CN117630323A - 金铝键合引线工艺的可靠性评价方法 - Google Patents
金铝键合引线工艺的可靠性评价方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117630323A CN117630323A CN202311646425.5A CN202311646425A CN117630323A CN 117630323 A CN117630323 A CN 117630323A CN 202311646425 A CN202311646425 A CN 202311646425A CN 117630323 A CN117630323 A CN 117630323A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gold
- sample
- aluminum
- cutting
- reliability
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 47
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 87
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 46
- -1 gold aluminum compound Chemical class 0.000 claims abstract description 38
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 94
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 44
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 21
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 20
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 11
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 10
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 7
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 claims description 5
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 3
- 244000137852 Petrea volubilis Species 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
本申请涉及一种金铝键合引线工艺的可靠性评价方法。该金铝键合引线工艺的可靠性评价方法包括:提供键合引线焊点样品;将键合引线焊点样品进行第一组试验,第一组试验包括高温储存试验,以使得键合引线焊点样品内形成金铝化合物层;将第一组试验后的键合引线焊点样品进行第二组试验,第二组试验包括剖面分析,并基于剖面分析的结果对金铝键合引线工艺进行可靠性评估。本申请解决了现有技术中存在的缺乏对键合引线进行准确有效的可靠性分析的方法的问题,实现了对金铝键合引线工艺可靠性的全面评价,为金铝键合引线在寿命周期内可靠工作,进而保证电路和系统在寿命周期内可靠工作提供支持和保障。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域,具体涉及一种金铝键合引线工艺的可靠性评价方法。
背景技术
QML(qualified manufacturer listing,合格制造厂目录)体系的作用是通过规范产品的承制商的设计加工过程以使其具备生产满足军用可靠性产品的能力。QML认证的对象是产品及其承制商,QML更多关注的是对与产品实现相关的“模块”进行能力认证,对于封测生产线来说,该“模块”就是封装、检测。产品通过鉴定检验后,厂商、产品均被列入QML。封测的QML认证引导承制商更多关注封测的实现全过程,对封测的工艺能力提出了更高要求,有利于促进军用集成电路封测可靠性设计技术的发展。在封测的QML体系中,可靠性一定程度上是设计出来的,通过封测的可靠性评价试验的设计,激发出早期失效模式或潜在的工艺失效模式,在工艺水平、材料特性改进提高的基础上,提高了封测生产线的可靠性水平,以生产出高可靠性的军用超大规模集成电路。
其中,键合引线是集成电路芯片互连中最重要的技术之一,提供芯片与基板间引脚的互连;通过压电换能器产生的超声振动和键合工具压力的作用,将引线(金丝或铝丝)键合到芯片底端焊盘上,从而将芯片与基板的电路连接在一起的技术。键合点质量的好坏将直接影响集成电路芯片的性能。然而,目前的可靠性分析评价方法中,缺乏对键合引线进行准确有效的可靠性分析的方法。
发明内容
本申请的目的是提供一种金铝键合引线工艺的可靠性评价方法,解决了现有技术中存在的缺乏对键合引线进行准确有效的可靠性分析的方法的问题,实现了对金铝键合引线工艺可靠性的全面评价,为金铝键合引线在寿命周期内可靠工作,进而保证电路和系统在寿命周期内可靠工作提供支持和保障。
为实现本申请的目的,本申请提供了如下的技术方案:
第一方面,本申请提供了一种金铝键合引线工艺的可靠性评价方法,包括:
提供键合引线焊点样品;
