led自動焊線機調(diào)試手冊

1、EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維維修修手手冊冊(第一版第一版)EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.Z 焊線概論Z 焊線機原理Z 焊線機常見故障的處理方法Z 焊線機的保養(yǎng)AB維修手冊維修手冊-目目 錄錄AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.一、前言 個人電腦、電子筆記本、AV機器等電子產(chǎn)品正朝向小型化、輕量化、超薄化邁進，因此，對半導(dǎo)體元件的要求也趨向多樣化。近來年電子產(chǎn)品多樣化的結(jié)

2、果，在半導(dǎo)體的實裝技朮上有十足的長進之外，半導(dǎo)體的封裝型態(tài)也走向fine pitch、多腳化、超薄化、小型化及多樣化，我們也可預(yù)期這些趨勢會快速地在高腳數(shù)及fine pitchh上求得進步。為能對應(yīng)半導(dǎo)體品種的急速變化，身為半導(dǎo)體的制造廠商，一定要不斷地了解市場動向，做出能對應(yīng)多樣化品種需求之設(shè)備產(chǎn)品。二、焊線的基礎(chǔ) 焊線主要分焊金線及焊鋁線兩種。焊金線的技術(shù)源自1950年代美國貝爾研究所的研究小組，爾后便以此為基礎(chǔ)研發(fā)各種焊線方式，發(fā)展至今實用化的階段;金線的焊線方式分為熱壓著方式，及熱壓著與超音波并用方式。在此我們將介紹焊線用金線、焊線過程(金球的形成、接著情形、線弧弧度的形成)，及關(guān)于焊

3、線特性的評估。 1.焊線用金線 作為半導(dǎo)體晶片上的電極(以下統(tǒng)稱pad)及l(fā)ead連接用的lead導(dǎo)線，通常為2038um的金線。最適合現(xiàn)在焊線主流，亦即熱壓著、超音波并用焊線方式的金線為半導(dǎo)體封裝材料中最不可或缺的重要材料。金線有以下優(yōu)越的化學(xué)、機械特性: a-因其化學(xué)上安定的特質(zhì),不會在空氣中或水中氧化 b-金屬中延展性最正確,在焊線時可使用至2038um極細(xì)的金線 c-有太吸收氣體 d-有最適合于熱壓著焊線時的硬度 e-對于樹脂成型有良好吸收應(yīng)力之機械特質(zhì) f-與銀/銅相同有高度導(dǎo)電性 一般用于焊線的金線純度須要求在99.99%以上，用99.99%的純度所精制的金，還添加了限定的特定元素

4、不純物。影響金線性質(zhì)甚大的添加元素、添加量、及均一的添加方法均會依各制造商的秘方，而對焊線過程給予相當(dāng)?shù)挠绊?。金線的制造過程除純度外尚要求以下機能:AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD. a-高尺寸精度 b-外表平滑,有金屬光澤 c-外表無雜質(zhì),及污染物 d-有固定的拉力及延展性 e-焊線時金線彎曲變形少 f-金線前端所形成之金球形狀為固定的真圓 為能對應(yīng)最近因焊線速度的高速化、半導(dǎo)體封裝的多樣化而衍生的long wire、low loop，對金線的要求也漸漸有些許變化。特別是伴隨速度高速化,金線的切斷、下垂、飄移等問題容易發(fā)生，所以

5、開始要求高速焊線用的耐溫強度金線。為符合這些需求，積極的研究、開發(fā)到達今日實用化的境界。 2.金球的形成 以露出焊針前端局部的金線來形成金球方式，有以氬氣火炬結(jié)球及以電力結(jié)球方式。在此將介紹關(guān)于目前最常被使用，以電氣結(jié)球來形成金球的方式。 a).金球形狀- 金球是在金線前端加熱高溫融化而形成的，由于外表張力的關(guān)系，于空氣中較易形成且較安定。 還有，雖然知道金線的純度越高越能形成好的金球，但純度99.99%以上的金線因再結(jié)晶溫度較低，所以制作過程中、或保存時容易因室溫而有所變化，所以所有擁有安定的機械性質(zhì)金線是很困難的。 一般都使用純度99.99%并添加微量元素的金線。 此微量添加元素必需能滿足

6、融解時蒸發(fā)、平均地分布特性及良好的加工性，在結(jié)成金球時不能在金球外表有氧化膜產(chǎn)生等要求。 圖1 為以放電方式形成較好金球的SEM像AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD. 線徑25um的金線其形成的金球徑約60um。 金球形狀以以下項目來判定其優(yōu)劣-(1)金球的偏心 (2)金球的真球度。 總之，偏心少(X1/X2-1)真球度好(H/D-1)才可稱為良好的金球，請參照圖2。圖1 良好金球的SEM像X1/X2-1H/D-1圖2 為金球形狀好壞的判定偏心真球度AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS C

7、O.,LTD. b).金球形成時的結(jié)晶成長- 依放電能量，金線前端可被加熱至1063以上，融解并因外表張力而結(jié)成金球。 此時的金線因受加熱時的熱影響，金球正上方的金線再結(jié)晶領(lǐng)域會大幅度成長mm的程度。再結(jié)晶的粗大化會使金線的強度劣化，依金線中添加的元素種類，粗大化的傾向也有所差異。圖3 為金球形成時的結(jié)晶成長狀態(tài)。 c).依選擇之放電極性放電型態(tài)會有所不同- 放電型態(tài)依金線及放電電極的極性而有所不同。 正極性，總之放電極性為正極時，會確認(rèn)出如圖4的放電型態(tài)，在暗室中觀察也得到相同的放電型態(tài)。 圖5為以正極放電的模樣。為了能像圖5所示，而有將電弧會提升至金線上方的特征圖4 正極性放電金線圖5 正

