Wire Bonding工艺介绍和Gold Wire特性

Breaking Load low
Wire sweep
Second bondability
HAZ length short
Loop height
Loop height Stability in Low loop
high
lower worse
long
higher worse
bigger better
lower better
ICA -Inner Chamfer Angle OD -Outer diameter CA -Cone Angle L -Length BTNKH -- Bottleneck Height BTNKA -- Bottleneck Height
金线焊接工具---劈刀
劈刀决定的一些参数： 1、Bond Pad Pitch 、
Damage to bond pad
Bigger (worse) lower smaller
www.kns.com www.heraeus.com www.mitsubishi.com
金线球形焊接工艺介绍
C、焊接温度 180℃~250℃ D、焊接能量 超声震动 它的工艺过程可以粗略分为四步： FAB→1st bond→looping→2nd bond
金线球形焊接工艺介绍
金线球形焊接工艺介绍
金线球形焊接工艺介绍
stage 1、FAB 2、1st bond form 3、capillary rise 4、looping 5、2nd bond form 6、tail length create 7、 disconnect 8、new FAB capillary stopped Go down to die surface, Go up to loop height Move from loop height point to 2nd bond Press the wire to lead Go up to a desired height Go up stopped Wire clamp close open open close close open close close wire Form ball when 6000v on it Ultrasonic and force Not affect
Go up to chamfer, affect touch die surface Not move Form loop shape Squashed and form 2nd bond Not move Go up with capillary Form ball when 6000v on it Not affect Not affect affect Not affect Not affect Not affect
金线焊接工具---劈刀
T--Tip Diameter, BTNK—Bottleneck Height&Angle, CA—Cone Angle Will affect bond pad pitch.
2、1st Bond Diameter 、
H—Hole Diameter, ICA—Inner Chamfer Angle CD—Chamfer Diameter Will affect 1st bond diameter
金线焊接工具---劈刀
3、Wire Diameter
H—Hole Diameter Hole diameter is usually 1.5X wire diameter
4、Looping
CA--Chamfer Angle, BTNK—Bottleneck Height&Angle
5、2 nd bond quality
金线特性和选择
金线特性对封装工艺的影响
FAB hardness soft
Ball diameter (Stability)
Neck strength low
Pull lower strength
hard
Smaller (better) higher bigger
High
higher
Shear strength
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 height Loop length Wire sweep Electrical performance Mechanical performance
金线特性和选择
金线特性对封装工艺的影响
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,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4~20mil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 OR H CD T -----Face Angle Outer radius Hole Diameter Chamfer Diameter Tip Diameter
金线球形焊接工艺介绍
Stage1
Stage2
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 strength 2、ball shear strength 3、wire peel 4、crater test(etching)
T– Tip Diameter, FA—Face 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。
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 Wire B、焊接表面 Die----Al Leadframe/substrate----Ag/Au
金线特性和选择
金线的几个特征参数： 1、breaБайду номын сангаасing load
金线特性和选择
金线的几个特征参数： 2、neck strength 3、HAZ(heat affect zone)length
金线特性和选择
4、FAB(free air ball)hardness 5、current load rating;