<nobr id="rjjzz"></nobr>
      <b id="rjjzz"><thead id="rjjzz"></thead></b>
      <span id="rjjzz"></span>

          <menuitem id="rjjzz"><delect id="rjjzz"></delect></menuitem>
            <nobr id="rjjzz"></nobr>
            <nobr id="rjjzz"></nobr>

              <span id="rjjzz"></span>

              資訊詳情

              鍵合金絲表面亮點分析

              瀏覽量
              【摘要】:
              劉希云1 馬曉霞2 曲魯濱2 朱永強1 祁愛英2 王文娟2(1.煙臺招金勵福貴金屬股份有限公司;2.煙臺職業學院)摘要:針對頻繁斷絲的鍵合金絲,在體視顯微鏡下觀察發現金絲表面存在數量較多的亮點,在金相顯微鏡下觀察發現亮點位置為“凹坑”。利用掃描電子顯微鏡對“凹坑”進行觀察時,發現“凹坑”位置存在有機物殘留。這些有機物質造成了金絲“凹坑”位置不同程度的反光,同時,有機物的殘留增加了鍵合金絲發生粘絲的

              劉希云1 馬曉霞2 曲魯濱2 朱永強1 祁愛英2 王文娟2

              (1.煙臺招金勵福貴金屬股份有限公司;2.煙臺職業學院)

              摘要:針對頻繁斷絲的鍵合金絲,在體視顯微鏡下觀察發現金絲表面存在數量較多的亮點,在金相顯微鏡下觀察發現亮點位置為“凹坑”。利用掃描電子顯微鏡對“凹坑”進行觀察時,發現“凹坑”位置存在有機物殘留。這些有機物質造成了金絲“凹坑”位置不同程度的反光,同時,有機物的殘留增加了鍵合金絲發生粘絲的幾率,導致在鍵合過程中金絲受外力拉扯時斷絲現象的發生。

              關鍵字:鍵合金絲;粘絲;表面殘留;分析     

              中圖分類號:TG 115.21+3 文獻標志碼:A 文章編號:1001-1277(2012)增刊1-0036-03

              0 引 言

              鍵合絲是半導體器件和集成電路組裝時為使芯片內電路的輸入/輸出連接點(鍵合點)與引線框架的內接觸點之間實現電氣連接的細微金屬絲內引線。這種內引線具有較高的電導率,與導體材料的結合力強,化學性能穩定,可塑性好等特點。鍵合絲在品種上有金絲,鋁硅絲,純鋁絲,銅絲和合金絲等[1],其中金絲因其性能優異而被廣泛用于IC內引線,而鋁硅絲和純鋁絲由于在性能上的差異,以及后期氧化問題的存在,目前仍用在較低端的產品上。隨著目前金價的不斷攀升,許多半導體封裝企業開始尋求低成本鍵合絲,如金合金絲[2],銅絲,鍍金/鈀銅絲等[3-6]。這樣雖然可以降低成本,但是銅絲鍵合存在的硬度較高,氧化問題,成品率較低等問題仍無法徹底解決,目前還處于不成熟的階段[7, 8]。因此,目前許多高端的IC內引線仍然還是采用鍵合金絲或者合金金絲。鍵合金絲/合金金絲不論從生產制造還是封裝技術方面已相當成熟,影響封裝效率的主要問題是在快速鍵合中的斷絲問題[9]。關于斷絲問題,主要有三方面的原因,一為鍵合金絲型號選擇錯誤,本身性能達不到產品的要求,其二為鍵合機參數設置不合理,其三為鍵合金絲本身問題,存在夾雜,污染等異物[10],堵塞劈刀或燒球不良最終導致斷絲或飛絲。作為鍵合金絲生產企業,更關注于后者問題,本文主要對由于鍵合金絲表面亮點(凹坑)問題導致的斷絲問題進行進一步的分析和研究。

              1 材料與方法

              所用鍵合金絲的名義成分為4N,高頻真空連鑄爐熔煉后經拉絲機拉細到直徑為20mm的產品。將客戶退回的該產品開封后整軸在Motic K-700L體式顯微鏡下進行表面觀察,從線軸上取其中幾段在Zeiss Scope 1 金相顯微鏡下進一步放大觀察,將有問題的部分,在帶有俄歇電子能譜儀的Zeiss EVO-18掃描電鏡下進行表面觀察和成分分析。線軸上剩余的部分進行放線測試。

