CN101971314B - 用于在引线接合操作中降低氧化的输气*** - Google Patents

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Abstract

提供了一种引线接合机。该引线接合机包括接合工具和电极，电极用于在穿过接合工具延伸的引线的端部上形成无空气球，这里，该无空气球形成在引线接合机的无空气球形成区。该引线接合机还包括接合位置区，接合位置区用于在引线接合操作过程中保持半导体器件。该引线接合机还包括输气机构，输气机构被设置成将保护气体提供至：(1)接合位置区，由此保护气体穿过输气机构的至少一个孔眼喷射到接合位置区；以及(2)无空气球形成区。

Description

用于在引线接合操作中降低氧化的输气***
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年6月10日提交的第61/060,189号美国临时申请的权益，其内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及半导体器件的引线接合，具体地涉及向引线接合机的某些区域提供保护气体。
背景技术
在各种半导体器件的制造商中，经常使用引线接合技术来对器件中的元件进行连接。例如，经常使用线焊(或线环)来提供半导体管芯与引线框架上的触点之间的互联。示例性的传统引线接合操作包括：(1)将无空气球接合到管芯上的第一接合位置(例如，使用球形接合)以形成第一接合；(2)将引线从第一接合朝向引线框架上的第二接合位置延伸；(3)将延伸的引线的端部接合到第二接合位置以形成第二接合；以及(4)对引线进行裁切。在这种球形接合操作中，通常在步骤(1)中使用电子灭火(即，EFO)棒或电极等等以在引线的端部形成无空气球。
经常在引线接合工艺中使用金线(其基本上不与氧发生反应)；但是在某些应用中，使用更具活性的金属(例如，铜、银、钯、铝等)。这些更具活性的金属例如可在存在氧的情况下发生反应并在引线(和/或引线的端部或尾部)上形成对于引线接合而言是不希望出现的氧化物/氧化。
鉴于这种可能的氧化，某些引线接合***包括用于在通过EFO棒形成无空气球过程中向引线的端部提供保护气体的子***。例如，第6,234,376号美国专利公开了这种***，该专利的全部内容通过引用并入本文。
此外，使用引线接合机的各种子***来向引线接合机的接合位置区提供保护气体，以降低接合线在接合位置区中氧化的可能性。用于在接合位置区中提供保护气体的示例性子***包括：第2007/0284421号、第2007/0251980号美国专利申请公开；以及第5,265,788号、第5,395,037号、第6,866,182号和第7,182,793号美国专利。
希望提供用于在引线接合中降低氧化的改进的结构。
发明内容
根据本发明的示例性实施方式，提供了一种引线接合机。所述引线接合机包括接合工具和电极，电极用于在穿过所述接合工具延伸的引线的端部上形成无空气球，这里，无空气球形成在引线接合机的无空气球形成区。引线接合机还包括接合位置区，接合位置区用于在引线接合操作过程中保持半导体器件。引线接合机还包括输气机构/***(例如，输气结构)，输气机构/***被配置为将保护气体提供至：(1)接合位置区，由此保护气体穿过输气机构的至少一个孔眼喷射到接合位置区；以及(2)无空气球形成区。
附图说明
当结合附图阅读以下详细描述时，本发明从以下详细描述中得到最佳理解。应强调，根据通常做法，附图的各特征并非按比例绘制。相反，为了清晰，任意地放大或缩小了各特征的尺寸。附图中包括以下：
图1A是根据本发明的示例性实施方式的引线接合***的一部分的立体图；
图1B是图1A的一部分的详图；
图1C是根据本发明的示例性实施方式的包括盖的输气***的立体图，其中盖用于遮盖器件夹具的窗的一部分；
图1D是图1A的一部分的俯视详图；
图1E是根据本发明的示例性实施方式的用于图1A的引线接合机的输气机构的一部分的俯视图；
图1F是沿着线1F-1F得到的图1G的一部分的正视图；
图1G是根据本发明的示例性实施方式的用于图1A的引线接合机的输气机构的壳体的底部的立体图，其带有与电极的末端部邻近的绝缘体；
图1H是根据本发明的示例性实施方式的用于图1A的引线接合机的输气结构的壳体的底部的立体图，其不带有与电极的末端部邻近的绝缘体；
