分立器件铜线的键合特点及其工艺研究

对铜线键合的优缺点及分立器件的结构特点进行了具体分析。根据分析结果,并结合具体的实验,给出了键合工艺条件和工艺参数对分立器件铜线键合过程的影响。此研究对提高分立器件铜线键合产品的质量及可靠性具有重要意义。     

键合功率对银线键合质量的影响

铜线键合技术是半导体封装的关键技术之一,影响键合质量的因素有很多。本文基于热压超声键合的方法,对影响铜线键合质量的主要工艺参数——键合功率,进行DOE研究分析。通过对键合后的产品进行焊点剪切失效模式、拉伸失效模式以及弹坑实验分析,研究键合功率对键合质量的影响,进而确定合理的工艺参数,最终应用于大批量生产。     

功率器件引线键合参数研究

引线键合作为芯片封装的关键工艺,其键合质量直接影响器件性能.功率器件普遍采用粗铝丝超声楔形键合,对芯片区域第一键合点和第二键合点键合工艺参数进行了系统研究,并以剪切力作为衡量键合质量的方法,采用单因子分析法,研究各个参数对键合点强度的影响,利用正交试验方法,确定最优参数,并比较两类键合点的差异,为该领域引线键合工艺参数...     

铜线封装工艺技术和可靠性研究

铜线键合工艺作为当前框架类集成电路封装降低成本的重要措施,但是,铜线带来的相关工艺调整和可靠性认证,以及客户的认证都是当前需要产品公司考虑的问题。本文对于铜线键合工艺和可靠性从多方面进行了研究,对该研究的发展具有借鉴和推广价值。     

铜线键合技术的发展与挑战

铜线键合技术近年来发展迅速,超细间距引线键合是目前铜线键合的主要发展趋势.介绍了铜线键合的防氧化措施以及键合参数的优化,并从IMC生长及焊盘铝挤出方面阐述了铜线键合的可靠性机理.针对铜线在超细间距引线键合中面临的问题,介绍了可解决这些问题的镀钯铜线的性能,并阐述了铜线的成弧能力及面临的挑战.     

功率模块铜线键合技术及其可靠性研究

由于铝线键合逐渐不能满足如今功率模块功率密度、工作温度不断提升的可靠性要求,因此采用铜线代替铝线,以实现更高的可靠性工作寿命。对比分析了铜线、铝线键合工艺的特点、结合强度和可靠性,证明了铜线键合工艺的可行性和高可靠性。同时分析了铜线键合工艺目前存在的问题和应对措施。     

基于Low K介质QFN 55nm铜线键合ILD断层的分析

主要介绍了低介电常数介质芯片层间介质层的分类,特别是对铜线键合过程中低介电常数介质层间介质断层方面的分析,以及铜线键合过程中如何优化工艺。在工艺优化过程中主要采用了键合参数的优化来改善芯片本身存在的设计缺陷,这主要是从工艺稳定性方面考虑。通过一系列工艺的优化,通过大量实验设计,获得了尽可能少的层间介质断层缺陷。     

键合参数对金铝键合可靠性的影响

金-铝（Au-Al）两种金属在焊接界面上产生不对称扩散,导致焊缝空洞形成与生长,最终形成脱键,是引线键合工艺中备受关注的失效模式之一。本文以超声时间和超声电流为变量,研究了键合参数对金铝键合可靠性的影响。采用金丝球焊,与带有铝焊盘的芯片作为键合试验样品,在300℃高温条件下进行2h（小时）到24h的烘烤试验。结果表明,在较短键合时间下键合完成的样品,与在较长键合时间下键合完成的样品相比较,发生键合脱键的时间更晚,键合强度衰减的更慢。     

半导体封装行业中铜线键合工艺的应用

文章介绍了半导体封装行业中铜线键合工艺下,各材料及工艺参数(如框架、劈刀、设备参数、芯片铝层与铜材的匹配选择)对键合质量的影响,并总结提出如何更好地使用铜线这一新材料的规范要求。应用表明芯片铝层厚度应选择在0.025mm以上;劈刀应使用表面较粗糙的;铜线在键合工艺中使用体积比为95:5的氢、氮气混合保护气体;引线框架镀银层厚度应控制在0.03mm～0.06mm。     

IC键合铜线材料的显微力学性能研究

用于IC(集成电路)的键合铜线材料具有低成本、优良的导电和导热性等优点,但其高硬度容易对铝垫和芯片造成损伤,因此对其硬度的测量是一项关键技术。纳米压痕测量技术可以方便、准确地测量铜线材料的显微硬度值和其他力学性能参数。描述了纳米压痕测量技术的原理以及对铜线材料样品进行纳米压痕测量的参数选择,进行了测量试验。结果表明,原始铜线、FAB(金属熔球)、焊点的平均硬度分别为1.46,1.51和1.65GPa,为键合铜线材料的选择和键合工艺参数的优化提供了依据。     

铜线键合塑封器件破坏性物理分析技术

铜线替代传统的金线键合已经成为半导体封装工艺发展的必然趋势,因其材料和制造工艺的特点,其破坏性物理分析方法不同于金线或铝线键合的器件。提出铜丝键合塑封器件破坏性物理分析的步骤及判据参照标准,讨论了器件激光开封技术的工艺步骤和参数值以及键合强度测试判据和典型断裂模式,以解决铜线键合塑封器件的破坏性物理分析问题。     

