用于半导体封装的焊线工艺及系统和半导体器件的制作方法

本发明涉及半导体器件制备，具体涉及用于半导体封装的焊线工艺及系统和半导体器件。

背景技术：

1、半导体制造工艺中，焊线工艺(wire bonding)是指将晶圆(或芯片)上的金属(pad)与基板(或框架)上的金属(pad)通过金属导线连接，金属导线的材料可是铜或铝等，如图1所示。

2、如果金属导线较短，使连接后金属导线与晶圆(或芯片)和基板(或框架)之间的间距较小，或者可以理解为使连接后金属导线所形成的弧形轨迹较低(弧形轨迹并不是指标准的弧形，而是非直线，因为，通常情况下金属导线焊接后不会是一条直线，弧形轨迹表示了金属导线的长度)，会存在以下缺陷：

3、1)、金属导线下垂，导致金属导线与芯片和框架接触，从而导致短路，如图2所示。

4、而导致短路的根本原因是金属导线与芯片或芯片边缘距离太近，现有技术为了解决短路问题，通常是将增大芯片与金属导线之间的间距，即提高金属导线的弧形轨迹，这样会在一定程度上减少因金属导线下垂导致的短路，但是，会消耗更多的金属导线，不仅仅会导致形成弧形轨迹的时间边长，且如果弧形轨迹提高，可能会超过封装的限定高度；以及在封装工艺中，弧形轨迹提高，会导致封装后金属导线外露，或者导致在后续的激光标识中，影响激光深度。

5、2)、在后续的注塑成型工艺中，金属导线受到环氧塑封料的流动影响，金属导线会产生往一边倒的现象；注塑成型就是把一片片已经焊上芯、焊上金属导线的框架塑封起来，尤其是当弧形轨迹提高后，金属导线在封装时产生一边倒的现象更为明显。

6、因此，短路和金属导线倒下的问题诱发产品不良。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供用于半导体封装的焊线工艺及系统，解决现有焊线技术导致的短路、金属导线一边倒问题，且能够尽可能的减少金属导线的长度。

2、此外，本发明还提供由上述焊线工艺及系统制备的半导体器件。

3、本发明通过下述技术方案实现：

4、用于半导体封装的焊线工艺，先在芯片的上端面贴设绝缘胶带，再将金属导线的两端分别焊接在芯片和框架上的焊接金属上，所述绝缘胶带用于避免金属导线与芯片接触。

5、本发明所述绝缘胶带采用绝缘材料制成，绝缘材料可以是塑料。

6、本发明通过芯片的上端面贴设绝缘胶带，金属导线设置在绝缘胶带上方也可以直接贴设在绝缘胶带上，优选地，为了尽可能降低金属导线的长度，金属导线贴设在绝缘胶带的上端面。即本发明通过在芯片的上端面贴设绝缘胶带，能避免金属导线与芯片接触，因此，不会发生短路的问题；同时，由于设置了绝缘胶带不会导致短路，就不需因为短路问题将金属导线设置过长以提高金属导线与芯片之间的距离，所以不会发生一边倒的问题，提高了金属导线的稳定性；且能够尽可能的减少金属导线的长度。

7、进一步地，绝缘胶带贴设在芯片上端面的具体过程为：

8、将绝缘胶带与芯片上端面接触，然后向绝缘胶带的上端面施加压力使绝缘胶带与芯片上端面贴合；通过施加压力能够提高绝缘胶带贴合在芯片上的稳定性。

9、进一步地，在贴设绝缘胶带之前，采用视觉摄像机分别采集芯片和切割后的单个绝缘胶带的图像信号，并将采集的图像信号传递给控制器，所述控制器对采集的图像信号进行分析判断，选择与芯片匹配的绝缘胶带贴合在芯片上。

10、本发明所述视觉摄像机和控制器均为现有技术，本发明的目的采用现有的视觉摄像机和控制器用于实现对绝缘胶带的筛选，将与芯片匹配的绝缘胶带贴合在芯片上。

11、本发明对绝缘胶带进行筛选的目的在于：

12、在芯片的上端面设置有焊接金属，为了实现金属导线的两端分别焊接在芯片和框架上的焊接金属上，那么，就需要在绝缘胶带上设置用于露出芯片上的焊接金属的通孔，因此，绝缘胶带上所设置在通孔需要与芯片上的焊接金属相对应，确保焊接金属暴露，所以，通过设置视觉摄像机和控制器对绝缘胶带进行筛选，能够避免将与芯片不匹配的绝缘胶带贴合在芯片上，使芯片上的部分金属无法暴露。

