焊线机基本操作课件.ppt

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1、目錄１．銲線的種類２．結球銲線(BALLBONDING)的操作３．結球銲線的實際操作４．Bonding用線材５．Bonding用瓷嘴６．銲線技術（製程技術）附錄１．拉力測試時Pull位置的影響附錄２．關於CRATERING附錄３．關於電鍍銲線機操作的基礎１．銲線的種類BallBonderWedgeBonder將半導體IC晶片上的接續電極與Package外部引出用端子之間，利用打線予以連接。將相連的金屬加熱，以熱或超音波振動、或熱+超音波振動，使其接合。(源自於:SEAJ半導體製造機台用語辭典)此方式是以降低打線溫度為目的所開發而成。為彌補因溫度低造成熱能減少，因此

2、附加上超音波能量打線溫度：３００℃前後打線溫度：１００～２００℃前後低溫化熱壓著TPC方式使用Ａｕ線來銲線的技術，最早是在１９５０年代，由美國貝爾研究所的研究小組所確立，之後美國機台製造廠商開發手動式機台，將結球銲線的操作被實際應用，且普及的被採用至今。WedgeBonding鋁Al、金Au線BALLBONDING金Au、銅Cu線WIREBONDING超音波・熱壓著方式熱壓著法與超音波・熱壓著法的比較－接合要素之比較－－接合時所需的物理性効果比較－項目熱壓著法超音波・熱壓著法接合要素熱荷重銲針磨動VIB熱荷重超音波振動U.S.溫度高（300℃以上）較低（200℃前後

3、）参考資料熱壓著法超音波・熱壓著法接合所需的物理性効果（銲針磨動）優（超音波振動）塑性變形増大變形量増加空孔密度増大（銲針磨動）優（超音波振動）因温度使原子擴散定數増大優（高溫）劣（較低溫）原子密度差距(濃淡斜率)増大劣優（超音波振動）２．銲線操作①搜尋動作在瓷嘴前端突出的線頂端形成金球，瓷嘴朝向１ｓｔ銲點位置（PAD表面）以低速（５ｍｍ／ｓｅｃ－２０ｍｍ／ｓｅｃ）下降。②　１ｓｔ銲點瓷嘴碰觸到銲墊表面後，依静荷重、超音波振動及溫度，使金球被壓著在銲墊表面上。③打線弧１ｓｔ銲點完成後，瓷嘴朝２ｎｄ銲點移動的過程中，瓷嘴上升約５ｍｍ，釋出線弧形成時所需的金線長度。④－

4、⑤線弧形成接著在瓷嘴從最高點朝２ｎｄ銲點移動的過程中，金線被瓷嘴吸入，連帶著多餘的線到達２ｎｄ銲點。⑥２ｎｄ銲點到達２ｎｄ銲點後，依静荷重、超音波振動及溫度，使金線被壓著在LEAD表面。⑦FEEDUP線尾產生２ｎｄ點銲線完成後，為了下次的打線時形成所需的金球，既定的金線被釋出，上升到SPARK的高度。⑧金球形成瓷嘴上升至SPARK高度後，因放電而使金線前端形成金球。線弧形成LEAD搜尋動作半導体晶片①１ｓｔ銲點②金線釋出③金線吸入④⑤金球形成線弧軌跡形成放電形成金球⑧２ｎｄ焊點⑥FEEDUP線尾產生⑦※無線弧控制之情形３．結球銲線的實際操作手段DIEBONDERDI

5、EBONDER導線架L/F／基板接著劑半導體晶片烘烤BallBonding線瓷嘴打線技術（製程技術）BallBONDER（機台技術）主要特徴等上述極佳的化學、機械特性※本項資料、圖表等，自田中電子工業及日鉄MICROMETAL技術資料轉載４．Bonding用金線４－１金線的主要特徴在現今半導體組裝過程中超音波・熱壓著打線方式為BallBonding的主流，而金線是最適合且不可或缺的半導體DEVICE封裝材料。在大氣中或水中，化學性安定，不會氧化在金屬中，延展性最佳、於打線時可使用加工至直徑１０～３８μｍ（MICORMETER：１／１０００ｍｍ）的超細線不易吸收氣體對

6、於熱壓著打線，硬度最合適其機械性的強度可承受樹脂封膠壓力僅次於銀、銅的高導電性電阻比率（μΩ・ｃｍ）的比較銀（１.６）＜銅（１.７）＜金（２.３）＜鋁（２.７）電氣傳導性（電流傳導容易）影響金屬導電程度，也就是決定電子移動量的重要因素，包含金屬結晶中的自由電子數、金屬結晶兩端的電位差、妨礙自由電子移動的阻抗等因素。自由電子數，一般以１價的金屬最多、導電性高。結晶中兩端電位差越大，自由電子數越多，導電性也越高。電氣阻抗越小，則移動電子數越増加、導電性也越高。自由電子相對於不能與原子或分子相離太遠的束縛電子，自由電子可在真空或物質中自由移動。金屬中的傳導電子在傳導帶時

7、就是自由電子，因與格子振動的相互作用，有說明導電、熱傳導、比熱、磁性等特徴。電氣阻抗施與在物體一定電壓Ｖ時，所通過的穩定電流為Ｉ、則Ｒ＝Ｖ／Ｉ為該物體之電氣阻抗。截面積也一樣，在A中長度Ｌ的線狀物體，Ｒ＝ρＬ／A中的ρ被稱做電氣阻抗率（電氣阻抗比），是［Ω・ｃｍ］為單位的物理定數。電氣阻抗中電流流通，則產生每單位時間發生Ｉ*2・Ｒ的焦耳熱（Ｗ）。用語解説在高純度（５Ｎ：９９．９９９％）の純金中添加特定的不純物質，以及在加工過程中的均勻擴散處理（熱處理：Anneal退火），可製造出具有各種特性之線種。４．Bonding用金線４－２金線的製造過程範例（引用自田中電