Wire Bond 工作原理介绍
wirebond工艺术语介绍
wirebond工艺术语介绍Wirebond工艺术语是指在集成电路封装过程中使用的一种连接技术，通过金属线将芯片与封装基座之间进行电气连接。
本文将介绍一些常见的Wirebond工艺术语。
1. Wirebond：Wirebond是指通过焊线将芯片与封装基座之间进行电气连接的过程。
这种连接方式可以实现高密度的连接，并且具有可靠性高、成本低等优点。
2. Ball bond：Ball bond是Wirebond过程中的一种常见连接方式。
它通过在芯片金属引脚和基座之间形成一个小球状焊点来实现连接。
3. Wedge bond：Wedge bond是Wirebond过程中的另一种常见连接方式。
它通过将金属线压紧在芯片金属引脚和基座之间的焊脚上来实现连接。
4. Bond pad：Bond pad是芯片上用于连接Wirebond的金属引脚的区域。
它通常是一个金属化的区域，具有良好的导电性。
5. Bonding tool：Bonding tool是用于执行Wirebond过程的工具。
它通常由超声波发生器、焊头和压力传感器等组成。
6. Loop height：Loop height是指Wirebond连接中金属线形成的弯曲部分的高度。
合适的Loop height可以保证连接的可靠性和稳定性。
7. Bonding force：Bonding force是指在Wirebond过程中施加在金属线上的力。
适当的Bonding force可以保证连接的牢固性。
8. Bonding time：Bonding time是指在Wirebond过程中施加在金属线上的时间。
适当的Bonding time可以保证焊点的质量。
9. Wire diameter：Wire diameter是指用于Wirebond连接的金属线的直径。
合适的Wire diameter可以保证连接的可靠性和稳定性。
10. Bonding temperature：Bonding temperature是指在Wirebond过程中施加在金属线上的温度。
WireBond工作原理介绍
Free air ball is captured in the chamfer
pad lead
Free air ball is captured in the chamfer
pad
lead
Free air ball is captured in the chamfer
pad
lead
Free air ball is captured in the chamfer
什麼是 WIRE BOND
鋁墊
銲金線
DIE
L/F
一. W/B 銲線基本理論 :
1. 目前我們電子產品銲接是採用固態銲接， 所謂固態銲接，就是金屬在未達熔解溫度 下之銲接。決定固態銲接的要素有那些？
二. BONDING (固態銲接)的四大基本要素 : 要如何才能得到最佳的銲接，主要要素如下
A. 壓力。(BOND FORCE) B. 振盪功率。(BOND POWER) C. 銲接時間。(BOND TIME) D. 銲接溫度。(TEMPERATURE)
pad
heat
lead
Formation of a second bond
pad
heat
lead
pad
heat
lead
pad
heat
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
Disconnection of the tail
pad
pad
lead
Capillary rises to loop height position
Wire_bonding铝丝超声焊技术科普知识
Wire bonding铝丝超声焊技术科普知识一、什么是Wire bonding铝丝超声焊技术？铝丝超声焊是其实是使用铝作为金属丝的一种wire bonding技术。
而Wire bonding是一种初级内部互连方法，用作连到实际的裸片表面或器件逻辑电路的最初一级的内部互连方式，这种连接方式把逻辑信号或芯片的电讯号与外界连起来。
Wire bonding有两种形式：球焊和楔焊。
金丝球焊是最常用的方法，在这种制程中，一个熔化的金球黏在一段在线，压下后作为第一个焊点，然后从第一个焊点抽出弯曲的线再以新月形状将线(第二个楔形焊点)连上，然后又形成另一个新球用于下一个的第一个球焊点。
金丝球焊被归为热声制程，也就是说焊点是在热(一般为150)、超声波、压力以及时间的综合作用下形成的。
第二种压焊方法是楔形制程，这种制程主要使用铝线，但也可用金线，通常都在室温下进行。
楔焊将两个楔形焊点压下形成连接，在这种制程中没有球形成。
铝线焊接制程被归为超声波线焊，形成焊点只用到超声波能、压力以及时间等参数。
