【摘要】：目前集成電路作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),其國(guó)產(chǎn)化發(fā)展不僅是國(guó)家信息安全的保障,也是提升綜合國(guó)力的有效途徑。微電子封裝作為集成電路封裝的主要工序,其封裝質(zhì)量直接影響電子產(chǎn)品的可靠性和壽命。超聲熱壓引線鍵合作為一種封裝方式,在創(chuàng)新技術(shù)的推動(dòng)下也在不斷的發(fā)展完善。在實(shí)際鍵合過程中,由于二焊點(diǎn)較一焊點(diǎn)難焊牢,二焊點(diǎn)所用超聲和鍵合力都大于一焊點(diǎn),導(dǎo)致直插式支架的位置和材料性能更易影響二焊點(diǎn)的鍵合質(zhì)量。本文針對(duì)直插式LED引線支架,研究了二焊點(diǎn)的鍵合過程和鍵合質(zhì)量,通過有限元仿真與實(shí)驗(yàn)探究焊斑的成形過程以及焊盤高度對(duì)二焊點(diǎn)鍵合質(zhì)量的影響規(guī)律,為二焊點(diǎn)鍵合參數(shù)的設(shè)置提供依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.綜合國(guó)內(nèi)外對(duì)引線鍵合力、超聲等工藝參數(shù)研究以及對(duì)鍵合過程的有限元分析研究現(xiàn)狀,分析了引線支架對(duì)鍵合質(zhì)量的影響主要在集中在二焊點(diǎn),提出了用改變支架焊盤高度進(jìn)行的二焊點(diǎn)鍵合過程仿真分析,并通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量二焊點(diǎn)魚尾寬展來表征二焊點(diǎn)鍵合質(zhì)量的方法。2.根據(jù)二焊點(diǎn)鍵合過程與焊點(diǎn)成形理論,分析了二焊點(diǎn)焊盤的力學(xué)狀態(tài),將二焊點(diǎn)的鍵合模型簡(jiǎn)化為質(zhì)量均布的豎直梁與瓷嘴的相對(duì)運(yùn)動(dòng),包括兩個(gè)階段:沖擊階段的焊盤受到瓷嘴沖擊和超聲階段焊盤的受迫振動(dòng)。3.根據(jù)二焊點(diǎn)焊盤的力學(xué)分析,對(duì)二焊點(diǎn)鍵合過程進(jìn)行建模和有限元分析,觀察二焊點(diǎn)的成形過程以及應(yīng)力集中部位,分析焊點(diǎn)的變形機(jī)制;發(fā)現(xiàn)沖擊力對(duì)金線的作用遠(yuǎn)小于鍵合力,焊盤高度不影響引線鍵合的沖擊階段,但在超聲階段,焊盤高度越大,二焊點(diǎn)魚尾寬度越大。4.通過二焊點(diǎn)魚尾寬展實(shí)驗(yàn)得出:焊盤高度越高,魚尾寬展越大,與仿真結(jié)果相吻合,驗(yàn)證了仿真的有效性;但焊盤高度越大,支架的穩(wěn)定性越差。通過拉力正交試驗(yàn)得出:影響二焊點(diǎn)鍵合質(zhì)量的五個(gè)因素影響程度從大到小依次為超聲功率、鍵合溫度、鍵合力、沖擊速度、焊盤高度。
【圖文】：

圖 1-1 引線鍵合結(jié)構(gòu)示意圖Figure1-1 Schematic diagram of wire bonding structure術(shù)按鍵合能量可分為熱壓鍵合(Thermcompress bobonding),熱超鍵合(Thermosonic wire bonding)。合是最早用于內(nèi)引線鍵合的方法，鍵合能量主要來，在劈刀沖擊力和壓力作用下發(fā)生塑性形變，同時(shí)線和焊盤間距離達(dá)到原子級(jí)別，達(dá)到鍵合目的。其簡(jiǎn)單，對(duì)鍵合面粗糙度要求低；但是需要高溫產(chǎn)生熱壓鍵合一般用于耐氧化材料之間的鍵合。合的關(guān)鍵工藝參數(shù)為壓力和超聲，首先劈刀將引線超聲經(jīng)變幅桿傳遞給劈刀，劈刀產(chǎn)生水平方向振動(dòng)線在壓力和超聲的作用下發(fā)生摩擦并產(chǎn)生塑性變形，，，不需加熱；但焊斑容易出現(xiàn)頸拉斷裂，同時(shí)超聲

[34]等人運(yùn)用有限元軟件，校驗(yàn)了 IC 芯片粘片機(jī)焊頭的片粘片機(jī)焊頭柔性鉸直線緩沖機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，提出了與有構(gòu)設(shè)計(jì)的方法，對(duì)焊線機(jī)的緩沖設(shè)計(jì)具有一定的啟發(fā)。合的工藝優(yōu)化要領(lǐng)，經(jīng)過力學(xué)分析出有限元計(jì)算而得到控制鍵合點(diǎn)的厚度和焊線的角。李軍輝等[36]研究人員則特性，并給出了其界面模式等。范柱子[37]等人應(yīng)用有限動(dòng)軌跡中 3 種不同反向段形式下的引線輪廓成形。立了三維仿真模型，對(duì)一焊點(diǎn)進(jìn)行仿真分析，將超聲振加在劈刀上，并通過改變接觸面上的摩擦系數(shù)模擬超聲以下幾步，首先在劈刀上施加軸向位移，用基板所受應(yīng)焊接壓力時(shí)開始施加超聲振動(dòng)；利用線性假設(shè)建立劈刀光干涉技術(shù)確定劈刀的精確位移，仿真得出模擬結(jié)果如頸部和金球與焊盤接觸的邊緣。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG40;TN312.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2590860