調(diào)整導線鍵合機上的超聲鍵合能量的方法相關申請的交叉引用此申請要求2012年4月22日提交的美國臨時申請No.61/636681的權益，于此通過引用并入了該臨時申請的全部內(nèi)容。技術領域本發(fā)明涉及導線鍵合的形成，并且更具體地，涉及調(diào)整和/或標準化多個導線鍵合機之間的超聲鍵合的改進的方法。

背景技術：
在半導體器件的處理和封裝中，導線鍵合依舊是提供封裝結構內(nèi)的兩個位置之間(例如，在半導體管芯的管芯焊盤與引線框的引線之間)的電互連的主要方法。更具體地，使用導線鍵合器(也稱為導線鍵合機)，在待電互連的相應位置之間形成導線回路。形成導線回路的主要方法是球鍵合(ballbonding)和楔形鍵合(wedgebonding)。在在(a)導線回路的末端與(b)鍵合部位(例如，管芯焊盤、引線等)之間形成鍵合時，可以使用各種類型的鍵合能量，包括，例如，超聲能量、熱超聲(thermosonic)能量、熱壓縮能量等。歸因于相似導線鍵合機之間的變化，對相似導線鍵合機使用或采用相同輸入鍵合參數(shù)可能難以獲得具有基本一致的鍵合特性(例如，切變強度、拉拔強度等)的導線鍵合。例如，超聲換能器(例如，包括壓電晶體)往往從機器到機器變化，即使它們名義上是相同的。從而，即使將相同的能量(例如，電流)施加至各換能器，換能器的輸出特性(以及得到的各導線鍵合)也可以顯著變化。從而，期望提供在多個相似導線鍵合機之間形成一致的導線鍵合的改進的方法。

技術實現(xiàn)要素：
根據(jù)本發(fā)明的范例實施例，提供了一種調(diào)整(例如，校準、標準化等)導線鍵合機上的超聲鍵合能量的方法，所述方法包括以下步驟：(1)提供無空氣球壓扁增量與超聲鍵合能量增量之間的參考關系；(2)確定對象導線鍵合機上的無空氣球壓扁增量與超聲鍵合能量增量之間的實際關系；以及(3)調(diào)整所述對象導線鍵合機的至少一個超聲鍵合能量設定，使得所述對象導線鍵合機的所述實際關系更接近所述參考關系。附圖說明當結合附圖閱讀以下詳細描述時，根據(jù)以下詳細描述，本發(fā)明得到了最好的理解。要強調(diào)的是，根據(jù)通常實踐，附圖的各特征不是按比例的。相反，為清楚起見，各特征的尺寸被任意放大或縮小。附圖中包括以下圖：圖1是示例根據(jù)本發(fā)明的范例實施例的無空氣球在在下基底上的著陸(touchdown)的框圖側視圖；圖2是示例根據(jù)本發(fā)明的范例實施例的無空氣球壓扁(squash)與時間的關系的定時圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的范例實施例的用于多個導線鍵合機的壓扁增量與超聲鍵合能量的增量的關系的圖示；圖4是根據(jù)本發(fā)明的范例實施例的示例為參考關系的壓扁增量與超聲鍵合能量的增量的關系的圖示；圖5是根據(jù)本發(fā)明的范例實施例的壓扁增量與超聲鍵合能量的增量之間的初始實際關系和校正的實際關系的圖示；圖6是示例根據(jù)本發(fā)明的范例實施例的調(diào)整對象導線鍵合機上的超聲鍵合能量的方法的流程圖；圖7是示例根據(jù)本發(fā)明的范例實施例的調(diào)整對象導線鍵合機上的超聲鍵合能量的另一范例方法的流程圖；以及圖8是示例根據(jù)本發(fā)明的范例實施例的測量無空氣球壓扁的方法的流程圖。具體實施方式如于此使用的，超聲鍵合能量指導線鍵合機的超聲換能器使用的能量。可以作為電流受控的能量(例如，以施加至換能器以實現(xiàn)換能器并且從而鍵合頭(bondingtool)的超聲振動的毫安的受控的增量)、電壓受控的能量、電功率受控的能量等來提供該鍵合能量。