專利名稱：長(zhǎng)引線低弧度高密度金絲球焊生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路封裝領(lǐng)域金絲球焊技術(shù)，具體說(shuō)是一種長(zhǎng)引線低弧度高密度金絲球焊生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
為了適應(yīng)大規(guī)模集成電路的生產(chǎn)，研制開發(fā)長(zhǎng)引線低弧度高密度金絲球焊生產(chǎn)技術(shù)。目前通用工藝生產(chǎn)的DIP(Dual-In-Line Pakage)雙列直插形式封裝，絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路(IC)均采用這種封裝形式。其引腳數(shù)一般不超過(guò)100個(gè)，引腳之間間距2.54mm，塑封體厚度在3.5mm以上，適合于PCB(印刷電路板)上穿孔焊接。其特點(diǎn)，操作方便，但封裝面積與芯片面積比較大(DIP42L∶13.8*52.25/3*3＝80∶1)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1，故體積也大。
SOP(Small Outline Pakage)小外形封裝和SSOP(Shrunk Outline Pakage)縮小型小外型封裝，適用絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路，采用這兩種封裝形式，必須使用SMD(表面安裝設(shè)備技術(shù))，引腳數(shù)在100以內(nèi)。SOP封裝，引腳之間間距1.27mm，SSOP封裝引腳之間間距為0.635mm、0.65mm、0.8mm、1.0mm，兩種封裝厚度均在2.0mm之內(nèi)。其特點(diǎn)適用于SMD表面技術(shù)在PCB電路板上安裝布線，封裝面積與芯片面積比較小(SSOP28∶10.2*5.3/2*2＝13∶1)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1，故體積也大，但比DIP小得多。
本專利技術(shù)是LQFP(Low Pprofile Quad Fflat Pakage)塑料扁平四邊引線封裝，引腳數(shù)在100以上，引腳間距(0.50、0.40)，厚度1.40mm，體積小，重量輕，密度高，厚度薄，芯片面積與封裝面積之比(LQFP128L∶14*14/7*7＝4∶1)，與DIP、SOP(SSOP)相比小得多，可以說(shuō)相對(duì)體積小。一般大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路采用這種封裝形式。其特點(diǎn)，適用于SMD表面安裝技術(shù)在PCB電路板上安裝布線，產(chǎn)品適用于高頻，操作方便，可靠性高，封裝面積與芯片面積之間的比小，封裝工藝難度大，尤其壓焊(金絲球焊)、塑封。

發(fā)明內(nèi)容
為了適應(yīng)100線以上超大規(guī)模薄型集成電路封裝生產(chǎn)，滿足集成電路向小、薄、輕、高密度的發(fā)展需要，發(fā)明了此項(xiàng)長(zhǎng)引線低弧度高密度金絲球焊生產(chǎn)方法，解決現(xiàn)有集成電路封裝中存在的引線短、弧度高、密度低、厚度高、體積大等問(wèn)題。
本發(fā)明提供一種長(zhǎng)引線、低弧度、高密度、集成電路封裝金絲球焊生產(chǎn)方法，具體步驟如下a) 材料準(zhǔn)備a-1)金絲Au＞99.99％ 破斷力(T/S)≥10gf 延伸率(E/L)2～8％；a-2)引線框架矩陣式薄型引線框架；a-3)接線劈刀H＝35～40μm CD＝50～65μm TIP＝118～135μm OR＝6～10°FA＝7°～11°；b)設(shè)備選擇ASM AB339 