专利名称：丝焊方法及采用该方法的丝焊机的制作方法
技术领域：
本发明涉及丝焊方法及采用该方法的丝焊机，更确切地说，涉及改进丝焊过程中生产率和工作中便利性的丝焊方法及采用该方法的丝焊机。
背景技术：
在丝焊过程中，在半导体芯片的上表面提供了压料垫，并且使用导电焊丝连接引线框架的引线，使得在所述半导体芯片中形成的内部电路与外部芯片相互连接。确切地说，使所述导电焊丝压向所述压料垫并加热，而且施加超声波，以便顺序地焊接所述导电焊丝和所述压料垫。
图1A至1J一步一步地显示了典型的丝焊过程。参考图1A，在高压发电机施加的放电电压使焊丝150的尖端熔化时，就形成了无空气球(FAB)155。在焊丝夹具104打开时，焊头110向下移动到第一焊面501，例如压料垫(未显示)。所述焊头110把所述焊丝150的所述尖端压向所述第一焊面501，并且施加热量和超声波，以便形成第一焊点(图1B)。如果所述焊丝150没有焊接在所述第一焊面501上，如图1C所示，由于空气张力器(未显示)提供的张力，所述焊丝150就从毛细管108完全分离，或者抽回所述毛细管108的内部，所以所述焊丝150需要重新安装。由于所述焊丝150的所述重新安装由手工进行，就降低了所述焊接过程的效率。在本说明书中，如图1C所示，在所述焊丝150从所述第一焊面501分离时发生的不粘现象被定义为不粘垫(NSOP)。
所述第一焊接完成时，如图1D和图1E所示，所述焊头110从所述第一焊面501上升并移向第二焊面。在所述移动步骤中，所述焊丝夹具104打开，使得所述焊丝150从所述毛细管108脱离，形成焊丝环。如图1F所示，当所述焊头110到达第二焊面502时，所述焊头110通过使所述焊丝150密切接触所述第二焊面502，例如引线，使用热量、超声波和适当的焊接力进行第二焊接。参考图1G，所述第二焊接之后，所述焊头110从所述第二焊面502上升并形成预定长度L的丝尾152。如果在所述丝尾152的所述长度L形成所需长度之前，所述丝尾152就从所述第二焊面502分离了，那么由于所述丝尾152的所述长度L短，以后的电火焰熄灭(elector flame off)(EFO)放电中的放电间隙增大了，使得放电难以发生。即使发生了所述放电，也难以产生足够大的FAB 155。在本说明书中，当所述丝尾152从所述第二焊面502分离时发生的所述不粘现象被定义为短尾。
如果在所述焊头110上升时没有产生所述短尾，所述丝尾152就暴露在所述毛细管108之下，达到所述预定长度L。如图1H所示，通过上提所述焊头110同时闭合所述焊丝夹具104，使所述丝尾152从所述第二焊面502分离。如果进行所述第二焊接时有缺陷，在所述焊头110上升至预定高度进行EFO放电时，如图1I所示，由于所述焊丝150的上升操作，焊接部位153从所述第二焊面502分离，虽然所述焊丝150的一端焊接在所述第一焊面501上，但是其另一端随着所述焊头110而上升。在本说明书中，上述形式的不粘现象被定义为不粘引线(NSOL)。
如果所述焊头110在没有所述NSOL时上升至放电高度，如图1J所示，在所述焊丝夹具104和邻近所述焊丝150之所述尖端的放电电极(未显示)之间施加高电压，以便通过放电形成所述FAB 155，然后所述焊头110移至下一个第一焊面。
作为监视所述焊丝和所述焊面之间所述不粘现象以及解决上述问题的常规技术，日本专利申请公开号1999-233551公开了图2所示的丝焊装置。参考图2，所述丝焊装置包括释放焊丝50的线轴13、直接向下传递所述焊丝50的焊丝导杆11、通过不时闭合而固定所述焊丝50的焊丝夹具4、安装在所述焊丝夹具4之下并引导所述焊丝50的毛细管8、支撑所述毛细管8和向所述毛细管8施加超声波振动的超声波号角5、与所述焊丝50的尖端进行放电的炬杆7以及向所述焊丝夹具4和所述炬杆7施加高电压的电焊枪9。所述丝焊装置进一步包括安装在所述焊丝夹具4和所述焊丝导杆11之间的空气张力部件2以及控制所述空气张力部件2的空气方向/流量控制装置3。
