引線鍵合是微電子制造技術(shù)的關(guān)鍵工藝之一,具有工藝實(shí)現(xiàn)簡單、成本低廉、適用多種封裝形式等優(yōu)點(diǎn),目前超過90%的連接采用引線鍵合技術(shù)。引線鍵合有熱壓引線鍵合、超聲引線鍵合、熱壓超聲引線鍵合三種工藝方法,其中熱壓超聲鍵合因?yàn)槠浞�(wěn)定的鍵合質(zhì)量被大部分半導(dǎo)體制造商作為主要鍵合手段,然而超過100℃高溫會(huì)影響甚至損壞MEMS芯片的性能,給芯片帶來安全隱患,因此,本文基于超聲引線鍵合的基礎(chǔ)工藝,結(jié)合激光對(duì)物質(zhì)的致熱效應(yīng)及清潔作用,研究激光局部致熱超聲引線鍵合工藝方法具有重要實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。首先,從理論論證激光局部致熱超聲引線鍵合工藝方法的可行性。從激光致熱、清潔角度分析了激光對(duì)引線鍵合的作用機(jī)理;利用熱分析軟件仿真分析不同激光功率下焊盤表面溫度場的分布云圖,獲得激光功率與焊盤表面之間的溫度關(guān)系模型,從理論上模擬出滿足熱壓超聲鍵合的局部溫度場,論證激光引線鍵合的工藝可行性。接著,構(gòu)建激光局部致熱超聲引線鍵合系統(tǒng)。針對(duì)激光引線鍵合工藝需求,基于現(xiàn)有的手動(dòng)引線鍵合系統(tǒng),構(gòu)建了由激光加載系統(tǒng)、視覺定位系統(tǒng)及自動(dòng)鍵合平臺(tái)系統(tǒng)組成的激光引線鍵合系統(tǒng);基于模塊化自動(dòng)控制思想,設(shè)計(jì)開發(fā)了相應(yīng)的自動(dòng)控制軟件系統(tǒng),構(gòu)建了... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

金絲超聲鍵合原理示意圖

隨著微制造技術(shù)和大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，基于納米集成制造尺度的微機(jī)一體化系統(tǒng)發(fā)展越來越成熟，使得許多微機(jī)械機(jī)構(gòu)以及對(duì)應(yīng)的傳感器，驅(qū)動(dòng)器，制器和電源都集成在一個(gè)小芯片中，從而形成了完備的微機(jī)電系統(tǒng)[1]。作為EMS 器件加工的關(guān)鍵技術(shù)之一，引線鍵合技術(shù)工藝簡單、成本低廉、應(yīng)用范圍，在微電子封裝領(lǐng)域中占有重要地位。依據(jù)鍵合時(shí)所需能量的不同，引線鍵合常的方式有三種：熱壓鍵合，超聲鍵合，熱壓超聲鍵合[2]。熱壓超聲引線鍵合的基本原理[2]：將金絲或銅絲以一定的幾何形狀可靠的連接兩個(gè)電極之間，實(shí)現(xiàn)不同電極芯片之間的信號(hào)傳輸。如圖 1-1，1-2 所示，首先打桿通過瞬時(shí)高壓將劈刀末端金絲熔化，在重力和表面張力的作用下形成金球，然劈刀運(yùn)動(dòng)到焊盤上方一焊點(diǎn)位置，接著下降至金球與芯片表面充分接觸，在壓力超聲換能系統(tǒng)施加的超聲波共同作用下，金球隨劈刀在接觸面左右高速振動(dòng)摩，這種雙重作用破壞了芯片表面的雜質(zhì)及金屬氧化層，使得金球與芯片表面直接觸，再經(jīng)過高溫實(shí)現(xiàn)金屬原子之間的鍵合。

線鍵合系統(tǒng)研制及工藝實(shí)驗(yàn)研究 第一金屬絲與其產(chǎn)生彈性鑲嵌，最后成功鍵合。該鍵合方法就是利用金屬材變形，一定時(shí)間內(nèi)在壓力和溫度的共同作用下，使金屬絲和芯片產(chǎn)生固連接。熱壓超聲鍵合通常需要襯底和芯片溫度達(dá)到 150 至 200 攝氏度，片表面干凈，所以它通常用于金絲鍵合。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超聲引線鍵合中復(fù)合變幅桿的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 莊猛,陳立國.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(04)
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碩士論文
[1]基于電流控制的陽極鍵合工藝方法及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陸春意.蘇州大學(xué) 2015
[2]金絲球鍵合工藝影響因素分析及模型建立[D]. 吳茜茜.蘇州大學(xué) 2014
[3]超高加速度精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)研制[D]. 郭翠娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[4]主成分分析法研究換能系統(tǒng)與鍵合點(diǎn)相互作用規(guī)律[D]. 張亞楠.中南大學(xué) 2010
[5]改善熱壓超聲球焊點(diǎn)鍵合強(qiáng)度的工藝研究[D]. 余齋.西南交通大學(xué) 2010
[6]大功率CO2激光切割國產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 司立眾.南京理工大學(xué) 2009
[7]不同厚度及鉑鍍層硅片激光彎曲試驗(yàn)研究[D]. 劉雙.大連理工大學(xué) 2008
[8]基于溫度和應(yīng)力場的焊接殘余應(yīng)力數(shù)值分析[D]. 程書力.南昌大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3528760