Eagle焊線機(jī)c)生產(chǎn)工藝技術(shù)控制c-1)金球燒制①將EFO電子打火桿調(diào)節(jié)3500V～4200V，并保證打火鉑頭光滑清潔，金線接地通路閉合；②調(diào)節(jié)打火電流量為2700mA～3200mA，使金球硬度符合接線要求；③調(diào)節(jié)打火放電時(shí)間為670μs～720μs，使金球頭部融化，以獲得直徑為40μm±1μm表面圓滑無(wú)缺陷的金球FAB；c-2)芯片焊區(qū)接線①將框架載體上已粘芯片并前固化好的裝有半成品上料夾放在金絲球焊機(jī)工作臺(tái)上，金絲球焊機(jī)自動(dòng)將已上芯的引線框架送進(jìn)軌道，經(jīng)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)并利用傳導(dǎo)方式加熱到200±2℃；②將接線劈刀對(duì)準(zhǔn)芯片焊點(diǎn)，保證劈刀中心點(diǎn)與焊區(qū)中心點(diǎn)偏移量不能超出0.5mm；③對(duì)接線劈刀上加上時(shí)間為10ms±3ms的超聲波和壓力，超聲波頻率為120KHZ±10KHZ，輸出方式為電流，功率為40mw±3mw；壓力輸出為30gf±2gf；④在上述加熱溫度超聲波與壓力共同作用下金球與芯片焊區(qū)接觸點(diǎn)產(chǎn)生約1900℃～2200℃溫度，致使金球與芯片焊點(diǎn)實(shí)現(xiàn)共熔，從而達(dá)到剪切力≥25gf，使其具有良好歐姆接觸；c-3)線弧成形①由接線劈刀把金絲垂直拉到距芯片表面0.07±0.001mm高度處折彎，在此期間距芯片高度高于0.02mm，金線熱應(yīng)力區(qū)無(wú)變形，以防止金球頸部受損或縮短；②折彎后，依芯片焊區(qū)與之相對(duì)應(yīng)的引線框架之間跨度值，得出相應(yīng)長(zhǎng)度金線，一般放線長(zhǎng)度控制在3mm～7mm，誤差控制在±0.001mm以內(nèi)；③移動(dòng)已放出金線至引線框架內(nèi)接腳，保證在移動(dòng)過(guò)程中金線最大偏移量＜1％；c-4) 引線框架接線①已上芯的引線框架在金絲球焊機(jī)上利用傳導(dǎo)方式加熱到200±2℃后；②將接線劈刀移至引線框架內(nèi)引腳，并保證接線劈刀中心與內(nèi)接腳寬度中心重合，偏移量不超出1μm；③對(duì)接線劈刀加上時(shí)間為10ms±3ms的超聲波和壓力，超聲波頻率為120KHZ±10KHZ，輸出方式為電流，功率為80mw±3mw，壓力輸出為160gf±6gf；④在上述加熱溫度、超聲波與壓力作用下，金線與引線框架內(nèi)引腳相互接觸產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到相互楔合，形成良好歐姆接觸，其拉斷力≥5gf；⑤依①～④壓好所有芯片到內(nèi)引腳上的單引線；⑥在同一引線框架的載體上粘接的同一芯片上，DIP、SOP和SSOP內(nèi)引腳上接2根以上的金線；d)半成品抽樣檢測(cè)①金球剪切力用精度金球剪切力對(duì)抽樣產(chǎn)品中所有已焊接成功金球做破壞性實(shí)驗(yàn)，要求所有金球剪切力均要≥25gf，cpk≥1.68；②金線拉斷力用高精度金線拉斷力測(cè)試機(jī)對(duì)抽樣產(chǎn)品中所有已焊接成功金線做破壞性試驗(yàn)，要求所有金線拉斷力均要達(dá)到≥5gf，cpk值≥1.68；③金線最大偏移量用高倍率高精度測(cè)量顯微鏡對(duì)抽樣產(chǎn)品中金線做金線最大偏移測(cè)量，要求最大偏移量＜1％，；④金球一致性用高倍率高精度測(cè)量顯微鏡對(duì)抽樣產(chǎn)品中金線一致性測(cè)量，最終測(cè)量數(shù)值cpk≥1.68；⑤后經(jīng)X-Ray透視機(jī)透視，檢查塑封后金線變形情況，金線變形率＜5％，沒(méi)有碰絲、開路現(xiàn)象；連續(xù)使用上述a)、b)、c)步驟，并通過(guò)步驟d)的檢測(cè)，制造成超大規(guī)模薄集成電路所需求的長(zhǎng)引線低弧度高密度封裝的LQFP100L半成品。