不同制程类型的采用取决于具体的应用场合。
比如金线压焊用于大批量生产的场合，因为这种制程速度较快。
铝线压焊则用于封装或PCB不能加热的场合。
另外，楔形压焊制程比金线压焊具有更精细的间距。
目前，金线压焊的间距极限为60μm；采用细铝线楔形压焊可以达到小于60μm的间距。
在此技术中所用金属线，即Bonding Wire是半导体器件和集成电路组装时，为使芯片内电路的输入/输出连接点与引线框架的内接触点之间实现电气连接的内引线。
Bonding Wire作为连接内引线，应具有电导率高，导电能力强，与导体材料的结合力强，化学性能稳定等性能优点。
Bonding Wire的直径，通常在25到75μm之间。
市场上主要有四种材料用作Bonding Wire，分别为金、银、铜和铝。
二、 Wire Bonding技术在电动汽车动力电池领域的应用Wire bonding自从1970年起一直广泛应用于微电子和电力电子领域。
wirebond资料
wirebond资料（实用版）目录1.Wirebond 的定义和作用2.Wirebond 的种类和特点3.Wirebond 的应用领域4.Wirebond 的优缺点5.Wirebond 的未来发展趋势正文一、Wirebond 的定义和作用Wirebond，又称为引线键合，是一种将半导体芯片与外部电路连接的技术。
简单来说，它是一种将微小的金属引线与芯片上的焊盘进行键合的方法，从而实现电气连接。
Wirebond 技术在半导体封装和电子产品制造中具有重要作用，它有助于提高芯片的性能、减小封装尺寸以及增强产品的可靠性。
二、Wirebond 的种类和特点根据键合材料的不同，Wirebond 技术可分为金线键合、铝线键合和铜线键合等。
这些技术各自具有以下特点：1.金线键合：金具有优良的导电性和耐腐蚀性，使得金线键合具有较高的电导率和可靠性。
但金线的成本较高，限制了其广泛应用。
2.铝线键合：铝线键合具有较低的成本，且导电性能尚可。
但铝线的耐腐蚀性较差，可能影响键合的可靠性。
3.铜线键合：铜线键合具有较高的导电性和较低的成本。
然而，铜线的耐腐蚀性较差，可能限制其在某些应用领域的发展。
三、Wirebond 的应用领域Wirebond 技术广泛应用于各种半导体封装和电子产品制造中，如：1.集成电路（IC）封装：Wirebond 技术可用于连接 IC 芯片与封装载体，实现电信号的传输。
2.光电子器件制造：Wirebond 技术可用于制造 LED、激光器等光电子器件，提高器件的性能和可靠性。
3.微电子机械系统（MEMS）：Wirebond 技术可用于连接 MEMS 器件与外部电路，实现信号传输和能量传递。
四、Wirebond 的优缺点Wirebond 技术的优点包括：1.高电导率：Wirebond 技术能够实现高电导率的连接，降低电阻损耗。
2.小尺寸：Wirebond 技术可以实现微小的引线连接，有助于提高封装密度和缩小产品尺寸。
WireBond工作基本知识介绍
pad
heat
lead
Formation of a second bond
pad
heat
lead
pad
heat
lead
pad
heat
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
Disconnection of the tail
pad
什麼是 WIRE BOND
鋁墊
銲金線
DIE
L/F
一. W/B 銲線基本理論 :
1. 目前我們電子產品銲接是採用固態銲接， 所謂固態銲接，就是金屬在未達熔解溫度 下之銲接。決定固態銲接的要素有那些？
二. BONDING (固態銲接)的四大基本要素 : 要如何才能得到最佳的銲接，主要要素如下
A. 壓力。(BOND FORCE) B. 振盪功率。(BOND POWER) C. 銲接時間。(BOND TIME) D. 銲接溫度。(TEMPERATURE)
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
pad
lead
Formation of a second bond
Wire-Bonding工艺以及基本知识 PPT
Capillary的選用：
Hole径（Ｈ）
Hole径是由规定的Wire径ＷＤ（Wire Diameter)
来決定
H
H=1.2~1.5WD
WD
Capillary主要的尺寸：
H：Hole Diameter (Hole径) T：Tip Diameter B：Chamfer Diameter(orCD) IC：Inside Chamfer IC ANGLE：Inside Chamfer Angle FA：Face Angle (Face角) OR：Outside Radius