将所述键合引线焊点样品进行第一组试验,所述第一组试验包括高温储存试验,以使得所述键合引线焊点样品内形成金铝化合物层;
将所述第一组试验后的键合引线焊点样品进行第二组试验,所述第二组试验包括剖面分析,并基于剖面分析的结果对金铝键合引线工艺进行可靠性评估。
本申请的金铝键合引线工艺的可靠性评价方法中,解决了现有技术中存在的缺乏对键合引线进行准确有效的可靠性分析的方法的问题,实现了对金铝键合引线工艺可靠性的全面评价,为金铝键合引线在寿命周期内可靠工作,进而保证电路和系统在寿命周期内可靠工作提供支持和保障。
在其中一个实施例中,所述第一组试验还包括外部目检;所述第二组试验还包括内部水汽含量试验及键合强度试验。
在其中一个实施例中,所述键合引线焊点样品包括铝焊盘及位于铝焊盘表面的金焊球;所述高温储存试验后,所述金铝化合物层形成于所述铝焊盘与所述金焊球之间。
在其中一个实施例中,将所述第一组试验后的键合引线焊点样品进行剖面分析包括:
去除所述焊球;
对所述金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品;
对所述切割样品进行剖面分析。
在其中一个实施例中,所述对所述金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品,包括:
于所述焊球的边缘选定一参考点;
选定第一切割位置,并于所述第一切割位置对所述金铝化合物层进行第一次切割,以得到第一切割样品;
选定第二切割位置,并于所述第二切割位置对所述金铝化合物层进行第二次切割,以得到第二切割样品;
选定第三切割位置,并于所述第三切割位置对所述金铝化合物层进行第三次切割,以得到第三切割样品;所述第一切割位置、所述第二切割位置及所述第三切割位置至所述参考点的距离互不相同。
在其中一个实施例中,所述第一切割位置与所述参考点的距离为所述焊球直径的1/3;所述第二切割位置与所述参考点的距离为所述焊球直径的1/2;所述第三切割位置与所述参考点的距离为所述焊球直径的2/3。
在其中一个实施例中,将所述第一组试验后的键合引线焊点样品进行剖面分析包括:
自所述焊球的边缘对所述金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品;
对所述切割样品进行剖面分析。
在其中一个实施例中,可以采用金刚石带锯或金刚石轮锯对所述金铝化合物层进行剖面切割。
在其中一个实施例中,对所述金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品之后,对所述切割样品进行剖面分析之前,还包括:对所述切割样品的切割面进行研磨及抛光。
在一些实施例中,所述高温储存试验的温度为100℃~150℃;所述高温储存试验的时间为900h~1100h。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一实施例中提供的一种金铝键合引线工艺的可靠性评价方法的流程图;
图2是一实施例中提供的一种金铝键合引线工艺的可靠性评价方法中的步骤S13中,将第一组试验后的键合引线焊点样品进行剖面分析的流程图;
图3是一实施例中提供的一种金铝键合引线工艺的可靠性评价方法中的步骤S22的流程图;
图4是另一实施例中提供的一种金铝键合引线工艺的可靠性评价方法中的步骤S13中, 将所述第一组试验后的键合引线焊点样品进行剖面分析的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在限制本申请。
应当明白,当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分,这些元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分与另一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分。因此,在不脱离本发明教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层、掺杂类型或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分;举例来说,可以将第一掺杂类型成为第二掺杂类型,且类似地,可以将第二掺杂类型成为第一掺杂类型;第一掺杂类型与第二掺杂类型为不同的掺杂类型,譬如,第一掺杂类型可以为P型且第二掺杂类型可以为N型,或第一掺杂类型可以为N型且第二掺杂类型可以为P型。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等,在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外,器件也可以包括另外地取向(譬如,旋转90度或其它取向),并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白,当术语“组成”和/或“包括”在该说明书中使用时,可以确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。同时,在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
