KnS相关参数.doc

焊线总结W/B 金线键合1键合原理:A) 键合实质:a)宏观：通过焊接介质使导体联通的过程.B微观：分子运动形成合金的过程.B)键合工艺的发展史:a) 冷压键合.:运用机械冲压键合b) 超声波冷压键合.:引入超声研磨概念,在冲压同时运用超声研磨,使键合更良好. 超声研磨是通过换能器传送.换能器是将电能转发成机械能的装置.此键合方式使用50-60 KHZ 低频换能器,多运用于铝线键合.c) 超声波热压球键合:在以前的键合工艺上引入温度概念,加快分子运动使键合良好. 以前的机型使用60 KHZ 的换能器；为更好的焊接质量，发展使用大于或等于100 KHZ 的高频换能器。此键合工艺运用于金线和铜线键合.C) 键合工艺须考虑的物料： a)劈刀 b)键合线 c)键合区尺寸及厚度 d）基板e )D/A 质量1) KnS 自动球键合的键合过程及参数设置:（参照基本制程参数指导客户版）3）常见失效分析：A）bond off （不粘）与Peeling（拔铝垫）：bond off （不粘）：为合金生长过少，应适当加大USG，适当减少FORCE，增加Pre-USG参数,如有必要，需启用Scrub補助。（若材料晃动，则须尽量避免USG对材料晃动的影响，故须运用较小USG较大Force，启用Scrub補助.）Peeling（拔铝垫）：为合金生长过多，震裂铝层，应适当加大Force，减少USG，增加InitForce参数.B）Short tail (线尾短)：为第二焊点粘接不良，适当加大USG和Force，若材料不良，需启用Scrub補助，建议将XY scrub设为5 micn,Scrub cycles 设为3。（若基板浮动，则须尽量避免USG对材料晃动的影响，故须运用较小USG较大Force，启用Scrub補助.）C）Wire Sway:Case1:Wire sway but loop Base consistent/Capillary Geometry;/Aire tensional problems;/Wire path related;/Wire spool;/Sencond bond parameters related.Case2:Wire sway with inconsistent loop Base/Air Blow at marginally profile too strong;/Wire Pull常见参数含义及运用 BOND TIME焊接时间 BONE FORCE 焊接压力BONE USG焊接超声USG：超声输出USG MODE：超声输出模式-1：USG POWER 功率输出模式2：USG VOLTS 电压输出模式3：USG CURRENT 电流模式目前而言 USG CURRENT的设定使用是可以达到最佳的制程转移效果USG BOND TIME：超音波能量输出的时间Initl USG Time (%) (Min 0, Max 100) 初使焊黏时间百分比 来设定初始超音波能量的作用时间，内定设定值是0 msecInitl USG Level (%) (Min 0, Max 500) 依据第一焊黏点的超音波输出能量大小的百分比（Current / Voltage / Power）来设定初始超音波能量的大小内定设定值是100%。USG PRE-DELAY (ms) (Min 0, Max 100, Default 0) 这个参数控制什么时候开始启用超音波输出。CONTACT DETECT MODE 是设定侦测焊针接触表面的方式，取名为: VMode 是参考速度模式以及Z 轴下降速度的动作来侦测是否接触表面。 PMode 是参考位置模式以及Z 轴下降高度的动作来侦测是否接触表面。USG PRE-BLEED (%) (Min 0, Max 100, Default 0) 前置摆荡超音波当此参数被设定时，USG Pre-bleeding 在Tip1 的高度时被启动作用直到第一焊点接触讯号被送出， 此一参数的设定可被考虑为额外的能量输出。注意：当USG pre-delay 是设定为On 时，pre-bleed 的输出能量将会被启动(On)一直到pre-delay 的作用时间结束USG PROFILE (Square, Ramp or Burst) 这一个参数在控制针对特别的焊黏点其超音波输出的特征共有三种超音波输出波型：方波(Square)、升降波(Ramp) 以及凸波(Burst)一般方波SEATING USG (mA) (Min 0, Max 250) 安置超音波(Seating USG)，当设定时，在Z轴于重置高度下降到达clamp open以及close offsets 作用时，将同时启动了一个超音波的能量输出；其作用的目的在协助金球座落于焊针内环凹曲面，设定单位为mA，建议的设定值是50 100mABLEED-CURRENT-1/2 (mA) (Min 0, Max 25) 摆荡电流(BLEED_CURRENT) 是一种超音波的输出型态，它的出现时间点是在前置摆荡超音波(USG pre-bleed) 以及正常超音波能量输出之间。