[實用新型]一種功率器件的銅線鍵合設備

有效

• 申請號: 201020119109.4
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN201773826U
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 李西萍;劉衛光;顏文
• 申請（專利權）人: 深圳市貴鴻達電子有限公司
• 主分類號: H01L21/607
• 分類號: H01L21/607
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司 44101
• 代理人: 張學群

技術領域

本實用新型涉及半導體分立器件封裝設備的改造，特別是涉及采用銅線代替金線對鍵合設備的改造。?

背景技術

鍵合是指用金線(或銅線)以超聲波焊接的方式將芯片的B、E兩極與引線框架的兩個管腳連接的工序，為了增加金線(或銅線)與芯片的接觸面積，提高銅線和芯片、管腳結合強度和導電性能，在芯片焊點鍵合前，鍵合設備通過打火桿施放高壓電將金線(或銅線)端頭燒成球狀，再通過超聲波焊接到芯片的鍵合區，而管腳不需要燒球就可以保證鍵合強度，且管腳不用考慮鍵合損傷。現有技術中，美國KULICKE&SOFFA公司Kns1488plus型號的設備被很多半導體分立器件封裝企業在鍵合工序中應用，如圖1a、圖1b所示，該Kns1488plus設備下部設有滑動底座1，機身的上部設有顯微鏡6，機身中部則裝有打火桿固定座8，固定座上向瓷嘴下方伸出一個打火桿2，機身上還設有送線器5、用來送銅線或者金線，在送線器的下方是換能器4，換能器的外端向下連接有瓷嘴3，銅線或金線自送線器5下行穿過瓷嘴3、銅線或金線的下端頭位于打火桿2的外端處。鍵合時，打火桿施放高壓電，將金線或銅線的下端頭燒成球狀，換能器用超聲波焊使金線球或銅線球與芯片焊點鍵合。?

該Kns1488plus設備用金線鍵合的穩定性和可靠性很高，因為金為惰性?金屬，在燒球時不會被氧化，金線球仍可保持金的原有特性，但由于全球黃金資源的短缺，黃金的價格很高且不斷上漲，加上半導體分立器件市場價格的惡劣競爭，以銅線替代金線在半導體分立器件中實現鍵合生產成為了必然趨勢。相對于金線，銅線的特點是：導電能力強、價格低、硬度高、機械性能好，但極易氧化，銅線的燒球氧化會導致銅線球表面硬度升高，在鍵合時對半導體芯片造成損傷，并且因為氧化層的阻隔造成銅線球與芯片的結合力下降和導電能力降低。而諸如Kns1488plus的現有設備是針對金線鍵合的設備，對于用銅線代替金線進行鍵合，在防止銅線燒球氧化上沒有專門的結構設計。?

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種防止銅線燒球氧化的雙管吹氣裝置、用銅線替代金線在原有鍵合設備上使用。?

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種功率器件的銅線鍵合設備，其包括打火桿、打火桿固定座、送線器、換能器，所述換能器外端向下設有供銅線穿過的瓷嘴，其特征在于，所述銅線鍵合設備還設有一個可防止銅線燒球氧化的雙管吹氣裝置；所述雙管吹氣裝置包括連通保護氣源的兩根吹氣管，為第一吹氣管和第二吹氣管，兩根吹氣管的出氣口相對地位于所述瓷嘴下端的兩側。?

所述第二吹氣管位于打火桿所在的那一側；所述第一吹氣管位于與打火桿相對的那一側。?

所述第一、第二吹氣管為外徑為3mm、內徑為2mm的金屬管。?

所述銅線鍵合設備的機身上部設有顯微鏡，所述第一吹氣管上端連接在機身上、位于顯微鏡的外側，第一吹氣管自上而下向瓷嘴處伸出。?

所述第一吹氣管的出氣口到瓷嘴外表面的最近水平距離小于2mm。?

所述第二吹氣管上端連接在所述打火桿固定座上，自上而下伸出，所述打火桿的一端焊接在所述第二吹氣管的出氣口端內壁、另一端則略伸出第二吹氣管的出氣口。?

所述打火桿伸出第二吹氣管出氣口的長度為1-1.5mm；所述打火桿伸出的最末端與瓷嘴外表面的最近水平距離小于1mm。?

所述雙管吹氣裝置由氣源、氣流控制閥、兩根輸氣軟管、所述第一吹氣管和第二吹氣管組成；所述第一、第二吹氣管分別通過輸氣軟管與氣源連通。?

所述銅線鍵合設備設有滑動底座，所述打火桿固定座設于銅線鍵合設備的機身中部，所述送線器自打火桿固定座的下方向外側伸出，而換能器位于送線器的下方，瓷嘴位于送線器外端的下方，銅線可自送線器穿過瓷嘴，銅線下端頭位于打火桿外端處。?

所述第一吹氣管和第二吹氣管中的氣體為N₂和H₂的混合氣體，混合氣體中H₂的體積百分含量為8-15％；第一吹氣管內的氣體流量為0.3-0.5升/分鐘，第二吹氣管內的氣體流量為0.5-0.7升/分鐘。?