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探讨键合铝线特性及提高键合可靠性的方法

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2024/12/4 10:29:04

键合铝线作为半导体器件中实现内部芯片与外部管脚以及芯片间互联的关键技术,其工艺的成熟度和成本效益使其在所有封装管脚中占据主导地位。然而,由于键合点的损坏可能导致器件部分或wan全功能丧失,因此,对键合铝线的可靠性要求也日益严格。

键合失效模式主要表现为开路和短路,其本质失效约有1/3~1/4是由引线键合引起的。因此,对键合铝线的特性进行深入分析,识别和控制可能导致键合失效的因素,如键合线弧度、高度不合理、表面污染或氧化等,对于提高键合质量至关重要。为了提高键合铝线的可靠性,可以采取多种措施,包括优化键合工艺参数、改善封装环境、采用新材料和技术等。

本文科准测控小编将详细探讨键合铝线测试方法和视频,分析影响键合可靠性的各种因素,并提出一系列提高键合质量的方法。通过这些研究和措施,我们希望能够为功率器件和电子元器件的长期稳定运行提供坚实的基础。

 

一、键合铝线特性

键合铝线依据线径分为细铝线(0.7~4英寸)和粗铝线(5~20英寸),成分上则有纯铝、铝-硅、铝-镁、铝-铜等类型,且为减少封装材料对引线的腐蚀,引线中会添加极微量的Ni元素。研究表明,通过在铝线中添加0.5%Mg可以显著提高其疲劳强度,具体表现为延伸率和断裂载荷的大幅提升,而这种改进对铝线的电学和热学特性影响不大,主要改善了铝线的力学性能,从而增强了其抗疲劳性。

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二、可靠性措施

1芯片质量控制

芯片制造中应彻di清除光刻胶和窗口钝化膜,避免夹层残留。

2铝线性能控制

铝线材料性能和组成对键合质量有重要影响,不同铝线需采用相应的焊接方法和条件。

3壳体质量控制

壳体电镀后需彻di清洗,外观检查电镀端子应黑亮,不合格壳体需剔除。

4键合工具维护

定期超声清洗键合工具,确保安装位置准确,定期更换和清洗切刀,检查导线器损耗。

5界面清洁度

键合前进行等离子清洗,提高键合可靠性和成品率,对铝线采取清洁保护措施。

6键合工艺参数优化

调整压力、时间和功率等工艺参数,通过破坏性拉力试验和接触电阻测试评估键合系统可靠性,优化工艺窗口。

7DBC质量控制

DBC来料后应及时进行键合强度检测和破坏性拉力试验,评估表面可靠性。

1)常用检测设备

Alpha-W260推拉力测试机

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a多功能焊接强测试仪是用于为微电子引线键合后引线焊接强度测试、焊点与基板表面粘接力测试及其失效分析领域的专用动态测试仪器,常见的测试有晶片推力、金球推力、金线拉力等,采用高速力值采集系统。

b根据测试需要更换相对应的测试模组,系统自动识别模组量程。可以灵活得应用到不同产品的测试,每个工位独立设置安全高度位及安全限速,防止误操作对测试针头造成损坏。且具有测试动作迅速、准确、适用面广的特点。

c适用于半导体IC封装测试、LED 封装测试、光电子器件封装测试、PCBA电子组装测试、汽车电子、航空航天、军工等等。亦可用于各种电子分析及研究单位失效分析领域以及各类院校教学和研究。

2)设备特点

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3) 检测方法

a、设备与配件检查

检查键合铝线测试设备及其所有配件,确保设备完整且功能正常。

确认测试机、键合工具(如劈刀或切刀)和夹具等关键部件均已完成校准,以确保测试结果的精确性。

b、模块安装与电源连接

将待测试的键合铝线模块正确安装到键合测试机上。

连接电源,并启动测试机,等待系统自检和模块初始化完成。

检查所有指示灯和显示屏是否正常工作,确保系统准备就绪。

c、键合工具的安装与校准

根据测试的具体需求,选择适合的键合工具。

将键合工具安装到键合测试机的zhi定位置,并进行牢固锁定,以保证测试的精确度。

d、测试夹具固定

将键合铝线精确地放置在测试夹具中,并确保其位置正确。

将夹具安装到测试机的工作台上,并使用固定螺丝将其紧固,模拟实际使用中的固定状态。

e、测试参数的设定

在测试机的软件界面上输入必要的测试参数,包括但不限于测试方法、传感器选择、测试速度、目标力值、剪切高度和测试次数。

完成参数设置后,保存并应用这些参数,确保测试能够按照预定条件执行。

f、测试执行

在显微镜下确认键合铝线和键合工具的相对位置正确无误。

启动测试程序,密切监视测试过程中的动作,确保一切按照设定的参数进行。

如遇任何异常情况,立即停止测试以避免进一步的损坏。

g、结果观察与分析

测试完成后,对键合铝线的破坏情况进行观察,并进行失效分析。

记录测试结果,分析键合铝线的键合可靠性,以优化键合工艺和提高产品质量。


上就是小编分享的键合铝线特性及提高键合可靠性方法相关内容了,希望可以给家带来帮助。科准测控致力于推拉力测试机的研发、制造和销售,产品广泛应用于LED封装、IC半导体封装、TO封装、IGBT功率模块封装、光电子元器件封装、大型PCB测试、MINI面板测试、大型样品测试,以及汽车、航空航天、军工产品测试和研究机构、院校的测试研究等领域。

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