[發明專利]用于監測線接合中無空氣球（FAB）形成的方法和裝置

有效

• 申請號: 201110356332.X
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN103107111A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 宗飛;貢國良;黃美權;劉赫津
• 申請（專利權）人: 飛思卡爾半導體公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 金曉

背景技術

本發明涉及半導體器件組裝，并且更具體地，涉及一種用于在線接合期間監測無空氣球(FAB)形成的方法和裝置。?

半導體管芯是形成在半導體晶片上的小型集成電路。管芯被從晶片上切下并隨后連附到襯底或者半導體芯片載體。利用線接合設備通過使用接合線，半導體管芯上的接合襯墊被電氣地連接到載體上的電接觸(也被稱為引線或者引線指)。線接合是一種使用熱、壓力和超聲波能量的組合以形成接合線和接合襯墊和載體引線之間的連接的固態工藝。?

在線接合類型器件的半導體器件組裝時，線被饋送進入線接合機器的毛細管(capillary)中。通常，第一球焊被用于將線的尖端連附到管芯上的接合襯墊。通過將高電壓電荷施加至所述線的尖端(其將熔化該尖端由此使得在該尖端處形成球)，從而形成球焊。所述球隨后被焊到管芯接合襯墊。線隨后被移到載體的其中一個引線并且形成第二接合以將該線的另一個端部連附至芯片載體的引線。?

通過被稱為電子火焰熄滅(EFO)的處理通過電離空氣隙而實現球形成工藝。在EFO中，在兩個電極之間發生電加熱放電：一個電極是所述線，通常是銅或者金(陽極)；而另一個電極是平板(陰極)。EFO探針在放電期間產生的熱使得線電極熔化，并且熔融金屬的表面張力使得金屬卷起變成球形。當已經有足夠量的金屬(線)被熔化時，終止放電并且允許熔化的球固化。所得到的球被稱為無空氣球(FAB)。適當的還原劑，例如混合氣體(最常見的是氫和氮以適當的濃度的混合)被用于最小化FAB的氧化，如果線是由銅制成的，那么這是尤其重要的。?

FAB可能遭受與形狀、尺寸、圓度、粗糙度和亮度相關的缺陷和?不均勻，其出現原因在于EFO參數的變化，例如EFO探針和線之間的距離、混合氣體的放電率和混合氣體的放電的時序等。錯誤地設置的EFO參數導致接合故障，包括形成“花狀”球、“高爾夫球”以及接合襯墊損傷。這些缺陷可能在總體IC產品良率和成本方面扮演重要的角色。缺陷的FAB輪廓可能導致缺陷或者低質量，其可能使得器件在生產后的質量檢查期間被否決。此外，如果線接合器生產了缺陷的FAB，則整個生產批次可能被拒絕，這導致了高生產成本和低產量。因此，期望在線接合處理期間對FAB形成的監測和檢查以節省時間和成本。?

根據上述內容，需要在線接合處理中監測FAB的形成。?

發明內容

在本發明的一個實施例中，提供了一種在線接合處理期間用于監測無空氣球(FAB)形成的方法。將偽接合線連附到半導體芯片載體的第一表面上的未使用位置。隨后使所述偽接合線從所述第一表面延伸預定的距離，優選地沿著基本上垂直于所述第一表面的軸延伸，以使得所述偽接合線的尖端與所述第一表面間隔開。利用成像單元檢查所述偽FAB的輪廓以識別所述偽FAB中的一個或更多個缺陷。如果在偽FAB中識別出一個或更多個缺陷則可以觸發報警并且中斷線接合處理。隨后可以調節一個或更多個線接合參數并重新開始所述線接合處理。

在本發明的另一個實施例中，提供了一種在線接合處理中監測FAB形成的裝置。所述裝置包括線接合器、成像單元和處理器。所述線接合器將偽接合線連附到所述半導體芯片載體的未使用位置，并且隨后使所述偽接合線從所述未使用位置延伸預定距離，以使得所述偽接合線的尖端與所述未使用位置間隔開。隨后，在所述偽接合線的尖端上形成偽FAB。成像單元檢查偽FAB的輪廓并且將圖像數據傳送到處理器。處理器分析所述圖像數據以確定所述偽FAB是否是缺陷的。如果是，處理器可以觸發報警信號，表明缺陷的偽FAB。處理器還可以中斷線接合處理，調節FAB形成參數，并隨后重新開始線接合處理。?

附圖說明

當結合附圖閱讀時，將會更好地理解本本發明的優選實施例的以下具體實施方式。通過舉例的方式示出了本發明，并且本發明不限于附圖，其中相同的參考標號表明相同的部件。?

圖1示出了根據本發明實施例的用于在線接合中監測無空氣球(FAB)形成的裝置的示意圖；?

圖2示出了根據本發明實施例的形成在半導體芯片載體上的偽無空氣球(FAB)的示意圖；?

圖3A、3B、3C和3D示出了各種FAB輪廓；?

圖4示出了根據本發明實施例的用于在線接合處理中監測FAB形成的方法的流程圖；以及?

圖5示出了根據本發明實施例的用于在線接合處理中監測FAB形成的方法的更詳細的流程圖。?

具體實施方式