采用上述工藝技術(shù)制成的超大規(guī)模超薄型集成電路可廣泛用于計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、高檔家電等。利用此項(xiàng)技術(shù)做成的產(chǎn)品使用在上述設(shè)施，使其具有體積小、重量輕、節(jié)約能源等特點(diǎn)，而且性能比傳統(tǒng)工藝更穩(wěn)定可靠，一致性更高，適合大規(guī)模生產(chǎn)加工。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于1、半成品，其性能符合GB/T1275用長(zhǎng)引線低弧度高密度金絲球焊工藝技術(shù)制成超大規(guī)模超薄型集成0-II和JEDEC相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
2、突破了傳統(tǒng)封裝形式引線短、弧度高、密度低的金絲球焊工藝技術(shù)，不適應(yīng)超大規(guī)模超薄型集成電路封裝需求，并通過(guò)JESD22-A113C檢測(cè)，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
3、矩陣式引線框架上采用長(zhǎng)引線低弧度高密度工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低成本高效率，更適合大規(guī)模生產(chǎn)條件。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的工藝流程為上料→預(yù)熱→對(duì)準(zhǔn)→編制布線程序→測(cè)高→燒球試壓→首檢引線拉力、金球剪切力→正式壓焊→線弧壓焊→出料根據(jù)具體制造設(shè)備，需要制造的具體封裝產(chǎn)品規(guī)格，提供實(shí)施例如下實(shí)施例1. LQFP100L一、材料準(zhǔn)備1、金絲Au＞99.99％ 破斷力(T/S)≥10gf 延伸率(E/L)2％；2、引線框架矩陣式薄型引線框架ASM 276×276；3、接線劈刀H＝35～40μm CD＝50～65μm TIP＝118～135μm 0R＝6～10°FA＝7°～11°二、設(shè)備選擇ASM AB339 Eagle焊線機(jī)三、工藝技術(shù)控制1.金球燒制a)將EFO電子打火桿調(diào)節(jié)到3500V，并保證打火鉑頭光滑清潔，金線接地通路閉合；b)調(diào)節(jié)打火電流量為2700mA，使金球硬度符合接線要求；c)調(diào)節(jié)打火放電時(shí)間為670μs，以獲得直徑為39μm±1μm表面圓滑無(wú)缺陷的金球。
2.芯片焊區(qū)接線a)將已上芯引線框架在金絲球焊機(jī)上利用傳導(dǎo)方式加熱到200±2℃；b)將接線劈刀對(duì)準(zhǔn)芯片焊點(diǎn)，保證劈刀中心點(diǎn)與焊區(qū)中心點(diǎn)偏移量不能超出0.5mm；c)對(duì)接線劈刀上加上時(shí)間為7ms的超音波和壓力。超音波頻率為110KHZ，輸出方式為電流，功率為40mw±2mw，壓力輸出為28gf。
d)在上述加熱溫度超音波與壓力共同作用下金球與芯片焊區(qū)接觸點(diǎn)產(chǎn)生約1900℃溫度，致使金球與芯片焊點(diǎn)實(shí)現(xiàn)共熔，使其具有良好歐姆接觸，從而達(dá)到剪切力≥25gf。
3.線弧成形a)由接線劈刀把金絲垂直拉到距芯片表面0.07±0.001mm高度處折彎，在此期間保證距芯片高度0.02mm以下，金線熱應(yīng)力區(qū)無(wú)變形，以防止金球頸部受損或縮短；b)折彎后，依芯片焊區(qū)與之相對(duì)應(yīng)的引線框架之間跨度值，得出相應(yīng)長(zhǎng)度金線，其放線長(zhǎng)度誤差應(yīng)控制在±0.001mm以內(nèi)；c)移動(dòng)已放出金線至引線框架內(nèi)接腳，保證在移動(dòng)過(guò)程中金線最大偏移量＜5％。
4.引線框架接線a)把已上芯引線框架在金絲球焊機(jī)上利用傳導(dǎo)方式加熱到200±2℃；b)將接線劈刀移至引線框架內(nèi)引腳，并保證接線劈刀中心與內(nèi)接腳寬度中心重合，偏移量不超出1μm；c)對(duì)接線劈刀加上時(shí)間為7ms的超音波和壓力，超音波頻率為110KHZ，輸出方式為電流，功率為77mw，壓力輸出為154gf；d)在上述加熱溫度、超音波與壓力作用下，金線與引線框架內(nèi)引腳接觸點(diǎn)產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到相互楔合，其拉斷力≥5gf，形成良好歐姆接觸；e)依a)～d)壓好所有芯片到內(nèi)引腳上的單引線；
