高良率引线键合技术发展

来源: | 作者:PanYunKJ | 发布时间: 2023-01-29 | 273 次浏览 | 分享到:
在组装封装过程中,通常要求每个制造环节(如划片、裸片键合、引线键合、塑封、表面贴装等)都具有较高的成品率。

五十年前,大约 98% 的焊线收益率被认为是可以接受的,但今天这个指标是无法容忍的。当时,大多数 IC 只有 8-10 个 IO,键合机是手动操作的,缺失的焊点可以在封装从键合机上移除之前进行返工。 2008年以后每颗芯片有数万个Io,需要使用高速键合机(每秒键合12根线以上),也面临着全球范围内激烈的市场竞争。


因此,在器件高性能和成本的驱动下,现代制造强调引线键合的高成品率。在组装封装过程中,通常要求每个制造环节(如划片、裸片键合、引线键合、塑封、表面贴装等)都具有较高的成品率。在芯片组装的所有环节中,引线键合(或其他互连方式)对器件良率的影响很大,因为每个芯片上有大量的I/O,每根引线有两个键合点。


此外,如果互连失败并损坏芯片(形成凹坑),往往会导致封装丢失或返工困难,这在目前的生产速度和经济成本情况下是令人望而却步的。因此,为提高器件封装良率,应着力提高互连良率速度。

一些自动键合机可以实现 30um 间距的键合,但目前还没有这种间距的芯片可用。随着间距的减小,键合线的线径也应相应减小。在更细线径的需求下,适用的Au线径达到15um。因此,细间距焊线应运而生。与早期可接受的间距键合相比,细间距键合几乎在每个维度上都需要更多的规划和更高的成本。


实现这一点的基础设施是巨大的,并且在可预见的未来没有新的互连方法可以取代它们,因此大多数芯片将继续使用引线键合互连方法。倒装芯片 (C-4) 和光子互连等未知技术将用于先进的设备制造,其市场份额将增加。

目前,大批量生产中焊线良率损失的典型值在 25 至 100ppm 范围内,部分低于 20ppm。为了实现这个低值,必须深入了解影响债券收益率和可靠性的所有因素(因为它们都是相互关联的)。