CN111863652B - 一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法，该方法通过将产品生产过程中的各个参数加大，进行弹坑的验证，当在该工艺参数生产下的芯片不会产生弹坑时，认定该参数为生产芯片的工艺参数，同时对生产机器进行验证。通过本发明的方法设计产品的生产过程各个参数，能够提高生产线的良品率。

Description

一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法
【技术领域】
本发明属于封装技术领域，具体涉及一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法。
【背景技术】
弹坑是封装过程中压焊芯片时产生的现象，弹坑产生的主要原因是输出能量过大，使得芯片压焊区铝垫受损而留下的小洞。生产过程中，弹坑产生的原因较多，如压焊过程中工艺参数设置不当，压焊前芯片的压焊区已经被污染，压焊区铝垫层较薄等。
因此如何避免在生产此类产品中产生弹坑现象是现在需要解决的。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法，该方法用于解决如何设置生产此类产品中的过程参数，提高生产线的良品率。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法，包括以下步骤：
步骤1，通过压焊专用设备生产芯片，生产过程控制工艺参数包括超声波功率、压焊压力、压焊时间和压焊温度，增大每一个现有生产工艺参数范围的上限值，设定超声波功率增加至A值，压焊压力增加至B值，压焊时间增加至C值，压焊温度增加至D值；从增加后的生产工艺参数上限值开始生产芯片，逐步降低生产工艺参数至现有生产工艺参数的上限，期间若芯片出现弹坑，认定所述芯片为弹坑敏感产品；
步骤2，继续降低生产工艺参数至现有生产工艺参数范围内，每次降低一个工艺参数，固定其他三个工艺参数，当芯片未产生弹坑时，对芯片进行拉力测试、推力测试和IMC测试，测试符合要求，得到一组生产工艺参数，为优化后的生产工艺参数范围上限值；继续降低工艺参数，至拉力测试、推力测试和IMC测试不符合要求，得到优化后的生产工艺参数范围下限值。
本发明的进一步改进在于：
优选的，通过控制电流控制超声波功率，电流控制范围为50-80mA，现有压力控制范围为15-23g；现有温度控制范围为140-200℃；压焊时间为5-30ms。
优选的，所述拉力测试造成的缺陷包括：颈部断丝、鱼尾断丝、中间段、球脱落和外焊点脱落。
优选的，所述推力测试造成的缺陷包括球脱落、球中间剪切和铝垫脱落。
优选的，所述IMC测试中，合金面积要求＞80％。
优选的，步骤2后还包括步骤3，各个机台使用确定的工艺参数生产芯片，然后进行良品率测试，以良品率为标准进行机台排序，选取良品率在前的机台使用；
步骤3，选用各个机台进行生产，增加更换劈刀的频率。
优选的，所述A值为现有超声波功率上限+现有超声波功率上限×30％，所述B值为现有压焊压力上限+现有压焊压力上限×30％，所述C值为现有压焊时间上限+现有压焊时间上限×30％，所述D值为现有压焊温度上限+现有压焊温度上限×30％。
优选的，所述压焊专用设备包括KNS、ASM和SKW。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法，该方法通过将产品生产过程中的各个参数加大，初步判断待生产的产品是否为弹坑敏感产品，确定后，通过不断的调整工艺参数进行弹坑的验证，当在该工艺参数生产下的芯片不会产生弹坑，且不会产生其他缺陷时，认定该参数为生产芯片的工艺参数，重复的试验，确定工艺参数生产范围。通过本发明的方法设计产品的生产过程各个参数，能够提高生产线的良品率。
进一步的，工艺参数包括超声波功率、压焊压力、压焊时间和压焊温度，通过优化这四个主要参数，即可以在调整出参数的同时，保证产品不会出现弹坑的缺陷。
进一步的，在确定工艺参数后，为了保证生产出的产品为最优产品，通过良品率确定生产机台。
【附图说明】
图1为本发明的流程图；
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明公开了一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法，参见图1本发明的优化方法具体包括以下步骤：
步骤1，根据待生产芯片的信息，包括铝层厚度和线材类型，通过生产使用压焊专用设备(例：KNS、ASM、SKW)，在调试过程通过焊接加大试验参数超声波功率、压力、压焊时间和压焊温度后验证弹坑的方法筛选出弹坑敏感产品，设定超声波功率增加至A值，压焊压力增加至B值，压焊时间增加至C值，压焊温度增加至D值，优选的所述A值为现有超声波功率上限+现有超声波功率上限×30％，所述B值为现有压焊压力上限+现有压焊压力上限×30％，所述C值为现有压焊时间上限+现有压焊时间上限×30％，所述D值为现有压焊温度上限+现有压焊温度上限×30％。从增加后的生产工艺参数上限值开始生产芯片，逐步降低生产工艺参数至现有生产工艺参数的上限，期间若芯片出现弹坑，认定所述芯片为弹坑敏感产品；若超出范围后芯片没有出现弹坑，则确定该产品非弹坑敏感产品，按照非弹坑敏感产品的生产方法制备产品。
上述降低参数过程中，每次降低一个工艺参数，但并不是连续降低某个参数，而是降低一次超声波功率后，降低压焊压力，然后降低压焊时间，再降低压焊温度，上述过程进行了四次试验；然后再降低超声波功率，再降低压焊压力，…；因为弹坑敏感芯片对生产过程工艺参数非常敏感，如果一次降低某个参数过量，有可能导致其他工艺参数无法同步调整，影响生产。上述参数降低顺序可以调整。
