CN210692492U - 垂直打线设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种垂直打线设备，垂直打线设备包括：劈刀，劈刀具有供金属线穿过的线孔；切割器，切割器对准劈刀下端口外侧的目标切割点，用于从目标切割点切割金属线以及对金属线的端部进行熔化以形成金属球；移动装置，提供劈刀及切割器的垂直移动，并使得切割器始终对准劈刀下端口外侧的目标切割点。本实用新型将切割器与劈刀固定在一起，使其同时上下运动，由于切割器与劈刀固定，所以垂直打线高度不受影响，可以消除垂直金属线的长度限制，获得长度较大的垂直金属线，同时，垂直金属线不会受到额外的弯折，进而可以避免金属线相对于底球中心的偏移。

Description

垂直打线设备

技术领域

本实用新型半导体封装领域，特别是涉及一种垂直打线设备及打线方法。

背景技术

近年来，“更快、更小、更便宜、更可靠”已成为推动半导体技术领域发展的目标。半导体制备领域通过不断减小最小特征尺寸、增加封装叠层来提高集成电路的密度，以顺应“更小”的目标，在此基础上“更快、更便宜、更可靠”也是不容忽视的。

集成电路的所有计算和通信系统都需要通过电力传输子系统供电，电力传输子系统将电源的高电压转换为集成电路中各分立器件所需的不同电压并进行传输，在堆叠封装芯片中，连接各层芯片、用于传输功率信号的导线决定了信号传输损失的大小，这对于为上下层芯片提供垂直引线的机台提出了挑战。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种垂直打线设备及打线方法，用于解决现有技术中垂直金属线长度受限以及容易发生偏移的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种垂直打线设备，所述垂直打线设备包括：劈刀，所述劈刀具有供金属线穿过的线孔；切割器，所述切割器对准所述劈刀下端口外侧的目标切割点，用于从所述目标切割点切割所述金属线以及对所述金属线的端部进行熔化以形成金属球；移动装置，提供所述劈刀及所述切割器的垂直移动，并使得所述切割器始终对准所述劈刀下端口外侧的目标切割点。

可选地，所述切割器包括激光切割器，所述激光切割器用于采用激光切割所述金属线以及采用激光对所述金属线的端部进行熔化以形成金属球。

可选地，所述切割器包括电子火焰发生器，所述电子火焰发生器用于采用电子火焰切割所述金属线以及采用电子火焰对所述金属线的端部进行熔化以形成金属球。

可选地，所述切割器与所述劈刀固定连接。

可选地，所述劈刀对所述金属线的垂直提拉的最大高度大于1600微米。

本实用新型还提供一种垂直打线方法，所述垂直打线方法包括步骤：1)提供垂直打线设备；2)采用所述切割器对所述金属线的端部进行熔化以形成金属球；3)将所述金属球焊接至目标焊点；4)提拉所述劈刀以及切割器至目标高度；5)采用所述切割器对所述金属线的目标切割点进行切割；6)将所述劈刀上方的线夹关闭，提拉所述线夹以将所述金属线拉断，以在所述目标焊点上形成垂直金属线。

可选地，步骤5)采用激光切割器对所述金属线进行激光切割，步骤2)采用激光切割器对所述金属线的端部进行激光加热，使所述金属线的端部熔化以形成金属球。

可选地，步骤5)采用电子火焰发生器对所述金属线进行电子火焰切割，步骤2)采用电子火焰发生器对所述金属线的端部进行电子火焰加热，使所述金属线的端部熔化以形成金属球。

可选地，还包括重复进行步骤2)～步骤6)，以在多个目标焊点上分别形成多根垂直金属线。

可选地，所述垂直金属线的高度大于1600微米。

如上所述，本实用新型的垂直打线设备及打线方法，具有以下有益效果：

本实用新型在打线设备中，去掉了原有的电子火焰发生器(EFO)，由于原有的电子火焰发生器固定在机台端，不与劈刀(CAP)同时运动，从而限制了打线的运行路径以及垂直打线高度，本实用新型将固定于机台端的电子火焰发生器去掉后，使用激光切割器或新配置的电子火焰发生器对金属线进行切割和熔化形成金属球，将激光切割器或新配置的电子火焰发生器与劈刀固定在一起，使其同时上下运动。由于切割器与劈刀固定，所以垂直打线高度不受影响，可以消除垂直金属线的长度限制，获得长度较大的垂直金属线，同时，垂直金属线不会受到额外的弯折，进而可以避免金属线相对于底球中心的偏移。

