铜线工艺基础培训教材课件

COPPERWIREBONDING

铜线工艺介绍LastRevisionDate:2012-JanUCCPUCSPPreparedBy:LifanqinApprovedBy:Signature

ProcessEngineer_____________

ManufacturingManager_____________COPPERWIREBONDING

铜线工艺介绍Last1内容：为什么要发展铜线铜线的特性更衣室要求铜线的焊接缺陷生产线控制措施铜线寿命控制方法IMC、FAB检查标准及失效图片案例分析内容：2Y2001Y2002Y2003Y2004Y2005Y2006Y2007Y2008800400600200GoldBasePriceUSDpertroyounce4.08.012.016.0CopperBasePriceUSDperpoundcostreduction从此图看出，金价一直处于上涨状态，而铜线的价格较为稳定，在使用铜线时会大大降低成本。其它的选择：优点缺点铝线电流高WB焊接速度慢，且适于焊线较为简单的产品合金线比金线传导性强质量不稳定为什么要发展铜线Y2001Y2002Y2003Y2004Y2005Y20063

铜线很容易氧化。氧化的铜线会导致自由球变硬、扭歪和焊接性能变差。铜线的特性

变硬的铜线会导致焊接性能变差，在焊接过程中会导致：

1）焊接缺陷，例如Cratering，Liftedmetal等。

2）第一焊点和第二焊点焊接失效，例如Neckbrokenwire。所以对于铜线焊接的产品，我们要特别注意：第一焊点和第二焊点铜线很容易氧化。铜线的特性变硬的铜线会导致焊接性能变差，4铜线的特性

如何避免铜线氧化？措施1：在EFO处安装一个EFO夹具，在形成球时用混合气体可避免铜线氧化混合气体：95%N25%H2流量：0.4~0.7L/mil

措施2：好的储存条件

1）铜线必须放入氮气柜中储存

2）铜线的使用寿命：未开封的铜线寿命≤6月开封的铜线在常温下的寿命：纯铜≤3天，钯铜≤30天

3）没有铜线生产时，应将铜线取下放入氮气柜中储存

4）焊了铜线的产品必须96小时内完成MOLD（WB从做LOTSTART开始算）铜线的特性如何避免铜线氧化？措施2：好的储存条件5

如何控制铜线的使用寿命：

1）领到铜线时应先检查铜线的储存寿命（从生产日期到使用日期不能超过6个月），然后检查包装情况，如果在寿命期内包装有任何破损，应该暂停使用这卷铜线

2）在标签上写上开封日期、时间，过期日期、时间，再将标签贴在铜线盒表面铜线的特性铜线日期时间开封2010-3-19:00过期2010-3-49:00

过期铜线的处理：

1）过期的铜线必须交于工程师处理。

2）铜线超过使用期限后禁止延期在投入生产。如何控制铜线的使用寿命：铜线的特性铜线日期时间开封201061K级净化室要求客户BROADCOM将在我们公司生产铜线的产品，要求我们要在1K级以下的空气洁净度环境下生产，所以我们在EOL专门隔离出一片区域用于作为铜线的生产。该区域的控制比目前FOL的10K的洁净度的要求更严格，所以对进入该区域的人员有如下要求：该区域的OP和技术员必须是经过特殊认证的，被授权进入该区域进行生产，将采用指纹授权系统；2.该区域的OP和技术员可以操作铜线和金线的产品，但其他区域的OP和技术员只能操作金线的产品，不能进入铜线生产区域；为了区别于不同区域的人员，铜线区域的人员的衣袖上将有一圈大约2厘米宽浅蓝色标志；净化室要求1K级净化室要求净化室要求7

铜线区域进入流程1.在更衣室穿上有铜线区域标志的静电服，按前段静电服穿戴整理好着装。头发不能露出静电帽沿口罩必须遮住口鼻注意：中段模压区域必须佩戴口罩袖子束紧,请勿卷起袖口露出手臂

