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封裝之打線簡介

1.Wire bond原理: 對金屬絲和壓焊點同時加熱和超音波,接觸面便産生塑性變形,并破壞了界面的氧化膜,使其活性化,通過接觸面兩金屬之間的互相擴散,形成金屬化合物而完成連接配接。

2.常用線材: 金線,Ag合金線,钯銅線,純銅線。 基于0.8mil,20um各種線材特性比較如下: 金線的主要優點: 硬度低,應力小,不容易産生彈坑。 抗氧化性好,在高溫高濕下環境下的長期可靠性好。 缺點:成本較高,金屬遷移率高,相比其他線材易産生Kirkendall Void。

銀合金線的主要優點: 硬度低,應力小,不容易産生彈坑,成本低。 缺點:相比其他線材斷裂載荷偏小。

銅線的主要優點: 成本低,電阻率小,金屬遷移速率低,高溫不易産生Kirkendall Void。 缺點:硬度大,容易産生彈坑,高溫高濕下易腐蝕。

銅線和钯銅線優缺點比較: 1)钯銅線具有更好的耐腐蝕性 2)钯銅線開封後可以存儲7天,純銅線隻能存儲3天。 3)钯銅焊接時在純氮氣環境下,純銅線需要在氮氫混合氣體中。

3.Wire Capillary (劈刀):

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Capillary主要的尺寸

  • H:Hole Diameter
  • T:Tip Diameter
  • B:Chamfer Diameter (orCD)
  • IC:Inside Chamfer
  • IC ANGLE:Inside Chamfer Angle
  • FA:Face Angle (Face角)
  • OR:Outside Radiu
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CD徑過大,Bonding強度越弱,易造成虛焊。

Chamfer角:小→Ball Size:小 Chamfer角:大→Ball Size:大 OR(Outer Radius)及FA(Face Angle):對Hill Crack、Capillary的OROuter Radius)及FA(Face Angle)的數值是重要影響因素

4.Wire Bonding的過程:

1) 焊頭在打火高度 2) 焊頭由打火高度下降到第一焊點搜尋高度 3)第一焊點接觸階段 4)第一焊點焊接階段 5)完成第一點壓焊後, 焊頭上升到反向高度 6)焊頭上升到線弧高度位置 7)XYZ 移向第二壓點搜尋高度 8)第二壓點焊接階段 9)焊頭在尾絲高度,拉斷尾絲。

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First bond:

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2nd Bond:

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線弧:

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5.Wire Bonding的主要參數:Time(時間) 、Power(功率)、Force(壓力) 、Temperature(溫度)

6.Wire bonding 的弧形:

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BPO: Ball Pad opening BPP: Ball pad Pitch 下表為不同直徑金線的直徑對應的最小BPO/BPP 和最大線長。

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BPO至少5um。 最大弧長是根據晶片高度,焊針尺寸,弧高要求,晶片偏移量,線徑通過實驗得到的安全長度。 6.Wire bond 測試: 主要項目Wire pull test (拉力測試), ball shear test(第一點推力測試) , stich pull test (第2點拉力測試), IMC coverage(金屬化合物覆寫率),Crater test (彈坑實驗), remain Al thickness(鋁墊殘留厚度)及可靠性試驗後的Cross section。

本文作者:闫妍

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