Hướng dẫn quy trình hàn dây ASM AERO | Dây đồng, ống mao dẫn và vòng lặp

Việc chuyển một kiện hàng lên máy hàn dây ASM AERO không chỉ là một công việc thiết lập máy móc.Độ ổn định của quá trình hàn dây phụ thuộc vào sự kết hợp của các yếu tố như vật liệu dây dẫn, hình dạng mao dẫn, sự hình thành các quả cầu trong không khí, cài đặt cho lần hàn đầu tiên, cài đặt cho lần hàn thứ hai, hình dạng vòng lặp, nhiệt độ của giá đỡ phôi, tình trạng của đế chip, bề mặt khung dẫn hoặc chất nền, căn chỉnh bằng hệ thống thị giác và thiết lập máy.

Đối với dây đồng hoặc các vật liệu dây sản xuất khác, việc chuyển giao quy trình không nên được chấp thuận chỉ vì máy có thể tạo ra cuộn dây và hoàn thành chu trình sấy khô. Gói sản phẩm mục tiêu phải được xác thực thông qua một chuỗi liên kết được kiểm soát, kiểm tra sự hình thành liên kết đầu tiên, tính nhất quán của liên kết thứ hai, hình dạng vòng lặp, độ ổn định vị trí và phản ứng của quy trình đối với các vật liệu thực tế.

Hướng dẫn này giải thích các biến số quy trình chính cần được xem xét khi chuyển một gói linh kiện sang máy hàn dây ASM AERO, bao gồm lựa chọn ống mao dẫn, tốc độ cấp dây, hoạt động của máy FAB, quá trình tạo vòng lặp, điều kiện nhiệt độ, thiết lập hệ thống quan sát và lập kế hoạch kiểm định.

Tóm tắt: Các yếu tố nào kiểm soát độ ổn định của quá trình hàn dây trên máy ASM AERO?

Độ ổn định của quá trình hàn dây được kiểm soát bởi toàn bộ chuỗi quy trình chứ không phải chỉ bởi một thiết lập máy móc. Các biến số quan trọng nhất thường bao gồm tình trạng đế chip, bề mặt chất nền hoặc khung dẫn, vật liệu và đường kính dây dẫn, hình dạng mao dẫn, hành vi EFO, thông số hàn lần đầu, thông số hàn lần thứ hai, cấu hình vòng lặp, nhiệt độ giá đỡ phôi, căn chỉnh bằng thị giác và xác minh quy trình.

• Không nên thay đổi vật liệu dây dẫn mà không xem xét lại các cài đặt mao dẫn, FAB và liên kết.

• Không nên sử dụng ống mao dẫn chỉ vì nó đã hiệu quả với gói hàng trước đó.

• Không được phê duyệt hồ sơ vòng lặp từ một vị trí duy nhất trên một đơn vị mẫu duy nhất.

• Không nên cho rằng sự ổn định của liên kết đầu tiên sẽ đảm bảo sự ổn định của liên kết thứ hai.

• Không được phép đưa quy trình sản xuất ra thị trường cho đến khi bao bì, vật liệu và điều kiện sản xuất thực tế được xác nhận.

Vì sao chuyển giao quy trình AERO không chỉ đơn thuần là thiết lập máy móc

Thiết lập máy chỉ là một phần của quá trình chuyển giao công nghệ. Một gói sản phẩm có thể yêu cầu các ống mao dẫn mới, các loại giá đỡ phôi khác nhau, điểm lập trình thị giác được cập nhật, lập trình vòng lặp được sửa đổi, cài đặt cấp dây mới hoặc điều kiện nhiệt độ thay đổi, ngay cả khi cùng một máy hàn dây AERO đang được sử dụng cho một sản phẩm khác.

Quá trình chuyển giao trở nên nhạy cảm hơn khi có sự thay đổi về lớp mạ trên đế chip, lớp mạ khung dẫn, lớp phủ chất nền, vật liệu dây dẫn, độ dày chip, hình dạng đế, khoảng cách giữa các gói linh kiện hoặc các ràng buộc liên quan đến khuôn. Máy hàn phải được cấu hình dựa trên quy trình vật lý thực tế chứ không phải dựa trên một công thức chung chung đã có từ trước.

