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1、Gold Bonding Wire (I),from :ABO PAN,黃金的物理性及化學特性,高溶點: 1063度C 良好的導電性: 銅，銀 金 鋁 高耐腐性: 王水(鹽酸 + 硝酸) 以外不會受腐， 在室溫和高溫的大氣中不會 氧化 低硬度: 容易進行可塑性加工,黃金作為IC 的銲線材料使用方便， 容易取得較好的可靠性，不像銅有氧化問題,機械特性-添加物的效果,結晶單元的變形 加工硬化,Remark: 加合金滑動較小,機械特性-加工硬化和熱處理,可塑性變形 = 缺陷增加 硬化 熱處理 = 缺陷減少 軟化,金線的加工工藝,先提升到5N,加添加物後變成4N,拉長拉直後金線會硬化,軟化,捲線不能太
2、鬆線會散 太緊looping 不易拉,2. Doping & Casting,1. Refining,3. Drawing,5. Winding,4. Annealing,6. property check,7. Visual inspection,8. Despooling test,Refine raw material to 99.999% or higher purity.,Add dopants and cast Determines wire type.,Reduce wire diameter gradually down to final wire diameter.,Remo
3、ve internal stress from drawn wire Determines mechanical property.,Wind to spool as each customer specifies.,Check breaking load and elongation of wire.,Check surface of wire using microscope,Check despooling of wire,Manufacturing Process,Confidential,4,Wire bond 的構成,FAB 的形成,Ball Bonding (1st 結合),加熱
4、 + 振動(超音波) 形成Au和Al金屬間的化合物,非結合部份(空氣)為白色 IMC為灰色,Applications Development-Bond Integrity,500 hrs in Argon,500 hrs in air,Poor Bond (4.5g/mil),Good Bond (6.5 g/mil2),Alloy Behavior in Aging,Good Bonds after 500hrs in Argon,HAZ 的生成,結晶單元的變形 加工硬化,Stitch Bonding (2nd 接合),結晶單元的變形 加工硬化,金線的選擇,金線的選擇重點 FAB的硬度 對于
5、強度較小的pad 構造使用FAB軟的金線 要求狹小的BPP(壓著球徑安定)使用FAB硬的金線 HAZ(Heat Affected Zone)的長度 要求環路低使用HAZ短的金線 (能保証低環路package的looping 安定性) 金線的拉斷強度 要求環路控制(成型)性良好使用高強度金線 要求抗樹脂流動性良好使用高強度金線 要求2nd 結合性良好使用低強度同時拉伸率好的金線,金線的選擇 (續),1st 接合可靠性 初期接合性FAB的硬度和Bonding條件的匹配 1%Pd合金線金擴散的延遲使得金屬間化合物形成緩慢 Capillary 污染 少污染低強度金線，1%Pd合金線 管道堵塞環路控制性
6、能減低，FAB形成不良 尖端污染(超聲波傳遞不良)2nd Bonding 強度減低 Remark: (釟雖然添加多，但因釟與金類同固屬於低強度) Wire Bonding 後的直進性 1st 頸部歪倒，環路中部彎曲使用BGA用高直進性wire,金線強度對wire bonding 的影響,不同Package 所適用之金線Type選擇,MKE Wire Types & Applications,Confidential,5,Loop Height,Loop Length,SOP,SOJ,TSOP,PLCC,QFP,TQFP,BGA,CSP,MCM,DIP,Low Loop L, XC, UL, U
7、N type,Normal Loop M, T type,Long Loop T, UB, UL type,High Strength R, UB, UL type,BGA,4,5,6,7,8,9,10,11,( mil ),50,100,200,150,( mil ),Applications of wire types,Confidential,6,一般業界金線線徑的選用,金線的使用,接觸金線引發之問題 手指 皮膚屑，油脂的附著造成放電異常形成FAB不良 鑷子等接觸 金線相互間的粘著造成金線放出不暢形成loop形狀不良安定性) 膠紙粘著物 金線相互間的粘著造成金線放出不暢形逾loop形狀不
8、良 異物 Capillary 堵塞造成loop形狀不良,金線的使用(續),保管 防止金相互間粘貼 溫度30度C以下(保証期間1年) 金線鬆散的防止 必須使用固定膠紙將線頭固定 裝入線盒防止污染，必須將線軸橫放,問題處理,纏線 將金線解開，找出深部的纏線，用鑷子將金線切斷 金線的鬆散 將鬆散的金線全部用金線切斷放置一邊 FAB 形成不良 檢查線夾，銲針是否污染 用pant light 檢查是否有手指印 EFO 放電呈黃色，檢查指紋，E-Torch 1st 接合不良 檢查pad 有無污染 在小的BPP 時，須將bonding 的條件設置在超音波作動前不能過於分散(contact search Tol 放小一點) Loop 高度不安定,問題處理(續),頸部損傷 對於低弧，1st bond 頸部的彎曲應設置在30度以下 Loop 高度不安定 檢查線夾，銲針是否污染 檢查由纏線，沾有黏著物，碰傷等引起的金線放線不暢 檢查金線的HAZ長度是否合適 EFO 放電呈黃色，檢查指紋， E- Torch,AFWs Customized Color Labels, END ,