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金丝球焊接工艺

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易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 1 金丝球焊接工艺 随着金丝球焊技术的发展，金丝球焊已经成为目前光器件内部微小元件电路连接的主要焊接方式。随着速率的提升，光器件封装对于金丝球焊的要求也越来越高。因此，我们的工艺人员有必要从金丝球焊的原理和设备上有更深入的认识，我们的一线金丝球焊员工必须对焊接过程、焊接方法和焊接质量的评定有一定的了解。 金球 金丝在瞬间高电压下产生大电流使金丝自身溶化，并在尾部形成的金球，英文简称FAB,如图1 图1 图2 金丝球焊是利用压力，功率，时间，温度和超声波能量使得金球和被焊接金属表面形成共晶层，以金丝连接元件达到元件间电路连接之目的的方法，如图3。 图3 劈刀 金丝球焊过程中所用到的将金丝焊接到焊盘上的锥形载体，主要成分是氧化铝陶瓷材料，英文名称Capillary，如图2。 球径 金丝球焊工艺中所形成的实际球型的直径，如图4中A所示。 球厚

易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 2 金丝球焊工艺中所形成的实际球型的厚度，如图4中B所示。 弧高 金丝球焊工艺中所形成的从焊盘到金丝弧顶的高度，如图5中C所示。 鱼尾宽度和长度 金丝球焊工艺中所形成的第二焊点鱼尾状焊接面的宽度和长度，如图6中D和E所示。 金丝球焊机类型，工作环境及其组成结构 业内目前用的金丝球焊设备有全自动和半自动两种备， 图7-1是KaijoF880型全自动球焊机；图7-2是Westbond7700型半自动球焊机。 图7-1

易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 3 图7-2 设备要求 a) 整机具有可靠接地系统； b) 超声时间：分级可调； c) 超声功率：分级可调； d) 焊接压力：分级可调； e) 烧球电流：分级可调； f) 烧球时间：分级可调； g) 烧球尾丝长度：可手动调整或分级可调； h) 焊接温度：0 –250℃可调； i) 显微镜：5‐50倍可调整，焦距可调整 工作环境：万级以上的无尘室。 金丝球焊机结构 按照设备功能来分可以分为：烧球系统、输线系统、加热系统、超声传导系统、目视系统、软硬件操作系统。 烧球系统 球焊机利用打火杆产生的瞬间高电压溶化金丝形成金球。 输线系统 保证金丝与焊接面间的角度不变，每次出线的长度一致。 加热系统 为焊接提供温度保证。 超声传导系统 超声发生部件通过超声传导杆的作业将超声能量和压力传给劈刀，劈刀再作用于金球与焊盘上，以形成有效焊接。 目视系统：

易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 4 主要是体式显微镜，为操作员提供放大的焊接图像，利于操作。 软硬件操作系统： 参数的调节和焊点的定位及弧高的控制。 金丝球焊机工作时序 金丝球焊机按照烧球、一焊、拉线弧、二焊、切线尾、烧球的顺序完成一次焊线，按照此模式重复以上步骤，完成连续的焊线工作，如图8-1。 图8-1 金丝球焊机参数设置及劈刀、金丝的选用 金丝的选用 金丝纯度要求99.9%以上，直径可选18um、20um、23、25um，目前我司主选18um 和25um。 劈刀的选用 劈刀的选择重点需确定劈刀的H、CD、T 三大参数。其中H 等于1.2-1.5 倍金丝直径；CD 等于1/2-2/3倍焊盘大小；T 需根据所做产品二焊的需求来选定。

易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 5 工艺参数的设置 根据不同的产品，其参数需做DOE 来确定，主要管控参数为Power、Force、Time。在参数设置过程中，可参照下述调整方法： 外观标准 球径大小 球径大小应该满足大于金丝直径的2 倍且小于金丝直径的5 倍，如图9 所示 图9 球厚大小 球厚应该满足大于球径的1/6 且小于球径的1/3，且不得大于2 倍线径 金球过薄 球厚适合