Nguyên tắc chuyển giao quy trình:Kiểm tra tính toàn vẹn của gói sản phẩm, vật liệu và dụng cụ như một hệ thống thống nhất. Không kiểm tra riêng máy hàn dây.

10 yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định của mối nối dây

1. Mạ kim loại và điều kiện bề mặt của đế chip

Mối hàn đầu tiên phụ thuộc rất nhiều vào tình trạng của bề mặt tiếp xúc với chip. Loại mạ kim loại, độ sạch của bề mặt tiếp xúc, quá trình oxy hóa, sự nhiễm bẩn, kích thước bề mặt tiếp xúc, độ mở của lớp thụ động hóa, hình thái bề mặt và lịch sử xử lý chip đều có thể ảnh hưởng đến hành vi liên kết.

Trước khi thay đổi cài đặt máy, hãy kiểm tra xem vấn đề liên kết đầu tiên có liên quan đến chính đế chip hay không. Một quy trình hoạt động ổn định trên một nguồn chip có thể hoạt động khác đi khi sử dụng lô wafer mới, lớp phủ đế chip mới hoặc nhà cung cấp chip mới.

2. Bề mặt liên kết khung dẫn, chất nền hoặc bao bì

Mối hàn thứ hai chịu ảnh hưởng bởi điều kiện của bề mặt tiếp nhận mối hàn. Lớp mạ khung dẫn, lớp phủ kim loại nền, hình dạng ngón hàn, sự nhiễm bẩn, độ phẳng, giá đỡ bao bì và đặc tính nhiệt có thể ảnh hưởng đến sự hình thành đường hàn và độ bền của mối hàn.

Khi xuất hiện sự biến thiên liên kết thứ cấp, vấn đề có thể không chỉ do năng lượng hoặc lực siêu âm gây ra. Cần xem xét vật liệu đóng gói, điều kiện mạ, đồ gá và độ ổn định của giá đỡ phôi như một phần của quá trình điều tra.

3. Chất liệu dây, đường kính và tính nhất quán của lô hàng

Vật liệu dây dẫn và đường kính dây dẫn ảnh hưởng đến quá trình hình thành FAB, tương tác mao dẫn, biến dạng mối nối, hành vi vòng lặp và phạm vi quy trình. Việc thay đổi loại dây dẫn, đường kính, lớp phủ, điều kiện bảo quản hoặc lô hàng của nhà cung cấp cần được xem là sự thay đổi quy trình có kiểm soát.

Cần kiểm tra dây dẫn trước khi thực hiện chuyển giao sản xuất. Xác nhận việc nạp dây, định tuyến, hướng cuộn dây, độ sạch của đường dẫn dây và khả năng tương thích với ống mao dẫn đã lắp đặt và công thức liên kết là chính xác.

4. Hình dạng mao dẫn và sự mài mòn dụng cụ

Hình dạng mao dẫn là một trong những biến số có ảnh hưởng lớn nhất trong quá trình hàn bi. Nó ảnh hưởng đến hành vi của bi trong không khí tự do, biến dạng mối hàn đầu tiên, diện tích tiếp xúc của mối hàn, sự hình thành đường khâu, hình dạng vòng lặp và điều kiện khe hở.

Cần lựa chọn mao dẫn phù hợp với đường kính dây dẫn, hình dạng chân tiếp xúc, mục tiêu liên kết bi, thiết kế khung dẫn hoặc chất nền, yêu cầu vòng lặp và cấu trúc bao bì. Một mao dẫn hoạt động tốt trên thiết bị này có thể không phù hợp với thiết bị khác.

Sự mài mòn, nhiễm bẩn, hư hỏng của dụng cụ hoặc hình dạng không nhất quán có thể gây ra hiện tượng liên kết không ổn định ngay cả khi các thông số máy móc dường như không thay đổi.

