專利名稱：接合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對半導(dǎo)體芯片等上形成的電極襯墊進(jìn)行引線接合(wirebonding)的
接合方法。
背景技術(shù)：
公知的引線接合方法利用超聲波振動來將半導(dǎo)體芯片的電極襯墊電連接到引線 框、布線基板、其他半導(dǎo)體芯片等等(例如，JP-A 2004-241712 (KoKai))。
雖然通常金被用于常規(guī)的接合引線，但特別是近幾年來金價的突然上漲增加了對 使用廉價的銅或銅合金引線的需要。然而，與金相比，銅相當(dāng)堅(jiān)硬。因此，在將引線端部接 合到電極襯墊時，需要增加在電極襯墊上的引線端部的球的沖擊載荷，以使該球充分變形，從 而確保所希望的接合強(qiáng)度。由此，關(guān)注的問題仍為使用銅的引線接合會不幸地造成損傷(例 如，電極襯墊、半導(dǎo)體芯片等等的開裂)和瑕疵(其中，在該球之下的電極襯墊的一部分被從球 的周圍壓出)。由于這樣的問題，即使銅比金廉價，當(dāng)前仍普遍使用金引線作為接合引線。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種在將包括銅的金屬單元按壓(press)到接合對 象上時對所述金屬單元施加振動以將所述金屬單元接合到所述接合對象的接合方法，所述 方法包括對所述金屬單元施加振動，并在施加所述振動時使所述金屬單元與所述接合對 象接觸；將在所述接合對象上的所述金屬單元的按壓載荷(pressing load)逐漸增加到第 一按壓載荷；以及在所述按壓載荷達(dá)到所述第一按壓載荷之后，將所述按壓載荷減小到小 于所述第一按壓載荷的第二按壓載荷并將所述振動的輸出功率從在所述第一按壓載荷期 間施加的第一輸出功率逐漸增加到第二輸出功率。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種在將包括銅的金屬單元按壓到接合對象上時對 所述金屬單元施加振動以將所述金屬單元接合到所述接合對象的接合方法，所述方法包 括對所述金屬單元施加振動，并在施加所述振動時使所述金屬單元與所述接合對象接觸； 將在所述接合對象上的所述金屬單元的按壓載荷逐漸增加到第一按壓載荷；以及在所述 按壓載荷達(dá)到所述第一按壓載荷之后，將所述按壓載荷減小到小于所述第一按壓載荷的第 二按壓載荷并停止施加所述振動，以及然后將所述振動的輸出功率逐漸增加到第二輸出功 率，所述第二輸出功率大于在所述第一按壓載荷期間施加的第一輸出功率。


圖1A至1F為示意圖，示出了在根據(jù)本實(shí)施例的接合方法中的毛細(xì)管位移、按壓載
4荷和超聲波振動的輸出功率的時間改變、以及在主要階段中接合部分的狀態(tài)； 圖2為示出了圖1B中的(第二按壓載荷W2/第一按壓載荷W1)與襯墊飛濺量
(splashing amount)之間的關(guān)系的圖; 圖3為示出了圖1C中的(第二輸出功率P2/第一輸出功率P1)與接合部分的剝 離強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖； 圖4A至4C為示意圖，示出了在將超聲波振動的輸出功率從Pl增加到P2期間的 上升斜坡(ramp-up)角e的變化； 圖5為示出了在圖4A至4C所示的上升斜坡角e與襯墊飛濺量之間的關(guān)系；
圖6A至6C為示意圖，示出了在根據(jù)另一實(shí)施例的接合方法中的毛細(xì)管位移、按壓 載荷和超聲波振動的輸出功率的時間改變； 圖7A至7C為示意圖，示出了在根據(jù)又一實(shí)施例的接合方法中的毛細(xì)管位移、按壓 載荷和超聲波振動的輸出功率的時間改變； 圖8A至8F為示意圖，示出了在根據(jù)比較實(shí)例的接合方法中的毛細(xì)管位移、按壓載
荷和超聲波振動的輸出功率的時間改變、以及在主要階段中接合部分的狀態(tài)；以及 圖9A為描述電極襯墊的"飛濺"的示意圖，以及圖9B為所觀察到的發(fā)生"飛濺"的
