超声楔键合Au/Al和Al/Au界面IMC演化

基于固体相变理论,研究Au丝、Al丝超声楔-楔键合接头的温度长期可靠性。200℃下,存储时间<48 h时,Au/Al接头界面并未发生明显变化;随着接头存储时间增加,界面金属间化合物(IMC)开始由焊盘向引线方向生长(垂直生长);240 h时,Al焊盘完全被消耗,接头连接界面部位生成Au5Al2,周边为Au2Al;继续增加存储时间,IMC向接头水平方向生长(水平生长),Au5Al2向更稳定的Au2Al转变,IMC与引线之间形成严重的Kirkendall孔洞。Al/Au系统相对稳定得多,界面IMC生长缓慢,然而,界面化合物AuAl2导致接头裂纹,而引线内部出现严重的空洞。对比并分析了两种楔焊系统界面演变特点和产生机制。

金丝楔形键合强度的影响规律分析

金丝楔形键合是一种通过超声振动和键合力协同作用来实现芯片与电路引出互连的技术。现今,此引线键合技术是微电子封装领域最重要、应用最广泛的技术之一。引线键合互连的质量是影响红外探测器组件可靠性和可信性的重要因素。基于红外探测器组件,对金丝楔形键合强度的多维影响因素进行探究。从键合焊盘质量和金丝楔焊焊点形貌对键合强度的影响入手,开展了超声功率、键合压力及键合时间对金丝楔形键合强度的影响研究。根据金丝楔焊原理及工艺过程,选取红外探测器组件进行强度影响规律试验及分析,指导实际金丝楔焊工艺,并对最佳工艺参数下的金丝键合拉力均匀性进行探究,验证了金丝楔形键合强度工艺一致性。

楔焊键合工艺焊点完整性控制研究

以引线键合机为对象,研究了引线键合工艺过程中设备机构、工艺流程及参数对焊点完整性的影响。经实验验证,在断丝前,减小劈刀对焊点的压力,同时加以小超声辅助断丝,即可保证焊点的完整性。

引线键合尾丝控制分析及解决方法

引线键合技术是微电子元器件封装工艺流程中的关键工序,是后道封装工艺中电气互连的主要工艺手段。针对高密度精密键合工艺要求,通过全自动引线键合机的送丝机构、键合劈刀结构、焊接参数和断丝工艺参数等四个方面进行尾丝的形成分析,并在全自动引线键合机上进行楔形键合,最终得到形貌良好的键合焊点。

DBC铜线键合工艺参数研究

铜线作为最有发展潜力的新一代键合材料,与铝线相比,具有优异的导电及导热能力。因绝缘栅双极型晶体管(IGBT)需承载大电流,采用铜线可在键合线数量不变的基础上提高电流传输能力和散热能力。采用铜线超声楔形键合对覆铜陶瓷基板(DBC)第一键合点和第二键合点的键合工艺参数进行研究,以剪切力作为衡量键合质量的标准,采用单因素分析法研究各参数对键合点强度的影响,采用正交试验确定最佳工艺参数,为铜线键合工艺的参数设定提供参考及指导方法。

基于新型NiPbAu基底的金丝楔形键合工艺研究

利用楔形键合设备进行金丝在镀镍钯金Ro5880基板上的键合实验。采用正交实验法分析了镀层厚度、键合功率、键合时间、键合温度等工艺参数对楔形键合的影响。同时,在镀镍金Ro5880板上进行了对比试验。研究发现:与镀镍金基板相比,镀镍钯金基板在可焊性、键合强度、成本方面均有着巨大的优势,在电子组装、封装领域有着广阔的应用前景。

超声功率对引线键合强度的影响

采集键合试验的PZT驱动功率及对应键合点的剪切测试力数据,作为超声功率和引线键合强度的表征。试验中的键合力、温度和时间分别设置为4．7 N、室温和100 ms。在这种典型的工业工艺键合参数下,通过改变超声功率比(设定超声功率与最大可调功率之比)来改变超声功率,研究了超声功率对引线键合强度的影响规律。试验中超声功率比在15%～100%之间做了20种设置,共进行了20组1000次键合试验。结果表明:超声功率小于3．5 W时,键合强度受超声功率的影响规律明显,即当超声功率小于1．0 W时,增加超声功率将增加键合强度,并减少剪切测试力为0的情况;大于1．6 W后则反之;而在1．0～1．6 W之间则可获得稳定可靠的键合强度,也就是在上述试验条件下的键合窗口;超声功率超过3．5 W后,规律不明显。此外,超声功率除受超声功率比这(?)可控因素影响外,还受基板质量不均匀、劈刀与铝丝间约束不确定等随机因素影响,超声引线键合是一个敏感的过程。

