銅線工藝基礎(chǔ)培訓(xùn)教材

1、COPPER WIRE BONDING銅線工藝介紹Last Revision Date: 2021 - JanUCCPUCSPPrepared By: LifanqinApproved By: Signature Process Engineer _ Manufacturing Manager _內(nèi)容：為什么要開(kāi)展銅線銅線的特性更衣室要求銅線的焊接缺陷生產(chǎn)線控制措施銅線壽命控制方法IMC、FAB檢查標(biāo)準(zhǔn)及失效圖片案例分析Y2001 Y2002 Y2003 Y2004 Y2005 Y2006 Y2007 Y2008800400600200Gold Base PriceUSD per troy o

2、unce4.08.012.016.0Copper Base PriceUSD per poundcost reduction從此圖看出，金價(jià)一直處于上漲狀態(tài)，而銅線的價(jià)格較為穩(wěn)定，在使用銅線時(shí)會(huì)大大降低本錢。從此圖看出，金價(jià)一直處于上漲狀態(tài)，而銅線的價(jià)格較為穩(wěn)定，在使用銅線時(shí)會(huì)大大降低本錢。 其它的選擇：其它的選擇：優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)鋁線鋁線電流高電流高WB焊接速度慢，且適于焊線較為簡(jiǎn)單的產(chǎn)品焊接速度慢，且適于焊線較為簡(jiǎn)單的產(chǎn)品合金線合金線比金線傳導(dǎo)性強(qiáng)比金線傳導(dǎo)性強(qiáng)質(zhì)量不穩(wěn)定質(zhì)量不穩(wěn)定為什么要開(kāi)展銅線u 銅線很容易氧化。u 氧化的銅線會(huì)導(dǎo)致自由球變硬、扭歪和焊接性能變差。銅線的特性u(píng) 變硬的銅

3、線會(huì)導(dǎo)致焊接性能變差，在焊接過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致：u 1焊接缺陷，例如Cratering，Lifted metal等。u 2第一焊點(diǎn)和第二焊點(diǎn)焊接失效，例如Neck broken wire。u 所以對(duì)于銅線焊接的產(chǎn)品，我們要特別注意：第一焊點(diǎn)和第二焊點(diǎn)銅線的特性u(píng) 如何防止銅線氧化？u 措施1：在EFO處安裝一個(gè)EFO夾具，在形成球時(shí)用混合氣體可防止銅線氧化u 混合氣體：95%N25%H2 流量：0.40.7 L/mil 措施2：好的儲(chǔ)存條件 1銅線必須放入氮?dú)夤裰袃?chǔ)存 2銅線的使用壽命：未開(kāi)封的銅線壽命6月 開(kāi)封的銅線在常溫下的壽命：純銅3天，鈀銅30天 3沒(méi)有銅線生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)將銅線取下放入氮?dú)夤裰袃?chǔ)

4、存 4焊了銅線的產(chǎn)品必須96小時(shí)內(nèi)完成MOLDWB從做LOT START開(kāi)始算u 如何控制銅線的使用壽命：u 1領(lǐng)到銅線時(shí)應(yīng)先檢查銅線的儲(chǔ)存壽命從生產(chǎn)日期到使用日期不能超過(guò)6個(gè)月，然后檢查u 包裝情況，如果在壽命期內(nèi)包裝有任何破損，應(yīng)該暫停使用這卷銅線u 2在標(biāo)簽上寫(xiě)上開(kāi)封日期、時(shí)間，過(guò)期日期、時(shí)間，再將標(biāo)簽貼在銅線盒外表銅線的特性銅線銅線日期日期時(shí)間時(shí)間開(kāi)封開(kāi)封2010-3-19:00過(guò)期過(guò)期2010-3-49:00u 過(guò)期銅線的處理：u 1過(guò)期的銅線必須交于工程師處理。u 2銅線超過(guò)使用期限后禁止延期在投入生產(chǎn)。u 1 K 級(jí)凈化室要求 客戶BROADCOM將在我們公司生產(chǎn)銅線的產(chǎn)品，要求

