光子引线键合技术
微电子封装中的引线键和 论文
哈尔滨理工大学焊接课程设计一级封装中的引线键合设计班级：材型09-4学号：0902040408姓名：刘阳指导教师：赵智力1.设计任务书设计要求及有关数据：一级封装中需要将芯片上电路与外电路之间实现电气连接，芯片上预制的焊盘为Al金属化层，采用引线键合技术连接时，可选金丝或铝丝进行连接，本课程设计任务即是分别采用金丝和铝丝时的连接设计，引线丝直径为25微米。
1). 进行焊接性分析；2）根据被连接材料的特点，分别设计金丝和铝丝的烧球工艺，选择各自适合的焊接方法及焊接设备（介绍其工作原理），设计具体焊接工艺参数（氧化膜的去除机理、施加压力、钎、加热温度、连接时间）)的确定。
3）该结构材料间的连接特点、连接界面组织与连接机理及接头强度的简要分析；2.所焊零件（器件）结构分析、焊接性分析2.1 Al金属化层焊盘结构分析：说明：Chip：芯片（本题目为Al芯片）Gold wire：金丝Mold resin：填充树脂Lead：导线2.2焊接性分析2.2.1综述：Al及Al合金的焊接性：铝及其合金的化学活性很强，表面极易形成难熔氧化膜（Al2O3熔点约为2050℃，MgO熔点约为2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时易造成不熔合现象。
由于氧化膜密度与铝的密度接近，也易成为焊缝金属的夹杂物。
同时，氧化膜（特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜）可吸收较多水分而成为焊缝气孔的重要原因之一。
此外，铝及其合金的线膨胀系数大，焊接时容易产生翘曲变形。
这些都是焊接生产中颇感困难的问题。
2.2.2 铝合金焊接中的气孔氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因,已为实践所证明。
弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分都是焊缝气孔中氢的重要来源。
其中，焊丝及母材表面氧化膜的吸附水份，对焊缝气孔的产生，常常占有突出的地位。
1)弧柱气氛中水分的影响弧柱空间总是或多或少存在一定数量的水分，尤其在潮湿季节或湿度大的地区进行焊接时，由弧柱气氛中水分分解而来的氢，溶入过热的熔融金属中，可成为焊缝气孔的主要原因。
金线键合工艺的质量控制-KSY版-2012
金线键合工艺的质量控制孙伟（沈阳中光电子有限公司辽宁沈阳）摘要：本文介绍引线（Au Wire）键合的工艺参数及其作用原理，技术要求和相关产品品质管控规范，讨论了劈刀、金线等工具盒原材料对键合质量的影响。
关键词：半导体器件(LED),键合金丝；键合功率；键合时间；劈刀；引线支架一引言半导体器件（光电传感器）LED芯片是采用金球热超声波键合工艺，即利用热能、压力、超声将芯片电极和支架上的键合区利用Au线及Ag线试作中（Cu 线也在试验中）对应键合起来，完成产品内、外引线的连接工作。
也是当今半导体IC行业的主要技术课题，因为在键合技术中，会出现设备报警NSOP/NSOL等常规不良，焊接过程中的干扰性等不良，在半导体行业中，键合工艺仍然需要完善，工艺参数需要优化等，键合工艺技术在随着全球经济危机下，随着原材料工艺变革和价格调整下不断探索Bonding新领域的发展。
已经建立了相对晚上的Bonding优化条件的体系中，在原材料的经济大战中，工艺技术将进一步推动优化Bonding条件体系二技术要求2.1 键合位置及焊点形状要求（1）键合第一焊点金球Ball不能有1/4的Bonding到芯片电极之外，不能触及到P型层与N型层分界线。
如下图1所示为GaAs单电极芯片Bonding 状态对比Photo：(2) 第二焊点不得超过支架键合区域范围之内，如图2所示.(3)第一焊点球径A约是引线丝直径Ø的3.5倍（现行1.2MIL金线使用，Ball Size 中心值控制在105um）左右，金球Ball形变均匀良好，引线与球同心，第二焊点形状如楔形，其宽度D约是引线直径Ø的4倍（即目标值：120um）左右，球型厚度H为引线直径Ø的0.6~0.8倍。
金球根部不能有明显的损伤或者变细的现象，第二焊点楔形处不能有明显裂纹。
图3为劈刀作用金球形变Ball形态的示意图。
图4 第二焊点形状：（4）键合后其其他表现技术要求规范：无多余焊丝，无掉片，无损伤芯片，无压伤电极。
集成电路封装中的引线键合技术
学员作业课程名称：集成电路封装与测试作业内容：集成电路封装中的引线键合技术任课教师：张江元学员姓名：蒋涛学员学号： 511412130所在班级：集成电路工程教师评分：集成电路封装中的引线键合技术【摘要】在回顾现有的引线键合技术之后，文章主要探讨了集成电路封装中引线健合技术的发展趋势。