在本發(fā)明的具體范例實施例中，進行對超聲鍵合能量設定的調(diào)整，以提供導線鍵合器可移植性，即在多個導線鍵合機(例如，該機器可以是相同型號的，或不同型號的)間具有一致的鍵合?？梢哉{(diào)整的范例超聲鍵合能量設定包括，但不限于：提供給換能器的電流的電流設定；提供給換能器的電壓的電壓設定；提供給換能器的功率的電功率設定；電流因子設定(例如，基于壓扁的電流因子設定)；電壓因子設定(例如，基于壓扁的電壓因子設定)；功率因子設定(例如，基于壓扁的功率因子設定)；實際關系與參考關系之間的超聲鍵合能量偏移等。如本領域技術人員將理解的，該因子設定(例如，電流因子設定)可以是施加至實際設定的因子或變量(例如，乘數(shù)(multiplier)、偏移等)。從而，在電流因子設定的情況下，設定可以是施加至待提供給換能器的實際電流設定的乘數(shù)。該電流因子設定可能在容許導線鍵合器用戶使用公共電流輸入來實現(xiàn)基本相似的導線鍵合中是有用的，因為該電流因子設定克服了從一機器至另一機器(例如，機器具有相同型號或不同型號)的某些差異。該過程可以涉及超聲鍵合能量設定的手動調(diào)整，或可以是完全自動的而無需外部測量(例如，切變試驗測量、拉伸試驗測量等)，由此增加了機器至機器校準調(diào)整的效率(并減少了人力)。本創(chuàng)新技術量化了無空氣球(FAB)在鍵合力和超聲能量下的壓扁行為。壓扁的速率和量可以利用導線鍵合機的z軸上的高分辨率編碼器(或使用其它技術)來測量，并且與施加的超聲能量的水平成比例。如本領域技術人員將理解的，無空氣球壓扁與導線鍵合的切變強度之間基本相關。從而，基于壓扁的調(diào)整/校準將基本上標準化導線鍵合機間的切變強度。如以下解釋的，在施加超聲能量時的時間段期間測量壓扁水平。在具體范例中，當無空氣球與鍵合位置發(fā)生物理接觸時發(fā)生著陸——在宣告該物理接觸(例如，使用諸如電導率探測的接觸探測系統(tǒng)、使用力探測、使用速度探測等)時，可以視為著陸。在宣告接觸后施加鍵合力，并且鏈接換能器結構以穩(wěn)態(tài)鍵合力在一位置(例如，導線鍵合機的z軸位置)處釋放。然后，超聲能量施加至無空氣球。在此范例中，在一時間段(例如預定時間段)期間測量壓扁，該時間段在施加超聲能量時開始并且在經(jīng)歷所述預定時間段時結束。根據(jù)本發(fā)明的某些范例實施例，提供了調(diào)整(例如，校準等)多個導線鍵合機之間的超聲能量的方法。例如，某些創(chuàng)新方法將對象導線鍵合機的實際關系(例如，對象導線鍵合機上的無空氣球壓扁與超聲鍵合能量水平之間的相關性)與參考關系(例如，單個(多個)參考導線鍵合機上的無空氣球壓扁與超聲鍵合能量水平之間的預定相關性)進行比較，以及調(diào)整對象導線鍵合機的至少一個超聲能量設定，使得調(diào)整的對象關系更接近參考關系。此技術容許朝向單個參考關系調(diào)整(例如，校準、標準化等)多個對象導線鍵合機。本創(chuàng)新過程往往具有特別的益處，該特別益處與在例如導線鍵合機的工廠車間(factoryfloor)處的一系列對象導線鍵合機(其中該機器可以是相同型號或可以不是相同型號)間提供具有類似特性的導線球鍵合相關。圖1示例了在著陸時鍵合頭102(例如，毛細管102)的較低端處的與鍵合位置104(例如，半導體管芯的鍵合焊盤)接觸的無空氣球100的側視圖。如本領域技術人員將理解的，可以施加相對低水平的鍵合力，使得可以達到基本上穩(wěn)定的狀態(tài)，其中無空氣球100如圖1中所示地與鍵合位置104接觸。