Phénomène de vieillissement et méthodes de nettoyage des cales

Coinest un outil important pour le fil Collage Dans le processus de conditionnement des semi-conducteurs, cet article décrit le phénomène de vieillissement des cales. L'étude montre que les causes de ce vieillissement sont l'usure de la face d'extrémité de la lame de calage et l'influence du produit final de la lame. L'usure de la face d'extrémité de la lame de calage est irréversible. Le produit final de la lame de calage peut être éliminé par nettoyage, ce qui permet de continuer à utiliser la lame de calage avant sa défaillance due à l'usure.

Le collage est l'un des procédés utilisés dans l'industrie du packaging des circuits intégrés. Il utilise des fils métalliques, tels que des fils d'or, des fils d'aluminium ou des bandes d'or et d'aluminium, pour connecter les composants.Etc. La puce et la grille de connexion permettent l'interconnexion de la puce au circuit externe. Selon les méthodes de soudage, on distingue la soudure à billes et la soudure en coin. Ces deux techniques présentent des points de soudure différents, ce qui explique leurs caractéristiques spatiales distinctes. La soudure en coin offre une capacité de travail spatiale réduite, réduit la distorsion du signal entre les hautes fréquences et améliore la cohérence du signal. Elle est également adaptée au soudage de produits haute puissance. L'outil requis est appelé soudure en coin.

Phénomène de vieillissement en coin

La face d'extrémité d'un nouveau coin est propre, lisse et exempte de fissures et de piqûres. Après plusieurs soudures, le coin adhère aux particules polluantes et est partiellement endommagé, ce qui entraîne son vieillissement. Ce phénomène se manifeste principalement par une détérioration de la morphologie du joint de soudure, une réduction de la force d'arrachement des fils et, dans les cas les plus graves, une rupture ou une déformation du fil. Lors du soudage de micro-assemblages par fils d'or, généralement après 7 000 à 9 000 soudures, l'opérateur signale des problèmes tels qu'une déformation excessive ou incomplète du joint de soudure. La durée de vie du coin est alors bien inférieure à la valeur nominale d'usine de 50 000 soudures. À ce stade, tout ajustement personnel des paramètres ou des techniques de soudage par l'opérateur pour obtenir une meilleure morphologie du joint de soudure peut entraîner une soudure froide. La figure 2 montre la morphologie du joint de soudure d'un coin de liaison en alliage de carbure de titane, avec les mêmes paramètres de soudage et des soudures répétées au fil d'or sur le même substrat, un nouveau coin et après 3 000, 6 000, 9 000, 12 000, 14 000 et 16 000 soudures. On constate que la morphologie du joint de soudure du nouveau coin est bonne, mais qu'elle se détériore après 9 000 cycles de soudage et ne répond plus aux exigences d'inspection après 16 000 cycles de soudage.

Causes et solutions du vieillissement en coin

1. Usure sur la face d'extrémité de la fraise

Lors du soudage par fils, le soudage par compression à chaud exerce une pression sur l'extrémité du coin, comprimant ainsi le fil et le métal de la pastille. Cela crée une déformation plastique mutuelle et un contact étroit. Leurs molécules se diffusent et se lient fermement. Le soudage par ultrasons génère une puissance ultrasonore provenant du transducteur, ce qui fait vibrer le coin, génère un frottement ultrasonore entre le fil et le métal de la pastille, élimine la couche d'oxyde à l'interface et provoque une déformation élastique. Ces deux principes de soudage sollicitent l'extrémité du coin, qui s'use après plusieurs soudages, entraînant une déformation importante du joint de soudure. Les pastilles de soudure courantes dans le micro-assemblage comprennent les pastilles de puces nues, les pastilles de circuits imprimés, les pastilles de circuits imprimés à couches minces, les pastilles de circuits imprimés LTCC et les pastilles de boîtiers métalliques. En fonctionnement réel, l'usure de l'extrémité de la lame est plus importante sur les surfaces de soudage présentant une dureté et une rugosité élevées, notamment sur les pastilles de boîtiers métalliques.

