BSOB参数优化

TianShuiHuaTianTechnologyCO.,Ltd目录(CONTENTS)一、完整的铜线SSB解决方案二、植球（Bump）后脱焊的解决方法三、第二点拉力（Stitchpull）偏小的解决方法四、第二焊点切线后SHTL(ShortTail)报警的解决方法五、第二焊点切线后失铝（MetalVoid）的解决方法六、植球（Bump）后SHTL(ShortTail)报警的解决方法七、植球（Bump）后LGTL(LongTail)报警的解决f方法3实例铜线SSB展示QFN产品（注：以下数据均在SPEC之内）图1铜线SSB展示图铜线SSB工艺参数优化方法铜线SSB工艺参数优化方法（技术方案）4一、技术方案现有KNSWB机器SSB线弧的植球模式有两种AccuBump与FlexBump。AccuBump植球模式的示意图与劈刀（capillary）运动轨迹如下图所示：图2AccuBump模式示意图图3AccuBump模式劈刀运动轨迹铜线SSB工艺参数优化方法（技术方案）5FlexBump植球模式的示意图与劈刀（capillary）运动轨迹如下图所示：在现有常用SSB技术的基础上，通过理论分析和可靠性论证，初步确定材料和设备。然后采用两种不同的技术方法进行研究。图4FlexBump模式示意图图5FlexBump模式劈刀运动轨迹铜线SSB工艺参数优化方法铜线SSB工艺参数优化方法（技术方案）6方案1：采用与金线SSB线弧相同的参数模式来进行SSB线弧的铜线验证，使用DOE优化参数，确认方法是否可行。其中，植球（Bump）模式采用AccuBump与FlexBump；Fold/SmoothMethod采用Position模式，这里以AccuBump为例进行说明，其主要参数如下。图6Position模式示意图图7劈刀参数示意图铜线SSB工艺参数优化方法铜线SSB工艺参数优化方法（技术方案）7从图2与图3可以看出AccuBump的主要参数为Bumpheight、Separationheight与SmoothDistance。其中Bumpheight是指SmoothDistance到达的高度，一般设在Separationheight的50%到80%；Separationheight是在SmoothDistance开始之前，Capillary上升的高度；SmoothDistance平滑作用，其大小为（Tip-CD）/2，其中Tip和CD是指Capillary参数，示意图参看图7。方案2：植球（Bump）模式采用AccuBump与FlexBump；Fold/SmoothMethod采用Force模式对铜线SSB线弧进行DOE验证。根据产品检测结果和良率及可靠性水平，不断调整优化焊线关键工艺过程的参数，铜线SSB工艺参数优化方法铜线SSB工艺参数优化方法（技术方案）8使产品质量达到量产化水平，并通过可靠性测试。此方法中Fold/SmoothMethod采用Force模式控制下的Shortfold与LongFold示意图如下图所示。图8Force模式Shortfold与LongFold示意图铜线SSB工艺参数优化方法铜线SSB工艺参数优化方法（技术方案）91--SeparationHeight2--SmoothnessDistance3--SmoothForceSeparationHeightSmoothnessDistanceSmoothForceSmooth2SepHitSmooth2DistanceSmooth2ForceStep1Step2Step3Step4Step5Step64--Smooth2SepHit5--Smooth2Distance6--Smooth2Force图9方案2中Bump过程示意图铜线SSB工艺参数优化方法铜线SSB工艺参数优化方法（技术方案）10方案2以AccuBump模式的Bump过程示意图如图9所示，其中主要参数为SeparationHeight、SmoothnessDistance、SmoothForce、Smooth2SepHit、Smooth2Distance、和Smooth2Force。SeparationHeight此参数为劈刀平移动作时的起始位置高度，此高度若设置太大会影响SmoothForce所需的力：铜线SSB工艺参数优化方法铜线SSB工艺参数优化方法（技术方案）11二、关键技术攻关1、植球（Bump）后脱焊植球（Bump）时，当水平分力大于铜球与铝垫的结合力时就容易造成球脱，示意图与具体球脱图片如图2所示。方法1、Fold/SmoothMethod采用Force模式。方案2中Step2与Step3，线径经过拉扯挤压后会产生应力集中，而应力集中会阻挡图10植球（Bump）后脱球铜线SSB工艺参数优化方法铜线SSB工艺参数优化方法（技术攻关）12Smooth2Distance移动时所产生的水平分力，减少对铜球的冲击，从而降低脱球的风险。注：应力集中的地方多发生在材料弯曲变形时，若晶粒内的原子因为外力超出材料结构本身所能承受的最大极限，就会产生永久位移，这就是所谓的差排，差排的产生是由于晶粒大小发生变化，使得无法由排列方向正常变形，变形的晶粒造成阻挡而一直感应集中。方法2、第一焊点参数的调整，通过增加X与Y方向的摩擦相位来增加粘合区域的面积，从而增加铜球与铝垫的结合力，解决植球（Bump）后的脱球问题。