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。     

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。     

Ni-Co合金+Au镀覆陶瓷外壳的引线键合可靠性研究

为了提高陶瓷外壳镀层耐高温变色、耐腐蚀以及长期贮存的能力,带金属零件的陶瓷外壳需采用Co含量在20%~40%的Ni-Co+Au镀覆结构,镀层经退火处理。研究分析了Ni+Au镀覆和NiCo+Au镀覆结构对铝丝楔焊和金丝球焊可靠性的影响,通过常温、300℃高温贮存1 h、300℃高温贮存24 h后引线键合强度变化、键合面的元素面分布进行量化比较。试验表明Ni+Au和Ni-Co+Au镀覆结构对引线键合强度和可靠性无明显影响;两种镀覆结构的外壳在键合时,键合工艺参数也不需要进行较大的调整;铝丝在Ni-Co+Au镀覆结构与Ni+Au镀覆结构上键合,在键合界面均会生成金铝金属间化合物,但只要金层厚度受控,均不会产生"Kirkendall"失效,相对来讲Ni-Co+Au镀覆结构的缺陷密度较低,生成金铝金属间化合物进程会慢些。     

金凸点键合工艺在国产陶瓷外壳中的应用

国产陶瓷外壳已经逐渐应用于高可靠要求的各类电子元器件的封装上。在IC封装过程中, 随着封装密度的提高,因其键合指状引线的质量难以满足键合工艺要求,为使其能达到工艺控制要求, 我们开发出一些相应的封装技术,提高了产品的可靠性。金凸点键合工艺用于提高国产陶瓷外壳键合指 上的键合引线强度有非常明显的效果,是一项较新的技术。     

微波组件硅铝丝键合工艺参数的优化

通过控制单一变量的试验方法,研究了超声功率、超声时间、键合压力等参数对硅铝丝键合一致性和可靠性的影响,分析了每个参数对硅铝丝键合的影响规律.通过正交试验方法,优化了键合参数组合,并进行试验验证.通过环境试验对微波组件中硅铝丝键合的可靠性进行评价,在某产品上进行验证,并抽样对其可靠性进行评价.产品键合点形貌良好,一致性高...     

线弧参数对铝丝楔焊键合强度的影响研究

文章主要研究了铝丝楔焊键合过程中线弧参数对键合拉力的影响规律,分析了线弧高度、线弧起始角度、拉弧过程中反向距离与键合拉力之间的关系,实验研究表明线弧高度越大,键合拉力越大;不同线弧起始角度和反向距离对稳定性烘焙试验前键合拉力影响不大,而经过300℃、1 h烘焙后,起始角度太大和反向距离越长,其键合拉力离散性大,并出现小于3 gf的拉力情况,这些实验现象和分析结果为实际生产中键合工艺的优化提供了参考。     

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。     

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。     

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.     

基于DOE和BP神经网络对Al线键合工艺优化

Al丝超声引线键合工艺被广泛地应用在大功率器件封装中,以实现大功率芯片与引 线框架之间的电互连.Al丝引线键合的质量严重影响功率器件的整体封装水平,对其工艺参数的优化具有重要工业应用意义.利用正交实验设计方法,对Al丝引线键合工艺中的三个最重要影响因数(超声功率P/DAC、键合时间t/ms、键合压力F/g)进行了正交实验设计,实验表明拉力优化后的工艺参数为:键合时间为40 ms,超声功率为25 DAC,键合压力为120g;剪切推力优化的工艺参数为:键合时间为50 ms,超声功率为40 DAC,键合压力为120 g.基于BP神经网络系统,建立了铝丝超声引线键合工艺的预测模型,揭示了Al丝超声键合工艺参数与键合质量之间的内在联系.网络训练结果表明训练预测值与实验值之间符合很好,检验样本的结果也符合较好,其误差基本控制在10%以内.     

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。     

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。     

Microstructural evolution of ultrasonic-bonded aluminum wires

The evolution of microstructural gradients, especially crystallographic texture gradients, after ultrasonic wire bonding process and after active power cycling (APC) of high purity, heavy aluminum (Al) wires is studied by electron backscatter diffraction (EBSD) and nanoindentation. The results improve the knowledge about microstructural changes and arrangements after wire bonding and during APC. After ultrasonic deformation by wire bonding, the evolution of a distinct rotated cube (RC) textured area within the wedge was proved by EBSD analysis. The RC texture is discussed as a result of shear deformation and oriented grain growth. Decreased hardness within the RC textured area provides evidence for local softening effects during wire bonding. During APC, besides crack propagation, grain coarsening as well as local low angle boundary migration occurs and the wedge texture changes to an overall random orientation. Effects of microstructure on the crack growth behavior were discussed and suggestions for the improvement of wire bond reliability were derived.     

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。     

Scanning white light interferometry in quality control of single-point tape automated bonding

We report on applying a scanning white light interferometry (SWLI) for quality control of aluminum lead single-point tape automated bonding (spTAB). A spTAB process was used to connect Al leads on a thin polyimide flex to Al bond pads on a flexible Al-polyimide cable. In the experiment three different bonding process parameters, i.e. bond force, ultrasonic power, and ultrasonic treatment time were varied in order to maximize the pull force. A custom built scanning white-light interferometer was used to measure the bond height in order to correlate this parameter with the tensile bond force. This force was obtained in a destructive way by a consecutive pull test. All bonds with a height within (7.22 ± 1.80 μm), possessed a tensile strength exceeding 85 mN. This was verified by a separate validation measurement where the pull force of bonds complying with the height requirement was recorded. Based on the 3D observations the conditions for an acceptable bond quality were revisited and refined.     

Cu引线超声键合动态过程有限元模拟

引线键合是电子封装中一种重要的芯片互连技术,其中Cu引线的超声键合是目前研究的热点.利用ANSYS有限元软件建立了包括Cu引线、键合劈刀、焊盘以及芯片在内的超声楔焊模型,采用非线性有限元方法研究冲压和超声振动两个阶段的应力场变化,着重探讨超声振动阶段材料塑性变形量的突变,并分析超声功率改变时焊点结构中应力和应变的变化.