它的作用目的是对前置摆荡超音波(USG pre-bleed)的输出到最后正常超音波能量进行一种桥接的作用，它的单位设定是 mALIFT USG RATIO (%) (Min 0, Max 100) 脱离超音波输出比例(LIFT USG RATIO) 是用来在焊针离开挤压的金球开始往升到达第一转折点(Kink Height)高度的行进过程中，启动超音波。 注意：设定较低的超音波能量是将挤压于焊针内的金球进行释放使金球因为挤压的关系而与焊针的内壁所产生的黏着力消失，典型的设定值约在20% 到 40% 。FORCE：压力输出BOND FORCE：紧球挤球/切线挤压时的压力FORCE PROFILING (ON or OFF, Default OFF) 压力型态压力型态(force profiling)默认值为OFF。压力型态一般来说是不常使用的并且建议不要使用除非有必要性，启用压力型态这个参数将增加额外三个参数此参数将可启用或关闭Initial Force、Initial Force Time 及 Force Ramp Time 。INITIAL FORCE (gram) (Min 0, Max 700) 初始压力(Initial force)，当使用这一个参数是在焊线头的接触讯号被宣告之后，立即出现的一个压力作用即BOND HEAD 接触材料以后多出的一个辅助力FORCE RAMP TIME (%) (Min 0, Max 100) 将初始压力缓慢的增加到所设定的正常焊黏压力时，将可以使用这个参数(Force Ramp Time)，它的设定单位是正常焊黏时间的百分比INITIAL FORCE TIME (%) (Min 5, Max 100) 这个参数控制初始压力的作用时间长短。它的设定单位为Force Ramp Time 的百分比TIP C/V的定义及运用TIP：TIP HEIGHT (mils) (Min 0, Max 25) 焊针的转折交互点。这是一个可设定在焊线头从一个高加速度的状态转换到一个固定速度时，焊针距离焊黏平面的高度位置。建议的设定值是： TIP 1 = 5 mils (125m) TIP 2 = 5 mils (125m)备注：TIP 1是针对BOND 1， TIP2是针对BOND 2的，假如SSB线弧制程时候TIP1是定义植球是的速度转折高度（BUMP TIP） TIP2对于植球（BUMP）而言相同C/V C/V (mils/ms) (Min 0.05, Max 3.0) 这是焊线头从转折高度下降到焊黏接触表面时的行进固定速度，它的设定单位是mils/ms 。假如有 使用适当的转折高度设定的话，则定速度将负责产生一个初始冲击压力。如同应用指导说明，定速 度的设定值是依据金球初始挤压的程度大小比例来进行设定的。(亦即较高的定速度设定是用在较 大的金球而较低的定速度设定是用在较小的金球或是微间距的制程应用，最小的定速度设定值是焊 线头不会出现假性的接触侦测为依据。一个假的接触侦测相对于真的接触侦测将会产生不同程度的第一焊黏问题 一般来说 C/V2C/V1第一点的USG较大 forecl 较小 如果球比较厚加大force 反之减小，加大初始force对球形状有所帮助，而C/V定速度负责产生一个初始冲击压力也可改善球形，球厚加大，反之减小。第二点通常force较大，有时打不上线可适当减小C/V2 ,对于SSB线弧C/V都比较小，反打线的force1通常大于force2，即force2force1，SSB线弧球大，可能force大 C/V 大球拉掉的情况可能force过小，适当增加force和C/VSCRUB的定义与运用SCRUB的输出时由压力形态压力型态(force profiling)控制的，当压力型态是设定为On 时，这个参数所输入的设定值将决定焊黏时X 轴移动时的振幅，正常的超 音波输出将在研磨(Scrub)完成后才输出。在一般标准制程的应用上，研磨的功能是不建议使用的。 一般来说，当有需要使用研磨时，材质不好或材料晃动的情况下，设定值以1 micron 开始设定。X Y-SCRUB差别只是一个位于X轴一个位于 Y轴。