接合部分的電子顯微圖像。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的接合方法在將包括銅的金屬單元按壓到接合對象的 同時對該金屬單元施加振動，從而將金屬單元接合到接合對象。具體而言，將描述超聲波引 線接合作為下面的實(shí)施例中的實(shí)例，該超聲波引線接合利用超聲波振動而將由銅或包括銅 作為主要成分的合金所制成的接合引線(下文中，也被簡稱為"引線")接合到形成在半導(dǎo) 體芯片等等的電極襯墊上。 如圖1D中所示，引線21穿過保持工具(SP，中空的毛細(xì)管)20。通過火花熔化毛 細(xì)管20的末端部分以形成球。例如，在噴吹包含氫的氣體等的同時形成球22，以防止銅的 氧化。例如，引線21的直徑可以為25iim，球22的直徑為46 y m。 毛細(xì)管20被附接到未示出的機(jī)臂(horn)的末端部分。機(jī)臂的另一端部被耦合到 超聲波發(fā)生器(超聲波振蕩器)。由超聲波發(fā)生器所產(chǎn)生的超聲波振動經(jīng)由機(jī)臂和毛細(xì)管 20而被(傳送)施加到引線21。通過諸如發(fā)動機(jī)的驅(qū)動裝置可以垂直地移動機(jī)臂的末端 部分。因此，同樣可以垂直地移動附接到機(jī)臂末端部分的毛細(xì)管20。
現(xiàn)在將描述根據(jù)本實(shí)施例的超聲波弓|線接合方法。 圖1A示例了毛細(xì)管20的位置沿垂直方向的時間位移。圖1A中的直線的較大的 傾斜表示毛細(xì)管20的上升和下降的速率較高。圖1B示例了在(例如，由鋁制成的)電極 襯墊ll(即，接合對象)上的球22的按壓載荷的時間改變。也就是，該按壓載荷是電極襯 墊11所經(jīng)歷的由球22所引起的實(shí)際載荷。經(jīng)由毛細(xì)管20將壓力施加到球22。圖1C示 例了球22(或，在球22與電極襯墊11之間的接觸表面)的超聲波振動的輸出功率(或振 幅)的時間改變。 首先，在時刻tO，驅(qū)動上述超聲波發(fā)生器，以經(jīng)由機(jī)臂和毛細(xì)管20對引線21的球22施加超聲波振動。在此時，球22仍然垂直地遠(yuǎn)離電極襯墊ll，且不接觸電極襯墊11，如 圖1D所示。 在施加上述超聲波振動的同時，毛細(xì)管20朝向電極襯墊11下降。在從開始超聲波 振動施加時的時刻t0經(jīng)過了時間間隔tl之后，球22到達(dá)并接觸電極襯底11的表面。在 接觸之后，開始逐漸增加在電極襯墊11上的球22的按壓載荷，如圖1B所示。此時的載荷 為沖擊電極襯墊11的球22的沖擊載荷。在該實(shí)施例中，通過將毛細(xì)管20的下降速率控制 為相對低，而將在球22接觸電極襯墊11之后的載荷上升斜坡控制為是漸變的(gradual)。
通常用作常規(guī)接合引線的金是相對柔軟的，并且增加沖擊電極襯墊的球的沖擊載 荷以使球變形到希望的直徑，從而將球壓到電極襯墊上。然而，銅比金堅(jiān)硬，因此在通過大 的沖擊載荷沖擊電極襯墊的情況下，會不希望地導(dǎo)致?lián)p傷，例如，電極襯墊和其下的芯片表 面的開裂。 因此，在該實(shí)施例中，將在接觸了球22之后的上升斜坡載荷控制為是漸變的，從 而沒有大的載荷被瞬時施加到電極襯墊ll，如上面參考圖1B所描述的。由此，可以防止對 電極襯墊11及其之下的部分的損傷。 在球22接觸電極襯墊11之后，載荷被增加到第一按壓載荷W1。第一按壓載荷W1 具有將球22變形到希望的直徑所需的量值。換言之，在該實(shí)施例中，在球22接觸電極襯墊 11之后，將按壓載荷逐漸地增加到第一按壓載荷W1，并且球22變形到希望的直徑，如圖1E 所示。例如，在變形前具有46ym直徑的球22(圖1D)在變形之后具有56 y m的直徑(圖 1E)。 因?yàn)樵谇?2與電極襯墊11之間的沖擊載荷的上升斜坡是漸變的，并且球22由堅(jiān) 硬的銅或銅合金制成，在該實(shí)施例中，僅由載荷產(chǎn)生的影響不足以增加球22與電極襯墊11 之間的接觸力。因此，在該實(shí)施例中，在球22與電極襯墊11接觸之前對球22施加超聲波 振動，并在施加超聲波振動的同時將球22按壓到電極襯墊11上。因此，即使通過使用小的 載荷來防止對電極襯墊11的損傷，也可以通過用超聲波振動的能量來補(bǔ)充小的按壓載荷 而增加球22在電極襯墊11上的接觸力。 從開始施加振動時的時刻t0開始經(jīng)過時間間隔11直到球22接觸電極襯墊11以 及在隨后的時間間隔t2期間，超聲波振動的輸出功率保持在第一輸出功率Pl而不波動。