然后，施加一水平的超聲鍵合能量(例如，由施加至超聲換能器的電流提供)并且測量無空氣球100的壓扁。鍵合頭102的向下運動(導致壓扁)，以及無空氣球100至壓扁無空氣球100a的實際變形也在圖1中以虛線示出。圖2是用于測量無空氣球壓扁的范例性定時圖。例如，圖2是在預定水平的鍵合力(“鍵合力”)和超聲鍵合能量(“超聲鍵合能量”)處壓扁與時間的關系的簡化的定時圖(例如，其可以從示波器獲得)。特別是，y軸示例鍵合頭的豎直(在鍵合器z軸上)壓扁移動增量(例如，以z軸編碼器計數(shù)增量計)，而x軸示例時間的增量(例如，以毫秒計)。自時間“零”(x軸最左邊)開始，在時間1期間，示出了鍵合頭102的下降，具有最小鍵合力或沒有鍵合力并且沒有超聲鍵合能量。位于鍵合頭102的尖端處的無空氣球100接觸位置104(即，無空氣球100的著陸)。存在探測此著陸(“著陸”)的許多方式。例如，此著陸可以感測為閉合電路(completedelectricalcircuit)。在另一范例中，可以結合無空氣球沿z軸的速度的衰減來感測此著陸。在著陸后(不管如何探測)，施加預定水平的鍵合力(“鍵合力”)(例如，相對低水平的鍵合力)，使得z軸位置在時間2期間變得相對穩(wěn)定。該穩(wěn)定的z軸位置由時間2期間的基本平的或水平的線示例，其中存在無空氣球100的小的壓扁或不存在壓扁。然后，施加預定量的超聲鍵合能量(“超聲鍵合能量”)達預定時間(時間3)(“壓扁”)，同時維持鍵合力。在時間3結束時，切斷鍵合力和超聲鍵合能量，并且在時間4期間抬起鍵合頭。在時間3期間，超聲能量的施加使得鍵合頭向下移動直至無空氣球102被壓扁。此向下移動的量與無空氣球壓扁的量相關，并且可以通過例如z軸上的高分辨率編碼器來對其進行測量。對應于預定鍵合力和預定鍵合能量處的壓扁的數(shù)據(jù)可以保存到計算機中，用于以后生成給定導線鍵合機的無空氣球壓扁與超聲鍵合能量的關系/分布。如本領域技術人員將理解的，可以設想用于測量無空氣球壓扁的其它技術。無空氣球壓扁與施加的超聲鍵合能量(例如，施加至超聲換能器的電流)之間的關系往往在超聲鍵合能量的某一范圍內(nèi)是線性關系——但是如上所述，該關系可以從一個導線鍵合機至另一導線鍵合機發(fā)生變化，從而產(chǎn)生可移植性問題。根據(jù)本發(fā)明的某些范例實施例，提供了無空氣球壓扁與超聲鍵合能量之間的參考關系。例如，此參考關系可以是期望的或型號關系，并且可以通過測量多個相似導線鍵合機的關系，并且然后從該多個關系外推參考關系(例如，對多個關系進行平均或?qū)υ摱鄠€關系進行其它數(shù)學操作來推導單個參考關系)來獲得。圖3示例多個相似導線鍵合機(例如，相同型號的)的相應的實際關系。更具體地，對于每一個導線鍵合機(例如，在每一個導線鍵合機可以是在某些可接受指標內(nèi)操作的已知機器的地方)，推導關系?？梢酝ㄟ^測量(例如，使用如以上關于圖2描述的z軸編碼器)超聲能量的多個水平/增量中的每一個處的z軸無空氣球壓扁來推導該關系。如本領域技術人員將理解的，在測量無空氣球壓扁的每一個數(shù)據(jù)點處，可以施加預定鍵合力和預定超聲鍵合能量?？梢栽陬A定范圍(例如，導線鍵合機的活動范圍)中遞增地增大預定超聲鍵合能量。在本發(fā)明的某些實施例中，預定鍵合力可以是與該關系相關的靜力，并且在其它實施例中，預定鍵合力可以隨預定超聲鍵合能量一起遞增。施加的以獲得用于推導該關系的各種壓扁測量結果的預定鍵合力和預定超聲能量的范圍將取決于使用的導線鍵合機、使用的超聲換能器的類型、以及各種其它因素。用于預定超聲鍵合能量的一個范例范圍為10-100毫安。