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半導體多層堆疊晶片下陷分析與打線彎摺機制之改善與研究

為了解決ngl問題的問題，作者何昇輝 這樣論述：

在封裝過程中產生的金線偏移(wire sweep)和金線下陷(wire sag)，是造成半導體晶片封裝較低良率的主因，因此金線偏移和金線下陷問題越來越被重視。對於傳統單層晶片封裝，沿著晶片系統的周邊僅構造了一層單接合金線，良率受金線下陷問題影響不大，然而先進微電子設備的高堆疊層封裝應用，改善金線下陷位移問題勢必為提升良率的迫切需求。但是大部份金線相關研究皆著重於封裝模流分析，關於金線下陷變形的相關文獻記載很少。因此本論文基於半導體工業常用的堆疊形狀 (stacked configurations)類型，包括金線接合Q_loop和S_loop線型的兩種典型幾何形狀特徵與具有彎摺(Kink)結構

M_Mod_ loop改良線形，研究針對晶片超高堆疊層其相對應的金線偏移和金線下陷勁度(stiffnesses)和位移量(deflections)。在傳統單層晶片封裝時，由於模流拖曳力的影響，金線偏移的問題，常會導致相鄰兩金線，因橫向偏移量過大，而有短路的問題產生，進而使產品良率下降。在多層堆疊晶片封裝時，雖然整體高度並未增加很多，但由於打線接合時由單層變成多層的緣故，以前從來不考慮及擔心的金線下陷的問題，也如同金線偏移導致短路的問題開始受到重視，只是金線偏移問題是同層相鄰兩金線因橫向偏移量過大，互相接觸導致短路。而金線下陷問題則是上下兩層金線，因金線縱向下陷量過大，導致上下兩層金線接觸短路，

進而導致產品良率下降。對高堆疊多晶片封裝若晶片過高或金線跨距過大，當然也有可能同時導致金線偏移問題及金線下陷問題同時發生。所以探討金線打線接合時，其幾何形狀對金線偏移及金線下陷問題是很重要的一個議題。 論文中金線下陷位移是本文探討的重點，我們應用三種常用的金線幾何形狀，Q_loop線形、S_loop線形 及 M_Mod_loop線形等參數，與三種打線接合跨距(bond span)，以及四個不同的接合高度(bond height) 研究相比對，對金線偏移量及金線下陷位移量的影響，將數值分析預測值及Kung’s equation數值解析值與微金線下陷實驗結果進行比較，瞭解金線打線接合時，金線

拖曳力及縱向下陷變形的大小與主導著金線接合下陷變形的曲線特徵，以作為 三次元和多晶片封裝的高I/O數金線接合設計時，不同金線幾何形狀與接合參數抑制微金線下陷位移的選用依據。