xì)描述的那樣,為了將寬引線框架70與半導(dǎo)體芯片210 電連接,通過(guò)鍵合頭(未示出)將導(dǎo)線(未示出)移向?qū)捯€框架70。 一般而言,寬引線框架70在長(zhǎng)度方向L上沿著引導(dǎo)軌(index rail)(未 示出)移動(dòng)。雖然鍵合頭沿寬引線框架70的長(zhǎng)度方向L移動(dòng),但是鍵合頭 通常沿寬引線框架70的寬度方向W移動(dòng),以對(duì)寬引線框架70與半導(dǎo)體芯片 210進(jìn)行導(dǎo)線鍵合。寬引線框架70的寬度中心線C是一條假想線,其連接 寬引線框架70在寬度方向W上的中心,并沿長(zhǎng)度方向L延伸。
由于必須準(zhǔn)確執(zhí)行導(dǎo)線鍵合處理,所以用于移動(dòng)半導(dǎo)體芯片的鍵合 頭運(yùn)動(dòng)應(yīng)該非常精確。鍵合頭可在置于引導(dǎo)軌120上的引線框架70上移 動(dòng)、且以所需精度執(zhí)行導(dǎo)線鍵合處理的距離被稱作有效移動(dòng)距離。因此, 當(dāng)寬引線框架70的寬度W大于鍵合頭在寬度方向W上的有效移動(dòng)距離WB 時(shí),不可能以所需精度在寬引線框架70上對(duì)半導(dǎo)體芯片210執(zhí)行導(dǎo)線鍵合 處理。所需精度根據(jù)寬引線框架70或所附接的半導(dǎo)體芯片的類型和規(guī)格 來(lái)確定。當(dāng)不滿足所需精度時(shí),成品半導(dǎo)體封裝帶缺陷的可能性較高。
在制造鍵合頭的有效移動(dòng)距離增大的半導(dǎo)體封裝制造裝置時(shí),需要 昂貴的成本。這是因?yàn)樾枰罅康某杀緛?lái)開(kāi)發(fā)并制造可高精度移動(dòng)較長(zhǎng) 距離的精確受控設(shè)備。因此,與成本降低和產(chǎn)率提升的效果相比,需要 相對(duì)較高的成本。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于制造半導(dǎo)體封裝的裝置100的平面圖。 參照?qǐng)D4,用于制造半導(dǎo)體封裝的裝置100包括加載部分110、引導(dǎo)軌120、 導(dǎo)線鍵合部分130和框架驅(qū)動(dòng)部分140。加載部分110提供在產(chǎn)品架
ii(magazine)中容納、且包含多個(gè)引線框架的寬引線框架70。引導(dǎo)軌120 將加載部分110所提供的寬引線框架70傳送至框架驅(qū)動(dòng)部分140。因此, 寬引線框架70沿長(zhǎng)度方向L移動(dòng)。導(dǎo)線鍵合部分130使用導(dǎo)線(例如,金 線),對(duì)沿引導(dǎo)軌120傳送來(lái)的寬引線框架70與附接至寬引線框架70的半 導(dǎo)體芯片進(jìn)行導(dǎo)線鍵合,從而電連接寬引線框架70和半導(dǎo)體芯片210。
通過(guò)導(dǎo)線鍵合部分130附接至寬引線框架70的半導(dǎo)體芯片可由晶片 倉(cāng)(cassette)加載部分160和晶片臺(tái)150提供。由晶片倉(cāng)加載部分160 提供的具有多個(gè)半導(dǎo)體芯片的晶片被放置在晶片臺(tái)150上。晶片在放置在 晶片臺(tái)150上時(shí)可能已被分離為單獨(dú)的半導(dǎo)體芯片,或者可在放置在晶片 臺(tái)150上之后在晶片臺(tái)150上被分離單獨(dú)的半導(dǎo)體芯片。也就是說(shuō),在將 粘附帶粘附至晶片的后表面之后,晶片可完全分離為單獨(dú)半導(dǎo)體芯片或 者在單獨(dú)半導(dǎo)體芯片之間形成溝槽,而放置在晶片臺(tái)150上??蛇x地,在 粘附帶粘附至晶片的后表面的情況下將晶片放置在晶片臺(tái)150上之后,可 以將半導(dǎo)體芯片完全分離為單獨(dú)的半導(dǎo)體芯片,或者可在單獨(dú)半導(dǎo)體芯 片之間形成溝槽。通過(guò)拉伸粘附帶,可增大單獨(dú)半導(dǎo)體芯片之間的間隔。 此外,可向晶片臺(tái)150提供真空壓,以將單獨(dú)半導(dǎo)體芯片從粘附帶分開(kāi)。 