如果所述不粘现象使形成的丝尾52的长度短于预定长度，由于所述炬杆7和所述丝尾52之间的放电间隙增大了，通过所述放电间隙无法进行所述EFO放电。同样，即使进行了所述放电，在所述丝尾52熔化时形成的所述FAB也没有足够的尺寸以保证稳定的焊接。因此，根据所述丝焊装置，因为所述焊丝50脱离而使所述丝尾52的所述长度缩短时，所述空气方向/流量控制装置3就操作所述空气张力部件2吸入适量的空气，在所述焊丝50的长度方向引入压差，由所述气压强制所述焊丝50下降。不过，根据所述常规丝焊装置，在强制所述焊丝50下降的过程中，所述空气张力部件2和所述毛细管8之间的距离远，其间没有对所述焊丝50足够支持。因此，所述气压使所述焊丝50弯曲或者说成为曲线，所以实际上难以获得所述丝尾52的足够长度。这是因为施加到所述焊丝50的张力仅仅作用在所述焊丝50邻近所述空气张力部件2的部分，而不是所述焊丝50的整个长度。所以，在获得所述丝尾8的长度时存在着结构问题。
发明内容
为了解决上述和/或其他问题，本发明提供了一种丝焊方法以及采用该方法的丝焊机，通过监视所述焊丝的不粘现象防止焊丝脱离。
本发明提供了一种丝焊方法以及采用该方法的丝焊机，通过优化丝尾的长度，在适宜状态下自动形成用于焊接的无空气球。
本发明提供了一种丝焊方法以及采用该方法的丝焊机，检测在所述丝焊过程的每个步骤中发生的、所有类型的焊丝不粘现象，并且自动地和适当地应对每种类型的所述现象。
本发明提供了一种丝焊方法以及采用该方法的丝焊机，它改进了所述丝焊过程中的生产率和工作便利特性。
根据本发明的一个方面，电连接半导体芯片和引线的丝焊方法包括第一焊接步骤，带有焊丝的焊头向第一焊面下降并进行焊接；第二焊接步骤，所述焊头移至第二焊面并进行第二焊接；以及成球步骤，通过在所述焊丝的尖端放电而形成球，其中，在所述第一焊接开始后进行自动成球步骤，所述自动成球步骤包括当使用电信号判定所述焊丝没有粘在所述第一焊面时产生不粘信号，响应所述不粘信号固定所述焊丝以防止焊丝脱离，从所述焊头抽取丝尾至预定长度，以及进行放电以便在所述焊丝的尖端形成球。
在产生所述不粘信号时，测量所述焊丝和所述第一焊面之间的电阻值，当所述测量出的电阻值大于训练的电阻值时，就产生所述不粘信号。
所述抽取丝尾包括从底面分离所述焊头至预定高度，强制所述丝尾下降以接触所述底面，判断所述丝尾是否对于所述底面处于粘连状态，以及移动所述焊头至放电高度。
在强制所述丝尾下降时，向所述焊头施加超声波振动，向所述焊丝吹送压缩空气。
根据本发明的另一个方面，电连接半导体芯片和引线的丝焊方法包括第一焊接步骤，带有焊丝的焊头向第一焊面下降并进行焊接；第二焊接步骤，所述焊头移至第二焊面并进行第二焊接；以及成球步骤，通过在所述焊丝的尖端放电而形成球，其中，在所述第二焊接开始后进行自动成球步骤，所述自动成球步骤包括当使用电信号判定所述焊丝没有粘在所述第二焊面时产生不粘信号，响应所述不粘信号固定所述焊丝以防止焊丝脱离，以及进行放电以便在所述焊丝的尖端形成球。
在产生所述不粘信号时，测量所述焊丝和所述第二焊面之间的电阻值，当所述测量出的电阻值大于训练的电阻值时，就产生所述不粘信号。
在所述固定所述焊丝之后，所述丝焊方法进一步包括计算丝尾的长度，判断所述丝尾的所述长度是否足以成球，以及如果判定所述丝尾的所述长度不足，就把所述丝尾抽取至预定长度。
