[發明專利]引線接合裝置和方法

無效

• 申請號: 201410090701.9
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN104051289A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 葉嘉琳;區彥敬;尤寶琳;梁杏茵;莫德·魯斯利·易卜拉欣;納瓦斯·可汗·奧拉蒂·卡蘭達爾;莫德·費扎爾·祖爾-基弗里
• 申請（專利權）人: 飛思卡爾半導體公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳依虹;劉光明

技術領域

本發明針對半導體封裝，并且更具體地涉及用于引線接合裸露的和絕緣引線的裝置和方法。

背景技術

集成電路（IC）管芯是形成于諸如硅晶圓的半導體晶圓上的小器件。這種管芯通常從晶圓切斷并附著到襯底或基底載體以用于互連再分布。管芯上的焊盤經由引線接合利用引線被電連接到襯底上的載體導線。即，引線接合裝置將接合線的第一端附著到管芯焊盤上的第一接合，并且將接合線的第二端附著到載體導線的第二接合。引線也可以被用于交叉連接管芯的焊盤或交叉連接襯底的導線。管芯、引線和襯底然后被封裝以形成封裝器件。

持續需求更多的高密度IC，但卻沒有相應增加封裝器件的尺寸或腳位（footprint）。也期望有更多到IC的輸入和輸出，從而導致IC管芯和襯底之間互連的高密度，并且需要細間距和超細間距引線接合。接合線的直徑也減小了。例如，63微米間距的應用使用25微米直徑的引線，而52微米和44微米間距的應用使用20.3微米直徑的引線。正在開發使用17微米直徑的引線的37微米間距的應用。

用于制作這種互連的接合線可以是裸露的或無涂層的金屬線，諸如裸露的或無涂層的銅引線。替代地，接合線可以由絕緣或鍍金屬線形成。

裸銅線是經濟的并且表現出電性質，諸如自電感和自電容，其類似于金的自電感和自電容，這是一種更昂貴的替代。

絕緣或包覆引線也有利于減少引線偏移和引線短路。具體來說，間距和引線直徑的減小對處理及引線接合造成了困難。例如，引線可能會無意地對封裝器件的其它導電結構短路，例如其它引線、盤、導線或管芯。這樣的短路可能在封裝過程中發生，例如，從“偏移”發生，其中液態模塑密封劑的注入或轉移向著另一個導電結構移動引線。使用較小直徑的引線的部分傾向于具有較高的引線偏移不良品。然而，由導電芯絕緣的或被有機材料包覆而形成的引線有效降低了這些負面影響。

然而，這兩種類型的接合線在常規的引線接合裝置和方法中也具有一些弊端。具體來講，裸銅線的表面很容易受到氧化的污染物的影響，這導致了銅氧化物形成于銅接合線的表面上。這些污染物，即銅氧化物，對第一接合和第二接合處的接合形成和強度產生了不利影響。例如，盤上的不粘（NSOP）、導線上的不粘（NSOL）和短尾巴缺陷都是與裸銅線的表面氧化污染物相關聯的常見問題。因此，裸露的或無涂層的銅接合線對于這些類型的互連的應用具有相對短的保存期限，特別是5-7天。

絕緣或包覆引線通常不受到這種污染，但是當使用包覆引線，特別是第二接合（即針腳式接合）的時候，難以獲得高質量接合。NSOL是與絕緣引線相關聯的常見問題，因為引線和導線之間的引線絕緣防止了良好的粘附性。

弱粘附在引線剝離試驗結果中得到證實。在引線剝離試驗中，吊鉤被放置在靠近第二接合的引線下面并且施加升力，從而測試了第二接合粘附到導線/標桿的強度。絕緣細引線和絕緣超細引線通常表現出非常低的引線剝離強度。為了增加剝離強度，絕緣引線通常必須受到高度的洗滌，但是這通常會導致接合工藝生產量的下降。

因此，提供一種用于引線接合裸露的和絕緣引線的裝置和方法將是有利的，這改進了第一接合和第二接合的接合質量，同時也保持了高水平的生產量。

附圖說明

本發明通過舉例的方式說明并且不受限于附圖中所示的本發明的實施例，在附圖中類似的參考符號表示相同的元件。附圖中的元件是為了簡便以及清晰而被圖示，并且不一定按比例繪制。注意，某些垂直尺寸相對于某些水平尺寸被夸大。

圖1是根據本發明的第一實施例的圖示引線接合裝置的各種示例性配置的示意圖；

圖2A是根據本發明的第一實施例的電連接的放大的側視圖；

圖2B是根據本發明的第二實施例的電連接的放大的側視圖；

圖3是根據本發明的第一實施例的引線接合裝置的引線拋光器的立體圖；

圖4是根據本發明的第二實施例的引線接合裝置的示例性配置的示意圖；以及

圖5是用于在本發明的第二實施例中使用的絕緣引線的截面圖。

具體實施方式

參照附圖，其中相同的參考符號在全部數個附圖中被用于指定相同組件，根據本發明的第一實施例，圖1中所示的是引線接合系統或引線接合裝置10。圖4示出了根據本發明的第二實施例的引線接合系統或引線接合裝置110。