芯片和键合考题

芯片和键合考题

一、粘片

1、芯片质量检验

采用目检的方法，可以检验出芯片中存在的掩膜缺陷、金属化层缺陷、绝缘电阻以及在各金属化层布线之间、引线之间或引线与芯片边缘之间的缺陷、扩散和钝化层缺陷、划片和芯片缺陷。

2、芯片粘接剪切强度与器件可靠性的关系

1）芯片剪切强度小，粘接机械强度低，器件的耐机械冲击、耐振动、耐离心加速度的能力就小，严重时在进行上述试验时会使芯片脱落，造成器件致命性失效。

2）器件的内热阻会增大。

3）耐热冲击和温度循环能力差，间歇工作寿命（抗热疲劳、热循环次数）小。4）通常芯片剪切强度差，热阻大，结温高，也会造成器件电性能变差。

3、影响芯片粘接剪切强度的因素

芯片在剪切力作用下可能发生断裂的界面和材料如图所示

硅片

芯片背面金属化层

底座镀层

底座

图1芯片可能发生断裂的界面和材料

只有经检验确定剪切试验时断裂面两边材料的性质，才能找到剪切强度低和剪切力分散的原因，继而找出解决办法。

可能发生断裂或脱层的材料为下列5种：

1）硅片。脆性材料，易裂。

2）芯片背面多层金属层。很薄的多层金属材料，工艺不良时易分层。

3）芯片焊层（粘接层）。

4）底座镀层。

5）底座。

正常情况下，这些材料的抗剪强度都大于芯片粘接剪切强度的要求。可能发生断裂或脱层的材料界面为下列5种：

1）硅芯片与芯片背面多层金属层之间。

2）芯片背面多层金属层内各金属层之间。

3）芯片背面金属层与焊层之间。

4）芯片焊层与底座镀层之间。

5）底座镀层与底座基材之间。

剪切强度低的器件，断裂通常发生在材料的界面。

4、芯片装配通用工艺文件和管芯粘片、键合检验工艺文件。

二、键合

1、键合线和键合点的形状、位置检测

2、影响引线键合强度的一些主要因素

影响引线键合强度的因素很多，但主要是键合界面和键合系统参数的调整。

1）键合表面的洁净度

因为引线键合是原子间键合、共价键或互扩散粘接。所以键合丝和管芯上铝压焊块或外壳压焊点表面的氧化层和吸附层会严重影响键合强度。两个表面的原子间的高强度原子键合，需要两个原子级的清洁表面。因此，从芯片、外壳、键合丝的生产过程、包装、储存和使用前的清洗和表面处理等，都要特别注意。尤其是千万不能用手指去直接接触外壳和引线。

为了获得新鲜、洁净的表面，最好在压焊前对芯片和外壳压焊面采用超声清洗和等离子清洗。待用的管芯、引线丝和外壳应存放在充氮气的气柜中。

2）参数的调整

超声波频率、功率、外加应力、作用时间等要和所用的外壳、引线丝性能匹配。

三、操作准备

对VJK3G进行装配，抽取样品进行键合拉力测试和芯片剪切力测试，然后计算SPC。芯片粘接要求采用点胶机进行点胶，然后粘片。点胶机只有一台，采取抽签决定点胶的先后顺序。芯片的分装请提前准备，工具自行准备。

微波研究一所粘片和键合培训教材