TWI624655B - 用於引線結合的拉伸測試的方法和系統 - Google Patents

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Abstract

公開了一種引線結合的拉伸測試的方法，所述方法包括以下步驟：(i)通過引線結合工具，結合引線的末端以在包括傳導材料的結合表面上的第一位置處製造第一結合，從而所述結合完成電路；(ii)通過引線夾夾住所述引線；(iii)通過所述引線夾拉伸所述引線以施加預先確定的拉伸力；(iv)檢測所述電路是否斷開；以及(v)如果所述電路是斷開的，則確定存在結合失敗，並且自動遞增結合失敗計數。

Description

用於引線結合的拉伸測試的方法和系統
本發明涉及引線結合的拉伸測試。
引線結合器用於半導體組裝和封裝期間，用於製造半導體管芯和基板上的電接觸墊之間或者不同半導體管芯上的電接觸墊之間的電互連。從包含結合引線的引線池中將引線饋送到例如用於執行引線結合的毛細管(capillary)結合工具
用於將引線結合或焊接到連接墊上的一般方法是通過組合熱、壓力和/或超聲能。這是固相焊接過程，其中使兩種金屬材料(引線和墊表面)緊密接觸。一旦表面緊密接觸，就發生電子共享或原子的相互擴散，導致形成引線結合。兩種主要類型的引線結合是球形結合和楔形結合。
為了確保一致的引線結合性能，希望評估引線結合裝置的便攜性以及結合配方的健壯性。通常，為此將測量結合參數，例如，球大小、球厚度、球剪切、金屬間化合物覆蓋、球提升的發生、以及測量結合墊剝落的發生，並跨引線結合器和/或配方進行比較。
一種廣泛使用的對結合質量的測試是拉伸測試。在拉伸測試中，通過鑷子或鉤子沿著一般遠離結合墊方向手動拉伸在各對結合墊之間延伸的一系列結合引線中的每一個。專門設計用於該任務的專用引線拉伸機器也是已知的。根據多個失敗模式中的一個，以這種方式經受拉伸的結合引線可能失敗，包括球提升(球完全提升遠離其結合墊)、球頸失敗(引線和球破裂之間的頸)、後跟斷裂(在楔形結合的後跟處的斷裂)、焊接提升(楔形結合完全提升遠離其結合墊)或者結合墊提升(在結合墊上的鋁金屬化剝落以暴露基板)。通過在顯微鏡下人工檢驗結合來確定每種失敗發生的次數，並將其用作結合質量的指示符。
現有的拉伸測試方法具有許多缺點。如果引線是被手動拉伸的，則難以(如果可能的話)比較測試結果，因為拉伸力可能因不同的人而劇烈變化，並且甚至在單個人進行的測試中或之間變化。如果利用專用引線拉伸機器來拉伸引線，則測試將會是非常耗時的，尤其是當期望測試大量引線時。在任一情況下，需要結合失敗的視覺檢查和計數，這是非常耗時且易於出錯的任務，尤其是針對大的樣本尺寸。
因此，需要用於拉伸測試的方法和系統，其能夠克服或減緩至少一個上述困難，或者其至少提供有用的替換。
本發明的某些實施例涉及一種引線結合的拉伸測試的方法，所述方法包括以下步驟：(i)通過引線結合工具，結合引線的末端以在包括傳導材料的結合表面上的第一位置處製造第一結合，從而所述第一結合完成電路；(ii)夾住所述引線；(iii)通過所述引線夾將恆定的拉伸力施加到所述引線上；(iv)檢測所述電路是否斷開；以及(v)如果所述電路是斷開的，則確定存在結合失敗，並且自動遞增結合失敗計數。