Die 第一焊点搜索速度1st Search Speed 1
3. 第一焊點接触階段
最初的球形影响参数: 接觸压力和预备功率 Impact Force and Standby Power
1/16 inch 總長L
Capillary尺寸對焊線品質的影響：
1. Chamfer径（ＣＤ） Chamfer径过于大的话、Bonding強度越弱，易造成虛焊.
CD
CD
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
2. Chamfer角（ICA ） Chamfer角：小→Ball Size：小 Chamfer角：大→Ball Size：大
1．Wire Bonding原理
IC封裝中電路連接的三種方式： a. 倒裝焊（Flip chip bonding) b. 載帶自動焊（TAB---tape automated bonding) c. 引線鍵合（wire bonding)
Wire Bonding------引線鍵合技術
Wire Bonding的作用
Wire Bonding的四要素： ➢ Time(時間） ➢ Power(功率） ➢ Force(壓力） ➢ Temperature（溫度）
wirebond资料
wirebond资料摘要：一、wirebond 简介1.定义2.应用场景二、wirebond 的种类1.压焊wirebond2.热压wirebond3.超声波wirebond4.激光wirebond三、wirebond 的制造过程1.预处理2.焊接3.固化四、wirebond 的优缺点1.优点a.连接可靠性高b.操作简单c.成本低2.缺点a.适用于小间距连接b.热敏元件不适用五、wirebond 的发展趋势1.高密度封装2.微间距技术3.无铅化正文：wirebond，也称为绑定或焊接，是一种将电子元件之间的导线连接起来的技术。
这种技术广泛应用于电子封装、微电子制造等领域。
根据不同的应用场景和需求，wirebond 有多种种类。
压焊wirebond 是通过压力将导线焊接在元件上的，这种方法操作简单，适用于大规模生产。
热压wirebond 是在高温下通过压力将导线焊接在元件上，这种方法可以获得更好的连接可靠性。
超声波wirebond 是利用超声波振动将导线焊接在元件上，这种方法适用于连接热敏元件。
激光wirebond 是利用激光束将导线焊接在元件上，这种方法可以实现高精度的微间距连接。
wirebond 的制造过程主要包括预处理、焊接和固化三个步骤。
预处理是为了清洁和活化焊接表面，以便于导线和元件之间的焊接。
焊接是将导线焊接在元件上的过程，这一步会根据具体的wirebond 种类选择合适的方法。
固化是为了使焊接点达到足够的强度和稳定性，通常是通过高温加热或紫外线固化等方式。
wirebond 技术有着高连接可靠性、操作简单和成本低等优点，但也存在一定的局限性，比如只适用于小间距连接，热敏元件不适用等。
wirebond仿真
wirebond仿真摘要：1.引言2.wirebond 仿真的概念与原理3.wirebond 仿真的应用领域4.wirebond 仿真软件及工具5.wirebond 仿真的优势与局限性6.我国在wirebond 仿真方面的研究进展7.结论正文：wirebond 仿真是一种模拟电子连接技术的过程，通过计算机程序对wirebond 进行建模和分析，以预测和优化其性能。
这种技术在微电子行业中得到了广泛的应用，尤其是在集成电路设计和制造领域。
wirebond 仿真基于物理学和数学原理，通过计算机程序对wirebond 的物理特性进行建模，包括其几何形状、材料性质、热力学行为等。
通过对模型进行求解和分析，可以预测wirebond 的力学性能、热性能、电性能等，并优化wirebond 的设计和制造过程。
wirebond 仿真的应用领域非常广泛，包括集成电路设计、封装设计、制造过程优化等。
在集成电路设计中，wirebond 仿真可以帮助设计师预测和优化wirebond 的连接性能，以提高集成电路的可靠性和性能。
在封装设计中，wirebond 仿真可以帮助设计师预测和优化wirebond 的力学性能和热性能，以提高封装的可靠性和性能。
在制造过程优化中，wirebond 仿真可以帮助工程师预测和优化wirebond 的制造过程，以提高生产效率和产品质量。
目前，市场上有许多wirebond 仿真软件和工具，如Cadence、Mentor Graphics、Synopsys 等。
这些软件和工具都具有强大的建模和分析能力，可以满足不同应用领域的需求。
虽然wirebond 仿真具有许多优势，如高精度、高效率、易操作等，但它也存在一些局限性，如模型的简化、求解的近似等。
因此，在进行wirebond 仿真时，需要根据具体应用场景选择合适的模型和工具，并进行严格的验证和校准。
近年来，我国在wirebond 仿真方面取得了显著的研究进展，包括模型开发、算法研究、软件开发等方面。
Bonding技术介绍
Ball Bonding(球焊)和 Wedge Bonding (平焊/楔焊)
2.1 Ball Bonding ( 球焊） 金线通过空心夹具的毛细管穿出，然后经过电弧放电使伸出
部分熔化，并在表面张力作用下成球形，然后通过夹具将球压焊 到芯片的电极上，压下后作为第一个焊点，为球焊点，然后从第 一个焊点抽出弯曲的金线再压焊到相应的位置上，形成第二个焊 点，为平焊（楔形）焊点，然后又形成另一个新球用作于下一个 的第一个球焊点。
26
6 压焊工艺的评估：