避免衣袖松散造成saggingwire等废品避免没有束紧的袖带把产品碰翻。避免手臂上的灰尘和体毛掉在产品上，影响产品质量。进入无尘室必须穿净化靴铜线区域衣服标志净化室要求铜线区域进入流程头发不能露出静电帽沿口罩必须遮住口鼻袖8注意：通道两头的两扇门不可以同时打开，以避免污染净化室进入铜线区域要经过两道风淋室,作用是在设定的时间内吹除身上的尘埃（图1）。1）第一道风淋室：前段区域入口。2）第二道风淋室：前段区域内铜线区域入口。进入第一道风淋室到前段区域，先做ESD检测并记录（图2）。进入第二道淋室铜线区域后，必须随时双手10指全戴上指套（图3）。净化室要求图1图2图3注意：通道两头的两扇门不可以同时打开，以避免污染净化室进入9铜线焊接缺陷

AluminumSplash

铝飞溅

1）焊球下面要有铝的残留

2）Cratering测试后焊盘无裂纹和凹坑

3）与它的焊盘或金属区无焊接短路焊盘上的铝层被挤压到焊球边缘铜线焊接缺陷AluminumSplash铝飞溅焊盘上10铜线焊接缺陷

Oxidation

铜线氧化

1）全部的铜线氧化或变色

2）氧化出现在加热过程中（WB、MOLD）GOOD铜线氧化铜线焊接缺陷Oxidation铜线氧化GOOD铜线氧化11铜线焊接缺陷

PadMetalLift金属脱离

1）PULL的读数超出最小要求

2）ETCH测试后无二氧化硅损坏

3）通过Wirepull/Ballshear/Cratering测试可接受铜线焊接缺陷PadMetalLift金属脱离12铜线焊接缺陷

CosmeticFlowerBallGOODGOODStitchtailing铜线焊接缺陷CosmeticFlowerBallGOOD13正常焊球异常焊球GOODScaronwiresurfacePoint-ballOxidize铜线焊接缺陷

Scaronwiresurface/Point-ball/Oxidize异常焊球在焊接过程中会导致焊接缺陷，例如Cratering，Liftedmetal，Liftedbond等废品。正常焊球异常焊球GOODScaronwiresurfa14生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人HB温度SLP/QFP:200±10SOIC:240±10Pre-heat:180±10Post-heat:120±105个读数1/每班,set-up温度测试记录表/set-up表技术员参数设置USG程序控制1个读数1/每个Sublot/每台机器生产记录表操作员BondforceBondtimeC/VTIP混合气体EFO:0.4-0.7L/MinNVT:0.4-0.6L/Min1个读数1/每天参数检查表操作员Ballsize2倍金线直径-90%bondpadopening.(球与铅飞溅必须在焊盘内,不能接触或超出passivation)4个读数Set-upSet-up表技术员Ballthickness0.3-1.0倍金线直径4个读数Set-upSet-up表技术员生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人HB温度15生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人LoopheightSLP<9milsTSLP<8milsSOICEP<8milsSOICFU<10milsLQFP<10milsTQFP<8mils4个读数Set-upSet-up表技术员WirePullAllbondpads/1units每台机器/每天,set-upX-barchartIPQAWedgePullBallShearFABRoundshapeballNoOxidizeball5ballsSet-up,设备PM,设备维修,更换或调试EFO,更换或调试陶瓷管Set-up表,生产记录本QA-LAB生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人Loop16生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人IMC.IMCremain>80%;2.IMCvoid<10%perarea.3.IMCcenterregion(50%ofballradius）void<15%oftotalbondareaRemark:WBbake250deg/3hourthensendtoLAB.kindlyrefertoappendixforbetterunderstanding.Allbondpads/2units每台机器/每天参数检查表QA-LABCrateringNocrateringorOxidelayerdamageAllbondpads/5Unit每台机器/每天,Set-up参数检查表表,Set-up表QA-LAB生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人IMC.17生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人WireSpoolFloorLifeMax30daysforpdcoatedwire(afterremovingfromoriginal).Max3daysforpurecopperwire(afterremovingfromoriginal)寿命标签每台机器/每天操作员StagingTimeofBondedUnitsMax96hours随工单Sublot/每天操作员CapillaryLifeTimeMax300KunderBurn-inmode(setlimitis250k)1个读数Sublot/每天/每台机器生产记录表操作员生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人Wire18铜线的寿命控制方法一、金线系统控制铜线使用寿命流程如下（责任人：POP）：注意：1）新开机器（机器上没有铜线的），POP按要求直接发放。

