[发明专利]一种IC芯片封装用陶瓷劈刀输出性能的测试装置

说明书

本发明公开了一种IC芯片封装用陶瓷劈刀输出性能的测试装置，包括超声换能器、超声变幅杆、夹持结构、劈刀、加热板、压力传感器、升降平台、激光测振仪和数据处理计算机；所述超声变幅杆与超声换能器相连，所述超声换能器与超声变幅杆共同装配在夹持机构上，所述劈刀垂直装配于超声变幅杆的一端；所述劈刀下方依次设置加热板和升降平台，所述加热板和升降平台之间设置压力传感器；所述激光测振仪放置在平行于超声变幅杆的方向，对准劈刀获取劈刀表面的振动信号，输出到所述数据处理计算机，解析出振动信号相对应的劈刀表面的振动速度和位移。本发明可以按照需求任意设定振动参数以及对振动过程中各组件的超声传导过程进行全方面的测试和分析。

技术领域

本发明涉及微电子封装技术领域，特别涉及一种IC芯片封装用陶瓷劈刀超声输出性能的测试装置。

背景技术

超声引线键合技术是利用超声振动将引线键合到IC芯片和基板上的一种方法，是集成电路封装工艺的关键技术。引线键合过程中利用超声波驱动劈刀产生水平方向的弹性振动，同时施加向下压力，劈刀在这两种力的作用下，带动引线在焊区加热的金属表面迅速摩擦并发生塑性变形，从而在界面形成焊点。然而劈刀末端的振动形态受劈刀连接松紧程度、基底材料、焊区温度、压力大小等因素的共同作用，其振动是一个非平稳的时变过程，换能器激发的振动状态能否精确、快速地传递在劈刀上，决定了超声键合系统能否高效率、高性能地工作。因此，超声输出是评估劈刀性能的重要指标，直接影响劈刀键合强度及封装器件的可靠性。

目前对陶瓷劈刀的超声输出性能的检测，需要将劈刀装配在引线键合仪上进行。由于键合仪体积较大、结构复杂、劈刀装配区域测量空间狭小，难以安装振动传感器对劈刀表面进行接触式测量，而使用激光测振仪等非接触的测振方式的又会面临组件遮挡和测量角度、方位受限的问题。此外，引线键合仪各部件的功能和结构较为固定，无法按照需求任意设定振动参数以及对振动过程中各组件的超声传导过程进行全方面的测试和分析。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种IC芯片封装用陶瓷劈刀超声输出性能的测试装置，以方便对陶瓷劈刀超声输出性能进行检测。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种IC芯片封装用陶瓷劈刀输出性能的测试装置，包括超声换能器、超声变幅杆、夹持结构、劈刀、加热板、压力传感器、升降平台、激光测振仪和数据处理计算机；

所述超声变幅杆与超声换能器相连，所述超声换能器与超声变幅杆共同装配在夹持机构上，所述劈刀垂直装配于超声变幅杆的一端；

所述劈刀下方依次设置加热板和升降平台，所述加热板和升降平台之间设置压力传感器；

所述激光测振仪放置在平行于超声变幅杆的方向，对准劈刀获取劈刀表面的振动信号，输出到所述数据处理计算机，解析出振动信号相对应的劈刀表面的振动速度和位移。

进一步地，所述超声变幅杆一端加工有两个垂直的螺纹孔，所述劈刀穿过一个螺纹孔，螺栓穿过另一个螺纹孔将劈刀固定于所述超声变幅杆上。

进一步地，所述加热板顶部为铸铜电加热板，底部为石英隔热片，隔热片面积大于电加热板。

进一步地，所述升降平台为电动升降平台。

进一步地，所述激光测振仪为光纤式激光测振仪，通过柔性光纤将光学头和测振仪的光学组件连接起来。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

充分利用超声引线键合仪的结构和功能特点，去除引线键合过程中与超声振动无关的结构和部件，组成结构简单、测量空间大、便于调整参数设置的劈刀性能测试装置。本申请提供的装置结构简单，便于安装，能够对原有超声引线键合仪的主要功能进行模拟，还可以任意调整各结构的参数设置，准确获取动态的劈刀振动信号，能广泛应用于实际生产过程中劈刀性能的测试。

附图说明