專利名稱：：粗銅絲引線鍵合的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及半導(dǎo)體封裝中使用的粗銅絲引線鍵合的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
：金絲引線鍵合是電子工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的引線鍵合技術(shù)，但隨著高密度封裝的發(fā)展,銅絲引線鍵合日益引起人們的關(guān)注.，銅絲引線鍵合具有很多優(yōu)勢(shì)(l)價(jià)格優(yōu)勢(shì)引線鍵合中使用的各種規(guī)格的銅絲，其成本只有金絲的1/10。(2)電學(xué)性能和熱學(xué)性能銅的電導(dǎo)率為大，同時(shí)銅的熱導(dǎo)率也高于金，因此在直徑相同的條件下銅絲可以承載更大電流，使得銅引線不僅用于功率器件中，也應(yīng)用于更小直徑引線以適應(yīng)高密度集成電路封裝；(3)機(jī)械性能銅引線相對(duì)金引線的高剛度使得其更適合細(xì)小引線鍵合；(4)焊點(diǎn)金屬間化合物對(duì)于金引線鍵合到鋁金屬化焊盤，對(duì)界面組織的顯微結(jié)構(gòu)及界面氧化過程研究較多，其中最讓人們關(guān)心的是"紫斑"(AuA12)禾口"白斑"(Au2Al)問題，并且因Au和Al兩種元素的擴(kuò)散速率不同，導(dǎo)致界面處形成柯肯德爾孔洞以及裂紋。降低了焊點(diǎn)力學(xué)性能和電學(xué)性能，對(duì)于銅引線鍵合到鋁金屬化焊盤，研究的相對(duì)較少，Hyoimg—JoonKim等人認(rèn)為在同等條件下，Cu/Al界面的金屬間化合物生長(zhǎng)速度比Au/Al界面的慢10倍，因此，銅絲引線鍵合的可靠性要高于金絲引線鍵合。銅絲引線鍵合技術(shù)是目前國(guó)際上正在進(jìn)行丌發(fā)研究的一種用于微電子器件芯片與內(nèi)引線連接的新技術(shù)。目前細(xì)銅絲引線鍵合(銅絲直徑cj)0.8milct)2.0mil)已經(jīng)逐步開始推廣，但粗銅絲球焊因存在諸多的技術(shù)難點(diǎn),目前還未應(yīng)用。如果粗銅絲引線鍵合能夠推廣使用，降低成本的優(yōu)勢(shì)更加明顯，銅絲引線鍵合技術(shù)在半導(dǎo)體器件封裝上的普及面將更廣。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種粗銅絲引線鍵合的實(shí)現(xiàn)方法，以降低成本，減緩脆性金屬化合物的形成，提高鍵合強(qiáng)度。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為粗銅絲引線鍵合主要的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于銅球結(jié)晶時(shí)保護(hù)、劈刀的設(shè)計(jì)優(yōu)化、芯片鋁層厚度檢測(cè)、關(guān)鍵工藝參數(shù)的優(yōu)化匹配。銅球結(jié)晶時(shí)保護(hù)。粗銅線引線鍵合過程中，使用N2H2混合保護(hù)氣體。設(shè)計(jì)一種裝置，固定在焊接設(shè)備上，調(diào)節(jié)好位置，將N2H2混合保護(hù)氣體接上，并調(diào)整好H2N2混合保護(hù)氣體的流量，N2H2混合保護(hù)氣體的流量決定了銅球的冷卻速度，冷卻速度是銅球硬度的決定性指標(biāo)，冷卻速度越快，則球的硬度越大，在壓焊時(shí),芯片所受的力就越大，極易壓傷芯片鋁層下的硅，造成芯片上的第一焊點(diǎn)被拉起。