引線接合裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了引線接合裝置和方法。一種制作電連接的方法包括通過具有引線拋光器和引線接合工具的引線接合系統(tǒng)傳送接合線。所述引線拋光器從所述接合線的第一部分移除污染物。然后通過將所述接合線的所述第一部分接合到第一觸點(diǎn)來形成第一接合，使得所述接合線和所述第一器件被電連接。然后通過將所述接合線的第二部分接合到第二觸點(diǎn)來形成第二接合，使得所述第一觸點(diǎn)和所述第二觸點(diǎn)被電連接。
【專利說明】引線接合裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明針對(duì)半導(dǎo)體封裝，并且更具體地涉及用于引線接合裸露的和絕緣引線的裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]集成電路(IC)管芯是形成于諸如硅晶圓的半導(dǎo)體晶圓上的小器件。這種管芯通常從晶圓切斷并附著到襯底或基底載體以用于互連再分布。管芯上的焊盤經(jīng)由引線接合利用引線被電連接到襯底上的載體導(dǎo)線。即，引線接合裝置將接合線的第一端附著到管芯焊盤上的第一接合，并且將接合線的第二端附著到載體導(dǎo)線的第二接合。引線也可以被用于交叉連接管芯的焊盤或交叉連接襯底的導(dǎo)線。管芯、引線和襯底然后被封裝以形成封裝器件。
[0003]持續(xù)需求更多的高密度1C，但卻沒有相應(yīng)增加封裝器件的尺寸或腳位(footprint)。也期望有更多到IC的輸入和輸出，從而導(dǎo)致IC管芯和襯底之間互連的高密度，并且需要細(xì)間距和超細(xì)間距引線接合。接合線的直徑也減小了。例如，63微米間距的應(yīng)用使用25微米直徑的引線，而52微米和44微米間距的應(yīng)用使用20.3微米直徑的引線。正在開發(fā)使用17微米直徑的引線的37微米間距的應(yīng)用。
[0004]用于制作這種互連的接合線可以是裸露的或無涂層的金屬線，諸如裸露的或無涂層的銅引線。替代地，接合線可以由絕緣或鍍金屬線形成。
[0005]裸銅線是經(jīng)濟(jì)的并且表現(xiàn)出電性質(zhì)，諸如自電感和自電容，其類似于金的自電感和自電容，這是一種更昂貴的替代。
[0006]絕緣或包覆引線也有利于減少引線偏移和引線短路。具體來說，間距和引線直徑的減小對(duì)處理及引線接合造成了困難。例如，引線可能會(huì)無意地對(duì)封裝器件的其它導(dǎo)電結(jié)構(gòu)短路，例如其它引線、盤、導(dǎo)線或管芯。這樣的短路可能在封裝過程中發(fā)生，例如，從“偏移”發(fā)生，其中液態(tài)模塑密封劑的注入或轉(zhuǎn)移向著另一個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)移動(dòng)引線。使用較小直徑的引線的部分傾向于具有較高的引線偏移不良品。然而，由導(dǎo)電芯絕緣的或被有機(jī)材料包覆而形成的引線有效降低了這些負(fù)面影響。
[0007]然而，這兩種類型的接合線在常規(guī)的引線接合裝置和方法中也具有一些弊端。具體來講，裸銅線的表面很容易受到氧化的污染物的影響，這導(dǎo)致了銅氧化物形成于銅接合線的表面上。這些污染物，即銅氧化物，對(duì)第一接合和第二接合處的接合形成和強(qiáng)度產(chǎn)生了不利影響。例如，盤上的不粘(NS0P)、導(dǎo)線上的不粘(NSOL)和短尾巴缺陷都是與裸銅線的表面氧化污染物相關(guān)聯(lián)的常見問題。因此，裸露的或無涂層的銅接合線對(duì)于這些類型的互連的應(yīng)用具有相對(duì)短的保存期限，特別是5-7天。
[0008]絕緣或包覆引線通常不受到這種污染，但是當(dāng)使用包覆引線，特別是第二接合(gp針腳式接合)的時(shí)候，難以獲得高質(zhì)量接合。NSOL是與絕緣引線相關(guān)聯(lián)的常見問題，因?yàn)橐€和導(dǎo)線之間的引線絕緣防止了良好的粘附性。
[0009]弱粘附在引線剝離試驗(yàn)結(jié)果中得到證實(shí)。在引線剝離試驗(yàn)中，吊鉤被放置在靠近第二接合的引線下面并且施加升力，從而測(cè)試了第二接合粘附到導(dǎo)線/標(biāo)桿的強(qiáng)度。絕緣細(xì)引線和絕緣超細(xì)引線通常表現(xiàn)出非常低的引線剝離強(qiáng)度。為了增加剝離強(qiáng)度，絕緣引線通常必須受到高度的洗滌，但是這通常會(huì)導(dǎo)致接合工藝生產(chǎn)量的下降。
