① 電腦版鍵合銀線怎麼焊接
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,即將晶元表面電極和支架連接起來,當導通電流時,電流通過焊線進入晶元,使晶元發光。專家對LED封裝中金線和銀線壓焊工藝進行分析對比,認為銀線質優價廉,在降低成本方面具有巨大應用潛力。
與金線比較,【鍵合銀線】有以下特點:
1、價格便宜,是同等線徑的金絲的20%左右,成本下降80%左右。
2、導電性和散熱性都好。
3、反光性好,不吸光,亮度與使用金線的比較可提高10%左右。
4、在與鍍銀支架焊接時,可焊性比較好。
5、不需要加氮氣保護,只要簡單調整相關參數即可。
② 封裝中一焊點的位置高於二焊點怎麼處理
銅線和金線的優缺點
zhs146 發表於: 2008-1-19 22:20 來源: 半導體技術天地
這里有一份銅線和金線的詳細試驗結果與分析
1 引言
絲球焊是引線鍵合中最具代表性的焊接技術,它是在一定的溫度下,作用鍵合工具劈刀的壓力,並載入超聲振動,將引線一端鍵合在IC晶元的金屬法層上,另一端鍵合到引線框架上或PCB便的焊盤上,實現晶元內部電路與外圍電路的電連接,由於絲球焊操作方便、靈活、而且焊點牢固,壓點面積大(為金屬絲直徑的2.5-3倍),又無方向性,故可實現高速自動化焊接[1]。
絲球焊廣泛採用金引線,金絲具有電導率大、耐腐蝕、韌性好等優點,廣泛應用於集成電路,鋁絲由於存在形球非常困難等問題,只能採用楔鍵合,主要應用在功率器件、微波器件和光電器件,隨著高密度封裝的發展,金絲球焊的缺點將日益突出,同時微電子行業為降低成本、提高可靠性,必將尋求工藝性能好、價格低廉的金屬材料來代替價格昂貴的金,眾多研究結果表明銅是金的最佳替代品[2-6]。
銅絲球焊具有很多優勢:
(1)價格優勢:引線鍵合中使用的各種規格的銅絲,其成本只有金絲的1/3-1/10。
(2)電學性能和熱學性能:銅的電導率為0.62(μΩ/cm)-1,比金的電導率[0.42(μΩ/cm)-1]大,同時銅的熱導率也高於金,因此在直徑相同的條件下銅絲可以承載更大電流,使得銅引線不僅用於功率器件中,也應用於更小直徑引線以適應高密度集成電路封裝;
(3)機械性能:銅引線相對金引線的高剛度使得其更適合細小引線鍵合;
(4)焊點金屬間化合物:對於金引線鍵合到鋁金屬化焊盤,對界面組織的顯微結構及界面氧化過程研究較多,其中最讓人們關心的是"紫斑"(AuAl2)和"白斑"(Au2Al)問題,並且因Au和Al兩種元素的擴散速率不同,導致界面處形成柯肯德爾孔洞以及裂紋。降低了焊點力學性能和電學性能[7,8],對於銅引線鍵合到鋁金屬化焊盤,研究的相對較少,Hyoung-Joon Kim等人[9]認為在同等條件下,Cu/Al界面的金屬間化合物生長速度比Au/Al界面的慢10倍,因此,銅絲球焊焊點的可靠性要高於金絲球焊焊點。
1992年8月,美國國家半導體公司開始將銅絲球焊技術正式運用在實際生產中去,但目前銅絲球焊所佔引線鍵合的比例依然很少,主要是因此銅絲球焊技術面臨著一些難點:
(1)銅容易被氧化,鍵合工藝不穩定,
(2)銅的硬度、屈服強度等物理參數高於金和鋁。鍵合時需要施加更大的超聲能量和鍵合壓力,因此容易對硅晶元造成損傷甚至是破壞。
