以美國電子器件工程聯合會 JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council ） 及 社 團 法 人 日 本 電 子 工 程 協 會 EIAJ （ Electronic Industries Association of Japan）為中心，整合了相關的變化，替 IC 元件的定義訂定 了標準化封裝的規範。
5. 資料分析：
Open/Short Test (開路短路測試)、SEM (掃描式電子顯微鏡)、2nd bond stick lift view (魚尾俯視圖)、SAT (超音波掃描)。
3-1 銲線製程簡介.
銲線式(wire bonding)晶粒接合技術，其打線方式大致分為下列兩種：
(1) 熱壓法(thermo compression (T/C) bonding)
(a) 金線穿過毛細鋼嘴，再用火花(Electronic Flame off Spark)熔化金線，使 在金線底部形成一個金球(傳統上此金球將消耗掉直徑 50μm 的金線約 500 μm 的長度，但對密距的打線其消耗量則會少一點)。
圖3-1 ：W/B 製程週期圖(a)
(b) 當金線縮回時，其所形成的球體會卡在鋼嘴的底部。
圖 3-2 ：W/B 製程週期圖(b)
(c) 鋼嘴下降至承載墊，金球下壓抵住承墊的界面，當升溫至熔接溫度(由 加熱熱板加熱)時，施加超音波能量，即完成金球的結合。
圖 3-3 : W/B 製程週期圖(c) 第一個熔接位置 1st Bond (Ball)
(d) 鋼嘴提起離開熔接表面移往第二個熔接位置，形成打線迴路。
圖 3-4 ：W/B 製程週期圖(d)
(e) 將熔墊移往至鋼嘴下方。
(f) 鋼嘴下降如同步驟(3)一樣形成熔接結合點，此結合點(和任何在金線切 斷之前所形成的結點)稱為縫合點
之切斷。爾後鋼嘴上升，線鉗又將金線拉下，使另一個金球得以形成。如 此一來打線器即可再次重覆打線步驟。
圖 3-5 ：W/B 製程週期圖(g)
(h) 有時最後的結合點因其形狀的關係，而又稱為新月形結合點 (Crescent)，或稱魚尾。
圖 3-6 : W/B 製程週期圖(h)第二個熔接位置 2nd Bond (Stitch)
(2) 超音波法(ultrasonic (U/S) bonding)其金屬與晶粒接合操作方式如下圖 所示。
(a) 將引線固定在打線器表面及結合點之間，若用手動打線時，則將打線器 降低至第一打線搜尋點附近(此位置比打線表面高約 70~125μm)，此高度 由製程工程師決定。至於自動打線機，則可完全免除位置的搜尋。
圖 3-7 : W/B 製程超音波法週期圖(a)
(b) 打線工具下降至待打線表面上施加預先設定好的力量後，即可施加超 音波能量，使之形成第一個結合點。
圖 3-8 : W/B 製程超音波法週期圖(b)
(c) 將打線工具拉起，並使引線從線軸中放出。
(d) 操作工作平檯將第二個打線位置移至打線器下(若為自動打線機，通常 是移動轉能器和打線器)，此時引線迴路已形成，再將打線器下降至第二個 搜尋位置(如同步驟 1 所示)。
圖 3-9 : W/B 製程超音波法週期圖(d)
(e) 打線器下降至承墊便形成第二個結點，同步驟(2)。
圖 3-10 : W/B 製程超音波法週期圖(e)
(f) 第二點形成後，另一枚線鉗(Wire Clamp，在打線器之後方)會將其拉回 並在結合點腳跟處拉斷引線。此時打線器會升起，而線尾會穿透出打線工 具下方，直到線尾固定在打線器尖端(線尾長度)某個位置之前，如同(1)所 示，此時打線機可重覆上述各步驟
圖 3-11 : W/B 製程超音波法週期圖(f)
有銲線製程簡介中，說明了在銲線製程中，金線在銲線上提供了半導 體晶粒中各功能鋁墊與基板手指間的電性聯接管道如圖3-12 圖示說明，在 銲線週期性的製程中，如圖3-13和圖3-14說明除了金線銜接晶粒鋁墊與基板 手指間之外，另外兩個主要的讓金線能銜接兩個端點的設備，就是銲針跟 機台；在整個做動原理中，主要的週期有四項，這四項包含了金球的建立、
拉第一階段的線型(1st bond) 、拉弧高(Looping height)、作魚尾(2nd bond) 。
圖 3.12：銲線後的剖面示意圖
圖3-13：銲線製程完整週期圖
圖 3-14 銲線機台的設備結構與間接材料
最後在銲線製程說明，在完成整個銲線週期後，完成後的整個金線，
便連接了晶粒上的功能鋁墊(1st bond)與手指(2nd bond)的內腳部位，如圖 3-15說明了連接的區域包含了完整的成型銲線，並且繼續完成下個週期性 的銲線過程，直到整個晶粒上每個功能鋁墊連接到釘架上的相關電性功能 的手指內腳。
圖 3-15：SEM 完整銲線後的各部位說明 (包含1st bond 、2nd bond)
3.2 拉力的原理與作用
在此研究的前提下，最被注重的拉力銲線強度，我們以拉力測試儀來 做銲線強度的比較，拉力的表現，是將拉勾放置於完整線型且靠近手指區 域的段落以一定的速度向上拉起，所測得的拉力克數，即為銲線強度，如 圖3-16 和圖3-17 及圖3-18 所示。
圖3-16：拉力測試儀
圖3-17：拉力測試方法(針對1st bond)
圖 3.18：拉力測試方法(針對 2nd bond)