5. Cấp dây, kẹp và tạo đuôi

Việc cấp dây ổn định là cần thiết để tạo hình FAB và vòng lặp lặp lại. Đường đi của dây, điều kiện kẹp, thời gian kẹp, chiều dài đuôi, giao diện mao dẫn và phản hồi cấp dây cần được xem xét trước khi thực hiện những thay đổi lớn đối với các thông số liên kết.

Các triệu chứng như hiện tượng tạo bóng khí không đều, đứt dây đột ngột, chiều cao vòng dây không ổn định hoặc hành vi liên kết đầu tiên bất thường có thể liên quan đến việc cấp dây, chuyển động kẹp hoặc tình trạng điều khiển đuôi.

6. EFO và sự hình thành bóng trong không khí tự do

Quá trình tạo bi trong không khí tự do là một phần cơ bản của việc hàn bi. Hệ thống EFO, điều kiện điện cực, đuôi dây, tốc độ cấp dây, cấu hình mao dẫn và môi trường khí đều có thể ảnh hưởng đến kích thước, hình dạng và độ đồng nhất của bi.

Trong quá trình chuyển giao công nghệ, cần thiết lập một FAB ổn định trước khi tiến hành tối ưu hóa liên kết đầu tiên cuối cùng. Quá trình liên kết đầu tiên không thể được điều chỉnh một cách đáng tin cậy khi quả cầu không khí tự do đầu vào không ổn định.

7. Cân bằng tham số liên kết đầu tiên

Hiệu suất liên kết ban đầu bị ảnh hưởng bởi lực, năng lượng siêu âm, thời gian liên kết, nhiệt độ, điều kiện mao dẫn, điều kiện FAB, chất lượng đế chip và độ chính xác căn chỉnh. Các biến số này nên được điều chỉnh thông qua phương pháp có kiểm soát thay vì thay đổi đồng thời trên diện rộng.

Khi kết quả liên kết ban đầu không nhất quán, hãy sử dụng quy trình đánh giá có cấu trúc: xác nhận tình trạng đế chip, kiểm tra độ mòn mao dẫn, xác minh hoạt động của FAB, xác nhận sự căn chỉnh, sau đó đánh giá lực, năng lượng, thời gian và điều kiện nhiệt độ.

8. Mối nối thứ hai và sự hình thành đường khâu

Chất lượng mối hàn thứ hai phụ thuộc vào bề mặt tiếp nhận, thông số đường khâu, hình dạng mao dẫn, lực căng dây, quỹ đạo vòng lặp, tình trạng kẹp phôi và độ ổn định nhiệt. Mối hàn đầu tiên ổn định không đảm bảo mối hàn thứ hai ổn định.

Kiểm tra hình dạng đường khâu và độ đồng nhất của liên kết trên các vị trí đóng gói khác nhau. Sự khác biệt ở một phía của khung dẫn hoặc chất nền có thể cho thấy các vấn đề về giá đỡ, độ phẳng, nhiệt độ hoặc căn chỉnh cục bộ hơn là vấn đề về công thức tổng thể.

9. Hình dạng vòng lặp, nhịp và chiều cao vòng lặp

Việc thiết kế đường vòng phải dựa trên cấu trúc của bao bì. Chiều cao đường vòng, độ rộng, hình dạng gót, khoảng cách giữa các dây dẫn, khoảng cách từ chip đến chân dẫn, các dây dẫn lân cận, dòng chảy khuôn và các ràng buộc của bao bì đều phải được xem xét.

Cần xem xét cấu hình vòng lặp trên toàn bộ gói dây dẫn, chứ không chỉ tại một vị trí liên kết trung tâm. Các vị trí rìa, các đoạn dây dài, các dây dẫn liền kề và các góc gói dây khó xử lý có thể cho thấy các vấn đề không thể nhìn thấy trong một bài kiểm tra thiết lập đơn giản.

10. Nhiệt độ và độ ổn định nhiệt của giá đỡ phôi

Nhiệt độ ảnh hưởng đến tính chất vật liệu, độ ổn định của chất nền, phản ứng của khung dẫn, sự hình thành liên kết và tính nhất quán lâu dài. Cần kiểm tra giá đỡ phôi, tấm gia nhiệt, tiếp điểm của đồ gá và giá đỡ gói linh kiện trước khi chỉ quy kết sự thay đổi cho các thông số liên kết.

