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。     

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。     

基于Si基芯片的Au/Al键合可靠性研究

对集成电路中常见的Au、Al键合的可靠性进行研究,重点分析高温条件持续时间对引线键合的影响。采用镜检和拉力测试的方法对引线键合点的形貌和强度进行检验,并根据拉力测试数据拟合出高温时间与拉力的关系曲线。最后,基于固相反应原理,给出高温状态下Au-Al系统金属间化合物的演变过程分析。结果表明,Al/Au键合界面比Au/Al界面在高温环境下的可持续工作时间更长。     

金属外壳引线键合可靠性研究

引线键合以工艺简单、成本低廉、适合多种封装形式的优势,在连接方式中占主导地位。其中把内部电路与金属外壳内引线柱之间的连接称为引线键合,目前90%以上的封装管脚采用引线键合连接。引线键合强度和可靠性不仅与键合工艺有关（比如键合工艺参数、键合设备、操作技能等因素）,而且与外壳引线的镀覆结构、镀层厚度、内引线柱高度等因素密切相关。文章简要介绍了引线键合工艺的基本原理,通过试验分析并比较了金属外壳镀覆结构、镀层厚度、内引线柱高度对键合可靠性的影响,提出了优化键合可靠性的外壳设计原则。     

基于薄膜HIC金铝键合失效的工艺研究

介绍了薄膜混合集成电路(HIC)中金铝键合失效机理,提出了一种解决金铝键合失效的新工艺.分析失效机理发现,铝丝和薄膜金导带形成的金铝界面因原子扩散而形成内部空洞,出现键合根部的键合丝断裂的现象.通过改变键合区金属层结构,实现了单一金属化系统,有效避免了金属间化合物的形成.该项研究结果对陶瓷基薄膜HIC的工艺应用范围的拓...     

混合集成电路金铝键合退化与控制研究动态

混合集成电路的两种金铝键合系统,有着不完全相同的两种退化模式。综述了相关的退化机理和控制方法的研究状况。金丝与芯片铝膜的Au/Al键合系统,是键合IMC、Kirkendall空洞导致其界面开裂失效;铝丝与厚膜金导体的Al/Au键合系统,除了界面开裂外,还存在键合根部因铝原子向IMC过度迁移而形成铝丝内部空洞导致铝丝断裂。采用铜丝代替金丝,可有效控制Au/Al键合系统的退化;采用过渡垫片或在金浆料中加入少量Pd,同时减少金导体膜厚度,可有效控制铝丝Al/Au键合系统的退化。     

混合集成电路的外引线键合技术

混合集成电路外引线键合的方式很多。与混合集成电路的内引线键合不同，外引线键合时，键合丝的1端在管壳的引线柱上。因此，管壳外引线金属镀层的结构、镀层材料、键合丝的性能和键合工艺因素都将影响混合电路外引线键合的质量。本文主要对Au丝球焊、Au丝点焊、SiAl丝超声焊等不同的键合工艺及其对应的金属学系统进行研究，并对其结果进行比较。采用Au丝点焊工艺键合混合电路外引线的效果最佳。     

金铝键合寿命评价方法研究

由于金属间化合物的生成,会使金铝键合的接触电性能受到影响.从金属间化合物生成这一单一失效机理出发,以失效物理为理论基础,通过恒定高温加速和高温步进加速试验,针对不同温度下的金铝键合寿命做出评价,并给出键合寿命评价流程.     

半导体器件金铝键合的寿命研究

金铝键合失效是MOSFET器件常见的失效模式之一,主要是由于金属间化合物的生成,影响了金铝键合的接触电性能,从而导致键合强度下降,接触电阻升高。针对这种失效模式,进行了三种不同高温条件下的加速寿命试验,并对这三种试验的器件进行金铝键合现象观察,对目前工艺水平下的金铝键合寿命进行了评估。     

功率混合集成电路键合强度控制研究

通过引入铜过渡键合垫片，取消了金-铝键合系统，改用铝-铝键合，以提高功率混合集成电路内引线键合强度的可靠性等级，满足某些特殊领域的要求。运用SPC控制，对键合工艺进行了有效控制，使功率混合集成电路内引线键合强度和键合工序能力得到了较大的提高。     

