波峰焊及再流焊无铅焊点组织演变规律的研究

以电子封装线上的波峰焊无铅焊点Sn-0.7Cu/Cu、回流焊无铅焊点Sn-3Ag-0.5Cu/Cu为对象,研究了150 ℃时效过程中无铅焊点处金属间化合物(IMC)、焊料合金组织的演化规律及界面处金属间化合物生长的动力学.试验结果表明:两种无铅焊点处IMC层的厚度随着时效时间的延长而增加,IMC层的生长基本上符合抛物线规律,因此IMC层的长大受元素扩散控制;且两种无铅焊点处IMC层的生长速率常数相近,但Sn-0.7Cu焊料中Sn的晶粒尺寸较Sn-3Ag-0.5Cu中的大;长期时效后,在试样的IMC层内发现有孔洞产生.     

FeNi合金UBM圆片级封装焊点剪切力研究

FeNi合金与无铅焊料反应速率低,生成的金属间化合物(IMC)较薄,有望作为圆片级封装(WLP)凸点下金属(UBM)层材料.对两种FeNi UBM以及一种Cu UBM圆片级封装样品进行回流、湿热以及预处理实验,并通过推球的方法,对其焊点进行剪切测试.通过断面与截面分析,研究其在不同处理条件下的金属间化合物生长情况,分析其断裂模式.结果表明,FeNi UBM焊点剪切力高于Cu UBM.Fe47Ni UBM与焊料反应生成的金属间化合物较薄,对于剪切力影响较小,而Fe64Ni UBM与焊料反应生成离散的CuNiSn金属间化合物,对于其焊点强度有提高作用,Cu UBM与焊料反应生成较厚的金属间化合物,会明显降低焊点的剪切力.断面分析表明,Cu UBM会随焊球发生断裂,其强度明显小于FeNi UBM.     

微小互连高度对倒装芯片组装焊点显微组织及力学性能的影响

研究了不同互连高度的Cu/SAC305/Cu焊点的显微组织变化及力学性能。结果表明,随互连高度降低,焊点两侧IMC层的厚度降低,而相应的IMC占焊点的比例却逐渐增高;此外,当互连高度降低,焊料层应变速率及焊点结构系数d/δ均增大,两者共同提高了微焊点的抗拉强度。当焊点互连高度为100,50,20μm时,焊点断口特征均为韧性断裂,而当焊点互连高度为10μm时,其断口特征为脆性断裂。     

SnAgCu无铅焊点原位电迁移IMC演变

在28℃.3.25A直流电下,对Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu对接无铅焊点进行原位电迁移实验,观察了通电120,168,384和504 h后焊点横截面的微观组织形貌.结果表明,电迁移初期,Cu<,6>Sn<,5>化合物遍布整个焊点截面,随时间延长,不断从阴极向阳极迁移聚集;当通电504 h后,焊点内已看不到金属间...     

热老化条件下SAC305焊点的界面反应

研究对比了BGA/SAC305/Cu双界面焊点和SAC305/Cu单界面焊点在150℃条件下经过不同时间的等温时效后界面化合物的形态,并对BGA/SAC305/Cu和SAC305/Cu焊点内部组织进行了观察。试验结果表明：随着时效时间的增加,焊点界面化合物的厚度逐渐增加,表面趋于平坦,且SAC305/Cu单界面焊点出现...     

不同加载速率对SAC/Cu焊点剪切强度的影响

通过对Sn0.3Ag0.7Cu/Cu和Sn3.0Ag0.5Cu/Cu焊点进行剪切测试结果表明:两种钎料焊点的剪切强度与加载速率有着明显的相关性,即焊点的剪切强度都随着加载速率的增加而增加。当加载速率为0.01 mm/s时,断裂模式为韧脆混合断裂,随着加载速率的增加,两种钎料焊点断口的韧窝数量不断增加,呈现韧性断裂特征,断口以韧窝为主。另外在相同加载速率下,Sn3.0Ag0.5Cu/Cu焊点断口的韧窝数量和分布情况都优于Sn0.3Ag0.7Cu/Cu焊点,即其韧性断裂的趋势更加明显,剪切强度更大。     

电迁移对Sn3.0Ag0.5Cu无铅焊点剪切强度的影响

通过热风回流焊制备了Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu对接互连焊点,测试了未通电及6.5 A直流电下通电36 h和48 h后焊点的剪切强度.结果表明,电迁移显著地降低了焊点的剪切强度,电迁移36 h使剪切抗力降低约30%,电迁移48 h降低约50%.SEM观察断口和界面形貌表明,界面金属间化合物增厚使断裂由韧性向脆性...     

典型Sn基焊料凸点互连结构电迁移异同性

研究了Sn37Pb,Sn3.0Ag0.5Cu和Sn0.7Cu三种焊料BGA焊点在电迁移作用下界面的微观组织结构.在60℃,1×103 A/cm2电流密度条件下通电187h后,Sn37 Pb焊点阴极界面已经出现了空洞,同时在阳极有Pb的富集带;Sn3.0Ag0.5Cu焊点的阴极界面Cu基体大量溶解,阳极金属间化合物层明显比阴极厚;对于Sn0.7Cu焊料,仅发现阳极金属间化合物层厚度比阴极厚,阴极Cu基体的溶解不如SnAgCu明显,电迁移破坏明显滞后.     

