焊线机上的焊接线材与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工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工件的焊接位置；(b)确定焊接工具的用于确定所述线材的一部分有无焊接到焊接位置的运动曲线，该运动曲线配置为在线材的一部分没有焊接到焊接位置的情况下致使线材在运动曲线期间断开；以及(c)使焊接工具沿着运动曲线移动，以确定所述线材的一部分有无焊接到焊接位置。还提供了其它的确定线材与工件的至少一个焊接位置之间的焊接状况的方法。一个焊接位置之间的焊接状况的方法。一个焊接位置之间的焊接状况的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】焊线机上的焊接线材与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]本申请要求于2019年6月4日提交的美国临时专利申请号62/857,027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线材的焊接部分的状况的改进方法。

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)电互连的方法。更具体地，利用焊线器(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]简单线弧的示例性传统焊线序列(采用球形焊接技术)包括：(1)使从焊接工具延伸出的线材的端部上形成烧球/结球(free air ball)；(2)利用结球，在半导体管芯的管芯焊盘上形成线弧的第一焊接部；(3)在管芯焊盘与引线框的引线之间，以期望的形状延伸一段长度的线材；(4)将线材针脚式焊接(stich bonding)到引线框的引线，以形成线弧的第二焊接部；以及(5)使供应线材与新形成的线弧割断。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、热压能量等其它。
[0006]与焊线相关的，常会期望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。国际专利申请公开WO 2009/002345说明了这类过程及相关系统的示例性细节，该国际专利申请公开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，提供确定线弧的一部分的焊接状况(例如，以确定线弧的该部分有无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工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工件的焊接位置；(b)确定焊接工具的用于确定所述线材的一部分有无焊接到焊接位置的运动曲线(motion profile)(因此提供预定运动曲线)，该运动曲线配置为在所述线材的一部分没有焊接到焊接位置的情况下致使线材在运动曲线期间断开；以及(c)使焊接工具沿着运动曲线移动，以确定所述线材的一部分有无焊接到焊接位置。
[0009]这样的方法还可用来核查焊接到工件的对应多个焊接位置的线材的多个部分的
焊接状况。在这样的情况中，可对线材的多个部分中的每个重复前一段落中描述的步骤(b)和步骤(c)，以确定所述线材的多个部分中的每个有无焊接到它们对应的、工件的焊接位置。
[0010]根据本专利技术的另一示例性实施例，提供另一种确定线材与工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工件的焊接位置；(b)在步骤(a)期间，检测(i)与焊接所述线材的一部分相关的变形特征、(ii)与焊接所述线材的一部分相关的焊接力特征和(iii)焊线机的换能器的换能器特征中的至少两项；以及(c)利用步骤(b)中检测的信息，确定在步骤(a)中被焊接到焊接位置的线材的一部分的焊接状况。
附图说明
[0011]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：
[0012]图1A
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1H是焊线系统的一系列框图视图，图示出根据本专利技术的示例性实施例的确定线材的焊接部分焊接到焊接位置的方法；
[0013]图2A
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2F是焊线系统的一系列框图视图，图示出根据本专利技术的示例性实施例的确定线材的焊接部分未焊接到焊接位置的方法；
[0014]图3是常规焊线机的框图，用于图示根据本专利技术的某些示例性方法；以及
[0015]图4是流程图，图示出根据本专利技术的各种示例性实施例的焊线机上确定被焊接到焊接位置的线材的一部分的焊接状况的示例性方法。
具体实施方式
[0016]根据本专利技术的某些示例性实施例，提供对工件(例如，半导体器件，比如基于存储器的半导体器件(memory based semiconductor device)、堆叠管芯存储器件等)的实时焊接起升(bond lift)检测。在这样的基于存储器的半导体器件中，线材的一部分可配置为所述基于存储器的半导体器件的电源引线或接地引线中的至少一者。
