專利名稱：一種預(yù)塑封引線框的引線鍵合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域，涉及帶預(yù)塑封體的引線框的金絲鍵合方法。
背景技術(shù)：
IC封裝技術(shù)中，需要根據(jù)不同電路芯片的電路功能要求選擇封裝形式以及封裝エ藝。其中，封裝エ藝過程中通常包括引線鍵合過程和塑封過程。引線鍵合就是用非常細(xì)小的金屬線把芯片的焊盤和引線框連接起來的過程。傳統(tǒng)的封裝過程中，一般是先將IC芯片(Die)裝載與引線框的小島上、再引線鍵合、然后對(duì)鍵合后的芯片及部分引線框塑封，以實(shí)現(xiàn)包裹方式的固定。但是，對(duì)于功能特殊的IC芯片，諸如傳感器芯片(例如，MEMS壓カ傳感器芯片)，其封裝エ藝過程與傳統(tǒng)的封裝過程不同，首先，以預(yù)塑封的方式將塑料外殼預(yù)先制作好，從而引線框?yàn)閹ьA(yù)塑封體的引線框(在此定義為“預(yù)塑封引線框”)，再將IC芯片 (Die)裝載與引線框的小島上，然后再進(jìn)行引線鍵合。這樣，可以避免傳感器芯片遭受塑封過程中的惡劣環(huán)境影響。圖I所示為現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)塑封引線框的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，預(yù)塑封引線框10為F1DIP (Plastic Double In-line Package,塑料雙列直排封裝)封裝形式,其用于封裝傳感器芯片。其中，11為預(yù)塑封所形成的塑封體，簡(jiǎn)稱為預(yù)塑封體，13為引線框的內(nèi)引腳，15為引線框的外引腳，17為引線框的小島。被封裝的傳感器芯片將被裝載固定于小島17上，在引線鍵合過程中，將金絲的一端焊接固定于芯片的焊盤上，其另一端焊接固定于內(nèi)引腳13的上表面。圖2所示為預(yù)塑封引線框按照現(xiàn)有技術(shù)的引線鍵合方法所形成的封裝結(jié)構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中示出了其中兩根金絲的鍵合結(jié)構(gòu)。如圖2所示，采用現(xiàn)有的引線鍵合方法吋，首先金絲19的第一端191與芯片18的焊盤181之間形成第一焊點(diǎn)，然后形成線弧，然在金絲19的第二端193與引線框(例如內(nèi)引腳19)之間形成第二焊點(diǎn)；通常地，第一焊點(diǎn)通過球形焊接(ball bonding)方式形成,第二焊點(diǎn)通過楔形焊接方式(wedge bonding)形成；兩種焊接方式的不同之處在于球形焊接中在每次焊接循環(huán)的開始會(huì)形成ー個(gè)自由空氣球(Free Air Ball, FAB),然后把這個(gè)FAB焊接到焊盤上形成第一焊點(diǎn)；對(duì)于楔形焊接，引線在壓力以及超聲和/或熱能量等能量作用下直接焊接到引線框的內(nèi)引腳上。然而，在預(yù)塑封的過程中，圖I所示的預(yù)塑封體11通常是通過模具注模形成，例如，在引線框的上下表面分別設(shè)置上模具和下模具，上模具和下模具夾緊引線框，塑封時(shí)以樹脂灌滿兩個(gè)模具的型腔，從而形成引線框之上的預(yù)塑封體部分以及引線框之下的預(yù)塑封體部分。預(yù)塑封時(shí)，用于形成預(yù)塑封體的樹脂等材料易于從模具(例如上模具)與引線框表面之間狹縫外溢至內(nèi)引腳13上，可能形成肉眼難以看見的塑料飛邊等微小結(jié)構(gòu)，其對(duì)內(nèi)引腳13的鍵合區(qū)域造成污染。由于預(yù)塑封過程所導(dǎo)致的污染會(huì)大大降低金絲端193與內(nèi)引腳13的鍵合強(qiáng)度，甚至使金絲端193難以焊接固定于內(nèi)引腳13的銀層上。因此，大大降低引線鍵合的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提高預(yù)塑封引線框的引線鍵合的強(qiáng)度以及可靠性。為實(shí)現(xiàn)以上目的或者其它目的，本發(fā)明提供一種預(yù)塑封引線框的引線鍵合方法，其中，在以楔形焊接的方式形成第二焊點(diǎn)之后，在所述第二焊點(diǎn)上壓植焊球。按照本發(fā)明提供的引線鍵合方法的優(yōu)選實(shí)施例，其中，對(duì)準(zhǔn)所述第二焊接點(diǎn)的魚尾位置壓植所述焊球。較佳地，所述引線鍵合為金絲鍵合。較佳地，該方法還包括以下步驟
