超声功率对粗铝丝超声引线键合强度的影响

超声功率是影响粗铝丝引线键合强度的最主要因素之一。在尽量排除其他干扰因素的情况下，通过实验比较了11种不同超声功率条件下，粗铝丝引线键合的结果，观察到了超声功率对粗铝丝引线键合强度的影响：在超声功率较小情况下(超声功率比为20％～30％)，增大超声功率有助于提高键合强度；在超声功率较大的情况下(超声功率比为45％～70%)，增大超声功率反而会降低键合强度，出现过键合的情况；只有当超声功率适中时(超声功率比为35％～40%)，才能获得稳定且满意的键合强度。分析了验现象的产生原因。     

超细铜金粉生产制造工艺优化及改造研究

通过对铜金粉生产工艺的系统研究,在基本保持原有生产设备的基础上,对工艺过程中湿磨、精磨等关键工艺作了较彻底的改造和优化,取得了较为成功的经验,产品的部分性能指标达到了国际先进水平。     

超声功率对引线键合强度的影响

采集键合试验的PZT驱动功率及对应键合点的剪切测试力数据,作为超声功率和引线键合强度的表征.试验中的键合力、温度和时间分别设置为4.7 N、室温和100 ms.在这种典型的工业工艺键合参数下,通过改变超声功率比(设定超声功率与最大可调功率之比)来改变超声功率,研究了超声功率对引线键合强度的影响规律.试验中超声功率比在15%～100%之间做了20种设置,共进行了20组1 000次键合试验.结果表明:超声功率小于3.5 W时,键合强度受超声功率的影响规律明显,即当超声功率小于1.0 W时,增加超声功率将增加键合强度,并减少剪切测试力为0的情况;大于1.6 W后则反之;而在1.0～1.6 W之间则可获得稳定可靠的键合强度,也就是在上述试验条件下的键合窗口;超声功率超过3.5 W后,规律不明显.此外,超声功率除受超声功率比这一可控因素影响外,还受基板质量不均匀、劈刀与铝丝间约束不确定等随机因素影响,超声引线键合是一个敏感的过程.     

引线键合中多向超声能量传输特性研究

利用波在弹性体中传播机理,给出超声聚能杆和劈刀的振动传递的特性,利用多普勒振动计PSV-300-F(1.5MHz)测量了振动位移和速度,证实理论结论,并对双向垂直传输超声能焊具的性能进行了研究,阐明了垂直双向加载是一种高效的传能模型.这些将对优化设计超声振动系统、提高超声键合能量传递效率和进一步研究整个超声振动系统的能量传递性能有重要意义.     

基于Lyapunov指数的键合换能系统振动特性分析

阐述Lyapnov指数作为振动信号的混沌判断原理,并对换能系统的振动信号进行分析与研究,计算换能系统在不同加载压力下变幅杆的振动时间序列的Lyapnov指数.结果表明振动信号中的最大Lyapnov指数均大于0,根据混沌理论可以判定换能系统振动信号中存在混沌现象,应该采用混沌的方法研究与分析换能系统振动信号;通过不同加载压力下的平均键合强度与最大Lyapunov指数的比较,发现Lyapunov指数的过小和过大会造成引线键合的欠键合和过键合,这为进一步研究超声引线键合换能系统的振动特性提供有价值的参考.     

热超声引线键合换能系统振动特性仿真研究

在建立热超声引线键合换能系统各子部分运动方程的基础上，利用有限元方法建立空载情况下换能系统的振动特性仿真模型，并采用正弦扫频方法验证仿真模型。结果表明：换能系统以第2阶变幅杆轴向振动与劈刀径向振动的模态作为其工作状态下的主振型；换能系统工作频率附近包含多种振动模态，键合过程极易被激发而表现出多模态性，由此会消耗部分超声能量且对芯片键合界面造成负面影响，这些振动模态必须得到抑制；仿真计算与试验结果相吻合，其中工作频率的相对误差只有1．2％。     

塑料微流控芯片热压及键合设备结构设计研究

微通道的热压成形及盖片与基片的键合是制作塑料微流控芯片的关键工艺。大连理工大学微系统研究中心开发了用于自动化制作塑料微流控芯片的设备。该设备采用封闭的立柱结构，通过力矩电机驱动的螺旋升降机提供所需的压力。对其结构设计进行研究，具体介绍该设备结构设计的特点。     

基于硅酸镓镧的声表面波高温压力器件的微结构加工制造技术研究

采用硅酸镓镧(Langasite,LGS)压电材料制备声表面波(Surface acoustic wave,SAW)高温压力传感器可解决高温、高压等恶劣环境下温度、压力等参数的实时原位测试的问题,但由于硅酸镓镧是一种高硬度难加工的硬脆性压电材料,因此开展了硅酸镓镧压电材料在高温等恶劣环境下的微结构加工制造技术的研究.通...     