在該范例中，施加至超聲換能器的電流可以在10毫安與100毫安之間遞增(例如，以30個增量)。也可以使用鍵合力的對應增量。可以在每一個增量處測量無空氣球壓扁，并且于是可以提供用于給定導線鍵合機的關系。可以對許多相似導線鍵合機重復此過程。例如，圖3示例用于5個區(qū)別的、相似導線鍵合機的這些關系(即，相應的線性關系的形式，即斜率(slope))。如上所述，此5個線性關系中的每一個表示超聲鍵合能量的增量(例如，以及鍵合力的增量)處的多個壓扁測量結果。此5個關系可以用于建立單個參考關系。當然，雖然圖3中示出了5個關系，但是可以使用用于任何數(shù)量的相似導線鍵合機的任何數(shù)量的關系來建立期望的參考關系。例如，可以對每個關系的斜率進行平均來確定平均斜率——并且此平均斜率可以用作參考關系。圖4示例范例參考關系(例如，期望的參考斜率)。如本領域技術人員將理解的，不使用圖3的5個關系來推導圖4中所示的參考關系。在任何情況下，在計算或另外地提供期望的參考關系后，多個導線鍵合機的期望導線鍵合器可移植性的用戶可以將用于每個導線鍵合機的相應的實際關系調(diào)整為更緊密接近參考關系。通過使用該調(diào)整，每一個調(diào)整的導線鍵合機的輸出可以更緊密地接近參考關系的輸出，由此給用戶提供導線鍵合機間的改善的鍵合一致性。具體地，圖5示例對象導線鍵合機的初始/實際關系(“初始”)。將此關系與圖4的參考關系(“期望的斜率”)進行比較。調(diào)整對象導線鍵合機的一個或多個超聲能量設定(例如，待施加至超聲換能器的電流的電流因子、待施加至超聲換能器的電壓的電壓因子、實際關系(“初始”)與參考關系(“期望的斜率”)之間的偏移等)，使得對象導線鍵合機的調(diào)整的、或校正的實際關系(“校正的”)更接近參考關系。從而，圖5示例更接近圖4的參考關系(“期望的斜率”)的“校正的”(即，調(diào)整的)關系(即，校正的關系比初始關系更接近參考關系)。可以使用相同超聲鍵合能量設定(或使用不同或附加超聲鍵合能量設定)如所需地重復對象導線鍵合機的實際關系的調(diào)整，直至校正的實際關系在參考關系的預定容限內(nèi)。如本領域技術人員所理解的，期望某些因子在用于建立參考關系的導線鍵合機與對象導線鍵合機之間保持相同(或基本類似)。例如，溫度(例如，如由加熱塊提供的)、毛細管類型、導線類型等?？梢栽诠S對整組相似導線鍵合機重復于此描述的調(diào)整過程，例如使得調(diào)整每一個導線鍵合機以形成具有類似特性的相似導線鍵合?？梢岳缤ㄟ^操作員介入來手動執(zhí)行該過程。然而，可以自動執(zhí)行該過程。例如，參考關系(以及關聯(lián)的預定容限)可以集成到計算機系統(tǒng)中，由此可以結合可以訪問參考關系的計算機程序或算法來執(zhí)行調(diào)整對象關系的過程。在更具體的范例中，參考關系和計算機程序可以包括在每一個待調(diào)整的對象導線鍵合機上。圖6是示例根據(jù)本發(fā)明的范例實施例的調(diào)整導線鍵合機上的超聲鍵合能量的方法的流程圖。在步驟600，提供無空氣球壓扁與超聲鍵合能量之間的參考關系(例如，見以上對圖2和3的討論)。在步驟602，確定對象導線鍵合機上的超聲鍵合能量與無空氣球壓扁之間的實際關系。在步驟604，在可選步驟中，將對象導線鍵合機的實際關系與參考關系進行比較。然后，在步驟606，調(diào)整對象導線鍵合機的至少一個超聲鍵合能量設定，使得對象導線鍵合機的實際關系更接近參考關系。圖7是示例根據(jù)本發(fā)明的范例實施例的調(diào)整導線鍵合機上的超聲鍵合能量的另一方法的流程圖。