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。     

25μm Au丝引线键合正交试验研究

通过分析键合工艺参数,为25μm Au丝引线键合的应用提供实验依据。采用正交试验法对键合工艺参数进行试验研究。起决定性作用的是因素间的交互作用和劈刀的安装长度,其次为压力、超声功率、超声时间、热台温度、劈刀温度。各因素影响力大小为A>B>F>C>D>E,较优工艺方案为A_2B_2C_1D_2E_1F_1,回归模型为Y=13.124+0.731A-0.393B-0.057C+0.022D+0.013F。除以上主要影响因素,Au丝弧度也是需要考虑的。给进一步研究引线键合提供重要依据。     

金丝引线键合失效的主要因素分析

通过对金丝引线键合工艺失效模式的研究,分析影响金丝引线键合失效的各种因素,并提出相应的解决措施.为金丝引线键合的实际操作和理论学习提供技术指导,从而更好的降低键合器件的失效率、提高键合产品的成品率和键合效率.     

铜引线键合工艺研究

传统的半导体封装以铝线和金线为基础。功率器件使用铝线作为连接裸片焊盘与引线框架的互联通道,非功率器件使用金线为互联通道。由于金的价格昂贵,人们一直在寻找替代材料。铜作为物理和化学性质与金接近而价格低廉的金属材料,自然引起人们的关注。文章对铜引线键合工艺的关键问题进行了系统研究。这些研究内容包括自动焊线机的机器参数调整、焊球显微硬度测试、击穿电压测试、焊球高温老化形变、焊球接触电阻测试等内容。这些是铜焊线替代金焊线后影响产品可靠性及产品特性参数的关键问题。通过对机器参数的调整试验得出了适合于大规模生产的工艺参数。     

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。     

引线键合工艺参数对封装质量的影响因素分析

分析讨论了封装过程中质量的影响因素与机理,参数间的相互耦合、干扰问题,指出了其对合理设定工艺参数、提高质量和合格率的重要作用.对目前国内外引线键合研究进行较为深入地分析,为进一步研究封装过程多因素影响规律、动态建模和实时监控奠定了基础.     

全自动引线键合机相关键合工艺分析

以全自动引线键合机之键合工艺为引导,介绍了全自动引线键合的结构组成,超声键合的键合过程,从理论上分析了焊接过程中的主要因素,得出焊接过程中的基本工艺参数,并结合键合过程初步探讨了这些基本工艺参数的调节方法。介绍了键合品质的检验和基于DOE试验设计的工艺优化方法。最后对最主要两种失效模式进行了理论上的初步分析。     

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...     

三维封装中引线键合技术的实现与可靠性

结合半导体封装的发展,研究了低线弧、叠层键合、引线上芯片、外悬芯片、长距离键合和双面键合6种引线互连封装技术;分析了各种引线键合的技术特点和可靠性.传统的引线键合技术通过不断地改进,成为三维高密度封装中的通用互连技术,新技术的出现随之会产生一些新的可靠性问题;同时,对相应的失效分析技术也提出了更高的要求.多种互连引线键合技术的综合应用,满足了半导体封装的发展需求;可靠性是技术应用后的首要技术问题.     

φ18μm金丝引线键合工艺参数正交试验研究

金丝引线键合是在目前的混合集成电路组装工艺过程中应用最为广泛的：苍片连接技术,而细直径金丝键合对提高混合集成电路组装密度和键合可靠性是十分必要的。本文通过对影响φ18μm金丝引线第一键合点质量的键合工艺参数进行分析,采用正交试验法对键合参数进行试验研究,为φ18μm金丝引线键合的应用提供实验依据。     

基于LTCC技术的Ku波段金丝线匹配的研究

基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术,设计了Ku波段金丝键合线宽带匹配电路,该电路应用多节1/4波长传输线对两根金丝键合线在Ku波段进行了具有二项式响应的宽带匹配。三维电磁场仿真表明,匹配后在Ku波段的回波损耗达到–20 dB以下,有效提高了信号的通过率。该匹配电路在LTCC基板上所占面积小、实现较为简单。     

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.     

基于键合金丝补偿的太赫兹瓦级功率合成技术研究

针对太赫兹波段固态大功率应用需求,基于氮化镓功率放大器单片集成电路（Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC）,采用功率合成技术实现了太赫兹波段瓦级功率输出。通过太赫兹波段微带/波导转换结构和键合金丝补偿技术,结合E面T型结二路合成功率分配/合成器,将两片MMIC封装成最大输出功率为160 mW的功率单元模块。在此基础上,采用八路E面合成器设计了频率覆盖180～238 GHz的十六路功率合成放大器。在漏极电压为+10 V时,带内输出功率大于300 mW,189 GHz输出功率达到了1.03 W。     