所述抽取丝尾包括从底面分离所述焊头至预定高度，强制所述丝尾下降以接触所述底面，判断所述丝尾是否对于所述底面处于粘连状态，以及移动所述焊头至放电高度。
在强制所述丝尾下降时，向所述焊头施加超声波振动。在强制所述丝尾下降时，向所述焊丝吹送压缩空气。
根据本发明的另一个方面，电连接半导体芯片和引线的丝焊方法包括第一焊接步骤，带有焊丝的焊头向第一焊面下降并进行焊接；第二焊接步骤，所述焊头移至第二焊面并进行第二焊接；以及成球步骤，在所述焊头上升后通过在所述焊丝的尖端放电而形成球，其中，在所述焊头上升后进行自动成球步骤，所述自动成球步骤包括当使用电信号判定所述焊丝没有粘在所述第二焊面时产生不粘信号，响应所述不粘信号由操作员把所述焊头移至预置位置，形成从所述焊头暴露预定长度的丝尾，以及进行放电以便在所述焊丝的尖端形成球。
在产生所述不粘信号时，测量所述焊丝和所述第一焊面之间的电阻值，当所述测量出的电阻值小于训练的电阻值时，就产生所述不粘信号。
所述形成所述丝尾包括通过使所述焊头下降对于底面进行焊接，以及使所述焊头上升至放电高度。
所述焊头包括引导所述焊丝的毛细管，以及安装在所述毛细管之上、通过开和闭以夹住/释放所述焊丝的焊丝夹具，其中，所述空气喷具向暴露在所述毛细管和所述焊丝夹具之间的所述焊丝吹送压缩空气。
所述空气喷具安装在支撑着引线框架的丝焊机基座的一侧上并能够围绕枢轴转动。
附图简要说明通过参考附图详细介绍本发明的若干优选实施例，其以上和其他的特性和优点将会更加显而易见，其中图1A至图1J是示意图，一步一步地展示了普通的丝焊过程；图2是一幅示意图，展示了常规的丝焊装置；图3是一幅外观图，展示了根据本发明实施例之丝焊机的一部分；图4是一幅示意图，展示了图3中所述丝焊机的配置；图5是一幅流程图，用于讲解根据本发明实施例的丝焊方法；图6是一幅流程图，用于讲解在图5中产生NSOP信号时执行的步骤；图7是一幅时序图，展示了在产生所述NSOP信号时所述丝焊机的内部信号，根据所述焊头的Z方向位置；图8A至图8C是示意图，用于讲解图6所示的步骤；图9是一幅示意图，展示了空气喷具的内部结构；图10A和图10B是示意图，展示了所述空气喷具的操作；图11是一幅流程图，用于讲解在图5中产生短尾信号时执行的步骤；图12是一幅时序图，展示了在产生所述短尾信号时所述丝焊机的内部信号，根据所述焊头的Z方向位置；图13是一幅流程图，用于讲解在图5中产生所述NSOP信号时执行的步骤；图14A和图14B是示意图，用于讲解图13所示的步骤。
具体实施例方式
图3和图4显示了根据本发明实施例的丝焊机。图3是外观图，展示了所述丝焊机的一部分，图4是示意图，展示了图3中所述丝焊机的配置。参考图4，所述丝焊机包括焊丝张力器102，对焊丝150通过张力使所述焊丝150保持处于张紧状态；以及焊头110，包括焊丝夹具104，用于在执行开/闭操作时夹住/释放所述焊丝150，以及直接在所述焊丝夹具104之下的、引导所述焊丝150的毛细管108。确切地说，在本发明中，空气喷具106安装在所述焊丝夹具104和所述毛细管108之间。
所述丝焊机包括平台和Z轴控制部件210，用于控制所述焊头110相对于焊面在X和Y轴上的移动以及在Z轴上的高度，以便在所述焊面上设定准确的位置；焊丝张力器控制部件202，用于控制所述焊丝张力器102的通/断；焊丝夹具控制部件204，用于控制所述焊丝夹具104的所述开/闭；焊接监视部件205，用于监视和判断所述丝焊状态是处于粘连状态还是处于不粘状态；空气喷具控制部件206，用于控制所述空气喷具106；超声波发生器214；高压发电机216；以及主机，通过VME(versa modulo euto)总线控制上述组件。同时，所述丝焊机的所述操作由所述焊接监视部件205控制。所述丝焊机包括计数器212，对所述焊丝夹具控制部件204收发数据和信号。
