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.     

金丝键合工艺技术研究

金丝键合是芯片组装的关键工序。分析了金丝键合的工艺控制要点：键合时间和键合功率,通过工艺实验总结出了键合时间和键合功率对键合强度的影响规律：（1）在小超声功率条件下,键合强度对键合时间敏感,键合强度随时间增加迅速增大;在大超声功率条件下,键合强度对键合时间的敏感性下降。（2）超声功率过小不能形成足够的键合强度,超声功率过大使得键合成功后的键合强度被破坏,即过高的超声功率将不利于键合强度的提高。     

欠键合/过键合与功率设置及温度关系的研究

在热超声引线键合过程中,低功率设置和低温下容易导致欠键合,高功率设置和高温下则容易出现过键合。通过实验采集了不同超声功率设置、不同温度下大量键合过程中换能杆末端轴向的速度信号、换能杆两端驱动电压和电流信号,并测量其键合强度,计算得到不同温度下换能杆的振幅。分析了超声功率和键合温度对振幅的影响规律,解释了功率设置和键合温度导致欠键合和过键合的可能原因,建立了功率设置和温度对换能杆振幅影响的模型。这些实验数据和结果有助于进一步研究键合过程中参数间的相互影响规律。     

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。     

铜丝键合工艺研究

键合铜丝作为微电子工业的新型研发材料,已经成功替代键合金丝应用于IC后道封装中。随着IC封装键合工艺技术及设备的改进,铜丝应用从低端产品如DIP、SOP向中高端QFP、QFN、多层线、小间距焊盘产品领域扩展。因封装制程对键合铜丝的性能要求逐步提高,促进了铜丝生产商对铜丝工艺性能向趋近于金丝工艺性能发展,成为替代金丝封装的新型材料。本文首先讲述了铜丝键合的优点,列举了铜丝在键合工艺中制约制程的瓶颈因素有两个方面：一是铜丝储存条件对环境要求高,使用过程保护措施不当易氧化;二是铜丝材料特性选择、制具选择、设备键合参数设置不当在生产制造中易造成芯片焊盘铝挤出、破裂、弹坑等现象发生,最终导致产品电性能及可靠性问题而失效。本文通过对铜丝键合机理分析,提出解决、预防及管控措施,制定了具体的生产管控工艺方案,对实现铜丝键合工艺有很好的指导意义。     

铜丝键合工艺研究

键合铜丝作为微电子工业的新型研发材料,已经成功替代键合金丝应用于IC后道封装中。随着IC封装键合工艺技术及设备的改进,铜丝应用从低端产品如DIP、SOP向中高端QFP、QFN、多层线、小间距焊盘产品领域扩展。因封装制程对键合铜丝的性能要求逐步提高,促进了铜丝生产商对铜丝工艺性能向趋近于金丝工艺性能发展,成为替代金丝封装的新型材料。文章首先讲述了铜丝键合的优点,指出铜丝在键合工艺中制约制程的瓶颈因素有两个方面：一是铜丝储存条件对环境要求高,使用过程保护措施不当易氧化;二是铜丝材料特性选择、制具选择、设备键合参数设置不当在生产制造中易造成芯片焊盘铝挤出、破裂、弹坑等现象发生,最终导致产品电性能及可靠性问题而失效。文章通过对铜丝键合机理分析,提出解决、预防及管控措施,制定了具体的生产管控工艺方案,对实现铜丝键合工艺有很好的指导意义。     

DBC铜线键合工艺参数研究

铜线作为最有发展潜力的新一代键合材料,与铝线相比,具有优异的导电及导热能力。因绝缘栅双极型晶体管（IGBT）需承载大电流,采用铜线可在键合线数量不变的基础上提高电流传输能力和散热能力。采用铜线超声楔形键合对覆铜陶瓷基板（DBC）第一键合点和第二键合点的键合工艺参数进行研究,以剪切力作为衡量键合质量的标准,采用单因素分析法研究各参数对键合点强度的影响,采用正交试验确定最佳工艺参数,为铜线键合工艺的参数设定提供参考及指导方法。     

铜丝键合工艺研究

讲述了铜丝键合的优点,列举了铜丝在键合工艺中制约制程的瓶颈因素有两个方面：一是铜丝储存条件对环境要求高,使用过程保护措施不当易氧化;二是铜丝材料特性选择、制具选择、设备键合参数设置不当在生产制造中易造成芯片焊盘铝挤出、破裂、弹坑等现象发生,最终导致产品电性能及可靠性问题而失效。本文通过对铜丝键合机理分析,提出解决、预防及管控措施,制定了具体的生产管控工艺方案,对实现铜丝键合工艺有很好的指导意义。     

