[發明專利]半導體封裝打線工藝的硬度測量裝置及其方法

無效

• 申請號: 200910197966.8
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN102053041A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 王德峻
• 申請（專利權）人: 日月光封裝測試(上海)有限公司
• 主分類號: G01N3/42
• 分類號: G01N3/42;H01L21/66;H01L21/60
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

【技術領域】

本發明是有關于一種半導體封裝打線工藝的硬度測量裝置及其方法，特別是有關于一種利用硬度測量針桿及打線機臺來測量欲打線位置的硬度相關參數的半導體封裝打線工藝的硬度測量裝置及其方法。

【背景技術】

在半導體封裝構造制造過程中，打線接合(wire?bonding)技術已廣泛地應用于半導體芯片與封裝基板或導線架之間的電性連接上。一般打線接合制造過程是以金線(gold?wire)為主，但相較于金線，由于銅線(copper?wire)具有低成本的優勢且具有較佳的導電性、導熱性及機械強度，因而銅制焊線的線徑可設計得更細且散熱效率較佳。然而，銅線最大的缺點在于銅金屬本身容易與氧起氧化反應；以及銅金屬本身的硬度較大，可能在打線期間產生較大的沖擊作用力予焊墊表面。上述問題可能影響銅線與半導體芯片或基板的焊墊之間的結合可靠度及結合良品率(yield)，并可能造成焊墊的損壞。

再者，不論是使用金線或銅線，在對新設計的封裝基板或導線架產品進行打線工藝之前，通常會預先利用大型硬度測量機臺或手持式硬度測量裝置來測量封裝基板或導線架的硬度，上述欲打線位置測量到的硬度值可以與打線溫度、打線速度、線材種類等參數共同通過特定公式換算來得到參考數值，以用于調整及設定打線機臺上焊針預定的打線力道。舉例來說，當打線機臺即將由原先的金線打線工藝轉換為新的銅線打線工藝時，即必需預先進行上述欲打線位置的硬度測量，以調整打線機臺上焊針預定的打線力道適用于銅線打線工藝，并減少因過大打線力道損傷欲打線位置(如內引腳或基板焊墊)表面的風險。

雖然利用大型硬度測量機臺或手持式硬度測量裝置確實可進行硬度測量作業，但是實際上作業卻經常遇到下列技術問題：在一般封裝基板或導線架的設計中，封裝基板的表面包含數十個或數百個焊墊數量，導線架的周圍也同樣包含數十根或數百根內引腳，因此要利用單一硬度測量裝置逐一測量更打線位置的硬度將顯得費時費力。再者，測量時施加于打線位置的力道可能不同于實際焊針施加于打線位置的打線力道，因而造成換算上的復雜度。另外，測量出的硬度值本身并沒有參考性，其必需進一步與其他打線工藝參數共同通過特定公式換算才能間接得到有用的參考數值，以用于調整及設定打線機臺上焊針預定的打線力道。然而，要對數十組或數百組的硬度值逐一進行換算作業，也將耗費許多人力物力。在換算過程中，若公式的設計錯誤或換算過程某一組數據錯誤，皆會使得參考數值的參考性及實用性受到影響，并大幅降低后續打線工藝的品質，甚至因損傷欲打線位置的表面而降低了打線的良品率(yield)。

故，有必要提供一種半導體封裝打線工藝的硬度測量裝置及其方法，以解決現有技術所存在的問題。

【發明內容】

本發明的主要目的在于提供一種半導體封裝打線工藝的硬度測量裝置及其方法，其是在原本的打線機臺上安裝硬度測量針桿，以方便測量大量打線位置的硬度相關參數，因而有利于簡化硬度測量程序，并可相對降低硬度測量成本。

本發明的次要目的在于提供一種半導體封裝打線工藝的硬度測量裝置及其方法，其是在原本的打線機臺上安裝硬度測量針桿，以便在相同于打線工藝期間的參數條件下直接取得各打線位置的硬度相關參數，因而有利于簡化打線參數的調整設定，并可相對提高打線品質與打線良品率。

為達成本發明的前述目的，本發明提供一種半導體封裝打線工藝的硬度測量裝置，其特征在于：所述硬度測量裝置包含：一打線機臺，具有一焊針組裝部；一硬度測量針桿，組裝于所述焊針組裝部，其中所述焊針組裝部使所述硬度測量針桿相對所述打線機臺進行移動，且所述硬度測量針桿具有一下壓接觸部，所述下壓接觸部用以接觸一封裝組件的至少一打線位置；以及，一參數收集與運算單元，用以收集、計算或輸出所述下壓接觸部接觸所述打線位置的硬度相關參數。

再者，本發明提供另一種半導體封裝打線工藝的硬度測量方法，其特征在于：所述硬度測量方法包含步驟：將一硬度測量針桿組裝于一打線機臺的一焊針組裝部，其中所述硬度測量針桿具有一下壓接觸部；利用所述焊針組裝部使所述硬度測量針桿相對所述打線機臺進行移動，直到所述下壓接觸部接觸一封裝組件的至少一打線位置；以及，利用一參數收集與運算單元選擇收集、計算或輸出所述下壓接觸部接觸所述打線位置的硬度相關參數。

在本發明的一實施例中，所述焊針組裝部組裝一焊針，而所述硬度測量針桿結合在所述焊針的一側，所述硬度測量針桿通過所述焊針間接組裝結合于所述焊針組裝部。

在本發明的一實施例中，所述焊針結合一第一連接件，所述硬度測量針桿結合一第二連接件，所述第二連接件是可拆卸的組裝結合于所述第一連接件。