時間間隔t2的階段為這樣的階段，其中，球22與電極襯墊11之間的接觸力增加 以將球22變形到希望的直徑。雖然在該階段期間可能在球22與電極襯墊11之間局部地 發(fā)生合金化(接合)，但接合不會發(fā)生在球22與電極襯墊11之間的整個接觸表面上。換言 之，時間間隔t2的階段為這樣的階段，其中，使球22與電極襯墊11在希望的表面區(qū)域上接 觸，消除了接合部分中的間隙，并獲得了其中可以容易地促進(jìn)金屬的擴(kuò)散接合的狀態(tài)。
在下一階段，沿表面方向在整個接觸表面上接合球22與電極襯墊11。為了該目 的，在將超聲波振動的輸出功率從第一輸出功率P1逐漸增加到第二輸出功率P2的同時，將 按壓載荷減小到小于第一按壓載荷Wl的第二按壓載荷W2。 具體而言，在按壓載荷達(dá)到第一按壓載荷W1之后，減小按壓載荷。當(dāng)按壓載荷達(dá) 到第二按壓載荷W2時或緊接在其后，將超聲波振動的輸出功率從第一輸出功率P1逐漸增 加到第二輸出功率P2。 與時間間隔t2的情況相比，時間間t3的階段具有影響接合部分的較小的按壓載荷和較大的超聲波振動的輸出功率，其中時間間隔t2的階段為從球22接觸電極襯墊11并 且發(fā)生按壓載荷的時刻開始直到超聲波振動的輸出功率從P1開始增加(圖1E示例的狀 態(tài))，而時間間隔t3的階段是從在按壓載荷維持在第二按壓載荷W2的同時超聲波振動的輸 出功率從Pl開始增加的時刻直到按壓載荷隨后減小到零(圖IF示例的狀態(tài))。
由此，在時間間隔t3的階段(其中，超聲波振動的輸出功率從Pl逐漸增加到P2， 同時按壓載荷維持在從第一按壓載荷Wl減小到的第二按壓載荷W2)期間，球22與電極襯 墊11完全接合。在該接合期間，超聲波振動具有極大的貢獻(xiàn)；并且，因?yàn)榘磯狠d荷很小，球 22不會進(jìn)一步變形，而是保持與時間間隔t2的階段相同的直徑。由此，可以避免在下面描 述的電極襯墊11的"飛濺"瑕疵。 在其中保持第二按壓載荷W2的時間間隔t3的后半段中發(fā)出停止施加超聲波振動
的命令，并使超聲波振動的輸出功率從第二輸出功率P2朝向零而減小。在超聲波振動的輸
出功率減小時使毛細(xì)管20升高，并將按壓載荷從第二按壓載荷W2減小到零。然而，可以在
從P2減小超聲波振動的輸出功率的同時將按壓載荷從第二按壓載荷W2減小到零。 球22被接合到電極襯墊11 ，并由此在從毛細(xì)管20的末端開口釋放引線21的同時
升高毛細(xì)管20。毛細(xì)管20移動到另一接合對象(引線框的引線、布線基板的襯墊、另一半
導(dǎo)體芯片的襯墊等等)之上，并進(jìn)行所謂的楔形接合而不形成球。然后，毛細(xì)管20上升，并
閉合未示例的夾鉗以切斷引線21。由此，半導(dǎo)體芯片的電極襯墊11經(jīng)由引線21而被電連
接到引線框、布線基板、其他半導(dǎo)體芯片等。 將參考圖8A至8F描述該實(shí)施例的比較實(shí)例。 圖8A示例了比較實(shí)例的毛細(xì)管20的位置沿垂直方向的時間位移。圖8B示例了 比較實(shí)例的電極襯墊11上的球22的按壓載荷(電極襯墊11所經(jīng)歷的由球22所引起的實(shí) 際載荷)的時間改變。圖8C示例了球22 (或在球22與電極襯墊11之間的接觸表面)的 超聲波振動的輸出功率(或振幅)的時間改變。在圖8D、8E和8F中分別示意性示例了在 時間間隔tl、 t2和t3中的每一個中的球22的狀態(tài)。 在該比較實(shí)例中，在球22接觸電極襯墊11之后將按壓載荷逐漸增加到按壓載荷 W3。保持該按壓載荷W3，直到完成球22與電極襯墊11之間的接合。