专利名称：均温打线热板装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于集成电路(IC: Integrated Circuit)芯片与构装承载器 以打线接合的方式完成电性连接，尤其是有关于打线接合的温度控制。
背景技术：
集成电路的制程可区分为前期工程及后期工程，前期工程主要包括有 成膜、印刷蚀刻、热处理等制程，而后期工程则包含有组装、加工及测试 等步骤。无论前期工程的完成度有多高，集成电路(IC)芯片必须与构装的 承载器完成电性连接，才能发挥已有的功能。现有的电子构装主要通过三种方法来电性结合承载器与IC芯片，第一 种方法为TAB(Tape Automated Bonding)技术，即使用搭载有电路引脚图 型的巻带与IC芯片进行接合，依巻带的结构又可以区分成为单层、双层与 三层三种，其中单层巻带可以用铜、铝、镍、钢或不锈钢的薄片制成，其 价格低廉，但不能进行电性测试且容易发生变形则为其主要的缺点。双层 巻带则是将高分子材料涂布于铜箔上，再以蚀刻的方法分别制成电路引脚 图型及巻带上的组件孔(Device Hole),其可提供较佳的强度，但具有容 易扭曲变形且价格昂贵的缺点。三层巻带的TAB技术可以提供复杂的电路 引脚图型设计及引脚的平整度，但其成本高昂、制程复杂，并且因为巻带 使用黏着剂而有不适于高温接合制程的缺点。第二种方法为覆晶接合(Controlled Collapse Chip Connection), 其是先在IC芯片的接垫上长成焊锡凸块(Solder Bump)，将IC芯片置放于 所构装的承载器上，并在完成接垫对位后，再以回焊热处理配合焊锡熔融 时的表面张力效应，使得焊锡成球并完成IC芯片与构装承载器的接合，然而IC芯片与承载器间的热膨胀系数的差异会导致材料的疲劳，这是覆晶接合中焊锡凸块破坏的主要原因，其中尤以热疲劳效应为所需克服的重点。 因此，上述二种电性接合方式都有其成本高昂、制造程序繁琐等缺点，且由于技术性的问题，覆晶接合及TAB技术在实际生产线中仍需要许多经 验成本的投入与制程技术的克服，才得以提升生产良率。另一种方法则是打线接合(Wire Bonding)，其是在完成IC芯片与所欲 构装的承载器黏结后，以超音波接合、热压接合或热超音波接合等方法将 细金属线依序打在IC芯片与引脚架或是所欲构装基板的接垫(Pad)上而形 成电性连接。由于打线接合技术的简易性与便捷性，再加上长久以来使用 打线接合及与之相配合的机具、设备及相关的技术皆已十分成熟，且其自 动化的制程可以在极短的时间内完成复杂的作业，因此打线接合是现今电 子构装市场上所普遍采用的技术。在现有的打线接合技术中，金属线与接垫的结合必需要有温度能量的 介入才能达成。在现有技术中，如图1A、图1B所示， 一般是以一热板本体 4来提供打线接合所需的热量，现有的热板4具有一上表面1与一相对的下 表面2(请参阅图2A、图2B)，该上表面l内设有双排打线区ll，其用以将金 属线与IC芯片(图中未示)进行电性连接。图2A、图2B为现有技术中打线装 置的仰视示意图，其中可以看到，该下表面2包含有一加热区23，可将该 下表面2分隔成为至少一第一区域21以及一第二区域22，且其可外接一加 热组件(图中未示)，以提供热量至上表面l上的打线区ll内。但是这种现有的配置，在实际生产过程中会产生加热及受热不均的 问题，易于生产制程中产生冷焊、空焊等降低良率的现象，严重时甚至造 成集成电路的短路，再者打线接合机台在冷机与热机状态间会有性能表现 上的差异，因此受热不均的现象更会影响到机台温度的变化，进而产生悍 线废品。综上所述，现有集成电路(IC)芯片与构装的承载器电性连接的方式均 有其缺陷，然而打线接合技术简易便捷，现有市场占有的使用率最高，因 此本发明旨在提供一种均温打线热板装置，以克服现有技术的缺点。发明内容为解决前述问题，本发明的目的在于提供一种均温打线热板装置，其可避免集成电路(IC)芯片与构装的承载器电性连接的制程中，发生冷焊、空焊或是跳脚的现象，从而提升ic封装体的良率。本发明的另一目的在于提供一种均温打线热板装置，其尺寸上具有特殊设计，可以减少打线接合制程中，细金属线电性连接该IC芯片与引脚架 或是所欲构装的基板的接垫(Pad)时，因温度差异过大所造成接点不良而 致报废的情形。更进一步地，本发明还可以改善打线接合制程中热能传导分布不均所 产生的变异性，进而降低打线接合机台在冷机与热机状态间所产生的性能 表现差异。为实现上述目的，本发明提供一种均温打线热板装置，其包含有一热 板本体，具有一上表面及一相对的下表面，该下表面具有一加热区，可将该下表面分隔为至少一第一区域以及一第二区域；至少一排打线区，其设 置于该热板本体的上表面上；导热材料，设置在该第一区域及第二区域内， 并与之形成可导热的接触状态。依据本发明的较佳实施例，该导热材料包含一铜片，设置于该均温打 线热板装置的下表面上，其厚度为3公厘，且该导热材料的表面积占该下 表面积的百分之八十。依据本发明的较佳实施例，该导热材料可以机械固定方式设置于该均 温打线热板装置的下表面上，该机械固定方式可以是螺钉或是插销，再配 合螺孔或是孔洞而形成固定状态，或者可于该导热材料上涂布黏着剂，以 供将该导热材料黏着固定于该下表面上，或者该导热材料可以电镀或陶瓷 镀膜方式形成于该热板的下表面上。依据本发明的较佳实施例，进一步包含在该均温打线热板装置的下表 面内设置一凹入部，且该导热材料是嵌入而紧配固定于该凹入部内，或者 于该导热材料可以黏着剂加以黏着固定于该凹入部内。与现有的打线装置相比，本发明的均温打线热板装置可以避免在集成电路(IC)芯片与构装的承载器电性连接的制程中，发生冷焊、空焊或是跳脚的现象，从而提升ic封装体的良率，除此之外，本发明的均温打线热板装置构造简单，成本低廉且制造简易，又能有效地提供均匀的热传导。
图1A、图1B为现有技术中打线装置的俯视示意图。图2A、图2B为现有技术中打线装置的仰视示意图。图3A为本发明均温打线热板装置的一实施例的俯视示意图。图3B为本发明均温打线热板装置的一实施例的仰视示意图。图4为本发明均温打线热板装置的另一实施例的仰视示意图。图5A为本发明均温打线热板装置的再一实施例的仰视示意图。图5B为本发明均温打线热板装置的侧视示意图。
具体实施方式
以下将配合图示来说明本发明的均温打线热板装置。图3A为本发明均 温打线热板装置的一实施例的俯视示意图，如图3A所示，本发明的均温打 线热板装置包含有一热板本体40，其具有一上表面10与一相对的下表面 20(请参阅图3B)，以及至少一排打线区101设置于该上表面10上。在此特 别要说明的是，"上"以及"下"在此是指图式中所示的方向，主要是配 合于说明而使用的方向词汇，与该热板本体或是本发明的均温打线热板装 置在实际使用上并无必然的关系，仅为实施本发明的一种态样，本发明并 不仅限于上下相对的表面。图3B为本发明均温打线热板装置的一实施例的仰视示意图。如图3B所 示，热板本体40的下表面20具有一加热区203，将该下表面20分隔为至少 一第一区域201及一第二区域202，并且这些区域201及202排列的方向与该 打线区101(请参阅图3A)的排列方向大致垂直。该热板本体40的材料可为 调质钢或是高碳钢。在本实施例中，该第一区域201及第二区域202内皆具有一凹入部301， 其内可分别以干涉配合或是嵌入的方式固定一导热材料30。或是以涂布黏 着剂的方式将该导热材料30黏着固定于该凹入部301内。该导热材料30与 热板本体40形成可导热的接触状态。导热材料30是由铜、银、金或其合金 所制成。图4为本发明均温打线热板装置的另一实施例的仰视示意图。如图4所 示，本发明的均温打线热板装置包含有一热板本体400，其具有一上表面 (与图3A中标号100者相同)及一相对的下表面200，该下表面200上设有一 加热区2033，其将该下表面200分隔为至少一第一区域2011及一第二区域 2022。本发明进一步包含有一导热材料300，在此实施例中，该导热材料 300是以涂布黏着剂的方式，直接固定于该下表面200上，而这些第一及第 二区域2011、 2022上未设置前一实施例的凹入部。该黏着剂可为导热银胶。 