其它實施例涉及一種用於引線結合器的拉伸測試系統，所述系統包括：：引線結合工具，其配置為接收引線以將引線結合到包括傳導材料的結合表面；至少一個引線夾；；開路檢測器，其在各個終端處電連接到所述結合表面和所述引線；以及控制器，其配置為：(i)控制所述引線結合工具以在所述引線和所述結合表面之間在第一位置處製造第一結合，從而所述第一結合以所述結合表面、所述引線和所述開路檢測器完成電路；(ii)控制所述引線夾夾住所述引線；(iii)移動所述引線夾以施加恆定拉伸力到所述引線； (iv)從所述開路檢測器接收表示所述電路是否斷開的檢測信號；以及(v)如果所述電路斷開，則確定存在結合失敗，並自動遞增結合失敗計數。
所述第一結合可以是球形結合或楔形結合。
在一些實施例中，沿著垂直於所述結合表面的方向施加拉伸力。
在一些實施例中，所述方法還包括：如果在步驟(iv)之後所述電路是斷開的，則調整所述引線結合工具的功率；並在所述結合表面在所述第一位置處製造另一結合。
所述方法還包括：在所述結合表面在第二位置處製造第二結合。所述第二結合可以是楔形結合。
所述方法還包括：在夾住所述引線之前，將所述引線結合工具的位置平移以饋送出預先確定的附加長度的引線。所述平移可以包括橫向平移和垂直平移。替代地，所述平移可以包括垂直平移。所述垂直平移可以少於在所述結合表面上所述第一位置和第二位置之間的距離；並且所述方法還包括：在所述第二位置處製造第二結合，由此將拉伸力施加到所述引線。
在一些實施例中，所述方法包括：初始化所述結合失敗計數；以及隨後執行步驟(i)到(v)的連續迭代，以確定結合失敗百分比。
所述方法還包括：調整所述引線結合工具的結合參數的值；重新初始化所述結合失敗計數；以及繼續執行步驟(i)到(v)的連續迭代，以確定另一結合失敗百分比。
一些實施例包括：生成多個結合失敗百分比，各個結合失敗百分比對應於結合參數的各個值。
圖1
12‧‧‧超聲轉換器
14‧‧‧毛細管
16‧‧‧引線夾
18‧‧‧第二引線夾
20‧‧‧空氣通道
22‧‧‧電火焰熄滅焊燈
30‧‧‧結合墊
32‧‧‧電纜
40‧‧‧開路傳感器
42‧‧‧第一終端
44‧‧‧第二終端
50‧‧‧引線
圖2
100‧‧‧計算機系統
80‧‧‧超聲驅動器
70‧‧‧結合頭控制器
60‧‧‧結合頭
82‧‧‧超聲控制電流
12‧‧‧換能器
14‧‧‧毛細管
64‧‧‧電動機驅動器
62‧‧‧結合頭編碼器
110‧‧‧球
30‧‧‧結合墊
90‧‧‧力傳感器
圖3
14‧‧‧毛細管
16‧‧‧引線夾
30‧‧‧結合墊
50‧‧‧引線
110‧‧‧未知方式向球
310‧‧‧第一結合結束
320‧‧‧引線夾(1)關閉
330‧‧‧引線夾(1)和毛細管(2)向上移動預設距離
340‧‧‧檢測到球提升
350‧‧‧引線夾(1)打開且毛細管向下移動並在此結合
360‧‧‧繼續循環(6)和第二結合(7)
364‧‧‧楔形結合
370‧‧‧引線圈
圖4
16‧‧‧第一引線夾
14‧‧‧毛細管
30‧‧‧結合墊
50‧‧‧引線
110‧‧‧球
410‧‧‧第一結合結束
420‧‧‧毛細管(2)向上且向前移動預設距離
422‧‧‧引線
430‧‧‧引線夾(1)關閉。引線夾(1)和毛細管(2)向上移動預設距離以拉伸引線(3)
440‧‧‧檢測到球提升
450‧‧‧繼續軌跡(8)和第二結合(7)
462‧‧‧結合後的球
464‧‧‧第二(楔形)結合
470‧‧‧互連圈
480‧‧‧高度
482‧‧‧路徑
圖5
14‧‧‧毛細管
16、18‧‧‧夾
30‧‧‧結合墊
50‧‧‧引線
510‧‧‧第一結合結束
520‧‧‧毛細管(2)向上且向前移動預設距離
530‧‧‧引線夾(1)關閉。引線夾(1)和毛細管(2)向上移動預設距離以拉伸引線(3)
540‧‧‧檢測到球提升
550‧‧‧二引線夾(11)關閉，然後引線夾(1)打開。毛細管(2)向上移動到循環頂部(10)
