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半导体铜线工艺步骤

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一、 铜线键合工艺
A、铜线工艺对框架特殊要求-------铜线对框架要求关键有以下几点：
1、 框架表面光滑，镀层良好；
2、 管脚共面性良好，不许可有扭曲、翘曲等不良现象
管脚粗糙和共面性差框架拉力无法确保且轻易出现翘丝和切线造成烧球不良，压焊过程中轻易断丝及出现tail too
short ；
B、保护气体----安装时候确保E-torch上表面和right nozzle
下表面在同一个平面上．才能确保烧球时候，氧化保护良好．同时气嘴在可能情况下尽可能靠近劈刀，以
确保气体最大范围保护
C、劈刀选择——同金线相比较，铜线选择劈刀差异不是很大，但还是有一定差异：
1、铜线劈刀T 太小2nd轻易切断，造成拉力不够或不均匀
2、铜线劈刀CD不能太大，也不能太小，不然轻易出现不粘等现象
3、铜线劈刀H和金线劈刀无太大区分（H比铜丝直径大8µm即可，太小轻易从颈部拉断）
4、铜线劈刀CA太小线弧颈部轻易拉断，太大易造成线弧不均匀；
5、铜线劈刀FA选择通常要求8度以下（4-8度）
6、铜线劈刀OR选择大同小异
D压焊夹具选择

铜线产品对压焊夹具选择要求很严格，首先夹具制作材料要选择适当，同时夹具表面要光滑，要确保载体和管脚无松动要，不然将直接影响产品键合过程中烧球不良、断线、翘丝等一系列焊线问题。
二、 铜线特征及要求
切实可行金焊线替换产品 。
细铜焊线（<1.3mil）
铜焊线，机械、电气性质优异，适适用于多个高端、微间距器件，引线数量更高、焊垫尺寸更小。
铜焊线（1.3-4mil）
铜焊线，不仅含有铜焊线显著成本优势，而且降低了铜焊点中金属间生长速度，这么就为大功率分立封装带来了超一流可靠性。
铜焊线成本优势
因为铜成本相对较低，所以大家更愿意以铜作为替换连接材料。对于1mil焊线，成本最高可降低75%*，2mil可达90%*，具体则取决于市场情况。
铜焊线优异性能
铜线导热导电性能显著优于金线和铝线，所以能够以更细焊线直径达成愈加好散热性能及更高额定功率。和金相比，铜机械性质更强，这么在模压和封闭过程中能够得到优异球颈强度和较高弧线稳
铜焊线优点（和金焊线相比）
材料成本低 &#8226; 降低单位封装成本，提升竞争优势
导电性好
金焊线4.55 10 E7/ Ohm m
铜焊线5.88 10 E7 / Ohm m &#8226; 在微间距封装中能够采取更细焊线
&#8226; 微间距应用性能优异（焊垫尺寸较小）
&#8226; 提升功率调整器件（TO220、TO92、DPAK等等）电流容量和性能
导热性好
金31.1 kW/m2 K
铜39.5kW/m2 K &#8226; 传热效率更高
机械性质高 &#8226; 抗拉强度更大、延伸特征愈加好
&#8226; 模压中含有优异球颈强度和较高弧线稳定性
金属间（IMC）生长速度慢 &#8226; 提升机械稳定性、降低电阻增加量
&#8226; IMC生长较为温和，从而提升了键合强度
降低金属间生长速度，提升可靠性

和金线焊点相比，铜线焊点中金属间生长速度显著减小。这就降低了电阻、减小了产热，并最终提升了焊接可靠性和器件性能。因为铜线中金属间生长速度、电阻和产热均低于金线，故而电阻随时间增加量和老化速度同时得到减小。

