光—MOS固体继电器金丝键合工艺开发与过程控制

发布时间：2020-08-18 14:05

【摘要】：为实现国家主席习近平提出的强军梦,国家对国防军用武器装备研究经费逐年加大投入,以加快武器装备集成化、信息化、数字化、智能化发展。军用武器装备由不同功能模块系统组成,功能模块一般都由不同型号规格的器件和各种零部件装配而成。在某些军事应用领域,光-MOS固体继电器是功能模块中输入输出信号相互切换最基础和关键的微电子器件。公司研发的光-MOS固体继电器系列产品是为满足某型号军用武器装备提出配套器件小型化、轻量化的要求。光-MOS固体继电器产品是经过微组装工艺技术制造出来,主要包括点胶粘片工艺、金丝键合工艺、平行封焊工艺,其中金丝键合是光-MOS固体继电器产品微组装制造工艺中的关键工艺技术。本课题在查阅大量微组装相关技术资料情况下,从公司实际需求出发,对光-MOS固体继电器产品生产中急需的金丝键合工艺技术进行开发。根据公司现有的工艺基础和设备资源,金丝键合工艺开发主要包括如下内容:1)根据产品的结构特点和裸芯片焊盘尺寸大小选择合适的劈刀型号规。2)根据产品功能特性选择合适的键合金丝型号规格。3)以镀金陶瓷基板作为键合载体结合设备说明资料摸透键合设备的运行原理和设备每一个动作及参数所控制的具体内容。4)根据裸芯片键合焊盘尺寸大小及GJB548B-2005《微电子器件试验方法和程序》中的相关要求进行打火烧球工艺参数的试验验证。用奥林巴斯SMT-7显微镜对烧球后的金球外径尺寸进行测试,对所得的测试数据进行统计分析,根据分析结果确认打火烧球的工艺参数(烧球电流、烧球时间)。5)以镀金陶瓷基板作为键合载体,通过键合外观形貌和键合强度拉力曲线分布图确定键合工艺参数范围,键合工艺参数包括键合压力、键合功率、键合时间、键合温度。6)以镀金陶瓷基板作为键合载体,通过环境应力试验优化出工艺参数匹配范围。7)在优化后工艺参数匹配范围的基础上,以芯片键合为载体,通过键合强度拉力曲线分布图和环境应力试验确定芯片键合工艺参数匹配范围。8)以芯片键合为载体,通过Minitab软件中的田口试验方法确定最佳芯片键合工艺参数组合。9)最优芯片键合工艺参数组合产品批次生产验证。将工艺试验验证后的键合工艺参数组合应用于产品的批量生产中,对产品验证批装配质量情况统计分析,总结金丝键合工艺生产经验,得出金丝键合工艺的过程控制要求内容。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM58
【图文】：

引线键合,键合

子器件试验方法和程序》中方法 1010.1 温度方法 2011.1 键合强度（破坏性键合拉力试验组合进行键合质量评估。利用田口试验方法合工艺参数开发过程积累的方法、经验、数现状外学者对键合机理进行大量试验和研究，在年贝尔试验室研究出了世界第一台引线键合装年代国外研究人员才真正提出相关的引线键合”的理论。研究者认为金丝键合球和被焊材而实现相互扩散，形成的连接[1]。之后的研键合过程中发生侧向的塑性变形，将被键合净的键合表面经过键合力挤压之后与金丝完

陶瓷基板,基座,产品,键合

第二章键合因素分析与键合工艺方式选择二章键合因素分析与键合工艺方式选择事、导航、微波通信、雷达等高可靠性领域对多功能系统求的背景下，做为航天武器型号配套单位，我厂研发的光选元器件全部为裸芯片，某型号产品基座组腔体内芯片及示。通过环氧粘接工艺/键合工艺/平行封焊工艺等微组装25μm、φ50μm 金丝键合是产品装配中的关键工艺。而金丝做为基础和键合设备做为载体，因此本章对其进行概述，合过程步骤。

楔焊,球焊,劈刀,组合机构

扩散越大，在接触面出现均匀的合金增加界面键合强度。但过长的时间，会使键合点的直径过大，出现键合焊点超出焊盘边界的现象，且会导致颈部强度降低或键合界面之间的空洞率增大。（4）键合温度（BondTemperature）：加热能增加金属分子、原子的能量，加快两种紧密接触金属间的分子、原子相互扩散结合的速度。特别对于一些材料本身对应力敏感的芯片，可以适当降低超声功率和键合压力的情况下，增加温度以保证键合质量的可靠性。2.2 键合工艺方式选择所引进的设备能实现球形键合和楔形键合，两种键合方式都可以满足产品的技术要求。球焊劈刀为圆柱形对称工具，可实现任意方向的键合，对于手动操作设备在实际操作过程中会带来操作灵活性；楔焊劈刀外径比较大，一般配套送线器和切刀，对键合空间要求比较高，特别深腔键合要保证劈刀到墙体内壁的间距；球焊劈刀与楔焊劈刀实物图如图 2.2 所示。球焊键合、楔焊键合线弧如图 2.3 所示。

【相似文献】