              2 結果與討論

              采用體視顯微鏡觀察整軸金絲的表面形貌像,如圖1所示,發現鍵合金絲表面存在密集分布的亮點。取其中幾段放在金相顯微鏡下觀察,發現鍵合金絲表面存在很多不連續的“凹坑”,如圖2所示。將該段在高倍掃描電鏡下進一步放大觀察。結果表明,“凹坑”位置有其它物質存在,如圖3(a)所示。采用俄歇電子能譜儀對這些物質進行成分分析,發現該物質主要含有C、O等,如圖3(b)所示。結合鍵合金絲的制造過程可以判定此物質為有機物殘留。這表明,在普通體式顯微鏡下觀察時發現的密集分布的亮點,實際為有機物質反光所致。

               

              煙臺招金勵福貴金屬股份有限公司


              圖1 體視顯微鏡下整軸鍵合金絲表面形貌像  圖2 金相顯微鏡下鍵合金絲表面形貌暗場像

              鍵合金絲的表面在制造過程中受到輕微的損傷(這種輕微損傷的程度要低于劃傷,且只有這些輕微損傷連在一起時,才稱之為劃傷),即如圖2所示不連續的“凹坑”。這些“凹坑”的形成為鍵合金絲制備過程中的潤滑液以及退火時的滴定液提供了殘留位置。而當這些有機物質達到一定數量以及在一定時間、溫度、濕度條件作用后則會變成鍵合金絲鍵合過程中的阻礙因素,導致粘線的發生,并造成斷線。同時,線軸上剩余部分金絲進行放線測試時,發現粘線,停頓點已遠遠超出1個/100米,且越接近線軸的部分,停頓越多。

               

               

              煙臺招金勵福貴金屬股份有限公司


              a)掃描電鏡下鍵合金絲表面形貌像  b) 掃描電鏡形貌像中A點對應區域能譜

               

              雖然鍵合金絲本身的制備方法決定了這些輕微損傷是難以避免的,但是可以從生產細節方面盡量減少。在鍵合金絲制備過程中,模具和導向輪與金絲直接接觸,也最容易造成金絲的損傷。然而,如果模具發生問題,造成的損傷通常是比較大的劃傷,因此可以確定,這些輕微的損傷大多是在后序退火、繞線過程中受導向輪的破壞造成的損傷。

              其造成損傷的原因為:

              1)導向輪由于軸承問題,在放線或收線過程中不轉動,導致鍵合金絲在某點/線位置摩擦,造成輕微損傷。

              2)導向輪在使用過程中有異物夾雜,多是金屑殘留,導致鍵合金絲部分損傷。

              3)國產導向輪的材質及制作工藝問題:材質問題通常表現在耐磨性差,使用幾次后基本不能再回收使用,進口導向輪的成本稍貴于國產的成本,但使用后絕大部分還可再進行清洗,回收再用;以及在使用過程中發現貼輪邊行進等問題均是由于導向輪制作工藝過于粗糙所致。

              為了減少生產過程中導向輪對鍵合金絲的損傷,提出以下改進措施:

              1)導向輪的材質要選擇稍硬一些的POM材質,加工工藝要嚴格、精確;

              2)導向輪的更換要及時。模具更換雖然成本較大,但由于其對鍵合金絲表面起關鍵作用,所以有損壞時必須及時更換。而導向輪的作用往往被忽視,雖然鍵合金絲表面不會造成較大的損傷,但是輕微損傷之和的作用也不亞于較大損傷。

              3)導向輪清洗時應在顯微鏡下進行,要采用較軟無塵的潔凈布,避免對導向輪造成新的損傷。

              3 結論

              鍵合金絲表面產生的亮點是由于其表面被輕微損傷,拉絲潤滑液以及退火滴定液的殘留不同程度的反光所致。而鍵合金絲表面的輕微損傷是由于導向輪的質量問題所致。

              致謝:本研究得到了山東省高等學??萍加媱濏椖縅09LD59的資助,同時感謝太原理工大學梁偉教授以及山東航天電子技術研究所孫磊主任的支持與幫助。

              [參考文獻] 

              [1]中國電子材料行業協會經濟技術管理部.半導體封裝用鍵合絲行業調研報告[R]. 北京:中國電子材料行業協會經濟技術管理部,2008.

              [2]朱建國. 鍵合金絲的合金化研究動向[J]. 貴金屬, 2002, 23(3), 57-61.