560‧‧‧關閉引線夾(1)，然後打開第二引線夾(11)
562‧‧‧結合後的球
564‧‧‧第二(楔形)結合
570‧‧‧繼續軌跡(8)和第二結合(7)
590‧‧‧高度
592‧‧‧彎曲的路徑
圖6
14‧‧‧毛細管
16‧‧‧閉合夾
30‧‧‧結合墊
50‧‧‧引線
610‧‧‧第一結合結束
620‧‧‧毛細管(2)向上移動到調整後的軌跡頂部位置(9)而不是原始軌跡頂部位置(10)
622‧‧‧高度
624‧‧‧高度
630‧‧‧引線夾(1)關閉。引線夾(1)和毛細管(2)跟隨軌跡(8)到預設位置以拉 伸引線(3)
634‧‧‧預期軌跡
640‧‧‧檢測到球提升
650‧‧‧繼續軌跡(8)和第二結合(7)
662‧‧‧球形結合
664‧‧‧第二結合
圖7
710、720。710‧‧‧曲線
Machine‧‧‧機器
Bond failure‧‧‧結合失敗
結合參數(例如，壓力、超聲功率)
圖8
176‧‧‧機器
No.of ball lift‧‧‧球提升的數量
Power‧‧‧功率
現在僅通過非限制性例子結合附圖描述本發明的實施例，在所 述附圖中：圖1是根據本發明實施例的用於拉伸測試的系統的示意圖；圖2是圖1的系統的一部分的另一示意圖；圖3示出了根據本發明實施例的拉伸測試方法中的過程序列；圖4描繪了根據替代實施例的方法；圖5描繪了根據另一實施例的方法；圖6描繪了根據又一實施例的方法；圖7示出了示例性結合失敗百分比與結合參數曲線；以及圖8示出了根據本發明實施例的方法所生成的針對兩個不同結合機器的結合失敗百分比與超聲功率曲線。
本發明的實施例提供了拉伸測試的方法和系統，其中登記了多個結合失敗(例如由於球提升或結合墊剝落)而不需手動檢查。所述方法可以有利地使用現有的引線結合設備來自動執行引線拉伸並對任何結果結合失敗進行計數。不需要人工介入來處理樣本。所述方法快速且準確，並能夠以相對短的時間測試大量引線結合。
概括地，所述方法可以包括使用繞軸的引線來形成一系列成對的結合以使得結合表面上的兩個位置之間互連。通常，第一結合是球形結合，且第二結合是楔形結合。在形成每個互連期間，在形成第一結合之後利用與形成結合所用相同的設備拉伸引線，並且傳感器自動檢測是否存在球提升或結合墊剝落事件，之後形成第二結合以完成互連。這個序列被重複多次，並且對球提升/結合墊剝落事件的數量進行自動計數以提供結合質量的測量。
開始參考圖1和圖2，示出了根據本發明實施例的用於拉伸測試的系統10的示意性描繪。系統10包括標準引線結合設備，其包括引線結合工具，該引線結合工具包括可操作地耦合到毛細管14上的超聲轉換器 12，位於毛細管14上用於夾住饋送通過毛細管的引線50的引線夾16，以及用於控制引線50中的張力的空氣通道20。可選地，可以採用第二引線夾18。系統10包括用於形成無空氣焊球(free air-ball)的電火焰熄滅焊燈22。
如圖2所示，引線結合工具的換能器12連接到具有電動機(未示出)的結合頭60，所述電動機在結合頭控制器70的控制下被電動機驅動器64驅動。結合頭控制器70與計算機系統100通信，其負責系統10的全部控制和監視，並將控制信號發送給結合頭控制器70以將結合頭60移動到期望位置。結合頭可操作地耦合到發送位置數據的結合頭編碼器62，以及耦合到發送結合頭力數據的力傳感器90，返回到計算機系統100。位置數據表示結合頭的當前位置，而結合頭力數據表示結合頭60經由毛細管14的尖端所施加到結合墊30處的球110處的力。計算機系統100還將控制信號發送給超聲驅動器80，以使得其將超聲控制電流82傳送到換能器12，從而換能器12振動以產生期望量的超聲能量用於結合過程。
