Блоги

В традиционной полупроводниковой упаковке крепление кристалла и проволочное соединение выполняют две разные, но тесно связанные функции. Технология Die Attach обеспечивает крепление полупроводникового кристалла к выводной рамке, подложке, основанию корпуса или теплоотводу. Затем технология Wire Bounding создает электрические соединения между контактными площадками кристалла и выводами корпуса или дорожками подложки. Проще говоря, технология Die Attach обеспечивает физическую основу, а технология Wire Bounding — электрический путь. Понимание различий важно при оценке процессов упаковки, диагностике дефектов сборки или выборе оборудования для склеивания кристаллов и проволочного монтажа. В этой статье сравниваются их функции, материалы, последовательность процессов, показатели качества и требования к оборудованию.  1. Что такое крепление кристалла?Монтаж кристалла, также называемый приклеиванием кристалла или установкой кристалла, — это процесс точного размещения и приклеивания отдельного полупроводникового кристалла к подложке. В зависимости от конструкции корпуса, подложкой может служить выводная рамка, керамическая или органическая подложка, основание корпуса или радиатор.В традиционном корпусе с проволочным креплением лицевой стороной вверх, прикрепление кристалла обычно завершается до проволочного пайки. Выбранный материал и процесс крепления должны надежно удерживать кристалл в нужном положении, одновременно удовлетворяя тепловым, электрическим требованиям и требованиям к надежности устройства. Основные функции крепления кристаллаМеханическая поддержка. Слой сцепления предотвращает смещение, наклон, отрыв или разделение кристалла во время последующих операций, таких как отверждение, проволочное соединение, формование и тестирование.Терморегулирование. Прикрепляющий слой может обеспечивать путь теплопередачи от кристалла к структуре корпуса, что особенно важно для силовых устройств и других компонентов, выделяющих тепло.При необходимости осуществляется подключение к электросети. В зависимости от конструкции устройства, проводящие эпоксидные смолы, припой, эвтектические сплавы и спеченные материалы могут обеспечивать заземление или проводимость тока через обратную сторону кристалла. Распространенные методы крепления кристалловЭпоксидное или эпоксидное склеивание с добавлением серебраЭвтектическая связь, включая процессы AuSnМягкая пайка кристаллаСпекание под давлением или без давления для отдельных применений в силовых приборах. Типичное оборудование для крепления кристалловОборудование для крепления кристаллов В число таких систем могут входить автоматические устройства для монтажа кристаллов, эвтектические устройства для монтажа кристаллов, системы дозирования клея, системы припоя для крепления кристаллов и системы спекания. Важными факторами выбора являются точность размещения, размер и толщина кристалла, материал для склеивания, контроль температуры и усилия, обработка подложки, визуальное выравнивание и требуемая производственная мощность.   2. Что такое проволочное соединение?Проволочное соединение — это процесс межсоединений, при котором тонкая металлическая проволока или лента соединяет контактные площадки на кристалле с выводами или проводящими дорожками на подложке корпуса. Эти соединения передают питание и электрические сигналы между полупроводниковым кристаллом и внешней цепью.Во многих стандартных корпусах проволочное соединение выполняется после установки кристалла, после того как кристалл закреплен и завершены все необходимые этапы отверждения, оплавления, очистки или подготовки поверхности. Основные функции проволочного соединенияЭлектрическое соединение. Проводящие соединения создают проводящие пути для передачи питания, заземления и сигналов.Управляемое формирование замкнутого контура. Проволочная петля должна сохранять требуемую высоту, длину, зазор и геометрию, не соприкасаясь с находящимися рядом проводами, поверхностями корпуса или элементами герметизации.Надежное металлургическое соединение. Первое и второе соединения должны обладать достаточной прочностью и стабильностью, избегая при этом повреждения контактных площадок, образования кратеров, чрезмерной деформации или обрыва проволоки. Распространенные материалы для проводов и типы соединенийЗолотая и медная проволока широко используются в процессах шариковой сварки.Алюминиевая проволока и лента обычно используются в клиновидной сварке.Толстая алюминиевая или медная проволока и ленты используются для изготовления силовых полупроводниковых модулей и сильноточных устройств. Типичное оборудование для проволочного соединенияОборудование для проволочного соединения Включает в себя автоматические устройства для шарикового монтажа, устройства для клинового монтажа, устройства для глубокого монтажа проволоки, а также устройства для монтажа толстой проволоки или ленты. Ключевые факторы выбора включают материал и диаметр проволоки, шаг контактных площадок, площадь монтажа, глубину корпуса, требования к контуру, ультразвуковой и силовой контроль, возможности визуального контроля, производительность и функции мониторинга процесса.   3. Какое место занимают процессы крепления кристалла и проволочного соединения в процессе упаковки?Упрощенная схема технологического процесса для стандартного корпуса интегральной схемы с проволочным креплением выглядит следующим образом:Шлифовка обратной стороны пластины → Нарезка пластины → Прикрепление кристалла → Отверждение / Оплавление / Спекание → Подготовка поверхности по мере необходимости → Проволочное соединение → Формование или инкапсуляция → Обрезка и придание формы → Окончательное тестирование и сортировка *Точная последовательность зависит от архитектуры корпуса, материалов и производственных требований. В системах с перевернутым кристаллом, с зажимным креплением, на уровне пластины и других передовых структурах упаковки могут использоваться различные схемы межсоединений.   