典型Sn基焊料凸点互连结构电迁移异同性

研究了Sn37Pb,Sn3.0Ag0.5Cu和Sn0.7Cu三种焊料BGA焊点在电迁移作用下界面的微观组织结构.在60℃,1×103 A/cm2电流密度条件下通电187h后,Sn37 Pb焊点阴极界面已经出现了空洞,同时在阳极有Pb的富集带;Sn3.0Ag0.5Cu焊点的阴极界面Cu基体大量溶解,阳极金属间化合物层明显比阴极厚;对于Sn0.7Cu焊料,仅发现阳极金属间化合物层厚度比阴极厚,阴极Cu基体的溶解不如SnAgCu明显,电迁移破坏明显滞后.     

微电子封装中全Cu3Sn焊点高温服役下的微观组织演变

通过过渡液相(TLP)连接工艺在320℃下保温24 h直接制备全Cu3Sn金属间化合物(IMC)微焊点,并在570℃下进行高温老化.通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及电子背散射衍射仪(EBSD)对全Cu3Sn微焊点高温老化过程中相演变规律和形貌变化进行了表征,在此基础上探究了IMC生长的动力学以及界面空...     

Au线改Cu线的新发展及可靠性研究

Au线作为内引线一直占据着键合的主导地位,而由于Cu线具有优良的电性能和价格优势,随着键合技术的发展,以Cu丝代替Au丝作为键合用内引线已经成为现在的主要趋势。介绍了Cu线相对于Au线的优势、存在的可靠性问题,并对Cu引线键合新的发展趋势、如何进行可靠性验证等问题进行了研究。     

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.     

Comparison of the copper and gold wire bonding processes for LED packaging

Wire bonding is one of the main processes of the LED packaging which provides electrical interconnection between the LED chip and lead frame. The gold wire bonding process has been widely used in LED packaging industry currently. However, due to the high cost of gold wire, copper wire bonding is a good substitute for the gold wire bonding which can lead to significant cost saving. In this paper, the copper and gold wire bonding processes on the high power LED chip are compared and analyzed with finite element simulation. This modeling work may provide guidelines for the parameter optimization of copper wire bonding process on the high power LED packaging.     

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。     

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。     

Comparison of the copper and gold wire bonding processes for LED packaging

Wire bonding is one of the main processes of the LED packaging which provides electrical interconnection between the LED chip and lead frame.The gold wire bonding process has been widely used in LED packaging industry currently.However,due to the high cost of gold wire,copper wire bonding is a good substitute for the gold wire bonding which can lead to significant cost saving.In this paper,the copper and gold wire bonding processes on the high power LED chip are compared and analyzed with finite element simulation.This modeling work may provide guidelines for the parameter optimization of copper wire bonding process on the high power LED packaging.     

微电子器件封装铜线键合可行性分析

虽然在集成电路封装工艺中金导线键合是主流制程,但是目前采用铜导线替代金导线键合已经在半导体封装领域形成重要研究趋势。文章对微电子封装中铜导线键合可行性进行了分析,主要包括铜导线与金导线的性能比较(包括电学性能、物理参数、机械参数等),铜导线制备和微组织结构分析,铜导线焊合中的工艺研发及铜导线焊合可靠性分析等。当今半导体生产商关注铜导线不仅是因为其价格成本优势,更由于铜导线具有良好的电学和机械特性,同时文中也介绍了铜导线键合工艺存在的诸多问题和挑战,对将来铜导线在集成电路封装中的大规模应用和发展具有一定的参考意义。     

球-楔焊一体机的设计与实现

传统引线键合装备,分为球焊设备和楔焊设备,两者使用不同的换能器,不同种类劈刀,不同的焊接形式。通过对两种设备原理以及市场需求分析,设计一种球-楔焊一体机,满足球焊和楔焊两种焊接形式,有利于引线键合技术发展。     

热压超声球引线键合机理的探讨

热压超声球键合具有较低键合温度、键合强度好、效率高和能实现金属线的高质量焊接等优点。介绍了引线键合的发展历程,热压超声球引线键合工艺及键合强度的主要影响因素,概述了早先的几种引线键合机理,提出了当前较为前沿的微动学理论,并将之应用到探索热压超声球引线键合的机理当中。     

铝丝键合焊点颈部损伤研究

在铝丝键合中,要提高键合铝丝的拉力强度,最重要的一点就是减少第一焊点颈部的损伤。该文简述了铝丝键合的工艺过程,分析了在自动键合过程中造成第一键合点颈部损伤的主要原因:焊接参数设置不当会造成焊点过应力损伤;焊接顺序不合理会造成超声波作用后,焊点颈部损伤;键合劈刀沾污以及劈刀本身的设计结构也会对焊点造成一定的损伤;键合引线在拉弧度的过程中也会因摩擦受损;压爪或垫块未完全固定基岛,引起键合过程中焊点颈部损伤。