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芯球专栏推荐 | Wire Bond Cu线SSB拒料改善(封装方向)

Peter Wu 摩尔芯球 2021-08-06

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芯球专栏推荐



文章题目:《Wire Bond Cu线SSB拒料改善

文章来源:摩尔芯球速芯微专栏

文章正文

(阅读大概需要10分钟)

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主题选定

Wire Bond Cu线SSB拒料改善



选定理由


问题描述:


  • WB作业时小停机频繁增加人员Loading;

  • SSB线弧作业过程中Bump植球报警频繁,影响产出及OEE;

  • Bump报警容易造成扣量,导致大量Yield lose。

  • Bump异常易导致品质问题。

  • 客户要求降本,越来越多的叠封,memory的产品要求从金线变更为铜线。

改善目的:


通过对现有问题细致分析并改善,从而减轻人员Loading,提升产品良率。

提升良率,提升客户满意度获得更多的订单。


改善指标:


SSB 拒料由400PPM降至150PPM,小停机100ppm降至50ppm以下。




目前现状


目前SSB拒料状况:        


Conclusion:

By weekly平均在400PPM左右,NSOP和NSOL都需要进行改善。


目前SSB报警状况:

Conclusion:

Cu线 SSB 目前相关报警在100ppm,TOP1是NSOP。




原因分析


1、要因分析


  • Fishbone-diagram



  • 为什么会Bump defect扣量?

Looping参数异常



Conclusion:通过Looping制程轨迹分解显示,Kink height、Reverse motion、loop factor是 影响Bump Defect的主要因素。


Bump植球参数异常



Conclusion:

从整个Bump成型的过程中可以看到Bump bonding、Fold offset、Smooth2 distance 是影响Bump peeling的主要因素。


4th bonding参数异常

Conclusion:

从整个4th bonding的粘合流程可以看到, 4st USG/Force、Z-tear是影响Bump 鱼尾成型的主要因素。


人员操作错误


Conclusion: 

Bump报警时,需要依据实际报警点选Move To First Bond/Skip Bump,避免Bump球 漏焊或Bump球焊不粘等Bump defect


Bond Force/USG输出异常:


Conclusion:

依据焊球成型条件,异常的Bond force与USG会造成不稳定的IMC及低劣的Ball shape,进而导致Bump Defect。



 Wire Clamp异常:


Conclusion:Wire Clamp异常会造成Bump成型异常及烧球异常,最终导致Bump Defect。


Cu Wire异常:

Conclusion:通过以上实验对比,BL与EL直接影响焊球成型,进而导致Bump Defect。



评估与执行

1、 Corrective Action

  •  Working Plan:

Cu SSB 拒料改善Working Plan



  • Bump Parameter Study

Conclusion: 

  • 参数Kink height<3.5、loop height<40、Smooth2 Distance<1.1作业时会有 NSOP Risk。

  • 对影响Bump成型的参数必须要锁定,防止人为调整导致Bump Defect。

  • EE换针手法Study

扭力扳手与换能器未垂直


Conclusion: 

更换焊针后测两次USG阻抗值(ICONN:20~45)分别为31、30,作业过程中机台 Auto USG侦测USG阻抗值为36,且前后球形有明显差异。


扭力扳手与换能器垂直


Conclusion:更换焊针后测两次USG阻抗值(ICONN:20~45)分别为26/27,作业过程中机台Auto USG侦测USG阻抗值为27,且前后球形无差异。


扭力扳手位置对换针的影响


Conclusion:

1、焊针锁丝未拧紧作业过程中超声输出存在变化,导致USG输出异常造成球形异常。

2、换针时当扭力扳手与换能器垂直的情况下,扭力扳手的传输扭力传送达最佳效果。

3、对机台USG Impedance Limit功能统一设定Range,设定在当前值的+/-3。


  • SSB线弧报警操作Training 

SSB与Normal制程的差异


Conclusion:SSB焊线中1st bond与2nd bond的区别在于将其中一个pad先植Bump球后作为 normal焊线的2nd bond对待。


SSB报警排除(NSOP处理)

SSB报警排除(NSOL处理)

SSB报警排除(LGTL处理)



效果确认




Conclusion:从W07-W010 Bump Defect持续降低,W11-WW16稳定在150PPM以下达到goal。


Conclusion:从W07-W010 Bump 相关报警持续降低,W11-WW16稳定在50PPM以下达到goal。



标准化


1、立bump 参数设计加入焊线的参数desire rule,超desire。

2、更新文件换劈刀USG阻抗值在±3范围内。

3、SSB小停机报警处理加入每月考核项目。




残留问题


持续改善

Cu线SSB总体投量属于上升趋势,但是还是会出现断料的想象, 产品每次作业前都必须要对生产人员进行培训。


感谢观看




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