半导体元器件焊接键合的分类及工艺过程

来源: | 作者:PanYunKJ | 发布时间: 2022-12-08 | 1394 次浏览 | 分享到:
根据压焊操作的不同,光电器件的压焊可分为自动键合和手动键合两种工艺形式。

键合工艺的分类有哪些?

根据压焊操作的不同,光电器件的压焊可分为自动键合和手动键合两种工艺形式。

自动键合是使用全自动键合设备,通过对键合压力、温度、功率、劈刀(钢嘴)运动轨迹等参数的设定,设备完成全自动键合。



手动键合多采用半自动键合设备,除了参数的设定外,键合过程也需要人工完成操作。自动键合的操作简单,精度高,易于控制,便于产业化生产,所以被封装企业大量使用,但所有的企业又都不约而同地保留了手动键合的工位,这主要是为了对自动键合产生的次品进行补焊操作,以提高良品率。



从焊线形式上来划分,压焊又可分为热压焊、超声楔型焊接、热超声球焊三种。

热压焊是利用热来形成焊点,起源于1957年贝尔实验室,在今天已经很少使用。超声楔型焊接是利用两种金属在超声和压力的共同作用下形成焊点。热超声球焊的焊点是通过热、超声、压力的共同作用形成的,90%的半导体器件采用这种方式焊线。焊线过程中使电极与引出线相互连接,使芯片和器件引出脚实现电性能的连接。两种金属(如金和铝)在热、撞击压力和超声能量的作用下相互接触,表面软化形成相互嵌合的合金,保证了可靠的电性能的连接。



从压焊的材料上来看,光电器件的压焊工艺常见的有金丝球焊和铝丝压焊两种。

这两种工艺除了在焊线材料选择上不同外,压焊过程也稍有不同:铝丝压焊是先在LED芯片电极上压上第一点,再将铝丝拉到相应的支架上方,压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊则是在压第一点前先烧个球,其余过程同铝丝焊类似。

键合的工艺过程有哪些步骤?

超声金丝球焊是目前常用的键合工艺形式,无论是自动机台还是手动机台,除了操作上的不同外,在原理上并没有实质性的差异。下面对这种引线焊接工艺原理简单介绍一下。



超声金丝球焊的基本原理是在超声能量、温度、压力的共同作用下形成合金焊点。其工艺过程可简单表示为∶烧球→—焊→拉丝→二焊→断丝→烧球。

具体的过程为:先将穿过陶瓷劈刀口的金线烧球,以便进行后续焊接过程。烧球完毕后,将陶瓷劈刀对准要进行第一次焊线的位置,并进行压焊。第一次焊线过程结束后,将陶瓷劈刀拉至第二次焊线的位置上方,进行第二焊点的压焊,压焊结束后断丝,再进行烧球,准备进行下一次焊接。