图5是一幅流程图，用于讲解根据本发明实施例的丝焊方法。图6是一幅流程图，用于讲解在图5中产生NSOP信号时执行的步骤。根据本发明的所述丝焊方法，所述焊头110移至所述第一焊面501(P10)并进行焊接(P12)。由电信号检测所述焊丝150是否粘连在所述焊面上(P14)。从所述检测出的信号获得的测量出的电阻值与训练的电阻值进行对比(P16)。如果所述测量出的电阻值大于所述训练的电阻值，就产生NSOP信号(P18)。所以，执行图6所示步骤，下面将要详细介绍。
图7是一幅时序图，展示了根据所述焊头的Z方向位置，在产生所述NSOP信号时所述丝焊机的内部信号。参考图7，所述主机250从时间点t1开始产生防止焊丝脱离信号，此时所述焊头110下降使所述焊丝的尖端压向第一焊点。对其响应，所述焊接监视部件205向所述焊丝150施加预定的电压或电流，以便判断所述焊丝150是处于粘连在所述第一焊面501上的状态还是处于不粘状态。例如，所述焊接监视部件205在所述焊丝150和所述第一焊面501之间施加预定的电压，例如+5V或-5V，并且检测反馈或者说检测电流中的变化。为了引用，上述施加的电压和电流具有正极性(+)或负极性(-)。在最初的训练中，在所述焊丝150粘连在所述第一焊面501上的状态下测量电阻值。选择有限值的极性(正或负极性)，并且施加具有相同极性的电压或电流。极性的差异源自所述第一焊面501例如压料垫的材料性质。
所述焊接监视部件205测量所述焊丝150和所述第一焊面501之间的电阻值，如果所述测量出的电阻值高于在所述训练时测出的参考电阻值，就判定所述焊丝150没有焊接在所述第一焊面501上，即处于不粘状态，并且产生所述NSOP信号(P18)。在图7中，所述NSOP信号产生在时间点t2，此时正在进行所述第一焊接。所述焊丝夹具控制部件204响应所述NSOP信号，输出闭合信号。所以，所述焊丝150由所述焊丝夹具104固定，防止脱离(S10)。同时，向所述焊丝150通过张力的所述焊丝张力器控制部件202由于所述NSOP信号停止所述焊丝张力器102的所述操作(S12)。所述防止焊丝脱离信号由所述NSOP信号清除。
下一步，如图8A所示，所述焊头110在Z方向上升，移至所述第一焊面501之上，然后在X-Y方向移至与所述第一焊面501不同的另一个特定位置(S14)。所述焊头110的所述移动是由所述平台和Z轴控制部件210的所述操作进行。所述焊头110移至过去输入之固定坐标定义的特定位置，例如加热块上的预定位置，或者向所述第一焊接坐标增加预定偏离坐标而获得的坐标定义的特定位置。在所述第一焊接不粘的情况下，由操作员的选择可以略去上述步骤S14。在这种情况下，在所述焊头110置于所述第一焊面501之上的状态下执行以下步骤。
下一步，如图8B所示，所述焊头110在Z方向下降并停止在预定高度L。为了设定所述焊头110的停止位置，事先向系统输入在粘连状态下所述丝尾下降时，所述丝尾的所述长度变为最优例如600μm时的Z轴坐标。
下一步，如图8C所示，在所述焊丝夹具104打开时，所述焊丝150从夹住状态释放(S18)。所述超声波发生器214使用超声波对所述焊丝150产生振动(S20)。由于所述焊丝150没有被所述焊丝夹具104固定，所述焊丝150自然地在下降方向滑动。在这个步骤中，所述焊丝150的端部暴露在所述毛细管108的出口之外。
