长期湿热下塑封电路Cu-Al和Au-Al的金属间化合物生长差异探究

为探究塑封电路Cu-Al、Au-Al键合点在长期湿热环境下的可靠性,分别设置2组湿热应力试验条件加速Cu-Al、Au-Al键合退化.采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对键合界面形貌、成分进行观测.试验结果表明:湿热环境下塑封电路Cu-Al键合界面金属间化合物生长速率比Au-Al慢的多,具有良好的键合界面,无...     

基于温冲应力环境的Au-Al键合可靠性

为了适应半导体器件的高可靠要求,对Au-Al键合抗温变应力性能进行了考核。试验结果表明,Au—Al键合具有较好的抗热疲劳性能,键合界面处无裂纹产生,且机械性能良好。然而试验中的高温应力导致金铝间形成了电阻率较高的化合物Au5Al2,引起键合失效。并对目前工艺水平下的Au-Al键台可靠性进行了评价,预测了键合寿命。     

Au-Al双金属键合可靠性分析

键合是半导体器件生产过程中的关键工序,对器件的产品合格率和长期使用的可靠性影响很大。在半导体器件中Au-Al键合系统的失效现象屡有发生,但又不可避免的使用,因此Au-Al双金属键合的可靠性备受人们的关注。通过分析Au-Al双金属键合的失效机理,提出了Au-Al双金属键合的正确设计方法及工艺控制措施,给出了多个批次多个品种的Au-Al双金属键合的实际使用结果。研究表明,只要设计正确,采用有效的工艺控制措施,在结温150℃以下使用,采用Au-Al双金属的器件仍然可以应用在高可靠场所。     

电解质类污染物对Au-Al键合界面的可靠性影响

初步探讨了Au-Al键合界面处于电解质类污染物中发生的失效行为及其机理。分析认为电解质类污染物作用于Au-Al键合界面后,发生了电化学腐蚀反应而加速Au-Al键合提前失效。在实际生产中,实施多芯片组件组装、调试与检验全过程的质量过程控制以及确定多芯片组件合适的气密封指标可以有效排除外来污染物对Au-Al键合界面可靠性的不利影响。     

高温存储下铜线键合焊点分析

采用铜引线键合工艺生产的电子元器件在服役中会产生热,引起引线与金属化焊盘界面出现IMC(intermetallic compound,金属间化合物)。IMC的生长和分布将影响键合点的可靠性,严重时会出现"脱键",导致元器件失效。研究了焊点在服役过程中的演化,选取铜线键合产品SOT-23为试验样品,分析了在高温存储试验环境下焊点键合界面IMC的生长及微观结构变化情况。     

铜线键合Cu/Al界面金属间化合物微结构研究

由于铜线具有较高的热导率、卓越的电学性能以及较低的成本,被普遍认为将逐渐代替传统的金线而在IC封装的键合工艺中得到广泛的应用。铜线键合工艺中Cu/Al界面金属间化合物(IMC)与金线键合的Au/Al IMC生长情况有很大差别,本文针对球焊键合中键合点的Cu/Al界面,将金属间化合物生长理论与分析手段相结合,研究了Cu/Al界面IMC的生长行为及其微结构。文中采用SEM测试方法,观察了IMC的形貌特点,测量并得到了IMC厚度平方正比于热处理时间的关系,计算得到了生长速率和活化能数值,并采用TEM,EDS等测试手段,进一步研究了IMC界面的微结构、成分分布及其金相结构。     

镀Pd Cu线键合工艺中Pd行为研究

由于Cu线热导率高、电性能好、成本低,将逐渐代替传统Au线应用于IC封装.但Cu线键合也存在Cu材料本身固有特性上的局限:易氧化、硬度高及应变强度等.表面镀Pd Cu线材料的应用则提供了一种防止Cu氧化的解决方案.然而,Cu线表面的Pd层很可能会参与到键合界面形成的行为中,带来新的问题,影响到Cu线键合的强度和可靠性.对镀Pd Cu线键合工艺中Pd的行为进行了系统的研究,使用了SEM,EDS等分析手段对cu线、烧结Cu球(FAB)、键合界面等处Pd的分布状况进行了检测,结果证明Pd的空间分布随着键合工艺的进行发生了很大的变化,同时还对产生Pd分布变化的原因进行了分析和讨论.     

硅玻静电键合工艺研究

硅玻静电键合工艺是通过在较高温度和静电场作用下硅玻界面发生电化学反应,产生共价键O-Si-O的原理来完成键合过程的。目前,该工艺在制作微传感器和微机械系统中得到广泛应用。通过键合试验与结果分析,总结了键合温度、键合电压、压力、金属台阶对键合结果的影响,优化了硅玻静电键合的工艺参数及对金属台阶的要求。     

芯片铝焊盘上不同金属丝键合质量研究

金属键合丝是半导体封装中非常关键的材料,它直接影响到键合的工艺表现和互连的可靠性。以不同金属丝(金丝、钯铜丝、金钯铜丝、银丝)和芯片铝焊盘第一焊点的键合为研究对象,分析对比各金属丝作为键合丝材料本身的基本性质、与铝焊盘键合第一焊点的工艺性能、与铝焊盘键合第一焊点的可靠性,发现其工艺性能和可靠性都满足半导体封装的键合要求。可靠性试验显示,各金属丝与铝焊盘之间的金属间化合物生长速度不同,但与可靠性失效无直接关系;可靠性失效都是由于金属丝焊球与铝焊盘脱落造成的;选择不同金属丝键合可满足不同的可靠性要求。     