系統10包括引線夾驅動器(未示出)，用於在計算機系統100的控制下控制引線夾16和第二引線夾18的打開和關閉。也設置為系統10的一部分但是為在圖中示出的是與計算機系統100通信的至少一個電動機和相關聯的驅動器，其用於移動引線夾16和/或引線夾18。例如，引線夾16可以附接到換能器12上用於與換能器協調移動，而第二引線夾18可以固定在合適位置。
計算機系統100可以是商業可獲得的計算機系統，例如32位或64位基於Intel架構的計算機系統，包括標準計算機部件，包括隨機存取存儲器(RAM)、至少一個處理器、存儲設備(例如，硬盤驅動或固態存儲設備)以及外部接口，其所有都通關總線互連。外部接口包括：通用串行總線(USB)接口，其至少一個連接到鍵盤或定點設備(例如，鼠標)；網絡接口連接器(NIC)，其將系統100連接到通信網絡；以及顯示適配器，其連接到諸如LCD平板顯示器的顯示設備。系統100在存儲設備上存儲有多個標準軟件模塊，包括諸如Linux或Microsoft Windows的操作系統。
在存儲設備上還存儲有結合控制模塊，其接收來自傳感器的輸入數據，例如位置數據和結合頭力數據，以及對應於結合頭60、換能器 12和引線夾16的期望移動序列的輸入數據。結合控制模塊的輸出是傳送給各種機械系統部件(例如，結合頭控制器70、超聲驅動器80、引線夾驅動器等)的致動器的控制信號。存儲設備還包括結合失敗檢測模塊，其提供結合過程的序列到結合控制模塊，接收表示結合失敗的信號，並監視在結合失敗檢測過程期間的結合失敗次數。
返回圖1，系統10包括用於檢測系統中是否存在開路的開路傳感器40。開路傳感器40與計算機系統100進行通信。傳感器模塊40的第一終端42電連接到引線50，並且開路傳感器40的第二終端44通過電纜32電連接到結合墊30的傳導表面。因此，當引線50的暴露端被焊接到結合墊30以在結合墊30的第一位置形成楔形結合或球形結合時，完成電路(由引線50、結合墊30、傳感器模塊40和電纜32形成)。如果在引線50和結合墊30之間的連接斷開，例如由於在拉伸測試期間的球提升(如後續描述的)，則開路傳感器40檢測到開路，並將結合失敗檢測信號發送到計算機系統100的結合失敗檢測模塊。
現在轉向圖3，示出了第一拉伸測試方法的示意性圖示。所示出的方法被執行多次，以便生成與結合質量相關的統計。通過計算機系統100的結合失敗檢測模塊維持結合失敗計數，並響應於開路傳感器40檢測到結合失敗而自動更新所述計數。在每次測試開始都將結合失敗計數初始化為零。
在310處，引線夾16被打開，且毛細管14朝向結合墊30下降通過以未知方式向球110施加力和超聲能量(經由換能器12)而形成球形結合。結合過程的特徵可以在於結合參數，其包括無空氣焊球(FAB)大小、超聲功率(由電流確定的，以mA為單位，且被輸送給換衡器12)，以及通過毛細管尖端施加到球上的力。
接下來，在320處，引線夾16關閉以夾住引線50。然後，在330處，引線夾16和毛細管14沿著一般向上的方向移動，遠離結合墊30。向上移動達預先確定距離，以便向引線施加預先確定的拉伸力。
可以利用楊氏模量估計拉伸力，如下： 其中E是引線50的楊氏模量，A0是其橫截面面積，L0是初始引線長度(在夾16和結合墊30之間的長度)，且L是引線長度的變化，即，預先確定的拉伸距離。例如，對於具有20um直徑和17mm夾-結合墊長度(L0)的PdCu引線(E=117GPa)，100um的預先確定的拉伸距離將導致0.216N的拉伸力。
