搜索
1高良率生產的固晶工藝主講:張偉源先生2簡介•製程回顧•物料選擇•設備•品質檢測3一般製程回顧•銀漿固晶(EpoxyDieBonding)•共晶焊接(EutecticDieBonding)•覆晶焊接(FlipChipBonding)•熱超聲覆晶焊接(ThermosonicFlipChipBonding)4銀漿固晶基板加熱加熱加熱加熱點膠固晶銀漿固化焊線5共晶焊接助焊劑共晶加熱加熱基板加熱加熱加熱加熱點印助焊劑固晶助焊劑加熱固晶直接共晶焊線6覆晶焊接拾晶180°覆晶利用覆晶器拾晶旋轉對位及點印助焊劑1234上視監測焊頭覆晶器點印針助焊劑點印碟7熱超聲覆晶焊接散熱基座LED壓力金球(((())))加熱超聲波震動焊墊金球焊接於散熱基座金球焊製熱超聲覆晶焊接8不同製程的比較•需於次襯墊上焊製金球•難於監測焊接良率•高焊接溫度•特別晶片/引線框架塗層•需要固化•工藝較複雜略遜一籌•更高焊接密度•更佳發光及導電性•更高焊接密度•更高焊接精度•工藝簡易•更佳發光及導電性•可重焊•已成熟的工藝•可選有不同銀漿已應付需要強項熱超聲覆晶焊接覆晶焊接共晶焊接銀漿固晶9物料選擇10簡介•吸嘴•頂針•點印針•基板11吸嘴12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13高溫吸嘴•例子:–由一種廣受應用的纖維製成ASTMD-256方法ASTMD-695方法ASTMF-433方法ASTMD-1708方法ASTMD-1708方法42.7J/m@23°Cg)抗衝擊力,槽口22.8MPa@23°C104.8MPa@23°Cf)抗壓縮力1%拉緊10%拉緊0.46W/m.°C@40°Ce)傳熱能力5.%@32°Cd)接長最耐62MPa@23°C30.3MPa@23°Cc)抗張強度最耐288°C–連續式加溫482°C–間歇式加溫b)最高溫度25–48Rockwell“E級”a)硬度特性•吸嘴尖尺寸:–外徑:0.20mm–內徑:0.10mm•最高可承受溫度–480°C•吸嘴尖尺寸:–外徑:0.20mm–內徑:0.10mm•最高可承受溫度–480°C14碳化鎢平面吸嘴6.1膨脹系數(20-800oCMK^-185.0傳熱能力(W/m*K)9.2防斷裂(MPa)530楊氏模數(GPa)5000抗壓力(MPa)3900抗破裂(MPa)HRA89.9硬度13.95密度(g/cm^3)0.6結晶體大小(um)15鈷含量(wt.%)•特性•吸嘴尖尺寸:–外徑:0.30mm–內徑:0.10mm•較硬物質•吸嘴尖尺寸:–外徑:0.30mm–內徑:0.10mm•較硬物質15•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吸嘴撰擇16頂針17頂針–鋒利式頂針尖頂針尖頂針尖放大圖(鋒利式)頂針尖放大圖(鋒利式)18頂針–圓頭式頂針頂針尖放大圖(圓頭式頂針)頂針尖放大圖(圓頭式頂針)頂針尖頂針尖19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20點印針21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22基板選擇23簡介•銀漿固晶–成熟工藝–對基板要求不多•共晶焊接–基板設計–表面粗糙度–物料24共晶焊接•一步式/兩步式製程–物料的要求•AuSn預附於晶片底部及基本預設銀(Ag)層•Sn預附於晶片底部及基板預設銀(Ag)層•製程溫度–Au(80%)/Sn(20%)於塗銀基板•焊接溫度~320°C–Au(10%)/Sn(90%)於塗銀基板•焊接溫度~260°C–Sn(100%)於塗銀基板•焊接溫度~250°C25基板/引線框架的設計•引線框架的設計–堅固及表面平滑度–傳熱性26設備27設備•位置精度–機械式對位vs.圖像識別對位•PR系統–圓圖配置–特別照明系統•工藝分享–GaP黃綠LED的處理–銅基質的共晶片的處理28工藝分享•GaP黃綠LED的處理•銅基質的共晶片的處理29晶片破損•晶片的邊角破爛:破晶•經常性於E-pole發現破損30解決破晶31總結•要達致高良率的固晶生產,物料選擇是關鍵,如吸嘴材料與大小,頂針尖銳度,點印針大小及基板設計•除上述硬體方面,軟體方面如圖像識別對位,PR系統,輕觸式著陸,頂針速度等,提供工藝上的靈活性,亦有助達致高良率生產•品質監測有助於維持高良率生產32題問時間33完