铜线在焊接后能够形成比金线更稳定、刚性愈加好弧形
能够适应更长弧度（最长弧度7mm）
铜焊线经典尺寸及标准机械规格
直径 um 20 25 28
30 38 50 65 75
密耳 0.8 1.0 1.1
1.2 1.5 2.0 2.5 3.0
延伸率（%） 8-16 8-16 10-20
10-20 10-20 15-25 15-25
15-30
断裂荷载（g） 5-10 8-15 10-20
12-22 20-30 40-55 60-80
80-120
铜焊线包装和存放
铜含有较强亲氧性，所以必需对铜焊线进行保护以延长其保留期。为此各卷铜焊线均采取吸塑包装，并在塑料袋内单独密封
除了以上优点为，铜线还有以下特征：
1.铜线易氧化，标准上拆封铜线48小时用完。
2.铜线硬度高，轻易产生弹坑、不粘、断丝、、烧球不良
三、铜线和金线在键合工艺参数区分
1.EG-60 铜线压焊工艺参数和金线相比较最大改变是加大了contact
force，以增加产品可焊性，为了减小弹坑风险，通常情况下1mil以下铜线采取LOW-Power模式，而1.2mil以上通常采取High-power模式
Set up machine
&#61557; Set up machine(改为铜线方法)
&#61656; F16() 1090ABBB bond sequence [normal
(gold wire)->copper
&#61557; F16 Tail control (降低tail too short 报警)
&#61656; F16 1090ABB40
&#61548; Menu 1 12-16
&#61548; Menu 9 20
&#61548; Menu A 8
&#61557; F15 bond process control(降低 NSOP NSOL)
&#61656; F15 ()10803
&#61548; Menu 0 比gold wire 要 大部分
&#61548; Menu 3 0
&#61548; Menu 4 比bond force 稍小
Set up machine
&#61557; Search high ( 降低 NSOP & tail too short)
&#61656; Gold wire : 8-12
&#61656; copper wire : 10-15
&#61656; EFO parameter
&#61548; Wire size (mil) 0.8 1.0
1.5 2.0
&#61548; Current (mA) 5000-7000
1-15000
&#61548; time (us) 500-800
1200-1800
Set up machine
&#61656; BQM set up
&#61548; Wire size (mil) 0.8-1.2
1.5-2.0
&#61548; Rise time 1-2
2-3
&#61548; Power level low
high
&#61548; Power control const-p
const- p
&#61656; Speed set
&#61548; F15 比gold wire 稍低. 512-640
384-512
Set up machine
&#61557; Set up machine
&#61656; To Copper Wire
&#61548; 1 Higher EFO current for Cu
&#61548; 2 Shorter EFO time for Cu
&#61548; 3 In general, higher force & power
&#61548; 4 Longer Time factor
&#61548; 5 Higher WC force due to Cu hardness
&#61548; 6 Less Contact Power, use force to deform the
ball during the contact stage then apply more base power
Production issue
&#61557; Ball
&#61656; 球不良原因：
&#61548; 吹气保护不好
&#61548; 铜线开封后预防时间太长．线有氧化（７２小时）
&#61548; Tail length 不稳定造成烧球不好
&#61548; Capillary 选择型号不对
&#61656; Action:
&#61548; 调整吹气装置和E-TORCE位置，确保保护良好
&#61548; 更换铜线
&#61548; 调整２nd 焊接参数（base power and base force)确保tail
length 稳定．
&#61548; 选择适宜capillary
Production issue
&#61557; 1st
&#61656; NSOP 原因：
&#61548; Bond power 太小
&#61548; Bond force 太大
&#61656; Action:
&#61548; 在确保无crater 前提下．调整　power and force
Production issue
&#61557; 2nd
&#61656; NSOL 原因：
&#61548; Bond power 太小或太大
&#61548; Bond force 太大或太小
&#61656; Action:
&#61548; 假如焊接后无留金痕迹应该调大 base power
&#61548; 假如焊接后有显著压断痕迹，应该调小 base power and force
Production issue
&#61557; 2nd 　后
&#61656; tail too short 原因：
&#61548; 管脚位置浮动．
&#61548; Bond power 太小或太大
&#61548; Bond force 太大或太小
&#61656; Action:
&#61548; 调整该焊点位置
&#61548; 假如报警后能够直接从capillary 穿下线，应该是base power
较小，应该调大base power　或减小base force
&#61548; 假如报警后线不能直接穿下capillary，必需把线拔除再穿话，应该减小base power
或增大base force.
四、铜线对生产效率和产品质量影响