4. Ключевые различия между креплением кристалла и проволочным соединением.  Сравнительный элементКрепление кристаллаПроволочное соединениеТехнологическое положениеОбычно перед проволочным соединением в обычном корпусе.Обычно это происходит после установки кристалла и необходимых промежуточных этапов.Основная цельНадежно закрепите кристалл и обеспечьте соответствие тепловым или электрическим требованиям.Подключите контактные площадки кристалла к выводам корпуса или дорожкам подложки.Главный интерфейсОбратная сторона или поверхность соединения кристалла с подложкойКонтактные площадки на верхней стороне для соединения с внешними точками подключенияОбщие материалыЭпоксидная смола, серебряная эпоксидная смола, припой, эвтектический сплав, спеченный материалЗолотая, медная, алюминиевая проволока или лентаКлючевые показатели качестваТочность позиционирования, наклон матрицы, толщина клеевого шва, образование пустот, адгезия или прочность на сдвиг.Прочность связи, деформация, геометрия петли, непрерывность, результаты растяжения или сдвигаРаспространенные дефектыСмещение матрицы, наклон матрицы, недостаточная адгезия, перелив, загрязнение, пустотыНеприлипающие связи, слабые связи, отслоившиеся связи, обрыв провода, короткое замыкание, обрыв цепи, плохая форма петли.Типичное оборудованиеУстройство для сварки кристаллов, эвтектическое устройство для сварки, дозатор, система пайки или спекания.Шариковый бондер, клиновой бондер, бондер для глубоких отверстий, бондер для толстых проводов   5. Как качество крепления кристалла может повлиять на проволочное соединение?Несмотря на то, что в этих двух процессах используются разные материалы и оборудование, некачественная установка кристалла может снизить стабильность проволочного соединения. Типичные проблемы включают:Смещение штампа. Контактные площадки могут перестать соответствовать запрограммированным координатам соединения, что увеличивает риск смещения контактов или нарушений выравнивания.Наклон матрицы или неравномерная толщина клеевого шва. Изменения высоты и плоскостности матрицы могут влиять на фокусировку, стабильность силы сцепления, высоту петли и зазор между инструментом и матрицей.Недостаточная прочность крепления. Под действием силы сцепления или ультразвуковой энергии кристалл может смещаться, что приводит к нестабильным или слабым соединениям.Изливание клея или загрязнение поверхности. Загрязнение вблизи зоны контакта может препятствовать надлежащему металлургическому соединению и вызывать отслоение или разрушение соединения.Чрезмерное образование пустот или деформация. Эти условия могут ослабить термическую или механическую стабильность и косвенно сузить диапазон параметров процесса проволочной сварки. По этой причине перед началом проволочного монтажа необходимо проверить положение кристалла, плоскостность, адгезию, чистоту и условия отверждения. Стабильный контроль на этапе монтажа снижает объем компенсации, необходимой на стадии проволочного монтажа.   6. ЗаключениеОсновное различие между креплением кристалла и проволочным соединением очевидно: крепление кристалла обеспечивает электрическую фиксацию полупроводникового кристалла, тогда как проволочное соединение обеспечивает его электрическое соединение с корпусом. Однако надежность упаковки зависит не только от правильного выполнения этих двух этапов. Точность размещения, совместимость материалов, чистота поверхности, прочность соединения, контроль контура, тепловые характеристики и стабильность оборудования — все это влияет на конечный выход годной продукции и надежность устройства. ГИРНУС Компания предоставляет оборудование для монтажа кристаллов и проволочного монтажа для полупроводниковой упаковки, оптоэлектронных устройств, силовых устройств, МЭМС, гибридных схем и смежных областей сборки. Для новых типов упаковки или производственных процессов. свяжитесь с нашей инженерной командой Учитывайте требования к форме, подложке, материалу, точности и производительности, чтобы оценить подходящую конфигурацию оборудования.   Часто задаваемые вопросыПрикрепление кристалла — это то же самое, что и склеивание кристалла? В большинстве случаев при сборке полупроводников эти термины используются взаимозаменяемо. «Установка кристалла» (Die attach) акцентирует внимание на процессе, в то время как «монтажник кристаллов» (die bonder) обычно относится к оборудованию, используемому для размещения и монтажа кристалла.Всегда ли проволочное соединение выполняется сразу после установки кристалла? Не обязательно. Между ними может потребоваться этап отверждения, оплавления, спекания, плазменной очистки или контроля. Однако перед выполнением обычной проволочной сварки лицевой стороной вверх кристалл должен быть надежно закреплен.Может ли проволочное соединение заменить крепление кристалла? Нет. В традиционном корпусе с проволочным соединением они выполняют разные функции. Альтернативные архитектуры, такие как флип-чип или медные зажимные соединения, могут заменить проволочные соединения или по-другому сочетать присоединение и электрическое соединение.Какая информация необходима перед выбором оборудования? Укажите размеры кристалла и подложки, структуру корпуса, материалы для склеивания, требуемую точность, спецификацию проволоки или ленты, требования к температуре и усилию процесса, ожидаемую производительность и уровень автоматизации.

Проволочное соединение — один из наиболее широко используемых процессов межсоединений в полупроводниковой упаковке. Он создает электрический путь между полупроводниковым кристаллом и выводной рамкой, подложкой или клеммой корпуса. Если интерфейс соединения, проволочная петля или окружающая структура корпуса не контролируются должным образом, во время производства, испытаний на надежность или эксплуатации в полевых условиях могут возникать дефекты. Выход из строя корпуса после проволочного соединения не обязательно указывает на проблему, связанную с одним конкретным оборудованием. Первопричина может включать состояние поверхности, металлизацию контактных площадок, используемую проволоку для соединения, параметры процесса, оснастку, опору подложки или последующее напряжение при упаковке. Поэтому определение фактического характера отказа является первым шагом к эффективному устранению проблемы. 1. Типичные виды отказов при проволочном соединенииПоднятие или открытие клеевого шваОтслоение соединения происходит, когда шариковое или шовное соединение отделяется от контактной площадки, выводной рамки или подложки. Это можно обнаружить немедленно с помощью электрического тестирования, проверки на протяжку провода или визуального осмотра, но даже при некачественном соединении оно может переходить в прерывистые или обрывы цепи после термического или механического воздействия. Трещина в пятке и обрыв проволокиПятка — это переходная зона между припаянной проволокой и свободной проволочной петлей. Чрезмерная деформация, неподходящий профиль петли, геометрия инструмента, многократные изгибы или термические циклы могут привести к образованию трещин в этой области. Трещина в пятке может расти до тех пор, пока проволока не окажется электрически разомкнутой. Образование кратеров на площадке или повреждение металлизацииЧрезмерное усилие при склеивании или ультразвуковая энергия могут повредить контактную площадку, нижележащий диэлектрик или кремниевую структуру. Типичные последствия включают отслоение контактной площадки, разбрызгивание алюминия, образование кратеров под контактной площадкой или растрескивание кристалла. Эти дефекты не всегда видны с верхней поверхности и могут потребовать анализа поперечного сечения или акустического анализа. Дефекты формирования шара, шва и хвостаНестабильные условия электронного пламенного зажигания, загрязненная проволока, изношенные капилляры или неправильные параметры могут привести к образованию деформированных шариков в свободном пространстве, смещению шариковых соединений от центра, слабым шовным соединениям, коротким хвостикам или отлипанию. Эти дефекты снижают стабильность процесса и могут увеличить риск доработки или брака. Деформация петли и короткое замыкание проводаНеправильная высота, размах или траектория петли могут привести к тому, что соседние провода будут соприкасаться друг с другом или соприкасаться с корпусом, краем кристалла или компаундом для литья. Проволочное перемещение во время литья также является возможным источником коротких замыканий, особенно при использовании длинных или тонких проводов.   2. Основные причины отказов при проволочном соединенииЗагрязнение и окисление поверхностиОрганические остатки, пыль, отпечатки пальцев, силиконовые загрязнения и поверхностные оксиды могут уменьшить эффективную площадь склеивания и препятствовать стабильному межфазному контакту. Загрязнение может происходить из поступающих материалов, мест крепления кристалла, чистящих средств, условий хранения, обработки или близлежащих процессов. Поскольку даже визуально чистая площадка может содержать молекулярные загрязнения, контроль процесса более надежен, чем один лишь визуальный осмотр. Нестабильный или неправильный технологический режим склеиванияЭнергия ультразвука, сила сцепления, время сварки и температура платформы работают совместно. Недостаточная мощность ультразвука может привести к малой площади сварного шва и слабому межфазному соединению. Чрезмерная мощность ультразвука может чрезмерно деформировать проволоку, повредить металлизацию контактной площадки, вызвать трещины в пятке или образование кратеров. Оптимальные настройки зависят от диаметра и материала проволоки, состава контактной площадки, типа корпуса, геометрии инструмента и состояния оборудования. Совместимость материалов проволоки и контактных площадокПроволока из золота, меди, меди с палладиевым покрытием, серебра и алюминия различается по твердости, поведению при окислении и образованию интерметаллических соединений. Например, для медной проволоки обычно требуется более узкий технологический диапазон, поскольку она тверже золота и может создавать большее напряжение в структуре контактной площадки. Толщина покрытия контактной площадки, его однородность и условия хранения также влияют на адгезию и долговременную надежность. Состояние капилляров, клина и оборудования.Изношенный, поврежденный или загрязненный капилляр или клин могут изменить форму склеивания и условия трения. Изменения в работе ультразвукового преобразователя, калибровке сварочной головки, зажимах проволоки, стабильности EFO, температуре нагревателя или управлении осью Z также могут приводить к непостоянным результатам. Срок службы инструмента следует контролировать, исходя из ограничений по количеству склеиваемых материалов и тенденций качества, а не только по внешнему виду. Термомеханическое напряжение и несоответствие коэффициента теплового расширения (КТР)Несоответствие коэффициентов теплового расширения (КТР) между микросхемой, проводом, контактной площадкой и компаундом для литья создает термомеханическое напряжение при колебаниях температуры. Циклический характер этого напряжения приводит к термической усталости – возникают и распространяются трещины, в конечном итоге вызывая ухудшение сигнала или обрыв цепи. При испытаниях на циклическую нагрузку и температурные циклы отрыв проволочных соединений является основным видом отказа, ограничивающим срок службы.  3. Как повысить надежность проволочного соединенияЧистота поверхности управленияОпределите требования к обращению, хранению и очистке кристаллов, выводных рамок и подложек. Плазменная очистка Плазменная очистка позволяет удалить многие органические остатки и активировать отдельные поверхности перед склеиванием, однако необходимо проверить тип газа, мощность, время обработки и совместимость материалов. Чрезмерная обработка может изменить чувствительные поверхности, поэтому плазменную очистку следует рассматривать как контролируемый процесс, а не как универсальную процедуру. Создайте окно для проверки процесса.Используйте спланированные эксперименты для оценки одновременной концентрации ультразвуковой энергии, силы, времени и температуры. Выбранный рецепт должен обеспечивать приемлемую прочность на растяжение или сдвиг, стабильную геометрию соединения и отсутствие повреждений контактной площадки при ожидаемых колебаниях материала и оборудования. Процесс, использующий центр окна, как правило, более надежен, чем рецепт, работающий вблизи предела дефектности. Обслуживание и калибровка устройства для сварки проводов.Проводите осмотр капилляров, клиньев, проволочных зажимов, компонентов EFO и ультразвуковых преобразователей через определенные интервалы времени. Проверяйте усилие сцепления, температуру платформы, точность позиционирования и ультразвуковые характеристики. Записи о профилактическом техническом обслуживании должны быть сопоставлены с тенденцией возникновения дефектов, чтобы выявлять постепенное изменение характеристик до того, как оно приведет к снижению выхода годной продукции. Укрепить контроль за поступлением материалов.Укажите чистоту проволоки, диаметр, механические свойства, условия хранения на катушке и срок годности. Проверьте качество покрытия контактной площадки, толщину металлизации, состояние выводной рамки и чистоту подложки. При замене материалов следует проводить испытания на прочность соединения и проверку надежности, а не выпускать их на основании только эквивалентности размеров. Используйте внутрипроизводственный контроль и статистический мониторинг.Сочетайте визуальное или автоматизированный оптический контроль При необходимости можно проводить испытания на протяжку проволоки, сдвиг шарика или сдвиг клеевого соединения. Отслеживайте размеры соединения, режимы разрушения, результаты протяжки или сдвига, случаи прилипания и использование инструмента с помощью статистического контроля процессов. Мониторинг тенденций более эффективен, чем полагаться только на окончательную проверку «прошел/не прошел». Сопоставьте корректирующие действия с характером отказа.При обнаружении слабого соединения не следует автоматически увеличивать мощность или силу ультразвука. Сначала необходимо определить место и причину разрушения соединения. В зависимости от дефекта могут быть использованы оптическая микроскопия, классификация причин разрушения при испытании на растяжение, сканирующая электронная микроскопия, поперечное сечение, элементный анализ и акустическая визуализация. Корректирующие действия должны быть направлены на выявленный механизм разрушения.  4. Краткое руководство по устранению неполадок  Обнаруженный дефектВозможные причиныРекомендуемые проверкиПодъем клея / антипригарное покрытиеЗагрязнение; недостаточная площадь сцепления; плохое качество обработки поверхности подушки; износ инструмента.Осмотрите поверхность разрушения; проверьте очистку и условия хранения; осмотрите инструмент; проверьте данные по растяжению/сдвигу и технологический диапазон.Трещина в пятке / обрыв проволокиЧрезмерная деформация; неподходящая петля; геометрия инструмента; термическая усталостьОсмотрите форму каблука; проверьте программу петли и параметры склеивания; сравните исходные и состаренные образцы.Повреждение/образование кратеров на накладкахЧрезмерное усилие или воздействие ультразвука; слабый набор контактных площадок; недостаточная опора.Поперечный или акустический осмотр; проверка калибровки усилия; анализ конструкции подушки и крепления держателя.