金线键合工艺的质量控制-KSY版-2012
引线键合技术发展及失效分析-企业版-2012-5
引线键合技术发展及键合实效机理分析(孙伟沈阳中光电子有限公司辽宁沈阳)
备注:键合资料整理与技术应用参考
制定时间2012 年5月12日
摘要:引线键合以工艺简单、成本低廉、适合多种封装形式而在连接方式中占主导地位。对引线键合工艺、材料、设备和超声引线键合机理的研究进展进行了论述与分析,列出了主要的键合工艺参数和优化方法,球键合和楔键合是引线键合的两种基本形式,热压超声波键合工艺因其加热温度低,键合强度高、有利于器件可靠性等优势而取代热压键合和超声波键合成为键合方法的主流,提出了该技术的发展趋势,劈刀设计、键合材料和键合设备的有效集成是获得引线键合完整解决方案的关键。
关键词:引线键合;球键合;楔键合;超声波键合;集成电路
Progress on Technology of Wire Bonding
Abstract:Wire Bonding holds the leading position of connection ways because of its simple technique,low cost and variety for different packing forms. Discuss and analyz the research progress of wire bonding process,materials,devices and mechanism of ultrasonic wire bonding.The main process parameters and optimization methods were listed. Ball bonding and Wedge bonding are the two fundamental forms of wire bonding.Ultrasonic/thermosinic bonding became the main trend instead of ultrasonic bonding and themosonic bonding because of its low mentioned. The integration of capillaries design, bonding materials and bonding devices is the key of integrated solution of wire bonding.
金丝键合培训计划
金丝键合培训计划
一、背景介绍
金丝键合是一种用于连接电路板上元器件与线路板路径的连接技术,其在电子行业中具有重要的应用。随着市场需求的增加,金丝键合技术的应用也越来越广泛。为了提高金丝键合技术人员的技能水平,保证产品质量和生产效率,我们特制定了金丝键合培训计划,旨在提高员工的技能水平和工作效率,提升企业竞争力。
二、培训目标
1.理论水平:通过培训,员工能够掌握金丝键合的原理、工艺流程和相关知识。
2.技术水平:通过培训,员工能够熟练操作金丝键合设备,掌握各种工艺技术和方法。
3.安全意识:通过培训,员工能够提高安全意识,规范操作,减少事故发生。
4.质量控制:通过培训,员工能够了解质量标准,掌握质量控制的方法,提高产品质量。
5.团队合作:通过培训,员工能够加强团队合作意识,互相配合,共同完成任务。
三、培训内容
1.理论知识:金丝键合原理、工艺流程、设备操作、相关标准等。
2.实践操作:金丝键合设备操作、不同工艺方法的实际操作、质量检验等。
3.安全培训:安全操作规程、事故案例分析、安全防范措施等。
4.质量控制:产品质量标准、检测方法、不良品处理等。
5.团队合作:团队活动训练、沟通协调、危机处理等。
四、培训形式
1.课堂授课:由公司内部专业人员进行金丝键合理论知识的讲解和技术要点的培训。
2.实践操作:由公司内部专业人员进行金丝键合设备操作的实际演示和指导,让员工亲自操作设备,熟悉工艺流程。
3.外出学习:参观金丝键合设备生产厂家,与其他企业进行交流学习,了解新技术、新设备。
4.案例分析:通过真实的案例教学,让员工了解工作中可能遇到的问题,及时处理危机。
浅谈金线键合
浅谈金线键合
胡立波;高敏
【摘要】引线键合是用非常细小的线把芯片上焊盘和引线框架连接起来的过程.金线焊接工艺,是引线键合工艺的一种.它是利用金线将芯片上的信号引出到封装外壳的管脚上的工艺过程.本文主要探讨集成电路封装中金丝键合技术以及影响因素,介绍了键合机工作原理及设备的相关操作.