铜引线键合中影响焊球硬度因素的研究

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．     

铜丝球键合工艺及可靠性机理

文章针对铜丝键合工艺在高密度及大电流集成电路封装应用中出现的一系列可靠性问题,对该领域目前相关的理论和研究成果进行了综述,介绍了铜丝球键合工艺、键合点组织结构及力学性能、IMC生长情况、可靠性机理及失效模式。针对铜丝球键合工艺中易氧化、硬度高等难点,对特定工艺进行了阐述,同时也从金属间化合物形成机理的角度重点阐述了铜丝球键合点可靠性优于金丝球键合点的原因。并对铜丝球键合及铜丝楔键合工艺前景进行了展望。     

铜线键合Cu/Al界面金属间化合物微结构研究

由于铜线具有较高的热导率、卓越的电学性能以及较低的成本,被普遍认为将逐渐代替传统的金线而在IC封装的键合工艺中得到广泛的应用。铜线键合工艺中Cu/Al界面金属间化合物(IMC)与金线键合的Au/Al IMC生长情况有很大差别,本文针对球焊键合中键合点的Cu/Al界面,将金属间化合物生长理论与分析手段相结合,研究了Cu/Al界面IMC的生长行为及其微结构。文中采用SEM测试方法,观察了IMC的形貌特点,测量并得到了IMC厚度平方正比于热处理时间的关系,计算得到了生长速率和活化能数值,并采用TEM,EDS等测试手段,进一步研究了IMC界面的微结构、成分分布及其金相结构。     

化学镀镍钯金电路板金丝键合可靠性分析

在微组装工艺应用领域，为保证印制电路板上裸芯片键合后的产品可靠性，采用化学镀镍钯金工艺（ENEPIG），可在焊接时避免“金脆”问题、金丝键合时避免“黑焊盘”问题。针对化学镀镍钯金电路板的金丝键合（球焊）可靠性进行了研究，从破坏性键合拉力测试、第一键合点剪切力测试以及通过加热条件下的加速材料扩散试验、键合点切片分析、键合点内部元素扫描等多方面分析，与常规应用的镀镍金基板键合强度进行了相关参数对比，最终确认了长期可靠性满足产品生产要求。此外，对镍钯金电路板金丝键合应用过程中需要注意的相关事项进行了总结与说明。     

高温存储下铜线键合焊点分析

采用铜引线键合工艺生产的电子元器件在服役中会产生热,引起引线与金属化焊盘界面出现IMC(intermetallic compound,金属间化合物)。IMC的生长和分布将影响键合点的可靠性,严重时会出现"脱键",导致元器件失效。研究了焊点在服役过程中的演化,选取铜线键合产品SOT-23为试验样品,分析了在高温存储试验环境下焊点键合界面IMC的生长及微观结构变化情况。     

镀钯铜丝芯片键合工艺控制和可靠性研究

随着金价的不断上升,集成电路封装成本越来越高。为此,集成电路封装厂商纷纷推出铜线键合来取代金丝键合,以缓解封装成本压力。但是纯铜丝非常容易氧化,为了提高键合生产效率及产品可靠性,目前封装厂商主要采用镀钯铜丝作为键合丝。对集成电路镀钯铜丝键合生产技术和工艺控制方法进行了探讨,并和金丝及纯铜丝工艺控制进行了比较分析。对镀钯铜丝键合工艺主要失效模式进行了介绍和说明,并就弹坑检测试验方法进行了比较分析和总结。特别是对特殊产品的弹坑检测试验如何才能确保结果准确,进行了实例分析。     

第一顺序键合引脚失效分析及键合可靠性提高

文章分析了一例采用金丝热超声键合电路在工艺监控过程中的键合强度检测合格,在高温稳定性烘焙后其引线抗拉强度同样符合MIL-STD-883G方法2011．7的要求,但电路在使用中出现第一顺序键合引脚开路现象。经分析是由于芯片键合区（压点）的材料、结构、键合工艺参数处于工艺下界,以及此类缺陷不能通过键合引线抗拉强度在线监测（包括125℃下的24h高温贮存后的检测）检测出而导致。最后针对缺陷所在,通过改进检测方法、键合工艺设置等消除了键合缺陷,并提高了键合可靠性。     

大面阵CCD自动键合参数优化

CCD键合工艺要求硅铝丝依次在Au焊盘和Al焊盘上完成一、二焊的超声键合。文章分别以Au焊盘和Al焊盘为研究对象,通过调整键合中的超声功率和线弧高度参数,在超声功率为20%～50%、线弧高度为1 000～1 800μm范围内,设定48组不同的实验条件进行键合,以键合后拉力测试结果为表征量,采用工序能力指数（Cpk）的统计方法进行归纳比较,从中选取最优实验参数用于大面阵CCD键合工艺,以达到优化键合参数的目的。     

基于RSM的Au丝球形键合工艺稳健性参数优化

在Au丝热超声球形键合工艺中,焊点的特征(如球径和键合强度)取决于工艺参数值的选择。为了研究关键工艺参数超声振幅、键合时间和压力对键合形成的影响,进而找到最优的键合参数,采用响应曲面法(RSM)并结合工艺稳健性和多响应优化的思想,建立了关键参数与响应之间的统计模型,优化了键合参数。首先,以焊球直径和剪切力的均值与方差作为目标响应,建立其与工艺参数之间的响应曲面模型。然后,采用满意度函数法(DFA)得到总体满意度最大的解,即最优的工艺参数组合。最后,通过试验验证了该方法的有效性。