易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 6 第一焊点位置 1） 不允许焊点偏位连接到另一焊盘或其他金属区造成短路，如图11所示； 图11 球偏造成不同焊盘短路，不合格 至少有75%以上的金球在焊盘内，如图12 所示。 >75%金球位于焊盘内，合格 仅50%金球位于焊盘内，不合格 图12 第二焊点位置 1）对于区域B，不允许任何键合区超出焊盘。 2）对于区域A 和C，允许1/2 键合区域超出焊盘，但必须通过金线拉力测试，如图13 所示

易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 7 图13 球型 1）第一焊球的金线与金球接触的面积必须完全在球型上。 2）第一焊球的金线必须完全在焊盘的区域之上，如图14 所示 金线不完全在球型上,不合格 金线完全在球型上,合格 图14 鱼尾宽度、长度和形状 1）鱼尾的宽度应该满足大于金线直径的1.2倍且小于金线直径的5倍。 2）鱼尾的长度应该满足大于金线直径的0.5倍且小于金线直径的3倍。 3）鱼尾压痕必须覆盖整个金线的宽度，如图15所示。 图15 线间距 1） 任何线与线之间的距离必须大于2 倍金丝直径； 2） 任何线与管芯、IC、陶瓷、电容的距离必须大于2 倍金丝直径，如图16 所示。

易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 8 金线离IC 太近, 不合格 金线间距太小, 不合格 图16 线受损与金线断裂 金线受损超过金线直径的1/4为不可接受； 2） 不允许有金线断裂，如图17所示。 3） 球颈部线径变小：最细部≧３／４线径，即金丝直径减少不能超过25% 金线断裂,不合格 图17 球颈或鱼尾撕裂 1） 金球的颈部不允许有裂痕； 2） 鱼尾不允许有裂痕，如图18所示。

易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 9 鱼尾撕裂, 不合格 球颈撕裂, 不合格 图18 弧高与塌线 1） 弧高必须在50 -- 300um之间； 2） 球根部到金丝开始弯曲的部分的距离至少大于一倍线径，不允许金丝无弧度； 3） 不允许有塌线，如图19 所示。 弧度过高, 不合格 金线下塌, 不合格 图19 焊线数量 不允许出现少焊线、多焊线、焊线连接错误、未焊线的情况 尾丝长度 残余线尾的长度在焊盘上的不得大于二倍线径；在管柱上的不得大于4 倍线径，如图20 所示

易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 10 尾丝过长, 不合格 图20 焊点脱落 不允许有一焊点脱落或二焊点脱落的现象，如图21 所示。 球脱, 不合格 二焊脱, 不合格 焊点下异物 第一焊点和第二焊点的下面必须是完整的金属层，不允许焊在导电胶、焊料或是异物上。 重复焊接 不允许在同一处重复焊接。 拉力测试标准 拉力最小值与金线直径的对应关系，如表1

易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 11 拉力测试失效模式 如图21 所示，球焊拉力测试后断裂模式a-1,a-2,是合格断裂模式；断裂模式a-3,a-4, a-5,a-6,a-7,a-8 是不合格断裂模式 拉力测试方法 拉钩的角度必须是90 度，如图22 所示。

易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 12 剪切力测试标准

易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 13 B-1 ：推球后，焊盘表面无金层残留，不合格模式 B-2 ：推球后，焊盘下底材脱落，不合格模式。

易飞扬通信（gb.gigalight.com）︱ 全球光互连技术革新者 14 B-3 ：推球后，焊盘脱落，不合格模式 B-4 ：推球后，焊盘表面有金层残留，合格模式

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焊接球的加工制作工艺

焊接球的加工制作工艺

焊接球的加工制作工艺

发表时间：2020-11-17T07:27:01.645Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年17期 作者： 于杰 许伟伟 张杜杜 何清风[导读] 随着建筑行业的发展，各类体育文化场馆、展览馆以及机场航站、客运铁路枢纽站等大型空间建筑，越来越多的采用钢结构网架体系。对于大型网架体系，传统的螺栓球节点已不能满足受力要求，而具有更高承载能力的焊接空心球越来越多地被选用。

