Wire-Bonding工艺介绍和Gold-Wire特性

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, BTNK—Bottleneck Height&Angle, CA—Cone Angle Will affect bond pad pitch.
2、1st Bond Diameter
Not move
affect Not affect
Go up with capillary
Form ball when 6000v on it
Not affect Not affect
金线球形焊接工艺介绍
Stage1
Stage2
Stage3
Stage4
Stage5
Stage6
Stage7
Stage8
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
wire
Ultrasonic and force
Form ball when 6000v on it
Not affect
Go up to chamfer, affect touch die surface
Not move
Not affect
Form loop shape Not affect
Squashed and form 2nd bond
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 -- Face Angle OR -- Outer radius H -- Hole Diameter CD -- Chamfer Diameter T -- Tip Diameter
ICA -- Inner Chamfer Angle OD -- Outer diameter CA -- Cone Angle L -- Length BTNKH -- Bottleneck Height BTNKA -- Bottleneck Height
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
金线特性和选择
金线的几个特征参数： 2、neck strength 3、HAZ(heat affect zone)length
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)
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；
4、Looping
CA--Chamfer Angle, BTNK—Bottleneck Height&Angle
5、2 nd bond quality
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
Gold Wire B、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 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
金线特性和选择
4、FAB(free air ball)hardness 5、current load rating;
金线特性和选择
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
5、2nd bond form
6、tail length create
7、 disconnect
Press the wire to lead Go up to a desired height Go up
8、new FAB stopped
open open close close open close close
金线球形焊接工艺介绍
stage 1、FAB
capillary stopped
Wire clamp
close
2、1st bond Go down to die surface, form
3、capillary rise
Go up to loop height
4、looping
Move from loop height point to 2nd bond
金线特性和选择
金线特性对封装工艺的影响
Breaking Load
HAZ length
low
Wire bigger sweep
Second better
bondability
high
lower
worse
short
Loop lower height
Loop height Stability in Low loop
bond pad
Smaller (better) higher
bigger
Pull lower strength
higher

better
long
higher
worse
金线特性和选择
金线特性对封装工艺的影响
FAB hardness
Neck strength
soft hard
low High
Ball diameter Bigger (Stability) (worse)
Shear lower strength
Damage to smaller
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