              [3]吳澤偉, 楊燮斌. 半導體封裝中銅引線球焊工藝技術[J]. 電子元器件應用,2007,9(6): 71-72.

              [4]丁雨田, 曹軍, 胡勇,等. 單晶Cu鍵劉希云1 馬曉霞2 曲魯濱2 朱永強1 祁愛英2 王文娟2

              (1.煙臺招金勵福貴金屬股份有限公司;2.煙臺職業學院)

              摘要:針對頻繁斷絲的鍵合金絲,在體視顯微鏡下觀察發現金絲表面存在數量較多的亮點,在金相顯微鏡下觀察發現亮點位置為“凹坑”。利用掃描電子顯微鏡對“凹坑”進行觀察時,發現“凹坑”位置存在有機物殘留。這些有機物質造成了金絲“凹坑”位置不同程度的反光,同時,有機物的殘留增加了鍵合金絲發生粘絲的幾率,導致在鍵合過程中金絲受外力拉扯時斷絲現象的發生。

              關鍵字:鍵合金絲;粘絲;表面殘留;分析     

              中圖分類號:TG 115.21+3 文獻標志碼:A 文章編號:1001-1277(2012)增刊1-0036-03

              0 引 言

              鍵合絲是半導體器件和集成電路組裝時為使芯片內電路的輸入/輸出連接點(鍵合點)與引線框架的內接觸點之間實現電氣連接的細微金屬絲內引線。這種內引線具有較高的電導率,與導體材料的結合力強,化學性能穩定,可塑性好等特點。鍵合絲在品種上有金絲,鋁硅絲,純鋁絲,銅絲和合金絲等[1],其中金絲因其性能優異而被廣泛用于IC內引線,而鋁硅絲和純鋁絲由于在性能上的差異,以及后期氧化問題的存在,目前仍用在較低端的產品上。隨著目前金價的不斷攀升,許多半導體封裝企業開始尋求低成本鍵合絲,如金合金絲[2],銅絲,鍍金/鈀銅絲等[3-6]。這樣雖然可以降低成本,但是銅絲鍵合存在的硬度較高,氧化問題,成品率較低等問題仍無法徹底解決,目前還處于不成熟的階段[7, 8]。因此,目前許多高端的IC內引線仍然還是采用鍵合金絲或者合金金絲。鍵合金絲/合金金絲不論從生產制造還是封裝技術方面已相當成熟,影響封裝效率的主要問題是在快速鍵合中的斷絲問題[9]。關于斷絲問題,主要有三方面的原因,一為鍵合金絲型號選擇錯誤,本身性能達不到產品的要求,其二為鍵合機參數設置不合理,其三為鍵合金絲本身問題,存在夾雜,污染等異物[10],堵塞劈刀或燒球不良最終導致斷絲或飛絲。作為鍵合金絲生產企業,更關注于后者問題,本文主要對由于鍵合金絲表面亮點(凹坑)問題導致的斷絲問題進行進一步的分析和研究。

              1 材料與方法

              所用鍵合金絲的名義成分為4N,高頻真空連鑄爐熔煉后經拉絲機拉細到直徑為20mm的產品。將客戶退回的該產品開封后整軸在Motic K-700L體式顯微鏡下進行表面觀察,從線軸上取其中幾段在Zeiss Scope 1 金相顯微鏡下進一步放大觀察,將有問題的部分,在帶有俄歇電子能譜儀的Zeiss EVO-18掃描電鏡下進行表面觀察和成分分析。線軸上剩余的部分進行放線測試。

              2 結果與討論

              采用體視顯微鏡觀察整軸金絲的表面形貌像,如圖1所示,發現鍵合金絲表面存在密集分布的亮點。取其中幾段放在金相顯微鏡下觀察,發現鍵合金絲表面存在很多不連續的“凹坑”,如圖2所示。將該段在高倍掃描電鏡下進一步放大觀察。結果表明,“凹坑”位置有其它物質存在,如圖3(a)所示。采用俄歇電子能譜儀對這些物質進行成分分析,發現該物質主要含有C、O等,如圖3(b)所示。結合鍵合金絲的制造過程可以判定此物質為有機物殘留。這表明,在普通體式顯微鏡下觀察時發現的密集分布的亮點,實際為有機物質反光所致。
              圖1 體視顯微鏡下整軸鍵合金絲表面形貌像    圖2 金相顯微鏡下鍵合金絲表面形貌暗場像

