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类型田中银合金线AgSEA技术资料.pdf

  • 上传人:精品资料
  • 文档编号:7627633
  • 上传时间:2019-05-22
  • 格式:PDF
  • 页数:20
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    田中银合金线AgSEA技术资料.pdf
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    1、TANAKA DENSHI KOGYO K.K. Ag合金线SEA型号Tanaka Denshi Kogyo K.K.Technical Department2Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.Confidential半导体市场的发展趋势小型化微间距低线弧的运用缩减成本降低材料成本低成本提高生产力UPHMTBA参数范围简单的参数设定客户的要求 : 低价格材料高生产力LED Device市场的发展趋势小型化低线弧短弧长缩减成本降低材料成本低价格材料提高生产力UPH参数范围简单的参数设定高亮度高反射率客户的要求 : 低价格

    2、材料高生产力高性能背景3Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.ConfidentialYes(气体配件)No资金总额Yes(N2-H2)No混合气体芯片损伤第一焊点参数生产力(UPH etc)反键合第二焊点参数材料成本铜线金线项目背景Ag 为主的键合线Yes(气体配件)Yes(N2)银线Au, Cu, 和 Ag 合金线的比较(坏 ) (好 )材料成本 / 接合性4Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.ConfidentialTANAKA新 Ag合金线的

    3、命名命名: S E A1. 材料成本低以银为主,低材料成本的键合线2. 键合性SEA 型号能在金线打线参数下打线3. 微间距SEA 的压着球真圆度良好SEA 型号的特点Silver的英文首字母Enhanced的英文首字母序号5Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.Confidential机械特性设备 : 拉伸试验机 UTM-拉伸速度 : 10mm/min试料长度 : 100mm测定数 = 10键合线 : SEA(Ag 合金线)TCA1(裸铜线)CLR-1(镀钯铜线)GFC(金线)510152025300.6 0.8 1.0

    4、 1.2 1.4 1.6Wire diameter (mil)Breaking Load (gf)SEATCA1 (Bare Cu)CLR-1 (coated Cu)Au (GFC)6Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.Confidential电阻率SEA型号的电阻率比金线高测定方法根据直流4端子法,通过一定的电流,测定当时的电压。根据测定值计算电阻。R=V / I(R:电阻 V:电压 I:电流)根据右侧公式,计算电阻率。= RS/L(:电阻率 S:横截面积 L:长度)3.12.42.31.75.10.02.04.06.

    5、08.010.099%Au 99.9%Au 99.99%Au 99.99%Cu Ag alloyGPG-2 GPH GFC TCA1 SEAResistivity (ucm)3N 4N7Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.Confidential熔断电流计算公式0.00.51.01.52.02.50.0 2.0 4.0 6.0Wire Length (mm)Fusing Current(A)0.7mil0.8mil0.9mil1.0mil0.00.51.01.52.02.5.02.04.06.0Wire Length (

    6、mm)Fusing Current(A)0.8mil SEA 0.8mil Cu wire0.8mil Au alloy0.8mil 4N-AuSEA的熔断电流与金合金线的一样。在Eugene Loh技术报告中提到的公式:IEEE Trans.Comp.,Hybrids,Manu.Tech.,Vol6,no.2,P.209,JUNE1983.报告的标题是“Fussed-Open Bond Wires 物理分析资料”8Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.ConfidentialFAB形成性气体流量的确认1.0 l/min0

    7、.2 l/min 0.4 l/min 0.6 l/min 0.8 l/min好打线机:UTC-3000 装有气体配件, 保护气体:N29Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.Confidential01002003004005006000 5 10 15 20Deformation(um)Compression Load(mN)SEACoated CuBare Cu4N-AuFAB 压缩试验Flat toolFAB【FAB 制造条件】线径:20umFAB:38打线机 :Shinkawa UTC-1000气体 :N2, 0.

    8、6l/minEFO 时间 :0.36 msEFO 电流:36mA(银合金)49mA(镀钯铜)46mA(4N-金)【测定设备】压缩装置 :MCT-W500( SHIMADZU)【测定概图】【测定条件】压缩速度:23.5mN/sec最大负荷:400mN硬度比较软软 Au wire SEA Cu wire 硬硬10Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.Confidential第一焊点【Al-Splash】【Bonding condition 】Bonder :Shinkawa UTC-1000Gas :N2 0.6l/minDi

    9、e-Pad :Al-0.5%Cu (t=0.8um)Capillary :SPT SI (H:25, T:130, CD:38, FA:8, OR:30)Wire diameter :20umFAB diameter :38um镀钯铜线US-Power 260US-Power 200SEAUS-Power 170Search Level :120umSearch Speed :8.0mm/sSearch Force :40gfBond Force :40gfUS-Power :170230US-Mode :-2Pre US-Power :40Bond Time :6.0ms11Copyrigh

    10、t TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.Confidential第一焊点Squashed Ball & Shear Force【Bonding condition 】Bonder : UTC-3000Gas : N2 0.6l/minDie : Al-1.0Si-0.5Cu(t=0.8um)Capillary : SPT SIWire dia. : 20umFAB dia. : 38umS-Level : 150umS-Speed : 4mm/sBond Time : 6msPre-US : 40N=24Ave. (Std.)X : 47.

