不同温度对热超声键合工艺连接强度的影响

在有规律地改变键合温度的条件下,分析不同温度对热超声键合工艺连接强度的影响规律,并研究温度因素对整个系统的PZT换能器输入功率及阻抗的影响.试验研究发现,温度过低(低于601℃)导致键合不成功或连接强度很低,温度过高(高于300℃)导致连接强度降低,最佳的键合窗口出现在200～240℃区间,此时连接强度达20g左右.对推荐使用的大于5.4 g的连接强度标准,文中试验条件下可键合窗口为120～360℃.而且,对于恒定额定功率设置的PZT换能器系统,温度的改变导致PZT换能器实际加载的功率及阻抗的改变.这些试验现象和分析结果可作为整个键合系统工艺参数匹配及优化的依据.

欠键合/过键合与功率设置及温度关系的研究

在热超声引线键合过程中,低功率设置和低温下容易导致欠键合,高功率设置和高温下则容易出现过键合。通过实验采集了不同超声功率设置、不同温度下大量键合过程中换能杆末端轴向的速度信号、换能杆两端驱动电压和电流信号,并测量其键合强度,计算得到不同温度下换能杆的振幅。分析了超声功率和键合温度对振幅的影响规律,解释了功率设置和键合温度导致欠键合和过键合的可能原因,建立了功率设置和温度对换能杆振幅影响的模型。这些实验数据和结果有助于进一步研究键合过程中参数间的相互影响规律。

热超声键合中温度对换能系统驱动的研究

在热超声引线键合过程中,超声功率设置和键合温度是影响键合质量和换能系统行为的重要因素。通过实验采集不同超声功率设置和不同键合温度下键合过程中换能系统两端的驱动电流和电压信号。计算得到换能系统两端实际加载功率。分析不同功率设置下键合温度对换能系统驱动的影响规律。解释功率设置和温度导致系统驱动改变的可能原因。结果表明:不同的功率设置下,温度对换能系统驱动影响存在不同规律。较小功率设置下,温度对驱动影响较大。功率设置越大,温度对驱动影响逐步变小。这些实验数据和结果有助于进一步研究键合过程中参数间的相互影响规律。

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。

Au/Sn共晶键合技术在MEMS封装中的应用

研究了Au/Sn共晶圆片键合技术在MEMS气密性封装中的应用。设计了共晶键合多层材料的结构和密封环图形,盖帽层采用Ti/Ni/Au/Sn/Au结构,器件层采用Ti/Ni/Au结构,盖帽层腔体尺寸为4.5 mm×4.5 mm×20μm,Au/Sn环的宽度为700μm,优化了键合工艺,对影响气密性的因素(如组分配比、键合前处理和键合温度等)进行了分析。两层硅片在氮气气氛中靠静态的压力实现紧密接触。在峰值温度为300℃、持续时间为2 min的条件下实现了良好的键合效果,其剪切力平均值达到16.663 kg,漏率小于2×10-3 Pa·cm3/s,满足检验标准(GJB548A)的要求,验证了Au/Sn共晶键合技术在MEMS气密封装中的适用性。

全金属间化合物微焊点的制备及性能表征研究进展

基于微凸点和硅通孔的3D封装是一种通过多层芯片垂直互连堆叠,将芯片技术与封装技术进行结合的新技术,满足了电子产品微型化、高性能的发展需求,是实现下一代超大规模集成微系统的核心互连技术。3D封装技术对互连焊点有一个特殊的要求,即在向上堆叠芯片时,低级封装的焊点不应被重新熔化。低温下制备全金属间化合物(Intermetallic compound, IMC)微焊点为实现叠层芯片互连提供了新的解决方案。本文对近年来全IMC微焊点的制备工艺和基本原理进行综合分析;揭示Cu-Sn系统界面反应的扩散机制及IMC生长动力学规律;对比不同键合参数下全IMC微焊点的服役可靠性。最后,指出各种全IMC微焊点制备工艺的优缺点,并对其未来研究发展趋势进行展望。

Ultra-low temperature anodic bonding of silicon and glass based on nano-gap dielectric barrier discharge

The article improves the process of dielectric barrier discharge(DBD)activated anode bonding.The treated surface was characterized by the hydrophilic surface test.The results showed that the hydrophilic angle was significantly reduced under nano-gap conditions and the optimal discharge voltage was 2 kV.Then,the anodic bonding and dielectric barrier discharge activated bonding were performed in comparison experiments,and the bonding strength was characterized by tensile failure test.The results showed that the bonding strength was higher under the nano-gap dielectric barrier discharge.This process completed 110°C ultra-low temperature anodic bonding and the bonding strength reached 2 MPa.Finally,the mechanism of promoting bonding after activation is also discussed.