通常，对压焊效果的评估有两种方法： 外观检查及机械测试 6.1 外观检查
外观检查主要通过光学显微镜，电子显微扫描（SEM），X 射线探测等 手段来实现。 SEM 探测图（良好的球焊效果及月牙形的尾部）
Bonding技术介绍
27
6.2 机械测试 最常用的机械测试方法有两种： 拉力测试和焊球剪切测试
照明
温湿度
4.3 焊接表面的清洁
金线的储存条件 氩等离子 紫外线
N2 微量的污染都会影响 可靠性和焊接性
溶剂清洁
4.4 压焊金属线的物理性质
金属线的硬度
金属线的拉伸强度
合金成B分onding技术介绍
24
Bonding技术介绍
25
只有充分考虑以上因素，才能有效控制压焊工序，才能获得高精度， 高可靠性，高强度，和有竞争力价格的压焊产品。
要表现在以下几个方面： 8.2.1 全自动设备已应用于压焊工序 8.2.2 压焊的各项参数都可以精确的进行监控 8.2.3 压焊的速度已达到 100—125ms/焊接 8.2.4 压焊的最小间距已达到 50微米 8.2.5 通过改良压焊头的结构及相应工序，大大提高了压焊的可靠性
wirebond资料
wirebond资料
摘要：
1.什么是wirebond
2.wirebond的分类
3.wirebond的应用领域
4.wirebond的技术发展
5.wirebond的市场前景
正文：
Wirebond是一种微电子连接技术，主要用于将芯片上的导线连接到其他元件，如电容器、电阻器等。
这种技术通过将金属线或带状物粘合到芯片表面，从而实现电气连接。
Wirebond有很多优点，例如制造成本低、连接可靠性高、操作简单等，因此在半导体行业得到了广泛的应用。
Wirebond主要分为两种类型：一种是非屏蔽Wirebond，另一种是屏蔽Wirebond。
非屏蔽Wirebond主要用于低速、低频应用，其结构简单，成本低廉。
而屏蔽Wirebond则主要用于高速、高频应用，其结构更为复杂，成本也更高。
Wirebond的应用领域非常广泛，包括消费电子、通信、汽车电子、医疗设备等。
例如，在智能手机中，Wirebond技术被用于连接主板上的各种芯片和元件。
在医疗设备中，Wirebond则被用于制造可植入式医疗设备，如心脏起搏器等。
近年来，随着半导体技术的不断发展，Wirebond技术也在不断进步。
例
如，新型Wirebond技术可以实现更小的线宽和更高的连接密度，从而满足更高性能的芯片需求。
此外，新型Wirebond材料也在不断开发，以满足不同应用领域的需求。
总的来说，Wirebond技术在半导体行业中具有重要的地位，其应用领域广泛，市场前景也十分广阔。
WireBond工艺培训
WireBond工艺培训1. 概述WireBond工艺是一种常用于半导体封装和芯片连接的技术。
它主要通过金或铝线将芯片的引脚与相关设备连接，以实现电信号传输和电源供应。
本文档将介绍WireBond工艺的基本原理、操作步骤以及常见问题解决方法，以供工程师和操作人员参考。
2. WireBond工艺原理WireBond工艺的基本原理是采用金属线将芯片引脚与其他器件或引线连接。
其主要有两种类型：•焊线连接（Wedge Bonding）：通过压焊法将金属线焊接在芯片的引脚和外部元器件之间的连接点上。
•黏结连接（Ball Bonding）：先将金属线焊接在芯片上，然后通过高温和压力形成金属球，并将金属球与外部元器件连接。
WireBond工艺通常采用自动化设备进行操作，其中包括焊丝机、金属线拨线机、焊丝剪切机等。
操作人员需要熟悉设备的使用方法，以及掌握正确的工艺参数和操作技巧。
3. WireBond工艺流程WireBond工艺的基本流程如下：1.准备工作：确认所需材料和设备齐全，检查设备是否正常工作。
2.芯片连接准备：将芯片放置在夹具上，根据芯片引脚位置设置正确的工艺参数。
3.焊丝选择：根据芯片和外部器件的要求，选择合适的金属线材料和直径。
4.焊丝切割：使用焊丝剪切机将金属线切割成适当的长度。
5.焊丝拨线：使用金属线拨线机将焊丝正确地放置在芯片引脚和外部器件之间的连接点上。
6.焊接操作：根据焊丝机设定的参数，在芯片引脚和外部器件之间进行焊接。
7.检查与测试：对焊接后的连接进行目视检查和必要的电性测试，确保连接质量符合要求。
8.清理和维护：清理焊丝机和其他设备，记录工艺参数和操作记录。
4. 常见问题解决方法在WireBond工艺中，常见的问题包括焊丝断裂、焊丝位置偏移、焊接不牢固等。
以下是一些常见问题的解决方法：•焊丝断裂：检查焊丝剪切机的切割质量和参数，并确保金属线的质量符合要求。
另外，注意操作时不要过度拉扯焊丝。
Wire Bond 工艺培训
1. Wire与DIE之间不能接触。 测量标准：大于两倍线径。 2. Wire与Lend之间不能接触。 测量标准：大于两倍线径。 3. Wire与Wire之间不能相交。 测量标准：大于两倍线径。 4. Wire与Gnd之间不能接触 （主要运用与QFN产品）
15
压焊线弧类型
➢ 普通弧
基础概念
压焊是做什么的？
压焊就是用金、铜等导线将粘在框架上的芯 片与框架管脚连通，即芯片可通过管脚与外部 电路形成通路，来发挥其功能。
1
基础概念
焊线原理：
在高温、超声波振动、压力等因素下，使金 与铝、金与银这两种相互接触的金属发生软化 变形，同时两种金属间发生原子扩散，形成金 属化合物，即合金，达到焊接效果。
2
劈刀
3
劈刀
劈刀分为普通劈刀（左）和柱状劈刀（右） 劈刀的材料分为陶瓷、人造宝石等
4
劈刀
柱状劈刀（密间距劈刀）
5
案例分析
Capillaries头部沾污引起的Ball Size 球形不良
