摘要
为了提高超声键合换能系统的键合强度,降低换能系统的非线性振动,提高芯片键合的稳定性,本文从超声波在超声键合系统中的传播出发,建立了超声波在接触界面处传播的微观模型。当静应力较小时,由于动应力的作用,动应力幅度大于静应力,两种材料接触界面会发生分离,使输出的超声波不完整,材料内部质点振动位移较小;当静应力逐渐增大时,材料进入弹性变形阶段,输出的超声波波形与输入的超声波的波形一致,质点的振动位移最大;当静应力太大时,材料进入塑性变形区域,由于动应力的加载与卸载,应力与应变存在迟滞性,材料内部存在残余应力与残余应变,材料出现硬化现象,使输出超声波波形发生畸变,材料内部质点的振动位移减小。在倒装键合平台上进行了该模型的键合试验,使用多普勒测振仪,测量得到劈刀末端的振动速度,键合完成后测试了芯片键合强度。试验结果证明了该模型的正确性。
In order to increase the bonding strength,decrease the nonlinear vibration of ultrasonic transducer system and enhance the stability of chip bonding,this paper described the ultrasonic propagation at the contact interface in a thermosonic bonding system and presented a micromechanical model of ultrasonic propagation.When the static stress is small,the total stress is smaller than zero.The contact interface of two materials will detach,which makes the waveform of output ultrasonic imperfect,and the displacement of material particle vibration is small.When the static stress increases,the materials enter elastic deformation phase and the output ultrasonic waveform is identical to the input ultrasonic waveform with the maximum displacement of the material particle vibration.When the static stress is large enough,the materials enter plastic phase.Residual stress and residual displacement exist in interior material because of loading and unloading of dynamic stress,and hardening of material comes into being,which leads to the distortion of output ultrasonic waveform and the decrease of material particle vibration displacement.An experiment is conducted and the results are testified by the model.
出处
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2011年第2期171-174,264,共4页
Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis
基金
高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(编号:20060533068)
国家自然科学基金资助项目(编号:50605064)
湖南省科技计划资助项目(编号:2007FJ3098)
关键词
超声波
非线性振动
接触界面
迟滞
粘着
分离
ultrasonic nonlinear vibration contact interface hysteresis adhere detach
作者简介
第一作者简介：李战慧 男，1977年10月生，博士研究生。研究方向为微电子封装。曾发表“超声波在换能器接触界面传播的特性研究”（《压电与声光》2010年第32卷第2期）等论文。E—mail：Lzh—jdx@hotmail．com
