半導(dǎo)體銅線工藝流程

1、半導(dǎo)體銅線工藝流程 時間 :2010-09-03 剩余 :0 天瀏覽 :37 次收藏該信息一、銅線鍵合工藝A 、銅線工藝對框架的特殊要求 銅線對框架的的要求主要有以下幾點(diǎn)：1、框架表面光滑，鍍層良好；2、管腳共面性良好，不允許有扭曲、翹曲等不良現(xiàn)象 管腳粗糙和共面性差的框架拉力無法保證且容易出現(xiàn)翹絲和切線造成的燒球不良，壓焊過程 中容易斷絲及出現(xiàn) tailtooshort ；B 、保護(hù)氣體 安裝的時候保證 E-torch 上表面和 rightnozzle 的下表面在同一個平面上才能保證燒球的時候，氧化保護(hù)良好同時氣嘴在可能的情況下 盡量靠近劈刀，以 保證氣體最大范圍的保護(hù)C、劈刀的選用一一同金

2、線相比較，銅線選用劈刀差別不是很大，但還是有一定的差異：1 、銅線劈刀 T 太小 2nd 容易切斷，造成拉力不夠或不均勻2 、銅線劈刀 CD 不能太大，也不能太小，不然容易出現(xiàn)不粘等現(xiàn)象3、銅線劈刀 H 與金線劈刀無太大區(qū)別（ H 比銅絲直徑大 8µm 即可，太小容易從頸 部拉斷）4 、銅線劈刀 CA 太小線弧頸部容易拉斷，太大易造成線弧不均勻；5、銅線劈刀FA選用一般要求8度以下（4-8度）6、銅線劈刀 OR 選用大同小異D 壓焊夾具的選用銅線產(chǎn)品對壓焊夾具的選用要求非常嚴(yán)格，首先夾具制作材料要選用得當(dāng)，同時夾具表面要 光滑，要保證載體和管腳無松動要，否則將直接影響產(chǎn)品鍵

3、合過程中燒球不良、斷線、翹絲 等一系列焊線問題。二、銅線的特性及要求 切實(shí)可行的金焊線替代產(chǎn)品。細(xì)銅焊線（ <1.3mil ） 銅焊線，機(jī)械、電氣性質(zhì)優(yōu)異，適用于多種高端、微間距器件，引線數(shù)量更高、焊墊尺寸更 小。銅焊線（ 1.3-4mil ） 銅焊線，不僅具有銅焊線顯著的成本優(yōu)勢，而且降低了銅焊點(diǎn)中的金屬間生長速度，這樣就 為大功率分立封裝帶來了超一流的可靠性。銅焊線的成本優(yōu)勢由于銅的成本相對較低，因此人們更愿意以銅作為替代連接材料。對于 1mil 焊線，成本最 高可降低 75%* ，2mil 可達(dá) 90%* ，具體則取決于市場狀況。銅焊線的優(yōu)異性能 銅線的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能顯著優(yōu)于金線和鋁

4、線，因此能夠以更細(xì)的焊線直徑達(dá)到更好的散熱性能 及更高的額定功率。與金相比，銅的機(jī)械性質(zhì)更強(qiáng)，這樣在模壓和封閉過程中可以得到優(yōu)異 的球頸強(qiáng)度和較高的弧線穩(wěn)銅焊線的優(yōu)點(diǎn)（與金焊線相比）材料成本低 &#8226; 降低單位封裝成本，提高競爭優(yōu)勢導(dǎo)電性好金焊線 4.5510E7/Ohmm銅焊線 5.8810E7/Ohmm&#8226; 在微間距封裝中可以采用更細(xì)的焊線&#8226; 微間距應(yīng)用性能優(yōu)異（焊墊尺寸較?。?amp;#8226; 提高功率調(diào)節(jié)器件（ TO220 、TO92 、DPAK 等等）的電流容量和性能導(dǎo)熱性好金 31.1kW/m2K銅 39.5kW/m2K&a

5、mp;#8226; 傳熱效率更高 機(jī)械性質(zhì)高 &#8226; 抗拉強(qiáng)度更大、延伸特性更好&#8226; 模壓中具有優(yōu)異的球頸強(qiáng)度和較高的弧線穩(wěn)定性 金屬間（ IMC ）生長速度慢 &#8226; 提高機(jī)械穩(wěn)定性、降低電阻增加量&#8226;IMC 生長較為溫和，從而提高了鍵合強(qiáng)度降低金屬間生長速度，提高可靠性與金線焊點(diǎn)相比，銅線焊點(diǎn)中的金屬間生長速度顯著減小。這就降低了電阻、減小了產(chǎn)熱， 并最終提高了焊接可靠性和器件性能。由于銅線中的金屬間生長速度、電阻和產(chǎn)熱均低于金 線，故而電阻隨時間的增加量和老化速度同時得到減小。銅線在焊接后能夠形成比金線更穩(wěn)定、剛性更好的

