金丝键合工艺培训课件

2013年12月30日 星期一 金丝键合工艺基础培训金丝键合工艺基础培训 YSOD工艺设备部工艺设备部 李冲李冲 2014.022013年12月30日 星期一 金丝键合工艺培训金丝键合工艺培训 1 键合原理及要求键合原理及要求 2 键合意义键合意义 3 键合耗材的选择键合耗材的选择 4 球焊键合介绍球焊键合介绍 4.1 第一焊点第一焊点 4.2 第二焊点第二焊点 4.3 焊线模式焊线模式 4.4 球焊设备球焊设备 4.5 常见问题常见问题 金丝键合工艺培训1.键合原理键合原理 键合工艺：用导线将半导体芯片上的电极经过键合设备通过施加压力、机械振动、电能或热能等不同能量于接头处,形成连接接头的一种方法与外部引脚相连接的工艺，即完成芯片与封装外引脚间的电流通路.金丝键合要求金丝键合要求：1.1.注意焊盘的大小，选择合适的引线直径；注意焊盘的大小，选择合适的引线直径；2.2.键合时要选好键合点的位置；键合时要选好键合点的位置；3.3.键合时要注意键合时成球的形状和键合强度；键合时要注意键合时成球的形状和键合强度；4.4.键合时要调整好键合引线的高度和跳线的成线弧度；键合时要调整好键合引线的高度和跳线的成线弧度；1.键合原理 键合工艺：用导线将半导体芯片上的电极经2.键合意义键合意义键合目的键合目的:连接、导通连接、导通 依照焊线图将已经黏附在导线架（依照焊线图将已经黏附在导线架（Leadfream）上的晶粒（上的晶粒（Die）焊垫（）焊垫（Bond Pad）焊上金线以）焊上金线以便导线架外脚与内脚能够连接，使晶粒所设计的便导线架外脚与内脚能够连接，使晶粒所设计的功能能够正常的输出。功能能够正常的输出。一焊一焊（PadPad)二焊二焊（Lead)Lead)金丝（gold wire)2.键合意义键合目的:连接、导通 依照焊线图将已经黏3 键合耗材键合耗材1.金丝金丝（gold wire)1）金丝按直径分类：30um&25um&18um 2）金丝按供应商分类：国产金丝&进口金丝 3）金丝主要特性：a.纯度 b.拉断力 (BL)c.延展率（EL)2.劈刀（capillary)1）劈刀是根据产品的实际情况而选取 2）劈刀选取的好坏直接决定焊线（一焊&二焊）的外观和产品性能 3）劈刀都是有使用寿命（500k）4）劈刀的主要尺寸 a.Hole d.FA b.Tip c.CD3 键合耗材1.金丝（gold wire)2.劈刀（c劈刀规格劈刀规格劈刀的选择Hole径(H)Hole径是由規定的Wire径(WD)来决定标准是Wire径的1.31.5倍劈刀的选择Hole径(H)Chamfer径的影响Chamfer径的影响Chamfer Angle的影响Chamfer Angle的影响劈刀的选择TIP.Pad Pitch Pad pitch x 1.3 TIPHole.Wire Diameter Wire diameter+（0.30.5）WD=HCDPad size/open/1st Ball CD+（0.4 0.6）WD=1st Bond Ball sizeFA&OR.Pad pitch(um)FA 100 0,4 90/100 4,8,11 90 11,15劈刀的选择How To Design Your Capill 球焊键合，它的工作原理是通过热、压、及超声功率（超声波信号发生器产生超声驱动压电换能器，由换能杆放大后经劈刀作用于键合点，使用金丝完成芯片与基板之间的连接。4.4.球焊键合介绍球焊键合介绍球焊键合四要素：球焊键合四要素：关键要素：振幅大小及振荡频率(POWER)焊接压力(FORCE)焊接时间(TIME)决定金球形状以及焊接的可靠性辅助要素：焊接温度(TEMPERATURE）：加强键合是分子之间的扩散，有利于焊接 球焊键合，它的工作原理是通过热、压、及超声功率（超金丝键合动作金丝键合动作金球（gold ball)padpadleadleadFAB:FAB:自由球自由球自由球（自由球（FABFAB）：大小由机台设定结球参数决定）：大小由机台设定结球参数决定金球（gold ball)padleadFAB:自由球自由球padpadleadlead下降搜索焊盘下降搜索焊盘padlead下降搜索焊盘padpadleadlead下降搜索焊盘下降搜索焊盘padlead下降搜索焊盘一焊的形成一焊的形成padpadleadlead下降接触焊盘下降接触焊盘一焊的形成padlead下降接触焊盘padpadleadlead一焊的形成一焊的形成padlead一焊的形成padpadleadleadheatheatPRESSUREPRESSUREUltra Ultra