本文採用熱壓超聲鍵合的方法,分別實現Au引線和Cu引線鍵合到Al-1%Si-0.5%Cu金屬化焊盤,對比考察兩種焊點在200℃老化過程中的界面組織演變情況,焊點力學性能變化規律,焊點剪切失效模式和拉伸失效模式,分析了焊點不同失效模式產生的原因及其和力學性能的相關關系。
2 試驗材料及方法
鍵合設備採用K&S公司生產的Nu-Tek絲球焊機,超聲頻率為120m赫茲,銅絲球焊時,增加了一套Copper Kit防氧化保護裝置,為燒球過程和鍵合過程提供可靠的還原性氣體保護(95%N25%H2),晶元焊盤為Al+1%Si+0.5%Cu金屬化層,厚度為3μm。引線性能如表1所示。
採用DOE實驗對鍵合參數(主要為超聲功率、鍵合時間、鍵合壓力和預熱溫度四個參數)進行了優化,同時把能量施加方式做了改進,採用兩階段能量施加方法進行鍵合,首先在接觸階段(第一階段),以較大的鍵合壓力和較低的超聲功率共同作用於金屬球(FAB),使其發生較大的塑性變形,形成焊點的初步形貌;隨之用較低的鍵合壓力和較高超聲功率來完成最後的連接過程(第二階段),焊點界面結合強度主要取決於第二階段,本文所採用的鍵合參數,如表2所示。
為加速焊點界面組織演變,在200℃下採用恆溫老化爐進行老化實驗,老化時間分別為n2天(n=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11)。為防止焊點在老化過程中被氧化,需要在老化過程中進行氮氣保護。
焊點的橫截面按照標準的制樣過程進行制備。但由於焊點的尺寸原因需要特別精心,首先採用樹脂進行密封,在水砂紙上掩模到2000號精度,保證橫截面在焊點正中,再採用1.0μm粒度的金剛石掩模劑在金絲絨專用布上拋光,HITACHIS-4700掃描電鏡抓取了試樣表面的被散射電子像,EDX分析界面組成成分。
剪切實驗和拉伸實驗是研究焊點力學性能和失效模式的主要實驗方法,採用Royce 580測試儀對各種老化條件下的焊點進行剪切實驗和拉伸實驗,記錄焊點的剪切斷裂載荷和拉伸斷裂載荷,剪切實驗時,劈刀距離焊盤表面4μm,以5μm/s的速度沿水平方向推動焊點,Olympus STM6光學顯微鏡觀察記錄焊點失效模式,對於每個老化條件,分別48個焊點用於剪切實驗和拉伸實驗,以滿足正態分布。
3 試驗結果與分析
3.1 金、銅絲球焊焊點金屬間化合物成長
絲球焊是在一定的溫度和壓力下,超聲作用很短時間內(一般為幾十毫秒)完成,而且鍵合溫度遠沒有達到金屬熔點,原子互擴散來不及進行,因此在鍵合剛結束時很難形成金屬間化合物,對焊點進行200℃老化,如圖1所示。金絲球焊焊點老化1天形成了約8μm厚的金屬間化合物層,EDX成分分析表明生成的金屬間化合物為Au4Al為和Au5AL2,老化時間4天時出現了明顯的Kirkendall空洞,銅絲球焊焊點生成金屬間化合物的速率要比金絲球焊慢很多,如圖2所示,在老化9天後沒有發現明顯的金屬間化合物,在老化16天時,發現了很薄的Cu/Al金屬間化合物層(由於Cu和Al在300℃以下固溶度非常小,因此認為生成的Cu/Al相是金屬間化合物),圖3顯示了老化121天時其厚度也不超過1μm,沒有出現kirkendall空洞。
在溫度、壓力等外界因素一定的情況下,影響兩種元素生成金屬間化合物速率的主要因素有晶格類型、原子尺寸、電負性、原子序數和結合能。Cu和Au都是面心立方晶格,都為第IB族元素,而且結合能相近,但是Cu與Al原子尺寸差比Au與AL原子尺寸差大,Cu和AL電負性差較小,導致Cu/Al生成金屬間化合物比Au/Al生成金屬間化合物慢。
