芯片、用于芯片封装的引线键合方法、装置及分离装置的制造方法_3

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包含引脚(即键合用引线悬空的第二端),与图1中完成步骤SllO的工序所得到的芯片不同,在完成步骤SllO之后是多个芯片共用一个引线框架,因此需要对芯片进行切筋,而利用本申请的方法可以省去切筋这一道工序,从而可以为用户减少费用。
[0077]可选地,在将引脚悬空的芯片焊接至微型电路之后,为了保护微型电路,可以对微型电路进行塑封。
[0078]需要说明的是,在利用引线键合设备进行标准引线键合工序时,可以根据需要调整键合设备的键合头的运行轨迹以使键合用引线形成需要的线弧形状,在进行标准的引线键合工艺后将键合用引线从连接点分离,因此在键合用引线的成型阶段,其第一端和第二端均处于固定状态,从而可以保证键合用引线的线弧的强度和健壮性,在其线弧成型完毕之后,将键合用引线的第二端从引线框架分离,且该分离不会对引线键合的第一焊点键合强度和线弧的健壮性产生影响。
[0079]通过上述实施例,利用本发明的管脚悬空的引线键合工艺可以使悬空的键合用引线灵活地与其它基板进行互联,增加了封装工艺的灵活性,保证了键合用引线的线弧的一致性和健壮性。
[0080]在上述实施例中,将芯片本体与引线框架用键合用引线连接可以包括:将键合用引线的第一端焊接至芯片本体的电极引出端;按照预设轨迹牵引键合用引线的第二端至引线框架的镀银区;使用小于预设粘力值的粘结力将键合用引线焊接在镀银区,其中,焊接后的键合用引线的第二端形成连接点,焊接后的键合用引线具有与预设轨迹相对应的线弧形状。
[0081 ] 可选地,将键合用引线的第一端焊接至芯片本体的电极引出端可以包括:在键合用引线的第一端形成焊球;将键合用引线的第一端的焊球焊接至芯片本体的电极引出端。
[0082]引线键合工艺是键合工序的一种重要工艺形式,其采用热压超声焊接的原理,主要包括对第一焊点的球焊和对第二焊点(即连接点)的楔形焊接,以及在焊接过程中牵引键合用引线形成需要的线弧形状。焊接键合用引线的第一端至芯片本体的电极引出端采用的即球焊,球焊是在键合用引线的末端烧成一定大小的焊球,通过劈刀将焊球压在具有一定焊接温度的芯片本体的金属化的电极引出端上,同时利用超声换能装置的高频振动使键合用引线和引线框架或电极引出端间发生电子共享或原子的相互扩散,使两种金属实现原子量级别的键合,从而实现键合用引线与引线框架之间的焊接。
[0083]需要说明的是,上述键合用引线通常为金线,也可以是铜线以及其它类似的可用于引线键合的线材。键合用引线的第二端与引线框架的镀银区域的焊接方式采用的是楔形焊接,楔形焊接是利用劈刀的特殊结构将键合用引线楔入引线框架(即焊线基板)的焊盘,以实现芯片本体的电极引出端与引线框架的引脚的电气互联。在焊接的同时,还需要通过引线键合设备的键合头的高精密动作控制键合用引线的轨迹,以使其形成的线弧形状满足不同封装要求的线弧形状要求。
[0084]通过上述实施例,采用标准的引线键合工艺,可以保证键合用引线的高可靠性、一致性,提高封装成品的寿命与可靠性。
[0085]在上述实施例中,键合用引线的第二端与焊盘之间的粘结力小于预设粘力值。可选地,预设粘力值可以是I克。
[0086]具体地,利用通用引线键合设备完成芯片本体与引线框架的标准引线键合,在引线键合的过程中,控制引线键合设备采用小粘结力(即小于预设粘力值的粘结力)实现键合用引线与连接点的键合。
[0087]芯片的封装包括划片、粘片、烘烤、键合、塑封、切筋等工序,其中,键合工序是其中最重要的一道工序,而引线键合工艺在键合工序中应用最为广泛,传统的引线键合工艺包括烧球、第一焊点的超声热压球焊、连接点的超声热压楔形焊接。在连接点的楔形焊接时利用小粘结力实现键合,可以为键合用引线与引线框架的分离奠定基础。
[0088]通过上述实施例,在键合用引线和引线框架之间实现小粘结力键合,一方面可以固定键合用引线以保证其线弧形状的健壮性,另一方面有利于进一步的实现键合用引线和引线框架的分离。