2）更换铜线的机器，必须先将铜线交与POP从系统返回小房间，POP再按要求发放，否则系统不支持。铜线的寿命控制方法一、金线系统控制铜线使用寿命流程如下（责任19铜线的寿命控制方法二、WB机器设定铜线使用寿命（责任人：TECH/OP）：注意：1）每次更换铜线后都必须按标签上填写的寿命分钟数设定。

2）纯铜与钯铜的寿命不一致，寿命未到期返回后再次领出时铜线的剩余寿命与新领出铜线寿命不一致。1、点击“Configure”.2、点击“WireUsage”.4、点击“TimerDuration”，设定铜线的寿命(按标签上填写的寿命分钟数来设定).3、点击“WireUsageTimer”,并将"OFF"改为"ON“.5、点击“ChangeWireSpool“,确认TimeRemaining一栏是否变为4290mins.6、点击“StopBondingAfter”,选择Device(三个选项:Devive,Index,Strip),

表示当前这粒die生产完后报警。7、当铜线寿命到期时，机器报警，操作员应将该卷铜线取下返回给POP.铜线的寿命控制方法二、WB机器设定铜线使用寿命（责任人：TE20铜线的寿命控制方法三、MES系统控制WB到MOLD的时间不能超过96小时（责任人：主管）：1、WB从LOTSTART开始到中段MOLD的时间不能超过96小时。注意：WB上新LOT时必须先做LOTSTART。2、MES系统自动抓取WBSTART-OP3-QA3-MOLSTART的时间，如果有SUBLOT超过72小时，该SUBLOT信息自动上传到对应工序的CopperBondedUnitWIP报告中，IT将发出CopperBondedUnitWIP报告跟主管，提醒主管及时处理。注意：如果主管没有处理，IT将每6小时发一次CopperBondedUnitWIP报告。铜线的寿命控制方法三、MES系统控制WB到MOLD的时间不能21IMC、FAB及Crosssection检查标准及失效图片IMC=94.7%

Pass判断标准1.IMCremain>80%2.IMCcenterregionvoid<15%oftotalarea.3.IMCcentervoidcenterregion<10%perarea.IMC=47.6%Fail

IMC检查标准及失效图片:IMC、FAB及Crosssection检查标准及失效图片22IMC、FAB及Crosssection检查标准及失效图片

FAB检查标准及失效图片:PassFailGOODScaronwiresurfacePoint-ballOxidizeIMC、FAB及Crosssection检查标准及失效图片23

Crosssection检查标准:IMC、FAB及Crosssection检查标准及失效图片AlPadremain:ForAlthickness<1.0,Alremainrange15%~50%ofOriginalAlPadthickness.ForAlthickness>1.0um,Alremainrange25~50%for75%ofcontactarea;

Profileflatness:25%rangefromMaxtoMinofOriginalAlPadthickness.OriginalAlPadthickness=2um.Alremaincriteria =2umx25%~2umx

