热超声键合PZT阻抗和功率动态特性研究

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1、热超声键合PZT阻抗和功率动态特性研究隆志力吴运新韩雷钟掘中南大学，长沙,410083摘要：鉴于热超声芯片封装工艺的键合点空间高度局部化和时间瞬态性等特点，通过分析系统前端PZT阻抗和功率的动态变化规律，研究了芯片金球凸点与基板的键合过程及键合质量。结果表明：对于恒压源的键合系统・PZT换能器电流、阻抗及功率信号可表征键合过程的动态变化，且可将金球凸点与基板键合过程分为初始、平稳、结朿三个阶段；键合环境的变化反映在PZT阻抗和功率变化之中，且PZT阻抗和功率与键合强度存在直接关系。试验及分析表明・P

2、ZT换能器阻抗和功率变化反映了金球凸点与基板键合过程及键合质量的差别，可用以分析整个键合系统。关键词：PZT阻抗特性；PZT功率特性；键合过程；键合质量；热超声键合工艺中图分类号:TN605文章编号:1004—132X(2006)04—0396—05DynamicCharacteristicsofImpedanceandPowerofPZTTransducerinThermosonicBondingProcessLongZhiliWuYunxinHanLeiZhongJueCentralSouthU

3、niversitytChangsha1410083Abstract:ThisinvestigationwastodeterminethebondingprocessandbondingqualitybetweengoldballandsubstratebydynamiccharacteristicsofimpedanceandpowerofPZTringswhichwasatthefrontoftransducersystem.Theexperimentswerecarriedoutaroundin

4、putelectricalsignalsofPZT9bondingstrengthandbondingparameters.Theresultsshowthat•thebondingprocesscanbeexpressedbythecurrentchangeofPZTtransducer,andcanbedividedintobeginningphase,steadyphasesandfinishphase.Moreover,thechangesofbondingparametersarcrefl

5、ectedtotheimpedanceandpowerofPZTtransducertandthereisdirectrelationshipamongbondingstrengthandimpedanceandpowerofPZTtransducer.ItcanbeconclucleclthatthedynamiccharacteristicsofimpedanceandpowerofPZTtransducercanbeasgoodparameterstoanalyzethethermosonic

6、bondingsystem.Keywords:PZTimpedancecharacteristics；PZTpowercharacteristics；bondingprocess；bondingquality；thermosonicbondingprocesso引言热超声键合指在一•定的超声能量、压力能量收稿日期：2005—01—10基金项目：国家自然科学基金资助重大项目(50390064)；国家重点基础研究发展计划资助项目(2003CB716202)[13]CaoY,HuangZ.Property

7、IdentificationoftheSingularityLocioftheStewartManipulator.TheTenthIASTEDonRoboticsandApplication2004/RA447—017•Honolulu.Hawaii,USA.2004[14]GosselinCAngelesJ・SingularityAnalysisofClosed—loopKinematicChains.IEEETransactionsonRoboticsandAutomation•1990<6

8、(3)：281〜29()[15]St—OngeBM.GosselinCM.SingularityAnalysisandRepresentationoftheGeneralGough—StcwarlPlatform.TheInternationalJournalofRoboticsResearch,2000,19(3)：271〜288以及热能量的相互作用下，芯片金球凸点与基板之间金属原子相互扩散•从而实现芯片1/()端口之间的互连。热超声芯片键合以其工艺过程简单、无充