硅MEMS器件键合强度在线检测方法

键合强度是MEMS器件研制中一个重要的工艺质量参数,键合强度检测对器件的可靠性具有十分重要的作用。为了获得MEMS器件制造工艺中的键合强度,提出了一种键合强度在线检测方法,并基于MEMS叉指式器件工艺介绍了一种新型键合强度检测结构;借助于材料力学的相关知识,推导出了键合强度计算公式,经过工艺实验,获得了键合强度检测数据;对获得的不同键合面积的键合强度加以对比,指出这些数据的较小差异,是由刻度盘最小刻度误差和尺度效应造成的。结合叉指式器件的工作环境,认为这种方法获得的键合强度更接近实际的工作情况。     

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。     

硅片键合强度测试方法的进展

键合强度是关系到键合好坏的一个重要参数。本文介绍了键合强度测试方法的理论基础;随后列举了几种常见的测量方法,包括裂纹传播扩散法、静态流体油压法、四点弯曲分层法、MC测试方法、直拉法及非破坏性测试方法(超声波测试法和颗粒法)。分析了各种方法的优缺点：裂纹传播扩散法操作简单,但它受测量环境、如何插入刀片等因素的影响,而且只适合于较弱的键合强度测试;对于较强的键合强度还是采用直拉法来测量,但它受到拉力手柄粘合剂的限制;对于器件中的键合强度测量采用MC测试方法更为适宜;超声波测试法现在只适用于弱键合强度。本文能对键合强度测量方法的开发、改进工作有所帮助。     

超声功率对25μm铂金丝球形键合强度的影响及键合点质量评价

铂金丝作为低温器件封装中理想的键合丝,其键合质量的优劣决定着整个器件的性能和可靠性。通过25μm的铂金丝球形键合试验,并使用OLYMPUS SMT-6三轴测量显微镜观察键合点形貌并测量第一键合点根部直径。结果表明,当超声功率介于0.96～1.2 W时,增加超声功率有助于提高键合强度,增加工艺稳定性。在文中所设实验条件下,为保证键合强度和工艺稳定性,超声功率设置为1.2～1.28 W时最佳。第一焊点键合球平均直径为2.8 WD(WD表示键合线直径)时,键合强度最大,工艺稳定性最好。总结出了键合点直径与拉力值关系图,从而通过键合点直径来评价键合质量。     

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。     

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。     

基于聚合物介质的低温硅硅键合研究

聚合物低温键合技术是MEMS器件圆片级封装的一项关键技术。以苯并环丁烯(BCB)、聚对二甲苯(Parylene)、聚酰亚胺(Polyimide)、有机玻璃(PMMA)作为键合介质,对键合的温度、压力、气氛、强度等工艺参数进行了研究,并分析了其优缺点。通过改变Parylene的旋涂、键合温度、键合压力、键合时间等工艺参数进行了优化实验。结果表明,在230 ℃的低温键合条件下封装后的MEMS器件具有良好的键合强度(＞3.600 MPa),可满足MEMS器件圆片级封装要求。     

用于MEMS器件的键合工艺研究进展

随着MEMS器件的广泛研究和快速进步,非硅基材料被广泛用于MEMS器件中.键合技术成为MEMS器件制作、组装和封装的关键性技术之一,它不仅可以降低工艺的复杂性,而且使许多新技术和新应用在MEMS器件中得以实现.目前主要的键合技术包括直接键合、阳极键合、粘结剂键合和共晶键合.     

基于Rogers 5880复合介质基板的金丝楔焊键合工艺参数研究

运用正交试验法对键合效果进行了工艺参数优化方案设计和试验验证,以金丝键合强度为目标分别考察了键合功率、键合压力和键合时间3个工艺参数对键合金丝压点形态变化的影响,最终获取最优工艺参数组合为键合功率100 mW,键合时间220 ms,键合压力18 g,达到了提高金丝键合工艺可靠性的目的.     

键合拉力测试点对键合拉力的影响分析

随着现代封装技术的高速发展,对于封装产品质量的检测要求越来越严格,而键合拉力测试是封装产品质量检测中的重要一项,而在相关标准上并未对键合拉力测试点及键合线弧度对测量结果所产生的影响给出明确的规定。基于此,文章介绍了测量点位置、引线弧度、测量速度等因素对引线键合拉力测试准确性的影响。然后通过客观的分析提出了科学合理的键合强度测试的方法,为客观准确的测量键合拉力奠定了基础。     

玻璃晶体键合的探讨

本文研究了采用键合技术把玻璃和晶体材料有机的结合,并应用于光学器件的制作.特别研究了预处理、退火等工序对键合工艺的影响.结果表明预处理、退火等工序都是必不可少的步骤.随着退火时间的增加,结合强度显著提高.     

