一种实现无预镀层引线框架表面引线键合的方法技术

本发明专利技术公开了一种实现无预镀层引线框架表面引线键合的方法，属于半导体集成电路封装测试领域。包括：对无预镀层引线框架载体进行去氧化处理；通过电火花将金线熔融成金球；通过键合压力将金球压扁于引线框架载体表面使金焊球成型；通过超声电流使成型的金焊球与引线框架载体表面生成金属间化合物，形成键合界面；将金线沿金焊球尾部切断，在引线框架载体表面上载体地线键合点或引线框架内引脚键合点形成金焊球；在预植好金焊球的引线框架载体完成上芯固化；进行芯片焊盘、引线框架载体以及引线框架内引脚的引线键合；其中，无预镀层区域引线键合在预植的金焊球上。本发明专利技术所述方法使无预镀铜引线框架表面可实现引线键合，提高塑封产品的可靠性。高塑封产品的可靠性。高塑封产品的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种实现无预镀层引线框架表面引线键合的方法


[0001]本专利技术属于半导体集成电路封装测试领域，涉及一种实现无预镀层引线框架表面引线键合的方法。

技术介绍

[0002]在半导体集成电路引线框架类产品封装过程中，由于铜易氧化，正常状态下的铜表面会有一层氧化膜，无法直接在铜表面进行引线键合，为了满足与芯片引线键合要求，一般会在铜引线框架载体及内引脚表面镀银。芯片粘接在引线框架上后，用键合丝在芯片焊盘和引线框架镀银层上键合实现电气通路，最后塑封、电镀、激光打标及成型。
[0003]但是，铜引线框架上镀银表面与塑封料的界面结合力弱于铜表面与塑封料的结合力，在后续产品加工过程和使用过程中产生的应力以及塑封体本身应力的作用下，引线框架类塑封产品镀银与塑封料之间易发生分层现象，并且，分层一旦发生会成为潮气入侵的通路或分层扩展的源头，最终导致塑封器件失效。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种实现无预镀层引线框架表面引线键合的方法，使无预镀铜引线框架表面可实现引线键合，减少了引线框架类塑封产品镀银表面与塑封料之间易发生分层的问题，提高塑封产品的可靠性。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]本专利技术公开了一种实现无预镀层引线框架表面引线键合的方法，包括：
[0007]步骤1，对无预镀层引线框架载体进行去氧化处理，去除表面氧化层；步骤2，通过电火花，将劈刀口的预留金线熔融成金球；步骤3，通过键合压力、超声功率将金球压扁于引线框架载体表面，使金焊球成型，同时，成型的金焊球与引线框架载体表面生成金属间化合物，形成键合界面；步骤4，将金线沿金焊球尾部切断，在引线框架载体表面上载体地线键合点或引线框架内引脚键合点形成金焊球；步骤5，在预植好金焊球的引线框架载体完成上芯固化；步骤6，进行芯片焊盘、引线框架载体以及引线框架内引脚的引线键合；其中，无预镀层区域引线键合在预植的金焊球上。
[0008]优选地，步骤2中，通过电火花的电流时间工艺参数包括：烧球电流为28～32mA、烧球直径为2.4～2.8mil。
[0009]优选地，步骤3中，键合工艺参数包括：进行界面键合的键合压力为32～36g。
[0010]优选地，步骤3中，金焊球成型的厚度为15％的球径～45％的球径。
[0011]优选地，步骤3中，超声功率参数包括：超声电流为190～210mA，键合时间为18～24ms。
[0012]优选地，去除表面氧化层后，对待预植金焊球的引线框架载体进行等离子清洗。
[0013]优选地，引线框架载体为铜引线框架载体。
[0014]优选地，步骤2、步骤3、步骤4和步骤6所述的过程在K&S压焊机上进行。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0016]本专利技术公开了一种实现无预镀层引线框架表面引线键合的方法，通过在需要键合的引线框架表面上预植金球，进而实现在预植金球上引线键合，使无预镀铜引线框架表面可实现引线键合，减少了引线框架类塑封产品镀银表面与塑封料之间易发生分层的问题，提高塑封产品的可靠性。本专利技术针对塑封过程中引线框架表面预镀层会影响可靠性而无预镀层无法实现引线键合的问题，创造性的提出一种在无预镀层引线框架表面实现引线键合的方法。该方法突破了无预镀层铜引线框架无法实现引线键合的难点，在保证引线键合的同时提高了塑封产品可靠性。
