铜基粉末冶金闸片的抗热震性能研究

铜基粉末冶金闸片具有高导热性、优异的摩擦学性能和高适应性,被广泛用于高速列车闸片。本文对粉末冶金闸片进行抗热震试验,模拟闸片在制动过程中的温度变化,并对闸片尺寸、粘接强度及显微组织进行测试分析,以验证铜基粉末冶金闸片的可靠性。结果表明:在宏观角度上(毫米级),经过热震循环后,闸片表面未发现明显裂纹;闸片的整体尺寸均有所增加,在低温循环阶段,尺寸增长较慢,高温循环后,急剧增加;在微观角度上(微米级),闸片背板和钎料层结合较好,界面较平直,与摩擦块无明显界面;经热震循环后,摩擦块内部组织变得疏松,与钎料层的结合程度下降。

汽油机进气压力传感器耐废气腐蚀性能的研究与改进

废气再循环技术是汽油机降低排放和提升燃油经济性的一种有效措施,但是废气中含有的碳氢化合物、氮氧化物和硫化物等腐蚀性物质对进气压力传感器是个巨大的威胁和挑战。本文以某一废气再循环系统汽油机为研究对象,通过分析废气再循环系统的结构和工作原理,并研究废气的成分对压力传感器元器件的影响,最后提出三个同步改进措施:保护胶采用氟硅胶、bond线采用金线、焊盘镀钯金。经验证得出结论:此改进方案可有效提升压力传感器耐废气腐蚀的性能。

芯片焊盘加固提升Au-Al键合可靠性研究

在芯片铝焊盘的表面制备Cu/Ni/Au凸块来对芯片进行焊盘加固,通过焊盘结构的优化解决常规芯片铝焊盘在金丝键合时存在的工艺窗口小和金铝键合长期可靠性的问题。进行焊盘加固后的芯片强度大幅度提升,有效避免了键合时击穿焊盘下介质层导致的短路问题。Ni层的存在有效避免了高温贮存时金属间化合物的生长导致的柯肯达尔空洞问题。通过试验证实了焊盘加固能大幅提高引线键合的工艺窗口,在300℃、24 h的高温贮存试验中焊盘加固后的界面组织保持高度稳定。

高速光模块金丝键合失效研究

随着5G通信、互联网等先进技术的发展,通信领域对数据传输及时、稳定性的要求越来越高。目前,高速光模块产品展现出的高传输速率、高集成度、小体积、低功耗等优势使其迅速成为通信领域不可或缺的重要组件。当光模块电路板与光驱动芯片组合时,采用金丝键合(压焊,也称为绑定,是指使用金属丝进行绑定),并利用热压或超声能源,完成微电子器件中固态电路内部互连接线的连接,即芯片与电路或引线框架之间的连接。在金丝键合过程中会因印制电路板的影响导致金丝键合可靠性失效,而本文主要对印制电路板导致的金丝键合失效影响和芯片植球于印制电路板焊盘上的可靠性进行系统研究。

铝质焊盘的键合工艺

从铝质焊盘键合后易发生欠键合和过键合的故障现象着手,就铝焊盘上几种常见键合方式进行了探讨,得出键合的优先级为硅铝丝超声楔形键合、金丝热声球形键合、金丝热压楔形键合。对层状结构的焊盘在热声和热压键合的应力仿真对比分析,得出键合各因素的重要性排序为超声功率、键合压力、衬底加热温度和劈刀温度。通过正交试验设计,找到铝焊盘上较为适宜的键合方式及参数范围,可大幅减小铝焊盘键合后失铝现象的发生。同时,对于镀金小焊盘的键合,也可参考本方法来解决焊盘起层的问题。

铜基粉末冶金摩擦材料粘接层失效机理研究

因摩擦材料粘接面失效导致的摩擦体脱落现象给铁路客运安全带来隐患。文中采用摩擦块厚度分别为21、15、9 mm的燕尾型铜基闸片进行1∶1制动动力试验,研究了不同磨耗状态的闸片制动时摩擦块粘接层温度和温升的特点,及其与粘接层形貌和强度的关系。结果表明,摩擦块在制动时承受反复高温载荷作用,粘接面附近在热应力作用下产生疲劳裂纹,降低了粘接面的剪切强度。摩擦块厚度越薄,制动时粘接面的温度越高且温升越快,加速了疲劳裂纹的产生,更容易发生摩擦体脱落。