3.2 金、銅絲球焊焊點剪切斷裂載荷和失效模式
圖4顯示了金、銅絲球焊第一焊點(球焊點)剪切斷裂載荷老化時間的變化,可以看到,無論對於金球焊點還是銅球焊點,其剪切斷裂載荷在很長一段時間內隨老化時間增加而增加,隨後剪切斷裂載荷下降,這主要與不同老化階段剪切失效模式不同有關,同時可以發現,銅球焊點具有比金球焊點更穩定的剪切斷裂載荷,並且在未老化及老化一定時間內,銅球焊點的剪切斷裂載荷比金球焊點好,老化時間增長後,銅球焊點剪切斷裂載荷不如金球焊點,但此時金球焊點內部出現大量Kirkendall空洞及裂紋,導致其電氣性能急劇下降,而銅球焊點沒有出現空洞及裂紋,其電氣性能較好。
對於金球焊點,剪切實驗共發現了5種失效模式:完全剝離(沿球與鋁層界面剝離)、金球殘留、鋁層斷裂、球內斷裂和彈坑,圖5顯示了金球焊點剪切失效模式隨老化時間的變化,未老化時,Au/Al為還沒有形成金屬間化合物,剪切失效模式為完全剝離,由於Au/Al老化過程中很快生成金屬間化合物,失效模式在老化初期馬上發展為以鋁層剝離為主:隨後,鋁層消耗完畢,老化中期失效模式以金球殘留為主,此時斷裂發生在金屬間化合物與金球界面;老化100天以後金球內部斷裂急劇增加,成為主要失效模式,導致剪切斷裂載荷降低。
對於銅球焊點,剪切實驗共發現了4種失效模式:完全剝離、銅球殘留、鋁層斷裂和彈坑。圖6顯示了銅球焊點剪切失效模式隨老化時間的變化,由於銅球焊點200℃時生成金屬間化合物很慢,因此其剪切失效模式在老化較長時間內以完全剝離為主:彈坑隨老化進行逐漸增多,尤其老化81天後,應力型彈坑大量增加,導致剪切斷裂載荷下降,圖7所示為彈坑數量隨老化時間變化,需要說明的是彈坑包括應力型彈坑和剪切性彈坑,應力型彈坑為剪切實驗之前就已經存在的缺陷,而剪切型彈坑是由於接頭連接強度高,在剪切實驗過程中產生,因此只有應力型彈坑是導致剪切斷裂載荷下降的原因,相對金球焊點,銅球焊點剪切出現彈坑較多,主要是因為銅絲球焊鍵合壓力比金絲球焊大。
2.3 金、銅絲球焊拉伸斷裂載荷和失效模式
圖8顯示了金、銅絲球焊拉伸斷裂載荷隨老化時間的變化,金絲球焊拉伸斷裂載荷隨老化時間變化不大,拉伸斷裂模式以第一焊點和中間引線斷裂為主。銅絲球焊拉伸斷裂載荷隨老化時間不斷下降,由於銅的塑性比金差,而且銅絲球焊第二焊點鍵合壓力比金絲球焊大很多,因此銅絲球焊第二焊點比金絲球焊變形損傷大,銅絲球焊拉伸時容易發生第二焊點斷裂,第二焊點斷裂又分為魚尾處斷裂(根部斷裂)和焊點剝離(引線和焊盤界面剝離),如圖9所示,銅絲球焊拉伸在老化初期為魚尾處斷裂,老化16天以後焊點剝離逐漸增多,主要是因為銅絲球焊老化過程中第二焊點被氧化,從而也導致拉伸斷裂載荷下降。
4 結論
(1)銅絲球焊焊點的金屬間化合物生長速率比金絲球焊焊點慢得多,認為Cu與Al原子尺寸差Au與Al原子尺寸差大,Cu和Al電負性差較小是其本質原因。
(2)銅絲球焊焊點具有比金絲球焊焊點更穩定的剪切斷裂載荷,並且在老化一定時間內銅絲球焊焊點表現出更好的力學性能。
(3)銅絲球焊焊點和金絲球焊焊點老化後的失效模式有較大差別。
沒錢的看看,圖片粘貼不上
暴沖弧圈 at 2008-1-22 09:59:00
對於銅絲壓焊來說,晶元的鋁層成分必須改善,以增加鋁層硬度,但是對於鋁層反射率來講,是提高好一些還是降低好一些呢,希望哪位大俠給予答復,謝謝!
