轉(zhuǎn)自逐夢(mèng)前行微組裝

基板的準(zhǔn)備

分為電路軟基板（RT/DUroid5880）的準(zhǔn)備和陶瓷基板（AL2O3）的準(zhǔn)備。電路軟基板要求操作者戴指套，將電路軟基板放在干凈的中性濾紙上，按圖紙用手術(shù)刀切割電路板邊框線和去除工藝線。要求電路軟基板的圖形符合圖紙要求，表面平整，沒(méi)有翹曲，外形尺寸比圖紙小 0.1 ㎜～0.2 ㎜，切面平整。工藝線的去除切地，切口斷面與代線平面垂直，手指不允許不戴指套接觸鍍金層，以免造成氧化。陶瓷基板的準(zhǔn)備，要求用細(xì)金剛砂紙打磨陶瓷基板，使邊緣整齊，無(wú)毛刺、無(wú)短路，然后用純凈水洗凈。

基板清洗

基板的清洗，通過(guò)超聲清洗進(jìn)行。超聲清洗是利用超聲波在清洗液中的輻射，使液體震動(dòng)產(chǎn)生數(shù)萬(wàn)計(jì)的微小氣泡，這些氣泡在超聲波的縱向傳播形成的負(fù)壓區(qū)產(chǎn)生、生長(zhǎng)，而在正壓區(qū)閉合，在這種空化效應(yīng)的過(guò)程中，微小氣泡閉合時(shí)可以產(chǎn)生超過(guò)1000個(gè)大氣壓的瞬間高壓，連續(xù)不斷的瞬間高壓沖擊物體表面，使物體表面和微小縫隙中的污垢迅速剝落。因此，超聲波清洗對(duì)物體表面具有一定損傷性，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)（此實(shí)驗(yàn)未記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)），確定合理的超聲功率、去離子水用量以及清洗液的高度和清洗時(shí)間。具體清洗流程及參數(shù)設(shè)置如下：

打開(kāi)超聲清洗機(jī)，功率調(diào)至100瓦，加入去離子水，液面高度為60㎜～80㎜之間。將電路軟基板或陶瓷基板放入瓷盒中，倒入HT1清洗液，液面略高基板上表面3㎜～5㎜，然后將整個(gè)瓷盒放入超聲清洗機(jī)的支架上（水面低于清洗液2㎜～3㎜），清洗時(shí)間為Xmin～Xmin。將95%乙醇倒入瓷盒，液面略高于基板上表面3㎜～5㎜，然后將整個(gè)瓷盒放入超聲清洗機(jī)的支架上（水面低于清洗液2㎜～3㎜），清洗時(shí)間為 Xmin～Xmin。將清洗完畢的基板放入X℃±3℃的烘箱中烘0.5h后，放入氮?dú)獗Ｗo(hù)柜。通過(guò)上述多次實(shí)驗(yàn)后確定的清洗工序，清洗完成后的基板表面無(wú)油污、雜質(zhì)等殘留物。

腔體的準(zhǔn)備和清洗

腔體的準(zhǔn)備主要是用手術(shù)刀打凈毛刺，再用洗耳球打磨毛刺形成的雜質(zhì)。腔體的清洗使用超聲波清洗機(jī)，具體清洗流程及參數(shù)設(shè)置如下： 

打開(kāi)超聲清洗機(jī)，功率調(diào)至100瓦，倒入 HT1 清洗液，液面高度為60㎜～80㎜之間，將腔體放入超聲清洗機(jī)清洗液中，液面略高腔體上表面3㎜～5㎜，且液面高度不得超過(guò)80㎜，清洗時(shí)間為 Xmin～Xmin。將 95%乙醇倒入超聲波清洗機(jī)中，液面高度為60㎜～80㎜之間，將腔體放入超聲清洗機(jī)清洗液中，液面略高腔體上表面3㎜～5㎜，且液面高度不得超過(guò)80㎜，清洗時(shí)間為Xmin～Xmin。將清洗完畢的基板放入X℃±3℃的烘箱中烘0.5h后，放入氮?dú)獗Ｗo(hù)柜。通過(guò)上述多次實(shí)驗(yàn)后確定的清洗工序，清洗完成后的腔體表面無(wú)油污、雜質(zhì)等殘留物。