这里参考作为本发明的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述发明的实施例,这样可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的所示形状的变化。因此,本发明的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状,而是包括由于例如制造技术导致的形状偏差。例如,显示为矩形的注入区在其边缘通常具有圆的或弯曲特征和/或注入浓度梯度,而不是从注入区到非注入区的二元改变。同样,通过注入形成的埋藏区可导致该埋藏区和注入进行时所经过的表面之间的区中的一些注入。因此,图中显示的区实质上是示意性的,它们的形状并不表示器件的区的实际形状,且并不限定本发明的范围。
QML(qualified manufacturer listing,合格制造厂目录)体系的作用是通过规范产品的承制商的设计加工过程以使其具备生产满足军用可靠性产品的能力。QML认证的对象是产品及其承制商,QML更多关注的是对与产品实现相关的“模块”进行能力认证,对于封测生产线来说,该“模块”就是封装、检测。产品通过鉴定检验后,厂商、产品均被列入QML。封测的QML认证引导承制商更多关注封测的实现全过程,对封测的工艺能力提出了更高要求,有利于促进军用集成电路封测可靠性设计技术的发展。在封测的QML体系中,可靠性一定程度上是设计出来的,通过封测的可靠性评价试验的设计,激发出早期失效模式或潜在的工艺失效模式,在工艺水平、材料特性改进提高的基础上,提高了封测生产线的可靠性水平,以生产出高可靠性的军用超大规模集成电路。
其中,键合引线是集成电路芯片互连中最重要的技术之一,提供芯片与基板间引脚的互连;通过压电换能器产生的超声振动和键合工具压力的作用,将引线(金丝或铝丝)键合到芯片底端焊盘上,从而将芯片与基板的电路连接在一起的技术。键合点质量的好坏将直接影响集成电路芯片的性能。根据军用集成电路使用中产生的失效模式与失效机理研究,金铝键合引线产生的失效分别有键合引线失效、脱焊,原因是Au-Al间化合物生长及产生键合界面柯肯德尔空洞。为保证金铝键合点的质量,必须对金铝键合的可靠性进行评价。金铝键合引线的可靠性检测系统中,在给出键合引线的拉力数据时,没有规定试验样品的数量,没有确定样品试验前的试验条件,同时更没有给出键合引线的可靠性评价方法和程序, 缺乏对键合引线进行准确有效的可靠性分析的方法。
请参阅图1,本申请实施例提供了一种金铝键合引线工艺的可靠性评价方法,该金铝键合引线工艺的可靠性评价方法可以包括:
S11:提供键合引线焊点样品;
S12:将键合引线焊点样品进行第一组试验,第一组试验包括高温储存试验,以使得键合引线焊点样品内形成金铝化合物层;
S13:将第一组试验后的键合引线焊点样品进行第二组试验,第二组试验包括剖面分析,并基于剖面分析的结果对金铝键合引线工艺进行可靠性评估。
本申请实施例中,通过将键合引线焊点样品进行分组试验,在第一组试验得到金铝化合物层之后,在进行剖面分析, 解决了现有技术中存在的缺乏对键合引线进行准确有效的可靠性分析的方法的问题,实现了对金铝键合引线工艺可靠性的全面评价,为金铝键合引线在寿命周期内可靠工作,进而保证电路和系统在寿命周期内可靠工作提供支持和保障,促进单片集成电路的金铝键合引线可靠性设计技术和失效分析技术的发展。
示例的,键合引线焊点样品可以包括铝焊盘及位于铝焊盘表面的金焊球;高温储存试验后,金铝化合物层形成于铝焊盘与金焊球之间。
示例的,第一组试验还可以包括外部目检;第二组试验还可以包括内部水汽含量试验及键合强度试验。
示例的,高温储存试验的温度为100℃~150℃;高温储存试验的时间为900h~1100h。
在一个实施例中,请参阅图2,步骤S13中,第一组试验后的键合引线焊点样品进行剖面分析可以包括:
S21:去除焊球;
S22:对金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品;
S23:对切割样品进行剖面分析。
在一些实施例中,请参阅图3,步骤S22中,对金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品可以包括:
S221:于焊球的边缘选定一参考点;
S222:选定第一切割位置,并于第一切割位置对金铝化合物层进行第一次切割,以得到第一切割样品;
S223:选定第二切割位置,并于第二切割位置对金铝化合物层进行第二次切割,以得到第二切割样品;
S224:选定第三切割位置,并于第三切割位置对所述金铝化合物层进行第三次切割,以得到第三切割样品;所述第一切割位置、所述第二切割位置及所述第三切割位置至所述参考点的距离互不相同。
示例的,第一切割位置与参考点的距离为焊球直径的1/3;第二切割位置与参考点的距离为焊球直径的1/2;第三切割位置与参考点的距离为焊球直径的2/3。
在另一个实施例中,请参阅图4,步骤S13中,将第一组试验后的键合引线焊点样品进行剖面分析可以包括:
S31:自焊球的边缘对金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品;
S32:对切割样品进行剖面分析。
示例的,可以采用金刚石带锯或金刚石轮锯对金铝化合物层进行剖面切割。
示例的,对金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品之后,对切割样品进行剖面分析之前,还可以包括:对切割样品的切割面进行研磨及抛光。
应该理解的是,虽然图1~图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图1~图4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
为了更清楚地说明上述一些实施例中的半导体器件结构的制备方法,以下一些实施例请结合图1~图4予以理解。
在步骤S11中,提供键合引线焊点样品。