框架驅(qū)動(dòng)部分140可將沿引導(dǎo)軌120傳送的寬引線框架70繞相對(duì)于 寬引線框架70的上或下表面的垂直線進(jìn)行旋轉(zhuǎn),或者翻轉(zhuǎn)寬引線框架70 使得寬引線框架70的上表面朝下??蚣茯?qū)動(dòng)部分140可具有旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)兩 種功能,或者具有這些功能之一??蚣茯?qū)動(dòng)部分140可根據(jù)寬引線框架70 的狀態(tài),選擇性地旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)寬引線框架70,或?qū)捯€框架70返回到 引導(dǎo)軌120。
加載部分110可向產(chǎn)品架填充導(dǎo)線鍵合了半導(dǎo)體芯片210的寬引線 框架70,并移走產(chǎn)品架。此外,卸載部分170單獨(dú)連接至框架驅(qū)動(dòng)部分140, 以向產(chǎn)品架填充導(dǎo)線鍵合了半導(dǎo)體芯片210的寬引線框架70,并移走產(chǎn)品 架。也就是說(shuō),加載部分110可具有加載和卸載兩種功能,或者可單獨(dú)使 用具有卸載功能的卸載部分170。當(dāng)使用卸載部分170時(shí),框架驅(qū)動(dòng)部分 M0可根據(jù)寬引線框架70的狀態(tài),選擇性地旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)寬引線框架70,將 寬引線框架70返回到引導(dǎo)軌,或?qū)捯€框架傳送至卸載部分170。換言之,可根據(jù)諸如工作移動(dòng)之類的工作效率或者對(duì)進(jìn)行過(guò)導(dǎo)線鍵合的寬引 線框架70與并未進(jìn)行過(guò)導(dǎo)線鍵合的寬引線框架70進(jìn)行區(qū)分的方便性,來(lái)
選擇性確定是在加載部分110中加入卸載功能,還是單獨(dú)連接卸載部分 170。
圖5是沿圖4中V-V線的截面圖,示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于制造 半導(dǎo)體封裝的裝置。參照?qǐng)D5,導(dǎo)線鍵合部分130包括鍵合頭132和傳送軌 134。鍵合頭132包括鍵合換能器(transducer) 132a和頭模塊132b。鍵 合換能器132a連接到頭模塊132b,并上下運(yùn)動(dòng)以傳送導(dǎo)線鍵合所需的能 量,例如,使用超聲波的能量。鍵合探針220可連接到鍵合換能器132a 的頂端。鍵合探針220可利用導(dǎo)線230 (例如,金線)形成導(dǎo)線鍵合232, 將半導(dǎo)體芯片210和寬引線框架70電連接。傳送模塊134包括傳送軸134a 和傳送驅(qū)動(dòng)裝置134b,并可在寬引線框架70上移動(dòng)鍵合頭132。鍵合頭132 的有效移動(dòng)距離表示在鍵合頭132移動(dòng)時(shí)可形成導(dǎo)線鍵合232的距離。引 導(dǎo)軌120的寬度W,表示可放置在引導(dǎo)軌120上的寬引線框架70的寬度。
參照?qǐng)D3和5,當(dāng)引導(dǎo)軌120可容納多種寬度的寬引線框架70時(shí),引 導(dǎo)軌120的寬度W!表示可放置在引導(dǎo)軌120上的任意寬引線框架中寬度最 大的寬引線框架的寬度。因此,引導(dǎo)軌120的寬度仏不小于寬引線框架70 的寬度W (Wt^W)。然而,在如下描述中,為了便于解釋,寬引線框架70 表示引導(dǎo)軌120上可容納的寬度最大的寬引線框架。因此,除非另外指出, 引導(dǎo)軌120的寬度W,與寬引線框架70的寬度W相同(W,=W)。