8、極性放電AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD. 在前述報告中，正極的情況是為找出比熱電子放出來更安定的點,亦即工作函數(shù)的小范圍外表氧化，及為了擴展陰極領(lǐng)域;而將電弧提升至金線上方?？傊?，在正極時負(fù)責(zé)電流的電子由金線釋出，將電流吸引至放電電極的正極，但金線釋出電子時，找尋容易釋出的電子(工作函數(shù)小)的點，電弧會上升至金線的上方。 負(fù)極性，亦即放電電極是負(fù)極，得到如圖6所示的放電型態(tài)報告。 在前述報告中，負(fù)極時為為使電子在點之確保安定的溶解模式。 總之，雖電子由放電電極(負(fù)極)釋出，產(chǎn)生流向金線的電流，但由放電電極釋出的電子會集中至最近的

9、金線前端，并行成安定的金球。 還有，在負(fù)極時，放電電極的外表會發(fā)生電弧擴大的情況，此為其特徵。這是因電子由放電電極釋出時，為找尋比熱電子放出更安定的點，亦即工作函數(shù)小的點，及為了擴展陰極領(lǐng)域，電弧會在電外表擴張。 3.接合 熱壓著的接合，是經(jīng)金屬原子在固體狀態(tài)下，作相互的擴散。在此我們將說明關(guān)于金線與半導(dǎo)體chip上的鋁pad之間的接合,也就是金與鋁間不同金屬接合。 鋁pad的外表通常會覆蓋一層氧化薄膜，會阻礙金與鋁的接合。 為改善金與鋁的接合性，必須于熱壓著時必須先破壞鋁pad外表的氧化覆膜。 為能達到共晶結(jié)合，在鋁pad上金球因加壓的關(guān)系，在塑性變形時所產(chǎn)生于金球外表的滑動線被壓接，而破壞

10、鋁pad外表的氧化覆膜。圖6 負(fù)極性放電金線AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD. 接著，新生面與金球外表的滑動線接觸，便產(chǎn)生鋁與金的接合。 鋁與金的接合局部便形成復(fù)數(shù)的金屬間化合物。此金屬化合物乃由擴散的進行過程中,AuAL,AuAL2,Au5Al2,Au4Al各種結(jié)晶構(gòu)造，膨脹率等不同性質(zhì)的東西所形成，最后變成如圖4所示的構(gòu)造。 這里可能變成問題的是，因Au5Al2和Au4Al間膨脹率的穩(wěn)合MISS MATCH不造成接合度的低，及因鋁、金間擴散系數(shù)的差異，而使接合局部周圍發(fā)生空洞，進而導(dǎo)致接合強度的低落。這是導(dǎo)致半導(dǎo)體品種長期壽命

11、惡化的原因。 控制金屬間化合物的形成，提升金線、ball bonding的信賴性，必須留意以下幾點： a.將焊線后的初期接合做快速、低溫的處理，以盡可能控制Au-Al間的擴散。 b.防止在焊線中，或樹指成型。 c.封裝完成后，如無必要則不要加熱晶片。 d.為使Au-rich的合金層晚點形成，Al蒸著膜厚一點較好。 還須，為減輕紂Au-Al接合局部的熱影響，并用超音波做較低溫的焊線(超音波并用焊線)已成為主流。 超音波并用焊線方式中，關(guān)于接合的機能到現(xiàn)在尚無明確報告。只是，與熱壓著焊線相比，超音波并用焊線方式在焊完線后，緊接的金球與鋁pad間的合金層非常薄，很難做焊線局部斷面研磨的確認(rèn)。因此，在

12、超音波并用焊線方式下，如何在金球與鋁pad的接觸面上，形成較廣的范圍、合金層是很重要的。 最近使用雷射杜卜勒測長計的研究中，確認(rèn)到焊線時焊針前端之振動非常的微弱(平常的條件下為1um)。 4.線弧(loop)的形成 線弧的形狀會受用使用金線的機械性質(zhì)、金線的拉出量、線弧形成時的焊針軌跡等影響。 依近年DIGITAL BONDER的間隙，所謂線弧控制，采用依焊針軌跡變化而形成各式線弧的方法，在此項中將敘述依一般的焊針軌跡所形成的線弧，線弧控制技朮也做簡單地介紹。 1).根本線弧的形成過程請參照KAIJO機臺出廠驗機報告。AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONI

13、CS CO.,LTD. (1)(2)的過程中完成lst的焊線，焊針往2nd移動的過程中，焊針上升5mm并拉出形成線弧之必要長度以上的金線。(3) 接著，由最高點往2nd下降。此過程中，金線雖被吸入焊針中，過剩的金線依然存在并到達2nd。(4)(5)(6) 焊針到達lead外表，金線過剩局部在lst被押擠形成像山的線弧。(6) 線弧的形成尚有一個特征，形成線弧的平坦局部。伴隨著焊針下降，假設(shè)干金線被吸入。以由焊針前端開始，先接觸到lead外表的金線附近作為支點，往lst押擠金線，2nd的金線則就照此往lead外表押擠，形成平坦局部。此平坦局部被通稱為滑走路。(如飛機上飛之曲線) 2).決定線弧高