作为示例,键合引线焊点样品可以包括但不仅限于铝焊盘及位于铝焊盘表面的金焊球;高温储存试验后,金铝化合物层形成于铝焊盘与金焊球之间。
需要说明的是,金焊球上可以还具有金线,即金焊球为金线通过打线工艺在铝焊盘上形成的焊球。
在步骤S12中,将键合引线焊点样品进行第一组试验,第一组试验包括高温储存试验,以使得键合引线焊点样品内形成金铝化合物层。
作为示例,第一组试验还可以包括外部目检,外部目检的条件可以根据承制方内部规程而定,具体的,根据实际要求取样,譬如,可以对键合引线样品的外观进行观察并且拍照。
作为示例,由于金铝化合物的产生与温度有关,即使在室温下也可以在接触界面形成金铝化合物,然后转变成其他的金属间化合物,这给金铝化合物的键合引线的可靠性带来了严重的影响;故可以对键合引线焊点样品进行外部目检后进行高温储存试验,以使得键合引线焊点样品内形成金铝化合物;高温储存试验的温度可以包括但不仅限于100℃~150℃,譬如,高温储存试验的温度可以是100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或者150℃;高温储存试验的时间可以为900h~1100h,譬如,高温储存试验的时间可以为900h、950h、1000h、1050h或1100h;高温储存试验中键合引线焊点样品的抽样数可以包括但不仅限于3个。
在步骤S13中,将第一组试验后的键合引线焊点样品进行第二组试验,第二组试验包括剖面分析,并基于剖面分析的结果对金铝键合引线工艺进行可靠性评估。
作为示例,在焊点的工艺可靠性分析中,剖面分析(cross-section)方法是一种十分有用的分析方法,即对焊点的局部进行切割,观察其截面情况;剖面分析中剖面制备的方法可以包括但不仅限于通过带锯、轮距等金刚石工具进行切割,再通过研磨、抛光等工艺对截面进行进一步的加工,以使得剖面的表面更容易观察;制备完成的样品可以包括但不仅限于在光学显微镜或者电子显微镜下面进行进一步的观察和分析,以获取更多的信息;为了使剖面分析能真正反映器件加工工艺的可靠性,在器件上选择切割的位置和剖面制备的方法都很重要。对于集成电路芯片上焊点的剖面分析,可以采用但不仅限于聚焦离子束的精细刻蚀与研磨功能对芯片上焊点进行局部的剖面制样,具体的,在本实施例中,采用聚焦离子束的精细刻蚀与研磨功能对键合引线焊点样品进行剖面分析;离子束分辨率可以包括但不仅限于0.9nm at 15kV或者 1.7nm at 1kV。
在一个实施例中,步骤S13中,第一组试验后的键合引线焊点样品进行剖面分析可以包括:
S21:去除焊球;
S22:对金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品;
S23:对切割样品进行剖面分析。
在步骤S21中,去除焊球。
作为示例,可以采用但不仅限于用剪切仪去除焊球,具体的,在本实施例中,可以采用但不仅限于DAGE4000芯片的剪切仪去除焊球。
在步骤S22中,对金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品。
作为示例,可以采用但不仅限于精密切割机对金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品;切割样品可以包括但不仅限于垂直切割切片样品或者水平切片样品。
在一些示例中,对金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品之后,还可以对切割样品进行冷埋、研磨和抛光;具体的,在冷埋工艺中,将固化剂与促进剂以合适的比例倒入纸杯中,用玻璃棒搅拌均匀慢慢倒入模具内,放入真空泵内对固化好的样品进行抽真空,以赶走试样中气泡;在研磨工艺中,将冷埋好的切割样品使用专用砂纸进行粗磨和细磨;在抛光工艺中,使用抛光液和抛光布对切割样品进行抛光处理,抛光工艺可以消除研磨过程中细磨工艺产生的形变,在抛光过程中应当依次对每个方向都均匀进行抛光,以消除各个方向在细磨过程中产生的残余的形变。当然,在其他示例中,也可以采用现有的其他研磨抛光工艺对切割样品进行研磨和抛光。
S23:对切割样品进行剖面分析。
作为示例,可以采用但不仅限于电子显微镜、光学显微镜或者其他仪器进行观察拍照对切割样品进行剖面分析;通过对切割样品进行剖面分析可以确认金铝化合物的厚度。
在步骤S22中,对金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品可以包括:
S221:于焊球的边缘选定一参考点;
S222:选定第一切割位置,并于第一切割位置对金铝化合物层进行第一次切割,以得到第一切割样品;
S223:选定第二切割位置,并于第二切割位置对金铝化合物层进行第二次切割,以得到第二切割样品;
S224:选定第三切割位置,并于第三切割位置对所述金铝化合物层进行第三次切割,以得到第三切割样品;所述第一切割位置、所述第二切割位置及所述第三切割位置至所述参考点的距离互不相同。
在步骤S221中,于焊球的边缘选定一参考点;
在步骤S222中,选定第一切割位置,并于第一切割位置对金铝化合物层进行第一次切割,以得到第一切割样品。
作为示例,第一切割位置与参考点的距离可以为但不仅限于焊球直径的1/3。
在步骤S223中,选定第二切割位置,并于第二切割位置对金铝化合物层进行第二次切割,以得到第二切割样品。
作为示例,第二切割位置与参考点的距离可以为但不仅限于焊球直径的1/2。
在步骤S224中,选定第三切割位置,并于第三切割位置对所述金铝化合物层进行第三次切割,以得到第三切割样品;所述第一切割位置、所述第二切割位置及所述第三切割位置至所述参考点的距离互不相同。
作为示例,第三切割位置与参考点的距离可以为但不仅限于焊球直径的2/3。
