本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種系統(tǒng)級封裝打線方法及裝置。

背景技術(shù)：

系統(tǒng)級封裝(sip，systeminpackage)是指將多個具有不同功能的有源與無源元件，以及諸如微機電系統(tǒng)(mems)、光學(optics)元件等其他元件組合在同一封裝中，成為可提供多種功能的單顆標準封裝的組件，形成一個系統(tǒng)或子系統(tǒng)。

目前大多數(shù)sip封裝主要通過表面貼裝技術(shù)smt結(jié)合貼片打線的形式完成整個內(nèi)部組裝，smt之后會通過回流焊固定成型，通過水洗來清洗基板表面的助焊劑殘留，這些制程會造成打線過程中頻繁出現(xiàn)nsol(2焊點翹起)、shorttail(縮線)、efoopen(打火線路斷開)等諸多報警，對打線作業(yè)影響很大，無法保證打線的高良率，同時也會相應(yīng)提高打線的成本，后期亦無法保證產(chǎn)品的可靠性。

常見的打線線弧方式有兩種：正向打線(forwardloop)和反向打線(reverseloop)兩種，打線過程如下。

a.正向打線如圖1所示：1焊點在打線焊盤pad上，2焊點在基板金手指(finger)上。作業(yè)順序是先在焊針末端燒球，然后球焊(ballbond)將金球打在打線pad上，后將線弧扯出，楔形焊(wedgebond)打在基板金手指上；

b.反向打線如圖2所示：1焊點在打線焊盤(pad)上，2焊點在基板金手指(finger)上。作業(yè)順序是先在焊針末端燒球，然后將球焊(ballbond)打在打線pad上，完成后在金球上端通過機器焊針運動將線切斷，重新在焊針末端燒球，然后將ballbond打在基板finger上，將線弧扯出，楔形焊(wedgebond)打在打線pad的金球上。

如圖3所示，正向打線速度較快，適用疊層pad打線，對基板finger金手指表面清潔度要求較高，類似sip類封裝在經(jīng)過回流清洗后基板表面清潔度難以保證，使用正向打線會造成很多報警；而反向打線速度稍慢，作業(yè)制程穩(wěn)定報警較少，但因線弧模式限制，無法較好的應(yīng)用在疊層pad打線上面，如圖4所示，碰線的概率非常高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種系統(tǒng)級封裝打線方法及裝置，以解決現(xiàn)有sip封裝中的打線方式，正向打線過程穩(wěn)定性差、作業(yè)過程報警多，反向打線但因線弧模式限制，碰線的概率高的問題。

為此，本發(fā)明實施例提供了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實施例提供了一種系統(tǒng)級封裝打線方法，包括：通過電火花放電在引線末端形成第一金屬球；在基板金手指上進行球形焊接，焊接所述第一金屬球；控制焊線工具運動，切斷引線；通過電火花放電在引線末端形成第二金屬球；在芯片的焊盤上進行球形焊接，焊接所述第二金屬球；控制焊線工具從所述第二金屬球上移動升高到預設(shè)線弧頂端位置，再移動至所述第一金屬球，形成所述預設(shè)線弧形狀的指定引線；將所述指定引線楔形焊接至所述第一金屬球。

可選地，在基板金手指上進行球形焊接，焊接所述第一金屬球的方式包括以下至少之一：熱壓焊、熱超聲焊。

可選地，在芯片的焊盤上進行球形焊接，焊接所述第二金屬球的方式包括以下至少之一：熱壓焊、熱超聲焊。

可選地，控制焊線工具從所述第二金屬球上移動升高到預設(shè)線弧頂端位置，再移動至所述第一金屬球，形成所述預設(shè)線弧形狀的指定引線，包括：將所述預設(shè)線弧選擇為反向線弧。

本發(fā)明實施例還提供了一種系統(tǒng)級封裝打線裝置，包括打線設(shè)備，還包括：焊線工具，安裝在所述打線設(shè)備上，用于在基板金手指上進行球形焊接，焊接第一金屬球之后，所述打線設(shè)備控制焊線工具運動，切斷引線，其中，通過電火花放電在引線末端形成所述第一金屬球；芯片和焊盤，所述焊盤在所述芯片上，所述打線設(shè)備控制所述焊線工具在所述焊盤上進行球形焊接，焊接第二金屬球，其中，通過電火花放電在引線末端形成所述第二金屬球；所述打線設(shè)備還用于控制所述焊線工具從所述第二金屬球上移動升高到預設(shè)線弧頂端位置，再移動至所述第一金屬球，形成所述預設(shè)線弧形狀的指定引線，并將所述指定引線楔形焊接至所述第一金屬球。