Sam8848 at 2008-1-22 10:51:06
還是厚一些吧,銅線太硬了!
123qweasdf at 2008-1-23 09:07:51
樓下的太好了,都貼出來啊
shaiya at 2008-1-23 09:43:10
厄 搞什麼啊 怎麼2個一樣的啊
xxh at 2008-2-19 15:49:17
學習一下,謝謝LZ分享
binchang at 2008-2-22 16:33:03
這兄弟太偉大了,,劫富濟貧啊~~~~~~```
③ clip 條帶鍵合應用多嗎
Clip bond 封裝介紹
Cu Clip即銅條帶,銅片。
Clip Bond即條帶鍵合,是採用一個焊接到焊料的固體銅橋實現晶元和引腳連接的封裝工藝。
鍵合方式:
1、全銅片鍵合方式
● Gate pad 和 Source pad均是Clip方式,此鍵合方法成本較高,工藝較復雜,能獲得更好的Rdson以及更好的熱效應。
2、銅片加線鍵合方式
● Source pad為Clip 方式, Gate為Wire方式,此鍵合方式較全銅片的稍便宜,節省晶圓面積(適用於Gate極小面積),工藝較全銅片簡單一些,能獲得更好的Rdson以及更好的熱效應。
與傳統的鍵合封裝方式相比,Cu Clip技術優點:
1、晶元與管腳的連接採用銅片,一定程度上取代晶元和引腳間的標准引線鍵合方式,因而可以獲得獨特的封裝電阻值、更高的電流量、更好的導熱性能。
2、引線腳焊接處無需鍍銀,可以充分節省鍍銀及鍍銀不良產生的成本費用。
3、產品外形與正常產品完全保持一致 微ictest1
④ 集成電路焊接工藝的熱壓焊接法
內引線的熱壓焊接法既不用焊劑,也無需焙化,對金屬引線(硅鋁絲或金絲)和晶元上的鋁層同時加熱加壓(溫度一般為350~400℃,壓力為8~20千克力/毫米2),就能使引線和鋁層緊密結合。熱壓焊接的原理是,鋁合金為面心立方晶格結構,每一鋁原子或金原子和其他原子形成八個穩定的金屬鍵,在其表面的原子有二個金屬鍵不飽和。這些原子在較高的溫度下增加活動能量,再加上一定的壓力促使金絲引線產生塑性形變,破壞原有的界面原子結構。這時,金絲上的金原子與電路晶元上引出端的鋁原子緊密結合,重新排列其間的晶格形成牢固的金屬鍵。因此熱壓焊接法也就是熱壓鍵合過程。
熱壓焊接工藝按內引線壓焊後的形狀不同分為兩種:球焊(丁頭焊)和針腳焊。兩種焊接都需要分別對焊接晶元的金屬框架、空心劈刀進行加熱(前者溫度為 350~400℃,後者為150~250℃),並在劈刀上加適當的壓力。首先,將穿過空心劈刀從下方伸出的金絲段用氫氧焰或高壓切割形成圓球,此球在劈刀下被壓在晶元上的鋁焊區焊接,因為它形成釘頭一樣的焊點,故稱為丁頭焊或球焊。利用此法進行焊接時,焊接面積較大,引線形變適度而且均勻,是較為理想的一種焊接形式。隨後將劈刀抬起,把金絲拉到另一端(即在引線框架上對應於要相聯接的焊區),向下加壓進行焊接,所形成的焊點稱為針腳焊。上述操作僅完成一條內引線的焊接(圖2)。熱壓焊接法有其局限性:①焊接溫度過高,不適於對工作溫度較低的電路晶元進行焊接;②壓力和溫度難以除去鋁絲表面和晶元上鋁焊區表面的氧化膜,此法不能用鋁絲作為引線進行焊接。
⑤ 矽片鍵合技術的鍵合類別