14、度的要素有以下幾種: a).線弧形成時再結(jié)晶領(lǐng)域的長度 b).1st與2nd的段差 c).金線的機械特性(如硬度等) 在本項將介紹關(guān)于前述要因中的于再結(jié)晶領(lǐng)域的長度，是否會因段差而使線弧高度有所影響。 (1).金球形成時再結(jié)晶領(lǐng)域的長度: 前述在金球形成時，金球正上方的結(jié)晶會以mm程度大幅度成長。 因有此再結(jié)晶領(lǐng)域的長度會對線弧高度有所影響的經(jīng)驗，故本者針對再結(jié)晶領(lǐng)域的長度應(yīng)會影響線弧高度一事，作各式實驗。 由其結(jié)果得知，1st焊線完后的金球，其正上方金線的彎曲有發(fā)生再結(jié)晶粒由大變小的傾向。 由以上的事情，想將線弧高度變低時，必須選擇有再結(jié)晶變短特性的金線;想將線弧高度變高時，必須選擇有再結(jié)晶

15、變長特性的金線。 依金線型式不同線弧的形狀也不同。AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD. (2).1st焊線與2nd焊線的段差: 1st焊線與2nd焊線的段差會左右線弧高度。1st焊線與2nd焊線的段差很大的話，會造成弧度不良。 還有，段差小的話，會變成線弧形中間突起形狀?？傊鹎虻恼戏接衅教咕植?，也有變成拋物線形狀之傾向。 線弧形成過程中，金線的下垂部份由焊針先接觸到lead外表，產(chǎn)生金線的下垂為決定線弧高度、形狀的一個要因。 段差大小于線弧形成過程，段差大時，焊針在往2nd焊線位置下降過程中，金線往2nd焊線側(cè)被拉開，被壓著金

16、球的正上方?jīng)]有平坦部份，線弧高度變低。 段差小時，焊針下降的過程中，因金線的下垂部份接觸到lead的外表，金線往2nd焊線側(cè)的拉力會減輕。 然后，過剩的金線被往1st擠壓形成拋物線的線弧。3).線弧控制 對于普通樹脂封裝制品，金線的線弧形狀對品種的信賴性有很大的影響。 在焊線機的線弧形成有以下三個必要條件: a.金線的下垂，無飄移 b.有充分的線弧高度，安定 c.金線與晶片國邊緣有充分的間隙 壓來的焊針軌跡中，要滿足這些條件是非常困難的，為能提高焊線中線弧的形成能力;為控制焊線中的焊針軌跡、得到最適合的線弧形狀的線弧控制稱為焊針的軌跡改善。 機臺原廠導(dǎo)入高速caera、video等解析機器、做

17、lst reverse動作的改進，焊針下降時的軌跡改進。AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD. 在最近的線弧控制中，采用1st reverse作的焊針軌跡已成為主流。此1st reverse動作可能為提高線弧形成能力的一大要因。1st reverse動作為控制焊線的線弧高度、形狀的有效方法。 在此可能產(chǎn)生的問題為，因1st reverse動作會加強ball neck的壓力破壞反應(yīng)。 由作者之實驗得知，在1st reverse結(jié)束后，預(yù)定的金線角度(一般稱為reverse角)超過界限，會使neck上產(chǎn)生褶皺或裂縫，而導(dǎo)致焊線完后的樹脂成

18、型(MOLD)中，容易發(fā)生因承受樹脂應(yīng)力而使ball neck破損的故障，此故障對于半導(dǎo)體品種的信賴性有很大的影響。 另外，即使reverse角在界限以內(nèi)，因在ball neck仍多少有應(yīng)力存在，而成為neck強度低落的原因。 作者針對這些問題找出解決對策并達到實用化。 5.焊線性的評估 為維持管理良好的焊線狀態(tài)，列舉一些項目做樣本抽樣的評估。 a.金球形狀 b.金球大小 c.金球厚度 d.線弧高度 e.線弧形狀 f.金線的拉力 g.金球的推力 h.焊線位置 下方的damage 關(guān)于上述項目逐一做簡單的介紹。 a).金球形狀: 金球形狀會依所使用的焊針前端形狀而有所不同。還有，在金線前端所形成

19、的金球形狀也AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.被左右，金球形狀以接近正圓的程度較好。異常的壓著形狀發(fā)生時，金球與所謂由B g head擠出附近之pattem的短路有所關(guān)聯(lián)。通常以所謂高爾夫球、偏心的項目來判定形狀的好壞。b).金球大小: 為能得到適當(dāng)?shù)慕雍蠌姸?，適當(dāng)?shù)那驈酱笮?壓著徑)是必要的。接合強度是以實際接著面積做大約的比例、平常的金球大小做管理。 例如30um的金線情況，依品種(pad pitch、pad size)不同，金球大小控制在75110um的程度。 通常使用金屬顯微鏡來做金球的直徑測量。 評估內(nèi)容有金球大小的平均

