防止电子器件氧化的装置及方法制造方法及图纸

一种防止电子器件在解热时氧化的装置，包括：　　　　（１）被加热的一个器件区；　　　　（２）提供相对惰性气体到所述区域的进气部件；　　　　（３）一个多孔的分配部件，通过它惰性气体从进气部件到达所述区域，以防止电子器件在该区域氧化。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及减轻制造电子器件的一些活性金属的氧化，如在半导体封装生产过程中的引线框架。本专利技术尤其可用于铜合金引线框的超声波导线连接，也可以广泛应用于其它领域。
技术介绍
半导体引线框架用做制造半导体封装的基底，一般地说，引线框是由铁合金制造的。然而，随着对高性能小型化封装的不断需求，更多的活性金属特别是铜合金引线框越来越广泛应用于半导体封装。铜合金引线框比铁合金引线框具有更大诱惑力的原因是由于其具有良好的散热性、良好的加工性和低成本。另一方面，铜合金的缺点是当在高温暴露于氧中时易于氧化(即，铜与氧反应生成氧化铜)。这种氧化导致氧与引线框表面上的原子形成弱的键连接，和脆性层和/或吸附氧化物。这样，氧化导致了微电子封装的可靠性问题。在典型的半导体封装过程中，当导线键合半导体芯片和引线框的表面形成导电连接时，氧化问题更加敏锐。通常利用超声波转换器产生具有外部压力的机械振动来键合半导体芯片和引线框的表面。然而，在此过程中产生的热会氧化引线框的表面，形成假粘或不可靠键合。导线键合过程中的氧化应当被避免或减轻。典型的导线键合机采用窗口夹具，其通常设计成矩形，便于牢固地夹住引线框到顶板上。防止引线框氧化的工业上的方法是导入大量的惰性气体，一般为氮气，到引线框架，多种设备应用于此。在一典型的设备中，引线框架的一部分面积被夹具的本体覆盖而得到相对较好的防氧化保护，在窗口夹具本体的作为键合区的部分留下开口。键合区暴露在环境中，易发生氧化。一种导入氮气的方法是固定一个或多个喷嘴至键合区，喷吹氮气到键合区(附图1)。键合区周围环境中的氮气可以避免在高的键合温度下引线框发生氧化反应。但是喷嘴的使用，在喷嘴开口周围产生负压，而向喷嘴开口吸收空气。过几分钟，由于从大气中吸入的氧与氮气混合，削弱了喷嘴的作用。另一导入氮气的方法是在顶板上有一个或多个气体出口，顶板上放置引线框架以便气体喷射到键合区(附图2)。这种方法的缺点是制造一个个的带有许多作为氮气出口的小孔的顶板是困难的，思想上要有的概念是顶板的表面必须绝对平坦，以便在其上能够有效地完成导线键合。这种设计也有围绕顶板开口的负压的问题。过一段时间，引起空气中的氧被吸入到喷嘴的开口，与氮气结合，而减轻保护的有效性。另外，应当引起注意的是这种方法仅在引线框自身的表面具有让气体进入导线夹具内的键合区的通孔时，才发挥作用。如果没有这样的通孔，此种方法无效。第三种方法是利用一个盖子，与第一种方法和/或第二种方法结合，以尽可能地防止氮气从键合区跑掉。可移动的盖子带有让作为键合部件的毛细管通过并伸到键合区的通孔。但是，导线键合机附件(特别是导线键合机的键合头)的增加，影响键合机的键合效率。盖子也影响引线框键合时操作者的视线，例如当导线断开时，无法接近键合区。当键合区大时，盖子的尺寸也太大。另外当导线夹具移开，来取出引线框时，会发生导线夹具碰撞移动的盖子的险情。
技术实现思路
如前面所述的问题，利用传统的方法导入氮气来防止键合操作过程中引线框的氧化，本专利技术的目的是提供一种改进的装置和方法导入一种相对的惰性气体到键合区来防止引线框的氧化。根据本专利技术的第一方面提供一种装置，防止电子器件加热时的氧化，包括 (1)被加热的一个器件区；(2)提供相对惰性气体到所述区域的进气部件；(3)一个多孔的分配部件，通过它惰性气体从进气部件到达所述区域，以防止电子器件在该区域氧化。根据本专利技术的第二方面，提供电子器件被加热时的防止氧化方法，包括从进气部件导入相对的惰性气体到达电子器件以防止氧化，所述气体首先经过多孔的分配部件，而后到达电子器件。