结合上述超声波或者单独通过操作所述空气喷具106向所述焊丝150施加气压，能够强制降低所述焊丝150(S20)。如图9所示，在所述空气喷具106的端部形成了贯通凹槽106’(所述焊丝150从其通过)，在所述通孔106’的两侧都形成了气流路径107，以便供应压缩空气。所述气流路径107连接到所述空气喷具106中的空气供应线路109。强制流经所述空气供应线路109的所述压缩空气分到两侧的所述气流路径107，吹向通过所述贯通凹槽106’的所述焊丝150。吹向所述焊丝150的所述压缩空气流经所述毛细管108，以便降低所述焊丝150和所述毛细管108之间的摩擦力。尤其是当所述焊丝150的熔化的尖端粘附在所述毛细管108的端部或其内表面时，所述压缩空气用于使它们分离。
如图10A和图10B所示，所述空气喷具106以铰链连接到支撑着加热块402的丝焊机基座404的一侧。如图10A所示，所述空气喷具106不操作时折叠保存，不影响所示焊头110的移动。如图10B所示，所述空气喷具106由驱动信号操作时，由液压缸406移至所述焊丝夹具104和所述毛细管108之间。本实施例的所述空气喷具106不像图2所示的常规技术，直接在所述毛细管之上吹送所述压缩空气，所以能够降低所述焊丝150和所述毛细管108之间由于熔化而产生的摩擦力。因此，便于使所述焊丝150下降。尤其是因为直接在支撑着所述焊丝150的所述毛细管之上吹送所述压缩空气，减少了所述焊丝150的部分弯曲，所以进一步便利了所述焊丝150的所述下降。
此外，如图8C所示，在邻近所述毛细管108的位置形成了冲击结构505，而且对所述毛细管108施加特定的振动以便撞向所述冲击结构505。因此，所述焊丝150脱离所述焊丝150和所述毛细管108之间的所述摩擦力，下降至所述毛细管108之外。
通过监视所述丝尾152是否粘连在底面503上(S22)，强制所述焊丝下降的所述步骤S20重复进行，直至所述丝尾152粘连在所述底面503上。
当所述丝尾152接触所述底面503，因此保证了预定的丝尾长度L时，所述焊丝夹具104固定所述焊丝150(S24)。所述平台和Z轴控制部件210移动所述焊头110。当所述焊头110到达进行所述EFP放电的预定高度时，就停止上升(S26)。通过从所述高压发电机216施加电压在所述焊丝150的所述尖端和其邻近的所述放电电极之间进行放电(S28)。结果随着所述焊丝150的所述尖端熔化就形成了圆球(FAB)。对所述焊丝夹具104和所述放电电极之间的放电电压进行检测。如果没有检测到放电电压中的变化，所述主机250就判断所述放电是否没有进行(S30)。所以，重复上述步骤S16-S30。即使在根据所述放电在所述焊丝150的所述尖端形成了所述球，为了完全消除由于产生NSOP对所述下一焊接的任何不利影响，根据操作员的判断可以进一步执行所谓的半周期S32。在所述半周期中，所述焊头110下降至预定高度，使得所述焊丝150处于粘连状态，以便优化所述丝尾152的所述长度，然后所述焊头110上升至所述放电高度并进行所述放电，所以在所述焊丝150的所述尖端形成球(FAB)。通过所述半周期可以在所述焊丝150的所述尖端形成优良形态的球(FAB)。
如图5所示，如果在所述焊丝150和所述第一焊面之间测出的电阻值小于所述训练电阻值，就判定所述焊丝150处于粘连状态，即所述焊丝150已经焊接在所述第一焊面上，然后移动所述焊头110(P20)并进行第二焊接(P22)。在进行所述第二焊接的所述步骤中，检测所述焊丝150和所述第二焊面之间焊接是否存在(P24)。如果所述测量出的电阻值大于所述训练电阻值，就判定所述焊丝150从所述焊面分离(P26)并产生短尾信号(P28)。然后，执行图11所示的一系列自动成球步骤。
