一、 铜线键合工艺

A、铜线工艺对框架的特殊要求-------铜线对框架的的要求主要

有以下几点：

1、 框架表面光滑，镀层良好；

2、 管脚共面性良好，不允许有扭曲、翘曲等不良现象

管脚粗糙和共面性差的框架拉力无法保证且容易出现翘丝和切线

造成的烧球不良，压焊过程中容易断丝及出现tail too

short ；

B、保护气体----安装的时候保证E-torch上表面和right nozzle

的下表面在同一个平面上．才能保证烧球的时候，氧化保护良

好．同时气嘴在可能的情况下尽量靠近劈刀，以

保证气体最大范围的保护

C、劈刀的选用——同金线相比较，铜线选用劈刀差别不是很大，

但还是有一定的差异：

1、铜线劈刀T 太小2nd容易切断，造成拉力不够或不均匀。

2、铜线劈刀CD不能太大，也不能太小，不然容易出现不粘等现象。

3、铜线劈刀H与金线劈刀无太大区别（H比铜丝直径大8µm即可，太小容易从颈部拉断）

4、铜线劈刀CA太小线弧颈部容易拉断，太大易造成线弧不均匀；

5、铜线劈刀FA选用一般要求8度以下（4-8度）

6、铜线劈刀OR选用大同小异

D压焊夹具的选用

铜线产品对压焊夹具的选用要求非常严格，首先夹具制作材料要选用得当，同时夹具表面要光滑，要保证载体和管脚无松动要，否则将直接影响产品键合过程中烧球不良、断线、翘丝等一系列焊线问题。

二、 铜线的特性及要求

切实可行的金焊线替代产品。细铜焊线（铜焊线，机械、电气性质优异，适用于多种高端、微间距器件，引线数量更高、焊垫尺寸更小。

铜焊线（1.3-4mil）：

铜焊线，不仅具有铜焊线显著的成本优势，而且降低了铜焊点中的金属间生长速度，这样就为大功率分立封装带来了超一流的可靠性。

铜焊线的成本优势：

由于铜的成本相对较低，因此人们更愿意以铜作为替代连接材料。对于1mil焊线，成本最高可降低75%*，2mil可达90%*，具体则取决于市场状况。

铜焊线的优异性能：

铜线的导热导电性能显著优于金线和铝线，因此能够以更细的焊线直径达到更好的散热性能及更高的额定功率。与金相比，铜的机械性质更强，这样在模压和封闭过程中可以得到优异的球颈强度和较高的弧线稳

铜焊线的优点（与金焊线相比）：

材料成本低 • 降低单位封装成本，提高竞争优势，导电性好

金焊线4.55 10 E7/ Ohm m

铜焊线5.88 10 E7 / Ohm m

在微间距封装中可以采用更细的焊线

• 微间距应用性能优异（焊垫尺寸较小）

• 提高功率调节器件（TO220、TO92、DPAK等等）的电流容量和性能

导热性好

金31.1 kW/m2 K，铜39.5kW/m2 K • 传热效率更高，机械性质高 • 抗拉强度更大、延伸特性更好

• 模压中具有优异的球颈强度和较高的弧线稳定性

金属间（IMC）生长速度慢 • 提高机械稳定性、降低电阻增加量

• IMC生长较为温和，从而提高了键合强度，降低金属间生长速度，提高可靠性

与金线焊点相比，铜线焊点中的金属间生长速度显著减小。这就

降低了电阻、减小了产热，并最终提高了焊接可靠性和器件性能。由于铜线中的金属间生长

速度、电阻和产热均低于金线，故而电阻随时间的增加量和老化速度同时得到减小。

铜线在焊接后能够形成比金线更稳定、刚性更好的弧形能够适应更长的弧度（最长弧度7mm）铜焊线典型尺寸及标准机械规格：直径 um 20 25 28 30 38 50 65 75

密耳 0.8 1.0 1.1 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0

延伸率（%） 8-16 8-16 10-20 10-20 10-20 15-25 15-25 15-30

断裂荷载（g） 5-10 8-15 10-20 12-22 20-30 40-55 60-80 80-120

铜焊线的包装与存放

铜具有较强的亲氧性，因此必须对铜焊线进行保护以延长其保存

期。为此各卷铜焊线均采用吸塑包装，并在塑料袋内单独密封

除了以上优点为，铜线还有以下特性：

1.铜线易氧化，原则上拆封的铜线48小时用完。

2.铜线硬度高，容易产生弹坑、不粘、断丝、、烧球不良

三、铜线和金线在键合工艺参数的区别

1.EG-60 铜线压焊工艺参数与金线相比较最大的变化是加大了

contact

force，以增加产品的可焊性，为了减小弹坑风险，一般情况下

1mil以下铜线采用LOW-Power模式，而1.2mil以上一般采用High-power模式

Set up machine

 Set up machine(改为铜线方式)

