ASM AERO Draadverbindingsproceshandleiding | Koperdraad, capillair en lusverbinding

Het verplaatsen van een pakket op een ASM AERO draadbonder is niet alleen een kwestie van machine-instellingen aanpassen.Een stabiele draadverbinding is afhankelijk van de gecombineerde eigenschappen van het draadmateriaal, de capillaire geometrie, de vorming van de luchtbel, de instellingen voor de eerste verbinding, de instellingen voor de tweede verbinding, het lusprofiel, de temperatuur van de werkstukhouder, de conditie van de chippad, het oppervlak van het leadframe of substraat, de visuele uitlijning en de machine-instellingen.

Voor koperdraad of andere draadmaterialen mag een procesoverdracht niet alleen worden goedgekeurd omdat de machine een bol kan genereren en een droge cyclus kan voltooien. Het beoogde pakket moet worden gevalideerd door middel van een gecontroleerde verbindingsprocedure die de vorming van de eerste verbinding, de consistentie van de tweede verbinding, de lusgeometrie, de plaatsingsstabiliteit en de procesrespons van de daadwerkelijke materialen controleert.

Deze handleiding beschrijft de belangrijkste procesvariabelen die moeten worden gecontroleerd bij het overbrengen van een pakket naar een ASM AERO draadbonder, waaronder de keuze van de capillaire buis, de draadaanvoer, het FAB-gedrag, lusvorming, thermische omstandigheden, beeldverwerking en validatieplanning.

In het kort: Wat bepaalt de stabiliteit van draadverbindingen op een ASM AERO-machine?

De stabiliteit van de draadverbinding wordt bepaald door de volledige procesketen en niet door één machine-instelling. De belangrijkste variabelen zijn doorgaans de conditie van de chip-pad, het substraat- of leadframe-oppervlak, het draadmateriaal en de diameter, de capillaire geometrie, het EFO-gedrag, de parameters van de eerste verbinding, de parameters van de tweede verbinding, het lusprofiel, de temperatuur van de werkstukhouder, de visuele uitlijning en de procesverificatie.

• Wijzig het draadmateriaal niet zonder de capillaire, FAB- en bond-instellingen te controleren.

• Gebruik geen capillair alleen omdat het bij een vorige verpakking wel werkte.

• Keur geen lusprofiel goed dat afkomstig is van één enkele locatie op één sample-unit.

• Ga er niet van uit dat een stabiele eerste obligatie een stabiele tweede obligatie garandeert.

• Geef geen toestemming voor een proces voordat de daadwerkelijke verpakking, materialen en productieomstandigheden zijn gevalideerd.

Waarom AERO-procesoverdracht meer is dan alleen machine-instelling

De machine-instelling is slechts één onderdeel van de procesoverdracht. Een pakket kan nieuwe capillairen, andere werkstukhouders, bijgewerkte vision-leerpunten, herziene lusprogrammering, nieuwe draadaanvoerinstellingen of een gewijzigde thermische conditie vereisen, zelfs wanneer dezelfde AERO-draadbonder al een ander product verwerkt.

De overdracht wordt gevoeliger wanneer de metaalcoating van de chip, de beplating van het leadframe, de afwerking van het substraat, het draadmateriaal, de chipdikte, de padgeometrie, de speling in de behuizing of matrijsgerelateerde beperkingen veranderen. De bondingmachine moet worden geconfigureerd op basis van het daadwerkelijke fysieke proces in plaats van een algemeen, eerder gebruikt recept.

Principe van procesoverdracht:Valideer de combinatie van verpakking, materiaal en gereedschap als één systeem. Valideer de draadverbindingsmachine niet afzonderlijk.

10 variabelen die de stabiliteit van draadverbindingen bepalen

1. Metaalisatie en oppervlakteconditie van de chip.

De eerste hechting is sterk afhankelijk van de conditie van de chipcontactzone. Het type metallisatie, de reinheid van de contactzone, oxidatie, vervuiling, de grootte van de contactzone, de passiveringsopening, de topografie en de geschiedenis van de chipbehandeling kunnen allemaal van invloed zijn op het hechtingsgedrag.

