ASM固晶培训资料解析.doc

高良率生產的固晶工藝 主講:  簡介 ? 製程回顧 ? 物料選擇 ? 設備 ? 品質檢測 2  一般製程回顧 ? 銀漿固晶 (Epoxy Die Bonding) ? 共晶焊接 (Eutectic Die Bonding) ? 覆晶焊接 (Flip Chip Bonding) ? 熱超聲覆晶焊接 (Thermosonic Flip Chip Bonding) 3  銀漿固晶 焊 線 加熱 基板 加熱 點膠 固晶 銀漿固化 4  共晶焊接 直接共晶 焊 線 加熱 固晶 基板 加熱 助焊劑 共晶 加熱 點印助焊劑 固晶 助焊劑加熱 5  覆晶焊接 1 2 3 4 焊頭 點印針 180° 覆晶 覆晶器 助焊劑點印碟 拾晶 利用覆晶器拾晶 上視監測 旋轉對位及點印助焊劑 6  熱超聲覆晶焊接 金球焊製 熱超聲覆晶焊接 壓力 超聲波 震動 ( ( ( ( ) ) ) ) LED 焊墊 金球 散熱基座 加熱 金球焊接於散熱基座 7  不同製程的比較 銀漿固晶 共晶焊接 覆晶焊接 熱超聲覆晶焊接 ? 可重焊 ? 工藝簡易 ? 更高焊接密 ? 更高焊接密度 強項 ? 已成熟的 ? 更佳發光 度 ? 更佳發光及導 工藝 及導電性 ? 更高焊接精 電性 ? 可選有不 同銀漿已 應付需要 度 ? 需要固化 ? 高焊接溫 ? 難於監測焊 ? 需於次襯墊上 略遜一籌 ? 工藝較複 度 接良率 焊製金球 ? 特別晶片/ 引線框架 塗層 雜 8  物料選擇 9  簡介 ? 吸嘴 ? 頂針 ? 點印針 ? 基板 10  吸嘴 11  吸嘴 ? 不同吸嘴的物料 –橡膠吸嘴 –高溫吸嘴 –碳化鎢吸嘴 ? 不同吸嘴的設計 –面貼式吸嘴 – 2邊/4邊吸嘴 12  高溫吸嘴 ? 例子: – 由一種廣受應用的纖維製成 特性 a)硬度 25 – 48 Rockwell “E級” ?? 吸吸嘴尖尺寸嘴尖尺寸::内径0.1MM外径0.2MM b)最高溫度 288°C –連續式加溫 482°C –間歇式加溫 ? 最高可承受溫度 c)抗張強度最耐 62 MPa @ 23°C ASTM D-1708方法 30.3 MPa @ 23°C 480°C d)接長最耐 e)傳熱能力 5.% @ 32°C ASTM D-1708方法 ASTM F-433方法 ASTM D-695方法 0.46 W/m. °C @ 40°C f)抗壓縮力 1%拉緊 22.8 MPa @23°C 104.8 MPa @23°C 10%拉緊 g)抗衝擊力,槽口 42.7 J/m @23°C ASTM D-256方法 13  碳化鎢平面吸嘴 ? 特性 ? 吸嘴尖尺寸: ? 吸嘴尖尺寸: 鈷含量 (wt.%) 15 0.6 – 外徑: 0.30mm 結晶體大小 (um) 密度 (g/cm^3) 硬度 – 內徑: 0.10mm 13.95 HRA 89.9 3900 5000 530 抗破裂 (MPa) 抗壓力 (MPa) 楊氏模數 (GPa) 防斷裂 (MPa) 9.2 膨脹系數 (20-800oC MK^-1 傳熱能力 (W/m*K) 6.1 85.0 14  吸嘴撰擇 ? 橡膠吸嘴 – 應用於大晶片(e.g. 40mil) – 不適用於共晶焊接 ? 高溫吸嘴 – 應用於一般固晶製程與共晶焊接 – 應用於小晶片(e.g. 40mil) ? 碳化鎢吸嘴 – 應用於一般固晶製程與共晶焊接 – 更長使用期 – 應用於小晶片(e.g. 20mil) ? 面貼式吸嘴及晶片的關係 – 吸嘴大小約為晶片的80%~90% ? 兩邊/四邊吸嘴 – 晶片表面有特別塗層 – 減少因接觸而損害晶片表面 15  頂針 16  頂針 –鋒利式 頂針尖 頂針尖放大圖 (鋒利式) 17  頂針 –圓頭式頂針 頂針尖 頂針尖放大圖 (圓頭式頂針) 18  頂針工具的選擇 ? 鋒利式頂針 – 晶片與頂針接觸面較圓頭式頂針細 – 防止拾晶失敗 ? 圓頭式頂針 – 可防止晶片破損 ? 頂針頭是圓 ? 在晶片底部較小壓力 19  點印針 20  點印針 ? 印尖的直徑與固晶所需之銀漿大小有關 ? 槽口大小控制銀漿尾 – 愈長的槽口,會有愈長的銀漿尾 21  基板選擇 22  簡介 ? 銀漿固晶 – 成熟工藝 – 對基板要求不多 ? 共