CN105651790B - 一种邦定失效分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种邦定失效分析方法，包括如下步骤：S1：使用X‑ray测厚仪测量镀层厚度；S2：用扫描电镜观察表面形貌是否存在异常；S3：若表面形貌异常，则用线扫分析表面是否存在局部无金，若是则判定为表面形貌异常是导致邦定不良的因素之一。本发明通过扫描电镜可快速观察经过邦定工艺之后的产品表面是否存在形貌异常，得出邦定不良的真实原因与表面形貌异常的关系，为邦定工艺的进一步改进提供基础。使用本方法，还能观察到产品表面是否存在异常污染，再经过针对性地清洗异常污染之后，检测、对比产品前后的邦定性能，可得知邦定不良的真实原因与异常元素污染的关系，为邦定工艺的进一步改进提供基础。

Description

一种邦定失效分析方法
技术领域
本发明涉及邦定工艺技术领域，具体涉及一种邦定失效分析方法。
背景技术
随着光模块向高速率传输发展和云计算中心的兴起，10G及以上多路光模块需要同时满足焊接及邦定性能的需求，将裸芯片直接贴在PCB板上，然后用铝线或金线进行电子连接。
客户采用邦定工艺的出发点主要为：
⑴节约成本：芯片直接通过金属线与PCB连接，节省了载板和封装的费用，能够大幅降低客户产品成本；
⑵体积小型化：由于光模块朝着体积小型化发展，而传统的封装IC的体积过大，不能适应光模块的小型化发展，而邦定工艺可以实现裸芯片与PCB的直接连接，实现光模块体积的小型化发展；
⑶高速大数据传输需求：目前市场的主要光模块产品为单路光模块，而由于云计算行业增长带来的大数据传输需求，光模块在逐渐向高速多路大数据传输方向发展，此类光模块采用的主要就是邦定工艺，因此目前部分主攻高端光通讯模块的企业已经或正在开始此类光模块的开发，必将成为未来的发展趋势。
邦定工艺成为未来发展的趋势，故邦定的可靠性也成为越来越关注的问题。然而现在的PCB邦定工艺并不成熟，实际在邦定过程中由于PCB表面污染、表面形貌异常等因素而导致邦定失效——即金线拉力不足以及无法邦定金线。如何对邦定失效进行分析，找到邦定失效的真实原因，进而进行改善，提高邦定成功率，已经成为行业内关注的焦点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种邦定失效分析方法，使用该方法可快速、准确地找到邦定不良的真实原因，为邦定工艺的改进提供基础。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种邦定失效分析方法，包括如下步骤：
S1：使用X-ray测厚仪测量镀层厚度；
S2：用扫描电镜观察表面形貌是否存在异常；
S3：若表面形貌异常，则用线扫分析表面是否存在局部无金，若是则判定为表面形貌异常是导致邦定不良的因素之一。
作为进一步的改进，所述步骤S2还包括用扫描电镜观察表面是否存在异常元素污染；
若是，则进行EDS分析异常元素种类：若异常元素为无机类，则用硫酸进行清洗表面；若异常元素为有机类，则用等离子清洗表面；
清洗完毕后验证邦定性能，若邦定性能恢复则判定为异常元素污染是导致邦定不良的因素之一。
作为进一步的改进，所述镀层为镍钯金镀层或者软金镀层，其中镍钯金镀层要求金厚＞0.05μm、钯厚≥0.05μm；软金镀层要求金厚＞0.25μm。
作为进一步的改进，所述表面形貌异常包括喷砂或划痕。
作为进一步的改进，所述有机类异常元素包括C、S、O、N。
本发明的有益效果在于：
相较于现有技术，本发明通过扫描电镜可快速观察经过邦定工艺之后的产品表面是否存在形貌异常，再通过线扫分析表面可准确得知产品表面是否存在局部无金现象，从而能得出邦定不良的真实原因与表面形貌异常的关系，为邦定工艺的进一步改进提供基础。
使用本方法，还能观察到产品表面是否存在异常污染，再经过针对性地清洗异常污染之后，检测、对比产品前后的邦定性能，可得知邦定不良的真实原因与异常元素污染的关系，为邦定工艺的进一步改进提供基础。
附图说明
图1为本发明的操作流程图；
图2为本发明的其中一种邦定不良样品扫描电子显微镜图；
图3为本发明的另一种邦定不良样品的金相显微镜图；
图4为图3中的邦定不良样品的扫描电子显微镜图；
图5为与图3中邦定不良样品同周期无划痕样品金相显微镜图；
图6为图5中无划痕样品的扫描电子显微镜图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
实施例1，提供部分邦定类的PCB板，该PCB板表面进行镍钯金处理，经实际邦定后其金线拉力(距离楔焊1/3处)仅为2-3grams，不符合要求，需分析其邦定结合力较小的原因，参照图1中的操作流程。
首先,使用X-ray进行镀层厚度测试：选取该块PCB板表面的三个位置作为测试点进行测试，测试结果如下表1所示，从表1中可以看出该PCB板表面金的厚度大于0.05μm、钯的厚度大于0.05μm，故该PCB板符合进行下一步操作的要求。
表1
然后，通过扫描电镜观察表面，从图2中可以看出其表面无划痕，形貌无异常，故对其进行EDS元素分析，其元素分析结果如表2所示，面含有大量的C、O有机物；具体下表中的K/L/M分别代表所述原子的核外电子层。
表2
进一步，对表面异常元素使用等离子清洗后，再通过对清洗后的不良PCB进行邦定测试：邦定成功率为100％，金线拉力由原来的2-3g提升至大于5g，邦定性能恢复，从而可以判定上述异常元素污染是导致邦定不良的因素之一。