上述试验过程中，随着芯片材料的更换和生产设备的更换，现有的参数范围有可能改变。
步骤2，继续降低生产工艺参数至现有生产工艺参数范围内，每次降低一个工艺参数，固定其他三个工艺参数，当芯片未产生弹坑时，对芯片进行拉力测试、推力测试和IMC测试，测试符合要求，得到一组生产工艺参数，为优化后的生产工艺参数范围上限值；继续降低工艺参数，至拉力测试、推力测试和IMC测试不符合要求，得到优化后的生产工艺参数范围下限值。
上述降低参数过程中，每次降低一个工艺参数，但并不是连续降低某个参数，而是降低一次超声波功率后，降低压焊压力，然后降低压焊时间，再降低压焊温度，上述过程进行了四次试验；然后再降低超声波功率，再降低压焊压力…；上述参数降低顺序可以调整。
在步骤1的基础上，首先减少超声波功率，优选的，通过控制电流控制超声波功率，电流控制在50-80mA，压力控制范围为15-23g，温度控制范围为140-200℃，压焊时间为5-30ms。
在调整参数过程各种，生产出来的芯片通过《集成电路压焊质量标准》进行验证，每一个芯片的验证内容包括：拉力，推力，弹坑，IMC，这四项测试需全部符合标准后，从中选取最优机台定义压焊专机，专线作业。
检验过程中，焊线进行拉力测试，需保证焊线没有出现颈部断丝、鱼尾断丝、中间段、球脱落及外焊点脱落的情况。
焊点进行推力测试时，需保证焊球不会出现球脱落、球中间剪切、铝垫脱落的情况。
进行弹坑测试时，整个芯片不能出现弹坑的情况。
进行合金面积(IMC)测试时，需保证合金面积＞80％，更为优选的≥85％。
通过以上四个检验过程检验每一台机器生产出来的100个芯片，记录每个芯片的测试数据；计算每个机台生产芯片的良品率，选取良品率高的机器生产，具体的为以机台的良品率作为衡量标准，对机台进行排序，根据需要的机台数量，选取良品率在前的机台生产。
步骤3，压焊作业过程通过增加监控频率(例，正常产品劈刀寿命2000K需要36H换一次，换劈刀时做一次弹坑，弹坑敏感产品劈刀寿命降至1000K，降低至18H换一次，换劈刀时做弹坑)、弹坑样本数量的方法能够及时发现异常并解决，杜绝异常流出。
实施例
YA14客户因来料铝层薄(0.78um)，超出制程极限下限，导致压焊过程弹坑异常，经过多次对压焊参数的优化，同时通过拉力，推力，弹坑，IMC检测，通过控制电流控制超声波功率，电流控制在50-80Ma，压力控制范围为15-23g，温度控制范围为160-180℃，压焊时间为10-20ms。
挑选出数据最优机台加工，各项措施落实执行到位后，YA14客户产品未出现过弹坑异常。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，通过压焊专用设备生产芯片，生产过程控制工艺参数包括超声波功率、压焊压力、压焊时间和压焊温度，增大每一个现有生产工艺参数范围的上限值，设定超声波功率增加至A值，压焊压力增加至B值，压焊时间增加至C值，压焊温度增加至D值；从增加后的生产工艺参数上限值开始生产芯片，逐步降低生产工艺参数至现有生产工艺参数的上限，期间若芯片出现弹坑，认定所述芯片为弹坑敏感产品；
步骤2，继续降低生产工艺参数至现有生产工艺参数范围内，每次降低一个工艺参数，固定其他三个工艺参数，当芯片未产生弹坑时，对芯片进行拉力测试、推力测试和IMC测试，测试符合要求，得到一组生产工艺参数，为优化后的生产工艺参数范围上限值；继续降低工艺参数，至拉力测试、推力测试和IMC测试不符合要求，得到优化后的生产工艺参数范围下限值；
所述降低生产工艺参数的过程为：降低一次超声波功率后，降低压焊压力，然后降低压焊时间，再降低压焊温度，上述过程进行了四次试验；然后再降低超声波功率，再降低压焊压力。
2.根据权利要求1所述的一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法，其特征在于，通过控制电流控制超声波功率，电流控制范围为50-80mA，现有压力控制范围为15-23g；现有温度控制范围为140-200℃；压焊时间为5-30ms。
3.根据权利要求1所述的一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法，其特征在于，所述拉力测试造成的缺陷包括：颈部断丝、鱼尾断丝、中间段、球脱落和外焊点脱落。
4.根据权利要求1所述的一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法，其特征在于，所述推力测试造成的缺陷包括球脱落、球中间剪切和铝垫脱落。
5.根据权利要求1所述的一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法，其特征在于，所述IMC测试中，合金面积要求＞80％。
6.根据权利要求1所述的一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法，其特征在于，步骤2后还包括步骤3，各个机台使用确定的工艺参数生产芯片，然后进行良品率测试，以良品率为标准进行机台排序，选取良品率在前的机台使用；
步骤3，选用各个机台进行生产，增加更换劈刀的频率。
7.根据权利要求1所述的一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法，其特征在于，所述A值为现有超声波功率上限+现有超声波功率上限×30％，所述B值为现有压焊压力上限+现有压焊压力上限×30％，所述C值为现有压焊时间上限+现有压焊时间上限×30％，所述D值为现有压焊温度上限+现有压焊温度上限×30％。
8.根据权利要求1所述的一种弹坑超敏感产品生产参数优化方法，其特征在于，所述压焊专用设备包括KNS、ASM和SKW。
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