鍵合頭132的有效移動(dòng)距離WB是從引導(dǎo)軌120在寬度方向W,的端部至 少到寬引線框架70的寬度中心線C,并且沒(méi)有覆蓋寬引線框架70的整個(gè)寬 度W (W!/2《Wb〈W0。也就是說(shuō),雖然傳送模塊134可使鍵合頭132以所需 精度在引導(dǎo)軌120寬度W,的一半上移動(dòng),但是鍵合頭132不能以所需精度 在引導(dǎo)軌120的整個(gè)寬度W,上移動(dòng)。因此,雖然導(dǎo)線鍵合部分130可在寬 引線框架70沿其寬度方向的至少一半部分中形成導(dǎo)線鍵合232,但是其不 能在引導(dǎo)軌120寬度W,的與上述一半部分相對(duì)的另一半部分中完整或局 部形成導(dǎo)線鍵合232。
換言之,雖然導(dǎo)線鍵合部分130可形成導(dǎo)線鍵合232來(lái)將寬引線框架70與從寬引線框架70沿寬度方向的一個(gè)端部到寬引線框架70的寬度中心 線C之間存在的所有半導(dǎo)體芯片210電連接,但是其并不能形成導(dǎo)線鍵合 232來(lái)將寬引線框架70與寬引線框架70上的所有半導(dǎo)體芯片210電連接。 不能形成導(dǎo)線鍵合232意味著不能以寬引線框架70所需的精度,即在預(yù)定 誤差范圍內(nèi),來(lái)形成導(dǎo)線鍵合232。
在通過(guò)導(dǎo)線鍵合部分130形成將半導(dǎo)體芯片210與寬引線框架70電 連接的導(dǎo)線鍵合232時(shí),吸收塊125從寬引線框架70下方提供壓力或熱量, 以幫助將半導(dǎo)體芯片210附接至寬引線框架70。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)臺(tái)142的平面圖。參照?qǐng)D4和6,框架 驅(qū)動(dòng)部分140包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)142??蚣芗虞d軌144耦合至旋轉(zhuǎn)臺(tái)142,該框架 加載軌144每次支撐一個(gè)從引導(dǎo)軌120傳送來(lái)的寬引線框架70。還可以向 框架加載軌144耦合框架固定裝置146,用于壓住寬引線框架70以將其固 定在框架加載軌144上。置于框架加載軌144上的寬引線框架70可與旋轉(zhuǎn) 臺(tái)142—起旋轉(zhuǎn)。
圖7是旋轉(zhuǎn)臺(tái)142沿圖6中線VI1-VII的截面圖。參照?qǐng)D7,旋轉(zhuǎn)裝置 148連接到旋轉(zhuǎn)臺(tái)142下部。旋轉(zhuǎn)裝置148包括旋轉(zhuǎn)軸148a和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置 148b。旋轉(zhuǎn)軸148a在沿著與旋轉(zhuǎn)臺(tái)142耦合的框架加載軌144的上表面
(即,置于框架加載軌144上的寬引線框架70的上表面)的法向的方向, 連接到旋轉(zhuǎn)臺(tái)142。因此,當(dāng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置148b旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸148a時(shí),框架 加載軌144與旋轉(zhuǎn)臺(tái)142—起旋轉(zhuǎn),從而寬引線框架70可繞寬引線框架70 的上表面的法向旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置148b可使用氣缸(air cylinder)
(未示出)向旋轉(zhuǎn)軸148a提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。因此,旋轉(zhuǎn)裝置148可將寬引 線框架70平滑旋轉(zhuǎn)180。。然而,旋轉(zhuǎn)裝置148可根據(jù)與周圍裝置的連接, 以不同角度來(lái)旋轉(zhuǎn)寬引線框架70??筛鶕?jù)例如相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸148a向左或 向右的必要性,來(lái)選擇旋轉(zhuǎn)軸148a的旋轉(zhuǎn)方向。
