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A7 B7 ^SS594 五、發明説明（1 ) 發明背景 發明領域 本發明係有關可與連接於半導饉裝置之速接墊之線連用 之毛細管及其設計，以及一種連接形成方法β 先前技術之簡單説明 球形速接係爲一種廣泛應用於半導雄製造之技術，以將 内丰導體晶粒連接於外引線。於此程序中’通常約25/χπ1 (.0010")〜約3〇um (.0013·.)之小金線係經由通常爲馨土 之构究毛細管向下進給，該毛細管具有位於頂端之進入孔 及設於其内徑之相對端之出口孔。球係藉電子焰機構（EF〇) 形成於出口孔之外面，該焰機構將先前連接後留剩之線之 一小部分予以熔解。基本上言，球係藉放電火花形成於線 之端部。此時，毛細管遠離球（相距幾毫米）。在球定心 於毛細管之射角直徑之前，球係被拉緊器防止其移動，然 後再藉毛細管之連續運動而被迫使向下朝晶粒上之連接墊移 動。球係置放於正被组合之半導體裝置之速接墊上，然後 毛細管端部再迫使球抵靠於墊，再加上熱音波能 (thermosonic energy)而形成連接。 由於毛細管的直徑，上述球形連接步驟在速接墊之緊密 程度爲约lOOixni (.0039")時，會在積體電路之金線球形 連接過程當中遭遇主要障礙。由於半導髏裝藏墊與墊間之 節矩減小的結果，可供毛細管製造球及將球輿附接線連接 於墊之空間甚小，致球與鄱近墊上之線常會發生干涉。目 前之小節距金球連接係使用小節距或.·酒糟鼻"毛細管，其 +紙取人厌通國囤家橾準（CNS > A4規格（210><297公釐）_ ί--------j 装— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製. 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚

322504 Α7 Β7 五、發明説明（2 ) 可較標準毛細管更適合進行小節距連接。然而，將毛細管 直徑收縮至足以使連接節距低於約9〇ttm (.0035··)而不會 引起缝合連接強度劣化問題，是一件不可能的事情。此種 缝合連接強度劣化之原因在於當毛細管直徑收缩時，形成 缝合連接之毛細管面之尺寸亦將縮小，從而減小了形成缝 合之面積。又，在缝合連接當中，大應力亦將置放在毛鈿 管連接面上。毛細管連接尖端會從橫向進入引線框中，致 於引線指形部（lead finger)留下毛細管尖端之印路，從 而會呈現與上述球形連接相同的問題。此外，毛細管成本 會因較少的製造產出率而增加，且毛細管壽命亦將因較小 直徑毛細管較標準毛細管更具易脆性而減短。因此，由於 連接墊之尺寸及間隔縮小，故亟需一種先進式毛細管及使 線連接於半導體裝置之墊之先進技術。 發明概要 本發明可將上述習知毛細管固有之間題減至最低，其係 利用典型連接之幾何形狀，以將球形連接沿晶粒之邊緣置於 墊上，而使相對於晶粒邊緣之連接角爲介於45。與9〇β之間 。"遂接角Μ乙詞係指線連接於墊，且再將線經由毛細管引 出並連接於引線指形部後，該線與晶片邊緣所形成之角度 〇 簡言之，本發明提供一種相對於標準毛細管爲具有較小 寬度之毛細管，其中四個扇形部中之兩個相對扇形部爲具 有較小寬度。四個扇形部可爲但無需爲象限，因爲一對相 對扇形部可大於另一對相對扇形部。此最好係經由將一對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉公釐）_ L--------J 装-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) *1Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五'發明説明（3) 相對扇形部之外部之一部分移除而完成之 ，惟仍須使各相 對扇形部具有充分厚的壁，俾得耐受施加於彼等壁上之壓 力。毛細管尖端部之較佳形狀爲呈蝶形領結形狀。所欲之 毛細管尖端部形狀之特性爲••毛細管尖端部之厚扇形狀須 成型爲能至少局部環繞前已形成於鄰近連接墊上之球形連 接部並和該球形連接部隔開。 生產時，需要兩支相互呈直角定向之毛細管，或一文能 作90*旋轉之單一毛細管，以實現四扇形部小節距能力。 