按壓載荷W3是上述實(shí) 施例中的第二按壓載荷W2的至少兩倍并稍小于第一按壓載荷W1。 在時刻t0開始施加超聲波振動之后，在時間間隔tl和t2期間保持輸出功率P3。 在其中維持按壓載荷W3的時間間隔t3期間，將輸出功率減小到小于P3的輸出功率P4。 P3 大于上述實(shí)施例的P1并稍小于P2。 P4稍大于P1。 在該比較實(shí)例中，在斜坡升高按壓載荷之后，維持相對大的載荷W3，直到完成接 合。由此，如圖9A和9B所示，發(fā)生了不希望的電極襯墊11的所謂的飛濺瑕疵。圖9A示意 性地示例了其中電極襯墊11的飛濺已經(jīng)發(fā)生的狀態(tài)。圖9B是該同一狀態(tài)的電子顯微圖像。 在半導(dǎo)體芯片13的表面上形成電極襯墊11。半導(dǎo)體芯片13的表面被介電保護(hù)膜12覆蓋。 從介電保護(hù)膜12暴露出電極襯墊11的除周邊部分之外的表面。"飛濺"是指這樣的瑕疵，其中在引線接合期間的由球22所引起的按壓載荷變得過 大，由此電極襯墊11的在球22之下的部分lla被擠壓升高并從球22周圍壓出。部分lla 被從電極襯墊11壓出，并且由于施加了超聲波振動，部分lla在振動方向上延伸或展開。例 如，在電極襯墊11之間的間距為60ym或更小的所謂的精細(xì)間距產(chǎn)品的情況下，部分lla
7被壓出而到達(dá)鄰近的電極襯墊，由此不希望地造成電極襯墊之間的短路缺陷。此外，當(dāng)飛濺 發(fā)生時，由于電極襯墊11在鄰近其中心部分處變薄，所以存在可靠性變差的風(fēng)險。
相反地，如參考圖1A至IF的本實(shí)施例中所述，在時間間隔t2的階段中，將球22 變形到希望的直徑；然后在接下來的接合階段中，在將按壓載荷從第一按壓載荷Wl減小到 第二按壓載荷W2之后，將超聲波振動的輸出功率從P1增加到P2。通過減小按壓載荷，可以 抑制電極襯墊11的飛濺，由此在接合接階段期間防止過大的按壓載荷的影響。超聲波振動 主要在接合階段期間作出貢獻(xiàn)，并且通過由球22與電極襯墊11沿表面方向的相對振動而 引起的摩擦，有助于球22與電極襯墊11的接合。 這里，在以這樣的設(shè)定進(jìn)行接合的情況下，即，如圖1C中的單點(diǎn)劃線所示例的，超 聲波振動的輸出功率從P1突然改變到P2(上升斜坡角為90?；蚪咏?0° )，由于瞬時影響 接合部分的大的能量，即使在按壓載荷被減小到第二按壓載荷W2的情況下，也會發(fā)生不希 望的電極襯墊ll的飛濺。因此，將超聲波振動的輸出功率從P1逐漸增加到P2是重要的。
根據(jù)上述實(shí)施例，使用由銅或具有銅作為主要成分的合金的引線接合可以提供高 可靠性的接合而不會出現(xiàn)影響這樣的引線接合的諸如電極襯墊飛濺以及對電極襯墊和/ 或半導(dǎo)體芯片的損傷的問題，并可以通過使用比金廉價的由銅或具有銅作為主要成分的合 金制成的引線來實(shí)現(xiàn)成本降低。此外，因?yàn)椴话l(fā)生飛濺，可以實(shí)現(xiàn)具有更精細(xì)的間距(例 如，60iim或更小)的電極襯墊的引線接合，而不會發(fā)生襯墊之間的短路。
發(fā)明人針對圖1B的第二按壓載荷W2對第一按壓載荷Wl的各種比率(W2/W1)進(jìn) 行了引線接合，并測量了每一個比率下的多個樣品的電極襯墊飛濺量(ym)。結(jié)果如圖2所 示。飛濺量(P m)為Wa+Wb的和，其中Wa和Wb為圖9A所示例的電極襯墊11的飛濺的部 分lla沿超聲波振動方向的長度。 圖2的結(jié)果表明當(dāng)W2/W1從O. 5增加到1時，飛濺量增加；對于0. 5或更小的W2/ Wl，當(dāng)?shù)诙磯狠d荷W2減小時，飛濺量幾乎不改變；并且對于0. 5或更小的W2/W1，飛濺量 被抑制到不會造成實(shí)際問題的水平。因此，希望第二按壓載荷W2的量值大于零但不大于第 一按壓載荷W1的量值的一半。然而，太小的第二按壓載荷W2會導(dǎo)致接合部分的差的剝離 強(qiáng)度。因此，需要將第二按壓載荷W2的下限適當(dāng)?shù)卦O(shè)定在這樣的范圍，以便具有足夠的剝 離強(qiáng)度。 