WB焊线工艺技术资料.ppt

WIREBONDER教育资料 WireBond工程是LeadFrame上的Chip与LeadFrame之间用GoldWire连接的工程 WireBond的方式 TCB ThermoCompressionBonding 利用Temp Force Time三种参数进行的热压着方式 TSB ThermoSonicBonding 现阶段一般使用的Bonding方式 即除Temp Force Time三个要素以外 追加超声波振动的方式 利用UltrasonicEnergy 实现高速度 高质量的Bonding方式 次目 设备概要 2 Bonding过程 3 WireBonding用Capillary 4 CutWireClamp SparkRod调整 5 WirePullTestPosition 6 WireBond的安定化 Bondinghead XY工作台 搬运器 Loader Unloader Wire供给 监视器台 控制面板 框架 控制箱 1 设备构造 WORKTOUCH PAD表面清洁度 Bonding部位L F是否变形 变形后影响Bonding部位的固定 Al Au原子的扩散增大 提高Bonding时的结合能力 提高原子之间的再结合能力 InitialBall PAD材质软化塑性增大 加热 UltrasonicEnergy 超声波振动 荷重 原子之间的扩散接合 超声波热压接方式的理论基础 2 1 BALLBONDING的过程 1 2 3 4 5 6 7 8 Z AxisMoving 1stToolHeight Z AxisOriginHeight 1stSearchlHeight 2ndToolHeight 2ndSearchlHeight FeedUp SparkUp SparkHeight US Press CutClamp Spark 1stUSTime 2ndUSTime 1stBondPress 1stSearchPress 2ndSearchPress 2ndBondPress Feed SparkPower SparkTime 2 2 BondingParameter Timing WD WireDiameter WIRE直径 H HoleDiameter Hole直径 CD Diameter CHAPER直径 CA ChamferAngle CHAMFER角度 OR OuterRadius Outer半径 FA FaceAngle FACE角度 T Tip 3 BONDING用CAPILLARY3 CAPILLARY各部位介绍 参照SPT及PECO的设计标准 FA H CD T CA WD OR Capillary的各部位的设计分别决定了CHIP的PAD部位及L F的STITCHSIZE部位的Bonding状态 3 2 Capillary各部位的设计规格在Bonding过程中所起的作用 H HoleDiameter Hole直径 WD WireDiameter Wire直径 Hole的直径通常为Wire直径的1 3 1 5倍 其数值决定了BallNeck部位的直径 T T TipDiameter Tip直径 Tip直径最直接影响2nd部位的Bonding表面积TipDiameter大 2ndStitch面积大 FAB ICA FAB FreeAirBall InitialBall InitialBall的直径通常设定为Wire直径的2 2 5倍 CD ChamferDiameter 影响BallSize Ball形状 ICA InsideChamferAngle 内切面角度 影响Ball的粘接面积和2nd处的Stitch面积 MBD BallDiameter Ball的直径为内切面 CD 的1 1 2倍 CD MBD FA FA FaceAngle OR OuterRadius Capillary的FA OR规格是影响2nd部位Bonding形状的主要因素 应该根据LeadFrame的材质及表面的平坦程度选择最适合FA OR规格 OR 3 3 CAPILLARYPARTNUMBERSYSTEM HOWTOORDER 举例介绍CapillaryPartNumber 1570 17 437GM 20D A ShankStyle B CapillarySeries C HoleSize D ToolLength E TipFinish J OptionalConeAngle Capillary躯干部分的类型 Capillary系列号 Capillary躯干部分的内径 Capillary的长度 Capillary尖端的表面工艺J 可选择的锥形角度 CapillaryTip表面工艺现在我们公司所使用的CapillaryTip表面的工艺分为GM和P两种 GM 表面粗糙优点 在Bonding时 可以更好的传递超声波能量 提高Bonding的效果 缺点 CapillaryTip表面粗糙 容易附着空气中的灰尘及异物 影响Bonding效果 降低使用寿命 P 表面光滑优点 不易附着灰尘和异物 缺点 对于超声波的传递效果要差一些 3 4 超声波在Bonding过程中的应用 SystemBlock CAPILLARY的振动分布 重要 超声波振動的安定化TorqueWrench装配Capillary时拧紧Screw 管理TorqueTool冶具管理安装Capillary的長度 专用JIG 3 5 超声波振动在Capillary上的传递方式 4 1 WireClamp调整方法 1 准备必要JIG TensionGauge 150g 示波器 扩展板 HDV 550 2 VCMCooling调整 确认空气由V COOL中喷出 移动Z轴 使其位置处于 4500 3 负载修正4 1 1 闭合负载修正 注意 执行WireClamp的程序 CloseLoad Clamp TensionGauge 闭合负载表示Clamp由闭合状态到打开状态所需的力 4 CutWireClamp SparkRod调整 参数设定 KEY MAIN 1 BONDINGSETUP FEED 如下设定 CLAMPCLOSE g 80 g Manual模式下 使用W C键执行闭合Clamp的操作 调整VR2使TensionGauge的测量结果达到 80g 5g 参数设定CLAMPCLOSE g 10 g Manual模式下 使用W