参阅描述本专利技术的实施例的附图，来描述本专利技术是很方便的。附图和相关的描述不能理解成是对本专利技术的限制，本专利技术的特点限定在权利要求书中。附图说明本专利技术相应装置和方法的一个实施例现结合下述的附图说明如下，其中附图1是现有技术的第一个例子，为氮气通过一个窗口夹具中的喷嘴被导入到引线框的键合区的截面图；附图2是现有技术的第二个例子，为氮气通过携带引线框的顶板上的气体出口被导入到键合区的截面图；附图3是现有技术的第三个例子，为移动的盖子位于窗口夹具的上方以防止键合区的氮气跑掉的截面图；附图4是根据本专利技术的第一实施例，为位于窗口夹具上的多孔材料层导入氮气到键合区的截面图；附图5是根据本专利技术的第二实施例的用于导入氮气到键合区的、位于顶板上的多孔材料层的截面图。具体实施例方式参见附图所示，相同的部件采用相同标记。图1是相关现有技术中使用相对的惰性气体的第一个例子，根据该现有技术第一个例子，氮气(N2)通过在窗口夹具106中的一个喷嘴108，被导入到引线框104的键合区100。附着在引线框104上的芯片102完全位于窗口夹具106的开口的中心部位，完成导线键合，实现芯片102与引线框104的电连接。当导线键合工序进行时，氮气通过喷嘴108被泵压到键合区100，让氮气在键合区域充满环境，从而在焊接过程中保护引线框不被氧化。然而，由于喷嘴的缘故，将在喷嘴108的开口附近产生低压，这样来自大气的氧气被吸入并与氮气相混合。结果，通过将氮气压缩到键合区域以防止氧化的效果被减弱。附图2是现有技术的第二个例子，为氮气通过携带引线框104的顶板110上的气体出口112被导入到键合区的截面图。此时，氮气从引线框104的下面导入，这仅在引线框104上具有允许氮气通过并导入到键合区100的开口时才是适用的。除此之外，向键合区100中吹氮气，氮气也可通过第二开口116被吹到引线框104的区域114，该引线框104位于窗口夹具106和在键合区之外100的顶板110之间，由于区域114很少暴露在大气中，所以氧化不是很严重。这样其它方法可以分别用于导入氮气到区域114。尽管这样，喷嘴效应依然发生，在此设计中，氧被吸入到喷嘴的出口到达键合区100，因而减弱了装置的有效性。附图3是一个位于窗口夹具106上的移动的盖子120的，用于避免键合区的氮气跑掉的，根据现有技术的第三个例子的截面图。可移动的盖子具有通孔122，该通孔让携带导线的毛细管124经过。当进行导线键合时，一个熄火部件126产生电火花形成一个焊料球。可移动盖子120与导线键合机的焊头连接，以便与焊头一起移动。一个光学部件128用于形状识别(PR)。氮气通过喷嘴入口112到顶板110上的出口以及气体的第二入口116被导入键合区100。附图4是本专利技术实施装置的截面图，包括一个以多孔材料层18形式存在的分配部件，该部件由电子器件的支撑部件携带，电子器件可以是铜合金引线框14。在本实施例中，支撑部件可以是窗口夹具16。相对的惰性气体如氮气通过多孔材料层18被导入到引线框14的键合区10。固定在引线框14的芯片12在窗口夹具的中心区域暴露。氮气通过通道20进气部件到达窗口夹具16，而窗口夹具16变形使得多孔材料层18耦合到位于通道20和键合区10之间的窗口夹具16上，因而气体在被导入到键合区10之前通过多孔材料层18。在通道20和键合区10之间安放多孔材料层18的优点是，当氮气被导入到键合区时可以实现大面积的气体分布均匀。这样在氮气被导入时，可以有效地减轻周围区域的负压，就象没有造成负压的喷嘴一样。由于氧与氮气的混合现象被明显地消除，因而可以有效地防止引线框在键合过程中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄任武，关家胜，段荣，芮照伢，
申请(专利权)人：先进科技新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：