集成电路焊线(W/B)过程中不粘异常问题探讨

mike723508

由于铜丝的特殊性，键合过程中不粘现象较为严重，在铜丝键合过程中现不粘，应从以下方面解决：

A、要保证拆封的铜丝无氧化、沾污，拆封后的铜丝要在 48 小时内用完；
B、夹具表面平整光滑，载体无松动；
C、保证烧球时气体保护良好；
D、装片平整，胶量充足，固化焊接温度均匀、牢固。 E、劈刀选用合理；
F、设备参数调整合适。

铜丝产品对压焊夹用的选用要求非常严格，首先夹具制作材料要选用得当，同时夹具表面光滑，要保证载   体和管脚无松动，否则将直接影响产品焊接过程中烧球不良，不粘等一系列焊线问题。

对于框架的第二焊点是铜丝键合质量的一个挑战，首先，铜丝氧化可能导致焊接点和引线框架之间界面   间强度减弱，而且由于氧化作用焊接点容易脆裂，即容易产生焊点脱落或接力强度度；其次，铜丝键合在  第二焊点需设置更高的键合参数，从而在控制焊接形貌上存在难度，并且需要调整引线框架(引线端)的   设计以能够经受更高的键合参数。因此要达到：

(1) 框架表面光滑、镀层良好。如 Ag 预镀表面框架的银层应控制在 0.03~0.06mm;
(2) 管脚共面性良好，不充许有扭曲、翘曲不良现象。管脚表面粗糙和共面性差的框架拉力无法保证且容 易出现不粘和切线造成的烧球不良，压焊过程中容易不粘及出现尾部过短的现象。
(3) 铜丝对于 Ag 预镀表面框架键合具有好的焊接性能，合理的设置焊接参数即可达到质量要求，而对于NipdAu 预镀表面框架，则需要更长的键合时间和大的待机功率来提高第二键合期间的引线稳定性。

3、劈刀的选用

铜丝选用的劈刀与金线选用的劈刀差别不大，但铜丝劈刀端部要求表面粗糙些，这有利于增加超声焊接  时的背部表面张力和端部表面的焊接力。同时还要注意以下劈刀形状差异：

(1) 铜丝劈刀 T 面要稍大一点，太小第二压点(2nd)容易切断造成拉力不够或不均匀；
(2) 铜丝劈刀 CD 可基本保持不变，太大或太小都容易出现不粘等现象；

(3) 铜丝劈刀 H(孔径)比铜丝直径大 8pim 即可，太小容易在颈部拉断；
(4) 铜丝劈刀 CA 可适当减小角度值，大了易造成线弧不均匀，但太小线弧颈部容易拉断。
(5) 铜丝劈刀 FA 选用一般要求 8 度以下(4-8 度)
(6) 铜丝劈刀 OR 选用与金丝大同小异。

4、高压打火杆的上表面与对应的气体喷嘴的下表面应处在同一个平面上，以确保烧球时气体保护良好;

5、保护气体加在易出现氧化的高压打火杆烧球点(EF0 过程)与工作台的芯片加热区域，流量一般为  1L/min 左右。流量大小主要视铜球的氧化颜色与铜球的焊接形状而定，太大会出现高尔夫球情况，太小则会景响   保护作用。

6、保护气体的气嘴尽可能靠近劈刀，以保证气体最大范围的保护工作面。总之，采用铜丝键合避免不粘需  要考虑的问题如下:
(a)混合气体保护及屏蔽，即气体的组分、流速、屏蔽区域和喷嘴设计;
(b)铜线的使用寿命(包括焊线机上的时间);
(c) 关键键合参数，包括键合和接触功率/力/时间，通常情况下这些参数在球键和第二熔合线焊点都需要增加;
(d) 很好地确定待机功率，以提高球焊的键合质量，减少发生键合弹坑的可能性;
(e) 焊线方向上的最佳待机功率和垂直方向上摩擦也将有助于获得优良、牢固焊接形状和良好的拉力强度;  (f)相对于金线键合，铜线键合中的焊接劈刀需要更坚固的质地材料和相适应的型号尺寸要求
(g) 适当增加芯片电极铝层厚度可以改善焊接不粘问题和避免芯片的损伤;
(h) 在第一球焊点面积许可的前提下，适当选用粗一些的铜线，以提高第二焊点产生线尾的一致性、稳定性， 降低接下来打火成球大小(小球)不均的现象改善键合质量;
(j)铜丝对于预镀框架的第2键合点需要更长的键合时间和大的待机功率来提高第二键合期间的引线稳定性。

对于焊线过程不粘问题从失效模式分析和判断，从工艺、设备、制具、材料、方法等综合考虑发生断丝现  象的各种可能性，从封装工艺中的分层问题和压焊加工过程中的各种问题着手，可以达到预防和控制断丝问题的发生。

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