Wire Bond加工过程中劈刀打到异物， Power未将异常清理掉，导致残留 在劈刀头部。
导致Ball size 出现球形不良球变形 现象。
32
压焊的异常案例
Ball Size 功率圈比对：
Ball Size完整无异常
Ball Size不完整有异常
球形功率圈良好无异常 Wire Pell后无Peelling现象 Wire Pell后无脱球现象 Ball Size两边距离Pad 6um Ball Size Z距离在范围内
球形异常/无功率圈 Wire Pell后出现Peelling现象 Wire Pell后有脱球现象 Ball Size两边距离Pad 6um Ball Size Z距离超过范围
wire bonding引线键合形成机理模型 -回复
wire bonding引线键合形成机理模型-回复wire bonding引线键合是一种常见的半导体封装技术，用于将芯片与封装基板之间连接。
本文将以"wire bonding引线键合形成机理模型"为主题，从基础知识到详细步骤，逐步回答并解释这个主题。
引线键合是一种可靠的连接技术，它通过使用金属线将芯片的引脚与封装基板的引脚连接在一起。
这种连接可以传输信号和电力，同时提供机械支撑和热耦合。
在wire bonding引线键合中，金属线通常是由铝或金制成的。
它们具有优良的导电性和足够的弹性，可以承受一定的应变。
引线键合可以分为两种类型：压力键合和焊锡键合。
压力键合是通过应用机械力来实现金属线的弯曲和连接。
焊锡键合则是通过加热和融化焊锡来形成连接。
下面将逐步介绍wire bonding引线键合的形成机理模型的步骤：1. 准备工作: 引线键合之前，首先要准备好芯片和封装基板。
芯片上有许多金属引脚，而封装基板上有相应的焊盘或引脚，用来连接金属线。
此外，还需要一些工具和设备，如键线机、焊锡头等。
2. 金属线制备: 在键线机中，金属线从线盘上穿过，并通过一系列的轮式供给装置，将金属线传递到合适的位置。
引线键合中常用的金属线通常是细丝状的，直径在10-50微米之间。
3. 定位与对准: 在键线机的辅助元件的帮助下，芯片和封装基板被准确地定位和对准。
这一步非常关键，因为引线的准确性和可靠性取决于对准的精度。
4. 压力键合: 在压力键合过程中，金属线首先被压缩和弯曲，然后通过机械力压到芯片引脚和封装基板引脚上。
这种压力力量在金属线和引脚之间形成机械紧固和电接触。
5. 热焊键合: 在焊锡键合过程中，金属线首先被压缩和弯曲，然后通过焊锡头提供的热量进行焊接。
热焊加热金属线和引脚，并融化焊锡，使其形成牢固的连接。
6. 检测和质量控制: 在引线键合完成后，需要进行检测和质量控制。
这些检测可以包括接触电阻、焊点质量、焊点可靠性等方面的测试。
wirebond资料
wirebond资料（原创版）目录1.Wirebond 技术的概述2.Wirebond 技术的应用领域3.Wirebond 技术的优势和局限性4.我国在 Wirebond 技术方面的发展正文1.Wirebond 技术的概述Wirebond 技术，又称为引线键合技术，是一种将芯片与载体通过引线连接的封装技术。
这种技术主要应用于半导体制造和电子封装领域，可以提高电子设备的性能和可靠性。
Wirebond 技术具有操作简便、成本低廉、连接可靠等优点，因此在全球范围内得到了广泛的应用。
2.Wirebond 技术的应用领域Wirebond 技术在多个领域都有应用，主要包括：（1）光电子器件：如 LED、激光器等；（2）MEMS（微机电系统）：如加速度计、陀螺仪等；（3）生物医学传感器：如血糖传感器、血压传感器等；（4）微波通信器件：如微波毫米波器件等；（5）汽车电子：如发动机控制模块、车载通讯模块等。
3.Wirebond 技术的优势和局限性Wirebond 技术具有以下优势：（1）连接可靠性高：采用引线键合技术可以实现良好的电气连接和机械强度；（2）封装尺寸小：Wirebond 技术可以实现小型化、轻量化的封装，满足电子产品微型化的需求；（3）生产效率高：Wirebond 技术具有简便的操作流程，可以降低生产成本和提高生产效率；（4）适用范围广：Wirebond 技术可应用于多种半导体材料和载体，具有较强的适应性。
然而，Wirebond 技术也存在一些局限性，如：（1）引线容易受到机械应力的影响，导致连接可靠性下降；（2）由于引线直径较细，焊接过程中容易出现焊点不良的问题；（3）封装精度受到一定限制，难以满足高精度、高性能的电子设备需求。
4.我国在 Wirebond 技术方面的发展我国在 Wirebond 技术方面取得了显著的进展。
近年来，随着国家政策的扶持和市场需求的推动，我国半导体产业得到了快速发展。
在此背景下，Wirebond 技术也得到了重视，许多企业和科研机构纷纷投入研发。
Wire-Bonding工艺以及基本知识参考幻灯片
Smaller CD – Smaller
MBD
Bigger CD – Bigger
MBD
CD MBD
CA:70(Degree
)
CD MBD
CA:120(Degre
e)
将Chamfer角由90°变更為120°可使Ball形状变大，随之 Ball的宽度变宽、与Pad接合面積也能变宽。
Chamfer Angle：90°
Chamfer Angle：120°
CONFIDENTIAL
3. OR（Outer Radius）及FA（Face Angle）： 对Hill Crack、Capillary的OR（Outer Radius）及FA（Face Angle）的數值是重要影響因素
2nd Neck部 Crack発生ห้องสมุดไป่ตู้