[0017]进一步地，上芯前对铜引线框架进行去氧化处理，在无预镀层铜引线框架表面上载体地线键合点以及内引脚键合点预植金球，再上芯固化，然后将键合丝键合在预植的金球上，实现了无预镀层铜引线框架表面的引线键合。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的烧球环节示意图；
[0019]图2为本专利技术所述引线框架载体表面植金焊球示意图；其中，(a)为烧球，(b)为定位，(c)为键合，(d)为切断；
[0020]图3为本专利技术所述引线框架载体植球的框架上芯后示意图；
[0021]图4为本专利技术所述引线框架载体植球点金焊球键合示意图；其中，(a)为烧球，(b)为定位，(c)为键合；
[0022]图5为本专利技术所述芯片焊盘与引线框架载体植球点之间键合示意图；其中，(a)为拉线弧，(b)为键合，(c)为切断；
[0023]图6为本专利技术所述框架内引脚表面植金焊球示意图；其中，(a)为烧球，(b)为定位，(c)为键合，(d)为切断；
[0024]图7为本专利技术所述内引脚植球的框架上芯后示意图；
[0025]图8为本专利技术所述芯片焊盘与内引脚植球点之间键合示意图；(a)为拉线弧，(b)为键合，(c)为切断。
[0026]图中：1
‑
金焊球，2
‑
劈刀，3
‑
键合丝，4
‑
铜引线框架载体，5
‑
芯片，6
‑
引线框架内引脚。
具体实施方式
[0027]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0028]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆
盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0029]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：
[0030]参见图1～图8，可知本专利技术公开的一种实现无预镀层引线框架表面引线键合的方法，包括如下步骤：
[0031]步骤1，对无预镀层铜引线框架载体4进行去氧化处理，去除掉铜引线框架表面的氧化层；
[0032]步骤2，通过电火花，在一定的电流下将陶瓷劈刀2口的预留金线(键合丝3)熔融成一个金球；
[0033]步骤3，采用陶瓷劈刀2，在一定的键合压力、超声功率和时间作用下将金球压扁在铜引线框架载体4表面上并使金球与铜引线框架载体4表面发生界面物理化学反应，生成金属间化合物，形成键合界面。
[0034]步骤4，采用陶瓷劈刀2，将金线沿金球尾部切断，在铜引线框架载体4表面上载体地线键合点或引线框架内引脚6键合点形成金焊球1；
[0035]步骤5，在预植好金焊球的铜引线框架载体4完成上芯固化；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现无预镀层引线框架表面引线键合的方法，其特征在于，包括：步骤1，对无预镀层引线框架载体进行去氧化处理，去除表面氧化层；步骤2，通过电火花，将劈刀口的预留金线熔融成金球；步骤3，通过键合压力、超声功率将金球压扁于引线框架载体表面，使金焊球成型，同时，成型的金焊球与引线框架载体表面生成金属间化合物，形成键合界面；步骤4，将金线沿金焊球尾部切断，在引线框架载体表面上载体地线键合点或引线框架内引脚键合点形成金焊球；步骤5，在预植好金焊球的引线框架载体完成上芯固化；步骤6，进行芯片焊盘、引线框架载体以及引线框架内引脚的引线键合；其中，无预镀层区域引线键合在预植的金焊球上。2.根据权利要求1所述的一种实现无预镀层引线框架表面引线键合的方法，其特征在于，步骤2中，通过电火花的电流时间工艺参数包括：烧球电流为28～32mA、烧球直径为2.4～2.8mil。3.根据权利要求1所述的一种实现无预镀层引线框架表面引...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈中洲，张波，王子相，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：