金丝键合机操作规程

金丝键合机操作规程一、总则（一）目的与范围目的：规范金丝键合机（以下简称“键合机”）的操作流程，确保设备安全稳定运行，保障键合产品质量（如键合强度、焊点一致性），预防设备故障与安全事故；范围：适用于半导体封装、传感器制造、LED芯片封装等领域使用的全自动金丝键合机（如K&S、ASM系列），覆盖从设备开机准备到关机维护的全流程。（二）核心依据设备手册：遵循设备制造商提供的《操作手册》《维护指南》（如键合参数推荐范围、安全警示）；行业标准：参照《半导体器件键合工艺规范》（SJ/T11636）、《微电子封装键合强度测试方法》（GB/T40276）；安全规范：符合《机械安全机械电气设备》（GB5226.1）、《车间电气安全管理规程》中设备操作与用电安全要求。（三）人员资质要求操作人员：需经设备厂商培训或内部实操考核合格，熟悉设备结构（如键合头、送丝机构、工作台）、键合原理（热超声键合/超声键合），掌握紧急停机操作；维护人员：需具备机电维修资质，熟悉设备电路、气路结构，能独立处理常见故障（如金丝卡丝、焊点偏移）。二、设备结构与安全警示（一）核心结构认知结构模块功能作用操作注意事项键合头组件实现金丝送丝、超声振动、压力施加，完成焊点成型禁止手动触碰键合头（工作时高温+高频振动，易造成烫伤或设备损坏）送丝机构精准输送金丝（直径通常0.01-0.05mm），控制送丝长度金丝需无弯折、无氧化，安装时需对齐导丝孔，避免卡丝工作台承载待键合工件（如芯片支架、基板），实现XYZ轴精准定位工作台表面需清洁无杂物，工件装夹需牢固，防止键合时移位视觉系统捕捉工件基准点、芯片焊盘位置，辅助键合头定位镜头需定期清洁（用无尘布蘸酒精擦拭），避免灰尘影响定位精度控制系统含操作面板、显示屏、参数存储模块，用于设置键合参数与启动作业禁止随意修改系统参数（如电机行程限位、超声功率上限）（二）安全警示电气安全：设备需接地良好（接地电阻≤4Ω），禁止湿手操作面板，开机前检查电源线、数据线无破损；机械安全：设备运行时，防护门需关闭（部分设备带安全联锁，开门即停机），禁止将手或工具伸入工作区域；高温安全：键合头工作温度可达150-250℃（热超声键合），停机后需待温度降至50℃以下方可触碰；材料安全：金丝为贵重金属，需单独存放、计数管理，避免浪费或丢失；废弃金丝（如断丝）需收集至专用容器，禁止随意丢弃。三、操作前准备（一）环境与设备检查环境要求确认：温度：20-25℃（温差≤±2℃，避免高温导致金丝软化或设备精度漂移）；湿度：40%-60%（湿度过高易导致金丝氧化，过低易产生静电，需配备温湿度计实时监测）；洁净度：万级洁净车间（或配备局部洁净罩），避免灰尘附着在工件或键合头上影响焊点质量。设备状态检查：外观：检查键合头无变形、送丝机构无松动、工作台无划痕；气路：气压表显示0.5-0.6MPa（气压不足会导致键合压力不稳定），检查气管无漏气；电路：打开设备总开关，控制面板指示灯正常（无报错红灯），显示屏启动正常，无系统故障提示。（二）耗材与工件准备金丝安装：选择匹配规格的金丝（如键合间距0.2mm以下用0.018mm直径金丝），打开金丝卷轴包装，确认无氧化、无断丝；将卷轴安装在送丝机构的卷轴支架上，牵引金丝依次穿过导丝轮、张力器、导丝孔，直至金丝末端伸出键合头喷嘴2-3mm；调节张力器（张力值通常0.5-2g，根据金丝直径调整，直径越小张力越小），确保送丝顺畅无卡顿。工件准备：待键合工件（如芯片+支架组件）需经清洁（用无尘布蘸异丙醇擦拭焊盘）、烘干（80℃烘干10分钟，去除表面湿气）；检查工件焊盘无氧化、无划痕，芯片贴装位置偏差≤0.05mm（超出需重新贴装）；将工件固定在专用治具上，治具安装至工作台，通过手动操作面板移动工作台，使工件基准点对齐视觉系统视野中心。（三）参数设置与校准基础参数调用：在控制系统中选择对应产品的参数文件（如“LED-0.02mm金丝-键合程序”），参数包括：键合压力：50-200mN（根据焊盘材质调整，铜焊盘压力大于铝焊盘）；超声功率：50-150mW（功率过大会导致焊盘损伤，过小则键合强度不足）；键合温度：180-220℃（热超声键合，纯超声键合无需加热）；键合时间：10-50ms（第一焊点时间略长于第二焊点，确保焊点成型）；送丝长度：5-15mm（根据两焊点间距调整，预留1-2mm冗余）。视觉校准：启动“视觉校准”功能，系统自动捕捉工件基准点、芯片焊盘、支架引脚位置，生成定位坐标；手动移动键合头至第一个焊盘上方，微调X/Y轴坐标，使喷嘴中心与焊盘中心对齐，保存校准数据；校准完成后，试运行1-2个焊点，检查焊点位置偏差（允许偏差≤0.02mm），超出需重新校准。