荷重过度附加接触面导致破损 Crack発生
1/16 inch 總長L
CONFIDENTIAL
Capillary尺寸對焊線品質的影響：
1. Chamfer径（ＣＤ） Chamfer径过于大的话、Bonding強度越弱，易造成虛焊.
CD
CD
CONFIDENTIAL
2. Chamfer角（ICA ） Chamfer角：小→Ball Size：小 Chamfer角：大→Ball Size：大
CONFIDENTIAL
3．Bonding用 Capillary
Capillary的選用：
Hole径（Ｈ）
Hole径是由规定的Wire径ＷＤ（Wire Diameter)
来決定
H
H=1.2~1.5WD
WD
Capillary主要的尺寸：
H：Hole Diameter (Hole径) T：Tip Diameter B：Chamfer Diameter(orCD) IC：Inside Chamfer IC ANGLE：Inside Chamfer Angle FA：Face Angle (Face角) OR：Outside Radius
Wire-Bonding工艺以及基本知识
A. 15(15XX)：直徑1/16 inch （約1.6mm)，標準氧化鋁陶瓷 B. XX51：capillary產品系列號 C. 18： Hole Size 直徑為0.0018 in.（約46μm ） D. 437：capillary 總長0.437 in.(約11.1mm） E. GM： capillary tip無拋光; (P： capillary tip有拋光） F. 50： capillary tip 直徑T值為0.0050 in. （約127μm） G. 4： IC為0.0004 in. （約10μm） H. 8D：端面角度face angle為 8° I. 10：外端半徑OR為0.0010 in.（約25μm） J. 20D：錐度角為20° K. CZ1：材質分類，分CZ1,CZ3,CZ8三種系列
1．Wire Bonding原理
IC封裝中電路連接的三種方式： a. 倒裝焊（Flip chip bonding) b. 載帶自動焊（TAB---tape automated bonding) c. 引線鍵合（wire bonding)
Wire Bonding------引線鍵合技術
Wire Bonding的作用
线夹 打开– Wire Clamp Open
在第一焊点搜索高度开始, 焊头使用固定的 速度搜索接触高度 At Search Height Position Bond Head Switch to Constant Speed(Search Speed) to Search For Contact
第一焊点搜索高度1st Search Height
Smaller CD – Smaller
MBD
Bigger CD – Bigger
MBD
Wire-Bonding工艺以及基本知识 PPT课件
CONFIDENTIAL
3. OR（Outer Radius）及FA（Face Angle）： 对Hill Crack、Capillary的OR（Outer Radius）及FA（Face Angle）的數值是重要影響因素
2nd Neck部 Crack発生
荷重过度附加接触面导致破损 Crack発生
BSOB 時BOND HEAD的動作步驟：
CONFIDENTIAL
BSOB的二個重要參數：
1. Ball Offset：此項設定值球時，當loop base 拉起後，capillary 要向何方向拉弧 設定範圍: -8020, 一般設定: -60
設定值為正值 : 代表capillary 向lead 的方向拉弧 設定值為負值 : 代表capillary 向die 的方向拉弧
Die 第一焊点搜索速度1st Search Speed 1
CONFIDENTIAL
3. 第一焊點接触階段
最初的球形影响参数: 接觸压力和预备功率 Impact Force and Standby Power
线夹打开- Wire Clamp Open
最初的球形和质量決定于1ST BOND ： CONTACT TIME CONTACT POWER, CONTACT FORCE,
Smaller CD – Smaller
MBD
Bigger CD – Bigger
MBD
CD MBD
CA:70(Degree
)
CD MBD
CA:120(Degre
e)
将Chamfer角由90°变更為120°可使Ball形状变大，随之 Ball的宽度变宽、与Pad接合面積也能变宽。
打线原理与劈刀不良判定
线夹打开。
金球与Pad更
USG装置与劈刀连接在一起，启 动后，劈刀会在Y轴方向上研磨金
好的结合所 必需的条件
球一定的时间,使金球底部与Pad表
面更好的结合在一起。
完成后的1st Bond如下：
7
一、WIRE BONDER 打线的工作原理
4. Loop Height:形成线弧 完成1st Bond之后，劈刀开始上升，直到Pad上方一个设定好
5. Tool 2nd Inflection Point:劈刀的第二个接触点 在马上就要接触到Lead上的金手指之前，劈刀头的下降速
度将会降低到一个固定速率，直到探知到“接触到Lead表面” 的第一个侦测信号为止。
线夹为闭合状态，一旦侦测 到第一个接触信号，劈刀开 始下一个动作
线弧已经成型
Lead Frame
根据机型的不同，所需要连接的金线 数量也会有所不同。例如M1318需要连接 46根金线，而MU103只需要连接31根金线。