焊料/導(dǎo)電膠的準(zhǔn)備

焊料，主要使用錫鉛合金錫箔焊料（Pb37Sn63），用鑷子將焊料展平，接著用鉛筆將壓塊形狀畫(huà)上，然后用剪刀沿畫(huà)痕剪成壓塊形狀。要求錫鉛合金錫箔焊料必須平展，不能有褶皺，壓塊大小和焊料一致，不允許未戴指套直接觸摸焊料。焊料的清洗使用超聲波清洗機(jī)，具體清洗流程及參數(shù)設(shè)置如下：打開(kāi)超聲清洗機(jī)，功率調(diào)至 100 瓦，加入去離子水，液面高度為 60 ㎜～80 ㎜之間。 將錫鉛合金錫箔焊料放入瓷盒中，將 95%乙醇清洗液放入瓷盒，液面略高焊料上表面 3 ㎜～5 ㎜，然后將整個(gè)瓷盒放入超聲清洗機(jī)的支架上（水面低于清洗液 2㎜～3 ㎜），清洗時(shí)間為 Xmin～Xmin。將清洗完畢的焊料放入 X±3℃的烘箱中烘 4min～10min 后，放入氮?dú)獗Ｗo(hù)柜。導(dǎo)電膠，主要使用 H20E 導(dǎo)電銀膠，導(dǎo)電膠不用時(shí)應(yīng)放入 0℃～5℃的冰箱內(nèi)保存。使用時(shí)從冰箱取出后，在室溫下放置 15min，恢復(fù)至室溫后，用鎢針拌 15min使各成份混合均勻，挑出少許攪拌好的導(dǎo)電膠放入小坩堝中，再攪拌 15～20min以去氣（若沒(méi)有適當(dāng)去氣，空氣會(huì)陷入固化的粘接劑中，在粘接層中產(chǎn)生空洞，這些空洞會(huì)降低電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率甚至降低粘接強(qiáng)度）。

裝夾

裝夾的過(guò)程是將焊料/導(dǎo)電膠放入腔體內(nèi)，并裝好基片，用專用夾具固定。此步工序主要需要注意焊料/導(dǎo)電膠必須涂覆均勻、平整、不能有折疊角或褶皺。另外導(dǎo)電膠在涂覆時(shí)，厚度不能超過(guò) 0.05 ㎜。

焊料燒結(jié)/導(dǎo)電膠固化

用錫鉛合金錫箔焊料裝夾好的產(chǎn)品放入已達(dá)到設(shè)定溫度的燒結(jié)爐上進(jìn)行烘烤，溫度根據(jù)焊料的融化溫度設(shè)定，時(shí)間以溫度降低又重新升至設(shè)定溫度保持1min～5min 后結(jié)束。錫鉛合金錫箔焊料溫度為 183℃，烘烤溫度約 200℃～220℃。用導(dǎo)電膠裝夾好的產(chǎn)品放入已達(dá)到設(shè)定溫度的燒結(jié)爐上進(jìn)行烘烤，固化時(shí)間和溫度以導(dǎo)電膠廠家提供數(shù)據(jù)為依據(jù)，H20E 導(dǎo)電膠溫度為 120℃，時(shí)間 X 小時(shí)。

清理、檢驗(yàn)

在顯微鏡下用手術(shù)到清理多余的焊料/導(dǎo)電膠。如焊料/導(dǎo)電膠有多余溢出造成短路而又無(wú)法清理時(shí)，需報(bào)廢。清理完畢的產(chǎn)品按腔體的清洗工藝進(jìn)行清洗并烘干。檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)按照工藝要求進(jìn)行，不合格的報(bào)廢。

芯片粘接工藝

芯片的焊接是指半導(dǎo)體芯片與載體（封裝殼體或基片）形成牢固的、傳導(dǎo)性或絕緣性連接的方法。焊接層除了為器件提供機(jī)械連接和電連接外，還須為器件提供良好的散熱通道。芯片粘接工藝是通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂導(dǎo)電膠粘接來(lái)形成焊接層。

型號(hào)：DBS-3001EU

芯片粘接工藝是采用環(huán)氧樹(shù)脂導(dǎo)電膠（摻雜金或銀的環(huán)氧樹(shù)脂）在芯片和載體之間形成互連和形成電和熱的良導(dǎo)體。環(huán)氧樹(shù)脂是穩(wěn)定的線性聚合物，在加入固化劑后，環(huán)氧基打開(kāi)形成羥基并交鏈，從而由線性聚合物交鏈成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而固化成熱固性塑料。其過(guò)程由液體或粘稠液 → 凝膠化 → 固體。固化的條件主要由固化劑種類的選擇來(lái)決定。而其中摻雜的金屬含量決定了其導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能的好壞。

