[发明专利]引线键合过程中杂质粒子的检测

说明书

本发明公开了一种将引线键合到表面上的方法、设备和计算机程序产品。所述将引线键合到表面上的方法包括以下步骤：在形成将引线键合到表面的引线时，收集键合工具的操作特性；确定是否发生了如所述操作特性所指示的所述引线的可能的键合故障；以及如果确定可能的键合故障已发生，则采集所述引线的图像以识别在所述表面上是否存在杂质。这样，仅当操作特性指示已发生可疑的键合故障时，才需要对引线进行成像。这避免了对每次键合进行成像，而仍可对可疑键合进行成像。该方法有助于显著提高引线键合设备的生产能力，同时仍可以识别和分类由于杂质的存在而引起的键合缺陷。

技术领域

本发明涉及一种将引线键合到表面上的方法、设备以及计算机程序产品。

背景技术

引线键合是通过细金属线在半导体部件中形成电气连接的工艺，细金属线通常为直径12微米至500微米的线。可以使用引线键合技术形成的电气连接的示例包括分立或集成芯片的接触表面与芯片的包装物的接触引线之间的连接，以及在混合电路的情况下，插入的单片元件与包含单片元件的膜电路之间的连接。

已开发了许多引线键合技术，其中一种是使用超声波的微焊技术。与待键合的接触表面接触的铝线在将与其键合的表面方向上剧烈移动，使其氧化层断裂。然后使引线受压，并在两种材料之间形成永久连接。引线的运动由超声波发生器激发的超声换能器产生，以产生高频机械振动。

在称为楔形键合的特定引线键合工艺中，提供的超声能量的大小取决于所用引线的尺寸。超声能量通过称为“楔”的特定工具被引导到铝线。引线通过楔底部的导向件供给。具有铝线的楔接触到将与引线键合的表面时停止运动。通过较小的限定力（称为键合重量）向下压所述引线使其变形。这种变形称为“预变形”。启动超声能量并开始键合过程。在此期间，铝线的直径减小，并且实际的减小量取决于引线的尺寸、物理性质和精确的化学性质。

在自动引线键合设备中重要的是实现对工艺的尽可能多的控制并且能够确定键合是否已成功地产生。尤其重要的是能够在键合当时而不是在随后的测试程序期间确定键合是否已成功地产生。由于自动引线键合设备的生产能力非常快，如果在键合时可以即时监视键合将是十分有利的，以便在形成不满意的键合之后停止该进程并且检查键合状况，这样可防止产生大量不满意的键合，从而避免浪费时间和昂贵的部件和材料。

尽管一些现有的引线键合机器可以执行某些测试来监视键合故障，但其仍不能令人满意。因此，需要提供一种改进的用于检测键合故障的技术。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种将引线键合到表面上的方法，包括以下步骤：在形成将引线键合到表面的引线键合时，收集键合工具的操作特性；确定是否发生了如所述操作特性所指示的所述引线的可能的键合故障；和如果确定可能的键合故障已发生，则采集所述引线的图像以识别在所述表面上是否存在杂质粒子。

本发明的第一方面认识到准确地检测引线键合可能是有问题的。特别是在现有技术中难以对某些类型的引线键合缺陷进行分类，例如由可能引起键合焊盘之间的电短路的杂质造成的缺陷，该电短路通常会导致仅在封装后电气测试期间检测到的部件功能故障。所述第一方面还认识到，虽然使用成像检查引线可以揭示这种杂质的存在，但是这种成像很耗时并且会导致在进行这种检查时引线键合设备的生产能力的显著降低。因此提供一种方法。该方法可以用于将引线键合到表面。该方法可以包括收集或测量操作特性或性质的步骤。这些操作特性可从键合工具接收，并且可以在键合工具形成引线时收集或测量。所述引线可以将引线键合到表面。该方法可以包括确定或识别引线是否已发生可能的、很可能的、潜在的或可疑的键合故障。所述操作特性可以指示可疑的键合故障。该方法可以包括采集或接收引线的图像。当确定已发生可能或可疑的键合故障时，可以采集或接收图像。该图像可以识别杂质粒子是否存在于引线键合到的表面上。这样，仅当操作特性指示已发生可疑的键合故障时，才需要对引线进行成像。这避免了对每次键合进行成像，而仍对可疑键合进行成像。该方法有助于显著提高引线键合设备的生产能力，同时仍识别和分类由于杂质粒子的存在而引起的键合缺陷。