5、我們要在1K級(jí)以下的空氣潔凈度環(huán)境下生產(chǎn)，所以我們?cè)贓OL專門隔離出一片區(qū)域用于作為銅線的生產(chǎn)。 該區(qū)域的控制比目前FOL的10K的潔凈度的要求更嚴(yán)格，所以對(duì)進(jìn)入該區(qū)域的人員有如下要求：1.該區(qū)域的OP和技術(shù)員必須是經(jīng)過(guò)特殊認(rèn)證的，被授權(quán)進(jìn)入該區(qū)域進(jìn)行生產(chǎn)，將采 用指紋授權(quán)系統(tǒng)；2. 該區(qū)域的OP和技術(shù)員可以操作銅線和金線的產(chǎn)品，但其他區(qū)域的OP和技術(shù)員只能操作金線的產(chǎn)品，不能進(jìn)入銅線生產(chǎn)區(qū)域；3.為了區(qū)別于不同區(qū)域的人員，銅線區(qū)域的人員的衣袖上將有一圈大約2厘米寬淺藍(lán) 色標(biāo)志；凈化室要求u 銅線區(qū)域進(jìn)入流程1. 在更衣室穿上有銅線區(qū)域標(biāo)志的靜電服，按前段靜電服穿戴整理好著裝。頭發(fā)不能露出靜電

6、帽沿頭發(fā)不能露出靜電帽沿口罩必須遮住口鼻口罩必須遮住口鼻 注意：中段模壓區(qū)域必須佩戴口罩注意：中段模壓區(qū)域必須佩戴口罩袖子束緊袖子束緊, 請(qǐng)勿卷起袖口露出手臂請(qǐng)勿卷起袖口露出手臂 避免衣袖松散造成避免衣袖松散造成sagging wire等廢品等廢品 避免沒(méi)有束緊的袖帶把產(chǎn)品碰翻。避免沒(méi)有束緊的袖帶把產(chǎn)品碰翻。 避免手臂上的灰塵和體毛掉在產(chǎn)品上，影響產(chǎn)品質(zhì)量。避免手臂上的灰塵和體毛掉在產(chǎn)品上，影響產(chǎn)品質(zhì)量。進(jìn)入無(wú)塵室必須穿凈化靴進(jìn)入無(wú)塵室必須穿凈化靴銅線區(qū)域衣服標(biāo)志銅線區(qū)域衣服標(biāo)志凈化室要求注意：注意： 通道兩頭的兩扇門不可以同時(shí)翻開(kāi)，以防止污染凈化室通道兩頭的兩扇門不可以同時(shí)翻開(kāi)，以防止污染凈

7、化室2. 進(jìn)入銅線區(qū)域要經(jīng)過(guò)兩道風(fēng)淋室,作用是在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)吹除身上的塵埃圖1。3. 1第一道風(fēng)淋室：前段區(qū)域入口。4. 2第二道風(fēng)淋室：前段區(qū)域內(nèi)銅線區(qū)域入口。5. 進(jìn)入第一道風(fēng)淋室到前段區(qū)域，先做ESD檢測(cè)并記錄圖2。6. 進(jìn)入第二道淋室銅線區(qū)域后，必須隨時(shí)雙手10指全戴上指套圖3。凈化室要求圖1圖2圖3銅線焊接缺陷u Aluminum Splash 鋁飛濺u 1焊球下面要有鋁的殘留u 2Cratering測(cè)試后焊盤(pán)無(wú)裂紋和凹坑u 3與它的焊盤(pán)或金屬區(qū)無(wú)焊接短路焊盤(pán)上的鋁層被擠壓到焊球邊緣焊盤(pán)上的鋁層被擠壓到焊球邊緣銅線焊接缺陷u Oxidation 銅線氧化u 1全部的銅線氧化或變色u

8、2氧化出現(xiàn)在加熱過(guò)程中WB、MOLDGOOD銅線氧化銅線焊接缺陷u Pad Metal Lift 金屬脫離u 1PULL的讀數(shù)超出最小要求u 2ETCH測(cè)試后無(wú)二氧化硅損壞u 3通過(guò)Wire pull/Ball shear/Cratering測(cè)試可接受銅線焊接缺陷u CosmeticFlower BallGOODGOODStitch tailing正常焊球異常焊球GOODScar on wire surface Point- ball Oxidize 銅線焊接缺陷u Scar on wire surface/Point- ball/Oxidize 異常焊球在焊接過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致焊接缺陷，例如Cra

9、tering，Lifted metal，Lifted bond等廢品。生產(chǎn)生產(chǎn)線控制措施檢查項(xiàng)控制范圍讀數(shù)檢查頻率記錄責(zé)任人HB 溫度SLP/QFP:200 10SOIC:240 10Pre-heat:180 10Post-heat:120 105個(gè)讀數(shù)1/每班,set-up溫度測(cè)試記錄表/set-up表技術(shù)員參數(shù)設(shè)置USG程序控制1個(gè)讀數(shù)1/每個(gè)Sub lot/每臺(tái)機(jī)器生產(chǎn)記錄表操作員Bond forceBond timeC/VTIP混合氣體EFO:0.4-0.7 L/MinNVT:0.4-0.6 L/Min1個(gè)讀數(shù)1/每天參數(shù)檢查表操作員Ball size2倍金線直徑-90% bond p