20、值、最大值、最小值，標(biāo)準(zhǔn)偏差，還有工程指數(shù)Cpk。c).金球厚度: 規(guī)格化的初期金球如能達到規(guī)格內(nèi)的金球大小，自然也決定金球厚度。 以前金球厚度刀被當(dāng)為焊線評估的項目并嚴(yán)格管理，最近金球厚度測定的管理有緩和的趨勢。d).線弧高度: 一般厚度的封裝中，線弧高度通常以180330um來做評估管理;近年來像由半導(dǎo)體原廠所投入市場的TSOP、TOFP封裝的薄型封裝則以100150um的高度來嚴(yán)格管理。通常使用金屬顯微鏡，來測量是晶片外表到線弧最高點為止的平均值、最大值、最小值，標(biāo)準(zhǔn)偏差，及Cpk并以此作評估標(biāo)準(zhǔn)。e).金線的拉力強度:最常被用來評估焊線強度的是金線的拉力強度實驗。 這是為了確認(rèn)1st焊

21、線與2nd焊線接合狀態(tài)的，及確認(rèn)1st與2nd旁的daage所做的評估，通常以張力測定器(TENSION GAUGE)在線弧的中間部位測量張開的強度來作為判斷，依使用金線的機械性質(zhì)會得到不同的值。還有，因線弧的長度或高度而有所差異，所以必須做線弧長度或高度的補正。f).焊線位置: 通常以顯微鏡做外觀檢查及量測。 通常以不超出chip的pad為判斷基準(zhǔn)。AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.三、焊線的現(xiàn)狀及今后的動向 l.半導(dǎo)體封裝的多樣化 電子機器往高速化、 多功能化、小型輕量化變化的過程中，也持續(xù)能對應(yīng)半導(dǎo)體產(chǎn)品的變化。 在支撐此變

22、化的重要技朮也就是封裝技朮，其進步亦有顯著的成就。 支撐電子機器的動向及半導(dǎo)體封裝的變化的很需要技朮、半導(dǎo)體封裝的變遷、及與封裝技朮相關(guān)的詳細(xì)資料會寫于別篇文章，在此僅敘述關(guān)于焊線技朮的現(xiàn)狀與今后的動向。 2.焊線技朮的現(xiàn)狀及今后動向 1).對應(yīng)薄型封裝的技朮 近來，LSI封裝的小型化為能以由DIP等端子插入型來代表SOP、SOJQFP等的外表實裝型。還有，TSOP、TQFP等的薄型外表實裝;封裝的薄型化，正急速地一步一步在進步。 開發(fā)此薄型封裝，需以下的開發(fā): a).B g wire的低線弧化 b).低應(yīng)力化 c).低吸濕化 d).高密度的新樹脂 在此將介紹關(guān)于B g wire的低線弧化，線

23、弧形成技朮、及低線弧用金線。 (1).低線弧之形成技朮:最近在焊線機的線弧形成技朮提升上最為顯著。薄型封裝的裝配上所欠缺的便是低線弧的形成。 但焊線機的低線弧形成能力也有其限制，這幾年半導(dǎo)體壓原廠和晶圓廠廠，設(shè)備原廠和金線原廠持續(xù)進行技朮合作，朝可對應(yīng)半導(dǎo)體封裝的薄型化前進。 產(chǎn)品的線弧形成如圖7所示，亦及前述中，采用以1st焊線后的reverse動作的焊針軌跡。AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.圖 7焊針金線IC chip 1st reverse動作可能成為提高線弧形成能力的一個要因。 1st reverse動作對控制B g w

24、ire的線弧高度或線弧形狀很大效一事是眾所皆知的。 但此1st reverse動作的有效范圍在普通線弧高度中的線弧形成，低線弧的形成則不在此限。 1st reverse動作、線弧高度、與形狀的關(guān)系如圖8所示。 所形成的線弧高度(線弧的最高點)雖是依此1st reverse動作所決定，但此1st reverse的動作不能控制金球正止方的金線直線部。圖8Wire的習(xí)慣 總之，被壓著在B g head金球之正上方的金線直線部份需依賴，在金線前端形成金球時，受到熱的影響所形成的再結(jié)晶領(lǐng)域此再結(jié)晶領(lǐng)域的長度，會依金線的固有性質(zhì)而決定。 由上述事項，只采用1st reverse動作要達到B g wire的

25、低線弧化可說是很困難的，和歷來的焊針軌跡做比較，可減輕線弧高度或形狀不一致，并做到線弧控制的優(yōu)點，應(yīng)可發(fā)揮在B g wire的低線弧化。AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD. (2).低線弧用的金線： 低線弧用的金線，根本上與如何能在金線前端形成金球時，縮短球正上方的再結(jié)晶領(lǐng)域長度有關(guān)。 因此金線原廠摻入與歷來不同的不純物質(zhì)，開發(fā)最適合的混合量來作低線弧用金線。 低線弧用金線其開發(fā)之初，雖發(fā)生金球的塌陷、接合強度低落的問題，但有報告指出抑制摻入金線中的不純物量(2a:相對值)在ppm以下便可解決。 焊線中必需低線弧經(jīng)的品種下TSOP、

26、TQFP等。 此兩種品種對于低線弧的形成技朮各有不同要求。 總之，TSOP要求(1)低線弧(2)金線短，安定的線弧。TQFP則是隨著IC晶片的縮小化，金線長度也有超過4mm，故要得到低而且安定的線弧形狀是很困難的。 至于TSOP，為防止晶片邊緣與金線接觸，梯形線弧是必要的。 3).對應(yīng)多腳封裝的焊線技朮 1).對應(yīng)fine pitch的焊接技朮: 半導(dǎo)體晶片特別是在LSI，盡管晶片上回路pattem朝徵細(xì)化邁進，晶片上焊線pad的大小仍以100110um為主流。 還有關(guān)于LSI晶片的功能，其容量的增大必然與pad數(shù)的增大有關(guān)。 像這些，對于晶片面積pad的占有率大增，LSI晶片的價格會上升，因

