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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:リバースボンディング)

リバースボンディングの問題について

2023/10/13 16:21

このQ&Aのポイント
  • リバースボンディングによる金ワイヤーボンディングにはテールカットのエラーが出ており、スパークエラーが発生しています。
  • ワイヤーボンダーの機能が不足しているため、Bumpを無理やり形成している状況ですが、平均Bumpの径や厚み、高さなどは安定しています。
  • ボンディングの条件は大体でずらしており、数値入力も手動で行っているため、Bump形状やボンディングノウハウについてアドバイスを求めています。
※ 以下は、質問の原文です

リバースボンディング

2004/10/27 00:32

はじめまして
現在パッケージの制約上、リバースボンディング
による金ワイヤーボンディングに挑戦し、思考錯誤を
繰り返しておりますが、どうしてもPAD(2ND)
圧着後のテールカットがうまくいかず、エラーが
出ます。エラー内容はテール長さバラツキによる
スパークエラーです。(オープン&ショート)
2NDにはバンプを形成し、バンプ中心ではなく
少しループ延長線上の奥側に設定しております。
カットクランプ圧 60g 平行OK 隙間0.1mmで
カットクランパー設定しております。
なんとかエラーなしで生産出来ないでしょうか?

追記遅れました。
まず私共で使用しておりますワイヤーボンダー
ですが、お恥ずかしい話、新川のUTC-200BI と
九松製のHW26,27タイプのものしかなく、バンプ
Bond機能もありません。 無理やりBumpを形成し
ているのが現状です。
Bumpはなんとか機能がなくとも、平均Bump径 70μm 厚み約20μm 高さが55μmのプラットフォーム型?で安定しております。
ただ試行錯誤途中の為、Bumpとループを別のキャピラリーで実施しております。
以下にSpecを記入します。

Bump
金線 20μmハードタイプ
---------------------------------
キャピラリー
FA 11° T 63 CD 33 H 28 CDA 90°
パラメーター 1ST 2ND
Time 45 0
Power 93 1
SearchForce 40 10
Force 45 10
---------------------------------
Loop
金線 25.0μm GLF
キャピラリー
FA 8° T 90 CD 43 H 33 CDA 90°
パラメーター 1ST 2ND
Time 100 50
Power 80 90
SearchForce 40 20
Force 45 25
---------------------------------
以上の様な条件ですが 圧着位置は大体でずらしており
数値入力も自動では入りません。Teaching画面で
1ピン毎に数値を入力する事も可能ですがワイヤ方向
が斜めのものはやはり大体で入力する以外ございません。やはり厳しいのでしょうか?

大変不躾で申し訳ございませんが
最良のBump形状やBump種別毎のボンディングノウハウ等
ご教授お願い致します。
金線やキャピラリーは数十種ありすぐにでも取り掛かれると思います。

回答 (3件中 1~3件目)

2004/11/05 02:05
回答No.3

BumpとLoopで金線を変えている=別プロセスになっている。と、言うことで、Wireの破断衝撃によるLoop変形は無いようですね。
実はBump ボンディングで一番厄介なのがLoop変形と垂れなのです。
(Loop長や形状にもよりますが)
ちなみに、連続した動作で実装する必要がないと言うことは、実験レベル(サンプル作り)でのボンディングなのでしょうか。
それとも、他に方法がなく仕方なくでしょうか…。
どちらにしても、Bump機能を持たない装置で安定した稼動は非常に厳しいと判断します。