基于Si基芯片的Au/Al键合可靠性研究

对集成电路中常见的Au、Al键合的可靠性进行研究,重点分析高温条件持续时间对引线键合的影响。采用镜检和拉力测试的方法对引线键合点的形貌和强度进行检验,并根据拉力测试数据拟合出高温时间与拉力的关系曲线。最后,基于固相反应原理,给出高温状态下Au-Al系统金属间化合物的演变过程分析。结果表明,Al/Au键合界面比Au/Al界面在高温环境下的可持续工作时间更长。     

晶片键合基础介绍

选择键合技术的程序通常依赖于一系列要求,如温度限制、密闭性要求和需要的键合后对准精度。键合的选择包括标准工业工艺,如阳极键合、玻璃浆料键合和黏着键合,以及新发展的低温共晶键合,金属扩散(共熔晶)键合和特定应用中的硅熔融键合。     

应用于三维集成的晶圆级键合技术

随着芯片集成度的不断提高以及CMOS工艺复杂度的增加,集成电路的成本及性能方面的问题越来越突出,基于TSV技术的三维集成已成为研究热点,并很有可能是未来集成电路发展的方向.在三维集成中,键合技术为芯片堆叠提供电学连接和机械支撑,从而实现两层或多层芯片间电路的垂直互连.介绍了几种晶圆级三维集成键合技术的特点及研究现状.     

Sn-Cu-Au低温圆片键合强度偏低原因分析

分析了某MEMS器件Sn-Cu-Au低温圆片键合强度偏低的原因,发现该问题主要由“金脆”现象引起。结合实践经验和相关文献,总结了“金脆”现象发生的一般规律,制定了一个可以避免该现象发生的工艺方案,并开展了针对性的验证试验。试验结果表明,通过优化键合焊料系统的组分配比可以避免“金脆”现象的发生,同时也证实了这一措施是可行有效的。     

化合物半导体晶片和器件键合技术进展

半导体晶片直接键合技术已成为半导体工艺的一门重要技术 ,它对实现不同材料器件的准单片集成、光电子器件的性能改善和新型半导体器件的发展起了极大的推动作用。文中详细叙述了近十年来 - 族化合物半导体键合技术的主要实验方法 ,并对各种键合方法的优缺点进行了比较 ,结合自己的工作对化合物半导体的键合机理和界面特性做了总结 ,针对目前的研究工作和应用做了展望     

铜线键合塑封器件破坏性物理分析技术

铜线替代传统的金线键合已经成为半导体封装工艺发展的必然趋势,因其材料和制造工艺的特点,其破坏性物理分析方法不同于金线或铝线键合的器件。提出铜丝键合塑封器件破坏性物理分析的步骤及判据参照标准,讨论了器件激光开封技术的工艺步骤和参数值以及键合强度测试判据和典型断裂模式,以解决铜线键合塑封器件的破坏性物理分析问题。     

BSOB键合互连在厚膜混合电路中的应用研究

在厚膜混合IC的基板键合区中,存在玻璃相残留、平整性差、沾污等问题。采用常规安全成球(BBOS)工艺进行芯片与基板互联时,存在键合不粘、短线尾等异常问题。本研究采用先植球后打线(BSOB)键合工艺,消除了键合过程中的异常问题。对比了BSOB、BBOS两种方式的可靠性,研究了劈刀磨损对BSOB方式的可靠性影响。结果表明,BSOB方式在初始拉力和300 ℃/24 h后的拉力及过程能力指数(Cpk)均明显高于规范值,键合40万个点后,无明显变化。BSOB方式是一个键在另一个键上面形成的复合键合,满足GJB548规范要求。     

金丝球焊复合键合工艺可靠性研究

对芯片铝焊盘上不同重叠面积的金丝球焊复合键合的可靠性进行研究,并与非复合键合进行对比.结果 表明,随着复合键合重叠面积的减少,键合拉力和界面生成的合金化合物面积均无明显变化,而剪切强度呈下降趋势.高温储存结果表明,复合键合拉力值满足国军标要求.复合键合有掉铝和弹坑缺陷隐患.经分析,原因是复合键合时施加的超声能量破坏了硅...     

玻璃中介硅圆片键合研究

研究了玻璃中介圆片键合的方法.当采用低转化温度的玻璃粉末为中介玻璃层时,可在410℃实现强度较好的硅圆片键合,而如果将温度提高到430℃,键合强度可以达到4MPa.     

键合拉力测试点对键合拉力的影响分析

随着现代封装技术的高速发展,对于封装产品质量的检测要求越来越严格,而键合拉力测试是封装产品质量检测中的重要一项,而在相关标准上并未对键合拉力测试点及键合线弧度对测量结果所产生的影响给出明确的规定。基于此,文章介绍了测量点位置、引线弧度、测量速度等因素对引线键合拉力测试准确性的影响。然后通过客观的分析提出了科学合理的键合强度测试的方法,为客观准确的测量键合拉力奠定了基础。