27、此會要求pad尺寸縮小、pad中央間距的縮小，pad尺寸的縮小、pad中央間距的縮小。 隨著pad尺寸的縮小，及Fine Pitch所要求則必須達尺寸縮小是必要的。 為提高焊線位置的精度，須改進作定位的Y-Table及高精度化pattem認(rèn)識裝置。 為降低焊線座標(biāo)在tecahing時的目測的誤差，開發(fā)出經(jīng)由pattem認(rèn)識的pad locat。 現(xiàn)在因?qū)崿F(xiàn)um B g位置精度的再現(xiàn)性，故對應(yīng)LSI chip上的pad尺寸縮小成為可能。 還有為實現(xiàn)縮小金球size,穩(wěn)定地形成小的初期ball之技朮也是必要的，刀有電氣torch的AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECT

28、RONICS CO.,LTD. 負(fù)極性化的種種改進。特別是金球形成時，為減輕因焊針前端突出金線與放電電極的gap之變化所產(chǎn)生金球的變動，為減少金球大小不一;有金球形成時的放電電流，時間等的feed back的功能。 如上的種種改進結(jié)果，pad-80mm cad中心間距100mm的fine pitgh Bg是極有可能的。2).對應(yīng)long wire的Bg技朮: 朝向半導(dǎo)體chip的縮小化，多pin化，L/F的共有化過程中，要求對應(yīng)品種超越6mm wire長度的組裝半導(dǎo)體device。 普遍model產(chǎn)品中，特別是wire的loop形狀對品種的信賴性有較大的影響 wire Bg中l(wèi)oop的形成:

29、1.無wire下垂飄移 2.足夠的線弧高度，產(chǎn)且安定 3.wire與chip edge有足夠的gap 在歷來的焊針軌跡中，能滿足這些條件是較困難的，為提升Wire B g的線弧形成能力，控制B g中的焊針軌跡以獲得最適當(dāng)?shù)木€弧形狀，通稱為loop controal,也就是作焊針軌跡的改善。 設(shè)備原廠導(dǎo)入高速camera、video等解析機來改善1st的reverse動作，焊針下降時的軌跡。 3).提升B g性: 朝pad size縮小化、多腳化邁進的同時，提升B g品質(zhì)的要求也相對地提升。 意即pad size縮小經(jīng)，自然有要求將ball size縮小的必要。因此金球與pad間的工程中重要的一

30、項缺點，也就是第一焊點打不粘有所關(guān)聯(lián)。Ball size變小，ball shear(推力)當(dāng)然也隨之變小。將此當(dāng)作接合強度的判斷基準(zhǔn)，由絕對值采用單位面積的強度，由單位面積換算得知6mgf/um2可作為判斷基準(zhǔn)。 雖然最近在B g工程中，導(dǎo)入自動測量ball shear的機器(shear tester),但依機器測定ball shear條件的不同，結(jié)果會有假設(shè)干差異，如以此當(dāng)絕對的判斷的基準(zhǔn)大概會有問題。還有AB維修手冊維修手冊-焊線概論焊線概論EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.邁向多腳化的過程中，L/F變薄，由42合金制變?yōu)殂~合金制。厚度全都在mm以下的多腳化用銅合

31、金支架已成為主流，伴隨而來的B g溫度的降低。B g溫度降低，也是導(dǎo)致B g品質(zhì)不好的要因。 因pad size的縮小化及多腳化，所以在急速地邁向fine pitch中，必須要求B g技朮的改進。超音波并用的B g技朮已成為焊線的主流，B g時的超音波振動會決定B g的品質(zhì)。B g溫度在200度時，可說熱度是支配B g品質(zhì)的因素，但超音波振動也對B g品質(zhì)帶來很大的影響。 邁向pad size縮小化，及要求B g技朮改進的過程中，各家廠商都以超音波并用的B g方式已蔚然成為主流，所以B g時的超音波振動會決定B g品質(zhì)。 邁向pad size縮小化的過程中，各設(shè)備原廠會改進W/B(焊線機)的超

32、音波系統(tǒng)。因此，在超音波發(fā)振器上裝配CPU，以數(shù)字式系統(tǒng)控制輸出超音波的發(fā)振、發(fā)振頻率的 時，也開發(fā)可執(zhí)行calibration機能的功能。還有，改進超音波系統(tǒng)中一個要素也就是超音波hom,可減輕B g時負(fù)荷變動的影響，因此各設(shè)備原廠的W/B會裝配輕量化超音波hom。 以上對B g技朮的基礎(chǔ)，B g技朮的現(xiàn)狀、今后的動向做一簡單的敘述，為了能對應(yīng)半導(dǎo)體品種的多樣化、fine pitch,半導(dǎo)體廠商、材料廠商，以及機臺原廠需更密切的合作。AB維修手冊維修手冊-焊線機原理焊線機原理EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD

33、.AB維修手冊維修手冊-焊線機原理焊線機原理一、焊接參數(shù) 1.焊接溫度 指在焊接過程中，將lead frame以heat-block加熱后之工作溫度。以熱能的方式使焊線與pad之間產(chǎn)生材料共晶結(jié)合。 焊線溫度包含: 1).預(yù)熱 2).實際工作溫度 原則上溫度越高，熱能越大有助于焊接。但溫度太高會造成晶片損壞。 2.超音波 超音波震動子，由逆壓電材料組成，提供一個橫向震動磨擦的能量，加速焊線與pad外表上金屬共晶結(jié)合。 1).超音波頻率: 原超音波頻率在60KHZ左右。 FB-118A(64KHZ) toshiba(60KHZ) FB-131lE(100KHZ) ASM AB339(138KHZ

34、) 2).US POWER 所謂US POWER也就是超音波的功率，一般焊線機從W30W可調(diào)。 3.bonding force 一般bonding force之范圍10g100g。 4.金球大小 金球直徑為34倍金線直徑。 5.焊接時間 ball bond 2050msec stitch bond 1540msecEVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-焊線機原理焊線機原理 6.線弧長度 一般約在mm。5mm以上稱為long loop length; 立式LED約在1mm左右。 7.線弧高度 一般約在mm左右。AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見

35、故障處理方法焊線機常見故障處理方法EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 Z 邊焊 邊焊有第1點和第2點邊焊區(qū)分。 1.第1點邊焊 定義: 金球中心不在鋁墊上，且金球面積未能覆蓋鋁墊50%以上。 產(chǎn)生原因一般有以下3種情況: 1).作業(yè)員未做首件檢查，沒做check，人為造成邊焊，此情況只需重做check即可; 2).由于焊墊本身對燈光反射較敏感，易誤認(rèn)識所致。(如UR IR等帶“R字系列晶片，需調(diào)校燈光使其認(rèn)識良好，二值化圖象黑與白清楚

36、即可。假設(shè)盡力為之，仍不能達到要求，只能更換材料作業(yè)。) 3).材料良好，鋁墊認(rèn)識亦好，check也做好，還是邊焊，可考慮是否跑CTD，檢查攝像頭組件或X Y馬達失步導(dǎo)致？檢查X Y馬達滑塊及張動元件。 2.第2點邊焊 定義：第2點邊焊陽極邊緣mm以內(nèi)。 產(chǎn)生原因： 1).未做首件檢查，重做check即可; 2).lead誤認(rèn)識所致，此情況較易發(fā)生，主要是燈光未能調(diào)校好，陽極輪廓模糊不清，將其它點誤認(rèn)為lead所致; 3).材料本身C尺寸不符。(如4-7支架，陰陽極偏移太大,對此情況,如陰陽極偏移未超過半個陽極寬可做反程式，讓其每顆認(rèn)識可解決;如超過半個陰極2/3，拒絕調(diào)機。) 4).做程式時

37、第2點做得太靠邊，導(dǎo)致做check亦不能校正，此情況需重做程式。EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 Z 拉力不夠 拉力缺乏出現(xiàn)原因較為復(fù)雜，情況多樣，具體情況要依測拉力斷點而分。 1.A點斷線: 1).可能松焊，金球與鋁墊接合不牢，需增加壓力、超音波，時間; 2).測拉力時拔鋁墊，此情況可能無拉力，鋁墊隨金球一起拉起。 可能原因:鋁墊太臟，被氧化需更換材料; 適當(dāng)?shù)臏p少壓力、超音涉及時間。 2.B點斷線: 1).燒結(jié)金球過大，減少ball sive; 2).減小壓力，適當(dāng)增加US POWER;

38、 3).增加seach hight。 點斷線: 正常拉力時拉力斷點C點正常。假設(shè)C點斷線而拉力不夠，可考慮是否金線有損傷，單根金線拉力是否12g。 4).D點斷線: 1).減少bond force US TIME適當(dāng)增加US POWER; 2).增加secah hight。 5).E點斷線: 此情況無拉力，為第2點松焊，band fore US POWER US TIME 。 6).瓷咀太臟太舊，更換新瓷咀。 7).假設(shè)以上參數(shù)調(diào)校無效，可增加線弧高度，增加線弧反轉(zhuǎn)力度。EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見

39、故障處理方法 Z 空焊、松焊 空焊是有焊點焊過的痕跡。松焊一般是指焊上了線，拉力缺乏斷A點。 產(chǎn)生原因分析 1.壓板不良，壓力缺乏，支架松動; 2.熱板溫度過低; 3.US POWER US TIME參數(shù)過小; 4.search Forct search spead過大; 5.超音波模式不當(dāng); 6.瓷咀使用過久老化; 7.CTD跑位; 8.原物料嚴(yán)重污染。 處理對策 1.調(diào)整或更換壓板; 2.升高熱板溫度; 3.適量加大US POWER US TIME; 4.適量減小search Force spead ; 5.重新選擇適當(dāng)模式; 6.更換新瓷咀; 7.校正CTD位置; 8.知會生技對其評估。

40、EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 拔 墊 產(chǎn)生原因分析 1.US POWER參數(shù)過大; 2.US TIME參數(shù)過久; 3.熱板溫度過高; 4.search Forct search spead過小; 5.原物料太過于脆弱; 6.超音波模式不當(dāng)。 處理對策 1.適量減小 US POWER; 2.適量減小 US TIME; 3.降低熱板溫度; 4.適量加大search force search speed; 5.更換原物料; 6.選擇適當(dāng)模式。EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,

