自动楔焊键合第一键合点跟部损伤控制

在自动楔焊键合中,要提高键合引线的抗拉强度,最重要的一点就是要减小第一键合点跟部的损伤。文章简述了自动楔焊键合的工艺过程,分析了在自动楔焊过程中造成第一键合点跟部损伤的主要原因：劈刀本身结构会对键合引线造成一定的摩擦损伤,劈刀在键合第一点后垂直上升所产生的应力会对第一键合点根部造成损伤,键合引线在拉弧过程中也会造成键合引线摩擦受损,送线系统的张力也会对第一键合点根部造成一定的损伤。文中还讨论了如何尽量减小摩擦和应力对第一键合点跟部所造成的损伤。     

铝丝键合脱离与根部断裂失效分析

粗铝丝使用V型劈刀键合时,键合区域中心应力应变较小不易形成键合,而周边部位应力应变较大容易发生有效结合.在热循环应力作用下,键合焊点的中心区域易形成"裂纹"迅速向前端扩展,最后引发焊点脱离.对根部断裂断口分析发现,热应力疲劳是其断裂的主要原因,裂纹源在焊点根部与劈刀边缘接触部位.ANSYS分析得出的键合区域应力分布与变形情况解释了产生上述现象的原因.     

硅铝丝的超声球/楔焊技术

<正> 一、引言在半导体芯片与外引线(或称为管腿)之间,通常是用质地优良的φ25μ的金丝或铝丝来连接的。因为当温度大于350℃时,常常会损害器件,所以一般采用相当低温的热压焊或超声固相焊接技术,来完成金丝或铝丝的焊接。因为超声键合技术既可用于金丝,也可用于硅铝丝,所以,这种技术是当前比较盛行的压焊技术。超声键合时不需要任何外部加热,这是人所共知的一大优点。目前、超声键合技术,就焊点形成的形状可以分为两种:一种是楔/楔硅铝丝焊接;另外一种是金丝的球/楔焊接。硅铝丝楔焊时,劈刀首先将硅铝丝压平,在这个区域随之形成     

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。     

金丝球焊球径控制工艺分析

针对键合过程中焊球球径过大进行原因分析,即键合工艺参数不当和劈刀型号不对等。经过实验验证,劈刀端内部斜面角度过大造成上述问题,解决该问题的方法是选择劈刀端内部斜面角度为90°的劈刀。这种劈刀可以满足小焊球及细间距的键合需求。     

铝带超声键合界面损伤机理分析与优化设计

铝带超声键合过程中需要极大的键合能量和键合力作用在芯片表面,易造成芯片焊点界面损伤,从而引起产品质量与可靠性问题。详细分析了铝带超声键合工艺中造成芯片界面损伤的主要因素与作用机理,并通过键合参数的试验设计（Design of experiment,DOE）来解决芯片焊点界面损伤问题,从而提升最终产品良率。     

凸台式PIN二极管失效分析和键合工艺改进

PIN二极管在封装、试验过程中分别出现大量的失效,分析发现,这种PIN二极管考虑到频率和寄生电容的要求,采用一种"凸台"式结构,即结区和阳极在一个突出的凸台上,凸台直径仅有28μm。这种凸台边缘只要受到一个较小的机械应力的作用,就会造成凸台崩损、结被破坏,导致结漏电或在小电压下击穿。因此凸台对键合时产生的机械应力很敏感,普通的芯片键合技术也会对凸台造成机械损伤,严重影响器件良品率和长期可靠性。通过对劈刀的改进和重新选择键合丝以及精心调试的键合参数,有效防止了键合对二极管造成的损伤,提高了二极管的成品率和可靠性。     

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。     

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。     

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。     

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。     

LTCC基板金丝热超声楔焊正交试验分析

引线键合是微组装技术中的关键工艺,广泛应用于军品和民品芯片的封装。特殊类型基板的引线键合失效问题是键合工艺研究的重要方向。低温共烧陶瓷(LTCC)电路基板在微波多芯片组件中使用广泛,相对于电镀纯金基板,该基板上金焊盘楔形键合强度对于参数设置非常敏感。文章进行了LTCC基板上金丝热超声楔焊的正交试验,在热台温度、劈刀安装长度等条件不变的情况下,分别设置第一键合点和第二键合点的超声功率、超声时间和键合力三因素水平,试验结果表明第一点超声功率和第二点超声时间对键合强度影响明显。     