Voordat u de machine-instellingen wijzigt, controleer dan of het probleem met de eerste verbinding verband houdt met de chip-pad zelf. Een proces dat stabiel was op één chipbron, kan zich anders gedragen wanneer een nieuwe waferbatch, pad-afwerking of chipleverancier wordt geïntroduceerd.

2. Verbindingsoppervlak tussen leadframe, substraat of behuizing

De tweede verbinding wordt beïnvloed door de toestand van het ontvangende verbindingsoppervlak. De beplating van het leadframe, de metaalafwerking van het substraat, de geometrie van de verbindingsvingers, verontreiniging, vlakheid, de ondersteuning van de behuizing en het thermische gedrag kunnen de hechting en de consistentie van de verbinding beïnvloeden.

Wanneer er variatie in de tweede binding optreedt, hoeft het probleem niet alleen te worden veroorzaakt door ultrasone energie of kracht. Controleer bij het onderzoek het verpakkingsmateriaal, de toestand van de galvanisatie, de stabiliteit van de opspaninrichting en de werkstukhouder.

3. Draadmateriaal, diameter en batchconsistentie

Het draadmateriaal en de draaddiameter beïnvloeden de FAB-vorming, de capillaire interactie, de bindingsvervorming, het lusgedrag en het procesvenster. Een verandering in draadtype, diameter, coating, opslagomstandigheden of leveranciersbatch moet worden behandeld als een gecontroleerde proceswijziging.

Controleer de draad voordat u een productieoverdracht uitvoert. Controleer of de draad correct is geladen, geleid, op de spoel is georiënteerd, het invoerpad schoon is en compatibel is met de geïnstalleerde capillaire buis en het verbindingsrecept.

4. Capillaire geometrie en gereedschapslijtage

De capillaire geometrie is een van de meest bepalende variabelen bij het verbinden van kogels. Het beïnvloedt het gedrag van de kogel in de lucht, de vervorming van de eerste verbinding, het contactoppervlak, de vorming van de hechting, de vorm van de lus en de speling.

De keuze van een capillair moet afhangen van de draaddiameter, de padgeometrie, het doel van de bonded-ball, het ontwerp van het leadframe of substraat, de vereisten voor de lus en de constructie van de behuizing. Een capillair dat geschikt is voor het ene apparaat, is mogelijk niet geschikt voor een andere behuizing.

Gereedschapslijtage, vervuiling, beschadiging of inconsistente geometrie kunnen instabiele verbindingen veroorzaken, zelfs als de machineparameters ongewijzigd lijken.

5. Draadaanvoer, klemming en draadaanzet

Een stabiele draadaanvoer is noodzakelijk voor een herhaalbare FAB-vorming en lusgeneratie. Het draadtraject, de klemconditie, de klemtijd, de staartlengte, de capillaire interface en de respons van de draadaanvoer moeten worden gecontroleerd voordat grote wijzigingen in de verbindingsparameters worden aangebracht.

Symptomen zoals onregelmatige luchtballen, onverwachte draadbreuken, instabiele lushoogte of onregelmatig gedrag van de eerste verbinding kunnen verband houden met de draadaanvoer, de beweging van de klem of de toestand van de staartbesturing.

6. EFO en vrije-luchtbalformatie

De vorming van een bol in vrije lucht is een fundamenteel onderdeel van het balverbindingsproces. Het EFO-systeem, de conditie van de elektrode, de draaduiteinde, de draadaanvoer, de capillaire opstelling en de gasomgeving kunnen allemaal de grootte, vorm en consistentie van de bol beïnvloeden.

Zorg tijdens de procesoverdracht voor een stabiele FAB voordat u de uiteindelijke optimalisatie van de eerste binding probeert uit te voeren. Een proces voor de eerste binding kan niet betrouwbaar worden afgesteld wanneer de binnenkomende vrije-luchtbol inconsistent is.