表 3-1：拉力試驗規格表
3-3 不同釘架材料及銲線溫度參數對銲線強度之效能測試
1. Lead-frame ：Samsung 鍍銀釘架、Samsung u-PPF 鎳鈀金預先 電鍍釘架、Samsung upgrade u-PPF 鎳鈀金預先電鍍釘架、
Sumitomo 傳統鎳鈀金預先電鍍釘架。
2. Wafer : Aluminum Wafer.
3. Epoxy : 2288A
4. Gold Wire : Sumitomo 20um(0.8mil diameter) NL03F type 5. Compound : Hitachi 9220HF10AK
6. Capillary : 413FF-2519 7. Package size : QFP 14x20 80L 8. Wire Bonder : K&S 8028
9. Plasma machine : March machine
10. Wire Pull test machine : Dage Series 3000 封裝製程抽樣頻率:
Wire Pull Sampling condition: 40 Wire / 1cell SAT : 9 strip / 1cell
銲線製程參數:
2ND BOND PARAMETER Capillary
CURRENT TIME FORCE 413FF-2519 100 35 45
表3-2：銲線基本參數表 封裝流程圖:
如圖從晶圓切割開始，到成品包裝出貨，包含了晶圓切割、黏晶粒、
銲金線、封模、穩定烘烤、電鍍、去膠去緯、正印、到去框成型出貨。
圖3-19：封裝流程圖 實驗對照項目表
1. 傳統鎳鈀金與傳統鍍銀釘架的銲線能力比較表 PPF & Ag Plating
Cell 1 2
Plating Type Ag Plating PPF
表3-3：PPF 與鍍銀釘架組合表
2. 各世代的鎳鈀金預先電鍍釘架的銲線能力比較表 PPF Plating thickness
Cell 1(Conventional Full PPF) 2(u-PPF) 3(upgrade u-PPF)
Plating Type
Au : 0.003 ~ 0.01 um upgrade u-PPF For With Plasma Clean
Cell 1 2 3 4 5 6 7
Temp(℃) 200 210 220 230 240 250 260
表3-5：不同熱板溫度經Plasma 製程組合表
4. 鎳鈀金預先電鍍釘架經Plasma電將清洗後在各溫度下的銲線能力比較表 upgrade u-PPF For Without Plasma Clean
Cell 1 2 3 4 5 6 7
Temp(℃) 200℃ 210℃ 220℃ 230℃ 240℃ 250℃ 260℃
表3-6：不同熱板溫度不經Plasma 製程組合表
3.4 測試結果與分析討論
PPF & Ag Plating Wire Pull capability (g)
Cell 1 2
圖3-20：PPF與鍍銀釘架組合銲線折線圖
圖3-21：銲針受損部位對銲線失敗模式分析圖
圖3-22：傳統鍍銀釘架的2nd Bond 圖3-23：傳統PPF釘架的2nd bond 2. 各世代的鎳鈀金預先電鍍釘架的銲線能力比較表：
就鎳鈀金預先電鍍釘架從傳統鎳鈀金釘架與第二代鎳鈀金u-PPF 釘架 和第三代鎳鈀金upgrade u-PPF 釘架比較，第三代鎳鈀金upgrade u-PPF 釘 架在銲線強度上明顯的比第二代鎳鈀金u-PPF釘架以及傳統鎳鈀金釘架的 銲線強度來的好，另外比較各時期的鎳鈀金預先電鍍釘架的銲線結果，比 較銲線魚尾所成型的狀況來比較，可以清楚的看到在upgrade u-PPF 的鎳鈀 金釘架上有明顯的魚尾以及因銲針的OR(outer radius)所產生的鋼印都很確 實的殘留在釘架表面；但是，在傳統鎳鈀金釘架以及改良鍍層厚度的u-PPF 釘架上確有鋼印不良情形，表示銲針OR所產生的鋼印，因為傳統鎳鈀金較 厚也較硬，所以無法有很扎實的將魚尾鋼印殘留在釘架表面。
Different PPF Plating thickness Wire Pull capability (g)
Cell 1(Conventional Full PPF) 2(u-PPF) 3(upgrade u-PPF)
Plating Type
Au : 0.003 ~ 0.01 um
Wire pull (average) 2.136 2.973 4.842
Wire pull Max 4.675 5.162 6.418
Wire pull Min 1.226 1.665 3.009
表3-8：不同鍍層厚度組合銲線強度能力表(拉力測試)
圖3-24：不同鍍層厚度組合銲線折線圖
3. 鎳鈀金預先電鍍釘架不經Plasma電將清洗後在各溫度下的銲線
PPF For Without Plasma Clean Wire Pull capability (g)
Cell 1 2 3 4 5 6 7
圖3-26：不同熱板溫度不經Plasma 製程組合組合銲線折線圖
圖3-27：不同熱板溫度不經Plasma 製程 2nd Bond 正視圖
4. 鎳鈀金預先電鍍釘架經Plasma電將清洗後在各溫度下的銲線能 力比較表：
就鎳鈀金預先電鍍釘架在各溫度的表現下，經過Plasam 後的銲線強度 比沒有經過Plasma 製程的銲線強度更佳，尤其是在熱板溫度達230℃時，
其銲線強度的最大值，與平均值皆比任何在熱板溫度下的銲線強度來的
PPF For With Plasma Clean Wire Pull capability (g)
Cell 1 2 3 4 5 6 7
圖3-28：不同熱板溫度經Plasma 製程組合組合銲線折線圖
圖3-29：不同熱板溫度經Plasma 製程 2nd Bond 正視圖