以球形焊接的方式形成第一焊點(diǎn)；以及
拱絲形成線弧。較佳地，所述焊球采用焊線機(jī)的毛細(xì)管劈刀形成。較佳地，所述楔形焊接使用楔壓焊線機(jī)的楔形劈刀的來完成。較佳地，所述焊球的直徑范圍基本為O. 05mm至O. 1mm。較佳地，所述楔形焊接是熱壓焊、超聲焊或者熱超聲焊，或者是以上焊接方式的結(jié)
ム
ロ ο本發(fā)明的技術(shù)效果是，通過在楔形焊接的第二焊點(diǎn)上壓植焊球，可以使內(nèi)引腳與引線之間的鍵合強(qiáng)度大大提高，并且，可避免由于預(yù)塑封過程所導(dǎo)致的污染問題，使用該方法弓I線鍵合預(yù)塑封弓I線框吋，可靠性好。


從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說明中，將會(huì)使本發(fā)明的上述和其它目的及優(yōu)點(diǎn)更加完全清楚。圖I是現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)塑封引線框的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是預(yù)塑封引線框按照現(xiàn)有技術(shù)的引線鍵合方法所形成的封裝結(jié)構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是預(yù)塑封引線框按照本發(fā)明實(shí)施例提供的引線鍵合方法所形成的封裝結(jié)構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面介紹的是本發(fā)明的多個(gè)可能實(shí)施例中的ー些，g在提供對(duì)本發(fā)明的基本了解。并不g在確認(rèn)本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護(hù)的范圍。容易理解，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的其它實(shí)現(xiàn)方式。因此，以下具體實(shí)施方式
以及附圖僅是對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限定或限制。在本發(fā)明中，“第一焊點(diǎn)”是指引線與芯片的焊盤之間的連接點(diǎn)，“第二焊點(diǎn)”是指引線與引線框之間的連接點(diǎn)，這為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。圖3所示為預(yù)塑封引線框按照本發(fā)明實(shí)施例提供的引線鍵合方法所形成的封裝結(jié)構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3中示出了其中兩根引線的鍵合結(jié)構(gòu)，在該實(shí)例中，引線為金絲，可以理解到，金絲既可以為純度大于或等于99. 99%的金絲，也可以為摻雜有其它元素的金絲(即合金金絲)。該引線鍵合方法用于對(duì)諸如圖I所示的預(yù)塑封引線框進(jìn)行引線鍵合。結(jié)合圖3所示說明本實(shí)施例的引線鍵合方法。首先，以球形焊接的方式形成第一焊點(diǎn)。如圖3所示，金絲19的第一端191與芯片18的焊盤181之間形成第一焊點(diǎn)，在球形焊接過程中，焊線機(jī)使用劈刀(capillary)形成FAB，具體地，形成FAB的過程是通過離子化空氣間隙的“電子火焰熄滅”(ElectronicFlame-off,EF0)過程實(shí)現(xiàn)的。然后，把這個(gè)FAB焊接到焊盤181上接ロ形成第一焊點(diǎn)。焊盤181的具體材料及形狀等不受本發(fā)明限制。第二步，拱絲形成線?。痪€弧的具體高度不受本發(fā)明限制。第三歩，以楔形焊接的方式形成第二焊點(diǎn)。如圖3所示，金絲19的第二端193與引線框的內(nèi)引腳19之間形成第二焊點(diǎn)，在該實(shí)例中，通過楔壓焊線機(jī)的楔形劈刀(Wedge)，將金絲的第二端193在壓カ和超聲能量作用下直接焊接到內(nèi)引腳19的鍵合區(qū)域上，從而形成第二焊點(diǎn)。由于先前的預(yù)塑封過程的影響，帶預(yù)塑封體的引線框(在此定義為“預(yù)塑封引 線框”)的內(nèi)引腳19的鍵合區(qū)域容易被污染。