可選地，所述打線設(shè)備焊接所述第一金屬球的方式包括以下至少之一：熱壓焊、熱超聲焊。

可選地，所述打線設(shè)備焊接所述第二金屬球的方式包括以下至少之一：熱壓焊、熱超聲焊。

可選地，在所述打線設(shè)備上將所述預設(shè)線弧選擇為反向線弧。

本發(fā)明實施例技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例提供了一種系統(tǒng)級封裝打線方法及裝置，該方法包括通過電火花放電在引線末端形成第一金屬球，在基板金手指上進行球形焊接，焊接第一金屬球，控制焊線工具運動，切斷引線，通過電火花放電在引線末端形成第二金屬球，在芯片的焊盤上進行球形焊接，焊接第二金屬球，控制焊線工具從第二金屬球上移動升高到預設(shè)線弧頂端位置，再移動至第一金屬球，形成預設(shè)線弧形狀的指定引線，將指定引線楔形焊接至第一金屬球。通過本發(fā)明實施例中先在基板上球形焊接第一金屬球，切斷引線，再在芯片的焊盤上球形焊接第二金屬球，然后將引線焊接至基板的第一金屬球上，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的正向打線技術(shù)引線直接接觸基板會造成打線過程頻繁出現(xiàn)報警，而反向打線技術(shù)雖然避免了引線直接接觸基板，但是線弧模式限制會造成在疊層焊盤上打線上容易出現(xiàn)碰線的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是sip封裝中正向打線示意圖；

圖2是sip封裝中反向打線示意圖；

圖3是sip封裝中疊層焊盤正向打線示意圖；

圖4是sip封裝中疊層焊盤反向打線示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)級封裝打線方法的流程圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施的系統(tǒng)級封裝打線裝置的示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)級封裝打線裝置的一個打線示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是無線連接，也可以是有線連接。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發(fā)明不同實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

實施例1

在本實施例中提供了一種系統(tǒng)級封裝打線方法，圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)級封裝打線方法的流程圖，如圖5所示，該流程包括如下步驟：

s101：通過電火花放電在引線末端形成第一金屬球；具體地，采用電火花放電在引線末端形成金屬球是球形焊區(qū)別于楔形焊的一個特點，這種鍵合方式可以避免在基板或者焊盤表面形成凹槽；

s102：在基板金手指上進行球形焊接，焊接第一金屬球；在打線設(shè)備上將第一焊點設(shè)置在基板金手指上，使打線設(shè)備在工作時先對基板金手指進行球形焊；

s103：控制焊線工具運動，切斷引線；在給基板金手指上焊接金屬球之后，打線設(shè)備控制焊線工具運動，通過機器運動切斷引線，然后打線設(shè)備運動到第二焊點的上方；

s104：通過電火花放電在引線末端形成第二金屬球；焊線工具移動到第二焊點上方后，通過電火花放電在引線末端燒球，是為了在芯片的焊盤上進行球形焊做準備；

s105：在芯片的焊盤上進行球形焊接，焊接第二金屬球；在打線設(shè)備上將第二焊點設(shè)置在芯片的焊盤上，打線設(shè)備控制焊線工具將引線末端形成的第二金屬球焊接到焊盤上；

s106：控制焊線工具從第二金屬球上移動升高到預設(shè)線弧頂端位置，再移動至第一金屬球，形成預設(shè)線弧形狀的指定引線；在打線設(shè)備上選擇引線的線弧形式，焊線工具焊接好第二金屬球之后，牽引引線運動到預設(shè)線弧的頂端位置，然后移動至第一金屬球，這樣就形成了預設(shè)線弧形狀的指定引線；

s107：將所述指定引線楔形焊接至第一金屬球；在引線移動到基板上預植的第一金屬球上之后，焊線工具采用楔形焊將引線焊接至第一金屬球，這樣就使基板與芯片連接起來，形成電路，但是引線不直接接觸基板，而是焊接在基板金手指上的金屬球上，這樣就減少了因為引線直接楔形焊接在基板上而造成的報警，使打線制程更為穩(wěn)定。

通過上述步驟，通過電火花放電在引線末端形成第一金屬球，在基板金手指上進行球形焊接，焊接第一金屬球，控制焊線工具運動，切斷引線；通過電火花放電在引線末端形成第二金屬球，在芯片的焊盤上進行球形焊接，焊接第二金屬球，控制焊線工具從第二金屬球上移動升高到預設(shè)線弧頂端位置，再移動至第一金屬球，形成預設(shè)線弧形狀的指定引線，將指定引線楔形焊接至第一金屬球。先在基板上球形焊接第一金屬球，切斷引線，再在芯片的焊盤上球形焊接第二金屬球，然后將引線焊接至基板的第二金屬球上，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的正向打線技術(shù)引線直接接觸基板會造成打線過程頻繁出現(xiàn)報警，而反向打線技術(shù)雖然避免了引線直接接觸基板，但是線弧模式限制會造成在疊層焊盤上打線上容易出現(xiàn)碰線的問題。

上述步驟s102涉及到在基板金手指上進行球形焊接，焊接第一金屬球，在一個可選實施方式中，焊接第一金屬球的方式包括以下至少之一：熱壓焊、熱超聲焊。熱壓焊是將鍵合引線與器件同時加熱加壓，使二者的接觸面產(chǎn)生塑性變形，兩種金屬原子產(chǎn)生相互擴散，由于接觸面的不平整，在一定壓力作用下，高低不平的接觸面相互填充，而產(chǎn)生彈性嵌合作用，最后使兩者緊密結(jié)合，形成牢固的鍵接。熱超聲焊是在鍵合引線與器件之間施加壓力的同時，在被焊件之間產(chǎn)生超聲頻率的彈性振動，破壞被焊件之間的界面上的氧化層，并產(chǎn)生熱量，使兩固態(tài)金屬牢固鍵合。

