硅片直接键合机理及快速热键合工艺

本文的理论与实验结果说明,硅片表面吸附的OH团是室温下硅片相互吸引的主要根源。采用SIMS和红外透射谱定量测量了OH吸附量。开发了表面活化技术。发现键合强度随温度而增大是键合面积增加所致。SiO_2/SiO_2键合之界面中各种物质的扩散及氧化层粘滞流动可以消除界面微观间隙。经表面活化的两硅片经室温贴合,150℃预键合,800℃,2小时退火后经1200℃,2分钟快速热键合可实现完善的键合且原有杂质分布改变很小,为减薄工艺提供了一个技术基础。     

混合集成电路内键合失效模式及机理分析

整机小型化的发展对混合集成电路提出了更高的可靠性要求.该文通过对典型案例的介绍,阐述了混合集成电路键合失效机理、预防措施,以及键合退化失效的寿命评估方法.     

铜丝球键合工艺及可靠性机理

文章针对铜丝键合工艺在高密度及大电流集成电路封装应用中出现的一系列可靠性问题,对该领域目前相关的理论和研究成果进行了综述,介绍了铜丝球键合工艺、键合点组织结构及力学性能、IMC生长情况、可靠性机理及失效模式。针对铜丝球键合工艺中易氧化、硬度高等难点,对特定工艺进行了阐述,同时也从金属间化合物形成机理的角度重点阐述了铜丝球键合点可靠性优于金丝球键合点的原因。并对铜丝球键合及铜丝楔键合工艺前景进行了展望。     

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。     

微电子器件封装中铜与金球键合的比较

铜球键合由于其成本低并且还可提供更高的可靠性潜力, 最终将成为一种更加流行的主要工艺。目前现有的少管脚数的封装已有一种从金丝向铜丝转变的倾向,但是其中有一些工艺问题,需要该工艺在先进封装中得到广泛的应用之前得以根本的解决。无论采用何种方法,人们可以期望在先进封装中降低成本将最终成为采用铜球键合的驱动力。     

键合线弧高度对键合拉力的影响分析

在集成电路封装的质量控制中,键合拉力的地位非常重要。作为键合质量好坏的主要判定基准之一,影响键合拉力的因素有很多,包括键合工艺参数、焊线材料类型、拉力测试吊钩的测试位置、焊线线径以及线弧的长度和高度等。主要讨论在键合线弧投影长度不变的情况下,线弧高度的变化对键合拉力产生的影响。通过对不同线弧高度条件下测得的拉力数据进行整理分析,结果表明:键合线弧越高,拉力就越大;反之,拉力则越小。这为集成电路组装的正常量产过程中,工程技术人员对于键合线弧整体高度的合理有效控制及键合拉力规范的合理定义提供了参考依据。     

高级IC封装中新兴的细铜丝键合工艺

在铜丝或铜条长期应用于分立器件及大功率器件的同时,近年又出现了晶片的铜金属化工艺。由此,业内人士采用铜作为丝焊键合的一种材料,进而带来了一些新工艺的研究。结果证实,铜金属化使电路的线条更细、密度晚高。因而铜丝可以作为一种最有发展前景及成本最低的互连材料替换金丝,进行大量高引出端数及小焊区器件的球形或楔形键合工艺。本文要阐述了铜丝键合工艺在IC封装中的发展现状及未来发展方向。     

影响铝线键合失效因素及失效分析

本文根据大量的工作和经验的积累,列举了影响键合失效的因素,并根据这些失效的产品或样品给出了失效分析,总结了经验和积累了数据,并给出了相应的解决方法,只有不断的优化键合过程,才能提升产品良率。     

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。     

倒装键合中助焊剂涂敷的工艺优化

助焊剂涂敷是C4凸点焊料的倒装键合中的关键工艺步骤之一,涂敷均匀和稳定性决定了回流焊后整体成品的质量和可靠性,同时影响倒装键合设备的生产效率。在实际生产中,现有的助焊剂涂敷系统影响设备提升生产效率,并且暴露出生产过程中助焊剂泄漏量过大的问题。通过分析现有涂敷系统的问题和助焊剂泄漏的成因,优化设计了一种更高效的助焊剂涂敷系统,有效提升了设备生产率,使泄漏量对生产的影响降低到最小。     

ACF各向异性导电胶的工艺评价方法

ACF作为一种实装材料,可以方便地实现精细电极的导通连接。其原理是通过加热、加压、树脂受热固化、ACF中的导电粒子连接上下电极,从而实现电极固定和电极导通。实际上受ACF成份的影响,每种ACF的特性都不一样,而在生产应用中,温度、压力、时间、位置、辅助材料等因素又会对连接的效果产生影响。为了确保ACF适用于厂内的工艺,把ACF的应用风险降低。评价一种ACF的过程,通常分为单体评价、工艺评价和产品评价。文中将以屏侧ACF为例,讨论ACF工艺评价的方法。     

Mechanism of Wafer Bonding Process

The basic force and bonding energy in wafer bonding have been revealed in this study.The basic cause for bonding contributes to the interatomic attractive forces between surfaces or the rduction of surface energies.The amplitude of roughness component can not exceed the criterion if wafer pair is bondable.The bonding behavior and challenge during annealing have been investigated.     

