引线键合方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于毫米波收发组件中的引线键合的方法和引线键合系统。该方法包括利用图像识别系统在键合焊盘上选择并且实时校正键合点的位置，以便选定待键合的键合点；以及在对选定的所述键合点进行引线键合过程中，利用气浮隔离装置来隔离键合机与振动源，从而实现在键合过程中对振动的干扰控制。通过本发明专利技术的技术方案，可以实现键合点的定位精度控制和键合过程的抗振动干扰控制，从而实现超细间距(通常在40μm以下)的引线键合。

【技术实现步骤摘要】
引线键合方法和系统
本专利技术总体上涉及引线键合制造工艺。更具体地，本专利技术涉及毫米波收发组件内等超细间距工况下的引线键合。
技术介绍
引线键合是微波、毫米波部组件及器件等后道工艺中的关键工序，直接影响其质量一致性和可靠性。传统的键合方法已经无法满足一些电子器件或设备对于小型化、轻量化和高集成度的设计要求。以毫米波收发组件为例，其是相控阵雷达等设备的核心单元并且其内部需要包括集成放大器、开关器件、衰减器、移相器、限幅器、低噪声放大器、多功能芯片等高密度布局的裸芯片单元及陶瓷基片单元等。随着此类电子设备向小型化、轻量化、多功能、高可靠性等方向的迫切发展需要，当前的引线键合技术无法实现高密度布局下的超细引线键合，并且这已成为影响毫米波收发组件产品高集成度、研制质量和大批量生产能力的主要问题。特别地，毫米波收发组件体积越来越小、内部引线越来越多，导致焊盘在整个芯片中所占的面积比不断上升。因此，如何实现超细间距的引线键合是毫米波收发组件等小型化微波产品必须解决的一个关键问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一在于针对上述键合技术存在的无法实现高密度布局下超细间距引线键合的问题，提出新的引线键合技术。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于毫米波收发组件中的引线键合的方法，包括利用图像识别系统在键合焊盘上选择并且实时校正键合点的位置，以便选定待键合的键合点；以及在对选定的所述键合点进行引线键合过程中，利用气浮隔离装置来隔离键合机与振动源，从而实现在键合过程中对振动干扰的控制。在一个实施例中，所述利用图像识别系统校正并且选定键合点包括：利用图像识别系统对焊盘上的预定区域进行搜索以获得实时影像信息；将所述实时影像信息与存储的参照影像信息进行比较以将具有最高相关性的位置选定为键合点；将所述选定的键合点的位置信息传送到XY工作台，以实现在键合过程中在所述键合点进行键合操作。在一个实施例中，利用所述气浮隔离装置实现振动干扰控制包括根据检测到的振动强度对所述气浮隔离装置执行充气操作或放气操作之一来实现对振动的干扰控制。在一个实施例中，其中还包括将下列工艺(或工况)参数中的一个、多个或全部应用于所述引线键合过程：金丝规格为25μm；将用于夹持所述键合机的夹具的温度控制在152±2℃；将键合机的劈刀压力控制在16±2gf；将超声功率控制在155±5W；以及将超声时间控制在42±3ms。在一个实施例中，利用上述方法对毫米波收发组件内的祼芯片之间或者裸芯片与陶瓷基片之间等工况进行引线键合，以便将前述工况下规格为25μm的金丝引线的键合间距控制在40um以下。在一个实施例中，利用上述方法对毫米波收发组件内的裸芯片之间或者裸芯片与陶瓷基片之间等工况进行引线键合，以便将前述工况下规格为25μm的金丝引线的键合间距控制在35μm～40μm之间。在一个实施例中，利用上述方法对所述毫米波收发组件内的裸芯片之间及裸芯片与陶瓷基片之间等工况进行引线键合，以便将前述工况下规格为25μm的金丝引线的键合间距控制在29.6μm～35.1μm之间。在一个实施例中，气浮隔离装置的固有频率可以控制在小于或等于2.5Hz的范围内。根据本专利技术的另一方面，提供一种引线键合系统，包括引线键合机、图像识别系统和气浮隔离装置，当所述引线键合系统操作时，执行上述的方法及其上述的一个或多个实施例。在一个实施例中，所述气浮隔离装置包括气浮膜层，当引线键合系统配置成检测到不同的振动强度时，对所述气浮膜层执行相应的充气操作或放气操作。利用上面描述的本专利技术的技术方案，可以实现毫米波收发组件产品内部的超细间距的引线键合。例如，超细间距可以达到40μm以下。通过超景深显微镜进行引线间距测定，在一个实施例中，本专利技术的技术方案可以将焊线(例如金丝引线)的引线键合间距控制在29.6μm～35.1μm之间。在一些实施例中，本专利技术利用图像识别系统可以实现键合的准确定位，减小键合宽度的误差，实现高的定位精度。另外，在一些实施例中，通过利用气浮隔离装置可以减少键合过程中的振动影响，改善键合精度和键合宽度的误差，对压点形变进行控制，从而保证引线键合的一致性。本专利技术的技术方案打破了传统的毫米波收发组件中裸芯片高密度布局、裸芯片焊盘紧凑而无法实现超细间距金丝键合，有效避免了因劈刀尖端振动及参数优化问题引起的键合质量较差等问题，保证超细间距引线键合的有效性以及键合质量的可靠性，实现机载、弹载毫米波收发组件内的关键工艺技术突破。附图说明图1是示出根据本专利技术原理的实现超细间距引线键合的系统的功能方框图；图2是示出根据本专利技术的实施例的用于引线键合的方法的流程图；图3是示出根据本专利技术的实施例的用于引线键合的系统的一部分的示图；图4是示出利用根据本专利技术的实施例的引线键合所获得的试验图；以及图5是示出利用根据本专利技术的实施例的引线键合所获得的另一试验图。具体实施方式下面将结合附图具体描述本专利技术的超细间距引线键合的实施例。需要指出的是下面的实施例仅仅是示例性地而非限制性地，并且本领域技术人员根据本专利技术的教导可以将一个或多个实施例进行组合或替代，以实现不同的技术效果。图1是示出根据本专利技术原理的实现超细间距引线键合的系统100的功能框图。如图1中所示出的，本专利技术的引线键合系统100主要包括图像识别系统102、键合机104和气浮隔离装置(或称气浮隔离台)106。根据本专利技术的示例性实施例，图像识别系统可以用于识别待键合的焊盘(“pad”)上的特定区域，并且将该特定区域与已经存储的参考区域进行比较，并且通过该比较来调整识别区域。当识别区域与参考区域具有良好的相关性时，则可以确定最终的识别区域即是待键合的区域(即，键合点)，从而引导键合机104进行引线键合。在键合机的键合期间，可以利用气浮隔离装置来隔离外界振动对键合机的振动干扰，从而进一步提高键合精度。在本专利技术的示例性实施例中，图像识别系统除其他以外主要可以包括图像传感器108、处理器110和存储器112。图像传感器可以是根据各种类型的感光技术中的任何一种实现的一个或多个集成电路(IC)芯片。例如，图像传感器可以是电荷耦合器件(ChargeCoupledDevice，CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)传感器。在工作中，图像传感器对焊盘上的特定区域进行实时图像数据的采集，例如对240X240像素的区域进行搜索，并且将所采集的图像数据实时存储在存储器112中。存储器112可以包括USB闪存盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read－OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。该存储器可以预留有用于存储实用采集的图像数据的存储空间和用于存储参考图像的存储空间。处理器110可以是中央处理单元(CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。在工作中，处理器可以发送各种控制指令对图像传感器进行控制，并且执行图像传感器实时采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于毫米波收发组件中引线键合的方法，包括：利用图像识别系统在键合焊盘上选择并且实时校正键合点的位置，以便选定待键合的键合点；以及在对选定的所述键合点进行引线键合过程中，利用气浮隔离装置来隔离键合机与振动源，从而实现在键合过程中对振动干扰的控制。