Ø F16(2009) 1090ABBB bond sequence

[normal

(gold wire)->copper

u F16 Tail control (减少tail too short 报

警)

Ø F16 1090ABB40

l Menu 1 12-16

l Menu 9 20

l Menu A 8

u F15 bond process control(减少 NSOP NSOL)

Ø F15 (2002)10803

l Menu 0 比gold wire 要 大一些

l Menu 3 0

l Menu 4 比bond force 稍小

Set up machine

u Search high ( 减少 NSOP & tail too short)

Ø Gold wire : 8-12

Ø copper wire : 10-15

Ø EFO parameter

l Wire size (mil) 0.8 1.0

1.5 2.0

l Current (mA) 5000-7000 12000-15000

l time (us) 500-800 1200-1800

Set up machine

Ø BQM set up

l Wire size (mil) 0.8-1.2

1.5-2.0

l Rise time 1-2

2-3

l Power level low high

l Power control const-p const- p

Ø Speed set

l F15 比gold wire 稍低. 512-640 384-512

Set up machine

u Set up machine

Ø To Copper Wire

l 1 Higher EFO current for Cu

l 2 Shorter EFO time for Cu

l 3 In general, higher force & power

l 4 Longer Time factor

l 5 Higher WC force due to Cu hardness

l 6 Less

the

ball during the contact stage then apply more base power

Production issue

 Ball

 Tail length

 Capillary

Action:

force)保证tail

length

l

Production issue

u 1st

Ø NSOP

l Bond power

l Bond force

Ø Action:

l

force

Production issue

u 2nd Contact Power, use force to deform 球不良原因： 吹气保护不好 铜线开封后防止时间太长．线有氧化（７２小不稳定导致烧球不好 选择型号不对 调整吹气装置和E-TORCE位置，保证保护良好 更换铜线 调整２nd 焊接参数（base power and base 稳定． 选用合适的capillary 原因： 太小 太大 在保证无crater 的前提下．调整 power and

Ø NSOL 原因：

l Bond power 太小或者太大

l Bond force 太大或者太小

Ø Action:

l 如果焊接后无留金痕迹应该调大 base power l 如果焊接后有明显压断痕迹，应该调小 base power and force

Production issue

u 2nd 后

Ø tail too short 原因：

l 管脚位置浮动．

l Bond power 太小或者太大

l Bond force 太大或者太小

Ø Action:

l 调整该焊点位置

l 如果报警后可以直接从capillary 穿下线，应该是base power

较小，应该调大base power 或者减小base force

l 如果报警后线不能直接穿下capillary，必须把线拔除再穿的话，应该减小base power

或者增大base force.

四、铜线对生产效率和产品质量的影响

1、产能相对较低---铜线硬度要强于金线，压焊过程中断丝几率和不粘相对增大，考虑到可焊性等因素，压焊速度相对较慢，正常情况下设备利用率是金线设备的2/3左右。

2、偏心球、烧球不良（高尔夫球）产生较多----铜线2nd焊点切线稍有异常，将直接影响1st焊点烧球，气体保护范围太小或框架、夹具异常均会影响1st焊点烧球，所以在出现以上现象是，首先应排除硬件原因，然后再从参数方面解决。

3、不粘产生频繁----由于铜线的特殊性，键合过程中不粘现象较为严重，在铜线键合过程中出现不粘，应从以下方面解决：

A、要保证拆封的铜线无氧化，沾污，拆封的铜线要在48小时内用完。

B、夹具表面平整光滑，载体无松动

C、保证烧球的时候，氧化保护良好

D、切线正常，无偏心球

E、装片平整度，胶量充足（胶量不足缺胶直接影响不粘，1.2mil以上铜线最为明显），固化温度均匀；

F、劈刀选用合理

G、参数调整

4、弹坑风险增加---由于铜线硬度要强于金线，且容易产生氧化，弹坑几率风险大大增

加。为了减小铜线弹坑风险，需从以下方面解决：

A、配备专人每班做例行弹坑验证，包括更换品种，夹具及设备维修后。

B、加强过程监控---更换劈刀、修改1st、EFO参数后必须作弹坑试验；

C、对一些硬件如气嘴、流量（保护气体），夹具，压缩空气等每班最少做一次检查，同时提醒作业员随时检查。

D、及时和客户沟