Ricerca sul processo di applicazione della lama di taglio nella saldatrice per imballaggi a circuito integrato

Astratto:

Il cuneo è uno strumento cruciale nel processo di wire bonding per il test dei circuiti integrati. La corretta selezione del cuneo determina la stabilità, l'affidabilità e l'economia del processo di incollaggio. Basato sulla selezione e sostituzione dei cunei per la macchina per l'incollaggio dei fili ASM-AB339, questo documento introduce i metodi di selezione e smontaggio dei cunei. Lo studio conclude che la corretta selezione del cuneo può alleviare efficacemente l'usura dell'attrezzatura per il collegamento dei fili e della superficie terminale della punta del cuneo, prolungando così la durata di entrambi.

0 Introduzione

Il confezionamento di circuiti integrati, noto anche come confezionamento elettronico, è un processo indispensabile nella produzione di chip di circuiti integrati, fungendo da ponte vitale tra dispositivi elettronici e sistemi elettronici. Non solo collega i circuiti, protegge i chip e migliora la conduttività termica dei dispositivi, ma, cosa ancora più importante, collega i giunti di saldatura a pad in alluminio sul chip wafer ai pin all'interno del lead frame utilizzando fili d'oro (o rame), producendo così vari effetti circuitali. Il cuneo è uno strumento cruciale nel processo di wire bonding per il test dei circuiti integrati. Taglia in modo efficiente i giunti di saldatura formati tra i fili d'oro (o di rame) e i pin interni, garantendo l'efficienza, l'affidabilità e la stabilità della produzione di circuiti integrati.

1. Processo di collegamento dei cavi

Il wire bonding è un processo cruciale nel confezionamento e nel test dei circuiti integrati. La qualità del processo di saldatura del filo ha un impatto significativo sulle prestazioni elettriche, sulla stabilità e sull'affidabilità dell'intero dispositivo confezionato. Circa il 30% dei guasti dei dispositivi a semiconduttore sono causati da problemi di interconnessione dei chip; pertanto, la resistenza del collegamento del filo ha un impatto significativo sull'affidabilità dei dispositivi a semiconduttore [1-2].

1.1 Metodi di collegamento dei cavi

Il chip è fissato a un leadframe metallico e il processo di wire bonding viene utilizzato per collegare in sequenza sottili fili metallici al chip e al leadframe per completare il collegamento. La saldatura per incollaggio di fili utilizza metodi come riscaldamento, pressurizzazione e ultrasuoni per rompere lo strato di ossido sulla superficie dell'oggetto da incollare, causando deformazione plastica, ottenendo così un contatto molto stretto tra il filo e la superficie da incollare, formando così un giunto di saldatura. Tra i metodi di unione dei fili, l'incollaggio a termo-pressione, l'incollaggio a ultrasuoni e l'incollaggio termoacustico sono i più comunemente utilizzati [3-4].

1.2 Processo di collegamento dei cavi

1.2.1 Processo di incollaggio delle sfere

Il processo di collegamento delle sfere è il seguente: il filo di collegamento viene inserito verticalmente in uno strumento a cuneo cilindrico. Sotto l'azione della scintilla elettrica, il filo viene riscaldato e fuso allo stato liquido. A causa della tensione superficiale del liquido, forma una palla. Il cuneo scende ed esercita pressione sulla sfera di saldatura, facendo sì che la sfera di saldatura si leghi al pad in alluminio del circuito integrato, completando il processo di saldatura. Successivamente il cuneo si solleva e si muove lungo un percorso prestabilito. Quando raggiunge la posizione del perno interno, la pressione e l'energia ultrasonica vengono utilizzate per completare la saldatura, formando un giunto di saldatura [5-6].

1.2.2 Processo di incollaggio a cuneo

Il processo di incollaggio del cuneo è il seguente: un filo metallico viene inserito in un piccolo foro pre-impostato sul retro del cuneo, facendo formare al filo metallico un angolo compreso tra 30 e 60 gradi con il piano dell'area di incollaggio. Quindi il cuneo scende e, quando raggiunge l'area di saldatura del pad di saldatura, preme il filo metallico sulla superficie dell'area di saldatura. Per completare l'incollaggio viene utilizzata la saldatura ad ultrasuoni o la saldatura termoacustica. Successivamente il cuneo viene sollevato e si muove lungo un percorso prestabilito. Quando raggiunge la posizione del perno interno, completa la saldatura utilizzando la pressione e l'energia ultrasonica per formare un giunto di saldatura [7].