图2是根据本发明的示例性实施方式的另一输气结构的一部分的俯视立体图；
图3是根据本发明的示例性实施方式的又一输气结构的一部分的俯视立体图；
图4A是根据本发明的示例性实施方式的又一输气结构的一部分的俯视立体图；
图4B是图4A中输气机构的那一部分的仰视立体图；
图5A是根据本发明的示例性实施方式的引线接合机的元件的正视立体图，其中包括输气机构的元件；
图5B是图5A的元件的仰视立体图；
图6A是根据本发明的示例性实施方式的输气机构的一部分的正视立体图，其中该输气机构与引线接合机的某些元件集成在一起；
图6B是图6A的输气机构的一部分的侧视立体图；
图6C是图6A的输气机构的一部分的俯视图，并且以虚线示出某些内部细节；
图6D是图6A的输气机构的一部分的剖面正视立体图；
图7A是根据本发明的示例性实施方式的输气机构的一部分的正视立体图，该输气机构与引线接合机的某些元件集成在一起；
图7B是图7A的输气机构的一部分的侧视立体图；
图7C是图7A的输气机构的一部分的俯视图，并且以虚线示出某些内部细节；
图7D是图7A的输气机构的一部分的仰视立体图；以及
图7E是图7A的输气机构的一部分的剖面正视立体图。
具体实施方式
第6,234,376号美国专利以及第2007/0284421号和第2007/0251980号美国专利公开涉及用于引线接合技术的氧化降低***，它们的全部内容通过引用并入本文。
本领域的技术人员可以理解，接合位置区指的是引线接合机上实际形成引线接合(即，将引线的一部分接合或焊接至接合位置)的那部分。例如，在引线接合操作过程中，承载器件的引线框架条(strip)可由引线接合机的热块(heat block)支撑，并由引线接合机的夹具固定。在这种情况下，在引线接合过程中，引线框架/器件的可通过窗夹具(window clamp)的器件孔眼接近的那部分可被视作接合位置区。此外，本领域的技术人员可以理解，无空气球(free air ball)形成区是在引线接合过程中形成无空气球的位置。该位置趋向于由其它因素限定，其中包括：用于形成无空气球的电极的末端的位置、接合工具的位置以及从接合工具延伸的引线的位置/长度等(这些位置可能随机器而不同或变化)。
本发明涉及输气机构/***，该输气机构/***将保护气体(例如，合成气体)流并入以下的每一个中：(1)电子灭火(electronic flame off)区，在这里将形成无空气球(即，无空气球形成区)；以及(2)接合位置区。在某些实施方式中，在不对向电子灭火区和接合位置区任一个流动的气流进行干扰的情况下，EFO电极至少部分地位于输气***内。向EFO区提供的保护气体降低了在无空气球形成过程中(例如，在铜线的无空气球形成过程中)发生氧化的可能性，而向接合位置区提供的保护气体降低了在接合操作过程中引线氧化的可能性。通过使用单一机构/结构向无空气球形成区和接合位置区提供保护气体，获得了许多优势。例如，提供了简单的高性价比机构。此外，通过减少引线接合机上的多个结构，促进了在引线接合操作过程中的可见性和接近。此外，与其它设置相比，可能促进了接合头的期望运动范围。
根据本发明的某些示例性实施方式，(1)在引线接合机的电子灭火操作附近以及(2)在引线接合机的接合位置区附近提供气体(例如，保护气体，如包括氮、氩等的气体)(这里，该气体可能包括或可能不包括还原气体，如氢)。例如，在引线接合操作过程中，(1)在引线接合机的电子灭火操作附近以及(2)在引线接合机的接合位置区附近可以提供恒定的(或可变的或受控的)气体供给，从而在引线接合操作过程中存在降低引线氧化的可能性。依赖于所使用的气体(和温度)，还可能对已经存在于引线上的氧化物/氧化进行还原，这与在无空气球形成过程中应用还原气体的作用类似。
例如，在球形接合过程中所使用的无空气球的形成过程中，希望提供保护气体以降低引线/无空气球的氧化的可能性，因为这种氧化可能导致不需要的引线接合等等。此外，在引线接合操作过程中，在完成线环(wire loop)(以及在形成下一个无空气球之前)，引线尾部(例如，从毛细末端上悬垂的引线端部)可能受到氧等的作用，导致在引线尾部上形成氧化物。即使引线尾部后来形成为无空气球，这种氧化物对于接合而言也是不希望的。当然，存在引线接合操作这样的一些其它阶段，在这些阶段中不希望降低引线(和/或引线端部)的氧化的可能性，如：例如，(1)当在接合位置区中形成第二接合时；例如，(2)当将所形成的无空气球降低至接合位置区，其它情况不再列举。本发明通过(1)在引线接合机的电子灭火操作附近以及(2)在引线接合机的接合位置区附近提供气体供给对这些情况进行处理。
