WireBonding工艺介绍和GoldWire特性.ppt

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1、Wire Bonding工艺介绍和Gold Wire特性及选择第一部分：Wire bonding工艺介绍1、Wire bonding的几种形式 金线球形焊接；铝线楔形焊接；金线条带焊接；铜连接；金线球形焊接工艺介绍金线球形焊接工艺是利用超声将芯片和导线框架/基板用金线加以连接的工艺。它的工艺条件：A、焊接材料 Gold WireB、焊接表面 Die-Al Leadframe/substrate-Ag/Au金线球形焊接工艺介绍C、焊接温度 180250D、焊接能量 超声震动它的工艺过程可以粗略分为四步：FAB1st bondlooping2nd bond金线球形焊接工艺介绍金线球形焊接工艺介绍金

2、线球形焊接工艺介绍 stagecapillaryWire clampwireUltrasonic and force1、FABstoppedcloseForm ball when 6000v on itNot affect2、1st bond formGo down to die surface,openGo up to chamfer,touch die surfaceaffect3、capillary riseGo up to loop heightopenNot moveNot affect4、loopingMove from loop height point to 2nd bond

3、closeForm loop shapeNot affect5、2nd bond formPress the wire to leadcloseSquashed and form 2nd bondaffect6、tail length createGo up to a desired heightopenNot moveNot affect7、disconnectGo upcloseGo up with capillaryNot affect8、new FABstoppedcloseForm ball when 6000v on itNot affect金线球形焊接工艺介绍 Stage1 St

4、age2 Stage3 Stage4 Stage5 Stage6 Stage7 Stage8金线球形焊接工艺介绍 金线球形焊接工艺介绍焊接质量的检测：1、wire pull strength2、ball shear strength3、wire peel4、crater test(etching)金线球形焊接工艺介绍影响焊接质量的因素：1、材料 金线成分不同，要求的工艺参数也不同；芯片加工工艺对焊接质量有直接影响；Leadframe/substratede材料和镀层；2、机器的设置 capillary的安装；heatblock的安装和调整；金线球形焊接工艺介绍 参数设置（power,force

5、time);3、污染 材料本身的污染；操作不当引起的污染；其他焊接工艺介绍1、铝线楔形焊接工艺 用于2mil及420mil铝线焊接；2、金线条带焊接工艺 更好的电性能；3、铜连接 更好的机械和热性能，低消耗；金线焊接工具-劈刀劈刀的结构（参数）：FA -Face AngleOR -Outer radiusH -Hole DiameterCD -Chamfer DiameterT -Tip Diameter ICA -Inner Chamfer AngleOD -Outer diameterCA -Cone AngleL -LengthBTNKH -Bottleneck HeightBTNKA

6、 -Bottleneck Height金线焊接工具-劈刀劈刀决定的一些参数：1、Bond Pad Pitch金线焊接工具-劈刀T-Tip Diameter,BTNKBottleneck Height&Angle,CACone AngleWill affect bond pad pitch.2、1st Bond DiameterHHole Diameter,ICAInner Chamfer AngleCDChamfer DiameterWill affect 1st bond diameter金线焊接工具-劈刀3、Wire DiameterHHole DiameterHole diameter

7、is usually 1.5X wire diameter 4、LoopingCA-Chamfer Angle,BTNKBottleneck Height&Angle5、2 nd bond qualityT Tip Diameter,FAFace Angle,OR Outer Radius金线特性和选择金线材质：金线基材为4N（99。99%）黄金，经提纯为5N（99。999%）黄金。金线有两种：Doping和Alloy.Doping金线比5N Au有更好的机械性能。Alloyed金线有更好的强度，但会损失一定的电性能。金线特性和选择金线的几个特征参数：1、breaking load金线特性和选

8、择金线的几个特征参数：2、neck strength3、HAZ(heat affect zone)length金线特性和选择4、FAB(free air ball)hardness5、current load rating;金线特性和选择金线特性和选择6、resistivity(Ohm mm2/m)金线特性和选择选择金线的方法：Loop heightLoop lengthWire sweepElectrical performanceMechanical performance金线特性和选择 金线特性对封装工艺的影响 Breaking LoadlowhighWire sweepbiggerlowerSecond bondabilitybetterworseHAZ lengthshortlongLoopheightlowerhigherLoop heightStability in Low loopbetterworse金线特性和选择金线特性对封装工艺的影响 FAB hardnesssofthardBall diameter(Stability)Bigger(worse)Smaller(better)Shear strengthlowerhigherDamage to bond padsmallerbiggerNeck strengthlowHighPull