金硅共熔鍵合常用於微電子器件的封裝中,用金硅焊料將管芯燒結在管座上。1979年這一技術用在了壓力變送器上。金硅焊料是金硅二相系(硅含量為19at.%),熔點為363°C,要比純金或純硅的熔點低得多(見圖1)。在工藝上使用時,它一般被用作中間過渡層,置於欲鍵合的兩片之間,將它們加熱到稍高於金硅共熔點的溫度。在這種溫度下,金硅混合物將從與其鍵合的矽片中奪取硅原子以達到硅在金硅二相系中的飽和狀態,冷卻以後就形成了良好的鍵合。利用這種技術可以實現矽片之間的鍵合。
然而,金在硅中是復合中心,能使硅中的少數載流子壽命大大降低。許多微機械加工是在低溫下處理的,一般硅溶解在流動的金中,而金不會滲入到硅中,矽片中不會有金摻雜。這種硅-硅鍵合在退火以後,由於熱不匹配會帶來應力,在鍵合中要控制好溫度。
金硅共熔中的硅-硅鍵合工藝是,先熱氧化P型(100)晶向矽片,後用電子束蒸發法在矽片上蒸鍍一層厚30nm的鈦膜,再蒸鍍一層120nm的金膜。這是因為鈦膜與SiO2層有更高的粘合力。最後,將兩矽片貼合放在加熱器上,加一質量塊壓實,在350~400°C溫度下退火。實驗表明,在退火溫度365°C,時間10分鍾,鍵合面超過90%。鍵合的時間和溫度是至關重要的。
除金之外,Al、Ti、PtSi、TiSi2也可以作為硅-硅鍵合的中間過渡層。 靜電鍵合(electrostatic bonding)又稱場助鍵合或陽極鍵合(anodic bonding)。靜電鍵合技術是Wallis和Pomerantz於1969年提出的。它可以將玻璃與金屬、合金或半導體鍵合在一起而不用任何粘結劑。這種鍵合溫度低、鍵合界面牢固、長期穩定性好。
靜電鍵合裝置如圖2所示。把將要鍵合的矽片接電源正極,玻璃接負極,電壓500~1000V。將玻璃-矽片加熱到300~500°C。在電壓作用時,玻璃中的Na將向負極方向漂移,在緊鄰矽片的玻璃表面形成耗盡層,耗盡層寬度約為幾微米。耗盡層帶有負電荷,矽片帶正電荷,矽片和玻璃之間存在較大的靜電引力,使二者緊密接觸。這樣外加電壓就主要加在耗盡層上。通過電路中電流的變化情況可以反映出靜電鍵合的過程。剛加上電壓時,有一個較大的電流脈沖,後電流減小,最後幾乎為零,說明此時鍵合已經完成。
靜電鍵合中,靜電引力起著非常重要的作用。例如,鍵合完成樣品冷卻到室溫後,耗盡層中的電荷不會完全消失,殘存的電荷在硅中誘生出鏡象正電荷,它們之間的靜電力有1M P a左右。可見較小的殘余電荷仍能產生可觀的鍵合力。另外,在比較高的溫度下,緊密接觸的硅/玻璃界面會發生化學反應,形成牢固的化學鍵,如Si-O-Si鍵等。如果硅接電源負極,則不能形成鍵合,這就是「陽極鍵合」名稱的由來。靜電鍵合後的硅/玻璃界面在高溫、常溫-高溫循環、高溫且受到與鍵合電壓相反的電壓作用等各種情況下進行處理,發現:
(1)硅/玻璃靜電鍵合界面牢固、穩定的關鍵是界面有足夠的Si-O鍵形成;
(2)在高溫或者高溫時施加相反的電壓作用後,硅/玻璃靜電鍵合界面仍然牢固、穩定;
(3)靜電鍵合失敗後的玻璃可施加反向電壓再次用於靜電鍵合。
影響靜電鍵合的因素有很多,主要包括:
(1)兩靜電鍵合材料的熱膨脹系數要近似匹配,否則在鍵合完成冷卻過程中會因內部應力較大而破碎;
(2)陽極的形狀影響鍵合效果。常用的有點接觸電極和平行板電極。點接觸電極,鍵合界面不會產生孔隙,而雙平行板電極,鍵合體界面將有部分孔隙,鍵合的速率比前者快;
