Wire-Bonding工艺以及基本知识

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1、WireBonding技術入門WireBonding原理Bonding用WireBonding用Capillary焊接时序圖BSOB&BBOSWirebondingloop(線弧)Wirebond不良分析Preparedby:神浩Date:Nov.11th,2009WireBonding------引線鍵合技術WireBonding的作用電路連線，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WireBonding的分類按工藝技術：1.球形焊接（ballbonding)2.楔形焊接(wedgebondin

2、g)按焊接原理：1.熱壓焊300-500℃無超聲高壓力引線：Au2.超聲焊室溫有超聲低壓力引線：Al、Au3.熱超聲焊100~150℃有超聲低壓力引線：AuIC封裝中電路連接的三種方式：倒裝焊（Flipchipbonding)載帶自動焊（TAB---tapeautomatedbonding)引線鍵合（wirebonding)1．WireBonding原理WireBonding的四要素：Time(時間）Power(功率）Force(壓力）Temperature（溫度）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

3、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。2．Bonding用WireAuWIRE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AuWire直径为23μｍ，25μｍ，30μｍ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%）3．Bonding用C

4、apillaryCapillary主要的尺寸：H：HoleDiameter(Hole径)T：TipDiameterB：ChamferDiameter(orCD)IC：InsideChamferICANGLE：InsideChamferAngleFA：FaceAngle(Face角)OR：OutsideRadiusHWDHole径（Ｈ）Hole径是由规定的Wire径ＷＤ（WireDiameter)来決定H=1.2~1.5WDCapillary的選用：15(15XX)：直徑1/16inch（約1.6mm)，標準氧化鋁陶瓷XX51

5、：capillary產品系列號18：HoleSize直徑為0.0018in.（約46μm）437：capillary總長0.437in.(約11.1mm）GM：capillarytip無拋光;(P：capillarytip有拋光）50：capillarytip直徑T值為0.0050in.（約127μm）4：IC為0.0004in.（約10μm）8D：端面角度faceangle為8°10：外端半徑OR為0.0010in.（約25μm）20D：錐度角為20°CZ1：材質分類，分CZ1,CZ3,CZ8三種系列1/16inch總長L

6、Capillary尺寸對焊線品質的影響：Chamfer径（ＣＤ）Chamfer径过于大的话、Bonding強度越弱，易造成虛焊.CDCDChamfer角（ICA）Chamfer角：小→BallSize：小Chamfer角：大→BallSize：大CDCA:70(Degree)MBDSmallerCD–SmallerMBDCDCA:120(Degree)MBDBiggerCD–BiggerMBDChamferAngle：90°ChamferAngle：120°将Chamfer角由90°变更為120°可使Ball形状变大，随之B

7、all的宽度变宽、与Pad接合面積也能变宽。2ndNeck部Crack発生荷重过度附加接触面导致破损→HillCrack発生OR（OuterRadius）及FA（FaceAngle）：对HillCrack、Capillary的OR（OuterRadius）及FA（FaceAngle）的數值是重要影響因素FA（FaceAngle）0°→8°變更FA0°→8°的變更並未能增加WirePull的測試強度，但如下图所示，能夠增加2ndNeck部的穩定性。FA：0°FA：8°次序动作1焊头下降至第一焊点之搜索高度2第一焊点之搜索3第一

8、焊点的接触阶段4第一焊点的焊接阶段5返回高度6返回距离7估计线长高度8搜索延迟9焊头下降至第二焊点之搜索高度10第二焊点之搜索11第二焊点的接触阶段12第二焊点的焊接阶段13线尾长度14焊头回到原始位置4.焊接时序圖焊头動作步驟焊头在打火高度(复位位置)线夹关闭–WireClampClos