kaijo焊线机(1)

nullnullWIRE BONDER教育资料● Wire Bond是Lead Frame上的Chip与Lead Frame之间用Gold Wire连接的工程. ◆Wire Bond的方式 ① TCB (Thermo Compression Bonding) 利用Temp、Force、Time三种参数进行的热压着方式. ② TSB (Thermo Sonic Bonding) →现阶段一般使用的Bonding方式.即除Temp、Force、Time三个要素以外, 追加超声波振动的方式.利用Ultrasonic Energy,实现高速度、高质量的 Bonding方式.null次目１．设备概要2 . Bonding 过程3 . Wire Bonding用Capillary4 . Cut Wire Clamp & Spark Rod调整5 . Wire Pull Test Position6 . Wire Bond的安定化null① Bonding head② XY 工作台③ 搬运器④ Loader⑤ Unloader⑥ Wire 供给⑦ 监视器台⑧ 控制面板⑨ 框架 (控制箱)1.设备构造①③④⑤⑥⑦⑧⑨nullWORK TOUCHPAD 表面清洁度Bonding部位 L/F是否变形变形后 影响Bonding部位的固定Al/Au原子的扩散 增大提高Bonding时的结合能力提高原子之间的再结合能力Initial BallPAD 材质软化 塑性 增大加热Ultrasonic Energy超声波振动荷重原子之间的扩散接合超声波热压接方式的理论基础 null2-1. BALL BONDING 的过程12345678nullZ-Axis Moving1st Tool HeightZ-Axis Origin Height1st Search l Height2nd Tool Height2nd Search l HeightFeed UpSpark UpSpark HeightUSPressCut ClampSpark1st US Time2nd US Time1st Bond Press1st Search Press2nd Search Press2nd Bond PressFeedSpark PowerSpark Time2-2. Bonding Parameter & TimingnullWD : Wire Diameter (WIRE 直径) H : Hole Diameter (Hole 直径) CD : Diameter (CHAPER 直径) CA : Chamfer Angle (CHAMFER 角度) OR : Outer Radius (Outer 半径) FA : Face Angle (FACE 角度) T : Tip 3．BONDING用 CAPILLARY 3－１　CAPILLARY各部位介绍 （参照 SPT 及 PECO 的设计)FAHCDTCAWDORCapillary 的各部位的设计分别决定了 CHIP的PAD部位及L/F的STITCH SIZE部位的Bonding状态.null3-2. Capillary各部位的设计规格 在Bonding过程中所起的作用●H: Hole Diameter (Hole 直径) ● WD: Wire Diameter (Wire 直径)※ Hole的直径通常为Wire直径的1.3~1.5倍. 其数值决定了Ball Neck部位的直径.T●T: Tip Diameter (Tip 直径) ※ Tip直径最直接影响2nd 部位的Bonding表面 积 Tip Diameter大 → 2nd Stitch面积大FABICA●FAB: Free Air Ball (Initial Ball) ※Initial Ball的直径通常设定为Wire直径的2~2.5倍. ●CD: Chamfer Diameter ※影响Ball Size & Ball形状 ●ICA: Inside Chamfer Angle (内切面 角度) ※影响Ball的粘接面积和2nd处的Stitch面积 ●MBD: Ball Diameter ※Ball的直径为内切面(CD)的1~1.2倍CDMBDnullFA● FA: Face Angle ● OR: Outer Radius ☆ Capillary的FA & OR规格是影响2nd部位 Bonding形状的主要因素. 应该根据Lead Frame的材质及表面的平坦程度 选择最适合FA & OR规格.ORnull3-3. CAPILLARY PART NUMBER SYSTEM→HOW TO ORDER举例介绍Capillary Part Number1570 – 17 – 437 GM -20DA. Shank StyleB. Capillary SeriesC. Hole SizeD. Tool LengthE. Tip FinishJ. Optional Cone Angle: Capillary躯干部分的类型 :Capillary系列号 :Capillary躯干部分的内径 :Capillary的长度 :Capillary尖端的表面工艺 J. :可选择的锥形角度 Capillary Tip 表面工艺 现在我们公司所使用的Capillary Tip表面的工艺分为GM和P两种 ①GM: 表面粗糙 优点: 在Bonding时,可以更好的传递超声波能量,提高Bonding的效果. 