图1A图示了引线接合机10(其中为了简明而移除了多个元件)。引线接合机10包括接合头组件100，接合头组件100包括(例如，通过引线接合机的XY平台)进行移动以在接合位置之间形成线环的多个元件。引线接合机10还包括器件夹具102(有时也被称为窗夹具或者夹具***件)，器件夹具102将待被引线接合的器件固定就位(例如，在引线接合机的热块(heat block)上)。现在参照图1B中提供的详图，其中图示了由接合头100所承载的多个元件，包括换能器104和接合工具106。还示出了输气机构110，接合工具106穿过输气机构110延伸。更具体地，接合工具106穿过输气机构110的孔眼110c延伸。接合工具106用于形成接合位置之间的线环互连。接合位置是接合位置区108中可由接合工具106通过器件夹具102的器件孔眼102a(也称为窗)接近的部分。下面将更详细地解释，输气机构110用于将气体(例如，保护气体)提供至(1)引线接合机的电子灭火操作附近以及(2)引线接合机的接合位置区附近。如图1B中所示，在该示例中，输气机构110由EFO(电子灭火)电极支撑结构100a支撑，该EFO电极支撑结构100a由引线接合机10的XY平台承载。
图1C图示了本发明的示例性实施方式，其中，在器件夹具102的器件孔眼102a的一部分上方设有盖112。例如，盖112可固定至输气机构110(或EFO电极支撑结构110a的某其它部分)，使得盖112(例如，通过XY平台运动)呈现为遮盖器件孔眼102a的一部分，从而降低保护气体离开接合位置区108的速率(从而节省保护气体成本，并提高保护气体在降低接合引线的部分的氧化的可能性中的作用)。
图1D是输气机构110的剖面立体图，其中图示了输气机构110的腔110a和110b的一部分。在图1D中，接合工具106示出为处于接合位置，在该接合位置，接合工具的尖端用于将引线的一部分(未示出)接合到接合位置区108中的接合位置；但是可以理解，在无空气球形成位置，接合工具106升高(与图1D的视图相比)以使得接合工具106的尖端处于输气机构110内或与输气机构110邻近。在该位置，电子灭火棒(示出在图1G和1H中)用于在从接合工具106的尖端延伸的引线的端部上形成无空气球。由于无空气球形成在输气机构110的充有气体的腔内或者该腔附近，因此无空气球可在具有降低的氧化可能性的环境中形成。
输气机构110可包括共同限定腔110a和110b的顶部和底部。图1E图示了输气机构110的内部(即，在图示中输气机构110的顶部是透明的)。输气机构110限定腔110a和腔110b。腔110a在(1)第一进气口114(例如，供气管或管子114)与(2)电子灭火操作附近之间限定输气路径。更具体地，如在图1E中由箭头所示，气流(例如，受控的气体供给)被提供至第一进气口114。气体从第一进气口114起沿着由腔110a提供的路径流动。由腔110a提供的路径延伸到将出现无空气球的区域(即，电子灭火操作附近，也被称为无空气球形成位置)。如图1E中所示，电极118(即，电子灭火装置的用于形成无空气球的电极)穿过输气机构110延伸，使得电极118的末端终止于腔110a内。本领域的技术人员已知，电子灭火装置通常包括电极(如电极118)，该电极用于使从接合工具(如接合工具106)延伸的引线的端部熔化以形成无空气球。如图1E所示，气体流过腔110a并围绕接合工具106且与电极118的末端邻近，从而在电子灭火操作附近提供气体(气流由一系列箭头图示)。
在图1E中还示出了腔110b。腔110b在(1)第二进气口116(供气管或管子116)与(2)引线接合机的接合位置区附近之间限定输气路径。更具体地，如图1E中由箭头所示，气流(例如，受控的气体供给)被提供至第二进气口116。气体从第二进气口116起沿着由腔110b提供的路径流动。由腔110a提供的路径延伸至多个通孔110b3、110b4、110b5、110b6、和110b7。如图1E中所示，气体穿过腔110b流动，通到(并穿过)通孔110b3、110b4、110b5、110b6、和110b7。然后气体从通孔110b3、110b4、110b5、110b6、和110b7朝向引线接合机的接合位置区向下流动，从而向接合位置区提供气体以降低引线和/或引线端部的氧化可能性。