[0010]因此，提供一種用于引線接合裸露的和絕緣引線的裝置和方法將是有利的，這改進(jìn)了第一接合和第二接合的接合質(zhì)量，同時(shí)也保持了高水平的生產(chǎn)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]本發(fā)明通過舉例的方式說明并且不受限于附圖中所示的本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中類似的參考符號(hào)表示相同的元件。附圖中的元件是為了簡(jiǎn)便以及清晰而被圖示，并且不一定按比例繪制。注意，某些垂直尺寸相對(duì)于某些水平尺寸被夸大。
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖示引線接合裝置的各種示例性配置的示意圖；
[0013]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電連接的放大的側(cè)視圖；
[0014]圖2B是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電連接的放大的側(cè)視圖；
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的引線接合裝置的引線拋光器的立體圖；
[0016]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的引線接合裝置的示例性配置的示意圖；以及
[0017]圖5是用于在本發(fā)明的第二實(shí)施例中使用的絕緣引線的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]參照附圖，其中相同的參考符號(hào)在全部數(shù)個(gè)附圖中被用于指定相同組件，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，圖1中所示的是引線接合系統(tǒng)或引線接合裝置10。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的引線接合系統(tǒng)或引線接合裝置110。
[0019]如圖2A-圖2B中所示的，在封裝之前，引線接合裝置10、110被用于利用接合線30、130將第一器件26電連接到第二器件28。第一器件26可以是半導(dǎo)體管芯，諸如形成在硅襯底上的1C。第二器件28也可以是半導(dǎo)體管芯，諸如在堆疊管芯配置中的底部或下部管芯。然而，在當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例中，第二器件28是載體、襯底或引線框。
[0020]更特別地，如圖2A-圖2B中所示，接合線30、130將第一器件26的第一焊盤26a電連接到第二器件28的第二焊盤或?qū)Ь€指28a，在這種情況下是導(dǎo)線框。第一和第二器件26、28及它們各自的焊盤26a和28a是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的類型，并且其詳細(xì)描述對(duì)于本發(fā)明的完整理解不是必須的。
[0021]在第一器件26的第一焊盤26a處的接合線30、130的連接在本發(fā)明中被稱為第一接合，并且在第二器件28的焊盤28a處的接合線30、130的連接在本發(fā)明中被稱為第二接合。在當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例中，第一接合是球形接合以及第二接合是針腳式接合。
[0022]術(shù)語“引線接合”被普遍接受為意指芯片和襯底經(jīng)由引線的互連。將引線結(jié)合到盤的最常用方法是經(jīng)由熱超聲或超聲接合。超聲引線接合使用振動(dòng)和力的組合來摩擦引線和焊盤之間的接口，從而造成局部溫度上升，這就促進(jìn)了分子跨邊界的擴(kuò)散。除了振動(dòng)，熱超聲接合使用了熱量，這進(jìn)一步促進(jìn)了材料的遷移。