芯片键合系统的失效案例研究与分析

键合工艺技术是半导体封装环节中的重要技术方法,而键合系统相关的失效也直接影响着电子元器件的互连可靠性。虽然同为键合区域的失效,但失效机理却千差万别。针对性地讨论了Au-Al、Cu-Al和Al-Al这3个键合系统中常见的基于材料特性和工艺过程的失效模式。结合相关实际案例,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析仪(EDX)、离子研磨(CP)等物理和化学分析手段,研究并分析了键合工艺开裂、双金属间键合退化、接触腐蚀和功率器件的键合丝退化等模式的失效机理,得到各种失效模式对应的失效原因为键合工艺参数不适配、金属间化合物(IMC)过度生长、原电池效应和金属层疲劳剪切力与形变等。通过列举的检测方法能准确识别器件的失效模式,并对症提出相应的改善策略,为提高键合系统的可靠性提供指导。同时,可以通过功率循环试验观测和识别功率器件的键合退化。

引线键合中焊盘裂纹的产生原因及改善方法

引线键合是封装的关键工序之一。通过第一焊点同芯片焊盘键合、第二焊点同基板键合及线弧成形的方法实现电路的导通连接,进而实现产品的功能。在第一焊点同芯片焊盘键合的过程中,焊盘会受到一定的键合应力,过大的应力易造成焊盘裂纹,导致产品失效。因此,第一焊点的键合强度及引线键合参数的设置尤为重要。通过优化焊盘结构、引线键合参数及键合作业模式的方法来降低发生焊盘裂纹的风险,为避免不同材质及结构的焊盘出现焊盘裂纹提供参考。

全高度PMI泡沫夹芯复合材料组件制造技术研究

某型民用支线飞机舵面尖部选用全高度泡沫夹层,以实现舵面结构和操纵功能,提出了PMI泡沫芯材不同铣切方法,验证了无铣切夹具加工双曲面全高度PMI泡沫芯材的铣切技术,探讨了共胶接和共固化制造技术特点,使用共胶接成型增加了骨架组件修整操作,实现了制造过程可视化。以组件角分线为分模面,采用“软硬合模”工装,确定了“预浸料+airpad+预浸料+airpad”的“软模”压力垫形式,实现固化压力有效传递。

铜线SSB互联技术的难点及工艺控制

分析了引线框架封装中铜丝键合的SSB (Stand-off Stitch Bond)互联的各种技术难点,并研究和验证了解决方案。从芯片、制具、材料、工艺等方面,分析了芯片的表面质量、键合夹具、键合劈刀等对铜丝SSB工艺的关键影响。研究了不同保护气体下的无空气球(FAB)尺寸的稳定性和不同保护装置中FAB形状的稳定性,以及防止铜丝SSB键合焊盘损伤和控制“铝挤出”的技术。确定了SSB工艺控制的要点及改善方法,并通过试验证实了所述措施与方法的有效性。

PCB背钻填孔覆盖电镀连接盘的结合强度研究

为了提升背钻印制电路板(PCB)的布线密度,通过填孔覆盖电镀(POFV)工艺,在背钻孔位置设置连接盘,研究不同结合面材料(基材、基材铜及塞孔树脂等)、孔盘偏置情况与加工方式对连接盘结合强度的影响,并从机理上进行解释。通过验证不同研磨方式、去钻污方式、沉铜方式的互相组合,得到在最佳的工艺组合下,以基材铜或塞孔树脂为结合面材料时背钻位置,连接盘抗剥强度满足客户要求。

激光喷射钎料球键合焊点热循环试验研究

为研究激光喷射钎料球键合焊点的可靠性,用Sn3.0Ag0.5Cu钎料球对Au/Cu焊盘进行了激光喷射钎料键合试验,采用微强度测试仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪研究了热循环条件对接头强度以及界面微观组织演变的影响.结果表明:采用激光喷射钎料键合技术焊盘表面Au层不能完全溶入钎料中,导致在界面处形成AuSn2+AuSn4多层金属间化合物结构;热循环处理可导致界面残余的Au层消失,并在原位附近形成以Au、Sn为主并固溶少Cu原子的反应层,引起整个反应层与Cu层的结合力下降.