(3)表面狀況對鍵合力也有影響。鍵合表面平整度和清潔度越高,鍵合質量越好。表面起伏越大,靜電引力越小。表面相同的起伏幅度,起伏越圓滑的情況靜電引力越大。
靜電鍵合時的電壓上限是玻璃不被擊穿,下限是能夠引起鍵合材料彈性、塑性或粘滯流動而變形,有利於鍵合。硅/玻璃鍵合時,硅上的氧化層厚度一般要小於0.5mm。
靜電鍵合技術還可以應用於金屬與玻璃,FeNiCo合金與玻璃以及金屬與陶瓷等的鍵合。 兩矽片通過高溫處理可以直接鍵合在一起,不需要任何粘結劑和外加電場,工藝簡單。這種鍵合技術稱為硅-硅直接鍵合(SDB—Silicon Direct Bonding)技術。直接鍵合工藝是由Lasky首先提出的。
硅-硅直接鍵合工藝如下:
(1)將兩拋光矽片(氧化或未氧化均可)先經含 的溶液浸泡處理;
(2)在室溫下將兩矽片拋光面貼合在一起;
(3)貼合好的矽片在氧氣或氮氣環境中經數小時的高溫處理,這樣就形成了良好的鍵合。
直接鍵合工藝相當簡單。鍵合的機理可用三個階段的鍵合過程加以描述。
第一階段,從室溫到200°C,兩矽片表面吸附OH團,在相互接觸區產生氫鍵。在200°C時,形成氫鍵的兩矽片的硅醇鍵之間發生聚合反應,產生水及硅氧鍵,即
Si-OH+HO-Si→
Si-O-Si+H2O。
到400°C時,聚合反應基本完成。
第二階段溫度在500~800°C范圍內,在形成硅氧鍵時產生的水向SiO2中的擴散不明顯,而OH團可以破壞橋接氧原子的一個鍵使其轉變為非橋接氧原子,即:
HOH+Si-O-Si=2 +2Si- 。
第三階段,溫度高於800°C後,水向SiO2中擴散變得顯著,而且隨溫度的升高擴散量成指數增大。鍵合界面的空洞和間隙處的水分子可在高溫下擴散進入四周SiO2中,從而產生局部真空,這樣矽片會發生塑性變形使空洞消除。同時,此溫度下的SiO2粘度降低,會發生粘滯流動,從而消除了微間隙。超過1000°C時,鄰近原子間相互反應產生共價鍵,使鍵合得以完成(見圖3)。
在鍵合前,對矽片進行表面處理,使其表面吸附 是至關重要的。對於熱氧化的鏡面拋光的矽片而言,熱氧化的SiO2具有無定型的石英玻璃網格結構。在SiO2膜的表面和體內,有一些氧原子處於不穩定狀態。在一定條件下,它們可得到能量而離開硅原子,使表面產生懸掛鍵。有許多種方法可以增加熱氧化的硅表面的懸掛鍵。等離子體表面活化處理就是一種方法。對於原始拋光矽片,純凈的的矽片表面是疏水性的,若將其浸入在含有氧化劑的溶液中,瞬間會在矽片表面吸附一層單氧層。隨著溶液溫度的提高(75°C~110°C),單氧層會向一氧化物、二氧化物過渡。由化學溶液形成的硅氧化物表面有非橋鍵的羥基存在,所以這有利於矽片的室溫鍵合。常用的親水液有硫酸雙氧水、稀硝酸、氨水等。
鍵合良好的矽片,其鍵合強度可高達12MPa以上,這需要良好的鍵合條件。
首先是溫度,兩矽片的鍵合最終是靠加熱來實現的,因此,溫度在鍵合過程中起著關鍵的作用。
其次是矽片表面的平整度。拋光矽片或熱氧化矽片表面並不是理想的鏡面,而總是有一定的起伏和表面粗糙度。如果矽片有較小的粗糙度,則在鍵合過程中,會由於矽片的彈性形變或者高溫下的粘滯迴流,使兩鍵合片完全結合在一起,界面不存在孔洞。若表面粗糙度很大,鍵合後就會使界面產生孔洞。