球形焊接工艺比楔形焊接工艺具有更多的优势，因而获得了广泛使用。
传统的前向拱丝越来越难以满足目前封装的高密度要求，反向拱丝能满足非常低的弧高的要求。
前向拱丝和反向拱丝工艺相结合，能适应复杂的多排引线健合和多芯片封装结构的要求。
并具体以球栅阵列封装为例，介绍了检测手段。
不断发展的引线健合技术使得引线健合工艺能继续满足封装日益发展的要求，为封装继续提供低成本解决方案。
【主要内容】1. 引线键合工艺1. 1 楔形焊接工艺流程1. 2 圆形焊接工艺流程1. 3 主要工艺参数介绍1.3.1 键合温度1.3.2 键合时间2. 引线键合材料2. 1 焊线工具2. 2 引线材料3. 引线键合线弧技术3. 1 前向拱丝3. 2 反向拱丝4. 键合质量的判定标准4. 1电测试4. 2 边界扫描检测4. 3 X射线测试5. 小结参考文献1. 引线键合工艺在IC封装中，芯片和引线框架(基板)的连接为电源和信号的分配提供了电路连接。
有三种方式实现内部连接：倒装焊、载带自动焊和引线键合。
虽然倒装焊的应用增长很快，但是目前90％以上的连接方式仍是引线键合。
这个主要是基于成本的考虑。
虽然倒装焊能大幅度提升封装的性能，但是过于昂贵的成本使得倒装焊仅仅用于一些高端的产品上。
事实上对于一般产品的性能要求，用引线键合已经能够达到，没有必要使用倒装焊引起额外的成本增加。
对于封装厂商来说，使用倒装焊意味着目前传统的引线键合、模塑设备的淘汰，需要引入新的倒装焊设备，这个投资是非常巨大的。
传统的封装尺寸比较大，因而引线键合所使用的线的直径比较大，线弧也比较高，一般在150m～250m之间。
引线键合
引线键合(wire bonding，WB)引线键合的定义：用金属丝将芯片的I/O端（内侧引线端子）与相对应的封装引脚或者基板上布线焊区（外侧引线端子）互连，实现固相焊接过程，采用加热、加压和超声能，破坏表面氧化层和污染，产生塑性变形，界面亲密接触产生电子共享和原子扩散形成焊点，键合区的焊盘金属一般为Al或者Au等，金属细丝是直径通常为20~50微米的Au、Al或者Si—Al丝。
历史和特点1957 年Bell实验室采用的器件封装技术，目前特点如下：• 已有适合批量生产的自动化机器；• 键合参数可精密控制，导线机械性能重复性高；• 速度可达100ms互连（两个焊接和一个导线循环过程）；• 焊点直径：100 μｍ↘ 50μｍ，↘ 30 μｍ；• 节距：100 μm ↘55 μm，↘35 μm ；• 劈刀(Wedge,楔头)的改进解决了大多数的可靠性问题；• 根据特定的要求，出现了各种工具和材料可供选择；•已经形成非常成熟的体系。
应用范围低成本、高可靠、高产量等特点使得它成为芯片互连的主要工艺方法，用于下列封装（适用于几乎所有的半导体集成电路元件，操作方便，封装密度高，但引线长，测试性差）1.陶瓷和塑料BGA、单芯片或者多芯片2.陶瓷和塑料 (CerQuads and PQFPs)3.芯片尺寸封装 (CSPs)4.板上芯片 (COB)两种键合焊盘1.球形键合球形键合第一键合点第二键合点2.楔形键合楔形键合第一键合点第二键合点三种键合（焊接、接合）方法引线键合为IC晶片与封装结构之间的电路连线中最常使用的方法。
主要的引线键合技术有超音波接合（Ultrasonic Bonding, U/S Bonding）、热压接合(Thermocompression Bonding,T/C Bonding)、与热超音波接合(Thermosonic Bonding, T/S Bonding)等三种。
机理及特点1.超声焊接：超音波接合以接合楔头(Wedge)引导金属线使其压紧于金属焊盘上，再由楔头输入频率20至60KHZ，振幅20至200μm，平行于接垫平面之超音波脉冲，使楔头发生水平弹性振动，同时施加向下的压力。
键合技术 引线键合的失效机理
引线键合的失效机理目录1、引线键合---------------------------------------------------3 1.1常用的焊线方法-------------------------------------------31.1.1热压键合法--------------------------------------------31.1.2超声键合法--------------------------------------------31.1.3热超声键合法------------------------------------------31.1.4三种各种引线键合工艺优缺点比较------------------------41.2引线键合工艺过程-----------------------------------------42、键合工艺差错造成的失----------------------------------------62.1焊盘出坑------------------------------------------------7 