這里，"剝離強(qiáng)度"是指使接合到電極襯墊的球從電極襯墊剝離的沿水平方向的 力。確定了剝離強(qiáng)度(mN)與上述的超聲波振動的第二輸出功率P2對第一輸出功率P1的 比率(P2/P1)之間的關(guān)系。結(jié)果示于圖3中。 在P2和Pl的量值相等的情況下，接合是不充分的，并且剝離強(qiáng)度差。當(dāng)P2增加 到大于Pl時，剝離強(qiáng)度也增加。圖3的結(jié)果表明當(dāng)P2為Pl的兩倍或更大時，增加P2幾 乎不會改變剝離強(qiáng)度；并且，當(dāng)P2為P1的兩倍或更大時，可確保所需的剝離強(qiáng)度。然而，當(dāng) P2太高時，會發(fā)生飛濺。因此，需要將P2的上限適當(dāng)?shù)卦O(shè)定到這樣的范圍，以使飛濺量不會 成為問題。 上升斜坡角e被定義為超聲波振動的輸出功率從第一輸出功率P1增加到第二輸 出功率P2的上升斜坡角，如圖4A至4C所示。確定了角9與飛濺量(圖9A的Wa+Wb)之 間的關(guān)系。結(jié)果示于圖5中。 隨著上升斜 角9增加，超聲波振動的輸出功率以較短的時間(更陡峭)從P1轉(zhuǎn)變到P2。圖4A示例了 e =只=約35°的情況。圖4B示例了 e =2=約45°的情 況。圖4C示例了 e ="=約75°的情況。 圖5的結(jié)果表明超聲波振動的輸出功率從P1變化到P2的上升斜坡角e減小 時，也就是，當(dāng)輸出功率從Pl更緩慢地變化到P2時，飛濺量減小。 發(fā)明人調(diào)查了開始將超聲波振動的輸出功率從P1增加P2的時序(timing)。圖1B 示例的按壓載荷的波形并不是命令信號值，而是依賴于接合表面的狀態(tài)等等的實(shí)際載荷。 按壓載荷不需從第一按壓載荷W1立即轉(zhuǎn)變(減小)到第二按壓載荷W2。在從第一按壓載 荷W1到第二按壓載荷W2的轉(zhuǎn)變的中途(具體而言，在鄰近第一按壓載荷W1的區(qū)域中)開 始增加超聲波振動的情況下，會發(fā)生上述飛濺。 因此，希望在開始增加超聲波振動的輸出功率之前等待按壓載荷達(dá)到第二按壓載 荷W2，也就是，當(dāng)達(dá)到第二按壓載荷W2時或在達(dá)到第二按壓載荷W2之后，開始增加輸出功 率。通過進(jìn)行這樣的控制，可以可靠地防止在按壓載荷大于第二按壓載荷W2時超聲波振動 超過P1 ;可以防止上述飛濺；以及可以更進(jìn)一步地增加可靠性。 關(guān)于獲得上述效果，時間間隔t2與時間間隔t3之間的長度關(guān)系不是問題，其中在 時間間隔t2期間將按壓載荷改變到Wl并將超聲波振動的輸出功率維持在Pl，而在時間間 隔t2期間將按壓載荷維持在W2并將超聲波振動的輸出功率改變到P2。然而，時間間隔t3 是用于接合的時間間隔；因此，在時間間隔t3不大于使球變形的時間間隔t2的情況下，時 間間隔t3通常不足以獲得足夠強(qiáng)度的接合。雖然可以使用相對長的時間間隔t2，但當(dāng)球 已被變形到希望的直徑之后仍保持時間間隔t2的狀態(tài)卻是對時間的浪費(fèi)，并降低效率。因 此，希望t2 < t3。 圖6A至6C為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的超聲引線接合方法的與圖1A至1C中的 時序圖類似的時序圖。 開始于在接觸電極襯墊之前將超聲波振動施加到球的時刻t0的時間間隔tl的階 段和時間間隔t2的階段與在圖1A至1C中所示例的上述實(shí)施例類似。
