红外探测器芯片高可靠性键合工艺研究

金丝键合工艺广泛应用于红外探测器的封装环节。实验选用25μm金丝,基于正交试验法,根据键合拉力值确定键合的最佳工艺参数。通过优化超声压力、超声功率、超声时间及接触力等工艺参数组合,改善了键合引线的电气连接性能和连接强度,从而提高芯片系统的信号传输质量。提出的引线键合工艺参数组合适用于红外探测芯片的键合。

故宫藏清代织金锦缎中金银线纸衬的研究

本研究选取了8例故宫旧藏织金锦、缎上的金、银线作研究样品,通过伦华XWY-Ⅷ造纸纺织联用纤维分析仪、三维视频显微镜、红外分光光谱仪等仪器对样品金(银)线所用纸张原料及相关工艺进行了解析。与相关文献对比,讨论了这些材料使用及变化的原因。

金合金中Ce和Lu晶界偏聚的第一性原理研究

元素在晶界的偏聚通常会引起材料性能的变化。基于第一性原理研究了Ce和Lu元素在纯金晶界的偏聚行为,计算得出Ce和Lu的最小晶界偏聚能分别为-0.89和-0.28 eV,这表明Ce在晶界的偏聚倾向较大,而Lu的偏聚倾向较小;同时,在此基础上进一步研究了Ce和Lu在金合金中的原子结构和电子结构,揭示了晶界偏聚的物理成因。

应用于陶瓷封装外壳镍层表面的自动化金丝焊接方法

目前,陶瓷封装外壳电镀辅助线的金丝焊接工艺主要依靠人工进行,效率和成品率低、需要频繁返工,极大地影响了生产效率;且焊点强度和焊接位置没有统一的焊接工艺规范,焊点形貌状态各异,产品一致性低。通过超声波焊接、热压电阻焊、超声波热压焊的工艺实验,确定电阻焊可将金丝有效焊接到镍层表面,拉力、金丝弧度、焊点形貌均满足工艺要求。实验确定了金丝直径25μm、预热温度50~220℃、焊点温度500℃以上、电压1~5V以及放电时间10~30ms等参数,同时,将焊丝生产过程,包括上料、预热、定位、焊接、下料全部实现自动化,焊接速率可达到200根/min,是人工生产的10倍以上。

金丝球焊近壁键合技术

在引线键合工艺应用中,由于球焊键合工艺具有键合方向灵活、键合速度快等优势,在半导体芯片的封装互联领域被广泛应用。针对金丝球焊键合工艺中的近壁键合问题进行了研究,从键合方式、劈刀设计两个方面进行优化、改进,制定了两种不同的解决方案,并分析了两种方案的应用局限性。

金丝球键合第二焊点的加固工艺与可靠性研究

在厚膜电路中,金丝球键合的第二焊点键合区通常由厚膜金层、铝过渡片、镀镍引线组成。键合区材料的粗糙度、缺陷尺寸及硬度等方面存在差异,对键合设备的输出精度、劈刀形貌和键合参数提出了更高要求。第二焊点采用楔形鱼尾焊工艺,容易存在脱焊、拉力强度不足的问题。因此,采用键合球在焊线上(BBOS)、补短线等工艺加固第二焊点。通过静力学分析、随机振动分析等有限元仿真方法,结合可靠性实验对不同工艺条件下的第二焊点进行分析对比,结果表明,BBOS工艺是最优选择。

New Generation Semi-Automatic Thermosonic Wire Bonder

The physical and technological aspects of wire ball-wedge bonding in the assembly of integrated circuits are considered.The video camera and the pattern recognition system(PRS)of new bonder helps to provide accurate positioning of the bonding tool on the chip pads of integrated circuits.The formation of the loop wire cycle is ensured by the synchronous movement of the bonding head along the Z axis and the working table along the XY axes based on the servo drive.A feature of the bonder is that it can bond all the wire loops of the electronic device according to the pre-recorded program without needing to align the bonding points.

微波电路互联用金丝键合界面空间高低温特性演化研究

金丝材料应用于航天器小型化微波模块等产品的电路封装中,金丝键合界面受高低温环境影响易产生性能变化从而影响服役可靠性。本文对金丝界面高低温特性的演化规律进行了研究,包括空间温度环境模拟试验后的界面与成分迁移、界面层厚度变化、键合金丝拉伸剪切力与失效模式演变,得出不同温度条件处理后的金铝键合界面微观组织变化规律。结果表明高低温循环试验后金丝界面仍保持较高的结合强度,一定程度的金属间化合物生长提高了键合界面强度。高温贮存试验中,随着贮存时间的增加,金丝界面层IMC(Intermetallic Compound)厚度和金属间化合物不断增长,失效破坏位置越来越多地出现在键合界面处,铝金属化层附近的金含量因扩散而增高,金铝键合界面处IMC界面层厚度的增加降低了界面结合强度。

