可靠性超高的键合方案 (Ultra High-Reliability Wire Bonding)

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为了提高第二焊接点的可靠性,传统上是在第二个焊接点上焊上一个球(security bond)。虽然这种方法确实创造一个更可靠的焊线,它同时也导致产量的下降。这方法只能使用正向的焊线动作。

如果器件以正向焊线的动作不能提供有利的条件时,你可能会被迫使用略高于正常的焊接功能(如高焊接力和/或超声功率),以确保第二焊接点能粘贴。然后再回头在刚焊接的第二个焊接点加上一个安全焊球。此方案也有它的弱点。由于使用高于正常的焊接力或超声功率,有时会造成焊接点的翘起。这种情况是否能返工取决于器件的需求。

型号8000焊线机/植金球机能在同一个操作程序和同一金线生产平顶的金球和正常的焊线。这功能给于微电子封装提供了很多的选择和灵活性。例如,第一个焊接点一般而言是极容易粘接,而且几乎总是有一个极高的焊接可靠性。既便是使用近乎完美的材质,第二个焊接点相对而言还是更具挑战性的,同时也不能达到像第一焊接点的粘接可靠性。向前焊接动作(从集成电路IC到封装器件),第二个焊接点一般处于较低劣的材质条件。第二个焊接点是金线键合最弱的环节,这是因为第二个焊接点处在较不佳的材质端,相对而言更难粘合的牢固。因此,添加安全球在第二焊接点Stand-off stitch bonding 大大提高了该焊接点的可靠性。换言之,这个方案明显地提高了向前焊接动作的可靠性。
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随着混合植球与正常金线焊接的双功能,你可以放置一个平顶凸点在第二个焊接点的位置上。金球或凸点就是在较低材质的表面也能有极高的粘贴性。当你在集成电路IC焊接一个球后,然后将金线的另一端焊接在第二个焊点所植的凸点上方。最终在焊线的两端各有一个焊球。第二个焊接点几乎毫不费力地扩散到平顶凸点中,形成一个更坚固的焊接点。全自动键合机在使用这方案时,因为多加了一个凸点在第二个焊接点上,产量因此而略有减少。但是其优点是焊接的可靠性显著的提高。

stand off stitch wire bonds使用正向键合(forward bonding),键合机必须将劈力回到第一焊点上来制造一致性的线弧曲线。这一动作本身不会导致可靠性降低。

型号8000的键合机具备了正向或反向的stand-off stitch 焊线功能。

使用反向焊接时,先将平顶凸点焊接在集成电路IC上,然后将第一个焊接点放置在器件上,将金线另一端的线迹焊接在平顶凸点的顶部。这种方法有两个优点:其一,金线在受热区内产生弧形时不会硬化。其二,它能在集成电路上产生一个非常低的弧形曲线。从某种意义上说,这种焊接方法能模拟楔焊,创造一个非常低的弧形曲线。这方法甚至在焊接两个芯片时能达到军用标准MIL-STD-883的要求。

在以上两种情况下,stand-off stitch bonding 的方法提供了可量测的焊接可靠性的改进。在破坏性的拉力测试中,绝大多数断裂都发生在导线中跨。导线中跨断裂意味着焊接点的高度可靠。

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PH Chan钟碧和
Asia Pacific Director
Palomar Technologies