封装键合铜线参数指摘

封装键合铜线参数讨论版指摘

我从事半导体封装已经十一年了，主要从事封装前道BG, SAW, DB 和WB的制成维护与开发，现在，由于国际金价持续走高，铜线的封装比重增加，现在，就将我这些年对铜线的研究与大家分享。

1. 镀钯铜线与裸铜线的区别。

镀钯铜线是在裸铜线的表面镀了一层钯，钯是一种很稳定的金属，优点是不被氧化。所以与裸铜线相比，优点为，

1）. 镀钯铜线的存储时间更长，对存储的环境要求没有裸铜线高；

2). 钯线的焊接过程中，只需要N2保护就可以，裸铜线的焊接必须是N2，H2混合气（forming gas）;

3). 在焊接工艺控制中，钯线与裸铜线没有差异，都需要采用合理的参数来控制高硬度的铜球焊接（在下面将详细叙述铜线焊接的工艺参数）。

镀钯铜线的缺点是价格高，一般是裸铜线价格2-3倍。

2. 铜线的焊接，

2.1 第一点的焊接（ball bonding)

由于铜球的硬度远远高于金球，所以铜线ball bond焊接易出下列废品， NSOP,

Lift Metal,

Crater,

Golf Bond

为了控制这些废品，需要用特殊的参数加以控制，以下是控制要点，

1）. 焊接过程分阶段，一般分两个阶段就能焊接，对一些易产生lift metal或cratering的device，可用三个阶段焊接。第一阶段，只用force, 不加power，这个阶段主要是把球压成型，一般地，对0.8mil的铜线，用30-50g的force, 1.0mil 40-80g, 1.2mil 60-120g, 1.5mil 150-250g, 1.7mil 250-450g, 2mil 350-500g. 第二阶段，用power, 焊接force要小，这样易于焊接，不易产生NSOP，焊接的power可以用one time in a factor 的实验方法的到，而对force，一般是第一阶段force的1/2或1/3。第一阶段主要是对crater 与lift metal的控制，第二阶段主要是对NSOP的控制，当然，第二阶段power用得很大，也会产生crater 与lift metal. 一些特殊device需要用到第三阶段，一般地，前二阶段能控制crater, lift metal，但NSOP的PPM很高时，增加第三阶段，第三阶段是在第二阶段继续增加power和减小force. 如果还有问题就打开scrub 功能或enhancer的功能。是的，这是因为铜球比金球硬。补充如下，

对于铜线焊接，第一阶段的force都要大，要足够把铜球压成型，不要加power;

第二阶段，对于heavy wire，焊接的force也要大，对于standard wire或small wire, force就要小，否则球就会out of control.

2）. 第二点焊接（stitch bond）的控制。

同样原理，铜线硬于金线，所以，以下是主要问题，

NSOL,

Short Tail

与第一点焊接相同，分阶段焊接。第一阶段只用force压成型，第二阶段用power与force, 但force 不能太小，force太小不能克服第二点的震动。

另外，bond head的速度要放慢。

如果用moxsoft的线，对第二点的帮助比较大，毕竟maxsoft的线要比一般铜线软。