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2015(000)017
【总页数】1页(P97)
【关键词】引线键合;芯片;键合机
【作者】胡立波;高敏
【作者单位】江苏商贸职业学院;江苏商贸职业学院
【正文语种】中文
做集成电路成品的几道工序分别是磨片,划片,装片,固化,烘箱,键合,MC,QC,塑封。金线键合的步骤是拿料,上料,机器工作,下料,检验。拿料时要根据这台焊线机所做的是哪种产品去拿料,一台机子上不同的产品是不能混用的,不然芯片就会报废,对焊线机也是很不利的。上料也是很有讲究的,一个料盒里的每条料不一定是按一个顺序放的,有些头尾没有放一致就要把那条料抽出来反一下再慢慢放入料盒。上料时一定要认真确认这盒料是否有做过,如果做过了就不能再做
了,不然就会双丝。更不能把料条前后颠倒,这样所有的焊线就都反了,那么芯片就又要报废了。在确认以上两点后就把料盒的后出口堵上,防止在机器工作时抖动把料条抖出来。最主要的就是机器工作了,焊线机包括金线机、铝线机、超声波焊线机,而我们所用的就是金线机。焊线机主要应用于大功率器件比如:发光二极管、激光管、中小型功率三极管、集成电路和一些特殊半导体器件的内引线焊接。机器用于实现不同介质的表面焊接,是一种物理变化过程,首先金丝的首端必须经过处理形成球形,并且对焊接的金属表面先进行预热处理,接着金丝球在时间和压力的共同作用下,在金属焊接表面产生朔性变形,使两种介质达到可靠的接触并通过超声波摩擦振动,两种金属原子之间在原子亲和力的作用下形成金属键实现了金丝引线的焊接。
键合工艺常识
焊线工艺
1. 金线与铝电极焊接时,温度为什么要控制在200℃以内?
金在高温时(>200℃),易与铝产生脆性的金属间化合物AuAl2(紫斑)和Au5Al2(白斑),同时在接触处因相互扩散形成空洞(柯肯达尔空洞),而使金-铝键合点导电能力变差,并极易碎裂产生脱键。(因此使用金丝时,应尽量避免采用金-铝结合,而采用金-金结合。)
2. 什么是柯肯达尔效应(Kirkendall equation)?
在焊接过程中,合金形成的焊点,在结合层附近会发现一些微小的孔洞,而且随着时间的积累,这些孔洞会越来越大,最后会连成一条细缝,导致焊点断裂。这种现象,就是Kirkendall 效应。
造成Kirkendall现象的原因是不等量的原子交换,低熔点组元扩散快,高熔点组元扩散慢。Kirkendall现象正是扩散的空位机制的证明。(空位机制是FCC金属中扩散的主要机制)
3. FCC金属有哪些?
FCC金属是面心立方晶胞,晶胞含有4个金属原子,FCC金属主要有:铜Cu、铝Al、镍Ni、铅Pb、金Au、银Ag、γ-Fe。
4. 哪种元素可以提高合金在氢中的热稳定性?
微量镍Ni元素可以提高合金在氢中的热稳定性。
5. 钯基的作用。
所谓合金线,是钯基含银、金和镍的四元合金,钯和银可无限互溶,形成连续固溶体,有PdAg23、PdAg25、PdAg30、PdAg40等。
金线键合技术
金线键合封装 技术简介
焊线封装工艺
焊线封装工艺:用导线将半 导体芯片上的电极与外部引 脚相连接的工艺,即完成芯 片与封装外引脚间的电流通 路.
焊线工艺(续)
BGA
QFP
焊线工艺(续)
QFN
Smart Card
焊线工艺分类
1。热超声/金丝球焊
金线来料检验
- 金线的主要测试指标是抗张强度(拉
断力)及延展率
- 外观检验标准为表面完整性.比较好
的测试方法是使用SEM.
- 放线性能
键合工艺质量控制测试
Visual Inspection(目检) Bond Shear(推球) Wire Pull(拉线) Wire peel(第二焊点拉线) IR microscopy(红外线显微镜) Cross-section(抛面分析) Chemical etch(化学腐蚀)
热超声焊工艺机理(续)
1st Bond(Ball)
2nd Bond(Stitch)
US
Force
F
US
T Temperature
热超声焊工艺机理(续)
BHale Waihona Puke Baidund Force
将金球或金线固定于焊线位置以便于超 声能量的传播
焊线压力使金线与焊接表面紧密压合, 并将金线延伸变形
金线键合技术
die damage
Bond Shear
破坏性测试 第一焊点推球测试焊点的键合强度 推球测试会在最弱的结合面剪切第一焊 点(金球,金铝结合面,焊点金属层与芯 片基底结合面...).所以推球后需观 察推落模式. 该测试是球焊工艺的业界标准测试项目
Bond Shear (Cont.)
