[发明专利]增强基板与半导体芯片间打线接合的方法及焊接控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种接合方法及控制系统，且特别是涉及一种增强基板与半导体芯片间打线接合的方法及焊接控制系统。 

背景技术

半导体芯片必须依照设计与外界的电路连接，才可正常发挥应有的功能。目前用于半导体构装的技术，大概有以下数种，分别为「打线接合」、「卷带式自动接合」、「覆晶接合」等技术。打线接合是最早也为目前应用最广的技术，此技术首先将半导体芯片固定于基板上，再以细金属线将芯片上的电路和基板上的接垫相连接。然而，打线端部形成的焊接球容易受到外力拉扯，而发生脱球或断线等无法弥补的缺陷，因而近年来打线接合技术正受到其他新兴技术的挑战，其市场占有率也逐渐在减少当中。 

因此，如何增强接垫与焊接球间的接合强度，减少脱球或断线的风险，为业界亟待解决的关键因素之一。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强基板与半导体芯片间打线接合的方法及焊接控制系统，以加强打线接合强度。 

根据本发明的一方面，提出一种增强基板与半导体芯片间打线接合的方法，包括下列步骤。提供一基板，在基板上形成至少一第一焊垫。提供一半导体芯片于基板上，半导体芯片具有至少一第二焊垫。分别形成一第一、第二焊接球于第一焊垫及第二焊垫上。打一焊线于第一、第二焊接球之间。对第一焊接球与第一焊垫间的接合界面进行摩擦搅拌焊接(Friction Stir Welding)，以强化第一焊接球与第一焊垫的接合。 

根据本发明的另一方面，提出一种焊接控制系统，用于加强一基板与一半导体芯片之间的打线接合。焊接控制系统包括一工作平台、一打线装置、 一摩擦搅拌装置以及一控制装置。工作平台用以承载基板，其中基板上包括至少一第一焊垫以及一包括有至少一第二焊垫的半导体芯片。打线装置可在第一焊垫及第二焊垫上分别形成一第一、第二焊接球，并在第一、第二焊接球间形成一焊线。摩擦搅拌装置包括一钻头、一马达以及一机械手臂。钻头用以摩擦旋转搅拌第一焊接球与第一焊垫间的接合界面。马达耦接钻头，用以控制钻头转速。机械手臂耦接钻头，用以调整钻头的三维位置。控制装置耦接工作平台、马达与机械手臂，其中控制装置用以控制工作平台的位置，马达根据控制装置决定钻头转速，机械手臂根据控制装置决定钻头的位置。 

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下： 

附图说明

图1A～图1D分别为本发明一实施例的增强基板与半导体芯片间打线接合的方法的流程示意图； 

图2为钻头相对于接合界面的尺寸及倾斜角度的示意图； 

图3为本发明一实施例的焊接控制系统的配置示意图。 

主要元件符号说明 

100：基板 

102：第一焊垫 

110：半导体芯片 

112：第二焊垫 

B1：第一焊接球 

B2：第二焊接球 

120：焊线 

130：接合界面 

θ：倾斜角度 

D1、D2：外径 

H1、H2：高度 

200：焊接控制系统 

210：工作平台 

220：打线装置 

230：摩擦搅拌装置 

232：钻头 

234：马达 

236：机械手臂 

240：控制装置 

250：电脑 

260：摄像装置 

270：压力感测器 

280：温度感测器 

具体实施方式

本实施例的增强基板与半导体芯片间打线接合的方法及焊接控制系统，是利用摩擦搅拌装置的钻头摩擦焊接球与焊垫间的接合界面，使该接合界面受到挤压及搅拌，进而强化焊接球与焊垫的接合。此外，摩擦搅拌装置的马达以及机械手臂分别耦接钻头，用以控制钻头的转速以及调整钻头的三维位置，且通过控制装置分别耦接马达以及机械手臂，根据控制装置决定钻头的转速以及钻头的位置。 

以下是提出各种实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本发明欲保护的范围。