3
一、WIRE BONDER 打线的工作原理
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一、WIRE BONDER 打线的工作原理
• 上页图示为机器打线的全过程。下面将针对每一步骤进行 讲解：
• 1. Descent to 1st Bond:下降到1st Bond位置
CAPILLARY & WIRE BONDER
MCU MP Yuan TL 2006/07/14
主要内容：
一、WIRE BONDER 打线的工作原理 二、不良劈刀的判定及照片分析
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一、WIRE BONDER 打线的工作原理
进行打线时有三样必需的东西：
1. Wire Bonder —— 焊线机 2. Gold Wire —— 金线 3. Capillary —— 劈刀（陶瓷焊针）
wirebond仿真
Wirebond仿真1. 介绍Wirebond（线键合）是一种常用的半导体封装技术，用于连接芯片和封装基板之间的电路。
在Wirebond过程中，金线被焊接在芯片的金属焊盘和封装基板之间，以建立电气连接。
Wirebond仿真是一种通过计算机模拟Wirebond过程来预测和优化连接质量的方法。
2. Wirebond仿真的目的Wirebond仿真旨在评估Wirebond连接的性能和可靠性，以便在实际制造过程中提前发现潜在问题并进行改进。
通过仿真，可以预测Wirebond连接的电阻、电感和电容等特性，以及连接的强度和耐热性能。
这有助于提高产品的可靠性和性能，并减少制造过程中的损失和成本。
3. Wirebond仿真的方法3.1 有限元分析（FEA）有限元分析是一种常用的Wirebond仿真方法。
它将Wirebond连接建模为一个复杂的三维结构，并使用数值方法求解其力学和电学特性。
通过对材料的物理特性和连接参数的输入，可以模拟Wirebond连接在不同载荷下的行为。
FEA可以帮助设计师评估连接的强度、应力分布和变形情况，以及连接在高温环境下的稳定性。
3.2 电磁仿真电磁仿真是另一种常用的Wirebond仿真方法。
它基于Maxwell方程组和电磁场理论，通过数值求解来模拟Wirebond连接的电学特性。
电磁仿真可以预测连接的电阻、电感和电容等参数，并分析其对整个电路的影响。
这对于高频和射频应用非常重要，因为Wirebond连接的电学特性会对信号传输和功耗产生显著影响。
3.3 热仿真热仿真是用来评估Wirebond连接在高温环境下的稳定性和可靠性的方法。
它基于热传导理论和数值求解，模拟连接在不同温度下的热分布和热应力。
热仿真可以帮助设计师确定连接的耐热性能，并优化连接材料和结构，以确保连接在高温环境下的长期稳定性。
4. Wirebond仿真的优势4.1 提高产品可靠性通过Wirebond仿真，设计师可以提前评估连接的性能和可靠性，避免在实际制造过程中出现问题。
Wire_Bond_Introduction
• 由於每一部機器的組合及元件都有不同的誤差,所以各機台 最佳銲接條件也無法完全一致,因此參數規格都有範圍讓大 家去做增減。2ND BOND 銲接理論類似於1ST BOND 只 是材料不同,所以銲接條件及參數規格範圍也不同。
銲針規格
銲針的選擇
Hole徑 (H)
Hole徑是由規定的Wire徑 (WD)來決定 標準是Wire徑 的1.3~1.5倍
BOND 2 PARAMETER USG Current 固定 USG Bond Time 固定 Force 大於規格上限時(大於100garmss) Force 過大所產生銲印上的變化如附圖: 銲印太深易導致魚尾撕裂 而使 2nd bond lift
BOND 1 PARAMETER USG Current 固定 USG Bond Time 大於規格上限時(大於20mAmps) Force 固定 Bond time 過長所產生球型上的變化如附圖:球已超出鋁墊,造成短路
BOND 1 PARAMETER USG Current 固定 USG Bond Time 小於規格下限時(小於10ms) Force 固定 USG Bond Time 過小所產生球型上的變化如附圖:球型過小(未達鋁墊 80-90%),造成假銲及銲不黏
Ball Parameter Wire Diameter (依實際使用金線尺寸設定) FAB Size (Spec1.85-2.2mils) (燒球大小) EFO Current (放電電流大小) EFO Gap (放電間隙) Tail Extension (預留線尾長短)
Temperature(溫度設定) 不同材料,材質有不同設定 目前 PBGA Substrate 所設定之銲線區溫度為160 正負10 度 預熱區溫度為 130 正負10 度 目前 Lead frame package 所設定之銲線區溫度為220 正負10 度 預熱區溫度為 190 正負10 度 目前 LOC Lead frame 所設定之銲線區溫度為180 正負10 度 預熱區溫度為 140 正負10 度
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什麼是 WIRE BOND
鋁墊
銲金線
DIE
L/F
一. W/B 銲線基本理論 :
1. 目前我們電子產品銲接是採用固態銲接， 所謂固態銲接，就是金屬在未達熔解溫度 下之銲接。決定固態銲接的要素有那些？