經由減小毛細管之寬度而非減小其連接區域的長度，可減 小其與郵近球形之距離而不會降低缝合連接（stitch bond) 之品質〇 使用兩支毛細管，其中一支毛細管之長轴係與超音波能 (相對於引線框之Υ方向.）平行（縱向定向），另一文毛 細管之長轴則舆超音波能（相對於引線框之X方向）成垂 直（橫向定向）。如ΤΙ ABACUS AllISR之雙頭連接器 (dua4-head bonders)係優於單頭連接器，因爲可將縱向 定向毛細管裝置於一速接頭中而將橫向定向毛細管裝置.於 另一边接頭中。因此，在使用雙頭連接器下，每一裝置可 於單，通過毛細管中形成連接。單頭連接器亦可使用此種 方法，其係將毛細管調定於某一方位而通過之，再於該連 接器進行第二道通遇時改變毛細管之方位；另可行方式爲 ，將毛細管調定於另一方向而使用另一連接器來進行第二 道通過。可將兩個單頭連接器以物理方式連結，俾得將正 被連接之引線框從第一位置自動運送至第二位置，以消除 fk 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I--------7 装— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -5 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ，以於毛細管正在 ^iS$94 A7 _ B7 五、發明説明（4 ) 引線框條板在連接器間之手動搬運操作，而產生較高品質 ，更可靠之產品。 於本發明之第一實施例中’其相對於晶粒邊緣之連接角爲 接近90°之線係可產生輿標準毛細管所形成之連接實質相 同的缝合連接〇然而，由於連接角朝45。移動，故於缝合 連接時呈現於線之面將獲得改善。鍵連接特性上之劣化可 達最小程度，而可於泰半的應用中產生高品質，可靠柃連 接方發明此實施例特别適用於正交小節距連接，其連接角 接近90·。將具有平直相對側邊之薄扇形部之毛細管改良 成堞形領結構造係可因呈現均勻寬廣的速接面及較大的外 半徑，以產生與標準毛細管所產生之鏠合連接實質完全相 同的缝合連接，而將此效應減至最低甚或消除之。堞形領 結構造可產生可能的最小球形連接節距。 圖式之荦單説朗 圖1爲具有球及線之標準習知毛細管之尖端部1之垂直 橫斷面国； 圖2爲如圖1之球已連接於連接墊後之垂直橫斷面圖； 、圖3爲本發明第一實施例之毛細管之尖端部之橫剖視 圖； 闽4爲本發明第二實施例之毛細管之尖端部之橫剖視 Β · 興9 圖5爲實現毛細管設計及連接方、法之完全潛力所需之重 要毛細管位置之概略示意圖；以及 圖6爲顯示使毛細管適當定向之圖式

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A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（5 ) 與其下方之墊進行連接時防止接觸到前所形成之球形連.接。 輕實施例之説明 首先參照《1，其類示標準習知毛細管之尖端部1之垂 直橫斷面，此毛細管之水平橫斷面通常爲面形，並具有中 央内徑3。金線5係置於内徑中，並成型爲球7，該球7係 置於口徑3底部之削角部中。如圖2所示，其係經由使圓 1之球7下降抵靠於晶粒π之墊9，並經由施加來自撞擊在 球上之毛細管尖端之超音波脈波及壓力，以使球變平而抵 靠並連接於晶粒墊，而完成連接。然後毛細管再上升離開晶粒 墊並移動至次一線連接位置。由圖可知，由於連接墊9之 尺寸減小且連接墊間之距離亦減小，因而必須減小毛細管 1之水平橫斷面。如上所述，在橫斯面尺寸連續減小的情 沉下，毛細管壁終將變得太薄，而無法對如圈1、2所示之 球提供所需之力並於程序當中防止遭到破壞。又，由於晶粒 墊間之距離減小的結果，致毛細管尺寸可能會使毛細管與 鄺近連接墊上之連接點產生干涉。 上述問題可由如圖3所示之本發明第一實施例減除之； 第一實施例中，毛細管尖端部之水平橫斷面係經過改變， 俾將一對對立的扇形部21,23(假定有四锢扇形部）弄平， 並使未弄平方向之尺寸仍保持與習知毛細管者相同。因此 ，壁21與23間之尺寸將遠較圓形部25輿27間之直徑尺寸 小〇 茲參照圖4，其顯示一堞形領結構造，其中一對對立的

