金属外壳引线键合可靠性研究

引线键合以工艺简单、成本低廉、适合多种封装形式的优势,在连接方式中占主导地位。其中把内部电路与金属外壳内引线柱之间的连接称为引线键合,目前90%以上的封装管脚采用引线键合连接。引线键合强度和可靠性不仅与键合工艺有关（比如键合工艺参数、键合设备、操作技能等因素）,而且与外壳引线的镀覆结构、镀层厚度、内引线柱高度等因素密切相关。文章简要介绍了引线键合工艺的基本原理,通过试验分析并比较了金属外壳镀覆结构、镀层厚度、内引线柱高度对键合可靠性的影响,提出了优化键合可靠性的外壳设计原则。     

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.     

全自动引线键合机相关键合工艺分析

以全自动引线键合机之键合工艺为引导,介绍了全自动引线键合的结构组成,超声键合的键合过程,从理论上分析了焊接过程中的主要因素,得出焊接过程中的基本工艺参数,并结合键合过程初步探讨了这些基本工艺参数的调节方法。介绍了键合品质的检验和基于DOE试验设计的工艺优化方法。最后对最主要两种失效模式进行了理论上的初步分析。     

化学镍金基板焊点的失效分析

硅麦克风在消费类电子产品中成功应用,近年来得到了迅猛发展。硅麦克风的封装工艺由于MEMS的特殊结构和封装材料的特殊性,与常见IC封装有许多不同点。其中引线键合工序由于所使用的PCB基板材料特殊的加工工艺,使得引线在PCB基板上的焊点失效成为研究硅麦克风封装成品率和可靠性的一个重要课题。文章重点探讨了硅麦克风封装过程中引线键合工序焊点失效问题,通过不同金线键合方式和金线键合参数的分析,确立了适合于硅麦克风封装的金线键合工艺。     

台面型焊盘的引线键合工艺研究

引线键合工艺是微电子封装的基础工艺,广泛应用于军品和民品芯片的封装。特殊结构焊盘的引线键合失效问题是键合工艺研究的重要方向。文章主要针对台面型焊盘,从热压键合、超声键合、热超声键合原理进行了分析,对台面型焊盘的工艺适应性给出了建议。使用热超声键合工艺进行台面型焊盘的引线键合需要尽可能降低超声功率,避免键合焊盘的机械损伤,并通过平衡其他各变量保证键合点的强度。侧重于热超声键合工艺的应用,分析台面型焊盘与热超声键合过程相关的失效现象,通过样件及小批量试制,对工艺参数进行了优化验证,针对故障件统计分类给出了相应的解决途径。     

InSb红外探测器芯片金丝引线键合工艺研究

InSb红外探测器芯片镀金焊盘与外部管脚的引线键合质量直接决定着光电信号输出的可靠性,对于引线键合质量来说,超声功率、键合压力、键合时间是最主要的工艺参数。从实际应用出发,采用KS公司4124金丝球焊机实现芯片镀金焊盘与外部管脚的引线键合,主要研究芯片镀金焊盘第一焊点键合工艺参数对引线键合强度及键合区域的影响,通过分析键合失效方式,结合焊点的表面形貌,给出了适合InSb芯片引线键合质量要求的最优工艺方案,为实现InSb芯片引线键合可靠性的提高打下了坚实的基础。     

微波电路引线键合质量的影响因素分析

在一级封装的三种实现电气连接的互连方法中,内引线键合是一种传统的最成熟的技术.其工艺主要分为球焊与楔焊,其中后者由于焊点较小,适用于微波混合电路的组装.从工艺的角度出发,明确了除引线键合参数(超声频率和功率、温度、压力、时间)的设置以外,键合表面与界面的问题对引线键合的质量影响极大,并分别从键合材料的选用、键合表面的状态、键合工具的选型等三方面进行论述.同时结合实际工作,对常见的键合问题与原因分析以及引线键合质量评估的方法进行了说明.     