提供合適含H2比例的高純度N2H2混合保護(hù)氣體、調(diào)整好氣體裝置的位置，調(diào)整好N2H2混合保護(hù)氣體的流量以防止銅球的氧化。使用時(shí)，要求保護(hù)氣體純度含氧量小于1PPM;露點(diǎn)小于-40'C;112比例5%~10%，流量0.51/min;氧化按直觀的驗(yàn)證方法粗銅線引線鍵合工藝N2H2保護(hù)就是保護(hù)銅球，但實(shí)際操作過程中，如果N2H2氣體只保護(hù)球，實(shí)際上銅球表面極易產(chǎn)生氧化層，其產(chǎn)生機(jī)理是在常溫和高溫下，主要是化學(xué)性質(zhì)活潑的氧分子與銅球表面的銅產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，此種反應(yīng)速度較慢。主要的氧化產(chǎn)生于氧離子與銅的接觸，在打火的過程中，打火桿與銅線間進(jìn)行放電，產(chǎn)生的火花，是對(duì)空氣中的氮?dú)馀c氧氣離子化的結(jié)果，而氧離子的化學(xué)活動(dòng)性較氧分子活潑得多，為防止銅球的氧化，其關(guān)鍵點(diǎn)是防止氧分子被離子化，所以要求保護(hù)混合氣體對(duì)打火路線保護(hù)好，在高壓打火時(shí)，被離子化的是氫分子，這樣就可保證銅球表面產(chǎn)生的少量氧化層被還原。劈刀的設(shè)計(jì)優(yōu)化因粗銅絲硬度大，延展性小在生產(chǎn)線的作業(yè)過程中，易斷絲，無法連續(xù)作業(yè)。設(shè)計(jì)特殊規(guī)格的劈刀，使之保證生產(chǎn)線順利作業(yè)。有三個(gè)方法一是對(duì)現(xiàn)有劈刀的角度進(jìn)行修正，，將劈刀的外角度改小，或內(nèi)角度改大，在腳位上焊接時(shí)，不會(huì)將銅線切斷；另一種方法是將劈刀嘴的結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更，劈刀嘴結(jié)構(gòu)中，有幾個(gè)重要之處，陽角、陰角的大小確定，劈刀頭錐度的選擇，劈刀材料的選擇以及表面光潔度的選擇。對(duì)劈刀的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，通過調(diào)整劈刀的外角，克服了框架上焊線無尾絲問題，現(xiàn)將劈刀內(nèi)角微結(jié)構(gòu)的樣式調(diào)整，使銅球受力更均勻；第三種方法是劈刀加工過程中，劈刀邊鋒部倒圓角。都可以糾正此缺陷，確保腳位上的拉力足夠。本發(fā)明在粗銅絲引線鍵合作業(yè)時(shí)采用如下規(guī)格的劈刀H:孔徑是102um175um、CD:倒角直徑是152um215um、CA:內(nèi)倒角孔角是120°~150°、T:頭部直徑是356um465um、FA:端面角是4。；芯片鋁層厚度的檢測(cè)。彈坑壓焊時(shí)輸出能量過大，使芯片壓焊區(qū)鋁墊受損而留下小洞。具體實(shí)驗(yàn)方法如下將壓焊后的芯片在不加熱的王水中腐蝕24小時(shí)，然后在高倍顯微鏡下觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)芯片壓焊區(qū)有針孔大的小洞，顏色呈彩色。失鋁壓焊時(shí)輸出能量過大，使芯片壓焊區(qū)鋁墊撕裂。將壓焊后的芯片在不加熱的王水中腐蝕24小時(shí)，然后在高倍顯微鏡下觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)芯片壓焊區(qū)有鋁層脫落現(xiàn)象，顏色呈黑色。制造大圓片時(shí)，因?yàn)檎翡X工藝上的問題或處于成本的考慮會(huì)導(dǎo)致一批大圓片出現(xiàn)壓焊區(qū)鋁層結(jié)合不致密或太薄。