2.2尾丝不一致----------------------------------------------72.3键合剥离------------------------------------------------72.4引线弯曲疲劳--------------------------------------------72.5键合点和焊盘腐蚀----------------------------------------72.6引线框架腐蚀--------------------------------------------82.7金属迁移------------------------------------------------82.8振动疲劳------------------------------------------------83、内引线断裂和脱键--------------------------------------------84、金属间化合物使Au—Al系统失效-------------------------------9 4.1 Au—Al 系统中互扩散及金属间化合物的形成-----------------9 4.2杂质对Au—Al系统的影响----------------------------------94.3改善方法------------------------------------------------105、热循环使引线疲劳而失效-------------------------------------10 5.1热循环峰值温度对金相组织的影响--------------------------10 5.2热循环峰值温度对冲击功的影响----------------------------105.3引线疲劳------------------------------------------------116、键合应力过大造成的失效-------------------------------------11 参考文献-------------------------------------------------------121、引线键合引线键合是芯片和外部封装体之间互连最常见和最有效的连接工艺。
微电子学专业实验-介绍
国际合作与交流
国际合作
微电子学专业实验的国际合作与交流 有助于推动全球微电子产业的发展。 各国应加强合作，共同研发新技术、 新工艺、新产品，提高全球微电子产 业的竞争力。
交流平台
搭建微电子学专业实验的交流平台， 促进各国学者和企业的交流与合作。 例如，举办国际学术会议、开展国际 科研项目合作等，促进微电子学的学 术交流和产业发展。
纳米光子学实验技术
纳米生物医学应用
研究纳米光子学的相关实验技术，如纳米 光波导、纳米光子晶体等。
探索纳米技术在生物医学领域的应用，如 药物传递、生物成像等。
微电子封装与测试
微电子封装技术
学习并掌握微电子封装的工艺流程和技 术，包括芯片贴装、引线键合、塑封等。
微电子系统级测试与验证
对微电子系统进行全面的测试和验证， 确保其性能和功能符合设计要求。
人才培养与教育改革
人才培养
微电子学专业实验需要具备扎实的理论基础和实践能力，因此需要加强人才培养。高校 应加强微电子学专业实验课程的建设，提高实验教学的质量，培养更多高素质的微电子
人才。
教育改革
为了更好地适应微电子产业的发展，高校应积极推进微电子学专业教育的改革。例如， 加强产学研合作，推动实践教学与理论教学的有机结合，提高教育教学的针对性和实用
数据记录
在实验过程中及时记录各项数据，包括实验 条件、实验过程和实验结果等。
实验后整理
清理实验现场，整理实验数据和报告，总结 实验结果和经验教训。
实验数据处理与分析
数据处理
对实验数据进行整理、筛选、计算和绘图等处理， 提取有用的信息。
误差分析
分析实验误差的来源和大小，提高实验的准确性 和可靠性。
ABCD
先进封装激光辅助键合封装技术介绍-概念解析以及定义
先进封装激光辅助键合封装技术介绍-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述先进封装激光辅助键合封装技术是一种新兴的封装技术，在微电子和集成电路行业中得到了广泛应用和认可。
