微波组件类键合（手动键合机）工艺技术要求对照标准（成都微组装设备公司）

1. 一般要求

1. 环境温度：在18-28度范围内

2. 相对湿度：30-70%范围内

3. 洁净度：符合GB/T 25915.1-2010中ISO7级（即为万级净化）的规定
   

4. 

2. 材料（四川微组装设备公司）

1. 主要材料

1. 金丝（带），纯度大于等于99.99%，金丝表面洁净，无超过直径5%的刻痕、凹痕、划痕、裂纹、凸起和其他缺陷，应具有合格证明，并在规定的有效期内使用；力学性能满足GB/T 8750-2007的要求；
   
   

   
   

   

2. 铝丝，需采用铝-1%硅的合金丝；应储存于氮气环境中；

2. 芯片：芯片及需键合的元件上键合焊盘镀层良好，无起泡、脱落等现象；
   

3. 基板与壳体

1. 金丝（带）键合的键合区域镀层要求

1. 优先采用镀镍-金结构，镍层厚度大于1.5um，金层厚度大于1.5um；

2. 镀层与底层金属结合力良好；

3. 镀层无起泡、脱落现象；

4. 对于频率较高的微波组件，基板的键合焊盘可采用镀金结构；

2. 铝丝键合的键合区域镀层要求
   

1. 应为镀镍-金结构，镀镍层厚度为3-5um，镀金层厚度为0.05-0.5um；
   

2. 镀层与底层金属结合力良好；

3. 镀层无起泡、脱落现象；

3. 设备

1. 键合机

1. 超声输出功率稳定，且超声功率大小可调，精度在+/-1mW

2. 超声时间可调，精度在+/-1ms

3. 加热台湿度控制精度优于+/-5度，工作温度范围在50-200度

4. 键合压力可调，精度可达+/-1g

5. 键合机可键合金丝直径范围17.5-80um，可键合金带范围为12.5*35um-25.4*500um

2. 拉力/剪切力测试机

1. 拉力可测试范围为0-100gf，控制精度+/-0.02gf

2. 剪切强度可测试范围为0-500gf，控制精度+/-0.1gf

3. 拉力/剪切测试机需配置显微镜或图像采集功能，显微镜放大倍数范围为10X-40X

4. 拉力/剪切测试机需配置固定夹具

3. 显微镜

1. 放大倍数为10X-80X

2. 金相显微镜放大倍数为100X-200X

4. 等离子清洗机

1. 功率可调范围为200-1000W

2. 时间可调范围为0-60min

3. 最高真空度可达5Pa   

4. 详细要求（平行封焊机）
   

1. 工艺设计要求

1. 工艺方法选择

1. 金丝键合应采用超声热压键合工艺；

2. 金带键合可选用超声热压或热压键合工艺；

3. 铝丝键合应采用超声键合工艺。

2. 弧长

1. 18um金丝键合引线弧长不应超过3mm；

2. 25um金丝键合引线弧长不应超过5mm；

3. 50um金丝键合引线弧长不应超过8mm；

4. 大于或等于125um宽的金带弧长不应超过15mm。

3. 腔深

1. 通常可键合的腔深不超过15mm，如果因组件设计需要可增加腔深，但需要考虑引线键合工艺的可实现性。

4. 间距

1. 通常键合点距壳体或较高元器件距离应不小于0.8mm

5. 高度差

1. 18um，高度差应不大于2.5mm

2. 25um，高度差应不大于4mm；

3. 50um，高度差应不大于6mm；

4. 大于或等于125um宽的金带，高度差应不超过10mm。

6. 同一焊盘多引线

1. 同一键合焊盘可键合多于一根引线，但引线间应有可见间隙（100X显微镜下检验）

7. 键合点

1. 键合点禁止点涂环氧胶固定

8. 键合线弧度

1. 两键合点间的引线应有一定弧度，禁止采用直线连接；

9. 复合键合

1. 复合键合（Compound bond）：一个键在另一个键上面所形成的单一金属键合，复合键合要求如下

1. 不允许使用一个键合点固定两根引线（见图1）
   
   

   

2. 第二次键合的接触面积应大于下层键合面积的75%；

3. 不同的金属引线禁止采用复合键合（例如，不同的金属引线之间，但不包括键合区金属化层）；

4. 在原有的键合点上面不得有多于一个的键合点；

5. 当设计上要求、技术上需要时，并得到鉴定机构或订购方的批准，可不按上面4条执行，但应严格控制工艺过程，且需提供可靠性验证的技术资料；

10. 其他要求

1. 不同金属材料的键合工艺要求如下

1. 功率芯片禁止采用金-铝键合工艺；

2. 慎用与芯片键合区金属材料不同的键合工艺；如果使用到不同金属材料的键合工艺，必须通过专门的工艺鉴定，工艺鉴定试验应至少包括高温贮存、扫描电子显微镜检查和引线键合强度测试。高温贮存试验样品应为密封的合格样品，试验条件为300度，24h；高温贮存后引线键合强度应满足GJB548C-2021方法2011.1的标准要求。