7. Balans van parameters voor de eerste obligatie

De prestaties van de eerste verbinding worden beïnvloed door kracht, ultrasone energie, verbindingstijd, temperatuur, capillaire toestand, FAB-conditie, kwaliteit van de chip-pad en uitlijningsnauwkeurigheid. Deze variabelen moeten op een gecontroleerde manier worden aangepast in plaats van door middel van brede, gelijktijdige veranderingen.

Als de resultaten van de eerste verbinding inconsistent zijn, gebruik dan een gestructureerde beoordeling: controleer de conditie van de chip-pad, inspecteer de slijtage van de capillairen, verifieer het gedrag van de FAB, controleer de uitlijning en evalueer vervolgens de kracht, energie, tijd en thermische omstandigheden.

8. Tweede binding en steekvorming

De kwaliteit van de tweede verbinding hangt af van het ontvangende oppervlak, de steekparameters, de capillaire geometrie, de draadspanning, het lusverloop, de conditie van de werkstukhouder en de thermische stabiliteit. Een stabiele eerste verbinding garandeert geen stabiele tweede verbinding.

Controleer het uiterlijk van de hechting en de consistentie van de verbinding op verschillende posities in het pakket. Variatie aan één kant van een leadframe of substraat kan duiden op problemen met de bevestiging, vlakheid, temperatuur of lokale uitlijning, in plaats van een algemeen probleem met het productieproces.

9. Lusprofiel, overspanning en lushoogte

De lusvorming moet worden ontworpen op basis van de pakketarchitectuur. Lushoogte, overspanning, hielgeometrie, draadspeling, afstand tussen chip en aansluiting, naburige draden, matrijsstroom en pakketbeperkingen moeten allemaal in overweging worden genomen.

Een lusprofiel moet over het gehele pakket worden gecontroleerd, niet alleen op één centrale verbindingslocatie. Randposities, lange overspanningen, aangrenzende draden en lastige hoeken van het pakket kunnen problemen aan het licht brengen die niet zichtbaar zijn bij een eenvoudige testopstelling.

10. Temperatuur en thermische stabiliteit van de werkstukhouder

Temperatuur beïnvloedt het materiaalgedrag, de stabiliteit van het substraat, de respons van het leadframe, de verbindingsvorming en de consistentie op lange termijn. De werkstukhouder, de verwarmingsplaat, het contact van de armatuur en de pakketondersteuning moeten worden gecontroleerd voordat variaties uitsluitend aan verbindingsparameters worden toegeschreven.

Bij temperatuurgevoelige verpakkingen of langere productieruns moet worden gecontroleerd of de temperatuur stabiel blijft in de werkstukhouder en of de ondersteuning van de verpakking op verschillende locaties verandert.

Hoe voer je een praktische ASM AERO-procesoverdracht FAT uit?

Een FAT-test voor procesoverdracht moet bevestigen dat de aangeboden machine de daadwerkelijke verpakkingsroute kan uitvoeren met representatief materiaal, de juiste gereedschappen en gedocumenteerde resultaten. Deze test mag niet beperkt blijven tot machine-initialisatie of een algemene demonstratie van draadverbindingen.

Stap 1 — Bevestig de verpakking en de materiaalinvoer

Bereid de pakkettekeningen, informatie over de chip-pad, details van het leadframe of substraat, draadmateriaal, draaddiameter, capillairvoorstel, werkstukhoudervereisten en het verwachte lusprofiel voor voordat u met de test begint.

Stap 2 — Installeer de gecontroleerde capillaire buis en het gereedschap

Gebruik een capillair en werkstukhouderconfiguratie die geschikt zijn voor het te testen apparaat. Noteer vóór de test het type capillair, de staat van het gereedschap, het type draad, de identificatie van de opspaninrichting en de machine-instellingen.

Stap 3 — Zorg voor een stabiele, vrije-luchtbalformatie

Controleer of de FAB-vorming herhaalbaar is voordat de instellingen voor de eerste verbinding definitief worden vastgelegd. Let op de consistentie van de bal, de stabiliteit van de draadstaart en de interactie tussen EFO, klembesturing en capillaire opstelling.