41、LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 滑 球 產(chǎn)生原因分析 1.金線污染; 2.火把燒金球不良; 3.金線不良; 4.火把位置不當(dāng); 5.瓷咀老化; 6.壓板松動。 處理對策 1.改善環(huán)境、清潔線徑或更換金線; 2.調(diào)整放電強度和放電時間，清洗或更換火把放電面; 3.調(diào)整尾線長度; 4.調(diào)節(jié)火把靜止位置和掃動范圍; 5.更換瓷咀; 6.調(diào)整壓板或更換壓板。EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 斷 線 產(chǎn)生原因分析 1.線夾不良，可能夾不緊線或者線圈

42、動作時線夾張不開; 2.參數(shù)調(diào)校不當(dāng); 3.瓷咀臟、破損或老化; 4.壓板壓不緊或壓太緊; 5.金線品質(zhì)不良; 6.線徑不順暢。 處理對策 1.調(diào)整線夾，使之正常時兩夾片結(jié)合緊密且不能有間隙，張開時金線能順暢經(jīng)過; 2.應(yīng)適當(dāng)減小超音波功率和壓力; 3.更換瓷咀; 4.調(diào)整或者更換新壓板; 5.更換金線; 6.檢查并校正線徑所通過之結(jié)構(gòu)，使金線穿過時自然順暢。EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 推力不夠 產(chǎn)生原因分析 1.參數(shù)不當(dāng); 2.壓板不良、松動; 3.晶片來料不良; 4.瓷咀破損、老化

43、; 5.瓷咀螺絲未鎖緊或滑線; 6.超音波、壓力異常。 處理對策 1.適當(dāng)調(diào)整超音波功率、壓力和時間; 2.調(diào)整或更換新壓板; 3.更換晶片材料并將信息回饋晶片廠商; 4.更換瓷咀; 5.鎖緊螺絲或更換瓷咀螺絲; 6.校正超音波和壓力。EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 第二點打不粘 產(chǎn)生原因分析 1.參數(shù)過小，溫度不夠; 2.壓板壓不緊; 3.支架污染或粘膠; 4.瓷咀不良; 5.瓷咀螺絲未鎖緊或滑絲; 6.第二點打邊焊; 7.超音波或壓力不正常。 處理對策 1.適當(dāng)增加超音波功率、壓力和時

44、間、升溫; 2.調(diào)整或更換壓板; 3.更換支架; 4.更換瓷咀; 5.鎖緊或更換瓷咀螺絲; 6.重新做程式和ST CHECK; 7.校正壓力和超音波EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 滑 盤 產(chǎn)生原因分析 1.料盤不良，光纖感應(yīng)面不光潔或料盤感應(yīng)槽變形; 2.光纖光線太弱; 3.光纖位置不當(dāng); 4.光纖或sensor信號不同步; 5.sensor放大器壞。 處理對策 1.用砂布擦感光面或更換新料盤; 2.更換或調(diào)整光纖放大器; 3.調(diào)整光纖位置; 4.調(diào)整光纖或sensor，使之同步; 5.更

45、換sensor放大器。EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 誤認(rèn)識 產(chǎn)生原因分析 1.二值化不良; 2.進料不良; 3.壓板不良、傾斜; 4.認(rèn)識光源搭配調(diào)整不當(dāng); 5.固晶傾斜不當(dāng)。 處理對策 1.重新做二值化; 2.調(diào)整進料; 3.調(diào)整或更換壓板; 4.重新選擇，搭配光源; 5.知會前站調(diào)機。EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維

46、修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 弧度不良 產(chǎn)生原因分析 1.弧度模式與材料搭配不當(dāng); 2.弧度控制參數(shù)設(shè)置不當(dāng); 3.軌道不良，出料不順; 4.線夾不良; 5.金線污染、不良; 6.瓷咀老化、損壞; 7.程式設(shè)定不良; 8.壓頭不良，支架松動。 處理對策 1.選擇適當(dāng)模式; 2.調(diào)整合適參數(shù); 3.調(diào)整軌道，出料; 4.調(diào)整線夾力度; 5.更換金線; 6.更換瓷咀; 7.Check 校正程式; 8.調(diào)整更換壓頭。EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 進料不

47、良 產(chǎn)生原因分析 1.進料感應(yīng)sensor感應(yīng)不同步或靈敏度過低(106/107/118); 2.軌道壓輪力度不均，引發(fā)支架上浮(106/107/118); 3.勾爪搬送系統(tǒng)凸輪位置不對(106/107/118); 4.前后勾爪配合不當(dāng); 5.料盤不良引起料盤滑盤; 6.pusher位置不當(dāng)(131); 7.進料sensor未咸應(yīng)到; 8.勾爪傾斜(106/107/118); 9.前后勾爪夾片不緊支架(131); 10.定位針定位不準(zhǔn)或定位時與支架貼得太緊; 11.搬送參數(shù)設(shè)定不當(dāng); 12.支架變形; 13.進料傳送RDD馬達皮帶松動或馬達壞掉(131)。 EVERLIGHT ELECTRON

48、ICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 進料不良 處理對策 1.調(diào)整遮光感應(yīng)sensor擋板機和對射光纖sensor位置，使之同時感應(yīng)，且支架停止時支架 感應(yīng)軌道平行且在一條直線上; 2.調(diào)整壓輪力度，使支架搬送時保持平衡; 3.校正凸輪位置; 4.視具體情況調(diào)整前后勾爪搬送位移; 5.用砂布擦料盤感應(yīng)面，或更換新料盤; 6.調(diào)整pusher位置，使pusher支架以及軌道在一條直線上; 7.調(diào)sesnor擋塊，使支架有和無時信號相反; 8.調(diào)整勾爪傾斜度; 9.調(diào)整夾片位置或勾爪馬達原位; 10.調(diào)整定位針位置，使定位pin定位時