在步驟700，提供無空氣球壓扁與超聲鍵合能量之間的參考關系(例如，見以上對圖2和3的討論)。在步驟702，確定對象導線鍵合機上的超聲鍵合能量與無空氣球壓扁之間的實際關系。在步驟704，將對象導線鍵合機的實際關系與參考關系進行比較。在步驟706，確定對象導線鍵合機的(調(diào)整的)實際關系是否在參考關系的預定容限內(nèi)。例如，可以使用算法、曲線擬合軟件、及本領域技術人員理解的其它技術來實現(xiàn)該確定。如果答案是肯定的，則進行到步驟708并且完成操作。如果答案是否定的，則進行到步驟710，在此，調(diào)整對象導線鍵合機的至少一個超聲鍵合能量設定，使得對象導線鍵合機的調(diào)整的關系更接近參考關系。該方法然后返回到步驟706，直至調(diào)整的實際關系在參考關系的預定容限內(nèi)。需要注意，可以在閉環(huán)中重復步驟706和710，直至調(diào)整的實際關系在參考關系的預定容限內(nèi)，并且方法進行到步驟708(操作完成)，或直至步驟706和710重復了預定次數(shù)，或達預定時間段。圖8是示例測量無空氣球壓扁的范例方法的流程圖。具體地，描述圖1-2中示例的過程。在步驟800，降低無空氣球以在鍵合位置(例如，諸如管芯焊盤的基底)上著陸。在步驟802，施加鍵合力。在步驟804，經(jīng)過時間T1。然后在步驟806，測量初始Z高度(例如，毛細管的或?qū)Ь€鍵合機的鍵合頭的其它部分的)。自步驟808，施加預定水平的超聲能量(例如，同時保持鍵合力)。在步驟810，經(jīng)過時間T2。然后，在步驟812，切斷超聲能量和鍵合力。在步驟814，再次測量Z高度(最終Z高度)。在步驟816，確定初始Z高度(在步驟806)與最終Z高度(在步驟814)之間的差以獲得對應的超聲鍵合能量增量處的壓扁。如以上所提供的，可以對許多超聲鍵合能量增量(例如，以及鍵合力增量)重復此過程(或其它壓扁測量過程)，以推導用于特定鍵合機的關系。該過程可以用于建立參考關系(與一個或多個導線鍵合機相關)或與待調(diào)整的對象導線鍵合機的實際關系相關。雖然于此作為線示例了無空氣球壓扁與超聲鍵合能量之間的關系(例如，參考或?qū)嶋H關系)，并且更具體地，線性關系的斜率，但是該關系可以采取其它形式。例如，該關系可以提供為曲線、一系列的數(shù)、多個數(shù)據(jù)點、數(shù)學表達式、或其它形式。可以在各導線鍵合機上的單個位置確定于此描述的壓扁值(例如，用于建立參考關系，用于建立實際導線鍵合機的實際關系等)。相反，可以在可能具有變化的影響的參考或?qū)ο髮Ь€鍵合機上的不同位置完成壓扁的確定(以及關聯(lián)的調(diào)整)。例如，可以在四個或更多鍵合方向上進行壓扁的確定(以及關聯(lián)的調(diào)整)以解決該變化。如本領域技術人員將理解的，根據(jù)本發(fā)明的對超聲鍵合能量設定的調(diào)整可以期望地例如將對象導線鍵合機的實際關系的斜率改變?yōu)楦咏鼌⒖缄P系的斜率。在改變實際關系的斜率后(例如，在參考關系的斜率的預定容限內(nèi))，可以進一步確定參考關系與調(diào)整的實際關系之間的偏移是否在可接受的容限內(nèi)。如果兩個關系之間(例如兩條線之間)的偏移不在可接受的容限內(nèi)，可以進行另一調(diào)整(例如，鍵合力調(diào)整)以改變該偏移。雖然于此參照具體實施例示例和描述了本發(fā)明，但是不是意在將本發(fā)明限制于所示的細節(jié)。而是，可以在權利要求的等同物的范圍內(nèi)并且不脫離本發(fā)明對細節(jié)進行各種修改。