引线环、形成引线环的方法及相关处理技术

提供了形成引线环的方法。该方法包括：（1）使用引线焊接工具在焊接位置形成导电凸部；（2）使用所述引线焊接工具将引线的一部分焊接至另一焊接位置；（3）从引线的焊接部朝向所述焊接位置延伸一段引线；（4）朝向所述焊接位置降低所述引线焊接工具，同时检测所述引线焊接工具的尖端的高度；以及（5）如果所述引线焊接工具的尖端到达预定高度则中断步骤（4）中的所述引线焊接工具的降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及导电凸部和利用导电凸部的引线环，还涉及形成导电凸部和引线环的改进方法。
技术介绍
在半导体器件的加工和封装中，导电凸部被形成以用于提供电互连。例如，可以提供这种凸部以(I)用于倒装芯片应用，(2)用作支座导体，(3)引线成环应用，(4)测试应用的测试点，等等。这种导电凸部可使用多种技术形成。一种技术是使用引线诸如在线焊机或接线柱球焊机(stud bumping machine)上形成导体凸部。在第7，229，906 号美国专利(题为 “METHOD AND APPARATUS FOR FORMING BUMPSFOR SEMICONDUCTOR INTERCONNECTIONS USING A WIRE BONDING MACHINE (使用线焊机形成用于半导体互连的凸部的方法和装置)”)和第7，188，759号美国专利(题为“METHOD FORFORMING CONDUCTIVE BUMP S AND WIRE LOOPS (形成导电凸部和引线环的方法)”)中公开了在线焊机或球焊机上形成导电凸部的多种技术，二者的全部内容通过引用并入本文。图1示出了在线焊机或球焊机上形成导电凸部的示例性顺序。在步骤I中，使无空气球IOOa位于焊接工具102的尖端。如本领域技术人员所理解，在步骤I之前，无空气球IOOa已经使用电子打火熄灭(electronic flame-off)装置等形成于悬挂在焊接工具102的尖端下方的引线100的端部。在步骤I中还示出了处于打开状态的引线夹具104。如本领域技术人员所理解，引线100通过机器上的引线线轴(未示出)提供。引线100自引线线轴穿过引线夹具104 (并且穿过其他未示出的结构)并穿过焊接工具102延伸。在形成无空气球IOOa之后(在步骤I之前)，向上牵引引线100 (例如，使用真空控制拉紧器等)，使得无空气球IOOa位于如图1的步骤I所示的焊接工具102的尖端。在步骤2中，降低焊接工具102 (以及包含引线夹具104的焊接头组件的其他元件)，并且将无空气球IOOa焊接至焊接位置106 (例如，半导体芯片106的芯片焊盘)。如本领域技术人员所理解，可以利用超声波能量、热超声波能量、热压能量、XY工作台擦拭器、它们的组合、以及其他技术将无空气球IOOa焊接至焊接位置106。在步骤2中将无空气球IOOa焊接至焊接位置之后(其中，被焊接的无空气球此时可以称为焊接球100b)，在引线夹具104仍然打开的情况下，如步骤3中的向上箭头所示将焊接工具102提升至期望高度。这个高度可以称为分离高度(如图1中的步骤3所示，已经提升了焊接工具102，使得焊接球IOOb不再位于焊接工具102的尖端)。在步骤4中，在引线夹具104仍然打开的情况下，使焊接工具102在至少一个水平方向上移动(例如，沿着机器的X轴或Y轴)以使焊接球IOOb的上表面平滑化。这种平滑化为导电凸部提供了期望的上表面。并且还削弱了焊接球IOOb和剩余引线之间的连接，从而有助于它们之间的分离。在步骤5中，将焊接工具102提升到另一高度(可以称为引线尾迹高度)，然后闭合引线夹具104。然后在步骤6中，提升焊接工具102以断开焊接球IOOb (现在可以称为导电凸部100c)和剩余引线100之间的连接。例如，可以将焊接工具提升到EFO高度，EFO高度是电子打火熄灭装置在引线100的引线尾迹IOOd上形成无空气球的位置。使用这些传统技术形成导电凸部可导致某些缺陷。这些缺陷例如可包括焊接球IOOb与剩余引线100之间由于步骤4中的平滑化而过早的分离；由这种过早分离引起的短引线尾迹状况；可能的长引线尾迹状况；以及尝试避免这种过早的分离而不期望地降低焊接球IOOb的平滑化。步骤6中所示的导电凸部IOOc可用作被称为支座针脚焊接(SSB)的引线成环处理中的支座。利用导电凸部且包括改进的SSB技术的改进的引线环技术将是所期望的。
