一种提升芯片单焊盘可通过电流的引线键合方法与流程

1.本发明属于半导体集成封装测试技术领域，涉及一种提升芯片单焊盘可通过电流的引线键合方法。


背景技术：

2.在半导体集成电路引线键合类产品封装过程中，通过键合丝将芯片焊盘与引线框架或基板的内引脚或载体连接起来，最终实现内外的电气互连，单焊盘与内引脚或载体之间可以连接一根键合丝。
3.单焊盘可通过的电流与键合丝的熔断电流密切相关，而键合丝的熔断电流又受键合丝材质、键合丝直径和键合丝线弧长度的影响，越粗的键合丝熔断电流越大，越短的键合丝线弧长度，键合丝熔断电流越大，一般认为，键合丝通过的最大电流在键合丝熔断电流50％以内是安全的。直接在焊盘与内引脚或载体间进行两根常规键合丝的引线键合，键合第二根键合丝时会将第一根键合丝压塌，无法在单焊盘上实现两根常规键合丝的引线键合。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决现有技术中半导体集成电路引线键合类产品封装过程中的单键合丝不能满足芯片通过电流的问题，提供一种提升芯片单焊盘可通过电流的引线键合方法。
5.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.一种提升芯片单焊盘可通过电流的引线键合方法，包括以下步骤：
7.s1，对陶瓷劈刀的预留金线进行烧球处理，将金线熔融为第一金焊球；
8.s2，在键合压力下于芯片焊盘表面上将第一金焊球压扁，使第一金焊球成型，同时施加超声电流，在第一金焊球上产生促进键合的超声功率，使第一金焊球与芯片焊盘表面发生界面物理化学反应，生成金属间化合物，形成键合界面；
9.s3，将金丝沿第一金焊球尾部切断，在芯片焊盘表面上形成第一金焊球；
10.s4，以内引脚或载体为一焊点、芯片焊盘表面的第一金焊球为二焊点进行引线键合，得到第一键合丝；
11.s5，对陶瓷劈刀的预留金线进行烧球处理，将金线熔融为第二金焊球；
12.s6，在键合压力下于第一键合丝二焊点鱼尾表面上将第二金焊球压扁，使第二金焊球成型，同时施加超声电流，在第二金焊球上产生促进键合的超声功率，使第二金焊球与第一键合丝二焊点鱼尾表面发生界面物理反应，形成键合界面；
13.s7，将金丝沿第二金焊球尾部切断，在第一键合丝二焊点鱼尾表面上形成第二金焊球；
14.s8，以内引脚或载体为一焊点、第一键合丝二焊点鱼尾表面第二金焊球为二焊点进行引线键合；
15.s9，以前一键合丝二焊点鱼尾表面为一焊点、内引脚或载体为二焊点进行引线键合。
16.本发明的进一步改进在于：
17.所述s1和s5中烧球时的电流为28～32ma，烧球直径为2.4～2.8mil。
18.所述s2中键合界面的超声参数为55～65ma，键合压力为18～22g，键合时间为10～15ms。
19.所述s3和s7中进行金焊球尾部切断的斜切起点高度为1.5～2.0mil，斜切终点高度为0.5～1.0mil，斜切距离为-1.4～-1.8mil。
20.所述s4中一焊点键合参数，烧球得到第一金焊球的烧球电流为28～32ma、烧球直径为2.4～2.8mil，界面键合的超声参数为55～65ma，键合压力为18～22g，键合时间为10～15ms；二焊点键合参数，界面键合的超声参数为35～45ma，键合压力为12～18g，键合时间为6～10ms。
21.所述s6中界面键合的第二金焊球超声参数为45～55ma，键合压力为14～18g，键合时间为6～10ms。
22.所述s8中一焊点键合参数，烧球得到第二金焊球的烧球电流为28～32ma、烧球直径为2.4～2.8mil，界面键合的超声参数为55～65ma；键合压力为18～22g，键合时间为10～15ms；二焊点键合参数，界面键合的超声参数为35～45ma，键合压力为12～18g，键合时间为6～10ms。
23.所述s9中一焊点键合参数，烧球得到金焊球的烧球电流为28～32ma、烧球直径为2.4～2.8mil，界面键合的超声参数为45～55ma，键合压力为14～18g，键合时间为6～10ms；二焊点键合参数，界面键合的超声参数为120～140ma；键合压力为65～75g，键合时间为10～15ms。
24.所述s5～s8重复若干次，在单焊盘与内引脚或载体之间引线键合若干根键合丝。
25.所述s1～s9中的过程在k&s压焊机上进行。
26.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
27.本发明提出了一种提升芯片单焊盘可通过电流的引线键合方法，通过在单焊盘与内引脚或载体之间引线键合多根键合丝，增加芯片焊盘与内引脚或芯片焊盘与框架载体之间键合丝的数量，通过并联分流的方式，提升芯片焊盘可通过的电流，实现内外的电气互联。
附图说明
28.为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
29.图1为烧球过程示意图；
30.图2为芯片焊盘表面植金焊球过程示意图；
31.图3为以内引脚或载体为一焊点、芯片焊盘表面的金焊球引线键合示意图；
32.图4为键合丝二焊点鱼尾表面植金焊球示意图；
33.图5为以内引脚或载体为一焊点、第一键合丝二焊点鱼尾表面金焊球为二焊点引线键合示意图；
34.图6为以前一键合丝二焊点鱼尾表面为一焊点、内引脚或载体为二焊点引线键合示意图。
35.其中：1-键合金丝；2-劈刀；3-金焊球；4-引线框架载体；5-芯片焊盘；6-引线框架内引脚。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