1、产能相对较低---铜线硬度要强于金线，压焊过程中止丝几率和不粘相对增大，考虑到可焊性等原因，压焊速度相对较慢，正常情况下设备利用率是金线设备2/3左右。

2、偏心球、烧球不良（高尔夫球）产生较多----铜线2nd焊点切线稍有异常，将直接影响1st焊点烧球，气体保护范围太小或框架、夹具异常均会影响1st焊点烧球，所以在出现以上现象是，首先应排除硬件原因，然后再从参数方面处理。

3、不粘产生频繁----因为铜线特殊性，键合过程中不粘现象较为严重，在铜线键合过程中出现不粘，应从以下方面处理：
A、要确保拆封铜线无氧化，沾污，拆封铜线要在48小时内用完。
B、夹具表面平整光滑，载体无松动
C、确保烧球时候，氧化保护良好
D、切线正常，无偏心球
E、装片平整度，胶量充足（胶量不足缺胶直接影响不粘，1.2mil以上铜线最为显著），固化温度均匀；
F、劈刀选择合理
G、参数调整
4、弹坑风险增加---因为铜线硬度要强于金线，且轻易产生氧化，弹坑几率风险大大增
加。为了减小铜线弹坑风险，需从以下方面处理：
A、配置专员每班做例行弹坑验证，包含更换品种，夹具及设备维修后。
B、加强过程监控---更换劈刀、修改1st、EFO参数后必需作弹坑试验；
C、对部分硬件如气嘴、流量（保护气体），夹具，压缩空气等每班最少做一次检验，同时提醒作业员随时检验。
D、立即和用户沟通，铜线产品Pad测试点（探针印）小于20%，同时要确保一定铝层厚度，铝层厚度对照表以下图所表示：

Wire Thickness Bond pad thickness
Metallization Composition
0.8mil 1.0&micro;m Al, Si, Cu
1.0mil 1.5&micro;m Al, Si, Cu
1.2mil 2.0&micro;m Al, Si, Cu
1.5mil 3.0&micro;m Al, Si, Cu
2.0mil 3.0&micro;m Al, Si, Cu
3.0mil 4.0&micro;m Al, Si, Cu
4.0mil 4.0-6.0&micro;m Al, Si, Cu
5.0mil 6.0-8.0&micro;m Al, Si, Cu
6.0mil 6.0-8.0&micro;m Cu/NiP/Pd/Au
bravoroy at -12-10 00:09:38
thanks..good...up
zjw_828 at -3-04 11 :49:38
Eagle60做TO220没问题，线径2。5MIL就能够，再大话可能有点困难！
假如成功请大家拿出来晒下，分享下！
本企业改做220，到现在为至还是能够，合格率全部是能够，一台机器能够顶多个半自动机器，能够少不少人呢
dasiy at -4-05 18 :03:10
看了大家，我们企业也做。
企业当初准备时候，升级版本，更改EFO BOX ，加N2H2保护气，优化参数。
不过
也做部分简单产品（SOT23，SOD123/323，SOT323/363，TO220/252/263，SLP系列）！
wgfzhong1985 at -7-27 22 :23:50
220/263/dip8,top5/6
li7626505 at -1-07 20 :20:23
sop14/8/16 dip8 TO-220
highywei at -1-12 20 :37:44
EAGLE60 做TO220 用 Kaijo FB880 做SOP SC SOT DPAK
等等。还能够，比金线差

公布人: 曾斌 电话:
等级: VIP(个人) 查看店铺 传真:
价格: 面议 公布者IP：
网址: http:// QQ:
邮件: 地域: 苏州市 昆山
地址: 江西兴国 (PC: 342400 )

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姓名：正宗阳澄湖大闸蟹留言内容：阳澄湖大闸蟹专卖店-10-17 12:21:04

姓名：阳澄湖大闸蟹专卖店留言内容：阳澄湖大闸蟹专卖店-10-16 20:20:22

姓名：阳澄湖大闸蟹专卖店留言内容：阳澄湖大闸蟹专卖店-10-16 18:34:34

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