焊接线材与焊线机上的焊接位置之间的焊接的检测方法技术

提供一种确定线材与半导体器件的至少一个焊接位置之间的焊接状况的方法。方法包括以下步骤：(a)利用焊线机的焊接工具，将线材的一部分焊接到半导体器件的至少一个焊接位置；以及(b)检测与焊接工具接合并与所述线材的一部分分离的线材的另一部分在预定高度范围中有无接触所述线材的一部分，由此确定所述线材的一部分是否被焊接到所述至少一个焊接位置。一部分是否被焊接到所述至少一个焊接位置。一部分是否被焊接到所述至少一个焊接位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】焊接线材与焊线机上的焊接位置之间的焊接的检测方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2018年6月29日提交的美国临时专利申请号62/692,608的权益，所述美国临时专利申请的内容以引用的方式并入本文中。


[0003]本专利技术涉及线弧(wire loop)及其它焊线结构的形成，且更具体地涉及检测焊接线材存在与否的改进方法。

技术介绍

[0004]在半导体器件的制程和封装中，打线/焊线(wire bonding)(例如，球形焊接、楔形焊接等)继续成为广泛使用的提供封装内的两个位置之间(比如半导体管芯的管芯焊盘与引线框的引线之间)的电互连的方法。更具体地，利用焊线装置(也称为焊线机)，线弧在待要电互连的相应位置之间被形成。
[0005]示例性的典型焊线序列(利用球形焊接技术)包括：(1)在从焊接工具延伸出的线材的端部上形成结球(free air ball)；(2)利用结球，在半导体管芯的管芯焊盘上形成第一焊接部；(3)在管芯焊盘和引线框的引线之间，以期望的形状延伸一段长度的线材；(4)将线材针脚式焊接(stitch bonding)到引线框的引线；以及(5)割断线材。在形成(a)线弧的端部与(b)焊接部位(例如，管芯焊盘、引线等)之间的焊接部时，变化类型的焊接能量可被使用，包括例如超声波能量、热超声能量、热压能量等等其它。
[0006]与焊线相关的，常会期望的是，确认线材的一部分被恰当地焊接到焊接位置。由库利克和索夫工业公司(Kulicke and Soffa Industries,Inc.)营销的焊线机常利用“BITS”过程(即焊接完整性测试系统)来确认恰当的焊线部已被形成。这类过程的示例性细节公开在国际专利申请公开WO 2009/002345中，该国际专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
[0007]因此，将会期望的是，提供确定线材的一部分(例如，线弧的一部分)有无被恰当焊接到焊接位置的改进方法。