基于键合金丝补偿的太赫兹瓦级功率合成技术研究

针对太赫兹波段固态大功率应用需求,基于氮化镓功率放大器单片集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC),采用功率合成技术实现了太赫兹波段瓦级功率输出。通过太赫兹波段微带/波导转换结构和键合金丝补偿技术,结合E面T型结二路合成功率分配/合成器,将两片MMIC封装成最大输出功率为160 mW的功率单元模块。在此基础上,采用八路E面合成器设计了频率覆盖180~238 GHz的十六路功率合成放大器。在漏极电压为+10 V时,带内输出功率大于300 mW,189 GHz输出功率达到了1.03 W。

宇航用键合金丝评价体系及其应用研究

键合金丝广泛应用于小型化星载装备多芯片组件中,而复杂的空间环境要求键合金丝具有良好的可键合性和应用可靠性。本文在深入分析星载多芯片组件应用需求和典型失效模式的基础上,构建了键合金丝应用评价体系,从材料基础性能、工艺适用性和应用可靠性三个方面对键合金丝的可用性进行了全面的评估。应用本文提出的评价体系,对某国产键合金丝进行了系统应用评价,各项测试表明国产键合金丝与拟替代的进口金丝基础性能指标、可键合性和键合可靠性均相当,且在高温下国产金丝键合强度退化慢于进口金丝,呈现了更优异的应用可靠性。

基于改进SOLOv2的金丝球焊焊点检测方法

为实现对金丝球焊焊点的精确检测,提出了一种基于改进SOLOv2网络的金丝球焊焊点检测方法。该方法以SOLOv2网络为主体框架,设计了一种孪生结构编码器,可以同时输入同轴光图像和低环光图像并准确提取焊点特征。在SOLOv2网络结构中将编码器同一层级的特征图通过跳跃连接建立同轴光图像和低环光图像之间的特征联系,实现了图像特征信息互补以及焊点检测准确率的提高。通过孪生结构隔离开同轴光图像和低环光图像特征提取模块的权重参数,避免编码器权重参数在训练过程中偏向于某一种光照场景,提高了网络的泛化能力。改进后的SOLOv2网络在测试集上的交并比IoU和F1-score值分别提升了0.0219和0.0137,并且使用在COCO数据集上的预训练权重来初始化编码器,以加速网络的收敛。相对于语义分割网络,SOLOv2网络也能够有效解决黏连焊点特征提取问题,满足实际检测需求。

金丝在镀银铜支架上的键合性能研究

键合金丝是电子封装过程中的关键材料,其键合可靠性对电子元器件的性能稳定性与寿命具有重要的影响。使用自制的Au丝将2835 LED芯片与镀Ag支架键合,并采用破坏性键合强度测试和加速寿命试验,测试并研究了Au丝的键合强度及Au-Ag键合界面的可靠性,通过扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等手段,对比分析了高温及电流加载对Au丝及Au-Ag键合界面组织演变及元素扩散行为的影响。研究结果表明,高温偏压寿命试验(TBOL)后,Au与Ag的相互扩散加剧,Au-Ag键合点残金面积增大,Au焊点中Ag含量从0.195%提高至1.584%(质量分数),使焊点固溶强化效应增强,焊点平均推力值增大约10%,进一步提高了焊点的键合可靠性。

形貌可控金粉的制备及其对LTCC导体浆料性能的影响

金导体浆料因具有较好的稳定性与可焊性而被广泛应用于低温共烧陶瓷(LTCC)中。金粉的表面形貌、粒径等性质会对金导体浆料产生较大影响。以氯金酸为原料、D-异抗坏血酸为还原剂、阿拉伯树胶为分散剂,采用不同试验条件制备了纯度较高的三种类球形金粉,且三种金粉的表面形貌、粒径与比表面积均不同。金粉生长过程属于种子介导的生长方法,控制Cl-浓度与反应液pH值最终可获得不同形貌与粒径的金粉。研究表明,三种金粉的比表面积分别为0.740、0.418、0.447 m^(2)·g^(-1)。金粉比表面积显著影响金浆的黏度,以三种金粉为功能相,在相同配比下制备LTCC用金导体浆料,其黏度分别为326、209及214 Pa·s。试验结果表明,以NaOH溶液溶解氯金酸并调整氯金酸溶液pH值为2,30%(质量分数)二乙二醇乙醚溶液作还原剂溶剂时制得的金粉为功能相来制备金导体浆料,烧结后膜层致密度最高、方阻较低以及金丝键合强度最高,其方阻与金丝键合强度分别为1.11 mΩ/□与8.66 g,三种金导体浆料均具有较好的可焊性。

