金丝键合工艺培训ppt课件

1、2013年12月30日 星期一,金丝键合工艺基础培训 YSOD工艺设备部 李冲 2014.02,金丝键合工艺培训 1 键合原理及要求 2 键合意义 3 键合耗材的选择 4 球焊键合介绍 4.1 第一焊点 4.2 第二焊点 4.3 焊线模式 4.4 球焊设备 4.5 常见问题,1. 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： 1.注意焊盘的大小，选择合适的引线直径； 2.键合时要选好键合点的位置； 3.键合时要注意键合时成球的形状和

2、键合强度； 4.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,键合目的: 连接、导通 依照焊线图将已经黏附在导线架（Leadfream）上的晶粒（Die）焊垫（Bond Pad）焊上金线以便导线架外脚与内脚能够连接，使晶粒所设计的功能能够正常的输出,一焊（Pad,二焊（Lead,金丝（gold wire,3 键合耗材,1. 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

3、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. 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,How To Design Your Capillary,TIP . Pad Pitch Pad pitch x 1.3 TIP Hole . .Wire Diameter Wire diameter + （0.30.5）

4、WD = H CDPad size/open/1st Ball CD + （0.4 0.6）WD = 1st Bond Ball size FA & OR.Pad pitch(um) FA 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.球焊键合介绍,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(TEMPERA

5、TURE）： 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,pad,lead,FAB:自由球,自由球（FAB）：大小由机台设定结球参数决定,pad,lead,下降搜索焊盘,pad,lead,下降搜索焊盘,一焊的形成,pad,lead,下降接触焊盘,pad,lead,一焊的形成,pad,lead,heat,PRESSURE,Ultra Sonic Vibration,一焊的形成,pad,lead,Ultra Sonic Vibration,heat,PRESSURE,一焊的形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,线弧的形

6、成,反向高度拉升,pad,lead,线弧的形成,反向高度拉升,pad,lead,线弧的形成,反向高度形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,线弧的形成,pad,lead,heat,二焊的形成,Ultra Sonic Vibration,force,pad,lead,heat,heat,

7、二焊的形成,force,Ultra Sonic Vibration,pad,lead,heat,heat,二焊的形成,force,Ultra Sonic Vibration,pad,lead,二焊的形成,截线,pad,lead,二焊的形成,截线,pad,lead,线尾的形成,扯线尾,pad,lead,Disconnection of the tail,放电烧球,pad,lead,Formation of a new free air ball,FAB:自由球,自由球（FAB)的形成回路,4.1 第一点键合（ball bond,基本工艺要求： 1.焊球形状 球径(约3倍线径） 球厚（0.81.0

8、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（stitch bond,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,4.3 焊线模式,Normal：正常球焊,BBOS：bond ball on stitch,BSOB：bond stitch on ball 应用： 1.PT LD TO-CAN 自/手动金丝键合,4.4 球焊设备,Wetel国产球焊机,Kaijo FB-900/910全自动球焊机,Kaijo LWB3008全自动球焊机,4.5 常见问题,一焊异常&问题： 一焊焊不上&球脱 一焊焊偏&金