压焊弹坑敏感产品劈刀选用研究

1 引言

弹坑就是压焊时，工艺条件等不当造成铝垫下电路或器件破损。在铜线焊接期间，由于铜线及铜球硬度高且易氧化，在生产过程中容

易出现弹坑异常。弹坑异常，特别是焊盘下存在电路的CUP（Circuit under pad）产品，往往会造成测试异常，如测试短路异常。个别产品弹坑比较难

以发现，产品在产线上检测时可能还是良品，但随着时间的变化和使用时外界环境的影响，而最终形成开短路或软击穿，带来一系列问题。本文从劈刀选择方面进行试验并制定劈刀的选用规则，为压焊弹坑敏感问题提供理论依据及技术支持。

2 试验方法及过程

2.1 劈刀主要参数介

本文主要对劈刀影响弹坑的三个主要参数进行介绍，如图1 劈刀[1，2] 结构剖面示意图所示：

劈刀头部角度 BNA（Bottle Neck Angle），其影响超声波能量的传输，BNA 越大，劈刀尖端直径 T（Tip）震动就越小，超声波能量输的损耗便越小，则同样条件下所需超声波的设定值就越小。

内切面角度ICA（Inner Chamfer Angle），其影响焊球的焊接面积和二焊点的焊接强度；ICA 的大小影响超声波能量的传输效率，ICA越小则超声波能量越靠近中间，而ICA 越大则超声波能量越分散，超声波能量不集中到某一个区域，从而减少弹坑现象发生。劈刀头部高度 BNH（Bottle Neck Height），其影响线弧高度，BNH 越大，弧高限制则越小；BNH 也影响超声波能量的传输，BNH 越大，超声波能量传输则越分散，BNH 越小，超声波能量传输越集中。

2.2 试验条件设计及验证

试验选定某一款弹坑敏感的铝制程产品，其焊窗尺寸BPO（Bond Pad Opening）为60um，压焊使用线材为线径18um 的镀钯铜线。使用相同的产品、相同的机台、相同的参数模式，在压焊的焊球大小与球厚一致的情况下对四款劈刀进行参数验证，收集产品对应的球厚、球大小、推力、拉力、弹坑与IMC 数据，并根据产品压焊质量标准判断符合与否。

表1 为试验所使用的四款劈刀，分别为普通劈刀、加大BNA 劈刀、加大ICA 劈刀、加大BNH 劈刀。

图1 劈刀结构剖面示意图