專利名稱：形成引線連接的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本項發(fā)明涉及一種利用引線接合器在半導(dǎo)體芯片與襯底之間形成引線連接的方法。
背景技術(shù)：
引線接合器是在半導(dǎo)體芯片安裝好后利用引線將其焊接到襯底的機器。引線接合器具有在其末端固定了觸角的毛細(xì)管。毛細(xì)管用于使引線焊接到半導(dǎo)體芯片上的連接點和襯底上的連接點，還用于在兩個連接點之間引導(dǎo)引線。
過去幾年，考慮到不斷變化的需求，已經(jīng)開發(fā)出多種用于形成這種引線連接的方法。利用廣泛采用的用于在半導(dǎo)體芯片上的連接點和襯底上的連接點之間形成引線回路的標(biāo)準(zhǔn)方法，首先，將伸出毛細(xì)管的引線末端熔融成球。然后，利用壓力和超聲波，將該引線球焊接到半導(dǎo)體芯片上的連接點。在這樣做時，對觸角輻射超聲波換能器產(chǎn)生的超聲波。該處理過程被稱為球形接合。然后，使引線延伸要求的長度，形成引線回路，焊接到襯底上的連接點。該最后一道處理步驟被稱為楔形接合。在將該引線焊接到襯底上的連接點后，斷開該引線，然后，開始下一個接合周期。利用兩個接合過程，襯底被加熱到的溫度起著重要作用。
該標(biāo)準(zhǔn)方法快捷，因為它包括少量簡單處理步驟。然而，它的缺點是，正如在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知，“弧高”較大。因此，對于需要小弧高(loop height)的應(yīng)用，開發(fā)了新方法。眾所周知的方法是所謂“逆向回路法”，利用該方法，首先，將引線球布置到半導(dǎo)體芯片上的連接點。在固定時，將引線球壓扁，即，形成“凸緣”，然后，斷開引線。然后，形成引線連接，即，伸出毛細(xì)管的引線末端熔融成球，然后，以與標(biāo)準(zhǔn)方法相反的方式，首先將引線球附著在襯底上，使引線延伸要求的長度，形成引線回路，然后，焊接到半導(dǎo)體芯片上的“凸緣”，作為“楔形接合”。
在第CN 1638077號中國專利申請中，描述了一種方法，利用這種方法，也是首先將“凸緣”焊接到半導(dǎo)體芯片上的連接點。然而，形成引線連接，作為所謂“楔形—楔形”引線連接，利用這種“楔形—楔形”引線連接，首先將引線焊接到半導(dǎo)體芯片上的“凸緣”，使它延伸要求的長度，然后焊接到襯底。
根據(jù)第CN 1516254號中國專利申請，已知一種方法，利用這種方法，與利用標(biāo)準(zhǔn)方法相同，在形成引線回路時，首先將引線焊接到半導(dǎo)體芯片上的連接點，然后焊接到襯底上。將引線球焊接到半導(dǎo)體芯片上的連接點后，首先使毛細(xì)管升高，然后使它沿水平方向，以離開襯底上的第二連接點的方向移動，使毛細(xì)管進一步升高，使它沿水平方向，以朝向襯底上的第二連接點的方向向回移動相同距離，然后，使它降低，從而使以這種方式形成的附加回路緊壓引線球，而且連接到該引線球。隨后，與標(biāo)準(zhǔn)方法相同，再使毛細(xì)管升高，形成引線回路，完成引線回路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是開發(fā)一種用于以盡可能短的時間形成具有較低弧高的引線連接的方法。
根據(jù)本發(fā)明的方法基于在半導(dǎo)體芯片與襯底之間形成引線連接的標(biāo)準(zhǔn)方法原理，利用該原理，使從引線接合器的毛細(xì)管伸出的引線末端熔融成引線球，將它焊接到半導(dǎo)體芯片上的第一連接點，使毛細(xì)管延伸要求的距離，以及將它焊接到該襯底上的第一連接點。該方法的特征在于，在將引線球焊接到半導(dǎo)體芯片上的第一連接點后，首先使毛細(xì)管升高預(yù)定距離D1，然后在水平方向或者在向上傾斜方向，以朝向襯底上的第二連接點的方向，使毛細(xì)管移動預(yù)定距離D2。
