改善键合强度分布,提高器件可靠性——键合设备的影响

DPA试验中，键合强度值的大小是判断器件合格与否的一个定量标准，而键合强度值的分布状态则是影响器件在应用中的可靠性的重要因素之一，该文通过对大量试验数据的分析，指出键合设备对键合强度值分布状况的影响，并提出了改善键合强值分布状况的措施，以提高器件，特别是军品器件的可靠性，使其能完全满足DPA试验要求。     

晶片键合界面应力分布的理论分析

根据双金属带的热应力分布理论,推导了晶片键合以及薄膜键合的界面应力分布公式.对影响晶片键合的剪切应力、正应力以及剥离应力的分布特性进行了讨论.     

晶片键合界面应力分布的理论分析

根据双金属带的热应力分布理论,推导了晶片键合以及薄膜键合的界面应力分布公式.对影响晶片键合的剪切应力、正应力以及剥离应力的分布特性进行了讨论     

硅片键合强度测试方法的进展

键合强度是关系到键合好坏的一个重要参数。本文介绍了键合强度测试方法的理论基础;随后列举了几种常见的测量方法,包括裂纹传播扩散法、静态流体油压法、四点弯曲分层法、MC测试方法、直拉法及非破坏性测试方法(超声波测试法和颗粒法)。分析了各种方法的优缺点：裂纹传播扩散法操作简单,但它受测量环境、如何插入刀片等因素的影响,而且只适合于较弱的键合强度测试;对于较强的键合强度还是采用直拉法来测量,但它受到拉力手柄粘合剂的限制;对于器件中的键合强度测量采用MC测试方法更为适宜;超声波测试法现在只适用于弱键合强度。本文能对键合强度测量方法的开发、改进工作有所帮助。     

载带自动键合（TAB）引线技术

介绍了ＴＡＢ工艺，包括历史演变，基本的引线键合结构，载带及其制作，缓冲触突与势垒金属层的么及内引线和外引线键合。     

红外热像法无损分析硅片直接键合界面的键合强度

提出了用红外热像无损检测ＳＤＢ界面空洞和定量检测界面键合强度的方法，并与破坏性粒拉力实验和喷砂造型法对照，证明了该方法的可行性。     

镀层方法增强铜键合丝

作为金丝的替换方案，对铜引线键合丝的研究已经持续多年。这种替换最主要的驱动力来自于成本，特别在目前金价居高不下的情况下。铜键合丝的主要问题之一是第二次键合的强度较差。Sumitomo Electric公司的研究人员发现通过在铜丝上电镀镀层可以在保持第一次键合质量的同时，提高第二次键合的强度。他们的研究成果最近发表在IEEE Transactionson Advanced Packaging杂志上。     

硅片直接键合界面的存在对器件性能的影响

利用电子透射显微镜(TEM)和俄歇分析仪(AES)观察硅片直接键合界面结构,在界面存在一个小于2nm厚的非晶区-硅氧化物。此界面具有良好的吸杂效应,在同一退火温度下,退火时间愈长,吸杂现象愈明显。因此键合界面的存在改善了晶体管的性能。     

提高镀金管座键合强度的局部蒸镍技术

采用局部定域的蒸镍技术能较大幅度地提高镀金层质量差的管座的超声键合强度，使键合强度高于中国军标和美军军标所规定的指标。     

硅/硅直接键合的界面应力

硅/硅直接键合技术广泛应用于SOI,MEMS和电力电子器件等领域,键合应力对键合的成功和器件的性能产生很大的影响。键合过程引入的应力主要是室温下两硅片面贴合时表面的起伏引起的弹性应力;高温退火阶段由于两个硅片的热膨胀系数不同引起的热应力和由于界面的本征氧化层或与二氧化硅键合时二氧化硅发生粘滞流动引起的粘滞应力。另外,键合界面的气泡、微粒和带图形的硅片键合都会引入附加的应力。     