Stap 4 — Valideer de eerste verbinding op representatieve chip-pads

Voer gecontroleerde eerste-verbindingsproeven uit op daadwerkelijke of representatieve chip-pads. Beoordeel het uiterlijk van de verbinding, de vervorming, de locatie, de herhaalbaarheid en de reactie van het proces voordat u overgaat tot volledige evaluatie.

Stap 5 — Valideer de tweede verbinding op de daadwerkelijke oppervlakken van de verpakking.

Controleer de hechting, de consistentie van de tweede verbinding en de nauwkeurigheid van de locatie op het daadwerkelijke leadframe, substraat of ontvangende metalen oppervlak. Neem waar mogelijk ook lastige verbindingslocaties mee.

Stap 6 — Bevestig het lusprofiel op alle pakketlocaties

Evalueer de lushoogte, overspanning, vorm, speling en herhaalbaarheid op centrale, rand- en lange-overspanningsposities. Leg het lusprogramma en eventuele proceslimieten vast die tijdens de tests zijn vastgesteld.

Stap 7 — Controleer de afstemming van de visie en leer stabiliteit aan.

Controleer of de chip-pads, leads, substraten of pakketreferenties consistent herkend kunnen worden. Controleer de teach-points, camera-instellingen, belichting en uitlijningsprestaties met behulp van het doelpakket.

Stap 8 — Registreer parameters, resultaten en herkwalificatielimieten

Documenteer het draadmateriaal, de capillaire details, de EFO-condities, de verbindingsparameters, de verwarmingsinstellingen, het lusprogramma, de beeldinstellingen, de inspectieresultaten en de voorwaarden die herkwalificatie vereisen.

Veelvoorkomende symptomen van draadverbindingen en de eerste variabelen om te bekijken

Wanneer een draadverbindingsproces opnieuw gekwalificeerd moet worden

Een draadverbindingsrecept moet worden herzien en mogelijk opnieuw worden gevalideerd wanneer er wijzigingen optreden in proceskritische parameters. Dit omvat wijzigingen in draadmateriaal, draaddiameter, capillairtype, afwerking van de chip, beplating van het leadframe of substraat, pakketgeometrie, werkstukhouder, verwarmingsconditie, machinecontroller, verbindingskop, vision-configuratie of belangrijke softwareomgevingen.

Herkwalificatie vereist niet altijd dat het hele proces vanaf nul wordt opgebouwd. De gewijzigde variabele moet echter wel worden geïdentificeerd, op risico worden beoordeeld en gevalideerd aan de hand van de daadwerkelijke pakketroute voordat deze in productie wordt genomen.

Wat moet er gedocumenteerd worden tijdens een AERO-procesoverdracht?

• Exact machinemodel, serienummer en geïnstalleerde configuratie

• Verpakkingstekening, chip-pad lay-out en ontvangend hechtingsoppervlak

• Draadmateriaal, diameter, leverancierspartij en opslagconditie

• Type capillair, geometrie, conditie en vervangingscriteria

• EFO-configuratie, FAB-conditie en draadverbindingsinstellingen

• Parameterset voor de eerste en tweede binding

• Vereisten voor lusprofiel, lushoogte, overspanning en pakketvrijheid

• Identificatie van werkstukhouder, verwarmingselement en armatuur

• Leerpunten voor beeldherkenning, camera-instellingen en uitlijningsmethode

• Inspectiebevindingen, afkeuringscriteria en herkwalificatietriggers

Eindaanbeveling: Valideer het complete hechtingssysteem.

Een ASM AERO draadbonder kan een krachtig procesplatform bieden wanneer de daadwerkelijke machineconfiguratie, capillaire gereedschappen, draadmateriaal, werkstukhouder, pakketgeometrie, vision-instellingen en validatiemethode op elkaar zijn afgestemd.

Voordat een overgedragen product in productie wordt genomen, moet de stabiele FAB-vorming, de kwaliteit van de eerste verbinding, de consistentie van de tweede verbinding, het lusprofiel, de visuele uitlijning en de herhaalbaarheid op pakketniveau worden gecontroleerd. Dit voorkomt een veelgemaakte fout bij procesoverdracht: het valideren van een machinecyclus zonder de daadwerkelijke pakket- en materiaalcombinatie te valideren.