化学镀镍钯金电路板金丝键合可靠性分析

在微组装工艺应用领域,为保证印制电路板上裸芯片键合后的产品可靠性,采用化学镀镍钯金工艺(ENEPIG),可在焊接时避免“金脆”问题、金丝键合时避免“黑焊盘”问题。针对化学镀镍钯金电路板的金丝键合(球焊)可靠性进行了研究,从破坏性键合拉力测试、第一键合点剪切力测试以及通过加热条件下的加速材料扩散试验、键合点切片分析、键合点内部元素扫描等多方面分析,与常规应用的镀镍金基板键合强度进行了相关参数对比,最终确认了长期可靠性满足产品生产要求。此外,对镍钯金电路板金丝键合应用过程中需要注意的相关事项进行了总结与说明。

单轴摆式加速度计输出异常的故障分析

针对某型单轴摆式加速度计在使用过程中出现的电压输出异常典型故障问题进行理论分析,利用故障树综合性分析方法,层层追踪分析,表达出输出电压出现异常故障内在联系,直观指出单元故障与整体故障之间的逻辑关系,切实归纳总结了工程运用中实际遇到的单轴摆式加速度计输出电压异常故障问题。而后对故障原因进行精确细致定位,提出振荡器电路中的D4二极管正极金丝断裂为此型号加速度计故障根本原因,融入电路金丝断裂机理分析法,并通过试验测试与改进措施方式验证了此故障分析的准确性,一定程度上提升了加速度计可靠性。研究成果可以为加速度计可靠性使用提供一定参考。

金丝富集-冷原子荧光分光光度法测定环境空气中气态汞

利用金丝富集-冷原子荧光分光光度法对环境空气中气态汞进行测定,金丝微粒富集管采集环境空气中的气态汞,汞在金膜表面生成金汞齐。将富集管在600℃以上加热解析,汞被定量释放出来,随载气进入测汞仪内经过再次富集和解析,利用冷原子荧光分光光度法测定,通过探讨最佳的富集条件,可有效地提高气态汞的吸收率。经试验,该方法具有简便、快捷、不使用化学试剂等优点,其检出限、精密度和正确度均能满足环境空气中气态汞的测定要求。

高速全自动LED金线键合机解耦机构关键件结构优化

高速LED金线键合机焊头在XYZ三维空间内高加速度工况下频繁往复、启停,要求其核心部分X/Y运动平台上解耦机构质量小,静动态特性良好。以某金线键合机的关键构件解耦板与交叉滑台为研究对象,将简化后构件模型利用有限元软件进行拓扑优化;对优化前后的解耦板与交叉滑台进行静力学、动力学分析,并对质量、静位移和1、2阶固有频率进行计算及对比,研究优化前后各对象的构件性能。结果表明:优化后的解耦板与交叉滑台最大静位移分别减小40.69%和35.29%,质量分别减少0.20051kg和0.09369 kg,轻量化效果显著;优化后解耦板1阶固有频率提高17.13%,交叉滑台的固有频率小幅下降。研究结果可为键合机运动平台结构进一步优化提供参考。

软基板金丝键合可靠性提升方法研究

金丝键合[1]是利用热、压力、超声波能量使金丝与焊盘紧密结合,从而实现芯片与基板间的电气互联和芯片间的信息互通的一种技术。金丝键合是微组装的主流技术,也是一项关键技术。理想状态下,金丝和基板之间会发生原子间的相互扩散,从而使金与金之间实现原子量级上的键合。基板的金表层和金丝的可靠键合是非常关键的质量控制点。微波组件组装过程中,常常因为金丝键合出现缺陷而导致整个产品的失效。对软基板的金丝键合改进方案进行了研究,对比分析了改进前后的实验数据,得出了最优方案,优化了软基板金丝键合工艺的可靠性。试验结果表明,采取了有效的措施之后,消除了失效隐患,对提高软基板键合点的可靠性具有指导意义。

毫米波TR组件设计的关键技术研究

介绍了毫米波TR组件设计中的关键技术,利用三维仿真软件对金丝键合匹配、绝缘子包带进行仿真优化验证,分析了微波多层混压板在毫米波TR组件设计中的应用,针对毫米波TR组件测试中遇到的问题提出了全新毫米波测试夹具和测试系统。基于所研究的几种技术设计了一款毫米波八通道TR组件,仿真结果表明其各项指标均满足设计要求。

基于正交试验的石英摆片金丝键合焊接方法

为了避免石英摆式加速度计石英镀膜摆片人工焊接带来的个体差异,同时避免手工锡铅焊接助焊剂难清理导致多余物、不绝缘、焊点虚焊等风险,提出采用金丝键合工艺方法,在石英镀膜玻璃上键合金丝,实现石英摆式加速度计电气导通。通过对键合基体材料进行分析,选用热超声球-楔键合工艺方法,分别摸索影响金丝键合强度的关键因素(键合压力、键合时间、超声功率)中每个单因素工艺参数,确定单因素工艺参数的最优取值范围,并对具体参数采用正交试验法开展实验影响分析,快速、高效地确认金丝键合的最优工艺参数。对最优工艺键合参数进行装配验证,并对装配合格产品开展环境温度试验、力学试验、长时间可靠性增长试验等,最终验证金丝键合工艺方法可行。