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1、目錄1.銲線的種類2.結(jié)球銲線(BALLBONDING)的操作3.結(jié)球銲線的實際操作4.Bonding用線材5.Bonding用瓷嘴6.銲線技術(shù)(製程技術(shù))附錄1.拉力測試時Pull位置的影響附錄2.關(guān)於CRATERING附錄3.關(guān)於電鍍銲線機(jī)操作的基礎(chǔ)1.銲線的種類BallBonderWedgeBonder將半導(dǎo)體IC晶片上的接續(xù)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(dǎo)體製造機(jī)臺用語辭典)此方式是以降低打線溫度為目的所開發(fā)而成。為彌補(bǔ)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(shù),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(jī)臺製造廠商開發(fā)手動式機(jī)臺,將結(jié)球銲線的操作被實際應(yīng)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?zé)岷芍劁I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、)參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(yōu)(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(yōu)(超音波振動)因溫度使原子擴(kuò)散定數(shù)増大優(yōu)(高溫)劣(較低溫)原子密度差距(濃淡斜率)増大劣優(yōu)(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(diǎn)位置(PAD表面)以低速(5mm/sec-20mm/sec)下降。②?。保螅翡I點(diǎn)瓷嘴碰觸到銲墊表面後,依靜荷重、超音波振動及溫度,使金球被壓著在銲墊表面上。③打線?。保螅翡I點(diǎn)完成後,瓷嘴朝2nd銲點(diǎn)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(diǎn)朝2nd銲點(diǎn)移動的過程中,金線被瓷嘴吸入,連帶著多餘的線到達(dá)2nd銲點(diǎn)。⑥2nd銲點(diǎn)到達(dá)2nd銲點(diǎn)後,依靜荷重、超音波振動及溫度,使金線被壓著在LEAD表面。⑦FEEDUP線尾產(chǎn)生2nd點(diǎn)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(dǎo)體晶片①1st銲點(diǎn)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(diǎn)⑥FEEDUP線尾產(chǎn)生⑦※無線弧控制之情形3.結(jié)球銲線的實際操作手段DIEBONDERDI
5、EBONDER導(dǎo)線架L/F/基板接著劑半導(dǎo)體晶片烘烤BallBonding線瓷嘴打線技術(shù)(製程技術(shù))BallBONDER(機(jī)臺技術(shù))主要特徴等上述極佳的化學(xué)、機(jī)械特性※本項資料、圖表等,自田中電子工業(yè)及日鉄MICROMETAL技術(shù)資料轉(zhuǎn)載4.Bonding用金線4-1金線的主要特徴在現(xiàn)今半導(dǎo)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(dǎo)體DEVICE封裝材料。在大氣中或水中,化學(xué)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(xì)線不易吸收氣體對
6、於熱壓著打線,硬度最合適其機(jī)械性的強(qiáng)度可承受樹脂封膠壓力僅次於銀、銅的高導(dǎo)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(dǎo)性(電流傳導(dǎo)容易)影響金屬導(dǎo)電程度,也就是決定電子移動量的重要因素,包含金屬結(jié)晶中的自由電子數(shù)、金屬結(jié)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(shù),一般以1價的金屬最多、導(dǎo)電性高。結(jié)晶中兩端電位差越大,自由電子數(shù)越多,導(dǎo)電性也越高。電氣阻抗越小,則移動電子數(shù)越増加、導(dǎo)電性也越高。自由電子相對於不能與原子或分子相離太遠(yuǎn)的束縛電子,自由電子可在真空或物質(zhì)中自由移動。金屬中的傳導(dǎo)電子在傳導(dǎo)帶時
7、就是自由電子,因與格子振動的相互作用,有說明導(dǎo)電、熱傳導(dǎo)、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(wěn)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(shù)。電氣阻抗中電流流通,則產(chǎn)生每單位時間發(fā)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(zhì),以及在加工過程中的均勻擴(kuò)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(fàn)例(引用自田中電