Page 14 - Wire Bonding in Microelectronics

Co n t e n t s xiii

9.3.3. Low-Temperature Environment
Interconnection Requirements . . . . . 333
9.3.4. Packaging Effects at Extreme
Temperatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
9.3.5. Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
Appendix 9A Wire Bonder Looping . . . . . . . . . . . 335
9A.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
9A.2 Machine Motions and Trajectories . . . . 336
9A.3 Loop Shaping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
9A.4 Prebending, Cold Work During
Looping Trajectory . . . . . . . . . . . . . . . 338
9A.5 CSP and BGA Looping . . . . . . . . . . . . 339
9A.6 Stacked Die and Multi-Chip
Packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
9A.6 Capillary Forming for Lower
Loops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
9A.7 Capillary Shape and Its Effect on
Drag/Friction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
9A.8 Role of Wire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
9A.9 Ball and Stud Bumping . . . . . . . . . . . 342
9A.10 Stiffness—Young’s modulus . . . . . . . 345
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345

10 An Overview of the Materials and Material
Science of Copper, Low-k Devices that Affect
Bonding and Packaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
10.2 The Cu/Lo-k Technology . . . . . . . . . . . . . . . . 350
10.2.1 The Lo-k Dielectrics . . . . . . . . . . . . . 353
10.2.2 Top Surface Protective and
Bondability Coatings for Copper
Bond Pads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
10.3 Wire Bonding to Integrated Circuits with
Copper Bond Pads over Lo-k Material . . . . 358
10.3.1 Lo-k Flip Chip Damage . . . . . . . . . . 362
10.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

11 Wire Bonding Process Modeling
and Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
11.2 Assumption, Material Properties, and
Method of Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
11.3 Wire Bonding Process with Different
Parameters [11-10] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368