Bond Shear (cont.)
热超声焊与超声楔焊比较
金属线 焊线工具 焊线温度 焊线机
T/S
U/S
Au/Cu
Al/Au
Capillary
Wedge
需加热
室温
-电火花放电烧球 -不需烧球
-焊头与焊线
-焊头与焊线
无方向要求
方向一致
金丝球焊工艺图示
金丝球焊工艺图示(续)
金丝球焊工艺图示(续)
金丝球焊工艺图示(续)
第一点球焊 主要参数
z 超声功率/压力/时间 (US_Power/Force/Time) z 键合温度 (Bond Temperature) z 芯片焊区金属层类型 (Bonding Pad Metallization) z Capillary设计 z 图象识别系统(PRS)性能 主要特性 z 焊球形状(球径/Ball Size,球高/Ball Height) z 键合强度 (Ball Shear Strength) z 无凹坑 (Cratering) z 焊球位置精度 (Bond Placement)
金线键合线颈受损控制方法研究
( Z h u h a i G g E E X i n y u a n E l e c t r o n i c s C o . , L t d . Z h u h a i 5 1 9 1 1 0 )
Ab s t r a c t : The pa p e r i n t r o d u c e d t he b a s i c p r i n c i p l e o f go l d w i r e b o n d i ng, p r o d u c t f a i l u r e f o r 1 s t bo n di n g n e c k da ma g e ,
是 因其 隐 蔽性 的特 征 , 在 封装 过程 中线颈 受损
不 易用常规 的检 测方式发现, 因此如何 有效的从
源头控制 显得格 外重要。
种失 效在金 线键 合工序 的失效 总数 中占据 了较 高的 比例 , 严重威胁 着产品 的品质 , 也给 售后带
来了很多困惑 。
2金线线领受拟时元器件 ・ 叮 忭的影响 3金线线颁受{ i d 的_ J : 艺控制父键点
S t a n da r d
标 准 检测
金线键合线颈受损控制方法研究
杨 虎 刚 徐 世 明 ( 珠 海 格 力新 元 电 子 有 限 公 司 广 东珠 海
5 1 9 1 1 o )
金线键合工艺的质量控制-KSY版-2012
金线键合工艺的质量控制
孙伟(沈阳中光电子有限公司辽宁沈阳)
摘要:本文介绍引线(Au Wire)键合的工艺参数及其作用原理,技术要求和相关产品品质管控规范,讨论了劈刀、金线等工具盒原材料对键合质量的影响。
关键词:半导体器件(LED),键合金丝;键合功率;键合时间;劈刀;引线支架
一引言
半导体器件(光电传感器)LED芯片是采用金球热超声波键合工艺,即利用热能、压力、超声将芯片电极和支架上的键合区利用Au线及Ag线试作中(Cu 线也在试验中)对应键合起来,完成产品内、外引线的连接工作。也是当今半导体IC行业的主要技术课题,因为在键合技术中,会出现设备报警NSOP/NSOL等常规不良,焊接过程中的干扰性等不良,在半导体行业中,键合工艺仍然需要完善,工艺参数需要优化等,键合工艺技术在随着全球经济危机下,随着原材料工艺变革和价格调整下不断探索Bonding新领域的发展。已经建立了相对晚上的Bonding优化条件的体系中,在原材料的经济大战中,工艺技术将进一步推动优化Bonding条件体系
二技术要求
2.1 键合位置及焊点形状要求
(1)键合第一焊点金球Ball不能有1/4的Bonding到芯片电极之外,不能触及到P型层与N型层分界线。如下图1所示为GaAs单电极芯片Bonding 状态对比
Photo:
(2) 第二焊点不得超过支架键合区域范围之内,如图2所示.