[0023]在球形接合中，毛細(xì)管保持了引線。自由空氣球(FAB)形成于引線的一端上并擠壓毛細(xì)管的表面。FAB可以由氫火焰或火花形成。毛細(xì)管靠著第一焊盤推FAB，并且然后，在靠著第一盤保持FAB時(shí)，施加了超聲振動(dòng)，這將引線接合到管芯，從而形成了第一接合。一旦FAB被接合到第一焊盤，則仍保持了引線的毛細(xì)管被移動(dòng)到第二焊盤上，其中第一焊盤被電連接到第二焊盤。引線被壓在第二焊盤上并且再次施加了超聲能量，直到引線被接合到第二焊盤，從而形成了第二接合。毛細(xì)管然后被抬離該接合，從而擺脫了該引線。針腳式接合和球形接合是本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員公知的。
[0024]在第一優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1中所示，引線接合裝置10包括接合饋引線12，并且尤其是接合線30的卷軸12、空氣引導(dǎo)件14、引線拉緊器16、引線夾18、電子火焰熄滅(EFO)器件20以及引線接合工具22?？諝庖龑?dǎo)件14可以被提供以確保將引線平穩(wěn)和連續(xù)地提供給引線接合工具22。在引線接合周期的預(yù)定時(shí)間幀期間，拉緊器16可以給接合線30提供恒定的預(yù)先確定量的拉力。引線夾18可以可控制地夾緊接合線30并且可以被配置成與引線接合工具22 —起移動(dòng)，或獨(dú)立于引線接合工具22移動(dòng)，以在制作第二接合(例如，針腳式接合)之后，通過引線接合工具22提供接合線30和/或使引線接合工具22擺脫接合線30。
[0025]接合線30可以通過引線接合工具22被可移除地插入，使得通過EFO器件20(SP，自由空氣球)形成于接合線30的一端的球從引線接合工具22伸出。特別地，EFO器件20在接合線30的末端生成了火花以產(chǎn)生這樣的FAB。在FAB形成之后，上述球形接合和針腳式接合過程被執(zhí)行。
[0026]將了解，本發(fā)明并不局限于圖1中所示的引線接合裝置10的特定配置。也就是說，可以以與圖1中所圖示的不同的次序順序提供帶有一些或全部引線接合裝置組件(即，空氣引導(dǎo)件14、拉緊器16、引線夾18和引線接合工具22)的各種其它配置。
[0027]圖1中所示的引線接合裝置10特別地被配置用于與從裸露的或無涂層的金屬線形成的接合線30 —起使用，所述金屬線諸如裸銅線、銅合金、銀、銀合金、鋁、鋁合金等等。在當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例中，接合線30是裸露的或無涂層的銅引線。
[0028]引線接合裝置10進(jìn)一步包括引線清潔器件或拋光器24。引線拋光器24優(yōu)選地從引線接合裝置10是可移除的，并且可以可操作地部署在引線卷軸12和引線接合工具22之間的任何位置的引線接合路徑中，以在接合線30進(jìn)入引線接合工具22之前選擇性地移除存在于接合線30的表面上的污染物，諸如銅氧化物。
[0029]例如，在圖1中所示的示例性配置中，引線拋光器24位于拉緊器16的上方，并且更特別地位于空氣引導(dǎo)件14和拉緊器16之間。在替代示例性配置中，如圖1中的虛線所示，引線拋光器24位于拉緊器16的下方，并且更特別地位于拉緊器16和引線夾18之間。在圖1中的虛線所示的另一個(gè)替代示例性配置中，引線拋光器24位于引線夾18的下方，并且更特別地位于引線夾18和引線接合工具22之間。
[0030]引線拋光器24優(yōu)選地是機(jī)械拋光器。更特別地，在第一實(shí)施例中，如圖1中所示，引線拋光器24是微型拋光器。
[0031]引線接合裝置10優(yōu)選地還包括在微型拋光器24內(nèi)包含(如圖1中的實(shí)線所示)或緊隨其后被放置在引線接合路徑中(如圖1中的虛線所示)的真空器件32，真空器件32疏散了從引線接合裝置10移除污染物的顆粒。更特別地，在示例性實(shí)施例中，真空器件32優(yōu)選地是真空超聲振動(dòng)器32，真空超聲振動(dòng)器32給接合線30提供了超聲振動(dòng)，因?yàn)樗晃⑿蛼伖馄?4拋光，或緊隨其后，并且通常同時(shí)抽吸真空以疏散或從引線接合裝置10移除任何釋放的殘余污染物顆粒。
[0032]將了解，微型拋光器24可以具有任何適當(dāng)?shù)呐渲煤徒Y(jié)構(gòu)，只要它基本上或完全圓周地圍繞接合線30以從中移除污染物。
