TO-3封装器件键合丝热机械可靠性与寿命预测

为解决双芯片功率放大器的过电应力烧毁问题,对器件电路进行改进并探究其可靠性。首先,重新设计和制备基片上金属带线,并进行温度循环与拉力检测试验;然后,基于有限元方法在温度循环载荷作用下对键合丝应力应变分布情况进行了分析,并通过Coffin-Manson模型对器件的疲劳寿命进行预测分析。结果表明,高温下应力降低了3.23 MPa,低温下应力下降了97.7 MPa。改进后的器件寿命提高了11.6%,且经历过温度循环后仍满足最小键合拉力极限值要求。该研究结果可为复杂键合丝结构及寿命预测提供参考。

基于硅凝胶灌封温循载荷下的键合丝疲劳失效机理仿真分析

针对某型混合集成电路在温度循环试验后出现的硅凝胶灌封区域键合丝疲劳失效,对键合丝的键合强度和疲劳断裂失效进行了试验分析,建立了单根键合丝和硅凝胶局部灌封区域的有限元简化模型,拟合了硅凝胶材料的本构模型参数,基于ANSYS Workbench软件对不同胶体材料参数条件和温循载荷作用下的键合丝应力分布情况进行了热力耦合仿真分析,并基于仿真结果对混合集成电路的硅凝胶灌封工艺进行了优化和加严温度循环试验。仿真和实验结果表明,键合丝第一键合点颈部和第二键合点根部的应力值较大,存在明显的塑性应变,与疲劳断裂失效分析一致;通过减小硅凝胶的热膨胀系数和灌封体积的方式进行工艺优化后,键合丝的应力值显著减小,样品经过温度循环试验后实测良率从167%提升至100%。研究结果对于提高硅凝胶灌封区域中的金丝键合疲劳强度有一定的指导意义。

集成电路互连引线电迁移的研究进展

随着大规模集成电路的不断发展,电迁移引起的集成电路可靠性问题日益凸现。本文介绍了电迁移的基本理论,综述了集成电路互连引线电迁移的研究进展。研究表明,互连引线的尺寸、形状和微观组织结构对电迁移有重要影响;温度、电流密度、应力梯度、合金元素及工作电流模式等也对电迁移寿命有重要影响。同时指出了电迁移研究亟待解决的问题。

引线键合工艺参数对封装质量的影响因素分析

分析讨论了封装过程中质量的影响因素与机理,参数间的相互耦合、干扰问题,指出了其对合理设定工艺参数、提高质量和合格率的重要作用。对目前国内外引线键合研究进行较为深入地分析,为进一步研究封装过程多因素影响规律、动态建模和实时监控奠定了基础。

用于MEMS器件的单面溅金硅共晶键合技术

分析了金硅共晶键合的基本原理,讨论了键合实验的基本工艺,给出了键合的测试结果。这种键合方法键合温度低,键合工艺简单,与器件制造工艺兼容,对工艺环境要求不高,可以得到满意的键合强度,而且成本低,特别适合于已经做过结构的器件键合封接工艺。

ULSI互连中纳米多孔SiO_2的制造工艺、特性及应用前景

综述了 ULSI互连中纳米多孔二氧化硅 (NPS)电介质主要品种干燥凝胶 (Xerogel)的典型制造工艺 ,给出并分析了介电常数、应力、热导率和机械强度等主要特性 。

含ZrFeNi42合金再结晶及蚀刻性能的研究

作为电子封装工业用引线框架主要材料之一的ＦｅＮｉ４２合金应当具有良好的应用性能。本工作研究了微量添加元素Ｚｒ对ＦｅＮｉ４２合金再结晶及晶粒长大的影响。结果表明，Ｚｒ元素可以明显地提高合金的再结晶温度，并能有效地抑制合金再结晶后的晶粒长大。此外，腐蚀实验的结果表明，Ｚｒ元素的加入可以改善合金腐蚀后的表面粗糙度，这将有利于蚀刻法生产所获得的ＦｅＮｉ４２合金引线框架的质量。

用阴极极化的方法衡量FeNi42合金在三氯化铁蚀刻液中的蚀刻速度

用电位线扫描对玻美度为３０°Ｂé的三氯化铁溶液中的ＦｅＮｉ４２和Ｐｔ工作电极进行阴极极化。ＦｅＮｉ４２的蚀刻过程由溶液中Ｆｅ３＋向合金界面的扩散传质控制，其蚀刻电流与还原步骤的极限扩散电流相等。应用Ｐｔ工作电极的动电位阴极极化可以对合金的蚀刻电流密度进行衡量。快速电位扫描获得的Ｐｔ电极极化曲线上有波峰出现，相应于溶液中Ｆｅ３＋还原为Ｆｅ２＋。波峰缩短了极限电流平台区，成为利用快扫描获得合金蚀刻电流密度的限制性因素。ＦｅＮｉ４２自身的阴极极化曲线上也有波峰和曲线转折，相应于合金表面的金属再沉积。不能利用ＦｅＮｉ４２电极通过快速电位扫描获得其蚀刻电流密度值。

KFC引线框架铜合金带材的生产工艺研究

引线框架用铜带是集成电路的重要基础材料.KFC合金是具有代表性的高导电引线框架材料之一.本文在分析和比较国内厂家生产的KFC引线框架铜带与韩国优质KFC样品的性能和指标的基础上,进一步分析研究了不同熔铸工艺、水平连铸工艺、轧制工艺及热处理工艺对KFC引线框架材料组织和性能的影响.分析结果将对优化KFC引线框架带材的生产工艺提供依据.

