軟基板金絲鍵合前進(jìn)行等離子清洗有效提高鍵合合格率
文章出處：本站 | 網(wǎng)站編輯：深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2023-03-23
金絲鍵合是利用熱、壓力、超聲波能量使金絲與焊盤(pán)緊密結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)芯片與基板間的電氣互聯(lián)和芯片間的信息互通的一種技術(shù)。金絲鍵合是微組裝的主流技術(shù)，也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。理想狀態(tài)下，金絲和基板之間會(huì)發(fā)生原子間的相互擴(kuò)散，從而使金與金之間實(shí)現(xiàn)原子量級(jí)上的鍵合。基板的金表層和金絲的可靠鍵合是非常關(guān)鍵的質(zhì)量控制點(diǎn)。微波組件組裝過(guò)程中，常常因?yàn)榻鸾z鍵合出現(xiàn)缺陷而導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品的失效。等離子清洗可以有效清潔器件表面污染物改善表面張力，能夠有助于下一步金絲鍵合工序的操作。
軟基板的金絲鍵合工藝改進(jìn)方案
按照正常的工藝流程，金絲鍵合之前，組件已經(jīng)經(jīng)歷了多道工序，造成了軟基板鍵合界面的污染，而在受污染的鍵合界面上鍵合金絲隨著時(shí)間的推移，更容易發(fā)生脫鍵失效。對(duì)于電子整機(jī)系統(tǒng)而言，任何鍵合點(diǎn)的松動(dòng)或者脫落，都會(huì)導(dǎo)致其失靈，后果不堪設(shè)想。所以這就要求對(duì)如何提升軟基板的鍵合可靠性做深入研究。基于以上軟基板的金絲鍵合失效分析得知，導(dǎo)致軟基板鍵合引線(xiàn)質(zhì)量可焊性和可靠性下降的主要原因是軟基板上的雜質(zhì)污染。針對(duì)這一問(wèn)題，對(duì)軟基板金絲鍵合的工藝進(jìn)行進(jìn)一步改善。主要有以下方案：1）鍵合前進(jìn)行等離子清洗。
等離子清洗是一種干法物理化學(xué)清洗技術(shù)，它是利用低真空狀態(tài)下高頻電場(chǎng)的作用，產(chǎn)生輝光放電，將工藝氣體電離成離子流，轟擊工件表面，達(dá)到清洗的目的。本試驗(yàn)采用的工藝氣體是氬氣，氬氣等離子清洗的機(jī)理是通過(guò)粒子動(dòng)能產(chǎn)生的物理清洗。氬氣的分子比較大，所產(chǎn)生的等離子體呈暗紅色，電離所產(chǎn)生的等離子以高能量和高速度對(duì)工件表面的污染物進(jìn)行轟擊污染物被打散和松動(dòng)，最終污染物與基材脫離后經(jīng)真空泵排出。氬氣是惰性氣體，在等離子清洗中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不會(huì)造成電子器件的表面氧化，也不會(huì)造成二次污染。物理反應(yīng)式如下：Ar+e-→Ar++2e-；Ar++沾污→揮發(fā)性沾污。
對(duì)等離子清洗后的軟基板鍵合50根25μm金絲，然后開(kāi)展破壞性拉力試驗(yàn)。破壞性鍵合拉力測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表一 等離子清洗后的軟基板破壞性鍵合拉力測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)
拉力統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下：MAX=14.17g，MIN=9.79g，X=12.28g。其中11根金絲脫焊，一次性鍵合的合格率提升為78%。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以看出雖然等離子清洗過(guò)后的軟基板合格率明顯地提升。
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