在另一个实施例中,步骤S13中,将第一组试验后的键合引线焊点样品进行剖面分析可以包括:
S31:自焊球的边缘对金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品;
S32:对切割样品进行剖面分析。
在步骤S31中,自焊球的边缘对金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品。
作为示例,可以采用但不仅限于金刚石带锯或金刚石轮锯对金铝化合物层进行剖面切割。
在另一个示例中,对金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品之后,还可以对切割样品进行冷埋、研磨和抛光;具体的,在冷埋工艺中,将固化剂与促进剂以合适的比例倒入纸杯中,用玻璃棒搅拌均匀慢慢倒入模具内,放入真空泵内对固化好的样品进行抽真空,以赶走试样中气泡;在研磨工艺中,将冷埋好的切割样品使用专用砂纸进行粗磨和细磨;在抛光工艺中,使用抛光液和抛光布对切割样品进行抛光处理,抛光工艺可以消除研磨过程中细磨工艺产生的形变,在抛光过程中应当依次对每个方向都均匀进行抛光,以消除各个方向在细磨过程中产生的残余的形变。当然,在其他示例中,也可以采用现有的其他研磨抛光工艺对切割样品进行研磨和抛光。
在步骤S32中,对切割样品进行剖面分析。
作为示例,对金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品之后,对切割样品进行剖面分析之前,还可以包括:对切割样品的切割面进行研磨及抛光;以及还可以通过对焊球的形貌及焊球下金铝化合物层的检查,来评估键合引线焊接工艺的可靠性。
在一些实施例中,在步骤S13中,第二组试验还可以包括内部水汽含量试验及键合强度试验。
作为示例,在本实施例中,内部水汽含量试验的条件可以包括温度在100℃时,内部水汽含量是0.5%;内部水汽含量试验的抽样数可以包括但不仅限于3个。
作为示例,键合强度试验的抽样数可以包括但不仅限于在22指压焊线数时大于或者等于3个;第二组试验可以检验高温试验后键合引线的拉力及物理形貌,分析金铝化合物的产生结果,进而判断QML封测的键合引线的可靠性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种金铝键合引线工艺的可靠性评价方法,其特征在于,包括:
提供键合引线焊点样品;
将所述键合引线焊点样品进行第一组试验,所述第一组试验包括高温储存试验,以使得所述键合引线焊点样品内形成金铝化合物层;
将所述第一组试验后的键合引线焊点样品进行第二组试验,所述第二组试验包括剖面分析,并基于剖面分析的结果对金铝键合引线工艺进行可靠性评估。
2.根据权利要求1所述的金铝键合引线工艺的可靠性评价方法,其特征在于,所述第一组试验还包括外部目检;所述第二组试验还包括内部水汽含量试验及键合强度试验。
3.根据权利要求1所述的金铝键合引线工艺的可靠性评价方法,其特征在于,所述键合引线焊点样品包括铝焊盘及位于铝焊盘表面的金焊球;所述高温储存试验后,所述金铝化合物层形成于所述铝焊盘与所述金焊球之间。
4.根据权利要求3所述的金铝键合引线工艺的可靠性评价方法,其特征在于,将所述第一组试验后的键合引线焊点样品进行剖面分析包括:
去除所述焊球;
对所述金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品;
对所述切割样品进行剖面分析。
5.根据权利要求4所述的金铝键合引线工艺的可靠性评价方法,其特征在于,所述对所述金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品,包括:
于所述焊球的边缘选定一参考点;
选定第一切割位置,并于所述第一切割位置对所述金铝化合物层进行第一次切割,以得到第一切割样品;
选定第二切割位置,并于所述第二切割位置对所述金铝化合物层进行第二次切割,以得到第二切割样品;
选定第三切割位置,并于所述第三切割位置对所述金铝化合物层进行第三次切割,以得到第三切割样品;所述第一切割位置、所述第二切割位置及所述第三切割位置至所述参考点的距离互不相同。
6.根据权利要求5所述的金铝键合引线工艺的可靠性评价方法,其特征在于,所述第一切割位置与所述参考点的距离为所述焊球直径的1/3;所述第二切割位置与所述参考点的距离为所述焊球直径的1/2;所述第三切割位置与所述参考点的距离为所述焊球直径的2/3。
7.根据权利要求3所述的金铝键合引线工艺的可靠性评价方法,其特征在于,将所述第一组试验后的键合引线焊点样品进行剖面分析包括:
自所述焊球的边缘对所述金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品;
对所述切割样品进行剖面分析。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的金铝键合引线工艺的可靠性评价方法,其特征在于,可以采用金刚石带锯或金刚石轮锯对所述金铝化合物层进行剖面切割。
