线接合组合件及方法
【专利摘要】本发明涉及线接合组合件及方法。将裸片(16)线接合到引线框架(50)的方法包括在引线框架(50)的裸片附接垫部分(12)上安装所述裸片(16)及在支撑板(60)上支撑所述引线框架(50)，所述支撑板(60)具有其中填充有多孔材料(80)的真空孔(64)。
【专利说明】线接合组合件及方法
【技术领域】
[0001]本申请案涉及线接合技术。
【背景技术】
[0002]线接合是一种将IC裸片连接到引线框架的常用方法。将接合线的一端焊接到裸片的接触垫且将接合线的另一端焊接到引线框架。存在两个主要种类的线接合:球接合及楔接合。每一者通常使用热、压力及超声能量的某一组合来进行焊接。球接合最经常用以进行接合线与裸片之间的连接。楔接合最经常用以将接合线连接至引线框架。接合线通常由铜或金制成。使用的接合线的直径可为小到15 μ m。用以执行线接合的工具从称作毛细管的针类装置施布接合线。在形成球接合时，毛细管在其尖端附近熔融小长度的线以形成熔融球。接着通过毛细管将熔融球按压在裸片上的接触点上，接着将毛细管拉出以在接触垫上形成球接合。当将毛细管从接触垫移开时，毛细管施布线，所述线保持连接到球接合。接着，毛细管移动到引线框架上方的位置，其中毛细管形成另一接合(通常为楔接合)以将裸片电连接到引线框架。
【发明内容】
[0003]一实施例揭示集成电路(“1C”)封装线接合组合件，其包括:引线框架支撑板，其具有延伸穿过其的真空孔；及多孔填充物材料，其定位于所述真空孔中。 [0004]另一实施例揭示将具有接触垫的IC裸片线接合到引线框架的方法，其包括:在引线框架的裸片附接垫部分上安装所述IC裸片；及在支撑板上支撑所述引线框架，所述支撑板具有其中填充有多孔材料的真空孔。
[0005]又一实施例揭示制作四方扁平无引线(“QFN”)封装的方法，其包括:用多孔材料填充支撑板中的真空孔；提供具有多个经整体连接的引线框架的引线框架条带；及将所述引线框架条带中的所述引线框架中的一者的裸片附接垫部分移动到在所述经填充真空孔正上方的位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是现有技术四方扁平无引线封装(QFN)的示意性剖视分解图。
[0007]图2是现有技术QFN的等距仰视图。
[0008]图3是现有技术引线框架条带的俯视平面图。
[0009]图4是图3的现有技术引线框架条带的一个引线框架面板的俯视平面图。
[0010]图5是适于支撑图4的引线框架面板的现有技术支撑板的俯视平面图。
[0011]图6是现有技术线接合组合件的示意性剖面图。
[0012]图7是IC裸片的俯视透视照片。
[0013]图8是新线接合组合件的示意性剖面图。【具体实施方式】
[0014]本说明书大体来说揭示集成电路(IC)封装线接合组合件8，图8。此组合件8包含具有延伸穿过其的真空孔64的引线框架支撑板60。将多孔填充物材料80插入于真空孔64中。组合件8还包含引线框架50，其具有裸片附接垫部分12及整体地附接到裸片附接垫部分12的引线部分14。引线框架50由支撑板60支撑，其中裸片附接垫部分12覆盖真空孔64。如此已大体上描述IC封装线接合组合件8，现将进一步详细地描述所述组合件及相关联的线接合方法。
[0015]图1图解说明现有技术四方扁平无引线封装(QFN) 10。图2是图1的QFNlO的仰视图。如图1中所展示，引线框架50的裸片附接垫(DAP)部分12与引线框架50的多个引线部分14定位成间隔开的关系。集成电路(IC)裸片16附接到DAP部分12，其中裸片接合材料18施加到DAP部分12的顶部表面19。多个接合线20通过球接合22附接到集成电路(“1C”)裸片16的顶部表面25上的接触垫24。接合线20的另一端通过楔(针脚式)接合26附接到引线14。IC裸片16及经附接的DAP部分12及接合线21通过一层囊封剂28相对于引线部分14固持成固定关系。囊封剂28完全地覆盖IC裸片16及接合线20而暴露DAP部分12的底部表面24以及引线部分14的底部及边缘表面，如图2中所展示。
[0016]一种制 作QFN的方法涉及从引线框架移除DAP部分12及引线部分14且接着将其放置在带条上的预定位置中。因此，在囊封之前，所述带以所需间距支撑DAP部分12及引线部分14。在线接合期间，将所述带支撑在多孔板上。经由多孔板跨越所述带的整个底部表面施加真空以将其固持到多孔板。在囊封之后必须将所述带移除。在线接合之前将DAP及引线放置在带上且接着在囊封之后移除带的步骤给QFN生产增加显著成本。
