[发明专利]一种控制声表面波器件引线键合点根部微损伤的键合方法

说明书

技术领域

本发明涉及器件键合，具体涉及一种控制声表面波器件引线键合点根部微损伤的键合方法，目的是在声表面波滤波器、谐振器、延迟线等器件的硅铝丝键合工艺中，解决因键合点根部微损伤导致的器件在筛选试验或使用过程中开路失效问题，属于声表面波键合技术领域。

背景技术

声表面波器件的工作原理就是在压电基片上有规律地沉积两组金属叉指换能器，第一组为输入换能器，第二组为输出换能器，通过逆压电效应将加在输入换能器上的高频电信号转换为声表面波信号，声表面波信号在压电基片的声通道上经过一定的时延，通过压电效应在第二组输出换能器上将声表面波信号转换为电信号输出，其工作原理如图1所示。

由于声表面波器件基本采用铝作为金属膜层，声表面波芯片与基座间的粘片胶不导热，以及Al-Al金属间的键合高度可靠性，芯片和壳体间的内连采用的是不需加热的硅铝丝键合工艺。但是，由于硅铝丝固有的抗弯曲性能差，也造成了该工艺与生俱来的根部微损伤问题，典型的根部微损伤及最终断开扫描电镜分析如图2所示。由于根部微损伤在器件的筛选试验、使用过程中因温度、应力变化可能进一步扩大裂缝，并最终导致引线断开、器件开路失效，因此，解决根部微损伤问题是硅铝丝键合工艺的首要目标。现有的键合质量检验方法包括引线拉力测试、键合点光学检查、剥离等，其中剥离是破坏性检查键合材料与下层金属间的融合程度，操作难度大，实际应用极少。对根部微损伤通常采用的分析方法主要是人工在高倍下光学检查，或通过分析引线拉力测试值的离散度来判断，由于都是键合后的检验或评价，效率低，且光学检查受引线弧度遮挡、光线等因素影响，不能完全检出微裂纹，特别是键合点变形宽度完全满足标准时，更难避免漏检，因此这些检验手段都不能从根本上解决已经形成的问题。

声表面波器件因其使用弹性胶粘结芯片，引线键合难度更大。而在温度、机械试验过程中，粘片胶的收缩及弹性变化对引线的影响更大，任何一点的根部微损伤在后期都可能被放大数十倍，因此必须提高对根部微损伤的控制标准。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种控制声表面波器件引线键合点根部微损伤的键合方法，本方法能够解决声表面波器件硅铝丝键合根部微损伤，提高器件的键合可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种控制声表面波器件引线键合点根部微损伤的键合方法，引线通过劈刀实现与待键合对象的键合连接，引线在第一键合点键合后，劈刀抬升带动引线到达第二键合点并进行键合；所述引线为硅铝丝，直径小于50um；劈刀键合时需要施加垂直于键合面的向下的压力，所述压力不超过40g，键合时间不超过30s，超声功率的大小以键合点硅铝丝形变宽度为硅铝丝本身直径的1.2-2倍进行控制。

优选地，第二键合点高于第一键合点。

劈刀后角半径为15-25um。

劈刀抬升带动引线到达第二键合点的过程中，两键合点之间的引线为弧线，弧线的最高点高于第二键合点至少150um；如果第二键合点上方有部件干涉使弧线的最高点无法高于第二键合点150um，则以实际能够达到的最高点控制引线所形成弧线最高点。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

引线键合是声表面波器件工艺制作的关键工序，键合点根部微损伤是控制的重点和难点。本发明的优点是通过控制直接影响键合点质量的参数、工具、工艺方式等要素，直接将微损伤的可能降至最小概率，本方法能够解决声表面波器件硅铝丝键合根部微损伤，提高器件的键合可靠性。在首件确认后，过程只需抽检就可以保证批次的质量稳定，减少产品通过事后检验剔除不合格品的成本压力和质量控制压力。

附图说明

图1-声表面波器件工作原理图。

图2-典型的根部微损伤缺陷及最终断开扫描电镜分析图。

图3-硅铝丝键合过程简图。

图4-引线拉弧过程示意图。

图5-引线弧度示意图。

图6-劈刀端面与键合点的对应关系图。

图7-本发明键合工艺后的键合点形貌图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。

图3是硅铝丝键合过程简图，在焊盘一键合引线的第一点，劈刀按箭头所示路径带动硅铝丝完成引线拉弧后，在焊盘二键合第二点，超声能量只在焊第一点和第二点时才发生。