SCRUB PHASE (deg) (Min 0, Max 180) SCRUB CYCLE (cycle) (Min 0, Max 10) 当使用研磨这个动作时定义了研磨动作前后移动的周期次数（一去一回为一个周期）。建议的起始 设定为2 个周期，每一个研磨周期约相当于2.4 ms，研磨的次数设定将会因为焊黏时间长短而被限制其最大的设定值研磨相位决定了研磨位移时的外型，一般建议使用90。仅对第一点而言COMPLIANT SURFACE (0 or 1, Default 0) 表面屈从高度学习表面屈从(Compliant Surface)是在第一焊黏的参数窗体被加入，用以对于具有悬空的芯片黏着特征的产品，提供一个焊黏表面高度的取得学习: 0 在表面接触之后开始输出焊黏压力以及超音波能量(默认值)1 将超音波能量及焊黏压力进行缓降的输出(具有悬空特征的选项)，这将用来结合USG PreDelay 以及Force Ramp Down 参数的设定以确保焊针在离开焊黏表面高度时，实际上的焊黏表面高度能够保持稳定的高度，而不会因为悬空的关系而出现上下晃动。2ND BOND SCRUB PARAMETER 第二点研磨2nd BOND SCRUB 是在焊黏材料的时侯为了提升焊黏的应用而对金线进行研磨的一种新制程。参数的说明如下： SCRUB PHASE MODE (0, 1 or 2, Default 0) 研磨相位模式(SCRUB PHASE MODE) 用来定义研磨的方向，共有三种不同的研磨相位： 0 (Vary) -使用的设定相位来进行调整(默认值)。 1 (Circle) -对所有的金线角度都呈现圆型化的研磨。 2 (In-line)沿线式的研磨(In-Line Scrub)研磨的方向是依据送线的方向呈直线研磨。 2ND SCRUB MODE (Pre-USG or With USG) 第二焊黏点研磨方式(2nd SCRUB MODE) 决定研磨的动作在什么时候开始。 With-USG 研磨动作是与超音波能量输出的同时间来进行。 Pre-USG 研磨动作是在超音波能量输出之前便已经开始。 2 XY-SCRUB (micron) (Min 0, Max 10, Default 0) 第二焊黏点研磨(2nd XY SCRUB) 是以微米作为单位的平台研磨振幅，如果只有启用压力输出型态 (Force Profiling)而不使用第二焊黏点研磨作用的话，可将这个参数的设定值设定为0。 2ND SCRUB CYCLES (cycle) (Min 0, Max 10, Default 0) 第二焊黏点研磨周期(2nd SCRUB CYCLES) 是用来决定研磨周期的次数。 2ND SCRUB PHASE (deg) (Min 0, Max 180, Default 0) 对于非正交的送线线弧进行调整期研磨的型态。 0 degrees - 与所有送线线弧（不论送线角度如何）均呈现垂直状的研磨。 90 degrees - 对于正交的送线线弧以垂直的方向进行研磨，其它角度的送线则为圆形状的研磨。 180 degrees - 对于正交的送线线弧以垂直的方向进行研磨，其它角度的送线则为沿线式的研磨。尾线研磨Tail XY BOND SCRUB PARAMETER TAIL XY SCRUB (micron) (Min 0, Max 20, Default 0) 尾线XY 研磨(Tail XY Scrub)设定研磨时的移动振幅大小(单位是微米)，当参数的设定值为0 的时候将关闭研磨的动作。 TAIL SCRUB PHASE (0,1 or 2) 线尾研磨相位(Tail Scrub Phase)定义了研磨时的移动方向： 0 - 与送线方向呈一直线 1 - 与送线方向呈正交垂直 2 在第二焊黏点的位置呈现圆形状TAIL SCRUB CYCLES (cycle) (Min 1, Max 10, Default 1) 尾线研磨周期(Tail Scrub Cycles)定义了研磨周期的次数。 TAIL SCRUB FREQUENCY (Hz) (Min 10, Max 150, Default 100) 尾线研磨频率(Tail Scrub Frequency) 定义了研磨周期的频率（单位: Hz）。 TAIL SCRUB MODE (0 or 1, Default 1) 尾线研磨模式( TAIL SCRUB MODE)定义研磨时的方式： 0 研磨时焊针并未接触到焊黏表面，焊针离开焊黏表面的距离是由参数 Tail Scrub Height 来定义。 1 研磨时焊针是实际接触到焊黏表面。 