2. 操作要求

1. 工艺准备

1. 检查技术文件的齐套性和现行有效性；

2. 检查并确认设备状态符合要求；

3. 检验并确认被键合区域表面状态符合要求；

4. 键合前应将被键合的组件清洁干净，再借助等离子清洗清洁键合表面；

2. 键合参数确认

1. 首件样品制作

1. 首件制作满足以下步骤

1. 样品至少一个组件，应至少采用4个芯片，不足4个芯片的应采用多个组件，键合引线数量要求至少8根，如单个组件中键合引线数量未能满足要求，则需采用多个样品；

2. 试键合过程根据键合点形变设置与调整键合参数

2. 参数确认

1. 首件制作应进行参数确认

1. 采用破坏性测试方法测试键合强度，如果所有引线的键合强度都满足GJB548B-2005中方法2011.1的要求，键合参数合格。如果有一根键合引线强度不满足要求，则需调整键合参数、选取新样品再采用相同方法测试其同一键合位置（或同种元器件）的键合强度，直至首件检验合格方可批量键合；

2. 根据键合强度失效类型分析原因并确定是否需要调整键合参数，失效分类如下

1. 在颈缩点处（即由于键合工艺而使内引线截面减小的位置）引线断开；

2. 在非颈缩点上引线断开；

3. 芯片上的键合（在引线和金属化层之间的界面）失效；

4. 在基板、封装外引线键合区或非芯片位置上的键合（引线和金属化层之间的界面）失效；

5. 金属化层从芯片上浮起；

6. 金属化层从基板或封装外引线键合区上浮起；

3. 键合过程（手动键合机）

1. 键合过程的要求如下

1. 优先采用正向键合顺序，从芯片焊盘键合（第一键合点）到板或其他芯片焊盘键合（第二键合点），如图2所示：

2. 

3. 键合过程中楔形键合点长度方向应与键合线呈直线；

4. 焊盘位置空间允许条件下，键合点应全部位于键合焊盘内部；

5. 两键合点高度差相差较大的应调整好显微镜焦距后再键合；

6. 对于超声热压键合，在保证可靠键合的情况下，应严格控制超声时间与键合压力，如果键合设备提供劈刀加热功能，应借助劈刀的加热功能，提高可键合性；

7. 键合机连续工作时间超过4h需重新进行参数确认

4. 返工要求

1. 芯片上键合的返工要求

1. 需返工的焊盘上与焊盘结合不可靠的金丝（带）键合点应去除，结合可靠的金丝（带）应将键合点的尾丝去除；

2. 焊盘露出底层金属处不允许再键合；

3. 重新键合完全或部分位于另一个键、键尾或引线的残留物部分上或与其相交，交迭宽度应小于25%；

2. 基板与壳体上键合的返工要求

1. 基板与壳体上需返工的键合丝应去除；

2. 基板与壳体上选择未键合区域重新键合；

5. 检验要求

1. 检验方法：30-80X显微镜下目检键合引线、键合点和键合区域。

2. 检验详细要求

1. 键合位置符合装配图要求，无错键、漏键；

2. 键合引线的尾丝无延伸到或接触到任何非公共的、未玻璃钝化的有源金属区；

3. 对于质量等级为H级的产品，芯片上无玻璃钝化的键合区内的有效键合面积大于50%键合点面积。对于K级，芯片上无玻璃钝化的键合区内金-金键合面积大于等于50%键合点面积，金-铝键合面积大于等于75%键合点面积。

4. 键合点的尾丝长度不超过引线直径的2倍

5. 楔形键合点形变要求如下

1. 超声和热声楔形键合：键合点宽度在1.2-3倍引线直径，且键合长度>0.5倍引线线径，

2. 热压楔形键合：键合点宽度在1.5-3倍引线直径，且键合长度>0.5倍引线线径

6. 引线上的裂口切伤、刻痕弯曲或颈缩使金丝直径减少不得大于线径的25%，金带破损不得大于金带宽度的25%
   

   

7. 键合强度检验

1. 首件键合及筛选试验后键合强度满足GJB548B-2005方法2011.1中相应的最小键合强度要求；

2. 金带按截面积计算相应圆引线的等效直径，以确定最小键合强度；

8. 多余物控制要求

1. 组件内部无多余键合引线；

2. 键合点、键合区域及键合线上无多余物；

9. 球形键合拒收判据

1. 球焊键合的直径小于引线直径的2倍或大于5倍；

2. 球焊键合的引出线不完全在球的周界内；

3. 球焊键合的引出线中心不在键合区边界内；

10. 金带键合拒收判据

1. 有效键合面积小于精确对准时的50%

2. 键合尾丝长度大于带的宽度或者254um，取其较小者

3. 键合根部处有缺损（如图7）
   
   

      

      更多的四川半导体微组装设备资讯请联系：18980821008（张生）19382102018（冯小姐）

       四川省微电瑞芯科技有限公司http://www.wdrx-semi.com/