2013年12月30日星期一

金絲鍵合工藝基礎(chǔ)培訓(xùn)

YSOD工藝設(shè)備部李沖2014.02

1a

金絲鍵合工藝培訓(xùn)

1鍵合原理及要求

2鍵合意義3鍵合耗材的選擇4球焊鍵合介紹

4.1第一焊點(diǎn)4.2第二焊點(diǎn)4.3焊線(xiàn)模式4.4球焊設(shè)備4.5常見(jiàn)問(wèn)題

2a1.鍵合原理鍵合工藝：用導(dǎo)線(xiàn)將半導(dǎo)體芯片上的電極經(jīng)過(guò)鍵合設(shè)備通過(guò)施加壓力、機(jī)械振動(dòng)、電能或熱能等不同能量于接頭處,形成連接接頭的一種方法與外部引腳相連接的工藝，即完成芯片與封裝外引腳間的電流通路.金絲鍵合要求：

1.注意焊盤(pán)的大小，選擇合適的引線(xiàn)直徑；2.鍵合時(shí)要選好鍵合點(diǎn)的位置；3.鍵合時(shí)要注意鍵合時(shí)成球的形狀和鍵合強(qiáng)度；4.鍵合時(shí)要調(diào)整好鍵合引線(xiàn)的高度和跳線(xiàn)的成線(xiàn)弧度；3a2.鍵合意義鍵合目的:連接、導(dǎo)通

依照焊線(xiàn)圖將已經(jīng)黏附在導(dǎo)線(xiàn)架（Leadfream）上的晶粒（Die）焊墊（BondPad）焊上金線(xiàn)以便導(dǎo)線(xiàn)架外腳與內(nèi)腳能夠連接，使晶粒所設(shè)計(jì)的功能能夠正常的輸出。一焊（Pad)二焊（Lead)金絲（goldwire)4a3鍵合耗材1.金絲（goldwire)1）金絲按直徑分類(lèi)：30um&25um&18um2）金絲按供應(yīng)商分類(lèi)：

國(guó)產(chǎn)金絲&進(jìn)口金絲3）金絲主要特性：a.純度b.拉斷力(BL)c.延展率（EL)2.劈刀（capillary)1）劈刀是根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際情況而選取2）劈刀選取的好壞直接決定焊線(xiàn)（一焊&二焊）的外觀和產(chǎn)品性能3）劈刀都是有使用壽命（500k）4）劈刀的主要尺寸a.Holed.FAb.Tipc.CD5a劈刀規(guī)格6a劈刀的選擇Hole徑(H)Hole徑是由規(guī)定的Wire徑(WD)來(lái)決定標(biāo)準(zhǔn)是Wire徑的1.3~1.5倍7aChamfer徑的影響8aChamferAngle的影響9a劈刀的選擇HowToDesignYourCapillaryTIP..……PadPitchPadpitchx1.3~TIPHole..…..WireDiameterWirediameter+（0.3~0.5）WD=HCD………Padsize/open/1stBallCD+（0.4~0.6）WD=1stBondBallsizeFA&OR….Padpitch(um)FA >100 0,4 ~90/100 4,8,11<90 11,15 10a球焊鍵合，它的工作原理是通過(guò)熱、壓、及超聲功率（超聲波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生超聲驅(qū)動(dòng)壓電換能器，由換能桿放大后經(jīng)劈刀作用于鍵合點(diǎn)，使用金絲完成芯片與基板之間的連接。4.球焊鍵合介紹球焊鍵合四要素：關(guān)鍵要素：振幅大小及振蕩頻率(POWER)焊接壓力(FORCE)焊接時(shí)間(TIME)

決定金球形狀以及焊接的可靠性輔助要素：焊接溫度(TEMPERATURE）：

加強(qiáng)鍵合是分子之間的擴(kuò)散，有利于焊接11a金絲鍵合動(dòng)作12a金球（goldball)padleadFAB:自由球自由球（FAB）：大小由機(jī)臺(tái)設(shè)定結(jié)球參數(shù)決定13apadlead下降搜索焊盤(pán)14apadlead下降搜索焊盤(pán)15a一焊的形成padlead下降接觸焊盤(pán)16apadlead一焊的形成17apadleadheatPRESSUREUltraSonicVibration一焊的形成18apadleadUltraSonicVibrationheatPRESSURE一焊的形成19apadlead線(xiàn)弧的形成20apadlead線(xiàn)弧的形成21apadlead線(xiàn)弧的形成反向高度拉升22apadlead線(xiàn)弧的形成反向高度拉升23apadlead線(xiàn)弧的形成反向高度形成24apadlead線(xiàn)弧的形成25apadlead線(xiàn)弧的形成26apadlead線(xiàn)弧的形成27apadlead線(xiàn)弧的形成28apadlead線(xiàn)弧的形成29apadlead線(xiàn)弧的形成30apadlead線(xiàn)弧的形成31apadlead線(xiàn)弧的形成32apadlead線(xiàn)弧的形成33apadlead線(xiàn)弧的形成34apadlead線(xiàn)弧的形成35apadlead線(xiàn)弧的形成36apadleadheat二焊的形成UltraSonicVibrationforce37apadleadheatheat二焊的形成forceUltraSonicVibration38apadleadheatheat二焊的形成forceUltraSonicVibration39apadlead二焊的形成截線(xiàn)40apadlead二焊的形成截線(xiàn)41apadlead線(xiàn)尾的形成扯線(xiàn)尾42apadleadDisconnectionofthetail放電燒球43apadleadFormationofanewfreeairballFAB:自由球44a自由球（FAB)的形成回路45a4.1第一點(diǎn)鍵合（ballbond)：

基本工藝要求：1.焊球形狀

球徑(約3倍線(xiàn)徑）

球厚（0.8～1.0倍線(xiàn)徑）

球形（有良好的劈刀孔形狀）2.鍵合強(qiáng)度

拉力＞4g（測(cè)試點(diǎn)：線(xiàn)弧最高點(diǎn)）

推力＞25g(測(cè)試點(diǎn)：金球厚度1/3處）3.無(wú)彈坑：焊盤(pán)完整無(wú)破損4.焊球位置精度焊點(diǎn)位置必須職焊盤(pán)以?xún)?nèi)，不能超出焊盤(pán)大小，防止短路

46a4.2第二點(diǎn)鍵合（stitchbond)：

基本工藝要求：1.二焊形狀：良好的魚(yú)尾形狀不能有裂縫2.拉力強(qiáng)度：達(dá)到金絲拉力要求3.線(xiàn)弧高度：不能緊繃高度適中4.線(xiàn)弧外形：有直立的距離，圓滑5.二焊位置：在指定范圍內(nèi)

47a4.3焊線(xiàn)模式Normal：正常球焊BBOS：bondballonstitchBSOB：bondstitchonball

應(yīng)用：1.PTLDTO-CAN自/手動(dòng)金絲鍵合

48a4.4球焊設(shè)備Wetel國(guó)產(chǎn)球焊機(jī)KaijoFB-900/910全自動(dòng)球焊機(jī)KaijoLWB3008全自動(dòng)球焊機(jī)49a4.5常見(jiàn)問(wèn)題一焊異常&問(wèn)題：

一焊焊不上&球脫

一焊焊偏&金球短路球大&球小&球變形

掉金&彈坑

2.二焊異常&問(wèn)題：

二焊焊不上&二焊翹起