InSb红外探测器芯片粘接工艺研究

基于InSb红外探测器的封装特点,采用正交试验法研究了芯片粘接过程中基板平整度、粘接剂抽真空时间、配胶时间、固化条件等工艺参数对芯片性能及可靠性的影响。通过计算极差和方差分析了各因素对芯片可靠性的影响大小。结果表明,固化条件对粘接后芯片的性能影响最大,其次是配胶时间,而抽真空时间和基板平整度影响相对较小。针对极差分析得出的较优参数组合和较差参数组合,利用X射线衍射(XRD)研究了不同参数组合对晶片粘接的应力大小,所得结果与正交试验一致。     

Thermosonic bonding of gold wire onto silver bonding layer on the bond pads of chips with copper interconnects

A copper pad oxidizes easily at elevated temperatures during thermosonic wire bonding for chips with copper interconnects. The bondability and bonding strength of a gold wire onto a bare copper pad are seriously degraded by the formation of a copper oxide film. A new bonding approach is proposed to overcome this intrinsic drawback of the copper pad. A silver layer is deposited as a bonding layer on the surface of copper pads. Both the ball-shear force and the wire-pull force of a gold wire bonded onto copper pads with silver bonding layers far exceed the minimum values stated in the JEDEC standard and MIL specifications. The silver bonding layer improves bonding between the gold ball and copper pads. The reliability of gold ball bonds on a bond pad is verified in a high-temperature storage (HTS) test. The bonding strength increases with the storage time and far exceeds that required by the relevant industrial codes. The superior bondability and high strength after the HTS test were interpreted with reference to the results of electron probe x-ray microanalyzer (EPMA) analysis. This use of a silver bonding layer may make the fabrication of copper chips simpler than by other protective schemes.     

基于正交试验的板级电路模块热分析

利用ANSYS的APDL参数化编程语言,建立了灌封电路模块的有限元模型。选取挠性印制电路板(FPCB)厚度、上、下灌封体厚度、空气对流系数和环境温度等7个参数作为关键因素,安排正交试验。结果表明:上、下灌封体厚度等因素都对灌封电路模块工作温度有显著影响,其中空气对流系数的影响最为显著。初始设计的灌封电路模块工作温度为460.94K,通过增加灌封体的厚度,选择高热导率的灌封材料,保证良好的通风散热,控制环境温度,可以将模块的工作温度降到329.11K。     

基于正交试验方法的Si基碲镉汞工艺优化

采用正交试验方法优化了Si基碲镉汞分子束外延工艺参数,以缺陷密度和缺陷尺度为评判标准。采用三因素三水平正交试验方法,分别使用生长温度、Hg/Te比、生长速率三个因素作为变化的参数。结果表明生长温度对HgCdTe缺陷影响最大,生长速率次之,Hg/Te比最小。使用正交试验获得的生长参数进行试验即生长温度212℃,Hg流量61 sccm,生长速率为1.5 μm/h,获得的HgCdTe材料缺陷密度控制在500 cm-2以内,平均缺陷直径小于3.5 μm。     

超细间距引线键合第一键合点工艺参数优化试验研究

引线键合是应用时间最长、技术最为成熟且目前市场占有率最高的芯片连接技术,但应用于超细间距引线互连还有许多技术有待研究.目前除了需要不断提高键合机硬件性能外,开发满足超细间距引线键合要求且性能稳定的键合工艺十分必要.本文对超细间距引线键合第一键合点质量的影响因素进行了深入的分析.采用正交试验法对相关因素进行了研究试验,取得了相应的试验结果,为深入了解第一键合点质量的影响机理和规律提供了依据.     

Study of factors affecting the hardness of ball bonds in copper wire bonding

Copper wire bonding has gained popularity due to its economic advantage and superior electrical performance. However, copper is harder than gold, and replacing gold wire with copper wire introduces hardness related issues. This article reports investigations of the properties including microhardness of the copper balls bonded using ?25.4-μm copper wire and different combinations of electronic-flame-off (EFO) current and firing time settings with forming gas (5%H₂ and 95%N₂) as the inert cover gas. FABs with an identical diameter, obtained under different EFO firing conditions, were ball bonded with the same wire bonding parameters established using design of experiments. Microhardness tests were then performed on the cross-section of the bonded balls. The study revealed that ultrasonic generator current is the most significant factor to increase the bonded mashed ball diameter, ball shear and shear per unit area and to decrease the ball height. The microhardness of bonded copper balls is related to the EFO parameters, with FABs obtained by higher EFO current being softer. The lower hardness is attributed to the higher maximum temperature during the FAB melting state.     

正交表测试策略在测试套件中的应用

随着软件系统的架构不断变化,系统所涉及的套件也越来越多,这给套件及套件间组合的测试带来一定的难度。将正交表测试策略应用到测试套件选择上,通过对套件组合的正交计算和优化,详细地阐述了正交表测试策略的使用方法,对其他测试用例的设计有很好的借鉴作用。