とは、言いつつ、参考までに検討してみました。
まず、Bump側のキャピラリですが70umのボールサイズを狙っているのであればCD径が極端に小さすぎます。(何か理由があるのでしょうか?)
更にT寸法よりBump径の方がやや上まっているので、この2点が起因してボール径が安定していないのではないでしょうか?
形成されたBumpは多分りんご見たいな形になっていませんか?
Bump中央部(ネック)から外周に向かって反り上がるような感じです。
特別な意図がないのであれば、理想的なCDは58umす。(CD×1.2=ボール狙い径)
→この時の標準的なT寸法は140um程度ではないでしょうか。
また、Bump厚も20umでは少々厚すぎますね。
これも特別な意図がないのであれば15um程度が狙いでしょう。
一般的にはボール径の1720%が厚みとなる計算です。
但しBumpの場合Loopの2ndボンドがあるので、若干厚めにしておくのもOKですが、
潰された分が圧着径に反映されてしまうことも懸念が必要です。

これらの考え方はLoop側のボンディングに対しても同様です。
特別な理由が無い限り、CD径、T寸法は理想値から追い込む方が無難です。
Bump側とLoop側でキャピラリを変えた理由はなんでしょうか?
特に理由が無いのであれば同一のキャピラリを使うことをお勧めします。

さて、さて。
Bump作りの基本ですが、現在実装されている品種形態によっても若干ことなります。
Chip to Chipの様な同一ボンドレベルの実装?または、逆ボンドでの打ち上げ(1stより2nd面が高い)それとも、打ちおろし(1stよより2ndが低い)などです。
ちなみに、Bump機能を持たない装置との事ですがLoopモードで対応していると理解していいですね。(LoopモードではBump形状を任意の形に形成することは不可能でしょう)
察するところ、Bump形成の時の2nd条件は低荷重の超音波無しで行っているようですが、大事なのはその位置(方向)なのです。
そこにボンディングされるWire方向を意識してBump形成の2nd点を決めていますか?
Wireの進入方向に対して同様の角度(方向)で2nd点をティーチングしてください(後方向です)また、Bumpのテール残りはないですか?あれば2ndにも若干超音波が必要です。
また、形状を安定させるためにもう少し荷重をかけてもいいかもしれません。

少し長くなってしまいましたが、次はLoopの2ndボンド点についてです。
本来Bumpの中心から(T-CD)/2の量を後ろへ下げてボンディングしますが、今回の場合は手入力なので不安定のようです。(理想のキャピラリだと約3545umです)
そこで、ちょっとしたアイデア(裏技?)を考えました。
今現在、BumpとLoopが異なる金線で別々のデータを呼び出しながら実装されているのですよね。
だとすると、Loopの2nd点はBumpの中心にティーチングされることをお勧めします。なぜ!?それは安易に手入力でずらして入れるよりボールの中心点に座標を組む方が目視的に容易性が高く絶対的に安定しているからです。矛盾?そうですね、ここからが重要です。先ほどの説明で2nd点はWire進行方向に対して3545umずらして打つことが大事としましたが、それができないので、Scale Leadと言う機能を使います。(任意の数値だけ後ろに動かす機能)私の記憶が確かならUTC-200にもScale Leadと言う機能があったはずです。Bump Bondから一連の動作で行っていないので機械精度や検出精度に依存することが大きいですが、手入力のばらつきよりは安定した位置にボンディングできるはずです。
(最新の装置でもBump ボンディングに使用する機能です)
Scale Lead の設定は確か…、Correctの中だったかな…?(分からなければメーカーに聞いてみてください)

最近の技術(装置レベル)ではBump実装が容易になってきました。機種の新旧による問題はありますが、工夫と努力でなんとかなることがほとんどです。是非頑張ってください!
後は、メーカーにめちゃくちゃ詳しい人が必ず1人はいるはずで、その人に出会えたならラッキーかもしれません。
キャピラリや金線メーカーの方は、装置メーカの方との付き合いが多いので尋ねてみると意外な人物を紹介してくれますよ。
PS
無電解メッキの製品については別途話をしましょう。
私も最近になってはまっています…。