當(dāng)壓悍時(shí)劈刀在鋁墊上振蕩就比較容易將鋁墊撕裂(產(chǎn)生失鋁)或留下空洞(產(chǎn)生彈坑)，導(dǎo)致產(chǎn)品失效。實(shí)驗(yàn)得出鋁層厚度大于4um的芯片，才可用粗銅線引線鍵合。芯片本身鋁層厚度是否達(dá)到粗銅線工藝標(biāo)準(zhǔn)。各芯片廠家鋁層的成份不同、結(jié)構(gòu)上也存在差異性，根據(jù)其蒸鍍的速度不同，鋁層的致密性及鋁層厚度也會(huì)發(fā)生較大變化。鋁層致密性及厚度的測(cè)量設(shè)備價(jià)格較貴，一般的封裝廠都沒有這種檢測(cè)設(shè)備，為此，通過一套鋁層厚度檢測(cè)方法，將芯片放置在純度大于85%的磷酸溶液，根據(jù)鋁層的溶解時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)樣本的比較，計(jì)算出鋁層的厚度。關(guān)鍵工藝參數(shù)的優(yōu)化銅球硬度這是一個(gè)較為復(fù)雜的問題，與許多因素相關(guān)，現(xiàn)將相關(guān)量全部列出來銅線材質(zhì)、打火溫度、電流、球的大小、球的冷卻速度、冷卻氣體的混合比例等，銅球硬度是根據(jù)以上多種因素相互作用的結(jié)果，工廠所用芯片的鍍層原來是為金絲引線鍵合(細(xì)銅絲引線鍵合)而設(shè)計(jì)的。粗銅球比金球要硬，所以在粗銅絲引線鍵合的時(shí)候會(huì)遇到類似于彈坑等現(xiàn)象。這個(gè)是因?yàn)榇帚~球焊接的功率和壓力比金球要大，而芯片的鍍層相對(duì)又比較薄。根據(jù)這個(gè)情況，在進(jìn)行粗銅線引線鍵合的時(shí)候，可以適當(dāng)提高溫度和時(shí)間，像功率和壓力此類參數(shù)不宜增加太大。解決這個(gè)問題有一個(gè)原則，就是先調(diào)整參數(shù)使內(nèi)焊點(diǎn)打不粘，然后逐步增加功率，壓力以及壓焊時(shí)間，直到金球剪切力達(dá)到工藝要求為止。不要過分追求過大的剪切力，而追求金球剪切力的CPK值。在實(shí)際批量生產(chǎn)過程中遇到壓焊區(qū)鋁墊面積大小不等的各類芯片，壓焊區(qū)面積大小不同，則解決彈坑與失鋁的辦法也不盡相同。鋁層厚度4.5um，粗銅絲d)3mil5mil，優(yōu)化后的工藝參數(shù)打火電流250mA360mA、打火時(shí)間800us1800us、打火尾絲100mil~120mil初始功率20/80DAC50/150DAC、初始?jí)毫?50/400克~900/800克、初始時(shí)間2/2ms、焊接功率65/150~90/200DAC、焊接壓力80/200克~250/600克、焊接時(shí)間10/15ms~l0/20ms;本發(fā)明即按照優(yōu)化后的工藝參數(shù)，進(jìn)行芯片與粗銅絲引線鍵合的操作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于與現(xiàn)行的金絲引線鍵合技術(shù)相比，不僅可以節(jié)省黃金、降低成本，而且可以減緩脆性金屬化合物的形成，提高鍵合強(qiáng)度，采用銅絲鍵合新工藝不但能降低器件制造成本，而且其互連強(qiáng)度比金絲還要好。因而，在今后的微電子封裝發(fā)展中，銅絲引線鍵合會(huì)成為主流技術(shù)。銅絲與傳統(tǒng)的晶片上鋁金屬化焊區(qū)的鍵合，可降低成本，使高產(chǎn)、細(xì)間距封裝的焊絲更牢固和堅(jiān)硬，圖1是保護(hù)氣體裝置的立體示意圖1。圖2是保護(hù)氣體裝置的立體示意圖2。圖3是噴嘴安裝示意圖1。圖4是噴嘴安裝示意圖2。圖5是噴嘴安裝位置尺寸圖。圖6是劈刀外形圖示。圖7是劈刀的仰視圖(放大)。圖8是劈刀頭部縱向局部剖視圖(放大)。