Способ монтажа выводов бис

 

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано для монтэжа проволочных выводов БИС при сборке кристаллов в корпусе. Цель изобретения - повышение надежности и плотности монтажа проволочных выводов за счет оптимизации перемещений инструмента и проволоки. Проволоку пропускают через капиллярное отверстие инструмента. Подводят инструмент к точке, первой сварки и выполняют сварку. Осуществляют подъем инструмента на расстояние - Ц равное длине развертки вывода Затем проводят опускание инарумёнта на точке второй сварки. При этом опускание инструмента до пересечения с вертикалью , проходящей через точку второй сварки выполняют по эвольвенте круга, проходящего через точку первой сварки. При расположении, капиллярного отверстия вдоль оси инарумёнта радиус круга . равен 2R, а длина развертки L I -ь 1,14R При расположении капиллярного отверстия под углом к оси инструмента радиус круга равен R, а длина развертки L l-HR{n/2-e-cose). Здесь R - радиус изгиба проволоки, I - расстояние между точками сварки в плане, в - угол наклона капиллярного отверстия к оси инструмента 4 злф-лы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP}

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К ABTOPCKOMÓ С ИДЕТЕЛ СТВУ

1 (21) 4087697/25 (22) О?.07.66 (46) 30.11.93 Бюл. Мв 43-44 (72) Калинин Г.В. (54) СПОСОБ МОНТАЖА ВЫВОДОВ БИС (57) Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано для монтажа проволочных выводов БИС при сборке кристаллов в корпусе. Цель изобретения — повышение на- . дежности и плотности монтажа проволочных выводов за счет оптимизации перемещений инструмента и проволоки. Проволоку пропускают через капиллярное отверстие инструмента. Подводят инструмент к точке, первой сварки и выполняют сварку.

Осуществляют подъем инструмента на расстояние (в) SU (и) 1457738 Al (51) 5 Н01Ь21 60

L равное длине развертки вывода. Затем проводят опускание инструмента на точке второй сварки. При этом опускание инструмента до пересечения с вертикалью, проходящей через точку второй сварки выполняют по эвольвенте круга, проходящего через точку первой сварки. При расположении капиллярного отверстия вдоль оси инструмента радиус круга равен 2R, а длина развертки L =1+ 1,148. При расположении капиллярного отверстия под углом к оси инструмента радиус круга равен R, а длина развертки L=t+RQI/2-в-cose). Здесь R — радиус изгиба проволоки, I — расстояние между точками сварки в плане, e — угол наклона капиллярного отверстия к оси инструмента 4 зл.ф-лы

1457738

Изобретение отновится к полупроводниковой технологии, а именно к сборке интегральных схем (ИС) и больших интегральных схем (БИС) в корпусах, а именно к способу соединения при помощи проволочных выводов контактных площадок (Кп) кристалла и траверз корпуса ИС и

БИС.

Цель изобретения — повышение надежности и плотности монтажа проволочных выводов за счет оптимизации перемещений инструмента и проволоки.

Пример 1. Золотую проволоку, используемую для сварки термокомпрессией, пропускают через капиллярное отверстие, расположенное вдоль оси инструмента для микросварки, который устанавливают на сварочной головке автомата. БИС размещают на подогреваемом рабочем столике автомата. Конец проволоки вблизи капилляра сплавляют одним иэ известных способов (в пламени водорода или искрой), и образовавшийся шарик подтягивают к капилляру, который подводят к точке первой сварки на одной из контактных площадок кристалла, После осуществления термокомпрессии шариком встык в точке первой сварки выполняют подъем инструмента до эвольвенты круга радиуса 2R. Центр круга радиуса 2R расположен на уровне точки первой сварки и проходит круг через нее. Подъем инструмента OT точки первой сварки до эвольвенты может быть выполнен по произвольной траектории. Другими словами, подъем инструмента осуществляют кэк с одновременным его горизонтальным перемещением (по наклонной траектории), так и без горизонтального перемещения (т.е. по вертикали) в зависимости от диаметра и состояния поверхности проволоки и капиллярного отверстия инструмента, а также скорости монтажа

Наименьшее усилие натяжения проволоки может быть получено только при вертикальном подьеме.инструмента, Это требуется при диаметрах проволоки менее

25 мкм. В этом случае инструмент поднимают до эвольвенты на требуемую длину L развертки вывода, которую определяют в зависимости от требуемого радиуса R изгиба проволоки и расстояния между двумя точками сварки в плане L=I — 1,14R, При диаметрах проволоки 25 мкм и выше прочность соединения в точке первой сварки позволяет обеспечить высокую скорость перемещения инструмента при наклонной траектории его подъема. При этом общая скорость монтажа увеличивается за счет одновременного перемещения инструмента кэк по вертикали, тэк и по горизонтали, и достигает наибольшей величины в том случае, когда горизонтальное перемещение инструмента на половину расстояния!между двумя точками сварки осуществляется одновременно с его подъемом до эвольвенты.

Пример 2. Алюминиевую проволоку пропускают через капиллярное отверстие инструмента, наклонное под углом О к его

"0 оси. Инструмент закрепляют на сварочной головке автомата, а корпус БИС вЂ” на рабочем столике. Первую ультразвуковую сварку (Y3C) выполняют на траверзе корпуса БИС.