因此，給出結合過程中使用的引線的已知特性，可以在不同拉伸測試中施加大約相同的拉伸力，從而不同測試的結果可以直接進行比較。可以基於引線的特性，例如引線直徑和/或引線的材料，來選擇測試過程中使用的拉伸力。
拉伸力可以施加達預先確定的時間，這取決於期望的拉伸速度(e.g.,10um/ms)。在預先確定的時間之後，由於拉伸力，結合的球110可能從結合墊30提升，這取決於結合到結合墊30的球的質量。如果球110被提升，這斷開了電路(圖1)，並且開路傳感器40由此檢測到開路，將正的檢測信號發送到計算機系統100，其遞增結合失敗計數。
在一些實施例中，可以發生除了球提升外的失敗模式，這取決於結合過程的參數。例如，如果在結合期間將過多的力和/或超聲能量施加到球上，則這可能導致結合墊剝落的增加風險。由於結合墊剝落也將導致在拉伸測試期間引線從結合墊30斷開，所以由於結果開路的檢測其還使得結合失敗計數由結合失敗檢測模塊遞增。類似地，球頸破裂也將導致正的檢測。
在步驟340處，如果已經接收到正的檢測信號，則計算機系統100使得引線夾16打開，並且毛細管14再次向下移動到結合墊30以形成相同位置處的另一結合(步驟350)。可選地，更高的結合力和/或超聲控制電路可以臨時用於進一步的結合，以確保在序列的後續步驟期間另外的球提升事件不會發生。
在步驟360處，如果尚未接收到正的檢測信號，或者如果已 經完成另一結合，則通過保持夾16打開，將毛細管14向上移動到足以饋送足夠的引線以形成引線圈370的高度，將毛細管14移動到結合墊30上的第二位置處，以及在形成楔形結合364時形成第二結合，而完成所述序列。形成接線圈370和楔形結合364時毛細管所跟隨的軌跡與沒有執行拉伸測試的引線結合過程中所通常跟隨的軌跡相同。因此，有利地，通過插入作為現有控制過程的中間序列可以容易地容納拉伸測試。通過饋送期望長度的引線通過毛細管14，然後夾住引線並將其拉伸遠離結合墊30，以在準備形成下一球形結合時從毛細管懸掛自由的尾部，而以未知的方式完成楔形結合。
重複步驟310到360以形成多對結合，每個結合在形成第一結合後都經歷拉伸測試。此時，可以確定結合失敗的百分比(結合失敗計數/測試結合的總數)以用作結合質量的代理。
可以調整結合參數，並針對每一不同組的結合參數重複測試，以便確定結合失敗百分比作為結合參數的函數(或系列函數)。這在圖7中示意地示出，其示出了描繪為例如結合力或超聲控制電流的結合參數的函數的結合失敗百分比的兩個示例性曲線710、720。曲線710示出了針對第一引線結合機器的結合失敗百分比對結合參數的依賴性，而曲線720針對第二引線結合機器。通常，結合失敗百分比曲線將針對不同引線結合機器而變化，但是通常具有相同或非常類似的形狀，但是沿著x軸(即，參數軸)平移。針對一個機器生成的曲線因此可以用作其它機器的參考。特別地，可以選擇一個機器作為參考機器，並且在後續機器上執行測試而生成曲線(例如，曲線710或曲線720)之後，可以調整一個或多個結合參數，從而針對後續機器的曲線與針對參考機器的曲線匹配。
通過針對引線結合機器生成結合失敗v.超聲功率曲線，可以確定必須使用的最小超聲功率，以便確保實現零結合失敗級別。在半導體工業中，由於嚴格的製造質量要求，通常需要結合配方具有針對給定樣本大小的零結合失敗。
在引線結合機器之間的變化在圖8中示例出，圖8示出了針對第一機器810和針對第二機器820的結合失敗v.超聲功率曲線。針對第一 機器的曲線810相對於針對第二機器的曲線820向右移動了大約10mA。因此，為了確保針對第一機器存在零結合失敗，應該使用比針對第二機器的最小功率至少大10mA的最小功率。