f)在同一引線框架上15個(gè)內(nèi)引腳接2根以上金線，壓好芯片到內(nèi)引腳上的2根以上接線。
四、半成品抽樣檢測(cè)a)金球剪切力用高精度金球剪切力實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)抽樣產(chǎn)品中所有已焊接成功金球做破壞性實(shí)驗(yàn)，要求所有金球剪切力均要≥25gf，cpk≥1.68；b)金線拉斷力用高精度金線拉斷力測(cè)試機(jī)對(duì)抽樣產(chǎn)品中所有已焊接成功金線做破壞性試驗(yàn)，要求所有金線拉斷力均要達(dá)到≥5gf，cpk值≥1.68；c)金線最大偏移量用高倍率高精度測(cè)量顯微鏡對(duì)抽樣產(chǎn)品中金線做金線最大偏移測(cè)量，要求最大偏移量＜1％，；d)金球一致性用高倍率高精度測(cè)量顯微鏡對(duì)抽樣產(chǎn)品中金線一致性測(cè)量，最終測(cè)量數(shù)值cpk≥1.68。
e)塑封后經(jīng)X-Ray透視機(jī)透視，檢查塑封后金線變形情況，金線變形率＜5％，沒(méi)有碰絲、開路現(xiàn)象；f)依超大規(guī)模薄型集成電路功能輸出連續(xù)使用上述一、二、三步驟，并通過(guò)步驟四的檢測(cè)，制造成超大規(guī)模薄集成電路所需求的長(zhǎng)引線低弧度高密度封裝的LQFP100L半成品。
實(shí)施例2.LQFP128L一、材料準(zhǔn)備1、金絲Au＞99.99％ 破斷力(T/S)≥10gf 延伸率(E/L)8％；2、引線框架矩陣式薄型引線框架ASM 354×3543、接線劈刀H＝35～40μm CD＝50～65μm TIP＝118～135μm OR10°FA＝11°二、設(shè)備選擇ASM AB339 Eagle焊線機(jī)三、產(chǎn)工藝技術(shù)控制1.金球燒制a)將EFO(電子打火桿)調(diào)節(jié)4200V，并保證打火鉑頭光滑清潔，金線接地通路閉合；b)調(diào)節(jié)打火電流量為3200mA，使金球硬度符合接線要求；c)調(diào)節(jié)打火放電時(shí)間為720μs，以獲得直徑為41μm表面圓滑無(wú)缺陷的金球。
2.芯片焊區(qū)接線a)將已上芯引線框架在金絲球焊機(jī)上利用傳導(dǎo)方式加熱到200±2℃；b)將接線劈刀對(duì)準(zhǔn)芯片焊點(diǎn)，保證劈刀中心點(diǎn)與焊區(qū)中心點(diǎn)偏移量不能超出0.5mm；c)對(duì)接線劈刀上加上時(shí)間為13ms的超音波和壓力。超音波頻率為130KHZ，輸出方式為電流，功率為43mw，壓力輸出為32gf。
d)在上述加熱溫度超音波與壓力共同作用下金球與芯片焊區(qū)接觸點(diǎn)產(chǎn)生約2000℃以上溫度，致使金球與芯片焊點(diǎn)實(shí)現(xiàn)共晶，使其具有良好歐姆接觸，從而達(dá)到剪切力≥25gf。
3.線弧成形a)由接線劈刀把金絲垂直拉到距芯片表面0.07±0.001mm高度處折彎，在此期間保證距芯片高度0.02mm以下，金線熱應(yīng)力區(qū)無(wú)變形，以防止金球頸部受損或縮短；b)折彎后，依芯片焊區(qū)與之相對(duì)應(yīng)的引線框架之間跨度值，得出相應(yīng)長(zhǎng)度金線，其放線長(zhǎng)度誤差應(yīng)控制在±0.001mm以內(nèi)；c)移動(dòng)已放出金線至引線框架內(nèi)接腳，保證在移動(dòng)過(guò)程中金線最大偏移量＜1％。
4.引線框架接線a)把已上芯引線框架在金絲球焊機(jī)上利用傳導(dǎo)方式加熱到200±2℃；b)將接線劈刀移至引線框架內(nèi)引腳，并保證接線劈刀中心與內(nèi)接腳寬度中心重合，偏移量不超出1μm；c)對(duì)接線劈刀加上時(shí)間為13ms的超音波和壓力，超音波頻率為130KHZ，輸出方式為電流，功率為83mw，壓力輸出為166gf；d)在上述加熱溫度、超音波與壓力作用下，金線與引線框架內(nèi)引腳接觸點(diǎn)產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到相互楔合，其拉斷力≥5gf，形成良好歐姆接觸；e)依a)～d)壓好所有芯片到內(nèi)引腳上的單引線；f)在同一引線框架上16個(gè)內(nèi)引腳接2根以上金線，壓好芯片到內(nèi)引腳上的2根以上接線。