(3)第一焊点球径A约是引线丝直径Ø的3.5倍(现行1.2MIL金线使用,Ball Size 中心值控制在105um)左右,金球Ball形变均匀良好,引线与球同心,第二焊点形状如楔形,其宽度D约是引线直径Ø的4倍(即目标值:120um)左右,球型厚度H为引线直径Ø的0.6~0.8倍。金球根部不能有明显的损伤或者变细的现象,第二焊点楔形处不能有明显裂纹。
全自动键合机工艺调试方法
全自动键合机工艺调试方法
发布时间:2009-6-18 阅读:1885次
潘峰,颜向乙,郑轩,广明安,王丰
摘要:介绍新型金球键合机工艺调试过程,分析并解决调试过程中遇到的工艺问题。
关键词:工艺;键合;调试
目前,集成电路先进后封装过程关键技术中,封装管脚的90%以上采用引线键合技术。封装行业多年的事实和权威预测表明,到2020年,引线键合技术仍将是半导体封装尤其是低端封装内部连接的主流方式。所谓的引线键合技术,是指以非常细小的金属引线的两端分别与芯片和管脚键合,形成电气连接的技术。对于一般半导体封装的性能和成本要求,引线键合是最优的选择。先进后封装技术,如多芯片封装和系统级封装(SIP)都对引线键合技术、工艺等方面有很高的要求。本文侧重于金丝球键合的工艺调试过程分析。
1 引线键合工艺过程介绍
键合工艺根据焊接原理(热或者超声能量),分为三种:热压焊、超声焊和热超声焊。热超声焊在工作温度上和键合效果上适合于目前主流的金线焊接。本文中进行调试的全自动金线键合机是以热超声球焊为工艺基础的金丝球焊机。
引线键合主要有两种工艺过程:楔形键合和球形键合。这两种引线键合技术基本的步骤分为:形成第一焊点(通常在芯片表面),拉成线弧,形成第二焊点(通常在引线框架/基板上)。这两种键合的不同之处在于:球形焊接中在每次焊接循环的开始会形成一个焊点;而楔形焊接则是将引线在压力和超声能量
下直接焊接到芯片的焊盘上。
1.1 球形键合工艺过程
球形键合的工艺是:将金丝穿过劈刀毛细管,利用氢氧焰或电气放电系统产生电火花高温融化金属丝伸出到劈刀腔体外的部分,在表面张力作用下熔融金属凝固形成标准的球形,紧接着控制降下劈刀,在适当的压力和设定好的时间内将金球压在电极或芯片上。在键合过程中,通过劈刀向金属球施加压力,同时促进引线金属和下面的芯片电极金属发生塑性变形和原子间相互扩散,完成第一次键合。然后,劈刀运动到第二键合位置,第二点焊接包括阵脚式焊接和拉尾线,通过劈刀端口对金属线施加压力以楔焊的方式完成第二次键合,焊接之后拉尾线是为下一个键合点循环成球作准备。劈刀升高到合适的高度以控制尾线长度,这时在线夹拉力作用下,楔焊点尾端断裂,紧接着劈刀上升到形成球的高度。成球过程是通过离子化空气间隙的“电子火焰熄灭”过程实现的,所形成的球即自由空气球。
LED金线键合工艺的质量控制
f) 焊 点 球 径 A 约是 丝径 的 3 3第一 . 左 右 , 形 变 均 5倍 球 匀 良好 , 与 球 同 心 ; 二焊 点 形 状 如 楔 形 , 宽 度 D约 是 丝 丝 第 其 径 中 的 4倍 左 右 , 型厚 度 H 为 的 06 08倍 。金 球 根 部 球 . . —
K w 出 . E ( o l m 竹 L D U h E
C C umt t n mmT N31 1
Do e ; l o dn i ; o dn o e : a i r e 2 f me id )Go B n i Wr B n i p w r C pl y L  ̄J r d g e g l a - a
Si a g u n -h (Xin nSma tee’o i L, F j nXim n3 10 ) F a'  ̄ nOpol,rnc Cn-t. ui a e 6 0 9 m t s t a
摘 要: 文章 介绍 L D引线键台 的工 艺技 术参数 翻要求 和相关 产品质 量管控规 范 , 论 了劈刀 、 E 讨 金线 等工具 和原
能与支架键合区脱开 ,即此时不论拉 力 F为何值都判定不合
格; 如从其它点断开 , 金丝直径 2 u 拉力值 F 5g为合格 , 5r n > 金丝直径 03 u 2 m拉力值 F 7g > 为合格。
3键合 工 艺 条 件
31 。 键合温度
【资料】金丝键合工艺培训汇编
1.注意焊盘的大小,选择合适的引线直径; 2.键合时要选好键合点的位置; 3.键合时要注意键合时成球的形状和键合强度; 4.键合时要调整好键合引线的高度和跳线的成线弧度;
武汉昱升光器件有限公司
WuhanYushengOpticalDevicesCo.,Ltd
2. 键合意义
键合目的: 连接、导通
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Chamfer径的影响
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Chamfer Angle的影响
劈刀的选择 武汉昱升光器件有限公司
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线弧的形成
反向高度形成
pad
lead
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线弧的形成
pad
lead
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金丝键合工艺培训
金丝键合的基本原理是利用金属丝在高温下熔化,然后在较低温度下冷凝,形成 牢固的连接。在键合过程中,金属丝的一端熔化成球形,另一端与基材表面形成 合金层,从而实现电气连接。
02
金丝键合工艺流程
准备阶段
01
02
03
准备工具和材料
确保具备所需的金丝、导 电胶、焊台、显微镜等工 具,以及合适的金丝长度 和直径。
自动化焊接设备的研发与推广
总结词
详细描述
自动化焊接设备能够提高焊接质量和一致性, 降低人工操作误差,是金丝键合工艺的发展 趋势。
随着自动化技术的不断发展,自动化焊接设 备的研发和推广成为金丝键合工艺的重要趋 势。自动化焊接设备能够实现焊接过程的自 动化和智能化,提高焊接质量和一致性,降 低人工操作误差。这将有助于提高生产效率 和产品质量,降低生产成本和人力成本,推 动整个行业的技术进步。
清洁表面
使用适当的清洁剂清除待 连接表面的杂质和油污, 以确保良好的焊接效果。
固定元件
将待连接的元件固定在适 当的位置,以防止在焊接 过程中发生移动。
焊接阶段
预热
使用焊台对金丝和待连接表面进行预 热,以降低界面张力,促进更好的润 湿性。
控制焊接时间和温度
根据材料和金丝的特性,控制适当的 焊接时间和温度,以获得最佳的焊接 效果。
详细描述
适当的焊接压力可以确保金丝与焊盘之间形成良好的接触,有利于实现稳定的键合。学 员应学会根据不同的键合条件和需求调整焊接压力,以提高键合的可靠性和一致性。
金线-wafer键合强度标准
金线-wafer键合强度标准
近年来,随着微电子技术的飞速发展,金线-wafer键合技术作为一种重要的封装工艺,被广泛应用于集成电路、传感器、MEMS器件等领域。而金线-wafer键合的质量和可靠性直接影响着器件的性能和稳定性,因此制定金线-wafer键合强度标准显得非常重要。
在进行金线-wafer键合强度标准的讨论之前,首先需要对金线-wafer 键合的工艺流程和原理有一个清晰的了解。金线-wafer键合是指在芯片封装过程中,使用金线将芯片与衬底(wafer)进行连接的一种工艺。而金线-wafer键合的强度标准,则主要是指金线连接的牢固程度和稳定性。
针对金线-wafer键合强度标准的制定,首先需要考虑的是对金线连接强度的定量分析。在实际的生产中,可以通过应力测试、拉力测试等手段来对金线-wafer键合的强度进行测试和评估。通过对多组样品的测试数据进行统计分析,可以得到金线-wafer键合强度的分布规律和标准差,从而为制定强度标准提供依据。
另外,除了定量分析之外,金线-wafer键合强度标准的制定还需要考虑到工艺和材料的影响。在金线-wafer键合过程中,不同的工艺参数和材料选择都会对键合强度产生影响,因此需要在制定标准时对工艺和材料进行全面考量。金线的直径、键合温度、压力等工艺参数,以
及金线和衬底的材料性质都会对键合强度造成影响,需要在标准中进
行详细规定。
除了以上考虑因素外,金线-wafer键合强度标准的制定还需要充分考
虑到不同应用场景的需求。不同的器件在使用过程中会受到不同的环
境和应力,对键合强度的要求也会不同。因此需要根据不同应用场景
金丝球键合工艺---精品管理资料
金丝球键合工艺
1、课题背景
1。随着集成电路的发展,先进封装技术不断改进变化以适应各种半导体新工艺和新材料的要求和挑战。半导体封装内部芯片内部管脚以及芯片之间的连接起着确立芯片和外部的电气连接、确保芯片和外界之间的输入/输出畅通的重要作用,是整个后道封装过程中的关键。引线键合以工艺实现简单、成本低廉、适用多种封装形式而在连接方式中占主导地位,目前所有封装管脚的90%以上采用引线键合连接.引线键合是以非常细小的金属引线的两端分别与芯片和管脚键合而形成电气连接。引线键合前,先从金属带材上截取引线框架材料(外引线),用热压法将高纯si或Ge的半导体元件压在引线框架上所选好的位置,并用导电树脂如银浆料在引线框架表面涂上一层或在其局部镀上一层金;然后借助特殊的键合工具用金属丝将半导体元件(电路)与引线框架键合起来,键合后的电路进行保护性树脂封装。无论是封装行业多年的事实还是权威的预测都表明,引线键合在可预见的未来(目前到2020年)仍将是半导体封装尤其是低端封装内部连接的主流方式。基于引线键合工艺的硅片凸点生成可以完成倒装芯片的关键步骤并且具有相对于常规工艺的诸多优势,是引线键合长久生命力和向新兴连接方式延伸的巨大潜力的有力例证。
2。引线键合大约始源于1947年。如今已成为复杂,成熟的电子制造工艺. 根据引线不同,又可分为金线、铜线、铝线键合等. 根据键合条件不同,球键合可分为热压焊、冷超声键合和热超声键合。热压焊(TC)是引线在热压头的压力下,高温加热(>250℃)发生形变焊热压超声焊(TS)焊接工艺包括热压焊与超声焊两种形式的组合。在焊接工具的压力下,加热温度较低(低于TC温度值,大约150℃),与楔焊工具的超声运动,发生形变焊接.热超声键合常为金丝球键合,因同时使用热压和超声能量,能够在较低的温度下实现较好的键合质量,从而得到广泛使用.
微组装技术中的金丝键合工艺研究
微组装技术中的金丝键合工艺研究
孙瑞婷
【摘要】金丝键合是微组装工艺中的一道关键工艺,金丝键合质量的好坏直接影响微波组件的可靠性以及微波特性.对金丝键合工艺的影响因素进行了分析,并通过设计实验方案对25 μm金丝进行键合实验.对键合金丝进行拉力测试,测量结果全部符合军标GJB 548B-2005要求.根据测量结果寻求最佳键合参数,对实际生产具有一定的指导意义.
【期刊名称】《舰船电子对抗》
【年(卷),期】2013(036)004
【总页数】5页(P116-120)
【关键词】微组装技术;金丝键合;参数提取
【作者】孙瑞婷
【作者单位】船舶重工集团公司723所,扬州225001
【正文语种】中文
【中图分类】TN605
0 引言
微组装技术具有微型化、高集成、高可靠性的特点,采用微组装技术的微波组件,比一般分离器件电路重量轻10~20倍,体积小4~6倍,性能和无故障时间成倍提升。微组装一般包含清洗、器件芯片烧结、金丝键合、封帽等工艺流程。金丝键
合是实现微波多芯片组件电气互连的关键技术,金丝键合直接影响到电路的可靠性和稳定性,对电路的微波特性具有很大的影响。本文主要针对微波模块、组件中的金丝键合工艺进行了研究,对提高金丝键合质量起到工艺优化的作用。
1 金丝键合简介
键合是通过施加压力、机械振动、电能或热能等不同能量于接头处,形成连接接头的一种方法,属于压力焊接的一种。在键合接头内金属不熔化,但是在被连接面之间发生原子扩散,即被连接面之间已达到了产生原子结合力的距离。将未封装的半导体裸芯片直接安装在微波多芯片组件(MCM)基板上,是微组装技术的重要进步。而裸芯片中的键合互连便是组装MCM的关键技术。
芯片金线键合
芯片金线键合
芯片金线键合是一种常见的芯片封装技术,它在电子设备制造过程中起着重要的作用。本文将从多个角度介绍芯片金线键合的原理、应用以及相关的发展趋势。
一、芯片金线键合的原理