Sonic Sonic VibrationVibration一焊的形成一焊的形成padleadheatPRESSUREUltra 一焊的形成padpadleadleadUltra Ultra Sonic Sonic VibrationVibrationheatheatPRESSUREPRESSURE一焊的形成一焊的形成padleadUltra heatPRESSURE一焊的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成反向高度拉升反向高度拉升padlead线弧的形成反向高度拉升padpadleadlead线弧的形成线弧的形成反向高度拉升反向高度拉升padlead线弧的形成反向高度拉升padpadleadlead线弧的形成线弧的形成反向高度形成反向高度形成padlead线弧的形成反向高度形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadlead线弧的形成线弧的形成padlead线弧的形成padpadleadleadheatheat二焊的形成二焊的形成Ultra Ultra Sonic Sonic VibrationVibrationforceforcepadleadheat二焊的形成Ultra forcepadpadleadleadheatheatheatheat二焊的形成二焊的形成forceforceUltra Ultra Sonic Sonic VibrationVibrationpadleadheatheat二焊的形成forceUltrapadpadleadleadheatheatheatheat二焊的形成二焊的形成forceforceUltra Ultra Sonic Sonic VibrationVibrationpadleadheatheat二焊的形成forceUltrapadpadleadlead二焊的形成二焊的形成截线截线padlead二焊的形成截线padpadleadlead二焊的形成二焊的形成截线截线padlead二焊的形成截线padpadleadlead线尾的形成线尾的形成扯线尾扯线尾padlead线尾的形成扯线尾padpadleadleadDisconnection of the tail放电烧球放电烧球padleadDisconnection of the tpadpadleadleadFormation of a new free air ballFAB:FAB:自由球自由球padleadFormation of a new free自由球（自由球（FAB)的形成回路的形成回路自由球（FAB)的形成回路4.1 第一点键合（第一点键合（ball bond)：基本工艺要求：基本工艺要求：1.焊球形状 球径(约3倍线径）球厚（0.80.81.0倍线径）球形（有良好的劈刀孔形状）2.键合强度 拉力4g（测试点：线弧最高点）推力25g(测试点：金球厚度1/3处）3.无弹坑：焊盘完整无破损4.焊球位置精度 焊点位置必须职焊盘以内，不能超出焊盘大小，防止短路 4.1 第一点键合（ball bond)：基本工艺要求：4.2 第二点键合（第二点键合（stitch bond)：基本工艺要求：基本工艺要求：1.二焊形状：良好的鱼尾形状不能有裂缝2.拉力强度：达到金丝拉力要求3.线弧高度：不能紧绷高度适中4.线弧外形：有直立的距离，圆滑5.二焊位置：在指定范围内 4.2 第二点键合（stitch bond)：基本工艺要4.3 焊线模式焊线模式Normal：正常球焊BBOS：bond ball on stitchBSOB：bond stitch on ball 应用：1.PT LD TO-CAN 自/手动金丝键合 4.3 焊线模式Normal：正常球焊BBOS：bond b4.4 球焊设备球焊设备Wetel国产球焊机国产球焊机Kaijo FB-900/910全自动球焊机全自动球焊机Kaijo LWB3008全自动球焊机全自动球焊机4.4 球焊设备Wetel国产球焊机Kaijo FB-9004.5 常见问题常见问题1.一焊异常一焊异常&问题：问题：一焊焊不上&球脱 一焊焊偏&金球短路 球大&球小&球变形 掉金&弹坑 2.二焊异常二焊异常&问题：问题：二焊焊不上&二焊翘起 二焊焊偏 锁球&植球不良 有尾丝&尾丝过长 3.线弧异常线弧异常&问题：问题：金丝坍塌 金丝短路（碰线）金丝倒伏 4.其它：其它：断线 颈部受损 金线受损 4.5 常见问题一焊异常&问题：2.二焊异常&问题：3 Thanks&The End金丝键合工艺培训课件