圖9是實(shí)驗(yàn)流程圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明的主要技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于銅球結(jié)晶時(shí)保護(hù)、劈刀的設(shè)計(jì)優(yōu)化、芯片鋁層厚度檢測(cè)、關(guān)鍵工藝參數(shù)的優(yōu)化匹配。銅球結(jié)晶時(shí)保護(hù)保護(hù)氣體的裝置由四部分構(gòu)成與設(shè)備固定的保護(hù)氣體裝置的固定腳l、第一中間連接段2、第二中間連接段3、保護(hù)氣體裝置的噴嘴4，噴嘴的口徑大小要求4)2mm。保護(hù)氣體裝置的固定腳1固定在設(shè)備焊頭部位，此固定腳材料是鋁合金；第一中間連接段2與保護(hù)氣體裝置的固定腳1相連，并且兩者之間相連有一彈簧，第一中間連接段2的材料是鋁合金；第二中間連接段3與第一中間連接段2相連，第二中間連接段3的材料是絕緣膠木；保護(hù)氣體裝置的噴嘴4與第二中間連接段3相連，噴嘴4的材料是鋁合金。使用方法焊接過程增加N2H2保護(hù)氣體，對(duì)氣體純度及氫氣混合比以及保護(hù)氣體的流量有較嚴(yán)的要求。保護(hù)氣體純度含氧量小于1PPM;露點(diǎn)小于-4(TC;H2比例5%~10%，流量0.51/min。上述的裝置在安裝時(shí)，其中需特別關(guān)注的是劈刀5、打火桿6、保護(hù)氣體的噴嘴4三者間的距離、角度以及打火桿表面的潔凈度，噴嘴口必須與燒球平面平行，同時(shí)離劈刀口h約2mm，如圖5所示。打火產(chǎn)生的火焰線條要與噴嘴方向平行，并且在其內(nèi)圈0.2毫米以內(nèi)。這樣就可保證銅球得到有效的保護(hù)。圖3、圖4為噴嘴安裝示意圖，但采用圖4的噴嘴安裝示意圖與圖3的噴嘴安裝示意圖比較有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)劈刀裝卸方便，在作業(yè)時(shí)，穿銅線方便。圖3的噴嘴安裝方法，在安裝劈刀時(shí)，都需對(duì)打火桿、劈刀、噴嘴的位置進(jìn)行微調(diào)，調(diào)整的難度增加，不便于作業(yè)，需耗費(fèi)的時(shí)間較多。采用圖4的設(shè)計(jì)模式，只需一次性地將噴嘴外套7固定好，裝卸時(shí)，與金絲引線鍵合調(diào)整方式一樣，不增加維修人員與操作人員工作難度。只要銅絲能打火成功，就能得到有效的氣體保護(hù)。劈刀的設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)特殊規(guī)格的劈刀，有三個(gè)方法一是對(duì)現(xiàn)有劈刀的角度進(jìn)行修正，將劈刀的外角度改小，或內(nèi)角度改大，在腳位上焊接時(shí)，不會(huì)將銅線切斷；另一種方法是將劈刀嘴的結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更，劈刀嘴結(jié)構(gòu)中，有幾個(gè)重要之處，陽角、陰角的大小確定，劈刀頭錐度的選擇，劈刀材料的選擇以及表面光潔度的選擇。粗銅絲引線鍵合劈刀的外形具體尺寸(結(jié)合圖6-圖8):優(yōu)化后的4>3mii粗銅絲引線鍵合劈刀關(guān)鍵尺寸H:孔徑是102um、CD:倒角直徑是152um、CA:內(nèi)倒角孔角是120°、T:頭部直徑是356um、FA:端面角是4°優(yōu)化后的4>4mi粗銅絲引線鍵合劈刀關(guān)鍵尺寸H-孔徑是140um、CD:倒角直徑是180um、CA:內(nèi)倒角孔角是120°、T:頭部直徑是419um、FA:端面角是4°優(yōu)化后的4>5mil粗銅絲引線鍵合劈刀關(guān)鍵尺寸H:孔徑是175um、CD:倒角直徑是215um、CA:內(nèi)倒角孔角是120°、T:頭部直徑是465um、FA:端面角是4。芯片鋁層厚度的檢測(cè)一準(zhǔn)備檢查實(shí)驗(yàn)器具(200mL小燒杯，800mL大燒杯各一個(gè)，IO(TC溫度計(jì)兩根，小電爐一個(gè)，純度大于85%的磷酸溶液及秒表一個(gè))。在框架兩頭處分別裝上2—3個(gè)同型號(hào)待測(cè)芯片，按照型號(hào)對(duì)裝有待測(cè)芯片的框架進(jìn)行歸類、標(biāo)記。二燒水將50mL左右磷酸倒入干凈的小燒杯中。打開電爐，將裝有三分之二自來水的大燒杯放在爐上加熱，同時(shí)將小燒杯放到大燒杯中，注意別讓大燒杯中的水流入小燒杯。分別在兩燒杯中放入溫度計(jì)，同時(shí)觀察溫度變化，等到大燒杯中水溫到6CTC時(shí)關(guān)掉電爐(不必取下燒杯)，輕輕搖動(dòng)小燒杯，并觀察小燒杯中溫度計(jì)讀數(shù)，到58。C以上時(shí)就可以把框架放入。三溶解在小燒杯中放入粘有芯片的框架，確?？蚣芷渲幸活^的芯片至少1顆完全沉入溶液，同時(shí)在表格上記錄初始時(shí)間。觀察芯片氣泡產(chǎn)生以及小燒杯中的溫度計(jì)讀數(shù)，如果溫度超出62°C，則可將小燒杯取出，保證其溫度在58°C_62°C。當(dāng)觀察到芯片表面有部分顏色變暗，則表示鋁層即將溶解完全，準(zhǔn)備記錄時(shí)間，待芯片白色鋁層褪盡，表面無氣泡產(chǎn)生時(shí)，溶解完成。把結(jié)束時(shí)間記錄在表格上。四實(shí)驗(yàn)結(jié)束并處理數(shù)據(jù)將所有芯片的實(shí)驗(yàn)完成并記錄完數(shù)據(jù)后，關(guān)電爐，收拾器具(用過的磷酸可妥善保存，重復(fù)利用)。把結(jié)束時(shí)間減取開始時(shí)間，再轉(zhuǎn)化成秒得到溶解時(shí)間，再參看附表一，確定其厚度，若仍未能確定，則先定厚度范圍，再根據(jù)該范圍的平均溶解速度計(jì)算其厚度值。鋁層厚度=(溶解時(shí)間-最鄰近標(biāo)樣溶解時(shí)間)*該范圍平均溶解速度+該標(biāo)樣厚度實(shí)驗(yàn)流程圖見圖9所示。附表一:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>關(guān)鍵工藝參數(shù)的優(yōu)化先調(diào)整參數(shù)使內(nèi)焊點(diǎn)打不粘，然后逐步增加功率，壓力以及壓焊時(shí)間，直到金球剪切力達(dá)到工藝要求為止。不要過分追求過大的剪切力，而追求金球剪切力的CPK值。在實(shí)際批量生產(chǎn)過程中遇到壓焊區(qū)鋁墊面積大小不等的各類芯片，壓焊區(qū)面積大小不同，則解決彈坑與失鋁的辦法也不盡相同。具體情況如下壓焊區(qū)面積較大的芯片(金球直徑尺寸W50um)可用加初始?jí)毫Φ霓k法解決。在實(shí)踐中經(jīng)常將此數(shù)值設(shè)置到150400g之間；初始時(shí)間的數(shù)值設(shè)置在25ms之間；初始功率的數(shù)值設(shè)置在10~50DAC之間。這樣在超聲能量沒有加到壓焊區(qū)鋁墊之前，先加一個(gè)壓焊壓力讓金球先壓扁變形，在超聲功率作用時(shí)就有面積較大的金球覆蓋在鋁墊上而不至于將鋁墊撕裂或留下小洞。對(duì)壓焊區(qū)面積較小的芯片可用設(shè)置預(yù)超聲能量的辦法解決。因?yàn)閴汉竻^(qū)面積小，銅球變形不能過大而超出壓焊區(qū)造成短路，因?yàn)獒娪靡陨系霓k法來解決彈坑與失鋁問題。在較大的超聲功率作用前，先加一個(gè)小的超聲能量將銅球在鋁墊上振蕩壓變形，這樣就可避免因較大的超聲功率作用導(dǎo)致能量過大而將鋁層撕裂或留下小的空洞。