金丝键合工艺培训

1、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 2014.02 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 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

2、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；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

3、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。金丝（gold wire)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、） 4）劈刀的主要尺寸 a. Hole d.FA b. Tip c. CD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Chamfer径的影响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) F

5、A 100 0,4 90/100 4,8,11 90 11,15 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，有利于焊接金丝键合动作金球（gold ball)Disconnection of the tailFormation

6、of a new free air ball自由球（自由球（FAB)的形成回路的形成回路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 4.2 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

7、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 4.3 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 4.4 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4.5 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