在微電子封裝領(lǐng)域，隨著電子設(shè)備向小型化,、高性能化發(fā)展,，微組裝工藝的重要性日益凸顯。在眾多鍵合技術(shù)中,，金絲球焊以其zhuo越的電氣性能和機械穩(wěn)定性,，成為了連接芯片與引腳的主流技術(shù)之一。球焊技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)任意方向的拱弧鍵合,，而且因其高可靠性和一致性,，在微電子產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用。然而,，金絲球焊工藝的復(fù)雜性以及眾多影響因素的存在,，使得成品的合格率并不理想，這直接影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和成本效益,。

本文科準測控小編旨在深入探討金絲球焊工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從鍵合過程的質(zhì)量評估標準,、失效模式分析,，到影響球焊可靠性的主要因素，以及工藝改進方法的探討,。我們將詳細分析金絲球焊的每一個關(guān)鍵步驟,，識別并解決可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題，以期達到提高金絲球焊合格率的目標,，為微電子行業(yè)的技術(shù)革新和產(chǎn)品質(zhì)量提升提供有力的支持,。

一、金絲球焊的鍵合過程

金絲球焊是一種經(jīng)典的熱壓超聲連接技術(shù),，最初由美國貝爾實驗室的JE Clank在1968年提出,。該技術(shù)通過施加壓力,，將超聲能量轉(zhuǎn)換為劈刀的機械振動，促使金絲與被連接區(qū)域之間產(chǎn)生分子間的相互作用力,，從而實現(xiàn)金絲與材料的牢固連接,。金絲球焊形成的焊點結(jié)構(gòu)如圖1所示。金絲球焊的鍵合流程可以概括為以下幾個步驟：

1,、形成金球：金絲從劈刀的孔中伸出,，打火桿靠近并產(chǎn)生電弧，使得金絲端頭因Q=I^2Rt（其中Q代表形成金球所需的熱量,，I代表燒球電流,，R代表金絲電阻，t代表放電時間）而熔化,，形成球形,。

2、第一次鍵合：劈刀對金球施加壓力并釋放超聲能量,，形成一個圓餅形狀的焊點,。

3、金絲拉伸：氣動夾具打開,，將金絲拉出形成拱形,。

4、形成第二個焊點：在第二個接觸點,，劈刀再次施加壓力并釋放超聲,，形成一個魚尾形狀的焊點。

5,、金絲切斷：劈刀上升的同時,，氣動夾具關(guān)閉以切斷金絲，隨后金絲再次從劈刀孔中伸出,，開始新一輪的循環(huán),。金絲球焊的整個流程如圖2所示。

二,、金絲球焊的質(zhì)量評估

判斷金絲球焊質(zhì)量好壞的主要標準有：拉力測試,、焊球剪切力測試。

1,、常用檢測設(shè)備

Alpha-W260推拉力測試儀

a,、Alpha-W260推拉力測試儀是用于為微電子引線鍵合后引線焊接強度測試、焊點與基板表面粘接力測試及其失效分析領(lǐng)域的專用動態(tài)測試儀器,，常見的測試有晶片推力,、金球推力、金線拉力等,，采用高速力值采集系統(tǒng),。適用于半導(dǎo)體IC封裝測試,、LED 封裝測試、光電子器件封裝測試,、PCBA電子組裝測試,、汽車電子、航空航天 等等,。亦可用于各種電子分析及研究單位失效分析領(lǐng)域以及各類院校教學(xué)和研究,。

b、技術(shù)特點

2,、拉力測試

將鉤針置于金絲弧度的最高處,，非破壞性試驗緩慢增加鉤針拉力直至設(shè)定值，若金絲及焊點未拉脫,，則符合質(zhì)量要求,；破壞性試驗緩慢增加鉤針拉力直至金絲斷裂或焊點脫落，此時得到的拉力值即為鍵合拉力,，可自動計算出最大值和最小值,、平均值、CPK等重要技術(shù)指標,。

2,、剪切力測試

更換測試模塊成推刀，將推刀設(shè)定在離焊球底部 3-5um的高處,，若焊球被全部推掉無殘留則表明金球與鍵合區(qū)域未發(fā)生分子間擴散,，易產(chǎn)生虛焊，焊球剪切力不合格,；若焊球殘留20%-50%,，則表明分子間擴散充分，焊球剪切力合格,。

3,、失效模式

金絲球焊的主要失效模式包括： A 第一鍵合點(起點)脫落； B 第一鍵合點(起點)根部斷裂,； C 引線斷裂,； D 第二鍵合點(斷點)根部斷裂； E 第二鍵合點(斷點)脫落,，如圖5所示，當失效模式為 A 或 E 時,，視為不合格,；另外， C為金絲鍵合zui可靠的情形,。

三,、提高金絲球焊工藝的方法

1,、每日shou件檢驗：每天生產(chǎn)開始前，必須進行shou件檢驗以確認設(shè)備參數(shù)是否設(shè)置正確,。這一步驟是質(zhì)量控制的基石,，確保了后續(xù)生產(chǎn)過程中設(shè)備參數(shù)的一致性和準確性。

2,、加大抽檢力度：在生產(chǎn)過程中,，除了shou件檢驗外，還需定期進行抽檢,，以監(jiān)控生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和焊點質(zhì)量,。抽檢是隨機進行的，以確保覆蓋不同的生產(chǎn)批次和時間段,，從而及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題,。

3、破壞性與非破壞性試驗相結(jié)合：為了全面評估焊點的質(zhì)量,，需要采用破壞性測試（如拉力測試和剪切力測試）和非破壞性測試（如外觀檢查和X光檢測）相結(jié)合的方法,。破壞性測試可以提供焊點的物理強度數(shù)據(jù)，而非破壞性測試則可以在不損傷產(chǎn)品的情況下評估焊點的外觀和結(jié)構(gòu)完整性,。

以上就是小編介紹的有關(guān)于提高金絲球焊合格率的相關(guān)內(nèi)容了,，希望可以給大家?guī)韼椭∪绻€想了解更多關(guān)于推拉力測試機怎么使用和校準,，推拉力測試儀操作規(guī)范,，焊接強度測試儀使用方法和鍵合拉力測試儀等問題，歡迎您關(guān)注我們,，也可以給我們私信和留言,，【科準測控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測試機在鋰電池電阻、晶圓,、硅晶片,、IC半導(dǎo)體、BGA元件焊點,、LED封裝,、TO封裝等領(lǐng)域應(yīng)用中可能遇到的問題及解決方案。