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常指4N金线。为了满足一些特殊温度有较高的控制要求。工艺中更注意实际温度的的应用要求,例如高强度,有时候也使用合金线变化对键合强度的影响。过高的温度不仅会产生过(%的纯度)。研究表明某一些掺杂物多的氧化物影响键合质量,并且由于热应力应变的(金线里的其他物质)能降低金和铝的界面层扩散成影响,键合头零部件和器件的可靠性也随之下降。温56(总第158期)·测试与测量·度过低将无法去除金属表面氧化膜层等杂质,无法的3/4,厚度适中且焊球与线弧过渡平滑;第二焊点促进金属原子间的密切接触。孟艳[8]通过实验研究即楔形键合(如图8)外观要求:外形对称、厚度为金了静压力对超声键合过程瞬态温度特性的影响,为线直径的3~4倍,焊接面与线弧过渡平滑;线弧不键合工艺参数优化和引线键合过程的在线质量检测允许有垂直方向的下垂和水平方向的摇摆;点型及提供了技术依据。线弧一致性要好。,并且键合点不同,键合时间也不一样。一般来说,键合时间越长,金3/5h属球吸收的能量越多,键合点的直径就越大,界面强度增加而颈部强度降低。但是过长的时间,会使键合2/5h点尺寸过大,超出焊盘边界并且导致空洞生成概率增大。Murali等人[9发现]~5WD再结晶,导致颈部强度降低,增大了颈部断裂的可图7球形键合第一焊点能,因此合适的键合时间显得尤为重要。,因为它对金属球的变形起主导作用。过小的功率会导致焊点过小、未成形或尾丝翘起;过大的功率导致根部断3~4WD3~4WD裂、键合塌陷或焊盘破裂。Jeon[10]研究发现超声波的水平振动是导致焊盘破裂的最大原因。超声功率和键合压力是相互关联的参数。增大超声功率通常需图8球形键合第二焊点要增大键合压力使超声能量通过键合工具更多的传两焊点外观要求如图9所示,斜线部分表示键递到键合点处,但Roone等人y[11]发现过大的键合压合区(金属线上劈刀压痕),W表示键合区宽度,L表力会阻碍键合工具的运动,抑制超声能量的传导,导示键合区长度。一般情况下,焊点沿长轴方向为椭圆致污染物和氧化物被推到了键合区域的中心,形成形或圆形,~3中心未键合区域。倍;~5倍;键合区厚度一般为金属线直径的1/左右;焊3接面与4键合质量评价线弧过渡平滑;第一焊点线尾一致要好(如图10);线弧不允许有垂直方向的下垂和水平方向的摇摆;。,通过显微镜观测焊点外形可初步判断,键合质量的优劣。由于键合完成后,不可能对每颗引线都进行拉推力破坏试验,这就使得镜检工作非常重要,防止不良品进入下一道工序。(如图7的)外观要求:~5倍,(总第158期)57电子工业专用设备EPE·测试与测量·EquipmentforElectronicProductsManufacturing金属线剪切工具球形肩部键合区焊盘3μm~5μm图12键合推力试验图10楔形键合线尾一致性MBD键合质量的好坏往往通过破坏性实验判定。通常使用键合拉力测试(BondPullTest,BPT)(如图11)、键合剪切力测试(BallShearTest,BST)(如图12)。影响BPT结果的因素除了工艺参数以外,还有键合材料(材质、直径、强度和刚度)、焊盘材质、吊钩位置、弧线高度等。除了确认BPT的拉力值外,还需确认引线断裂的位置。主要有5个位置:(1)第一焊BCD点界面;(2)第一焊点颈部;(3)线弧中间;(4)第二焊点颈部;(5)第二焊点界面。其中要求断点不能在(1)图13截面球直径和(5)2个位置。BST是通过水平推键合点的引线,测推拉力试验可能会因为焊接器件中芯片不同、得引线和焊盘分离的最小推力,一般应用在球形键试验环境不同或人为原因出现偏差。对于球形键合,合第一焊点中。键合剪切力公式为:F=R/BSSBSR芯片焊盘与焊球间是否出现金属间原子扩散形成的(πD2/4),中其F为剪切力(BallShearStress);RBCDBSSBSR化合物,是键合质量的最根本判据。在高质量键合的为剪切读数(BallShearReading);D为截面球直径BCD情况下,采用镊子或专用工具水平推去键合点焊球,(BallContactDiameter)(如图13)。剪切力测试可能并在高倍显微镜下观察焊球与芯片电极焊盘结合表会因为测试环境不同或人为原因出现偏差L,iang等面应存在“残金”,并且有刮不干净的现象,如图14人[12介绍]了一种简化判断球剪切力的方法,提出简所示,可以看出电极与焊球融合的情况良好,电极与化键合参数(RBP)的概念,即RBP=po×wforceerA-焊球结合为一体,抗外力破坏能力强。B×time,其C中A,B,C为调整参数,,,。(总第158期)·测试与测量·球形键合第二焊点为楔形键合,,在封装应力的作用下,、脱键现象。