[0033]微型拋光器24的不例性實(shí)施例的放大視圖在圖3中被不出。微型拋光器24優(yōu)選地具有大致圓柱形配置、被配置成接觸接合線30的第一內(nèi)表面24a、和第二相對(duì)的外表面24b。在這樣的示例性實(shí)施例中，微型拋光器24的內(nèi)、外表面24a和24b形成了大致管形側(cè)壁34。微型拋光器24進(jìn)一步包括第一開口端36、第二相對(duì)的開口端38和形成于其間以用于接收接合線30的圓柱形腔40。圓柱形腔40的直徑(即，微型拋光器24的內(nèi)徑)優(yōu)選地僅稍微大于穿過其中被接收的接合線30的外徑，使得當(dāng)其穿過微型拋光器24的空腔40的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)接合線30的成功微型拋光。
[0034]更特別地，在示例性實(shí)施例中，至少微型拋光器24的內(nèi)接觸表面24a優(yōu)選地由研磨材料形成，諸如陶瓷、金剛石砂礫、二氧化硅、碳化硅等類似研磨材料。優(yōu)選地，微型拋光器24的接觸面24a的材料有足夠的研磨性以從接合線30的表面移除污染物，而不損壞引線30。而且，在經(jīng)過微型拋光器24之后，接合線30的表面優(yōu)選地不僅不含污染物，而且也被拋光成大致光面型。
[0035]在示例性實(shí)施例中，如圖1和圖3中所示的，微型拋光器24可從第一收縮位置移動(dòng)，其中微型拋光器24的內(nèi)表面24a接觸接合線30以用于將表面污染物移除到第二展開位置，其中微型拋光器24的內(nèi)表面24a不接觸接合線30，并且反之亦然。因此，在示例性實(shí)施例中，微型拋光器24的內(nèi)徑可以有選擇地變化。而且，示例性實(shí)施例的微型拋光器24可以選擇性地收縮和展開，以拋光和僅從接合線30的選擇部分移除污染物，同時(shí)使接合線30的其它部分保持不變或不受干擾。
[0036]在示例性優(yōu)選實(shí)施例中，微型拋光器24被配置成在整個(gè)引線接合過程中保持在展開位置并且過渡到僅作為將用于穿過其中形成第一接合的接合線30的部分的收縮位置。在示例性實(shí)施例中，微型拋光器24也過渡到作為將用于穿過其中形成第二接合的接合線30的部分的收縮位置。
[0037]更特別地，微型拋光器24優(yōu)選地與處理器(未示出)可操作互通，所述處理器被編程或配置成計(jì)算形成每個(gè)互連所必需的接合線30的長(zhǎng)度，標(biāo)識(shí)接合線30沿著所計(jì)算的長(zhǎng)度的哪些部分將被用于形成第一和第二接合，并提示微型拋光器24從展開位置移動(dòng)到作為所標(biāo)識(shí)的穿過其中的部分的收縮位置。
[0038]在示例性實(shí)施例中，如圖3中所示的，微型拋光器24優(yōu)選地包括從第一開口端36延伸到第二開口端38的縱向狹縫42。因此，微型拋光器24可以很容易地展開(經(jīng)由狹縫42)，并從引線接合裝置10移除以用于清潔及其它維護(hù)活動(dòng)。
[0039]本發(fā)明還涉及一種使用引線接合裝置10將第一器件26電連接到第二器件28的方法。所述方法包括通過引線接合裝置10饋送接合線30，直到引線30延伸通過接合工具22。當(dāng)接合線30穿過引線接合裝置10時(shí)，接合線30的外表面的至少第一部分是被微型拋光以用于移除表面污染物。第一部分對(duì)應(yīng)于接合線30的一部分，其中處理器所確定的該部分將被用于形成第一接合。然而，優(yōu)選地，微型拋光器24還從接合線30的第二部分移除污染物，其中處理器所確定的該部分將被用于形成第二接合。
[0040]接合線的清潔的第一部分然后被用于形成帶有氫火焰或火花的球。球通過接合工具22被壓在第一器件26的第一焊盤26a上。接著，熱壓、熱超聲或超聲引線接合被執(zhí)行以形成電連接了接合線30和第一器件26的第一接合(即，球形接合)。
[0041 ] 第二接合然后同樣通過將引線30的清潔的第二部分通過接合工具22壓在第二器件28的第二焊盤28a上，并執(zhí)行熱壓、熱超聲或?qū)⒁€30的清潔的第二部分超聲引線接合到第二器件28的第二焊盤28a以形成第二接合(例如，針腳式接合)。形成第二接合不需要自由空氣球。第一器件26和第二器件28由此彼此被電連接。接合工具22然后被抬離第二焊盤28a，這破壞了該接合處的引線30。