50% =0.5um~1umActualremain =0.61um~0.82um(Passed)Profileflatness=25%x2um(OriginalAlPadthickness)=0.5umProfileflatnesscriteria=0.0umto0.5umActualProfileflatness =Max–Min =0.82um–0.61um =0.21um(Passed)Remark:SEMmeasurementmustbetakenontheLowestandHighestpointasreference.Crosssection检查标准:IMC、FAB及Cro24背景：BROADCOM客户在ASESUB-CON生产的铜线产品发现大量的LIFTEDBOND废品，给BROADCOM客户造成严重的损失，现客户要求索赔1200万USD，因我们公司也在量产铜线产品，为防患于未然，确保产品质量，严格按操作流程生产，主管及培训员加强生产线AUDIT。废品样品：LiftedbondrejectPoorIMCcoverageatbondpadwasobserved（55%-75%）Highlight-ASECopperWireQualityIssue-LiftedBond背景：BROADCOM客户在ASESUB-CON生产的铜25预防行动：1、SET-UP要确认BS/WP/BallThickness/Wedgepull/Ballsize/LoopHigh…。2、M/CSET-UP需要送调机片到QALAB处做FAB/Cratering检查。3、每班每台机器需要送调机片到QALAB处做CrateringMonitor检查（如当班该机器做了SET-UPcratering的检查，就不需要做crateringmonitor检查，但是记录）。4、设备PM/设备维修/更换或调试EFO/更换或调试陶瓷管需要送调机片到QALAB处做FAB检查5、每天夜班每台要打2粒DIE并在OVEN机烘烤3小时后送QALAB处做IMC检查。6、以上的ACTION大家必须真实有效的执行，如AUDIT发现任何弄虚作假，该员工立即开除。预防行动：26客户特殊要求MPS客户特殊要求：客户特殊要求MPS客户特殊要求：27HistorySheetREVNOORIGINATORDESCRIPTIONDATEALifanqinOriginalRelease2011-4BLifanqinUpdatelinecontrolitem2011-8CLifanqinAddIMC、FABandCrosssectioncheckbyQALAB2012-1DLifanqinAddcopperwirelifecontrol2012-3HistorySheetREVNOORIGINAT28演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！29COPPERWIREBONDING

铜线工艺介绍LastRevisionDate:2012-JanUCCPUCSPPreparedBy:LifanqinApprovedBy:Signature

ProcessEngineer_____________

ManufacturingManager_____________COPPERWIREBONDING

铜线工艺介绍Last30内容：为什么要发展铜线铜线的特性更衣室要求铜线的焊接缺陷生产线控制措施铜线寿命控制方法IMC、FAB检查标准及失效图片案例分析内容：31Y2001Y2002Y2003Y2004Y2005Y2006Y2007Y2008800400600200GoldBasePriceUSDpertroyounce4.08.012.016.0CopperBasePriceUSDperpoundcostreduction从此图看出，金价一直处于上涨状态，而铜线的价格较为稳定，在使用铜线时会大大降低成本。其它的选择：优点缺点铝线电流高WB焊接速度慢，且适于焊线较为简单的产品合金线比金线传导性强质量不稳定为什么要发展铜线Y2001Y2002Y2003Y2004Y2005Y200632

铜线很容易氧化。氧化的铜线会导致自由球变硬、扭歪和焊接性能变差。铜线的特性

变硬的铜线会导致焊接性能变差，在焊接过程中会导致：

1）焊接缺陷，例如Cratering，Liftedmetal等。

2）第一焊点和第二焊点焊接失效，例如Neckbrokenwire。所以对于铜线焊接的产品，我们要特别注意：第一焊点和第二焊点铜线很容易氧化。铜线的特性变硬的铜线会导致焊接性能变差，33铜线的特性

如何避免铜线氧化？措施1：在EFO处安装一个EFO夹具，在形成球时用混合气体可避免铜线氧化混合气体：95%N25%H2流量：0.4~0.7L/mil

措施2：好的储存条件

1）铜线必须放入氮气柜中储存

2）铜线的使用寿命：未开封的铜线寿命≤6月开封的铜线在常温下的寿命：纯铜≤3天，钯铜≤30天

3）没有铜线生产时，应将铜线取下放入氮气柜中储存

4）焊了铜线的产品必须96小时内完成MOLD（WB从做LOTSTART开始算）铜线的特性如何避免铜线氧化？措施2：好的储存条件34

如何控制铜线的使用寿命：

1）领到铜线时应先检查铜线的储存寿命（从生产日期到使用日期不能超过6个月），然后检查包装情况，如果在寿命期内包装有任何破损，应该暂停使用这卷铜线

2）在标签上写上开封日期、时间，过期日期、时间，再将标签贴在铜线盒表面铜线的特性铜线日期时间开封2010-3-19:00过期2010-3-49:00

过期铜线的处理：

1）过期的铜线必须交于工程师处理。

2）铜线超过使用期限后禁止延期在投入生产。如何控制铜线的使用寿命：铜线的特性铜线日期时间开封2010351K级净化室要求客户BROADCOM将在我们公司生产铜线的产品，要求我们要在1K级以下的空气洁净度环境下生产，所以我们在EOL专门隔离出一片区域用于作为铜线的生产。该区域的控制比目前FOL的10K的洁净度的要求更严格，所以对进入该区域的人员有如下要求：该区域的OP和技术员必须是经过特殊认证的，被授权进入该区域进行生产，将采用指纹授权系统；2.该区域的OP和技术员可以操作铜线和金线的产品，但其他区域的OP和技术员只能操作金线的产品，不能进入铜线生产区域；为了区别于不同区域的人员，铜线区域的人员的衣袖上将有一圈大约2厘米宽浅蓝色标志；净化室要求1K级净化室要求净化室要求36