基于DOE和BP神经网络对Al线键合工艺优化

Al丝超声引线键合工艺被广泛地应用在大功率器件封装中,以实现大功率芯片与引 线框架之间的电互连.Al丝引线键合的质量严重影响功率器件的整体封装水平,对其工艺参数的优化具有重要工业应用意义.利用正交实验设计方法,对Al丝引线键合工艺中的三个最重要影响因数(超声功率P/DAC、键合时间t/ms、键合压力F/g)进行了正交实验设计,实验表明拉力优化后的工艺参数为:键合时间为40 ms,超声功率为25 DAC,键合压力为120g;剪切推力优化的工艺参数为:键合时间为50 ms,超声功率为40 DAC,键合压力为120 g.基于BP神经网络系统,建立了铝丝超声引线键合工艺的预测模型,揭示了Al丝超声键合工艺参数与键合质量之间的内在联系.网络训练结果表明训练预测值与实验值之间符合很好,检验样本的结果也符合较好,其误差基本控制在10%以内.     

基于镍钯金PCB的数字传声器键合工艺匹配研究

介绍了数字传声器的关键结构,并基于其既有焊接又有键合工艺的特点,为提高PCB连接可靠性,特别是这种IC封装用PCB与芯片连接的可靠性,引入了镍钯金PCB,实现了其高可靠性的连接;并根据键合工艺的的要求,优化选择了键合温度、键合机台压力、功率和键合时间等工艺参数,进行了一系列引线键合实验,取得了键合点的相关实验数据,并对...     

铜引线键合中芯片焊盘裂纹成因及消除研究

由于铜线硬度大和0.18μm技术芯片的结构复杂,在电子封装铜引线键合的大批量生产中,铜引线键合后芯片的焊盘上容易出现裂纹,造成了严重的质量缺陷。基于0.18μm技术芯片,利用ASM引线键合机型,研究了焊盘上产生的裂纹典型形貌和消除方法。首先分析现有铜引线键合参数下的裂纹形貌作为对比基准,然后通过全因子实验设计(DOE)分析产生裂纹的主要参数,再通过微调不同的参数来降低裂纹数量以及最后消除裂纹。实验中收集的数据类型有引线键合后铜球直径的大小、拉球值、推球值、金属间化合物的覆盖率及裂纹数量等。实验结果表明:1)在铜引线键合过程中存在塑性形变,大的塑性形变能够促进裂纹的形成;2)影响裂纹产生的主要参数为铜引线键合中的超声波输出各阶段键合功率,包括待机功率、预键合功率、键合功率;3)在初始键合接触阶段,设置较大的搜索速度、接触阈值和初始键合压力都有利于裂纹的消除;4)在铜引线键合的预键合阶段,相关的摩擦运动参数,如预键合功率、预键合摩擦运动的周期数及幅度等参数设置过大,不利于裂纹的消除,反而使裂纹数量迅速增长。通过实验研究得出了消除电子封装铜引线键合中的0.18μm技术芯片焊盘上裂纹的途径,可为相关芯片的铜引线键合技术及产品生产提供参考。     

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。     

三维封装中引线键合技术的实现与可靠性

结合半导体封装的发展,研究了低线弧、叠层键合、引线上芯片、外悬芯片、长距离键合和双面键合6种引线互连封装技术;分析了各种引线键合的技术特点和可靠性.传统的引线键合技术通过不断地改进,成为三维高密度封装中的通用互连技术,新技术的出现随之会产生一些新的可靠性问题;同时,对相应的失效分析技术也提出了更高的要求.多种互连引线键合技术的综合应用,满足了半导体封装的发展需求;可靠性是技术应用后的首要技术问题.     

