铜线工艺基础培训教材

1、COPPER WIRE BONDING铜线工艺介绍Last Revision Date: 2021 - JanUCCPUCSPPrepared By: LifanqinApproved By: Signature Process Engineer _ Manufacturing Manager _内容：为什么要开展铜线铜线的特性更衣室要求铜线的焊接缺陷生产线控制措施铜线寿命控制方法IMC、FAB检查标准及失效图片案例分析Y2001 Y2002 Y2003 Y2004 Y2005 Y2006 Y2007 Y2008800400600200Gold Base PriceUSD per troy o

2、unce4.08.012.016.0Copper Base PriceUSD per poundcost reduction从此图看出，金价一直处于上涨状态，而铜线的价格较为稳定，在使用铜线时会大大降低本钱。从此图看出，金价一直处于上涨状态，而铜线的价格较为稳定，在使用铜线时会大大降低本钱。 其它的选择：其它的选择：优点优点缺点缺点铝线铝线电流高电流高WB焊接速度慢，且适于焊线较为简单的产品焊接速度慢，且适于焊线较为简单的产品合金线合金线比金线传导性强比金线传导性强质量不稳定质量不稳定为什么要开展铜线u 铜线很容易氧化。u 氧化的铜线会导致自由球变硬、扭歪和焊接性能变差。铜线的特性u 变硬的铜

3、线会导致焊接性能变差，在焊接过程中会导致：u 1焊接缺陷，例如Cratering，Lifted metal等。u 2第一焊点和第二焊点焊接失效，例如Neck broken wire。u 所以对于铜线焊接的产品，我们要特别注意：第一焊点和第二焊点铜线的特性u 如何防止铜线氧化？u 措施1：在EFO处安装一个EFO夹具，在形成球时用混合气体可防止铜线氧化u 混合气体：95%N25%H2 流量：0.40.7 L/mil 措施2：好的储存条件 1铜线必须放入氮气柜中储存 2铜线的使用寿命：未开封的铜线寿命6月 开封的铜线在常温下的寿命：纯铜3天，钯铜30天 3没有铜线生产时，应将铜线取下放入氮气柜中储

4、存 4焊了铜线的产品必须96小时内完成MOLDWB从做LOT START开始算u 如何控制铜线的使用寿命：u 1领到铜线时应先检查铜线的储存寿命从生产日期到使用日期不能超过6个月，然后检查u 包装情况，如果在寿命期内包装有任何破损，应该暂停使用这卷铜线u 2在标签上写上开封日期、时间，过期日期、时间，再将标签贴在铜线盒外表铜线的特性铜线铜线日期日期时间时间开封开封2010-3-19:00过期过期2010-3-49:00u 过期铜线的处理：u 1过期的铜线必须交于工程师处理。u 2铜线超过使用期限后禁止延期在投入生产。u 1 K 级净化室要求 客户BROADCOM将在我们公司生产铜线的产品，要求

5、我们要在1K级以下的空气洁净度环境下生产，所以我们在EOL专门隔离出一片区域用于作为铜线的生产。 该区域的控制比目前FOL的10K的洁净度的要求更严格，所以对进入该区域的人员有如下要求：1.该区域的OP和技术员必须是经过特殊认证的，被授权进入该区域进行生产，将采 用指纹授权系统；2. 该区域的OP和技术员可以操作铜线和金线的产品，但其他区域的OP和技术员只能操作金线的产品，不能进入铜线生产区域；3.为了区别于不同区域的人员，铜线区域的人员的衣袖上将有一圈大约2厘米宽浅蓝 色标志；净化室要求u 铜线区域进入流程1. 在更衣室穿上有铜线区域标志的静电服，按前段静电服穿戴整理好着装。头发不能露出静电

6、帽沿头发不能露出静电帽沿口罩必须遮住口鼻口罩必须遮住口鼻 注意：中段模压区域必须佩戴口罩注意：中段模压区域必须佩戴口罩袖子束紧袖子束紧, 请勿卷起袖口露出手臂请勿卷起袖口露出手臂 避免衣袖松散造成避免衣袖松散造成sagging wire等废品等废品 避免没有束紧的袖带把产品碰翻。避免没有束紧的袖带把产品碰翻。 避免手臂上的灰尘和体毛掉在产品上，影响产品质量。避免手臂上的灰尘和体毛掉在产品上，影响产品质量。进入无尘室必须穿净化靴进入无尘室必须穿净化靴铜线区域衣服标志铜线区域衣服标志净化室要求注意：注意： 通道两头的两扇门不可以同时翻开，以防止污染净化室通道两头的两扇门不可以同时翻开，以防止污染净