[0089]可选地,将连接点从引线框架上分离,得到引脚悬空的芯片可以包括:通过真空孔将芯片本体固定在引线框架上;控制分离装置的剪切机构沿与引线框架平行的方向移动,以分离键合用引线的连接点与引线框架,得到引脚悬空的芯片。
[0090]可选地,控制分离装置的剪切机构沿与引线框架平行的方向移动可以是控制剪切机构沿引线框架的表面平行移动。将连接点从引线框架上分离包括采用以下任意一种分离方式将连接点从引线框架上分离:激光切割、超声波振动以及剪切分离。
[0091]下面以剪切分离为例详述本发明的实施例。
[0092]在完成标准的引线键合工艺之后,可以控制如图2所示的分离装置的剪切机构沿引线框架表面(即图中标号“A”所示的平面)平行移动,通过剪切线的剪切力将键合用引线的连接点与引线框架分离,实现键合用引线第二端的悬空,得到如图4所示的引脚悬空的芯片。
[0093]在现有的芯片封装过程中,需要通过切筋实现芯片与引线框架的分离,对于小批量生产而言,这种封装方式会增加企业成本,同时增加了芯片体积,无法适应封装产品体积越来越小的趋势,采用本申请的引线键合方法可以实现键合用引线的悬空,并利用悬空后的键合用引线作为芯片的引脚与其它基板实现电气互联,如将该引脚悬空的芯片嵌入微型电路中或者其它作为母板的基板中,而无需切筋工序,简化了封装的步骤,可以为企业节省成本。
[0094]本发明的引线键合工艺,包括标准引线键合和焊接引线与引线框架分离两部分。首先,通过键合设备在芯片本体与引线框架间完成标准引线键合;然后,通过分离装置将焊接引线(即键合用引线)与引线框架分离。其中,本发明选取剪切分离方式作为分离具体实施案例来阐述本专利的具体实施方法,但本发明的分离方式与分离装置并不唯一,可以根据使用条件灵活选取。
[0095]通过上述实施例,在引线键合结束后实现了芯片与引线框架的分离,省去了塑封后的切筋工序,同时分离后的键合用引线具有可靠性高、一致性高、连接点(即第二焊点)分离处翘曲量小等优点。
[0096]本发明提供的是一种管脚悬空的引线键合工艺,该工艺方法在标准引线键合结束后实现,采用该工艺方法可以省去半导体后段封装步骤中的切筋工序,同时为后续倒装焊接以及管脚与其他基板的嵌入式互联打下基础,增强了半导体后段封装工艺的灵活性,减小封装成品的体积。
[0097]对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
[0098]本发明实施例还提供了一种用于芯片封装的引线键合装置。需要说明的是,本发明实施例的用于芯片封装的引线键合装置可以用于执行本发明实施例所提供的用于芯片封装的引线键合方法,本发明实施例的用于芯片封装的引线键合方法也可以通过本发明实施例所提供的用于芯片封装的引线键合装置来执行。
[0099]图8是根据本发明实施例的用于芯片封装的引线键合装置的示意图。如图8所示,该装置可以包括:连接模块110和分离模块130。
[0100]其中,连接模块110,用于将芯片本体与引线框架用键合用引线连接,键合用引线的连接点与引线框架连接;分离模块130,用于将连接点从引线框架上分离,得到引脚悬空的芯片。
[0101 ] 采用本发明,连接模块通过标准的引线键合工艺将芯片本体与引线框架用键合用引线连接起来,然后分离模块将键合用引线的连接点从引线框架上分离,得到引脚悬空的芯片,分离后的键合用引线的一端悬空,可以用于作为芯片与外部电路实现电气互联的引脚,而无需将芯片连接至引线框架,再通过引线框架上的引脚实现与外部电路的电气互联,也即得到的芯片中没有引线框架,体积小。通过本发明实施例,解决了现有技术中芯片体积较大的技术问题,实现了减小芯片的体积的效果。
[0102]在上述实施例中,连接模块可以包括:第一焊接模块,用于将键合用引线的第一端焊接至芯片本体的电极引出端;牵引模块,用于按照预设轨迹牵引键合用引线的第二端至引线框架的镀银区;第二焊接模块,用于使用小
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