硬盘磁头焊点优化及可靠性分析

研究了导致硬盘磁头焊点缺陷的主要原因，将焊点缺陷分为两类，并有针对性地提出了优化方案。针对第一类缺陷，建立了锡球势能模型和能量控制方程，通过Surface Evolver软件模拟优化了锡球大小和焊盘之间的相对位置对焊点成形的影响，得到锡球大尺寸为120μm±5μm，焊盘相对位置DM-S与DS-M分别为2．5～5．0μm和20～40μm。针对第二类缺陷，优化了磁头焊盘金属层结构、厚度和悬挂线焊盘引出线宽度，金属层厚度由5μm减为2～3μm，同时将悬挂线焊盘引线宽度变小。结果表明，金属间化合物减少了，同时避免了因悬挂线散热过快而出现金属间化合物沉降分层的现象；优化后的焊点经700次循环测试，缺陷出现率由7％～8％减为0．63％。

用图像识别的方法检测集成电路的键合点

１引言（ａ）例１（ｂ）例２图１键合区与键合点在大规模集成电路（ＶＬＳＩ）的制造工艺中，键合区及键合点的检验是保证可靠性的一个重要环节，因为每一个键合点的好坏，直接影响整体集成电路（ＩＣ）芯片的可靠性．图１是两例放大了一百倍的ＩＣ键合区显微图像．图中中...

SMT焊盘设计中的关键技术

焊盘设计技术是表面组装技术(SMT)的关键。详细分析了焊盘图形设计中的关键技术,包括元器件选择的原则、矩形无源元件、SOIC和PLCC及QFP器件的焊盘优化设计。

CMOS芯片键合失效分析与研究

通过对CMOS芯片引线键合过程中发生铝焊盘剥落和出现"弹坑"两种现象进行分析,明确了该类故障现象的发生是由于键合焊盘受到了不同程度的机械作用而产生的不同程度的损伤。对可能造成该类故障现象的因素进行分析,主要因素有:芯片自身存在结构薄弱或原始缺陷,键合材料、键合参数等匹配不佳,操作中引入的不当因素等。对引线键合的方式和原材料进行优化,选定自动金球键合工艺,并采用单一变量法和正交优化法对自动金球键合的工艺参数进行优化,给出了自动金球键合工艺参数优选范围。通过环境试验对CMOS芯片自动金球键合工艺进行了可靠性评价。

汽车刹车片的粘接工艺研究

阐述了汽车鼓式刹车片的粘接工艺,其过程是选用合理的表面处理方法对被粘材料钢基板和摩擦衬板分别进行表面处理,以酚醛-丁腈胶粘剂为胶接媒介,选择适宜的粘接工艺实现了刹车片的良好粘接。

陶瓷封装集成电路芯片焊盘设计

在设计陶瓷封装集成电路芯片的焊盘时,需要考虑到引线键合工艺对芯片焊盘设计的一些要求,诸如焊盘尺寸、焊盘布置、焊盘间距、焊盘引出金属条、焊盘到周围布线或元件间的距离等。文中对这些设计给出了一些参考数据。

SMT焊盘设计中关键技术的分析

主要针对表面组装技术（ＳＭＴ）焊盘设计技术的原则，以及易造成失误的实质性问题展开分析，为相关设计者提供参考。

存在微观缺陷的光电耦合器失效分析研究

光电耦合器作为单向传输与隔离器件在航空航天领域得到大量的应用。由于光电耦合器具有缺陷隐蔽特征,其在筛选时不会被激发出来,而在使用中却会被不断地激发而导致加速失效,产生类似外部环境和应力造成的失效现象。为了确定常见光耦内部缺陷的存在性、类型和相关失效机理,总结了键合点颈缩处断路或虚接、芯片粘结失效、钝化层破损3种常见的微观缺陷,分别讨论了相关的失效模式和失效机理。采用由外部到内部、由宏观到微观的存在微观缺陷的光电耦合器的失效分析方法分析了相关失效案例。分析结果表明,封装材料不匹配所导致的微观缺陷应在选材和设计阶段加以预防,芯片贴接、钝化层破损等制造缺陷应通过制造阶段的规范加以规避。这对其他存在微观缺陷的半导体器件失效分析也有一定的借鉴作用。