专利名称：用于引线键合的加热块的制作方法
技术领域：
本发明属于半导体封装领域，具体地讲，本发明涉及一种用来防止键合区域氧化的加热块。
背景技术：
半导体封装过程用来提供封装构造以保护半导体芯片，使半导体芯片在通电工作时能够避免发生外力碰撞、灰尘污染、受潮或氧化等问题，从而利用封装构造来提高半导体的使用可靠性并延长半导体的使用寿命。在现有的半导体封装过程中，通常先制得半导体晶片并对其进行测试，接着将通过测试的半导体晶片切割成多个半导体芯片，然后将各半导体芯片固定到引线框架(lead frame)或封装基板上，以执行引线键合(wire bonding) 工艺。最后，利用包封材料包覆半导体芯片、焊线以及引线框架或封装基板的部分表面，从而完成半导体封装过程。图1示出了根据现有技术的引线框架的封装过程的示意性剖视图。参照图1，芯片102固定在引线框架104上，并通过焊线103与引线框架104电连接，引线框架104置于并固定在压板101和加热块105之间，加热块105中设置有通孔106， 通过通孔106引入保护气体来吸住引线框架104以加强引线框架104的稳定性。图1所示的普通加热块的设计并没有保护键合区域的作用，这样在高温下执行引线键合时，引线框架容易被氧化，从而影响键合质量。图2示出了根据现有技术的加热块的示意性结构图。参照图2，该加热块具有支撑芯片安装板132的第一平面IOOa以及围绕且高于第一平面IOOa的第二平面100b，其中，注入孔114形成在第一平面IOOa的外围，用来注入保护气体(例如，N2)以保护引线框架104免受空气的影响，吸收孔110形成在第一平面IOOa 的中心，用来将注入的保护气体吸收到吸收孔110中而排出。在图2中，保护气体通过进气通道116流入引线框架104与加热块之间的空间中，并通过排气通道112排出到引线框架 104外部。如图2所示，保护气体位于引线框架与加热块之间的空间中，从而保护引线框架免受空气或氧气的影响而不被氧化，但是保护气体不能保护焊线。当焊线不是金线而是铜线或者银线时，保护气体就起不到保护整个键合区域的作用。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种新型的能够防止键合区域被氧化的用于引线键合的加热块。本发明提供了一种用于引线键合的加热块，其中，将要被键合的芯片和引线框架放置在所述加热块上，所述加热块具有第一表面和围绕所述第一表面且高于所述第一表面的第二表面，所述将要被键合的芯片位于所述第一表面上，所述引线框架位于所述第二表面上，其中，所述加热块设置有进气口和与进气口流体连通的气体通道以及出气口，使得保护气体经所述进气口通过所述气体通道进入键合区域然后经所述出气口排到所述加热块的外部。 根据本发明，所述气体通道设置在所述加热块的内部并位于所述第二表面下方。根据本发明，通过设置在所述加热块外部的气体源提供所述保护气体。根据本发明，所述进气口可以设置在所述加热块的侧面。根据本发明，所述进气口可以设置在所述加热块的背面。根据本发明，所述出气口至少为两个，并且对称地布置在所述加热块的外围。根据本发明，所述保护气体为氮气或者氮气和氢气的混合气。根据本发明，通过在加热块中设计气体通道，使保护气体通过气体通道进入键合区域，从而保护键合区域的引线框架与将要键合的焊盘不被氧化，因此能够提高键合质量。
包括附图来提供对本发明的进一步理解，并且附图包含在该说明书中并且构成该说明书的一部分。附图示出了本发明的示例性实施例，并且与描述一起用来解释本发明的原理。在附图中图1示出了根据现有技术的引线框架的封装过程的示意性剖视图；图2示出了根据现有技术的加热块的示意性结构图；图3示出了根据本发明一个实施例的加热块的结构的示意性剖视图；图4示出了根据本发明一个实施例的加热块的结构的示意性平面图；图5示出了根据本发明另一实施例的加热块的结构的示意性剖视图。
具体实施例方式现在将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例。在下面的描述中，仅仅提供诸如详细构造和组件的具体细节来帮助对本发明的示例性实施例的整体理解。因此，本领域技术人员应当清楚的是，可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下对在此描述的实施例做出各种改变和修改。此外，为了清晰和简洁起见，省略了对公知功能和构造的描述。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。在附图中，相同的标号表示相同的元件。根据本发明，为了防止在执行引线键合时键合区域的氧化，在加热块中设置了进气口和气体流动通道，从而保护气体通过进气口和气体流动通道进入键合区域以防止键合区域的引线框架与将要键合的焊线被氧化。下面将结合附图来详细地描述根据本发明的用于引线键合的加热块。图3示出了根据本发明一个实施例的加热块的结构的示意性剖视图，图4示出了根据本发明一个实施例的加热块的结构的示意性平面图。参照图3和图4，芯片2和引线框架4放置在加热块5上。如图3所示，加热块5 具有第一表面如和围绕第一表面如且高于第一表面fe的第二表面5b，芯片2位于加热块 5的第一表面fe上，引线框架4位于加热块5的第二表面恥上，其中，芯片2和引线框架4 通过焊线3电连接。