[0017]本专利技术的方面尤其适用于多针脚焊接过程(即，包括不止两个焊接部分的线弧——例如，包括三个、四个、五个或更多个焊接部分的线弧)。对于多针脚式管芯间焊接(multi
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stitch die
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to
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die bonding)，由于管芯间阻抗非常低，检测针脚焊接起升会是困难的。
[0018]本专利技术的方面在焊接部未恰当附着于焊接位置的情况下将迫使焊接线材断开。检测断开的线材可利用已有检测系统(例如，BITS系统)实现，所述检测系统检测电连续性(或电连续性的缺乏)。这样的检测对于断开的线材而言是容易的，断开的线材呈现表明线材没有固定到恰当焊接位置的高阻抗。
[0019]因此，确定线材是否断开可利用焊线机的检测系统进行。例如，检测系统检测在(a)线材与(b)焊线机的一部分之间传导路径是否被建立。传导路径包括以下中的至少一者：(a)用于夹持线材的线材夹，(b)用于供应线材到焊接工具的线材卷轴，(c)用于协助线材在线材卷轴与焊接工具之间的定位的转向器元件，以及(d)用于协助线材在线材卷轴与
焊接工具之间的定位的空气导引系统(air guide system)。检测系统可通过检测以下中的至少一项来检测传导路径是否被建立：(a)传导路径中的预定电流，(b)传导路径与焊线机的接地连接部之间的电容的预定变化，以及(c)在传导路径中流动的电流的预定相移。
[0020]根据本专利技术的某些示例性实施例，提供确定/检测焊线连接部在工件上的焊接状况(例如，线材的一部分是不是恰当焊接、线材的一部分是不是没有恰当焊接等)的方法。例如，这样的方法可在生产用焊线系统(例如，焊线机)上实时地实施。
[0021]现在参考图1A
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1H，焊线系统100被提供。焊线系统100包括用于支撑工件103的支撑结构102(例如，加热块、砧座等)。如图1A中所示，工件103包括基板104和多个堆叠的半导体管芯106a、106b和106c。
[0022]在图1A
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1H中，焊线系统100还包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种确定线材与工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工件的焊接位置；(b)确定焊接工具的用于确定所述线材的一部分有无焊接到焊接位置的运动曲线，所述运动曲线配置为在所述线材的一部分没有焊接到焊接位置的情况下致使线材在运动曲线期间断开；以及(c)使焊线工具沿着所述运动曲线移动，以确定所述线材的一部分有无焊接到焊接位置。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述工件是基于存储器的半导体器件。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述线材被配置为所述基于存储器的半导体器件的电源引线或接地引线中的至少一者。4.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)包括确定在运动曲线期间线材有无断开来确定所述部分有无焊接到焊接位置。5.如权利要求4所述的方法，其中，确定线材是否断开利用焊线机的检测系统进行，所述检测系统检测在(a)所述线材与(b)所述焊线机的一部分之间传导路径是否被建立。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述传导路径包括以下中的至少一者：(a)用于夹持线材的线材夹，(b)用于供应线材到焊接工具的线材卷轴，(c)用于协助线材在线材卷轴与焊接工具之间的定位的转向器元件，以及(d)用于协助线材在线材卷轴与焊接工具之间的定位的空气导引系统。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述检测系统通过检测以下中的至少一项来检测所述传导路径是否被建立：(a)传导路径中的预定电流，(b)传导路径与焊线机的接地连接部之间的电容的预定变化，以及(c)在传导路径中流动的电流的预定相移。8.如权利要求1所述的方法，其中，线材的多个部分被焊接到工件的对应多个焊接位置，并且其中，对所述线材的多个部分中的每个重复步骤(b)和步骤(c)以确定所述线材的多个部分中的每个有无焊接到它们对应的、工件的焊接位置。9.一种确定线材与工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工件的焊接位置；(b)在步骤(a)期间，检测(i)与焊接所述线材的一部分相关的变形特征、(ii)与焊接所述线材的一部分相关的焊接力特征和(iii)焊线机的换能器的换能器特征中的至少两项；以及(c)利用步骤(b)中检测的信息，确定在步...

【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：