用于产生楔形-楔形引线连接的方法技术

在产生第二楔形连接之后进行引线的剥离时，球形引线键合器能够用于产生第一和第二连接点（１０．１，１０．２，…；１１．１，１１．２，…）间的楔形－契形引线连接，使得伸出毛细管的引线指向待进行的下一引线连接的方向。为了通过剥离引线（５）来完成实际的楔形－契形引线连接（１０．１，１０．２，…）和准备伸出毛细管（４）的引线以产生将进行的下一楔形－契形引线连接（１０．１，１０．２，…），进行下述步骤：计算水平面上的二维矢量ｖ，其从毛细管（４）的在将进行的下一楔形－契形引线连接的第一连接点上的所需作用点指向毛细管（４）的在将进行的下一楔形－契形引线连接的第二连接点上的所需作用点，及在将引线（５）贴到第二连接点上后，将毛细管（４）沿着由矢量ｖ与垂直线形成的平面中的行进路径（１３）移动，从而引线（５）在到达行进路径（１３）末端时剥离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于利用在商业中公知为球形-引线键合器(Ball-Wire Bonder)的引线键合器(Wire Bonder)来产生楔形-楔形(wedge-wedge)引线连接的方法。
技术介绍
引线键合器是一种将被安装在衬底上的半导体芯片进行引线接合的机器。在商业中，存在两种不同类型的引线键合器，一种为球形-楔形引线键合器，简称为球形引线-键合器，另一种为楔形-楔形引线键合器，简称为楔形-引线键合器。球形-引线键合器具有一个被夹到操纵杆(horn)的顶端的毛细管(capillary)。毛细管将引线贴到半导体芯片的连接点上和衬底上的连接点上，以及引导这两个连接点之间的引线。在产生芯片上的连接点和衬底上的连接点之间的引线连接时，伸出毛细管的引线的末端被首先熔化成球。然后，这个球被通过压力和超声波贴到半导体芯片上的连接点。通过这种方式，来自超声波换能器的超声波被施加到操纵杆上。这个过程称为球键合。然后，引线被拉到所需的长度，形成引线环并焊入(热压缩键合)衬底上的连接点。这个最后的子过程称为楔形键合。在将引线贴到衬底上的连接点上之后，引线被剥离且可以开始下一轮的键合。楔形-引线键合器具有引线引导和联接工具，其将引线贴到半导体芯片上的连接点和衬底上的对应连接点。在产生半导体芯片上的连接点和衬底上的连接点之间的引线连接时，引线引导和联接工具所提供的引线的末端被通过压力和超声波贴到衬底上的连接点。然后，引线被拉到所需的长度，形成引线环并焊入衬底上的连接点。这两个子过程称为楔形键合。在将引线贴到衬底上的连接点上之后，引线被剥离或切断且可以开始下一轮的键合。一般而言，楔形-楔形连接进行这样的引线连接在两个连接点上，通常在较高的温度下，从毛细管伸出的对应引线被通过压力和超声波键入对应的连接点，而没有前面所述的熔化为球。楔形-引线键合器的键合头与球形-引线键合器的键合头之间有本质的不同，因为对于楔形-楔形键合过程，将被贴到第一连接点上的引线的末端总是呈将进行的引线连接的方向。因此，对于楔形-引线键合器，操纵杆必须可旋转地安置在竖直轴上，其中在操纵杆的顶端固定引线引导和联接工具。楔形-引线键合器的键合头必须使引线引导和联接工具的移动具有总共五个自由度，而球形-引线键合器的键合头只需使毛细管的移动具有总共三个自由度。
技术实现思路
本专利技术是基于这样的发现而作出的在产生第二楔形连接之后进行引线的剥离时，球形引线键合器也能够用于产生楔形-契形引线连接，使得伸出毛细管的引线指向待进行的下一引线连接的方向。因此，根据本专利技术，提供了以如下的方式对球形-引线键合器进行编程为了通过剥离引线来完成实际楔形-契形引线连接的产生和准备伸出毛细管的引线以产生下一楔形-契形引线连接，在将引线贴到第二连接点之后，进行下述的步骤-计算水平面上的二维矢量v，其从毛细管的在待进行的下一楔形-契形引线连接的第一连接点上的所需作用点指向毛细管的在待进行的下一楔形-契形引线连接的第二连接点上的所需作用点，以及-在将引线贴到第二连接点上之后，将毛细管沿着由矢量v与垂直线所形成的平面中的行进路径移动。在将引线贴到第二连接点上时，像通常那样产生预定断开点，其中引线将在到达行进路径的末端时被剥离。基本上，毛细管的行进路径包括四个连续的行进移动a)将毛细管升高预定的距离Δz1；b)以矢量v所限定的方向，将毛细管在水平方向上移动预定的距离Δw1; c)将毛细管降低预定的距离Δz2；以及d)以矢量v所限定的方向，将毛细管在水平方向上移动预定的距离Δw2。距离Δw2形成的尺寸使得引线剥离。在进行步骤a、b和c中毛细管的移动时引线夹张开且在引线被剥离之前将引线与矢量v的方向对准。引线在预定的断开点上剥离，使得引线从毛细管伸出，其被与矢量v的方向对准。步骤a、b和c中毛细管的移动为水平或竖直移动。这些移动也可以互相叠加，以避免突然的停止以及毛细管的相关振荡，其具有使毛细管的行进时间变短的优点。如上所述，球形-引线键合器的键合头具有这样的毛细管，其引导引线并且使毛细管的移动具有三个自由度，即座标的笛卡尔系统的x、y和z方向上的移动。满足这些需求但是在设计上基本不同的不同键合头在专利EP 317787、US 5330089或US 6460751中有描述。