當(dāng)然降低tip的高度，讓壓焊頭以一個(gè)較低的速度平緩地運(yùn)動(dòng)到芯片壓焊區(qū)鋁墊也是解決彈坑與失鋁的一個(gè)有效辦法。鋁層厚度4.5um，粗銅絲4)3mil，優(yōu)化后的工藝參數(shù)打火電流250mA、打火時(shí)間800us、打火尾絲100mil初始功率20/80DAC、初始?jí)毫?50/400克、初始時(shí)間2/2ms焊接功率65/150、悍接壓力80/200克、焊接時(shí)間10/15ms鋁層厚度4.5um，粗銅絲4)4mil，優(yōu)化后的工藝參數(shù)打火電流310mA、打火時(shí)間1500us、打火尾絲110mil初始功率50/150DAC、初始?jí)毫?00/600克、初始時(shí)間2/2ms焊接功率85/180DAC、焊接壓力200/500克、焊接時(shí)間10/20ms鋁層厚度4.5um，粗銅絲4)5mil優(yōu)化后的工藝參數(shù)打火電流360mA、打火時(shí)間1800us、打火尾絲120mil初始功率50/150DAC、初始?jí)毫?00/800克、初始時(shí)間2/2ms焊接功率90/200DAC、焊接壓力250/600克、焊接時(shí)間10/20ms在進(jìn)行芯片與粗銅絲引線鍵合時(shí)，即按照上述優(yōu)化后的工藝參數(shù)進(jìn)行操作。權(quán)利要求1、一種粗銅絲引線鍵合的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括下列操作條件(1)銅球結(jié)晶時(shí)保護(hù)在粗銅絲引線鍵合過程中，采用N2、H2混合保護(hù)氣體在焊接設(shè)備上固定有一保護(hù)氣體裝置，先調(diào)節(jié)好該裝置相對(duì)劈刀、打火桿的位置后，接上N2、H2混合保護(hù)氣體，并調(diào)整好N2、H2混合氣體的流量，其中混合保護(hù)氣體純度含氧量小于1PPM；露點(diǎn)小于-40℃；H2比例5％～10％，流量0.5l/min；(2)劈刀的選取在粗銅絲引線鍵合作業(yè)時(shí)采用如下規(guī)格的劈刀H孔徑是102um～175um、CD倒角直徑是152um～215um、CA內(nèi)倒角孔角是120°～150°、T頭部直徑是356um～465um、FA端面角是4°；(3)芯片表面鋁層厚度檢測(cè)將芯片放置在純度大于85％的磷酸溶液中，根據(jù)鋁層的溶解時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)樣本的比較，計(jì)算出鋁層的厚度；檢測(cè)出來的芯片表面鋁層厚度大于4um時(shí)，才可用粗銅線引線鍵合；(4)關(guān)鍵工藝參數(shù)的優(yōu)化匹配鋁層厚度4.5um，粗銅絲φ3mil～5mil，優(yōu)化后的工藝參數(shù)打火電流250mA～360mA、打火時(shí)間800us～1800us、打火尾絲100mil～120mil初始功率20/80DAC～50/150DAC、初始?jí)毫?50/400克～900/800克、初始時(shí)間2/2ms、焊接功率65/150～90/200DAC、焊接壓力80/200克～250/600克、焊接時(shí)間10/15ms～10/20ms；按照優(yōu)化后的工藝參數(shù)，打著打火桿，進(jìn)行芯片與粗銅絲引線鍵合的操作。2、如權(quán)利要求1所述的粗銅絲引線鍵合的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的保護(hù)氣體裝置主要由依次相連的固定腳、第一中間連接段、第二中間連接段以及噴嘴組裝構(gòu)成，其中固定腳與設(shè)備焊頭部位相固定，噴嘴口為圓形，口徑為4)2mm。