焊线机键合过程的有限元分析与工艺参数实验

摘要

微电子产品的应用越来越广泛，封装是微电子技术的重要组成部分，引线键合实现了封装内部的电气连接，其工艺持续发展变化，以适应微电子封装不断发展的要求。键合过程的工艺参数多，键合过程直接影响了键合界面的成形，从而决定了键合稳定性和键合质量的好坏。本文针对焊线过程的第一键合点，研究焊线工艺参数对键合质量的影响规律，运用LS-DYNA建立键合界面焊球变形过程的有限元模型，分析瓷嘴接近速度与冲击力的关系及键合界面失效形式，为键合过程工艺参数的合理设置提供参考。
　　本研究主要研究内容包括：⑴了解课题的研究背景与意义，调研键合工艺参数对焊线质量影响规律的研究现状，针对键合过程对于键合点的形状的要求，研究键合工艺参数对键合界面成形的影响规律。⑵利用正交试验方法对多个工艺参数不同水平进行合理组合，研究温度、瓷嘴接近速度、键合压力和超声振动对最终的焊球形状尺寸和键合质量的影响规律。⑶针对实验中难以获得键合界面详细变形过程的情况，运用有限元分析软件对键合过程焊球与焊盘变形过程进行模拟仿真，获得金球和焊盘在键合过程中焊球与焊盘的应力应变分布及变化规律，为焊盘结构设计，规避应力集中提供理论支持。⑷在分析键合界面失效形式的基础上，通过构建焊球冲击焊盘过程的有限元模型，研究键合过程接近速度与冲击力的关系，为键合过程工艺参数的合理设置提供参考。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 引线键合介绍

1．3 国内外研究现状

1．3．1 键合工艺参数研究

1．3．2 键合过程有限元仿真研究

1．4 本文研究的内容

第二章 焊球成形质量影响因素的正交试验设计

2．1 引言

2．2 正交试验准备

2．2．1 试验设备调试与试验材料处理

2．2．2 正交试验理论

2．2．3 工艺参数因素水平

2．3 正交试验过程

2．4 本章小结

第三章 键合质量的工艺参数影响规律分析

3．1 引言

3．2 键合点外形分析

3．2．1 键合点的圆度和键合点高度分析

3．2．2 压扁球直径的极差分析

3．2．3 工艺参数的交互作用分析

3．3 键合工艺参数对焊接质量的影响规律分析

3．4 本章小结

第四章 引线键合过程焊球变形的有限元模拟与分析

4．1 引言

4．2 有限元法介绍

4．3 键合过程描述

4．3．1 非线性与弹塑性理论

4．3．2 碰撞、键合压力、超声过程分析

4．3 键合过程焊球变形的有限元模型建立

4．3．1 金丝球键合模型的建立

4．3．1 建模过程的条件设定

4．4 有限元结果分析

4．5 本章小结

第五章 键合过程的冲击力分析

5．1 引言

5．2 键合界面的失效形式

5．3 键合冲击过程分析

5．4 本章小结

总结与展望

全文总结

展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

声明

致谢