芯片共晶工藝

芯片的焊接是指半導(dǎo)體芯片與載體（封裝殼體或基片）形成牢固的、傳導(dǎo)性或絕緣性連接的方法。焊接層除了為器件提供機(jī)械連接和電連接外，還需為器件提供良好的散熱通道。芯工共晶工藝是通過(guò)金屬合金焊料來(lái)形成焊接層。共晶是指在相對(duì)較低的溫度下共晶焊料發(fā)生共晶物熔合的現(xiàn)象，共晶合金直接從固態(tài)變到液態(tài)，而不經(jīng)過(guò)塑性階段。其熔化溫度稱共晶溫度。

芯片共晶主要指金硅、金鍺、金錫等共晶焊接。金的熔點(diǎn)為 1063℃，硅的熔點(diǎn)為 1414℃，但金硅合金的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于單質(zhì)的金和硅。從二元系相圖中可以看到，含有 31%的硅原子和 69%的金原子的 Au-Si 共熔體共晶點(diǎn)溫度為 370℃。這個(gè)共晶點(diǎn)是選擇合適的焊接溫度和對(duì)焊接深度進(jìn)行控制的主要依據(jù)。金硅共晶焊接法就是芯片在一定的壓力下（附以摩擦或超聲），當(dāng)溫度高于共晶溫度時(shí)，金硅合金融化成液態(tài)的 Au-Si 共熔體。冷卻后，當(dāng)溫度低于共晶溫度時(shí)，共熔體由液相變?yōu)橐跃ЯＰ问交ハ嘟Y(jié)合的機(jī)械混合物—— 金硅共熔晶體而全部凝固，從而形成了牢固的歐姆接觸焊接面。金屬合金焊接還包括“軟焊料”焊接（如 95Pb/5Sn，92.5Pb/5In/2.5Ag），由于其機(jī)械強(qiáng)度相對(duì)較小，在半導(dǎo)體器件芯片焊接中不太常用。

影響芯片共晶的關(guān)鍵因素

共晶焊料的特性

a)比純組元熔點(diǎn)低，簡(jiǎn)化了熔化工藝。

b)共晶合金比純金屬有更好的流動(dòng)性，在凝固中可防止阻礙液體流動(dòng)的枝晶形成，從而改善了鑄造性能。

c)恒溫轉(zhuǎn)變(無(wú)凝固溫度范圍)減少了鑄造缺陷，如偏聚和縮孔。

d)共晶凝固可獲得多種形態(tài)的顯微組織，尤其是規(guī)則排列的層狀或桿狀共晶組織，可成為優(yōu)異性能的原位復(fù)合材料。

共晶焊料的選用

焊料是共晶焊接非常關(guān)鍵的因素。有多種合金可以作為焊料，如 Au Ge、Au Sn、Au Si、Snln、Sn Ag、Sn Bi 等，各種焊料因其各自的特性適于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。如：含銀的焊料 Ag Sn，易于與鍍層含銀的端面接合，含金、含銦的合金焊料易于與鍍層含金的端面接合。 根據(jù)被焊件的熱容量大小，一般共晶爐設(shè)定的焊接溫度要高于焊料合金的共晶溫度 30～50℃。芯片能耐受的溫度與焊料的共晶溫度也是進(jìn)行共晶時(shí)應(yīng)當(dāng)關(guān)注的問(wèn)題。如果焊料的共晶溫度過(guò)高，就會(huì)影響芯片材料的物理化學(xué)性質(zhì)，使芯片失效。因此焊料的選用要考慮鍍層的成份與被焊件的耐受溫度。此外，如焊料存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使其表面的氧化層過(guò)厚，因焊接過(guò)程中沒(méi)有人工干預(yù)，氧化層是很難去除的，焊料熔化后留下的氧化膜會(huì)在焊后形成空洞。在焊接過(guò)程中向爐腔內(nèi)充入少量氫氣，可以起到還原部分氧化物的作用，但最好是使用新焊料，使氧化程度降到最低。