图1F是沿着线1E-1E取得的图1E的一部分的正视图，其图示了输气机构110的顶部110B和底部110A。该剖面图提供了腔110a和110b的一部分的视图以及通孔110b3和110b6的一部分的视图。如图1E中所示，气体经过通孔110b3和110b6朝向接合位置区108(待被引线接合的器件120位于接合位置区108)流动(如由箭头指示)。
如上所述，输气机构110包括顶部110A和底部110A。图1G-1H图示了底部110B的两种变型。如图1G-1H中所示，底部110B限定腔110a的底部110a1。同样，底部110B限定腔110b的底部110b1(包括通孔110b3、110b4、110b5、110b6、和110b7)。在图1G-1H中未示出的顶部110B限定了腔110a和110b的相应部分。此外，底部110A限定了被设置成接纳接合工具106的孔眼110c(例如，见图1B)的孔眼部110c1(例如，见图1B)(未示出的顶部110B限定孔眼110c的相应部分)。在图1G和1H中还示出了在底部110A中限定的凹陷A1、A2。这些凹陷A1和A2与顶部110B中的相应凹陷(来示出)相结合以接纳进气口114和116(例如，供气管114和116)。进气口114和116分别向腔110a和110b提供气体。图1G-1H还图示了用于电极118的末端的两种不同配置。也就是说，在图1G中，在电极118的末端处设有绝缘体120(例如，由陶瓷等等制成的绝缘衬套)。提供绝缘体120以将来自电极118的火花朝向引线的端部引导，从而形成无空气球(在图1G中未示出引线)。更具体地，从电极118的与沿着电极118的长度更远的某点正相反的末端对火花进行引导。此外，可在绝缘体120的对电极118的末端进行接纳的开口处设置绝缘密封剂或粘合剂，以进一步引导火花。相比之下，在图1H中，电极118的末端并未由如绝缘体120的绝缘体接纳。
尽管在图1A-1H中示出的本发明的示例性实施方式包括两个供气源(即，通过进气口/进气管114和116提供的气体)，但应理解，单一供气源/管可向供气机构110供气。
如以上关于图1A-1L所述，提供了用于(1)在引线接合机的电子灭火操作附近以及(2)在引线接合机的接合位置区附近供气的输气机构。但是，本发明不限于图1A-1H中所示的配置。实际上，存在在本发明的范围内构想的多种配置。在图2、图3、图4A-4B、图5A-5C、图6A-6E和图7A-7E中示出了多个附加的示例性配置。
参照图2，其中图示了输气机构的底部210A(为了简明而略去了以类似于上述顶部110B的方式起作用的顶部)。在输气机构中限定了输气腔，该输气腔由底腔部210a1部分地限定(还由未示出的顶部限定)。底部210A从进气口214(例如，供气管214)接收气体。电极218的末端延伸到区域210c1中，在区域210c1中进行用于形成无空气球的灭火操作。底部210A还限定孔210a3、210a4、210a5、210a6、210a7、和210a8。当通过进气口/管214将气体输送至输气机构时，气体通过腔扩张，并且(1)扩张到用于形成无空气球的区域210c1，其中气体通过孔眼212a和212b从腔传输到区域210c1，以及(2)经由孔眼210a3、210a4、210a5、210a6、210a7、和210a8扩张到接合位置区。
参照图3，其中图示子输气机构的底部310A(为了简明而略去了以类似于上述顶部110B的方式起作用的顶部)。在输气机构中限定了输气腔，该输气腔由底腔部310a1(还由未示出的顶部)部分地限定。底部310A从供气口314(例如，供气管314)接收气体。电极318穿过进气口/管314延伸，并且电极318的末端延伸到区域310c1中，在区域310c1中进行用于形成无空气球的灭火操作。底部310A还限定孔眼310a3、310a4、310a5、310a6、310a7、和310a8。当通过进气口/管314将气体输送至输气机构时，气体通过腔扩张，并且(1)扩张到用于形成无空气球的区域310c1，其中气体通过孔眼312a和312b从腔扩张到区域310c1，以及(2)经由孔眼310a3、310a4、310a5、310a6、310a7、和310a8扩张到接合位置区。
