久久亚洲精品无码aⅴ大香,97se亚洲精品一区,韩国最新爱情电影,漂亮老师做爰6,国产强伦姧人妻毛片

在(zai)半导体工艺中，封装是(shi)最重要(yao)的(de)环(huan)节之(zhi)一，其中“引线键合”则是(shi)用来实(shi)现(xian)芯片和基(ji)板的(de)电路连接的(de)主要(yao)方式。而在(zai)这个工序中有一种工具是(shi)必不(bu)可少的(de)，就是(shi)陶瓷劈(pi)刀(dao)。

陶瓷劈(pi)刀的工作过程

陶瓷劈刀(Ceramicbonding tool)，又名瓷(ci)(ci)嘴，是一(yi)种具有(you)垂直方向孔的轴对称的陶瓷(ci)(ci)工(gong)具，属于(yu)(yu)精密(mi)微结构陶瓷(ci)(ci)部件。应用上(shang)，陶瓷(ci)(ci)劈刀是作为(wei)引线(xian)(xian)(xian)键合过(guo)程的焊线(xian)(xian)(xian)工(gong)具使用的，可(ke)用于(yu)(yu)可(ke)控硅、声表面波、LED、二极(ji)管、三极(ji)管、IC芯片等(deng)线(xian)(xian)(xian)路的键合封装。

下(xia)图(tu)就是引线键合（WireBonding）的过程，通过使用(yong)细金(jin)属(shu)线（铜、金(jin)等）以(yi)及(ji)热、压力、超声波能量，能使金(jin)属(shu)引线与基板焊盘紧密(mi)焊合，从而(er)实(shi)现芯片与基板间的电(dian)气互连(lian)和芯片间的信息(xi)互通。

陶瓷(ci)(ci)劈刀(dao)作为键(jian)(jian)合(he)机中的(de)焊接针(zhen)头(tou)，就像缝(feng)纫机中的(de)那(nei)根用于(yu)穿针(zhen)引(yin)线的(de)“缝(feng)衣针(zhen)”一(yi)(yi)(yi)样，金属线需(xu)(xu)要经过它才能将一(yi)(yi)(yi)块芯片(pian)缝(feng)到另一(yi)(yi)(yi)芯片(pian)或(huo)衬(chen)底(di)上。由于(yu)一(yi)(yi)(yi)台键(jian)(jian)合(he)机在满荷载的(de)工作状态下每天需(xu)(xu)要键(jian)(jian)合(he)几百万个焊点(dian)，而每个陶瓷(ci)(ci)劈刀(dao)都有其固(gu)定的(de)使用寿命，一(yi)(yi)(yi)旦达到额(e)定次数就需(xu)(xu)要更(geng)换新的(de)劈刀(dao)。因此可想而知，陶瓷(ci)(ci)劈刀(dao)的(de)需(xu)(xu)求体量有多庞大(da)。

陶瓷劈刀的分类及(ji)制备

由于陶(tao)瓷劈刀的(de)使用能够影响芯片的(de)质量和(he)生产的(de)稳定性，因此在微电子领域中对于陶(tao)瓷劈刀的(de)选(xuan)择是非常重(zhong)要的(de)。

目前可用的(de)陶瓷劈(pi)刀，除了球(qiu)形键(jian)合过程中(zhong)使用的(de)毛细管劈(pi)刀外，还(hai)有楔(xie)形键(jian)合中(zhong)使用的(de)楔(xie)形劈(pi)刀。两种陶瓷劈(pi)刀有原则性(xing)的(de)区别，具(ju)体可看下(xia)表(biao)。

类型不(bu)同，键(jian)合(he)(he)方(fang)式自然也(ye)不(bu)同。球形键(jian)合(he)(he)的(de)一(yi)般(ban)弧(hu)度高度是(shi)150μm，弧(hu)度长度要小于100倍的(de)丝线直径(jing)，且键(jian)合(he)(he)头尺寸(cun)不(bu)要超过焊(han)盘尺寸(cun)的(de)3/4，球尺寸(cun)一(yi)般(ban)是(shi)丝线直径(jing)的(de)2到3倍，细间(jian)距(ju)约1.5倍；楔形键(jian)合(he)(he)，焊(han)盘尺寸(cun)必(bi)须支(zhi)持厂的(de)键(jian)合(he)(he)点和尾(wei)端，焊(han)盘长轴(zhou)必(bi)须在(zai)丝线的(de)走(zou)线方(fang)向，焊(han)盘间(jian)距(ju)因适合(he)(he)于固定(ding)的(de)键(jian)合(he)(he)间(jian)距(ju)。