图12是一幅时序图，展示了根据所述焊头的Z方向位置在产生所述短尾信号时所述丝焊机的内部信号。参考图12，所述主机250在所述第二焊接开始时的时间点t3产生防止焊丝脱离信号，所述焊接监视部件205对其响应监视所述焊丝150的焊接状态。换言之，测量所述第二焊面和所述焊丝150之间的电阻值。如果测出的所述电阻值高于在所述初始训练时测出的所述电阻值，所述焊接监视部件205就判定所述焊丝150处于不粘状态并产生短尾信号。在图12中，在所述焊头110开始上升的时间点t4产生短尾。所述计数器212由开始信号启用，由所述短尾信号禁用，以便从所述开始点t4至短尾信号产生点t5进行计数操作。
所述焊丝夹具控制部件204响应所述短尾信号，输出焊丝闭合信号。所以所述焊丝150由所述焊丝夹具104固定(F10)，防止从所述毛细管108脱离。同时，所述短尾信号停止所述焊丝张力器102的所述操作(F12)。
产生所述短尾信号时，所述焊丝夹具控制部件204从所述计数器212读出计数数据。所述焊丝夹具控制部件204使用所述读取的计数数据按照所述焊头110的上升速度计算丝尾长度(F14)。所述丝尾的所述长度算出之后，判断所述丝尾的所述长度是否足以成球(FAB)(F16)。在进行所述焊接过程之前，向系统输入成球所需的所述丝尾的所述长度。如果尽管产生了所述短尾，仍然判定所述丝尾的所述长度足以成球，就把所述焊头110提升至所述放电高度(F30)。通过驱动所述高压发电机216进行放电(F32)。如果判定所述丝尾的所述长度不足以成球，所述焊头110就在所述Z方向提升或者在提升后在XY方向移至与所述第二焊面不同的特定位置(F18)。所述焊头110移至所述特定位置后，在所述Z方向降低以到达预定高度(F20)。打开所述焊丝夹具104使所述焊丝150下降(F22)，使得所述丝尾粘连在所述底面上。可以通过向所述丝尾施加超声波或者通过操作所述空气喷具106注入压缩空气，强制所述焊丝150下降(F24)。通过定期监视所述丝尾是否粘连在所述底面(F26)，重复上述步骤，直至所述丝尾处于粘连在所述底面的状态。下一步，闭合所述焊丝夹具104(F28)并把所述焊头110提升至预定高度(F30)以便进行放电(F32)，确认所述放电(F34)，执行所述半周期(F36)。
这时，如果所述焊丝150和所述第二焊面之间测出的所述电阻值小于所述训练电阻值，如图5所示，就判定所述焊丝150处于粘连状态，换言之，所述焊丝150和所述第二焊面被焊接在一起。然后，闭合所述焊丝夹具104以固定所述焊丝150并把所述焊头110提升至所述放电高度(F30)。
当所述焊头110到达要进行放电的预定高度时，所述焊接监视部件205测量所述焊丝150和所述焊面之间的电阻值(P32)。所述焊面尤为强调所述第一焊面。不过，在实际系统的实施例中，由于更方便的是使所述第一焊面和所述第二焊面共同接地，所以在所述第一焊面和所述第二焊面之间没有显著的差异。如果所述测出的电阻值小于所述训练电阻值，就判定所述焊丝150从所述第二焊面分离(P34)。所述焊接监视部件205产生NSOL信号(P36)，所述丝焊机对其响应，依次执行图13所示的所述自动成球步骤。换言之，所述焊头110在所述Z方向提升所述焊头110，并且在所述XY方向移至所述第二焊面以外，移至另一位置，例如所述引线框架或所述加热块之上(G10)。如图14A所示，在所述焊头110移动的步骤期间，所述焊丝150由于张力处于剪切状态，在其所述尖端处形成了折叠的端部158。然后，所述焊头在所述Z轴方向下降(G12)并对于所述第二焊面以外的所述底面503进行焊接(G14)。通过提升所述焊头110使所述焊丝150从所述底面503分离。所述折叠的端部158和熔化部位159留在所述底面503上，并在所述毛细管108以外形成了预定长度L的所述丝尾152，如图14B所示。下一步，沿着所述Z轴提升所述焊头110(G16)，当所述焊头110到达所述放电高度时，通过放电在所述焊丝150的所述尖端形成所述球(FAB)(G18)。