[0042]因此，根據(jù)本發(fā)明，用于自由空氣球形成的接合線30的部分以及第一和第二接合被拋光或清潔，意指它們基本上或完全沒有表面污染物。因此，由于NSOP和NSOL而造成存在接近消除抑制部件的不良品。而且，基本上或完全避免尾短缺陷。引線接合裝置10也增加了接合線30的保存期限，這是因?yàn)槿匀豢梢岳蒙踔烈验_始氧化的引線。
[0043]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的引線接合系統(tǒng)或引線接合裝置110的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例類似于上述的第一實(shí)施例。類似的符號(hào)已被用于相同的元件，除了 100系列符號(hào)已被用于第二實(shí)施例。因此，已省略了第二實(shí)施例的完整描述，而只描述了差異。
[0044]引線接合裝置110特別地被配置用于與絕緣的或包覆接合線130 —起使用。示例性絕緣引線130的截面圖在圖5中被示出。參照?qǐng)D5，絕緣接合線130包括圓周上被涂有諸如有機(jī)涂層的一層電絕緣材料146的導(dǎo)電金屬芯144。絕緣引線130適合于細(xì)間距和超細(xì)間距引線接合。絕緣材料層146防止了絕緣引線130對(duì)其它引線或其它導(dǎo)電結(jié)構(gòu)短路。
[0045]一般而言，金和鋁是制作接合線130的導(dǎo)電芯144最常用的元素。金和鋁是強(qiáng)韌且柔軟的，并在大多數(shù)環(huán)境中具有類似的阻力。金引線有時(shí)摻雜有摻雜劑，諸如鈹、鈣，以便使其穩(wěn)定。小直徑鋁引線通常摻雜有硅或有時(shí)摻雜有鎂以提高其斷裂負(fù)荷和伸長(zhǎng)率的參數(shù)。除了金和鋁，銅、鈀合金、鉬以及銀接合線也因用于制作絕緣或包覆接合線的導(dǎo)電芯而出名。
[0046]如本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員已知的，各種尺寸的引線可用于將管芯連接到襯底，其中引線的尺寸除了別的之外，基于盤間距被選擇。本發(fā)明第二實(shí)施例的絕緣引線130具有在大約15微米至大約55微米之間的直徑，雖然可以使用其它直徑接合線，并且本發(fā)明不應(yīng)被局限于特定接合線直徑。在優(yōu)選實(shí)施例中，絕緣引線130的直徑小于大約25微米。絕緣涂層146優(yōu)選地是具有在自由空氣球形成期間可以被熱分解的大約0.1微米至大約2.0微米厚度的有機(jī)絕緣涂層。此外，絕緣引線130優(yōu)選地具有大約180°C至大約350°C的熔化溫度(Tg)。
[0047]在圖4中所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，代替引線拋光器24，引線接合裝置110被提供有剝線器124。
[0048]剝線器124可以被部署在絕緣引線130的卷軸和引線接合工具122之間的位置處的引線接合路徑中，以在絕緣引線130進(jìn)入引線接合工具122之前選擇性地從絕緣引線130的部分移除絕緣層或涂層146并暴露底層導(dǎo)電芯144。
[0049]引線接合裝置10優(yōu)選地還包括真空器件32，真空器件32包含在剝線器124內(nèi)(如圖4中的實(shí)線所述)或緊隨其后被放置在引線接合路徑中(如圖4中的虛線所示)的。在示例性實(shí)施例中，真空器件32抽吸真空以疏散或從引線接合裝置110吸入剝離的絕緣材料。
[0050]將了解，剝線器124可以可操作地被部署在引線卷軸112和引線接合工具122之間的任何地方。例如，在圖4中所示的示例性實(shí)施例中，剝線器124被放置在拉緊器116的下方，并且更特別地被放置在拉緊器116和夾線118之間。
[0051]剝線器124優(yōu)選地是機(jī)械剝離器。將了解，剝線器124可以是能夠從絕緣引線130的導(dǎo)電芯144移除絕緣涂層146的任何機(jī)械剝離。在示例性實(shí)施例中，剝線器124優(yōu)選地是包括了一個(gè)或多個(gè)切割或剝離刀片(未示出)的微型剪刀，其切割或修剪了圍繞導(dǎo)電芯144的絕緣146的至少一部分。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，剝線器124是帶有被配置成將接合線絕緣146撕裂遠(yuǎn)離導(dǎo)電芯144的研磨接觸表面(未示出)的洗滌器。
