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。

银丝键合烧球参数对键合质量的影响

经键合试验,测试焊线挑断力和焊球推力,观察焊球和电极界面形貌,研究了烧球电流和时间对银键合丝键合质量的影响。结果表明,随烧球电流增大、时间延长,键合无空气焊球(FAB)直径增大;FAB球颈晶粒尺寸是电流和时间共同作用的结果,晶粒尺寸越大、挑断力越小,18 mA-1.0ms烧球所得挑断力最小;在FAB尺寸相近的前提下随烧球电流减小,焊球推力降低,键合过程中电极易受损导致电极材料挤出率增大;高电流-短时间(23 mA-0.6 ms)烧球有利于银丝获得较好的键合质量。

Factors governing heat affected zone during wire bonding

In the wire bonding process of microelectronic packaging,heat affect zone(HAZ)is an important factor governing the loop profile of bonding.The height of loop is affected by the length of the HAZ.Factors governing the HAZ were studied.To investigate this relationship,experiments were done for various sizes of wire and free air ball(FAB).Electric flame-off(EFO)current, EFO time,EFO gap and recrystallization were also studied.The results show that as the size of FAB becomes larger,the length of HAZ increases.With the increase of EFO current and time,the length of HAZ becomes longer.When FAB forms at the same parameter the length of HAZ becomes shorter with the high temperature of recrystallization.

烧球参数对Ag-4Pd键合合金线无空气焊球性能影响的研究

利用扫描电镜研究了不同烧球电流和烧球时间等参数对φ0.020 mm的Ag-4Pd键合合金线无空气焊球形状的影响规律。研究结果表明:烧球时间一定的条件下,随着烧球电流的增加,合金线无空气焊球由尖底状逐步变为椭圆球、圆球、高尔夫球状。烧球电流一定的条件下,随着烧球时间的增加,合金线无空气焊球由小圆球逐步变为圆球、高尔夫球,烧球时间0.80 ms时,烧球电流为0.020 A时,Ag-4Pd键合合金线焊球具有较好球形。经数据拟合,φ0.020 mm Ag-4Pd键合合金线在放电电流为0.020 A时,无空气焊球尺寸与放电时间之间满足多项式函数关系。

Cu引线超声键合FAB工艺及影响研究

通过对50μm直径铜引线超声键合过程中烧球工艺参数的优化,分析了各参数对烧球质量的影响及原因,并通过键合试验重点讨论了铜球表面质量、形球尺寸等对键合质量的影响。

镀钯铜线键合中FAB表面的钯覆盖

铜引线键合由于低廉的成本和优良的材料综合性能而受到越来越多的重视,而镀钯铜线较纯铜线的应用更为广泛。其中,自由空气球(FAB)上钯的覆盖情况是需要进行研究的问题之一。由于烧球工艺为瞬态过程,因此在形成FAB后其表面的钯可能会出现不均匀的分布,后续的塑封环节中低含量的钯区域就会遭受外界的侵蚀,这对焊点的可靠性会有不良的影响。基于此,针对线径20μm镀钯铜线FAB上的钯覆盖区域进行了探究,并采用定制化的化学腐蚀方案来显示FAB上钯膜较厚区域和较薄区域在形貌上的差异。此外还讨论了不同电子火焰熄灭(EFO)工艺参数样品的钯薄弱区形状参数,最后分析了影响FAB表面上钯薄弱区的主要工艺因素,得到了相关工艺参数参考值,对后续工艺的可靠性提升有一定的借鉴意义。

铜引线键合中影响焊球硬度因素的研究(英文)

铜丝球焊由于其经济优势和优越的电气性能近来得到了普及,然而,在引线键合工艺中用铜丝取代金丝面临着一些技术上的挑战。多年来,IC芯片焊盘结构已经逐步适应了金丝球焊。铜在本质上比金硬度高,因此以铜线取代金线便引出了有关硬度的问题。研究了用25.4μm铜丝球焊中与键合机参数有关的铜焊球硬度特性。采用电子打火系统不同的电流和打火时间设置,用5%氢气和95%氮气组成的惰性保护气体形成了一个典型的25.4μm大小的铜焊球,研究了维氏硬度的焊球。用实验设计建立了第一和第二键合参数,进行了无空气焊球基本数据调整。通过改变电子打火系统参数,对硬度特性进行了进一步的测试。典型的键合球的大小和厚度的第一键合响应证实铜键合球的生产实力与电子打火系统的电流和打火时间有关。