基于响应曲面法的硅铝丝楔形键合参数优化

硅铝丝楔形键合是目前混合集成电路中芯片电气互联的关键技术,键合强度和可靠性取决于工艺参数的选择。研究了关键工艺参数,如劈刀高度、超声功率、超声时间和键合压力对键合强度的影响。以提高键合强度作为目标,采用响应曲面法,建立了键合强度与工艺参数之间的响应曲面模型,确定最优的工艺参数组合,通过试验验证了该方法的有效性,达到提高键合工艺可靠性的目的。

引线键合技术进展

引线键合以工艺简单、成本低廉、适合多种封装形式而在连接方式中占主导地位。对引线键合工艺、材料、设备和超声引线键合机理的研究进展进行了论述与分析,列出了主要的键合工艺参数和优化方法,球键合和楔键合是引线键合的两种基本形式,热压超声波键合工艺因其加热温度低、键合强度高、有利于器件可靠性等优势而取代热压键合和超声波键合成为键合法的主流,提出了该技术的发展趋势,劈刀设计、键合材料和键合设备的有效集成是获得引线键合完整解决方案的关键。

微波电路楔形键合工艺控制

楔形键合可以实现较小的拱弧和线长，是微波电路键合的首选工艺。首选镀金板进行楔形键合强度试验，获得优化的键合参数组合，再应用到LTCC基板和罗杰斯基板上。最终获得了微波电路键合相应的控制方法和一种新的评价键合强度的手段。

引线键合工艺介绍及质量检验

介绍了引线键合工艺流程、键合材料及键合工具,讨论分析了影响引线键合可靠性的主要工艺参数,说明了引线键合质量的评价方法,并提出了增强引线键合可靠性的措施。

金丝引线键合失效的主要因素分析

通过对金丝引线键合工艺失效模式的研究,分析影响金丝引线键合失效的各种因素,并提出相应的解决措施。为金丝引线键合的实际操作和理论学习提供技术指导,从而更好的降低键合器件的失效率、提高键合产品的成品率和键合效率。

关于金丝引线键合失效的主要因素分析

对金丝引线键合工艺失效的模式进行实地的研究,具体分析导致金丝引线键失效的各种原因,并针对性地找出相应的解决措施。对实际操作过程中金丝引线键进行理论的剖析并对操作过程提供技术指导,其目的在于降低键合元件的失效率,提高键合的效率和产品的成品率。

楔焊焊点间的高度差对引线强度的影响

作为红外探测器封装中的关键工艺,引线键合的质量直接影响红外探测器组件的性能及使用寿命。通过在陶瓷基板与读出电路之间粘接不同厚度的陶瓷垫片来调整焊点间的高度。在键合后使用DAGE-SERIES-4000-PXY拉力测试仪得到不同高度差下的引线拉力。实验结果表明,当陶瓷基板与读出电路间未粘接陶瓷垫片时,引线强度最高。随着陶瓷垫片厚度增加,引线强度呈下降的趋势。

射频器件超细引线键合工艺及性能研究

作为有源相控阵雷达的关键组成部分,T/R(Transmitter and receiver)组件的尺寸与性能决定着装备的重量和功能。引线键合是T/R组件中常用的互连技术之一,随着组件集成度的提高势必也要开发相应的高密度引线键合技术,这使得键合线的尺寸越来越小,而超细的引线会使焊点力学性能降低,造成可靠性下降等问题。采用超声热压楔形键合的方法实现了的超细金丝与金焊盘的连接,并对工艺进行优化。结果表明,随键合压力、键合时间和超声功率的增大,键合后引线形变量逐渐增大,而键合后金丝的拉力先增加后减小,且工艺参数对金带形变量的影响小于金丝;由于第二焊点作用力过大会导致引线形变量较大、最大拉力小于第一焊点,需增加题焊点数量;最后,通过正交试验方法获得了金线和金带的最佳键合工艺参数,实现了超细尺寸引线的键合,对T/R组件的小型化具有重要意义。