基于Minitab DOE的铝丝楔焊键合工艺参数优化

为提高国产陶瓷外壳用于铝丝楔焊键合的可靠性和产品质量,利用Minitab统计软件对一种封装形式为CQFP84的国产陶瓷外壳用于铝丝楔焊键合的工艺参数进行试验设计,并对试验结果进行直观分析和方差分析。讨论过键合功率、键合压力、键合时间及超声功率缓慢上升时间(Ramp)对键合拉力的影响及其显著程度。试验研究表明第2段参数的键合压力、第2段参数的键合功率及第1段参数的Ramp对键合拉力值有显著影响,以键合拉力为参考指标,得到了较优的键合工艺参数,通过验证试验键合拉力相比工艺参数优化前有明显提高,分散度也有明显改善,达到了提高产品可靠性的目标。     

Ni/Pd/Au镀层的键合可靠性

研究了陶瓷外壳不同厚度Ni/Pd/Au镀层的键合可靠性,并分析了金丝球焊、硅铝丝楔焊和粗铝丝楔焊经300℃不同时间贮存后键合强度变化及键合失效模式变化,并与Ni/Au镀层键合进行了对比。研究结果表明,随着Au层厚度的增加,相同键合参数、相同镀层的金丝球焊的键合强度一致性有明显提升,随高温贮存时间增加,Ni/Pd/Au镀层的金丝键合强度一致性变差;相同实验条件下、不同镀层外壳的硅铝丝键合强度基本一致,300℃、1 h贮存后硅铝丝键合强度降低,随着高温贮存时间的增加,硅铝丝键合强度变化不大;随Au层厚度的增加,粗铝丝楔焊键合强度一致性变差,且失效模式主要为键合点脱落。     

铝键合丝弧高、跨度与可靠性的研究

铝丝键合作为一项半导体产品的封装工艺,被广泛用于连接半导体器件内具有铝焊盘4的芯片与其它元件。然而,如果产品内铝丝连接设计或者键合工艺参数超出铝丝材料承受能力,会降低产品的可靠性。本文以铝丝键合失效案例为起始,设计铝丝键合工艺研究试验,对铝丝所能承受的最高弧度和最大跨度进行了讨论和总结,并提出修改意见。通过对比调整前后产品内铝键合丝拉断力和拉断力标准差,证明修改后该产品可靠性明显得到了提升,也论证本文更改建议的正确性。     

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...     

F&K 6400键合机在SMD封装中的应用

键合是SMD封装中的一道重要工序,F&K 6400键合机是德国F&K公司专门面向细铝丝键合的设备,采用超声作为键合能量。在键合工艺中不同材质的金属管座会形成不同的冶金系统,有些情况下会造成接触面腐蚀或者柯肯德尔空洞,并最终影响产品的可靠性。键合时采用的超声功率、键合时间、键合压力、键合方式等工艺参数直接影响到产品的产量和性能。在批量生产的基础上,作者分析了适合F&K 6400键合机在生产中采用的键合材料及工艺参数,并列出了生产过程中设备常见的故障及可能原因。     

基于田口方法的微波组件金丝键合工艺优化

为了提高微波组件金丝键合的可靠性,采用楔形金丝键合工艺进行了金丝互连,通过田口试验方法设计 和试验验证,确定了金丝键合最优化的工艺参数组合。研究结果表明：键合金丝质量的影响因素依次是超声功率、键 合压力和键合时间,优化的工艺参数组合依次为超声功率、键合压力、键合时间,优化的工艺参数组合为超声功率 15、键合压力16、键合时间50;采用优化后的工艺参数进行金丝键合操作,获得了稳定性良好的互连金丝,完全满 足混合集成微波电路金丝键合互连应用的需求。     

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。     

引线键合在温度循环下的键合强度衰减研究

研究了18、25、30μm三种金丝和25、32、45μm三种硅铝丝键合引线在不同温度循环次数下的键合强度衰减规律,并研究了拉断模式的比例。结果表明,所有试验样品,无论是否经历温度循环,均达到了GJB548B-2005方法2011.1中的最小键合强度要求,均未出现焊点拉脱的现象。随着温度循环次数的增加,金丝键合强度先略微增大,后缓慢减小并趋于平缓。硅铝丝键合强度先较快减小,后缓慢减小,并趋于平缓。相比于金丝,硅铝丝在0～50次的温度循环下键合强度衰减较快。通过曲线拟合,获得不同丝径下的键合强度衰减变化方程。     

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。     

键合丝随机振动应力极限仿真分析

利用Pro/E与ANSYS联合仿真,对不同材料、 丝径、 键合形式和跨度的键合丝的振动应力极限进行了分析研究.基于键合工艺及其特点在Pro/E中建立了键合丝参数化三维模型,并利用ANSYS对参数化模型进行了模态及随机振动仿真分析,获得了球键合金丝与楔键合硅铝丝在不同丝径、 跨度等条件下的极限功率谱密度,研究结果可为键合丝的选型提供参考.     