在該實(shí)施例中，在將按壓載荷從第一按壓載荷W1減小到第二按壓載荷W2之后，停 止施加超聲波振動(將輸出功率從P1減小到零)，然后將輸出功率逐漸增加到第二輸出功 率P2。具體而言，在經(jīng)過了時間間隔t2之后開始從Pl減小超聲波振動的輸出功率，并且從 開始減小到已經(jīng)經(jīng)過時間間隔t3時，輸出功率達(dá)到零。然后，與上述實(shí)施例類似地，將超聲 波振動的輸出功率從零逐漸增加到第二輸出功率P2，同時將按壓載荷維持在第二按壓載荷 W2，由此接合球與電極襯墊。 在該實(shí)施例中，在從P1到P2的增加轉(zhuǎn)變的中途，超聲波振動的輸出功率曾經(jīng)從P1 減小到零。由此，當(dāng)在下降到第二按壓載荷W2之前的階段按壓載荷相對大時，可以可靠地 防止超聲波振動不希望地超過P1 ;可以可靠地防止上述飛濺；以及可以更進(jìn)一步地增加可靠性。 圖7A至7C為根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的超聲引線接合方法的與圖1A至1C中的 時序圖類似的時序圖。 在該實(shí)施例中同樣地，與圖6A至6C所示例的上述實(shí)施例類似，在從Pl到P2的增 加轉(zhuǎn)變的中途，超聲波振動的輸出功率曾經(jīng)從P1減小到零。由此，當(dāng)在下降到第二按壓載 荷W2之前的階段按壓載荷相對大時，可以可靠地防止超聲波振動不希望地超過P1 ;可以可
9靠地防止上述飛濺；以及可以更進(jìn)一步地增加可靠性。 雖然在該實(shí)施例中超聲波振動的輸出功率從P1立即減小到零，但如圖6A至6C所 示例地控制輸出功率從Pl逐漸減小到零卻更容易。 上文中，參考特定的實(shí)例描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明不局限于 此?？梢曰诒景l(fā)明的技術(shù)精神進(jìn)行各種修改。 接合對象不局限于半導(dǎo)體芯片的電極襯墊，其可以包括布線基板的襯墊和/或布 線、引線框的引線等等。此外，本發(fā)明可以將包括銅的金屬單元接合到較柔軟的接合對象 而不會發(fā)生上述的損傷或飛濺；并且本發(fā)明不局限于在上述示例性實(shí)施例中描述的引線接 合。本發(fā)明對于例如通過凸起(bump)將包括凸起的部件(例如，倒裝芯片封裝等等)接合 到接合對象是有效的。
權(quán)利要求
一種在將包括銅的金屬單元按壓到接合對象上時對所述金屬單元施加振動以將所述金屬單元接合到所述接合對象的接合方法，所述方法包括對所述金屬單元施加振動，并在施加所述振動時使所述金屬單元與所述接合對象接觸；將在所述接合對象上的所述金屬單元的按壓載荷逐漸增加到第一按壓載荷；以及在所述按壓載荷達(dá)到所述第一按壓載荷之后，將所述按壓載荷減小到小于所述第一按壓載荷的第二按壓載荷并將所述振動的輸出功率從在所述第一按壓載荷期間施加的第一輸出功率逐漸增加到第二輸出功率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述第二按壓載荷的量值大于零并且不大于所述第一 按壓載荷的量值的一半。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中當(dāng)所述按壓載荷達(dá)到所述第二按壓載荷時開始增加所 述振動的輸出功率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中在所述按壓載荷達(dá)到所述第二按壓載荷之后開始增加 所述振動的輸出功率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述金屬單元為形成在引線的端部上的球。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中在第一階段中使所述金屬單元變形，所述第一階段在 將所述輸出功率維持在所述第一輸出功率時將所述按壓載荷逐漸增加到所述第一按壓載 荷。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中與在所述第一階段中相比，在第二階段中不使所述金 屬單元變形，所述第二階段在將所述按壓載荷維持在所述第二按壓載荷時將所述輸出功率 增加到所述第二輸出功率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述第二輸出功率不小于所述第一輸出功率的兩倍。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中第二階段的時間間隔大于第一階段的時間間隔，所述 第一階段在將所述輸出功率維持在所述第一輸出功率時將所述按壓載荷逐漸增加到所述 第一按壓載荷，所述第二階段在將所述按壓載荷維持在所述第二按壓載荷時將所述輸出功 率改變到所述第二輸出功率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述振動包括超聲波振動。
