一种热超声金丝键合工艺FMEA过程质量分析和控制方法与流程

本发明属于半导体器件质量分析及控制，特别涉及一种宇航用器件热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，适用于分析和控制热超声金丝键合工艺过程的质量水平。

背景技术：

1、热超声金丝键合工艺是半导体器件封装的常用互连工艺，随着我国航天电子元器件的不断发展，国产电子元器件在航天型号中应用的比例和数量不断提高，由于器件制造过程中热超声引线键合工艺过程控制不到位、技术状态控制不严，工艺过程中的风险隐患为宇航元器件质量提升带来很大的制约和困难。

2、目前fmea(failure mode and effect analysis，失效模式和影响分析)方法作为一种系统性的质量控制工具，主要应用于航天器、空间站、星船等大型工程项目中，针对器件封装工艺质量控制并无相关方法，特别是没有针对宇航用元器件引线键合工艺进行fmea的相关方法或要求。

技术实现思路

1、本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种宇航用器件热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，对工艺过程进行风险分析评价，制定工艺过程控制方法及要求，为宇航用器件引线键合工艺过程的精细化管理和质量水平提升提供了有效的技术支撑。

2、一种热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，包括：

3、根据宇航用器件热超声金丝键合工艺的工艺流程，对键合工艺各工序的功能进行分析；

4、结合键合工艺各工序功能，对宇航用器件热超声金丝键合工艺各工序进行潜在失效模式分析，确定引线键合工艺中的潜在失效模式；

5、对各潜在失效模式进行失效原因和机理分析，得到第一分析结果；

6、对各潜在失效模式进行失效影响和风险分析，得到第二分析结果；

7、根据第一分析结果和第二分析结果，输出fmea检测分析结果；

8、根据fmea检测分析结果进行关键工艺要素识别和薄弱环节确定，得到工艺要素相应控制等级和关键工艺要素；

9、根据工艺要素控制等级，形成工艺质量控制方法和要求，为产品引线键合过程控制与管理提供依据。

10、根据本发明提供的一种热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，具有以下有益效果：

11、本发明提供的一种热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，给出了热超声金丝键合工艺中潜在失效模式及相应的风险影响，识别了工艺过程中的关键工艺要素，明确了热超声金丝键合工艺的质量控制方法和要求，为热超声金丝键合工艺过程质量控制水平的提升和精细化提供了有效的技术支撑，对生产单位给出改进指导意见。

技术特征：

1.一种热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，其特征在于，所述根据宇航用器件热超声金丝键合工艺的工艺流程，对键合工艺各工序的功能进行分析的步骤中，对引线键合工艺流程进行工序分解，分解后的工序包括：形球、形成第一焊点、走线、形成第二焊点和分离。

3.根据权利要求2所述的热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，其特征在于，所述根据宇航用器件热超声金丝键合工艺的工艺流程，对键合工艺各工序的功能进行分析的步骤中，对各工序进行功能分析包括：形球工序，金属丝末端形成一个液态球；形成第一焊点工序，将引线金属球与芯片金属焊盘形成连接；走线工序，键合点之间形成拱丝；形成第二焊点工序，将引线与外引线框架形成连接；分离工序，本次键合结束准备下一键合的运行。

4.根据权利要求1所述的热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，其特征在于，所述结合键合工艺各工序功能，对宇航用器件热超声金丝键合工艺各工序进行潜在失效模式分析，确定引线键合工艺中的潜在失效模式的步骤中，潜在失效模式包括引线断裂、引线塌陷或倾倒、引线搭接、脱键、腐蚀、不良金属间化合物、弹坑。

5.根据权利要求1所述的热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，其特征在于，所述对各潜在失效模式进行失效影响和风险分析，得到第二分析结果的步骤中，所述第二分析结果包括宇航用器件热超声金丝键合工艺失效模式影响与严重程度间的对应关系评分、失效风险与失效模式发生频度评分、失效模式与可检测度间对应关系的评分、以及失效模式综合风险评分。

6.根据权利要求5所述的热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，其特征在于，所述失效模式综合风险评分＝失效模式影响与严重程度间的对应关系评分×失效风险与失效模式发生频度评分×失效模式与可检测度间对应关系的评分。

7.根据权利要求1所述的热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，其特征在于，所述根据第一分析结果和第二分析结果，输出fmea检测分析结果的步骤中，所述fmea分析结果包括工序对应的工艺参数、失效模式、失效后果、失效原因及机理、工序检测及控制方法及各失效模式的失效模式综合风险评分。

8.根据权利要求1所述的热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，其特征在于，所述根据fmea检测分析结果进行关键工艺要素识别和薄弱环节确定，得到工艺要素相应控制等级和关键工艺要素的步骤，根据失效模式的失效模式综合风险评分确定关键工艺要素和薄弱环节。

9.根据权利要求1所述的热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，其特征在于，所述根据工艺要素控制等级，形成工艺质量控制方法和要求，为产品引线键合过程控制与管理提供依据的步骤中，所述工艺质量控制方法和要求包括：键合工艺过程质量控制流程及要求、键合工艺完成后质量检测流程及要求和工艺控制表。

10.根据权利要求9所述的热超声金丝键合工艺fmea过程质量分析和控制方法，其特征在于，所述工艺控制表包括工艺中各工序的关键控制要素、控制级别与要求、检验要求和相关检验工具以及检验产品的周期、容量与参照标准。

技术总结
本发明提供了一种热超声金丝键合工艺FMEA过程质量分析和控制方法，包括：根据宇航用器件热超声金丝键合工艺的工艺流程，对键合工艺各工序的功能进行分析；结合键合工艺各工序功能，对宇航用器件热超声金丝键合工艺各工序进行潜在失效模式分析，确定引线键合工艺中的潜在失效模式；对各潜在失效模式进行失效原因和机理分析，得到第一分析结果；对各潜在失效模式进行失效影响和风险分析，得到第二分析结果；根据第一分析结果和第二分析结果，输出FMEA分析结果；根据FMEA分析结果进行关键工艺要素识别和薄弱环节确定，得到工艺要素相应控制等级和关键工艺要素；根据工艺要素控制等级，形成工艺质量控制方法和要求，为产品引线键合过程控制与管理提供依据。

技术研发人员：程晓冉,丁鸷敏,段超,吴照玺,曹瑞,吴凯莲,栗超,孟猛,张延伟
受保护的技术使用者：中国空间技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17