圖8 11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)線鍵合處理。圖8示出了在寬 引線框架70的一部分上表面上形成導(dǎo)線鍵合232的情況。參照?qǐng)D8,形成 導(dǎo)線鍵合232,將寬引線框架70與寬引線框架70相對(duì)于寬度中心線C的一 半部分中存在的半導(dǎo)體芯片210電連接??尚纬蓪?dǎo)線鍵合232,將寬引線
14框架70與在寬引線框架70的一半部分中存在的半導(dǎo)體芯片210、以及另一 半部分中存在的一些半導(dǎo)體芯片210電連接。但是,并非寬引線框架70 另一半部分中的所有半導(dǎo)體芯片210可通過(guò)導(dǎo)線鍵合232電連接到寬引線 框架70。在通過(guò)導(dǎo)線鍵合232將寬引線框架70—半部分中的所有半導(dǎo)體芯 片210與寬引線框架70電連接之后,將寬引線框架70傳送至框架驅(qū)動(dòng)部分 140。
在下面的描述中,表述"在寬引線框架70的一半部分中形成導(dǎo)線鍵 合232"表示寬引線框架70相對(duì)于寬度中心線C的至少一半部分中存在的 所有半導(dǎo)體芯片210、以及寬引線框架70的另一半部分中存在的一些半導(dǎo) 體芯片210 (但并非寬引線框架70另一半部分中存在的所有半導(dǎo)體芯片 210)可通過(guò)導(dǎo)線鍵合232電連接到寬引線框架70。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例旋轉(zhuǎn)寬引線框架70的情況。參照?qǐng)D9, 寬引線框架70置于框架加載軌144上,并可由框架固定裝置146壓住以固 定在框架加載軌144上。當(dāng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)142旋轉(zhuǎn)時(shí),寬引線框架70—起旋轉(zhuǎn)。
圖10示出了寬引線框架70旋轉(zhuǎn)后的情況。參照?qǐng)DIO,寬引線框架70 繞寬引線框架70上表面的法向旋轉(zhuǎn)180。。因此,寬引線框架70被翻轉(zhuǎn), 使得寬引線框架70已經(jīng)對(duì)全部半導(dǎo)體芯片210進(jìn)行了導(dǎo)線鍵合的一半部 分的位置與寬引線框架70局部或未全部對(duì)半導(dǎo)體芯片210進(jìn)行導(dǎo)線鍵合 的另一半部分的位置得以交換。然后,將寬引線框架70提供給引導(dǎo)軌120。
圖11示出了在寬引線框架70的整個(gè)上表面上形成導(dǎo)線鍵合232的情 況。參照?qǐng)Dll,通過(guò)引導(dǎo)軌120將寬引線框架70傳送至導(dǎo)線鍵合部分130。 因?yàn)閷捯€框架70由于其旋轉(zhuǎn)而在寬度方向的位置被交換,所以可在寬 引線框架70的另一半部分中形成導(dǎo)線鍵合232,在該另一半部分中,局部 或并未全部形成用于將寬引線框架70與半導(dǎo)體芯片210電連接的導(dǎo)線鍵 合232。因此,形成了導(dǎo)線鍵合232,使得寬引線框架70上表面上的所有 半導(dǎo)體芯片210可電連接到寬引線框架70。
通過(guò)導(dǎo)線鍵合232與所有半導(dǎo)體芯片210電連接的寬引線框架70被 傳送至加載部分110并卸載,或者通過(guò)框架驅(qū)動(dòng)部分140傳送至卸載部分 170并卸載。結(jié)果,可使用適于寬度相對(duì)較窄的引線框架且相對(duì)便宜的導(dǎo)
15線鍵合部分130,來(lái)對(duì)寬度相對(duì)較大的寬引線框架執(zhí)行導(dǎo)線鍵合處理。
圖12和13示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的導(dǎo)線鍵合處理。圖12示出 了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例附接到寬引線框架70上表面上的半導(dǎo)體芯片 210與寬引線框架70通過(guò)導(dǎo)線鍵合232電連接的情況。參照?qǐng)D12,在框架 驅(qū)動(dòng)部分140中,翻轉(zhuǎn)裝置180連接到與旋轉(zhuǎn)臺(tái)142耦合的框架加載軌144。 圖7中的旋轉(zhuǎn)裝置148可連接到旋轉(zhuǎn)臺(tái)142。也就是說(shuō),框架驅(qū)動(dòng)部分140 可以按需僅包括旋轉(zhuǎn)裝置148,僅包括翻轉(zhuǎn)裝置180,或者包括旋轉(zhuǎn)裝置 148和翻轉(zhuǎn)裝置180兩者。
