金丝键合工艺培训.ppt

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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

2、键合时成球的形状和键合强度；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（BondPad）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（goldwire)3键合耗材1.金丝（goldwire)1）金丝按直径分类：30um&25um&18um2）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

3、（capillary)1）劈刀是根据产品的实际情况而选取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.Holed.FAb.Tipc.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1.3~1.5倍Chamfer径的影响ChamferAngle的影响劈刀的选择HowToDesignYourCapillaryTIP..……PadPitchPadpitchx1.3~TIPHole..…..WireDia

4、meterWirediameter+（0.3~0.5）WD=HCD………Padsize/open/1stBallCD+（0.4~0.6）WD=1stBondBallsizeFA&OR….Padpitch(um)FA>1000,4~90/1004,8,11<9011,15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)

5、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(TEMPERATURE）：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（goldball)padleadFAB:自由球自由球（FAB）：大小由机台设定结球参数决定padlead下降搜索焊盘padlead下降搜索焊盘一焊的形成padlead下降接触焊盘padlead一焊的形成padleadheatPRESSUREUltraSonicVibration一焊的形成padleadUltraSonicVibrationheatPRESSURE一焊的形成

6、padlead线弧的形成padlead线弧的形成padlead线弧的形成反向高度拉升padlead线弧的形成反向高度拉升padlead线弧的形成反向高度形成padlead线弧的形成padlead线弧的形成padlead线弧的形成padlead线弧的形成padlead线弧的形成padlead线弧的形成padlead线弧的形成padlead线弧的形成padlead线弧的形成padlead线弧的形成padlead线弧的形成padlead线弧的形成padleadheat二焊的形成UltraSonicVibrationforc

7、epadleadheatheat二焊的形成forceUltraSonicVibrationpadleadheatheat二焊的形成forceUltraSonicVibrationpadlead二焊的形成截线padlead二焊的形成截线padlead线尾的形成扯线尾padleadDisconnectionofthetail放电烧球padleadFormationofanewfreeairballFAB:自由球自由球（FAB)的形成回路4.1第一点键合（ballbond)：基本工艺要求：1.焊球形状球径(约3倍线径）球厚

8、（0.8～1.0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（stitchbond)：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