【技术特征摘要】
1.一种用于毫米波收发组件中引线键合的方法，包括：利用图像识别系统在键合焊盘上选择并且实时校正键合点的位置，以便选定待键合的键合点；以及在对选定的所述键合点进行引线键合过程中，利用气浮隔离装置来隔离键合机与振动源，从而实现在键合过程中对振动干扰的控制。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述利用图像识别系统校正并且选定所述键合点包括：利用图像识别系统对焊盘上的预定区域进行搜索以获得实时影像信息；将所述实时影像信息与存储的参照影像信息进行比较，以将具有最高相关性的位置选定为所述键合点；以及将所述选定的键合点的位置信息传送到XY工作台，以实现在键合过程中在所述键合点进行键合操作。3.根据权利要求1所述的方法，其中利用所述气浮隔离装置实现对振动的干扰控制包括根据检测的振动强度对所述气浮隔离装置执行充气操作或放气操作之一，来实现对所述振动的干扰控制。4.根据权利要求1-3的任意一项所述的方法，其中还包括将下列工艺参数中的一个、多个或全部应用于所述引线键合过程：金丝规格：25μm；将用于夹持所述键合机的夹具的温度控制在152±2℃；将键合机的劈刀压力控制在16±2gf；将超声功率控制在155±5W；或将超声时...

【专利技术属性】
技术研发人员：余定展，郑斌，莫婷，黄德兰，都科，武哲宇，黄肃林，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11