通過進一步開發(fā)該方法，在執(zhí)行了這些步驟后，在垂直方向，再一次使該毛細(xì)管升高預(yù)定距離D3，然后在水平方向或者在向上傾斜方向，以向著襯底上的第二連接點的方向，使該毛細(xì)管移動預(yù)定距離D4，以使部分該條引線平行于襯底表面延伸的方式，使該引線緊臨半導(dǎo)體芯片上的焊接點彎曲。


附圖引入本說明書而且構(gòu)成本說明書的一部分，它示出本發(fā)明的一個或者多個實施例，而且它與詳細(xì)說明一起用于解釋本發(fā)明原理和實現(xiàn)過程。各圖不按比例。附圖中圖1和2示出根據(jù)基于本發(fā)明方法的第一實施例或者第二實施例的毛細(xì)管的軌跡，圖3示出根據(jù)該方法形成的引線回路，圖4和5示出根據(jù)基于本發(fā)明方法的第三實施例或者第四實施例的毛細(xì)管的軌跡，以及圖6示出根據(jù)該方法形成的引線回路。
具體實施例方式
圖1示出根據(jù)基于本發(fā)明用于在半導(dǎo)體芯片3上的第一連接點2與襯底5上的第二連接點4之間形成引線回路的方法的第一實施例毛細(xì)管的軌跡1。在由垂直線7和連接兩個連接點2和4的向量8構(gòu)成的平面上，發(fā)生移動。根據(jù)下面的處理步驟形成引線連接1.使從毛細(xì)管尖端伸出的引線末端熔融成引線球，然后，將它焊接到半導(dǎo)體芯片3上的第一連接點2。
2.使毛細(xì)管升高預(yù)定距離D1，即，沿垂直方向移動距離D1。
距離D1的值通常等于引線直徑的1至2倍。如果引線直徑是25μm，則距離D1約為25至50μm。
3.在水平方向，以朝向襯底5上的第二連接點4的方向，使毛細(xì)管移動預(yù)定距離D2。
距離D2的值通常也等于引線直徑的1至2倍。
處理步驟2和3的作用是，在使焊接到第一連接點的引線球變形后，緊接著使引線彎曲90°，因此，與介紹中描述的標(biāo)準(zhǔn)方法不同，在焊接點上以幾乎水平方向直接延伸到襯底5上的第二連接點4。
4.以其中使引線延伸要求的長度并形成結(jié)點(kink)的傳統(tǒng)方式，例如，沿圖1所示的軌跡，進一步移動毛細(xì)管。
圖2示出根據(jù)基于本發(fā)明方法的第二實施例的毛細(xì)管的軌跡1。步驟1、2和4與第一實施例中的相同。利用下面的步驟代替步驟33′.使毛細(xì)管沿向上傾斜方向，以朝向襯底5上的第二連接點4的方向移動預(yù)定距離D2。
距離D2的值通常也是引線直徑的1至2倍。
因此，這兩個實施例的不同之處在于，利用第二種實施例，在步驟3′，不使毛細(xì)管沿水平方向移動，而使它同時沿水平方向和垂直方向向上移動，即，沿對角線移動。該軌跡與水平方向成角度，它通常為30至45°。
圖3示出利用根據(jù)本發(fā)明、利用其在步驟4還形成傳統(tǒng)結(jié)點10的方法形成的引線回路9的側(cè)視圖。半導(dǎo)體芯片3與結(jié)點10之間的這條引線不趨向于水平延伸，而趨向于彎曲延伸。因此，弧高H1稍許大于理論上的可能最小弧高。因此，根據(jù)本發(fā)明，建議了另一個實施例，利用該實施例，在步驟3之后，而在步驟4之前執(zhí)行附加處理步驟，以形成較靠近第一連接點2的附加結(jié)點，因為該附加結(jié)點，所以該附加結(jié)點與傳統(tǒng)結(jié)點10之間的該條引線幾乎水平延伸，甚或稍微傾斜向下延伸。圖4和5示出在利用該附加處理步驟擴展該第一實施例時，毛細(xì)管的軌跡1的兩個例子。附加處理步驟包括，在處理步驟3或處理步驟3′之后，使毛細(xì)管升高預(yù)定距離D3，然后，使它沿水平方向(圖4)或者沿向上傾斜方向(圖5)以及向著襯底5上的第二連接點的方向，移動預(yù)定距離D4。然而，必須注意，肉眼幾乎察覺不到該附加結(jié)點，而且代替附加結(jié)點，也可以僅涉及附加的稍許彎曲引線。距離D3確定附加結(jié)點離開第一連接點2的距離。距離D3越大，附加結(jié)點離開第一連接點2越遠。距離D4確定附加結(jié)點的強度，并因此強度結(jié)點位置的彎曲程度。可以以同樣的方式修改圖2所示毛細(xì)管的軌跡1。