实施例2，提供部分邦定类的PCB板，该PCB板表面进行软金处理，邦定时其表面无法进行邦定线，需分析其邦定不上线的原因，参照1中的操作流程：
首先,使用X-ray进行镀层厚度测试：选取该块PCB板表面的三个位置作为测试点进行测试，测试结果如下表3所示，从表3中可以看出该PCB板表面金的厚度大于0.25μm，故该PCB板符合进行下一步操作的要求。
表3
然后，通过扫描电镜观察表面，从图3、图4中可以看出部分其金面存在大量划痕，使得其表面形貌异常，导致其邦定不合格。
参考图5、图6，其通过扫描电镜观察表面可看出部分表面无划痕样品能够打上金线，邦定合格。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种邦定失效分析方法，其特征在于，包括如下步骤，依次为：
S1：使用X-ray测厚仪测量镀层厚度；
S2：用扫描电镜观察表面形貌是否存在异常；
S3：若表面形貌异常，则用线扫分析表面是否存在局部无金，若是则判定为表面形貌异常是导致邦定不良的因素之一。
2.如权利要求1所述的邦定失效分析方法，其特征在于，所述步骤S2还包括用扫描电镜观察表面是否存在异常元素污染；
若是，则进行EDS分析异常元素种类：若异常元素为无机类，则用硫酸进行清洗表面；若异常元素为有机类，则用等离子清洗表面；
清洗完毕后验证邦定性能，若邦定性能恢复则判定为异常元素污染是导致邦定不良的因素之一。
3.如权利要求1或2所述的邦定失效分析方法，其特征在于：所述镀层为镍钯金镀层或者软金镀层，其中镍钯金镀层要求金厚＞0.05μm、钯厚≥0.05μm；软金镀层要求金厚＞0.25μm。
4.如权利要求1所述的邦定失效分析方法，其特征在于：所述表面形貌异常包括喷砂或划痕。
5.如权利要求2所述的邦定失效分析方法，其特征在于：所述有机类异常元素包括C、S、O、N。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050184233A1 (en) * 2004-01-16 2005-08-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Standard sample for transmission electron microscope (TEM) elemental mapping and TEM elemetal mapping method using the same
CN204173574U (zh) * 2014-10-31 2015-02-25 惠州市创仕实业有限公司 一种lcd邦定设备间自动搬运定位装置
CN104485347A (zh) * 2014-12-23 2015-04-01 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 一种显示屏体的邦定方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6584413B1 (en) * 2001-06-01 2003-06-24 Sandia Corporation Apparatus and system for multivariate spectral analysis

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050184233A1 (en) * 2004-01-16 2005-08-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Standard sample for transmission electron microscope (TEM) elemental mapping and TEM elemetal mapping method using the same
CN204173574U (zh) * 2014-10-31 2015-02-25 惠州市创仕实业有限公司 一种lcd邦定设备间自动搬运定位装置
CN104485347A (zh) * 2014-12-23 2015-04-01 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 一种显示屏体的邦定方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
挠性电路板化学镍钯金工艺技术研究;李志丹等;《印制电路信息》;20131231(第s1期);参见第329页表1
电镀镍金板无法键合金线的失效分析;陈飞珺等;《复旦学报（自然科学版）》;20120430;第51卷(第2期);155页1.2.2扫描电镜与能谱分析和第157页第7段
电镀镍金板无法键合金线的失效分析;陈飞珺等;《复旦学报（自然科学版）》;20120430;第51卷(第2期);155页1.2.2扫描电镜与能谱分析和第157页第7段以及图5-6
表面特性对PBGA软金丝键合点可焊性的影响;杨建生等;《电子与封装》;20010831;第1卷(第1期);参见第32页左栏3.4有机物杂质

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