热压超声球引线键合在目前的芯片管脚封装市场中占据了很大的份额,引线两端焊点的键合强度是保障芯片与外部电气连接的重要指标,而目前工艺上第一球焊点真正的键合区通常为一个类似于椭圆环的区域,圆环中心并没有产生连接,也形象被称为“甜圈“连接。如果工艺上未连接的中心区也可以实现连接,则可以大大提高球焊点的键合强度,有利于提升整个芯片封装的可靠性和稳定性,从而为高集成度封装提供有力的技术支持。本论文描述了微电子制造业中IC封装技术的发展历程,着重介绍了引线键合技术的工艺过程及发展历程,为改善热压超声球焊点键合强度的工艺研究打下基础。为了提高球焊点的键合强度,必须弄清键合的机理,目前最能支持这种“甜圈”现象的机理是基于弹性假设的微滑移理论。但是由于FAB(键合金球)在超声中会产生塑性变形,键合中FAB的弹性与塑性之间的这种矛盾至今仍不明确。由于热压超声过程速度快(振动频率100Khz),时间短(几十微秒),不便于对其进行实验研究。随着计算机技术的不断发展,仿真已成为一种很好的研究键合过程的方法。目前已经有很多人利用有限元软件研究了第一球焊点键合过程中的应力分布,但都是采用固定的键合力和超声切向力,很少有分析球焊点超声振动时,接触面的滑移情况。本论文利用有限元软件ansys对热压超声球键合过程中的FAB分别进行了非线性弹性静力学分析与非线性弹塑性静力学分析,研究了超声过程中,弹性和塑性条件下金球应力分布的不同点及塑性条件接触面滑移区域的变化规律。由于实际热压超声球键合过程中,键合力与超声切向力容易受到各种因素的干扰而变得不稳定,必须采用非常复杂的反馈控制才能让其保持在用户设定的值上,而位移量的控制则相对要比力和能量的控制简单许多。根据ansys分析结果,结合微滑移理论,作者提出了一种提高第一焊点焊接强度的新工艺。