3、如權(quán)利要求2所述的粗銅絲引線鍵合的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的裝在焊接設(shè)備上的保護(hù)氣體裝置的噴嘴，其噴嘴口要與燒球平面平行，同時(shí)離劈刀口約2mm，打火產(chǎn)生的火焰線條要與噴嘴方向平行，并且在其內(nèi)圈0.2毫米以內(nèi)。4、如權(quán)利要求2或3所述的粗銅絲引線鍵合的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的第二中間連接段用絕緣膠木做成。5、如權(quán)利要求1所述的粗銅絲引線鍵合的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于在粗銅絲引線鍵合作業(yè)時(shí)使用的劈刀，規(guī)格有3種，適于4>3.0mil銅絲引線鍵合的A劈刀，適于*4.0mil銅絲引線鍵合的B劈刀，適于4)5.0mil銅絲引線鍵合的C劈刀，其中A劈刀H:孔徑是102um、CD:倒角直徑是152um、CA:內(nèi)倒角孔角是120°、T:頭部直徑是356um、FA:端面角是4。B劈刀H:孔徑是140um、CD:倒角直徑是180um、CA:內(nèi)倒角孔角是120°、T:頭部直徑是419um、FA:端面角是4。C劈刀H:孔徑是175um、CD:倒角直徑是215um、CA:內(nèi)倒角孔角是135°、T:頭部直徑是465um、FA:端面角是4。。6、如權(quán)利要求1所述的粗銅線引線鍵合的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的芯片表面鋁層厚度檢測(cè)采用的標(biāo)準(zhǔn)樣本為鋁層厚度1.4um、鋁層厚度1.5um、鋁層厚度1.7um、鋁層厚度2.4um、鋁層厚度3.4um、鋁層厚度3.6um、鋁層厚度3.7um、鋁層厚度4.1um、鋁層厚度4.2um、鋁層厚度4.5um、鋁層厚度5.1um、鋁層厚度5.3um、平均溶解時(shí)間155s、平均溶解時(shí)間175s、平均溶解時(shí)間205s、平均溶解時(shí)間265s、平均溶解時(shí)間510s、平均溶解時(shí)間555s、平均溶解時(shí)間605s、平均溶解時(shí)間625s、平均溶解時(shí)間690s、平均溶解時(shí)間830s、平均溶解時(shí)間910s、平均溶解時(shí)間1025s時(shí)間范圍145-165s、時(shí)間范圍165-185s、時(shí)間范圍195-210s、時(shí)間范圍230-285s、時(shí)間范圍480-560s、時(shí)間范圍540-590s、時(shí)間范圍580-620s、時(shí)間范圍595-650s、時(shí)間范圍625-715s、時(shí)間范圍780-860s、時(shí)間范圍855-965s、、時(shí)間范圍930-1075s平均溶解速度90A/s平均溶解速度86A/s平均溶解速度83A/s平均溶解速度91A/s平均溶解速度67A/s平均溶解速度61A/s平均溶解速度61A/s平均溶解速度68A/s平均溶解速度61A/s平均溶解速度54A/s平均溶解速度56A/s、平均溶解速度50A/s7、如權(quán)利要求6所述的粗銅線引線鍵合的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的芯片表面鋁層厚度檢測(cè)包括下列步驟(1)將50mL左右磷酸倒入干凈的200mL小燒杯中，打開電爐，將裝有三分之二自來水的800mL大燒杯放在爐上加熱，同時(shí)將小燒杯放到大燒杯中，注意別讓大燒杯中的水流入小燒杯，分別在兩燒杯中放入溫度計(jì)，同時(shí)觀察溫度變化，等到大燒杯中水溫到60'C時(shí)關(guān)掉電爐，輕輕搖動(dòng)小燒杯，并觀察小燒杯中溫度計(jì)讀數(shù)，到58'C以上時(shí)就可以把粘有芯片的框架放入；(2)在小燒杯中放入粘有芯片的框架，確?？