Effect of Capillary Tip Shape on Deformation and Bondability in Au Wire Bonding

• Autorzy: Saiki H. , Marumo Y. , Nishitake H. , Uemura T. , Yotsumoto T.

Warianty tytułu

PL

Wpływ kształtu kapilarnej końcówki na odkształcenia i zdolność do spajania drutów ze srebra

• Konferencja: 14th KomPlasTech Conference, Zakopane, January 14-17, 2007
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In wire bonding, the optimum shape of the capillary that presses Au ball, the thickness and the deformation resistance of the Al deposited film are important factors for stable bonding. In order to evaluate the optimal bonding conditions and optimize the shape of the capillary, deformation analysis of Au ball and Al deposited film with a thickness of 2-3 mm or less was carried out. The results of the analysis of the material flow of Au ball and Al deposited film indicated that flow patterns were evaluated closely to the actual flow patterns. The deformation resistance and the thickness of the deposited film had a significant influence on the deformation of Au ball. The deposited film functioned as a solid lubricant at the bonding surface. The evaluation method used in this study was effective for determining the optimum conditions of deposited film and the processing temperature, and the optimum shape of capillaries.

PL

Lutowanie drutem srebrnym jest procesem używanym do łączenia elektronicznych układów scalonych z ołowianą ramą. W tym procesie srebrna kulka wychodząca z kapilarnej końcówki jest wciskana przez tą końcówkę w film aluminiowy. Celem optymalizacji procesu jest ograniczenie powierzchni lutu do jak najmniejszej przy zachowaniu odpowiedniej wytrzymałości połączenia. W artykule pokazano wpływ kształtu kapilarnej końcówki na jakość połączenia oraz na odkształcenie srebrnej kulki i filmu aluminium. Typowe kształty kapilarnych końcówek zostały wybrane do badań zmiany warunków lutowania. Najwyższą niezawodność połączenia uzyskano kiedy maksymalny wymiar srebrnej kulki był najmniejszy, to znaczy kiedy objętość związana z obwodem zapadającego się obszaru pod lutem była duża. Wtedy wybrzuszenie na obwodzie połączenia było również duże. Zalety takich połączeń zostały oszacowane.

Słowa kluczowe

EN

wire bonding; bondability; apillary tip shape; eformation analysis; Au ball

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 7, No. 1
• Strony: 119--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Saiki H.

autor

Marumo Y.

autor

Nishitake H.

autor

Uemura T.

autor

Yotsumoto T.

• Department of Mechanical System Engineering, Graduate School of Science and Technology, Kumamoto University, 2-39-1 Kurakami, Kumamoto 860-8555 Japan,

Bibliografia

• Lee, C.C., Wang, C.Y., Matijasevic, G., 1993, Advances in bonding technology for electronic packaging, Trans. ASME, J. Electronic Packaging, 115, 201-207.
• Huang, L.J., Jog, M.A., Ayyaswamy, P.S., 1991, Effect of polarity on heat transfer in the ball formation process, Trans. ASME, J. Electronic Packaging, 113, 33-38.
• Ikeda, T., Miyazaki, N., Kudo, K., Arita, K., Yakiyama, H., Failure estimation of semiconductor chip during wire bonding process, 1999, Trans. ASME., J. Electronic Packaging, 121,85-91.
• Harman, G.G., Leedy, K.O., 1973, An experimental model of the microelectronic ultrasonic wire bonding mechanism, Microelectronics and Reliability, 12-2, 92-98.
• Horowitz, S.J., Felten, J.J., Geny, D.J., 1980, Alloyed thick-film gold conductor for high reliability high-yield wire bonding, Microelectronics and Reliability, 20-6, 916-922.
• Charles, Jr., H.K., Mach, K.J., Lehtonen, S.J., Francomacaro, A. S., DeBoy, J. S., Edwards, R. L., 2003, Wirebonding at higher ultrasonic frequencies: reliability and process implications, Microelectronics Reliability, 43-1, 141-153.
• Ishizaka, A., Iwata, S., Yamamoto, H., 1997, Formation of Clean Al Surface by Interface Deformation in Au-Al Thermo-Compression, J. Japan Inst. Metals 41-11, 1154-1160.
• Nakane, M., Omori, A., Arata, Y., 1987, Fundamental Study for Microjoining in LSI, J. High Temperature Society, 13-6, 248-25.
• Cohn, E., 1976, Effects of wire quality and capillary maintenance on bonding reliability, Microelectronics and Reliability, 15-1, 13-14.
• Lianga, Z.N., Kupera, F.G., Chenb, M.S., 1998, A concept to relate wire bonding parameters to bondability and ball bond reliability, Microelectronics Reliability, 38- 6/8, 1287-1291.