该技术通过利用激光辅助键合技术，在集成电路封装过程中实现高效、可靠的封装连接。
相比传统的封装方法，先进封装激光辅助键合封装技术具有许多优势，包括更高的精度和效率、更好的可靠性以及更广泛的应用领域。
本文将全面介绍先进封装激光辅助键合封装技术的原理、优势和应用领域，并对其技术发展的前景进行展望。
在当前的微电子和集成电路行业中，随着封装技术的不断演进，市场对封装技术的要求也日益增加。
而传统的封装方法在一些方面已经不能满足需求，因此迫切需要一种新的封装技术来应对这些挑战。
先进封装激光辅助键合封装技术应运而生，成为了解决封装领域问题的重要技术之一。
激光辅助键合是先进封装激光辅助键合封装技术的核心技术，它利用激光束对键合点进行加热和压力控制，实现键合连接的工艺过程。
与传统的焊接和键合技术相比，激光辅助键合具有更高的加工精度和更好的连接质量。
此外，激光辅助键合还可以实现封装过程中的无损检测，提高封装的可靠性。
先进封装激光辅助键合封装技术在许多领域都得到了成功应用，如集成电路、光电子器件、传感器等领域。
通过激光辅助键合技术，可以实现更小尺寸、更高可靠性的封装设计，满足现代电子产品对高密度封装和高性能的需求。
本文将从技术的背景出发，详细介绍激光辅助键合封装技术的原理、优势和应用领域。
通过对该技术的深入了解，可以更好地把握其在现代封装行业中的重要性。
最后，本文将对先进封装激光辅助键合封装技术的评价进行总结，并展望其未来的发展前景。
随着科技的不断进步和应用领域的扩大，先进封装激光辅助键合封装技术必将发挥更重要的作用，为微电子和集成电路行业的发展做出更大的贡献。
文章结构部分的内容可以如下编写：1.2 文章结构本文共分为三大部分：引言、正文和结论。
在引言部分，将对先进封装激光辅助键合封装技术进行概述，介绍其背景和目的，并对全文的结构进行简要说明。
集成电路封装材料-芯片载体材料 (1)
13.1.1 芯片载体材料的产生和发展
软板COF基板厂商:日本旗胜(Nippon Mektron)、韩国 LGINNOTEK，中国台湾易华电子及韩国STEMCO。 大陆主要是台资企业，高端封装基板厂没有。
内资主要且深南电路、珠海越亚、兴森快捷、深圳丹邦、安捷利、 中兴新宇等，香港金柏科技、江苏长电科技专注于MIS（Molded interconnect system）基板的江阴芯智联。
航空、航天及军事高可靠性需求领域采用金属封装和陶瓷封装。
目录
13.1 芯片载体材料在先进封装中的应用 13.2 硅/玻璃中介转接层的基本结构及关键工艺 13.3 有机基板材料类别和材料特性 13.4 有机基板新技术与材料发展
13.1 芯片载体材料在先进封装中的应用
13.1.1 芯片载体材料的产生和发展 13.1.2 芯片载体材料的分类与应用
水汽氧化：速率快，含有水分子，SiO2薄膜疏松，表面会出现缺陷，含水 量高，与光刻胶黏附力差，易产生浮胶。
湿氧氧化：干氧氧化与水汽氧化结合，兼具优缺点。
干氧－湿氧结合：交替进行，与光刻胶有很强的黏附力，氧化速率介于湿 氧和干氧之间。
扩散阻挡层和Cu金属互联层（Cu填充过程电镀种子层）：PVD，CVD， ELD（Electroless Deposition）。
ALD：可制造低掺杂、低电阻率、均匀致密且保形的优质膜，但速率慢， 成本昂贵。
3.TSV填充技术：
导电填充，W, Cu，多晶硅，碳纳米管填充（研究）。Cu常用，采用电镀 工艺。
TSV电镀填充工艺：盲孔电镀、通孔电镀。
通孔电镀 ：深孔覆盖力好，铜致密，不易形成孔洞和缝隙，铜厚可控。 工艺兼容性差，填充效率低，铜与通孔侧壁结合力差。
盲孔电镀 ：工艺兼容性好，填充效率高，结合力好。易形成孔洞和缝隙， 可通过优化电镀材料和电镀工艺实现无孔洞填充，比如控制电镀成分、浓 度、添加剂比例、样品预处理、电流参数等。
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光子引线键合技术
光子引线键合技术是一种新兴的微电子封装技术，它利用激光器将光子引线与芯片引线相连接。
相比传统的金线键合技术，光子引线键合技术具有更高的连接精度和更小的连接尺寸，可实现更高的芯片密度和更大的带宽。
此外，光子引线键合技术还具有无需使用有害材料的优势，有助于提高微电子制造的环保性。
该技术已在光通信、芯片封装、微机电系统等领域得到广泛应用，将在未来的微电子制造中扮演越来越重要的角色。
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