集成電路焊接工藝專用HD諧波減速機(jī)CSD-50-50-2UH,bonding technique of integrated circuit,集成電路制造中的焊接工藝包括兩方面,一是電路芯片焊接,另一是內(nèi)引線焊接。
集成電路焊接工藝專用HD諧波減速機(jī)CSD-50-50-2UH,將分割成單個電路的芯片,裝配到金屬引線框架或管座上。芯片焊接工藝可分為兩類。①低熔點(diǎn)合金焊接法:采用的焊接材料有金硅合金、金鎵合金、銦鉛銀合金、鉛錫銀合金等。②粘合法:用低溫銀漿、銀泥、環(huán)氧樹脂或?qū)щ娔z等以粘合方式焊接芯片。
應(yīng)用較廣、可靠性較高的是用98%的純金和 2%的硅配制成的金硅合金片(共熔點(diǎn)為 370℃)。在氮?dú)夂蜌錃獗Wo(hù)下或在真空狀態(tài)下,金硅合金不僅能與芯片硅材料形成合金,而且也能同時與金屬引線框架上局部鍍層的金或銀形成合金,從而獲得良好的歐姆接觸和牢固的焊接效果.
集成電路塑料封裝中,也常采用低溫(200℃以下)銀漿、銀泥或?qū)щ娔z以粘合的形式進(jìn)行芯片焊接。另外,燒結(jié)時(即芯片粘完銀漿后烘焙),氣氛和溫度視所采用的銀漿種類不同而定。低溫銀漿多在空氣中燒結(jié),溫度為150~250℃;高溫銀漿采用氮?dú)獗Wo(hù),燒結(jié)溫度為380~400℃。
集成電路焊接工藝專用HD諧波減速機(jī)CSD-50-50-2UH,把電路芯片上已金屬化的電路引出端或電極,與裝配芯片的金屬引線框架或外殼引出電極線一一對應(yīng)連接起來的焊接工藝。內(nèi)引線焊接工藝是在芯片焊接完成后的一道焊接工序,常用的方法有熱壓焊接法、超聲波壓焊法、熱超聲焊接法(球焊法)、平面焊接法和梁式引線焊接法等。
內(nèi)引線的熱壓焊接法既不用焊劑,也無需焙化,對金屬引線(硅鋁絲或金絲)和芯片上的鋁層同時加熱加壓(溫度一般為350~400℃,壓力為8~20千克力/毫米2),就能使引線和鋁層緊密結(jié)合。熱壓焊接的原理是,鋁合金為面心立方晶格結(jié)構(gòu),每一鋁原子或金原子和其他原子形成八個穩(wěn)定的金屬鍵,在其表面的原子有二個金屬鍵不飽和。這些原子在較高的溫度下增加活動能量,再加上一定的壓力促使金絲引線產(chǎn)生塑性形變,破壞原有的界面原子結(jié)構(gòu)。這時,金絲上的金原子與電路芯片上引出端的鋁原子緊密結(jié)合,重新排列其間的晶格形成牢固的金屬鍵。因此熱壓焊接法也就是熱壓鍵合過程。
熱壓焊接工藝按內(nèi)引線壓焊后的形狀不同分為兩種:球焊(丁頭焊)和針腳焊。兩種焊接都需要分別對焊接芯片的金屬框架、空心劈刀進(jìn)行加熱(前者溫度為 350~400℃,后者為150~250℃),并在劈刀上加適當(dāng)?shù)膲毫?。首先,將穿過空心劈刀從下方伸出的金絲段用氫氧焰或高壓切割形成圓球,此球在劈刀下被壓在芯片上的鋁焊區(qū)焊接,因?yàn)樗纬舍旑^一樣的焊點(diǎn),故稱為丁頭焊或球焊。利用此法進(jìn)行焊接時,焊接面積較集成電路焊接工藝大,引線形變適度而且均勻,是較為理想的一種焊接形式。隨后將劈刀抬起,把金絲拉到另一端(即在引線框架上對應(yīng)于要相聯(lián)接的焊區(qū)),向下加壓進(jìn)行焊接,所形成的焊點(diǎn)稱為針腳焊。上述操作僅完成一條內(nèi)引線的焊接(圖2)。熱壓焊接法有其局限性:①焊接溫度過高,不適于對工作溫度較低的電路芯片進(jìn)行焊接;②壓力和溫度難以除去鋁絲表面和芯片上鋁焊區(qū)表面的氧化膜,此法不能用鋁絲作為引線進(jìn)行焊接。
集成電路焊接工藝專用HD諧波減速機(jī)CSD-50-50-2UH,60年代初,超聲波焊接技術(shù)開始應(yīng)用于集成電路的內(nèi)引線焊接。超聲波壓焊的原理是由超聲波發(fā)生器產(chǎn)生幾十千赫的超聲振蕩電能,通過磁致伸縮換能器產(chǎn)生超聲頻率的機(jī)械振動。壓焊劈刀鑲在端部的適當(dāng)位置上,劈刀必然同時產(chǎn)生一種稱為交變剪切應(yīng)力的機(jī)械振動。同時,在劈刀上端施加一定的垂直壓力,在這兩種力的共同作用下,通過時間的控制使劈刀下的鋁絲發(fā)生有規(guī)律的蠕動。鋁絲和芯片鋁焊區(qū)表面的氧化膜受到破壞,同時由于摩擦,在界面上產(chǎn)生一定的熱量使焊接處的鋁絲和芯片上的鋁焊區(qū)都產(chǎn)生一定的塑性形變,使鋁原子金屬鍵緊密接觸而形成牢固的鍵合。超聲波壓焊是用鋁絲(一般含硅1%)作引線,工作溫度又低,不但廣泛用于各種電路的內(nèi)引線焊接,而更適于對溫度要求嚴(yán)格的 MOS器件、微波器件和高頻器件的內(nèi)引線焊接。超聲壓焊法的工藝條件要求嚴(yán)格。
為得到高抗拉強(qiáng)度的焊接點(diǎn)須選擇的焊接條件,這取決于超聲振動功率、壓力和超聲振動時間等因素,要使三者之間相互匹配,壓焊設(shè)備應(yīng)調(diào)整出工作點(diǎn)進(jìn)行焊接。