[發明專利]一種芯片封裝中鋁墊鍵合方法及其應用

在審

• 申請號: 202210087000.4
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114496822A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 孔秋東;李燦;程飛;呂向東;任軍
• 申請（專利權）人: 恒爍半導體（合肥）股份有限公司
• 主分類號: H01L21/607
• 分類號: H01L21/607;H01L23/488
• 代理公司: 合肥陸緯知識產權代理事務所(普通合伙) 34218
• 代理人: 袁浩

本發明涉及半導體制造技術領域，公開了一種芯片封裝中鋁墊鍵合方法及其應用，所述方法包括在預設溫度下，通過打火桿在磁嘴前燒球，設置壓力31?36g，并在預設超聲強度和鍵合時間下，將劈刀下降到芯片的鋁墊上，形成焊點；本發明的鋁墊鍵合方法通過對現有鍵合技術的調整優化，解決小尺寸鋁墊鍵合時產生的各種封裝問題，實現小尺寸鋁墊的量產鍵合作業，具有切實意義上的實用價值。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，具體涉及一種芯片封裝中鋁墊鍵合方法及其應用。

背景技術

鋁墊是芯片上電路的外接點，在封裝過程中利用高純度的金屬線把芯片鋁墊和引線框通過焊接的方法連接起來，實現芯片和外部的電性及物理連接。如附圖1所示，通過使用金屬焊線焊接鋁墊與外部結構可以實現芯片與外部連接，焊線與鋁墊焊接的點稱作第1焊點，與外部結構焊接的點稱作第2焊點。

隨著半導體技術的發展，芯片高集成度、小尺寸已經逐漸成為芯片設計的發展趨勢，芯片的縮小需要鋁墊結構設計更小。然而鋁墊尺寸越小，對第1焊點的形成要求就越高。現有的鍵合技術要求鋁墊的尺寸大于50μm*50μm，當鋁墊尺寸小于要求尺寸鍵合作業時，鍵合附著點尺寸太小，結合難度大，很容易出現第1焊點脫落、鋁墊損傷、鋁墊底部芯片裂紋、彈坑等封裝問題，因此目前芯片設計時只能局限于使用較大尺寸的鋁墊(＞50μm*50μm)，不利于芯片縮小的發展。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種芯片封裝中鋁墊鍵合方法用以解決上述問題。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：

一種芯片封裝中鋁墊鍵合方法，所述鋁墊尺寸不超過50μm×50μm，所述方法包括以下步驟：

在預設溫度下，通過打火桿在磁嘴前燒球；

設置壓力31-36g，并在預設超聲強度和鍵合時間下，將劈刀下降到芯片的鋁墊上，形成焊點。

優選地，所述鋁墊尺寸為45μm×45μm。

優選地，所述劈刀內穿焊線，所述焊線為0.7mil的鍍鈀銅線。

優選地，所述預設溫度為195-205℃。

優選地，所述超聲強度包括第一超聲強度和第二超聲強度，所述第一超聲強度為37-45mAmps，所述第二超聲強度為56-65mAmps；

所述鍵合時間包括分別匹配第一超聲強度和第二超聲強度的第一鍵合時間和第二鍵合時間，所述第一鍵合時間和第二鍵合時間均為13-17ms。

優選地，所述在預設超聲強度和鍵合時間下，將劈刀下降到芯片的鋁墊上，形成焊點具體包括：

在焊球剛接觸到鋁墊時，施加第一超聲強度的超聲波，時長為第一鍵合時間；

隨即施加第二超聲強度的超聲波，時長為第二鍵合時間。

優選地，所述方法還包括以下步驟：

在焊點形成后劈刀牽引焊線上升；

劈刀繼續牽引焊線形成焊線弧度；

劈刀下降到框架上形成焊接；

劈刀側向劃開，將焊線切斷，形成魚尾；

檢查整體鍵合結果。

本發明還提供一種芯片，采用如前述的方法進行封裝作業。

本發明還提供一種電子裝置，包括前述的芯片。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：