第一顺序键合引脚失效分析及键合可靠性提高

文章分析了一例采用金丝热超声键合电路在工艺监控过程中的键合强度检测合格,在高温稳定性烘焙后其引线抗拉强度同样符合MIL-STD-883G方法2011．7的要求,但电路在使用中出现第一顺序键合引脚开路现象。经分析是由于芯片键合区（压点）的材料、结构、键合工艺参数处于工艺下界,以及此类缺陷不能通过键合引线抗拉强度在线监测（包括125℃下的24h高温贮存后的检测）检测出而导致。最后针对缺陷所在,通过改进检测方法、键合工艺设置等消除了键合缺陷,并提高了键合可靠性。     

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。     

键合焊接检测系统的研究与优化

对键合焊接检测过程中硬件维护及软件(参数)的选择作了系统性的研究和优化,为键合设备的维护提供理论与实际依据。     

圆片键合强度测试方法分析

介绍了三种典型的圆片键合强度表现形式:抗拉强度、剪切强度和粘接强度.针对每种表现形式的特点,分析了相应的测试方法.抗拉和剪切强度以力为表征,主要的测试方法是一维直拉法,可测78.4 MPa强度以下的键合样件,但是测试样件制备要求比较严格;粘接强度是以能量形式表征键合强度,可以从本质上了解键合质量,主要测试方法是DCBT法.但是DCBT法需要精确计算所做的功,对测试设备要求较高.因此,抗拉和剪切强度主要应用于生产实际中而粘接强度侧重于科研工作.     

一种Au-Si键合强度检测结构与试验

设计了一种Au-Si键合强度检测结构。通过对一组不同尺寸压臂式测试结构的检测，可以由结构尺寸半定量地折算出键合面的键合强度；采用同一结构尺寸，可以比较不同条件下键合强度的相对大小；此结构还可用于其它类型键合强度的比较和测试。通过压臂法检测了Au-Si键合强度，其数值高于硅片基体本身的强度。     

垂直结构GaN基LEDs热压键合应力损伤分析

热压键合是垂直结构LED制备的关键工艺步骤,通过TEM,PL,Raman等测试手段,探讨热压键合造成的应力损伤、GaN材料缺陷、LED内量子效率以及反向漏电间的内在联系,研究以键合引起的应力诱导垂直结构GaN基LED光电特性的退化机制,探讨应力损伤对垂直结构GaN基LED光电特性的影响.实验结果表明,热压键合过程会在GaN材料内产生GPa量级的残余应力,在量子限制strark效应作用下,GaN材料辐射复合效率发生明显退化;同时热压键合应力还会诱发GaN材料位错密度的增加,最终导致LED反向漏电增大.     

Au丝键合改为Cu丝键合技术

现阶段Au丝作为内引线一直占着键合的主导地位,由于Cu丝具有优良的电性能和价格优势,随着键合技术的发展,以Cu丝代替Au丝作为键合用内引线已经成为必然,封装行业许多厂家正热衷于将原有的Au丝键合设备进行改造,但还存在这样那样的问题。以Au丝键合改为Cu丝键合的技术研究为出发点,首先介绍了键合技术的发展,然后通过工艺调整和设备改造,使得Cu丝作为内引线能够代替Au丝在该设备上使用,同时达到了节约生产成本,节约资金的目的。对改造过程中的气体流量、压力、功率、焊接时间等参数问题进行了详细地阐述,同时对芯片、键合劈刀等也做了相应调整,使得改造后的检测结果完全满足产品要求。大力推进以Cu丝替代Au丝键合技术,可节约生产成本,提高键合强度,增强导电率、导热率等,具有重要的经济技术效益,必将迎来封装业的又一次大变革。     

键合压力对粗铝丝引线键合强度的实验研究

在超声引线键合过程中,键合压力是影响键合强度的重要因素之一。通过实验,研究了键合强度与键合压力间的关系。通过高频采集装置对键合压力进行了标定并分析了其对键合强度以及电流电压产生的影响。实验发现,只有在键合压力适中的情况下,键合强度才能达到最大。     

用于MEMS器件的键合工艺研究进展

随着MEMS器件的广泛研究和快速进步,非硅基材料被广泛用于MEMS器件中.键合技术成为MEMS器件制作、组装和封装的关键性技术之一,它不仅可以降低工艺的复杂性,而且使许多新技术和新应用在MEMS器件中得以实现.目前主要的键合技术包括直接键合、阳极键合、粘结剂键合和共晶键合.