7、化室2. 进入铜线区域要经过两道风淋室,作用是在设定的时间内吹除身上的尘埃图1。3. 1第一道风淋室：前段区域入口。4. 2第二道风淋室：前段区域内铜线区域入口。5. 进入第一道风淋室到前段区域，先做ESD检测并记录图2。6. 进入第二道淋室铜线区域后，必须随时双手10指全戴上指套图3。净化室要求图1图2图3铜线焊接缺陷u Aluminum Splash 铝飞溅u 1焊球下面要有铝的残留u 2Cratering测试后焊盘无裂纹和凹坑u 3与它的焊盘或金属区无焊接短路焊盘上的铝层被挤压到焊球边缘焊盘上的铝层被挤压到焊球边缘铜线焊接缺陷u Oxidation 铜线氧化u 1全部的铜线氧化或变色u

8、2氧化出现在加热过程中WB、MOLDGOOD铜线氧化铜线焊接缺陷u Pad Metal Lift 金属脱离u 1PULL的读数超出最小要求u 2ETCH测试后无二氧化硅损坏u 3通过Wire pull/Ball shear/Cratering测试可接受铜线焊接缺陷u CosmeticFlower BallGOODGOODStitch tailing正常焊球异常焊球GOODScar on wire surface Point- ball Oxidize 铜线焊接缺陷u Scar on wire surface/Point- ball/Oxidize 异常焊球在焊接过程中会导致焊接缺陷，例如Cra

9、tering，Lifted metal，Lifted bond等废品。生产生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人HB 温度SLP/QFP:200 10SOIC:240 10Pre-heat:180 10Post-heat:120 105个读数1/每班,set-up温度测试记录表/set-up表技术员参数设置USG程序控制1个读数1/每个Sub lot/每台机器生产记录表操作员Bond forceBond timeC/VTIP混合气体EFO:0.4-0.7 L/MinNVT:0.4-0.6 L/Min1个读数1/每天参数检查表操作员Ball size2倍金线直径-90% bond p

10、ad opening .(球与铅飞溅必须在焊盘内,不能接触或超出 passivation)4个读数Set-upSet-up表技术员Ball thickness0.3-1.0倍金线直径4个读数Set-upSet-up表技术员生产生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人Loop heightSLP9milsTSLP8milsSOIC EP8mils SOIC FU10milsLQFP10milsTQFP80%; 2. IMC void 10% per area . 3 .IMC center region(50% of ball radius） void80%2.IMC center r

11、egion void 15% of total area.3. IMC center void center region 10% per area.IMC=47.6% Failu IMC检查标准及失效图片:IMC、FAB及Cross section检查标准及失效图片u FAB检查标准及失效图片:PassFailGOODScar on wire surface Point- ball Oxidize u Cross section检查标准:IMC、FAB及Cross section检查标准及失效图片Al Pad remain: For Al thickness 1.0um, Al remain

12、 range 2550% for 75% of contact area; Profile flatness:25% range from Max to Min of Original Al Pad thickness.Original Al Pad thickness = 2um.Al remain criteria = 2um x 25% 2um x 50% =0.5um 1umActual remain = 0.61um 0.82um(Passed)Profile flatness = 25% x 2um(Original Al Pad thickness )Actual Profile

13、 flatness = Max Min = 0.21um (Passed)Remark: SEM measurement must be taken on the Lowest and Highest point as reference.背景：背景： BROADCOM客户在客户在ASE SUB-CON生产的铜线产品发现大量的生产的铜线产品发现大量的LIFTED BOND废品，废品，给给BROADCOM客户造成严重的损失，现客户要求索赔客户造成严重的损失，现客户要求索赔1200万万USD，因我们公司也在量产铜，因我们公司也在量产铜线产品，为防患于未然，确保产品质量，严格按操作流程生产，主管及培

14、训员加强生产线线产品，为防患于未然，确保产品质量，严格按操作流程生产，主管及培训员加强生产线AUDIT。废品样品：废品样品：Lifted bond rejectPoor IMC coverage at bond pad was observed55%-75%预防行动：预防行动：1、SET-UP要确认要确认BS/WP/Ball Thickness/Wedge pull/Ball size/Loop High。 2、M/C SET-UP需要送调机片到需要送调机片到QA LAB处做处做FAB/Cratering 检查。检查。3、每班每台机器需要送调机片到、每班每台机器需要送调机片到QA LAB处做处

15、做Cratering Monitor检查如当班该机器做检查如当班该机器做了了SET-UP cratering的检查，就不需要做的检查，就不需要做cratering monitor检查，但是记录。检查，但是记录。 4、设备、设备PM/设备维修设备维修/更换或调试更换或调试EFO/更换或调试陶瓷管需要送调机片到更换或调试陶瓷管需要送调机片到QA LAB处做处做FAB检查检查5、每天夜班每台要打、每天夜班每台要打2粒粒DIE并在并在OVEN机烘烤机烘烤3小时后送小时后送QA LAB处做处做IMC检查。检查。6、以上的、以上的ACTION大家必须真实有效的执行，如大家必须真实有效的执行，如AUDIT发现任何弄虚作假，该员工立发现任何弄虚作假，该员工立即开除。即开除。客户特殊要求MPS客户特殊要求：客户特殊要求：Hist