本实用新型可以减少键合过程中的金属线的变形，大大提高了电信号的传输效率。

本实用新型直接将金属球与焊点键合，不需要在焊点处进行第二次键合，减少一个工艺步骤，可以有效降低工艺成本和工艺时间，同时，当没有二次键合时，芯片基板的表面会有更好的平整度。

附图说明

图1～图2显示为本实用新型的垂直打线设备的结构示意图。

图3～图10显示为本实用新型的垂直打线方法各步骤所呈现的结构示意图。

元件标号说明

101 劈刀

102 激光切割器

103 金属线

104 移动装置

105 金属球

106 目标切割点

201 基底

202 目标焊点

203 第二目标焊点

301 垂直金属线

302 第二垂直金属线

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1及图2所示，本实施例提供一种垂直打线设备，所述垂直打线设备包括劈刀101、切割器及移动装置104。

所述劈刀101具有供金属线103穿过的线孔，所述劈刀101上方设有线夹，所述金属线103穿过所述线夹，所述线夹打开时，所述金属线103可以自由通过，所述线夹关闭时，会加紧所述金属线103，使其不能自由通过。

所述切割器对准所述劈刀101下端口外侧的目标切割点106，用于从所述目标切割点106切割所述金属线103以及对所述金属线103的端部进行熔化以形成金属球105。

在本实施例中，所述切割器为激光切割器102，所述激光切割器102用于采用激光切割所述金属线103以及采用激光对所述金属线103的端部进行熔化以形成金属球105。所述激光切割器102可以直接切断所述金属线103，也可以对所述金属线103进行部分切割，在所述目标切割点106处形成部分烧蚀层，后续通过线夹提拉所述金属线103以将所述金属线103拉断，该部分切割的方案可以有效节省工艺成本及工艺时间，尤其是对较粗的金属线103(如金属线103直径大于1000微米)具有更显著的效果。

在另一实施例中，所述切割器也可以为电子火焰发生器，所述电子火焰发生器用于采用电子火焰切割所述金属线103以及采用电子火焰对所述金属线103的端部进行熔化以形成金属球105。

所述移动装置104提供所述劈刀101及所述切割器的垂直移动，并使得所述切割器始终对准所述劈刀101下端口外侧的目标切割点106。优选地，所述切割器与所述劈刀101固定连接，所述移动装置104可以使所述劈刀101及所述切割器同时垂直移动，仅需一次移动便可使得所述切割器始终对准所述劈刀101下端口外侧的目标切割点106，可以节省设备成本，同时提高工艺稳定性及良率。

需要说明的是，本实用新型在打线设备中，去掉了机台端原有的电子火焰发生器(EFO)，由于原有的电子火焰发生器固定在机台端，不与劈刀101(CAP)同时运动，从而限制了打线的运行路径以及垂直打线高度，本实用新型将固定于机台端的电子火焰发生器去掉后，使用激光切割器102或新配置的电子火焰发生器对金属线103进行切割和熔化形成金属球105，将激光切割器102或新配置的电子火焰发生器与劈刀101固定在一起，使其同时上下运动。由于切割器与劈刀101固定，所以垂直打线高度不受影响，可以消除垂直金属线301的长度限制，获得长度较大的垂直金属线301，例如，所述劈刀101对所述金属线103的垂直提拉的最大高度大于1600微米。同时，垂直金属线301不会受到额外的弯折，进而可以避免金属线103相对于底球中心的偏移。

如图1～图10所示，本实施例还提供一种垂直打线方法，所述垂直打线方法包括步骤：

如图1～图2所示，首先进行步骤1)，提供本实施例的上述垂直打线设备。

如图3所示，然后进行步骤2)，采用所述切割器对所述金属线103的端部进行熔化以形成金属球105。

在本实施例中，采用激光切割器102对所述金属线103的端部进行激光加热，使所述金属线103的端部熔化以形成金属球105。

在另一实施例中，也可以采用电子火焰发生器对所述金属线103的端部进行电子火焰加热，使所述金属线103的端部熔化以形成金属球105。

如图4所示，然后进行步骤3)，提供一目标焊点202，所述目标焊点202可以形成在基底201上，所述基底201可以为半导体芯片等，将所述金属球105焊接至目标焊点202。由于金属焊球在焊接前已经形成，本实施例仅需直接将所述金属球105压焊至所述目标焊点202即可完成键合，不需要额外进行二次键合，相比于传统的打线工艺来说，减少一个工艺步骤，可以有效降低工艺成本和工艺时间，同时，当没有二次键合时，芯片基板的表面会有更好的平整度。同时，本实用新型可以减少键合过程中的金属线的变形，大大提高了电信号的传输效率。