但无(wu)论(lun)使用(yong)哪种类型的陶(tao)瓷劈刀，性能不达(da)标(biao)一切都空(kong)谈。而在(zai)(zai)半(ban)导体(ti)封装(zhuang)成(cheng)(cheng)本日益降低(di)要求(qiu)下，低(di)成(cheng)(cheng)本的(de)(de)(de)键(jian)合(he)线势在(zai)(zai)必行，因此铜线势必会取(qu)代金(jin)(jin)(jin)线会成(cheng)(cheng)为(wei)未来(lai)替代金(jin)(jin)(jin)线的(de)(de)(de)主要键(jian)合(he)线。但是(shi)，铜线在(zai)(zai)热循(xun)环中(zhong)的(de)(de)(de)可靠(kao)性远远比(bi)金(jin)(jin)(jin)线差，而且(qie)还比(bi)金(jin)(jin)(jin)线、合(he)金(jin)(jin)(jin)线更硬，因此在(zai)(zai)引线键(jian)合(he)的(de)(de)(de)时(shi)候需(xu)要用更大(da)的(de)(de)(de)超声波和(he)更大(da)粘(zhan)接力，这就要求(qiu)基(ji)板和(he)陶(tao)瓷劈刀都需(xu)要具有更高的(de)(de)(de)强度、更好的(de)(de)(de)耐(nai)磨损性能以及(ji)可靠(kao)性，以避免封装(zhuang)效果(guo)变差。对于键(jian)合(he)劈刀来(lai)说，改(gai)善陶(tao)瓷材料的(de)(de)(de)制备及(ji)使用方法都是(shi)可行之(zhi)道，重点如下：

①原料选择

劈刀(dao)(dao)材质的(de)(de)选择有碳(tan)化(hua)(hua)钨(wu)(wu)、碳(tan)化(hua)(hua)钛和氧化(hua)(hua)铝(lv)。但碳(tan)化(hua)(hua)钨(wu)(wu)的(de)(de)机加工困难，不易获得(de)致密无孔隙的(de)(de)加工面，且(qie)热(re)导(dao)率高，键合时(shi)的(de)(de)热(re)量易被劈刀(dao)(dao)带走；碳(tan)化(hua)(hua)钛比碳(tan)化(hua)(hua)钨(wu)(wu)更柔韧(ren)，但在超声波时(shi)刀(dao)(dao)头的(de)(de)振动振幅比碳(tan)化(hua)(hua)钨(wu)(wu)劈刀(dao)(dao)大。

因此目前陶瓷劈刀的(de)主要制造材料是氧化铝，高(gao)密度细颗(ke)粒的(de)氧化铝陶瓷(ci)具有很强的(de)耐磨损和抗氧化能力，并且导热(re)率低，易于清洁，添加其(qi)它成(cheng)分(fen)后在(zai)气氛炉(lu)中烧(shao)至1600℃以上(shang)，再经过精加工后就能形成(cheng)用于微电子领域中的(de)高(gao)寿命耗材，在(zai)自动键合设备上(shang)使用时焊(han)接(jie)次数可达到100万(wan)次。

而(er)为了进一步增(zeng)强陶瓷劈(pi)刀使用(yong)性能，现有陶瓷劈(pi)刀会在原来氧化铝的基础(chu)上(shang)添加了诸如氧化(hua)锆、氧化(hua)铬等，使陶(tao)瓷(ci)劈刀的(de)(de)分(fen)子(zi)结(jie)构(gou)更(geng)加紧凑，硬(ying)度更(geng)高(gao)，更(geng)耐磨(mo)损，寿(shou)命延长。锆(gao)掺杂陶(tao)瓷(ci)劈刀的(de)(de)主(zhu)要成(cheng)分(fen)是氧化(hua)(hua)锆(gao)增强氧化(hua)(hua)铝，其微观结(jie)构(gou)均(jun)匀(yun)而(er)致密(mi)，密(mi)度提(ti)高(gao)到4.3g/cm3。四(si)方相氧化(hua)(hua)锆(gao)的(de)(de)含量(liang)和均(jun)匀(yun)致密(mi)的(de)(de)微观结(jie)构(gou)促使锆(gao)掺杂的(de)(de)陶(tao)瓷(ci)劈刀具(ju)有(you)非常优异的(de)(de)力学性(xing)能，减少焊线过程中陶(tao)瓷(ci)劈刀尖端的(de)(de)磨(mo)损和更(geng)换(huan)的(de)(de)次(ci)数。

铬掺杂(za)的(de)陶(tao)(tao)瓷(ci)劈(pi)刀(dao)颜色(se)呈现出(chu)红色(se)，红色(se)来源于铬，主要为(wei)Cr2O3，含(han)量(liang)一般为(wei)0.5%~2.0%（质量(liang)分数），属于三方晶系、复(fu)三方偏方面体晶类，密度提高到(dao)3.99~4.00g/cm3，晶体形态多(duo)呈现出(chu)板(ban)状、短柱状，集合体多(duo)呈现出(chu)粒(li)状或致密块(kuai)状，依据(ju)Cr2O3含(han)量(liang)的(de)不同具(ju)有透明或者半透明的(de)性(xing)质，具(ju)有亮玻璃(li)光(guang)泽，Cr2O3的(de)掺入会(hui)使陶(tao)(tao)瓷(ci)劈(pi)刀(dao)的(de)密度增大(da)、晶粒(li)尺(chi)寸(cun)变小、脆(cui)性(xing)减小，从而赋予陶(tao)(tao)瓷(ci)劈(pi)刀(dao)出(chu)色(se)的(de)抗(kang)压、抗(kang)弯、抗(kang)锤击等性(xing)能，除此之外，还(hai)会(hui)影响(xiang)陶(tao)(tao)瓷(ci)劈(pi)刀(dao)的(de)硬(ying)度、弹性(xing)模(mo)量(liang)和(he)断裂韧性(xing)等性(xing)能参数。

②成型(xing)工(gong)艺

很(hen)(hen)明显(xian)，陶瓷劈(pi)刀的结构十分精(jing)密复(fu)杂，它的关键尺寸对引线键合效果有很(hen)(hen)大(da)影响，因此对精(jing)度的要求很(hen)(hen)高，还(hai)不(bu)能(neng)存在太(tai)多微裂纹影响其使用性能(neng)。关键尺寸包(bao)括尖(jian)端直径(jing)(jing)、内(nei)孔径(jing)(jing)、内(nei)切角直径(jing)(jing)、内(nei)切斜面角度、锥芯(xin)角度、外倒(dao)圆半径(jing)(jing)、工作面角度等。

对于这(zhei)种“麻(ma)烦”的(de)零件，陶瓷粉末(mo)注射成型技术（CIM）无疑是(shi)最适合(he)的(de)(de)了——既可(ke)大批(pi)量的(de)(de)生产小型的(de)(de)、精(jing)密、三维形状(zhuang)复(fu)杂的(de)(de)特种陶(tao)瓷制件(jian)(jian)，又具备(bei)尺(chi)寸精(jing)度(du)高，机加工量少，表面光(guang)洁，制备(bei)成(cheng)(cheng)本成(cheng)(cheng)本低(di)等优点，因(yin)而是(shi)当今国(guo)际上发展最快、应用最广(guang)的(de)(de)陶(tao)瓷零部件(jian)(jian)精(jing)密制造(zao)技术，陶(tao)瓷劈刀就是(shi)最经典的(de)(de)CIM件(jian)(jian)之一。

CIM工艺过程

③陶瓷(ci)劈刀的清洗

当陶(tao)瓷(ci)(ci)劈(pi)刀(dao)不(bu)能满足引线(xian)键合(he)的(de)(de)焊线(xian)要求(qiu)时，称之(zhi)为陶(tao)瓷(ci)(ci)劈(pi)刀(dao)的(de)(de)失(shi)效。造(zao)成失(shi)效的(de)(de)主要原因之(zhi)一，就是(shi)陶(tao)瓷(ci)(ci)劈(pi)刀(dao)在多次的(de)(de)焊线(xian)过程(cheng)中(zhong)被残(can)留的(de)(de)金(jin)属线(xian)残(can)渣堵(du)塞。下图就是(shi)宫(gong)在磊等利用(yong)高倍显微镜观测到的(de)(de)尖(jian)端被金(jin)线(xian)堵(du)塞的(de)(de)陶(tao)瓷(ci)(ci)劈(pi)刀(dao)，在经过焊线(xian)之(zhi)后，尖(jian)端残(can)金(jin)不(bu)均，就会(hui)导致下压深度(du)不(bu)一样，造(zao)成断线(xian)和翘线(xian)。