图4A-4B图示了输气机构410。输气机构410包括顶部410A和底部410B，顶部410A和底部410B共同限定用于从进气口/供气管414接收气体的内腔。输气机构410包括固定结构420，固定结构420用于将输气机构410固定至引线接合机的支撑结构。电极418的尖端延伸到用于形成无空气球的区域410c1。底部410B限定孔眼410a3、410a4、410a5、410a6、410a7、410a8、410a9、和410a10。当通过进气口/管414将气体输送至输气机构410时，气体通过内腔扩张，并且(1)扩张到用于形成无空气球的区域410c1，其中气体通过孔414a从腔扩张到区域210c1(见指示气流的箭头)，以及(2)经由孔眼410a3、410a4、410a5、410a6、410a7、410a8、410a9和410a10扩张到接合位置区。输气机构410还限定侧面开口430，侧面开口430例如允许操作员接近和/或允许待位于(例如，摆动或以其它方式移动)用于形成无空气球的区域410c1附近的引线接合工具接近。
图5A-5C图示引线接合机的与输气机构510有关的某些元件(例如，包括锥形或漏斗形主体部)。更具体地，换能器504(例如，超声换能器)对接合工具506进行保持。接合工具506的尖端被设置成穿过输气机构510的用于形成无空气球的孔眼510c延伸(如图5A-5c中所示)。供气管514经由孔眼510b向输气机构510供气。电极518的末端通过孔眼510a延伸到输气机构510的无空气球形成区中。当通过输气管514将气体输送至输气机构510时，气体(1)扩张到输气机构510内部的用于形成无空气球的区域，以及(2)通过位于输气机构510底部的扩大开口扩张到接合位置区(如图5B中所示)。输气机构510的漏斗形侧壁是倾斜的，并且位于输气机构510顶部的孔眼510c比位于输气机构510底部的大开口小(见图5C，其中直径D1明显小于直径D2)。因而，从输气机构10喷射的气体将主要通过位于底部的扩大开口而不是通过孔眼510c离开。当接合工具506穿过孔眼510c延伸时尤其如此，从而部分地阻止了气体可能通过孔眼510c选出。
图6A-6D图示了输气机构610的一部分、以及引线接合机的与图1A-1H中所示的那些类似的其它部分的多个视图。更具体地，引线接合机包括器件夹具602、换能器604、接合工具606、和输气机构610。图6A-6D中还示出了电极618，其中电极618的末端延伸穿过输气机构610的孔眼618a。输气机构610限定锥形通孔610c，锥形通孔610c被设置成在引线接合操作过程中接纳接合工具606。在本发明的该示例性实施方式中，通孔610c是无空气球形成区。更具体地，在形成无空气球过程中，从接合工具606延伸的引线端部位于无空气球形成区中(即，通孔610c中)。用于在引线的端部上形成无空气球的电极618的末端也位于无空气球形成区。通过进气口614提供保护气体，并且保护气体穿过腔/路径622传输并在出气口622a处离开并进入通孔610c。因而，在无空气球在通孔610c中形成过程中，保护气体提供防止氧化的保护。
在引线接合操作过程中，接合工具606进一步向下延伸进入(并且至少部分经过)通孔610c，以在接合位置区在待被引线接合的器件上形成引线凸点(bump)或线环。从出气口622a喷射到通孔610c中的保护气体趋向于穿过通孔610c的下部开口向下输送到接合位置区。更具体地，由于通孔610是锥形的，因此通孔610c在输气机构610的顶部处的直径当与该通孔在底部处的直径相比时为小(即，在图6D中直径D1小于直径D2)。因而，更多保护气体趋向于在底部而不是在顶部离开通孔610c。此外，在引线接合操作的某些部分中，接合工具606可阻挡通孔610c上部的大部分，因而大体上降低了保护气体通过通孔610c顶部逸出的可能性。因而，显然离开通孔610c的保护气体的大部分将被朝向接合位置区向下引导，因而在引线接合操作过程中提供进一步防止氧化的保护。