技术实现思路

[0008]根据本专利技术的示例性实施例，提供一种确定线材与半导体器件的至少一个焊接位置之间的焊接状况的方法。方法包括以下步骤：(a)利用焊线机的焊接工具，将线材的一部分焊接到半导体器件的至少一个焊接位置；以及(b)检测与焊接工具接合并与所述线材的一部分分离的线材的另一部分在预定高度范围中有无接触所述线材的一部分，由此确定所述线材的一部分是否被焊接到所述至少一个焊接位置。
[0009]根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种确定线材与半导体器件的至少一个焊接位置之间的焊接状况的方法。方法包括以下步骤：(a)利用焊线机的焊接工具，将线材的一部分焊接到半导体器件的至少一个焊接位置；以及(b)检测与焊接工具接合并与所述线
材的一部分分离的线材的另一部分在未粘结高度范围中有无接触所述线材的一部分。
[0010]根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种确定线材与半导体器件的至少一个焊接位置之间的焊接状况的方法。方法包括以下步骤：(a)利用焊线机的焊接工具，将线材的一部分焊接到半导体器件的至少一个焊接位置；以及(b)检测与焊接工具接合并与所述线材的一部分分离的线材的另一部分在焊接高度范围中有无接触所述线材的一部分，由此确定所述线材的一部分是否被焊接到所述至少一个焊接位置。
[0011]根据本专利技术的某些示例性方面，不同于“检测与焊接工具接合
……
的线材的另一部分在焊接高度范围中有无接触所述线材的一部分”，本文中公开的方法可变化该步骤，使得该步骤为“检测与焊接工具接合
……
的线材的另一部分在焊接高度范围中有无接触所述线材的一部分或者线材的相邻区域”。也就是，会期望的是，不接触线材的实际焊接部分，因为这有可能会损坏下垫的工件(例如半导体管芯)。因而，接触可建立在线材的相邻部分(例如，线弧的悬于工件之上的部分)处。因此，理解的是，“检测与焊接工具接合
……
的线材的另一部分在焊接高度范围中有无接触所述线材的一部分”的步骤(以及本文中任何类似的语言)还考虑接触所述线材的(邻近焊接部分的)相邻区域。
[0012]根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种确定线材与半导体器件的至少一个焊接位置之间的焊接状况的方法。方法包括以下步骤：(a)利用焊线机的焊接工具，将线材的一部分焊接到半导体器件的至少一个焊接位置；以及(b)检测与焊接工具接合并与所述线材的一部分分离的线材的另一部分在缺失线材高度范围内有无接触所述线材的一部分，由此确定所述线材的一部分是否被焊接到所述至少一个焊接位置。
[0013]根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种确定线材与半导体器件的至少一个焊接位置之间的焊接状况的方法。方法包括以下步骤：(a)利用焊线机的焊接工具，将线材的一部分焊接到半导体器件的至少一个焊接位置；(b)检测与焊接工具接合并与所述线材的一部分分离的线材的另一部分在未粘结高度范围中有无接触所述线材的一部分；(c)如果关于步骤(b)与焊接工具接合的线材的另一部分在未粘结高度范围中并未接触所述线材的一部分，则检测与焊接工具接合的所述线材的另一部分在低于未粘结高度范围的焊接高度范围中有无接触所述线材的一部分；以及(d)如果关于步骤(c)与焊接工具接合的线材的另一部分在焊接高度范围中并未接触所述线材的一部分，则检测与焊接工具接合的所述线材的另一部分在低于焊接高度范围的缺失线材高度范围中有无接触焊接位置。
附图说明
[0014]当结合附图阅读时，本专利技术从以下的详细描述中被最佳理解。所要强调的是，根据惯例，附图的各种特征不是按比例绘制的。相反地，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或缩小。附图中包括以下各图：
[0015]图1A是焊线系统的框图，其有助于说明根据本专利技术的示例性实施例的确定焊接线材与半导体器件的至少一个焊接位置之间的焊接状况的方法；
[0016]图1B是图1A的焊线系统的框图，图示出待利用根据本专利技术的示例性实施例的方法检测的、具有未粘结焊接部分的线弧；
[0017]图2A-2H图示根据本专利技术的示例性实施例的确定焊接线材与多个焊接位置之间的焊接状况的方法；
[0018]图3A-3C图示根据本专利技术的示例性实施例的确定焊接线材与焊接位置之间的焊接状况的方法；
[0019]图4A-4B图示根据本专利技术的另一个示例性实施例的确定在半导体器件的焊接位置处的凸块焊接部(bump bond)的焊接状况的方法；
[0020]图5A-5G图示根据本专利技术的示例性实施例的确定焊接线材与多个焊接位置之间的焊接状况的另一种方法；
[0021]图6A-6C图示根据本专利技术的示例性实施例的确定焊接线材与焊接位置之间的焊接状况的方法的更详细的视图；
[0022]图7A-7B图示根据本专利技术的示例性实施例的确定焊接线材与焊接位置之间的焊接状况的另一种方法的另一更详细的视图；以及
[0023]图8A-8C图示根据本专利技术的示例性实施例的确定焊接线材与焊接位置之间的焊接状况的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种确定线材与半导体器件的至少一个焊接位置之间的焊接状况的方法，所述方法包括以下步骤：(a)利用焊线机的焊接工具，将线材的一部分焊接到半导体器件的至少一个焊接位置；以及(b)检测与焊接工具接合并与所述线材的一部分分离的线材的另一部分在预定高度范围中有无接触所述线材的一部分，由此确定所述线材的一部分是否被焊接到所述至少一个焊接位置。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述线材的一部分被焊接到所述半导体器件的单个焊接位置，并且其中，在步骤(a)之后，所述线材的一部分是焊接于所述单个焊接位置的传导凸块。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述线材的一部分被焊接到所述半导体器件的多个焊接位置，并且其中，在步骤(a)之后，所述线材的一部分是提供所述多个焊接位置之间的电互连的线弧。4.如权利要求3所述的方法，其中，步骤(b)包括检测与焊接工具接合的线材的另一部分在对应的预定高度范围内有无接触所述线材的一部分的多个区域中的每个，由此确定所述线材的一部分是否在所述多个区域中的每个处焊接到所述半导体器件的对应焊接位置。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述线材的另一部分是在所述焊接工具的末端处就位的结球。6.如权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：在步骤(b)之后，将结球焊接到线弧的针脚式焊接部。7.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：(c)检测与焊接工具接合的线材的另一部分在另一预定高度范围处有无接触所述线材的一部分，由此确定所述线材的一部分是否从所述至少一个焊接位置缺失。8.如权利要求7所述的方法，其中，所述另一预定高度范围低于所述预定高度范围。9.如权利要求8所述的方法，其中，在步骤(c)期间处于另一预定高度范围的焊接工具的x-y位置是在步骤(b)期间处于预定高度范围的焊接工具的同一x-y位置。10.如权利要求8所述的方法，其中，在步骤(c)期间处于另一预定高度范围的焊接工具的x-y位置不同于在步骤(b)期间处于预定高度范围的焊接工具的x-y位置。11.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)包括检测在(a)所述线材的另一部分和(b)所述线材的一部分之间有无传导路径建立。12.如权利要求11所述的方法，其中，步骤(b)包括通过检测以下中的至少一项来检测何时传导路径被建立：(a)在传导路径中的预定电流，(b)在传导路径和焊线系统的接地连接部之间的预定电容变化，以及(c)在传导路径中流动的电流的预定相移。13.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)包括：利用(a)用于检测与焊接工具接合的线材的另一部分有无接触所述线材的一部分的检测系统与(b)所述线材的一部分之间建立的传导路径，来检测所述与焊接工具接合的线材的另一部分有无接触所述线材的一部分。14.一种确定线材与半导体器件的至少一个焊接位置之间的焊接状况的方法，所述方法包括以下步骤：(a)利用焊线机的焊接工具，将线材的一部分焊接到半导体器件的至少一个焊接位置；
以及(b)检测与焊接工具接合并与所述线材的一部分分离的线材的另一部分在未粘结高度范围中有无接触所述线材的一部分。15.如权利要求14所述的方法，其中，所述线材的一部分被焊接到所述半导体器件的单个焊接位置，并且其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：库利克和索夫工业公司，
类型：发明
国别省市：