The ultrasonic wedge/wedge bonding process investigated using in situ real-time amplitudes from laser vibrometer and integrated force sensor

The ultrasonic transversal force transmitted to a chip during ultrasonic bonding is derived from measurements of the vibration amplitude at the tool tip and the die edge. To proof the derivation, the transversal force is measured as well by means of a microsensor, which is sensitive to the stress field in the silicon die. The force measured by the microsensor is further referred to as “y-force” To Al-metalized test pads with the integrated microsensors, AlSi1 wire of 25 μm diameter was bonded using a wedge/wedge autobonder. Measurements of the vibration amplitudes and the y-force during bonding were conducted for nine different bonding parameter settings of force and ultrasound (us) amplitude. They confirm a theory for the friction cleaning phase as it was described earlier and will be partially presented here. Compared to earlier measurements of Au-ball-bonds, the results largely show the same behavior and imply that us wedge bonding and thermosonic ball bonding are similar processes. Furthermore, the data approves former interpretations of the bonding process starting with a stiction phase. A clear break off point was found in all pad amplitude measurements, which is followed by a friction plateau that implicates the need of a minimum friction cleaning power.The discussion made in this paper is interesting for a bond process control system. The transversal force reflects the important stages of the bond process and contains the information to suit as a control signal. But it is impractical to measure the transversal force in situ under the wedge in industrial production, where chip, substrate and bonding table create a complex setup with a high geometric variety. An indirect measurement of the transversal force via the tool tip amplitude opens up new possibilities for gaining an efficient control variable, because the geometry and the properties of the bonding machine are well defined. As a first step it is shown by correlating vibration measurements with microsensor signals, that the tool tip amplitude measured by laser vibrometer contains all of the necessary information needed to control the bond process. From that point, process integrable measurement systems - which are cheaper, more handy and more fail safe than the laser vibrometer - might be developed.     

银键合丝力学性能对键合质量的影响

通过调节微合金元素的含量获得3种具有不同力学性能的银键合丝.利用拉伸试验、键合试验、焊线挑断力、焊球推力测试等手段,研究了银键合丝力学性能对键合质量的影响.结果表明,在延伸率相同的条件下,随着微合金元素含量的降低,3种键合丝的断裂负荷降低,初始模量先减小后增大,键合后焊线挑断力和焊球推力均降低,电极金挤出率先减小后增大.银键合丝初始模量较低时在超声和压力的作用下易于变形,焊线内残余应力较低且第二焊点与引线框架结合较好,因此挑断测试时第二焊点与框架材料界面处不易发生脱离,有利于获得更高的键合成功率.     

功率器件封装工艺中的铝条带键合技术

文章回顾了功率器件封装工艺中几种常见的互连方式,主要介绍了铝条带键合技术在功率器件封装工艺中的主要优点,特别是它应用在小封装尺寸的功率器件中。铝条带的几何形状在一定程度上降低了它在水平方向的灵活性,但却增加了它在垂直方向上的灵活性。铝条带垂直方向的灵活性可以让我们使用最少的铝条带条数来达到功率器件键合的要求。也由于几何形状的不同,铝条带键合具有一些不同于铝线键合的特点,但它对粘片工艺、引线框架和包封工艺的要求与粗铝线键合极其相似,可以与现有的粗铝线键合工艺相兼容,不需要工艺和封装形式的重新设计。     

LTCC电路基板上金丝热超声楔焊正交试验分析

进行了LTCC基板上金丝热超声楔焊的正交试验,在热台温度和劈刀安装长度等条件不变的情况下,分别设置第一键合点和第二键合点的超声功率、超声时间和键合力三因素水平,试验结果表明第一点超声功率和第二点超声时间对键合强度影响明显。     

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。     

毫米波电路引线楔焊质量智能预测技术研究

针对毫米波电路引线楔形焊接工艺优化难题,提出将一种带惩罚函数项的改进BP (Back Propagation,反向传播)神经网络算法用于引线楔形焊接质量智能预测中.通过试验分析了影响楔形焊接质量的关键工艺参数,提取了楔形焊接质量评价指标,基于改进的BP神经网络,建立了引线楔焊质量智能预测模型.研究结果表明,所提出的改进...