6、弧形能夠適應(yīng)更長的弧度（最長弧度 7mm ）銅焊線典型尺寸及標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械規(guī)格直徑 um2025283038506575密耳 0.81.01.11.21.52.02.53.0延伸率（ %） 8-168-1610-2010-2010-2015-2515-2515-30斷裂荷載（ g ）5-108-1510-2012-2220-3040-5560-8080-120銅焊線的包裝與存放銅具有較強(qiáng)的親氧性，因此必須對銅焊線進(jìn)行保護(hù)以延長其保存期。為此各卷銅焊線均采用吸塑包裝，并在塑料袋內(nèi)單獨(dú)密封除了以上優(yōu)點(diǎn)為，銅線還有以下特性：1. 銅線易氧化，原則上拆封的銅線 48 小時用完。2. 銅線硬度高，容易產(chǎn)生彈坑

7、、不粘、斷絲、 、燒球不良三、銅線和金線在鍵合工藝參數(shù)的區(qū)別以下銅線采用1.EG-60 銅線壓焊工藝參數(shù)與金線相比較最大的變化是加大了 contact force ，以增加產(chǎn)品的可焊性，為了減小彈坑風(fēng)險(xiǎn)，一般情況下 1mil LOW-Power 模式，而 1.2mil 以上一般采用 High-power 模式 Setupmachine&#61557;Setupmachine( 改為銅線方式 ) &#61656;F16(2009)1090ABBBbondsequencenormal (goldwire)->copper&#61557;F16T ailcontrol(

8、 減少 tailtooshort 報(bào)警 )&#61656;F161090ABB40&#61548;Menu112-16&#61548;Menu920&#61548;MenuA8&#61557;F15bondprocesscontrol( 減少 NSOPNSOL) &#61656;F15(2002)10803&#61548;Menu0 比 goldwire 要大一些&#61548;Menu30&#61548;Menu4 比 bondforce 稍小Setupmachine&#61557;Searchhigh( 減少

9、NSOP&tailtooshort)&#61656;Goldwire:8-12&#61656;copperwire:10-15&#61656;EFOparameter&#61548;Wiresize(mil)0.81.01.52.0 &#61548;Current(mA)5000-700012000-15000 &#61548;time(us)500-8001200-1800Setupmachine&#61656;BQMsetup&#61548;Wiresize(mil)0.8-1.21.5-2.0&#61548;

10、Risetime1-22-3&#61548;Powerlevellowhigh&#61548;Powercontrolconst-pconst-p&#61656;Speedset&#61548;F15 比 goldwire 稍低 .512-640384-512Setupmachine&#61557;Setupmachine&#61656;T oCopperWire&#61548;1HigherEFOcurrentforCu&#61548;2ShorterEFOtimeforCu&#61548;3Ingeneral,high

11、erforce&power&#61548;4LongerTimefactor&#61548;5HigherWCforceduetoCuhardness&#61548;6LessContactPower,useforcetodeformtheballduringthecontactstagethenapplymorebasepowerProductionissue &#61557;Ball&#61656; 球不良原因：&#61548; 吹氣保護(hù)不好&#61548;銅線開封后防止時間太長.線有氧化(72小時)&#61548;T

12、 aillength 不穩(wěn)定導(dǎo)致燒球不好&#61548;Capillary 選擇型號不對&#61656;Action:&#61548; 調(diào)整吹氣裝置和 E-TORCE 位置，保證保護(hù)良好&#61548; 更換銅線&#61548; 調(diào)整2 nd 焊接參數(shù)( basepowerandbaseforce) 保證 tail length 穩(wěn)定.&#61548; 選用合適的 capillaryProductionissue&#61557;1st&#61656;NSOP 原因：&#61548;Bondpower 太小&#615

13、48;Bondforce 太大&#61656;Action:&#61548; 在保證無 crater 的前提下.調(diào)整 powerandforce Productionissue&#61557;2nd&#61656;NSOL 原因：&#61548;Bondpower 太小或者太大&#61548;Bondforce 太大或者太小&#61656;Action:&#61548; 如果焊接后無留金痕跡應(yīng)該調(diào)大 basepower&#61548; 如果焊接后有明顯壓斷痕跡，應(yīng)該調(diào)小 basepowerandforceProductio