10、ad opening .(球與鉛飛濺必須在焊盤(pán)內(nèi),不能接觸或超出 passivation)4個(gè)讀數(shù)Set-upSet-up表技術(shù)員Ball thickness0.3-1.0倍金線直徑4個(gè)讀數(shù)Set-upSet-up表技術(shù)員生產(chǎn)生產(chǎn)線控制措施檢查項(xiàng)控制范圍讀數(shù)檢查頻率記錄責(zé)任人Loop heightSLP9milsTSLP8milsSOIC EP8mils SOIC FU10milsLQFP10milsTQFP80%; 2. IMC void 10% per area . 3 .IMC center region(50% of ball radius） void80%2.IMC center r

11、egion void 15% of total area.3. IMC center void center region 10% per area.IMC=47.6% Failu IMC檢查標(biāo)準(zhǔn)及失效圖片:IMC、FAB及Cross section檢查標(biāo)準(zhǔn)及失效圖片u FAB檢查標(biāo)準(zhǔn)及失效圖片:PassFailGOODScar on wire surface Point- ball Oxidize u Cross section檢查標(biāo)準(zhǔn):IMC、FAB及Cross section檢查標(biāo)準(zhǔn)及失效圖片Al Pad remain: For Al thickness 1.0um, Al remain

12、 range 2550% for 75% of contact area; Profile flatness:25% range from Max to Min of Original Al Pad thickness.Original Al Pad thickness = 2um.Al remain criteria = 2um x 25% 2um x 50% =0.5um 1umActual remain = 0.61um 0.82um(Passed)Profile flatness = 25% x 2um(Original Al Pad thickness )Actual Profile

13、 flatness = Max Min = 0.21um (Passed)Remark: SEM measurement must be taken on the Lowest and Highest point as reference.背景：背景： BROADCOM客戶在客戶在ASE SUB-CON生產(chǎn)的銅線產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)大量的生產(chǎn)的銅線產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)大量的LIFTED BOND廢品，廢品，給給BROADCOM客戶造成嚴(yán)重的損失，現(xiàn)客戶要求索賠客戶造成嚴(yán)重的損失，現(xiàn)客戶要求索賠1200萬(wàn)萬(wàn)USD，因我們公司也在量產(chǎn)銅，因我們公司也在量產(chǎn)銅線產(chǎn)品，為防患于未然，確保產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)格按操作流程生產(chǎn)，主管及培

14、訓(xùn)員加強(qiáng)生產(chǎn)線線產(chǎn)品，為防患于未然，確保產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)格按操作流程生產(chǎn)，主管及培訓(xùn)員加強(qiáng)生產(chǎn)線AUDIT。廢品樣品：廢品樣品：Lifted bond rejectPoor IMC coverage at bond pad was observed55%-75%預(yù)防行動(dòng)：預(yù)防行動(dòng)：1、SET-UP要確認(rèn)要確認(rèn)BS/WP/Ball Thickness/Wedge pull/Ball size/Loop High。 2、M/C SET-UP需要送調(diào)機(jī)片到需要送調(diào)機(jī)片到QA LAB處做處做FAB/Cratering 檢查。檢查。3、每班每臺(tái)機(jī)器需要送調(diào)機(jī)片到、每班每臺(tái)機(jī)器需要送調(diào)機(jī)片到QA LAB處做處

15、做Cratering Monitor檢查如當(dāng)班該機(jī)器做檢查如當(dāng)班該機(jī)器做了了SET-UP cratering的檢查，就不需要做的檢查，就不需要做cratering monitor檢查，但是記錄。檢查，但是記錄。 4、設(shè)備、設(shè)備PM/設(shè)備維修設(shè)備維修/更換或調(diào)試更換或調(diào)試EFO/更換或調(diào)試陶瓷管需要送調(diào)機(jī)片到更換或調(diào)試陶瓷管需要送調(diào)機(jī)片到QA LAB處做處做FAB檢查檢查5、每天夜班每臺(tái)要打、每天夜班每臺(tái)要打2粒粒DIE并在并在OVEN機(jī)烘烤機(jī)烘烤3小時(shí)后送小時(shí)后送QA LAB處做處做IMC檢查。檢查。6、以上的、以上的ACTION大家必須真實(shí)有效的執(zhí)行，如大家必須真實(shí)有效的執(zhí)行，如AUDIT發(fā)現(xiàn)任何弄虛作假，該員工立發(fā)現(xiàn)任何弄虛作假，該員工立即開(kāi)除。即開(kāi)除?？蛻籼厥庖驧PS客戶特殊要求：客戶特殊要求：Hist