四、键合作业操作流程（一）开机与预热（仅热超声键合）按下设备“开机”按钮，控制系统启动（约3-5分钟），待显示屏显示“待机”状态；若为热超声键合，启动“加热”功能，设置键合头温度（如200℃），待温度达到设定值（显示屏温度显示稳定，无波动），预热完成（通常需10-15分钟）。（二）批量键合操作首件试产：放入1件待键合工件，按下“单步运行”按钮，设备按以下步骤完成键合：工作台移动至第一个键合位置，视觉系统定位焊盘；键合头下降，喷嘴接触焊盘，施加压力+超声振动，完成第一焊点（芯片焊盘）；送丝机构输送设定长度的金丝，键合头移动至第二焊点（支架引脚）位置；施加压力+超声振动，完成第二焊点，同时键合头抬起，金丝被切断，形成键合线；取出首件，用显微镜检查焊点外观（无变形、无漏焊、金丝无断裂），用键合强度测试仪检测拉力（通常≥5g，具体按产品要求），合格后方可批量生产。批量生产：将待键合工件批量放入自动上料机构（或手动依次上料），按下“自动运行”按钮，设备开始连续键合；操作人员需实时监控设备运行状态：观察显示屏参数（压力、功率、温度无异常波动）；检查送丝机构（金丝无卡丝、张力稳定）；每生产10件工件，随机抽取1件检查焊点质量，发现问题立即停机调整。（三）异常处理（停机与复位）紧急停机：出现以下情况时，立即按下设备“急停”按钮：金丝持续卡丝（送丝机构报警）；键合头碰撞工件（工作台异常移动）；焊点外观严重不良（如焊盘脱落、金丝断裂）；设备出现异响、冒烟等故障。故障排查与复位：卡丝处理：关闭送丝机构，手动抽出断丝，重新牵引金丝穿过导丝孔，测试送丝顺畅后复位；定位偏差：检查工件治具是否松动，重新进行视觉校准，调整工作台坐标；参数异常：检查压力传感器、温度传感器是否正常，重新调用标准参数文件，试运行验证；故障排除后，按下“复位”按钮，设备回到待机状态，试运行1件工件确认正常后，方可继续生产。五、操作后维护与关机（一）设备清洁与维护即时清洁：键合作业结束后，关闭加热功能（热超声键合），待键合头温度降至50℃以下，用无尘布蘸酒精擦拭键合头喷嘴（去除残留金丝或焊渣）；清洁工作台与治具（用软毛刷清理缝隙灰尘，无尘布蘸异丙醇擦拭工件接触表面）；检查送丝机构，取出剩余金丝卷轴（密封保存），清理导丝轮、张力器上的断丝或杂质。日常维护（每日作业后）：润滑：在送丝机构的导丝轮轴、工作台导轨处涂抹专用润滑油（每次1-2滴，避免过多污染）；气路检查：排放气路过滤器中的积水（打开排水阀，直至无水滴流出），检查气压表压力正常；参数备份：在控制系统中备份当日使用的参数文件，防止数据丢失。（二）关机流程确认所有工件已完成键合，工作台回到初始位置，键合头处于安全高度；关闭设备“加热”“超声”等功能模块，待系统提示“可关机”；按下“关机”按钮，等待控制系统关闭（约2-3分钟，禁止强制断电）；关闭设备总电源开关、气源总阀，拔掉电源线（长期不使用时）；填写《金丝键合机运行记录表》，记录当日生产数量、参数设置、故障情况、维护内容。（三）定期维护计划维护周期维护内容操作要求每周清洁视觉系统镜头用无尘布蘸专用镜头清洁剂擦拭，禁止用酒精直接擦拭镜头镀膜每月校准键合压力与超声功率使用标准测力计、功率计校准，偏差超出±5%需调整传感器每季度检查键合头组件拆卸键合头喷嘴，检查内部无磨损、无变形，更换老化的密封圈每半年全面检修设备由专业维护人员拆解送丝机构、工作台，清洁内部组件，更换磨损的导丝轮、皮带六、质量控制与安全责任（一）质量控制要求过程检测：每小时抽取3-5件产品，检查以下指标：焊点外观：焊点直径为金丝直径的2-3倍，无偏位、无空洞；键合强度：拉力测试值符合产品标准（如半导体封装≥8g，LED封装≥5g）；键合线弧度：弧度高度一致（偏差≤0.05mm），无交叉、无下垂。不合格品处理：发现不合格品，立即停机排查原因（如参数偏差、金丝氧化），制定纠正措施；不合格品需单独标识、隔离，禁止混入合格品，分析原因后记录至《质量异常报告》。（二）安全责任操作人员责任：严格按本规程操作，禁止违规操作（如擅自修改参数、开机时打开防护门）；发现设备异常立即停机，上报班组长或维护人员，禁止自行拆解设备；参加定期安全培训与应急演练，掌握火灾、触电等事故的应急处置方法。管理责任：班组长每日检查操作人员资质与规程执行情况，发现违规立即制止；设备管理部门定期组织设备维护与安全检查，确保设备符合运行要求；建立设备故障与安全事故台账，定期分析原因，持续改