本发明专利技术公开一种增强基板与半导体芯片间打线接合的方法及焊接控制系统，该方法包括下列步骤。提供一基板，在基板上形成至少一第一焊垫。提供一半导体芯片于基板上，半导体芯片具有至少一第二焊垫。分别形成一第一、第二焊接球于第一焊垫及第二焊垫上。打一焊线于第一、第二焊接球之间。对第一焊接球与第一焊垫间的接合界面进行摩擦搅拌焊接，以强化第一焊接球与第一焊垫的接合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种接合方法及控制系统，且特别是涉及一种增强基板与半导体芯片间打线接合的方法及焊接控制系统。
技术介绍
半导体芯片必须依照设计与外界的电路连接，才可正常发挥应有的功能。目前用于半导体构装的技术，大概有以下数种，分别为「打线接合」、「卷带式自动接合」、「覆晶接合」等技术。打线接合是最早也为目前应用最广的技木，此技术首先将半导体芯片固定于基板上，再以细金属线将芯片上的电路和基板上的接垫相连接。然而，打线端部形成的焊接球容易受到外力拉扯，而发生脱球或断线等无法弥补的缺陷，因而近年来打线接合技术正受到其他新兴技术的挑战，其市场占有率也逐渐在減少当中。因此，如何增强接垫与焊接球间的接合強度，減少脱球或断线的风险，为业界亟待解决的关键因素之一
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种增强基板与半导体芯片间打线接合的方法及焊接控制系统，以加强打线接合強度。根据本专利技术的一方面，提出一种增强基板与半导体芯片间打线接合的方法，包括下列步骤。提供一基板，在基板上形成至少ー第一焊垫。提供一半导体芯片于基板上，半导体芯片具有至少ー第二焊垫。分别形成一第一、第二焊接球于第一焊垫及第ニ焊垫上。打一焊线于第一、第二焊接球之间。对第一焊接球与第一焊垫间的接合界面进行摩擦搅拌焊接(Friction Stir Welding),以强化第一焊接球与第一焊垫的接合。根据本专利技术的另一方面，提出ー种焊接控制系统，用于加强一基板与一半导体芯片之间的打线接合。焊接控制系统包括一工作平台、一打线装置、一摩擦搅拌装置以及ー控制装置。工作平台用以承载基板，其中基板上包括至少ー第一焊垫以及一包括有至少ー第二焊垫的半导体芯片。打线装置可在第一焊垫及第ニ焊垫上分別形成一第一、第二焊接球，并在第一、第二焊接球间形成一焊线。摩擦搅拌装置包括ー钻头、一马达以及一机械手臂。钻头用以摩擦旋转搅拌第一焊接球与第一焊垫间的接合界面。马达耦接钻头，用以控制钻头转速。机械手臂耦接钻头，用以调整钻头的三维位置。控制装置耦接工作平台、马达与机械手臂，其中控制装置用以控制工作平台的位置，马达根据控制装置决定钻头转速，机械手臂根据控制装置决定钻头的位置。为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下附图说明图1A 图1D分别为本专利技术ー实施例的增强基板与半导体芯片间打线接合的方法的流程示意图；图2为钻头相对于接合界面的尺寸及倾斜角度的示意图；图3为本专利技术一实施例的焊接控制系统的配置示意图。主要元件符号说明100 :基板102 :第一焊垫110:半导体芯片112:第二焊垫B1:第一焊接球B2 :第二焊接球1加焊线130 :接合界面0 :倾斜角度D1、D2:外径 H1、H2:高度200 :焊接控制系统210 :工作平台220:打线装置230 :摩擦搅拌装置232 :钻头234 :马达236 :机械手臂240 :控制装置250:电脑260 :摄像装置270 :压カ感测器280 :温度感测器具体实施例方式本实施例的增强基板与半导体芯片间打线接合的方法及焊接控制系统，是利用摩擦搅拌装置的钻头摩擦焊接球与焊垫间的接合界面，使该接合界面受到挤压及搅拌，进而强化焊接球与焊垫的接合。此外，摩擦搅拌装置的马达以及机械手臂分别耦接钻头，用以控制钻头的转速以及调整钻头的三维位置，且通过控制装置分别耦接马达以及机械手臂，根据控制装置决定钻头的转速以及钻头的位置。以下是提出各种实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本专利技术欲保护的范围。请參照图1A 图1D，其分别绘示依照本专利技术ー实施例的增强基板与半导体芯片间打线接合的方法的流程示意图。首先，提供一基板100，在基板100上形成至少ー第一焊垫102。在图1A中，第一焊垫102的数量例如为ニ。接着，提供一半导体芯片110于基板100上，半导体芯片110具有至少ー第二焊垫112。在图1B中，第二焊垫112的数量例如为ニ。接着，在图1C中，分别形成一第一焊接球BI及一第二焊接球B2于第一焊垫102及第ニ焊垫112上，并打ー焊线120于第一焊接球B1、第二焊接球B2之间。之后，在图1D中，对第一焊接球BI与第一焊垫102间的接合界面130进行摩擦搅拌焊接(Friction Stir Welding,FSff)，以强化第一焊接球BI与第一焊垫102的接合。同样地，也可选择性对第二焊接球B2与第二焊垫112间的接合界面130进行摩擦搅拌焊接(Friction Stir Welding),以强化第ニ焊接球B2与第二焊垫112的接合。