[0017]另一种制作QFN的方法是在DAP部分12及引线部分14各自仍为引线框架50的经整体连接部分时执行裸片附接、线接合及囊封步骤。在图4中由其中具有“ + ”符号的正方形示意性地展示引线框架50。QFN引线框架的各种形状在此项技术中是熟知的且因此未在本文中进一步描述。引线框架50连接到多个其它相同引线框架50。DAP12及引线14通过每一引线框架50的外围处的网带整体地连接。在称为单片化或切片的工艺中，在裸片附接、线接合及囊封之后将此外围网带修剪掉。在典型的3mmX3mm QFNlO中，引线框架50为3mmX 3mm且可从铜薄板模压。DAP12为大体正方形形状且针对3mmX 3mm封装可具有约1.9mmX 1.9mm 的 x、y 尺寸。
[0018]在前一段落中所描述类型的典型QFNlO形成工艺中，最初在包含多个引线框架面板42的引线框架条带40 (图3)中提供引线框架50。每一引线框架面板42包含多个经互连引线框架50，如图4中所展示。(呈此经互连状态的引线框架50在此项技术中有时称为“引线框架单元”。在此说明书中，“引线框架”用以指代其呈经互连状态及经分离状态两者的引线框架。)每一引线框架面板42内的引线框架50通过外围引线部分或网带(细节未展示)彼此连接，如此项技术中所熟知。在图4的图解说明中，引线框架面板42为15个引线框架宽及15个引线框架长。每一引线框架50包含裸片垫部分12及附接到外围网带的多个引线部分14。当引线框架50在引线框架条带40中时对个别引线框架50执行各种操作。此些操作包含裸片接合、线接合、囊封及最终单片化。在线接合期间将面板42放置在支撑表面上。针对较大引线框架，通过夹紧布置将个别引线框架50固持在适当位置中。然而，针对约5mmX5mm及更小的QFN，可不使用此类夹紧布置。因此，较小的QFN需要夹紧整个面板42的外围的夹紧设计。因此，具有(例如)15X15个单元的典型面板42仅在面板42的外围处夹紧。在此情形中，在线接合期间依靠真空抽吸来稳定DAP12。面板42支撑于支撑板60上。支撑板60具有顶部表面61且包括多个引线框架支撑单兀62,图5。每一支撑单元62具有延伸穿过其的真空孔64。引线框架面板42定位于引线框架支撑板60上以使得每一引线框架50直接定位于对应引线框架支撑单元62上方。引线框架50的每一 DAP部分12定位于对应真空孔64上方。DAP12定位于其上方的真空孔64具有大体上截头锥形状且在一个实施例中在板60的顶部表面61处为约Imm的直径。
[0019]图6示意性地图解说明典型的现有技术线接合操作。引线框架支撑板60定位于加热单元66上，加热单元66具有延伸穿过其的通路68，其中引线框架支撑板单元62中的真空孔64在一端且真空源69在另一端。引线框架引线部分14支撑于引线框架支撑单元62的邻近裸片垫12的顶部表面61上。
[0020]常规线接合剂机器70包含毛细管72，其从毛细管72的尖端76施布细线74，细线74可为直径约20.3μπι到50.3μπι的金线。毛细管72还具有加热源(未展示)，所述加热源可选择性地将热施加到从毛细管尖端76延伸的小长度的线74。热致使将小长度的线在毛细管尖端76处变换成熔融球78。在线接合期间，毛细管72降低到裸片12且将熔融球78按压在裸片12上的接触垫24上以形成将接合线20牢固地接合到裸片接触垫24的球接合22。在球接合操作期间，经由真空孔64施加真空以将DAP部分12牢固地固持在引线框架支撑单元62上的适当位置中。当然，应理解，多个支撑单元62中的每一者在其上支撑有引线框架50且将真空施加到所有这些支撑单元62中的对应真空孔64。一次一个裸片且一次一个接合地完成球接合直到完全地接合每一裸片的所有接合垫。将所有真空孔64连接到同一真空源，且因此真空针对所有真空孔64 “接通”或“关断”。
[0021]申请者已发现,针对小DAP (例如,约3mmX3mm或更小)，在球接合期间将DAP固持在适当位置中的上文所描述的方法可产生有缺陷的球接合。图7是使用例如图6中所展示的球接合组合件在其上形成有缺陷的球接合23的裸片16的照片。如从图7可见，与三个引线线21相关联的有缺陷的球接合23是扁平化的且形状不规则且比正常球接合22更远地横向扩散。作为此不期望扩散的结果，有缺陷的球接合23与裸片16的顶部表面25上的迹线13、15及17接触，从而导致短路。从图7还应看到，有缺陷的球接合23全部发生在直接定位于真空孔64的外围上方的虚拟圆圈64A附近。申请者的理论是，DAP部分12的在真空孔64上方的未被支撑部分当在接合期间毛细管尖端76下压在裸片垫24上时弹性变形且接着当移除毛细管74时迅速弹回。此外，申请者已发现，DAP部分12的顶部表面往往不粘连到在此圆圈64A的区域内的裸片16。
