微連接技術(shù)課件

微連接技術(shù)序言

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展而逐漸形成的新興的焊接技術(shù)，與微電子器件和微電子組裝技術(shù)的發(fā)展有著密切的聯(lián)系。1.定義和分類1.1由于連接對(duì)象尺寸的微小精細(xì)，在傳統(tǒng)焊接技術(shù)中可以忽略的因素，如溶解量、擴(kuò)散層厚度、表面張力、應(yīng)變量等將對(duì)材料的焊接性、焊接質(zhì)量產(chǎn)生不可忽視的影響。這種必須考慮結(jié)合部位尺寸效應(yīng)的焊接方法總稱為微連接。1.定義和分類1.2主要應(yīng)用對(duì)象是微電子器件內(nèi)部的引線連接和電子元器件在印制電路板上的組裝1.3涉及的主要焊接工藝為壓焊和軟釬焊

1.4微連接方法的分類（見表1）2.微電子焊接研究的特點(diǎn)2.1連接材料的尺寸變的極其微小，在常規(guī)焊接中被忽略或不起作用的一些影響因素此時(shí)卻成了決定連接質(zhì)量和可焊性的關(guān)鍵因素。2.2微電子材料結(jié)構(gòu)的特殊性、性能要求的特殊性需要采用特殊的連接方法。3.微電子器件內(nèi)引線連接中的

微連接技術(shù)

微電子器件內(nèi)引線連接中的微連接是指微電子元器件制造過程中固態(tài)電路內(nèi)部互連線的連接，即芯片表面電極（主要是Al）與引線框架之間的連接。3.微電子器件內(nèi)引線連接中的

微連接技術(shù)3.1絲材鍵合（wire-bonding）把普通的焊接能源（熱壓、超聲或兩者結(jié)合）與鍵合的特殊工具及工藝（球-劈刀法、楔-楔法）相結(jié)合，形成了不同的鍵合方法。

3.2梁引線技術(shù)（beam-lead）采用復(fù)式沉積方式在半導(dǎo)體硅片上制備出由多層金屬組成的梁，以這種梁來代替常規(guī)內(nèi)引線與外電路實(shí)現(xiàn)連接。主要在軍事、宇航等要求長壽命和高可靠性的系統(tǒng)中得到應(yīng)用。微電子器件內(nèi)引線連接中的

微連接技術(shù)3.3倒裝芯片法（flip-chip）60年代由IBM公司開發(fā)，主要用于厚膜電路。適用于微電子器件小型化、高功能的要求。3.4載帶自動(dòng)鍵合技術(shù)（TAB）1964年由美國通用電氣公司推出。在類似于膠片的柔性載帶粘結(jié)金屬薄片，在金屬薄片上經(jīng)腐蝕作出引線框圖形，后與芯片上的凸點(diǎn)進(jìn)行連接。

2印刷電路板組裝中微連接焊點(diǎn)的可靠性2梁引線技術(shù)（beam-lead）展，實(shí)質(zhì)為電信號(hào)傳輸失真的失效現(xiàn)象。主要在軍事、宇航等要求長壽命和高可靠性的系統(tǒng)中得到應(yīng)用。微電子器件內(nèi)引線連接中的

微連接技術(shù)隨著微電子技術(shù)的發(fā)展而逐漸形成的新興的焊接技術(shù)，與微電子器件和微電子組裝技術(shù)的發(fā)展有著密切的聯(lián)系。只是由于連接對(duì)象的尺寸效應(yīng)，在工藝、材料、設(shè)備上有很大不同。微連接焊點(diǎn)的可靠性問題是指微連接焊點(diǎn)在載荷環(huán)境（溫度、氣氛、振動(dòng)等）作用下，焊點(diǎn)內(nèi)部承受應(yīng)力且其金屬學(xué)組織發(fā)生變化，最終導(dǎo)致宏觀表象為焊點(diǎn)內(nèi)部裂紋萌生、擴(kuò)2梁引線技術(shù)（beam-lead）1連接材料的尺寸變的極其微小，在常規(guī)焊接中被忽略或不起作用的一些影響因素此時(shí)卻成了決定連接質(zhì)量和可焊性的關(guān)鍵因素。1內(nèi)引線鍵合焊點(diǎn)的可靠性2僅采用環(huán)境友好的化學(xué)制劑和材料。其技術(shù)主要是軟釬焊，與傳統(tǒng)的軟釬焊焊接原理相同，常見的軟釬焊工藝為波峰焊和再流焊。1連接材料的尺寸變的極其微小，在常規(guī)焊接中被忽略或不起作用的一些影響因素此時(shí)卻成了決定連接質(zhì)量和可焊性的關(guān)鍵因素。2梁引線技術(shù)（beam-lead）1絲材鍵合（wire-bonding）在類似于膠片的柔性載帶粘結(jié)金屬薄片，在金屬薄片上經(jīng)腐蝕作出引線框圖形，后與芯片上的凸點(diǎn)進(jìn)行連1964年由美國通用電氣公司推出。把普通的焊接能源（熱壓、超聲或兩者結(jié)合）與鍵合的特殊工具及工藝（球-劈刀法、楔-楔法）相結(jié)合，形成了不同的鍵合方法。提高軟釬料合金自身的力學(xué)性能。4.印制電路板組裝中的

微連接技術(shù)

印制電路板組裝是指微電子元器件信號(hào)引出端（外引線）與印制電路板上相應(yīng)焊盤之間的連接。其技術(shù)主要是軟釬焊，與傳統(tǒng)的軟釬焊焊接原理相同，常見的軟釬焊工藝為波峰焊和再流焊。

只是由于連接對(duì)象的尺寸效應(yīng)，在工藝、材料、設(shè)備上有很大不同。

5.微連接焊點(diǎn)的可靠性

微連接焊點(diǎn)的可靠性問題是指微連接焊點(diǎn)在載荷環(huán)境（溫度、氣氛、振動(dòng)等）作用下，焊點(diǎn)內(nèi)部承受應(yīng)力且其金屬學(xué)組織發(fā)生變化，最終導(dǎo)致宏觀表象為焊點(diǎn)內(nèi)部裂紋萌生、擴(kuò)展，實(shí)質(zhì)為電信號(hào)傳輸失真的失效現(xiàn)象。5.微連接焊點(diǎn)的可靠性5.1內(nèi)引線鍵合焊點(diǎn)的可靠性5.1.1工藝差錯(cuò)造成失效5.1.2焊點(diǎn)界面處形成脆性金屬間化合物5.1.3熱疲勞失效5.2印刷電路板組裝中微連接焊點(diǎn)的可靠性5.2.1交變應(yīng)力-應(yīng)變場(chǎng)5.2.2顯微組織變化微連接焊點(diǎn)的可靠性5.3改善途徑目的是提高焊點(diǎn)壽命，保證在電子整機(jī)工作期間的可靠性。方法：1.減小甚至消除陶瓷芯片載體與印制電路板之間的線膨脹系數(shù)差，從而減小熱應(yīng)力。2.提高軟釬料合金自身的力學(xué)性能。添加微量合金元素。3.焊點(diǎn)形態(tài)