蚣芷渲幸活^的芯片至少1顆完全沉入溶液，同時(shí)在表格上記錄初始時(shí)間，觀察芯片氣泡產(chǎn)生以及小燒杯中的溫度計(jì)讀數(shù)，如果溫度超出62°C，則可將小燒杯取出，保證其溫度在58"C—62'C，當(dāng)觀察到芯片表面有部分顏色變暗，則表示鋁層即將溶解完全，準(zhǔn)備記錄時(shí)間，待芯片白色鋁層褪盡，表面無氣泡產(chǎn)生時(shí)，溶解完成，把結(jié)束時(shí)間記錄在表格上；(3)把結(jié)束時(shí)間減去開始時(shí)間，再轉(zhuǎn)化成秒得到溶解時(shí)間，再根據(jù)鋁層厚度的標(biāo)準(zhǔn)樣本對(duì)比數(shù)據(jù)，確定其厚度，若仍未能確定，則先定厚度范圍，再根據(jù)該范圍的平均溶解速度計(jì)算其厚度值；計(jì)算公式鋁層厚度=(溶解時(shí)間-最鄰近標(biāo)樣溶解時(shí)間)*該范圍平均溶解速度+該標(biāo)樣厚度。8、如權(quán)利要求1所述的粗銅線引線鍵合的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的優(yōu)化后的工藝參數(shù)包括下列幾組鋁層厚度4.5um，粗銅絲63mil，優(yōu)化后的工藝參數(shù)打火電流250mA、打火時(shí)間800us、打火尾絲100mil初始功率20/80DAC、初始?jí)毫?50/400克、初始時(shí)間2/2ms焊接功率65/150、焊接壓力80/200克、焊接時(shí)間10/15ms鋁層厚度4.5um，粗銅絲4)4mil，優(yōu)化后的工藝參數(shù)打火電流310mA、打火時(shí)間1500us、打火尾絲110mil初始功率50/150DAC、初始?jí)毫?00/600克、初始時(shí)間2/2ms焊接功率85/180DAC、焊接壓力200/500克、焊接時(shí)間10/20ms鋁層厚度4.5um，粗銅絲4)5mil優(yōu)化后的工藝參數(shù)打火電流360mA、打火時(shí)間1800us、打火尾絲120mil初始功率50/150DAC、初始?jí)毫?00/800克、初始時(shí)間2/2ms焊接功率90/200DAC、焊接壓力250/600克、焊接時(shí)間10/20ms。全文摘要本發(fā)明涉及粗銅絲引線鍵合的實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括銅球結(jié)晶時(shí)保護(hù)、劈刀的設(shè)計(jì)優(yōu)化、芯片鋁層厚度檢測(cè)、關(guān)鍵工藝參數(shù)的優(yōu)化匹配。銅球結(jié)晶時(shí)保護(hù)采用高純度，含氧量小于1ppm的N₂H₂保護(hù)氣體；劈刀的形狀設(shè)計(jì)成外角度改小、內(nèi)角度改大，這樣可以產(chǎn)生較強(qiáng)的尾焊，避免粗銅絲引線鍵合作業(yè)時(shí)斷絲。采用85％的磷酸溶液檢測(cè)芯片鋁層厚度，確保粗銅絲引線鍵合時(shí)鋁層厚度滿足大于4um的要求，避免作業(yè)過程中出現(xiàn)彈坑；工藝參數(shù)上選擇使用初始?jí)毫?，避免彈坑的產(chǎn)生。本發(fā)明既能明顯降低成本又能提高產(chǎn)品的可靠性。文檔編號(hào)H01L21/66GK101409243SQ200810061359公開日2009年4月15日申請(qǐng)日期2008年4月24日優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日發(fā)明者勞行雁,周理明申請(qǐng)人:寧波明昕微電子股份有限公司