φ18μm金丝引线键合工艺参数正交试验研究

金丝引线键合是在目前的混合集成电路组装工艺过程中应用最为广泛的：苍片连接技术,而细直径金丝键合对提高混合集成电路组装密度和键合可靠性是十分必要的。本文通过对影响φ18μm金丝引线第一键合点质量的键合工艺参数进行分析,采用正交试验法对键合参数进行试验研究,为φ18μm金丝引线键合的应用提供实验依据。     

25μm Au丝引线键合正交试验研究

通过分析键合工艺参数,为25μm Au丝引线键合的应用提供实验依据。采用正交试验法对键合工艺参数进行试验研究。起决定性作用的是因素间的交互作用和劈刀的安装长度,其次为压力、超声功率、超声时间、热台温度、劈刀温度。各因素影响力大小为A>B>F>C>D>E,较优工艺方案为A_2B_2C_1D_2E_1F_1,回归模型为Y=13.124+0.731A-0.393B-0.057C+0.022D+0.013F。除以上主要影响因素,Au丝弧度也是需要考虑的。给进一步研究引线键合提供重要依据。     

键合机劈刀滑移问题的分析

引线键合是半导体器件最主要的一种互连方法。介绍了引线键合机键合头的几种基本结构,并对比分析了不同结构对键合工艺产生的影响。     

混合集成电路的外引线键合技术

混合集成电路外引线键合的方式很多。与混合集成电路的内引线键合不同，外引线键合时，键合丝的1端在管壳的引线柱上。因此，管壳外引线金属镀层的结构、镀层材料、键合丝的性能和键合工艺因素都将影响混合电路外引线键合的质量。本文主要对Au丝球焊、Au丝点焊、SiAl丝超声焊等不同的键合工艺及其对应的金属学系统进行研究，并对其结果进行比较。采用Au丝点焊工艺键合混合电路外引线的效果最佳。     

集成电路封装中的引线键合技术

在回顾现有的引线键合技术之后,文章主要探讨了集成电路封装中引线键合技术的发展趋势。球形焊接工艺比楔形焊接工艺具有更多的优势,因而获得了广泛使用。传统的前向拱丝越来越难以满足目前封装的高密度要求,反向拱丝能满足非常低的弧高的要求。前向拱丝和反向拱丝工艺相结合,能适应复杂的多排引线键合和多芯片封装结构的要求。不断发展的引线键合技术使得引线键合工艺能继续满足封装日益发展的要求,为封装继续提供低成本解决方案。     

引线键合技术的现状和发展趋势

作为目前和可预见的将来半导体封装内部连接的主流方式,引线键合技术不断变化以适应各种半导体封装新工艺和材料的要求和挑战。以引线键合设备为中心,全面深入地综述了引线键合技术在引线间距(键合精度)、生产效率(键合速度)、键合质量与可靠性(超声焊接、熔球过程及线弧形状的精确控制)等方面的当前状况。同时也总结了铜互联材料、低介电常数材料、有机(柔性)基底材料、多芯片模块(MCM)和层叠芯片(stackeddie)等半导体封装新趋向对引线键合技术的影响。在此基础上对引线键合技术在未来中长期的发展趋势进行了展望。     

微细间距引线键合中的可靠性提高工艺(英文)

在引线键合期间,工艺可靠性在整个的器件组装成本中扮演着一个重要角色。可靠性可以认为是引线键合机在规定条件和限定时间之内完成其符合要求的所需功能的或然率。由于键合故障、键合机部件装配零件问题、封装类型和不完全的工艺窗口导致了频繁的键合中断,可以导致除干扰工厂运行计划和产品质量之外的成品率降低和引线键合工艺中的停工。经过2年时间的研究,我们识别了在毛细管性能特性与键合故障之间的密切联系,提出了提高工艺可靠性的几点改进。     

微电子封装中芯片焊接技术及其设备的发展

概述了微电子封装中引线键合、载带自动键合、倒装芯片焊料焊凸键合、倒装芯片微型焊凸键合等芯片焊接技术及其设备的发展 ,同时报告了世界著名封装设备制造公司芯片焊接设备的现状及发展趋势。