引线键合(电子制造技术ppt)分解

15
16
13
工艺优化方法
封装工艺的研究方式主要是数据实验分析和理论分 析。 理论方法一般通过有限元分析，了解键合机理，达 到优化工艺参数的目的
14
引线键合质量与可靠性评价标准
用于引线键合评价的国际标准如下(未特殊注明的均出自MIL - STD - 883E) : 内部观察(方法2010 ;测试条件A 和B) ; 传输延迟测量(方法3003) ; 破坏性键合拉脱力测试(方法2011) ; 非破坏性键合拉脱力测试(方法2023) ; 球键合剪切力测试(ASTMFl269 - 89) ; 恒加速度(方法2001 ,测试条件E) ; 随机振动(方法2026) ; 机械冲击(方法2002) ; 热老化(方法1008) ; 耐潮湿性(方法1004) 。
6
主要工艺参数介绍
键合时间
通常都在几毫秒，键合点不同，键合时间也不一样 一般来说，键合时间越长，引线球吸收的能量越多 ，键合点的直径就越大，界面强度增加而颈部强度 降低。 但是长的时间，会使键合点尺寸过大，超出焊盘边 界并且导致空洞生成概率增大
7
主要工艺参数介绍
超声功率与键合压力
9
引线键合材料
引线材料
Au丝:键合后不需密闭封装。表面清洁度是保证可靠连 接和防止劈刀阻塞的重要因素。 Al丝:其键合成本和温度较低，通常添加质量分数为1% 的Si或1%的Mg以合金强化 Au - Al系:是引线键合中最广泛使用的系统。
10
引线键合材料
超声波系统
主要目的：降低键合温度 两种类型: 恒压和恒流， 事实表明: 恒压发生器性能要优于恒流
超声功率对键合质量和外观影响最大，因为它对键合 球的变形起主导作用。 过小的功率会导致过窄、未成形的键合或尾丝翘起； 过大的功率导致根部断裂、键合塌陷或焊盘破裂。 增大超声功率通常需要增大键合力使超声能量通过键 合工具更多的传递到键合点处
8
引线键合材料
焊接工具
焊接工具负责固定引线、传递压力和超声能量、拉弧 等作用。 楔键合所使用的焊接工具叫楔形劈刀,通常是钨碳或是 碳钛合金,在劈刀尾部有一个呈一定角度的进丝孔; 球键合使用的工具称为毛细管劈刀,它是一种轴形对称 的带有垂直方向孔的陶瓷工具。
3
三种键合工艺比较
键合温度 超声波 键合工艺 键合压力 （℃） 能量 热压型 超声型 热超声型 高 低 低 300-500 25 100-150 无 有 有 适用 适用 引线材料 焊盘材料 Au Au、Al Au Al、Au Al、Au Al、Au
4
两种键合形式比较
速度 键合形式 键合工艺 键合工具 引线材料 焊盘材料 v/ N·s - 1 球键合 楔键合
引线键合
半导体封装内部的两种连接方式
Leabharlann Baidu
引线键合
倒装芯片
1
定义：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 分类：
键合工具 球键合
键合条件 热压键合
引线 金线键合 常用:热超声金丝 球键合
楔键合
超声键合
铜线键合
热超声键合 铝线键合
2
热压键合 热压键合是引线在热压头的压力下,高温加热( > 250 ℃)焊丝发 生形变,通过对时间、温度和压力的调控进行的键合方法 超声波键合 超声波键合不加热(通常是室温) ,是在施加压力的同时,在被焊件 之间产生超声频率的弹性振动,破坏被焊件之间界面上的氧化层, 并产生热量,使两固态金属牢固键合。 热超声键合 热压超声波键合工艺包括热压焊与超声焊两种形式的组合。可 降低加热温度、提高键合强度、有利于器件可靠性
热压 热超声
劈刀 楔
Au Au、Al
Al、Au Al、Au
10(热超 声） 4
热超声 超声波
基本步骤：
芯片表面
5
第一焊点，线弧
引线框架/基板
第二焊点
主要工艺参数介绍
键合温度
WB 工艺对温度有较高的控制要求。过高的温度不 仅会产生过多的氧化物影响键合质量，并且由于热 应力应变的影响，图像监测精度和器件的可靠性也 随之下降。在实际工艺中，温控系统都会添加预热 区、冷却区，提高控制的稳定性，需要安装传感器 监控瞬态温度
11
影响内引线键合可靠性的因素
界面上绝缘层的形成 金属化层缺陷 表面沾污, 原子不能互扩散 材料间的接触应力不当 环境不良 键合引线与电源金属条之间放电引起失效(静电损伤)
12
改进键合质量的措施
严格器材检验, 认真处理管壳及芯片
加强金属化工艺蒸发的前处理
清洁保护措施