[發明專利]金屬線接合方法和接合力校準

有效

• 申請號: 200780052994.X
• 申請日: 2007-10-05
• 公開（公告）號: CN101675510A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 胡春龍;J·D·莫爾納;D·素德;秦巍;E·W·弗拉施;Z·艾哈邁德
• 申請（專利權）人: 庫利克和索夫工業公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;B23K20/00;H01L21/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 郝文博;王 瓊

相關申請的交叉引用

本申請要求2007年5月16日提交的美國臨時申請No.60/938,274 的優先權，其內容整體引為參考。

技術領域

本發明涉及金屬線環的形成，具體涉及在金屬線接合過程中施加 接合能量和/或接合力的改進方法。

背景技術

在半導體裝置的處理和封裝中，金屬線接合一直是提供封裝內兩 個位置之間電互連的主要方法(即半導體管芯的管芯焊盤(die?pad) 和引線框的引線之間)。具體的，使用金屬線接合機在各個位置之間形 成金屬線環，從而電互連。

典型的普通金屬線接合順序包括：(1)在從接合工具延伸的金屬 線的端部上形成無空氣球；(2)在半導體管芯的管芯焊盤上利用無空氣 球形成第一接合部；(3)在管芯焊盤和引線框的引線之間延伸適合形狀 的金屬線長度；(4)將金屬線自動點焊到引線框的引線；和(5)切斷 金屬線。在(a)金屬線環的端部和(b)接合位置(例如管芯焊盤，引 線等)之間形成接合時，各種類型的接合能量可以使用，例如包括超聲 波能量，熱超聲(thermosonic)能量，熱壓能量等。

在普通的金屬線接合系統中，通常，在金屬線/接合工具和接觸件 之間建立一定程度的接觸之后，接合能量(例如超聲能量)被施加，將 與該接觸件形成接合。如果當接觸件(例如引線框的引線)沒有被下壓 (pinned?down)時施加接合能量，會形成不適當的接合。具體的，震 動和相關的問題會導致第二接合之后的過度易碎的(squashed)接合、 短的金屬線尾部長度等。

因此，需要提供一種接合能量施加、接合力施加的改進方法以及 相關的引線接合方法。

發明內容

根據本發明典型實施例，提供一種施加接合能量的方法，從而利 用金屬線接合機在金屬線的一部分和接合位置的接觸件之間形成接合。 該方法包括：(1)將接合工具朝著接觸件移動；(2)檢測接觸件的一部 分何時被壓靠在金屬線接合機的裝置支撐表面(例如加熱模塊)上；(3) 施加接合能量給接觸件的該部分，從而在接觸件和金屬線的該部分之間 形成接合(例如施加接合能量給金屬線以及接觸件的該部分處的接合表 面從而形成接合)。

根據另一個典型實施例，提供一種形成金屬線環的方法，從而利 用金屬線接合機提供半導體裝置的第一接合位置和第二接合位置之間 的互連。該方法包括：(1)在第一接合位置處利用接合工具形成第一接 合，從而與接合工具相連的金屬線與第一接合連續；(2)將金屬線的長 度從第一接合位置朝著第二接合位置延伸；和(3)在第二接合位置處 形成第二接合，從而金屬線從第一接合部延伸到第二接合部。步驟(3) 包括：(a)將接合工具朝著第二接合位置處的接觸件移動，(b)檢測接 觸件的一部分何時壓靠在金屬線接合機的裝置支撐表面上；和(c)施 加接合能量給接觸件的該部分，從而接合形成在接觸件和金屬線之間。 該方法還包括：(4)切斷金屬線，從而連接在接合工具中的金屬線的長 度從步驟(1)、(2)、(3)中形成的金屬線環分開。

根據另一個實施例，提供一種確定接合力的方法，該接合力用于 利用金屬線接合機將金屬線的一部分接合到接合接觸件。該方法包括： (1)移動工具以接觸將被接合的裝置的接合接觸件的一部分，該工具 施加初始力給接合接觸件；(2)增加通過工具施加給接合接觸件的該部 分的力，直到接合接觸件的該部分被壓靠在金屬線接合機的裝置支撐表 面；和(3)存儲施加給接合接觸件的該部分的力的值，接合接觸件通 過該力被壓靠在金屬線接合機的裝置支撐表面上。