铜线SSB工艺参数优化方法（技术攻关）13图11第一焊点参数调试例子铜线SSB工艺参数优化方法（技术攻关）142、第二焊点拉力（Stitchpull）小铜线SSB，第二焊点切线的位置对拉力（Stitchpull）大小影响很大，如下图所示，当Cap-BondOffset设置为零时，鱼尾与Bump球接触的面积很小，如图12（左）黑色为接触面积），从而造成拉力小。一般情况，Cap-BondOffset要设为负值才能使StitchBond和Bump很好的粘结在一起。图12第二焊点切线的位置示意图铜线SSB工艺参数优化方法（技术攻关）15对于ReverseBond，Capbondoffset一定要设为负值才能使Stitch和Bump很好的粘结在一起。Capoffset=0Capoffset为负Capoffset为正这里越小越好，但是不能没有。太大：Capillary在扯断线尾时，将导致LiftBall没有：导致SHTL，EFO。FoldRtnOffset越大，这里将越小。此角度能做到和Capillary的FaceAngle一样，能使2ndStitch更好。这由Bump和Fold的参数来决定（BumpHeight，SeparationHeight，FoldOffset，FoldRtnOffset，FoldFactor）。铜线SSB工艺参数优化方法（技术攻关）16Capoffset为负FaceAngleCapBondOffset需要等于FoldRtnOffset，才能使Capillary的FaceAngle和Bump切出来的平面吻合。ParameterSettingRangeRecommendedSettingRemarkBumpTip88/BumpC/V0.5（Ultra1.0）0.5（Ultra1.0）Ultra由于Fmode，所以CV用1.0BumpUSGFlash：80~95Sram：90~115Flash：90Sram：100/BumpForceFlash：29~33Sram：30~36Flash：31Sram：34/BumpLiftThreshold50%~80%70%做完Bump,扯线的速度限制BumpHeight0.4~0.70.5/SeparationHeight0.8~1.10.9/FoldOffset0.7~1.20.8/FoldRtnOffset-0.7~-1.3-0.9FoldRtnOffset需要略大于FoldOffsetFoldFactor0.5~1.20.6/SSBUSG30~4535/SSBForce40~5545/CapBondOffset-0.8~-1.2-1原则上应与FoldRtnOffset一致，为了2nd更好的粘结，故设置略高。铜线SSB工艺参数优化方法（技术攻关）173、第二焊点切线后SHTL（ShotTail）报警铜线SSB，第二焊点切线后由于材料或参数原因容易产生SHTL报警，解决方法建议：降低摩擦参数或摩擦选择沿着线的方向（In-Linemode）。图13第二焊点切线SHTL实例图铜线SSB工艺参数优化方法（技术攻关）184、第二焊点切线后将焊球带起失铝（MetalVoid）第二焊点切完鱼尾线后拉线尾时将焊球带起造成失铝或脱球（鱼尾与Bump球连在一起），具体图片如下图所示。解决方法，可以使用图15所示的SSB弧形第二焊点切线的三种模式进行切线参数的优化。图15所示第一种模式为以现行焊线的第二焊点图14第二焊点切线后失铝实例图铜线SSB工艺参数优化方法（技术攻关）19参数作为切线参数；第二种模式为以设定线群的第二焊点参数作为切线参数，建议设定Forwardbonggroup；第三种模式以独立的参数作为切线参数。图15SSB弧形第二焊点切线模式铜线SSB工艺参数优化方法（技术攻关）205、植球（Bump）后SHTL(ShortTail)报警在Bump植球后出现SHTL报警，具体如图16所示，解决方法，建议：对于方案1，依据实际情况增加或降低参数SmoothDistance；对于方案2，依据实际情况增加或降低参数Smooth2Force，减小BumpSmooth2Distance。图16Bump植球后SHTL报警铜线SSB工艺参数优化方法（技术攻关）216、植球（Bump）后LGTL(LongTail)报警在Bump植球后出现LGTL报警，具体如图17所示，解决方法，建议：对于方案1，调整优化Bump参数；对于方案2，依据实际情况增加Smooth2Force，减小BumpSmooth2Distance。图17Bump植球后LGTL报警铜线SSB工艺参数优化方法（技术攻关）22三、小结1、AccuBump与FlexBump。AccuBump植球模式参数设置比较简单，FlexBump参数设置比较复杂，但是效果好，特别是对Bump球上打完二焊点后鱼尾离芯片表面距离太小的产品有很好的改善。2、AccuBump与FlexBump中，采用Force模式比Position模式稳定，Position刚开始加工还可以，随着加工过程中劈刀的磨损后，就会出现各种异常。3、AccuBump与FlexBump中，对Bump球上打二焊点时的参数一般都应设置为Force+Scrub模式，该参数模式较其他模式打的比较稳定。铜线SSB工艺参数优化方法（技术总结）谢谢！23