49、輕松自如; 11.做搬送舊程式教學(xué)，校調(diào)參數(shù); 12.挑出不良支架，尋找不良支架產(chǎn)生來源; 13.調(diào)整皮帶松緊程度或更換馬達。EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 出料不良 產(chǎn)生原因: 1.出料感應(yīng)sensor位置不當(dāng)或靈敏度未調(diào)好(106/107/118); 2.出料支架上浮(壓輪壓力太大)106/107/118; 3.出料支架變形(軌道寬度太緊或太松)106/107/118; 4.料盤不下滑，或支架未完全到料盤時，料盤就下滑一格(106/107/118); 5.push out位置不當(dāng)(13

50、1); 6.撞料(131); 7.出料傳送ROD馬達皮帶松動或馬達壞掉; 8.push out推桿力度太大或太小(131); 9.料盤下滑。 處理對策 1.調(diào)整出料sensor光纖位置，使料盤空格與軌道平行且在一條直線上; 2.軌道壓輪壓力未調(diào)好，重新調(diào)整力度，使支架出料順暢、阻力適中; 3.調(diào)整出料軌道寬度，使支架出入順暢; 4.出料控制sensor感應(yīng)到有材料(燈亮)調(diào)整sensor擋板位置使有支架燈亮，無支架時燈滅; 5.調(diào)整送料推桿位置，使push out時把支架完全充分送入料盤; 6.調(diào)整出料senso位置，使其信號正確，調(diào)整料盤sensor使其空格與軌道慶一條直線上; 7.調(diào)整皮帶

51、張力松緊度或更換馬達; 8.調(diào)整出料推桿氣缸氣壓太小，使其順暢; 9.出料盤料盤感應(yīng)sensor靈敏度未調(diào)好，調(diào)整靈敏度，使其感應(yīng)到空格時立即停止。EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 Z X Y Z馬達原位的調(diào)整方法 1.關(guān)掉機臺電源，抽出MPU板，同時松開馬達聯(lián)軸器; 2.在MPU板上有一排開關(guān)，把開關(guān)的第7腳拔在“ON狀態(tài)在插回原處; 3.打開機臺電源，輸入信號，待機臺進入full狀態(tài)后轉(zhuǎn)至MANU，然后在轉(zhuǎn)動X或Y轉(zhuǎn)盤，使其馬達控制板上的相對應(yīng)的原位指示燈LED亮; 4.其后就鎖緊連接器

52、的螺絲，再關(guān)電源，轉(zhuǎn)動馬達鎖緊另一顆螺絲，抽出MPU板，拔7腳于OFF狀態(tài)，開機即可OK; 另外，Z馬達原位調(diào)整同X Y一樣，只是用Z按鍵調(diào)校，使其Z原位相對應(yīng)的LED在亮和滅之間即OK。EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 TOUCH SENSOR的調(diào)整方法 1.開機預(yù)熱半小時以上; 2.用電表200m檔，黑表筆接TOUCH SENSOR的7腳，紅表筆接8腳; 3.松開金屬檢知器，下壓到低，電表指示為零，否則調(diào)整ZERO VR; 4.輕輕上拉檢知器，至電表顯示為100mV時鎖緊; 5.用手動分

53、步慢打方式，瓷咀接觸到被焊物時，電壓為180mV，否則調(diào)整SENS VR。EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 40連體改30連體或20連體 調(diào)整方法 1.修改支架參數(shù): 1).40連體為236000 2).30連體為228600 3).20連體為15200 2.修改組數(shù): 1).30連體每組6顆，共5組 2).20連體每組5顆，共4組(或者前2組7顆，后1組為6顆，共3組) 連體改20連體需調(diào)節(jié)進料勾爪長度。改30連體無需修改; 4.做支架進料程式，使其進料良好(改20連體前2組7顆，后1組6

54、顆); 5.調(diào)節(jié)軌道高度，使時料順暢壓頭壓支架良好; 6.校對支架CTD; 7.做程式(參考作業(yè)指導(dǎo)書) *30連體改40連體，同以上方法一樣* EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法EVERLIGHT ELECTRONICS CO.,LTD.AB維修手冊維修手冊-KAIJO焊線機常見故障處理方法焊線機常見故障處理方法 斷 線 產(chǎn)生原因: 1.焊位或焊線路徑有污染; 2.PCB未被壓緊，引起PCB浮動或變形; 3.損壞的或不潔的鋼嘴; 4.不一致或過小的焊接功率和壓力; 5.在USG功率輸出過程中Z向移動阻塞或接觸震動; 6.線夾調(diào)整不當(dāng); 7.焊針未達到焊接位置; 8.玻璃片損壞; 9.接觸感應(yīng)器磨損; 10.不一致的焊尖沖壓力; 11.不良的焊頭連接線。 處理對策 1.用酒精清潔焊接面和焊線路徑; 2.重新校正工作臺的夾板; 3.更換鋼嘴; 4.檢查焊接功率和壓力使其保持恆定正確性; 5.檢查Z滑塊的滑動性; 6.重新調(diào)整線夾; 7.更換新玻璃片; 8.檢查焊頭下降時會否碰到障礙物; 9.檢查接觸感應(yīng)器電阻(應(yīng)少于); 10.設(shè)定較低的Z向探測