铜线区域进入流程1.在更衣室穿上有铜线区域标志的静电服，按前段静电服穿戴整理好着装。头发不能露出静电帽沿口罩必须遮住口鼻注意：中段模压区域必须佩戴口罩袖子束紧,请勿卷起袖口露出手臂

避免衣袖松散造成saggingwire等废品避免没有束紧的袖带把产品碰翻。避免手臂上的灰尘和体毛掉在产品上，影响产品质量。进入无尘室必须穿净化靴铜线区域衣服标志净化室要求铜线区域进入流程头发不能露出静电帽沿口罩必须遮住口鼻袖37注意：通道两头的两扇门不可以同时打开，以避免污染净化室进入铜线区域要经过两道风淋室,作用是在设定的时间内吹除身上的尘埃（图1）。1）第一道风淋室：前段区域入口。2）第二道风淋室：前段区域内铜线区域入口。进入第一道风淋室到前段区域，先做ESD检测并记录（图2）。进入第二道淋室铜线区域后，必须随时双手10指全戴上指套（图3）。净化室要求图1图2图3注意：通道两头的两扇门不可以同时打开，以避免污染净化室进入38铜线焊接缺陷

AluminumSplash

铝飞溅

1）焊球下面要有铝的残留

2）Cratering测试后焊盘无裂纹和凹坑

3）与它的焊盘或金属区无焊接短路焊盘上的铝层被挤压到焊球边缘铜线焊接缺陷AluminumSplash铝飞溅焊盘上39铜线焊接缺陷

Oxidation

铜线氧化

1）全部的铜线氧化或变色

2）氧化出现在加热过程中（WB、MOLD）GOOD铜线氧化铜线焊接缺陷Oxidation铜线氧化GOOD铜线氧化40铜线焊接缺陷

PadMetalLift金属脱离

1）PULL的读数超出最小要求

2）ETCH测试后无二氧化硅损坏

3）通过Wirepull/Ballshear/Cratering测试可接受铜线焊接缺陷PadMetalLift金属脱离41铜线焊接缺陷

CosmeticFlowerBallGOODGOODStitchtailing铜线焊接缺陷CosmeticFlowerBallGOOD42正常焊球异常焊球GOODScaronwiresurfacePoint-ballOxidize铜线焊接缺陷