Gerelateerde ASM-draadbonderbronnen

• ASM AERO Draadbonder Platformhandleiding

• Koopgids voor gebruikte ASM AERO draadbonders

• ASM-draadbonderapparatuurhandleiding

• Bekijk beschikbare draadverbindingsapparaten

Veelgestelde vragen over de procesoverdracht van de ASM AERO draadbonder

Wat is de belangrijkste variabele bij het verbinden van koperdraden?

Geen enkele variabele werkt onafhankelijk. Draadmateriaal, capillaire geometrie, FAB-conditie, padoppervlak, verbindingsparameters, thermische omstandigheden en lusontwerp moeten gezamenlijk als één processysteem worden geëvalueerd.

Hoe beïnvloedt de capillaire toestand de consistentie van de eerste binding?

De geometrie, slijtage, verontreiniging en beschadiging van de capillairen kunnen de interactie tussen de fabric-additief, de vervorming van de binding, de ultrasone overdracht, de bindingsafdruk en de positioneringsnauwkeurigheid beïnvloeden. De toestand van de capillairen moet worden gecontroleerd voordat er grote parameterwijzigingen worden doorgevoerd.

Waarom is het vormen van een bal in de vrije lucht belangrijk?

De FAB is de beginvoorwaarde voor de eerste verbinding. Inconsistente bolgrootte, -vorm of draaduiteindegedrag kunnen leiden tot instabiele resultaten bij de eerste verbinding, zelfs wanneer andere verbindingsparameters ongewijzigd blijven.

Wat beïnvloedt de lushoogte en de lusstabiliteit?

De lushoogte en -stabiliteit worden beïnvloed door het lusprogramma, de draadaanvoer, de klemtijd, de capillaire toestand, het draadmateriaal, de afstand tussen de matrijs en de aansluiting, de behuizingsgeometrie, de ondersteuning van de werkstukhouder en de machinekalibratie.

Wanneer moet een draadverbindingsrecept opnieuw worden gevalideerd?

Een recept moet worden herzien wanneer het draadmateriaal, het type capillair, de toestand van de chip, de afwerking van het leadframe of substraat, de geometrie van de behuizing, de werkstukhouder, de bondingkop, de vision-instellingen, de toestand van de verwarming of andere proceskritische parameters veranderen.

Kan één capillair voor verschillende verpakkingsontwerpen worden gebruikt?

Soms wel, maar de geschiktheid hangt af van de draaddiameter, de padgeometrie, de vereisten voor de bonded-ball, het ontwerp van de lead of het substraat, het lusdoel en de speling in de behuizing. De compatibiliteit van de capillaire buis moet voor elke procesroute worden bevestigd.

Waarom varieert de kwaliteit van de tweede binding tussen verschillende substraatbatches?

Variatie kan worden beïnvloed door oppervlakteafwerking, galvaniseerconditie, verontreiniging, vlakheid, bevestigingsondersteuning, thermisch gedrag, hechtingsparameters en lokale uitlijningsomstandigheden. Het ontvangende oppervlak moet samen met de hechtingsinstellingen worden beoordeeld.

Wat moet er gedocumenteerd worden tijdens een ASM AERO-procesoverdracht?

Documenteer de machineconfiguratie, details van de draad en capillairen, EFO-conditie, verbindingsparameters, lusprogramma, werkstukhouderinstelling, beeldinstellingen, verpakkingsmaterialen, inspectiebevindingen en herkwalificatielimieten.

Heeft u hulp nodig bij het beoordelen van een ASM AERO-draadverbindingsproces?

Deel de pakkettekening, de lay-out van de chip-pads, details van het leadframe of substraat, het draadmateriaal, de draaddiameter, informatie over de capillairen, het beoogde lusprofiel, de werkstukhoudercondities en de verwachte productievereisten. Een nuttige beoordeling begint met het complete pakketproces in plaats van slechts één verbindingsparameter.