上述步驟s105涉及到在芯片的焊盤上進行球形焊接，焊接第二金屬球，在具體實施過程中，第二金屬球的焊接方式包括以下至少之一：熱壓焊和熱超聲焊。熱壓焊和熱超聲焊的原理同上述步驟s102中第一金屬球的焊接方式。

上述步驟s106涉及到控制焊線工具從第二金屬球上移動升高到預設(shè)線弧頂端位置，再移動至第一金屬球，形成預設(shè)線弧形狀的指定引線，在具體實施過程中，在打線設(shè)備上將打線線弧的形式選擇為反向線弧，即從第二焊點將引線拉至第一焊點進行焊接，這種方式為反向拱絲工藝。在其他實施方式中，可以根據(jù)需要選擇不同的線弧弧形。

實施例2

在本實施例中還提供了一種系統(tǒng)級封裝打線裝置，該裝置用于實現(xiàn)上述實施例及優(yōu)選實施方式，已經(jīng)進行過說明的不再贅述。

本實施例提供一種系統(tǒng)級封裝打線裝置，包括打線設(shè)備，還包括安裝在打線設(shè)備上的焊線工具，如圖6所示，該焊線工具用于在基板金手指61上進行球形焊接，焊接第一金屬球之后，打線設(shè)備控制焊線工具運動，切斷引線，其中，通過電火花放電在引線末端形成第一金屬球；芯片62和焊盤63，焊盤63在芯片62上，打線設(shè)備控制焊線工具在焊盤63上進行球形焊接，焊接第二金屬球，其中，通過電火花放電在引線末端形成第二金屬球；打線設(shè)備還用于控制焊線工具從第二金屬球上移動升高到預設(shè)線弧頂端位置，再移動至第一金屬球，形成預設(shè)線弧形狀的指定引線，并將該指定引線楔形焊接至第一金屬球。具體地，在打線設(shè)備上將第一焊點設(shè)置在基板金手指61上，第二焊點設(shè)置在焊盤63上，先在基板金手指61上球形焊接第一金屬球，然后切斷引線，再在焊盤63上球形焊接第二金屬球，從第二金屬球上拉引線至第二金屬球，再將引線楔形焊接至第二金屬球，從而將基板金手指61與芯片62通過引線連接起來，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的正向打線技術(shù)引線直接接觸基板會造成打線過程頻繁出現(xiàn)報警，而反向打線技術(shù)雖然避免了引線直接接觸基板，但是線弧模式限制會造成在疊層焊盤上打線上容易出現(xiàn)碰線的問題。

具體地，上述打線設(shè)備焊接第一金屬球至基板金手指61上的方式包括以下至少之一：熱壓焊、熱超聲焊，其中在焊接第一金屬球至基板金手指61上時可以選擇熱壓焊，也可以選擇熱超聲焊，熱壓焊與熱超聲焊的具體原理同上述方法步驟的陳述。

上述打線設(shè)備焊接第二金屬球至焊盤63上的方式包括以下至少之一：熱壓焊、熱超聲焊，其中在焊接第二金屬球至焊盤63上時可以選擇熱壓焊，也可以選擇熱超聲焊，熱壓焊與熱超聲焊的具體原理同上述方法步驟的陳述。

在本實施例中，在打線設(shè)備上將打線線弧的形式選擇為反向線弧，即從第二焊點將引線拉至第一焊點進行焊接，這種方式為反向拱絲工藝。在其他實施方式中，可以根據(jù)需要選擇不同的線弧弧形。

圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)級封裝打線裝置的一個打線示意圖，如圖7所示，在一個可選實施例中，在焊盤631和焊盤632上打線，先在打線設(shè)備上將第一焊點設(shè)置在基板金手指61上，第二焊點設(shè)置在焊盤631上，打線設(shè)備上的線弧形式選擇為反向線弧，在第一焊點球形焊第一金屬球之后，切斷引線，在焊盤631上球形焊第二金屬球，然后打線設(shè)備控制焊線工具拉出引線為設(shè)定線弧的形式至基板金手指上預植的第一金屬球上，然后將引線楔形焊接至第一金屬球，至此完成焊盤631與基板金手指61的連接，用此方式完成焊盤632與基板金手指61的連接，因為基板金手指61上有金屬球的支撐，可以有效避免引線直接接觸基板金手指61，避免了打線作業(yè)過程中頻繁報警的狀況，同時引線從芯片62上的金屬球連接基板金手指61，可選的線弧弧形多，避免了由于傳統(tǒng)反向打線線弧模式的限制，在疊層焊盤上打線時容易出現(xiàn)碰線的問題。

上述各個結(jié)構(gòu)的更進一步的功能描述與上述對應(yīng)實施例相同，在此不再贅述。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。