最後,就是表面的清潔度。如果鍵合工藝不是在超凈環境中進行的,則矽片表面就會有一些塵埃顆粒,塵埃顆粒是鍵合矽片產生孔洞的主要根源之一。例如,若矽片厚350μm,顆粒直徑1μm,則引起的孔洞直徑為4.2mm。可見,粘污粒子對鍵合的影響程度。此外,室溫下貼合時陷入界面的氣體也會引起孔洞。
硅-硅直接鍵合工藝不僅可以實現Si-Si、Si-SiO2和SiO2-SiO2鍵合,而且還可以實現Si-石英、Si-GaAs或InP、Ti-Ti和Ti-SiO2鍵合。另外,在鍵合矽片之間夾雜一層中間層,如低熔點的硼硅玻璃等,還可以實現較低溫度的鍵合,並且也能達到一定的鍵合強度,這種低溫鍵合可與硅半導體器件常規工藝兼容。 壓力感測器晶元與基座的封接質量是影響感測器性能的重要因素。當前,靜電封接是國內外比較流行的一種工藝,它具有封接強度高、重復性好、氣密性高等優點。但是該方法工藝復雜,條件要求嚴格,生產效率低、成本高。有時還會出現一些反常現象(開裂、自動脫落等)。低溫玻璃焊料封接工藝簡單、封接強度高、密封效果好,尤其適合大批量生產(見圖4普通封接結構)。
所謂燒結,是將顆粒狀陶瓷坯體(或玻璃粉)置於高溫爐中,使其緻密化形成強固體材料的過程。燒結開始後首先排除坯料顆粒間空隙,使相應的相鄰粒子結合成緊密體。燒結過程必須具備兩個基本條件:
(1)應該存在物質遷移的機理;
(2)必須有一種能量(熱能)促進和維持物質遷移。
對於應用玻璃焊料進行封接的材料來說還要求
(1)材料要與焊料玻璃的熱脹系數很接近;
(2)封接溫度要低於被封接材料的耐熱極限溫度。
對於壓力感測器晶元與玻璃基座的封接,封接溫度至少應低於550°C,而Al-Si共熔點577°C,晶元上的鋁引線不會被破壞。有文獻提出,參考ZnO-B2O3-PbO三元系相圖選出一種結晶性焊料玻璃,其屈服溫度為460°C,該焊料與玻璃基座有良好浸潤性。首先進行玻璃焊料配製,然後在900°C高溫爐內熔化,接著玻璃液淬火,研磨得焊料,再用去離子水將焊粉調糊塗於封接處,最後紅外乾燥,530°C燒結30min,自然冷卻。
以上介紹的一些矽片鍵合技術,都有各自的優點和缺點,可以根據情況選擇使用。比如,靜電鍵合大多數用於密封封接,作為感測器晶元的一部分,但這可能會存在電信號干擾;採用硅-硅直接鍵合就不存在靜電問題,也沒有玻璃與矽片熱脹系數不同而帶來的應力問題,並且工藝簡單。但是現在在這方面的應用還不成熟。其實,不論哪種技術,都需要繼續研究探索,需要從實際應用中積累經驗,擴展應用領域,甚至發現其它的矽片鍵合技術。
⑥ 鋁線鍵合機用在哪裡
鍵合機,或者焊線機,是實現引線鍵合工藝的一種設備,是半導體生產線上後封裝工序必備的關鍵設備之一。
鍵合機工作原理?.鍵合機是指將兩片表面清潔、原子級平整的同質或異質半導體材料經表面清洗和活化處理,在一定條件下直接結合,通過范德華力、分子力甚至原子力使晶片鍵合成為一體的設備,全自動引線鍵合機是以金屬引線連接晶元焊盤和封裝管腳的半導體生產關鍵設備,鍵合機工作過程的根本特徵在於通過引導金屬引線在三維空間中作復雜高速的運動以形成各種滿足不同封裝形式需要的特殊線弧形狀。高加速度高定位精度工作台是引線鍵合機的核心部件,決定鍵合的工作速度和質量。
⑦ 30mm及以下鋼板埋弧焊對接工藝
焊接金屬,根據該方法的特徵被劃分焊接,壓焊和釺焊三大類。
