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芯片金線生產工藝標準

嘉峪檢測網(wǎng)        2023-10-25 08:05

芯片鍵合,作為切割工藝的后道工序,是將芯片固定到基板(substrate)上的一道工藝。引線鍵合(wire bonding)則作為芯片鍵合的下道工序,是確保電信號傳輸?shù)囊粋€過程。wire bonding是最常見一種鍵合方式。
Gold Bonding Wire: 半導體鍵合金線/金絲
 
用于半導體封裝工藝中的芯片鍵合。
 
Wire Bond/金線鍵合: 指在對芯片和基板間的膠粘劑處理以使其有更好的粘結性能后,用高純金線把芯片的接口和基板的接口鍵合。
 
成分為金(純度為99.999%),摻雜銀、鈀、鎂、鐵、銅、硅等元素。
 
摻雜不同的元素可以改變金線的硬度、剛性、延展度、電導率等參數(shù)。
 
一、 目的:建立基本的 wire bonding 標準,制定生產過程中產品合格/不合格的判斷標準。
 
二、 范圍:本標準只適用于金線球焊工藝。
 
三、 基本焊接條件:熱壓超聲波焊接用于金線鍵合,所需的溫度、壓力、超聲波功率及時間視不同機型、不同材料有很大不同,具體根據(jù)機型、材料特性科學設定。
 
四、 品質判斷標準:
 
1) 球形標準,如下圖所示: 
 
① 球的直徑:以2.5φ-3.5φ為標準 ,低于2.5φ為球小,大于3.5φ為球大。
 
② 球的厚度:以0.5φ-1.5φ為標準,低于0.5φ為球扁,大于1.5φ為球厚。
 
③ 球畸形:焊線偏離焊球中心超過1/2φ為球畸形。 
 
注:以上φ為金線直徑,以下類同。
 
線形標準:
 
① 線形不良:線擺動以≤3φ、S 形≤2φ為標準,超過此標準為線形不良。線形擺動如下圖所示
② 線受損:以≤1/4φ為標準,超過1/4φ為線受損不可接受。 
 
③ 弧形標準:晶粒邊距金線垂直距離至少1.5φ,少于1.5φ為線低;晶粒面距線形最高不超過 200um,如下圖所示。
 
④ 跪線:如下圖所示,圓圈處所指的金線貼在焊接表面上為跪線,不可接受。標準線形為圓圈處所指的金線與焊接表面應有一定角度。
 
3) 焊口標準:
 
① 焊口:長為0.8φ—1.5φ,寬為1.5φ—2.5φ,且瓷咀印必須完整,超出此規(guī)格范圍為不可接受,如下圖所示:
② 線尾:線尾長度必須≤1φ,大于1φ時為線尾長,不可接受。跪線 length:0.8φ—1.5φ width:1.5φ—2.5φ 瓷咀印 
 
③ 虛焊、脫焊:焊球與Die面接觸,焊口與Frame 表面接觸,拉力測試為0時為虛焊;焊球或焊口中有一個不與焊接表面接觸時為脫焊。如下圖所示
 
4) 位置標準: 
 
① 走位:球走位:焊球須在IC pad位置內或恰好壓在 Pad 邊上,超出pad位置為球走位。焊口走位:焊點須在PCB金手指內,焊口離金手指邊至少 1φ。超出金手指 為焊口走位。
 
② 漏線:應焊線的位置沒有焊線。 
 
③ 焊錯位:金線沒有焊在指定 Pad 上而是焊在別的 Pad 上。
 
5) 拉力及推球標準: 
 
① 拉力測試方法:拉力測試時以靠近焊球金線弧形最高處為基準,如下圖所示:
 
 
金線拉力管制,如下表:
 
 
備注:23、23J 為同一直徑的金線,對 SOT-54、SOT-23 產品 Wire bonding 時有兩個引線方向,方向不同金線的管制拉力不同,用J來區(qū)分,其余類同。
 
③ 推球不良:推球時使用推球機做推力實驗,推球力至少16g以上,金線在pad上殘留量≥60%,不滿足此規(guī)格為推球不良。
 
 

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來源:Internet

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