9.根据权利要求8所述的金铝键合引线工艺的可靠性评价方法,其特征在于,对所述金铝化合物层进行剖面切割,以得到切割样品之后,对所述切割样品进行剖面分析之前,还包括:对所述切割样品的切割面进行研磨及抛光。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的金铝键合引线工艺的可靠性评价方法,其特征在于,所述高温储存试验的温度为100℃~150℃;所述高温储存试验的时间为900h~1100h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311646425.5A CN117630323A (zh) | 2023-12-04 | 2023-12-04 | 金铝键合引线工艺的可靠性评价方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311646425.5A CN117630323A (zh) | 2023-12-04 | 2023-12-04 | 金铝键合引线工艺的可靠性评价方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117630323A true CN117630323A (zh) | 2024-03-01 |
Family
ID=90031790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311646425.5A Pending CN117630323A (zh) | 2023-12-04 | 2023-12-04 | 金铝键合引线工艺的可靠性评价方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117630323A (zh) |
-
2023
- 2023-12-04 CN CN202311646425.5A patent/CN117630323A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8980697B2 (en) | Method of fabricating chip scale package | |
US20060082003A1 (en) | Method of dicing a semiconductor device into plural chips | |
US20130299947A1 (en) | Passivated test structures to enable saw singulation of wafer | |
US6791197B1 (en) | Reducing layer separation and cracking in semiconductor devices | |
Harman | Metallurgical failure modes of wire bonds | |
Chang et al. | Wire-bond void formation during high temperature aging | |
JPH11505076A (ja) | 半導体チップの背面の機械加工方法 | |
Wang et al. | The quality test of wire bonding | |
Nishiguchi et al. | Highly reliable Au-Sn bonding with background GaAs LSI chips | |
US11302669B2 (en) | Wire bond cleaning method and wire bonding recovery process | |
CN117630323A (zh) | 金铝键合引线工艺的可靠性评价方法 | |
Tsai et al. | Testing and evaluation of silicon die strength | |
CN1532909A (zh) | 半导体元件的测试方法 | |
CN111579555A (zh) | SiP模块的结构检测方法 | |
ZhiJie et al. | 300mm low K wafer dicing saw study | |
CN101644642B (zh) | 在聚焦离子束显微镜中进行快速样品制备的方法和装置 | |
Wang et al. | 300-mm Low-${\hbox {k}} $ Wafer Dicing Saw Development | |
Chang et al. | Effect of Wafer Back Metal Thickness and Surface Roughness towards Backend Assembly Processes | |
JP3303162B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
Omar et al. | Evolution of discrete semiconductor copper wedge bond in biased temperature humidity chamber | |
US6472234B2 (en) | Failure analysis method for chip of ball grid array type semiconductor device | |
Wulff et al. | Measurement of gold ballbond intermetallic coverage | |
KR100247807B1 (ko) | 웨이퍼 분석용 시편 및 그 제작방법 | |
Fassbender et al. | Acoustic microscopy: a powerful tool to inspect microstructures of electronic devices | |
CN118130610A (zh) | 集成电路缺陷检测方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |