半导体元件靠在焊线机上的支撑结构上的夹持的优化方法及相关方法技术

提供一种调整半导体元件靠在焊线机上的支撑结构上的夹持的方法。方法包括：(a)检测在所述半导体元件的多个位置处的半导体元件相对于支撑结构的悬浮指标；以及(b)基于步骤(a)的结果，调整半导体元件靠在支撑结构上的夹持。持。持。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体元件靠在焊线机上的支撑结构上的夹持的优化方法及相关方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年3月29日提交的美国临时申请号63/001,415的权益，所述美国临时申请的内容以引用的方式并入本文中。


[0003]本专利技术涉及焊线操作，且更具体地涉及用于将半导体元件夹持(clamp)在焊线机上的技术。

技术介绍

[0004]在半导体器件的制程和封装中，焊线一直是在封装内的两个位置之间(例如，在半导体管芯的管芯焊盘与引线框的引线之间)提供电互连的主要方法。更具体地，利用焊线器(也称为焊线机)，线弧(wire loop)在要电互连的相应位置之间被形成。形成线弧的主要方法是球形焊接和楔形焊接。在形成(a)线弧的端部与(b)焊接部位(例如，管芯焊盘、引线等)之间的焊接部中，各种相异类型的焊接能量可被使用，包括例如超声波能量、热超声波能量、热压能量等。焊线机(例如，柱形凸块机)也用于由线材的部分形成传导性凸块。
[0005]这样的焊线机通常包括器件夹持系统(有时也称为“器件夹持器”、“夹持插入件”、“窗口式夹持器”等)(下文中称为“器件夹持器”)。器件夹持器使半导体元件(例如，包括多个半导体管芯的引线框)靠在焊线机的支撑结构上固定在位。以这样的方式，半导体元件准备好进行焊线操作。
[0006]然而，有时候半导体元件靠在支撑结构上的夹持不良。例如，半导体元件的一部分会被宽松地夹持、紧紧地夹持或两者皆有。焊线机的操作员常利用反复试验来使半导体元件靠在支撑结构上夹持。这种反复试验的方法导致焊线操作中的缺陷。
[0007]因此，将会期望的是，提供用于控制焊线机上的器件夹持的改进的技术。

技术实现思路

[0008]根据本专利技术的示例性实施例，提供一种调整半导体元件靠在焊线机上的支撑结构上的夹持的方法。方法包括：(a)在半导体元件的多个位置处检测半导体元件相对于支撑结构的悬浮指标；以及(b)基于步骤(a)的结果，调整半导体元件靠在支撑结构上的夹持。
[0009]根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种确定将半导体元件夹持在焊线机上的所需夹持力分布(desired clamping force profile)的方法。方法包括：(a)利用焊线机的器件夹持器，以多种夹持力分布使半导体元件靠在焊线机的支撑结构上夹持；(b)检测在所述多种夹持力分布中的每种下的半导体元件的多个位置的悬浮值；以及(c)利用从步骤(b)获取的数据，确定将半导体元件夹持在焊线机上的所需夹持力分布。
[0010]根据本专利技术的仍另一示例性实施例，提供一种检测在焊线机上的半导体元件的一部分的悬浮指标的方法。方法包括：(a)使半导体元件靠在焊线机的支撑结构上夹持；以及
(b)检测半导体元件的所述一部分相对于支撑结构的悬浮指标。
[0011]本专利技术的方法也可具体实施为一种设备(例如，作为焊线机的智能型组件的部分)，或具体实施为计算机可读载体(例如，包含与焊线机结合使用的焊线程序的计算机可读载体)上的计算机程序指令。
附图说明
[0012]当结合附图来阅读时，从以下的详细描述最佳地理解本专利技术。强调的是，根据惯例，附图的各种特征不是按比例绘制的。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或缩小。附图中包含以下这些图：
[0013]图1A是侧视方块图，图示出用于实施根据本专利技术的示例性实施例的方法的焊线机；
[0014]图1B是图1A的焊线机的顶视方块图；
[0015]图2A
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2C是侧视方块图，图示出待根据本专利技术的示例性实施例进行检测的半导体元件的悬浮；
[0016]图3A
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3C是侧视方块图，图示出根据本专利技术的示例性实施例的对半导体元件悬浮指标的检测；
[0017]图4A
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4C是侧视方块图，图示出根据本专利技术的另一示例性实施例的对半导体元件悬浮指标的检测；
[0018]图5A
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5C是侧视方块图，图示出根据本专利技术的再一示例性实施例的利用速度分布对半导体元件悬浮指标的检测；
[0019]图6A
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6C是侧视方块图，图示出根据本专利技术的又一示例性实施例的利用力分布对半导体元件悬浮指标的检测；
[0020]图7是流程图，图示出根据本专利技术的示例性实施例的调整半导体元件靠在焊线机上的支撑结构上的夹持的方法；
[0021]图8是流程图，图示出根据本专利技术的示例性实施例的确定将半导体元件夹持在焊线机上的所需夹持力分布的方法；以及
[0022]图9是流程图，图示出根据本专利技术的示例性实施例的检测在焊线机上的半导体元件的一部分的悬浮指标的方法。
具体实施方式
[0023]如本文中所使用的，“半导体元件”意图指代包括(或配置为在后续步骤中包括)半导体芯片或管芯的任何结构。示例性的半导体元件包括基板(例如，引线框、PCB、载体等)、承载一个或多个半导体管芯的基板、裸半导体管芯、封装的半导体器件、覆晶半导体器件、嵌置在基板中的管芯、半导体管芯堆叠等。此外，半导体元件可包括配置为经焊接或以其它方式包括在半导体封装中的元件(例如，要焊接在堆叠管芯配置构造中的间隔件、基板等)。
[0024]如本文中所使用的，“悬浮指标”大体上意图指代一个或多个悬浮指标。例如，悬浮指标可以是简单的悬浮指示(例如，悬浮状况)。例如，这样的简单的悬浮“指示”可以是“无悬浮”状况、“可接受的悬浮量”状况、“过度悬浮”状况等。也就是，在这样的示例中，可以不考虑实际悬浮量。在其它示例中，悬浮指标可以是与悬浮关联的值(例如，在半导体元件的
一部分与支撑结构之间的悬浮量)。也就是，悬浮指标可与(i)半导体元件的多个位置中的每个处的半导体元件的相应部分同(ii)支撑结构之间的距离相关。例如，半导体元件相对于支撑结构的悬浮指标也可称为悬浮高度测定。
[0025]根据本专利技术的不同示例性实施例，提供包括以下的半导体元件夹持技术：调节夹持力的方法，校正(例如，自动校正)夹持力的方法、监测(例如，实时监测)夹持、监测悬浮的方法等。与这些方法相关地，焊线机信号可被使用，例如，(i)作为反馈，以自动校正最佳器件夹持力，和/或(ii)作为器件夹持的实时监测器和/或悬浮指标。
[0026]本专利技术的方面可使用来提供半导体元件的改进/优化的夹持，例如，以实现满足需要的焊线性能。另外，本专利技术的方面可使用来监测半导体元件的夹持和/或悬浮。更进一步地，根据本专利技术的方面，如果存在悬浮状况(例如，如果半导体元件的一部分的悬浮指标或悬浮值不在可接受的范围之内)，则可提供警告指示(例如，机器警报、操作员警报等)。警告可引起操作员检查各种机器硬件和功能。例如，这种悬浮状况可由不适当的夹持、材料问题、基板问题、机器状况等引起。
[0027]根据本专利技术的某些示例性实施例，所提出的方法包括自动校正方案，所述自动校正方案将检测对处在夹持窗口(即，器件夹持器、窗口式夹持器、夹持插本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种调整半导体元件靠在焊线机上的支撑结构上的夹持的方法，方法包括以下步骤：(a)检测在半导体元件的多个位置处的半导体元件相对于支撑结构的悬浮指标；以及(b)基于步骤(a)的结果，调整所述半导体元件靠在支撑结构上的夹持。2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)和步骤(b)作为焊线操作的设置的一部分来实施。3.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)和步骤(b)以与焊线操作相关的预定间隔被重复。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述半导体元件靠在支撑结构上的夹持通过一器件夹持器提供，并且其中，步骤(b)包括调整由所述器件夹持器实现的夹持。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述器件夹持器包括多个夹持臂，并且其中，步骤(b)包括通过调整所述夹持臂中的至少一者来调整由所述器件夹持器实现的夹持。6.如权利要求5所述的方法，其中，调整所述夹持臂中的至少一者包括调整(i)由所述夹持臂中的至少一者提供的夹持力和(ii)所述夹持臂中的至少一者的位置中的至少一项。7.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)包括更换焊线机的器件夹持器。8.如权利要求1所述的方法，其中，所述半导体元件相对于支撑结构的悬浮指标是悬浮高度测定，并且其中，步骤(a)包括：(a1)利用焊线机的焊线工具施加的按压力，按压半导体元件的相应部分靠在支撑结构上；以及(a2)释放所述按压力的至少一部分，以检测所述半导体元件的多个位置中的相应一个处的悬浮高度测定。9.如权利要求8所述的方法，其中，在步骤(a2)处，在检测所述半导体元件的多个位置中的相应一个处的悬浮高度测定时，施加减小的按压力到所述半导体元件的相应部分，所述减小的按压力小于所述按压力。10.如权利要求1所述的方法，其中，所述半导体元件相对于支撑结构的悬浮指标是悬浮高度测定，并且其中，步骤(a)包括：(a1)在焊线机的焊线工具降低期间，检测半导体元件的相应部分与焊线工具之间的接触；(a2)继续降低焊线工具，同时检测所述半导体元件的相应部分靠在支撑结构上的按压；以及(a3)利用在步骤(a1)和步骤(a2)期间找回的位置信息，检测所述半导体元件的相应部分处的悬浮高度测定。11.如权利要求1所述的方法，其中，所述悬浮指标与(i)所述半导体元件的多个位置中的每个处的半导体元件的相应部分同(ii)支撑结构之间的距离相关。12.一种确定将半导体元件夹持在焊线机上的所需夹持力分布的方法，方法包括以下步骤：(a)利用焊线机的器件夹持器，以多种夹持力分布使半导体元件靠在焊线机的支撑结构上夹持；(b)检测在所述多种夹持力分布中的每种下的半导体元件的多个位置的悬浮值；以及(c)利用从步骤(b)获取的数据，确定将半导体元件夹持在焊线机上的所需夹持力分布。13.如权利要求12所述的方法，其中，所述半导体元件包括多个半导体管芯，并且所述器件夹持器限定用于在焊线操作期间触用所述多个半导体管芯的多个孔口。14.如权利要求12所述的方法，其中，步骤(b)包括：(b1)利用焊线机的焊线工具施加的
按压力，按压半导体元件的相应部分靠在支撑结构上；以及(b2)释放所述按压力的至少一部分，以检测所述半导体元件的多个位置中的相应一个处的悬浮值。15.如权利要求14所述的方法，其中，在步骤(b2)处，在检测所述半导体元件的多个位置中的相应一个处的悬浮值时，施加减小的按压力到所述半导体元件的相应部分，所述减小的按压力小于所述按压力。16.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐慧，J，
申请(专利权)人：库利克和索夫工业公司，
类型：发明
国别省市：