CN102522349A - 用于引线键合的劈刀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于引线键合的劈刀，所述劈刀包括：劈刀主体；劈刀端部，与劈刀主体结合；线孔，贯穿劈刀主体和劈刀端部的中心部分，其中，劈刀端部的侧面形成有凹槽。通过改变劈刀端部的外形和大小，可以改变第二键合点的键合面积和尺寸，从而提供键合密度。

Description

用于引线键合的劈刀
技术领域
本发明涉及一种用于引线键合的劈刀，更具体地讲，本发明涉及一种能够减小第二键合点的宽度并提高键合密度的劈刀。
背景技术
随着集成电路的发展，先进封装技术不断发展变化以适应各种半导体新工艺和新材料的要求和挑战。半导体封装内部芯片和外部管脚之间以及芯片之间的连接起着确立芯片和外部的电气连接、确保芯片和外界之间的输入/输出畅通的重要作用，是整个后道封装过程中的关键。引线键合以工艺实现简单、成本低廉、适用多种封装形式而在连接方式中占主导地位，目前所有封装管脚的90％以上采用引线键合连接。
通常引线键合的步骤包括：形成第一键合点(例如在芯片的表面上)，形成线弧，最后形成第二键合点(例如在引线框架/基板上)。在上述引线键合过程中，在完成第一次键合(形成第一键合点)后，劈刀运动到第二个键合位置，通过劈刀外壁(即，劈刀端部的外壁)对金属线施加压力来完成第二次键合，焊接之后再拉尾线是为下一个键合循环金属球的形成做准备。
图1示出了现有技术中形成第二键合点的示意图。参照图1可知，第二键合点10由尾丝部11和针脚部12组成。尾丝部11在劈刀100上升阶段防止键合被拉开。使劈刀100上升到一定高度，形成尾丝，尾丝拉断后，尾丝部只残存部分，对键合强度不起作用。针脚部12是第二次键合的主要部分，并且第二键合点10的尺寸与劈刀100的端部的直径和形状有关。
图2A至图2C示出了根据现有技术的劈刀的结构图。图2A是根据现有技术的劈刀的俯视图，图2B根据现有技术的劈刀的侧视图；图2C是根据现有技术的劈刀的剖视图。
根据图2A至图2C所示，根据现有技术的劈刀包括：劈刀主体4；劈刀端部5，与劈刀主体4结合；线孔1，贯穿劈刀主体4和劈刀端部5的中心部分；斜切部3，形成在线孔1的靠近劈刀端部5的端部表面的端部。更具体地讲，劈刀端部5包括端部表面7和连接表面6，连接表面6连接劈刀主体4和劈刀端部5。
图3示出了利用现有技术的劈刀进行引线键合的效果图。在利用劈刀的第二次键合过程中，引线14与端部表面7(见图2B和图2C)碾磨后，形成结合的键合区域9。引线14通过斜切部3(见图2A至图2C)的边界截断，并施加外拉力后扯断。如图3所示，标号11表示在引线键合过程中的斜切部(对应于图2C中的内切直径)，标号12表示在键合过程中的劈刀端部，标号13表示在引线键合过程中的劈刀的端部表面。
如图3所示，第二键合点的宽度10(即，键合点的最大宽度)较大，键合宽度10和斜切部3的直径和劈刀端部5的直径直接相关。更具体地讲，最大键合宽度10位于键合点的中部。
图4示出了引线键合过程中形成具有大的ILP(打线引脚间距)的针脚的示意图。在图4中，标号9表示键合区域，标号14表示引线，标号16表示引脚，标号17表示引脚宽度，标号18表示引脚间距，标号15表示引脚间的间隙。
图5示出了在引线键合过程中形成具有小的ILP的针脚的示意图。结合图4和图5可知，当键合引脚的间距18和引脚宽度17不断减小时，大的第二键合点的宽度会导致相邻的键合点短路。
第WO 03/009335A2号发明专利申请公开了一种劈刀设计。在该申请中，在劈刀的部分处，减小了劈刀端部的直径，来达到减小第二键合点尺寸的目的。但是根据该申请可知，上述劈刀仅简单地减小了劈刀的端部直径，而所述劈刀的部分的结构和形状与现有技术中的劈刀的端部的结构和形状相同。
因此，本发明提出了一种改变劈刀端部的结构来减小第二键合点的宽度并提高键合密度的劈刀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以减小第二键合点的面积以提高键合密度并防止相邻的引脚之间的短路的劈刀结构。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于引线键合的劈刀，所述劈刀包括：劈刀主体；劈刀端部，与劈刀主体结合；线孔，贯穿劈刀主体和劈刀端部的中心部分，其中，劈刀端部的侧面形成有凹槽。
在根据本发明的示例性实施例中，所述凹槽可为弧形凹槽。可选地，所述凹槽可为棱柱凹槽，所述棱柱的截面可为大致三角形或四边形。凹槽的数量可为二个、三个、四个或五个。
在根据本发明的示例性实施例中，斜切部可形成在线孔的靠近劈刀端部的端部表面的端部。
在根据本发明的示例性实施例中，劈刀端部具有端部表面和与劈刀主体连接的端部表面，凹槽可从劈刀端部的端部表面延伸到劈刀端部的连接表面。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了现有技术中形成第二键合点的示意图；
图2A至图2C示出了根据现有技术的劈刀的结构图；
图3示出了利用现有技术的劈刀进行引线键合的效果图；
图4示出了引线键合过程中形成具有大的ILP的针脚的示意图；