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X 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210><297公釐） 32SS94 A7 B7 五、發明説明（6) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 肩形部之壁31、33之-部分已經料而略呈目形。然而， 應知的是，壁31、33可爲任何幾何形狀，只要壁π、37能 至少部分地環繞且和鄰近連接墊之前巳連接之球隔開即可 。此種需要耙合度係視毛細管尺寸及連接墊間之距離而 定。 本發明之第二實施例係示於蹰5之典型連接位置。位置 A、B、C係顯示毛細管之縱向定向，而位置D、E則顯示毛 細管之橫向定向❶毛細管係置放於連接墊46、47之球形連 接部48上，彼等連接墊46、47爲定位於矽晶粒49之表面上。 連接線50爲於連接墊48舆包裝引線（未理示）之間運行。 球形連接部係於毛細管位置A放置在連接墊上。於完成 球形連接時，毛細管將由連接器之連接頭帶使移至與毛細 管位置B相似且舆該位置b鄰近之位置處，按於該處將與 包裝引線形成缝合連接。毛細管位置B代表一種情況，其 中相對於晶粒49邊緣之連接角爲接近9〇。。於此種情況下， 本發明之兩個實施例皆將產生高品質球形連接及缝合連接 ◊毛細管位置C代表一種情沉，其中連接角爲接近45〇。 在此種情沉下，本發明之第二實施例（堞形領結構造）將產 生相對於本發明第一實施例更爲優異之缝合連接。 毛、細管位置D代表一種情況，其中球形連接係形成於晶粒 49之側邊上，而與毛細管位置a所形成之球形連接成垂直 。毛細管位置E代表一種沿晶粒49之側邊形成之缝合連接， 其係與毛細管位置B、C所形成之缝合連接成垂直。此種連 接過程繼續沿晶粒49之每一側邊進行，直至所有的連接皆完 請 先 聞 讀 背 面 之 注 2 叫 本裝 頁 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐） A7 B7 五、發明説明（7 成爲止。沿毛細管位置A所表示之側邊及與此側邊相對的 侧邊所形成之連接皆係由定向成位置A之毛細管完成之。 同樣地，沿毛細管位置D所表示之側邊及與此側邊相對之 側邊所形成之連接皆係由定向成位置D之毛細管完成之。 兹參照圖6 ’其顯示毛細管51如何定向，俾於毛細管51 正在其下方之墊進行連接時防止接觸到先前形成之球形連 接53〇 雖然本發明已就其特殊較佳實施例加以説明，惟熟習本 項技藝之人士將可立即知曉許多的變更及修俦。因此，在 鑒於先前技術之情沉下，下附申請專利範固應給予值可能 寬廣的解釋，以便含括所有此等變更及修飾。 I---------一參------、灯------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 9 ί，人丨 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（2丨〇父297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 1.一種線連接用之毛細管，包括： (a) —堅硬管狀構件，其具有壁部及中央貫穿内徑； (b) 該壁部具有兩對相對扇形部； (c) 通過該内徑中心且與該内徑正交之該兩對相對扇 形部中之一對扇形部之外壁間之最短尺寸係實質大於通 過該内徑中心且與該内徑正交之該兩對相對扇形部中之 另一對扇形部之外壁間之最短尺寸者。 ~ 2.如申請專利範園第1項之毛細管，其中該兩對相對扇形 部中之一對扇形部之壁係朝該内徑向内延伸，而該兩對 相對扇形部中之另一對扇形部之壁係向遠離該内徑之方 向向外延伸。 -3.如申請專利範園第2項之毛細管，其中該兩對相對扇形 部中之一對扇形部之朝内徑向内延伸之壁係朝該内徑内 凹，而該兩對相對扇形部中之另一對扇形部之向遠離内 徑之方向向外延伸之壁係朝該内徑外凸。 4. 如申請專利範園第1項之毛細管，其中該兩對相對扇形 部中之一對扇形部之壁對之各壁係爲平面的，此壁對之 一壁係與此壁對之另一壁平行，而此壁對間之距離係較 該兩對扇形部中之另一對扇形部之壁間之距離小者。 5. 如申請專利範園第4項之毛細管，其中另一對壁對之各 壁係呈圓形。 —6.如申請專利範園第1項之毛細管，其中該兩對扇形部之 每一對扇形部之一扇形部係具有與同一對扇形部中之另 一扇形部實質相同的形狀。 -10 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 i-線- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 六、申請專利範圍 7.如申請專利範圍第2項之毛細管，其中該兩對扇形部之 每一對扇形部之一扇形部係具有與同一對扇形部中之另 一扇形部實質相同的形狀。 V8.如申請專利範園第3項之毛細管，其中該兩對扇形部之 每一對扇形部之一扇形部係具有與同一對扇形部中之另 一扇形、部實質相同的形狀。 9. 如申請專利範園第4項之毛細管，其中該兩對扇形部之 每一對扇形部之一扇形部係具有與同一對扇形部中之另 一扇形部實質相同的形狀。 10. 如申請專利範圍第5項之毛細管，其中該兩對扇形部 之每一對扇形部之一扇形部係具有與同一對扇形部中之 另一扇形部實質相同的形狀。 、11. 一種線連接用之毛細管，包括： (a) —堅硬管狀構件，其具有壁部及一中央貫穿内徑； (b) 該壁部係具有大致呈蝶形領結之橫斷面形狀。 ,12. —種線連接用之毛細管，包括： (a) —具有内徑之毛細管； (b) 該毛細管具有與該内徑呈正交之橫斷面，此橫斷 面具有長尺寸及與該長尺寸呈正交之短尺寸。 、13.—種於連接墊上形成連接之方法，包括下述步驟： (a) 製備至少一支毛細管，此毛細管具有内徑及與該 内徑呈正交之橫斷面，該橫斷面具有長尺寸及與該長尺 寸呈正交之短尺寸； (b) 利用其長尺寸定向於第一方向之毛細管，以將線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 々、申請專利範圍 連接於該等連接墊之一；以及 (C)將線連接於緊鄰上述該等連接墊之一之連接墊。 14. 如申請專利範園第13項之方法，其中將線連接於緊鄰 上述該等連接墊之一之連接墊之連接步驟係利用一其長 尺寸爲定向成與該第一方向呈正交之毛細管。 15. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該毛細管之外部 "形狀係大致呈蝶形領結形狀。 16. 如申請專利範園第14項之方法，其中該毛細管之外部 形狀係大致呈蝶形領結形狀。 17. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該毛細管係爲一 具有壁部及該貫穿内徑之堅硬管狀構件，該壁部具有兩 對相對扇形部，該兩對相對扇形部中之一對扇形部之間 係具有前述之通過該内徑中心且與該内徑正交而成一直 線之短長寸，而該兩對相對扇形部中之另一對扇形部之 間則具有前述之通過該内徑中心且與該内徑正交而成一 直線之長尺寸。 〜18.¾申請專利範園第16項之方法，其中該毛細管係爲一 具有壁部及該貫穿内徑之堅硬管狀構件，該壁部具有兩 對相對扇形部，該兩對相對扇形部中之一對羽形部之間 係具有前述之通過該内徑中心且與該内徑正交而成一直 線之短長寸，而該兩對相對扇形部中之另一對扇形部之 間則具有前述之通過該内徑中心且與該内徑正交而成一 直線之長尺寸。 ~ 19.如申請專利範園第17項之方法，其中該兩對相對扇形部 -12 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------1------?τ-------ii (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,·*«,·**，？·. 'f. C8 D8 六、申請專利範圍 中之一對扇形部之壁部係大致爲圓形且向朝該内徑之方 向内凹，而該兩對相對扇形部中之另一對扇形部之壁部 係大致爲圓形，且向遠離該内徑之方向外凸。 \ 20.如申請專利範園第18項之方法，其中該兩對相對扇形部 中之一對扇形部之壁部係大致爲圓形且向朝該内徑之方 向内四，而該兩對相對扇形部中之另一對扇形部之壁部 係大致爲圓形，且向遠離該内徑之方向外凸。 — I 裝— II 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐）