[发明专利]一种引线键合工艺可靠性监测方法

说明书

本发明公开了一种引线键合工艺可靠性监测方法，属于精密焊接技术领域，利用基于力传感器的检测模块，监测引线键合工艺关键参数，评价键合可靠性。基于定期监测与数据分析，形成一种引线键合的参数监测与可靠性保障方法。

技术领域

本发明属于精密焊接技术领域，具体涉及一种引线键合工艺可靠性监测方法。

背景技术

引线键合（Wire Bonding）是一种使用细金属线，利用热、压力、超声波能量为使金属引线与基板焊盘紧密焊合，实现芯片与基板间的电气互连和芯片间的信息互通。在理想控制条件下，引线和基板间会发生电子共享或原子的相互扩散，从而使两种金属间实现原子量级上的键合。引线键合的作用是从核心元件中引入和导出电连接。在工业上通常有三种引线键合定位平台技术被采用：热压引线键合，锲-锲超声引线键合，热声引线键合。

引线键合是目前主流的电子封装技术，其可靠性至关重要，对引线键合的关键工艺参数的有效监测不够，新材料、新工艺的工艺开发和优化造成困扰；对引线键合的工艺可靠性测试与评估方式不足，依赖专用测试设备，操作复杂、成本较高。

现有技术中，对引线键合的关键工艺参数的检测多是基于以下方法：

专用设备的破坏试验结合扫描电镜，对键合点进行拉应力与剪切力测试、观察断面的电镜图片等方法判断引线键合工艺效果；

引线键合超声波换能器参数监测，键合过程中的阻抗变化监控、判断键合失效与结合力；

换能器耦合电信号（电压与电流）的细化特征提取和识别、选择有效信号评价键合质量，包括无引线键合失效与键合力预测，但具有较大的误测率；

基于多传感器的破坏力测试，基于专用电路和测试结构的多传感器测试。成本高且复杂。

因此，现在亟需一种成本容易控制、方便实现的芯片封装引线键合工艺可靠性检测方法。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种准确，方便的防火墙规则梳理和同步方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种引线键合工艺可靠性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，取用于测取金属线与被键合面之间压力与拉力的微型力传感器，在微型力传感器的工作面上沉淀出呈阶梯状的两层薄膜材料层，且其中一层薄膜材料层与芯片上的pad材料相同，另一层薄膜材料与引线框架的材料相同，引线框架是用于承载芯片的结构，即两层薄膜材料分别模拟实际键合状态的两个端点的材料特性；

步骤二，采用待检测的引线键合工艺，以金属线作为引线在微型力传感器的工作面上将两层薄膜材料层进行键合，并记录引线键合工艺过程中产生的压力和/或拉力数据参数；

步骤三，分别对两层薄膜材料层上的引线键合点施加持续的压力和/或拉力进行测试，记录传感器检测到的引线键合点的压力和/或拉力变化参数数据，根据参数数据进行分析评价。

所述微型力传感器是压电式、压阻式或应变式力传感器中的一种。

所述两层薄膜材料层，其材料为铝、铜、钨、钛、金的单质、合金或化合物中的一种或者多种。

所述两层薄膜材料层是通过溅射、蒸镀、电镀中的一种或者多种工艺沉积在微型力传感器的工作面上、并通过图形化工艺加工成两层呈阶梯状的膜材料层。

所述两层薄膜材料层之间通过黏附层贴合在一起。

所述步骤二中，压力和/或拉力数据参数包括施加在引线键合点的压应力、拉应力及其作用时间。