焊接是在焊接過程中,工件被加熱到在界面處的熔融狀態,沒有壓力,以完成熔接。當焊接,熱焊接兩個工件被迅速加熱並熔化在界面處,形成熔池。向前與熱浴工件連接兩個成為一體,冷卻後,形成連續的焊縫。
的焊接過程中,如果浴並在與大氣中的氧直接接觸大氣,並且所述金屬氧化物的溫度將各種合金元素。大氣中的氮,水蒸汽等進入熔池,而且在隨後的冷卻過程中形成的焊渣,裂紋等缺陷,惡化焊縫的質量和性能的孔。
秩序,提高焊接質量,人們想出了各種保護方法。例如,氣體保護電弧焊是氬氣,二氧化碳和其他氣體從大氣中,以保護焊接時的電弧和熔池;又如鋼焊條塗料中添加了氧氣脫氧鈦鐵礦粉大的親和力,可以保護的有益元素的電極錳,氧化硅進入泳池,獲得高品質的焊縫冷卻後。
接合在加壓條件下,在固體狀態下,使兩工件達到原子間的鍵合,也稱為固相鍵合。常見粘接工藝是電阻對焊,當電流通過連接在工件的兩個端部,該部是大而引起的溫升,以抵抗當被加熱到塑性狀態,下軸向壓力連接成為一體。的共同特徵
各種結合方法是在焊接過程中施加的壓力而無需添加填料。大多數鍵合的方法,例如擴散焊接,高頻焊接,冷焊接,所以沒有熔化過程中,與焊接的燃燒,侵入性和在焊縫的問題,從而簡化了焊接過程中的有害元素,因此不能作為有用的合金元素,而且還改善了焊接安全與衛生條件。同時,在加熱溫度比焊接低,加熱時間短,並且因此小的熱影響區。許多難以熔化焊接材料,通常用高壓焊接接頭焊接成同等強度的基體材料。
釺焊是,比工件的熔點的溫度下,將工件用液態焊料的潤濕性,以使用較低的熔點比焊料的工件金屬材料焊接的工件,並加熱至高於焊料的熔點,填補縫隙和介面,並實現對工件的原子的相互擴散,從而實現焊接。
⑧ 壓力焊有哪幾種呢
壓力焊有鍛焊,接觸焊,摩檫焊,氣壓焊,冷壓焊,爆炸焊。壓力焊是對焊件施加壓力,使接合面緊密地接觸產生一定的塑性變形而完成焊接的方法。
壓力焊原理
壓力焊過程是通過適當的物理,化學過程,使兩個分離表面的金屬原子接近到原子能夠發生相互作用的距離約為0.3至0.5nm形成金屬鍵,從而使兩金屬連為一體,達到焊接目的。
可見,壓力焊是通過對焊區施加一定的壓力而實現的,壓力大小與材料種類、焊接溫度、焊接環境和介質等有關,壓力的性質可以是靜壓力、沖擊力或爆炸力。在多數壓力焊過程中,焊接區的金屬處於固態,依賴壓力,不加熱或伴以加熱作用下的塑性變形、再結晶和擴散等過程而形成接頭。
壓力焊原理的微連接技術主要應用於微電子器件內引線連接。通過一定壓力、加熱、超聲波等手段,在接頭內金屬不熔化前提下,使被連接面之間發生原子擴散,該連接技術有時被稱為鍵合技術。
引線鍵合在基於壓力焊原理的微連接技術中應用最廣泛。引線鍵合是將半導體晶元焊區與電子封裝外殼的I,O引線或基板上布線焊區用金屬細絲連接起來的方法。
⑨ 手動鍵合機一般用什麼
鍵合機,或者焊線機,是實現引線鍵合工藝的一種設備,是半導體生產線上後封裝工序必備的關鍵設備之一。
引線鍵合(Wire Bonding)[1] 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,實現晶元與基板間的電氣互連和晶元間的信息互通。在理想控制條件下,引線和基板間會發生電子共享或原子的相互擴散,從而使兩種金屬間實現原子量級上的鍵合.
國內外的鍵合機廠家主要有K&S、HK、ASM、寧波尚進、深圳翠濤、中電45所、Westbond、中電二所、創唯星等。