基于Rogers 5880复合介质基板的金丝楔焊键合工艺参数研究

运用正交试验法对键合效果进行了工艺参数优化方案设计和试验验证,以金丝键合强度为目标分别考察了键合功率、键合压力和键合时间3个工艺参数对键合金丝压点形态变化的影响,最终获取最优工艺参数组合为键合功率100 mW,键合时间220 ms,键合压力18 g,达到了提高金丝键合工艺可靠性的目的.     

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.     

激光键合的有限元仿真及工艺参数优化

在硅/玻璃激光键合中,温度场的分布是影响晶片能否键合的关键因素.本文利用有限元法建立了移动高斯热源作用下硅/玻璃激光键合的三维温度场数值分析模型.运用该模型计算了不同的工艺参数条件下硅/玻璃的温度场分布,并由此得出键合线宽.然后通过漏选试验确定影响激光键合的主要工艺参数有激光功率、激光扫描速度及键合初始温度.最后通过对仿真结果进行回归分析,得到激光键合工艺的最优参数,为进一步研究激光键合工艺提供了理论依据.     

激光键合的有限元仿真及工艺参数优化

在硅/玻璃激光键合中,温度场的分布是影响晶片能否键合的关键因素.本文利用有限元法建立了移动高斯热源作用下硅/玻璃激光键合的三维温度场数值分析模型.运用该模型计算了不同的工艺参数条件下硅/玻璃的温度场分布,并由此得出键合线宽.然后通过漏选试验确定影响激光键合的主要工艺参数有激光功率、激光扫描速度及键合初始温度.最后通过对仿真结果进行回归分析,得到激光键合工艺的最优参数,为进一步研究激光键合工艺提供了理论依据.     

非破坏性键合拉力拉钩位置偏离对键合可靠性影响分析

针对非破坏性键合拉力试验拉钩位置偏离情况,分析了键合丝受力大小的影响因素,讨论了拉钩位置偏离对键合丝状态的影响情况,并设计了可靠性验证方案,通过试验对比,表明非破坏性键合拉力试验拉钩位置偏离对键合可靠性影响有限。     

一种内引线键合脱键失效模式及其预防

通过对硅铝丝超声键合机理及键合检验方法的介绍，针对单片集成电路加工过程中遇到的键合脱键失效模式，详细叙述了分析过程，找出了键合脱键的失效原因，提出了预防失效的方法。     

一种内引线键合脱键失效模式及其预防

通过对硅铝丝超声键合机理及键合检验方法的介绍，针对单片集成电路加工过程中遇到的键合脱键失效模式，详细叙述了分析过程，找出了键合脱键的失效原因，提出了预防失效的方法。     

GaAs芯片上倒装Si芯片的金凸点高度与键合工艺参数优化

随着射频集成电路向小型化、高集成方向发展，基于金凸点热超声键合的芯片倒装封装因凸点尺寸小、高频性能优越成为主流技术之一。以GaAs芯片上倒装Si芯片的互连金凸点为研究对象，通过有限元仿真方法，分析了温度和剪切力作用下不同高度金凸点的等效应力，得到金凸点的最优高度值。通过正交试验，研究键合工艺参数(压力、保持时间、超声功率、温度)对金凸点高度和键合强度的影响规律。通过可靠性试验，验证了工艺优化后倒装焊结构的可靠性。结果表明：键合工艺参数对凸点高度的影响排序为压力>超声功率>温度>保持时间，对剪切力的影响排序为压力>超声功率>保持时间>温度。     

减少GaAs发光二极管键合陷坑的方法

砷化镓(GaAs)发光二极管LED芯片既可作为发光器件,也可作为光电显示器件,并以其低能耗高亮度的优势被广泛应用,然而由于GaAs材料在机械性能上的不足,使其很容易在组装过程中产生键合陷坑,并对大批量生产造成影响。文章通过对比分析GaAs与Si的机械特性以及GaAs发光二极管的键合特殊性,较为系统地阐述了GaAs发光二极管产生键合陷坑的原因,并针对超声能量、键合压力、载片台温度等键合参数对GaAs发光二极管产生键合陷坑的影响,进行了充分的单项试验,根据试验结果制定了减少GaA s发光二极管键合陷坑的键合方法,极大提高了GaAs发光二极管的键合可靠性。     

一种内引线键合脱键失效模式及其预防

通过对硅铝丝超声键合机理及键合检验方法的介绍，针对单片集成电路加工过程中到的键合脱键失效模式，详细叙述了分析过程，找出了键合脱键的失效原因，提出了预防失效的方法。