[0052]在圖4中所示的示例性實(shí)施例中，剝線器124僅從絕緣引線130的選擇部分移除了絕緣材料146，同時(shí)使絕緣引線的其它部分130不受干擾。更特別地，剝線器124移除了圍繞在絕緣引線130的選擇部分處的導(dǎo)電芯144的一些并且優(yōu)選地是全部的絕緣材料146，使得導(dǎo)電金屬芯144的至少一部分，并且更優(yōu)選地是整個(gè)導(dǎo)電金屬芯144被暴露在絕緣引線130的剝離部分處。
[0053]優(yōu)選地，絕緣材料146從將被用于形成第二接合的接合線130的部分移除。優(yōu)選地，絕緣材料146從將被用于形成第一和第二接合的接合線130的部分移除。
[0054]在示例性實(shí)施例中，剝線器124優(yōu)選地與處理器(未示出)可操作互通，所述處理器被配置成計(jì)算形成每個(gè)互連所必需的絕緣引線130的長(zhǎng)度，并且標(biāo)識(shí)絕緣引線130沿著所計(jì)算的長(zhǎng)度的哪個(gè)部分將被用于形成第二接合。處理器還被配置成提示剝線器124的操作以移除絕緣材料146并且至少部分地暴露僅所標(biāo)識(shí)的部分的導(dǎo)電芯144。因此，在隨后的引線接合過程期間，絕緣引線130的導(dǎo)電金屬芯144的至少一部分接觸第二器件28的第二焊盤28a以用于形成第二接合。
[0055]優(yōu)選地，處理器還標(biāo)識(shí)了將被用于形成第一接合的絕緣引線130的部分，并且提示剝線器124也從絕緣引線130的這些部分移除絕緣材料146。因此，在隨后的引線接合過程期間，第一接合處的自由空氣球由裸金屬形成，并且絕緣引線130的導(dǎo)電金屬芯的至少一部分接觸第一焊盤26a以用于形成第一接合。
[0056]在可選實(shí)施例中，剝線器件124可以通過本地的熱源(未示出)被加熱，以便增加被器件124切割或撕裂的絕緣有效性。
[0057]本發(fā)明還涉及一種使用引線接合裝置110將第一器件26電連接到第二器件28的方法。所述方法包括步驟:通過引線接合裝置110饋送絕緣引線130，直到絕緣引線130延伸通過接合工具122。當(dāng)絕緣引線130穿過引線接合裝置110時(shí)，處理器標(biāo)識(shí)絕緣引線130的哪些部分將被用于形成第一接合以及哪些部分將被用于形成第二接合。剝線器124然后從絕緣引線130的至少所述部分剝離或移除絕緣材料146，其將被用于形成第二接合，使得底層導(dǎo)電金屬芯144的至少一部分被暴露。然而，更優(yōu)選地，剝線器124還從絕緣引線130的所述部分剝離或移除絕緣材料146，其將被用于第一接合的自由空氣球形成，使得底層導(dǎo)電金屬芯144的至少一部分被暴露。
[0058]第一接合(例如，球形接合)然后通過在絕緣引線130的一個(gè)末端形成帶有氫火焰或火花的球并且通過接合工具22將其壓在第一器件26的第一焊盤26a上被形成。接著，熱壓、熱超聲或超聲引線接合被執(zhí)行以將絕緣弓丨線130電連接到第一器件26的第一焊盤26a。更優(yōu)選地，球是由絕緣引線130的剝離部分形成，使得剝離部分的暴露的金屬芯146被引線接合到第一焊盤26a。絕緣引線130和第一器件26因而被電連接。
[0059]第二接合(例如，針腳式接合)然后通過將引線130的剝離部分通過接合工具122壓在第二器件28上，并執(zhí)行熱壓、熱超聲或超聲引線接合以將引線130的剝離部分的暴露金屬芯146接合到第二焊盤28a而被形成。第一器件26和第二器件28從而彼此被電連接。接合工具22然后被抬離焊盤28a，這破壞了該接合處的引線130。
[0060]已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明提供了以下優(yōu)點(diǎn):(a)由于第二接合處的NSOL而造成接近消除部件的不良品；(b)增強(qiáng)了第二接合處的絕緣引線的接合性，其中帶有增加的引線拉力/引線剝離強(qiáng)度；(C)不需要新的或修改的引線接合裝置，除了包含引線接合線路徑中的機(jī)械剝離器；(d)模具處的引線短路不良品下降；(e)不需要具有極細(xì)填料的昂貴的塑封材料；(f)使用細(xì)涂層引線使得能夠進(jìn)行交叉接合；(g)盤/管芯設(shè)計(jì)規(guī)則不需僅限于外圍盤；以及(h)減少了電開短路不良品。