お礼

2004/11/08 18:03

jeyさんのご教授通り、同一キャピラリー、同一金線、スケールリード機能で実施してみました。
金線、キャピラリーを変えていたのは敢えてリンゴBumpにしたかったということで、深読みだったかもしれません。
以前プラットフォーム型と返答しましたが、安定したプルカット型の間違いでした。チャンファーの形がくっきり残りBump面はフラットではなく、△になっています。
ある程度エラーはなくなりいい感じになってきました。しかしまだまだ、Bump径とズラす量
クレセント圧着位置の最もいい組み合わせがノウハウとしてつかみきれていませんが、なんどかやるうちにいける。という感触はつかめました。
まだまだ完成まで辿りついておりませんが、ひとまず感謝の意を表します。ありがとうございました。
また、わからないことありましたら追記致します。

質問者

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質問する
2004/11/03 15:00
回答No.2

主任殿、jey殿

こんにちは。
今回の質問・回答内容に非常に興味があります。
私も以前1st、2nd逆打ちをしましたが非常に
難しかったと記憶します。(結局量産にはなりません
でしたが。。。)
装置メーカーの人もユーザーの要求(逆打ち)が
多くなって来ていると伺っています。
大変申し訳ございませんが私も是非参考
にさせて貰いたいと思います。
回答ではなくて申し分けございませんが
宜しくお願いします。

                     以上

お礼

2004/11/03 22:52

 よぅたさん。こんばんわ

以前SPTのキャピラリーカタログに、逆ボンで非常にきれいに
逆ボンしてある写真を見ました。装置名はUTC-400BIでした。
最近はやはり最新ボンダーでないと無理なのかと
くじけそうになっておりますが、共に頑張り技術大国
日本の意地を見せてやりましょう。
 また現在セカンドにフラッシュ金を用いたものも多く
このメッキにも一苦労しているのが現状です。
この件に関してなにかいい情報ありましたら意見交換しましょう。
とにかくくっつかないです。
 

質問者
2004/11/01 23:09
回答No.1

リバースボンディングに重要なのはBumpの形状と2ndボンド点の位置にあります。

ここで、大事なのが現在使用されている金線径とキャピラリの先端形状です。
2ndボンド点を決める基本的な考えとしてT寸法からCD径を引いた数値を2で割ったものがBump中心から後ろに逃がす位置です。
*FAとORを接合に役立てます。
但し極端にT寸法が大きくCD径が小さいのであればキャピラリホールがBumpEdgeに来るような数値で実装するしかありませんけど…(キャピラリの選択ミスとも言えますが)
また、Bump形状はワイヤカットに動きを加えて傾斜を持たせたプラットフォーム型なのか?ただ引きちぎっただけのプルカット型なのかでも接合方法は変わります。

*この辺の情報が必要です。

さて、荷重ですが。
クランプ圧よりBond 荷重の方が気になります。
この装置はマニュアル機ですか?自動機ですか?
自動機である場合、初期荷重と、実荷重と2段階に入力できるはずです?(古い装置にはないですけど)一般的には20µ程度の金線であれば初期荷重に35g接合荷重に45gぐらいでしょう。
また、超音波はあまり入れないでください。
通常の2ndボンドの半分以下で結構です。
金と金の軟らかい上での接合なので十分です。
接合時間は1030で低出力、長時間接合が望ましいです。これは、Bumpワイヤを実装した時、隣接するワイヤ(Loop)がワイヤ破断(テールカット時)の影響で曲がってしまう減少をおさえ込むためです。(高強度、長Loopワイヤでは特にでやすい傾向がある)

今回のテールバラツキの要因はBump形状の安定性の問題と2nd条件の最適化不足が起因していると思います。宜しければ下記スペックを教えてください。

金線径/金線タイプ/キャピラリ寸法(FA/CD/T/H)/Bump径の平均値

ちなみに、2ndボンド点はBump中心からワイヤ方向に対し任意の数値を自動計算で実装できるタイプですか?マニュアル機及びBump ボンド機能が無い装置では、ボンド点が不安定になるため連続実装はかなり厄介です。

お礼をおくりました

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