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。     

玻璃晶体键合的探讨

本文研究了采用键合技术把玻璃和晶体材料有机的结合,并应用于光学器件的制作.特别研究了预处理、退火等工序对键合工艺的影响.结果表明:预处理、退火等工序都是必不可少的步骤.随着退火时间的增加,结合强度显著提高.     

硅片的直接键合

本文叙述有关硅片的直接键合技术工艺过程,键合特性及其应用.它是将已知的玻璃封接技术应用到硅片上,键合强度和键合电特性都很好,可适用于功率器件和传感器.但是这技术出现不久,基本特性不十分清楚有待今后进一步发展.一、引言硅片直接键合是不须要粘接剂及其他材料介入而由同样两片硅片直接键合的技术.基本上是将两片相同的经过镜面处理的硅片洗净,直接接触,键合的方法只须经过热处理就能     

功率模块铜线键合技术及其可靠性研究

由于铝线键合逐渐不能满足如今功率模块功率密度、工作温度不断提升的可靠性要求,因此采用铜线代替铝线,以实现更高的可靠性工作寿命。对比分析了铜线、铝线键合工艺的特点、结合强度和可靠性,证明了铜线键合工艺的可行性和高可靠性。同时分析了铜线键合工艺目前存在的问题和应对措施。     

分立器件铜线的键合特点及其工艺研究

对铜线键合的优缺点及分立器件的结构特点进行了具体分析。根据分析结果,并结合具体的实验,给出了键合工艺条件和工艺参数对分立器件铜线键合过程的影响。此研究对提高分立器件铜线键合产品的质量及可靠性具有重要意义。     

金丝球焊复合键合工艺可靠性研究

对芯片铝焊盘上不同重叠面积的金丝球焊复合键合的可靠性进行研究,并与非复合键合进行对比.结果 表明,随着复合键合重叠面积的减少,键合拉力和界面生成的合金化合物面积均无明显变化,而剪切强度呈下降趋势.高温储存结果表明,复合键合拉力值满足国军标要求.复合键合有掉铝和弹坑缺陷隐患.经分析,原因是复合键合时施加的超声能量破坏了硅...     

Au-Al双金属键合可靠性分析

键合是半导体器件生产过程中的关键工序,对器件的产品合格率和长期使用的可靠性影响很大。在半导体器件中Au-Al键合系统的失效现象屡有发生,但又不可避免的使用,因此Au-Al双金属键合的可靠性备受人们的关注。通过分析Au-Al双金属键合的失效机理,提出了Au-Al双金属键合的正确设计方法及工艺控制措施,给出了多个批次多个品种的Au-Al双金属键合的实际使用结果。研究表明,只要设计正确,采用有效的工艺控制措施,在结温150℃以下使用,采用Au-Al双金属的器件仍然可以应用在高可靠场所。     

芯片键合系统的失效案例研究与分析

键合工艺技术是半导体封装环节中的重要技术方法,而键合系统相关的失效也直接影响着电子元器件的互连可靠性。虽然同为键合区域的失效,但失效机理却千差万别。针对性地讨论了Au-Al、 Cu-Al和Al-Al这3个键合系统中常见的基于材料特性和工艺过程的失效模式。结合相关实际案例,采用扫描电子显微镜（SEM）、 X射线能谱分析仪（EDX）、离子研磨（CP）等物理和化学分析手段,研究并分析了键合工艺开裂、双金属间键合退化、接触腐蚀和功率器件的键合丝退化等模式的失效机理,得到各种失效模式对应的失效原因为键合工艺参数不适配、金属间化合物（IMC）过度生长、原电池效应和金属层疲劳剪切力与形变等。通过列举的检测方法能准确识别器件的失效模式,并对症提出相应的改善策略,为提高键合系统的可靠性提供指导。同时,可以通过功率循环试验观测和识别功率器件的键合退化。     

键合压力对粗铝丝引线键合强度的实验研究

在超声引线键合过程中,键合压力是影响键合强度的重要因素之一。通过实验,研究了键合强度与键合压力间的关系。通过高频采集装置对键合压力进行了标定并分析了其对键合强度以及电流电压产生的影响。实验发现,只有在键合压力适中的情况下,键合强度才能达到最大。