翻轉(zhuǎn)裝置180包括翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸182,沿置于框架加載軌144上的寬 引線框架70的長(zhǎng)度方向延伸;以及翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置184,連接到翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸 182。當(dāng)翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸182由翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置184旋轉(zhuǎn)時(shí),置于框架加載軌144 上的寬引線框架70被翻轉(zhuǎn),使得寬引線框架70的上表面朝下。因此,寬 引線框架70優(yōu)選地由框架固定裝置146壓住,從而不會(huì)與框架加載軌144 分離。
圖13示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例通過(guò)導(dǎo)線鍵合232與寬引線框架 70電連接的半導(dǎo)體芯片210位于寬引線框架的下表面上的情況。參照?qǐng)D 13,寬引線框架70被翻轉(zhuǎn)裝置180翻轉(zhuǎn),使得寬引線框架70的上表面朝下。 因此,用于電連接寬引線框架70與半導(dǎo)體芯片210的導(dǎo)線鍵合232位于寬 引線框架70的下表面上。將寬引線框架70提供給引導(dǎo)軌120,使得在寬引 線框架70并未形成導(dǎo)線鍵合232的上表面上形成導(dǎo)線鍵合,從而將半導(dǎo)體 芯片210與寬引線框架70電連接。
圖14是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例用于制造半導(dǎo)體封裝的裝置的平面 圖。參照?qǐng)D14,半導(dǎo)體封裝制造裝置500包括加載部分110、第一導(dǎo)線鍵 合裝置510、框架驅(qū)動(dòng)部分140、以及第二導(dǎo)線鍵合裝置520。半導(dǎo)體封裝 制造裝置500還可包括卸載部分170。第一和第二導(dǎo)線鍵合裝置510和520 中每一個(gè)包括引導(dǎo)軌120和導(dǎo)線鍵合部分130。由于加載部分IIO、引導(dǎo)軌 120、導(dǎo)線鍵合部分130、框架驅(qū)動(dòng)部分140、晶片臺(tái)150、晶片倉(cāng)加載部 分160和卸載部分170與圖4 13中所示的相同,因此這里省略對(duì)它們的詳 細(xì)描述。此外,第一和第二導(dǎo)線鍵合裝置510和520具有相同的結(jié)構(gòu)。在半導(dǎo)體封裝制造裝置500中,加載部分100向第一導(dǎo)線鍵合裝置
510提供寬引線框架70。第一導(dǎo)線鍵合裝置510在寬引線框架70上表面的 一半部分中形成導(dǎo)線鍵合232。然后,在框架驅(qū)動(dòng)部分140中將寬引線框 架70繞其上表面的法向旋轉(zhuǎn),并將其提供給第二導(dǎo)線鍵合裝置520。第二 導(dǎo)線鍵合裝置520形成寬引線框架70與寬引線框架70上表面上由于未形 成導(dǎo)線鍵合232而并沒(méi)有電連接到寬引線框架70的所有半導(dǎo)體芯片210之 間的導(dǎo)線鍵合232。通過(guò)卸載部分170將針對(duì)全部半導(dǎo)體芯片210形成了導(dǎo) 線鍵合232的寬引線框架70取出。
可選地,半導(dǎo)體芯片封裝制造裝置可通過(guò)串行連接多個(gè)導(dǎo)線鍵合裝 置來(lái)配置,其中每個(gè)導(dǎo)線鍵合裝置包括引導(dǎo)軌120和導(dǎo)線鍵合部分130, 從而執(zhí)行導(dǎo)線鍵合處理。