換句話說，可以認(rèn)為所描述的擴展是，中途中斷在處理步驟4開始的使毛細(xì)管垂直運動，以插入其方向?qū)?zhǔn)襯底5上的第二連接點4的短水平運動的或向上傾斜運動。
圖6示出利用該擴展方法形成的引線回路9，利用該擴展方法，半導(dǎo)體芯片3上的連接點2和傳統(tǒng)結(jié)點10之間的這條引線水平延伸。由于選擇的距離D3較短，所以附加結(jié)點位于靠近第一連接點2的位置。因此，弧高H2小于弧高H1。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明實施例及其應(yīng)用，但是，受益于該公開的本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員明白，在不脫離在此描述的本發(fā)明原理的情況下，可以進行上述內(nèi)容之外的許多修改。因此，本發(fā)明僅受所附權(quán)利要求及其等同的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于在半導(dǎo)體芯片(3)與襯底(5)之間形成引線連接的方法，該方法包括步驟a)使從引線接合器的毛細(xì)管伸出的引線末端熔融成引線球；b)將該球焊接到半導(dǎo)體芯片(3)上的第一連接點(2)；c)使毛細(xì)管升高預(yù)定距離D1，該距離D1的值是引線直徑的1至2倍；d)在水平方向或者向上傾斜方向，以朝向襯底上的第二連接點的方向，使毛細(xì)管移動預(yù)定距離D2，該距離D2的值是引線直徑的1至2倍；e)使毛細(xì)管升高并移動毛細(xì)管，以形成引線回路，然后，將該引線焊接到襯底(5)上的第二連接點(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟d之后而在步驟e之前，執(zhí)行下面的步驟f)使毛細(xì)管在垂直方向升高預(yù)定距離D3，以及g)在水平方向或者向上傾斜方向，以向著襯底(5)上的第二連接點(4)的方向，使毛細(xì)管移動預(yù)定距離D4。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中距離D3的值是該引線直徑的1至2倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中距離D4的值是該引線直徑的1至2倍。
全文摘要
一種用于在半導(dǎo)體芯片(3)與襯底(5)之間形成引線連接的方法，利用該方法，使從引線接合器的毛細(xì)管伸出的引線末端熔融成引線球，將它焊接到半導(dǎo)體芯片(3)上的第一連接點(2)，使毛細(xì)管延伸要求的距離，以及將它焊接到該襯底(5)的第一連接點(2)，該方法的特征在于，在將引線球焊接到半導(dǎo)體芯片(3)上的第一連接點(2)后，首先，使毛細(xì)管升高預(yù)定距離D
文檔編號H01L21/60GK1838394SQ20061007176
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月23日
發(fā)明者余水元 申請人:優(yōu)利訊國際貿(mào)易有限責(zé)任公司