四、半成品抽樣檢測(cè)
a)金球剪切力用高精度金球剪切力實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)抽樣產(chǎn)品中所有已焊接成功金球做破壞性實(shí)驗(yàn)，要求所有金球剪切力均要≥25gf，cpk值≥1.68；b)金線拉斷力用高精度金線拉斷力測(cè)試機(jī)對(duì)抽樣產(chǎn)品中所有已焊接成功金線做破壞性試驗(yàn)，要求所有金線拉斷力均要達(dá)到≥5gf，cpk值≥1.68；c)金線最大偏移量用高倍率高精度測(cè)量顯微鏡對(duì)抽樣產(chǎn)品中金線做金線最大偏移測(cè)量，要求最大偏移量＜1％；d)金球一致性用高倍率高精度測(cè)量顯微鏡對(duì)抽樣產(chǎn)品中金線一致性測(cè)量，最終測(cè)量數(shù)值cpk≥1.68。
e)塑封后經(jīng)X-Ray透視機(jī)透視，檢查塑封后金線變形情況，金線變形率＜5％，沒(méi)有碰絲、開路現(xiàn)象；依超大規(guī)模薄型集成電路功能輸出連續(xù)使用上述一、二、三步驟，并通過(guò)步驟四的檢測(cè)，制造成超大規(guī)模薄集成電路所需求的長(zhǎng)引線低弧度高密度封裝LQFP128L半成品。
實(shí)施例3. LQFP128L一、材料準(zhǔn)備1、金絲Au＞99.99％ 破斷力(T/S)≥10gf 延伸率(E/L)8％；2、引線框架矩陣式薄型引線框架ASM236×2363、接線劈刀H＝35～40μm CD＝50～65μm TIP＝118～135μm OR10°FA＝11°二、設(shè)備選擇ASM AB339 Eagle焊線機(jī)三、產(chǎn)工藝技術(shù)控制1.金球燒制a)將EFO(電子打火桿)調(diào)節(jié)3500V，并保證打火鉑頭光滑清潔，金線接地通路閉合；b)調(diào)節(jié)打火電流量為2700mA，使金球硬度符合接線要求；c)調(diào)節(jié)打火放電時(shí)間為670μs，以獲得直徑為39μm表面圓滑無(wú)缺陷的金球。
2.芯片焊區(qū)接線a)將已上芯引線框架在金絲球焊機(jī)上利用傳導(dǎo)方式加熱到200±2℃；
b)將接線劈刀對(duì)準(zhǔn)芯片焊點(diǎn)，保證劈刀中心點(diǎn)與焊區(qū)中心點(diǎn)偏移量不能超出0.5mm；c)對(duì)接線劈刀上加上時(shí)間為7ms的超音波和壓力，超音波頻率為110KHZ，輸出方式為電流，功率為37mw，壓力輸出為28gf。
d)在上述加熱溫度超音波與壓力共同作用下金球與芯片焊區(qū)接觸點(diǎn)產(chǎn)生約1900℃以上溫度，致使金球與芯片焊點(diǎn)實(shí)現(xiàn)共晶，從而達(dá)到剪切力≥25gf，使其具有良好歐姆接觸。
3.線弧成形a)由接線劈刀把金絲垂直拉到距芯片表面0.07±0.001mm高度處折彎，在此期間保證距芯片高度0.02mm以下，金線熱應(yīng)力區(qū)無(wú)變形，以防止金球頸部受損或縮短；b)折彎后，依芯片焊區(qū)與之相對(duì)應(yīng)的引線框架之間跨度值，得出相應(yīng)長(zhǎng)度金線，其放線長(zhǎng)度誤差應(yīng)控制在±0.001mm以內(nèi)；c)移動(dòng)已放出金線至引線框架內(nèi)接腳，保證在移動(dòng)過(guò)程中金線最大偏移量＜1％。