2. Funzione e metodo di selezione del cuneo

2.1 Funzione del cuneo

Il cuneo è uno dei componenti chiave delle apparecchiature per l'imballaggio dei semiconduttori. Di solito è realizzato in ceramica o materiali compositi ceramici e comprende un corpo della lama, un foro centrale conico (chiamato anche foro di direzione verticale) e una punta (punta della lama) situata nella parte superiore dell'estremità anteriore del corpo della lama. Il corpo della lama e la punta sono corpi rotanti con l'asse centrale del foro centrale conico come asse di simmetria. La funzione del foro centrale conico è quella di consentire il passaggio del filo di collegamento. All'apertura anteriore del foro centrale conico, il diametro del foro centrale conico si espande gradualmente, ovvero l'apertura anteriore del foro centrale conico è svasata, formando così lo smusso del foro centrale conico, noto anche come angolo tangente interno, che facilita l'impegno della sfera metallica utilizzata durante il collegamento del filo. Inoltre, le tangenti su entrambi i lati della sezione longitudinale della punta della punta della punta sono a forma di arco-, formando così un certo angolo con la superficie di lavoro, ovvero l'angolo della superficie di lavoro [8-10]. 2.2 Metodo di selezione per mannaie

La selezione delle mannaie dovrebbe considerare in modo esaustivo fattori quali il diametro del filo d'oro, la dimensione delle pastiglie in alluminio, la spaziatura delle pastiglie in alluminio e le altezze degli archi adiacenti.

1) Selezionare l'apertura della mannaia (H) in base al diametro del filo d'oro. La formula di stima è: Apertura (H)=Diametro del filo d'oro + Valore empirico (0,5-0,8 mil).

2) Selezionare il diametro dello smusso interno (DC) in base alla dimensione della ventosa in alluminio. La formula di stima è: Diametro smusso interno (DC)=Dimensione pastiglia in alluminio - Valore empirico 0,8-0,9 mil.

3) Selezionare il diametro della testa della mannaia (D) t in base alla spaziatura delle pastiglie in alluminio. La formula di stima è: Diametro della testa (D)t=2 × Spaziatura dei pattini in alluminio - Diametro medio delle sfere d'oro.

4) Selezionare la forma della testa della mannaia in base alle altezze degli archi adiacenti e alle spaziature adiacenti.

2.3 Confronto del diametro della taglierina e del filo d'oro

3.1 Scaricamento della vecchia taglierina

Premi il pulsante "ChgCap" sulla saldatrice a pressione ASM-AB339 e utilizza una chiave dinamometrica per ruotare la vite della taglierina di 1-2 giri in senso antiorario per rimuovere la vecchia taglierina.

3.2 Caricamento della nuova taglierina

1) La schermata della saldatrice a pressione ASM-AB339 visualizza le informazioni di caricamento. Utilizzare le pinzette per tenere la parte centrale della taglierina da sostituire, inserire l'estremità superiore della taglierina nel foro, facendo in modo che l'estremità superiore della taglierina sia a filo con la superficie superiore. Utilizzare una chiave per regolare la coppia in senso orario su 1,8-2 N e serrare la vite della taglierina.

2) Premere il pulsante "Invio" sulla saldatrice a pressione ASM-AB339 due volte consecutive.

3) La saldatrice a pressione ASM-AB339 entra nella fase di rilevamento automatico a ultrasuoni.

4) Premere il tasto "Stop" sulla saldatrice a pressione ASM-AB339 due volte consecutive.

5) Premere il tasto "Invio" sulla saldatrice a pressione ASM-AB339. Premere 1 per ripristinare le statistiche capillari, quindi premere Invio per continuare. Premere nuovamente "1" per cancellare il conteggio dei capillari.

6) Premere il tasto "Invio" sulla saldatrice a pressione ASM-AB339. Allineare il mirino con il perno (L/F), quindi premere nuovamente "Invio" per lasciare un segno sul perno con il capillare. Spostare il pannello di controllo finché il mirino non si allinea con il centro del segno.

7) Auto tch fir lvl: regola automaticamente la distanza orizzontale (altezza dell'asta di accensione) tra l'asta di accensione e la lama di taglio: A=si B=no STOP=esci. Premere "A" per visualizzare: "Regola fir lvl" regola la distanza orizzontale tra l'asta di fuoco e la lama di taglio. Utilizzare i tasti freccia su e giù per portare la testa della lama di taglio (punta) allo stesso livello della testa dell'asta di fuoco (punta), quindi premere "Invio → Stop" per uscire.

8) Premere Shift+CtrlSr/EFO per misurare l'altezza.

4. Conclusione

Attraverso la ricerca sul processo di selezione e sostituzione della lama di taglio per la saldatrice a pressione ASM-AB339, vengono proposti un metodo efficace per la selezione delle lame di taglio e una specifica standard per il processo di sostituzione delle lame di taglio per la saldatrice a pressione ASM-AB339 e macchine per saldatura a pressione simili. Ciò ha implicazioni pratiche significative per il miglioramento della durata delle apparecchiature di saldatura a pressione e delle lame da taglio.