济南市半导体元件实验所山东省济南市250014
摘要：本文分析了半导体设备的概述、焊点缺陷概念、原因与解决措施，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。
关键词：分立半导体；元器件焊点缺陷；原因；措施
1.前言
为了提高半导体产品的使用质量，降低半导体产品的报废率，最大限度地满足用户的需求。我们必须重视半导体产品的引线焊接工艺。
2.我国的半导体封装及封装设备的简述
在中国，从长三角热点到珠江三角洲繁荣市场的半导体产业，从西部人才聚集地到北部，长于研发。这种工业布局是隐喻，如果起飞是斯威夫特。其中，长三角，烟头，京津渤海湾地区，珠江三角洲的翅膀，四川西安都是燕尾服。中国的集成电路产业就是这样一个相对外来的燕子形状区域发展模式，上海，江苏，浙江长三角，初步形成了研发，设计，芯片制造，封装，测试和支持等产业和服务业，包括完整的集成电路产业链。预计与IC产业相关的工业发展环境的“集群效应”将出现在这里。中国集成电路产业的结构非常重要。在快速增长的大量IC产业基地中，专注于IC芯片制造和包装公司的“908”和“909”重大项目-长三角地区的私营IC公司杭州士兰。国务院发文后，IC电路投资热点。中芯国际，格雷斯和芯片制造商英特尔等众多国际知名企业纷纷投资新的或封装资本的封装工厂；研发部门分布在三个IC设计产业化基地。这是为了促进设计行业的发展。仅上海就有多达85家IC设计公司。
它正在成为珠三角市场的国内和全球电子制造中心。几个地区的IC产业是最好的。例如仅在深圳，集成电路产品直接在深圳使用，2005年总值将超过25亿美元，占全国市场的15％，集成电路产品总数超过40个流动性国家在深圳市场。十亿美元，约占30％。依托珠三角地区电子信息产业的巨大市场，珠三角地区的集成电路产业将起飞。在珠三角地区，中兴通讯，华为技术有限公司，深圳国维代表IC设计行业较为发达。总部位于深圳的许多设计公司在深圳有一个窗口，并投资1亿人民币用于IC测试中心的高端IC测试市场，这正是因为在广州，他们已经看到了珠三角地区巨大的IC市场。
在实施西部大开发战略方面，西安，成都，重庆，西部将继续迎来新的发展机遇。西部地区优秀人才和科研院所，国家集成电路设计产业化基地和西部地区IC设计单位的积累已发展到30多个，设计行业的发展也迅速增长，并将成为西部地区的首选。
在中国集成电路封装发展过程中，由于缺乏工艺数据的积累，关键技术的起步较晚，关键技术的封锁等问题，深入研究各种封装技术至关重要，掌握关键技术，我们必须自主开发高水平的包装设备。由位置，速度，功率，光，磁，热，气，精密机械结构组成，电气控制和图像识别，光电检测部分包括传感和外部信息（如传感器控制IC芯片封装设备等）充分体现了高度一体化和渗透的多学科前沿。如何进一步提高这类设备的速度和精度，特别是在高速运动表现的条件下，是国内外研究和开发的热点课题。
3.分立半导体元器件焊点缺陷的概念分析
在分立半导体器件中的芯片焊接工艺中，使用超声波压焊，并使用焊针的控制系统在高压放电条件下增加一定的焊接力。超声波板也同时输出超声波。在能量转换后，它会作用在焊针的顶端。在上述焊接力，超声波和热量的共同作用下，焊球与芯片铝焊盘之间形成共晶结合，实现焊接工艺。在焊接分立半导体元件芯片的过程中，存在焊球偏移的现象。这主要是由于在金铝球的焊接工艺期间，焊球没有与芯片焊盘对齐并且发生偏移，这导致在焊球和焊盘之间形成虚拟焊料，导致分立半导体组件的故障。如果焊球和焊盘有很小的偏差，会造成错误的焊接，很难及时发现，会出现开路或短路现象，并对分立半导体器件造成不可挽回的损害。
4.分立半导体元器件焊点缺陷的原因分析
4.1分立半导体元器件焊接平台影响因素
在焊接分立半导体元器件的过程中，硬件主要是X/Y自由度定位焊接平台，它是焊线工艺设备的重要组成部分。在芯片焊接过程中，由于封装速度较快，X/Y平台自由定位焊接平台产生高速高频起停振荡，导致平台焊接时定位精度偏差，导致到焊接的发生点缺陷。
4.2分立半导体元器件焊接中的人为因素
在焊接分立半导体器件的过程中，需要手动修正镗刀的偏移量。特别是在焊接过程中需要更换焊针。在更换焊针的操作中，需要手动校正分划板并进行校正。如果偏移补偿软件无法达到偏移量，技术人员需要预先设定螺丝，以确保十字光标的中心与焊点中心完全重合。
4.3分立半导体元器件产品型号差异因素
分立半导体产品的主要型号主要有SOD923，SOD323等。在市场竞争日趋激烈的情况下，分立半导体产品的芯片尺寸不断向小型化方向倾斜，焊盘与锡球间的距离也接近。这也是导致焊接在小垫片芯片上的废品外观的因素之一。
4.4换能器散热空气的影响因素
在焊接分立半导体部件的过程中，由于外部温度的变化，可能发生金属部件的焊接头的热膨胀和收缩，导致焊头的尺寸和形状发生变化，导致分立的半导体元件焊接。点缺陷的原因之一大大降低了焊头的定位精度。
4.5键合点的影响因素
热超声波焊接是分立半导体元件焊接的关键因素。它涉及许多条件，包括以下几点：首先，焊针尺寸。焊针的主要材料是陶瓷和钨合金。它们具有高密度，耐磨性和抗氧化性。重要的尺寸主要包括焊针的尖端直径H，内锥角的开口直径CD，T形顶部的直径和圆角半径。R，面角FA，外锥角CA等。这些尺寸参数对焊接过程有重要影响。第二个是换能器超声波系统。在引线键合过程的超声键合过程中，传感器传送电信号
对于超声波，能量传输，采用高频超声波焊接方式，对焊接效果有一定的影响。三是焊接力和焊接时间。如果焊接压力过高，则焊点缺陷将会丢失。焊球过程中出现的不规则镗刀也会导致焊球从焊盘上移开。第四，芯片表面的污染对焊点缺陷有影响。如果芯片表面受到污染，导致金丝或焊盘污染，则会对焊点缺陷产生一定的影响。
5.分立半导体元器件焊点缺陷的解决实验方案
5.1设定焊接过程的相关参数
在新系统中，使用SDW35引线键合机执行引线键合工艺，该设备可以在高精度键合头条件下实现良好且稳定的控制。在DOS系统的界面下，设置相关参数。并且易于实现操作。其中的负载传感器可以实现焊接的自动检测，从而保证了芯片焊接的质量和精度。
在芯片焊接过程中，具体参数包括：（1）保证室温～500℃的温度控制，以保持该温度范围内的热变形而不引起框架变化并确保框架的稳定性。（2）冲击力和速度参数。在SDW35装置的操作条件下，冲击力设置为0至80gf，速度参数设置为0至8.（3）超声能量参数。它可以自动准确地调节和控制超声波能量。其工作频率为65KHZ，可调范围为0至80mW。（4）焊接力参数。在SDW35装置的操作条件下，焊接力参数设定范围在0到80gf之间。（5）焊接时间参数。在中央控制板和程序的精确控制下，焊接时间参数设置为0-30ms。
5.2测试焊球的位置
焊球位置测试仪可以使用OLYMPUSMMFP-TR电子显微镜系统，该系统可以将球的位置测量到0.0001mm的精度。它可以在实验过程中分析和测试冲击压力，快速焊接力和超声波。在具体分析数据的前提下，可以准确测试锡球的位置，保证锡球的定位精度。
6.结束语
综上所述，半导体元器件的焊接对于半导体使用性能有直接影响。针对缺陷我们进行控制，提高焊接质量。
参考文献：
[1]刘长宏.引线键合工艺参数对封装质量的影响因素分析.半导体技术，2017，2（11）：24-25