Wire Bonding技术入门

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°
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
Die 第一焊点搜索速度1st Search Speed 1
焊头動作步驟 1. 焊头在打火高度( 复位位置 )
线夹 关闭– Wire Clamp Close
瓷嘴 - Capillary
空气中的金球Free Air Ball
2. 焊头由打火高度下降到第一焊点搜索高度
焊头在向下运动的过 程中, 金球通过空气张 力器的空气张力, 使金 球紧贴瓷嘴凹槽
FAB Capture Within The Chamfer Diameter of Capillary During Descending Motion, FAB Pull Upwards by Air Tensioner
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
Байду номын сангаас
→Hill
FA（Face Angle）0°→8°變更 FA 0°→8°的變更並未能增加Wire Pull的測試強度，但如下图所示，能夠增加2nd Neck部的穩定性。
FA：0°
FA：8°
4.焊接时序圖
次序
1
2 3 4 5 6 7 8
9
10 11 12 13 14
动作 焊头下降至第一焊点 之搜索高度 第一焊点之搜索 第一焊点的接触阶段 第一焊点的焊接阶段 返回高度 返回距离 估计线长高度 搜索延迟 焊头下降至第二焊点 之搜索高度 第二焊点之搜索 第二焊点的接触阶段 第二焊点的焊接阶段 线尾长度 焊头回到原始位置
Chamfer Angle：120°
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
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
2．Bonding用 Wire
Au WIRE 的主要特性：
具有良好的導電性，僅次於銀、銅。 电阻率（μΩ・ｃｍ）的比較 Ag（１．６）＜Cu（１．７）＜Au（２．３） ＜Al（２．７）
據有較好的抗氧化性 。 據有較好的延展性，便於線材的制作。常用Au
Wire直径为23μｍ，25 μｍ，30 μｍ 具有对熱压缩 Bonding最适合的硬度 具有耐樹脂 Mold的應力的機械強度 成球性好（經電火花放電能形成大小一致的金球） 高純度（4N：99.99%）
高壓力 低壓力 低壓力
引線：Au 引線： Al、 Au 引線：Au
熱超聲焊的原理： 对金属丝和压焊点同时加热加超声波，接触面便产生塑性变形，并破 坏了界面的氧化膜，使其活性化，通过接触面两金属之间的相互扩散 而完成连接。
Wire Bonding的四要素： ➢ Time(時間） ➢ Power(功率） ➢ Force(壓力） ➢ Temperature（溫度）
電路連線，使晶片與封裝基板或導線框架完成電路的連線，以發揮電子訊號傳輸的功能
Wire Bonding的分類
按工藝技術：
1.球形焊接（ball bonding)
2.楔形焊接 (wedge bonding)
按焊接原理：
1.熱壓焊 2.超聲焊 3.熱超聲焊
300-500℃ 室溫
100~150℃
無超聲 有超聲 有超聲
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
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
2. Chamfer角（ICA ） Chamfer角：小→Ball Size：小 Chamfer角：大→Ball Size：大