39.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
41.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
43.本发明中的提升芯片单焊盘可通过电流的引线键合方法，包括以下步骤：
44.s1，对陶瓷劈刀的预留金线进行烧球处理，将金线熔融为第一金焊球；
45.参见图1，为烧球过程示意图，其中烧球时的电流为28～32ma，烧球直径为2.4～2.8mil。
46.s2，在键合压力下于芯片焊盘表面上将第一金焊球压扁，使第一金焊球成型，同时施加超声电流，在第一金焊球上产生促进键合的超声功率，使第一金焊球与芯片焊盘表面发生界面物理化学反应，生成金属间化合物，形成键合界面；
47.键合界面的超声参数为55～65ma，键合压力为18～22g，键合时间为10～15ms。
48.s3，将金丝沿第一金焊球尾部切断，在芯片焊盘表面上形成第一金焊球；
49.参见图2，为芯片焊盘表面植金焊球过程示意图，进行金焊球尾部切断的斜切起点高度为1.5～2.0mil，斜切终点高度为0.5～1.0mil，斜切距离为-1.4～-1.8mil。
50.s4，以内引脚或载体为一焊点、芯片焊盘表面的第一金焊球为二焊点进行引线键合，得到第一键合丝；
51.参见图3，为以内引脚或载体为一焊点、芯片焊盘表面的金焊球引线键合示意图，其中一焊点键合参数，烧球得到第一金焊球的烧球电流为28～32ma、烧球直径为2.4～2.8mil，界面键合的超声参数为55～65ma，键合压力为18～22g，键合时间为10～15ms；二焊点键合参数，界面键合的超声参数为35～45ma，键合压力为12～18g，键合时间为6～10ms。
52.s5，对陶瓷劈刀的预留金线进行烧球处理，将金线熔融为第二金焊球；
53.其中烧球时的电流为28～32ma，烧球直径为2.4～2.8mil。
54.s6，在键合压力下于第一键合丝二焊点鱼尾表面上将第二金焊球压扁，使第二金焊球成型，同时施加超声电流，在第二金焊球上产生促进键合的超声功率，使第二金焊球与第一键合丝二焊点鱼尾表面发生界面物理反应，形成键合界面；
55.参见图4，为键合丝二焊点鱼尾表面植金焊球示意图，界面键合的第二金焊球超声参数为45～55ma，键合压力为14～18g，键合时间为6～10ms。
56.s7，将金丝沿第二金焊球尾部切断，在第一键合丝二焊点鱼尾表面上形成第二金焊球；
57.进行金焊球尾部切断的斜切起点高度为1.5～2.0mil，斜切终点高度为0.5～1.0mil，斜切距离为-1.4～-1.8mil。
58.s8，以内引脚或载体为一焊点、第一键合丝二焊点鱼尾表面第二金焊球为二焊点进行引线键合；
59.参见图5，为以内引脚或载体为一焊点、第一键合丝二焊点鱼尾表面金焊球为二焊点引线键合示意图，其中一焊点键合参数，烧球得到第二金焊球的烧球电流为28～32ma、烧球直径为2.4～2.8mil，界面键合的超声参数为55～65ma，键合压力为18～22g，键合时间为10～15ms；二焊点键合参数，界面键合的超声参数为35～45ma，键合压力为12～18g，键合时间为6～10ms。
60.s9，以前一键合丝二焊点鱼尾表面为一焊点、内引脚或载体为二焊点进行引线键合。
61.其中一焊点键合参数，烧球得到金焊球的烧球电流为28～32ma、烧球直径为2.4～2.8mil，界面键合的超声参数为45～55ma，键合压力为14～18g，键合时间为6～10ms；二焊点键合参数，界面键合的超声参数为120～140ma，键合压力为65～75g，键合时间为10～15ms。
62.实施例1
63.针对某型号sop8l产品，其中键合丝直径为25μm，焊盘尺寸为75μm*75μm，电源脚需要输入的最大电流为1.2a，线弧长度约为2mm，利用本发明，具体实施情况如下：
64.步骤1：将待封装的芯片粘接至铜引线框架芯片粘接载体指定位置；
65.步骤2：对待键合的电路进行等离子清洗，之后根据键合图进行引线键合，键合时，
芯片焊盘与引脚键合点之间一共键合3根金丝。
66.步骤3：对键合后的电路进行等离子清洗，使用塑封机用塑封料进行塑封，形成塑封体。
67.步骤4：将塑封体在烘箱中175℃固化8～9小时，并对塑封体依次进行电镀锡、激光打标、切筋成型，得到成品塑封件。
68.实施例2
69.针对某型号sop28l产品，其中键合丝直径为30μm，焊盘尺寸为80μm*80μm，产品通过的最大电流为0.9a，线弧长度约为2.2mm，利用本发明，具体实施情况如下：
70.步骤1：将待封装的芯片粘接至铜引线框架芯片粘接载体指定位置；
71.步骤2：对待键合的电路进行等离子清洗，之后根据键合图进行引线键合，键合时，芯片焊盘与引脚键合点之间一共键合2根金丝。
72.步骤3：对键合后的电路进行等离子清洗，使用塑封机用塑封料进行塑封，形成塑封体。
73.步骤4：将塑封体在烘箱中175℃固化8～9小时，并对塑封体依次进行电镀锡、激光打标、切筋成型，得到成品塑封件。
74.本发明中的提升芯片单焊盘可通过电流的引线键合方法，通过在单焊盘与内引脚或载体之间引线键合多根键合丝，增加芯片焊盘与内引脚或芯片焊盘与框架载体之间键合丝的数量，通过并联分流的方式，提升芯片焊盘可通过的电流，实现内外的电气互联。
75.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。