[發明專利]增強基板與半導體芯片間打線接合的方法及焊接控制系統

無效

• 申請號: 201110326798.5
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN103028836A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 羅世儒
• 申請（專利權）人: 隆達電子股份有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26;H01L21/603
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本發明涉及一種接合方法及控制系統，且特別是涉及一種增強基板與半導體芯片間打線接合的方法及焊接控制系統。?

背景技術

半導體芯片必須依照設計與外界的電路連接，才可正常發揮應有的功能。目前用于半導體構裝的技術，大概有以下數種，分別為「打線接合」、「卷帶式自動接合」、「覆晶接合」等技術。打線接合是最早也為目前應用最廣的技術，此技術首先將半導體芯片固定于基板上，再以細金屬線將芯片上的電路和基板上的接墊相連接。然而，打線端部形成的焊接球容易受到外力拉扯，而發生脫球或斷線等無法彌補的缺陷，因而近年來打線接合技術正受到其他新興技術的挑戰，其市場占有率也逐漸在減少當中。?

因此，如何增強接墊與焊接球間的接合強度，減少脫球或斷線的風險，為業界亟待解決的關鍵因素之一。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種增強基板與半導體芯片間打線接合的方法及焊接控制系統，以加強打線接合強度。?

根據本發明的一方面，提出一種增強基板與半導體芯片間打線接合的方法，包括下列步驟。提供一基板，在基板上形成至少一第一焊墊。提供一半導體芯片于基板上，半導體芯片具有至少一第二焊墊。分別形成一第一、第二焊接球于第一焊墊及第二焊墊上。打一焊線于第一、第二焊接球之間。對第一焊接球與第一焊墊間的接合界面進行摩擦攪拌焊接(Friction?Stir?Welding)，以強化第一焊接球與第一焊墊的接合。?

根據本發明的另一方面，提出一種焊接控制系統，用于加強一基板與一半導體芯片之間的打線接合。焊接控制系統包括一工作平臺、一打線裝置、?一摩擦攪拌裝置以及一控制裝置。工作平臺用以承載基板，其中基板上包括至少一第一焊墊以及一包括有至少一第二焊墊的半導體芯片。打線裝置可在第一焊墊及第二焊墊上分別形成一第一、第二焊接球，并在第一、第二焊接球間形成一焊線。摩擦攪拌裝置包括一鉆頭、一馬達以及一機械手臂。鉆頭用以摩擦旋轉攪拌第一焊接球與第一焊墊間的接合界面。馬達耦接鉆頭，用以控制鉆頭轉速。機械手臂耦接鉆頭，用以調整鉆頭的三維位置。控制裝置耦接工作平臺、馬達與機械手臂，其中控制裝置用以控制工作平臺的位置，馬達根據控制裝置決定鉆頭轉速，機械手臂根據控制裝置決定鉆頭的位置。?

為了對本發明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下：?

附圖說明

圖1A～圖1D分別為本發明一實施例的增強基板與半導體芯片間打線接合的方法的流程示意圖；?

圖2為鉆頭相對于接合界面的尺寸及傾斜角度的示意圖；?

圖3為本發明一實施例的焊接控制系統的配置示意圖。?

主要元件符號說明?

100：基板?

102：第一焊墊?

110：半導體芯片?

112：第二焊墊?

B1：第一焊接球?

B2：第二焊接球?

120：焊線?

130：接合界面?

θ：傾斜角度?

D1、D2：外徑?

H1、H2：高度?

200：焊接控制系統?

210：工作平臺?

220：打線裝置?

230：摩擦攪拌裝置?

232：鉆頭?

234：馬達?

236：機械手臂?

240：控制裝置?

250：電腦?

260：攝像裝置?

270：壓力感測器?

280：溫度感測器?

具體實施方式

本實施例的增強基板與半導體芯片間打線接合的方法及焊接控制系統，是利用摩擦攪拌裝置的鉆頭摩擦焊接球與焊墊間的接合界面，使該接合界面受到擠壓及攪拌，進而強化焊接球與焊墊的接合。此外，摩擦攪拌裝置的馬達以及機械手臂分別耦接鉆頭，用以控制鉆頭的轉速以及調整鉆頭的三維位置，且通過控制裝置分別耦接馬達以及機械手臂，根據控制裝置決定鉆頭的轉速以及鉆頭的位置。?

以下是提出各種實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為范例說明，并非用以限縮本發明欲保護的范圍。?