新型室温中远波段红外探测器的关键工艺研究

介绍了一种基于MEMS技术的新型室温中远红外波段硅基电容式红外探测器原理和制作工艺过程，并详细介绍了针对单面光刻机而采用的对准孔双面对准和键合对准技术、浓硼扩散FLPW腐蚀停止技术制备超薄敏感硅膜以及薄膜的疏水处理等关键工艺。还对各环节所遇到的问题和其相应的解决方法进行了详细地阐述。     

高温高湿环境对键合Cu线可靠性影响的研究

通过高温存储试验和高压蒸煮试验对铜线键合器件在高温高湿环境下的可靠性进行研究,分析试验前后键合球剪切力和键合球拉力的变化,利用扫描电镜、透射电镜观察试验前后键合界面形貌及金属间化合物类型,采用能谱仪对试验前后键合界面的成分进行分析。研究结果表明,键合初期,Cu/Al键合界面没有生成Cu、Al金属间化合物,键合界面具有一定的连接强度;高温存储试验后,Cu/Al键合界面生成CuAl、Cu_9Al_4金属间化合物,连接强度增加;高压蒸煮试验后,Cu/Al键合界面的Cu_9Al_4金属间化合物消失,键合界面由于卤素原子的加入使周围环境呈现弱酸性,Cu9Al4金属间化合物在该环境下被腐蚀,其反应式为Cu_9Al_4+12Br-~=4AlBr_3+9Cu +12e~-,键合界面出现孔洞,键合界面强度减小,降低了器件的可靠性。     

芯片封装中铜线焊接性能分析

通过对纯铜的机械性能和电、热和化学氧化性能进行分析和比较,铜线在芯片引线键合具有良好的机械、电、热性能,它替代金线和铝线可缩小焊接间距,提高芯片频率和可靠性。但是,铜由于表面氧化使其可焊性较差,可采用焊接工艺来改善其可焊性,并给出了具体方案。     

基于自感知压电换能器的键合质量检测方法研究

将换能器耦合电信号作为识别键合质量的信息载体,研究了耦合信号的特征提取、模式识别方法及实际应用。提出了一种换能器耦合信号细化特征提取方法,该方法以三个关键键合过程即去除氧化膜、键合点塑性变形、应力扩散为依据,将瞬态耦合信号分段进行特征提取。采用主分量分析技术对提取的特征进行选择,通过BP神经网络对键合缺陷特征进行分析,有效地识别了无引线键合缺陷,预测了键合点剪切力。     

电子封装中超声波线焊的瞬态热－结构有限元分析

用三维有限元方法对超声波线焊进行了瞬态的热-结构分析。为了用较小的规模模拟相对较长的金线和较大的焊盘,提出了一种温度场分析的等效方法。有限元模拟结果显示：超声波线焊中的总体温度远低于金属的熔点,说明总体温度的升高不是导致超声波线焊的直接原因;焊盘越小,总体温度越高,所以减小焊盘的尺寸能提高焊接性能;较大的压碘键合力对应的总体温度也较高,但是效果不明显,而且容易损伤金线。     

基于频率灵敏度方法的超声键合换能器结构优化

针对超声换能器设计上存在的双共振峰或多共振峰等常见问题,提出了一种基于频率灵敏度方法的换能器结构优化设计方法。以芯片键合超声换能器为例,采用模态频率灵敏度的方法,通过最小量地修正变幅杆的直径,实现轴向工作频率与其他非工作频率的分离,有效地抑制了工作频率附近杂散的非工作模态对自身模态的干扰,确保在工作状态下换能器被驱动在单一的工作频率,从而提高了超声能量输出的稳定性。     

超声波线焊的两维非接触有限元分析

在超声波线焊中,虽然金线和焊接平台间的接触界面较大,但实验显示,焊接部位只发生在接触截面的周边,这是一种特别的焊接界面形态和超声波线焊的机理。本文采用弹塑性、大变形的非线性有限元方法,模拟了超声波线焊的过程,分析了接触界面的接触压强分布,发现不均匀的接触压强分布是导致这种焊点形态的主要原因。这种不均匀的焊点形态也将影响对压碶按压力作用的理解,过高的压碶按压力并不一定有助于超声波线焊。     

电子封装中超声波线焊的三维/二维非线性有限元分析

用三维和二维的有限元方法对超声波线焊进行了模拟，其间考虑了材料非线性、几何非线性和接触边界非线性的影响。实验显示，金线和焊接平台的接触界面为长椭圆形状，其中焊接部位发生在接触界面的周边。有限元模拟的结果显示，最大的接触压力以及由此导致的最大摩擦能密度也发生在接触界面的周边，从而解释了实验现象。分析了各工作参数对超声波线焊产生的影响。结果表明，并不是压碳按压力越高，接触压力就越大，这意味着提高压碳按压力不一定能提高焊接的可能性，有限元分析有助于确定合适的压碳按压力。     

液-固相复合工艺对铜包钢线界面质量的影响

研究了液-固相复合工艺制备铜包钢线时,钢线预热温度和表面处理对界面结合质量的影响.结果表明：钢芯线的预热温度提高,界面结合强度提高;但高于400℃时,由于钢线表面氧化而导致界面结合强度下降.钢芯线在预热300～400℃并助镀卤化物溶液的条件下,界面结合强度可达95 MPa;此时,界面处铜和钢晶粒直接接触,剥离几乎发生在铜层上,且粘结的铜分布均匀,结合强度接近甚至超过纯铜的抗剪强度.     

键合力对超声键合换能系统振动影响的时频分析

在超声引线键合过程中，键舍力是影响键舍强度的重要因素之一。通过实验研究了键舍强度与键舍力之间的关系。在不同键舍力情况下，通过小波分解的方式对速度信号进行分析，得出在键合力不同的情况下键舍机超声速度信号的时频特性。分析发现，只有在键合力适中的情况下，键舍强度才能达到最大，速度信号中的不稳定成分主要来自于劈刀与基板的接触表面，随着键合力的升高，速度信号逐渐稳定，阶跃信号即不稳定成分逐渐减小，有效地提高了信号能量的传递比率。