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什麽是超聲波熱壓焊

超聲熱壓焊是利用超聲波的高頻機械振動能量,對工件接頭進行內部加熱和表面清理,同時對工件施加壓力來實現焊接的壹種壓焊方法。

超聲焊主要用於IC芯片互連工藝中的引線健合,即用金線、鋁線、銅線實現芯片和引線框架之間的電氣連接。因為預熱能使超聲鍵合接頭性能更好,所以超聲熱壓焊是超聲波焊接的主流。

芯片塑封時,具有壹定長度的金屬絲弧在塑封料流動沖擊下會發生絲擺現象,由於目前采用的鍵合線表面通常沒有絕緣層,間距變小易引起相鄰引線間短路,絲擺嚴重時將會導致金屬絲間發生接觸,從而導致短路。

近年來,隨著微電子器件集成度的提高,微芯片的尺寸在不斷縮小,芯片電路越來越復雜,引線線徑越來越小,對絲擺現象的控制要求也越來越高。

采用漆包線進行引線鍵合連接可有效解決以上矛盾,並由此出現了X-Wire技術。2006年,國際半導體技術藍圖任務漆包線是25

um引線鍵合的潛在解決辦法,特別是用漆包銅線來替代金線迅速成為當前研究的熱點。

Song等用表面沒有絕緣薄膜的金線和有絕緣薄膜的金線作了對比實驗,研究了它們在熱影響區、金絲球的可變形等方面的差別。

線切割耗材中漆包線不能用傳統的線性振動軌跡的超聲設備進行連接。

Tsujino等采用聲極運動軌跡為橢圓的高頻超聲對絕緣銅線和銅片的焊接特性進行了研究。所用絕緣銅線外徑為0.036mm,銅片厚度為0.3mm,超聲頻率分別為40、60、100

kHz或更高頻率。

對比研究結果表明:橢圓形軌跡的超聲振動能實現絕緣銅線的焊接,且高頻復合振動能將焊點的絕緣材料剝離。焊點強度基本能達到銅的強度,隨著振動頻率的提高,焊接部位的變形和焊接強度的波動也隨之減小。但絕緣層的具體材料及焊接接頭的導電性能沒有明確說明。

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