因此，第二焊點(diǎn)的鍵合強(qiáng)度及可靠性難以得到保證。第四步，在第二焊點(diǎn)上壓植焊球。通過進(jìn)一歩壓植焊球195，可以使金絲19的第二端193與內(nèi)引腳19的鍵合區(qū)域牢固焊接，使第二焊點(diǎn)的鍵合強(qiáng)度大大提高，井能保證每根金絲鍵合的可靠性。具體地，可以使用球形焊接方式的過程中形成焊球19的方法來形成壓植的焊球，例如，采用焊線機(jī)的毛細(xì)管劈刀(capillary)形成焊球。在第二焊點(diǎn)采用楔形焊接時(shí)，第二焊點(diǎn)上，內(nèi)引腳表面與金絲之間會(huì)形成魚尾(Stitch)位置。優(yōu)選地，焊球19對(duì)準(zhǔn)魚尾位置壓植，從而有利于鍵合強(qiáng)度的進(jìn)ー步提高。另外，所壓植的焊球19的直徑范圍大約可以為O. 05mm至O. 1mm。至此，該實(shí)施例的引線鍵合過程完成。因此，通過以上引線鍵合方法，可以保證預(yù)塑封引線框的引線鍵合的強(qiáng)度，提高其封裝的可靠性，并且，新的引線鍵合方法不需要新的引線鍵合設(shè)備，傳統(tǒng)的主流鍵合機(jī)型均能實(shí)現(xiàn)以上方法過程，設(shè)備投入成本低。需要說明的是，以上球形焊接方式、楔形焊接方式中可以使用熱壓焊、超聲焊或熱超聲焊、或者以上方式的結(jié)合。需要說明的是，以上引線鍵合過程中，以向前拱絲的引線鍵合エ藝進(jìn)行了說明，但是，以上第四步同樣可以應(yīng)用于反向拱絲的引線鍵合エ藝中。盡管以上僅以金絲的鍵合過程進(jìn)行了說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到，以上方法過程，同樣可以類推應(yīng)用至引線為其它材料的情形，例如，銅線、鋁線。以上例子主要說明了本發(fā)明的預(yù)塑封引線框的引線鍵合方法。盡管只對(duì)其中ー些本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明可以在不偏離其主g與范圍內(nèi)以許多其他的形式實(shí)施。因此，所展示的例子與實(shí)施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神及范圍的情況下，本發(fā)明可能涵蓋各種的修改與替換。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)塑封引線框的引線鍵合方法，其特征在于，在以楔形焊接的方式形成第二焊點(diǎn)之后，在所述第二焊點(diǎn)上壓植焊球。
2.如權(quán)利要求I所述的引線鍵合方法，其特征在于，對(duì)準(zhǔn)所述第二焊接點(diǎn)的魚尾位置壓植所述焊球。
3.如權(quán)利要求I或2所述的引線鍵合方法，其特征在于，所述引線鍵合為金絲鍵合。
4.如權(quán)利要求I所述的引線鍵合方法，其特征在于，還包括以下步驟以球形焊接的方式形成第一焊點(diǎn)；以及拱絲形成線弧。
5.如權(quán)利要求I或4所述的引線鍵合方法，其特征在于，所述焊球采用焊線機(jī)的毛細(xì)管劈刀形成。
6.如權(quán)利要求I所述的引線鍵合方法，其特征在于，所述楔形焊接使用楔壓焊線機(jī)的楔形劈刀的來完成。
7.如權(quán)利要求I所述的引線鍵合方法，其特征在于，所述焊球的直徑范圍基本為O.05mm 至 O. Imnin
8.如權(quán)利要求I所述的引線鍵合方法，其特征在于，所述楔形焊接是熱壓焊、超聲焊或者熱超聲焊，或者是以上焊接方式的結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種預(yù)塑封引線框的引線鍵合方法，屬于芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域其特征在于。該引線鍵合方法中，在以楔形焊接的方式形成第二焊點(diǎn)之后，在所述第二焊點(diǎn)上壓植焊球。該引線鍵合方法的內(nèi)引腳的鍵合強(qiáng)度高，可靠性好，尤其適合于預(yù)塑封引線框的引線鍵合。
文檔編號(hào)H01L21/60GK102820236SQ20111015178
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者郁琦, 王建新, 經(jīng)文斌 申請(qǐng)人:無錫華潤(rùn)安盛科技有限公司