焊针装置的制作方法

1.本公开涉及半导体技术领域，具体涉及焊针装置。


背景技术：

2.打线接合(wire bonding)是集成电路封装的制程之一，主要系利用线径15-50微米的金属线材将芯片及导线架的手指(finger/lead)或基板连接起来的技术，使微小的芯片得以与外界的电路沟通，依照不同形状的焊针状况，打线接合可分为球型接合(ball bonding)与楔型接合(wedge bonding)两种，此两种接合方法都会有两个焊接点，分别是位于芯片端的第一焊点(1st bond)与位于导线架端或基板的第二焊点(2nd bond)，其中焊针(capillary)是一种装在打线机上的装置，金属线材穿过capillary后在芯片端经过下压完成第一焊点后，机械手臂上升将金属线材引出capillary，再将金属线材移往导线架或基板上的第二焊点，一边下压一边截断金属线材，以完成一个打线循环。
3.球型接合主要是先经过一个放电结球(electronic flame off，efo)的高压放电过程，将凸出capillary的线材熔化，因表面张力的关系，金属液体会凝固成一个球状物，此时再下压至芯片上，接着引线向上，经过一个设定好的路径，绕至第二焊点，直接导入超音波(megasonic)至焊针并下压将金属线材压断以形成类似鱼尾(stitch)的第二焊点，其中焊点尺寸约为2.5-5倍的线径大小；然而，在第二焊点切断金属线材的过程中，由于焊针前端会与导线架的手指或基板表面以超音波震荡接触，久而久之产生焊针磨耗问题。