技术实现思路
根据本专利技术的示例性实施方式，提供了形成引线环的方法。该方法包括(1)使用引线焊接工具在焊接位置形成导电凸部；(2)使用所述引线焊接工具将引线的一部分焊接至另一焊接位置；(3)从引线的焊接部朝向所述焊接位置延伸一段引线；(4)朝向所述焊接位置降低所述引线焊接工具，同时检测所述引线焊接工具的高度；以及(5)如果所述引线焊接工具的尖端到达预定高度则中断步骤(4)中的所述引线焊接工具的降低。附图说明当结合附图阅读下面的详细描述时，本专利技术可以得到更好的理解。需要强调的是，根据通常实践，附图的各种特征没有成比例绘制。相反地，为了清晰起见，各种特征的尺寸被任意的扩大或缩小。附 图中包含下列图示图1是示出形成导电凸部的常规方法的一系列图解；图2是示出根据本专利技术的示例性实施方式的形成导电凸部的方法的一系列图解；图3A至图3C是示出根据本专利技术的示例性实施方式的形成支座针脚引线环的方法的一系列图解；以及图4A至图4D是示出根据本专利技术的示例性实施方式的形成支座针脚引线环的尝试方法的一系列图解，其中导电凸部已经被提离焊接位置。具体实施例方式在本专利技术的某些示例性实施方式中，在支座针脚引线环的形成期间，提供了检测导电凸部(例如，使用线焊机的软件)的提离的方法。例如，测量z轴位置(例如，使用z轴编码器等)以确定SSB引线环的第二焊接将被焊接(例如，针脚焊接)至先前形成的导电凸部的高度。在SSB引线环的形成期间，当引线焊接工具(例如，毛细管)正在寻找导电凸部的上表面(例如，对于“凸部上的针脚”的焊接处理)时，判定是否缺少凸部(例如，使用伺服电机控制信号等)。例如，如果引线焊接工具在“凸部上的针脚”焊接处理期间降低至典型高度(例如，加上预定阈值)之下的一个高度(例如，预定高度)，则可做出这种判定。如果判定缺少凸部，则可停止引线焊接处理，并且可(例如，向操作者、控制室等)提供警报。与SSB引线环的形成有关，形成导电凸部。根据本专利技术，这种导电凸部可使用上面关于图1描述的处理形成。然而，本专利技术可通过使用诸如图2所示的凸部形成处理而特别适用于SSB处理。在这种处理中，在沉积并且焊接无空气球以形成导电凸部之后，但在使上表面平滑之前，在引线夹具打开的情况下将焊接工具提升至期望高度(例如，尾迹高度)。然后闭合引线夹具并降低焊接工具(至平滑化高度)以进行导电凸部的上表面平滑化。该处理在焊接工具顶部和引线夹具底部之间产生一段松弛引线。在完成凸部上表面的平滑化之后，提升焊接工具以使引线的剩余部分与导电凸部分离。在这个处理中，该一段松弛引线此时有助于期望的引线尾迹长度，从而基本上减少了短尾和相关问题的可能性。更具体地，在“平滑化”处理(见图2的步骤6)期间，引线夹具仍然闭合，这基本上减少(或者甚至避免)弓丨线穿过引线焊接工具从而在处理过程中产生阻塞的可能性(这可能产生短尾误差)。相比于常规技术(其中，引线尾迹形成于平滑化完成之后)，在平滑发生之前建立引线尾迹的长度(例如，见图2中的步骤4-7)。而且，由于没有出现削弱引线尾迹的平滑化运动，故引线尾迹往往比常规凸部形成技术更坚固，因此降低了额外误差的可能性。图2示出了在线焊机或球焊机上形成导电凸部的示例性顺序，其中这种凸部可与本专利技术的方法结合使用。在步骤I中，无空气球200a位于焊接工具20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】2010.08.10 US 61/372,4301.