Затем поднимают инструмент в напрэвле15 нии оси его капиллярного отверстия на длину L развертки вывода и опускают инструмент к точке второй сварки по эвольвенте круга радиуса R. Точка второй сварки расположена на кристалле БИС, В данном

20 примере исполнения точка второй сварки расположена выше уровня траверзы (точки первой сварки) на высоту кристалла, а угол

О выбран равным x/6. Это является примером сложного случая при монтаже выводов

25 инструментом с наклонным капиллярным отверстием. По ОСТ 11.0409,017.5-79 предусмотрен инструмент с углами О: x/6, л/4 и x/3, при этом монтаж вывода может выполняться как от траверзы к кристаллу, З0 так и от кристалла к траверзе.

При подъеме инструмента сила трения проволоки в его капиллярном отверстии минимальна, поскольку нормальное давление близко к нулю. Для более толстой проволоки

З5 (8 27 мкм) допускается отклонение от направления подъема в сторону увеличения угла О. При этом скорость подъема практически не ограничивается силой трения проволоки в инструменте, и подьем выполняют

40 до эвольвенты.

При опускании инструмента по эвольвенте круга радиуса R не происходит перемещения проволоки в его капиллярном отверстии и поэтому изгиб вывода только

45 поперечный. Это также не влечет за собой каких бы то ни было ограничений скорости монтажа и диаметра проволоки, Окружность радиуса R. no которой изгибается вывод, в общем случае имеет бесчис50 ленное множество; эвольвент, соответствующих всевозможным положениям начальной точки, Единственная траектория инструмента определяется совпадением положения начальной точки с

55 точкой первой сварки. Величина радиуса R задается величиной стрелки хорды вывода, проходящей в плоскости кристалла через точку второй сварки, и углом О наклона капиллярного отверстия к,оси инструмента.

1457738 мм выводов) вводят вручную. Перепад высот

hi расположения точек первой и второй сварки Равен 0,25 мм. Превышение h и h""z (стрелки хорды) аыводов над кристаллом со5 ответственно 0,3 и 0,2, Выводы изгибаются строго по радиусам R>=4,1; 62=3,36 мм, при этом нет закороток выводов на края кристалла и между собой. Полностью ликвидируется изгиб выводов в горизонтальной

10 плоскости. (56) Патент CLUA

М 4327860, кл. Н 01 L 23/90. 1982. .Заявка Японии

M 59-19341, кл. Н 01 1 21/60, 1984, 15

После окончания монтажа вывода инструмент поднимают от.точки второй сварки. сжимают губки инструмента и всю проволочку oTpblBBloT от вывода.

Данное предложение используют при сборке БИС с числом проволочных выводов

54 в пластмассовый корпус. Размеры кристалла 3,4х3,1 мм. Сборку выполняют на полуавтомате УЗСМ-2,5. Используют инструмент с наклоном оси капиллярного отверстия под углом О = л/3 к его оси и стандартную алюминиевую проволочку

Я =27 мкм. Расчетные точки двух траекторий(для длинных lr =3,6 мм и коротких lz =2,8

Составитель Т.Вэнуздаева

Техред М.Моргентал Корректор M. Петрова

Редактор О.Юркова

Заказ 3335

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Ф о р м у h а и з о б р е т е н и я" проволоки, центр которого расположен на

СПОСОБ МОНТДЖд ВЦВОДОВ БИС включающий пропускание проволоки че вертки вывода определяют из выражения реэ выполненное в инструменте капилляр- 20 ное отверстие, установку инструмента в вой и второй точками сварки в плане. точку первой сварки, выполнение первой 3. Способ по п.1, отличающийся тем, сварки, подъем и опускание инструмента что при Расположении капиллЯРного от, для его перемещения от точки первой верстия под углом к оси инструмента опу:,сварки к точке второй сварки с изгибом 25 скание инструмента выполняют по проволоки между точками первой и второй эвольвенте круга радиуса R, где R — радиус сварки, выполнение второй сварки, отлича изгиба проволоки, проходящего через точющийся тем, что, с целью повышения на - ку второй сварки, а длину развертки выводежности и плотности монтажа да L определяют иэ выражения проволочных выводов эа счет оптимизации 30 (n перемещений инструмента и проволоки, " (- -"") подъем инструмента от точки первой свар- где l - расстояние между первой и второй ки осуществляют на расстояние, равное точками сварки в плане; длине развертки вывода, а опускание инст-, Π— угол наклона капиллярного отверстия румента до пересечения с вертикалью, к оси инструмента.

35: проходящей через точку второй сварки, 4. Способ по п.1, отличающийся тем, выполняют по эвольвенте круга, проходя- что подъем инструмента осуществляют его через точку пеРвой сварки. вдоль оси его капиллярного отверстия, 2 Cîîñîá по п1 отличающийсЯ тем, 40 5. Способ по п.2 отличающийся тем что при расположении капиллярного отчто подъем инструмента выполняют при верстия вдоль оси инструмента опускание его одновременном перемещении до сереинструмента выполняют по эвольвенте с круга радиуса 2й, г е Вдины расстояния между двумя точками круга радиуса й, где В - радиус изгиба сварки.

° ь