[其他]具有改进工作面的焊接工具

说明书

技术领域

本发明涉及线焊系统，尤其涉及用于线焊机的改进焊接工具。 

背景技术

在半导体器件的加工和封装中，线焊仍然是在封装件内的两个位置之间(例如，在半导体芯片的芯片焊盘和引线架的引线之间)提供电互连的主要方法。尤其是，使用线焊器(也称为线焊机)，在将要电互连的相应位置之间形成导线环。 

利用球焊的示例性常规线焊顺序包括：(1)在延伸自焊接工具的导线端部上形成无空气球；(2)使用无空气球在半导体芯片的芯片焊盘上形成第一焊接；(3)在芯片焊盘和引线架的引线之间将一段导线延伸为期望形状；(4)将导线针脚式焊到引线架的引线(形成第二焊接)；以及(5)切断导线。在(a)导线环的端部和(b)焊接位置(例如，芯片焊盘、引线等)之间形成焊接时，可以使用不同类型的焊接能量，例如，超声波能量、热超声波能量以及热压能量等。如本领域技术人员所知，这个顺序实际上是示例性的，并且在给定应用中可以改变该顺序(例如，可以在衬底上形成第一焊接等)。 

以下每个美国专利都涉及用于线焊机的焊接工具领域：题为“Capillary with Contained Inner Chamfer(包含内部斜面的毛细管)”的美国专利第7,004,369号，题为“Concave Face Wire Bond Capillary and Method(凹面导线焊接毛细管和方法)”的美国专利第6,966,480号，题为“Concave Face Wire Bond Capillary(凹面导线焊接毛细管)”的美国专利第6,439,450号，题为“Concave Face Wire Bond Capillary(凹面导线焊接毛细管)”的美国专利第6,158,647号，题为“Capillary for a Wire Bonding Apparatus(用于导线焊接设备的毛细管)”的美国专利第5,844,830号，题为“Fine Pitch Bonding Tool for Constrained  Bonding(用于约束焊接的微节距焊接工具)”的美国专利第5,871,141号，题为“Wire Bonding Capillary(导线焊接毛细管)”的美国专利第5,662,261号，题为“Fine Pitch Capillary Bonding Tool(微节距毛细管焊接工具)”的美国专利第5,421,503号，以及题为“Semiconductor Bonding Means Having an Improved Capillary and Method of Using the Same(具有改进毛细管的半导体焊接装置及其使用方法)”的美国专利第4,911,350号。 

图1A是公知的现有技术的微节距焊接工具100(例如，毛细管焊接工具)的图示。焊接工具100包括圆筒形部分102、邻近圆筒形部分102的锥形部分104和邻近锥形部分104的端部的工作末端106。通道108从焊接工具100的上端110延伸到工作末端106。通道108被配置以接收在导线焊接操作中使用的一段导线。在图1A(以及本文所提供的其他图)中，通道108被图示为从上端110到工作末端106成锥形，并且还图示为包括圆筒形部分116和斜面112；然而，还应该理解的是，不同类型的、具有各种形状和配置的通道是本领域技术人员所知的。 

图1B是工作末端106的放大剖视图的图示。如图1B中所示，锥形部分104具有基本上恒定的锥形，其开始于与圆筒形部分102相接的位置(如图1A中所示)。工作末端106限定了具有面角118(例如，在8度至15度之间)的工作面120。与工作面120相邻的是具有总体角114(例如，小于90度)的内部斜面112，以提供满足剪切和牵引测试要求的第一焊接(球焊)。圆筒形通道116在斜面112的上部和通道108的剩余部分之间。而且，圆筒形通道116和斜面112大体上限定为通道108的一部分。 

图2A是形成导线环的第二焊接的焊接工具100的工作末端106的图示，其中，第二焊接包括针脚式焊128和尾焊126。如上所描述，在导线122的无空气球焊接到半导体器件(未示出)上的焊盘之后，在成环、馈送导线122期间焊接工具100接着处理导线122。然后，焊接工具100在支撑衬底124上形成第二焊接以便使半导体器件(未示出)与支撑衬底124互连，该第二焊接包括针脚式焊128和轨或尾 焊126。