Study of the Formation of Bubbles in Rigid Substrate-Flexible Substrate Bonding Using Anisotropic Conductive Films and the Bubble Effects on Anisotropic Conductive Film Joint Reliability

The formation of process-related bubbles that become entrapped inside the anisotropic conductive film (ACF) layer during bonding processes remains an issue. The formation of these bubbles is strongly influenced by the process variables, such as bonding pressure and bonding temperature. Therefore, bonding process variables of bonding temperature, bonding pressure, and type of flexible substrate (FS) were changed in order to investigate the effects of the changes as they concern the formation of bubbles. According to the results, the tendency toward bubble formation was closely related to these three factors. The bubble area increased as the bonding temperature increased. Moreover, the shape and tendency of bubbles coincided with temperature distribution in␣the ACF layer. Two different types of FS, each with different surface roughnesses and energies, were used. The bubbles formed only on the FS with the larger roughness and lower surface energy. According to the results from a surface energy measurement of FS types using goniometry, a FS with a higher surface energy is favorable for a bubble-free assembly, as the higher surface energy provides better wettability. In addition, in order to investigate the effect of bubbles on the reliability of ACF joints, the pressure cooker test (PCT) was performed, and all samples with bubbles electrically failed after 72 h of a PCT, as the process-related bubbles provided a moisture penetration path and entrapment site for moisture. However, all type 1 test vehicles (TVs) survived even after 120 h of a PCT. Therefore, Ar and O₂ plasma treatments were performed on the FS with the lower surface energy in order to improve the surface energies and wettability. Following this, the bubbles were successfully removed at rigid substrate (RS)–FS bonding joints using ACFs.     

导电胶粘接可伐载板工艺的仿真与优化

导电胶是一种很有潜力的互连材料,其粘接可靠性是制约其应用的主要因素。基于对某混频模块粘接失效的分析,探索温度试验条件及载板尺寸对可伐载板粘接可靠性的影响。通过仿真和试验设计,研究不同温度试验条件下不同尺寸载板在粘接界面处的应力分布情况,并优化了可伐载板粘接工艺。结果表明,温度试验条件越严苛,载板尺寸越大,可伐载板粘接可靠性越差,可采取环氧绝缘胶加固或柔性导电胶粘接的方式对其粘接工艺进行优化。     

各向异性导电胶粘结工艺技术研究

分析了影响各向异性导电胶粘结可靠性的各因素,通过正交实验优化工艺参数,并在150℃高温贮存以及-65℃～150℃温度循环后对导电胶的剪切强度和接触电阻进行了可靠性实验。结果表明:影响ACA可靠性的主要因素导电粒子体积比例为15%,粘结温度200℃,时间10s,粘结压力为39.2N时,导电胶的剪切强度为286.2N,凸点的接触电阻为35mΩ。在可靠性试验后,导电胶的剪切强度满足GJB548B-2005的要求,接触电阻变化率小于5%。     

超声键合过程中键合压力特性的实验研究

建立了超声键合压力的测量工作台,对工作台进行静态线性度标定和动态重复性测量,利用动态压电测力传感器对超声键合系统键合压力大小进行测量,得出不同压力作用下传感器力响应曲线图,分析其频谱图,发现保持某一固定功率(4.5格2.25W),可以找到合适的键合压力(5格0.719N)与其匹配.这些实验现象和结果可作为超声键合过程参数匹配及优化的依据.     

环境对各向异性导电胶膜性能参数的影响

各向异性导电胶膜(ACF)的玻璃转化温度T_g是它的一个重要性能参数,用差示扫描热示计(DSC)分别测定商用各向异性导电胶膜固化前和固化后的玻璃转化温度,并确定不同的固化时间对它的玻璃转化温度的影响,以及高温高湿(85℃,85%RH)环境对它的玻璃转化温度影响,得到各向异性导电胶玻璃转化温度下降是其粘接强度下降的原因之一。     

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.     

温度因素对热超声键合强度的影响实验研究

主要研究了热超声键合过程中环境温度对键合强度的影响规律.分析了键合强度与键合温度之间的关系.实验研究发现,最佳键合"窗口"出现在200～240℃,此时键合强度可达20g左右.对推荐使用的大于5.4g的键合强度标准,本实验条件下可键合"窗口"为120～360℃.这些实验现象和分析结果为后期的键合参数匹配规律和系统动态特性研究打下基础.     

超声楔键合过程界面接合部演化规律研究

超声引线楔键合是集成电路芯片内部电路与外部电路实现功率与信号联通的重要互连工艺.键合参数对键合点连接质量有重要影响.运用化学腐蚀方法,全面考察键合点外观及接合部特征与键合参数之间的关系.实验结果表明:随着超声功率的增加,接头接合部形貌由椭圆形变为圆形,有效连接部位由键合点周边向中心扩展以致达到整个界面.从变形能的角度解释了接头界面形成特点的本质.