被堵塞的陶瓷劈(pi)刀清洗前后对比(bi)

具有长寿(shou)命的陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)劈(pi)(pi)刀(dao)(dao)在附(fu)着残金(jin)等杂质之后，进行清(qing)(qing)(qing)洗往往可(ke)以降(jiang)(jiang)低(di)生产成本，由(you)于陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)劈(pi)(pi)刀(dao)(dao)本体(ti)成分氧化铝不(bu)与王(wang)水发生化学反(fan)应，传统(tong)(tong)的清(qing)(qing)(qing)洗方式(shi)为王(wang)水清(qing)(qing)(qing)洗，但是技术(shu)的进步(bu)发现(xian)这种清(qing)(qing)(qing)洗方式(shi)会造(zao)成陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)劈(pi)(pi)刀(dao)(dao)含(han)大(da)量络合(he)物，影(ying)响焊接(jie)效(xiao)(xiao)果。Shinkawa介绍(shao)了一种键(jian)(jian)合(he)机台(tai)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)劈(pi)(pi)刀(dao)(dao)清(qing)(qing)(qing)洗系统(tong)(tong)，采用无硝基常(chang)压(ya)等离子体(ti)自动清(qing)(qing)(qing)洗，可(ke)以使陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)劈(pi)(pi)刀(dao)(dao)的使用次(ci)数达到(dao)2~3次(ci)或(huo)者(zhe)更多次(ci)，使用时间和强度大(da)大(da)降(jiang)(jiang)低(di)，由(you)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)劈(pi)(pi)刀(dao)(dao)所引起的键(jian)(jian)合(he)失效(xiao)(xiao)概率也(ye)降(jiang)(jiang)低(di)，在键(jian)(jian)合(he)过程中连接(jie)更加(jia)可(ke)靠(kao)，并且能够(gou)降(jiang)(jiang)低(di)用户(hu)成本，完美(mei)解决了陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)劈(pi)(pi)刀(dao)(dao)残金(jin)污染(ran)问题(ti)。

——————————————

当(dang)然(ran)，除了以上提及(ji)的三(san)点外(wai)，像陶瓷(ci)劈刀烧(shao)结技术(shu)(shu)、烧(shao)结过程中需添加的助剂及(ji)使用方法、烧(shao)结之后(hou)的脱脂(zhi)技术(shu)(shu)、陶瓷(ci)劈刀研磨技术(shu)(shu)等也同样重要，这些都需要长时间反复(fu)的加工测试及(ji)调整，才能得出最(zui)佳结果。因(yin)此陶瓷(ci)劈刀具有(you)(you)很高的技术(shu)(shu)壁垒，想要实(shi)现以上提到的所(suo)有(you)(you)技术(shu)(shu)难点的全部攻破，金钱、时间和运(yun)气(qi)，三(san)种因(yin)素(su)缺一不可。

根据市(shi)场调(diao)研(yan)，目前(qian)陶瓷劈(pi)刀全(quan)球市(shi)场需求(qiu)约为4200万只/年，其(qi)中国(guo)内市(shi)场占(zhan)比(bi)70%，主要(yao)厂商有(you)瑞士(shi)SPT、美国(guo)K&S和(he)GAISER、韩国(guo)PECO和(he)KOSMA，它们在(zai)全(quan)球市(shi)场占(zhan)有(you)率(lv)合(he)计约90%。虽然国(guo)内厂商在(zai)这块还有(you)很长(zhang)的路要(yao)走，但(dan)也已(yi)经初见(jian)曙光，比(bi)如说国(guo)内优秀的电子陶瓷企(qi)业(ye)三环集团就(jiu)已(yi)完成配(pei)方研(yan)制，多个规格(ge)、类型的劈(pi)刀结构设计及(ji)产业(ye)化生(sheng)产工(gong)艺开(kai)发等工(gong)作，产品性能(neng)方面也已(yi)达到行业(ye)平(ping)均水(shui)平(ping)，因此未(wei)来(lai)还是相当可期的！

资料来源：

微电子领(ling)域中陶瓷劈(pi)刀研究与应(ying)用进展，宫在磊，王秀峰，王莉(li)丽。

粉体圈NANA整理(li)