本专利技术的基本原理也可以用于这样的应用通过首先将引线贴到衬底上、然后贴到半导体芯片上的方式来产生引线连接。对于这些应用，通常需要通过必须先前被施加到半导体芯片上的附加引线材料来加固引线与半导体芯片之间的连接。在球形连接被首先施加到半导体芯片上的连接点且不形成引线连接而立即剥离引线的情况中，采用上述的应用。在商业中，所产生的球形连接被称为“凸起(bump)”或“球形凸起”。然后，产生球形-楔形引线连接，其中伸出毛细管的引线被熔化为球且被贴到衬底上的连接点，然后拉出所需的引线长度，通过这种方式，形成引线环和引线被贴到凸起上，作为楔形连接。这种引线连接的特征在于其具有位于两个末端的“球”或“凸起”。在商业中，这种方法公知为球形-凸起-反向-环(Ball-Bump-Reverse-Loop)方法。本专利技术简化了对于这种类型应用的引线连接的产生，其中本专利技术使伸出毛细管的引线首先被贴到施加在半导体芯片上的凸起上，作为楔形连接，然后被拉出所需的引线长度，通过这种方式立即形成引线环并将引线贴到衬底上的连接点上，作为楔形连接。从而，进行两种不同的程序。对于第一种程序，半导体芯片上的所有连接点都首先以公知的方法设置凸起。然后，设置半导体芯片与衬底之间的引线环，作为如上所述的楔形-契形连接。对于第二种程序，从开始到结束依次完整地产生一个引线连接。这种引线连接的产生的特征在于以下的步骤将伸出毛细管的引线熔化为球(“球的形成”)，计算水平面上的二维矢量v，其从毛细管在半导体芯片的连接点上的所需作用点指向毛细管在衬底的连接点上的所需作用点，球的形成通过以下方式-将球贴到半导体芯片上的连接点，以及-将毛细管沿着由矢量v与垂直线所形成的平面中的行进路径移动，从而在行进路径的末端剥离引线。在此，行进路径也包括如第一示例所描述的a到d的行进移动。凸起被贴到半导体芯片上的连接点且伸出毛细管的引线指向将产生的引线连接的方向。-将毛细管移回到刚产生的凸起上，-将伸出毛细管的引线贴到凸起上，从而创建了楔形连接，-将引线拉出所需长度，从而，像通常那样，引线形成环，且将引线贴到衬底上的连接点上，作为楔形连接。附图说明附图合并入本文件中并作为本文件的一部分，附图示出了本专利技术的一个或多个实施例，且与详细的说明一起解释本专利技术的原理和实现。附图没有刻度比例。在附图中图1示意性地示出了球形-引线键合器，图2是示出了具有若干半导体芯片的衬底的示意性平面图，图3是图2的剖面图，图4A-E示出了引线的剥离和引线的末端形成下一楔形连接所需的形状的连续瞬态图，以及图5A-E示出了毛细管的不同行进路径，图6示出了完成的引线连接，以及图7A-F示出了用于产生如图6所示的引线连接的毛细管的不同行进路径。具体实施例方式图1示出了理解本专利技术所必需的引线键合器的若干部分的示意性侧视图。球形-引线键合器包括键合头2，该键合头2以及操纵杆3可通过两个驱动器在水平xy平面1中移动，其中在操纵杆3的顶端夹有毛细本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过引线键合器来产生第一连接点（９．１、９．２、…）和第二连接点（１１．１、１１．２、…）之间的楔形－契形引线连接（１０．１、１０．２、…）的方法，其特征在于：为了通过剥离引线（５）来完成楔形－契形引线连接和准备伸出毛细管（４）的引线以产生将进行的下一楔形－契形引线连接（１０．１、１０．２、…），引线（５）由固定至操纵杆（３）的毛细管（４）引导，从而键合头（２）使操纵杆（３）的移动具有总共三个自由度，并且进行下述步骤：－计算水平面上的二维矢量ｖ，二维矢量ｖ从毛 细管（４）的在将进行的下一楔形－契形引线连接的第一连接点上的所需作用点指向毛细管（４）的在将进行的下一楔形－契形引线连接的第二连接点上的所需作用点，以及－在将引线（５）贴到第二连接点上之后，将毛细管（４）沿着由矢量ｖ与垂直线所形成的 平面中的行进路径（１３）移动。

【技术特征摘要】
CH 2004-1-9 00041/04;CH 2004-3-29 00523/041.一种用于通过引线键合器来产生第一连接点(9.1、9.2、...)和第二连接点(11.1、11.2、...)之间的楔形-契形引线连接(10.1、10.2、...)的方法，其特征在于为了通过剥离引线(5)来完成楔形-契形引线连接和准备伸出毛细管(4)的引线以产生将进行的下一楔形-契形引线连接(10.1、10.2、...)，引线(5)由固定至操纵杆(3)的毛细管(4)引导，从而键合头(2)使操纵杆(3)的移动具有总共三个自由度，并且进行下述步骤-计算水平面上的二维矢量v，二维矢量v从毛细管(4)的在将进行的下一楔形-契形引线连接的第一连接点上的所需作用点指向毛细管(4)的在将进行的下一楔形-契形引线连接的第二连接点上的所需作用点，以及-在将引线(5)贴到第二连接点上之后，将毛细管(4)沿着由矢量v与垂直线所形成的平面中的行进路...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔迈尔，海因里希贝希托尔德，
申请(专利权)人：优利讯国际贸易有限责任公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]