              鍵合金絲的表面在制造過程中受到輕微的損傷(這種輕微損傷的程度要低于劃傷,且只有這些輕微損傷連在一起時,才稱之為劃傷),即如圖2所示不連續的“凹坑”。這些“凹坑”的形成為鍵合金絲制備過程中的潤滑液以及退火時的滴定液提供了殘留位置。而當這些有機物質達到一定數量以及在一定時間、溫度、濕度條件作用后則會變成鍵合金絲鍵合過程中的阻礙因素,導致粘線的發生,并造成斷線。同時,線軸上剩余部分金絲進行放線測試時,發現粘線,停頓點已遠遠超出1個/100米,且越接近線軸的部分,停頓越多。
              a)掃描電鏡下鍵合金絲表面形貌像         b) 掃描電鏡形貌像中A點對應區域能譜

               

              雖然鍵合金絲本身的制備方法決定了這些輕微損傷是難以避免的,但是可以從生產細節方面盡量減少。在鍵合金絲制備過程中,模具和導向輪與金絲直接接觸,也最容易造成金絲的損傷。然而,如果模具發生問題,造成的損傷通常是比較大的劃傷,因此可以確定,這些輕微的損傷大多是在后序退火、繞線過程中受導向輪的破壞造成的損傷。

              其造成損傷的原因為:

              1)導向輪由于軸承問題,在放線或收線過程中不轉動,導致鍵合金絲在某點/線位置摩擦,造成輕微損傷。

              2)導向輪在使用過程中有異物夾雜,多是金屑殘留,導致鍵合金絲部分損傷。

              3)國產導向輪的材質及制作工藝問題:材質問題通常表現在耐磨性差,使用幾次后基本不能再回收使用,進口導向輪的成本稍貴于國產的成本,但使用后絕大部分還可再進行清洗,回收再用;以及在使用過程中發現貼輪邊行進等問題均是由于導向輪制作工藝過于粗糙所致。

              為了減少生產過程中導向輪對鍵合金絲的損傷,提出以下改進措施:

              1)導向輪的材質要選擇稍硬一些的POM材質,加工工藝要嚴格、精確;

              2)導向輪的更換要及時。模具更換雖然成本較大,但由于其對鍵合金絲表面起關鍵作用,所以有損壞時必須及時更換。而導向輪的作用往往被忽視,雖然鍵合金絲表面不會造成較大的損傷,但是輕微損傷之和的作用也不亞于較大損傷。

              3)導向輪清洗時應在顯微鏡下進行,要采用較軟無塵的潔凈布,避免對導向輪造成新的損傷。

              3 結論

              鍵合金絲表面產生的亮點是由于其表面被輕微損傷,拉絲潤滑液以及退火滴定液的殘留不同程度的反光所致。而鍵合金絲表面的輕微損傷是由于導向輪的質量問題所致。

              致謝:本研究得到了山東省高等學??萍加媱濏椖縅09LD59的資助,同時感謝太原理工大學梁偉教授以及山東航天電子技術研究所孫磊主任的支持與幫助。

              [參考文獻] 

              [1]中國電子材料行業協會經濟技術管理部.半導體封裝用鍵合絲行業調研報告[R]. 北京:中國電子材料行業協會經濟技術管理部,2008.

              [2]朱建國. 鍵合金絲的合金化研究動向[J]. 貴金屬, 2002, 23(3), 57-61.

              [3]吳澤偉, 楊燮斌. 半導體封裝中銅引線球焊工藝技術[J]. 電子元器件應用,2007,9(6): 71-72.

              [4]丁雨田, 曹軍, 胡勇,等. 單晶Cu鍵合絲制備過程中的影響因素研究[J]. 鑄造技術2007,28(12), 1648-1651.

              [5]袁毅. 一種通過鍍金鍵合銅絲連接的半導體發光二極管封裝件: 中國, 201120099797[P].2011-10-26.

              [6]袁毅. 一種通過鍍鈀鍵合銅絲連接的半導體發光二極管封裝件: 中國, 201120099949[P].2011-10-26.

              [7]杭春進, 王春青, 洪守玉. 銅絲球焊技術研究進展[J]. 材料科學與工藝. 2007,5(5):, 673-677

              [8] N. Srikanth, S. Murali, Y. M. Wong, et al. Critical Study of Thermosonic Copper Ball Bonding[J]. Thin Solid Films,2004, 462-463, 339-345.

              [9] 朱建國. 鍵合金絲的最新進展[J]. 新材料產業. 2001(7):33-34.

