键合技术 引线键合的失效机理

引线键合的失效机理

目录

1、引线键合---------------------------------------------------3 1.1常用的焊线方法-------------------------------------------3

1.1.1热压键合法--------------------------------------------3

1.1.2超声键合法--------------------------------------------3

1.1.3热超声键合法------------------------------------------3

1.1.4三种各种引线键合工艺优缺点比较------------------------4

1.2引线键合工艺过程-----------------------------------------4

2、键合工艺差错造成的失----------------------------------------6

2.1焊盘出坑------------------------------------------------7 2.2尾丝不一致----------------------------------------------7

2.3键合剥离------------------------------------------------7

2.4引线弯曲疲劳--------------------------------------------7

2.5键合点和焊盘腐蚀----------------------------------------7

2.6引线框架腐蚀--------------------------------------------8

2.7金属迁移------------------------------------------------8

2.8振动疲劳------------------------------------------------8

3、内引线断裂和脱键--------------------------------------------8

4、金属间化合物使Au—Al系统失效-------------------------------9 4.1 Au—Al 系统中互扩散及金属间化合物的形成-----------------9 4.2杂质对Au—Al系统的影响----------------------------------9

4.3改善方法------------------------------------------------10

5、热循环使引线疲劳而失效-------------------------------------10 5.1热循环峰值温度对金相组织的影响--------------------------10 5.2热循环峰值温度对冲击功的影响----------------------------10

5.3引线疲劳------------------------------------------------11

6、键合应力过大造成的失效-------------------------------------11 参考文献-------------------------------------------------------12

1、引线键合

引线键合是芯片和外部封装体之间互连最常见和最有效的连接工艺。

—1、1常用的焊线方法

—1、1、1热压键合法：热压键合法的机制是低温扩散和塑性流动(Plastic Flow)的结合,使原子发生接触,导致固体扩散键合。键合时承受压力的部位，在一定的时间、温度和压力的周期中，接触的表面就会发生塑性变形(Plastic Deformation)和扩散。

塑性变形是破坏任何接触表面所必需的,这样才能使金属的表面之间融合。在键合中,焊丝的变形就是塑性流动。该方法主要用于金丝键合。

压头下降，焊球被锁定在端部中央在压力、温度的作用下形成连接

压头上升压头高速运动到第二键合点形成弧形

在压力、温度作用下形成第二点连接压头上升至一定位置，送出尾丝

夹住引线，拉断尾丝引燃电弧，形成焊球进入下一键合循环

—1、1、2超声键合法：焊丝超声键合是塑性流动与摩擦的结合。通过石英晶体或磁力控制，把摩擦的动作传送到一个金属传感器(Metal“HORN”)上。当石英晶体上通电时，金属传感器就会伸延；当断开电压时，传感器就会相应收缩。这些动作通过超声发生器发生，振幅一般在4-5个微米。在传感器的末端装上焊具，当焊具随着传感器伸缩前后振动时，焊丝就在键合点上摩擦，通过由上而下的压力发生塑性变形。大部分塑性变形在键合点承受超声能后发生，压力所致的塑变只是极小的一部分，这是因为超声波在键合点上产生作用时，键合点的硬度就会变弱，使同样的压力产生较大的塑变。该键合方法可用金丝或铝丝键合。

定位（第一次键合）键合

定位（第二次键合）键合——切断

—1、1、3热超声键合法：这是同时利用高温和超声能进行键合的方法，用于金丝键合。

—1、1、4三种各种引线键合工艺优缺点比较：

—1、2引线键合工艺过程

引线键合的工艺过程包括：焊盘和外壳清洁、引线键合机的调整、引线键合、检查。外壳清洁方法现在普遍采用分子清洁方法即等离子清洁或紫外线臭氧清洁。

（1）等离子清洁——该方法采用大功率RF源将气体转变为等离子体，高速气体离子轰击键合区表面，通过与污染物分子结合或使其物理分裂而将污染物溅射除去。所采用的气体