溫度控制工藝曲線參數(shù)的確立

共晶時(shí)的熱損耗，熱應(yīng)力，濕度，顆粒以及沖擊或振動(dòng)是影響焊接效果關(guān)鍵因素。熱損傷會(huì)影響薄膜器件的性能。濕度過(guò)高可能引起粘連，磨損，附著現(xiàn)象。無(wú)效的熱部件會(huì)影響熱的傳導(dǎo)。共晶時(shí)最常見(jiàn)的問(wèn)題是基座的溫度低于共晶溫度。在這種情況下，焊料仍能熔化，但沒(méi)有足夠的溫度來(lái)擴(kuò)散芯片背面的鍍金層，而操作者容易誤認(rèn)為焊料熔化就是共晶了。另一方面，用過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)加熱基座會(huì)導(dǎo)致電路金屬的損壞，可見(jiàn)共晶時(shí)溫度和時(shí)間的控制是十分重要的。由于以上原因，溫度曲線的設(shè)置是共晶好壞的重要因素。由于共晶時(shí)需要的溫度較高，特別是用 Au Ge 焊料共晶，對(duì)基板及薄膜電路的耐高溫特性提出了要求。要求電路能承受 400℃的高溫，在該溫度下，電阻及導(dǎo)電性能不能有改變。因此共晶的一個(gè)關(guān)鍵因素是溫度，它不是單純的到達(dá)某個(gè)定值溫度，而是要經(jīng)過(guò)一個(gè)溫度曲線變化的過(guò)程，在溫度變化中，還要具備處理任何隨機(jī)事件的能力，如抽真空、充氣、排氣等事件。這些都是共晶爐設(shè)備具備的功能。多芯片共晶的溫度控制與單芯片共晶不同。多芯片共晶時(shí)會(huì)出現(xiàn)芯片材料不同，共晶焊料不同，因此共晶溫度不同的情況。這時(shí)需要采用階梯共晶的方法。一般先對(duì)溫度高的共晶焊料共晶，再共晶溫度低的。 共晶爐控制系統(tǒng)可以設(shè)定多條溫度曲線，每條溫度曲線可以設(shè)定 9 段，通過(guò)鏈接的方式可擴(kuò)展到 81 段，在溫度曲線運(yùn)行過(guò)程中可增加充氣、抽真空、排氣等工藝步驟。

芯片載體的選擇

芯片載體的導(dǎo)電性能，導(dǎo)熱性能以及 CTE，是選用的參考標(biāo)準(zhǔn)。另外載體鍍層厚度同樣直接影響共晶焊接的強(qiáng)度，鍍層太薄會(huì)造成焊料不能充分浸潤(rùn)，而導(dǎo)致形成空洞、焊接不牢，甚至掉片。鍍層太厚成本太高。

載體粗糙度及清洗

載體表面不同的粗糙度對(duì)共晶效果有一定影響。載體鍍金層表面的潔凈度對(duì)焊接的質(zhì)量影響也大，表面的無(wú)機(jī)物、有機(jī)污物，氧化物等都會(huì)造成共晶焊層的空洞，從而影響共晶質(zhì)量。

工藝參數(shù)的設(shè)定

共晶參數(shù)除了溫度控制工藝曲線以外，在不使用共晶爐，而采用共晶貼片機(jī)時(shí)，還需對(duì)溫度、時(shí)間、氣氛、摩擦速度、摩擦行程、摩擦?xí)r間、不同芯片大小、焊料大小、共晶臺(tái)溫度設(shè)置等參數(shù)通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)來(lái)確定合適范圍。

空洞率的控制

空洞的多少直接關(guān)系到芯片的散熱、可靠性的高低，是共晶工藝首要需要解決的問(wèn)題。它和焊料、溫度、環(huán)境潔凈度、材質(zhì)、時(shí)間等多個(gè)因素都有關(guān)。只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化工藝參數(shù)來(lái)控制空洞率。

金絲鍵合工藝

金絲鍵合指使用金屬絲（金線等），利用熱壓或超聲能源，完成微電子器件中固電路內(nèi)部互連接線的連接，即芯片與電路或引線框架之間的連接。金絲鍵合按照鍵合方式和焊點(diǎn)的不同分為球鍵合和楔鍵合。