Đối với các linh kiện nhạy cảm với nhiệt hoặc các dây chuyền sản xuất dài, hãy đánh giá xem nhiệt độ có ổn định trên toàn bộ giá đỡ linh kiện hay không và liệu cấu trúc đỡ linh kiện có thay đổi từ vị trí này sang vị trí khác hay không.

Hướng dẫn thực hiện thử nghiệm chấp nhận tại nhà máy (FAT) chuyển giao quy trình ASM AERO thực tế

Việc kiểm định chấp nhận tại nhà máy (FAT) chuyển giao quy trình cần xác nhận rằng máy móc được cung cấp có thể vận hành đúng quy trình đóng gói thực tế với vật liệu đại diện, các công cụ phù hợp và kết quả được ghi chép đầy đủ. Nó không nên chỉ giới hạn ở việc khởi tạo máy hoặc một bài kiểm tra hàn dây chung chung.

Bước 1 — Xác nhận gói hàng và nguyên vật liệu đầu vào

Chuẩn bị bản vẽ bao bì, thông tin về đế chip, chi tiết khung dẫn hoặc chất nền, vật liệu dây dẫn, đường kính dây dẫn, đề xuất ống mao dẫn, yêu cầu về giá đỡ phôi và cấu hình vòng lặp dự kiến ​​trước khi bắt đầu thử nghiệm.

Bước 2 — Lắp đặt ống mao dẫn và dụng cụ đã được kiểm định

Sử dụng cấu hình ống mao dẫn và giá đỡ phôi phù hợp với thiết bị cần kiểm tra. Ghi lại loại ống mao dẫn, tình trạng dụng cụ, loại dây, mã số đồ gá và thiết lập máy trước khi tiến hành thử nghiệm.

Bước 3 — Tạo thành đội hình bóng ổn định trong không khí tự do

Kiểm tra quá trình hình thành FAB có thể lặp lại trước khi hoàn thiện các thiết lập liên kết đầu tiên. Quan sát độ đồng nhất của bi, độ ổn định của đuôi dây và sự tương tác giữa EFO, điều khiển kẹp và thiết lập mao dẫn.

Bước 4 — Kiểm tra mối hàn đầu tiên trên các khuôn mẫu đại diện

Tiến hành các thử nghiệm liên kết đầu tiên có kiểm soát trên các đế chip thực tế hoặc đại diện. Xem xét hình dạng, biến dạng, vị trí, độ lặp lại và phản ứng của quy trình trước khi chuyển sang đánh giá toàn diện.

Bước 5 — Kiểm tra độ bám dính của lớp keo thứ hai trên bề mặt thực tế của bao bì

Xác nhận sự hình thành đường khâu, tính nhất quán của mối hàn thứ hai và độ chính xác vị trí trên khung dẫn điện, chất nền hoặc bề mặt kim loại tiếp nhận thực tế. Bao gồm cả các vị trí hàn khó nếu có thể.

Bước 6 — Xác nhận cấu hình vòng lặp trên tất cả các vị trí gói hàng

Đánh giá chiều cao, độ dài, hình dạng, khoảng cách và độ lặp lại của vòng lặp trên các vị trí trung tâm, rìa và dọc theo chiều dài. Ghi lại chương trình vòng lặp và bất kỳ giới hạn quy trình nào được xác định trong quá trình thử nghiệm.

Bước 7 — Ôn tập sự thẳng hàng của tầm nhìn và hướng dẫn về sự ổn định

Xác nhận rằng các điểm tiếp xúc chip, chân dẫn, chất nền hoặc mã tham chiếu bao bì có thể được nhận dạng một cách nhất quán. Kiểm tra các điểm định vị, cài đặt camera, ánh sáng và hiệu suất căn chỉnh bằng cách sử dụng bao bì mục tiêu.

