[发明专利]用于引线焊接的焊接机上的自动悬置芯片优化工具及相关方法

说明书

提供了一种在引线焊接操作期间提供施加到多个焊接位置的z轴力曲线的方法。该方法包括：(a)确定用于位于至少一个参考半导体器件的未受支承部分上的多个焊接位置中的每一个的z轴力曲线；以及(b)在主题半导体器件的随后焊接期间施加该z轴力曲线。同样提供了如下方法：在接头的形成期间确定施加到焊接位置的最大焊接力；以及确定用于形成接头的z轴匀速曲线。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年8月11日提交的美国申请No.15/234,563以及于2015年11月4日提交的美国临时申请No.62/250,745的优先权，这两篇申请的内容被通过参引结合到本文中。

技术领域

本发明涉及引线焊接(wire bonding)操作，并且更具体地涉及确定用于与悬置芯片(die)应用结合使用的引线焊接程序参数的改进方法。

背景技术

在半导体封装工业中，引线焊接继续一种在位于封装件内的两个(或多个)位置之间提供电气互连的主要方法。在常规引线焊接应用中，引线焊接工具(例如，球焊应用中的毛细管焊接工具、楔焊应用中的楔焊工具等)被用于将引线(wire)的第一端焊接到第一焊接位置以形成第一接头(bond)。随后，引线的作为第一接头的延续部分的长度被朝向第二焊接位置延伸。随后，(作为第一接头和引线的长度的延续部分的)第二接头形成于第二焊接位置处。由此，在第一焊接位置和第二焊接位置之间形成弧状连接线(wire loop)。在接头的形成期间，可结合焊接力和/或热量使用多种类型的能量(例如，超声、热超声、热压缩等)。

在某类半导体封装件中，多种半导体芯片被以“堆叠芯片”构造设置。在这种封装件中，一个或多个芯片可悬置在其它芯片(或垫片、衬底等)上。图1示出了这种封装件。在图1中，下部半导体芯片102由衬底100支承(其中，弧状连接线108在位于芯片102上的焊接位置和位于衬底100上的另一焊接位置之间提供互连)。垫片104被定位在下部半导体芯片102和上部半导体芯片106之间。上部半导体芯片106包括悬置在垫片104和下部半导体芯片102上的未受支承部分。因此，上部半导体芯片106可被称之为“悬置芯片”。

在图1中，在上部半导体芯片106和另一位置(如，衬底100)之间形成另一弧状连接线是合乎要求的。图1示出了焊接过程的开始，由于球形接头112正被使用引线焊接工具110(作为第一接头)焊接到位于上部半导体芯片106上的焊接位置(在那里，引线焊接工具110由焊头组件114承载)。因为上部半导体芯片106是悬置芯片，因此该芯片弯曲(即，芯片偏转，如图1中所示)。该芯片偏转会导致损坏该悬置芯片本身(例如，开裂等)或通过与位于该悬置芯片下方的其它结构(例如，诸如弧状连接线108)接触而受损。

由此，在悬置芯片应用中结合引线焊接控制潜在损坏的改进方法会是合乎要求的。

发明内容

根据本发明的示例性实施例，提供了一种提供在引线焊接操作期间施加到多个焊接位置的z轴力曲线的方法。该方法包括：(a)确定用于位于至少一个参考半导体器件的未受支承部分上的多个焊接位置中的每一个的z轴力曲线；以及(b)在主题半导体器件的随后焊接期间施加该z轴力曲线。

根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种确定在接头的形成期间待施加到焊接位置的最大焊接力的方法。该方法包括：(a)提供用于至少一个参考半导体器件的最大z轴偏转值；(b)在位于至少一个参考半导体器件上的多个焊接位置处以多个焊接力值测量z轴偏转值；以及(c)确定用于焊接位置中的每一个的最大焊接力。

根据本发明的又一示例性实施例，提供了一种确定用于形成接头的z轴匀速曲线的方法。该方法包括：(a)提供用于半导体器件的最大z轴偏转值；(b)在位于至少一个参考半导体器件上的多个焊接位置处以多个z轴匀速曲线测量z轴偏转值；以及(c)确定用于焊接位置中的每一个的z轴匀速曲线。