根据本发明，该导热材料30为一扁平块体，其厚度为3公厘，而其表面积 总和占该下表面200表面积的百分之八十，此一尺寸设计可以减少在打线 接合的制程中，在细金属线电性连接该IC芯片与引脚架或是所欲构装的基 板的接垫(Pad)上时，因温度差异过大所造成的报废情形。图5A为本发明均温打线热板装置的再一实施例的仰视示意图，而图5B 则为该均温打线热板装置的侧视示意图。本发明的均温打线热板装置包含 有一热板本体4000,其具有一下表面2000，该下表面2000上设有一加热区 20333，其将该下表面2000分隔为至少一第一区域20111及一第二区域 20222，在这些区域20111、 20222上设置一导热材料3000，其中该下表面 2000的第一区域2011及第二区域2022内设置有一孔洞5，可供一插销插入 (图中未示)，以使得该导热材料3000固定于下表面2000上。该插销的材料 是选自包含有铜、银、金及其合金的材料的族群。根据本实施例，还可以 在该插销与孔洞间灌注导热胶。另外，该导热材料3000可以一螺钉(图中 未示)与该孔洞5彼此螺合，而将该导热材料3000固定于下表面2000上。该 螺钉的材料是选自包含有铜、银、金及其合金的族群。特别说明的是，图 示中该插销、螺钉以及孔洞的数量，仅为一特定实施例并不能用来限定本发明。除此之外，该导热材料3000可以由任何适当的方式加以形成于该下 表面2000上，例如电镀、陶瓷镀膜或其它该技术领域中所熟知的技术。本发明的均温打线热板装置的构造简单，制造、安装以及加工容易， 生产成本低廉，现有的打线机具还可以完全保有制程作业上的便利性，再 有，本发明不仅能充分有效地提供均匀的热传导，还能减少冷焊、空焊或 是跳脚现象发生的机率，立即提升了生产良率。
权利要求
1.一种均温打线热板装置，包含一热板本体及至少一排打线区，所述热板本体具有一上表面以及一相对的下表面，所述下表面具有一加热区，其将所述下表面分隔为至少一第一区域以及一第二区域，打线区设置于所述热板的上表面；其特征在于其还包括一导热材料，设置在所述第一区域及第二区域，并与之形成可导热的接触状态。
2. 如权利要求1所述的均温打线热板装置，其特征在于所述导热材 料为一扁平物体，其表面积占所述下表面积的百分之八十。
3. 如权利要求1所述的均温打线热板装置，其特征在于所述导热材 料是以机械方式加以固定在所述下表面上。
4. 如权利要求6所述的均温打线热板装置，其特征在于所述机械方 式包含有一插销，可插入设置于热板本体下表面上的孔洞，而将导热材料 固定于所述下表面上。
5. 如权利要求6所述的均温打线热板装置，其特征在于所述机械方 式包含有螺钉，其可螺合于设置在热板本体下表面上的螺孔内而将导热材 料固定于所述下表面上。
6. 如权利要求7所述的均温打线热板装置，其特征在于所述插销的 材料是选自包含有铜、银、金及其合金的族群，且其中在所述插销与孔洞 间灌注导热胶。
7. 如权利要求1所述的均温打线热板装置，其特征在于所述导热材 料是以黏着剂加以固定于所述下表面上，该黏着剂更佳的为导热银胶。
8. 如权利要求1所述的均温打线热板装置，其特征在于所述第一区 域及第二区域皆具有一凹入部，且所述导热材料是嵌入并固定于所述凹入 部内。
9. 如权利要求13所述的均温打线热板装置，其特征在于所述导热材 料是以干涉配合固定于所述凹入部内。
10. 如权利要求13所述的均温打线热板装置，其特征在于所述导热 材料是以黏着剂加以固定于所述凹入部内。
11. 如权利要求l所述的均温打线热板装置，其特征在于所述导热材 料是以电镀或陶瓷镀膜的方式形成于所述第一区域以及第二区域上。
全文摘要
本发明提供一种均温打线热板装置，包含有一热板本体，热板本体具有一上表面及一相对下表面，该下表面具有一加热区，其将该下表面分隔为至少一第一区域及一第二区域，本发明还包含有至少一排打线区，设置于该热板的上表面，以及一导热材料，设置在该第一区域及第二区域内，并与该第一区域及第二区形成可导热的接触状态。
文档编号H01L21/02GK101252095SQ20081008613
公开日2008年8月27日 申请日期2008年3月11日 优先权日2008年3月11日
发明者孙士雄 申请人:日月光半导体制造股份有限公司