检测所述放电电压中的变化(G20)。如果没有进行放电，就执行延伸所述丝尾152至预定长度的步骤。换言之，所述焊头110下降至预定高度(G22)，打开所述焊丝夹具104(G24)，操作超声波振动器和/或空气喷具(G26)，所以在所述焊头110之下形成具有预定长度的所述丝尾。为了优化所述丝尾的所述长度，重复上述步骤，直至所述丝尾粘连在所述底面上(G28)。如果保证了预定长度的所述丝尾，就闭合所述焊丝夹具104(G30)并提升所述焊头110(G16)以便进行所述放电(G18)。这时，进行所述放电之后，为了消除对下一步焊接过程的不利影响，可以再次进行放电(半周期，G32)。
在图5中如果所述焊丝150和所述第二焊面之间测出的所述电阻值大于所述训练电阻值，就判定所述焊丝150粘连在所述第二焊面上。如果输入了终止信号(P38)，就终止所述焊接过程(P42)。否则，进行放电以成球(P40)，所述焊头110移至下一个第一焊面。
如上所述，根据本发明的所述丝焊方法及采用该方法的丝焊机具有以下优点。
首先，防止了所述焊丝从所述焊面分离而产生的所述焊丝的脱离。换言之，根据所述常规技术，当所述焊丝从所述焊面分离时，所述焊丝从所述毛细管脱离或者被拉进所述毛细管，所以需要所述焊丝的重新安装。反之，根据本发明，由于监视所述焊丝和所述焊面之间的所述粘附状态以检测所述焊丝的分离并同时固定所述焊丝，所以能够改进所述焊接过程中的生产率和设备的所述运行率。
其次，在所述焊丝的尖端能够形成优良形态的球(FAB)。根据本发明，使所述丝尾的所述长度最优并进行所述放电，所以在所述焊丝的尖端能够形成优良形态的球。
第三，由于无须操作员的干预而能够自动进行所述自动成球过程，改进了所述丝焊过程的所述生产率和工作便利性。
第四，按照根据本发明的所述丝焊过程，监视在每个步骤中可能产生的所有类型的不粘现象，比如所述第一焊接步骤、所述第二焊接步骤和所述焊头上升步骤，并且自动进行对所述各个步骤适当的处理。
第五，采用了多种方法强化所述焊丝从所述毛细管下降，所以容易进行所述丝尾长度的所述优化。同时，通过采用所述空气喷具向所述焊丝吹送压缩空气，减少了所述焊丝和所述毛细管之间的所述摩擦力，便利了所述焊丝的下降。尤其是所述空气喷具在所述毛细管和所述焊丝夹具之间操作，所以防止了所述焊丝的部分弯曲。
虽然已经参考其优选实施例，具体地显示和介绍了这项发明，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离由附带的权利要求书定义的本发明实质和范围的情况下，在形式和细节上可以对其作出多种改变。
权利要求
1.一种电连接半导体芯片和引线的丝焊方法，包括第一焊接步骤，带有焊丝的焊头向第一焊面下降并进行焊接；第二焊接步骤，所述焊头移至第二焊面并进行第二焊接；以及成球步骤，通过在所述焊丝的尖端放电而形成球，其中，在所述第一焊接开始后进行自动成球步骤，所述自动成球步骤包括当使用电信号判定所述焊丝没有粘在所述第一焊面时产生不粘信号；响应所述不粘信号固定所述焊丝以防止焊丝脱离；从所述焊头抽取丝尾至预定长度，以及进行放电以便在所述焊丝的尖端形成球。
2.根据权利要求1的丝焊方法，其中，在产生所述不粘信号时，测量所述焊丝和所述第一焊面之间的电阻值，当所述测量出的电阻值大于训练的电阻值时，就产生所述不粘信号。
3.根据权利要求1的丝焊方法，其中，所述抽取丝尾的步骤包括从底面分离所述焊头至预定高度；强制所述丝尾下降以接触所述底面；判断所述丝尾是否对于所述底面处于粘连状态；以及移动所述焊头至放电高度。
4.根据权利要求3的丝焊方法，其中，在强制所述丝尾下降时，向所述焊头施加超声波振动。