硅玻静电键合工艺研究

硅玻静电键合工艺是通过在较高温度和静电场作用下硅玻界面发生电化学反应,产生共价键O-Si-O的原理来完成键合过程的。目前,该工艺在制作微传感器和微机械系统中得到广泛应用。通过键合试验与结果分析,总结了键合温度、键合电压、压力、金属台阶对键合结果的影响,优化了硅玻静电键合的工艺参数及对金属台阶的要求。     

微波组件细间距金丝键合工艺的可靠性分析

细间距小尺寸的焊盘键合工艺是微波组件自动键合工艺面临的关键技术瓶颈.针对具体产品,分析了细间距小尺寸焊盘的球焊键合的工艺控制要点,提出了改进劈刀结构、改进焊线模式、优化工艺参数等方面的工艺优化手段,采用该优化方法后,焊接的可靠性和稳定性得到了很大的提高,达到了提升自动球焊键合质量和提高金丝键合工艺精度的目的.     

晶片键合质量的红外检测系统设计

基于晶片的红外透射原理,设计并搭建了晶片直接键合质量红外检测装置,并利用图像处理技术开发了相应的软件模块,可以快速获取键合界面的特性参数,如空洞分布、大小及键合率等,从而实现晶片直接键合质量的快速评估.同时,将该红外检测装置与硅片键合装置结合一体,可以实时监测硅片直接键合工艺.通过分析不同工艺条件下所获得的键合片质量,包括键合率、缺陷分布以及键合强度等参数的比较,可以有助于理解晶片键合的机理,实现键合工艺的优化.     

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。     

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。     

微波组件硅铝丝键合工艺参数的优化

通过控制单一变量的试验方法,研究了超声功率、超声时间、键合压力等参数对硅铝丝键合一致性和可靠性的影响,分析了每个参数对硅铝丝键合的影响规律.通过正交试验方法,优化了键合参数组合,并进行试验验证.通过环境试验对微波组件中硅铝丝键合的可靠性进行评价,在某产品上进行验证,并抽样对其可靠性进行评价.产品键合点形貌良好,一致性高...     

基于不同键合参数的Cu-Sn-Cu微凸点失效模式分析

电迁移已经成为影响微电子产品可靠性最严重的问题之一,长时间电流负载下,互连金属凸点内部由于空洞、裂纹等缺陷导致产品失效风险提高。为了研究不同键合参数下互连金属微凸点的失效模式,基于CB-600倒装键合机,得到了不同键合质量的芯片,并在不同电流密度负载下进行试验,得到了凸点组织演变行为及失效模式,为产品实际使用过程中可能出现的问题提供了参考。     

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。     

引线键合尾丝控制分析及解决方法

引线键合技术是微电子元器件封装工艺流程中的关键工序，是后道封装工艺中电气互连的主要工艺手段。针对高密度精密键合工艺要求，通过全自动引线键合机的送丝机构、键合劈刀结构、焊接参数和断丝工艺参数等四个方面进行尾丝的形成分析，并在全自动引线键合机上进行楔形键合，最终得到形貌良好的键合焊点。     

电子封装中的固相焊接：引线键合

引线键合是电子封装中最常用的IC互连方法,其在键合过程中及键合完成后具有固相焊接的特征。将键合过程分为冲击、接触和键合三阶段,并联系实际键合机台的基本键合时序,发现接触参数及超声功率和连接压力的大小关系对优质焊点的形成有重要影响;键合完成后的金属原子扩散将有助于金属间化合物的生长,但金属间化合物的过度生长将在界面形成开...     

基于新型NiPbAu基底的金丝楔形键合工艺研究

利用楔形键合设备进行金丝在镀镍钯金Ro5880基板上的键合实验。采用正交实验法分析了镀层厚度、键合功率、键合时间、键合温度等工艺参数对楔形键合的影响。同时,在镀镍金Ro5880板上进行了对比试验。研究发现:与镀镍金基板相比,镀镍钯金基板在可焊性、键合强度、成本方面均有着巨大的优势,在电子组装、封装领域有着广阔的应用前景。     

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。