五十年前,大約 98% 的焊線收益率被認(rèn)為是可以接受的,但今天這個(gè)指標(biāo)是無法容忍的。當(dāng)時(shí),大多數(shù) IC 只有 8-10 個(gè) IO,鍵合機(jī)是手動操作的,缺失的焊點(diǎn)可以在封裝從鍵合機(jī)上移除之前進(jìn)行返工。 2008年以后每顆芯片有數(shù)萬個(gè)Io,需要使用高速鍵合機(jī)(每秒鍵合12根線以上),也面臨著全球范圍內(nèi)激烈的市場競爭。
因此,在器件高性能和成本的驅(qū)動下,現(xiàn)代制造強(qiáng)調(diào)引線鍵合的高成品率。在組裝封裝過程中,通常要求每個(gè)制造環(huán)節(jié)(如劃片、裸片鍵合、引線鍵合、塑封、表面貼裝等)都具有較高的成品率。在芯片組裝的所有環(huán)節(jié)中,引線鍵合(或其他互連方式)對器件良率的影響很大,因?yàn)槊總€(gè)芯片上有大量的I/O,每根引線有兩個(gè)鍵合點(diǎn)。
此外,如果互連失敗并損壞芯片(形成凹坑),往往會導(dǎo)致封裝丟失或返工困難,這在目前的生產(chǎn)速度和經(jīng)濟(jì)成本情況下是令人望而卻步的。因此,為提高器件封裝良率,應(yīng)著力提高互連良率速度。
一些自動鍵合機(jī)可以實(shí)現(xiàn) 30um 間距的鍵合,但目前還沒有這種間距的芯片可用。隨著間距的減小,鍵合線的線徑也應(yīng)相應(yīng)減小。在更細(xì)線徑的需求下,適用的Au線徑達(dá)到15um。因此,細(xì)間距焊線應(yīng)運(yùn)而生。與早期可接受的間距鍵合相比,細(xì)間距鍵合幾乎在每個(gè)維度上都需要更多的規(guī)劃和更高的成本。
實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施是巨大的,并且在可預(yù)見的未來沒有新的互連方法可以取代它們,因此大多數(shù)芯片將繼續(xù)使用引線鍵合互連方法。倒裝芯片 (C-4) 和光子互連等未知技術(shù)將用于先進(jìn)的設(shè)備制造,其市場份額將增加。
目前,大批量生產(chǎn)中焊線良率損失的典型值在 25 至 100ppm 范圍內(nèi),部分低于 20ppm。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)低值,必須深入了解影響債券收益率和可靠性的所有因素(因?yàn)樗鼈兌际窍嗷リP(guān)聯(lián)的)。