[0061]本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的描述是為了說明及描述的目的而提出的，而不旨在是窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限定于所公開的形式。本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員將了解，可以在不脫離本發(fā)明的寬發(fā)明概念的情況下對(duì)上述的實(shí)施例做出改變。本發(fā)明適用于所有引線接合封裝類型，包括但不限于球柵陣列(BGA)、載帶球柵陣列(TBGA)、塑料球柵陣列(PBGA)、四方扁平無引線(QFN)、四方扁平封裝(QFP)、小外形集成電路(SOIC)以及芯片級(jí)封裝(CSP)。此外，無涂層或涂層/絕緣引線也可被用于在封裝IC中連接其它類型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
[0062]在前面的說明書中，參照本發(fā)明實(shí)施例的特定示例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。然而，將明顯的是，在不脫離如所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的更寬范圍的情況下，可在其中做出各種修改和變化。
[0063]在說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語“前面”、“后面”、“頂部”、“底部”、“上面”、“下面”等等，如果有的話，是用于描述性的目的并且不一定用于描述永久性的相對(duì)位置。應(yīng)了解，術(shù)語的這種用法在適當(dāng)?shù)那闆r下是可以互換的，使得本發(fā)明所描述的實(shí)施例例如能夠在其它方向而不是本發(fā)明所說明的或在其它方面進(jìn)行操作。
[0064]在權(quán)利要求中，詞語“包括”或“含有”不排除其它元件或權(quán)利要求中列出的步驟的存在。此外，如在此使用的詞語“一”或“一個(gè)”被定義為一個(gè)或不止一個(gè)。而且，即使當(dāng)同一權(quán)利要求包括介紹性短語“一個(gè)或多個(gè)”或“至少一個(gè)”以及諸如“一”或“一個(gè)”的不定冠詞時(shí)，在權(quán)利要求中諸如“至少一個(gè)”以及“一個(gè)或多個(gè)”的介紹性短語的使用也不應(yīng)該被解釋成暗示通過不定冠詞“一”或“一個(gè)”引入的其它權(quán)利要求元素將包括這樣介紹的權(quán)利要求元素的任何特定權(quán)利要求限制成僅包含這樣的元素的發(fā)明。對(duì)于定冠詞的使用也是如此。除非另有說明，使用諸如“第一”以及“第二”的術(shù)語來任意地區(qū)分這樣的術(shù)語描述的元素。因此，這些術(shù)語不一定旨在指示這樣的元素的時(shí)間或其它優(yōu)先次序。在相互不同的權(quán)利要求中記載某些措施的事實(shí)并不指示這些措施的組合不能被用于獲取優(yōu)勢(shì)。
【權(quán)利要求】
1.一種制作電連接的方法，包括: 通過包括引線拋光器和引線接合工具的引線接合系統(tǒng)傳送接合線； 使用所述引線拋光器從所述接合線的至少第一部分移除污染物； 通過將所述接合線的所述第一部分引線接合到第一觸點(diǎn)來形成第一接合，使得所述接合線和所述第一觸點(diǎn)被電連接；以及 通過將所述接合線的第二部分引線接合到第二觸點(diǎn)來形成第二接合，使得所述第一觸點(diǎn)和所述第二觸點(diǎn)被電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述污染物移除步驟包括:將所述拋光器件的研磨面與所述接合線的至少所述第一部分的外表面接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:從所述接合線的所述第二部分移除污染物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述污染物是通過將所述拋光器件的研磨面與所述接合線的所述第二部分的外表面接觸而從所述接合線的所述第二部分移除的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述污染物是通過將所述拋光器件的研磨面與所述接合線的外表面接觸而基本上從所述接合線的整個(gè)表面移除的。