11. 一種在將包括銅的金屬單元按壓到接合對象上時對所述金屬單元施加振動以將所 述金屬單元接合到所述接合對象的接合方法，所述方法包括對所述金屬單元施加振動，并在施加所述振動時使所述金屬單元與所述接合對象接觸；將在所述接合對象上的所述金屬單元的按壓載荷逐漸增加到第一按壓載荷；以及 在所述按壓載荷達(dá)到所述第一按壓載荷之后，將所述按壓載荷減小到小于所述第一按 壓載荷的第二按壓載荷并停止施加所述振動，以及然后將所述振動的輸出功率逐漸增加到 第二輸出功率，所述第二輸出功率大于在所述第一按壓載荷期間施加的第一輸出功率。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll的方法，其中所述第二按壓載荷的量值大于零并且不大于所述第 一按壓載荷的量值的一半。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll的方法，其中當(dāng)所述按壓載荷達(dá)到所述第二按壓載荷時開始增加 所述振動的輸出功率。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中在所述按壓載荷達(dá)到所述第二按壓載荷之后開始增 加所述振動的輸出功率。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll的方法，其中所述金屬單元為形成在引線的端部上的球。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中在第一階段中使所述金屬單元變形，所述第一階段 在將所述輸出功率維持在所述第一輸出功率時將所述按壓載荷逐漸增加到所述第一按壓 載荷。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中與在所述第一階段中相比，在第二階段中不使所述 金屬單元變形，所述第二階段在將所述按壓載荷維持在所述第二按壓載荷時將所述輸出功 率增加到所述第二輸出功率。
18. 根據(jù)權(quán)利要求ll的方法，其中所述第二輸出功率不小于所述第一輸出功率的兩倍。
19. 根據(jù)權(quán)利要求ll的方法，其中第二階段的時間間隔大于第一階段的時間間隔，所 述第一階段在將所述輸出功率維持在所述第一輸出功率時將所述按壓載荷逐漸增加到所 述第一按壓載荷，所述第二階段在將所述按壓載荷維持在所述第二按壓載荷時將所述輸出 功率改變到所述第二輸出功率。
20. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述振動包括超聲波振動。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種接合方法。一種在將包括銅的金屬單元按壓到接合對象上時對所述金屬單元施加振動以將所述金屬單元接合到所述接合對象的接合方法，所述方法包括對所述金屬單元施加振動，并在施加所述振動時使所述金屬單元與所述接合對象接觸；將在所述接合對象上的所述金屬單元的按壓載荷逐漸增加到第一按壓載荷；以及在所述按壓載荷達(dá)到所述第一按壓載荷之后，將所述按壓載荷減小到小于所述第一按壓載荷的第二按壓載荷并將所述振動的輸出功率從在所述第一按壓載荷期間施加的第一輸出功率逐漸增加到第二輸出功率。
文檔編號B23K20/10GK101728290SQ20091017406
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者中尾光博 申請人:株式會社東芝