图7A-7E图示另一输气机构710(以及引线接合机的相应部分)，其操作与图6A-6D中所示的机构610非常类似。更具体地，引线接合机包括器件夹具702、换能器704、接合工具706、电极718(包括延伸穿过孔眼718a的末端部)、和输气机构710。输气机构710限定通孔710c(即，无空气球形成区710c)，通孔710c被设置成在引线接合操作过程中接纳接合工具706。通过进气口714提供保护气体，保护气体穿过腔/路径722传输，并且在出气口722a处离开并进入通孔710c以在无空气球形成过程中提供防止氧化的保护气体。如以上关于图6A-6D所述，由于通孔710是锥形的(并且由于通孔710c的顶部被接合工具706部分地阻挡)，因此更多保护气体趋向于在底部而不是在顶部离开通孔710c，从而提供被引向接合位置区的保护气体。
图7A-7E还图示了附加的进气口716，进气口716通过腔/路径624提供保护气体，保护气体在出气口624a处离开输气机构710。出气口624a设置在输气机构710的底面上，使得离开的保护气体被引向引线接合机的接合位置区。因而，与图6A-6D中所示的本发明的示例性实施方式相对比(其中，提供至接合位置区的保护气体与提供至无空气球形成区610c的保护气体相同，提供至无空气球形成区610的保护气体通过区域610c的底部离开区域610c)，输气机构710还包括通过进气口616、腔/路径624、和出气口624a到达接合位置区的附加的保护气体源。因而，提供了在接合位置区防止可能氧化的附加保护(除了由向下扩张离开无空气球形成区的气体所提供的保护之外)。
本文公开的各示例性输气机构可由引线接合机的各结构例如引线接合机的接合头支撑。例如，输气机构可由EFO结构支撑，其它不再列举。
本文公开的各示例性输气机构可由许多不同材料形成。尽管由于输气机构于来自EFO电极的火花紧邻而构想出金属(例如，不锈钢)，但是也可以期待由绝缘且可能耐热的材料如陶瓷、聚酰亚胺等等形成输气机构的主体。
在整个引线接合操作过程中，来自供气源的保护气体流(例如，通过供气管子/管等等)可以是连续的保护气体流。可替换地，该保护气体流可以是受控流(例如，通过使用与引线接合机集成在一起的控制器控制)，例如，可在最关注可能的氧化的时期(例如，在无空气球形成期间等)提供该受控流。
本文提供的附图图示了用于将保护气体引导至(1)引线接合机的电子灭火操作附近以及(2)引线接合机的接合位置区附近的示例性结构；然而，本发明不限于所示的配置。本发明构想出用于向(1)引线接合机的电子火焰操作附近以及(2)引线接合机的接合位置区附近提供保护气体的任何类型的结构、***或工艺。此外，输气机构可包括任何数量的进气口(例如，进气管)，以向无空气球形成区和接合位置区提供期望的气流和气体分布。
当与由活性金属(例如，铜、铝等)制成的引线相结合使用本发明时，希望保护气体不与金属发生反应，并且保护气体可以是还原性的。例如，保护气体可以是有效惰性气体，如氮或氩。可以添加还原气体(例如，氢)以与可能存在的氧发生化学反应；然而，可以使用本发明的保护气体***以阻止空气进入接合位置区而在保护气体中不需要氢。这是本发明的另一优势，因为使用大量高度易燃的氢存在困难。
还可以与非活性接合引线(例如，金线)相结合使用本发明的教导。例如，可以使用保护气体以在接合位置区处提供纯净气体的屏障，从而提供用于形成金线环的期望环境。
尽管主要关于保护气体如氮和氩(具有或不具有合成气体如氢)描述了本发明，但是本发明不限于此。可以使用任何气体，只要其不与用作接合线的金属发生不希望发生的反应。
应理解，本发明可应用于形成线环的引线接合机、形成导电凸点的引线接合机(凸点制作(bumping)机或晶片凸点制作机)、既形成线环也形成导电凸点的机器等等。
虽然在本文中参照特定实施方式图示和描述了本发明，但是本发明不限于所示的细节。相反，可在权利要求书的等同的范围内并且在不背离本发明的情况下，对细节进行各种修改。

Claims (23)

1.一种引线接合机，包括：
接合工具；
电极，用于在穿过所述接合工具延伸的引线的端部上形成无空气球，所述无空气球形成在所述引线接合机的无空气球形成区；
接合位置区，用于在引线接合操作过程中保持半导体器件；以及
输气机构，被设置成将保护气体提供至：(1)所述接合位置区，由此保护气体穿过所述输气机构的至少一个孔眼喷射到所述接合位置区；以及(2)所述无空气球形成区，
其中，所述输气机构限定从所述输气机构的顶面到所述输气机构的底面的锥形的通孔，所述锥形的通孔被设置成在引线接合操作过程中接纳所述接合工具，以及