技术实现要素：

4.本公开提供了一种焊针装置，包括：相对设置的第一表面和第二表面，及贯穿所述第一表面和所述第二表面的线孔；
5.所述第二表面包括截线部和复数个沟槽，所述截线部环绕所述线孔设置，所述复数个沟槽环绕所述截线部设置。
6.在一些可选的实施方式中，所述线孔能够用于容纳由所述第一表面延伸至所述第二表面的金属线材，所述金属线材由所述线孔延伸至所述截线部和沟槽。
7.在一些可选的实施方式中，所述截线部能够用于挤压所述金属线材以使所述金属线材被挤压处形成扁平形状。
8.在一些可选的实施方式中，所述装置还包括：夹持部，相对所述第一表面设置；
9.所述夹持部能够用于所述截线部挤压所述金属线材时，夹持所述金属线材近所述第一表面的一端并朝向远离所述第一表面的方向拉起，以使所述金属线材由被所述截线部挤压处断裂。
10.在一些可选的实施方式中，所述线孔与所述截线部之间设置有倾斜部。
11.在一些可选的实施方式中，所述倾斜部端面与所述线孔内壁的夹角为钝角。
12.在一些可选的实施方式中，所述倾斜部端面与所述截线部下表面的夹角为钝角。
13.在一些可选的实施方式中，所述截线部与所述沟槽之间设置有阶梯部。
14.在一些可选的实施方式中，所述沟槽的宽度在朝向所述截线部方向渐缩。
15.在一些可选的实施方式中，相邻两个沟槽之间设置有间隔部。
16.在一些可选的实施方式中，所述间隔部的下表面与所述截线部下表面共面或基本共面。
17.在一些可选的实施方式中，所述复数个沟槽环绕所述截线部设置，包括：所述复数个沟槽等距离环绕所述截线部设置。
18.在本公开提供的焊针装置，通过设计焊针装置包括：相对设置的第一表面和第二表面，及贯穿所述第一表面和所述第二表面的线孔；所述第二表面包括截线部和复数个沟槽，所述截线部环绕所述线孔设置，所述复数个沟槽环绕所述截线部设置；在线路层上形成第二焊点时，焊针装置的截线部和沟槽之间形成阶梯状而将金属线材压成扁状，焊针装置与线路层不发生直接接触，进而避免焊针装置与线路层之间的摩擦而造成的磨损，减少因焊针装置的磨损影响到打线制程的产能与良率，降低因焊针的损耗成本。
附图说明
19.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
20.图1是根据本公开的焊针装置的一个实施例的纵向截面结构示意图；
21.图2是根据图1实施例焊针装置的仰视结构示意图；
22.图3是根据图1实施例焊针装置的局部结构示意图；
23.图4是根据本公开的焊针装置的又一个实施例在打线制程中的纵向结构示意图；
24.图5是图1焊针装置对应各主要结构的尺寸标记示意图；
25.图6是图2焊针装置对应各主要结构的尺寸标记示意图。
26.符号说明：
27.10a-第一表面；10b-第二表面；11-线孔；12-截线部；13-沟槽；14-倾斜部；15-间隔部；16-阶梯部；17-夹持部；21-金属线材；22-线路层；θ为倾斜部14端面与线孔11内壁的夹角；μ为倾斜部14端面与截线部12下表面的夹角；h为阶梯部16的高度；t为沟槽13的长度；m为间隔部15近截线部12端的宽度；n为间隔部15远离截线部12端的宽度；p为沟槽13近截线部12端的宽度；q为沟槽14远离截线部12端的宽度。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对说明本公开的具体实施方式，通过本说明书记载的内容本领域技术人员可以轻易了解本公开所解决的技术问题以及所产生的技术效果。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
29.需要说明的是，说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，仅用于配合说明书所记载的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本公开可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本公开所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本公开所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等用语，也仅为便于叙述
的明了，而非用以限定本公开可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，应当也视为本公开可实施的范畴。
30.还需要说明的是，本公开的实施例对应的纵向截面可以为对应前视图方向截面，横向截面可以为对应右视图方向截面，而水平截面可以为对应上视图方向截面。
31.另外，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.参考图1和图2，图1为本公开的焊针装置的一个实施例的纵向截面结构示意图，图2为根据图1实施例焊针装置的仰视结构示意图。
33.如图1和图2所示，焊针装置100a，包括：相对设置的第一表面10a和第二表面10b，及贯穿第一表面10a和第二表面10b的线孔11。
34.第二表面10b包括截线部12和复数个沟槽13，截线部12环绕线孔11设置，复数个沟槽13环绕截线部12设置。
35.在一些可选的实施方式中，复数个沟槽13环绕截线部12设置，可包括：复数个沟槽13等距离环绕截线部12设置。
36.在一些可选的实施方式中，如图1所示，线孔11与截线部12之间设置有倾斜部14。倾斜部14可以避免在打线制程中金属线材因抵接于直角而断裂。
37.在一些可选的实施方式中，倾斜部14端面与线孔11内壁的夹角为钝角。
38.在一些可选的实施方式中，倾斜部14端面与截线部12下表面的夹角为钝角。
39.在一些可选的实施方式中，如图1所示，截线部12与沟槽13之间设置有阶梯部16。阶梯部16可以使截线部12下压较多的金属线材体积，使金属线材容易被截断。
40.在一些可选的实施方式中，如图2所示，沟槽13的宽度在朝向截线部12方向渐缩。
41.图3为根据图1实施例焊针装置的局部结构示意图，在一些可选的实施方式中，如图2和图3所示，相邻两个沟槽13之间设置有间隔部15。
42.在一些可选的实施方式中，间隔部15的下表面与截线部12下表面共面或基本共面。
43.这里，两表面基本共面可以认为是：两表面之间高度差异不大于5微米(μm)，不大于2微米(μm)，不大于1微米(μm)或不大于0.5微米(μm)。
44.继续参考图4，图4为根据本公开的焊针装置的又一个实施例在打线制程中的纵向结构示意图，图4所示的焊针装置400a类似于图1中所示的焊针装置100a，不同之处在于，焊针装置400a还包括：夹持部17，相对第一表面10a设置。
45.夹持部17能够用于截线部12挤压金属线材21时，夹持金属线材21近第一表面10a的一端并朝向远离第一表面10a的方向拉起，以使金属线材21由被截线部12挤压处断裂。
46.线孔11能够用于容纳由第一表面10a延伸至第二表面10b的金属线材21，金属线材21由线孔11延伸至截线部12和沟槽13。
47.截线部12能够用于挤压金属线材21以使金属线材21被挤压处形成扁平形状。金属线材21被挤压处形成的扁平形状，可以使截线部12不直接接触线路层22，可避免直接摩擦对截线部12的损耗。此外，球形接合在形成第二焊点时的鱼尾成型较不稳定，且尾线截断的速度过快，容易导致无法留出线尾而造成打线设备因断尾而停机的现象。通过截线部12挤压金属线材21以形成扁平形状的挤压处，可避免像球形接合形成鱼尾形状而导致打线设备停机的情况。
48.这里，如图4所示，截线部12对应线路层22挤压金属线材21，以使金属线材21在截线部12与线路层22之间被挤压形成扁平形状。
49.这里，线路层22可以是基板、重布线层或电子元件主动面上用于与外界电连接的线路层。
50.图5为图1焊针装置对应各主要结构的尺寸标记示意图，如图5所示，其中：
51.θ为倾斜部14端面与线孔11内壁的夹角，90
°
＜θ＜180
°
；
52.μ为倾斜部14端面与截线部12下表面的夹角，90
°
＜μ＜180
°
；
53.h为阶梯部16的高度，10微米≤h≤17微米；
54.t为沟槽13的长度，10微米≤t≤16微米。
55.图6为图2焊针装置对应各主要结构的尺寸标记示意图，如图6所示，其中：
56.m为间隔部15近截线部12端的宽度，1.93微米≤m≤3.50微米；
57.n为间隔部15远离截线部12端的宽度，3.14微米≤n≤5.44微米；
58.p为沟槽13近截线部12端的宽度，3.86微米≤p≤7.00微米；
59.q为沟槽14远离截线部12端的宽度，6.28微米≤q≤10.88微米。
60.尽管已参考本公开的特定实施例描述并说明本公开，但这些描述和说明并不限制本公开。所属领域的技术人员可清楚地理解，可进行各种改变，且可在实施例内替代等效组件而不脱离如由所附权利要求书限定的本公开的真实精神和范围。图示可能未必按比例绘制。归因于制造过程中的变量等等，本公开中的技术再现与实际实施之间可能存在区别。可存在未特定说明的本公开的其它实施例。应将说明书和图示视为说明性的，而非限制性的。可作出修改，以使特定情况、材料、物质组成、方法或过程适应于本公开的目标、精神以及范围。所有此些修改都落入此所附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作描述本文中所公开的方法，但应理解，可在不脱离本公开的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序和分组并不限制本公开。