在第二拉伸測試方法中，如圖4所示，在施加拉伸力之前，橫向(即，在xy平面)以及垂直平移毛細管14，以便在結合和毛細管尖端之間創建某一長度的引線的有角段。平移可以包括連續平移(例如，垂直之後橫向)，或者可以是毛細管的單詞有角移動。
特別地，在步驟410處，抵靠球110按壓毛細管14，以如前在結合墊30上形成球形結合462。接下來，在步驟420處，毛細管14以特定角度移動以放出期望長度的引線422。
在步驟430處，關閉引線夾16以夾住引線50。然後毛細管14和夾16向上移動預先確定的距離，以便施加基本如先前所討論的期望的拉伸力。在步驟430之後，結合後的球462要麼已經從結合墊30提升(情況A)，要麼保留為焊接到其上(情況B)，這取決於結合質量。如果發生球提升事件，則開路傳感器40檢測到開路，並如前所述將正的檢測信號發送給計算機系統100，從而在計算機系統100處自動遞增球失敗計數。
在任一情況中，在步驟450處，隨後將毛細管14移動到對應於互連圈470的期望長度的預先確定的高度480，然後沿著彎曲的路徑482移動到結合墊30上的第二位置，在此隨後形成第二(楔形)結合464。當完成結合時，從結合墊30撕離引線，以便準備好用於如前所述的下一對結合。
在第三種方法中，如圖5所示，其示出了圖4的方法的修改版本，第二夾18可以有利地用於改善結合穩定性，並降低引線飛走的風險。在由於拉伸力而在毛細管的尖端處引線斷開的不可能事件中，不能成功地執行在結合墊上第二位置處終止楔形結合。通過使用第二引線夾18，在步驟550期間可以放出附加的引線，因此確保在第二位置處可以成功完成結合。
在步驟510處，如前所述，夾16、18被打開，且球形結合形成在結合墊30處。
然後，在步驟520處，毛細管14以特定角度移動(例如，通過垂直平移，然後是橫向平移)，以放出期望長度的引線522。
在步驟530處，關閉第一引線夾，並將第一引線夾16和毛細管14向上移動預先確定的距離，以便施加基本如前所述的期望拉伸力。在步驟530之後，結合後的球562要麼已經從結合墊30提升(情況A)，要麼保留焊接到其上(情況B)，這取決於結合質量。如果發生球提升事件，則開路傳感器40檢測到開路(步驟540)，且如前將正的檢測信號發送給計算機系統100，從而在計算機系統100處自動遞增球失敗計數。
在步驟550處，關閉第二夾18，並且隨後打開第一夾16。毛細管14移動到對應於期望互連圈580長度的預先確定的高度590。然後，在步驟560處，關閉第一引線夾16，之後打開第二引線夾18。
在步驟570處，沿著彎曲的路徑592將毛細管14移動到結合墊30的第二位置處，在此隨後形成第二(楔形)結合564。當完成結合時，從結合墊30撕離引線，以便準備好用於如前所述的下一對結合。
圖6示出了第四拉伸測試方法。在該方法中，通過人為縮短用於在第一和第二結合之間創建引線圈的引線長度，而生成拉伸力。
更具體地，在步驟610處，如前所述利用毛細管14在第一位置形成球形結合662。接下來，在步驟620處，將毛細管14移動到在高度624之下的高度622，通常毛細管14被移動到高度624以在結合墊30上第二位置636處形成第二結合。高度差的效果是產生比預期軌跡634更平坦的毛細管尖端的軌跡632，從而毛細管尖端14必須仍然穿越第一和第二位置之間的相同橫向距離，但是在球形結合662和閉合夾16之間的引線長度更短。這導致拉伸力施加到引線上，並隨後施加到球結合(步驟630)。通常，拉伸力將取決於高度622和624之間的差。