缺点: Capillary Tip表面粗糙,容易附着空气中的灰尘及异物,影响Bonding效果,降低使用寿命. ②P: 表面光滑 优点: 不易附着灰尘和异物. 缺点: 对于超声波的传递效果要差一些. null3-4. 超声波在Bonding过程中的应用nullSystem BlockCAPILLARY的 振动分布*重要：超声波振動的安定化 Torque Wrench 　　装配Capillary时拧紧Screw,管理Torque Tool冶具 　　管理安装Capillary的長度,专用JIG.3-5. 超声波振动在Capillary上的传递方式null4-1. Wire Clamp调整方法1.准备 必要JIG: Tension Gauge (150g) : 示波器 : 扩展板 (HDV-550 ) 2. VCM Cooling 调整 ⑴ 确认空气由V-COOL中喷出. ⑵ 移动Z轴,使其位置处于”-4500”. 3. 负载修正 4-1-1. 闭合负载修正 (注意) 执行Wire Clamp的程序. 【Close Load…】ClampTension Gauge☆ 闭合负载表示Clamp由闭合状态到打开状态所需的力.4 . Cut Wire Clamp & Spark Rod调整null⑴ 参数设定KEYMAIN1.BONDING SET UPFEED 如下设定: CLAMP CLOSE: [ **] g [ 80] g ⑵ Manual模式下,使用W/C键 执行闭合Clamp的操作. ⑶ 调整VR2 使Tension Gauge的测量结果达到”80g±5g”. ⑷ 参数设定 CLAMP CLOSE: [ **] g [ 10] g ⑸ Manual模式下,使用W/C键 执行闭合Clamp的操作. ⑹ 调整VR3 使Tension Gauge的测量结果达到”10g±2g”. ⑺ 重复⑴~⑹步的操作,直至达到满意的测量结果.4-1-2. Open Load 修正 【Open Load…】ClampTension Gauge☆ Open Load表示Clamp由打开状态到闭合状态所需的力.null⑴ 参数设定KEYMAIN1.BONDING SET UPFEED 如下设定: CLAMP OPEN: [ **] g [ 60] g ⑵ Manual模式下,使用W/C键 执行打开Clamp的操作. ⑶ 调整VR1 使Tension Gauge的测量结果达到”60g±5g”. ⑷ 参数设定 CLAMP OPEN: [ **] g [ 10] g ⑸ Manual模式下,使用W/C键 执行打开Clamp的操作. ⑹ 调整VR4 使Tension Gauge的测量结果达到”10g±2g”. ⑺ 重复⑴~⑹步的操作,直至达到满意的测量结果.4-1-3. Load 设定KEYMAIN1.BONDING SET UPFEED CLAMP OPEN: [ **] g [ 60] g CLAMP CLOSE: [ **] g [ 80] gnull4-1-4. Intermediate Load Time 按如下方式连接示波器: CH1: TP—⑥ (WC+) → HDV-550 GND: TP— → HDV-550 ⑴ 调整VR12 使①的值为”1.5ms±0.05ms”. ⑵调整VR11 使②的值为”1.5ms±0.05ms”. 201CH1: 2V/div TIME: 500us2CH1: 2V/div TIME: 500us4-1-5. Intermediate Load 调整1 按如下方式连接示波器: CH1: TP—⑥ (WC+) → HDV-550 CH2: TP — (OUT) → HDV-550 GND: TP— → HDV-5502011按下列条件模拟设定KEYSUBMAINTENNANCEHEAD1W/C OPEN: [ ①] g [ 60] g CLOSE: [ ②] g [ 80] g Interval: [ 100] msnull4-1-5-1. Cut Clamp OPEN 调整将①的值分别设定为”-20,-15,-10,-5,0,5,10,15,20”这九个数值来确认波形.从中选定波形振幅最小的所对应的数值. 再将选定的数值±2g 重复进行波形确认,从而选定最适合的参数值.Cut Clamp Open状态下的波形Open状态下的有效波形CH1: 2V/div CH2: 200mV/div TIME: 500us4-1-5-2. Cut Clamp CLOSE 调整将②的值分别设定为”-20,-15,-10,-5,0,5,10,15,20”这九个数值来确认波形.从中选定波形振幅最小的所对应的数值. 