[0022]图8中图解说明申请者对上文所讨论问题的解决方案，在图8中，针对与图6中相同的结构使用与图6中相同的参考符号。图8的线接合组合件8的结构可与图6中所图解说明的线接合组合件相同，只是图8中的真空孔64填充有多孔材料插入物80而非空的。多孔材料插入物80允许将真空施加到DAP部分12，但提供对定位于经填充真空孔64上方的DAP部分12的垂直支撑。此结构实质上消除DAP部分12的弹性变形及在球接合期间的回弹，此可导致有缺陷的球接合及DAP部分12的一区与裸片16之间的不粘连。可使用提供相对平滑支撑表面且允许充足真空的通过以在接合期间将DAP部分12固持在适当位置中的任何多孔材料插入物80。[0023]因此，已描述在不凭借基于更耗时及昂贵带的的技术的情况下消除小QFN封装中的球接合缺陷的组合件8及相关联方法。
[0024]尽管本文中已详细揭示IC封装线接合组合件及方法的实施例，但在阅读本发明之后对所属领域的技术人员来说其各种其它实施例将变得显而易见。打算将本文所附权利要求书广泛理解 为涵盖所有此类替代性实施例而非现有技术所限制的范围。
【权利要求】
1.一种集成电路“1C”封装线接合组合件，其包括: 引线框架支撑板，其具有延伸穿过其的真空孔；及 多孔填充物材料，其定位于所述真空孔中。
2.根据权利要求1所述的组合件，其进一步包括: 引线框架，其具有裸片附接垫部分及整体地附接到所述裸片附接垫部分的引线部分，所述引线框架由所述板支撑，其中所述引线框架的所述裸片附接垫部分覆盖所述真空孔；及 裸片，其附接到所述引线框架裸片附接垫部分，所述裸片具有至少一个接触垫。
3.根据权利要求2所述的组合件，其进一步包括可操作以在所述裸片的所述接触垫上形成线接合的线接合剂。
4.根据权利要求3所述的组合件，所述线接合定位于接合线的一端处，所述接合线具有接合到所述引线部分中的一者的第二端。
5.根据权利要求4所述的组合件，所述引线框架支撑板包括填充有所述多孔填充物材料的多个真空孔，且所述组合件进一步包括多个引线框架，其中每一引线框架的裸片附接部分定位于所述多个经填充真空孔中的对应者上方。
6.一种将具有接触垫的IC裸片线接合到引线框架的方法，其包括: 在引线框架的裸片附接垫部分上安装所述IC裸片；及 在支撑板上支撑所述引线框架，所述支撑板具有其中填充有多孔材料的真空孔。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述支撑所述引线框架包括将所述引线框架的所述裸片附接垫部分定位于所述真空孔上方。
8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括在引线线的一端处形成熔融球及将所述熔融球球接合到所述裸片上的接触垫。
9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括加热所述裸片。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述加热所述裸片包括加热所述支撑板。
11.一种制作四方扁平无引线“QFN”封装的方法，其包括: 用多孔材料填充支撑板中的真空孔； 提供具有多个经整体连接的引线框架的引线框架条带；及 将所述引线框架条带中的所述引线框架中的一者的裸片附接垫部分移动到在所述经填充真空孔正上方的位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其包括经由所述经填充真空孔将真空施加到所述引线框架的所述裸片附接垫部分。
13.根据权利要求12所述的方法，其包括将接合线的第一端线接合到附接到所述裸片附接垫部分的IC裸片上的接触垫。
14.根据权利要求13所述的方法，其包括将所述接合线的第二端接合到所述引线框架的引线部分。
15.根据权利要求11所述的方法，其包括加热所述支撑板。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述线接合接合线的一端包括球接合铜接合线的一端。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述线接合接合线的一端包括球接合金接合线的一端。
18.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括以模制化合物囊封所述IC裸片、接合线及所述引线框架的部分。
19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括从所述引线框架条带上的其它引线框架单片化所述经囊封裸片、接合线及经部分囊封的引线框架。
20.根据权利要求18所述的方法，其包括电镀所述引线框架的未囊封的部分。
【文档编号】H01L21/60GK104022096SQ201410068198
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2013年2月28日
【发明者】孟特厄·贾 申请人:德州仪器公司