兩個示例性失敗模式如640處所示；在情況A中，發生球提升事件；而在情況B中，發生球頸斷裂。在任一種情況中，或者如果沒有結合失敗，則在步驟650處，能夠完成第二結合664，以便結束序列，並且如前所述在序列中為下一球形結合創建尾部。如果發生了球提升或球頸斷裂事件，則如前所述，開路傳感器40檢測到開路，並將正的檢測信號發送 給計算機系統100，從而在計算機系統100處自動遞增球失敗計數。
在第二、第三和第四方法中，如第一方法，可以重複操作序列以便形成多對結合，其每一個都在形成第一結合後經受拉伸測試。在此，可以確定結合失敗的百分比(結合失敗計數/測試結合的總數)，其被用作結合質量的代理。可以調整結合參數，並且針對每個不同組的結合參數重複測試，從而確定結合失敗百分比作為結合參數的函數(或系列函數)。
至少一些上述測試方法(例如，第二、第三和第四方法)可以用於確定用於引線結合器的最佳處理窗口。例如，可以運行具有逐步增多的超聲功率的一些列測試，並且記錄在每個功率設置處的結合失敗百分比。在較低功率設置處，結合失敗將趨於由於球提升事件。隨著功率增加，球提升發生將最終掉落至零。然而，如果功率增加到足夠的級別，則由於在球和結合墊之間的更高的結合強度，結合墊剝落事件將開始發生。因此，通過確定球提升事件停止且結合墊剝落事件開始處的各個功率設置，可以定義最佳處理窗口。
在上述每個實施例中，可以以自動方式順序創建和測試大量結合，由於拉伸測試插入到傳統結合序列中用作中間步驟。有利地，結合計算機系統100所發布的指令的簡單修改，通過簡單的硬件修改(將開路檢測器添加到傳統引線結合硬件上)可以實現所述方法。
上述過程可以提供快速且容易的評價結合質量。由於能夠在相對短的時間內處理大量樣本，所以可以容易地確定結合失敗百分比對結合因素的依賴性，所述結合因素例如：超聲振動、壓力、時間、溫度以及無空氣焊球大小。
雖然已經詳細描述了本發明的特定實施例，但是技術讀者可以清楚的是，在本發明範圍內的可以做出許多修改和變型。

Claims (26)

  1. 一種引線結合的拉伸測試的方法，所述方法包括以下步驟：(i)通過引線結合工具，結合引線的末端以在包括傳導材料的結合表面上的第一位置處製造第一結合，從而所述第一結合完成電路；(ii)通過引線夾夾住所述引線；(iii)藉由透過預先確定距離，移動所述引線夾遠離所述第一結合，使得所述引線夾在單一連續移動中從第一位置隔出第二位置，通過所述引線夾將恆定預先確定的拉伸力施加到所述引線上；(iv)當引線結合工具在第二位置時，檢測所述電路是否斷開；(v)如果所述電路是斷開的，則確定存在結合失敗，並且自動遞增結合失敗計數；以及(vi)形成第二結合於第三位置。
  2. 如請求項1所述的方法，其中所述第一結合是球形結合。
  3. 如請求項2所述的方法，其中沿著垂直於所述結合表面的方向施加所述拉伸力。
  4. 如請求項2或請求項3所述的方法，還包括：如果在步驟(iv)之後所述電路是斷開的，則調整所述引線結合工具的功率；並在所述結合表面在所述第一位置處製造另一結合。
  5. 如請求項1所述的方法，其中，所述第二結合是楔形結合。
  6. 如請求項1所述的方法，還包括：在夾住所述引線之前，將所述引線結合工具的位置平移以饋送出預先確定的附加長度的引線。
  7. 如請求項6所述的方法，其中，所述平移包括橫向平移和垂直平移。
  8. 如請求項6所述的方法，其中，所述平移包括垂直平移。
  9. 如請求項8所述的方法，其中，所述垂直平移少於在所述結合表面上所述第一位置和第二位置之間的距離；並且其中，所述方法還包括：在所述第二位置處製造第二結合，由此將拉伸力施加到所述引線。