此外,雖然在附圖中并沒(méi)有示出,但是包括引導(dǎo)軌120和導(dǎo)線鍵合 部分130的導(dǎo)線鍵合裝置、加載部分110、框架驅(qū)動(dòng)部分140和卸載部分170 可按需組合,以配置多種類型的半導(dǎo)體封裝制造裝置。例如,可通過(guò)順 序組合具有卸載功能的加載部分IIO、第一導(dǎo)線鍵合裝置510、具有旋轉(zhuǎn) 功能的框架驅(qū)動(dòng)部分140、第二導(dǎo)線鍵合裝置520、以及具有翻轉(zhuǎn)功能的 框架驅(qū)動(dòng)部分140,來(lái)配置半導(dǎo)體封裝制造裝置。在這種情況下,加載部 分110提供寬引線框架70。通過(guò)第一導(dǎo)線鍵合裝置510在寬引線框架70的 第一表面的一半部分中形成導(dǎo)線鍵合232。通過(guò)第二導(dǎo)線鍵合裝置520在 第一表面的另一半部分中形成導(dǎo)線鍵合232。然后,通過(guò)具有翻轉(zhuǎn)功能的 框架驅(qū)動(dòng)部分140,將寬引線框架70翻轉(zhuǎn),從而第一表面朝下。通過(guò)第二 導(dǎo)線鍵合裝置520在寬引線框架70的第二表面的一半部分中形成導(dǎo)線鍵 合232。通過(guò)具有旋轉(zhuǎn)功能的框架驅(qū)動(dòng)部分140,將寬引線框架70旋轉(zhuǎn)。 通過(guò)第一導(dǎo)線鍵合裝置510在第二表面的另一半部分中形成導(dǎo)線鍵合 232。然后,通過(guò)具有卸載功能的加載部分IIO,卸載寬引線框架70。這 樣,可以在寬引線框架70的兩個(gè)表面上完整地形成導(dǎo)線鍵合232。
在另一示例中,順序連接具有卸載功能的加載部分、第一導(dǎo)線鍵合 裝置、具有旋轉(zhuǎn)功能的第一框架驅(qū)動(dòng)部分、第二導(dǎo)線鍵合裝置、具有翻 轉(zhuǎn)功能的第二框架驅(qū)動(dòng)部分、第三導(dǎo)線鍵合裝置、具有旋轉(zhuǎn)功能的第三框架驅(qū)動(dòng)部分、第四導(dǎo)線鍵合裝置、以及卸載部分,從而可在寬引線框
架70的兩個(gè)表面上完整地形成導(dǎo)線鍵合232。
雖然在以上描述中,通過(guò)對(duì)附接至寬引線框架的一層半導(dǎo)體芯片進(jìn) 行導(dǎo)線鍵合,來(lái)將半導(dǎo)體芯片電連接到寬引線框架,但是本發(fā)明不局限 于此。例如,本發(fā)明可應(yīng)用于多芯片封裝技術(shù),用于將多個(gè)半導(dǎo)體芯片
分層附接在寬引線框架上。也就是說(shuō),本發(fā)明可應(yīng)用于如下情況通過(guò) 形成導(dǎo)線鍵合,將形成一層的多個(gè)半導(dǎo)體芯片與寬引線框架彼此電連接, 然后在該層上附接其他半導(dǎo)體芯片,形成另一層。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝制造裝置和方法,可在保持高精度的同時(shí) 以相對(duì)低的成本對(duì)寬引線框架執(zhí)行導(dǎo)線鍵合處理。因此,可以節(jié)省原材 料成本,并可提升產(chǎn)率。此外,在寬引線框架的導(dǎo)線鍵合過(guò)程中,由于 寬引線框架無(wú)需由操作工手動(dòng)翻轉(zhuǎn),所以可縮短工時(shí),并可減少缺陷。
另外,由于可以根據(jù)所需半導(dǎo)體封裝的類型(例如,多芯片封裝或 雙面封裝)來(lái)自由調(diào)整裝置的配置,所以無(wú)論產(chǎn)品或封裝技術(shù)如何改變, 都可有效使用該裝置,并可以快速響應(yīng)市場(chǎng)上的變化。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明,但 是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神 和范圍,可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
18