14、nissue&#61557;2nd 后&#61656;tailtooshort 原因：&#61548; 管腳位置浮動&#61548;Bondpower 太小或者太大&#61548;Bondforce 太大或者太小&#61656;Action:&#61548; 調(diào)整該焊點(diǎn)位置&#61548; 如果報(bào)警后可以直接從 capillary 穿下線，應(yīng)該是 basepower較小，應(yīng)該調(diào)大 basepower 或者減小 baseforce&#61548; 如果報(bào)警后線不能直接穿下 capillary ，必須把線拔除再穿的話，應(yīng)該減小

15、 basepower或者增大 baseforce.四、銅線對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的影響1 、產(chǎn)能相對較低 - 銅線硬度要強(qiáng)于金線，壓焊過程中斷絲幾率和不粘相對增大，考慮到可 焊性等因素，壓焊速度相對較慢，正常情況下設(shè)備利用率是金線設(shè)備的 2/3 左右。2 、偏心球、燒球不良（高爾夫球）產(chǎn)生較多 銅線 2nd 焊點(diǎn)切線稍有異常，將直接影響1st 焊點(diǎn)燒球，氣體保護(hù)范圍太小或框架、夾具異常均會影響 1st 焊點(diǎn)燒球，所以在出現(xiàn)以 上現(xiàn)象是，首先應(yīng)排除硬件原因，然后再從參數(shù)方面解決。3 、不粘產(chǎn)生頻繁 由于銅線的特殊性，鍵合過程中不粘現(xiàn)象較為嚴(yán)重，在銅線鍵合過程中出現(xiàn)不粘，應(yīng)從以下方面解決：A 、要保

16、證拆封的銅線無氧化，沾污，拆封的銅線要在48 小時內(nèi)用完。B、夾具表面平整光滑，載體無松動C、保證燒球的時候，氧化保護(hù)良好D 、切線正常，無偏心球E、 裝片平整度，膠量充足（膠量不足缺膠直接影響不粘，1.2mil以上銅線最為明顯），固化溫度均勻；F、劈刀選用合理G 、參數(shù)調(diào)整4 、彈坑風(fēng)險(xiǎn)增加 - 由于銅線硬度要強(qiáng)于金線，且容易產(chǎn)生氧化，彈坑幾率風(fēng)險(xiǎn)大大增 加。為了減小銅線彈坑風(fēng)險(xiǎn)，需從以下方面解決：A 、配備專人每班做例行彈坑驗(yàn)證，包括更換品種，夾具及設(shè)備維修后。B、加強(qiáng)過程監(jiān)控-更換劈刀、修改1st、EFO參數(shù)后必須作彈坑試驗(yàn)；C、 對一些硬件如氣嘴、流量（保護(hù)氣體），夾具，壓縮空氣等每班

17、最少做一次檢查，同時提 醒作業(yè)員隨時檢查。D、 及時和客戶溝通，銅線產(chǎn)品Pad測試點(diǎn)（探針?。┬∮?20%，同時要保證一定的鋁層厚 度，鋁層厚度對照表如下圖所示：WireThicknessBondpadthicknessMetallizationComposition0.8mil1.0&micro;mAl,Si,Cu1.0mil1.5&micro;mAl,Si,Cu1.2mil2.0&micro;mAl,Si,Cu1.5mil3.0&micro;mAl,Si,Cu2.0mil3.0&micro;mAl,Si,Cu3.0mil4.0&micro;m

18、Al,Si,Cu4.0mil4.0-6.0&micro;mAl,Si,Cu5.0mil6.0-8.0&micro;mAl,Si,Cu6.0mil6.0-8.0&micro;mCu/NiP/Pd/Aubravoroyat2008-12-1000:09:38thanks.good.upzjw_828at2009-3-0411:49:38Eagle60 做 TO220 沒問題，線徑 2。 5MIL 就可以，再大的話可能有點(diǎn)困難！ 如果成功請大家拿出來曬下，分享下！我司改做 220 ，到現(xiàn)在為至還是可以的，合格率都是可以，一臺機(jī)器可以頂幾個半自動機(jī)器 的，可以少不少人呢dasiyat2009-4-0518:03:10看了大家的，我們公司也做。公司當(dāng)時準(zhǔn)備的時候，升級版本，更改 EFOBOX ，加 N2H2 保護(hù)氣，優(yōu)化參數(shù)。 但是也做一些簡單的產(chǎn)品 （ SOT23 ，SOD123/323 ，SOT323/363 ，TO220/252/263 ，SLP 系列）！ wg