温度因素对热超声键合强度的影响实验研究

主要研究了热超声键合过程中环境温度对键合强度的影响规律。分析了键合强度与键合温度之间的关系。实验研究发现,最佳键合“窗口”出现在200～240℃,此时键合强度可达20g左右。对推荐使用的大于5.4g的键合强度标准,本实验条件下可键合“窗口”为120～360℃。这些实验现象和分析结果为后期的键合参数匹配规律和系统动态特性研究打下基础。

毫米波微带键合金丝互连模型的研究

本文应用神经网络方法、采用FDTD全波分析结果作为训练样本得到了毫米波微带键合金丝互连的参数模型 .这个神经网络模型可以指导毫米波集成电路的设计 ,利用该模型可以得到不同拱高、微带间隙和频率时的电路散射参数 .

CQFP器件引线成型方法及板级可靠性研究

针对早期定型的CQFP器件在设计时并未考虑到板级安装可靠性,存在引线与瓷体共面度差异大、引线应力释放效果不明显等问题,以CQFP128器件为例,进行引线成型设计和板级可靠性验证的研究。研究对CQFP材料结构、出线方式及引线成型要求展开详细分析,并通过试验证明成型后的器件具备更好的焊接共面性;在经历整机振动试验后,通过X射线、扫描电镜等分析方法,表征出焊点具备良好的可靠性。本研究可为同类型器件引线成型和可靠性验证提供参考。

氢同位素分离装置信号调理系统的优化

通过采取不同的接线方式和测量方法对氢同位素分离装置信号调理系统(SRS)进行对比实验。实验结果表明,差动输入运放补偿三线方式是改善信号测量的最佳方法,其精度最高,现场布线较少,无特殊要求,有能力实现信号调理系统的优化。

高密度球键合质量的影响因素和解决方法

随着焊盘间距的减小和引线数目的增多,键合失效的发生也越来越频繁。系统分析了影响高密度球键合质量的各种主要因素得出在诸多因素中金属熔球(FAB free air ball)直径,引线摆动幅度和劈刀顶端形状等三个因素对键合质量的影响最大。文中介绍了线弧固定技术,紫外线金属熔球控制工艺和新型劈刀等三种能有效减少键合失效的新工艺和新方法。

IC引线框级进模工步设计CAD系统的开发与应用

介绍了ＩＣ（集成电路）引线框多工位冲裁级进模工步设计ＣＡＤ系统及其应用实例。

超声键合过程中键合压力特性的实验研究

建立了超声键合压力的测量工作台,对工作台进行静态线性度标定和动态重复性测量,利用动态压电测力传感器对超声键合系统键合压力大小进行测量,得出不同压力作用下传感器力响应曲线图,分析其频谱图,发现保持某一固定功率(4.5格2.25W),可以找到合适的键合压力(5格0.719N)与其匹配。这些实验现象和结果可作为超声键合过程参数匹配及优化的依据。

焊接时间对碳纳米管-Ti焊接效果的影响

利用高频超声波的软化效应焊接金属Ti上的碳纳米管,研究焊接时间对碳纳米管焊接效果的影响.结果表明,焊接时间太短,碳纳米管松散分布在Ti金属表面,不能与金属形成紧密接触;焊接时间过长,金属基体被破坏,同样达不到焊接要求.只有选择合适的焊接时间(0.1～10 s),才能使碳纳米管与Ti有效焊接,呈现较小的两端电阻.

接触界面压力对高次谐波和键合强度的影响

为减少超声键合换能器劈刀在振动过程中的非线性振动,改善劈刀振动的稳定性,提高芯片键合的强度,建立超声波在接触界面传播的模型。在超声引线键合机上,通过改变劈刀和变幅杆接触界面的接触压力,分别测量变幅杆和劈刀的振动和芯片键合强度,并对劈刀振动位移进行频谱分析。研究结果表明:超声波通过接触界面时,由于接触界面层的非线性特性会产生高次谐波和波形畸变;劈刀振动中的高次谐波成分对芯片键合强度造成负面影响。只有当接触界面压力适中时,劈刀振动的波形畸变最小,高次谐波成分最少,超声波的非线性系数最小,芯片键合强度最大。测量劈刀振动的高次谐波可以作为预测芯片键合程度的一种方法。

TAB器件的电特性分析

本文介绍了自动带焊（ＴＡＢ）器件的载带结构及其电参数，构造了集中参数的等效电路．用ＰＳＰＩＣＥ程序对ＴＡＢ器件和引线键合器件的高频特性进行分析和对比后，阐明了ＴＡＢ器件在高频特性方面优于传统封装形式的器件。通过长线模型，模拟了ＴＡＢ器件的延时特性；并分析了ＴＡＢ器件的热特性。

LTCC多层互连基板布线布局电磁兼容性研究

低温共烧陶瓷(LTCC)多层互连基板电磁兼容性问题直接影响多层板布线及芯片布局。采用商用三维电磁场仿真软件和电路仿真软件对多种互连结构分别进行电磁耦合特性及信号完整性分析和仿真,并根据仿真结果提出了抑制干扰的方法,得到了多层板布线布局的规律。