6.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的方法，其中所述接合線是無涂層的金屬線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述接合線是裸銅線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所移除的污染包括銅氧化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一接合是球形接合，并且所述第二接合是針腳式接合。
10.一種引線接合系統(tǒng)，包括: 接合送絲器，一卷接合線能夠耦合到所述接合送絲器； 引線接合工具；以及 引線拋光器，所述引線拋光器被放置在所述接合送絲器和所述引線接合工具之間，所述引線拋光器被配置成從所述接合線移除污染物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的引線接合系統(tǒng)，其中所述引線拋光器是具有至少一個(gè)研磨面的微型拋光器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的引線接合系統(tǒng)，進(jìn)一步包括靠近所述引線拋光器的真空器件，所述真空器件疏散了從所述引線接合系統(tǒng)移除的污染物的顆粒。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的引線接合系統(tǒng)，其中所述引線接合工具包括毛細(xì)管和電子火焰熄滅器件。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的所述的引線接合系統(tǒng)，進(jìn)一步包括:空氣引導(dǎo)件和引線拉緊器中的至少一個(gè)。
15.一種將第一器件電連接到第二器件的方法，包括: 通過引線接合系統(tǒng)傳送絕緣引線，所述絕緣引線具有金屬芯和覆蓋所述金屬芯的絕緣材料； 標(biāo)識(shí)所述絕緣引線的第一部分以用于形成第一接合，并且標(biāo)識(shí)所述絕緣引線的第二部分以用于形成第二接合； 使用剝線器從所述絕緣引線的所述第一部分和第二部分移除絕緣材料，以暴露所述金屬芯的至少所述第一部分和第二部分； 通過將所述絕緣引線的所述第一部分的所暴露的金屬芯引線接合到所述第一器件的第一焊盤來形成第一接合，使得所述絕緣引線和所述第一器件被電連接；以及 通過將所述絕緣引線的所述第二部分的所暴露的金屬芯引線接合到所述第二器件的第二焊盤來形成第二接合，使得所述第一器件和所述第二器件被電連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述剝線器是微型剪刀和洗滌器中的一個(gè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括:使用所述剝線器從所述絕緣引線的所述第一部分移除絕緣材料。
18.一種用于接合絕緣引線的引線接合系統(tǒng)，所述絕緣引線具有金屬芯和覆蓋所述金屬芯的絕緣材料，所述系統(tǒng)包括: 剝線器，一卷絕緣引線能夠耦合到所述剝線器，其中所述剝線器被配置成接收所述絕緣引線并且從所述絕緣引線選擇性地移除所述絕緣材料的部分；以及 引線接合工具，所述引線接合工具接收已經(jīng)從所述剝線器移除所述絕緣材料的所選擇的部分的所述絕緣引線。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的引線接合系統(tǒng)，其中所述剝線器是微型剪刀和洗滌器中的一個(gè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的引線接合系統(tǒng)，其中所述引線接合工具包括毛細(xì)管和電子火焰熄滅器件。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK104051289SQ201410090701
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月12日
【發(fā)明者】葉嘉琳, 區(qū)彥敬, 尤寶琳, 梁杏茵, 莫德·魯斯利·易卜拉欣, 納瓦斯·可汗·奧拉蒂·卡蘭達(dá)爾, 莫德·費(fèi)扎爾·祖爾-基弗里 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司