5.根据权利要求3的丝焊方法，其中，在强制所述丝尾下降时，向所述焊丝吹送压缩空气。
6.一种电连接半导体芯片和引线的丝焊方法，包括第一焊接步骤，带有焊丝的焊头向第一焊面下降并进行焊接；第二焊接步骤，所述焊头移至第二焊面并进行第二焊接；以及成球步骤，通过在所述焊丝的尖端放电而形成球，其中，在所述第二焊接开始后进行自动成球步骤，所述自动成球步骤包括当使用电信号判定所述焊丝没有粘在所述第二焊面时产生不粘信号；响应所述不粘信号固定所述焊丝以防止焊丝脱离；以及进行放电以便在所述焊丝的尖端形成球。
7.根据权利要求6的丝焊方法，其中，在产生所述不粘信号时，测量所述焊丝和所述第二焊面之间的电阻值，当所述测量出的电阻值大于训练的电阻值时，就产生所述不粘信号。
8.根据权利要求6的丝焊方法，在所述固定所述焊丝之后，进一步包括计算丝尾的长度；判断所述丝尾的所述长度是否足以成球；以及如果判定所述丝尾的所述长度不足，就把所述丝尾抽取至预定长度。
9.根据权利要求8的丝焊方法，其中，所述抽取丝尾的步骤包括从底面分离所述焊头至预定高度；强制所述丝尾下降以接触所述底面；判断所述丝尾是否对于所述底面处于粘连状态；以及移动所述焊头至放电高度。
10.根据权利要求9的丝焊方法，其中，在强制所述丝尾下降时，向所述焊头施加超声波振动。
11.根据权利要求9的丝焊方法，其中，在强制所述丝尾下降时，向所述焊丝吹送压缩空气。
12.一种电连接半导体芯片和引线的丝焊方法，包括第一焊接步骤，带有焊丝的焊头向第一焊面下降并进行焊接；第二焊接步骤，所述焊头移至第二焊面并进行第二焊接；以及成球步骤，在所述焊头上升后通过在所述焊丝的尖端放电而形成球，其中，在所述焊头上升后进行自动成球步骤，所述自动成球步骤包括当使用电信号判定所述焊丝没有粘在所述第二焊面时产生不粘信号；响应所述不粘信号由操作员把所述焊头移至预置位置；形成从所述焊头暴露预定长度的丝尾；以及进行放电以便在所述焊丝的尖端形成球。
13.根据权利要求12的丝焊方法，其中，在产生所述不粘信号时，测量所述焊丝和所述第一焊面之间的电阻值，当所述测量出的电阻值小于训练的电阻值时，就产生所述不粘信号。
14.根据权利要求12的丝焊方法，其中，所述形成所述丝尾包括通过使所述焊头下降对于底面进行焊接；以及使所述焊头上升至放电高度。
15.一种丝焊机，包括电连接半导体芯片和引线的焊头，其中安装着焊丝；以及空气喷具，对所述焊丝吹送压缩空气，使得通过所述焊头并向下暴露的丝尾的长度增大。
16.根据权利要求15的丝焊机，其中，所述焊头包括引导所述焊丝的毛细管；以及安装在所述毛细管之上、通过开和闭以夹住/释放所述焊丝的焊丝夹具，其中，所述空气喷具向暴露在所述毛细管和所述焊丝夹具之间的所述焊丝吹送压缩空气。
17.根据权利要求16的丝焊机，其中，所述空气喷具安装在支撑着引线框架的丝焊机基座的一侧上并能够围绕枢轴转动。
全文摘要
本发明提供了电连接半导体芯片和引线的丝焊方法，包括第一焊接步骤，带有焊丝的焊头向第一焊面下降并进行焊接；第二焊接步骤，所述焊头移至第二焊面并进行第二焊接；以及成球步骤，通过在所述焊丝的尖端放电而形成球。在所述第一焊接开始后进行自动成球步骤。所述自动成球步骤包括当使用电信号判定所述焊丝没有粘在所述第一焊面时产生不粘信号，响应所述不粘信号固定所述焊丝以防止焊丝脱离，从所述焊头抽取丝尾至预定长度，以及进行放电以便在所述焊丝的尖端形成球。
文档编号H01L21/60GK1700433SQ20051006517
公开日2005年11月23日 申请日期2005年4月13日 优先权日2004年5月20日
发明者姜炅完, 金己冬, 郑容福, 金国焕, 安根植 申请人:三星Techwin株式会社