在图1D中，摩擦搅拌焊接方式是通过一摩擦搅拌装置230的ー钻头232，倾斜插入第一焊垫102与第一焊接球BI间的接合界面130，并摩擦旋转搅拌位在接合界面130处的部分第一焊接球BI与第一焊垫102的表面。在本实施例中，钻头232倾斜的角度以及转速是可控制的。举例来说，钻头232相对于该接合界面130的倾斜角度0例如介于10 80度之间，较佳地，介于30 60度之间。此外，钻头232的转速范围例如为每分钟20 8000转之间，较佳地，为每分钟200 2000转之间。在一实施例中，第一焊垫102的材质可与第一焊接球BI的材质相同或不相同。举例来说，第一焊垫102与第二焊垫112可为招垫或铜垫,而第一焊接球BI的材质可选用镍、金、铜、锡、铅或其组合。同样，第二焊接球B2可选用与第一焊接球BI相同的材质。在图1C中，当焊线120为金线或铝线时，第一焊接球BI与第二焊接球B2则为以热熔的金线或铝线结成ー球団后所形成的金属球，且焊线120连接于第一焊接球BI与第二焊接球B2之间。此夕卜，半导体芯片110例如为ー发光二极管芯片，可经由焊线120所输入的电能而发光。请參照图2，其绘示钻头相对于接合界面的尺寸及倾斜角度的示意图。在一实施例中，钻头232的材质包括钨钢或碳钢。钻头232的外径Dl小于第一焊接球BI的外径D2。举例来说，钻头232的外径Dl约为10 15微米，而第一焊接球BI的外径Dl约30 50微米。此外，第一焊接球BI的高度Hl约15 20微米，而接合界面130处的高度H2约为5 10微米。钻头232可 倾斜插入第一焊垫102与第一焊接球BI间的接合界面130，并以摩擦旋转搅拌产生的热，促使搅拌区产生动态再结晶(dynamic recystallization)的效应，以使第一焊垫102的部分表面受到钻头232的挤压与搅拌而于接合界面130处与第一焊接球BI的部分表面接合而产生金属化合物。由于金属化合物的管芯微细化，有助于提升其机械性质，进而強化第一焊接球BI与第一焊垫102的接合。此外，当钻头232进行摩擦旋转搅拌时，钻头232可通过机械手臂236的带动而移动至预定的位置，并通过马达234控制钻头232的转速，使得钻头232可一面进行搅拌，一面沿着第一焊垫102与第一焊接球BI的接合界面130做圆周运动或半圆周运动。详细的焊接控制系统200如图3所示。请同时參照图1A 图1D及图3，其中图3绘示依照本专利技术ー实施例的焊接控制系统的配置示意图。焊接控制系统200包括一工作平台210、一打线装置220、一摩擦搅拌装置230、ー控制装置240、电脑250、摄像装置260、压カ本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种增强基板与半导体芯片间的打线接合的方法：提供一基板，在该基板上形成至少一第一焊垫；提供一半导体芯片于该基板上，该半导体芯片具有至少一第二焊垫；分别形成一第一、第二焊接球于该第一焊垫及该第二焊垫上；打一焊线于该第一、第二焊接球之间；以及对该第一焊接球与该第一焊垫间的接合界面进行摩擦搅拌焊接(Friction?Stir?Welding)，以强化该第一焊接球与该第一焊垫的接合。
【技术特征摘要】
2011.10.04 TW 1001359731.一种增强基板与半导体芯片间的打线接合的方法 提供一基板，在该基板上形成至少一第一焊垫； 提供一半导体芯片于该基板上，该半导体芯片具有至少一第二焊垫； 分别形成一第一、第二焊接球于该第一焊垫及该第二焊垫上； 打一焊线于该第一、第二焊接球之间；以及 对该第一焊接球与该第一焊垫间的接合界面进行摩擦搅拌焊接(Friction StirWelding),以强化该第一焊接球与该第一焊垫的接合。2.如权利要求1所述的方法，其中该摩擦搅拌焊接方式是通过一摩擦搅拌装置的一钻头，倾斜插入该第一焊垫与该第一焊接球间的接合界面，并摩擦旋转搅拌位在该接合界面处的部分该第一焊接球与该第一焊垫表面。3.如权利要求2所述的方法，其中该钻头相对于该接合界面的倾斜角度介于10 80度之间。4.如权利要求2所述的方法，其中该钻头的转速范围为每分钟20 8000转之间。5.如权利要求2所述的方法，其中该钻头的材质包括钨钢或碳钢。6.如权利要求2所述的方法，其中该钻头的外径小于该第一焊接球的外径。7.如权利要求1所述的方法，其中该第一、第二焊接球的材质选自由镍、金、铜、锡、铅或其组合所组成的群组。8.如权利要求1所述的方法，其中该第一焊垫、第二焊垫的材质为金属。9.如权利要求1所述的方法，其中该钻头沿着该第一焊垫与该第一焊接球的接合界面做圆周运动或半圆周运动。10.如权利要求1所述的方法，其中该半导体芯片是一发光二极管芯片。11.一种焊接控制系统，用于加强一基板与一半导体芯片之间的打线接合，该系统包括 工作平台，用以承载该基板，其中该基板上包括至少一第一焊垫以及一包括有至少一第二焊垫的半导体芯片； ...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗世儒，
申请(专利权)人：隆达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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