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體封裝的裝置,該裝置包括引導(dǎo)軌,沿正向和反向傳送引線框架,該引線框架具有第一表面以及與第一表面相對(duì)的第二表面;加載部分,連接到引導(dǎo)軌的端部,向引導(dǎo)軌提供引線框架;框架驅(qū)動(dòng)部分,連接到引導(dǎo)軌的所述端部的相對(duì)端部,繞第一表面的法向旋轉(zhuǎn)引線框架;和導(dǎo)線鍵合部分,使用導(dǎo)線鍵合,將引線框架與附接到提供給引導(dǎo)軌的引線框架上的半導(dǎo)體芯片電連接。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置,其中,導(dǎo)線鍵合部分包括 鍵合頭,具有鍵合換能器,使用導(dǎo)線,將引線框架與附接至引線框架的半導(dǎo)體芯片連接;和傳送模塊,在引導(dǎo)軌之上傳送鍵合頭。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置,其中,傳送模塊使鍵合頭在引導(dǎo)軌 的寬度方向上從引導(dǎo)軌在寬度方向的一端至少移動(dòng)到引導(dǎo)軌的寬度中心 位置。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置,還包括卸載部分,該卸載部分連接 到框架驅(qū)動(dòng)部分,以將引線框架取出到裝置外部,其中,框架驅(qū)動(dòng)部分 根據(jù)引線框架的狀態(tài),選擇性地將引線框架傳送到卸載部分,或?qū)⒁€ 框架返回引導(dǎo)軌。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置,其中,為了繞第一表面的法向旋轉(zhuǎn) 引線框架,框架驅(qū)動(dòng)部分包括框架加載軌,支撐引線框架; 旋轉(zhuǎn)臺(tái),支撐框架加載軌;旋轉(zhuǎn)軸,在沿第一表面法向的方向,連接到旋轉(zhuǎn)臺(tái);和 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置,向旋轉(zhuǎn)軸提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置,其中,框架加載軌支撐引線框架, 使得框架驅(qū)動(dòng)部分一次旋轉(zhuǎn)一個(gè)引線框架。
7. 如權(quán)利要求1所述的裝置,其中,框架驅(qū)動(dòng)部分將引線框架旋轉(zhuǎn)180° 。
8. 如權(quán)利要求1所述的裝置,其中,加載部分具有卸載功能,以 將從引導(dǎo)軌傳送來(lái)的引線框架取出到裝置外部。
9. 如權(quán)利要求1所述的裝置,其中,框架驅(qū)動(dòng)部分還包括翻轉(zhuǎn)裝 置,該翻轉(zhuǎn)裝置將引線框架翻轉(zhuǎn),使得引線框架的第一和第二表面中朝 上的一個(gè)表面朝下。
10. —種用于制造半導(dǎo)體封裝的裝置,該裝置包括第一導(dǎo)線鍵合裝置和第二導(dǎo)線鍵合裝置,均包括沿正向和反向傳送 引線框架的引導(dǎo)軌、以及使用導(dǎo)線鍵合將引線框架與附接至引線框架的 半導(dǎo)體芯片電連接的導(dǎo)線鍵合部分,其中該引線框架具有第一表面以及與第一表面相對(duì)的第二表面;加載部分,連接到第一導(dǎo)線鍵合裝置的端部,向第一導(dǎo)線鍵合裝置 提供引線框架;卸載部分,連接到第二導(dǎo)線鍵合裝置的端部,從第二導(dǎo)線鍵合裝置 取出引線框架;禾B框架驅(qū)動(dòng)部分,連接在第一和第二導(dǎo)線鍵合裝置的端部中相對(duì)的端 部之間,繞第一表面的法向旋轉(zhuǎn)引線框架。
11. 如權(quán)利要求10所述的裝置,其中,導(dǎo)線鍵合部分包括 鍵合頭,使用金線,將引線框架與附接至引線框架的半導(dǎo)體芯片連接;和傳送模塊,在引導(dǎo)軌之上傳送鍵合頭。
12. 如權(quán)利要求11所述的裝置,其中,鍵合頭沿傳送軌在引導(dǎo)軌 的寬度方向上從引導(dǎo)軌在寬度方向的一端至少移動(dòng)到引導(dǎo)軌的寬度中心 位置。