C键执行闭合Clamp的操作 调整VR3使TensionGauge的测量结果达到 10g 2g 重复 步的操作 直至达到满意的测量结果 4 1 2 OpenLoad修正 OpenLoad Clamp TensionGauge OpenLoad表示Clamp由打开状态到闭合状态所需的力 参数设定 KEY MAIN 1 BONDINGSETUP FEED 如下设定 CLAMPOPEN g 60 g Manual模式下 使用W C键执行打开Clamp的操作 调整VR1使TensionGauge的测量结果达到 60g 5g 参数设定CLAMPOPEN g 10 g Manual模式下 使用W C键执行打开Clamp的操作 调整VR4使TensionGauge的测量结果达到 10g 2g 重复 步的操作 直至达到满意的测量结果 4 1 3 Load设定 KEY MAIN 1 BONDINGSETUP FEED CLAMPOPEN g 60 gCLAMPCLOSE g 80 g 4 1 4 IntermediateLoadTime按如下方式连接示波器 CH1 TP WC HDV 550GND TP HDV 550 调整VR12使 的值为 1 5ms 0 05ms 调整VR11使 的值为 1 5ms 0 05ms 20 1 CH1 2V divTIME 500us 2 CH1 2V divTIME 500us 4 1 5 IntermediateLoad调整 1按如下方式连接示波器 CH1 TP WC HDV 550CH2 TP OUT HDV 550GND TP HDV 550 20 11 按下列条件模拟设定 KEY SUB MAINTENNANCE HEAD1 W COPEN g 60 gCLOSE g 80 gInterval 100 ms 4 1 5 1 CutClampOPEN调整 将 的值分别设定为 20 15 10 5 0 5 10 15 20 这九个数值来确认波形 从中选定波形振幅最小的所对应的数值 再将选定的数值 2g重复进行波形确认 从而选定最适合的参数值 CutClampOpen状态下的波形 Open状态下的有效波形 CH1 2V divCH2 200mV divTIME 500us 4 1 5 2 CutClampCLOSE调整 将 的值分别设定为 20 15 10 5 0 5 10 15 20 这九个数值来确认波形 从中选定波形振幅最小的所对应的数值 再将选定的数值 2g重复进行波形确认 从而选定最适合的参数值 CutClampClose状态下的波形 CH2 CH1 Close状态下的有效波形 CH2 CH1 4 1 5 3 IntermediateLoad调整 KEY MAIN 1 BONDINGSETUP FEED CLAMPOPEN g 60 gCLOSE g 80 g 打开 FEED 菜单 把通过示波器确认后选定的参数值填入相应的 和 中 标准的CutWireClamp设定是保证稳定的WireFeed量的关键 4 2 EFO装置的概述4 2 1 EFO 301NF输出连接回路 EFO 301NF HCS 550 HighVoltageWire TorchRod HV CutClamp GoldWire AC100V 4 2 2 SparkRod调整 下面介绍sparkrod goldwire capillary的位置调整 GoldWire SparkRod Capillary 700um FeedAmount 900um SparkHeight WirePullTest的目的 Bonding側的評価BallBonding的強度BallNeck部的強度再結晶領域的強度Reverse動作的影響 Bonding側的評価StitchBonding的強度Hill部的強度 5 1 WirePullTest的目的 5 WirePullTestPosition PullPosition在Top附近时得到的PullStrength 与 1无关 因为接近与90deg F F1 作为BreakingModeC 在Wire部 PullPosition接近Center时F1 F2 因为角度 1 2 在PullPosition上进行PullTest时 Break的位置是BallNeck部或者StitchBond部的弱的部位 PullStrength 假设1stBond 側的力为F1 側的力为F2 5 2 WirePullPosition 通常PullTest的位置 LoopTop Wire形状的最高处 在WireTop附近的PullTest 用来评价BallNeck部位的Pull强度 此时的 1 90 根据前面的公式可以得出 F1 F 可以较准确的对BallNeck部位的Bonding状态作出判断 WireSpan 1st与2nd的中心位置 为了得到更加全面的 精度更高的PullTest结果 采用WireSpanPullTest 这时的PullTest结果会综合WireLoop WireLength ChipHeight等种种因素对WirePull强度的影响 从而得到更为精确的结果 Lead 在靠近2ndBonding处 在LeadBond部位附近进行PullTest 用来评价2ndStitchBond部位的Pull强度 此时的 2 90 根据前面的公式可以得出 F2 F 可以较准确的对BallNeck部位的Bonding状态作出判断 5 3 PullTest的位置及各部位Test的作用 6 1 资材 Chip电极 L F表面状态 Chip电极 L F表面不能污染 变色 原资材不能长时间暴露在外 N2Gas中保管 ChipChipping L F变形与否 CureOven清洁状态 Gas污染 作业人员的Mask FingerCourt的佩带状态 防止人为污染 6 2 AuWire Capillary 针对不同的Device 选择最佳的AuWire和Capillary型号 LoopHeight由AuWire的特性决定 对于低Loop要求的Device 需要在LowLoop模式下进行调整 CapillaryTip形状最优化 ChamferDiameter InsideChamferAngle HoleDiameter均直接影响1stBond状态 FaceAngle OuterRadius影响2ndStitchBond状态 6 WireBon