超聲能量是機械的振動(dòng)動(dòng)能,工作頻率超過(guò)了聲波(人類(lèi)聽(tīng)力正常,**頻率18kHz)。用于半導體封裝的超聲壓焊的頻率一般在40kHz至120kHz之間。超聲壓焊是一種固相焊接方法,這種特殊的固相焊接方法可以簡(jiǎn)單地描述為:在焊接初期,金屬材料在摩擦力的作用下有很強的塑性流動(dòng),這就為接觸純凈金屬創(chuàng )造了條件。并且接頭區的溫升和高頻振動(dòng),進(jìn)一步引起了金屬晶格上原子的活化狀態(tài)。這樣,當具有共價(jià)健特性的金屬原子彼此靠近,距離就會(huì )達到納米計的高度。可以通過(guò)通用電子在原子之間形成電子橋,即實(shí)現了所謂的金屬"結合"過(guò)程。
超聲焊接機又稱(chēng)“接縫”,是一種利用超聲頻率(16~120kHz)的機械振動(dòng)能量,將同類(lèi)或異種金屬、半導體、塑料和陶瓷等連接起來(lái)的特殊焊接方法。目前,超聲焊接技術(shù)廣泛應用于集成電路、電容器、超高壓變壓器屏蔽元件、微型電機、電子元器件、電池、塑膠零件的封裝等生產(chǎn)中。由于超聲波焊接具有高速、高效、高自控等優(yōu)點(diǎn),成為半導體封裝中實(shí)現內部互連的基礎技術(shù)。
通過(guò)對焊接過(guò)程的研究發(fā)現,在超聲波焊接中,摩擦、塑性流和溫度是三個(gè)相互依賴(lài)的重要因素,其中摩擦起著(zhù)主導作用,它不僅是焊接中的主要熱源,還能通過(guò)排除氧化膜的作用,為純凈金屬表面間接觸點(diǎn)創(chuàng )造條件。