1、金絲鍵合抗拉強度測試是集成電路封裝領域中極為關(guān)鍵的步驟,以確保電子元件之間的穩(wěn)定連接。此技術(shù)通過楔形鍵合與球狀鍵合兩種方式實現(xiàn),各具優(yōu)勢,滿足不同應用場景的需求。在金絲鍵合過程中,金絲的性能直接關(guān)系到封裝質(zhì)量和整體系統(tǒng)的可靠性。為確保金絲鍵合的質(zhì)量,自動推拉力測試機成為業(yè)界常用的檢驗工具。
鍵合線是:半導體封裝用的核心材料,是連接引腳和硅片、傳達電信號的零件,半導體生產(chǎn)中不可或缺的核心材料。只有1/4忽米直徑的超絲線,生產(chǎn)鍵合線需要高強度超精密和耐高溫的技術(shù)能力。鍵合線按材質(zhì)可分為:鍵合金線和鍵合銀線。
鍵合線作為封裝用內(nèi)引線,是集成電路、半導體分立器件以及LED光源器件在封裝制造過程中必不可少的基礎原材料之一。作為芯片和支架間的焊接引線,是一種使用細金屬線,利用熱、壓力、超聲波能量為使金屬引線與基板焊盤緊密焊合,實現(xiàn)芯片與基板間的電氣互連和芯片間的信息互通。
在半導體封裝領域,Bondability指的是鍵合線(包括金線、鋁線、銅線等)將芯片上的鋁墊與引腳連接時,連接點的牢固程度。作為半導體封裝的關(guān)鍵技術(shù),Bondability的高低直接影響著封裝產(chǎn)品的性能和可靠性。若Bondability低,連接點容易發(fā)生斷裂或虛焊,從而導致芯片無法正常工作,甚至引發(fā)質(zhì)量問題。
鍵合線0.7是什么意思?其實,這是一種常見的技術(shù)術(shù)語,特指電子產(chǎn)品中使用的導線尺寸。在生產(chǎn)電子產(chǎn)品時,通常需要使用不同規(guī)格的導線來連接內(nèi)部電路板,鍵合線0.7就是其中一種常用規(guī)格,直徑大約為0.7毫米。在電子產(chǎn)品的制造過程中,鍵合線0.7經(jīng)常被用于連接芯片和電路板。
金線鍵合(Wire Bonding)過程,通過在芯片與基板之間施以高純金線,實現(xiàn)芯片接口與基板接口的連接。這一工藝通常采用熱壓超聲波焊接,具體的溫度、壓力、超聲波功率及時間需根據(jù)不同的機型、材料特性進行科學設定,以確保最佳的焊接效果。生產(chǎn)過程中,針對金線球焊工藝,需要遵循一套嚴格的質(zhì)量判斷標準。
銀合金線(即:鍵合銀線),是目前最適合替代金線的焊接耗材。在LED封裝當中起到導線連接作用,即將芯片表面電極和支架連接起來,當導通電流時,電流通過焊線進入芯片,使芯片發(fā)光。專家對LED封裝中金線和銀線壓焊工藝進行分析對比,認為銀線質(zhì)優(yōu)價廉,在降低成本方面具有巨大應用潛力。
功率器件引線鍵合作為芯片封裝的關(guān)鍵工藝,其鍵合質(zhì)量直接影響器件性能。通常,功率器件采用粗鋁絲超聲楔形鍵合技術(shù),本文針對芯片區(qū)域第一鍵合點和第二鍵合點的鍵合工藝參數(shù)進行了系統(tǒng)研究。研究采用剪切力作為衡量鍵合質(zhì)量的方法,并利用單因子分析法探索了各參數(shù)對鍵合點強度的影響。
引線鍵合,即通過細金屬線如金線(18~50μm)在精確控制的熱、壓力和超聲波作用下,實現(xiàn)芯片與基板間的緊密連接,這一過程在集成電路封裝中扮演著關(guān)鍵角色。它在90%以上的連接方式中占據(jù)主導,主要出于成本效益的考量,盡管倒裝焊技術(shù)性能出色,但高昂的成本使其主要應用于高端產(chǎn)品。
鋁包銅線鍵合結(jié)合了鋁線和銅線的優(yōu)點,在銅線外層包裹一層厚度約為25~35um的鋁。這種設計在鍵合時無需對芯片表面進行化學電鍍處理,提高了系統(tǒng)的可靠性。鋁包銅線的導電性能和導熱性能均優(yōu)于鋁線,增強了鍵合引線的可靠性,延長了IGBT功率模塊的使用壽命。金線/銀線鍵合主要用于集成度較高的IC芯片封裝中。
BGA封裝技術(shù)中,IC芯片與基片的連接方式主要有兩種:引線鍵合和倒裝焊。引線鍵合適用于I/O數(shù)在50~540的BGA,而倒裝焊則常用于I/O數(shù)大于540的封裝。選擇哪種方式主要取決于成本、性能和可加工能力,以及基片材料的物理特性和器件的應用條件。
BGA的I/O數(shù)主要集中在100~1000。成本、性能和可加工能力是選擇使用何種方式時主要考慮因素。采用引線鍵合的BGA的I/O數(shù)常為50~540,采用倒裝焊方式的I/O數(shù)常540。另外,選用哪一種互連方式還取決于所使用封裝體基片材料的物理特性和器件的應用條件。
在引線鍵合技術(shù)方面,選擇銅和鋁銅合金鍵合線,以平衡成本、性能和可靠性。 功率半導體的可靠性測試,例如功率循環(huán)測試,通過模擬器件的工作狀態(tài),監(jiān)控如結(jié)溫變化、最大結(jié)溫等關(guān)鍵參數(shù),評估器件在實際工作條件下的可靠性。
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