安徽富煌钢构股份有限公司 安徽巢湖 238076

摘要：随着建筑行业的发展，各类体育文化场馆、展览馆以及机场航站、客运铁路枢纽站等大型空间建筑，越来越多的采用钢结构网架体系。对于大型网架体系，传统的螺栓球节点已不能满足受力要求，而具有更高承载能力的焊接空心球越来越多地被选用。焊接球的制作质量关系到整个网架体系的安全，故在加工过程中必须严格把关，即从原材料、焊材、半球的下料、热工、铸模试压、半球尺寸检测、两半球对接施焊、成品检测等各工序，从而保证焊接球的制造质量。

关键词：焊接球；工艺流程；磨具参数设计；半球装焊技术；检测

一、目的：焊接球的制作质量关系到整个网架体系的安全，加工过程中必须严格把关，本文通过焊接球的制作过程，各工序的控制要点，即从钢板毛坯下料到完整焊接球的制作成型的工序叙述，完整的介绍了焊接空心球的制作方法。本文既提供了焊接球的一种制作方案，又通过工序施工的工艺流程控制要求，提高了焊接球的成品质量。本文中的技术方案适用于半球、整球、凤阳鼓等产品的制作。

二、施工准备

1、材料：钢板、辅材、焊接气体

2、机械设备：数控切割机、加热炉、压力机、坡口机、焊机、焊接球专用旋转胎具、超声波探伤仪、焊缝量规、测厚仪、卡尺、钢尺。

3、技术准备：设计图纸及工艺要求、加工制作半圆球的胎模具、焊接工艺评定、技术交底。

三、加工工艺流程

凹模四周圆角半径R1=（2~3）δ，（厚壁取下限）

凹模直边高度h1=40~70mm

金丝球键合工艺

金丝球键合工艺

1 金丝球键合工艺

1、课题背景

1. 随着集成电路的发展，先进封装技术不断改进变化以适应各种半导体新工艺和新材料的要求和挑战.半导体封装内部芯片内部管脚以及芯片之间的连接起着确立芯片和外部的电气连接、确保芯片和外界之间的输入／输出畅通的重要作用，是整个后道封装过程中的关键。引线键合以工艺实现简单、成本低廉、适用多种封装形式而在连接方式中占主导地位，目前所有封装管脚的９０％以上采用引线键合连接。引线键合是以非常细小的金属引线的两端分别与芯片和管脚键合而形成电气连接。引线键合前，先从金属带材上截取引线框架材料（外引线),用热压法将高纯ｓｉ或Ｇｅ的半导体元件压在引线框架上 所选好的位置，并用导电树脂如银浆料在引线框架表面涂上一层或在其局部镀上一层金；然后借助特殊的键合工具用金属丝将半导体元件（电路）与引线框架键合起来，键合后的电路进行保护性树脂封装。无论是封装行业多年的事实还是权威的预测都表明，引线键合在可预见的未来(目前到２０２０年） 仍将是半导体封装尤其是低端封装内部连接的主流方式。基于引线键合工艺的硅片凸点生成可以完成倒装芯片的关键步骤并且具有相对于常规工艺的诸多优势，是引线键合长久生命力和向新兴连接方式 延伸的巨大潜力的有力例证。

2。 引线键合大约始源于1947年。如今已成为复杂，成熟的电子制造工艺。 根据引线不同，又可分为金线、铜线、铝线键合等. 根据键合条件不同，球键合可分为热压焊、冷超声键合和热超声键合。热压焊(TC)是引线在热压头的压力下，高温加热（>250℃）发生形变焊热压超声焊(TS）焊接工艺包括热压焊与超声焊两种形式的组合。在焊接工具的压力下，加热温度较低（低于TC温度值，大约150℃），与楔焊工具的超声运动，发生形变焊接。热超声键合常为金丝球键合,因同时使用热压和超声能量，能够在较低的温度下实现较好的键合质量，从而得到广泛使用。