图5示出了在引线键合过程中形成具有小的ILP的针脚的示意图；
图6A是根据本发明示例性实施例的劈刀结构的俯视图；
图6B是沿图6A中的A-A’线截取的剖视图；
图6C是根据本发明示例性实施例的劈刀结构的示意图；
图7至图12示出了根据本发明示例性实施例的形成有不同形状和数量的凹槽的劈刀结构的俯视图；
图13示出了利用根据本发明实施例的劈刀形成的第二键合点的外形；
图14示出了利用根据本发明实施例的劈刀形成的第二键合点的外形与利用现有技术的劈刀形成的第二结合点的外形的比较图；
图15示出了利用根据本发明实施例的劈刀进行键合时的示意图；
图16示出了根据本发明示例性实施例的劈刀形成的键合区域的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
图6A至图6C示出了根据本发明示例性实施例的劈刀结构的示意图，其中，图6A是根据本发明示例性实施例的劈刀结构的俯视图，图6B是沿图6A中的A-A’线截取的剖视图，图6C是根据本发明示例性实施例的劈刀结构的示意图。
如图6A至图6C所示，根据本发明示例性实施例的劈刀包括：劈刀主体4；劈刀端部5，与劈刀主体4结合；线孔1，贯穿劈刀主体4和劈刀端部5的中心部分；凹槽8，形成在劈刀端部的侧面处。此外，斜切部3可形成在线孔1的靠近劈刀端部5的端部表面的端部处。更具体地讲，劈刀端部5包括端部表面7和连接表面6(也位于劈刀主体4的端部)，连接表面6连接劈刀主体4和劈刀端部5。在根据本发明的示例性实施例中，在劈刀端部5形成有四个凹槽8，凹槽8从端部表面7竖直地延伸到连接表面6。在本发明的示例性实施例中，凹槽的数量为4个，并且凹槽的形状为弧形凹槽，但是本发明的凹槽数量和形状不限于此。
图7至图12示出了根据本发明示例性实施例的形成有不同形状和数量的凹槽的劈刀结构的俯视图。在图7中，劈刀端部形成有四个凹槽8，且凹槽8为弧形凹槽；在图8中，劈刀端部形成有四个凹槽8，且凹槽8为截面为三角形的棱柱体的凹槽；在图9中，劈刀端部形成有四个凹槽8，且凹槽8为截面为四边形的棱柱体的凹槽；在图10中，劈刀端部形成有两个凹槽8，且凹槽8为弧形凹槽；在图11中，劈刀端部形成有五个凹槽8，且凹槽8为弧形凹槽；在图12中，劈刀端部形成有三个凹槽8，且凹槽8为弧形凹槽。
图13示出了利用根据本发明实施例的劈刀形成的第二键合点的外形。图14示出了利用根据本发明实施例的劈刀形成的第二键合点的外形与利用现有技术的劈刀形成的第二结合点的外形的比较图。
如图13和14所示，利用根据本发明实施例的劈刀形成的第二键合点的宽度10’小于利用现有技术的劈刀形成的第二结合点的宽度10。更具体地讲，在图14中，区域9-2表示根据本发明示例性实施例的劈刀进行键合时引线14被凹槽8挤压出的部分，区域9-4表示根据本发明示例性实施例的劈刀与现有技术的劈刀进行键合时形成的相同部分。因此，利用根据本发明实施例的劈刀形成的第二键合点的面积比利用现有技术的劈刀形成的第二结合点的面积减小了阴影部分9-3的面积的两倍大。
图15示出了利用根据本发明实施例的劈刀进行键合时的示意图。如图15所示，当引脚16的宽度17和引脚间距18不断减小时，根据本发明示例性实施例的劈刀形成的键合区域9的面积减小，从而可以防止相邻的引脚之间的短路。
图16示出了根据本发明示例性实施例的劈刀形成的键合区域的示意图。所形成的键合区域9的最大宽度10’位于键合部分的尾部(如图16所示)或者所形成的键合区域9的最大宽度10’位于键合部分的头部(如图14所示)，从而可有效减少键合区域的整体宽度，并且最大宽度10’小于图3中示出的最大宽度10。
因此，根据本发明示例性实施例的劈刀可以减小第二键合点的面积，从而提高键合密度并防止相邻的引脚之间的短路。
尽管已经参照本发明的示例性实施例示出和描述了本发明，但是本发明不限于上述实施例。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种变形和修改。本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于引线键合的劈刀，所述劈刀包括：
劈刀主体；
劈刀端部，与劈刀主体结合；
线孔，贯穿劈刀主体和劈刀端部的中心部分，
其中，劈刀端部的侧面形成有凹槽。
2.根据权利要求1所述的用于引线键合的劈刀，其中，所述凹槽为弧形凹槽。
3.根据权利要求1所述的用于引线键合的劈刀，其中，所述凹槽为棱柱凹槽。
4.根据权利要求3所述的用于引线键合的劈刀，其中，所述棱柱的截面是大致三角形或四边形。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的用于引线键合的劈刀，其中，凹槽的数量为二个、三个、四个或五个。
6.根据权利要求1所述的用于引线键合的劈刀，其中，斜切部形成在线孔的靠近劈刀端部的端部表面的端部。
7.根据权利要求1所述的用于引线键合的劈刀，其中，劈刀端部具有端部表面和与劈刀主体连接的端部表面，凹槽从劈刀端部的端部表面延伸到劈刀端部的连接表面。
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