芯片金线键合是将芯片与封装基板之间的电连接通过金线来实现的技术。它是一种微电子封装工艺,通过焊接金线将芯片的引脚与封装基板上的焊盘相连接,以实现电信号的传输。芯片金线键合的主要原理包括:焊点的形成、金线的形成和焊接的过程。
焊点的形成是通过将金线与芯片引脚和焊盘相连接,形成一个稳定的电连接。金线的形成是通过将金线材料加热至熔点,然后利用焊接工具将金线与芯片引脚和焊盘焊接在一起。焊接的过程是通过控制温度和焊接时间来实现的,以确保焊接的质量和稳定性。
芯片金线键合技术广泛应用于各种电子设备中,包括手机、电脑、电视等消费电子产品,以及汽车电子、医疗电子等工业领域。它在电子设备制造过程中起着关键的作用,可以实现芯片与封装基板之间的电连接,保证设备的正常工作。
在手机等消费电子产品中,芯片金线键合技术可以实现芯片与封装基板之间的电连接,以实现手机的各种功能,如通信、计算、存储
等。在汽车电子领域,芯片金线键合技术可以实现汽车电子设备的制造,包括车载娱乐系统、导航系统、安全系统等。
三、芯片金线键合的发展趋势
随着电子设备的不断发展,芯片金线键合技术也在不断进步和创新。未来,芯片金线键合技术将朝着以下几个方向发展:
1. 高密度键合:随着芯片尺寸的不断缩小,芯片金线键合技术需要实现更高的密度,以适应芯片引脚的增多和更高的数据传输需求。
2. 低温键合:为了避免芯片和封装基板在键合过程中的热应力,芯片金线键合技术将朝着低温键合的方向发展,以提高键合的可靠性和稳定性。
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金线键合工艺的质量控制
孙伟(沈阳中光电子有限公司辽宁沈阳)
摘要:本文介绍引线(Au Wire)键合的工艺参数及其作用原理,技术要求和相关产品品质管控规范,讨论了劈刀、金线等工具盒原材料对键合质量的影响。
关键词:半导体器件(LED),键合金丝;键合功率;键合时间;劈刀;引线支架
一引言
半导体器件(光电传感器)LED芯片是采用金球热超声波键合工艺,即利用热能、压力、超声将芯片电极和支架上的键合区利用Au线及Ag线试作中(Cu 线也在试验中)对应键合起来,完成产品内、外引线的连接工作。也是当今半导体IC行业的主要技术课题,因为在键合技术中,会出现设备报警NSOP/NSOL等常规不良,焊接过程中的干扰性等不良,在半导体行业中,键合工艺仍然需要完善,工艺参数需要优化等,键合工艺技术在随着全球经济危机下,随着原材料工艺变革和价格调整下不断探索Bonding新领域的发展。已经建立了相对晚上的Bonding优化条件的体系中,在原材料的经济大战中,工艺技术将进一步推动优化Bonding条件体系
二技术要求
2.1 键合位置及焊点形状要求
(1)键合第一焊点金球Ball不能有1/4的Bonding到芯片电极之外,不能触及到P型层与N型层分界线。如下图1所示为GaAs单电极芯片Bonding 状态对比
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(2) 第二焊点不得超过支架键合区域范围之内,如图2所示.
(3)第一焊点球径A约是引线丝直径Ø的3.5倍(现行1.2MIL金线使用,Ball Size 中心值控制在105um)左右,金球Ball形变均匀良好,引线与球同心,第二焊点形状如楔形,其宽度D约是引线直径Ø的4倍(即目标值:120um)左右,球型厚度H为引线直径Ø的0.6~0.8倍。金球根部不能有明显的损伤或者变细的现象,第二焊点楔形处不能有明显裂纹。
图3为劈刀作用金球形变Ball形态的示意图。图4 第二焊点形状:
(4)键合后其其他表现技术要求规范:
无多余焊丝,无掉片,无损伤芯片,无压伤电极。芯片表面不能有因键合而造成的金属熔渣、断丝和其他不能排除的污染物。Loop拱丝无短路,无塌丝,无勾丝。
2.2 拉力测试
拉力测试被广泛用在热超声焊线中,它是一种破坏性的测试,能够测试出最薄弱的断点,测试点和Loop拱线的特点直接影响测量数值得大小。
测试方法:在键合金线的下方施加一个向上的拉力使键合部从芯片表面被拉开,并对拉力的大小进行测量。
拉线测试所需设DAGE4000系列拉力测试治具:拉线测试设备(键合力度拉