    11、3 (0.80)Y : 46.0 (0.83)11.8kg/mm2X : 45.9 (0.84)Y : 44.5 (0.71)10.6kg/mm2X : 43.9 (0.59)Y : 43.0 (0.62)8.9kg/mm225320280240X : 45.1 (0.77)Y : 44.2 (0.54)7.8kg/mm2X : 43.3 (0.84)Y : 41.4 (0.66)9.5kg/mm2X : 42.1 (0.53)Y : 40.7 (0.54)9.1kg/mm2USPowerX : 46.5 (0.91)Y : 44.4 (0.75)12.7kg/mm2X : 44.2 (0.7

    12、5)Y : 42.5 (0.79)11.5kg/mm220X : 49.0 (0.88)Y : 47.4 (0.70)11.6kg/mm2X : 45.3 (0.72)Y : 42.4 (0.90)12.1kg/mm2X : 47.4 (0.88)Y : 45.7 (0.80)9.7kg/mm2X : 43.5 (0.85)Y : 41.6 (0.51)10.1kg/mm23015Search Force & Bond Force (gf)XYToolGap: 3um12Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.Confide

    13、ntial样品样品型号型号: SEA,GFC线径线径: 18um观察项目观察项目纵切面纵切面: FAB & HAZ 横切面横切面: FAB , Wire设备设备Focused Ion Beam (FIB) : Hitachi FB2000A横切面纵切面结晶观察13Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.Confidential99.99%Au(GFC)SEA结晶观察 (纵切面)14Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.ConfidentialWireSE

    14、A99.99%Au (GFC)FAB结晶观察 (横切面)15Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.Confidential第二焊点Wire Pull at 2nd Position【Bonding condition 】Bonder :Shinkawa UTC-1000Gas :N2 0.6l/minDie-Pad :Al-0.5%Cu (t=0.8um)Capillary :SPT SI(H:25, T:130, CD:38, FA:8, OR:30)Wire diameter :20umSearch Level :10

    15、0umSearch Speed :4.0mm/sSearch Force & Bond Force :52gfUS-Power :440560Bond Time :6.0ms :2nd bond lift occurred.2345678420 460 500 540 5802nd US-PowerPullForce(gf)TANAKA Ag alloy wire2345678420 440 460 480 500 520 540 560 5802nd US-PowerPullForce(gf)Error bar is STD. Pd coated Cu wireN=3016Copyright

    16、 TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.Confidential可靠性【Migration Test】PassSEA0/22Sample-30 / 22Sample-30/22Sample-20 / 22Sample-20/220 / 21PassSample-14N-Au wireSample-1ResultFailure / sample size (pin)Terminal distance : 30 50 umVoltage : DC 6VHAST Machine : PC-R8D (HIRAYAMA)Metal : Al-0.5%C

    17、u 0.6um40umFAB size0.8milWire dia.Size :6mm 6mm 300umDevice130deg C 85%RH 96hHAST ConditionsQFP200pin FrameUTC-1000 ( Shinkawa )BonderSEA / 4N-Au wireWireDC 6V 3050um17Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.Confidential43 44 umTarget squashed ball33umFAB diameterElBL3.0 %8.9 gfMechan

    18、ical Properties19.0 umWire diameterSEAWire typeThicknessMetallizationGE-7470 / non halogen compoundMold ResinQFP-200pin / Ag platingFlame0.8 umAl-1%Si-0.5%CuDieK&S 414FF-2021-R35(H10 CD13 T28 OR5 FA11)Capillary0.6 l / minForming GasShinkawa UTC-3000 with Cu kitBonding Machine121 deg / 100% / 2 atmPC

    19、T conditionPCT (Pressure Cooker test)18Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.ConfidentialPCT【1st Bonding condition 】Bonder :Sinkawa UTC-3000 Cu-kitGas :N2 0.6l/minDie-Pad :Al-1.0%Si-0.5%Cu (t=0.8um)Frame : QFP200pinResin : NITTO DENKOGE-7470(non halogen)Capillary :K&S 414FF-2021-R35

    20、(H10 CD13 T28 OR5 FA11)Wire diameter :19.0umFAB diameter :33umSpark Current : 30mASpark Time : 0.26msTarget of Squashed all size : 44um Tail Length : 100umSearch Speed : 4mm/secBond Force : 15-30gfUS Power : 180-320Bond Time : 10msecUS Time : 8msecUS mode : 0【 SEA1】Shear force: 6.2kgf/mm2 Bond Force

    21、 : 20gf, US : 180【SEA2】Shear force : 11.5kgf/mm2Bond Force : 20gf, US : 280【SEA3】Shear force: 12.7kgf/mm2 Bond Force : 20gf, US : 320【 Au wire】Shear force : 10kgf/mm2 up0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.00 200 400 600 800 1000 1200 1400Time(hrs)Ave(R1,R2,Rn) /GFCGMH2GPG2SEA1SEA2SEA301020304050607080901000 200 400 600 800 1000 1200 1400Time(hrs)不良数(10%up)GFCGMH2GPG2SEA1SEA2SEA3N=100N=10019Copyright TANAKA DENSHI KOGYO K.K. All Rights Reserved.ConfidentialPCT(在121deg 100% 2atm 条件下192小时之后 )SEIBEISEA (Ag-alloy)AgXYAlTANAKA DENSHI KOGYO K.K. 谢谢Tanaka Denshi Kogyo K.K.Technical Department

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