Явление старения и методы очистки клина

Клинявляется важным инструментом для проволоки Склеивание в процессе упаковки полупроводников. В этой статье описывается явление старения клина. Исследование показывает, что причинами старения клина являются износ торца клинового лезвия и влияние продукта торца клинового лезвия. Износ торца клинового лезвия необратим. Продукт торца клинового лезвия можно удалить методами очистки, так что клин может продолжать использоваться до того, как он выйдет из строя из-за износа.

Склеивание является одним из процессов в индустрии корпусирования интегральных схем. Оно использует металлические провода, такие как золотые провода, алюминиевые провода или золотые и алюминиевые полосы для соединенияИ т.д. чип и выводная рамка, так что крошечный чип может быть соединен с внешней цепью. В соответствии с методами сварки различных форм, он делится на шаровое соединение и клиновое соединение. У них совершенно разные первые точки сварки и вторые точки сварки, поэтому они имеют разные пространственные характеристики. Клиновое соединение имеет меньшую пространственную рабочую способность, уменьшает искажение сигнала между высокими частотами и улучшает согласованность сигнала. В то же время оно подходит для сварки высокомощных изделий. Требуемый инструмент называется клиновым соединением.

Феномен старения клина

Торцевая поверхность нового клина чистая, гладкая, без трещин и ямок. После многократной сварки клин прилипнет к загрязняющим частицам и будет частично поврежден, что приведет к старению клина, которое в основном проявляется в ухудшении морфологии паяного соединения, снижении силы отрыва вывода, а в тяжелых случаях провод будет сломан или деформирован. В реальной работе по соединению золотой проволоки микросборки, как правило, после 7000–9000 сварок оператор сообщит о таких проблемах, как чрезмерная деформация паяного соединения или неполные паяные соединения, а срок службы клина намного меньше номинального значения завода-изготовителя в 50 000 раз. В это время, если оператор в частном порядке отрегулирует параметры сварки или методы сварки, чтобы получить лучшую морфологию паяного соединения, это приведет к холодному паяному соединению. На рисунке 2 показана морфология паяного соединения клина из сплава титанового карбида при тех же параметрах сварки и повторной сварке золотой проволокой на той же подложке, новый клин и после 3000, 6000, 9000, 12000, 14000 и 16000 сварок. Видно, что морфология паяного соединения нового клина хорошая, но она ухудшается после 9000 циклов сварки и не может соответствовать требованиям проверки после 16000 циклов сварки.

Причины и решения проблемы старения клина

1. Износ торцевой поверхности фрезы

Во время процесса соединения проводов сварка горячим прессом будет оказывать давление с торцевой поверхности клина, заставляя металл свинца и площадки сжиматься, создавая определенную взаимную пластическую деформацию и тесный контакт, а их молекулы диффундируют и прочно связываются. Ультразвуковая сварка будет генерировать ультразвуковую мощность от преобразователя для вибрации клина, создавать трение ультразвуковой частоты между металлом свинца и площадки, удалять оксидный слой на границе раздела и вызывать упругую деформацию. Оба этих принципа соединения приведут к напряжению торцевой поверхности клина, и конец клина будет изнашиваться после многократной сварки, что приведет к серьезной деформации паяного соединения. Обычные контактные площадки в процессе микросборки включают в себя голые контактные площадки чипа, контактные площадки печатных плат, контактные площадки тонкопленочных плат, контактные площадки печатных плат LTCC и контактные площадки металлических коробок. В реальной эксплуатации износ торцевой поверхности лезвия более серьезен на поверхности сварки с высокой твердостью и шероховатостью поверхности, например, износ контактной площадки металлической коробки пакета более серьезен, чем у других площадок.

Кроме того, износ торцевой поверхности режущей головки также зависит от метода эксплуатации. При использовании ручного оборудования для сварки метод эксплуатации оказывает большее влияние на торцевую поверхность клина. Например, если руки оператора трясутся или он прилагает слишком много усилий во время сварки, износ торцевой поверхности режущей головки будет ускорен. Это явление часто возникает при работе новичков. При использовании автоматизированного оборудования для сварки срок службы клина значительно увеличится, поскольку рабочие параметры контролируются и являются высокопоследовательными. В процессе сварки проволокой износ торцевой поверхности режущей головки является естественной потерей и неизбежен. Единственный способ — избегать неправильной эксплуатации и уменьшить износ клина.

2. Поверхность торца режущей головки изделия

В ходе реальной операции по сварке проволокой было обнаружено, что срок службы некоторых клиньев был намного короче эмпирического срока службы. При микроскопическом наблюдении не было обнаружено явного износа на торцевой поверхности клина, но к торцевой поверхности был прикреплен слой пленки. На рисунке 3 показаны оптическая микрофотография и микрофотография SEM торцевой поверхности клина после 9000 сварок. Видно, что к торцевой поверхности клина был прикреплен слой пленки, что повлияло на плоскостность торцевой поверхности клина и вызвало серьезную деформацию паяного соединения.

С помощью анализа спектра EDX было обнаружено, что содержание кремния и кислорода в пленке на конце клина было высоким, как показано на рисунке 4. Предварительное заключение состоит в том, что кремний может поступать из чипов, выводов, подложек и т. д. Элемент кремния постепенно диффундирует (или сплавляется) с клином в процессе соединения и накапливается на торцевой поверхности клина в течение длительного времени, влияя на сварку.

Очистка клина

1. Средство для чистки клиньев: SG-309W
2. Этапы очистки

①Подготовьте две емкости: одну наполните чистящим средством (глубина чистящего средства должна быть достаточной, чтобы покрыть клин), а другую наполните чистой водой;

②Положите клин плашмя в емкость с чистящим средством и замочите его на 20-30 секунд. Во время замачивания держите клин пинцетом и встряхивайте его вперед и назад 3-5 раз. После завершения замачивания немедленно поместите клин в чистую воду;

③ Установите клин вертикально в приспособление (кончиком вверх) и вибрируйте в ультразвуковой ванне, наполненной чистой водой, изопропиловым спиртом или этанолом, в течение 5 минут. Затем выньте клин и с помощью воздушного пистолета высушите поверхность и внутреннюю часть отверстия.

3. Меры предосторожности

①В процессе работы встречается клиновидный наконечник

② Во время работы надевайте резиновые перчатки, чтобы избежать контакта с клином голыми руками.

③Чистящее средство не должно попадать на кожу напрямую. Если оно попало на кожу, немедленно промойте ее чистой водой.

язаключение

Клин устанавливается на Wire Bonder и является важным инструментом для микросборочного соединения проводов. В этой статье рассматривается явление старения клина и разъясняются две причины явления старения: износ торцевой поверхности клинового лезвия и образование соединений кремния и кислорода на торцевой поверхности лезвия. Износ торцевой поверхности клинового лезвия необратим. Образование торцевой поверхности клинового лезвия можно удалить методами очистки, чтобы клин можно было продолжать использовать до того, как он выйдет из строя из-за износа. Если вы хотите узнать больше о клине, например, материалы, структура и идеи выбора, пожалуйста, не стесняйтесь связаться с нами. Спасибо за просмотр.