金属外壳引线键合可靠性研究

本文简要介绍了引线键合工艺的基本原理,分析并比较了金属外壳镀覆结构、镀层厚度、内引线柱高度对键合可靠性的影响,提出了优化键合可靠性的外壳设计原则。     

基于温冲应力环境的Au-Al键合可靠性

为了适应半导体器件的高可靠要求,对Au-Al键合抗温变应力性能进行了考核。试验结果表明,Au—Al键合具有较好的抗热疲劳性能,键合界面处无裂纹产生,且机械性能良好。然而试验中的高温应力导致金铝间形成了电阻率较高的化合物Au5Al2,引起键合失效。并对目前工艺水平下的Au-Al键台可靠性进行了评价,预测了键合寿命。     

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。     

高温对金-铝系统电阻和强度的影响研究

在讨论金-铝键合系统失效机理的基础上,对高温条件下金-铝键合系统接触电阻和键合强度衰变情况进行研究.给出了金-铝系统接触电阻高温衰减曲线和破坏性键合拉力强度高温衰减曲线.通过对实验结果的分析,提出在设计中通过评估键合点工作温度来避免金-铝键合系统的可靠性隐患.     

在管壳柯伐柱上敷铝以铝-铝系统代替金-铝系统

文中对管柱上金-铝键合的相连方法,在高温下因生成有害的金属间化合物而失效的机理进行了初步分析,其主要原因是称为“白斑”的物质所引起;而管柱上金-铝键合的互连,在煮盐水中所引起的失效是电化学腐蚀。 在金属圆管壳的柯伐柱端面,进行机械研磨、抛光后,分别“用甲苯、丙酮、乙醇清洗,用选择性蒸发法敷铝,最后于真空炉中进行一定时间的热处理而成。 以铝-铝键合的互连系统和金-铝键合的互连系统进行了对比加速试验,300℃高温贮存224小时后,用测克计检查其键合点的抗拉强度,金-铝键合的互联,绝大部分脱键,其拉力值为零;而铝-铝键合的互联,大部分在铝丝中间拉断,其拉力值0.5～1克。 煮盐水的对比试验明显可以看出,敷铝管壳的铝丝与柯伐柱敷铝处的键合点,大部分是完好的;而镀金管壳的铝丝与柯伐柱镀金处的键合点,绝大部分被腐蚀断。 实验结果明显表明,铝-铝互连系统优越于金-铝互联系统。 文中对加速试验的结果有实验数据,并列有表格和样品照片。     

陶瓷外壳封装集成电路自动铝丝超声楔焊键合的工序检查

本文简要描述了陶瓷外壳封装集成电路自动铝丝楔焊键合的工序检查。检查内容包括键合引线的显微镜观察和键合引线的抗拉强度测试。     

镀覆工艺对功率外壳金锡/金硅焊接的可靠性研究

通过功率外壳金硅(AuSi)焊接失效案例,研究了铜-钼铜-铜(CPC)、铜-钼-铜(CMC)为热沉材料的功率外壳镀覆工艺,包括在CPC(或CMC)材料无氧铜表面高温重新形成晶格,采用外延生长型NiCo/Au替代Ni/Au镀层。镀覆工艺优化后,功率外壳金锡(AuSn)或AuSi芯片焊接可靠性得到了显著改善。     

Kirkendall空洞引起的铝丝—金层之间键合强度的退化

研究了铝丝-镀金层系统的健合强度的退化。这种健合系统在高温贮存时,健合强度的退化为下列三种退化模式之一:(ⅰ)A模式—随热退火时间的增加,键合强度下降,直到某一确定值,(ⅱ)B模式—在一确定的退火时间以后,键合强度开始分成两个值,(ⅲ)C模式—键合强度迅速降到零。在铝-金界面之间富金金属间化合物相处生成的Kirkendall空洞可圆满地解释这三种退化模式的物理机理,此时,富金金属间化合物相的生长速率对决定退化模式起着非常重要的作用。当金层含有大量的铅或铊时,这个生长速率减慢,退化是C模式或者是B模式。有时在金层中掺入银,能使键合强度的退化减弱。     

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。     

半导体器件的芯片焊接及内引线键合(二)

三、引线键合微电子器件中内引线键合是把器件芯片金属化电极与器件外壳引出的电极线联结起来。芯片的金属化电极分单层、双层和多层结构,表面层的金属一般是金或铝。目前常用的内引线也是金或铝丝,所以,内引线的键合仍然是金—金系统、金—铝系统和铝—铝系统,内引线键合的方法很多,目前应用较广泛的是热压焊接、超声波键合和热超声焊接的方法。 1、热压焊接热压焊接于1957年在贝尔实验室首先发展起来,至今仍为微电子器件焊接内引线所