              [10]張昆. 半導體器件集成電路用鍵合金絲產業化技術的研究[D]. 北京:北京工業大學,2003.

              Research on lightspots on surface of gold bonding wire

              Liu Xiyun1,Ma Xiaoxia2,Qu Lubin2,Zhu Yongqiang1,Qi Aiying2,Wang Wenjuan1

              (1.Yantai Zhaojin Lifu Precious Metals Co.,Ltd.;2.Yantai Professional College)

              Abstract: The problem wire, which often broken during bonding, is investigated by the stereomicroscope, showing that many lightspots existing on the surface. Observation by metallurgical microscope indicated that lightspots existed on the sites of the ”indents”. These “indents” are observed by the SEM and the EDS, and some organic residuals were found existing on them, which make the indents reflecting and increase the possibility for bonding wire to stick wires. When bonding, the sticker wire would break with the reception of an external force.

              Keywords: gold bonding wire; sticker wire; surface residual; analysis

              作者簡介:劉希云 (1972-) 男, 漢族,山東招遠人,工程師, 長期從事貴金屬深加工產品的研究;山東省招遠市經濟開發區黃金工業園,煙臺招金勵福貴金屬股份有限公司,265400

              文章摘自:《黃金》期刊 2012年11月 第344期

              合絲制備過程中的影響因素研究[J]. 鑄造技術2007,28(12), 1648-1651.

              [5]袁毅. 一種通過鍍金鍵合銅絲連接的半導體發光二極管封裝件: 中國, 201120099797[P].2011-10-26.

              [6]袁毅. 一種通過鍍鈀鍵合銅絲連接的半導體發光二極管封裝件: 中國, 201120099949[P].2011-10-26.

              [7]杭春進, 王春青, 洪守玉. 銅絲球焊技術研究進展[J]. 材料科學與工藝. 2007,5(5):, 673-677

              [8] N. Srikanth, S. Murali, Y. M. Wong, et al. Critical Study of Thermosonic Copper Ball Bonding[J]. Thin Solid Films,2004, 462-463, 339-345.

              [9] 朱建國. 鍵合金絲的最新進展[J]. 新材料產業. 2001(7):33-34.

              [10]張昆. 半導體器件集成電路用鍵合金絲產業化技術的研究[D]. 北京:北京工業大學,2003.

              Research on lightspots on surface of gold bonding wire

              Liu Xiyun1,Ma Xiaoxia2,Qu Lubin2,Zhu Yongqiang1,Qi Aiying2,Wang Wenjuan1

              (1.Yantai Zhaojin Lifu Precious Metals Co.,Ltd.;2.Yantai Professional College)

              Abstract: The problem wire, which often broken during bonding, is investigated by the stereomicroscope, showing that many lightspots existing on the surface. Observation by metallurgical microscope indicated that lightspots existed on the sites of the ”indents”. These “indents” are observed by the SEM and the EDS, and some organic residuals were found existing on them, which make the indents reflecting and increase the possibility for bonding wire to stick wires. When bonding, the sticker wire would break with the reception of an external force.

              Keywords: gold bonding wire; sticker wire; surface residual; analysis

              作者簡介:劉希云 (1972-) 男, 漢族,山東招遠人,工程師, 長期從事貴金屬深加工產品的研究;山東省招遠市經濟開發區黃金工業園,煙臺招金勵福貴金屬股份有限公司,265400

              文章摘自:《黃金》期刊 2012年11月 第344期

              新聞中心

              手機二維碼

              煙臺招金勵福貴金屬股份有限公司
              地址:山東省招遠市國大路288號
              電話:+86(0535)8111378 8113116
              傳真:+86(0535)8112277
              郵編:265400

              煙臺招金勵福貴金屬股份有限公司開發區分公司 
              地址:山東省煙臺市經濟技術開發區黑龍江路8號
              電話:+86(0535)6939271 6935113
              傳真:+86(0535)6391896
              郵編:264006

              煙臺招金勵福貴金屬股份有限公司江門分公司
              地址:廣東省江門市高新區北苑路8號1幢 
              電話:+86(0750)3916668 3906668
              傳真:+86(750)3910689
              郵編:529000

              Copyright ? 2018 煙臺招金勵福貴金屬股份有限公司 版權所有      魯ICP備12007453號-1            魯公網安備 37068502000043號     網站建設:中企動力煙臺

              A毛片免费全部播放,可以免费观看的AV毛片,A级毛片观看免费网站