25μm金丝球焊引线键合推拉力标准

25μm金丝球焊引线键合推拉力标准

【25μm金丝球焊引线键合推拉力标准探析】

1. 前言

在微电子封装和芯片制造过程中，金丝键合是一项关键的工艺。而其中的引线键合推拉力标准更是至关重要的参数之一。今天，我们将深入探讨25μm金丝球焊引线键合推拉力标准，从而全面了解这一关键性的工艺参数。

2. 25μm金丝球焊引线键合的意义

引线键合是指将芯片引脚与封装基板之间用金属丝焊接连接的过程。在微电子封装中，金丝键合承担着传导信号和电力的重要功能。而25μm金丝球焊引线键合，作为一种常用的金丝键合方式，其推拉力标准更是直接关系到键合质量和电子器件的可靠性。

3. 推拉力标准的深度解读

推拉力标准是指在引线键合过程中，金丝在受到拉力或者推力作用下的承载能力。而25μm金丝球焊引线键合，其推拉力标准的合理设置将直接影响到键合点的结构完整性和稳定性。针对不同封装材料和应用场景，推拉力标准也会有所差异，因此需要根据实际情况进行深入评估和调整。

4. 25μm金丝球焊引线键合推拉力标准的实践应用

在实际生产中，25μm金丝球焊引线键合推拉力标准的设置需要考虑多方面的因素。封装基板材料的硬度、引线键合点的设计结构、温度和湿度环境等。在这些因素的综合影响下，合理设置推拉力标准将能够确保键合点的稳固连接和长期可靠性。

5. 25μm金丝球焊引线键合推拉力标准的个人观点和理解

在我看来，25μm金丝球焊引线键合推拉力标准的设置决策需要兼顾工艺稳定性和产品可靠性。只有在充分考虑了封装材料、环境因素和实际应用需求的情况下，才能够制定出符合实际情况的合理推拉力标准。也需要在生产实践中不断总结经验，以不断优化和调整推拉力标准，从而提高键合工艺的稳定性和可靠性。

6. 总结与回顾

通过本文的探讨，我们对25μm金丝球焊引线键合推拉力标准有了更深入和全面的了解。关于这一工艺参数的设置，需要充分考虑封装材料、环境因素和实际应用需求，以确保键合点的稳固连接和长期可靠性。也需要在生产实践中不断总结经验，以不断优化和调整推拉力标准，从而提高键合工艺的稳定性和可靠性。

焊接球网架杆件加工制作工艺

焊接球网架杆件加工制作工艺

钢网架杆件工厂制作加工工艺

工程名称：

编制单位：

焊接球钢网架杆件工厂制作加工工艺

一、材料

1、网架杆件主要材料：钢管，其品种、规格、性能应符合设计要求和有关产品标准的规定，并具有产品质量合格证明书。

2、材料最好根据网架设计杆件长度定尺采购，这样可以控制材料的损耗在2%~3%。

二、杆件的制作加工工艺流程

钢管矫直→下料及坡口加工→切口清理及增设短衬管→检验→编号→喷砂除锈→涂装→打包发运

三、杆件制作加工工艺细则如下：

序号 工序名称 简图示意 工艺说明

1 钢管下料

1.杆件钢管为高频焊管或无缝钢管，钢管下料前应将钢管矫直。

2.钢管下料，钢管应按杆件的设计尺寸另加焊接收缩余量下料；下料采取等离子网架自动切割机，下料坡口一次性成型，坡口角度为30°。

3.切口清理并在钢管两端增设短衬管。

4.检验，采用钢尺检查，检验杆件外形尺寸是否符合设计图纸要求。

2 编号

5.杆件编号，杆件编号采用钢印并且在杆件内壁粘贴标签，且字迹清晰可辨；检查杆件编号是否齐全；

3 抛丸除锈 6.除锈等级需达到设计要求的Sa2.5级。

4 油漆涂装 7.杆件在涂装前应彻底清除杂物，表面油漆主要采取喷涂方法；涂装的厚度由干湿膜测厚仪控制并符合设计要求；杆件两端50mm~80mm处不应涂装油漆。

5 包装发运

杆件打包 8.杆件采取打包方式困扎，并要求捆绑牢固；每个打包捆上挂有杆件所在工程名称、杆件数量和编号等。