TAIL SCRUB OFFSET (micron) (Min 50, Max 50, Default 0) 尾线研磨补偿(TAIL SCRUB OFFSET)是在进行研磨动作之前依据送线方向XY 的补偿距离，这着新的位置点将为进行研磨动作的新坐标点，它的设定单位是微米TAIL SCRUB USG (%) (Min 0, Max 200, Default 0) 尾线研磨超音波能量(TAIL SCRUB USG )定义以第二焊黏点的超音波输出能量的百分比为当进行研磨时同时作用的超音波输出能量。TAIL SCRUB FORCE (grams) (Min 0, Max 350, Default 20) 尾线研磨压力(TAIL SCRUB FORCE) 定义当进行焊黏表面接触所进型的研磨时，同时作的一个焊黏压力之大小；这个参数只有当 Tail Scrub Mode 设定为 1 （接触研磨）时才有作用。 TAIL SCRUB HEIGHT (micron) (Min 0, max 250, Default 0) 尾线研磨高度(TAIL SCRUB HEIGHT)定义焊针在进行研磨之前上升的高度距离(单位: um)，这个参数只有当 Tail Scrub Mode 设定为 0 （非接触研磨）时才有作用。TAIL MODE (OFF, Z-XY or XYZ) 线尾模式(TAIL MODE)是用来选择 XYZ 尾线的移动方式： Off 正常只有Z 轴上升的动作。 Z-XY Z 以及 XY 顺序性的移动(Z 轴先上升到达尾线高度后再移动XY 轴)。 XYZ - XYZ 轴同时移动与上升。CAP BOND OFFSET (mils) (Min 20, Max 20) 这个参数是用来移动原先教读第二焊黏位置点到一个实际焊黏的新位置。所移动的新位置只能在送 线的轨迹上来进行，移动的位置可以是靠近第一焊黏点（设定值为正）或是远离第一焊黏点（设定 值为负）XY TAIL OFFSET PARAMETER 这是在完成第二焊黏点之后，Z 轴上升以拖引出尾线长度时，用来改变XY 轴的移动方式的另外选 择，以达到对尾线黏着强度的减弱效果来避免发生第二焊黏点的鱼尾线撕裂情形、线弧出现线飘或 是折线的发生。因为额外的移动将会增加整个焊线的周期时间，因此这个功能的启用只有当对于第 二焊黏点的参数进行最佳化的调整之后(例如USG、Force 以及 Z-Tear)，依旧有线弧问题发生才会进行Tail Offset 调整考量，这些补偿的参数说明如下XY DISTANCE (mils) (Min 10, Max 10) XY 距离(XY DISTANCE) 设定焊针沿着送线路径所移动的XY 距离。正的设定值是将扯线的动作往第一焊黏位置靠近，负的设定值是将扯线的动作远离第一焊黏位置。Z TEAR STATE (ON or OFF) 这个参数是用来启动(On)或是关闭(Off) Z-tear speed 以及Z-tear USG 参数。以下的情形如果有被发现的话，这个参数(Z Tear State)将会被启用： * 在线弧有看到展开线出现折线的情形发生，特别是在 PBGA 的产品。 * 尾线撕裂的情形非常严重。 Z TEAR SPEED (%) (Min 10, Max 100) 这个参数控制在进行扯线时Z 轴的移动速度，扯线的移动距离约为2 mils。 Z TEAR USG (mA) (Min 0, Max 250) 当Z-tear state 设定为 on 时，增加Z-Tear USG 的设定值将整合较低的Z-tear speed 可以解决线弧出现折线的问题，建议的设定值为 100mA 200mA。在应用上使用较高的设定值将具有非常好的焊黏度(例如在PBGA 这种产品上)，而较低的设定值将会导致较为脆弱的第二焊黏点黏着强度。OFFSET的学习与应用BOND OFFSET (microns) (Min 50, Max 50) BOND OFFSET 沿着芯片铝垫的中心线来移动实际焊黏的位置点。正(+)的设定值指出从芯片的中心点往铝垫的方向来移动一个补偿值，负(-)的设定值是往芯片的中心点来移动一个补偿值。 BOND Cntr OFFSET (microns) (Min 50, Max 50) BOND CENTER OFFSET 根据焊黏补偿后的位置，以与其相互垂直的一条轴线，调整新的焊黏位置点。正(+)的设定值是以与焊黏补偿轴（铝垫角度）成顺时针的方向来进行补偿调整，而负(-)的设定值是以与焊黏补偿轴（铝垫角度）成逆时针的方向来进行补偿调整地线线弧补偿：BBOS和BSOB的SFFSET设定BSOB：1.SSB-1LOOP 先在LED上打个点在从LED拉到LED 2.SSB-2LOOP 先在PAD上打个点再从LED拉到PAD