Scaronwiresurface/Point-ball/Oxidize异常焊球在焊接过程中会导致焊接缺陷，例如Cratering，Liftedmetal，Liftedbond等废品。正常焊球异常焊球GOODScaronwiresurfa43生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人HB温度SLP/QFP:200±10SOIC:240±10Pre-heat:180±10Post-heat:120±105个读数1/每班,set-up温度测试记录表/set-up表技术员参数设置USG程序控制1个读数1/每个Sublot/每台机器生产记录表操作员BondforceBondtimeC/VTIP混合气体EFO:0.4-0.7L/MinNVT:0.4-0.6L/Min1个读数1/每天参数检查表操作员Ballsize2倍金线直径-90%bondpadopening.(球与铅飞溅必须在焊盘内,不能接触或超出passivation)4个读数Set-upSet-up表技术员Ballthickness0.3-1.0倍金线直径4个读数Set-upSet-up表技术员生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人HB温度44生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人LoopheightSLP<9milsTSLP<8milsSOICEP<8milsSOICFU<10milsLQFP<10milsTQFP<8mils4个读数Set-upSet-up表技术员WirePullAllbondpads/1units每台机器/每天,set-upX-barchartIPQAWedgePullBallShearFABRoundshapeballNoOxidizeball5ballsSet-up,设备PM,设备维修,更换或调试EFO,更换或调试陶瓷管Set-up表,生产记录本QA-LAB生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人Loop45生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人IMC.IMCremain>80%;2.IMCvoid<10%perarea.3.IMCcenterregion(50%ofballradius）void<15%oftotalbondareaRemark:WBbake250deg/3hourthensendtoLAB.kindlyrefertoappendixforbetterunderstanding.Allbondpads/2units每台机器/每天参数检查表QA-LABCrateringNocrateringorOxidelayerdamageAllbondpads/5Unit每台机器/每天,Set-up参数检查表表,Set-up表QA-LAB生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人IMC.46生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人WireSpoolFloorLifeMax30daysforpdcoatedwire(afterremovingfromoriginal).Max3daysforpurecopperwire(afterremovingfromoriginal)寿命标签每台机器/每天操作员StagingTimeofBondedUnitsMax96hours随工单Sublot/每天操作员CapillaryLifeTimeMax300KunderBurn-inmode(setlimitis250k)1个读数Sublot/每天/每台机器生产记录表操作员生产线控制措施检查项控制范围读数检查频率记录责任人Wire47铜线的寿命控制方法一、金线系统控制铜线使用寿命流程如下（责任人：POP）：注意：1）新开机器（机器上没有铜线的），POP按要求直接发放。

2）更换铜线的机器，必须先将铜线交与POP从系统返回小房间，POP再按要求发放，否则系统不支持。铜线的寿命控制方法一、金线系统控制铜线使用寿命流程如下（责任48铜线的寿命控制方法二、WB机器设定铜线使用寿命（责任人：TECH/OP）：注意：1）每次更换铜线后都必须按标签上填写的寿命分钟数设定。

2）纯铜与钯铜的寿命不一致，寿命未到期返回后再次领出时铜线的剩余寿命与新领出铜线寿命不一致。1、点击“Configure”.2、点击“WireUsage”.4、点击“TimerDuration”，设定铜线的寿命(按标签上填写的寿命分钟数来设定).3、点击“WireUsageTimer”,并将"OFF"改为"ON“.5、点击“ChangeWireSpool“,确认TimeRemaining一栏是否变为4290mins.6、点击“StopBondingAfter”,选择Device(三个选项:Devive,Index,Strip),

表示当前这粒die生产完后报警。7、当铜线寿命到期时，机器报警，操作员应将该卷铜线取下返回给POP.铜线的寿命控制方法二、WB机器设定铜线使用寿命（责任人：TE49铜线的寿命控制方法三、MES系统控制WB到MOLD的时间不能超过96小时（责任人：主管）：1、WB从LOTSTART开始到中段MOLD的时间不能超过96小时。注意：WB上新LOT时必须先做LOTSTART。2、MES系统自动抓取WBSTART-OP3-QA3-MOLSTART的时间，如果有SUBLOT超过72小时，该SUBLOT信息自动上传到对应工序的CopperBondedUnitWIP报告中，IT将发出CopperBondedUnitWIP报告跟主管，提醒主管及时处理。注意：如果主管没有处理，IT将每6小时发一次CopperBondedUnitWIP报告。铜线的寿命控制方法三、MES系统控制WB到MOLD的时间不能50IMC、FAB及Crosssection检查标准及失效图片IMC=94.7%

Pass判断标准1.IMCremain>80%2.IMCcenterregionvoid<15%oftotalarea.3.IMCcentervoidcenterregion<10%perarea.IMC=47.6%Fail

IMC检查标准及失效图片:IMC、FAB及Crosssection检查标准及失效图片51IMC、FAB及Crosssection检查标准及失效图片

FAB检查标准及失效图片:PassFailGOODScaronwiresurfacePoint-ballOxidizeIMC、FAB及Crosssection检查标准及失效图片52

Crosssection检查标准:IMC、FAB及Crosssection检查标准及失效图片AlPadremain:ForAlthickness<1.0,Alremainrange15%~50%ofOriginalAlPadthickness.ForAlthickness>1.0um,Alremainrange25~50%for75%ofcontactarea;

Profileflatness:25%rang