为了提高器件的可靠性,影响第一键合点可靠性的因素有很多,在诸多工艺中经常采用加固的方法。图17为未做加固处理因素中,焊球与金属线的直径比对第一焊点的键合的第二焊点;图18为经过金属球加固的第二焊点,质量影响最大、最为直观,起着决定性的作用。通过一般为自动机台所采用;第二焊点也有用银浆加固调整键合工艺参数,即超声波功率和压力、时间、温方法,一般以手工作业为主。这两种加固方法,都可度等,~5倍的以提高第二焊点的可靠性,尤其经过金属球加固的要求,并使焊球与芯片电极达到共融的理想结果,其第二焊点,其可靠性将有很大提升,在要求高质量引键合点侧向截面如图15所示。为使焊球与金属线的线键合的生产线中应用普遍。~5倍的要求,金属线直径的选择须考虑芯片电极的大小,,。图16为较粗金属线与较小芯片电极键合的失配情况,为提高键合质量采用加粗金属丝,但因焊球与金属线的直径比不能达到要求,使其可靠性反而不如一般未加粗情况的键合状态[1。3],加固方法也一样,都可以用银浆加固方法。不过楔形键合一般都图16球形键合焊球较小是利用调整工艺参数,即超声波功率和压力、时间、(总第158期)59电子工业专用设备EPE·测试与测量·EquipmentforElectronicProductsManufacturing温度等,改善键合材料及焊盘材质,使电极与焊点共子工业专用设备,200,356(3):55-6。0融,达到要求焊点形状。[5][J],200,6(67):16-206结束语[6][J],2003,(3):65-67。[7],在未析[J]半导体技术.,200,316(11):828-。832来相当长一段时间仍将是封装内部连接的主流方[8][J]。随着封装尺寸的减小新,材料、新封装形式的应工程,2005,5(10):673-67。5用,对于引线键合工艺的可靠性及稳定性提出了更[9]MuralS,SrlkNant,。andslipbandsobserintvhedermocopper-sonicballbond-在引线键合中,影响键合可靠性的因素很多,解ing[J].Materialscharacteri,2003,50(z10ation):39-。50决方法主要通过选择合适的键合方式及设备,调整[10J]-最优工艺参数,应用正确的引线键合质量评价方式alpeeling,B:Numericalanalysis[J].Microelectronicsreli-及合理的提高引线键合可靠性措施。abilit,2003,4y(312):2055-。2064[11R]ooneDT,yNagerDP,:bondingperformance,processconditions,andmetallur-gicalintegritofchonipbyoardwirebonds[J].Microelec[1][J],2005bilit,4(52):3y79-。390设备,200,334(10):12-。14[12L]IANGZN,KUPEFRG,[2]晁宇晴,杨兆建,[J]-技术,200,287(4):205-。210bilit[J],1998bilit,38(6):y[3][J],1287-。1291200,254(2):84-85[13蔡伟智].发光二极管引线键合可靠性探讨[J],[4][J],(74):34-。36!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!(上接第5页)*公司痛下决心,搞产品创新,以创新求生存,发展,产品每类在国内同行业领先,营业规模和经在封装搞到一定规模时,延伸到搞芯片制造、设备济效益均领先同行业。仪器等多元化发展。公司的使命是:为客户提供最好的品质、最短*FBP平面凸点封装原创性发明,有29项自的交期、最具竞争力的成本及全方位的服务。主知识产权的专利,其中发明专利有19项。在国外公司的经验是:申请专利,打破了国外的垄断。可应用于300mm、技术+市场:科技创新是主战场,企业发展的50nm产品的封装,可进行WLCSP封装。重布线工原动力;艺和多层薄膜工艺已应用到超大规模集成电路的技术+资本:科技创新的助推器,企业发展的封装。在微型片式元器件设计和SI封装P研发上取生命力;得了较好的成绩。技术+制度:科技创新的催化剂,企业发展的*公司拥有3个厂区,建有超净厂房面积15创造力;万m2,可年产100~125mm分立器件芯片100万技术+人才:科技创新的支撑点,企业发展的片;年产IC产品75亿块和生产250亿支分立器件暴发力;的规模。技术+文化:科技创新的加油站,企业发展的*公司近5年来,每年均以30左右%的水平在持久力。6(0总第158期)