De plus, l'usure de la face d'extrémité de la tête de coupe dépend également du mode opératoire. Lors de l'utilisation d'un équipement de soudage manuel, le mode opératoire a un impact plus important sur la face d'extrémité du coin. Par exemple, si les mains de l'opérateur tremblent ou exercent une force excessive pendant le soudage, l'usure de la face d'extrémité de la tête de coupe s'accélère. Ce phénomène se produit souvent chez les novices. L'utilisation d'un équipement automatisé pour les opérations de soudage améliore considérablement la durée de vie du coin grâce à des paramètres de fonctionnement contrôlables et hautement constants. Lors du soudage par fils, l'usure de la face d'extrémité de la tête de coupe est une perte naturelle et inévitable. La seule solution est d'éviter toute mauvaise utilisation et de réduire l'usure du coin.

2. Produit de surface d'extrémité de la tête de coupe

Lors de la réalisation de soudures par fils, il a été constaté que la durée de vie de certains cales était bien inférieure à la durée de vie empirique. L'observation microscopique n'a révélé aucune usure notable sur la face d'extrémité de la cale, mais une couche de film s'y est fixée. La figure 3 présente une micrographie optique et une micrographie MEB de la face d'extrémité d'une cale après 9 000 soudures. On observe la présence d'une couche de film s'y étant fixée, ce qui a affecté sa planéité et provoqué une importante déformation du joint de soudure.

Grâce à l'analyse du spectre EDX, il a été constaté que la teneur en silicium et en oxygène dans le film à l'extrémité du coin était élevée, comme le montre la figure 4. Le jugement préliminaire est que le silicium peut provenir de puces, de fils et de substrats, etc. L'élément silicium diffuse progressivement (ou fusionne) vers le coin pendant le processus de liaison et s'accumule sur la face d'extrémité du coin pendant une longue période, affectant le soudage.

Nettoyage des coins

1. Agent de nettoyage pour coins : SG-309W
2. Étapes de nettoyage

①Préparez deux récipients, l'un rempli de produit de nettoyage (la profondeur du produit de nettoyage doit être suffisante pour couvrir le coin) et l'autre rempli d'eau propre ;

② Placez la cale à plat dans un récipient contenant du produit nettoyant et laissez-la tremper pendant 20 à 30 secondes. Pendant le trempage, maintenez la cale à l'aide d'une pince et secouez-la d'avant en arrière 3 à 5 fois. Une fois le trempage terminé, plongez-la immédiatement dans de l'eau propre.

③ Placez la cale verticalement dans le support (pointe vers le haut) et faites-la vibrer dans un bain à ultrasons rempli d'eau propre, d'alcool isopropylique ou d'éthanol pendant 5 minutes. Retirez ensuite la cale et utilisez un pistolet à air comprimé pour sécher la surface et l'intérieur du trou.

3. Précautions

①Le processus d'opération rencontre une pointe de coin

② Portez des gants en caoutchouc pendant l'opération pour éviter tout contact avec la cale à mains nues

③ Le produit nettoyant ne doit pas entrer en contact direct avec la peau. En cas de contact, rincer immédiatement à l'eau claire.

jen conclusion

Le coin, installé sur la soudeuse à fils, est un outil essentiel pour la soudure par fils de micro-assemblage. Cet article présente le phénomène de vieillissement du coin et clarifie ses deux causes : l'usure de l'extrémité de la lame et la formation de composés de silicium et d'oxygène sur cette extrémité. L'usure de l'extrémité de la lame est irréversible. Cette formation peut être éliminée par nettoyage, permettant ainsi de continuer à utiliser le coin avant sa défaillance due à l'usure. Pour en savoir plus sur le coin, consultez les ressources suivantes : matériaux, structure et idées de sélection, n'hésitez pas à Contactez-nous. Merci pour votre navigation.