Деформированный шарик / нестабильная связьВариабельность ЭФО; загрязненная проволока; капиллярный износ; нестабильность газа или зазора.Проверьте геометрию FAB, электрод EFO, условия формовочного газа, траекторию движения проволоки и состояние капилляра.Короткое замыкание провода / разверткаПетля слишком низкая или длинная; ошибка размещения; поток формования.Измерьте профиль и расстояние между петлями; проверьте выравнивание; проанализируйте процесс формования и проволочную очистку после формования.  5. ЗаключениеОтказы при проволочном соединении часто являются результатом совокупного воздействия материалов для соединения, состояния поверхности, параметров процесса, характеристик оснастки и последующего напряжения в упаковке. Эффективное улучшение начинается с выявления конкретного вида отказа, за которым следуют контролируемая очистка поверхности, оптимизация технологического окна, плановое техническое обслуживание оборудования и контроль на основе данных. Выбор надежных оборудование для проволочного соединенияБлагодаря стабильному ультразвуковому воздействию и точному контролю параметров, это также способствует повышению прочности склеивания и снижению количества повторяющихся дефектов. ГИРНУС Мы предлагаем решения для проволочного монтажа, плазменной обработки поверхности и тестирования качества соединения в полупроводниковой упаковке. Независимо от того, разрабатываете ли вы новый продукт, модернизируете существующий процесс или устраняете повторяющиеся дефекты соединения, наши инженеры могут оценить структуру упаковки, материалы проводов и контактных площадок, производственные требования и методы контроля, прежде чем рекомендовать подходящую конфигурацию оборудования.свяжитесь с нашей командой для технических консультаций и рекомендаций по оборудованию.  Часто задаваемые вопросыКакова наиболее распространенная причина отслоения проволочного соединения? Единой универсальной причины не существует. Загрязнение поверхности, неадекватное формирование межфазного слоя, проблемы с финишной обработкой полировальной подушки и износ клеевых инструментов являются частыми факторами, способствующими возникновению проблемы. Перед корректировкой рецептуры следует изучить место разрушения и поверхность разрушения.Может ли плазменная очистка предотвратить дефекты при проволочном соединении? Плазменная очистка может улучшить качество склеивания при наличии органических загрязнений или недостаточной активации поверхности. Однако она не может исправить проблемы, связанные с конструкцией контактных площадок, повреждением металлизации, неподходящими комбинациями проводов и контактных площадок или неправильными параметрами склеивания.Как выявляются дефекты проволочных соединений? К распространенным методам относятся визуальный или автоматизированный оптический контроль, электротехнические испытания, испытания на растяжение проволоки, испытания на сдвиг шарика или соединения, а также статистический мониторинг. Для более сложных отказов могут потребоваться микроскопия, поперечное сечение, элементный анализ или акустическая визуализация.Как часто следует заменять капилляр для проволочного соединения? Интервалы замены зависят от материала проволоки, количества соединений, типа упаковки, методов очистки и тенденций качества. Производителям следует определять пределы срока службы инструмента, используя данные инспекции и показатели технологического процесса, а не применять один фиксированный интервал ко всем изделиям. 

Склеивание кристалловМонтаж кристалла, также известный как прикрепление кристалла, установка кристалла или соединение чипа, является первым, наиболее фундаментальным и критически важным процессом в упаковке полупроводников. Проще говоря, это процесс точной, прочной и стабильной установки полупроводникового кристалла на выводную рамку, подложку, основание корпуса или держатель на уровне пластины.Это можно описать так: подобно тому как дому нужен прочный фундамент, для упаковки интегральных схем требуется надежное соединение кристаллов. Любой дефект в соединении кристаллов напрямую повлияет на проволочное соединение, литье, тестирование и долговременную надежность.        Расположение точек соединения кристаллов в полупроводниковой упаковке Стандартный процесс упаковки полупроводниковых компонентов на заключительном этапе производства: шлифовка пластины → нарезка пластины → Склеивание кристаллов → Сварка проволокой → Формование → Обрезка и придание формы → Гальваническое покрытие → Тестирование → Нанесение лентыОчевидно, что склеивание кристаллов — это первый шаг после того, как чип помещается в упаковку.            Три основные функции склеивания кристаллов  1. Механическая фиксацияКристалл надежно закреплен, чтобы предотвратить его смещение, деформацию, отслаивание или растрескивание во время проволочной сварки, отверждения, формования и термических циклов.   2. Путь рассеивания теплаВ процессе работы кристалл выделяет тепло, а слой крепления кристалла служит основным каналом отвода тепла. Плохое рассеивание тепла приводит к перегреву, сокращению срока службы и внезапным отказам. Мощные устройства, IGBT-транзисторы и автомобильные чипы предъявляют чрезвычайно высокие требования к теплопроводности.   3. Электрическое соединениеТокопроводящие клеи, эвтектические сплавы и припои обеспечивают электрическую проводимость или заземление, повышая стабильность цепи и снижая уровень помех.            Четыре основные технологии склеивания кристаллов (полное сравнение)  ТехнологииОсновной принципПреимуществаОграниченияТипичные области примененияЭпоксидная смола / серебряная паста для склеиванияПроводящее/изоляционное клеевое соединениеНизкая стоимость, простой процесс, широкая совместимостьУмеренная теплопроводность, медленное отверждение.Светодиоды, транзисторы, стандартные интегральные схемы, бытовая электроникаЭвтектическое соединение кристалловПлавление и соединение сплава AuSnСверхвысокая теплопроводность, высокая надежность, высокая термостойкость.Высокая стоимость оборудования, строгий процессАвтомобильная промышленность, силовые интегральные схемы, лазерные диоды, радиочастотные устройстваПайка кристаллаВысокотемпературное припойное соединение с использованием пасты и листового металлаВысокая прочность, виброустойчивость, долговечностьСложный процесс, узкий температурный диапазонIGBT, мощные модули, высоковольтные приборыВакуумная горячая прессовая склейкаИнтеграция вакуума, тепла и давленияБез пустот, высокая однородность, высокая точностьВысокая стоимость, низкая производительностьМЭМС, оптические устройства, высокоточные датчики        Ключевые показатели качества склеивания кристаллов  1. Точность позиционированияНесоосность микросхемы приводит к нарушению целостности проволочного соединения.      2. Прочность сцепления (сила сдвига)Недостаточная прочность приводит к отслаиванию после термических циклов.   3. Коэффициент незаполненностиЧем больше пустот, тем хуже теплоотвод, а значит, выше риск отказа силовых устройств.  4. Равномерность толщины клеевого шва (BLT).Влияет на плоскостность стружки, форму проволочной петли и качество формования.   5. Отсутствие наклона, деформации и сколов.Наклон микросхемы напрямую приводит к обрыву проводов и растрескиванию корпуса.      Полностью автоматизированный процесс склеивания кристаллов Шаг 1: ЗагрузкаЗагрузка пластинчатого кольца/синей ленты; автоматическая подача подложки или выводной рамки.  Шаг 2: Согласование взглядаВысокоточная система машинного зрения определяет местоположение меток кристалла и подложки для выравнивания на микронном уровне.   Шаг 3: Нанесение / Предварительно нанесенный припойАвтоматическое дозирование серебряной пасты, токопроводящей эпоксидной смолы, припоя или заготовки из AuSn.   Шаг 4: Забор штампаИгла поднимает фильерный материал → вакуумное сопло бережно захватывает материал → предотвращает образование сколов.  Шаг 5: Размещение матрицыВысокоточная подвижная платформа обеспечивает точную установку матрицы с контролируемым давлением.  Шаг 6: Затвердевание / СклеиваниеЭпоксидная смола: термическое отверждениеЭвтектика: высокотемпературное плавление и затвердеваниеПрипой: оплавление припоя   Шаг 7: РазгрузкаПереход к следующему этапу: проволочное соединение.      Ключевые факторы, влияющие на качество склеивания кристаллов.  1. Качество клея/припояВязкость, чистота, срок годности и соотношение компонентов смеси напрямую влияют на прочность склеивания.   2. Объем дозированияНедостаточный объем приводит к слабой адгезии; избыточный объем вызывает перелив и загрязнение подушечки.    3. Точность оборудованияТочность визуального восприятия, повторяемость платформы, управление соплом и стабильность давления.    4. Температурный профильБыстрый нагрев приводит к образованию большого количества пустот; недостаточная температура вызывает неполное отверждение; чрезмерная температура повреждает матрицу.  5. Чистота окружающей средыЗагрязнение пылью, влагой и маслом приводит к плохой адгезии, образованию пустот и низкой надежности.      Серьезные дефекты, вызванные некачественным соединением кристаллов.  Сдвиг штампа → Отказ соединения проводов Низкая прочность сцепления → отслоение кристалла после термического шокаВысокий уровень пустот → перегрев и выход из строя силовых устройствИзлишек клея → Загрязнение контактной площадки → ослабление соединений и обрыв проволокиСколы на кристалле → прямой списание и низкая производительность Как часто говорят профессионалы отрасли: надежное соединение кристаллов обеспечивает надежную упаковку; плохое соединение кристаллов портит весь процесс.      Соединение кристаллов — это самый базовый, критически важный и подверженный ошибкам этап в упаковке интегральных схем. Он определяет механическую стабильность, тепловые характеристики, надежность и конечный выход годной продукции. Будь то бытовая электроника, автомобильные чипы, силовые устройства, модули оптической связи или MEMS-датчики, высокоточные устройства для монтажа кристаллов являются необходимым оборудованием для лабораторий, опытных линий и массового производства.

Тестирование и сортировка интегральных схем Это одни из заключительных и наиболее важных этапов контроля качества в производстве полупроводников. Даже после успешного завершения проектирования микросхем, изготовления пластин, сборки и упаковки каждое устройство должно пройти электрическую проверку перед отгрузкой или интеграцией в электронную систему.Полноценная испытательная камера выполняет гораздо больше функций, чем просто измерение электрических параметров. Она также загружает, транспортирует, позиционирует, поддерживает заданный температурный режим и классифицирует устройства в соответствии с результатами испытаний.     ОглавлениеРоли тестирования, обработки и сортировкиКак работает типичная ячейка для тестирования интегральных схемРазличия между сортировкой вафель и окончательным тестированием.Полный процесс работыОбщие тестовые заданияОсновные типы обработчиков тестов.         Что такое устройство для тестирования интегральных схем? Устройство для тестирования интегральных схем — это автоматизированная система, которая перемещает упакованные полупроводниковые устройства к тестовой станции и обратно. Оно подает каждое устройство к тестовому разъему или контактору, поддерживает необходимую ориентацию и условия тестирования, получает результат тестирования от тестера, а затем сортирует устройство по соответствующей категории выходных сигналов.Оператор, как правило, не генерирует электрические тестовые сигналы самостоятельно. Электрическое воздействие и измерение выполняются автоматизированным испытательным оборудованием (АТЭ), в то время как оператор отвечает за физическое перемещение устройства, точное позиционирование, поддержание температуры и сортировку на основе результатов.       Проверка, обработка и сортировка: в чем разница?     СрокОсновная функцияТипичные задачиТестированиеПроверяет электрические и функциональные характеристики устройства.Подает электрические сигналы, измеряет параметры, запускает функциональные тесты и определяет результаты «пройдено/не пройдено».Умение обращатьсяПеремещает и позиционирует устройства на протяжении всего процесса тестирования.Загрузка, определение ориентации, перемещение, регулирование температуры, установка разъема, управление контактами и разгрузка.СортировкаКлассифицирует устройства в соответствии с результатами испытаний.Разделение на "прошел/не прошел", оценка производительности, параметрическое группирование и определяемые заказчиком выходные интервалы.       Почему тестирование и обращение с интегральными схемами так важны?   1. Обеспечение надежности продукции.Электрические испытания позволяют выявить обрывы цепей, короткие замыкания, чрезмерную утечку, аномальный ток, ошибки синхронизации и функциональные сбои до того, как устройства будут отправлены заказчикам.  2. Поддержка оценки производительности.Устройства из одной производственной партии могут отличаться по скорости, диапазону напряжения, энергопотреблению или другим параметрам. Классификация по категориям позволяет отнести качественные изделия к соответствующим классам производительности и областям применения.  3. Повышение производительности производства и контроль затрат.Тестирование на уровне пластины позволяет предотвратить попадание дефектных кристаллов на ненужные этапы упаковки. Заключительное тестирование выявляет дефекты или отклонения в характеристиках после упаковки и помогает предотвратить попадание на рынок ненадежной продукции.  4. Соответствие требованиям к качеству, предъявляемым к конкретному применению.В автомобильной, промышленной, медицинской, телекоммуникационной и аэрокосмической отраслях часто требуются более жесткие пределы испытаний, более широкий температурный диапазон и полная прослеживаемость данных.  5. Предоставляйте обратную связь для улучшения процесса.Данные испытаний могут выявлять аномальные тенденции и помогать инженерам оптимизировать процессы изготовления кремниевых пластин, установки кристаллов, проволочного соединения, литья и других этапов сборки.      Как работает испытательный стенд для интегральных схем? Типичная испытательная ячейка для корпусированного устройства состоит из четырех тесно связанных между собой элементов:Автоматизированное испытательное оборудование (ATE)Генерирует электрический сигнал, измеряет реакцию устройства и выполняет тестовую программу.Обработчик тестов: Загружает, перемещает, ориентирует, контролирует температуру и сортирует устройства.Тестовая розетка или контакторОбеспечивает электрический интерфейс между упакованным устройством и нагрузочной платой или испытательной системой.Программное обеспечение для управления и обработки данныхКоординирует работу оборудования, регистрирует результаты, управляет определением контейнеров и обеспечивает отслеживаемость. Для тестирования на уровне пластины зонд перемещает пластину и выравнивает каждый кристалл с помощью зондовой карты. Для корпусированных устройств оператор помещает каждое устройство в разъем или контактор, подключенный к системе автоматизированного тестирования (ATE).      Сортировка вафель против финального тестирования   ЭлементСортировка вафельИтоговый тестТестовый объектОтдельные мишени отмирают перед разделением на отдельные компоненты и упаковкой.Корпусные интегральные схемы или дискретные полупроводниковые устройстваОсновное погрузочно-разгрузочное оборудованиеСистема для отбора и сортировки пластинобработчик испытаний микросхемЭлектрический интерфейсКонтакт измерительной платы с контактными площадками или выступами кристалла.Проверка контакта розетки или контактора с выводами корпуса, шариками или площадками.Основная цельОпределите заведомо исправные кристаллы и создайте карту пластины перед упаковкой.После упаковки необходимо проверить электрические характеристики и классифицировать готовые устройства.Типичный выходной сигналКарта пластины и данные тестирования на уровне кристаллаКлассификация по пройденному/непройденному состоянию, категории качества и упаковка продукции в лотки, тубы или ленту.    Полный цикл тестирования, обработки и сортировки интегральных схем.Шаг 1: Автоматическая загрузкаЗагрузка устройств осуществляется из лотков, трубок, устройств подачи больших объемов, лент-носителей или других форматов ввода в соответствии с конструкцией манипулятора.  Шаг 2: Идентификация устройства и точное позиционированиеСистемы машинного зрения, датчики, механизмы захвата и перемещения или поворотные механизмы подтверждают ориентацию и точно перемещают каждое устройство на испытательный стенд.  Шаг 3: Регулирование температурыПри необходимости оператор нагревает или охлаждает устройство до заданной температуры испытания и стабилизирует его перед электрическим контактом. В системах, работающих только при комнатной температуре, этот шаг может быть пропущен.  Шаг 4: Разъем или контакторный интерфейсУстройство устанавливается в тестовую розетку или контактор с контролируемым усилием и выравниванием для обеспечения стабильного и воспроизводимого электрического контакта.  Шаг 5: Электротехнические испытания и сбор данныхСистема автоматизированного тестирования (ATE) подает электрический импульс, измеряет реакцию устройства, выполняет тестовую программу и возвращает результат контроллеру или блоку управления.  Шаг 6: Автоматическая сортировка и размещение в контейнерахВ зависимости от программы тестирования устройства распределяются по категориям "пройдено/не пройдено", классам производительности, параметрическим категориям или категориям, определяемым заказчиком.  Шаг 7: Разгрузка и упаковка готовой продукции.Отсортированные устройства выгружаются в лотки, трубки, ленточные катушки или специально отведенные контейнеры для брака. Данные испытаний и производственные записи могут быть загружены в заводскую информационную систему или MES-систему.      Типичные элементы для производственного тестирования  Испытание на обрыв и короткое замыканиеТест на ток утечкиИзмерение рабочего напряжения и токаПроверка статических параметров, таких как пороговое напряжение или сопротивление в открытом состоянии.Динамическое тестирование параметров, таких как скорость переключения, временная характеристика и частотная характеристика.Функциональное тестирование с использованием тестовых шаблонов, специфичных для конкретного устройства.При необходимости проводятся испытания при комнатной температуре, высокой или низкой температуре.       Распространенные типы оборудования для тестирования интегральных схем  Тип оборудованияТипичное применениеУстройство для тестирования захвата и перемещенияИнтегральные схемы в лотках, автомобильные устройства, силовые устройства и устройства в корпусах смешанного типа, требующие гибкой обработки.Оператор по тестированию башниВысокоскоростное тестирование и сортировка малогабаритных интегральных схем и дискретных полупроводниковых корпусов.Устройство для проведения испытаний с самотечной подачейУстройства с трубчатой ​​подачей и корпусной структурой, подходящей для транспортировки под действием силы тяжести.Устройство для проведения экспресс-тестирования.Устройства тестировались в виде полосок перед разделением на отдельные компоненты.Устройство для обработки тестовых данных на лентеКомплексное электротехническое тестирование, сортировка и вывод продукции на катушке.Система проверки и сортировки пластинЭлектрическое тестирование кристаллов на уровне пластины перед упаковкой.Оператор по работе с голыми матрицами или кадрами пленкиОтдельные кристаллы, устройства WLCSP и другие изделия без корпуса или в корпусе.  Рукоятка для проверки возможности захвата и перемещенияИнструмент для тестирования и установки компонентов HY-PS308 подходит для тестирования и сортировки таких изделий, как MSOP, QFN, DFN, LQFP, LGA, BGA и CSP.Рукоятка для проверки поворотной башниТестовая рукоятка HY-TS936H предназначена для дискретных устройств и интегральных схем, требующих тестирования при высоких температурах. Она подходит для корпусов типа PDFN, DFN, MSOP, SOT, SOP, SOD, TO. СМА, SMB, SMC и т. д.Система сортировки вафельРазработанная специально для контроля качества кристаллов на уровне пластин, серия HY-WS600 объединяет в себе контроль качества на уровне пластин, высокоточную сортировку, автоматическую загрузку/выгрузку и отслеживание данных в единой системе.    Как выбрать устройство для тестирования интегральных схемВыбор подходящего обработчика зависит от типа устройства, формата ввода и вывода, целевой производительности, требуемого температурного диапазона, времени тестирования, количества тестовых площадок, метода контакта, количества контейнеров, требований к переналадке и интерфейса автоматизации производства. Обработчик также должен соответствовать выбранной системе автоматизированного тестирования, плате нагрузки, разъему или контактору и архитектуре производственных данных.Если у вас есть особые требования к совместимости корпусов, температуре тестирования, производительности, параллельному тестированию или интеграции с системами автоматизации производства, пожалуйста, свяжитесь с нами. Свяжитесь с HYRNUSНаши опытные инженеры оценят ваш процесс тестирования и производственные потребности и порекомендуют подходящее решение для обработки тестовых данных.      ЗаключениеТестирование, обработка и сортировка интегральных схем работают вместе, чтобы гарантировать соответствие полупроводниковых устройств требуемым электрическим, функциональным стандартам и стандартам надежности. Система автоматизированного тестирования (ATE) выполняет электрические измерения, а устройство для обработки ИС контролирует перемещение, позиционирование, температурный режим и классификацию на основе результатов. Благодаря сочетанию стабильного контакта, точной обработки, высокоскоростного тестирования и прослеживаемой сортировки, хорошо спроектированная тестовая ячейка помогает производителям повысить качество продукции, эффективность производства и контроль производственных процессов.