根据本发明，参照图3，加热块3设置有进气口 80和与进气口 80流体连通的气体通道8，使得保护气体沿图3中的箭头所指的方向从进气口 80通过气体通道8进入键合区域，从而防止键合区域的引线框架8与将要键合的焊线3被氧化。此外，与现有技术一样， 在加热块3中还设置有真空孔6，用于吸住引线框架4，以固定引线框架4。如图3所示，气体通道8可以位于加热块5的第二表面恥的下方，并且设置在加热块5的内部。根据本发明的一个实施例，进气口 80可以位于加热块5的侧面，从而保护气体通过设置在加热块5的侧面的进气口 80经气体通道8进入键合区域。虽然在图3中未示出，但是可以在加热块5的外部设置气体源，用来向加热块5提供保护气体(例如，氮气(N2))。参照图4，根据本发明的加热块还可以包括设置在加热块5的外围上的出气口 9， 以在引线键合完成后将键合区域中的保护气体排到加热块5的外部。如图4所示，可以设置至少两个出气口 9，并且所述至少两个出气口 9可以对称地设置在加热块5的外围。根据本发明的一个实施例，可以设置三个出气口，使得这三个出气口对称地布置在加热块的外围。根据本发明的另一实施例，可以设置四个出气口，使得这四个出气口对称地布置在加热块的外围。然而，本发明不限于此；出气口的数量可以根据实际需要进行设定。下面将参照图3和图4来描述利用根据本发明的加热块执行引线键合的方法。在执行引线键合时，将加热块5加热到执行引线键合所需的温度，然后通过设置在加热块5外部的气体源(未示出)通过进气口 80向加热块内部通入保护气体(例如， N2),从而保护气体通过气体通道8进入键合区域，然后利用劈刀11执行引线键合。这样， 在执行引线键合的过程中，由于引线框架4和焊线3处于保护气体的气氛下，从而能够保护键合区域的引线框架4与将要键合的焊线3不被氧化。另外，由于保护气体会被加热块5加热，如果保护气体为还原性气体，则被加热后气体的还原效果更好，对于键合区域的保护更好，从而提高键合质量。根据本发明的一个实施例，保护气体可以为氮气(N2)，或者可以为氮气和氢气的混合气。图5示出了根据本发明另一实施例的加热块的结构的示意性剖视图。除了进气口 80的位置之外，图5中示出的根据本发明另一实施例的加热块的结构与图3中示出的根据本发明一个实施例的加热块的结构基本相同。因此，为了避免冗余，将省略对相同部分的详细描述。参照图5，根据本发明的另一实施例，进气口 80可以设置在加热块5的背面，从而保护气体通过设置在加热块5的背面的进气口 80经气体通道8进入键合区域。利用图5中示出的加热块进行引线键合的方法与图3中示出的加热块进行引线键合的方法基本相同，为了简洁起见，这里不再进行赘述。根据本发明，通过在加热块中设计气体通道，使保护气体通过气体通道进入键合区域，从而保护键合区域的引线框架与将要键合的焊盘不被氧化，因此能够提高键合质量。已经在此公开了示例性实施例，虽然采用了特定的术语，但是仅在一般的、描述的意义上而不是出于限制的目的来使用和解释这些特定的术语。因此，本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。
权利要求
1.一种用于引线键合的加热块，将要被键合的芯片和引线框架放置在所述加热块上， 其特征在于所述加热块具有第一表面和围绕所述第一表面且高于所述第一表面的第二表面，所述将要被键合的芯片位于所述第一表面上，所述引线框架位于所述第二表面上，其中，所述加热块设置有进气口和与进气口流体连通的气体通道以及出气口，使得保护气体经所述进气口通过所述气体通道进入键合区域然后经所述出气口排到所述加热块的外部。
2.根据权利要求1所述的用于引线键合的加热块，其特征在于所述气体通道设置在所述加热块的内部并位于所述第二表面下方。
3.根据权利要求1所述的用于引线键合的加热块，其特征在于通过设置在所述加热块外部的气体源提供所述保护气体。
4.根据权利要求1所述的用于引线键合的加热块，其特征在于所述进气口设置在所述加热块的侧面。
5.根据权利要求1所述的用于引线键合的加热块，其特征在于所述进气口设置在所述加热块的背面。
6.根据权利要求1所述的用于引线键合的加热块，其特征在于所述出气口至少为两个，并且对称地布置在所述加热块的外围。
7.根据权利要求1所述的用于引线键合的加热块，其特征在于所述保护气体为氮气或者氮气和氢气的混合气。
全文摘要
本发明公开了一种用于引线键合的加热块，将要被键合的芯片和引线框架放置在所述加热块上，所述加热块具有第一表面和围绕所述第一表面且高于所述第一表面的第二表面，所述将要被键合的芯片位于所述第一表面上，所述引线框架位于所述第二表面上，其中，所述加热块设置有进气口和与进气口流体连通的气体通道以及出气口，使得保护气体经所述进气口通过所述气体通道进入键合区域然后经所述出气口排到所述加热块的外部。根据本发明，能够保护键合区域的引线框架与将要键合的焊盘不被氧化，从而提高了键合质量。
文档编号H01L21/60GK102569135SQ20121002648
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者张成敬 申请人:三星半导体(中国)研究开发有限公司, 三星电子株式会社