13、用于半导体封装的焊线系统，包括压紧机构，所述压紧机构用于向绝缘胶带的上端面施加压力，将绝缘胶带贴合在芯片上端面。

14、进一步地，压紧机构包括水平板，所述水平板的上端面设置有压力柱，所述压力柱用于与驱动设备连接，所述水平板在有金属导线通过的边缘向下弯折形成斜板，所述斜板用于将绝缘胶带凸出于芯片的部分压成斜面。

15、所述的驱动设置为现有技术，可以采用现有的伸缩设备或升降机构即可。

16、所述水平板用于挤压绝缘胶带设置在芯片正上方部分，实现绝缘胶带与芯片的贴合。

17、所述斜板与水平板之间的夹角可以是90-180°，优选为120-150°；所述斜板的作用是将绝缘胶带凸出于芯片的部分压成斜面，该斜面可用于金属导线从水平状态过度的倾斜状态，利于进一步缩短金属导线的长度。

18、进一步地，还包括切割机构和吸附机构；

19、所述切割机构包括卷轴、滚筒、刀具和支撑板；

20、所述绝缘胶带卷设在卷轴上，所述支撑板设置在刀具下方，用于切割时放置绝缘胶带；所述滚筒设置在卷轴和支撑板之间，且所述滚筒设置有两个，两个滚筒之间具有能够通过绝缘胶带的间隙，所述绝缘胶带在两个滚筒的滚动下输送至支撑板，所述刀具用于切割绝缘胶带；

21、所述吸附机构用于将切割后的单个绝缘胶带吸附至芯片上。

22、本发明采用两个滚筒实现绝缘胶带输送的原理和结构均为现有技术。

23、优选地，本发明所述支撑板上设置有与刀具相当于的通槽，通过设置通槽能够更加利于刀具切断绝缘胶带。

24、优选地，本发明在支撑板上设置有接触传感器，当绝缘胶带的端部与接触传感器接触时，由控制器控制刀具下落切断绝缘胶带，以实现切割后的单个绝缘胶带的尺寸一致。

25、本发明所述吸附机构为现有技术，可以是真空吸盘。

26、进一步地，支撑板采用吸盘结构，具体可以是真空吸盘，通过真空吸附将绝缘胶带稳定固定在支撑板上，避免绝缘胶带在支撑板上发生偏移。

27、进一步地，还包括识别系统，所述识别系统包括视觉摄像机和控制器；

28、所述视觉摄像机分别采集芯片和切割后的单个绝缘胶带的图像信号，并将采集的图像信号传递给控制器，所述控制器对采集的图像信号进行分析判断，选择与芯片匹配的绝缘胶带贴合在芯片上。

29、具体地，若控制器的分析结果为绝缘胶带与芯片匹配，再将绝缘胶带贴合在芯片上，若分析结果为绝缘胶带与芯片不匹配，则再采集下一个绝缘胶带的图像信号，与芯片的图像信号进行比对，直到分析结果为绝缘胶带与芯片匹配。

30、基于上述焊线工艺或焊线系统制备的半导体器件，包括框架、芯片、金属导线和绝缘胶带；

31、所述芯片设置在框架上，所述金属导线的两端分别焊接在芯片和框架上的焊接金属上；

32、所述绝缘胶带贴设在芯片的上端面，所述绝缘胶带置于芯片和焊接金属之间，且绝缘胶带在有金属导线通过的边缘凸出于芯片的边缘或与芯片的边缘齐平，所述绝缘胶带上设置有用于实现金属导线与芯片的焊接金属焊接的通孔，且当绝缘胶带在有金属导线通过的边缘凸出于芯片的边缘时，绝缘胶带的边缘向下弯折形成斜面。

33、进一步地，金属导线贴设在绝缘胶带的上端面。

34、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

35、1、本发明通过芯片的上端面贴设绝缘胶带，能够避免金属导线与芯片接触，避免出现短路问题，且能实现尽可能缩短金属导线的长度，解决了金属导线一边倒的问题。

36、2、本发明通过合理设计压紧机构的结构，不仅能够实现将绝缘胶带稳定贴合在芯片的上端面，且能够将绝缘胶带凸出于芯片的部分压成斜面，该斜面可用于金属导线从水平状态过度的倾斜状态，利于进一步缩短金属导线的长度。

37、3、本发明通过设置设别系统，能够准确筛选出于芯片相匹配的绝缘胶带，确保芯片上的焊接金属全部暴露。

38、4、本发明所述的切割机构能够确保切割后的单个绝缘胶带的尺寸一致，且能够确保绝缘胶带在支撑板上稳定放置，不会发生偏移。