其中，所述锥形的通孔在所述底面处的直径大于所述锥形的通孔在所述顶面处的直径。
2.如权利要求1所述的引线接合机，其中，由所述输气机构限定的所述锥形的通孔包括所述无空气球形成区。
3.如权利要求2所述的引线接合机，其中，所述输气机构包括第一进气口，所述第一进气口向所述无空气球形成区提供保护气体，由此，由所述第一进气口提供的保护气体的至少一部分离开所述无空气球形成区并被引向所述接合位置区。
4.如权利要求3所述的引线接合机，其中，所述输气机构包括第二进气口，所述第二进气口向由所述输气机构限定的腔提供保护气体，所述腔不同于所述无空气球形成区，由此，由所述第二进气口提供的保护气体的至少一部分离开所述腔并被引向所述接合位置区。
5.如权利要求1所述的引线接合机，其中，所述输气机构的所述至少一个孔眼包括多个孔眼，保护气体穿过所述多个孔眼喷向所述接合位置区。
6.如权利要求5所述的引线接合机，其中，所述多个孔眼由所述输气机构的底面限定。
7.如权利要求1所述的引线接合机，其中，所述输气机构限定：(1)第一腔，用于从至少一个进气口接收保护气体并用于通过所述至少一个孔眼向所述接合位置区提供保护气体；以及(2)第二腔，用于从所述至少一个进气口接收保护气体并用于向所述无空气球形成区提供保护气体。
8.如权利要求7所述的引线接合机，其中，所述至少一个进气口包括：
第一进气口，用于向所述第一腔提供保护气体；以及
第二进气口，用于向所述第二腔提供保护气体。
9.一种引线接合机，包括：
接合工具；
电极，用于在穿过所述接合工具延伸的引线的端部上形成无空气球，所述无空气球形成在所述引线接合机的无空气球形成区；
接合位置区，用于在引线接合操作过程中保持半导体器件；
输气机构，被设置成将保护气体提供至：(1)所述接合位置区，由此保护气体穿过所述输气机构的至少一个孔眼喷射到所述接合位置区；以及(2)所述无空气球形成区；
器件夹具，所述器件夹具用于在所述引线接合操作过程中固定所述半导体器件，所述器件夹具限定器件孔眼，所述接合工具能够通过所述器件孔眼接近所述半导体器件以在所述接合位置区执行所述引线接合操作；以及
盖，所述盖用于在所述引线接合操作过程中遮盖所述器件孔眼的至少一部分，
其中，所述输气机构限定从所述输气机构的顶面到所述输气机构的底面的锥形的通孔，所述锥形的通孔被设置成在引线接合操作过程中接纳所述接合工具，以及
其中，所述锥形的通孔在所述底面处的直径大于所述锥形的通孔在所述顶面处的直径。
10.一种引线接合机，包括：
接合工具；
电极，用于在穿过所述接合工具延伸的引线的端部上形成无空气球，所述无空气球形成在所述引线接合机的无空气球形成区；
接合位置区，用于在引线接合操作过程中保持半导体器件；以及
输气机构，被设置成将保护气体提供至：(1)所述接合位置区，由此保护气体穿过所述输气机构的至少一个孔眼喷射到所述接合位置区；以及(2)所述无空气球形成区，
其中，所述输气机构限定从所述输气机构的顶面到所述输气机构的底面的锥形的通孔，所述锥形的通孔被设置成在引线接合操作过程中接纳所述接合工具，以及
其中，所述锥形的通孔在所述底面处的直径大于所述锥形的通孔在所述顶面处的直径，以及
其中，所述电极穿过所述输气机构的一部分延伸，使得所述电极的末端位于所述无空气球形成区。
11.如权利要求10所述的引线接合机，还包括绝缘体，所述绝缘体围绕所述电极的末端的与所述无空气球形成区相邻的一部分。
12.一种引线接合机，包括：
接合工具；
电极，用于在穿过所述接合工具延伸的引线的端部上形成无空气球，所述无空气球形成在所述引线接合机的无空气球形成区；
接合位置区，用于在引线接合操作过程中保持半导体器件；以及
输气机构，被设置成将保护气体提供至：(1)所述接合位置区，由此保护气体穿过所述输气机构的至少一个孔眼喷射到所述接合位置区；以及(2)所述无空气球形成区，
其中，所述输气机构限定从所述输气机构的顶面到所述输气机构的底面的锥形的通孔，所述锥形的通孔被设置成在引线接合操作过程中接纳所述接合工具，以及
其中，所述锥形的通孔在所述底面处的直径大于所述锥形的通孔在所述顶面处的直径，以及
其中，所述输气机构包括进气口，所述进气口用于从供气源接收保护气体，其中，所述电极穿过所述进气口延伸。
13.一种引线接合机，包括：
接合工具；
电极，用于在穿过所述接合工具延伸的引线的端部上形成无空气球，所述无空气球形成在所述引线接合机的无空气球形成区；