4.引線框架接線a)把已上芯引線框架在金絲球焊機(jī)上利用傳導(dǎo)方式加熱到200±2℃；b)將接線劈刀移至引線框架內(nèi)引腳，并保證接線劈刀中心與內(nèi)接腳寬度中心重合，偏移量不超出1μm；c)對(duì)接線劈刀加上時(shí)間為8ms的超音波和壓力，超音波頻率為110KHZ，輸出方式為電流，功率為77mw，壓力輸出為154gf；d)在上述加熱溫度、超音波與壓力作用下，金線與引線框架內(nèi)引腳接觸點(diǎn)產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到相互楔合，其拉斷力≥5gf，形成良好歐姆接觸；e)依a)～d)壓好所有芯片到內(nèi)引腳上的單引線；f)在同一引線框架上16個(gè)內(nèi)引腳接2根以上金線，壓好芯片到內(nèi)引腳上的2根以上接線。
四、半成品抽樣檢測(cè)a)金球剪切力用高精度金球剪切力實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)抽樣產(chǎn)品中所有已焊接成功金球做破壞性實(shí)驗(yàn)，要求所有金球剪切力均要≥25gf，cpk值≥1.68；b)金線拉斷力用高精度金線拉斷力測(cè)試機(jī)對(duì)抽樣產(chǎn)品中所有已焊接成功金線做破壞性試驗(yàn)，要求所有金線拉斷力均要達(dá)到≥5gf，cpk值≥1.68；c)金線最大偏移量用高倍率高精度測(cè)量顯微鏡對(duì)抽樣產(chǎn)品中金線做金線最大偏移測(cè)量，要求最大偏移量＜1％；d)金球一致性用高倍率高精度測(cè)量顯微鏡對(duì)抽樣產(chǎn)品中金線一致性測(cè)量，最終測(cè)量數(shù)值cpk≥1.68。
e)塑封后經(jīng)X-Ray透視機(jī)透視，檢查塑封后金線變形情況，金線變形率＜5％，沒(méi)有碰絲、開路現(xiàn)象；依超大規(guī)模薄型集成電路功能輸出連續(xù)使用上述一、二、三步驟，并通過(guò)步驟四的檢測(cè)，制造成超大規(guī)模薄集成電路所需求的長(zhǎng)引線低弧度高密度封裝LQFP128L半成品。
實(shí)施例4.LQFP128L一、材料準(zhǔn)備1、金絲Au＞99.99％ 破斷力(T/S)≥10gf 延伸率(E/L)8％；2、引線框架矩陣式薄型引線框架ASM354×3543、接線劈刀H＝35～40μm CD＝50～65μm TIP＝118～135μm OR10°FA＝11°二、設(shè)備選擇ASM AB339 Eagle焊線機(jī)三、產(chǎn)工藝技術(shù)控制1.金球燒制a)將EFO電子打火桿調(diào)節(jié)4200V，并保證打火鉑頭光滑清潔，金線接地通路閉合；b)調(diào)節(jié)打火電流量為3200mA，使金球硬度符合接線要求；c)調(diào)節(jié)打火放電時(shí)間為720μs，以獲得直徑為40μm表面圓滑無(wú)缺陷的金球。
2.芯片焊區(qū)接線a)將已上芯引線框架在金絲球焊機(jī)上利用傳導(dǎo)方式加熱到200±2℃；b)將接線劈刀對(duì)準(zhǔn)芯片焊點(diǎn)，保證劈刀中心點(diǎn)與焊區(qū)中心點(diǎn)偏移量不能超出0.5mm；c)對(duì)接線劈刀上加上時(shí)間為13ms的超音波和壓力，超音波頻率為130KHZ，輸出方式為電流，功率為43mw，壓力輸出為32gf。
d)在上述加熱溫度超音波與壓力共同作用下金球與芯片焊區(qū)接觸點(diǎn)產(chǎn)生約2000℃以上溫度，致使金球與芯片焊點(diǎn)實(shí)現(xiàn)共晶，從而達(dá)到剪切力≥25gf，使其具有良好歐姆接觸。
3.線弧成形a)由接線劈刀把金絲垂直拉到距芯片表面0.07±0.001mm高度處折彎，在此期間保證距芯片高度0.02mm以下，金線熱應(yīng)力區(qū)無(wú)變形，以防止金球頸部受損或縮短；b)折彎后，依芯片焊區(qū)與之相對(duì)應(yīng)的引線框架之間跨度值，得出相應(yīng)長(zhǎng)度金線，其放線長(zhǎng)度誤差應(yīng)控制在±0.001mm以內(nèi)；c)移動(dòng)已放出金線至引線框架內(nèi)接腳，保證在移動(dòng)過(guò)程中金線最大偏移量＜1％。
4.引線框架接線a)把已上芯引線框架在金絲球焊機(jī)上利用傳導(dǎo)方式加熱到200±2℃；b)將接線劈刀移至引線框架內(nèi)引腳，并保證接線劈刀中心與內(nèi)接腳寬度中心重合，偏移量不超出1μm；c)對(duì)接線劈刀加上時(shí)間為13ms的超音波和壓力，超音波頻率為130KHZ，輸出方式為電流，功率為83mw，壓力輸出為166gf；d)在上述加熱溫度、超音波與壓力作用下，金線與引線框架內(nèi)引腳接觸點(diǎn)產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到相互楔合，其拉斷力≥5gf，形成良好歐姆接觸；e)依a)～d)壓好所有芯片到內(nèi)引腳上的單引線；f)在同一引線框架上16個(gè)內(nèi)引腳接2根以上金線，壓好芯片到內(nèi)引腳上的2根以上接線。
四、半成品抽樣檢測(cè)a)金球剪切力用高精度金球剪切力實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)抽樣產(chǎn)品中所有已焊接成功金球做破壞性實(shí)驗(yàn)，要求所有金球剪切力均要≥25gf，cpk值≥1.68；b)金線拉斷力用高精度金線拉斷力測(cè)試機(jī)對(duì)抽樣產(chǎn)品中所有已焊接成功金線做破壞性試驗(yàn)，要求所有金線拉斷力均要達(dá)到≥5gf，cpk值≥1.68；c)金線最大偏移量用高倍率高精度測(cè)量顯微鏡對(duì)抽樣產(chǎn)品中金線做金線最大偏移測(cè)量，要求最大偏移量＜1％；
d)金球一致性用高倍率高精度測(cè)量顯微鏡對(duì)抽樣產(chǎn)品中金線一致性測(cè)量，最終測(cè)量數(shù)值cpk≥1.68。
e)塑封后經(jīng)X-Ray透視機(jī)透視，檢查塑封后金線變形情況，金線變形率＜5％，沒(méi)有碰絲、開路現(xiàn)象；依超大規(guī)模薄型集成電路功能輸出連續(xù)使用上述一、二、三步驟，并通過(guò)步驟四的檢測(cè)，制造成超大規(guī)模薄集成電路所需求的長(zhǎng)引線低弧度高密度封裝LQFP128L半成品。
權(quán)利要求
1.一種長(zhǎng)引線低弧度高密度金絲球焊生產(chǎn)方法，其特征在于按下述工藝步驟生產(chǎn)a)材料準(zhǔn)備a-1)金絲Au＞99.99％ 破斷力(T/S)≥10gf 延伸率(E/L)2～18％；a-2)引線框架矩陣式薄型引線框架；a-3)接線劈刀H＝35～40μm CD＝50～65μm TIP＝118～135μm OR＝6～10°FA＝7°～11°；b)設(shè)備選擇ASM AB339 Eagle焊線機(jī)c)生產(chǎn)工藝技術(shù)控制c-1)金球燒制①將EFO電子打火桿調(diào)節(jié)3500V～4200V，并保證打火鉑頭光滑清潔，金線接地通路閉合；②調(diào)節(jié)打火電流量為2700mA～3200mA，使金球硬度符合接線要求；③調(diào)節(jié)打火放電時(shí)間為670μs～720μs，使金球頭部融化，以獲得直徑為40μm±1μm表面圓滑無(wú)缺陷的金球FAB；c-2)芯片焊區(qū)接線①將框架載體上已粘芯片并前固化好的裝有半成品的上料夾放在金絲球焊機(jī)工作臺(tái)上，金絲球焊機(jī)自動(dòng)將已上芯的引線框架送進(jìn)軌道，經(jīng)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)并利用傳導(dǎo)方式加熱到200±2℃；②將接線劈刀對(duì)準(zhǔn)芯片焊點(diǎn)，保證劈刀中心點(diǎn)與焊區(qū)中心點(diǎn)偏移量不能超出0.5mm；③對(duì)接線劈刀上加上時(shí)間為10ms±3ms的超聲波和壓力；超聲波頻率為120KHZ±10KHZ，輸出方式為電流，功率為40mw±2mw，壓力輸出為30gf±2gf；④在上述加熱溫度超聲波與壓力共同作用下金球與芯片焊區(qū)接觸點(diǎn)產(chǎn)生約1900℃～2200℃溫度，致使金球與芯片焊點(diǎn)實(shí)現(xiàn)共熔，使其具有良好歐姆接觸，從而達(dá)到剪切力≥25gf；c-3)線弧成形①由接線劈刀把金絲垂直拉到距芯片表面0.07±0.001mm高度后折彎，在此期間距芯片高度高于0.02mm，金線熱應(yīng)力區(qū)無(wú)變形，以防止金球頸部受損或縮短；②折彎后，依芯片焊區(qū)與之相對(duì)應(yīng)的引線框架之間跨度值，得出相應(yīng)長(zhǎng)度金線，一般放線長(zhǎng)度控制在3mm～7mm，誤差控制在±0.001mm以內(nèi)；③移動(dòng)已放出金線至引線框架內(nèi)接腳，保證在移動(dòng)過(guò)程中金線最大偏移量＜1％；c-4)引線框架接線①已上芯的引線框架在金絲球焊機(jī)上利用傳導(dǎo)方式加熱到200±2℃后；②將接線劈刀移至引線框架內(nèi)引腳，并保證接線劈刀中心與內(nèi)接腳寬度中心重合，偏移量不超出1μm；③對(duì)接線劈刀加上時(shí)間為10ms±3ms的超聲波和壓力，超聲波頻率為120KHZ±10KHZ，輸出方式為電流，功率為80mw±3mw，壓力輸出為160gf±6gf；④在上述加熱溫度、超聲波與壓力作用下，金線與引線框架內(nèi)引腳接觸點(diǎn)產(chǎn)生高溫、高壓強(qiáng)，使金線與引線框架內(nèi)引腳產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到相互楔合，其拉斷力≥5gf，形成良好歐姆接觸；⑤依①～④壓好所有芯片到內(nèi)引腳上的單引線；⑥在同一引線框架的載體上粘接的同一芯片上，DIP、SOP和SSOP內(nèi)引腳上接2根以上的金線；d)半成品抽樣檢測(cè)①金球剪切力用精度金球剪切力對(duì)抽樣產(chǎn)品中所有已焊接成功金球做破壞性實(shí)驗(yàn)，要求所有金球剪切力均要≥25gf，cpk≥1.68；②金線拉斷力用高精度金線拉斷力測(cè)試機(jī)對(duì)抽樣產(chǎn)品中所有已焊接成功金線做破壞性試驗(yàn)，要求所有金線拉斷力均要達(dá)到≥5gf，cpk值≥1.68；③金線最大偏移量用高倍率高精度測(cè)量顯微鏡對(duì)抽樣產(chǎn)品中金線做金線最大偏移測(cè)量，要求最大偏移量＜1％，；④金球一致性用高倍率高精度測(cè)量顯微鏡對(duì)抽樣產(chǎn)品中金線一致性測(cè)量，最終測(cè)量數(shù)值cpk≥1.68；⑤后經(jīng)X-Ray透視機(jī)透視，檢查塑封后金線變形情況，金線變形率＜5％，沒(méi)有碰絲、開路現(xiàn)象；e)連續(xù)使用上述a)、b)、c)步驟，并通過(guò)步驟d)的檢測(cè)，制造成超大規(guī)模薄集成電路所需求的長(zhǎng)引線低弧度高密度封裝的LQFP100L半成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長(zhǎng)引線低弧度高密度金絲球焊生產(chǎn)方法，其特征在于所述c-4)引線框架接線步驟中在同一引線框架的載體上粘接的同一芯片上，DIP、SOP和SSOP內(nèi)引腳上接2根以上的金線超過(guò)8個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種長(zhǎng)引線、低弧度、高密度、集成電路封裝金絲球焊生產(chǎn)方法，具體步驟為1材料準(zhǔn)備；2設(shè)備選擇；3生產(chǎn)工藝技術(shù)控制，其中3－1金球燒制，3－2芯片焊區(qū)接線，3－3)線弧成形，3－4引線框架接線；4半成品抽樣檢測(cè)。本發(fā)明制成的超大規(guī)模超薄型集成電路可廣泛用于計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、高檔家電等，突破了傳統(tǒng)封裝形式引線短、弧度高、密度低，不適應(yīng)超大規(guī)模超薄型集成電路封裝需求的缺點(diǎn)。利用此項(xiàng)技術(shù)做成的產(chǎn)品使用在上述設(shè)施，使其具有體積小、重量輕、節(jié)約能源等特點(diǎn)，而且性能比傳統(tǒng)工藝更穩(wěn)定可靠，一致性更高，實(shí)現(xiàn)了低成本高效率，適合大規(guī)模生產(chǎn)加工。
文檔編號(hào)H01L21/60GK1983541SQ20051002272
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者崔衛(wèi)兵, 任江林, 劉志強(qiáng), 頡永紅, 周金城 申請(qǐng)人:天水華天科技股份有限公司