形成引线环的方法，包括以下步骤 (1)使用引线焊接工具在焊接位置上形成导电凸部； (2)使用所述引线焊接工具将引线的一部分焊接至另一焊接位置； (3)从引线的焊接部朝向所述焊接位置延伸一段引线； (4)朝向所述焊接位置降低所述引线焊接工具，同时检测所述引线焊接工具的尖端的高度；以及 (5)如果所述引线焊接工具的尖端到达预定高度，则中断步骤(4)中的所述引线焊接工具的降低。2.如权利要求1所述的方法，其中所述预定高度为在步骤(I)中检测的焊接高度。3.如权利要求1所述的方法，其中所述预定高度比在步骤(I)中检测的焊接高度低的量等于高度阈值。4.如权利要求3所述的方法，其中所述高度阈值小于10微米。5.如权利要求1所述的方法，其中所述预定高度为用于对在步骤(I)中形成的所述导电凸部进行平滑化的平滑化高度，所述平滑化高度在步骤(I)中检测。6.如权利要求1所述的方法，其中所述预定高度比用于对在步骤(I)中形成的所述导电凸部进行平滑化的平滑化高度低的量等于高度阈值，所述平滑化高度在步骤(I)中检测。7.如权利要求6所述的方法，其中所述高度阈值小于10微米。8.如权利要求1所述的方法，其中步骤(3)包括从所述焊接部延伸所述一段引线使得所述一段弓I线与所述焊接部连续。9.如权利要求1所述的方法，其中步骤(I)包括 (a)使用所述引线焊接工具将无空气球焊接至所述焊接位置以形成焊接球； (b)在引线夹具打开的情况将所述引线焊接工具提升至期望高度，同时放出与所述焊接球连续的引线； (c)闭合所述引线夹具； (d)在所述引线夹具依然闭合的情况下将所述引线焊接工具降低至平滑化高度； (e)在所述引线夹具依然闭合的情况下使用所述引线焊接工具平滑化所述焊接球的上表面；以及 Cf)在所述弓I线夹具依然闭合的情况下提升所述弓I线焊接工具以分离所述焊接球和与所述引线焊接工具接合的引线，从而在所述焊接位置上形成所述导电凸部。10.如权利要求9所述的方法，其中步骤(b)包括将所述引线焊接工具提升至所述期望高度，所述期望高度为球焊处理的尾迹高度。11.如权利要求9所述的方法，其中步骤(b)包括将所述引线焊接工具提升至所述期望高度，所述期望高度处于所述焊接球的上表面上方5mil至20mil之间。12.如权利要求9所述的方法，其中步骤(d)包括将所述引线焊接工具降低至所述平滑化高度，使得所述引线焊接工具的尖端部与所述焊接球的上表面接触。13.如权利要求9所述的方法，其中步骤(d)包括将所述引线焊接工具降低至所述平滑化高度，所述平滑化高度比所述引线焊接工具在步骤(a)期间的高度高0.1mil至2mil。14.如权利要求9所述的方法，其中步骤(d)包括在所述引线夹具依然闭合的情况下，通过将所述引线焊接工具降低至所述平滑化高度而在所述引线夹具与所述引线焊接工具之间形成一段松弛引线。15.如权利要求14所述的方法，其中步骤(f)包括在提升所述引线焊接工具期间施加超声波能量，以使所述一段松弛引线的至少一部分穿过所述引线焊接工具以形成引线尾迹。16.如权利要求9所述的方法，其中步骤(f)包括在提升所述引线焊接工具期间施加超声波能量。17.如权利要求9所述的方法，其中步骤(d)和(e)至少部分同时发生。18.如权利要求9所述的方法，其中步骤(d)和(e)通过所述引线焊接工具的向下且具有角度的运动而进行。19.如权利要求9所述的方法，其中在步骤(e)期间，通过所述引线焊接工具的水平运动使所述焊接球的上表面平滑化。20.如权利要求9所述的方法，其中在步骤(e)期间，通过所述引线焊接工具的具有向下分量和水平分量的运动使所述焊接球的上表面平滑化。21.如权利要求9所述的方法，其中在步骤(e)期间，通过所述引线焊接工具的具有向上分量和水平分量的运动使所述焊接球的上表面平滑化。22.如权利要求9所述的方法，其中在步骤(e)的至少一部分期间对所述引线焊接工具施加超声波能量。23.检测导电凸部是否位于与形...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里·S·吉洛蒂，
申请(专利权)人：库力索法工业公司，
类型：
国别省市：