如图5所示，接着进行步骤4)，垂直提拉所述劈刀101以及切割器至目标高度，以获得目标高度的金属线103。由于提拉过程为垂直提拉，因此，垂直金属线301不会受到额外的弯折，进而可以避免金属线103相对于底球中心的偏移。

如图6所示，接着进行步骤5)，采用所述切割器对所述金属线103的目标切割点106进行切割。

在本实施例中，采用激光切割器102对所述金属线103进行激光切割。所述激光切割器102对所述金属线103进行部分切割，在所述目标切割点106处形成部分烧蚀层，后续通过线夹提拉所述金属线103以将所述金属线103拉断，该部分切割的方案可以有效节省工艺成本及工艺时间，尤其是对较粗的金属线103(如金属线103直径大于1000微米)具有更显著的效果。

在另一实施例中，也可以采用电子火焰发生器对所述金属线103进行电子火焰切割。

如图6所示，接着进行步骤6)，将所述劈刀101上方的线夹关闭，提拉所述线夹以将所述金属线103拉断，以在所述目标焊点202上形成垂直金属线301。

优选地，所述垂直金属线301的高度大于1600微米。

如图7～图10所示，重复进行步骤2)～步骤6)，以在第二个目标焊点203上形成第二垂直金属线302。

当然，可以重复进行多次步骤2)～步骤6)，以在多个目标焊点上分别形成多根垂直金属线。

如上所述，本实用新型的垂直打线设备及打线方法，具有以下有益效果：

本实用新型在打线设备中，去掉了原有的电子火焰发生器(EFO)，由于原有的电子火焰发生器固定在机台端，不与劈刀101(CAP)同时运动，从而限制了打线的运行路径以及垂直打线高度，本实用新型将固定于机台端的电子火焰发生器去掉后，使用激光切割器102或新配置的电子火焰发生器对金属线103进行切割和熔化形成金属球105，将激光切割器102或新配置的电子火焰发生器与劈刀101固定在一起，使其同时上下运动。由于切割器与劈刀101固定，所以垂直打线高度不受影响，可以消除垂直金属线301的长度限制，获得长度较大的垂直金属线301，同时，垂直金属线301不会受到额外的弯折，进而可以避免金属线103相对于底球中心的偏移。

本实用新型可以减少键合过程中的金属线103的变形，大大提高了电信号的传输效率。

本实用新型直接将金属球105与焊点键合，不需要在焊点处进行第二次键合，减少一个工艺步骤，可以有效降低工艺成本和工艺时间，同时，当没有二次键合时，芯片基板的表面会有更好的平整度。

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种垂直打线设备，其特征在于，所述垂直打线设备包括：

劈刀，所述劈刀具有供金属线穿过的线孔；

切割器，所述切割器对准所述劈刀下端口外侧的目标切割点，用于从所述目标切割点切割所述金属线以及对所述金属线的端部进行熔化以形成金属球；

移动装置，提供所述劈刀及所述切割器的垂直移动，并使得所述切割器始终对准所述劈刀下端口外侧的目标切割点。

2.根据权利要求1所述的垂直打线设备，其特征在于：所述切割器包括激光切割器，所述激光切割器用于采用激光切割所述金属线以及采用激光对所述金属线的端部进行熔化以形成金属球。

3.根据权利要求1所述的垂直打线设备，其特征在于：所述切割器包括电子火焰发生器，所述电子火焰发生器用于采用电子火焰切割所述金属线以及采用电子火焰对所述金属线的端部进行熔化以形成金属球。

4.根据权利要求1所述的垂直打线设备，其特征在于：所述切割器与所述劈刀固定连接。

5.根据权利要求1所述的垂直打线设备，其特征在于：所述劈刀对所述金属线的垂直提拉的最大高度大于1600微米。

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