半导体金线键合可靠性研究

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我国目前经济发展中,半导体封装产业起着越来越重要的作用。四边无引脚扁型封装(Quad Flat Nolead Package,简称QFN)是一种先进的半导体封装形式。金线键合工艺是半导体工艺中最重要的一环。它承担着内部芯片和外部框架紧密连接的功能。每一个焊接线都必须准确无误的连接到芯片上,任何一点失误都会造成品质问题。在黄金价格日益走高的今天,提高产品的成品率,无疑可以降低企业成本,增加企业的经济效益。本文通过研究提高QFN小尺寸封装产品的金线键合第一点不良的可靠性,来降低设备待机时间,提高生产效率。本文包含如下几个研究内容:1、分析生产过程中,引线键合工作原理,研究影响第一键合点因素。对EFO打火杆的设置和对比试验,确认在电流6000时候是打出高良率和稳定的球形,保证金线键合的稳定性。选择合适的劈刀型号,确保键合的质量。2、利用拉推力设备ROYCE580和SEM(scanning electron microscope扫描电镜),发现并观察和分析第一点不良原因。用拉力测试进行数据测量,得出CPK低于<1.67,需要立刻改善。分析和得出需要对重要的工艺参数Ball Power,Ball Force, Ball Time进行调整和优化。3、利用DOE(design of experience)实验设计对键合参数进行优化和确认,并得出Base Force=35,Base Time=10, Base Power=51,并把分析得到数据应用到实际生产中,得到优化后参数键合的第一点不粘的良率0.061%远的低于优化前的1.686%。4、通过Precon测试,TCT测试,PCT测试的可靠性试验进一步确认优化后的产品的可靠性完全符合要求。本文通过对QFN小尺寸极细0.8mi1金线键合工艺原理的研究,找到了影响金线键合不良的原因,并在此基础上进行参数优化。并把优化后的成果推广的工程实践中,提高生产效率,降低企业运行成本,增加企业经济效益。
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