  10. 如請求項1所述的方法，包括：初始化所述結合失敗計數；以及隨後執行步驟(i)到(v)的連續迭代，以確定結合失敗百分比。
  11. 如請求項10所述的方法，還包括：調整所述引線結合工具的結合參數的值；重新初始化所述結合失敗計數；以及繼續執行步驟(i)到(v)的連續迭代，以確定另一結合失敗百分比。
  12. 如請求項11所述的方法，包括：生成多個結合失敗百分比，各個結合失敗百分比對應於結合參數的各個值。
  13. 如請求項11或請求項12所述的方法，其中所述結合參數從以下組成的組中選擇：結合力；超聲功率；以及無空氣焊球(FAB)大小。
  14. 一種用於引線結合器的拉伸測試系統，所述系統包括：引線結合工具，其配置為接收引線以將引線結合到包括傳導材料的結合表面；至少一個引線夾；開路檢測器，其在各個終端處電連接到所述結合表面和所述引線；以及 控制器，其配置為：(i)控制所述引線結合工具以在所述引線和所述結合表面之間在第一位置處製造第一結合，從而所述第一結合以所述結合表面、所述引線和所述開路檢測器完成電路；(ii)控制所述引線夾夾住所述引線；(iii)藉由透過預先確定距離移動所述引線夾遠離所述第一結合，使得所述引線夾在單一連續移動中從第一位置隔出第二位置，以施加恆定預先確定拉伸力到所述引線；(iv)從所述開路檢測器接收表示所述電路是否斷開的檢測信號；(v)如果所述電路斷開，則確定存在結合失敗，並自動遞增結合失敗計數；以及(vi)形成一第二結合於第三位置。
  15. 如請求項14所述的系統，其中所述第一結合是球形結合。
  16. 如請求項15所述的系統，其中所述控制器配置為移動所述引線夾以沿著垂直於所述結合表面的方向施加拉伸力。
  17. 如請求項15或請求項16所述的系統，其中所述控制器配置為：在接收到所述電路是斷開的指示時，調整所述引線結合工具的結合功率；並控制所述引線結合工具而在所述結合表面在所述第一位置處製造另一結合。
  18. 如請求項14所述的系統，其中所述第二結合是楔形結合。
  19. 如請求項14所述的系統，其中所述控制器還配置為：在控制所述引線夾夾住所述引線之前，將所述引線結合工具的位置平移以饋送出預先 確定的附加長度的引線。
  20. 如請求項19所述的系統，其中所述平移包括橫向平移和垂直平移。
  21. 如請求項19所述的系統，其中所述平移包括垂直平移。
  22. 如請求項21所述的系統，其中所述垂直平移少於在所述結合表面上所述第一位置和第二位置之間的距離；並且其中，所述控制器還配置為控制所述引線結合工具在所述第二位置處製造第二結合，由此將拉伸力施加到所述引線。
  23. 如請求項14所述的系統，其中所述控制器還配置為：初始化所述結合失敗計數；以及隨後執行步驟(i)到(v)的連續迭代，以確定結合失敗百分比。
  24. 如請求項23所述的系統，其中所述控制器還配置為：調整所述引線結合工具的結合參數的值；重新初始化所述結合失敗計數；以及繼續執行步驟(i)到(v)的連續迭代，以確定另一結合失敗百分比。
  25. 如請求項24所述的系統，其中所述控制器配置為：生成多個結合失敗百分比，各個結合失敗百分比對應於結合參數的各個值。
  26. 如請求項24或請求項25所述的系統，其中所述結合參數從以下組成的組中選擇：結合力；超聲功率；以及無空氣焊球(FAB)大小。
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