接合位置区，用于在引线接合操作过程中保持半导体器件；以及
输气机构，被设置成将保护气体提供至：(1)所述接合位置区，由此保护气体穿过所述输气机构的至少一个孔眼喷射到所述接合位置区；以及(2)所述无空气球形成区，
其中，所述输气机构限定从所述输气机构的顶面到所述输气机构的底面的锥形的通孔，所述锥形的通孔被设置成在引线接合操作过程中接纳所述接合工具，以及
其中，所述锥形的通孔在所述底面处的直径大于所述锥形的通孔在所述顶面处的直径，以及
其中，所述输气机构限定侧面开口，使得在所述引线接合操作过程中所述输气机构的侧壁不完全围绕所述接合工具。
14.一种引线接合机，包括：
接合工具；
电极，用于在穿过所述接合工具延伸的引线的端部上形成无空气球，所述无空气球形成在所述引线接合机的无空气球形成区；
接合位置区，用于在引线接合操作过程中保持半导体器件；以及
输气机构，被设置成将保护气体提供至：(1)所述接合位置区，由此保护气体穿过所述输气机构的第二开口喷射到所述接合位置区；以及(2)所述无空气球形成区，
其中，所述输气机构包括漏斗形主体部，所述漏斗形主体部限定：(1)第一开口，位于所述漏斗形主体部的顶部以接纳所述接合工具；以及(2)所述输气机构的所述第二开口，位于所述漏斗形主体部的底部以将保护气体喷向所述接合位置区，其中所述第二开口的直径大于所述第一开口的直径。
15.如权利要求14所述的引线接合机，其中，所述漏斗形主体部包括倾斜侧壁，使得所述漏斗形主体部在顶部的直径大于所述漏斗形主体部在底部的直径。
16.一种输气机构，其被设置成提供与引线接合操作有关的保护气体，所述输气机构包括：
主体部分，所述主体部分限定从其顶面到其底面的锥形的通孔，所述主体部分被设置成接纳电极，所述主体部分限定与所述锥形的通孔重合的孔眼，所述锥形的通孔被设置成接纳所述电极的末端部；以及
进气口，用于向所述主体部分提供保护气体，所述主体部分限定用于从所述进气口接收保护气体的腔，所述腔包括位于所述锥形的通孔处的出气口，
其中，所述锥形的通孔在所述底面处的直径大于该锥形的通孔在所述顶面处的直径。
17.如权利要求16所述的输气机构，其中，所述腔的与所述出气口邻近的一部分沿弯曲路径而行。
18.如权利要求16所述的输气机构，还包括第二进气口，所述第二进气口被配置成向由所述输气机构限定的第二腔提供保护气体，所述第二腔包括位于所述主体部分的底面处的第二出气口。
19.根据权利要求18所述的输气机构，其中，所述第二腔的一部分沿角度而行，该角度来自于(1)所述主体部分的位于所述顶面与所述底部表面之间的区域；以及(2)位于所述底面处的所述第二出气口。
20.根据权利要求16所述的输气机构，其中，所述主体部分由聚酰亚胺材料形成。
21.一种引线接合机，包括：
接合工具；
电极，用于在穿过所述接合工具延伸的引线的端部上形成无空气球，所述无空气球形成在所述引线接合机的无空气球形成区；
接合位置区，用于在引线接合操作过程中保持半导体器件；以及
输气机构，被设置成将保护气体提供至：(1)所述接合位置区，由此保护气体穿过所述输气机构的至少一个孔眼喷射到所述接合位置区；以及(2)所述无空气球形成区，
其中，所述输气机构限定：(1)第一腔，用于从至少一个进气口接收保护气体并用于通过所述至少一个孔眼向所述接合位置区提供保护气体；以及(2)第二腔，用于从所述至少一个进气口接收保护气体并用于向所述无空气球形成区提供保护气体。
22.如权利要求21所述的引线接合机，其中，所述至少一个进气口包括：
第一进气口，用于向所述第一腔提供保护气体；以及
第二进气口，用于向所述第二腔提供保护气体。
23.一种输气机构，其被设置成提供与引线接合操作有关的保护气体，所述输气机构包括：
主体部分，所述主体部分限定从其顶面到其底面的通孔，所述主体部分被设置成接纳电极，所述主体部分限定与所述通孔重合的孔眼，所述通孔被设置成接纳所述电极的末端部；
进气口，用于向所述主体部分提供保护气体，所述主体部分限定用于从所述进气口接收保护气体的腔，所述腔包括位于所述通孔处的出气口；以及
第二进气口，所述第二进气口被配置成向由所述输气机构限定的第二腔提供保护气体，所述第二腔包括位于所述主体部分的底面处的第二出气口。
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