二. BONDING (固態銲接)的四大基本要素 : 要如何才能得到最佳的銲接，主要要素如下
A. 壓力。(BOND FORCE) B. 振盪功率。(BOND POWER) C. 銲接時間。(BOND TIME) D. 銲接溫度。(TEMPERATURE)
lead
Disconnection of the tail
pad
lead
Formation of a new free air ball
pad
lead
Wire Bonded
pad lead
Die
過小昨則無法有效排除第一、二層與純鋁 層作密切接合銲接。
金球與鋁墊的銲接模式
壓力 (FORCE) 水氣及雜質 玻璃層
純鋁
振盪 (POWER) 氧化鋁
金球
溫度
二氧化矽層
矽層
溫度
鋁墊SEM側視圖
BONDING 時銲針位置之時序圖
銲 針
RESET 位置
LOOP HEIGHT
TO RESET
高
度
加速度
三. 金球與鋁墊之最佳銲接 :
1. 鋁墊之構造: a. 最上層為少量水氣與雜質 b. 第二層為氧化鋁 c. 第三層才是純鋁 d. 第四層是二氧化鋁 e. 最下層就是矽層
2. 最佳之銲接，就是金球與純鋁密切結合。 故如何運用四大基本要素，掌控最佳配合
時機為學習要旨。 如壓力、振盪過大會造成缺鋁或矽崩
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Formation of a second bond
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Formation of a second bond
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Disconnection of the tail
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PRESSURE
Ultra Sonic Vibration
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heat
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Capillary rises to loop height position
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lead
Capillary rises to loop height position
pad
lead
Capillary rises to loop height position
REVERSE LOOP
逆打 等速度
留線尾 等速度
燒一個金球
1 ST BOND TIME
KINK HEIGHT 2 ND BOND TIME
TIME 時間
* WIRE BOND *
鋁墊
銲金線
DIE
L/F
Free air ball is captured in the chamfer
pad lead
pad
lead
Capillary rises to loop height position
pad
lead
Capillary rises to loop height position
pad
lead
Formation of a loop
pad
lead
Formation of a loop
pad
Free air ball is captured in the chamfer
pad lead
Free air ball is captured in the chamfer
pad
lead
Free air ball is captured in the chamfer
pad
lead
Free air ball is captured in the chamfer
1. 新 ME 應該學習到銲接基本結構 2. 學習到 W/B 銲接的流程與時序
三、此教材適用之對象
THE TARGET PARTICIPATOR 新進 ME
四、訓練後學員評核方式
課程程評核的方法─如考試、心得報告、
OJT評鑑表等方式
VALIDATION METHOD: EX EXAMINATION, REPORT, OJT EVALUATION FORM
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Formation of a first bond
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Formation of a first bond
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lead
Formation of a first bond
PRESSURE
Ultrasonic Vibration
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heat
lead
Formation of a first bond
課課課課
一、課程目的
THE PURPOSE OF COURSE 建立新 ME 對 W/B 與基本銲接理論之認識
二、學員應學到的知識、技能、方法、標準作業程序、表單
THE KNOWLEDGE, SKILLS, METHODOLOGY, SOP, CHECKLIST THAT TRAINEE WILL LEARN IN CLASS