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摘要：已知铝线压焊是利用超声能量和压力，用金属丝将芯片电极和外引线键合的一个过程。而在压焊过程中，金属丝线径的选择将影响器件的参数。在20mil粗Al线压焊过程中，发现拉力测试值不符合工艺要求，使得20mil打线工艺遇到了瓶颈，不能应用于器件封装。针对这一问题，当务之急是需要解决20milAl线工艺在压焊过程中的工艺改进，使得压焊后拉力及推力满足推拉力测试要求。在此我们所用的主要分析手段是用拉力测试仪，并用拉力测试仪所测数据作为产品合格的检验标准。而定期校准仪器并严格按照拉力测试仪的操作规程操作，保证测试结果的准确性，是对所测数据进行有效分析前提。
关键词：粗铝丝 焊点 超声 拉力
本文主要分析和解决的是粗铝丝在压焊过程中拉力值不符合生产工艺要求及质量检验标准的问题。通过工艺攻关，在对压焊设备及工艺进行了很大改进后，最终使粗铝丝压焊满足了工艺参数要求，应用于生产。
一、压焊异常分析和解决方法
1.1异常分析
通过显微镜观察焊点形状及拉力测试后发现拉力不符合工艺要求。
1.2解决方法
对已完成划片和粘片的合格产品，采用控制变量法的研究方法，分别改变功率、压力后，进行拉力测试。
1.3控制变量过程
1.3.1关键参数的作用与影响
（1）功率。在TO-220Al线压焊过程中，功率为铝线形变提供超声能量，它是影响焊点形状最直接的因素。若功率太大会造成焊点耳朵太大，且焊点边缘破损。若功率太小会造成虚焊；这都会影响器件性能。
（2）压力。在TO-220Al线压焊过程中，压力主要通过劈刀使Al线与芯片表面连接，压力必须足够以确保压焊过程中，焊线在芯片表面滑动，以保证焊点表面光滑。若压力过大，则会造成焊点耳朵大，但焊点边缘比较光滑；若压力太小，造成虚焊，芯片表面弹坑或铝污染劈刀等现象。
1.3.2方案设计
压焊过程使用OE360压焊机，实验方法为控制变量法，分别改变压焊的压力和功率，观察实验结果，并对各个不同条件下的焊点形状及拉力进行综合比较判断，确定最优条件范围。
图1功率大焊点
（1）控制变量过程
1.压力一定，改变功率 
表1压力一定，改变功率拉力值
2.功率一定，改变压力
表2功率一定，改变压力拉力值
备注：红色区域为拉力不合格，绿色区域为拉力合格。
①实验过程注意事项：
（1）在首检时做拉力检验和弹坑实验，防止出现虚焊和弹坑现象
（2）及时更换劈刀
（3）设置合理的Taillength参数，并检查第二焊点位置是否合理
（4）检查劈刀安装高度及是否破损，切割深度合适
（5）检查导线管安装是否合适
（6）压焊前，确保牙爪固定，框架未变形氧化等，保证铝线无氧化沾污
②实验结果分析
据上表功率、压力等各项指标综合实验数据分析可得，在压焊过程中，需要确定参数的最优化，才能确保焊点形状正常以及拉力符合工艺要求，其最优化参数范围如下：
表三20milAl线压焊最佳参数范围
二、试投验证
在压焊参数最优化范围内，进行试样试封，已完成了CS110N06，110N10，160N10产品试封，且拉力符合工艺要求。CS110N06测试数据如下：
三、结束语
粗铝丝压焊应用于生产，是无数次试验验证后对工艺进行的改进，最终满足了20milAl线工艺的生产要求，这为公司发展及占有更大的市场份额起到了很大作用。
参考文献：
【1】郑志强.功率器件封装工艺中的铝条带键合技术[J].电子与封装，2008（11）
【2】胡惠明.铝丝键合焊点颈部损伤研究[J].电子质量，2012（08）
论文作者:赵哲
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/28
标签：拉力论文; 功率论文; 压力论文; 工艺论文; 焊点论文; 劈刀论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第35期论文;