金絲球鍵合過(guò)程

金線通過(guò)空心夾具的毛細(xì)管穿出，然后經(jīng)過(guò)電弧放電使伸出部分熔化，并在表面張力作用下成球形，然后通過(guò)夾具將球壓焊到芯片的電極上，壓下后作為第一個(gè)焊點(diǎn)，為球焊點(diǎn)，然后從第一個(gè)焊點(diǎn)抽出彎曲的金線再壓焊到相應(yīng)的位置上，形成第二個(gè)焊點(diǎn)，為平焊（楔形）焊點(diǎn)，然后又形成另一個(gè)新球用作于下一個(gè)的第一個(gè)球焊點(diǎn)。

金絲楔鍵合過(guò)程

金絲楔鍵合是將兩個(gè)楔形焊點(diǎn)壓下形成連接，在這種工藝中沒(méi)有球形成。楔焊過(guò)程圖見(jiàn)圖 4-5，楔焊焊點(diǎn)實(shí)拍圖見(jiàn)圖 4-6。

金絲球鍵合和金絲楔鍵合的區(qū)別

a)金絲球鍵合和金絲楔鍵合的鍵合方式不同

從兩種鍵合方式的示意圖可知，球焊的第一點(diǎn)為球形焊點(diǎn)，第二點(diǎn)為楔形焊點(diǎn)，鍵合過(guò)程沒(méi)有方向的限制。球鍵合示意圖和焊點(diǎn)示意圖見(jiàn)圖 4-7、4-8。

 楔焊的兩個(gè)焊點(diǎn)均為楔形焊點(diǎn)，鍵合過(guò)程只能前后方向鍵合。楔鍵合示意圖和焊點(diǎn)示意圖見(jiàn)圖 4-9、4-10。 

b)金絲球鍵合和金絲楔鍵合所用劈刀不同

球焊選用毛細(xì)管頭（陶瓷或鎢制成）。焊點(diǎn)是在熱（一般為 100℃～500℃ ）、超聲波、壓力以及時(shí)間的綜合作用下形成的。毛細(xì)管頭工作示意圖和管頭選擇示意圖見(jiàn)圖 4-11，4-12。

楔焊選用楔形頭（陶瓷或鈦碳合金制成）。焊點(diǎn)是在超聲波能、壓力以及時(shí)間等參數(shù)綜合作用下形成的。一般在室溫下進(jìn)行。楔形頭工作示意圖和楔形頭選擇示意圖見(jiàn)圖 4-13，4-14。

c)金絲球鍵合和金絲楔鍵合應(yīng)用范圍不同 楔鍵合允許的焊盤(pán)的間距為 50μm ，球鍵合允許的焊盤(pán)的間距大于 100μm 。一般來(lái)說(shuō)，球鍵合的第一個(gè)焊點(diǎn)要比第二個(gè)位置要高，受操作空間影響較小，返修較困難，而楔鍵合返修簡(jiǎn)單，但受制于操作空間。

金絲鍵合工藝原理

鍵合設(shè)備的磁致伸縮換能器在超高頻 63.5KHz/115KHz 正弦波磁場(chǎng)的感應(yīng)下，迅速伸縮而產(chǎn)生彈性振動(dòng)，經(jīng)變幅桿傳給劈刀，劈刀在對(duì)金絲施加一定壓力的情況下，帶動(dòng)金絲在被焊接的金表面上迅速摩擦，使金絲和金表面產(chǎn)生塑性形變和破壞金層界面的氧化薄膜（高熔點(diǎn)，不導(dǎo)電。在 450℃，增大壓力，也不能得到較好的冶金焊接），使得兩個(gè)純凈的金屬面緊密接觸，形成牢固的冶金焊接。表面溫度和引線變形的分析表明這個(gè)過(guò)程可分成三個(gè)階段：

a) 清洗過(guò)程

超聲功率主要是用來(lái)產(chǎn)生熱量和清洗表面和摩擦清除表面氧化層和污染層，只有很少一部分用來(lái)產(chǎn)生變形。在這個(gè)過(guò)程中，鍵合劈刀壓著引線在鍵合表面。

b) 混合過(guò)程

超聲功率用來(lái)擠壓金絲和接觸表面并引起鍵合表面溫度明顯上升。發(fā)生局部焊接和引線焊接到焊盤(pán)上。劈刀磨擦基本上固定了引線，焊絲的溫度進(jìn)一步上升。

c) 擴(kuò)散過(guò)程

沒(méi)有明顯的變形和溫度上升。鍵合劈刀磨擦在引線表面產(chǎn)生的熱量使得焊點(diǎn)表面溫度上升，進(jìn)一步松弛了焊接的區(qū)域。這個(gè)回火的過(guò)程通過(guò)校正擴(kuò)散接觸面，穩(wěn)定鍵合點(diǎn)，使它不會(huì)太脆。

影響金絲鍵合質(zhì)量的關(guān)鍵因素

選擇適應(yīng)的鍵合方式和劈刀

楔鍵合允許的焊盤(pán)的間距為 50μm ，球鍵合允許的焊盤(pán)的間距大于 100μm，楔鍵合只能進(jìn)行前后方向的鍵合，但更適用于深腔鍵合。在選擇劈刀上，應(yīng)根據(jù)腔體內(nèi)的形狀，芯片鍵合的位置等因素來(lái)選擇適應(yīng)的劈刀，從而從源頭上開(kāi)始控制鍵合的質(zhì)量。楔鍵合劈刀和球鍵合毛細(xì)管頭的鍵合配合示意圖見(jiàn)圖 4-15、4-16。

金絲的選擇和儲(chǔ)存

直徑=25 微米金絲。重量=8.731～10.247（mg/m）。破壞強(qiáng)度>11～17（g）。直徑=18 微米金絲。重量=4.127～5.188（mg/m）。破壞強(qiáng)度>4～8（g）。根據(jù)產(chǎn)品電路對(duì)金絲的要求以及金絲的特性綜合考慮。金絲在不使用時(shí)，必須放入氮?dú)夤癖４妫瑫r(shí)間不超過(guò)六個(gè)月。避免因金絲氧化問(wèn)題而導(dǎo)致鍵合不良。

焊盤(pán)鍍金層厚度

基板上焊盤(pán)的鍍金層厚度大小直接與金線鍵合的強(qiáng)度有關(guān)，鍍金層越厚，鍵合的可焊性越好，焊點(diǎn)越牢固，但是鍍金層越厚成本也越高。由于鍍金層厚度和可焊性之間也不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，所以需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)尋找一個(gè)最優(yōu)的值，在保證達(dá)到鍵合強(qiáng)度要求的情況下，鍍金層厚度最小。

清洗

鍍金層表面的潔凈度對(duì)鍵合的質(zhì)量影響也大。表面的無(wú)機(jī)雜質(zhì)、有機(jī)污物、氧化物等都會(huì)影響金線鍵合的強(qiáng)度和可靠性，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究潔凈度和鍵合強(qiáng)度之間的關(guān)系。

工藝參數(shù)的設(shè)定

鍵合工藝參數(shù)包括鍵合溫度、劈刀壓力、超聲功率與作用時(shí)間等，鍵合工藝參數(shù)互相匹配，不能單獨(dú)強(qiáng)調(diào)某個(gè)方面的作用，根據(jù)不同材料的特性和實(shí)際情況選擇相應(yīng)的參數(shù)形成最佳配合，也就是將這些參數(shù)優(yōu)化組合到最好。

線弧高度和長(zhǎng)度的控制

由于引線是裸露的，沒(méi)有絕緣層保護(hù)，若引線接觸就會(huì)導(dǎo)致短路失效。因此引線的線弧高度和長(zhǎng)度要基本保持一致。需要分析影響弧度高度的原因，以保證線的弧度和高度符合要求。

金絲鍵合的失效模式、不良現(xiàn)象及解決方法

金絲鍵合成功的標(biāo)志都是所有鍵合點(diǎn)應(yīng)牢固、無(wú)虛焊、無(wú)短路、不允許有不符合鍵合圖要求的、遺漏的、額外的鍵合絲，引線的高度、弧度基本一致，焊點(diǎn)形狀符合要求，一致性好等等。在進(jìn)行金絲鍵合工藝開(kāi)發(fā)前，必須清楚鍵合失效、不良現(xiàn)象的原因以及相應(yīng)解決辦法。

失效模式及解決方法

焊球形成失效

a) 焊盤(pán)或金屬球表面被油、手印、灰塵或前道工序留下的有機(jī)物污染。由于在高密度引線球鍵合中，金屬熔球與焊盤(pán)的尺寸很小，因此對(duì)鍵合表面的清潔程度非常敏感。鍵合表面的輕微污染都可能導(dǎo)致兩者之間的原子不能擴(kuò)散，造成失效。對(duì)于這種情況，進(jìn)行等離子清洗解決。

b)由于上一輪鍵合完成后，引線尾絲過(guò)短或者電火花的放電電流不穩(wěn)定、放電時(shí)間過(guò)短造成形成的金屬熔球過(guò)小，使其與焊盤(pán)之間的金屬間化合物不能有效的形成。對(duì)于這種情況，調(diào)整尾絲長(zhǎng)度，或者加大打球電路和打球時(shí)間進(jìn)行解決。

引線鍵合的彈坑造成失效

焊盤(pán)不清潔或者環(huán)境潔凈度未達(dá)到要求，不僅會(huì)造成焊球失效，還會(huì)造成彈坑失效。

如圖 4-17所示，焊點(diǎn)直接彈出焊盤(pán)，造成失效。出現(xiàn)這種情況，應(yīng)該加強(qiáng)所有環(huán)境的清潔控制。

引線鍵合的斷裂造成失效

焊接根部在超聲焊接期間已經(jīng)過(guò)度疲勞，向前和向后的彎曲常會(huì)形成斷裂。引線斷裂是鍵合過(guò)程中的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題，根部斷裂可能降低拉伸強(qiáng)度的50%，并且會(huì)造成過(guò)早的失效。產(chǎn)生斷裂的原因有：

a)使用尖底的焊接工具。

b)  焊接機(jī)器在焊接工具從第一個(gè)焊點(diǎn)開(kāi)始時(shí)振動(dòng)。

c)  過(guò)度的焊接變形。

d)  引線高度上升過(guò)陡。

e)  在第一次焊接后工具運(yùn)動(dòng)過(guò)快。

f)  較高的引線差。

對(duì)這些情況，更換劈刀或調(diào)整鍵合速度，或降低超聲壓力來(lái)進(jìn)行解決。

圖4-18中箭頭所指根部已經(jīng)出現(xiàn)裂紋。

線弧互相接觸短路造成失效

a)線弧擺動(dòng)幅度過(guò)大或線弧強(qiáng)度和韌性不夠，而在第一鍵合點(diǎn)上方塌陷使其與相鄰線弧接觸而形成短路。球鍵合中允許的線弧擺動(dòng)量首先取決于焊盤(pán)距離，其次取決于引線的直徑和線弧的長(zhǎng)度。引線的直徑減小使引線的強(qiáng)度和韌性降低，因而受到振動(dòng)和沖擊后引線擺動(dòng)和塌陷情況更容易發(fā)生。對(duì)于這種情況，控制鍵合引線高度、弧度、長(zhǎng)度或者重新更換金絲進(jìn)行解決。

b) 由于劈刀頂端直徑過(guò)大使其在鍵合時(shí)與相鄰焊盤(pán)或引線發(fā)生干涉使已形成的線弧變形或大幅擺動(dòng)。對(duì)于這種情況，更換合適的劈刀解決。

c)劈刀內(nèi)孔直徑不配合。劈刀內(nèi)孔直徑越小，線弧的形狀就越接近理想形狀。但如果內(nèi)孔直徑過(guò)小，則會(huì)增大引線與劈刀之間的摩擦導(dǎo)致線弧形的不穩(wěn)定。對(duì)于這種情況，更換合適的劈刀進(jìn)行解決。

焊球偏離焊盤(pán)造成失效

由于焊球未能完全落在焊盤(pán)中心而造成失效。出現(xiàn)這種情況的主要原因是由于定位不準(zhǔn)確。對(duì)于這種情況，重新進(jìn)行定位解決。

不良現(xiàn)象及解決方法

金絲鍵合出現(xiàn)的不良現(xiàn)象主要有引線尾部不一致，焊點(diǎn)形狀不一致，焊點(diǎn)不規(guī)則，引線有劃痕等，不良現(xiàn)象實(shí)拍圖見(jiàn)圖4-19。

出現(xiàn)這些情況的是常見(jiàn)問(wèn)題，主要原因是引線通道不干凈、錯(cuò)誤的引線引入角度、引線夾鉗不干凈、錯(cuò)誤的引線張力，不妥的操作等。對(duì)于這些情況，清洗劈刀，重新穿絲，調(diào)整線夾松緊，仔細(xì)操作來(lái)解決。

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