Bước 8 — Ghi lại các thông số, kết quả và giới hạn tái chứng nhận

Ghi lại thông tin về vật liệu dây dẫn, chi tiết mao dẫn, điều kiện EFO, thông số liên kết, cài đặt bộ gia nhiệt, chương trình vòng lặp, cài đặt hệ thống quan sát, kết quả kiểm tra và các điều kiện yêu cầu tái chứng nhận.

Các triệu chứng thường gặp của hiện tượng hàn dây và những yếu tố đầu tiên cần xem xét

Khi nào quy trình hàn dây cần được kiểm định lại?

Công thức hàn dây cần được xem xét lại và có thể cần được thẩm định lại khi bất kỳ yếu tố đầu vào quan trọng nào của quy trình thay đổi. Điều này bao gồm thay đổi về vật liệu dây, đường kính dây, loại ống mao dẫn, lớp phủ đế chip, lớp mạ khung dẫn hoặc đế, hình dạng bao bì, giá đỡ phôi, điều kiện bộ gia nhiệt, bộ điều khiển máy, đầu hàn, cấu hình hệ thống thị giác hoặc môi trường phần mềm chính.

Việc tái thẩm định không phải lúc nào cũng đòi hỏi phải xây dựng lại toàn bộ quy trình từ đầu. Tuy nhiên, biến số thay đổi cần được xác định, đánh giá rủi ro và xác thực dựa trên lộ trình thực tế của gói sản phẩm trước khi đưa vào sản xuất.

Những giấy tờ nào cần được ghi chép lại trong quá trình chuyển giao quy trình AERO?

• Thông tin chính xác về kiểu máy, số sê-ri và cấu hình đã cài đặt.

• Bản vẽ bao bì, bố trí đế khuôn và bề mặt liên kết tiếp nhận

• Vật liệu dây, đường kính, lô hàng của nhà cung cấp và điều kiện bảo quản

• Loại mao dẫn, hình dạng, tình trạng và tiêu chí thay thế

• Thiết lập EFO, điều kiện FAB và cài đặt đuôi dây

• Bộ tham số liên kết thứ nhất và liên kết thứ hai

• Các yêu cầu về hình dạng vòng lặp, chiều cao vòng lặp, nhịp và khoảng cách an toàn cho bao bì

• Nhận dạng người giữ phôi, máy sưởi và thiết bị

• Các điểm cần lưu ý khi huấn luyện kỹ năng thị giác, cài đặt máy ảnh và phương pháp căn chỉnh.

• Các quan sát khi kiểm tra, tiêu chí từ chối và yếu tố kích hoạt việc tái chứng nhận.

Khuyến nghị cuối cùng: Xác thực toàn bộ hệ thống liên kết

Máy hàn dây ASM AERO có thể cung cấp một nền tảng quy trình mạnh mẽ khi cấu hình máy thực tế, dụng cụ mao dẫn, vật liệu dây, giá đỡ phôi, hình dạng gói linh kiện, thiết lập hệ thống quan sát và phương pháp kiểm định được đồng bộ hóa.

Trước khi đưa sản phẩm đã chuyển giao vào sản xuất, cần xác nhận sự hình thành FAB ổn định, chất lượng liên kết đầu tiên, tính nhất quán của liên kết thứ hai, cấu hình vòng lặp, sự căn chỉnh bằng thị giác và khả năng lặp lại ở cấp độ bao bì. Điều này giúp tránh một lỗi thường gặp khi chuyển giao quy trình: xác nhận chu kỳ máy mà không xác nhận sự kết hợp thực tế giữa bao bì và vật liệu.

Tài liệu liên quan đến máy hàn dây ASM

• Hướng dẫn sử dụng nền tảng máy hàn dây ASM AERO

• Hướng dẫn mua máy hàn dây ASM AERO đã qua sử dụng

• Hướng dẫn sử dụng thiết bị hàn dây ASM

• Xem các loại máy hàn dây có sẵn

Câu hỏi thường gặp về quy trình chuyển giao dây dẫn ASM AERO Wire Bonder

Biến số quan trọng nhất trong quá trình hàn dây đồng là gì?

Không có biến số nào hoạt động độc lập. Vật liệu dây dẫn, hình dạng mao dẫn, điều kiện FAB, bề mặt tấm đệm, thông số liên kết, điều kiện nhiệt và thiết kế vòng lặp phải được đánh giá cùng nhau như một hệ thống quy trình thống nhất.

Tình trạng mao dẫn ảnh hưởng như thế nào đến độ đặc của mối nối đầu tiên?

Hình dạng mao dẫn, sự mài mòn, ô nhiễm và hư hỏng có thể ảnh hưởng đến tương tác FAB, biến dạng mối hàn, truyền siêu âm, hình dạng vết hàn và độ chính xác vị trí. Cần kiểm tra tình trạng mao dẫn trước khi thực hiện các thay đổi thông số lớn.

Tại sao việc tạo hình bóng trong không trung lại quan trọng?

FAB là điều kiện khởi đầu cho mối hàn đầu tiên. Kích thước, hình dạng bi không nhất quán hoặc hành vi đuôi dây có thể tạo ra kết quả mối hàn đầu tiên không ổn định ngay cả khi các thông số hàn khác không thay đổi.

Những yếu tố nào ảnh hưởng đến chiều cao và độ ổn định của vòng lặp?

Chiều cao và độ ổn định của vòng lặp bị ảnh hưởng bởi chương trình vòng lặp, tốc độ cấp dây, thời gian kẹp, điều kiện mao dẫn, vật liệu dây, khoảng cách từ chip đến chân dẫn, hình dạng bao bì, giá đỡ phôi và hiệu chuẩn máy.

Khi nào cần phải đánh giá lại quy trình hàn dây?

Cần xem xét lại công thức khi có sự thay đổi về vật liệu dây dẫn, loại mao dẫn, tình trạng đế chip, lớp phủ khung dẫn hoặc chất nền, hình dạng bao bì, giá đỡ phôi, đầu hàn, thiết lập hệ thống quan sát, tình trạng bộ gia nhiệt hoặc các yếu tố đầu vào quan trọng khác của quy trình.

Một ống mao dẫn có thể được sử dụng cho nhiều thiết kế bao bì khác nhau không?

Đôi khi, nhưng tính phù hợp phụ thuộc vào đường kính dây dẫn, hình dạng chân đế, yêu cầu về mối nối bi, thiết kế chân dẫn hoặc chất nền, mục tiêu vòng lặp và khoảng cách giữa các gói linh kiện. Khả năng tương thích mao dẫn cần được xác nhận cho từng quy trình sản xuất.

Tại sao chất lượng liên kết thứ cấp lại khác nhau giữa các lô vật liệu nền?

Sự khác biệt có thể bị ảnh hưởng bởi độ hoàn thiện bề mặt, điều kiện mạ, sự nhiễm bẩn, độ phẳng, giá đỡ cố định, đặc tính nhiệt, thông số đường khâu và điều kiện căn chỉnh cục bộ. Bề mặt tiếp nhận cần được xem xét cùng với các thiết lập liên kết.

Những giấy tờ nào cần được ghi chép lại trong quá trình chuyển giao công nghệ của ASM AERO?

Ghi lại cấu hình máy, chi tiết dây và ống mao dẫn, tình trạng EFO, thông số liên kết, chương trình vòng lặp, thiết lập giá đỡ phôi, cài đặt hệ thống thị giác, vật liệu đóng gói, kết quả kiểm tra và giới hạn tái chứng nhận.

Bạn cần hỗ trợ xem xét quy trình hàn dây ASM AERO?

Hãy chia sẻ bản vẽ bao bì, bố trí đế chip, chi tiết khung dẫn hoặc chất nền, vật liệu dây dẫn, đường kính dây dẫn, thông tin về ống mao dẫn, cấu hình vòng lặp mục tiêu, điều kiện giá đỡ phôi và các yêu cầu sản xuất dự kiến. Một đánh giá hữu ích bắt đầu từ toàn bộ quy trình đóng gói chứ không chỉ riêng một thông số liên kết.