13. 如權(quán)利要求IO所述的裝置,其中,框架驅(qū)動(dòng)部分根據(jù)引線框 架的狀態(tài),選擇性地將引線框架傳送至第一導(dǎo)線鍵合裝置或第二導(dǎo)線鍵 合裝置。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置,其中,框架驅(qū)動(dòng)部分還包括翻轉(zhuǎn) 裝置,該翻轉(zhuǎn)裝置將引線框架翻轉(zhuǎn),使得引線框架的第一和第二表面中 朝上的一個(gè)表面朝下。
15. —種制造半導(dǎo)體封裝的方法,該方法包括向?qū)Ь€鍵合部分提供引線框架,該引線框架具有第一表面以及與第 一表面相對(duì)的第二表面,在第一表面上附接有多個(gè)半導(dǎo)體芯片,且第一 表面朝上,其中沿第一方向移動(dòng)引線框架;在導(dǎo)線鍵合部分中,將引線框架與附接至引線框架的第一表面的一 些半導(dǎo)體芯片電連接-第一導(dǎo)線鍵合操作;繞第一表面的法向旋轉(zhuǎn)引線框架;和在導(dǎo)線鍵合部分中,將引線框架與附接至引線框架的第一表面、尚 未進(jìn)行導(dǎo)線鍵合的半導(dǎo)體芯片電連接-第二導(dǎo)線鍵合操作。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法,其中,在第一導(dǎo)線鍵合操作中, 使用導(dǎo)線鍵合,將引線框架與引線框架第一表面上相對(duì)于第一表面中心 線的至少一半部分中所附接的所有半導(dǎo)體芯片電連接,其中該第一表面 中心線沿第一方向延伸。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法,其中,在第二導(dǎo)線鍵合操作中, 使用導(dǎo)線鍵合,將引線框架與引線框架第一表面上相對(duì)于第一表面中心 線的至少一半部分中所附接的所有半導(dǎo)體芯片電連接,其中該第一表面 中心線沿第一方向延伸。
18. 如權(quán)利要求15所述的方法,還包括翻轉(zhuǎn)引線框架,使得引線框架的第二表面朝上,其中多個(gè)半導(dǎo)體芯 片附接在第二表面上;在導(dǎo)線鍵合部分中,將引線框架與附接至引線框架的第二表面的一 些半導(dǎo)體芯片電連接-第三導(dǎo)線鍵合操作;繞第二表面的法向旋轉(zhuǎn)引線框架;和在導(dǎo)線鍵合部分中,將引線框架與附接至引線框架的第一表面、尚 未進(jìn)行導(dǎo)線鍵合的半導(dǎo)體芯片電連接-第四導(dǎo)線鍵合操作。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法,其中,在第三導(dǎo)線鍵合操作中, 使用導(dǎo)線鍵合,將引線框架與引線框架第二表面上相對(duì)于第二表面中心 線的至少一半部分中所附接的所有半導(dǎo)體芯片電連接,其中該第二表面 中心線沿第一方向延伸。
20. 如權(quán)利要求18所述的方法,其中,在第四導(dǎo)線鍵合操作中,使用導(dǎo)線鍵合,將引線框架與引線框架第二表面上相對(duì)于第二表面中心 線的至少一半部分中所附接的所有半導(dǎo)體芯片電連接,其中該第二表面 中心線沿第一方向延伸。
全文摘要
一種用于制造半導(dǎo)體封裝的裝置包括引導(dǎo)軌,沿正向和反向傳送引線框架,該引線框架具有第一表面以及與第一表面相對(duì)的第二表面;加載部分,連接到引導(dǎo)軌的端部,向引導(dǎo)軌提供引線框架;框架驅(qū)動(dòng)部分,連接到引導(dǎo)軌的所述端部的相對(duì)端部,繞第一表面的法向旋轉(zhuǎn)引線框架;和導(dǎo)線鍵合部分,使用導(dǎo)線鍵合,將引線框架與附接到提供給引導(dǎo)軌的引線框架上的半導(dǎo)體芯片電連接。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101567307SQ200910132098
公開(kāi)日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者黃善夏 申請(qǐng)人:Sts半導(dǎo)體通信株式會(huì)社