再将选定的数值±2g 重复进行波形确认,从而选定最适合的参数值.Cut Clamp Close状态下的波形CH2CH1Close状态下的有效波形CH2CH1null4-1-5-3. Intermediate Load 调整KEYMAIN1.BONDING SET UPFEEDCLAMP OPEN: [ ①] g [ 60] g CLOSE: [ ②] g [ 80] g● 打开”FEED”菜单,把通过示波器确认后选定的参数值填入相应的”①”和”②”中★ 标准的Cut Wire Clamp设定是保证稳定的Wire Feed量的关键. null4-2. EFO装置的概述 4-2-1. EFO-301NF 输出连接回路EFO-301NFHCS-550High Voltage WireTorch Rod (-HV)Cut ClampGold WireAC 100Vnull4-2-2. Spark Rod 调整下面介绍spark rod, gold wire, capillary的位置调整Gold WireSpark RodCapillary700um (Feed Amount)900um (Spark Height)nullWire Pull Test 的目的１ｓｔ Bonding側的評価 Ball Bonding的強度 Ball Neck部的強度 再結晶領域的強度 Reverse動作的影響２ｎｄ Bonding側的評価 Stitch Bonding的強度 Hill部的強度5-1. Wire Pull Test的目的 5 . Wire Pull Test PositionnullPull Position在Top附近时得到的Pull Strength : Ｆ 、与θ1无关，因为接近与90deg.F≒F1 、作为Breaking Mode C（在Wire部ｂｒｅａｋ）Pull Position接近Center时F1≈F2 ,因为角度θ1≈θ2。在Pull Position上进行Pull Test时、Break的位置是 Ball Neck部或者Stitch Bond部的弱的部位Pull Strength : Ｆ、 假设1st Bondｏｎｄ側的力为 F1、　２ｎｄ側的力为 F2.5-2. Wire Pull Positionnull通常Pull Test的位置 ⑴ Loop Top (Wire形状的最高处) 在Wire Top附近的Pull Test,用来评价Ball Neck部位的Pull强度. 此时的θ1 ≈90°根据前面的公式可以得出:F1≈F;可以较准确的对Ball Neck部位的Bonding 状态作出判断. ⑵ Wire Span (1st 与 2nd 的中心位置) 为了得到更加全面的、精度更高的Pull Test结果,采用Wire Span Pull Test. 这时的Pull Test结果会综合Wire Loop、Wire Length、Chip Height等种种因素对Wire Pull强度的影响,从而得到更为精确的结果. ⑶ Lead (在靠近2nd Bonding处) 在Lead Bond部位附近进行Pull Test,用来评价2nd Stitch Bond部位的Pull强度. 此时的θ2 ≈90°根据前面的公式可以得出:F2≈F;可以较准确的对Ball Neck部位的Bonding 状态作出判断.5-3. Pull Test的位置及各部位Test的作用null6-1. 资材 (Chip电极、L/F表面状态)・Chip电极、L/F表面不能污染、变色。 　　→原资材不能长时间暴露在外. 　　→N2 Gas中保管 . →Chip Chipping & L/F变形与否 →Cure Oven清洁状态.(Gas污染) →作业人员的Mask、Finger Court的佩带状态.(防止人为污染)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　6-2. Au Wire & Capillary针对不同的Device, 选择最佳的Au Wire 和 Capillary型号. →Loop Height 由Au Wire的特性决定. 对于低Loop要求的Device, 需要在Low Loop 模式下进行调整. →Capillary Tip形状最优化. Chamfer Diameter、Inside Chamfer Angle、Hole Diameter均直接影响1st Bond状态. Face Angle、Outer Radius 影响2nd Stitch Bond状态.6. Wire Bonding的安定化null→Capillary Life Time最优化. →Capillary Change标准化. 专用Torque Wrench & Tool JIG 使用. 确保Capillary Tip部位超声波振幅最优化.6-3. Wire BonderBonding条件最优化 →选择最适合的US Power、Weight、Time、Heater Block温度条件. Clamp专用化 →根据不同的L/F形状,以及Bonding部位的差异,选择最适合的Clamp. 如果Bonding部位的L/F固定不稳,将减弱Ultrasonic Energy的传递,从而影响 Bonding的效果(Ball强度,Ball Size).null1.保管Spool或运输时为防止由于冲撞而Wire自解,应按如图一样的状态放置2.打开Case时右手抓住Spool Case,左手抓Spool Case盖 3.Spool Case打开时注意防止Spool冲撞4.左手放在Spool内部孔穴里用手指从Spool Case抓Spool5.Start Tape用Tweezab注意不能对Wire有损伤地小心挪出6.安装在Wire Bonder1.Wire缠着 的Spool受到冲撞时 会出现如图所示的现象2.用Tweezer去除Start Tape时因不注意可能发生如图所示的Wire DamageMaker : HERAEU 30m(1.2mm)Gold Wire 保管 & 使用方法注意事项